CN103206571A - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁阀。所述电磁阀包括产生磁力的线圈（9），被设置在线圈（9）的径向内侧的定子芯（10），在磁力作用下在线圈（9）的轴向上朝向定子芯（10）移动的电枢（11），被设置在线圈（9）的径向外侧的磁轭（12），轴向接触磁轭（12）并且包括将电枢（11）可滑动地支撑的滑动孔（2a）的外壳（2），和环形磁性板（14）。环形磁性板（14）在磁性板（14）径向内侧面向电枢（11），并且在磁性板（14）径向外侧经由间隙（C）面向磁轭（12）。磁性板（14）相对于磁轭（12）接触外壳（2）的位置在沿轴向方向的一侧并且在滑动孔（2a）内表面的径向外侧径向接触外壳（2）。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，该电磁阀包括能够由磁性吸力移动的电枢。

背景技术

通常，电磁阀被用作减压阀，该减压阀将被储存在如图4A和4B所示的共轨中的高压燃料排放并且减压（如，专利文献1：JP2011-202770A）。图4A和4B所示的电磁阀100包括外壳101、在外壳101内沿杆102的轴向方向被可滑动地支撑的杆102、以及致动杆102的电磁致动器105。阀体被配置在杆102的前端，阀体通过按照杆102的动作移动以打开或者关闭被配置在外壳101内的阀孔。

电磁致动器105包括筒形线圈107、定子芯108、磁轭109以及电枢110，该筒形线圈107在其被通电时产生磁场，该定子芯108被设置在线圈107的径向内部，从而在线圈107通电时被磁化，该磁轭109被设置在线圈107的径向外部，从而与定子芯108一起构成磁路，该电枢110被吸向定子芯108。外壳101在轴向方向的端面101a接触磁轭109和磁性板112。磁性板112被用作配置在电枢110和磁轭109之间的磁路的一部分。磁性板112的径向内表面面向电枢110的径向外表面，并且磁性板112的径向外表面面向磁轭109。非磁性的套圈113被置于磁性板112和定子芯108之间。

电磁阀100包括被称为第一组件117的子组件和被称为第二组件118的另一子组件。第一组件117包括定子芯108、磁性板112、套圈113、外壳101、电枢110和杆102。在第一组件117中，定子芯108、磁性板112、套圈113和外壳101通过焊接等类似方法形成整体，并且电枢110和杆102被容纳在其中。第二组件118包括线圈107、磁轭109和连接器115。电磁阀100按照下面步骤组装：（i）第二组件118被安装到第一组件117，从而使得定子芯108被插进线圈107，（ii）连接器115通过旋转第二组件118而被设定在预定位置，以及（iii）第一组件117通过使用螺母120而被紧固到第二组件118。

为了实现第二组件118相对于第一组件117的旋转，小的间隙C被配置在线圈107的径向内表面与定子芯108的径向外表面之间以及磁轭109与磁性板112的径向外表面之间。因为磁轭109与磁性板112的径向外表面之间的间隙C是空气空间，所以磁通量难以穿过该间隙C。因此，磁通量穿过同时与磁轭109和磁性板112接触的外壳101。由此，闭合磁路在线圈107被通电时被提供，并且该闭合磁路穿过定子芯108、电枢110、磁性板112、外壳101、磁轭109和螺母120，如图4B的长短交替虚线所示。

当外壳101由磁性材料制成时，磁通密度能够在闭合磁路内被保持在较高的值。替代地，依据对机械强度的确保，外壳101可以由硬化钢制成。当外壳101由非磁性材料诸如硬化钢（例如，SCM415（铬鉬钢））制成时，外壳101内的磁通密度可能降低。其结果是，在线圈107被通电时产生的磁性吸力可能减小。

本发明的目的是提供一种电磁阀，在确保外壳的机械强度的同时限制磁性吸力的减小。

发明内容

按照本发明的一个方面，电磁阀包括线圈、定子芯、电枢、磁轭、外壳和环形磁性板。当线圈被通电时，其产生磁力，并且定子芯被设置在线圈的径向内侧以作为磁路。电枢相对于定子芯被设置在沿线圈轴向方向的一侧，从而能够在磁力作用下朝向定子芯移动。磁轭被设置在线圈的径向外侧以作为磁路。外壳相对于磁轭被设置在所述沿轴向方向的一侧以作为磁路并且轴向接触磁轭。外壳包括将电枢可滑动地支撑的滑动孔。磁性板在磁性板径向内侧面向电枢的外周面，磁性板在磁性板径向外侧通过间隙面向磁轭。磁性板相对于磁轭接触外壳的位置在所述沿轴向方向的一侧径向接触外壳，并且在滑动孔内表面的径向外侧径向接触外壳。

因此，当穿过定子芯、电枢、磁性板、外壳和磁轭的闭合磁路在线圈被通电时产生时，磁通量在外壳内经过的长度能够被缩短。因此，即使当外壳由机械强度优越的非磁性材料制成时，磁性吸力的降低也能够被限制。

外壳可以包括相对于滑动孔被配置在沿轴向方向的另一侧上的大孔，以和所述滑动孔连通。所述大孔可以径向上大于滑动孔。磁性板可以包括在轴向方向的一侧上的轴向一侧部，并且所述轴向一侧部可以被插进大孔，从而被固定到外壳。这是磁性板的固定状态的一个示例。

滑动孔和大孔可以被设置成在大孔和滑动孔之间提供台阶部，并且磁性板可以具有相对于该磁性板在轴向方向的一侧接触所述台阶部的表面。由此，能够容易地确定磁性板沿轴向方向的位置。

磁性板可以通过压配合、焊接、压接或钎焊被固定到外壳。这些都是磁性板与外壳之间的固定状态的示例。替代地，除了压配合之外，磁性板可以采用下述固定方法之一被固定到外壳：焊接、压接和钎焊。因此，磁性板能够更紧固地被固定到外壳。

按照本发明的另一方面，电磁阀包括线圈、定子芯、电枢、磁轭、圆筒形外壳和环形磁性板。线圈当被通电时产生磁力，并且定子芯被设置在线圈的径向内侧。电枢相对于定子芯被设置在沿线圈轴向方向的一侧，从而能够在磁力作用下朝向定子芯移动。磁轭被设置在线圈的径向外侧，并且磁轭具有从径向外侧覆盖线圈的圆筒形。外壳相对于磁轭被设置在沿轴向方向的一侧，并且外壳具有轴向接触磁轭的第一接触面。第一接触面相对于线圈位于沿轴向方向的一侧。磁性板位于磁轭和外壳的径向内侧。磁性板在磁性板径向内侧面向电枢，并且在磁性板径向外侧通过间隙面向磁轭。外壳还具有第二接触面，该第二接触面在外壳径向内侧径向接触磁性板。

附图说明

从下述说明书、附属的权利要求和附图中将会最佳地理解本发明的技术方案以及其附加的目的、特征和优点，其中：

图1是示出了根据示意实施例的减压阀的截面图；

图2A是示出了对应图1所示部分II的减压阀的一部分的截面图；

图2B是示出了根据对比示例的减压阀的一部分的截面图；

图3是示出了间隙C的距离T与线圈通电时产生的磁性吸力之间的关系的图；

图4A是示出了根据现有技术的减压阀的截面图；以及

图4B是示出了对应图4A所示部分IVB的减压阀的一部分的截面图。

具体实施方式

以下将参照图1至3描述根据本发明的示意实施例的电磁阀。本实施例的电磁阀被用作减压阀1，该减压阀1用于降低共轨内的压力，该共轨将燃料以高压蓄压在其中。

减压阀1包括外壳2、在外壳内沿轴向方向滑动的杆3、被配置在杆3的前部的阀体（未示出）和驱动杆3的驱动部。如图中双向箭头所示，每个图中的下侧被称为沿轴向方向的一侧，每个图中的上侧被称为沿轴向方向的另一侧。

所述驱动部通过杆3驱动阀体，所述驱动部包括弹簧7和电磁致动器8。电磁致动器8包括的圆筒形线圈9、定子芯10、电枢11以及磁轭12，该线圈9在被通电时产生磁性吸力，该定子芯10被设置在线圈9的径向内侧以作为磁路，该电枢11相对于定子芯10被设置在沿轴向方向的一侧以与定子芯10相对，并且在磁性吸力作用下朝向定子芯10移动，该磁轭12被设置在线圈9的径向外部以作为磁路。线圈9与杆3同轴。

线圈9包括线圈本体9a和连接器9b，线圈本体9a通过该连接器9b被连接到外侧部。连接器9b例如由通过模压成型而覆盖线圈本体9a的树脂材料的一部分构成，并且连接器9b从线圈本体9a径向向外突出。

定子芯10由磁性材料（例如铁磁性材料，诸如铁）制成，并且具有带底的圆筒形。定子芯10具有弹簧容纳孔10a，所述弹簧容纳孔朝向沿轴向方向的一侧开口，并且定子芯10被设置在线圈9内。电枢11由磁性材料（例如铁磁性材料，诸如铁）制成，并且被设置成在轴向方向与定子芯10相对。电枢11被固定到杆3。

磁轭12由磁性材料（例如铁磁性材料，诸如铁）制成。磁轭12包括覆盖线圈9的外周的壁部12a，以及从该壁部12a的一端径向向内延伸以覆盖线圈9的在沿轴向方向的一侧上的端面的延伸部12b。磁轭12具有从径向外侧覆盖线圈9的圆筒形。

弹簧7为压缩盘簧，并且沿阀闭合方向，即朝向沿轴向方向的一侧推动被固定到杆3的电枢11。换言之，弹簧7通过杆3沿阀闭合方向在阀体上提供推力。弹簧7被容纳在弹簧容纳孔10a内。

外壳2容纳电枢11和杆3在其中，并且由非磁性材料，诸如硬化钢（例如铬鉬钢（SCM415））制成。外壳2相对于磁轭12被设置在沿轴向方向的一侧，并且通过例如焊接被固定到磁轭12，以作为磁路。外壳2包括滑动孔2a和大孔2b，该滑动孔2a朝向沿轴向方向的另一侧开口并且将电枢11可滑动地支撑，该大孔2b相对于滑动孔2a被配置在沿轴向方向的另一侧，以和所述滑动孔2a连通。大孔2b在线圈9的径向方向上大于滑动孔2a。滑动孔2a和大孔2b彼此同轴，并且因为滑动孔2a与大孔2b之间在径向方向上的尺寸差异，台阶部2c被配置在滑动孔2a和大孔2b之间。台阶部2c具有面向沿轴向方向的另一侧的表面。外壳2可以形成为圆筒形。如图2A所示，外壳2可以具有与磁轭12轴向接触的第一接触面2d，并且该第一接触面2d相对于线圈9位于沿轴向方向的一侧。

减压阀1还包括环形磁性板14，该磁性板14包括位于该磁性板14的在沿轴向方向的一侧上的一部分中的轴向一侧部14a。该轴向一侧部14a被插进大孔2b从而被固定到外壳2。磁性板14由磁性材料（例如铁磁性材料，诸如铁）制成。磁性板14的内周面相对于大孔2b在沿轴向方向的另一侧面向电枢11的外周面，并且磁性板14的外周面相对于大孔2b在沿轴向方向的另一侧通过间隙C在径向方向上面向延伸部12b。磁性板14的轴向一侧部14a相对于磁轭12接触外壳2的位置在沿轴向方向的一侧并且在滑动孔2a的内周面的径向外侧径向接触外壳2。磁性板14可以位于磁轭12和外壳2的径向内侧。如图2A所示，外壳2可以具有第二接触面2e，该第二接触面2e在外壳2的径向内侧径向接触磁性板14。第二接触面2e在沿轴向方向的另一侧的一端可以被径向地并且线性地连接到第一接触面2d。第二接触面2e在沿轴向方向的另一侧的一端可以定位成以间隙C远离第一接触面2d的径向内端。第一接触面2d可以平行于轴向方向，第二接触面2e可以垂直于轴向方向。磁轭12可以在整个圆周上接触外壳2，并且磁性板14可以在整个圆周上接触外壳2。

磁性板14被压配合到大孔2b中以接触台阶部2c，并且轴向一侧部14a通过焊接被结合到大孔2b的内周面，从而使得磁性板14被固定到外壳2。磁性板14通过焊接或类似方法借助非磁性套圈16被固定到定子芯10。减压阀1包括被称为第一组件21的子组件。第一组件21包括定子芯10、套圈16、磁性板14和外壳2，这些元件通过焊接彼此成整体。

减压阀1还包括被称为第二组件22的另一子组件。第二组件22包括线圈9和磁轭12。减压阀1这样进行组装：（i）第一组件21与第二组件22组合，从而使得定子芯10被插进线圈9；（ii）通过旋转第二组件22，连接器9b相对于第一组件21被定位在预定位置；以及（iii）第一组件21和第二组件22通过使用螺母23而被固定。

间隙C被配置用于当第一组件21与第二组件22被组合时使得第二组件22能够相对于第一组件21旋转。螺母23被固定到定子芯10，从而使得第二组件22被固定在螺母23与外壳2之间，并且螺母23接触定子芯10和磁轭12以作为磁路。当线圈9被通电时，闭合磁性回路被形成，其穿过定子芯10、电枢11、磁性板14、外壳2、磁轭12和螺母23。

示意实施例的效果将被描述。磁性板14的轴向一侧部14a在穿过定子芯10、电枢11、磁性板14、外壳2、磁轭12和螺母23的闭合磁性回路中在滑动孔2a的内周面的径向外侧径向接触外壳2。在对比示例中，如图2B所示，磁轭212和磁性板214相对于外壳202在沿轴向方向的另一侧沿轴向方向接触外壳202的表面。在本实施例中，如图2A所示，磁性板14朝向沿轴向方向的一侧延伸以同时在轴向方向和径向方向上接触外壳2。

因此，在本实施例中，磁通量在外壳2内经过的距离与对比示例相比能够被缩短。在对比示例中，因为磁轭212和磁性板214仅仅在沿轴向方向的另一侧接触外壳202的表面，所以磁通量通过如图2B中的箭头所示的外壳202中U形回转从磁性板214穿过外壳202到达磁轭212。具体地，磁通量从磁性板214朝向沿轴向方向的一侧流动进入外壳202，然后在外壳202内U形回转并且朝向沿轴向方向的另一侧流动从而进入磁轭212。在本实施例中，如图2A所示，磁通量能够平滑地从磁性板14通过外壳2进入磁轭12。具体地，磁通量从磁性板14沿径向方向向外流入外壳2，并且随后进入磁轭12而不在外壳2内U形回转。

因为外壳2和202由非磁性材料制成，所以外壳2和202具有较大的磁阻和相对较低的磁通量密度。因此，在对比示例中，磁性板214与磁轭212之间的磁通量密度可能降低，并且磁通量密度相对较高的区域A可能因此如图2B所示的那样小。相反地，在本实施例中，磁通量在外壳2内经过的距离能够被缩短。因此，在本实施例中，磁通量密度相对较高的区域A大于对比示例中的区域A。

因此，在本实施例中，能够获得较强的磁性吸力。如图3所示，在对比示例中，磁性吸力随着间隙C的距离T的增加而线性减小，而在本实施例中，磁性吸力不会随着间隙C的距离T的增加而减小，直到距离T到达预定值。对于间隙C的同一距离T，在本实施例中磁性吸力能够被保持为比对比示例中的更高。因此，在本实施例中，即使外壳2由非磁性材料制成，磁通密度也能被保持为较高。所以，在保持外壳2较高的机械强度的同时，磁性吸力的减小能够被限制。

尽管本发明已经参照附图结合其示例实施例被充分描述，但应当指出的是，各种变化和改进对于本领域技术人员是显而易见的。

在示意实施例中，磁性板14通过将该磁性板14压配合到大孔2b中从而使得该磁性板14接触台阶部2c，以及通过将磁性板14与外壳2之间焊接而被固定到外壳2。然而，磁性板14可以仅仅通过压配合而被固定到外壳2。此外，磁性板14可以通过这些固定方法之一被固定到外壳2：焊接、压接和钎焊。除了压配合之外，磁性板14可以通过这些固定方法之一而被固定到外壳2：焊接、压接和钎焊。磁性板14可以与台阶部2c分离。

滑动孔2a可以通过将杆3可滑动地支撑来支撑电枢11。

在示意实施例中，本发明被应用到减压阀1，但是本发明的用途不被限制到减压阀1。本发明可以被应用到各种电磁阀。

附加的优点和修改对于本领域技术人员而言是容易被想到的。因此本发明在其更广泛的意义上并不被限制到所示以及所说明的具体细节、代表性装置、以及展示性示例中。

Claims (11)

1.一种电磁阀，包括：

线圈（9），所述线圈（9）在被通电时产生磁力；

定子芯（10），所述定子芯（10）被设置在所述线圈（9）的径向内侧以作为磁路；

电枢（11），所述电枢（11）相对于所述定子芯（10）被设置在沿所述线圈（9）轴向方向的一侧，以能够在磁力作用下朝向所述定子芯（10）移动；

磁轭（12），所述磁轭（12）被设置在所述线圈（9）的径向外侧以作为磁路；

外壳（2），所述外壳（2）相对于所述磁轭（12）被设置在沿所述轴向方向的一侧以作为磁路，并且轴向接触所述磁轭（12），所述外壳（2）包括将所述电枢（11）可滑动地支撑的滑动孔（2a）；以及

环形磁性板（14），所述环形磁性板（14）在所述环形磁性板（14）的径向内侧面向所述电枢（11）的外周面，并且在所述环形磁性板（14）的径向外侧经由间隙（C）面向所述磁轭（12），其中所述磁性板（14）相对于所述磁轭（12）接触所述外壳（2）的位置在沿所述轴向方向的一侧并且在所述滑动孔（2a）内表面的径向外侧径向接触所述外壳（2）。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其中

所述外壳（2）包括相对于所述滑动孔（2a）被配置在沿所述轴向方向的另一侧以与所述滑动孔（2a）连通的大孔（2b），

所述大孔（2b）的径向尺寸大于所述滑动孔（2a）的径向尺寸，

所述磁性板（14）包括在沿所述轴向方向的一侧上的轴向一侧部（14a），以及

所述轴向一侧部（14a）被插进所述大孔（2b）以被固定到所述外壳（2）。

3.如权利要求2所述的电磁阀，其中

所述大孔（2b）和所述滑动孔（2a）被设置成在所述大孔（2b）和滑动孔（2a）之间提供台阶部（2c），以及

所述磁性板（14）具有相对于所述磁性板（14）在沿所述轴向方向的一侧接触所述台阶部（2c）的表面。

4.如权利要求2所述的电磁阀，其中所述磁性板（14）被压配合到所述大孔（2b）中。

5.如权利要求2至4之一所述的电磁阀，其中所述磁性板（14）通过在所述大孔（2b）内焊接而被固定到所述外壳（2）。

6.如权利要求2至4之一所述的电磁阀，其中所述磁性板（14）通过在所述磁性板（14）被插进所述大孔（2b）的状态下压接而被固定到所述外壳（2）。

7.如权利要求2至4之一所述的电磁阀，其中所述磁性板（14）通过在所述大孔（2b）内钎焊而被固定到所述外壳（2）。

8.一种电磁阀，包括

线圈（9），所述线圈（9）在被通电时产生磁力；

定子芯（10），所述定子芯（10）被设置在所述线圈（9）的径向内侧；

电枢（11），所述电枢（11）相对于所述定子芯（10）被设置在沿所述线圈（9）的轴向方向的一侧，以能够在磁力作用下朝向所述定子芯（10）移动；

磁轭（12），所述磁轭（12）被设置在所述线圈（9）的径向外侧，所述磁轭（12）具有从径向外侧覆盖所述线圈（9）的圆筒形；

圆筒形外壳（2），所述外壳（2）相对于所述磁轭（12）被设置在沿所述轴向方向的一侧，所述外壳（2）具有轴向接触所述磁轭（12）的第一接触面（2d），所述第一接触面（2d）相对于所述线圈（9）位于沿所述轴向方向的一侧；以及

环形磁性板（14），所述磁性板（14）位于所述磁轭（12）和所述外壳（2）的径向内侧，所述磁性板（14）在所述磁性板（14）的径向内侧面向所述电枢（11），并且在所述磁性板（14）径向外侧经由间隙（C）面向所述磁轭（12），其中

所述外壳（2）还包括在所述外壳（2）的径向内侧径向接触所述磁性板（14）的第二接触面（2e）。

9.如权利要求8所述的电磁阀，其中

所述第二接触面（2e）在沿所述轴向方向的另一侧上的一端径向且线性连接所述第一接触面（2d），以及

所述第二接触面（2e）在沿所述轴向方向的另一侧上的所述一端定位成以间隙（C）远离所述第一接触面（2d）的径向内端。

10.如权利要求8或9所述的电磁阀，其中所述第一接触面（2d）平行于所述轴向方向，并且所述第二接触面（2e）垂直于所述轴向方向。

11.如权利要求8或9所述的电磁阀，其中所述磁轭（12）在整个圆周上接触所述外壳（2），并且所述磁性板（14）在整个圆周上接触所述外壳（2）。

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