CN103291513A

CN103291513A - 电磁阀

Info

Publication number: CN103291513A
Application number: CN2013100571836A
Authority: CN
Inventors: 鹤信幸; 赤濑广至
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-09-11
Also published as: KR20130097652A; JP2013174158A; US20130221256A1; EP2631465A1

Abstract

本发明提供一种电磁阀。在主体（70）中配置有线圈（102）和被线圈（102）吸引的衔铁（80）。供与衔铁（80）形成为一体的阀部（82）落座的阀座（74）也设置于主体（70）。高压通路（76）连接于阀座（74），利用阀部（82）向阀座（74）的落座将高压通路（76）与低压通路之间切断，利用阀部（82）从阀座（74）的离开使高压通路（76）与低压通路之间连通。阀部（74）的落座以及离开是通过对线圈（102）的通电和停止通电所引起的衔铁（80）的移动而进行的。阀部（74）利用螺旋弹簧（104）的作用力落座于阀座（74）。在与高压通路（76）相对的阀部（74）形成有通孔（86）。密封构件（106、110）插入通孔（86）并卡定于主体（70）。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，例如涉及一种使用于燃料喷射阀的电磁阀。

背景技术

在日本特许公开公报第2010－174820号中公开了在燃料喷射阀使用的电磁阀、尤其是在使用于共轨系统（common rail）的燃料喷射阀中使用的电磁阀的一个例子。如图1所示，该燃料喷射阀由喷嘴主体2、针状物3、保持件主体4、孔板6以及电磁单元8等构成。喷嘴主体2借助于锁紧螺母10隔着孔板6结合在保持件主体4的下端。从喷嘴主体2的上端面朝向顶端部形成有以使针状物3滑动自如的方式容纳该针状物3的导孔12。在导孔12的顶端形成有在针状物3上升时喷射燃料的喷射口14。经由导孔12的内周面与针状物3的外周面之间的间隙向喷射口14引导高压燃料的高压通路16形成于喷嘴主体2。在导孔12的中途形成有扩大内径而得到的燃料贮存室18。虽未图示，但是高压通路16的上端在喷嘴主体2的上端面开口，并连接于孔板6的高压通路20。高压通路20经由保持件主体4内的高压通路22而连接于设置在保持件主体4的上端的配管接头24。从共轨向配管接头24供给高压燃料。

在导孔12的上端压入固定有圆筒形状的弹簧座26，在弹簧座26与针状物3之间配置有沿闭阀方向（图1的下方）向针状物3施力的弹簧28。在弹簧座26的内周面形成有向针状物3的上端面施加高压燃料压力作为背压的背压室30，针状物3也在该背压的作用下向闭阀方向被施力。另外，燃料贮存室18的高压燃料的压力沿开阀方向（图1的上方）对针状物3施力。

如在图2中放大所示，在孔板6形成有使高压燃料从高压通路20流入背压室30的流入通路32以及使高压燃料从背压室30向低压侧流出的流出通路34。

在保持件主体4内容纳有电磁单元8。电磁单元8具备：定子38，其具有卷绕于树脂制绕线管的电磁线圈36；衔铁40，其以与该定子38相对的方式移动；以及球阀42，其与衔铁40一体地移动，从而打开、关闭流出通路34。在定子38的中心部形成有沿着上下方向延伸的弹簧容纳孔44。在该弹簧容纳孔44中容纳有弹簧46，该弹簧46按压衔铁40并向流出通路34侧按压球阀42。定子38的下方的空间作为容纳球阀42的阀室43而发挥功能，该阀室43中充满从流出通路34流出的低压燃料。在孔板6的上表面形成有环状的槽48。阀室43的低压燃料经由从该槽48向外侧方向延伸的槽50而流出至低压通路52。

衔铁40具有圆板部54，圆板部54与定子38相对配置，并与定子38共同形成磁路。在圆板部54的中央形成有基体部56，从该基体部56朝向球阀42形成有抵接部58，在该抵接部58的内部容纳有球阀42。在圆板部54中，绕其中心同心地形成有多个通孔60。在这些通孔60之中的几个孔插入有导销62。这些导销62固定于孔板6。通孔60形成在使圆板部54和定子38所形成的磁路中断的位置。在电磁线圈36的下表面上配置有磁性构件63。磁性构件63嵌在形成于定子38的下部的突出部64，是从定子38的外周围到达突出部64的环状构件，且该磁性构件63与突出部64接触。

由于在停止向电磁线圈36通电的状态下，球阀42关闭流出通路34，因而，向闭阀方向对针状物3施力的背压室30的油压和弹簧28的作用力比向开阀方向对针状物3施力的燃料贮存室18的油压大。因此，针状物3关闭喷射口14，不喷射燃料。若向电磁线圈36通电，则在电磁线圈36的周围产生磁通，定子38、衔铁40被磁化，衔铁40被吸引于定子38。其结果，衔铁40克服弹簧46的作用力，一边被导销62引导一边向定子38侧移动。由此，球阀42承受背压室30的油压而打开流出通路34，背压室30的高压燃料向球阀42的阀室开放。背压室30的油压降低，打开针状物3的力量增大，针状物3上升，燃料从喷射口14喷射。

发明内容

在上述的电磁阀中，在电磁线圈36不通电时，弹簧46一定会产生比经由流出通路34施加于球阀42的压力大的作用力。其结果，弹簧46需要使用作用力大且尺寸大的弹簧。若弹簧46增大，则衔铁40也必然变大，弹簧46的质量也会增加，球阀42的开阀速度降低。在谋求电磁阀的高速化的例如共轨系统中，该开阀速度的降低成为较大的问题。

本发明的目的在于提供一种能够提高驱动速度的电磁阀。

本发明的一个技术方案的电磁阀具有主体，在该主体中容纳有线圈。在主体内配置有被上述线圈吸引的衔铁。与该衔铁一体地形成有阀部。在主体内还设有供该阀部落座的阀座。高压通路连接于上述阀座。该高压通路连接于例如上述的现有技术文献中的背压室。通过使上述阀部落座于上述阀座，由此将上述高压通路和供流体、例如液体、具体为燃料从高压通路流过的低压通路之间切断，通过使上述阀部离开上述阀座使上述高压通路和上述低压通路之间连通。该阀部的落座以及离开是通过对上述线圈的通电和停止通电所引起的衔铁的移动进行的。优选的是，阀部利用例如设置在与高压通路相反侧的弹性单元、例如弹簧的作用力落座于阀座。在与上述高压通路相对的上述阀部，在上述衔铁的移动方向上形成有通孔。密封构件插入该通孔，上述密封构件卡定于上述主体。优选的是，密封构件与通孔之间的间隙设定为不会阻碍上述衔铁的工作，且尽可能减少泄漏。当上述衔铁在上述落座位置和上述离座位置之间移动时，该衔铁与上述密封构件一起滑动。

在如此构成的电磁阀中，由于在衔铁设有通孔，因而与通孔的纵向截面积相应地，能够减少衔铁承受来自高压通路的高压流体的承压面积。因而，在用于使阀落座于阀座的弹性单元中能够使用作用力较小的小型的弹性构件，其结果，衔铁也能够使用与较小的作用力对应的小型且轻量的构件，能够使离开、即开阀的速度加快。此外，通孔内的高压流体的压力虽由密封构件承受，但是由于该密封构件卡定于主体部，因而不会出现密封构件移动的情况。

能够将上述密封构件固定于上述主体。在该情况下，上述密封构件将上述衔铁支承为能够移动到上述落座位置和上述离座位置。即，密封构件引导衔铁。

若如此构成，由于密封构件作为引导件而发挥功能，因而不需要如上述的技术文献那样另外设置引导构件，能够减少电磁阀的部件数量。

还能够配置与上述通孔连接的筒状部。优选的是，该筒状部包围密封构件并向与高压通路相反一侧延伸。

若如此设置筒状部，则能够减少来自高压通路的流体从密封构件与通孔之间的间隙泄漏的情况。除此之外，能够减少衔铁受到高压通路的高压流体的影响而倾斜的情况。

附图说明

图1是使用了以往的电磁阀的燃料喷射阀的局部简要侧视图。

图2是图1的燃料喷射阀的局部简要放大剖视图。

图3是本发明的第1实施方式的电磁阀的一部分的纵向剖视图。

图4A是在图3的电磁阀中使用的衔铁的横向剖视图。

图4B是图3的电磁阀中使用的衔铁的纵向剖视图。

图5是本发明的第1实施方式的电磁阀的剩余部分的纵向剖视图。

图6是本发明的第2实施方式的电磁阀的局部简要纵向剖视图。

具体实施方式

与上述的现有技术相同，本发明的第1实施方式的电磁阀设置于在共轨系统中使用的燃料喷射阀。在该电磁阀中，利用向线圈通入的电流而使衔铁移动，从而使高压流体流到低压流路。由此，使喷射口关闭的喷嘴上升，将高压燃料从喷射口供给至柴油发动机的缸体。

如图3所示，在该电磁阀中具有主体部70。该主体部70由基体部70a、筒体部70b、结合部70c、头部70d等构成。在设置于基体部70a的上表面中央的凹处71配置有阀座形成部72。在该阀座形成部72的一端、在图3中是上端的中央形成有阀座74。高压通路76从阀座74形成至阀座形成部72内，如图5所示，从位于阀座形成部72的下方的背压室200向该高压通路76供给高压流体、即高压燃料。

喷嘴204的上端部204a位于形成在阀座形成部72的下方的凹部202，该上端部204a与高压通路76之间设为背压室200。从形成于基体部70a的高压通路206向该背压室200供给高压燃料，该高压燃料对喷嘴204施加背压。从共轨向高压通路206供给高压燃料。在基体部70a中朝向图5中的下方形成有经由导孔207与凹部202相连的通路208。在该通路208的下端形成有燃料喷射口210。该燃料喷射口210被喷嘴204的顶端部204b关闭。在下端部204b的周围形成有燃料贮存室211。燃料贮存室211经由形成于基体部70a的高压通路212连接于高压通路206。喷嘴204的上端部204a和下端部204b借助引导部204c而结合。引导部204c在图5中的上下方向上借助导孔207被引导。在设置在引导部204c的中途的弹簧支架214与通路208的图5中的上端之间，配置有弹性单元、例如簧圈216。簧圈216沿关闭燃料喷射口210的方向（图5的下方）对喷嘴204施力，喷嘴204也在背压室200的背压的作用下向关闭方向被施力。燃料贮存室211的高压燃料的压力沿打开方向（图5的上方）对喷嘴204施力。但是，由于基于簧圈216的弹簧力与背压之和的关闭的力比基于燃料贮存室211的高压燃料的压力的打开燃料喷射口210的力大，因而喷嘴204关闭燃料喷射口210。但是，若失去背压室200的背压，则上述打开的力比上述关闭的力大，喷嘴204打开燃料喷射口210。

在阀座74的图3中的上方，与高压通路76同心地配置有衔铁80。形成在该衔铁80的例如下表面中央的阀部82落座于阀座74，并关闭阀座74。衔铁80如后所述能够在图3中的上下方向上升降，在上升时，阀部82离开阀座74而开阀。通过使筒体部70b以包围阀座形成部72的方式嵌于基体部70a的凹处71，从而在阀座形成部72的周围形成有低压通路83。该低压通路与基体部74a的外部连通。利用阀部82从阀座74的离开使从背压室200流至高压通路76的高压流体从阀座74流出至低压通路83。低压通路83的低压油经由未图示的通路排出到外部。由此，如上所述，燃料喷射口210关闭的喷嘴204上升，从燃料喷射口210向柴油发动机的缸体供给高压燃料。

如图4A及图4B所示，衔铁80在中央具有圆板状的高强度部84。在该高强度部84的下表面中心形成有阀座82。高强度部84由圆板状的强度比较高的高强度材料、例如钢、钛等构成。在该高强度部84的中心穿设有在图3中的上下方向上贯穿的通孔86。该通孔86的直径与高压通路76的直径大致相等。在该高强度部84的周围形成有磁性部88。磁性部88是磁性材料，例如是压粉磁性材料制的环状体。磁性部88以其内周面面与高强度部84的外周面接触的方式嵌入高强度部88。

如图3所示，在位于主体部70内的衔铁80的上部、亦即筒体部70b内配置有定子95。定子95具有内侧圆筒状部96。在该内侧圆筒状部96落座于阀座74的状态下，该内侧圆筒状部96的下端以隔开预定间隙的方式位于衔铁80的高强度部84（图4A以及图4B）的上方。该内侧圆筒状部96与高压通路76配置为同心状。外侧圆筒状部98以与该内侧圆筒状部96同心且与内侧圆筒状部96隔开间隔的方式配置在筒体部70b的内周面附近。在这些内侧圆筒状部96与外侧圆筒状部98之间配置有芯体100。该芯体100的下端面与落座于阀座74的状态下的衔铁80隔开预定间隔。在该芯体100上卷绕有线圈102。线圈102也与高压通路76同心地配置，线圈102的中心部分与高压通路76相对。

在向线圈102通电了的情况下，芯体100被线圈102所产生的磁通磁化。伴随着芯体100的磁化，衔铁80也被磁化，衔铁80将朝向芯体100侧移动。其结果，阀部82离开阀座74。此外，如上所述，线圈102的中心部分与高压通路76相对。该中心部分的磁通较少，即使在与该中心部分相对的衔铁80的中心部分形成有通孔86，芯体100和线圈102所导致的对吸引力的影响也较少。

另外，在内侧圆筒状部96的内部配置有弹性单元、例如螺旋弹簧104。该螺旋弹簧104的一端与衔铁80的高强度部84的上表面接触，另一端与弹簧支架106接触。在通过向线圈102通电而使衔铁80上升时，该螺旋弹簧104克服其弹簧力被压缩。在停止向线圈102通电时，螺旋弹簧104利用其弹簧力使衔铁80克服其下表面承受的压力而下降至阀座74。

弹簧支架106利用螺旋弹簧104的作用力、例如弹簧力按压固定在阶梯部107。阶梯部107形成于内圆筒状部96的上端和连接于头部70d的圆筒组件部108之间的接合部分。棒状的引导部110从该弹簧支架106的下表面中央穿过螺旋弹簧104内延伸至通孔86内。该引导部110的下端的外周面与通孔86的内周面接触。引导部110在衔铁80升降时作为该衔铁80的引导件而发挥功能。另外，引导部110的下端在落座有阀部82的状态下的衔铁80中停在通孔86内。其结果，引导部110不会封堵高压通路76，在通孔86内，该引导部110承受来自高压通路86的高压流体的压力。这些弹簧支架部106和引导部110构成密封构件。附图标记112、113所表示的是圆筒组件108亦即位于内侧圆筒部96的周围的圆筒组件。附图标记114所表示的是与外侧圆筒部98相连的圆筒组件。

在如此构成的电磁阀中，如上所述，在对线圈102通电时，衔铁80被引导部110引导而一边克服螺旋弹簧104的弹簧力一边上升。其结果，阀部82离开阀座74，背压室200的高压流体流出至低压通路83，燃料喷射口210关闭的喷嘴204上升，从燃料喷射口210向柴油发动机的缸体供给高压燃料。另外，在线圈102的通电被切断时，衔铁80借助螺旋弹簧104的弹簧力而下降。

在衔铁80中形成有通孔86，由于在通孔86内插入有引导部110，因此，与通孔86的纵向截面积相应地，作用于衔铁80的来自高压通路76的高压燃料的承压面积减少。由此，能够在为了使衔铁80下降而使用的螺旋弹簧100中使用弹簧力不大的小型的弹簧。而且，衔铁80也能够小型化、轻量化。另外，由于在为了减少衔铁80的承压面积而设置的通孔86内插入有引导部110，因此高压流体的压力也施加于引导部110。但是，由于引导部110与弹簧支架部106呈一体，该弹簧支架部106固定于圆筒组件108，因而即使引导部110承受高压燃料的压力也不存在问题。另外，由于利用引导部110和通孔86构成引导件，因而不需要另外设置用于引导衔铁的引导件。另外，由于在衔铁80中形成有通孔86，因而能够与通孔86相应地实现衔铁80的轻量化。而且，由于形成有通孔86，因而能够减少衔铁80所推压的燃料的量。另外，只要使阀座74增大，并且通孔86也增大，则与作用于衔铁80的高压流体的承压面积相比较，能够使开口面积增大，从而能够供大流量的燃料流动。由于能够针对流量使电磁阀小型化，因此能够加快电磁阀的响应速度。

在图6中示出本发明的第2实施方式的电磁阀。在该实施方式中，电磁阀从衔铁80的中央的通孔86的图6中的上表面的周围以与引导部110的外周面接触的方式一体形成有筒状部、例如圆筒状部116。由于其他结构与第1实施方式的电磁阀相同，因而对相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。

若如此构成，则能够减少从引导部110与衔铁80的通孔86之间的间隙泄漏的流体的量。而且，在衔铁80升降时，能够减少衔铁80倾斜的情况。

在上述的两个实施方式中，虽在共轨系统的燃料喷射阀中实施了本发明，但是并不限于此，只要是采用通过打开阀来使高压流体流到低压侧的结构的阀，也能够在其他阀中使用。在上述的两个实施方式中，密封构件的一部分、亦即弹簧支架106利用螺旋弹簧104的弹簧力固定于圆筒组件部108，但是与弹簧力无关，例如通过在弹簧支架108的外周设置外螺纹，并在圆筒组件108的内周面设置与弹簧支架108的外螺纹螺合的内螺纹，使该外螺纹与内螺纹的螺合，也能够将弹簧支架106固定于圆筒组件部108。

Claims

1.一种电磁阀，包括：

主体；

线圈，其容纳于该主体；

衔铁，其被该线圈吸引；

阀部，其与该衔铁一体地形成；以及

阀座，其供该阀部落座；

高压通路连接于上述阀座，通过使上述阀部落座于上述阀座来将上述高压通路与低压通路之间切断，通过使上述阀部离开上述阀座使上述高压通路与上述低压通路之间连通，其中，

在与上述高压通路相对的上述阀部中，在上述衔铁的移动方向上形成通孔，

向该通孔插入密封构件，并且使上述密封构件卡定于上述主体，

上述衔铁配置为与上述密封构件一起滑动，并能够在上述落座位置和上述离座位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其中，

上述密封构件固定于上述主体，

上述密封构件将上述衔铁支承为能够移动到上述落座位置和上述离座位置。

3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其中，

该电磁阀配置有与上述通孔连接的筒状部。