CN108604490B - 电磁螺线管以及燃料喷射阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电磁螺线管以及燃料喷射阀。电磁螺线管具有：可动铁芯(27a)，其具有形成于内周面(27ah)与外周面(27ae)之间的端面(27ab)；固定铁芯(25)，其具有形成于内周面(25h)与外周面(25f)之间且与可动铁芯(27a)的端面(27ab)对置的端面(25b)。在可动铁芯(27a)的端面(27ab)或固定铁芯(25)的端面(2b)的至少任一方具有形成为环状的凸形状部(27ak)，凸形状部(27ak)在端面(27ab)的径向上设置在偏向于内周侧的位置，凸形状部(27ak)的顶点(27akp)与内周缘(27ao)之间的长度尺寸(Wi)短于顶点(27akp)与外周缘(27an)之间的长度尺寸(Wo)。

Description

电磁螺线管以及燃料喷射阀
技术领域
本发明涉及电磁螺线管以及具有电磁螺线管的燃料喷射阀。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，已知(日本)特开2015-204345号公报(专利文献1)所记载的流体控制螺线管。该流体控制螺线管具有：固定磁芯、以及被固定磁芯吸引而进行驱动的可动部，在可动部的固定磁芯侧的端面部具有一种结构，其在周向整个周设有由具有凸方向的曲率半径的曲面形成的凸部，在可动部倾斜并与固定磁芯碰撞时凸部成为碰撞部。此外，凸部形成为曲率半径R2大于将可动部的外周面与端面部连接的角R部(圆滑面、圆滑倒角)的曲率半径R1的形状。另外，凸部形成为从凸部与内径侧的平坦部及外径侧的角R部接续的部分的曲率半径在径向上连续变化的形状。上述凸部由施加于碰撞部的表面处理层形成(参照说明书摘要)。该流体控制螺线管可以不必降低磁引力，在可动部倾斜而与固定磁芯碰撞时，能够防止在碰撞部产生过大的应力，提高流体控制螺线管的可靠性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2015-204345号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1的流体控制螺线管(电磁螺线管)中，凸部设置在可动部(可动芯体)的外周侧。因此，可动部与固定磁芯(固定芯体)在接触的状态下两者的接触面积增大，在停止向线圈通电后，磁通的衰减需要时间，可能使磁通(磁力)的切断(以下称为磁力切断性(磁気切れ性))恶化。
在燃料喷射阀中，磁力切断性的恶化引起阀关闭时的响应性(闭阀响应性)的恶化。当闭阀响应性恶化，则相对于对线圈的通电时间，燃料喷射量不发生直线性的变化，特别在喷射少量燃料的区域中，难以高精度地控制燃料的喷射量。
本发明的目的在于，提供一种能够抑制在可动铁芯与固定铁芯的接触部产生的应力、且提高磁力切断性的电磁螺线管以及燃料喷射阀。
用于解决技术问题的技术方案
为了达到上述目的，本发明的电磁螺线管具有：
可动铁芯，其具有在内周面与外周面之间形成的端面；
固定铁芯，其具有在内周面与外周面之间形成且与所述可动铁芯的所述端面对置的端面；
在所述可动铁芯的所述端面或者所述固定铁芯的所述端面的至少任一方具有形成为环状的凸形状部，
所述凸形状部在设有所述凸形状部的端面的径向上，设置在偏向内周侧的位置，并且所述凸形状部形成为所述凸形状部的顶部与内周缘之间的长度尺寸短于所述顶部与外周缘之间的长度尺寸。
另外，为了达到上述目的，本发明的燃料喷射阀具有：
阀座及阀体，其配合来开闭燃料通路；
动子，其一端部设有所述阀体，另一端部设有可动铁芯；
固定铁芯，其使磁引力作用于所述可动铁芯并进行吸引；
所述可动铁芯具有形成于内周面与外周面之间的端面，
所述固定铁芯具有形成于内周面与外周面之间且与所述可动铁芯的所述端面对置的端面，
在所述可动铁芯的所述端面或者所述固定铁芯的所述端面的至少任一方具有形成为环状的凸形状部，
所述凸形状部在设有所述凸形状部的端面的径向上设置在偏向于内周侧的位置，并且所述凸形状部形成为所述凸形状部的顶部与内周缘之间的长度尺寸短于所述顶部与外周缘之间的长度尺寸。
发明的效果
根据本发明，能够抑制在可动铁芯与固定铁芯的接触部产生的应力，并且提高磁力切断性，由此来提高闭阀响应性。
附图说明
图1是针对本发明的燃料喷射阀的一个实施例，表示沿中心轴线1a的剖面的剖视图。
图2是放大表示图1所示的喷嘴部8的附近的剖视图。
图3是放大表示图1所示的可动铁芯27a及固定铁芯25的附近的剖视放大图。
图4是放大表示图3所示的可动铁芯27a与固定铁芯25的对置部(IV部)的剖视放大图。
图5A是表示可动铁芯27a的凸形状部27ak的结构的具体例的剖视放大图。
图5B是表示可动铁芯27a的凸形状部27ak的结构的具体例的剖视放大图。
图6是表示图4所示的可动铁芯27a倾斜的状态的剖视放大图。
图7表示凸形状部的第一变更例，是放大表示可动铁芯27a与固定铁芯25的对置部(图3的IV部)的剖视放大图。
图8表示凸形状部的第二变更例，是放大表示可动铁芯27a与固定铁芯25的对置部(图3的IV部)的剖视放大图。
图9表示凸形状部的第三变更例，是放大表示可动铁芯27a与固定铁芯25的对置部(图3的IV部)的剖视放大图。
图10是表示凸形状部的第四变更例的可动铁芯27a的剖视放大图。
图11是搭载有燃料喷射阀1的内燃机的剖视图。
具体实施方式
利用图1至图3，针对本发明的实施例进行说明。
参照图1，针对燃料喷射阀1的整体结构进行说明。图1是针对本发明的燃料喷射阀的一个实施例，表示沿中心轴线1a的剖面的剖视图。需要说明的是，中心轴线1a与一体地设有阀体27c、杆部(连接部)27b及可动铁芯(可动芯体)27a的动子(阀组装体)27的轴心(阀轴心)27l(参照图3)一致，与筒状体5的中心轴线5f一致。
在图1中，有时将燃料喷射阀1的上端部(上端侧)称为基端部(基端侧)，将下端部(下端侧)称为前端部(前端侧)。称为基端部(基端侧)及前端部(前端侧)的称呼是基于燃料的流动方向或燃料喷射阀1相对于燃料配管的安装结构。另外，本说明书中说明的上下关系是基于图1的上下关系，与燃料喷射阀1搭载于内燃机的方式上的上下方向无关。
燃料喷射阀1由金属材制的筒状体(筒状部件)5构成为燃料流路(燃料通路)3在其内侧大致沿着中心轴线1a。筒状体5使用具有磁性的不锈钢等金属原材料，通过深拉伸加工等冲压加工，在沿着中心轴线1a的方向上形成为带台阶的形状。由此，筒状体5的一端侧的直径相对于另一端侧的直径增大。即，筒状体5形成为圆筒形状。
在筒状体5的基端部设有燃料供给口2，在该燃料供给口2安装有用来除去混入燃料中的杂质的燃料滤清器13。
筒状体5的基端部形成有向径向外侧扩径而弯曲的凸缘部(扩径部)5d，在由凸缘部5d与树脂盖体47的基端侧端部47a形成的环状凹部(环状槽部)4配设O环11。
在筒状体5的前端部构成由阀体27c与阀座部件15构成的阀部7。阀座部件15***筒状体5的前端侧内侧，通过激光焊接19固定在筒状体5。激光焊接19从筒状体5的外周侧遍及整个周而实施。在该情况下，也可以在将阀座部件15压入筒状体5的前端侧内侧的基础上，通过激光焊接将阀座部件15固定在筒状体5。
在筒状体5的中间部配置用来驱动阀体27c的驱动部9。驱动部9由电磁促动器(电磁驱动部)构成。具体而言，驱动部9的结构具有：固定铁芯(固定芯体)25，其固定在筒状体5的内部(内周侧)；动子(可动部件)27，其在筒状体5的内部，相对于固定铁芯25而配置在前端侧，能够沿着中心轴线1a的方向移动；电磁线圈29，其在固定铁芯25与构成于动子27的可动铁芯(可动芯体)27a隔着微小间隙δ1而对置的位置上外插于筒状体5的外周侧；磁轭33，其在电磁线圈29的外周侧覆盖电磁线圈29。
在筒状体5的内侧收纳有动子27，筒状体5与可动铁芯27a的外周面对置并围绕可动铁芯27a。筒状体5、阀座部件15、以及固定铁芯25构成收纳动子27的阀壳体。
可动铁芯27a、固定铁芯25、以及磁轭33构成通过向电磁线圈29通电而产生的磁通所经过的闭合磁路(磁回路)。虽然磁通通过微小间隙δ1，但为了在微小间隙δ1的部分减少流动于筒状体5的泄漏磁通，在与筒状体5的微小间隙δ1对应的位置(微小间隙δ1的外周侧)设置非磁性部或磁性比筒状体5的其它部分弱的弱磁性部5c。下面，将该非磁性部或弱磁性部5c简单地称为非磁性部5c进行说明。
非磁性部5c能够针对筒状体5通过对具有磁性的筒状体5进行非磁性化处理来形成。上述非磁性化处理例如可以通过热处理来进行。或者通过在筒状体5的外周面形成环状凹部，使相当于非磁性部5c的部分减薄来构成。在本实施例中，表示了由环状凹部构成非磁性部5c的例子。
电磁线圈29卷绕在由树脂材料形成为筒状的线轴31上，外插于筒状体5的外周侧。电磁线圈29与设置于连接器41的端子43电连接。连接器41连接有未图示的外部的驱动回路，经由端子43，向电磁线圈29接通驱动电流。
固定铁芯25由磁性金属材料形成。固定铁芯25形成为筒状，具有在沿着中心轴线1a的方向上贯通中心部的贯通孔25a。固定铁芯25及贯通孔25a的中心轴线25c与燃料喷射阀的中心轴线1a一致。
固定铁芯25压入固定在筒状体5的小径部5b的基端侧，位于筒状体5的中间部。通过在小径部5b的基端侧设置大径部5a，容易进行固定铁芯25的组装。固定铁芯25可以通过焊接固定在筒状体5，也可以同时通过焊接与压入而固定在筒状体5。
动子(阀组装体)27由可动铁芯27a、杆部27b、以及阀体27c构成。可动铁芯27a是圆环状的部件。阀体27c是与阀座15b(参照图2)抵接的部件。阀座15b及阀体27c配合来开闭燃料通路。杆部27b是细长的圆筒形状，是连接可动铁芯27a与阀体27c的连接部。可动铁芯27a与阀体27c连结，利用作用于其与固定铁芯25之间的磁引力，在阀打开关闭方向(沿中心轴线1a的方向)上驱动阀体27c。
在本实施例中，虽然杆部27b与可动铁芯27a由一个部件构成，但也可以一体地组装由不同部件构成的杆部27b与可动铁芯27a。另外，在本实施例中，杆部27b与阀体27c由不同部件构成，在杆部27b固定阀体27c。杆部27b与阀体27c的固定通过压入或焊接进行。杆部27b与阀体27c也可以由一个部件一体地构成。
杆部27b为圆筒形状，具有在杆部27b的上端开口且在轴向上延伸设置的孔27ba。在杆部27b形成连通内侧与外侧的连通孔(开口部)27bo。在杆部27b的外周面与筒状体5的内周面之间形成背压室37。固定铁芯25的贯通孔25a内的燃料流路3通过孔27ba及连通孔27bo而与背压室37连通。孔27ba及连通孔27bo构成将贯通孔25a内的燃料流路3与背压室37连通的燃料流路3。
在固定铁芯25的贯通孔25a设有螺旋弹簧39。螺旋弹簧39的一端与设置于可动铁芯27a内侧的弹簧座27ag(参照图3)抵接。螺旋弹簧39的另一端部与配设于固定铁芯25的贯通孔25a内侧的调整器(Adjuster)35的端面抵接。螺旋弹簧39在压缩状态下配设在弹簧座27ag与调整器(调整件)35的下端(前端侧端面)之间。
螺旋弹簧39作为在阀体27c与阀座15b(参照图2)抵接的方向(阀关闭方向)对动子27进行施力的施力部件而发挥作用。通过在贯通孔25a内调整沿中心轴线1a的方向上的调整器35的位置，能够通过螺旋弹簧39调整动子27(即阀体27c)的施加力。
调整器35具有在沿着中心轴线1a的方向上贯通中心部的燃料流路3。
从燃料供给口2供给的燃料在流过调整器35的燃料流路3后，流入固定铁芯25的贯通孔25a的前端侧部分的燃料流路3，并流向构成于动子27内的燃料流路3。
磁轭33由具有磁性的金属材料形成，兼而作为燃料喷射阀1的壳体。磁轭33形成为具有大径部33a和小径部33b的带台阶的筒状。大径部33a覆盖电磁线圈29的外周而形成为圆筒形状，在大径部33a的前端侧形成直径小于大径部33a的小径部33b。小径部33b压入或***筒状体5的小径部5b的外周。由此，小径部33b的内周面与筒状体5的外周面紧密接触。此时，小径部33b的内周面的至少一部分经由筒状体5，与可动铁芯27a的外周面对置，减小在该对置部分形成的磁路的磁阻。
在磁轭33的前端侧端部的外周面，沿周向形成环状凹部33c。在形成于环状凹部33c的底面的薄壁部，磁轭33与筒状体5通过激光焊接，遍及整个周而接合。
在筒状体5的前端部外插具有突缘部49a的圆筒状保护装置49，筒状体5的前端部由保护装置49进行保护。保护装置49覆盖磁轭33的激光焊接部24之上。
由保护装置49的突缘部49a、磁轭33的小径部33b、以及磁轭33的大径部33a与小径部33b的台阶面形成环状槽34，在环状槽34外插O环46。O环46在燃料喷射阀1安装于内燃机时，作为能够在形成于内燃机侧的***口的内周面与磁轭33的小径部33b的外周面之间确保液密及气密的密封件而发挥作用。
树脂盖体47成形于从燃料喷射阀1的中间部至基端侧端部的附近的范围。树脂盖体47的前端侧端部覆盖磁轭33的大径部33a的基端侧的一部分。另外，利用形成树脂盖体47的树脂，一体地形成连接器41。
接着，参照图2，针对喷嘴部8的结构，详细地进行说明。图2是放大表示图1所示的喷嘴部8的附近的剖视图。
在阀座部件15形成沿中心轴线1a的方向贯通的贯通孔。在该贯通孔的中途形成向下游侧缩径的圆锥面15v。在圆锥面15v上构成阀座15b，通过阀体27c与阀座15b的分离、抵接，进行燃料通路的关闭、打开。需要说明的是，有时也将形成有阀座15b的圆锥面15v称为阀座面。另外，将阀座15b、以及与阀体27c的阀座15b抵接的部位称为密封部。
贯通孔的从圆锥面15v开始的上侧孔部分构成收纳阀体27c的阀体收纳孔。在阀体收纳孔的内周面形成将阀体27c在沿着中心轴线1a的方向进行引导的引导面15c。
引导面15c与滑动接触于该引导面15c的阀体27c的滑动接触面27cb构成引导动子27位移的下游侧引导部50A。
在引导面15c的上游侧形成向上游侧扩径的扩径部15d。扩径部15d使阀体27c的安装容易，并且有助于扩大燃料通路截面。另一方面，阀体收纳孔的下端部与燃料导入孔15e连接，燃料导入孔15e的下端面在阀座部件15的前端面15t开口。
在阀座部件15的前端面15t安装喷嘴板21n。喷嘴板21n通过激光焊接固定在阀座部件15。激光焊接部23以包围形成有燃料喷射孔110的喷射孔形成区域的方式，而在该喷射孔形成区域的周围形成一周。
另外，喷嘴板21n由板厚均匀的板状部件(平板)构成，在中央部向外侧突出地形成突状部21na。突状部21na由曲面(例如球状面)形成。在突状部21na的内侧形成燃料室21a。该燃料室21a与形成于阀座部件15的燃料导入孔15e连通，通过燃料导入孔15e，向燃料室21a供给燃料。
在突状部21na形成多个燃料喷射孔110。燃料喷射孔的形式未特别限制。也可以在燃料喷射孔110的上游侧具有向燃料提供回旋力的回旋室。燃料喷射孔110的中心轴线110a相对于燃料喷射阀的中心轴线1a，可以平行，也可以倾斜。另外，也可以是没有突状部21na的结构。
在本实施例中，开闭燃料喷射孔110的阀部7由阀座部件15与阀体27c构成，决定燃料喷雾方式的燃料喷射部21由喷嘴板21n构成。而且，阀部7与燃料喷射部21构成用来进行燃料喷射的喷嘴部8。即，本实施例的喷嘴部8将喷嘴板21n与喷嘴部8的主体侧(阀座部件15)的前端面15t接合而构成。
另外，在本实施例中，阀体27c使用形成为球状的球阀。因此，在与阀体27c的引导面15c对置的部位，在周向上隔着间隔设有多个切口面27ca，由该切口面27ca构成燃料通路。阀体27c也可以由球阀以外的其它阀体构成。例如，可以利用针阀。
参照图3，针对动子27的可动铁芯27a附近的结构详细地进行说明。图3是放大表示图1所示的可动铁芯27a及固定铁芯25的附近的剖视放大图。需要说明的是，在图3中，表示了动子27的中心轴线(阀轴心)27l与燃料喷射阀1的中心轴线1a一致的状态。
在本实施例中，可动铁芯27a与杆部27b由一个部件一体地形成。
在可动铁芯27a的端面27ab的中央部形成向下端侧凹陷的凹部27aa。在凹部27aa的底部形成弹簧座27ag，螺旋弹簧39的一端支承于弹簧座27ag。此外，在凹部27aa的底部形成与杆部27b的内侧连通的开口部27af。开口部27af构成燃料通路，该燃料通路使从固定铁芯25的贯通孔25a流入凹部27aa内的空间27ai的燃料向杆部27b的内侧的空间27bi流动。
可动铁芯27a的端面27ab与固定铁芯25的端面25b对置。端面27ab与端面25b构成磁引力相互作用的磁吸引面。可动铁芯27a的外周面27ae构成为在筒状体5的内周面5e滑动。即，内周面5e构成为围绕可动铁芯27a而引导动子27在阀打开关闭方向上移动的导向面。特别是内周面5e构成可动铁芯27a的外周面27ae所滑动接触的上游侧引导面。上游侧引导面与可动铁芯27a的外周面27ae构成引导动子27位移的上游侧引导部50B。
在本实施例中，在由构成于阀座部件15的引导面(下游侧引导面)15c、以及筒状体5的内周面5e构成的上游侧引导面两处，引导动子27在阀打开关闭方向上移动。即，动子27支承在上游侧引导部50B与下游侧引导部50A(参照图1)两处，在中心轴线1a方向上被引导进行往复动作。在该情况下，动子27的阀体27c由引导面15c引导，可动铁芯27a的外周面27ae由上游侧引导面引导。
参照图4，具体地说明固定铁芯25及可动铁芯27a的结构。图4是放大表示图3所示的可动铁芯27a与固定铁芯25的对置部(IV部)的剖视放大图。需要说明的是，在图4中，表示了动子27的中心轴线27l与固定铁芯25的中心轴线25c一致的状态。固定铁芯25的中心轴线25c也是由电磁线圈29构成的螺线管的中心轴线。
在与固定铁芯25的可动铁芯27a对置的端面(磁间隙侧端面)25b侧，在外周部形成磁限制部25m。在本实施例中，磁限制部25m由锥面(锥部)构成。锥面形成于固定铁芯25的外周面25f与端面25b之间，兼而用做在外周面25f与端面25b之间的角部设置的倒角部。锥面形成为固定铁芯25的外径从与可动铁芯27a对置的一侧的相反侧(以下称为可动铁芯相反一侧)向端面25b逐渐减小。即，在锥面上，外径从可动铁芯相反一侧向端面25b缩径。
在固定铁芯25的端面25b的内周部形成对角部进行了倒角加工的倒角部25g。倒角部25g由在固定铁芯25的内周面25h与端面25b之间形成的锥面(锥部)构成。
在可动铁芯27a的与固定铁芯25对置的端面(磁间隙侧端面)27ab侧，在外周部形成磁限制部27am。在本实施例中，磁限制部27am由锥面(锥部)构成。锥面形成为外径从与固定铁芯25对置的一侧的相反的一侧(以下称为固定铁芯相反一侧)向端面27ab逐渐减小。即，在锥面上，可动铁芯27a的外径从固定铁芯相反一侧向端面27ab缩径。
在可动铁芯27a的端面27ab的内周部形成对角部进行了倒角加工的倒角部27aj。倒角部27aj由在可动铁芯27a的内周面27ah与端面27ab之间形成的锥面(锥部)构成。
在本实施例中，在端面27ab的内周部(内周侧端部)形成圆环状的凸形状部27ak。即，凸形状部27ak在设有凸形状部27ak的端面27ab的径向上，设置在偏向内周侧的位置。因此，准确地说，倒角部27aj在可动铁芯27a的内周面27ah与设置于端面27ab的凸形状部27ak之间形成。
凸形状部27ak的顶点(最高的位置：最高点)27akp比可动铁芯27a的径向上的外周面27ae与内周面27ah的中央位置27aba更位于内周面27ah侧。可动铁芯27a的外周面27ae与内周面27ah的宽度尺寸(径向尺寸)为W27a，中央位置27aba是与外周面27ae分开W27a/2、与内周面27ah分开W27a/2尺寸的位置。因此，顶点27akp位于与外周面27ae分开超过W27a/2长度尺寸的位置，并位于与内周面27ah分开短于W27a/2长度尺寸的位置。由此，在本实施例中，能够在可动铁芯27a的端面27ab上，将顶点27akp靠近内周侧来配置。
特别在本实施例中，使凸形状部27ak的外周缘27an比中央位置27aba更位于内周面27ah侧而构成，凸形状部27ak的整体比中央位置27aba更位于内周面27ah侧。即，凸形状部27ak的外周缘27an与外周面27ae的距离为W27a/2以上，与内周面27ah的距离为W27a/2以下。由此，在本实施例中，可以在可动铁芯27a的端面27ab上，将顶点27akp靠近内周侧而配置。
凸形状部27ak的顶点27akp与内周缘27ao之间的长度尺寸(径向尺寸)Wi比顶点27akp与外周缘27an之间的长度尺寸(径向尺寸)Wo短。
在本实施例中，倒角部27aj形成为与凸形状部27ak进行干涉。
即，倒角部27aj形成至比可动铁芯27a的端面27ab更高的位置(固定铁芯25侧)27ap，在比包括端面27ab且与端面27ab平行的水平面SH高的位置27ap上与凸形状部27ak的内周缘27ao交叉。
在本实施例中，凸形状部27ak以包括端面27ab且与端面27ab平行的水平面SH作为基准，将高于水平面SH的部分作为凸形状部27ak。因此，凸形状部27ak的内周缘27ao与凸形状部27ak或倒角部27aj和水平面SH的交线一致。需要说明的是，水平面SH也可以构成为与凸形状部27ak的曲面部而非与倒角部27aj交叉。
在本实施例中，凸形状部27ak的至少顶点27akp的附近由曲面形成。即，凸形状部27ak形成为高度随着从顶点27akp向径向分离而降低、且高度的变化率随着从顶点27akp向径向分离而增大的形状。此外，在凸形状部27ak中，顶点27akp的内周侧部分与外周侧相比，高度相对于径向长度的变化率较大。
具体而言，顶点(顶部)27akp的内周侧的凸形状部27ak由曲率半径R02的曲面形成，顶点27akp的外周侧的凸形状部27ak由曲率半径R01的曲面形成，使曲率半径R02小于曲率半径R01(R02＜R01)。
即，顶点27akp的内周侧的凸形状部27ak相对于顶点27akp的外周侧的凸形状部27ak，由曲率较大的曲面形成。
需要说明的是，曲率半径R01大于曲率半径R02，优选为1.5mm以上、50mm以下的尺寸。另外，凸形状部27ak优选构成为，使距离端面27ab的高度H具有15μm以上、50μm以下的尺寸。
特别在本实施例中，凸形状部27ak使曲率半径R02的曲面与曲率半径R01的曲面在顶点27akp连接而形成。即，凸形状部27ak以顶点27akp为界，外周侧由曲率半径为R01的曲面形成，并且内周侧由曲率半径为R02的曲面形成。
参照图5A及图5B，具体地说明凸形状部27ak的结构。
图5A是表示可动铁芯27a的凸形状部27ak的结构的具体例的剖视放大图。
在图5A中，通过施加于端面27ab的表面处理层27as形成凸形状部27ak。表面处理层27as通过对作为基底的金属部件(基底部件)27ar的表面(端面)27ab’进行电镀等表面处理来形成。在该情况下，表面处理层27as遍及端面27ab(27ab’)的整体来施加。而且表面处理层27as的内周侧部分超出端面27ab，形成凸形状部27ak。
在本例中，端面27ab由表面处理层27as的表面构成。在该情况下，所述凸形状部27ak的内周缘27ao位于基底部件27ar的表面27ab’与表面处理层27as的边界，凸形状部27ak的内周缘27ao存在于比端面27ab低的位置。
图5B是表示可动铁芯27a的凸形状部27ak的结构的具体例的剖视放大图。
在图5B中，与图5A的具体例相同，由施加于端面27ab的表面处理层27as形成凸形状部27ak。但是，在本例中，只在凸形状部27ak的部分设有表面处理层27as，凸形状部27ak的外周侧的部分则露出基底部件27ar的表面27ab’。即，在本例中，端面27ab由基底部件27ar的表面27ab’构成。
本发明的实施例的特征之一在于凸形状部27ak的形状。因此，与凸形状部27ak的形成方法、材料或表面处理层27as的关系不限于上述实施例或具体例的结构。
接着，针对本实施例的效果进行说明。
在本实施例中，凸形状部27ak在可动铁芯27a的端面27ab的内周侧形成。凸形状部27ak是在可动铁芯27a被固定铁芯25吸引时与固定铁芯25的端面25b接触的部位。因此，凸形状部27ak与固定铁芯25的端面25b的间隔尺寸较小，产生较大的磁引力。在凸形状部27ak形成于端面27ab的外周侧的情况下，与形成于端面27ab的内周侧的情况相比，端面27ab上的凸形状部27ak的面积增大，产生过大的磁引力，并且磁力切断性恶化。
在本实施例中，如上所述，凸形状部27ak在端面27ab的内周侧形成。由此，在本实施例中，与凸形状部27ak在端面27ab的外周侧形成的情况相比，能够减小端面27ab上的凸形状部27ak的面积，能够防止产生过大的磁引力，并且能够防止磁力切断性恶化。
根据上述原因，凸形状部27ak希望在端面27ab上尽量靠近内周侧进行配置。特别在凸形状部27ak由在可动铁芯27a的径向上具有曲率的曲面形成的结构中，希望在端面27ab上，尽量将凸形状部27ak的顶点27akp的位置靠近内周侧而配置。
因此，在本实施例中，使凸形状部27ak的顶点27akp与内周缘27ao之间的长度尺寸(径向尺寸)Wi短于顶点27akp与外周缘27an之间的长度尺寸(径向尺寸)Wo。或者，使顶点27akp的内周侧的凸形状部27ak的曲率半径R02小于顶点27akp的外周侧的凸形状部27ak的曲率半径R01(R02＜R01)。通过上述结构，能够在端面27ab上，将顶点27akp的位置更靠近内周侧进行配置。因此，在本实施例中，能够防止产生过大的磁引力，并且能够防止磁力切断性恶化。
另外，在本实施例中，通过使曲率半径R01为1.5mm以上、50mm以下的尺寸，能够减小在凸形状部27ak与固定铁芯25的端面25b接触时所产生的应力。另外，在本实施例中，通过使凸形状部27ak的高度H为15μm以上、50μm以下，能够在粘性流体(燃料)充满的环境下，在固定铁芯25与可动铁芯27a接触时，防止固定铁芯25与可动铁芯27a粘连。
图6是表示图4所示的可动铁芯27a倾斜的状态的剖视放大图。
在图6中，表示了动子27的中心轴线27l相对于固定铁芯25的中心轴线25c，产生了倾斜角度β的倾斜的状态。当该倾斜角度β增大时，可动铁芯27a的端面27ab的外周(外周缘)27abb与固定铁芯25的端面25b接触，或者固定铁芯25的端面25b的外周(外周缘)25bb与可动铁芯27a的端面27ab接触。需要说明的是，因为动子27支承在上游侧引导部50B与下游侧引导部50A两处，所以在倾斜角度β上存在上限值(最大值)βmax。
在本实施例中，设定凸形状部27ak的形状及高度H，以使凸形状部27ak的曲面和可动铁芯27a的端面27ab的外周27abb相接的平面与垂直于动子27的中心轴线27l的水平面SH形成的角度α为大于倾斜角度β的最大值βmax的角度。需要说明的是，在本实施例中，中心轴线27l与可动铁芯27a的中心轴线一致。由此，在动子27倾斜的情况下，能够防止可动铁芯27a的端面27ab的外周(外周缘)27abb与固定铁芯25的端面25b接触，或者防止固定铁芯25的端面25b的外周(外周缘)25bb与可动铁芯27a的端面27ab接触。由此，能够提高燃料喷射阀1的可靠性。
接着，参照图7至图9，针对凸形状部的变更例进行说明。
图7表示凸形状部的第一变更例，是放大表示可动铁芯27a与固定铁芯25的对置部(图3的IV部)的剖视放大图。
在本变更例中，以单一的曲率半径R01形成凸形状部27ak。因此，顶部(顶点)27akp位于曲面的最内周，形成顶点27akp的曲面的最内周(最内周缘)与倒角部27aj连接。其它的结构与上述实施例及具体例相同地构成。
在本变更例中，也能够得到与上述实施例及具体例相同的效果。此外，在本变更例中，可以以相当于未设置曲率半径R02的曲面部的距离，将顶点27akp靠近可动铁芯27a的端面27ab的内周来配置。
图8表示凸形状部的第二变更例，是放大表示可动铁芯27a与固定铁芯25的对置部(图3的IV部)的剖视放大图。
在本变更例中，取代凸形状部27ak，将凸形状部25k设置在固定铁芯25的端面25b。凸形状部25k与凸形状部27ak相同地设置于端面25b。
因此，凸形状部27ak的与可动铁芯27a的端面27ab的关系适用于凸形状部25k的与固定铁芯25的端面25b的关系。即，图4中说明的凸形状部27ak的曲率半径R01、R02(R01＞R02)适用于凸形状部25k的曲面。另外，凸形状部25k也可以形成为与上述第一变更例相同的形状。
另外，在本变更例中，在动子27的中心轴线27l相对于固定铁芯25的中心轴线25c产生了倾斜角度β的倾斜的情况下，利用在固定铁芯25的端面25b设置的凸形状部25k，防止可动铁芯27a的端面27ab的外周(外周缘)与固定铁芯25的端面25b接触，或者防止固定铁芯25的端面25b的外周(外周缘)与可动铁芯27a的端面27ab接触。因此，设定凸形状部25k的形状及突出高度Hb，以使凸形状部25k的曲面和固定铁芯25的端面25b的外周缘相接的平面与垂直于固定铁芯25的中心轴线25c的平面形成的角度αb为大于倾斜角度β的最大值βmax的角度。
需要说明的是，可以使曲率半径R01为1.5mm以上、50mm以下的尺寸。另外，可以使凸形状部25k的高度H为15μm以上、50μm以下。
在本变更例中，也能够得到与上述实施例、具体例及变更例相同的效果。
图9表示凸形状部的第三变更例，是放大表示可动铁芯27a与固定铁芯25的对置部(图3的IV部)的剖视放大图。
本变更例的结构为，在固定铁芯25的端面25b设置凸形状部25k，在可动铁芯27a的端面27ab设置凸形状部27ak，使凸形状部25k与凸形状部27ak接触。本变更例的凸形状部25k及凸形状部27ak也可以形成为与上述第一变更例的凸形状部27ak相同的形状(曲率半径R01、R02、高度H等)。或者也可以使本变更例的凸形状部25k或凸形状部27ak的任一凸形状部形成为与第一变更例的凸形状部27ak相同的形状(曲率半径R01、R02、高度H等)。
在本变更例中，在动子27的中心轴线27l相对于固定铁芯25的中心轴线25c产生了倾斜角度β的倾斜的情况下，利用设置于可动铁芯27a的凸形状部27ak与设置于固定铁芯25的凸形状部25k，防止可动铁芯27a的端面27ab的外周缘与固定铁芯25的端面25b接触，或者防止固定铁芯25的端面25b的外周缘与可动铁芯27a的端面27ab接触。因此，考虑下述的角度αa、αb与突出高度Ha、Hb。
αa：与凸形状部27ak的曲面和可动铁芯27a的端面27ab的外周缘相接的平面、与垂直于动子27的中心轴线27l的平面形成的角度
αb：与凸形状部25k的曲面和固定铁芯25的端面25b的外周缘相接的平面、与垂直于固定铁芯25的中心轴线25c的平面形成的角度
Ha：从凸形状部27ak的端面27ab突出的突出高度
Hb：从凸形状部25k的端面25b突出的突出高度
而且，为了使αa与αb相加后的角度α(＝αa+αb)成为大于倾斜角度β的最大值βmax的角度(α＞βmax)，而设定凸形状部27ak、25k的形状及突出高度Ha、Hb。在该情况下，Ha与Hb的合计值H0(＝Ha+Hb)可以为15μm以上、50μm以下。
另外，本变更例的凸形状部27ak、25k的有效接触半径R0由(式1)表示。
R0＝(R01a×R01b)/(R01a+R01b) (式1)
在该情况下，R0、R01a及R01b具有(式2)的关系。
(1/R0)＝(1/R01a)+(1/R01b) (式2)
而且R0可以为1.5mm以上、50mm以下。
在本变更例中，也能够得到与上述实施例、具体例及变更例相同的效果。此外，在本变更例中，能够随着从凸形状部25k与凸形状部27ak接触的部分在径向上的分离，急剧扩大凸形状部25k与凸形状部27ak的间隔。因此，能够提高防止产生过大的磁引力的效果、以及防止磁力切断性恶化的效果。
图10是表示凸形状部的第四变更例的可动铁芯27a的剖视放大图。需要说明的是，在图10中，表示了与固定铁芯25对置的端面27ab的附近。
在本变更例中，可动铁芯27a的端面27ab遍及径向的宽度B整体而由曲面构成。即，相当于上述凸形状部27ak设置于端面27ab整体的方式。特别在本变更例中，从可动铁芯27a的内周面27ah至外周面27ae都由在径向上具有单一曲率半径R01的曲面构成。该曲率半径R01的曲面相当于图4中说明的形成于凸形状部27ak的顶点27akp与外周缘27an之间的曲面部。
也可以从凸形状部27ak的顶点27akp向内周侧设置与图4中的说明相同的曲率半径R02(R02＜R01)的曲面部。另外，也可以在端面27ab的内周缘部设置与图4中说明的倒角部27aj相同的倒角部。另外，也可以在端面27ab的外周缘部设置与图4中说明的锥面相同的锥面。
上述实施例、具体例及变更例虽然在燃料喷射阀中应用了本发明，但也可以应用在燃料喷射阀以外的其它具有电磁驱动装置(电磁螺线管)的设备中。
本发明因为能够提高磁力切断性，所以在应用于燃料喷射阀的情况下，能够缩短阀关闭时间，提高闭阀响应性。
接着，参照图11，针对搭载了燃料喷射阀1的内燃机的一个实施例进行说明。图11是搭载了燃料喷射阀1的内燃机的剖视图。
在内燃机100的发动机组101形成气缸102，在气缸102的顶部设有进气口103与排气口104。在进气口103设有开闭进气口103的进气阀105，另外，在排气口104设有开闭排气口104的排气阀106。在形成于发动机组101且与进气口103连通的进气流路107的入口侧端部107a连接有进气管108。
在燃料喷射阀1的燃料供给口2(参照图1)连接燃料喷射孔110。
在进气管108形成燃料喷射阀1的安装部109，在安装部109形成***燃料喷射阀1的***口109a。***口109a贯通至进气管108的内壁面(进气流路)，从******口109a中的燃料喷射阀1喷射的燃料向进气流路内喷射。在双向喷雾的情况下，将在发动机组101设有两个进气口103的方式的内燃机作为对象，各个燃料喷雾指向各进气口103(进气阀105)进行喷射。
需要说明的是，本发明不限于上述实施例，可以删除一部分结构、或添加未说明的其它结构。另外，上述实施例、变更例以及具体例在不矛盾的范围内能够相互适用各说明中说明的结构。
作为基于如上所述的实施例的电磁螺线管，例如，可以考虑如下所述的方式。
电磁螺线管在其中之一的方式中，具有：可动铁芯，其具有在内周面与外周面之间形成的端面；固定铁芯，其具有在内周面与外周面之间形成且与所述可动铁芯的所述端面对置的端面。在所述可动铁芯的所述端面或者所述固定铁芯的所述端面的至少任一方具有形成为环状的凸形状部。所述凸形状部在设有所述凸形状部的端面的径向上，设置在偏向内周侧的位置，并且所述凸形状部形成为所述凸形状部的顶部与内周缘之间的长度尺寸短于所述顶部与外周缘之间的长度尺寸。
在上述电磁螺线管的优选方式中，所述凸形状部至少外周侧为具有曲率的曲面形状。
在其它的优选方式中，基于上述电磁螺线管的方式中的任一方式，当使所述凸形状部的曲面形状和所述可动铁芯的所述端面的外周相接的平面与垂直于所述可动铁芯的中心轴线的平面形成的角度为α、使所述可动铁芯的所述中心轴线相对于所述固定铁芯的中心轴线的最大倾斜角度为βmax时，具有α＞βmax的关系。
在其它的优选方式中，基于上述电磁螺线管的方式中的任一方式，所述凸形状部的所述顶部位于设有所述凸形状部的端面的内周缘，所述顶部与所述内周缘之间的长度尺寸为0。
在其它的优选方式中，基于上述电磁螺线管的方式中的任一方式，所述凸形状部以所述顶部为界，外周侧由曲率半径为R01的曲面形成，并且内周侧由曲率半径为R02的曲面形成，具有R01≥R02的关系。
在其它的优选方式中，基于上述电磁螺线管的方式中的任一方式，所述凸形状部由表面处理层形成，所述表面处理层通过对设有所述凸形状部的端面实施表面处理而形成。
另外，作为基于如上所述的实施例的燃料喷射阀，例如，可以考虑如下所述的方式。
燃料喷射阀在其中之一的方式中，具有：阀座及阀体，其配合来开闭燃料通路；动子，其一端部设有所述阀体，另一端部设有可动铁芯；固定铁芯，其使磁引力作用于所述可动铁芯并进行吸引。此外，所述可动铁芯具有形成于内周面与外周面之间的端面。所述固定铁芯具有形成于内周面与外周面之间且与所述可动铁芯的所述端面对置的端面。在所述可动铁芯的所述端面或者所述固定铁芯的所述端面的至少任一方具有形成为环状的凸形状部，所述凸形状部在设有所述凸形状部的端面的径向上设置在偏向于内周侧的位置，并且所述凸形状部形成为所述凸形状部的顶部与内周缘之间的长度尺寸短于所述顶部与外周缘之间的长度尺寸。
在上述燃料喷射阀的优选方式中，所述凸形状部至少外周侧为具有曲率的曲面形状。
在其它的优选方式中，基于上述燃料喷射阀的方式中的任一方式，当使所述凸形状部的曲面形状和所述可动铁芯的所述端面的外周相接的平面与垂直于所述可动铁芯的中心轴线的平面形成的角度为α、使所述可动铁芯的所述中心轴线相对于所述固定铁芯的中心轴线的最大倾斜角度为βmax时，具有α＞βmax的关系。
在其它的优选方式中，基于上述燃料喷射阀的方式中的任一方式，所述凸形状部的所述顶部位于设有所述凸形状部的端面的内周缘，所述顶部与所述内周缘之间的长度尺寸为0。
在其它的优选方式中，基于上述燃料喷射阀的方式中的任一方式，所述凸形状部以所述顶部为界，外周侧由曲率半径为R01的曲面形成，并且内周侧由曲率半径为R02的曲面形成，具有R01≥R02的关系。
在其它的优选方式中，基于上述燃料喷射阀的方式中的任一方式，以所述顶部为界，形成于外周侧的曲面的曲率半径R01具有R01≥1.5mm的关系。
在其它的优选方式中，基于上述燃料喷射阀的方式中的任一方式，所述凸形状部由表面处理层形成，所述表面处理层通过对设有所述凸形状部的端面实施表面处理而形成。
在其它的优选方式中，基于上述燃料喷射阀的方式中的任一方式，所述凸形状部的高度尺寸为15μm以上。

Claims (10)

1.一种电磁螺线管，其特征在于，具有：
可动铁芯，其具有在内周面与外周面之间形成的端面；
固定铁芯，其具有在内周面与外周面之间形成且与所述可动铁芯的所述端面对置的端面；
在所述可动铁芯的所述端面或者所述固定铁芯的所述端面的至少任一方具有形成为环状的凸形状部，
所述凸形状部在设有所述凸形状部的端面的径向上，设置在偏向内周侧的位置，并且所述凸形状部形成为所述凸形状部的顶部与内周缘之间的长度尺寸短于所述顶部与外周缘之间的长度尺寸，
所述凸形状部至少外周侧为具有曲率的曲面形状，
当使所述凸形状部的曲面形状和所述可动铁芯的所述端面的外周相接的平面与垂直于所述可动铁芯的中心轴线的平面形成的角度为α、使所述可动铁芯的所述中心轴线相对于所述固定铁芯的中心轴线的最大倾斜角度为βmax时，具有α＞βmax的关系。
2.如权利要求1所述的电磁螺线管，其特征在于，
所述凸形状部的所述顶部位于设有所述凸形状部的端面的内周缘，所述顶部与所述内周缘之间的长度尺寸为0。
3.如权利要求1所述的电磁螺线管，其特征在于，
所述凸形状部以所述顶部为界，外周侧由曲率半径为R01的曲面形成，并且内周侧由曲率半径为R02的曲面形成，
具有R01≥R02的关系。
4.如权利要求1所述的电磁螺线管，其特征在于，
所述凸形状部由表面处理层形成，所述表面处理层通过对设有所述凸形状部的端面实施表面处理而形成。
5.一种燃料喷射阀，其特征在于，具有：
阀座及阀体，其配合来开闭燃料通路；
动子，其一端部设有所述阀体，另一端部设有可动铁芯；
固定铁芯，其使磁引力作用于所述可动铁芯并进行吸引；
所述可动铁芯具有形成于内周面与外周面之间的端面，
所述固定铁芯具有形成于内周面与外周面之间且与所述可动铁芯的所述端面对置的端面，
在所述可动铁芯的所述端面或者所述固定铁芯的所述端面的至少任一方具有形成为环状的凸形状部，
所述凸形状部在设有所述凸形状部的端面的径向上设置在偏向于内周侧的位置，并且所述凸形状部形成为所述凸形状部的顶部与内周缘之间的长度尺寸短于所述顶部与外周缘之间的长度尺寸，
所述凸形状部至少外周侧为具有曲率的曲面形状，
当使所述凸形状部的曲面形状和所述可动铁芯的所述端面的外周相接的平面与垂直于所述可动铁芯的中心轴线的平面形成的角度为α、使所述可动铁芯的所述中心轴线相对于所述固定铁芯的中心轴线的最大倾斜角度为βmax时，具有α＞βmax的关系。
6.如权利要求5所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述凸形状部的所述顶部位于设有所述凸形状部的端面的内周缘，所述顶部与所述内周缘之间的长度尺寸为0。
7.如权利要求5所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述凸形状部以所述顶部为界，外周侧由曲率半径为R01的曲面形成，并且内周侧由曲率半径为R02的曲面形成，
具有R01≥R02的关系。
8.如权利要求7所述的燃料喷射阀，其特征在于，
以所述顶部为界，形成于外周侧的曲面的曲率半径R01具有R01≥1.5mm的关系。
9.如权利要求5所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述凸形状部由表面处理层形成，所述表面处理层通过对设有所述凸形状部的端面实施表面处理而形成。
10.如权利要求5所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述凸形状部的高度尺寸为15μm以上。
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