CN1985073A - 电磁驱动阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁驱动阀，其通过电磁力和弹性力的协同而被激励。该电磁驱动阀包括：从动阀(14)，其具有阀轴(12)并沿着阀轴(12)延伸的方向进行往复移动；下盘片(21)和上盘片(31)，其互相间隔且每个具有耦合到阀轴(12)以允许盘片的自由摆动的一端(22、32)和由基座构件(51)支撑以允许盘片的自由摆动的另一端(23、33)；以及下弹簧(26)和上弹簧(36)，其分别设置在下盘片(21)的另一端(23)处和上盘片(31)的另一端(33)处，并对下盘片(21)和上盘片(31)施加弹性力。以此结构，可以提供减小高度并获得优良的安装特性的电磁驱动阀。

Description

电磁驱动阀

技术领域

本发明一般地涉及电磁驱动阀，更具体而言，涉及用于内燃机中的旋转驱动式的电磁驱动阀。

背景技术

作为传统电磁驱动阀，例如美国专利No.6,467,k41的说明书公开了电磁致动器，其作为电磁力和弹簧协同的结果来激励内燃机的阀。在该说明书中公开的电磁致动器称作旋转驱动式，并包括具有阀杆和摆臂的阀，摆臂具有铰接在支撑框架上的第一端和抵靠在阀杆的上端上的第二端。

由磁芯和绕磁芯缠绕的线圈构成的电磁体布置在摆臂的每个相对侧上。电磁致动器还包括设置在摇臂的第一端处并使阀向着最大打开位置移动的扭杆和布置在阀杆的外周上并使阀向着关闭位置移动的螺旋弹簧。作为由电磁体产生的电磁力以及扭杆和螺旋弹簧的弹性力的结果，摆臂以第一端作为支点摆动。

此外，日本专利早期公开No.11-350929公开了一种所谓平行驱动式的电磁驱动阀，其目的在于可靠地将磁舌吸引到电磁体并降低能量消耗。在此公开中描述的电磁驱动阀包括与阀元件一体地形成的阀轴。

在阀轴的径向上突出的套环状磁舌形成在阀轴上，且第一电磁体和第二电磁体布置为将磁舌夹在其间。该电磁驱动阀还包括串联布置在阀轴的轴向上的、使阀元件向着关闭位置移动的上弹簧和使阀元件向着最大打开位置移动的上弹簧。根据该平行驱动式阀，由第一电磁体和第二电磁体产生的电磁力以及下弹簧和上弹簧的弹性力直接作用在阀轴上，从而阀轴执行往复运动。

在日本专利早期公开No.11-350929中公开的平行驱动式的电磁驱动阀中，下弹簧、上弹簧、第一电磁体和第二电磁体设置为在阀轴的轴向上对准的方式。因此，电磁驱动阀趋向于具有大高度。当这样的电磁驱动阀被用作用于车辆等的发动机的进气/排气门时，其难以满足发动机安装高度的需求。同时，根据美国专利No.6,467,441的说明书中公开的旋转驱动式的电磁致动器，扭杆布置在摆臂的第二端处，由此一定程度上限制了致动器的高度。另一方面，因为如日本专利早期公开No.11-350929中公开的电磁驱动阀那样，螺旋弹簧沿着阀杆布置，所以致动器的高度并没有低至令人满意的程度。

此外，根据美国专利No.6,467,441的说明书中公开的电磁致动器，两个电磁体设置为在阀杆的轴向上对准的方式。同时，根据日本专利早期公开No.11-350929中公开的电磁驱动阀，第一电磁体和第二电磁体设置为在阀轴的轴向上对准的方式。这样，分别为诸如阀打开和阀关闭之类的不同目的设置的电磁体也成为增大电磁致动器和电磁驱动阀高度的因素。

发明内容

进行了本发明以解决上述问题，且本发明的一个目的是提供具有更小高度并获得良好安装特性的电磁驱动阀。

根据本发明一个方面的电磁驱动阀通过电磁力和弹性力的协同而被激励。所述电磁驱动阀包括：从动阀，其具有阀轴并沿着所述阀轴延伸的方向进行往复移动；第一和第二摆动构件，其互相间隔且每个具有耦合到所述阀轴以允许所述摆动构件的自由摆动的一端和由基座构件支撑以允许所述摆动构件的自由摆动的另一端；以及第一和第二弹簧构件，其分别设置在所述第一摆动构件的所述另一端处和所述第二摆动构件的所述另一端处，并对所述第一和第二摆动构件施加所述弹性力。

根据如上构造的电磁驱动阀，包括多个摆动构件的平行连杆机构被用于其中作为摆动构件的摆动移动的结果使得从动阀进行往复移动的旋转驱动式阀门。通过采用平行连杆机构，第一和第二弹簧构件可以分别布置在第一和第二摆动构件的另一端处，由此不再需要确保第一和第二弹簧构件沿着阀轴延伸的方向上的空间。因此，可以抑制电磁驱动阀沿着阀轴延伸的方向上的长度(此后，也称作电磁驱动阀的高度)，且电磁驱动阀可以获得改善的安装特性。

优选地，所述从动阀在第一位置和第二位置之间进行往复移动。所述第一和第二弹簧构件对所述第一和第二摆动构件施加所述弹性力，使得所述从动阀保持在所述第一位置和所述第二位置之间的中间位置处。根据如上构造的电磁驱动阀，第一和第二弹簧构件使得从动阀在第一位置或第二位置处向着中间位置移动。即，分别施加的弹性力和电磁力使得从动阀往复。

优选地，电磁驱动阀还包括布置在所述第一摆动构件和所述第二摆动构件之间、并对所述第一和第二摆动构件施加所述电磁力的的电磁体。根据如上构造的电磁驱动阀，仅需要在第一摆动构件和第二摆动构件之间布置单个电磁体，以使得从动阀往复。因此，与其中多个永磁体布置在阀轴延伸的方向上的示例相比，可以抑制电磁驱动阀的高度。此外，因为可以减少电磁体的数量，所以可以降低电磁驱动阀的制造成本。

根据本发明另一个方面的电磁驱动阀通过电磁力和弹性力的协同而被激励。所述电磁驱动阀包括：从动阀，其具有阀轴并沿着所述阀轴延伸的方向进行往复移动；第一和第二摆动构件，其互相间隔且每个具有耦合到所述阀轴以允许所述摆动构件的自由摆动的一端和由基座构件支撑以允许所述摆动构件的自由摆动的另一端；和电磁体，其具有单线圈并布置在所述第一摆动构件和所述第二摆动构件之间。作为流动经过所述单线圈的结果，所述电磁力施加到所述第一和第二摆动构件。应该注意，此处使用的“单线圈”表示由单个连续线实现的线圈。

根据如上构造的电磁驱动阀，包括多个摆动构件的平行连杆机构被用于其中作为摆动构件的摆动移动的结果使得从动阀进行往复移动的旋转驱动式阀门。通过采用平行连杆机构，仅需要将由单线圈实现的电磁体布置在第一摆动构件和第二摆动构件之间，以通过分别施加的由电磁体产生的电磁力和弹性力使得从动阀往复。因此，与其中由多个线圈构成的电磁体布置在阀轴延伸的方向上的示例相比，可以抑制电磁驱动阀的高度，且电磁驱动阀可以获得改善的安装特性。此外，通过使用由单线圈事实的电磁体，可以降低电磁驱动阀的制造成本。

优选地，所述电磁体被构造为使得当所述第一和第二摆动构件中的任一个摆动构件被吸引到所述电磁体时将馈送到所述单线圈的电流的方向反向，所述电磁力在离开所述电磁体的方向上作用在所述第一和第二摆动构件中的已经被吸引到所述电磁体的任一个摆动构件上。根据如上构造的电磁驱动阀，可以提高摆动构件移动离开电磁体的性能，并可以实现稳定的摆动移动和功率消耗的降低。此外，因为通过单线圈实施的电磁体获得了前述效果，所以不需要增大线圈的数量。

优选地，所述第一和第二摆动构件相对于所述从动阀可移动地设置，使得所述一端耦合到所述阀轴的位置与所述另一端由所述基体构件支撑的位置之间的距离可变。根据如上构造的电磁驱动阀，第一和第二摆动构件在一端侧上的距离根据一端和另一端之间的距离的改变而变化。由此，能以简单和容易的方式获得允许从动阀的往复移动所经历的距离(此后，也称作从动阀的提升量)可变的机构。

优选地，电磁驱动阀还包括检测所述第一和第二摆动构件以所述另一端为支点摆动的角度的传感器部分。根据如上构造的电磁驱动阀，基于由传感器部分检测的第一和第二摆动构件的摆动角度以及第一和第二摆动构件的行程来计算第一和第二摆动构件在一端侧上的摆动距离，由此可以控制从动阀的提升量。由此，为了控制从动阀的提升量，不需要在例如阀轴的端部处设置传感器，并可以进一步抑制电磁驱动阀的高度。

优选地，所述阀轴具有设置在所述第一摆动构件的所述一端和所述第二摆动构件的所述一端之间的缓冲构件。根据如上构造的电磁驱动阀，缓冲构件设置为容纳从动阀的往复移动的相对末端处的配准误差。因此，电磁驱动阀可以实现所期望的性能。

如上所述，根据本发明，可以提供具有更小高度并获得优良的安装特性的电磁驱动阀。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的电磁驱动阀的剖视图。

图2是示出图1中的下盘片(上盘片)的立体图。

图3是示出图1中的电磁体的立体图。

图4是示出在阀打开侧上的位移末端处的上盘片和下盘片的示意图。

图5是示出在中间位置处的上盘片和下盘片的示意图。

图6是示出在阀关闭侧上的位移末端处的上盘片和下盘片的示意图。

图7是示出从动阀的提升量与作用在从动阀上的力之间关系的图。

图8是用于示出从动阀的提升量与从上盘片的一端到另一端的距离之间关系的、电磁驱动阀的示意图。

图9是根据本发明第二实施例的电磁驱动阀的示意图。

图10是图9中的电磁驱动阀的变化方案的示意图。

图11是部分示出根据本发明第三实施例的电磁驱动阀的示意图。

图12是示出其中相反方向的电流被立即馈送到图11中的电磁驱动阀的状态的剖视图。

图13是根据本发明第四实施例的电磁驱动阀的示意图。

具体实施方式

此后将参考附图描述本发明的实施例。

(第一实施例)

根据本实施例的电磁驱动阀实现为在诸如汽油发动机或柴油发动机之类的内燃机中的发动机阀门(进气门或排气门)。在本实施例中，将假定该电磁驱动阀实现为进气门而给出说明，但是，应该注意该电磁驱动阀在实现为排气门时可以类似地构造。

参考图1，电磁驱动阀10是旋转驱动式电磁驱动阀。采用了平行连杆机构作为用于电磁驱动阀的操作机构。电磁驱动阀10包括具有在一个方向上延伸的阀杆12的从动阀14，通过接收施加到其的电磁力和弹性力而摆动的下盘片21和上盘片31，产生电磁力的阀打开/关闭电磁体60(此后，简称为电磁体60)，以及具有弹性力的上弹簧26和下弹簧36。从动阀14在接收下盘片21和上盘片31的摆动时在其中阀杆12延伸的方向(箭头103所示的方向)上执行往复移动。

从动阀14安装在形成有进气口17的气缸盖41上。阀座42设置在气缸盖41的进气口17连通到未示出的燃烧室的位置处。从动阀14还包括形成在阀杆12的端部处的伞形部分13。从动阀14的往复移动使得伞形部分13紧密接触阀座42或移动离开阀座42，从而打开或关闭进气口17。换言之，当阀杆12提升时，从动阀14定位在阀关闭位置。在另一方面，当阀杆12降低时，从动阀14定位在阀打开位置。

阀杆12由下阀杆12m和上阀杆12n组成，下阀杆12m从伞形部分13延续，上阀杆12n连接到下阀杆12m，连接调节器16置于其间。具有更容易收缩且不容易伸展属性的连接调节器16实现了作为上阀杆12n和下阀杆12m之间的缓冲构件的功能。下阀杆12n形成有从其外周表面突出的耦合销12p，且上阀杆12n在离开耦合销12q的位置处形成有从其外周表面突出的耦合销12q。

在气缸盖41中，设置了用于可滑动地在轴向上引导下阀杆12m的阀导承43，并在离开阀导承43的位置处设置了用于可滑动地在轴向上引导上阀杆12n的阀杆导承45。阀导承43和阀杆导承45由诸如不锈钢之类的金属材料形成，以承受相对于阀杆12的高速滑动移动。

参考图1和2，下盘片21具有一端22和另一端23，并在与阀杆12相交的方向上从一端22延伸到另一端23。在一端22一侧上，下盘片21形成为类似具有矩形表面21a和21b的平板。在另一端23一侧上，下盘片21形成为类似形成有孔27的中空圆筒。下盘片21具有形成在一端22一侧上的凹口28，且细长孔24分别形成在凹口28的相对壁表面中。

上盘片31与下盘片21类似地成形，并形成有分别与一端22、另一端23、表面21b、表面21a、孔27、凹口28和细长孔24相对应的一端32、另一端33、表面3 1b、表面31a、孔37、凹口38和细长孔34。下盘片21和上盘片31由软磁金属形成。

通过将耦合销12p插入到孔24中，下盘片21的一端22耦合到下阀杆12m以允许盘片的自由摆动。通过将耦合销12q插入到孔34中，上盘片31的一端32耦合到上阀杆12n以允许盘片的自由摆动。平行于阀杆12延伸的盘片基座51设置在气缸盖41的顶表面上。下盘片21的另一端23被支撑以允许盘片绕盘片基座51中的支点25自由摆动，而上盘片31的另一端33被支撑以允许盘片绕盘片基座51中的支点35的自由摆动。以这种结构，下盘片21和上盘片31分别以作为中心的支点25和35摆动，以使得从动阀14往复。

下弹簧26和上弹簧36分别设置在另一端23和33处。下弹簧26以使得下盘片21绕支点25顺时针移动的方式对下盘片21施加弹性力。上弹簧36以使得上盘片31绕支点35顺时针移动的方式对上盘片31施加弹性力。当尚未施加来自电磁体60(将在下文说明)的电磁力时，上盘片21和下盘片31被下弹簧26和上弹簧36定位在阀打开侧的位移末端和阀关闭侧的位置末端之间中间的位置处。

参考图1和图3，电磁体60在下盘片21和上盘片31之间的位置处设置在盘片基座51中。电磁体60由阀打开/关闭线圈62和阀打开/关闭磁芯61构成，阀打开/关闭磁芯61由磁性材料形成并具有分别面对上盘片31的表面31a和下盘片21的表面21a的吸触表面61a和51b。阀打开/关闭磁芯61具有在从下盘片21或下盘片31的一端到另一端的方向上延伸的轴部61p。阀打开/关闭线圈62设置为绕轴部61p缠绕的方式，并由单线圈实现。

盘片基座51还包括阀打开永磁体55、和位于与阀打开永磁体55相对的一侧上的阀关闭永磁体56，电磁体60置于其间。阀打开永磁体55具有面对下盘片21的表面21b的吸触表面55a。在吸触表面55a和永磁体60的吸触表面61b之间界定了下盘片21摆动的空间72。此外，阀关闭永磁体56具有面对上盘片31的表面31b的吸触表面56a。在吸触表面56a和永磁体60的吸触表面61a之间界定了上盘片31摆动的空间71。

现在将描述电磁驱动阀10的操作。参考图4，当从动阀14处于阀打开位置时，阀打开/关闭线圈62被供应有在如箭头111所示方向上绕阀打开/关闭磁芯61的轴部61p流动的电流。这里，在上盘片31所处的一侧上，电流如图4所示在从纸张的前面向后面流动。因此，磁通量以如箭头112所示的方向在阀打开/关闭磁芯61中流动，并产生将上盘片31向着电磁体60的吸触表面61a吸引的电磁力。在另一方面，下盘片21被阀打开永磁体55吸引到吸触表面55a。因此，上盘片31和下盘片21抵抗绕支点25布置的下弹簧26的弹性力，并如图4所示被保持在阀打开侧上的位移末端处。

参考图5，当供应到阀打开/关闭线圈62的电流停止时，由电磁体60产生的电磁力消失。然后作为下弹簧26的弹性力的结果，上盘片31和下盘片21分别移动离开吸触表面61a和55a，并开始向着中间位置摆动。由下弹簧26和上弹簧36施加的弹性力趋于将上盘片31和下盘片21保持在中间位置。因此，在越过中间位置的位置处，在与摆动方向相反的方向上的力由上弹簧36作用在上盘片31和下盘片21上。另一方面，因为惯性力在摆动方向上作用在上盘片31和下盘片21上，所以上盘片31和下盘片21会摆动至越过中间位置的位置。

参考图6，在越过中间位置的位置处，电流在如箭头111所示的方向上再次馈送给阀打开/关闭线圈62。这里，在下盘片21所处的一侧上，电流如图6所示从纸张的前面向后面流动。因此，磁通量以如箭头132所示的方向在阀打开/关闭磁芯61中流动，并产生将下盘片21向着电磁体60的吸触表面61b吸引的电磁力。在另一方面，上盘片31被阀关闭永磁体56吸引到吸触表面56a。

这里，上盘片31也被由电磁体60产生的电磁力吸引到电磁体60的吸触表面61a。这里，上盘片21和电磁体60之间因为其间的空间狭窄而电磁力更强。因此如图6所示，上盘片31和下盘片21从越过中间位置的位置摆动到阀关闭侧上的位移末端。

此后，如上所述，供应到阀打开/关闭线圈62的电流在一定时机重复地开始和停止。这样，使得上盘片31和下盘片21在阀打开侧和阀关闭侧上的位置末端之间摆动，由此作为摆动移动的结果，从动阀14进行往复移动。

如上所述，根据本实施例，简单地设置了由单线圈实现的永磁体，以使得下盘片31和上盘片21摆动并使得从动阀14往复。因此，与其中设置用于阀打开和阀关闭的两个电磁体的示例相比，可以将用于电磁体的昂贵部件的数量减半。此外，因为仅需要对阀打开/关闭线圈62供应电流，所以如同电磁体的情况，设置在EDU(电子驱动单元)(为每个线圈所需的一种电路元件)中的电路元件的数量也可以减半。在本实施例中，虽然针对一个进气门给出了说明，但是内燃机包括多个阀门，且每个阀门需要一个电磁驱动阀。因此，可以整体上在内燃机中实现显著的成本节省。

此外，在图1中，连接调节器16设置在上阀杆12n和下阀杆12m之间。连接调节器16设置为容纳从动阀14在阀关闭位置处的配准误差，并使伞形部分13与阀座42可靠地进行接触。在本实施例中，采用了使下盘片21和上盘片31同时摆动以允许从动阀14的往复移动的平行连杆机构。但是，实际上，由于在盘片部件之间引起的尺寸误差或组装误差将使得从动阀14的配准误差容易发生。因此，在包括平行连杆机构的电磁从动阀10中设置连接调节器16是特别有效的。

在示出从动阀的提升量和作用在从动阀上的力之间的关系的图7中，从动阀在阀打开位置处的提升量被假定为0，且提升量被假定为随着从动阀向着阀关闭位置移动而增大。此外，在图7中，实线74表示在如图1所示的电磁驱动阀中从动阀14的提升量和作用在从动阀14上的电磁力之间的关系，而点划线76表示从动阀14的提升量和下弹簧26作用在从动阀14上的弹性力之间的关系。而且，在图7中，为了与旋转驱动式的电磁驱动阀10比较，虚线75表示在平行驱动式的电磁驱动阀中从动阀的提升量和作用在从动阀上的电磁力之间的关系。

参考图1和7，在旋转驱动式的电磁驱动阀10中，支点25与电磁体60的电磁力作用的位置之间的距离小于支点25与耦合到从动阀14的下盘片21的一端22之间的距离，且支点35与电磁体60的电磁力作用的位置之间的距离小于支点35与耦合到从动阀14的上盘片31的一端32之间的距离。因此，与其中电磁体串联布置在从动阀的阀杆延伸的方向上且电磁力直接作用在从动阀上的平行驱动式电磁驱动阀相比，在旋转驱动式的电磁驱动阀中，在阀打开位置和阀关闭位置处作用在从动阀14上的电磁力更小。

此外，在阀打开位置和阀关闭位置之间中间的位置处，在平行驱动式的电磁驱动阀中，电磁体距离电磁力作用在其上的从动阀的磁舌基本等距离地布置。在另一方面，在旋转驱动式的电磁驱动阀10中，从电磁体60到下盘片21的距离向着另一端23而变小，且从电磁体60到上盘片31的距离向着另一端33而变小。因为在距离电磁体的距离小的位置处作用大的电磁力，所以旋转驱动式的电磁驱动阀可以比平行驱动式的电磁驱动阀对从动阀14施加更大的电磁力。

如上所述，虽然旋转驱动式的电磁驱动阀10可以在中间位置处实现大电磁力，但是在阀打开位置和阀关闭位置处电磁力变得较弱。因此，在本实施例中，设置了用于在阀打开位置处吸引下盘片21的阀打开永磁体55和用于在阀关闭位置处吸引上盘片31的阀关闭永磁体56。作为这些永磁体的布置的结果，可以补偿在阀打开位置和阀关闭位置处不足的电磁力，以防止电磁体60的功率消耗的增大。此外，在中间位置处可以基本获得足够大的电磁力，所以可以降低电磁体60中的总功率消耗。

根据本发明第一实施例的电磁驱动阀10通过电磁力和弹性力的协同而被激励。电磁驱动阀10包括从动阀14、下盘片21和上盘片31、以及上弹簧26和下弹簧36，从动阀14具有用作阀轴的阀杆12并沿着阀杆12延伸的方向进行往复移动，下盘片21和上盘片31用作互相间隔的第一和第二摆动构件，并分别具有耦合到阀杆12以允许盘片的自由摆动的一端22和32，以及由用作基座构件的盘片基座51支撑以允许盘片的自由摆动的另一端23和33，下弹簧26和上弹簧36用作分别设置在下盘片21的另一端23处和上盘片31的另一端33处、并对下盘片21和上盘片31施加弹性力的第一和第二弹簧构件。

从动阀14在被假定为第一位置的阀打开侧上的位移末端与被假定为第二位置的阀关闭侧上的位移末端之间往复。下弹簧26和上弹簧36将弹性力施加到下盘片21和上盘片31，以将从动阀14保持在阀打开侧上的位移末端与阀关闭侧上的位移末端之间的中间位置处。

电磁驱动阀10通过电磁力和弹性力的协同而被激励。电磁驱动阀10包括从动阀14、下盘片21和上盘片31、以及电磁体60，从动阀14具有阀杆12并沿着阀杆12延伸的方向进行往复移动，下盘片21和上盘片31互相间隔并分别具有耦合到阀杆12以允许盘片的自由摆动的一端22和32，以及由盘片基座51支撑以允许盘片的自由摆动的另一端23和33，电磁体60具有由单线圈实现并布置在下盘片21和上盘片31之间的阀打开/关闭线圈62。当电流流动经过阀打开/关闭线圈62时，电磁力作用在下盘片21和上盘片31上。

电磁驱动阀10还包括阀打开永磁体55和阀关闭永磁体56，阀打开永磁体55用作第一永磁体并以下盘片21置于其间而设置在与阀打开电磁体60相对的一侧，阀关闭永磁体56用作第二永磁体并以上盘片31置于其间而设置在与阀关闭电磁体60相对的一侧上。

根据如上构造的本发明第一实施例中的电磁驱动阀10，下弹簧26和上弹簧36分别设置在下盘片21的另一端23处和上盘片31的另一端33处。因此，下弹簧26和上弹簧36可以布置在与从动阀14间隔的位置处，以实现阀杆12的更短长度。因此，电磁驱动阀10可以在高度上较短，且电磁驱动阀10可以在安装在内燃机方面获得改善的特性。此外，根据电磁驱动阀10，布置在下盘片21和上盘片31之间的单个电磁体60使得下盘片21和上盘片31摆动。因此，电磁驱动阀10可以进一步在高度上较短。

如图1所示的电磁驱动阀10还包括允许从动阀14的可变提升量的机构。现在将说明允许从动阀14的可变提升量的该机构。

参考图1，具有齿轮53的电机54组装到气缸盖41。与齿轮53啮合的齿轮52形成在盘片基座51的底表面上。盘片基座51可以在与阀杆12延伸的方向垂直的方向上移动。这里，电磁体60、上盘片31、下盘片21、阀打开永磁体55、和阀关闭永磁体56还一起移动。因此，通过移动盘片基座51，改变在上盘片31的一端32耦合到阀杆12的位置与盘片基座51支撑另一端33处的支点35之间的距离，并改变下盘片21的一端22耦合到阀杆12的位置与盘片基座51支撑另一端23处的支点25之间的距离。

图8是用于示出从动阀的提升量和从上盘片的一端到另一端的距离之间的关系的示意图。虽然此后将针对上盘片给出说明，但是应注意，该说明也适用于下盘片。参考图8，假定一端32耦合到阀杆12的位置与支点35之间的距离和从动阀14的提升量分别表示为A和X，且上盘片31的摆动角度表示为θ。则，提升量X可如下表达。

X＝2×A×sin(θ/2)

从此等式可见，作为盘片基座51移动的结果，距离A改变，并因此可以改变从动阀14的提升量X。根据这种结构，可以在不为从动阀14提供特别装置的情况下实现允许从动阀14的可变提升量的机构。

用于检测上盘片31和下盘片21的摆动角度θ的旋转角度传感器可以设置在上盘片31的另一端33和下盘片21的另一端23处。这里，当盘片基座51的行程表示为a，提升量X可如下表达。

X＝2×(A+a)×sin(θ/2)

基于此等式，可以通过使用由旋转角度传感器检测的摆动角度θ来计算从动阀14的提升量X，并可以基于获得值控制从动阀14的提升量。如上所述，根据本实施例，可以不在从动阀14中直接设置传感器的情况下获知从动阀14的提升量。因此，当控制从动阀14的提升量时，电磁驱动阀10的高度不增大，且电磁驱动阀10还可以维持优良的安装特性。

(第二实施例)

在示出根据本发明第二实施例的电磁驱动阀的图9中，与第一实施例中的电磁驱动阀10相同或相应的元件安排有相同的标号。因此，将不再重复冗余结构的说明。

图9示出了设置在伞形部分13和下盘片21的一端22之间的弹簧构件86、分别设置在下盘片21的另一端23处和上盘片31的另一端33处的弹簧构件85和84、设置在下盘片21和上盘片31之间的引力产生构件82和81、以下盘片21置于其间而设置在与引力产生构件82的相对侧上的引力产生构件83、以及以上盘片31置于其间而设置在与引力产生构件81相对侧上的引力产生构件80。

首先，将说明需要作为关键组成特征的、分别设置在第一和第二摆动构件的另一端处的第一和第二弹簧构件的本发明第二实施例。电磁驱动阀包括在弹簧构件85和84的每个位置处的扭力弹簧，和在弹簧构件86处以补偿不足的弹性力的阀弹簧。然而，设置在弹簧构件85和84的位置处的扭力弹簧有助于阀弹簧的尺寸减小。因此，可以有效地抑制电磁驱动阀的高度。同时，诸如电磁体或永磁体之类产生引力的合适组合的构件可以布置作为引力产生构件80至83，而不限于第一实施例所述的方式。

现在将说明需要作为关键组成特征的、布置在第一和第二摆动构件之间的电磁体的本发明第二实施例。电磁驱动阀包括在引力产生构件81和82的每个位置处的电磁体。在另一方面，当可以施加弹性力以将从动阀14保持在预定中间位置时，合适组合的扭力弹簧和阀弹簧可以布置作为弹簧构件84至86。例如，使上盘片31绕支点35逆时针移动的扭力弹簧设置在弹簧构件84的位置处，而使阀杆12在阀关闭方向上移动的阀弹簧设置在弹簧构件86的位置处。在弹簧构件85的位置处，仅设置旋转角度传感器，而不设置扭力弹簧。

在示出了图9中的电磁驱动阀的变化方案的图10中，与图9相同或相应的元件安排有相同的标号。参考图10，根据该变化方案的电磁驱动阀包括与上盘片31间隔布置的盘片88。盘片88具有耦合到阀杆12的一端89和设置有弹簧构件94并被支撑以允许盘片绕支点91自由摆动的另一端90。引力产生构件93与盘片88相邻地设置在上盘片31和盘片88之间。引力产生构件92以盘片88置于其间而设置在与引力产生构件93相对侧上。

本发明还可应用于包括三个或更多用作摆动构件的盘片的电磁驱动阀。在此情况下，为了满足本发明的需求，扭力弹簧、电磁体、永磁体等可以合适地布置在图中所示的弹簧构件和引力产生构件的位置处。

根据如上构造的本发明第二实施例中的电磁驱动阀，可以获得与第一实施例相类似的效果。

(第三实施例)

根据本实施例的电磁驱动阀与第一实施例中的电磁驱动阀10相类似地构造，但是对电磁体供应电流的方法不同。

参考图11，阀打开/关闭线圈62被供应有在如箭头121所示方向上绕阀打开/关闭磁芯61的轴部61p流动的电流。这里，磁通量以如箭头122所示的方向在阀打开/关闭磁芯61中流动，并产生将上盘片31向着电磁体60的吸触表面61a吸引的电磁力。参考图12，在本实施例中，在如图11所示的状态下，馈送到阀打开/关闭线圈62的电流的方向相反。换言之，以如箭头124所示的方向绕阀打开/关闭磁芯61的轴部61p流动的电流被立即供应到阀打开/关闭线圈62。

通过使电流馈送的方向反向，使得磁通量的方向反向。因此，磁通量以如箭头123所示的方向在阀打开/关闭磁芯61中流动。然后，在上盘片31和电磁体60之间产生排斥力，由此上盘片31可以容易地移动离开吸触表面61a。此后，如第一实施例中所述的方法，停止对电磁体60的电流供应，以使得上盘片31摆动到中间位置。当下盘片21被吸引到电磁体60的吸触表面61b时，电流馈送的方向以类似方式反向。

根据如上构造的本发明第三实施例中的电磁驱动阀，可以获得与第一实施例中相类似的效果。此外，上盘片31和下盘片21更容易移动离开电磁体60，由此可以稳定盘片的摆动移动。而且，可以进一步降低电磁体60的功率消耗。

(第四实施例)

根据本实施例的电磁驱动阀基本上以与第一实施例中的电磁驱动阀10相类似的方式构造。因此，将不再重复冗余结构的说明。

参考图13，在本实施例中，电磁体95布置在下盘片21和上盘片31之间。电磁体95包括磁芯99和由单线圈实现的线圈96，磁芯99由部分97和98的组合构成，部分97和98每个具有基本E形横截面。线圈96以线圈绕部分97的轴部97p并绕部分98的轴部98p缠绕的方式设置在磁芯99中。

根据如上构造的本发明第四实施例中的电磁驱动阀，可以获得与第一实施例相类似的效果。此外，通过电磁体95可以将更大的电磁力施加到下盘片21和上盘片31。

在第一至第四实施例中说明的电磁驱动阀的结构可以合适地组合以实现另一种电磁驱动阀。

虽然已经详细说明并解释了本发明，但是可以清楚理解的是，对本发明的说明和解释仅通过解释和示例的方式，而非采取限制的方式，本发明的精神和范围仅由所附各项权利要求限制。

工业应用性

本发明主要用作汽油发动机、柴油发动机等中的进气门或排气门。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种电磁驱动阀，其通过电磁力和弹性力的协作而被激励，所述电磁驱动阀包括：

从动阀(14)，其具有阀轴(12)，且其沿着所述阀轴(12)延伸的方向进行往复移动；

第一和第二摆动构件(21、31)，其互相间隔，且其每个都具有耦合到所述阀轴(12)以允许所述摆动构件的自由摆动的一端(22、32)以及由基座构件(51)支撑以允许所述摆动构件的自由摆动的另一端(23、33)；

第一和第二弹簧构件(26、36)，其分别设置在所述第一摆动构件(21)的所述另一端(23)处和所述第二摆动构件(31)的所述另一端(33)处，并对所述第一和第二摆动构件(21、31)施加所述弹性力；以及

电磁体(60)，其布置在所述第一摆动构件(21)与所述第二摆动构件(31)之间，并对所述第一和第二摆动构件(21、31)施加所述电磁力。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动阀，其中

所述从动阀(14)在第一位置与第二位置之间进行往复移动，且

所述第一和第二弹簧构件(26、36)对所述第一和第二摆动构件(21、31)施加所述弹性力，使得所述从动阀(14)保持在所述第一位置与所述第二位置之间的中间位置处。

3.根据权利要求1所述的电磁驱动阀，其中

所述第一和第二摆动构件(21、31)相对于所述从动阀(14)可移动地设置，使得所述一端(22、32)耦合到所述阀轴(12)的位置与所述另一端(23、33)由所述基体构件(51)支撑的位置之间的距离可变。

4.根据权利要求3所述的电磁驱动阀，还包括检测所述第一和第二摆动构件(21、31)以所述另一端(23、33)为支点摆动的角度的传感器部分。

5.根据权利要求1所述的电磁驱动阀，其中

所述阀轴(12)具有设置在所述第一摆动构件(21)的所述一端(22)与所述第二摆动构件(31)的所述一端(32)之间的缓冲构件(16)。

6.一种电磁驱动阀，其通过电磁力和弹性力的协作而被激励，所述电磁驱动阀包括：

从动阀(14)，其具有阀轴(12)，且其沿着所述阀轴(12)延伸的方向进行往复移动；

第一和第二摆动构件(21、31)，其互相间隔，且其每个都具有耦合到所述阀轴(12)以允许所述摆动构件的自由摆动的一端(22、32)和由基座构件(51)支撑以允许所述摆动构件的自由摆动的另一端(23、33)；和

电磁体(60)，其具有单线圈(62)并布置在所述第一摆动构件(21)与所述第二摆动构件(31)之间；其中

作为电流通过所述单线圈(62)的结果，所述电磁力施加到所述第一和第二摆动构件(21、31)。

7.根据权利要求6所述的电磁驱动阀，其中

所述电磁体(60)被构造为使得在所述第一和第二摆动构件(21、31)中的任一个摆动构件被吸引到所述电磁体(60)的同时当将馈送到所述单线圈(62)的电流的方向反向时，所述电磁力在离开所述电磁体(60)的方向上作用在所述第一和第二摆动构件(21、31)中的已经被吸引到所述电磁体(60)的任一个摆动构件上。

8.根据权利要求6所述的电磁驱动阀，其中

所述第一和第二摆动构件(21、31)相对于所述从动阀(14)可移动地设置，使得所述一端(22、32)耦合到所述阀轴(12)的位置与所述另一端(23、33)由所述基体构件(51)支撑的位置之间的距离可变。

9.根据权利要求8所述的电磁驱动阀，还包括检测所述第一和第二摆动构件(21、31)以所述另一端(23、33)为支点摆动的角度的传感器部分。

10.根据权利要求6所述的电磁驱动阀，其中

所述阀轴(12)具有设置在所述第一摆动构件(21)的所述一端(22)与所述第二摆动构件(31)的所述一端(32)之间的缓冲构件(16)。

Claims (11)

1.一种电磁驱动阀，其通过电磁力和弹性力的协同而被激励，所述电磁驱动阀包括：

从动阀(14)，其具有阀轴(12)并沿着所述阀轴(12)延伸的方向进行往复移动；

第一和第二摆动构件(21、31)，其互相间隔且每个具有耦合到所述阀轴(12)以允许所述摆动构件的自由摆动的一端(22、32)和由基座构件(51)支撑以允许所述摆动构件的自由摆动的另一端(23、33)；以及

第一和第二弹簧构件(26、36)，其分别设置在所述第一摆动构件(21)的所述另一端(23)处和所述第二摆动构件(31)的所述另一端(33)处，并对所述第一和第二摆动构件(21、31)施加所述弹性力。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动阀，其中

所述从动阀(14)在第一位置和第二位置之间进行往复移动，且

所述第一和第二弹簧构件(26、36)对所述第一和第二摆动构件(21、31)施加所述弹性力，使得所述从动阀(14)保持在所述第一位置和所述第二位置之间的中间位置处。

3.根据权利要求1所述的电磁驱动阀，还包括布置在所述第一摆动构件(21)和所述第二摆动构件(31)之间、并对所述第一和第二摆动构件(21、31)施加所述电磁力的的电磁体(60)。

4.根据权利要求1所述的电磁驱动阀，其中

所述第一和第二摆动构件(21、31)相对于所述从动阀(14)可移动地设置，使得所述一端(22、32)耦合到所述阀轴(12)的位置与所述另一端(23、33)由所述基体构件(51)支撑的位置之间的距离可变。

5.根据权利要求4所述的电磁驱动阀，还包括检测所述第一和第二摆动构件(21、31)以所述另一端(23、33)为支点摆动的角度的传感器部分。

6.根据权利要求1所述的电磁驱动阀，其中

所述阀轴(12)具有设置在所述第一摆动构件(21)的所述一端(22)和所述第二摆动构件(31)的所述一端(32)之间的缓冲构件(16)。

7.一种电磁驱动阀，其通过电磁力和弹性力的协同而被激励，所述电磁驱动阀包括：

从动阀(14)，其具有阀轴(12)并沿着所述阀轴(12)延伸的方向进行往复移动；

第一和第二摆动构件(21、31)，其互相间隔且每个具有耦合到所述阀轴(12)以允许所述摆动构件的自由摆动的一端(22、32)和由基座构件(51)支撑以允许所述摆动构件的自由摆动的另一端(23、33)；和

电磁体(60)，其具有单线圈(62)并布置在所述第一摆动构件(21)和所述第二摆动构件(31)之间；其中

作为流动经过所述单线圈(62)的结果，所述电磁力施加到所述第一和第二摆动构件(21、31)。

8.根据权利要求7所述的电磁驱动阀，其中

所述电磁体被构造为使得当所述第一和第二摆动构件(21、31)中的任一个摆动构件被吸引到所述电磁体(60)时将馈送到所述单线圈(62)的电流的方向反向，所述电磁力在离开所述电磁体(60)的方向上作用在所述第一和第二摆动构件(21、31)中的已经被吸引到所述电磁体(60)的任一个摆动构件上。

9.根据权利要求7所述的电磁驱动阀，其中

所述第一和第二摆动构件(21、31)相对于所述从动阀(14)可移动地设置，使得所述一端(22、32)耦合到所述阀轴(12)的位置与所述另一端(23、33)由所述基体构件(51)支撑的位置之间的距离可变。

10.根据权利要求9所述的电磁驱动阀，还包括检测所述第一和第二摆动构件(21、31)以所述另一端(23、33)为支点摆动的角度的传感器部分。

11.根据权利要求7所述的电磁驱动阀，其中

所述阀轴(12)具有设置在所述第一摆动构件(21)的所述一端(22)和所述第二摆动构件(31)的所述一端(32)之间的缓冲构件(16)。

Images