专利名称：电磁阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁阀，其中阀元件被磁吸引力沿着一个方向吸引，并且被螺旋弹簧沿着与所述一个方向相反的相反方向偏压。
背景技术：
在普通的阀中，当线圈被激励时，阀元件被朝着定子铁心吸引，并且阀元件被螺旋弹簧沿着与定子铁心相反的反吸引(non-attracted)方向偏压。同样，螺旋弹簧接纳在所述定子铁心中形成的接纳孔中(例如见JP-A-2001-182638公开)。
然而，在JP-A-2001-182638公开的电磁阀中，当线圈被激励时，螺旋弹簧被定子铁心吸引，并且然后螺旋弹簧会被移动。在这种情况中，螺旋弹簧的外周面接触定子铁心的接纳孔的内周面，从而螺旋弹簧可以相对于定子铁心滑动地移动。因此，螺旋弹簧和定子铁心会被磨损。同样，由于螺旋弹簧和定子铁心的磨损，灰尘会落在阀元件的滑动部分周围，从而不利地使得阀元件发生滑动故障。
发明内容
本发明是考虑到上述缺点而做出的。因此，本发明的目的是解决上述缺点中的至少一个。
为了实现本发明的目的，提供一种电磁阀，其包括线圈、定子铁心、阀元件、螺旋弹簧以及止动件。当线圈被激励时，线圈提供磁场。定子铁心包括接纳孔，其中当线圈被激励时，定子铁心产生磁吸引力。由于定子铁心产生的磁吸引力，阀元件被朝着定子铁心吸引。螺旋弹簧接纳在定子铁心的接纳孔中，其中螺旋弹簧将阀元件沿着与定子铁心相反的相反方向偏压。止动件将螺旋弹簧定位成使得螺旋弹簧的外周面与接纳孔的内周面相间隔。
通过下面的说明、权利要求以及附图，本发明以及它的另外的目的、特征和优点将更好理解，附图中图1是包括根据本发明的第一实施例的电磁阀的共轨燃料喷射系统的示意图；图2是图1所示的电磁阀的剖视图；图3是示出对于电磁阀的阀开启的响应时间的估算结果的图形；图4是示出根据本发明的第二实施例的电磁阀的剖视图；图5是示出根据本发明的第三实施例的电磁阀的主要部分的剖视图；和图6是示出根据本发明的第四实施例的电磁阀的主要部分的剖视图。
具体实施例方式
(第一实施例)下面将描述本发明的第一实施例。图1是共轨燃料喷射系统的示意图，其包括根据本发明的第一实施例的电磁阀。如图1所示，第一实施例的燃料喷射系统包括蓄压器101、柴油发动机201、多个喷射阀102以及电子控制装置(ECU)103。蓄压器101可以积聚高压燃料。每个所述喷射阀102设置到柴油发动机201的气缸中的相对应的一个，并且与蓄压器101连接。因此，积聚在蓄压器101中的高压燃料通过每个喷射阀102喷射到相对应的气缸。起着控制装置作用的ECU 103控制喷射阀102的阀门开启正时和阀门开启时间段。
ECU 103包括具有CPU、ROM、以及RAM的微型计算机(未示出)，并且顺序执行存储在微型计算机中的各种过程。ECU 103接收信息，例如发动机转速和加速踏板(未示出)的压下总量(踏板位置)。然后，ECU 103在所述信息的基础上控制喷射阀102、泵送量控制阀104以及电磁阀1。
在蓄压器101中，由燃料泵105泵送的高压燃料以预定的压力积聚，所述预定的压力对应于燃料喷射压力。已知的变量输送(variable delivery)高压泵作为燃料泵105，并且燃料泵105以高压向低压燃料加压。此处，低压燃料从燃料箱106通过供送泵107供应，所述燃料箱作为低压部分。在从设置到蓄压 101的压力传感器108提供的信号的基础上，ECU 103驱动泵送量控制阀104以控制泵送量，从而喷射压力变为预定值，所述预定值在负荷和转速的基础上确定。此处，泵送量控制阀104设置到燃料泵105。
蓄压器101与燃料箱106通过低压通道109连接，通道109构成排出通道。电磁阀1位于低压通道109和蓄压器101之间。ECU103在内燃机201的操作状态的基础上控制电磁阀1。当电磁阀1开启时，蓄压器101中的高压燃料通过低压通道109被返回到燃料箱106。因此，蓄压器101内的压力可以被降低到目标值。
图2是示出电磁阀1的具体结构的剖视图，并且如图2所示，电磁阀1包括电磁线圈壳体(solenoid housing)11，所述壳体11是具有底部的圆柱体。特别的是，电磁线圈壳体11的一端开口，并且电磁线圈壳体11在它的另一端处具有底部11a。电磁线圈壳体11接纳管状线圈12，当线圈12被激励时，线圈12形成磁场。电磁线圈壳体11的开口部分被定子铁心13堵塞(block)。定子铁心13包括盘状遮盖部分13a和柱状部分13b。遮盖部分13a覆盖电磁线圈壳体11的开口部分，并且柱状部分13b从遮盖部分13a的径向中心部分朝着线圈12的管的内部空间延伸。
电磁线圈壳体11的底部11a包括位于底部11a的径向中心部分处的通孔11b，并且通孔11b与线圈12b的管的内部空间联通。通孔11b在其中接纳电枢14。
电磁线圈壳体11、定子铁心13以及电枢14都由磁性金属制成，并且形成磁路。同样，它设计成当线圈12被激励时，电枢14被朝着定子铁心13吸引。
支撑圆形柱状阀体15的阀罩16设置在电磁线圈壳体11的底部11a的外侧处。阀罩16具有位于一端上的开口端以及位于另一端上的底部16a，从而阀罩16具有带有底部的圆柱形状。同样，阀罩16包括位于阀罩16的径向中心部分处的滑动孔16b。滑动孔16b沿着纵向方向延伸，并且在其中可滑动地接纳阀体15。
圆柱形管状部分11c设置在电磁线圈壳体11的底部11a的外侧处。阀罩16通过使管状部分11c的端部折皱(crimp)从而固定到阀罩11。同样，阳螺纹11d设置在管状部分11c的外周处。因此，利用阳螺纹11d，电磁阀1固定到蓄压器101(见图1)。
阀罩16的底部16a包括位于底部16a的径向中心部分处的第一排出通道16c。第一排出通道16c纵向延伸穿过底部16a并且与蓄压器101联通。
阀罩16的圆柱形部分包括第二排出通道16d，通道16d径向延伸穿过圆柱形部分，并且第二排出通道16d与低压通道109联通(见图1)。
逐渐变细的阀座16e与第一排出通道16c在阀罩16的底部16a的一位置处同轴形成。此处，所述位置与阀体15相对。
逐渐变细的落座表面15a形成在阀体15的与阀座16e相对的位置处。当落座表面15a与阀座16e接合或者脱离时，第一排出通道16c与第二排出通道16d分别断开和连通。
圆形柱状杆15b整体形成在与落座表面15a相反的阀体15的相反侧上，并且圆形柱状杆15b延伸到电磁线圈壳体11的通孔11b中。电枢14压配在杆15b的外周处并且固定到其处。此处，电枢14和阀体15构成本发明的阀元件。
圆形柱状接纳孔13c在定子铁心13的柱状部分13b的径向中心部分处形成在所述柱状部分13b处。接纳孔13c沿着定子铁心13的纵向方向延伸，并且接纳孔13c的阀体15侧上的端部开口。
同样，接纳孔13c接纳螺旋弹簧17和止动件18。此处，螺旋弹簧17将电枢14和阀体15沿着与定子铁心13相反的相反方向(反吸引方向)偏压。同样，止动件18使螺旋弹簧17定位。
止动件18包括大直径部分18a(第一部分)和小直径部分18b(第二部分)。此处，大直径部分18a具有圆形柱状形状，并且设置在更靠近接纳孔13c的底部(端部)的止动件18的一侧处。同样，小直径部分18b具有圆形柱状形状，并且从大直径部分18a的径向中心部分朝着阀体15延伸。小直径部分18b的直径(横截面面积)小于大直径部分18a的直径。
螺旋弹簧17设置在小直径部分18b的外周处，并且小直径部分18b限制螺旋弹簧17沿着径向方向的可运动范围。因此，限制螺旋弹簧17的外周面与接纳孔13c的内周面接触。也就是说，螺旋弹簧17的外周面与接纳孔13c的内周面分离。此处，螺旋弹簧17的外周面意味着螺旋弹簧17的径向外表面。
螺旋弹簧17的一个纵向端部由大直径部分18a支撑，并且螺旋弹簧17的另一个纵向端部由电枢14支撑或者由阀体15的杆15b支撑。
同样，当电枢14和阀体15被朝着定子铁心13吸引时，阀体15的杆15b接触小直径部分18b的端部。因此，限制所述电枢14和阀体15朝着定子铁心13的可运动范围。
在上述结构中，除了内燃机201的转速降低的情况，电磁阀1的线圈12被去激励。具体的是，螺旋弹簧17将电枢14和阀体15沿着阀闭合方向偏压，从而阀体15的落座表面15a与阀罩16的阀座16e接合。因此，第一排出通道16c与第二排出通道16d断开。
相反，当加速踏板的压下总量突然减小时，换句话说，当内燃机201的转速降低时，ECU 103控制电磁阀1，从而电磁阀1开启。然后，蓄压器101中的高压燃料被排出到燃料箱106中，并且因此，蓄压器101中的压力迅速降低到目标值。
例如，电磁阀1的线圈12被激励，从而电枢14被定子铁心13的磁吸引力朝着定子铁心13的柱状部分13b吸引。然后，与电枢14成整体的阀体15被朝着柱状部分13b移动。结果，阀体15的落座表面15a从阀罩16的阀座16e分离，从而第一排出通道16c与第二排出通道16d联通。然后，蓄压器101中的高压燃料通过第一和第二排出通道16c、16d以及低压通道109排出到燃料箱106中。
在本实施例的电磁阀1中，止动件18使螺旋弹簧17定位，从而限制螺旋弹簧17的外周面接触接纳孔13c的内周面。因此，由于螺旋弹簧17和定子铁心13之间的摩擦造成的灰尘没有产生。结果，可以限制由于灰尘造成的阀体15的滑动故障。
此处，在本实施例的电磁阀1和普通电磁阀的持续试验中，在107次操作之后，电磁阀1的接纳孔13c的内周面的磨损总量为零，相比，普通电磁阀的磨损总量为20微米。
同样，因为螺旋弹簧17没有与定子铁心13滑动，因此当螺旋弹簧17伸长和收缩时，螺旋弹簧17和定子铁心13之间的摩擦阻力没有产生。结果，阀体15的操作响应性提高。
此处，在止动件18由非磁性材料制成的情况中，如图3所示，当线圈12被激励(即阀被开启时)，本发明的电磁阀1的响应性与普通的电磁阀相比提高了0.2毫秒。
(第二实施例)下面将描述本发明的第二实施例。图4是根据本发明的第二实施例的电磁阀的剖视图。与第一实施例中的部件类似的本实施例的类似或者等效部件具有相同的附图标记，并且下面将省略其描述。
如图4所示，在本实施例中，第一垫片19设置在螺旋弹簧17的一个纵向端部和止动件18的大直径部分18a之间，从而可以调节设定负荷(set load)(施加的负荷)。
同样，第二垫片20设置在定子铁心13的接纳孔13c的底部和止动件18的大直径部分18a之间，从而螺旋弹簧17的空隙G(例如电枢14和定子铁心13的柱形部分13b的端面之间的空隙G)可以调节，同时不会改变设定负荷。如上所述，因为第二垫片20(用于调节空隙G的空隙调节垫片)和第一垫片19(用于调节施加到螺旋弹簧17的设定负荷的螺旋弹簧设定负荷调节垫片)可以单独地设置，空隙G和设定负荷可以调节，并且对于调节空隙和负荷的准确性可以提高，同时不会降低任何一个调节功能。
(第三实施例)下面将描述本发明的第三实施例。图5是示出根据本发明的第三实施例的电磁阀的主要部分的剖视图。与第一实施例的部件相似的本实施例的类似或者等效部件具有相同的附图标记，并且将省略其描述。
如图5所示，在本实施例中，在接纳孔13c具有内径Dsc、大直径部分18a具有外径Dst1、小直径部分18b具有外径Dst2、螺旋弹簧17具有外径Dcs1、并且螺旋弹簧17具有内径Dcs2的情况中，满足Dsc-Dcs1＞(Dsc-Dst1)+(Dcs2-Dst2)。在这种情况中，可靠地限制螺旋弹簧17的外周面与接纳孔13c的内周面发生干涉。
(第四实施例)下面将描述本发明的第四实施例。图6是示出根据本发明的第四实施例的电磁阀的主要部分的剖视图。与第一实施例的部件相似的本实施例的类似或者等效部件具有相同的附图标记，并且将省略其描述。
如图6所示，在本实施例中，逐渐变细的释放(relief)部分18c(收缩部分)形成在小直径部分18b的电枢14侧处，所述释放部分18c的横截面面积朝着电枢14变得更小。在一个实施例中，释放部分18c可具有截头锥体的形状。因此，即使当螺旋弹簧17由于定子铁心13的吸引力而移动时，释放部分18c可以限制螺旋弹簧17与止动件18发生干涉。
下面将描述其它实施例。在上述每一个实施例中，描述了应用到共轨燃料喷射系统的电磁阀。然而，本发明的电磁阀可以应用到共轨燃料喷射系统之外的其它用途。
对于本领域的普通技术人员来说，另外的优点和修改是显而易见的。因此广义来说，本发明不限于所示和所述的具体细节、代表性的设备和说明性的实例。
权利要求
1.一种电磁阀，包括线圈(12)，当线圈(12)被激励时，线圈(12)提供磁场；定子铁心(13)，包括接纳孔(13c)，其中当线圈(12)被激励时，定子铁心(13)产生磁吸引力；阀元件(14，15)，由于定子铁心(13)产生的磁吸引力，所述阀元件被朝着定子铁心(13)吸引；螺旋弹簧(17)，接纳在定子铁心(13)的接纳孔(13c)中，其中螺旋弹簧(17)将阀元件(14，15)沿着与定子铁心(13)相反的相反方向偏压；和止动件(18)，将螺旋弹簧(17)定位成使得螺旋弹簧(17)的外周面与接纳孔(13c)的内周面分离。
2.如权利要求1所述的阀，其特征在于止动件(18)包括第一部分(18a)，位于更加靠近接纳孔(13c)的端部的止动件(18)的一侧处；第二部分(18b)，从第一部分(18a)朝着阀元件(14，15)延伸；第二部分(18b)具有比第一部分(18a)的横截面面积更小的横截面面积；螺旋弹簧(17)设置在第二部分(18a)的外周侧上；螺旋弹簧(17)的一个纵向端部由第一部分(18a)支撑；和螺旋弹簧(17)的另一个纵向端部由阀元件(14，15)支撑。
3.如权利要求2所述的阀，其特征在于阀元件(14，15)构造成当阀元件(14，15)被朝着定子铁心(13)吸引时与第二部分(18b)接触，从而阀元件(14，15)朝着定子铁心(13)的运动被限制。
4.如权利要求2所述的阀，其特征在于，还包括垫片(19)，设置在螺旋弹簧(17)的一个纵向端部和第一部分(18a)之间。
5.如权利要求3所述的阀，其特征在于，还包括垫片(20)，设置在接纳孔(13c)的所述端部和第一部分(18a)之间。
6.如权利要求1所述的阀，其特征在于在接纳孔(13c)具有内径Dsc、第一部分(18a)具有外径Dst1、第二部分(18b)具有外径Dst2、螺旋弹簧(17)具有外径Dcs1、并且螺旋弹簧(17)具有内径Dcs2的情况中，满足Dsc-Dcs1＞(Dsc-Dst1)+(Dcs2-Dst2)。
7.如权利要求2所述的阀，其特征在于第二部分(18b)包括位于更靠近所述阀元件(14，15)的第二部分(18)的一侧上的收缩的部分(18c)，所述部分(18c)的横截面面积朝着阀元件(14，15)变得更小。
8.如权利要求1所述的阀，其特征在于止动件(18)由非磁性材料制成。
9.如权利要求4所述的阀，其特征在于，设置在螺旋弹簧(17)的一个纵向端部和第一部分(18a)之间的垫片(19)是第一垫片(19)，所述阀还包括第二垫片(20)，设置在接纳孔(13c)的所述端部和第一部分(18a)之间。
全文摘要
电磁阀包括线圈(12)、定子铁心(13)、阀元件(14，15)、螺旋弹簧(17)、以及止动件(18)。当线圈(12)被激励时，线圈(12)提供磁场。定子铁心(13)包括接纳孔(13c)，其中当线圈(12)被激励时，定子铁心(13)产生磁吸引力。由于定子铁心(13)产生的磁吸引力，阀元件(14，15)被朝着定子铁心(13)吸引。螺旋弹簧(17)接纳在定子铁心(13)的接纳孔(13c)中，其中螺旋弹簧(17)将阀元件(14，15)沿着与定子铁心(13)相反的相反方向偏压。止动件(18)使螺旋弹簧(17)定位使得螺旋弹簧(17)的外周面与接纳孔(13c)的内周面分离。
文档编号F16K31/06GK101016950SQ20071000629
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月7日 优先权日2006年2月8日
发明者三俣直树, 村上文章, 野野山林 申请人:株式会社电装