CN103842699A - 电磁驱动器 - Google Patents

Abstract

在主体（70）中容纳有线圈（68），内圆筒状部（98a）配置于线圈（68）的内侧，被线圈（68）所吸引的衔铁（80）与内圆筒状部（98a）隔开间隙地配置，磁通量集中构件（100）与内圆筒状部（98a）隔开间隔地配置于线圈（68）的靠衔铁（80）侧，内圆筒状部（98a）和磁通量集中构件（100）之间的间隙比衔铁（80）和内圆筒状部（98a）之间的间隙形成得大。

Description

电磁驱动器

技术领域

本发明涉及一种电磁驱动器，例如涉及一种使用于燃料喷射阀的电磁驱动器。

背景技术

在专利文献1中公开有在燃料喷射阀、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驱动器的一个例子。如图4所示，专利文献1的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导孔12。该导孔12以使针状物3滑动自如的方式容纳该针状物3。在导孔12的顶端形成有喷射口14，该喷射口14用于在针状物3上升时喷射燃料。利用导孔12的内周面与针状物3的外周面之间的间隙形成高压通路16，该高压通路16向喷射口14引导高压燃料。在导孔12的中途通过扩大导孔12的内径而形成有燃料贮存室18。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内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4的下方）对针状物3施力的弹簧28。在弹簧座26的内周面形成有背压室30，该背压室30向针状物3的上端面施加高压燃料压力来作为背压。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4的上方）对针状物3施力。

如图5所示，孔板6形成有流入通路32和流出通路34。该流入通路32用于使高压燃料从高压通路20流入背压室30。该流出通路34用于使高压燃料从背压室30向低压侧流出。

在保持件主体4内容纳有电磁单元8。电磁单元8具有定子38，该定子38具有卷绕于树脂制绕线管的电磁线圈36。电磁单元8具有衔铁40，该衔铁40以与定子38相对的方式移动。电磁单元8还具有球阀42，该球阀42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以向流出通路34侧按压球阀42的方式按压衔铁40。定子38的下方的空间作为容纳球阀42的阀室发挥功能，该阀室中充满从流出通路34流出的低压燃料。在孔板6的上表面形成有环状的槽48，阀室的低压燃料经由从该槽48向外侧方向延伸的直线状的槽50而流出至低压通路52。

衔铁40具有圆板部54。该圆板部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的中央形成有基座部56，从该基座部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，围绕其中心形成有同心的多个通孔60。在这些通孔60之中的几个孔中插入有导销62，导销62固定于孔板6。通孔60形成在使由圆板部54和定子38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64。磁性构件64嵌在形成于定子38的下部的突出部66上，是从定子38的外周围到达台阶部65的环状构件，且该磁性构件64与突出部66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的液压和弹簧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的液压大，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的周围产生磁通量，定子38、衔铁40被磁化，衔铁40被吸引，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的液压而打开流出通路34，背压室30的高压燃料向球阀42的阀室释放。背压室30的液压降低，打开针状物3的力量增大，针状物3上升，燃料从喷射口14喷射出来。

专利文献1：日本特开2010-174820号公报

发明内容

发明要解决的问题

采用专利文献1的电磁阀，电磁线圈36被通了电时，电磁线圈36所产生的磁通量在流经磁性构件64、衔铁40以及定子38的突出部66的同时，也从磁性构件64直接流向突出部66。其结果，电磁线圈36所产生的磁力只有一部分作为衔铁40的吸引力来发挥功能，所以不能使衔铁40高速地向定子38侧移动。被高速地使用于共轨系统的电磁阀要求高速化，而在专利文献1的技术中无法满足这样的要求。

本发明的目的在于提供一种能够加快驱动速度的电磁驱动器。

用于解决问题的方案

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。在该线圈的内侧配置有第1磁性构件。被上述线圈吸引的衔铁与第1磁性构件隔开间隙地配置。工作部一体形成于衔铁。第2磁性构件与第1磁性构件隔开间隔地配置于上述线圈的靠衔铁侧。优选的是，第2磁性构件的局部与衔铁的局部，例如外周部重叠，优选的是，衔铁的局部与第1磁性构件的局部重叠。第1磁性构件和第2磁性构件之间的间隙比衔铁与线圈之间的间隙形成得大。

在如此构成的电磁驱动器中，因为第1磁性构件和第2磁性构件之间的间隙比衔铁与第1磁性构件之间的间隙大，线圈被激磁时由线圈产生的、经过了第2磁性构件的磁通量几乎未直接进入第1磁性构件，而是进入衔铁，再从衔铁进入第1磁性构件。其结果，衔铁被良好地磁化，使衔铁高速地向第1磁性构件侧移动，并且使设置于衔铁的工作部也高速移动。

也能够构成为第2磁性构件的与第1磁性构件相对的端面中的靠上述线圈侧的部分比靠上述衔铁侧的部分远离上述第1磁性构件。采用如此构成，能够减少从第2磁性构件直接朝向第1磁性构件的磁通量，能够使更多的磁通量朝向衔铁侧，从而能够使衔铁更高速地移动。

发明的效果

如上所述，采用本发明的电磁阀，能够使衔铁的移动高速化，例如能够获得适合在共轨系统中使用的电磁阀。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的电磁驱动器的局部省略放大剖视图。

图2是进一步放大了图1的电磁驱动器的局部的局部省略放大剖视图。

图3是图1的电磁驱动器所使用的衔铁的横向剖视图。

图4是使用了现有的电磁驱动器的燃料喷射阀的侧视图。

图5是图4的燃料喷射阀的局部省略放大剖视图。

具体实施方式

与上述的现有技术相同，本发明的第1实施方式的电磁驱动器设置于在共轨系统中使用的燃料喷射阀。在该电磁驱动器中，通过对线圈通电而使衔铁移动，并使高压流体流到低压流路。由于该高压流体流到低压流路，使关闭喷射口的喷嘴上升，从而将高压燃料从喷射口供给至柴油发动机的气缸。

如图1所示，该电磁驱动器具有主体部70。该主体部70由基体部70a、胴体部70b、结合部70c、头部70d等构成。在基体部70a的上表面中央设置有纵截面形状为台阶状的凹处。该凹处配置有阀座形成部72。在该阀座形成部72的一端、图1中的上端的中央形成有阀座74。在阀座74内按顺序形成有节流孔76、流出通路78，由这些部件形成高压通路。利用该高压通路向阀座74供给高压流体。

形成于衔铁80的工作部、例如阀部82落座于阀座74而关闭阀座74。衔铁80如后所述能够在图1中的上下方向上升降，阀部82在上升时离开阀座74。由此，使从阀座74流出的高压流体流出至在阀座形成部72的周围由胴体部70b形成的低压通路83。低压通路83借助胴体部70b的进入上述凹处内的一部分形成于阀座形成部72的周围。此外，低压通路83的低压油经由未图示的通路排出到外部。在上述的现有技术中，使用与衔铁独立设置的球阀执行阀座的开闭，而在该实施方式中，使用一体形成于衔铁80的阀部82来执行阀座74的开闭。衔铁80因为不需要上述的现有技术中的用于保持球阀的抵接部，从而比现有技术的衔铁轻量化。

如图3所示，衔铁80在中央具有高强度部84。高强度部84由强度比较高的高强度材料、例如钢、钛等构成为圆板状。被引导部，例如多个通孔86贯穿设置于该高强度部84。通孔86在图1的上下方向贯穿高强度部84，例如4个通孔86在高强度部84的圆周方向上空开间隔地形成为同心状。在该高强度部84的周围以与高强度部84相接触的方式形成有磁性部88。磁性部88是磁性材料，例如是压粉材料制的环状体，磁性部88以与高强度部84的外周面成为一体的方式嵌入高强度部84的外周面。

在衔铁80的位于主体部70内的上部配置有线圈96。线圈96卷绕于芯部98，该芯部98作为定子发挥功能。如图2所示，芯部98在中央具有第1磁性构件例如内圆筒状部98a。该内圆筒状部98a的一端例如下端位于磁性部88的上方。在自该内圆筒状部98a离开、即比衔铁80的外周缘靠外侧的位置设置有外圆筒状部98b。该外圆筒状部98b的一端例如下端位于比磁性部88的上表面所位于的面靠上方的位置。这些内圆筒状部98a和外圆筒状部98b的另一端例如上端分别位于相同高度的位置，并利用连接部98c彼此结合起来。在这些两圆筒状部98a、98b之间卷绕有线圈96。

外圆筒状部98b的长度比内圆筒状部98a的长度短，从该外圆筒状部98b的下端到内圆筒状部98a的附近配置有第2磁通量构件，例如环状的磁通量集中用构件100。该磁通量集中用构件100的内周端面与内圆筒状部98a之间形成有间隙。还有，外圆筒状部98b与磁通量收容构件100相接触。此外，在线圈96未通电时，衔铁80与内圆筒状部98a之间形成有间隙。内圆筒状部98a和磁通量集中用构件100的内周面之间的间隙比线圈96的未通电时形成在衔铁80和内圆筒状部98a之间的间隙大。

此外，对磁通量集中用构件100的内周面的靠线圈96侧的角进行倒角加工。该被倒角加工过的部分的与内圆筒状部98a之间的间隙比与磁通量集中用构件100的内周面的和靠衔铁80侧的内圆筒状部98a之间的间隙大，尤其是在与线圈96接近的位置间隙最大，该被倒角加工过的部分与内圆筒状部98a之间的间隙随着向衔铁80侧去而逐渐变小，当被倒角加工过的部分到达尽头后，直到衔铁80侧之前维持恒定的间隙。因为在靠近线圈96的、磁力比较大的部分的磁通量集中构件100与内圆筒状部98a之间的间隙变大，从而能够使在线圈96的附近、从磁通量集中构件100直接朝向内圆筒状部98a的磁通量变稀疏。

衔铁80的外周部分比磁通量集中用构件100的内周面延伸到靠外侧的位置，但未延伸到外侧圆筒状部98b。即，衔铁80的局部与磁通量集中用构件100的局部重叠。此外，内圆筒状部98a的下端位于衔铁80的磁性部88的上方。

在对线圈96通电的情况下，如图2的虚线所示，将线圈96所产生的磁通量密集地集中在外侧圆筒部98b、磁通量集中构件100、衔铁80的磁性部88、内侧圆筒部98a以及连结部98c之间，由于磁通量集中构件100和内圆筒状部98a之间的间隙较大，从磁通量集中构件100直接朝向内圆筒状部98a的磁通量变得非常稀疏。因此，在对线圈96通电的情况下，线圈96所产生的磁通量有效地通过衔铁80。其结果，衔铁80被有效地磁化，从而被芯部98高速地吸引。因为进行这样有效率的磁化，衔铁80的直径变大，无需使衔铁80的外周位于外圆筒状部98b的外周附近，就能将衔铁80小型化。此外，芯部98和磁通量集中用构件100并不限于上述的形状，也可以磁通量集中用构件100和外圆筒状部98b一体形成，内圆筒状部98a和外圆筒状部98b独立地形成等以其他不同的形状进行分割。

在高强度部84的上述4个通孔86中的规定的通孔、例如隔着高强度部84的中心相对的2个通孔中，贯穿有引导件，例如导销102，这些导销102的基端固定于形成在阀座形成部72的凹处。如上述那样，在对线圈96通电则衔铁80上升时、或者停止对线圈96的通电则衔铁80下降时，导销102对衔铁80进行引导。因为用于引导导销102的通孔86形成于高强度部84，因此，即使形成通孔86，也不会在高强度部84上产生裂纹。此外，从图2可知，这些通孔86形成于在向线圈96通电时从衔铁80的集中有磁通量的部分离开的高强度部84，因此，通过形成通孔86，不阻碍磁通量集中就能够使衔铁80高速移动。

此外，在芯部96的内侧圆筒状部98a的内部配置有弹性构件例如螺旋弹簧104，该弹性构件的一端与衔铁80的磁性部88接触，另一端如图1所示那样借助弹簧座106与主体部70内的头部70d接触。该螺旋弹簧104是如下构件：用于在通过向线圈96通电而使衔铁80上升时，衔铁80克服该螺旋弹簧104的弹簧力而该螺旋弹簧104被压缩，在停止向线圈96通电时，利用该螺旋弹簧104的弹簧力使衔铁80向阀座74急速下降的构件。

在该电磁驱动器中，如上所述，因为用于引导导销102的通孔86形成于衔铁80的磁性部88，该磁性部88形成于来自线圈96的磁通量稀疏的位置，用于吸引衔铁80的磁力不会因为通孔86而减弱，也基于这一点，也能够高速地吸引衔铁80。而且，因为在衔铁80上一体形成有阀部82，因此，衔铁80无需像现有技术的衔铁那样设置抵接部，能够使衔铁轻量化，并能够使衔铁80更高速地移动。此外，因为在衔铁80的磁性部88中使用压粉材料，而能够减少涡电流，其结果，能够提高磁吸引力，并能够使衔铁80更高速地移动。此外，因为采用设置有多个通孔86并在其中的几个通孔内插入导销102的结构，因此，能够使用多个通孔86中的对于导销102的引导性能优良的通孔。因此，在能够提高引导性能的基础上，能够降低用于使通孔引导性能提高而对通孔86进行的加工修正的频率。此外，未插入导销102的通孔86起到泄油的作用，在衔铁80移动之际，以从上述通孔86将衔铁80与线圈96之间的油排出或者向衔铁80与线圈96之间供给油的方式发挥作用。还有，在线圈96的上方形成有与通孔86的作用相同的泄油用的孔90。

在上述实施方式中，虽然将发明实施于共轨系统的燃料喷射阀，但并不限于此，只要是通过打开阀而使高压流体向低压侧流动的结构的阀，就能够也使用于其他的阀，并能够构成为随着向阀以外的工作部例如衔铁80向定子侧移动而断开或者闭合接点。

附图标记说明

70 主体部

80 衔铁

82 阀部（驱动部）

96 线圈

98a 内圆筒状部（第1磁性构件）

100 磁通量集中构件（第2磁性构件）

Claims (2)

1.一种电磁驱动器，其具有：

主体；

线圈，其容纳于上述主体中；

第1磁性构件，其配置于上述线圈的内侧；

衔铁，其被上述线圈吸引，与上述第1磁性构件隔开间隙地配置；

第2磁性构件，其与上述第1磁性构件隔开间隔地配置于上述线圈的靠衔铁侧；

驱动部，其与上述衔铁一体形成，

上述第1磁性构件和上述第2磁性构件之间的间隙比上述衔铁与上述第1磁性构件之间的间隙形成得大。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动器，其中，

第2磁性构件的与第1磁性构件相对的端面中的靠上述线圈侧的部分比靠上述衔铁侧的部分远离上述第1磁性构件。

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