CN106103966A - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

在碰撞构造部内不出现上述局部的突起是重要的，但固定芯和可动芯由于尺寸公差的累积而相对地倾斜，即使固定芯和可动芯的碰撞构造部分别是平坦的，在碰撞的瞬间也不在固定芯和可动芯的碰撞构造部整体接触而在被限定的部位接触。在碰撞构造部的形状是圆环或者断续的圆环的情况下，从外周部开始接触。因此，在固定芯和可动芯碰撞时，在最初接触的外周部产生高的应力。因此，碰撞构造部的外周部的形状是重要的，但由于原本是微小的突起形状且要求精密的加工的部位，所以难以在维持生产率的同时使碰撞时产生的应力降低。在本发明中，从碰撞构造部的外周侧起设置R形状和平坦部。另外，形成R形状和平坦部正切的构造。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及螺线管方式的电磁阀。

背景技术

在内燃机、特别是用于使用汽油的汽车用缸内喷射***的电磁式燃料喷射阀中，为了满足针对废气、耗油量的限制、要求，对于相比以往以更高的压力将燃料压力喷射到引擎缸内的市场需求变高。这是由于，燃料压力越高，则燃料的喷射速度越增加，与空气的摩擦阻力越大，燃料进一步微粒化而燃烧性能变得良好。

电磁式燃料喷射阀以螺线管方式，通过磁吸引力将作为可动铁心的可动芯向作为固定铁心的固定芯吸附直至两者碰撞，从而开阀。由于以高的燃料压力喷射燃料，所以需要克服燃料压力而对阀体施加大的力来开阀。因此，对固定芯和可动芯的碰撞构造部施加比以往更高的撞击载荷。为了降低由碰撞时的载荷导致的磨损、变形量，针对上述碰撞构造部实施具有高的强度的表面处理。

另外，上述碰撞构造部也是用于产生磁吸引力的磁回路的一部分。为了提高磁吸引力，固定芯和可动芯的对置面最好较近。另一方面，为了提高响应性，最好使固定芯和可动芯的对置面变宽。这是由于，通过使作为液体粘着力的挤压力降低，使闭阀速度提高，从而响应性变高。因此，如日本特开2011-89432所示，期望在成为碰撞构造部的部位的固定芯或者可动芯的对置面设置宽度及高度小的突起形状，由于是微小的形状，所以要求精密的加工精度。

此处，有时表面处理使得厚度不均匀。如果碰撞构造部内的厚度之差大且在局部出现突起，则应力集中而促进磨损。

特别是，在表面处理为电镀的情况下，由于进行镀敷的对象的形状而磁通密度不均匀，所以，厚度容易变得不均匀。因此，在现有技术中，如与上述相同的日本特开2011-89432所示，预先对附加镀层的母材设置锥形部。

如果碰撞构造部的磨损量、变形量大，则阀体的行程量变大，从而流路面积变宽，喷射的流量增加而导致耗油量、燃烧性能降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-89432

专利文献2：日本特开2010-71123

发明内容

发明要解决的技术问题

在碰撞构造部内不出现上述局部的突起是重要的，但固定芯和可动芯由于尺寸公差的累积而相对地倾斜，即使固定芯和可动芯的碰撞构造部分别是平坦的，在碰撞的瞬间，也是不在固定芯和可动芯的碰撞构造部整体接触而在被限定的部位接触。在碰撞构造部的形状是圆环或者断续的圆环的情况下，从外周部开始接触。因此，在固定芯和可动芯碰撞时，在最初接触的外周部产生高的应力。因此，碰撞构造部的外周部的形状是重要的，但由于原本是微小的突起形状且要求精密的加工的部位，所以难以在维持生产率的同时在比以往更高的碰撞载荷下也抑制磨损、变形。

在现有技术中，如日本特开2011-89432所示，以在碰撞构造部内不出现局部的突起的方式设置锥形部，避免特别高的应力集中，但外周部成为边缘，应力集中。

在其他现有技术中，如日本特开2010-71123的图7所示，公开了从最外径向内径的锥形部、成为碰撞构造部的平坦部、锥形部的组合。在该情况下，也如上所述在表面处理的厚度不均匀的情况下，应力集中在由厚度之差导致的局部的突起，或者应力集中在作为碰撞构造部的平坦部的最外周部。

解决技术问题的技术手段

在本发明中，从碰撞构造部的外周侧起设置R形状和平坦部。另外，形成R形状和平坦部正切的构造。

发明效果

根据本发明，通过使在碰撞构造部产生的应力降低，能够以生产率高的方法来抑制磨损、变形。

附图说明

图1为表示实施本发明的燃料喷射阀的整体的截面图。

图2为局部截面图1。

图3为局部截面图2。

图4为局部截面图3。

图5为R的大小与应力的关系。

图6(a)为局部截面图4。

图6(b)为局部截面图5。

图6(c)为局部截面图6。

图7为局部截面图7。

图8为局部截面图8。

具体实施方式

使用图1来说明实施例的整体构成。为了方便说明，夸大尺寸地描绘以后的图，与实际的比例尺不同。

在图1的固定芯107上部，配置有用于进行加压而供给燃料的未图示的高压泵以及连结上述高压泵与固定芯107上部的配管，在被加压的状态下向作为固定芯107中心部燃料通路的贯通孔供给燃料。在阀体114的上端面，设置有弹簧55的支承面。

调整器54抵接于弹簧55的与阀体114相反侧的上端面。调整器54被固定于固定芯107。

阀体114通过引导部件115和可动元件引导件113，以能够上下往复运动的方式保持。

阀体114在未对电磁线圈105通电的闭阀状态下，通过弹簧55的作用力而与设置在喷嘴101的顶端的固定阀116抵接，从燃料喷射孔116A切断从上述高压泵供给了的燃料的流动。

电磁线圈105被配置于固定芯107的外周部，借助与壳体103、喷嘴101和阀体114一体构造的可动芯102而形成箭头122所示的螺旋管状的磁路。

另外，从电池电压供给电力的插销连接于被形成在导体109的顶端部的连接器123。电磁线圈105通过未图示的控制器，通过导体109而控制通电、非通电。

在对电磁线圈105通电的过程中，由于通过磁路122的磁通量而在可动芯102与固定芯107之间产生磁吸引力。可动芯102由于被吸引而向上方移动，并与直至碰撞到固定芯107的下端面为止的冲程量相应地移动。

其结果，阀体114从固定阀116与冲程量相应地离开而变成开阀状态，将从作为固定芯107中心部燃料通路的贯通孔而被供给的燃料从喷射孔116A向燃烧室内喷射。

当断开向电磁线圈105的通电时，磁路122的磁通量消失，磁吸引力也消失。在该状态下，向闭阀方向推压阀体114的弹簧55的弹簧力作用于阀体114。其结果，阀体114被压回到与固定阀116接触的闭阀位置。

使用图2、3来说明第一实施例。

如图2所示，固定芯和可动芯分别具备对置的圆环状的端面110、端面210。在可动芯端面110，设置有在与固定芯端面210碰撞时接触的突起111。在开阀时，固定芯和可动芯碰撞从而端面210与突起111接触。

在液体中端面110与端面210接触的话，作为液体粘着力的挤压力产生作用，闭阀时间延长，从而响应性恶化。因此，通过设置突起111而使接触的范围尽可能变窄，抑制挤压力的产生。

另外，即使端面210与端面110的突起111以外的部位过近，也产生挤压力。但是，端面210、端面110也是磁回路的一部分，如果两端面远，则磁吸引力降低进而开阀时的响应性恶化。因此，以取得挤压力与磁吸引力的平衡的方式设定突起111的高度。具体地说，设定20～40μm的非常微小的高度。

图3中示出端面110与端面210的局部放大图。图3的纸面右侧示出中心方向的左半部的形状。为了抑制由碰撞导致的磨损、变形，针对固定芯端面210，实施了作为硬度高的表面处理的硬铬镀层50。在实施了镀层50的母材形状中设置有平面224。在作为固定芯端面210一部分的平面214与可动芯的突起111碰撞。镀层50是电镀，根据母材形状、电极形状等的磁通密度的粗密，镀层厚度不同。在本例中，以如在作为碰撞部的突起部110的对置部214上镀层变厚那样成为越接近中心则镀层越厚的镀层厚度分布的方式，调整磁通密度。

为了抑制由碰撞导致的磨损、变形，对可动芯端面110实施了硬铬镀层51。实施了镀层51的母材形状从外周侧起具备外周平面部21、外周锥形部22、R部23、平面部24、内周锥形部25。由于突起部111的退刀槽，内周锥形部25的内径侧还具备倾斜大的锥形部26。R部23和平面部24各自的连接部正切。与固定芯的情况同样地，镀层51是电镀，根据母材形状、电极形状等的磁通密度的粗密，镀层厚度不同。在本例中，以如在作为碰撞部的突起部上镀层变厚那样成为越接近中心则镀层厚的镀层厚度分布的方式，调整磁通密度。

可动芯端面110的镀层后的形状根据上述母材形状和镀层厚度分布，从外周侧起具备外周平面部11、外周锥形部12、R部13、平面部14、内周锥形部16。R部13和平面部14各自的连接部正切。另外，越向内径侧则镀层做得越厚，所以镀层后的形状通过内径侧锥形部25而形成平面部14。

图4中示出固定芯和可动芯倾斜的情况下的局部截面图。在开阀而固定芯和可动芯碰撞的瞬间，可动芯由于滑动部的间隔、其他部件精度，有时相对于固定芯具有倾斜度θ。于是，与固定芯和可动芯的倾斜度θ为0°而平行地接触的情况相比，接触面积减小，所以，即使在产生相同撞击载荷的情况下，产生于接触部的应力也变高。

另外，在固定芯和可动芯具有倾斜度θ地碰撞时接触的部位是可动芯的R部13。因此，R部13的R的大小越大，产生的应力越低。R部13与平面部14正切，所以，即使倾斜度θ小，也一定在R部13的曲面接触。

如上所述，突起部111的高度非常小，即使进行精密的加工，也容易发生由加工偏差导致的形状变化。被设置于作为突起部111母材形状的R部23与内周锥形部25之间的平面24被设定为大于由内径锥形部25的加工偏差导致的偏移量。即使由于加工偏差内周锥形部25的径向(纸面左右方向)的位置发生偏移，也能够可靠地保留R部23与平面24的连接部。

图5中示出R部13的R的大小以及根据倾斜度θ而碰撞时的在接触部产生的应力。具有R越小则产生的应力越高，另外倾斜度越大则产生的应力越高的倾向。

R部13与外周侧锥形部12的连接部设定了R部13的宽度和外周侧锥形部12的倾斜角度，以使得在倾斜度θ最大的情况下也一定与R部13接触。

平面24按照在镀层后的平面14不产生由镀层厚度分布导致的高低差、倾斜的程度的短的宽度来设置。具体地说，是0.1mm左右。

使用图6来示出第2实施例。图6(a)中示出内径锥形部25向外周侧偏移而没有平面24但完全保留R部23的情况。该情况下的镀层后的形状由于R部13与平面部14正切，所以即使倾斜度θ小，也能够抑制产生的应力。

另一方面，为了方便说明，使用图6(b)、图6(c)来示出不适应本实施例的情况。如果在没有平面24的情况下内周锥形部25向外周侧(纸面左方向)偏移、或者内周锥形部25比平面24的范围大地向外周侧偏移的话，则如图6(b)所示，R部23由于没有作为R部23延长线的R部23’(图中虚线记载)，所以平面部14的连接部不正切，残留边缘形状部70。其结果，在镀层后的形状中，由于R部13没有作为R部13延长线的R部13’(图中虚线记载)，所以平面部14的连接部不正切，残留边缘形状部60。如果在边缘形状部60与固定芯端面210接触，则相当于图5的R小的情况，产生高的应力。在撞击载荷高的情况下，另外在倾斜度θ大的情况下，边缘形状部60都有可能磨损、变形。

在图7中示出第3实施例。在第3实施例中，相对于第1实施例的情况，是在平面部24与内周锥形部25之间设置有内周R部27的情况。平面24与内周R部27正切地设置。

此处，在平面24与内周锥形部25的连接部为边缘形状的情况下，镀层时的磁通密度集中，镀层厚度有可能做得较厚。如果将镀层厚度局部地做得较厚，则成为微小的突起形状，其结果，在与固定芯端面214碰撞时应力集中且变高。

因此，设置内周R部27来抑制镀层厚度的分布极端地变化，使得应力不集中。

使用图8来示出第4实施例。示出内径锥形部25向外周侧偏移且没有平面24但完全保留R部23的情况。在该情况下，也与实施例3的情况同样地，设置内周R部27来抑制镀层厚度的分布极端地变化，使得应力不集中。

通过做成以上的结构，能够降低在固定芯与可动芯的碰撞部产生的应力，能够抑制磨损、变形。

此外，在本实施例中，示出了在可动芯端面110有突起111的情况，但在固定芯侧设置突起形状的情况也是一样。

在表面处理中使用硬铬镀层，但进行除此以外的具有厚度的表面处理的情况也是一样。

使用电磁式燃料喷射阀来说明了整体的结构，但对于作为除此以外的螺线管形式的开闭阀的电磁阀也是同样。

符号说明

210…固定芯端面

214…固定芯端面(碰撞部)

224…固定芯端面(母材形状)

11～16…可动芯端面形状(镀层后)

21～27…可动芯端面形状(镀层前)

110…可动芯端面

111…可动芯端面上的突起

60、70…边缘部

50、51…硬铬镀层

54…调整器

55…弹簧

101…喷嘴

102…可动芯

103…壳体

105…电磁线圈

107…固定芯

113…可动元件引导件

114…阀体

115…引导部件

116…固定阀

117…横向力

118…球体

119…可动元件的顶端

121…加强部

122…磁路

123…连接器。

Claims (8)

1.一种电磁阀，其特征在于，

具备线圈、阀体、固定芯以及使阀体开阀的可动芯，针对固定芯和可动芯各自的对置面，实施具有厚度的表面处理，

作为可动芯的表面处理后的形状，从外周侧起具备外周平面部、外周锥形部、R部、平面部、内周锥形部，R部与平面部正切。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，

固定芯和可动芯中的各方或者一方的表面处理层的厚度越是中心侧越厚。

3.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，

可动芯的表面处理前的母材形状从外周侧起具备外周平面部、外周锥形部、R部、内周锥形部。

4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，

可动芯的表面处理前的母材形状的R部与内周锥形部正切。

5.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，

在可动芯的表面处理前的母材形状的R部与内周锥形部之间具备平面部，母材形状的R部与平面部正切。

6.根据权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，

在可动芯的表面处理前的母材形状的平面部与内周锥形部之间具备内周R部，母材形状的平面部与内周R部正切。

7.根据权利要求6所述的电磁阀，其特征在于，

在固定芯侧设置有可动芯和所述形状。

8.根据权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，

将表面处理设为作为电镀的硬铬镀。