專利名稱:電磁閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電磁閥，更具體地說，涉及一種增加電磁閥吸引力的技術。
背景技術：
電磁閥包括活動芯，其可沿軸向在兩側(cè)移動；線圈，其產(chǎn)生磁力，以沿軸向?qū)⒒顒有疚揭粋?cè)；和定子，其和活動芯相協(xié)作來形成磁回路。該定子具有覆蓋活動芯周面的筒形部件和吸引活動芯的吸引部件。
公知的電磁閥具有由非磁性材料制成的杯形部件，其設置在定子的內(nèi)周上且支承著活動芯以使得能夠往復移動(例如參見JP-2001-187979A)。通過設置杯形部件，可防止流體泄漏到杯形部件的外側(cè)。
在電磁閥中，活動芯設置在杯形部件的徑向內(nèi)側(cè)。在另一方面，定子的吸引部件設置在杯形部件的徑向外側(cè)，從而活動芯和定子的吸引部件沒有彼此面對。因此會帶來吸引力不夠充分的問題。特別地，當朝向活動芯吸引部件的移動量增加且活動芯和吸引部件之間的軸向距離減少時，磁通量的變化率變小。因此，吸引力會進一步減少。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明致力于上述問題，且本發(fā)明的一個目的是使電磁閥(其具有防止流體泄漏的杯形部件)中的吸引力增強。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電磁閥包括可沿軸向移動到兩側(cè)的活動芯；產(chǎn)生將活動芯吸引至軸向一側(cè)的磁力的線圈；具有吸引部件的定子，當由線圈產(chǎn)生磁力時，所述定子與活動芯相協(xié)作形成了磁回路且吸引活動芯。該電磁閥還包括由非磁性材料制成的杯形部件，其設置在定子的內(nèi)周和活動芯的外周上。該杯形部件支承著活動芯從而能夠往復移動，且限制流體沿從活動芯側(cè)泄漏到定子側(cè)。該電磁閥還包括由軟磁性材料制成的面對部件，其設置成沿活動芯的軸向面對著吸引部件側(cè)的端面，且與活動芯和定子的吸引部件相協(xié)作而形成磁回路。
利用這種結構，除了磁感線流不流經(jīng)面對部件而從活動芯施加到定子吸引部件的第一磁回路之外，還形成了磁感線流經(jīng)面對部件從活動芯流向吸引部件的第二磁回路。因此，可獲得強的吸引力。此外，因為面對部件被設置成沿活動芯的軸向面對著吸引部件側(cè)的端面，所以即使當活動芯的軸向位置變得更加靠近吸引部件，吸引力也不會降低。
通過以下詳細說明以及參考附圖，本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點將變得更加清楚，其中類似的部件由相同的附圖標記來表示圖1是表示第一實施例的視圖，其中本發(fā)明的電磁閥應用于內(nèi)燃機的閥正時控制器的液壓控制閥；圖2A是套環(huán)的放大剖視圖，且圖2B是從活動芯方向所看到的套環(huán)的放大視 圖3是顯示第一實施例中的磁回路的示意圖；圖4是一個示意圖，其中相比較不設置套環(huán)和使用實心套環(huán)的情況，顯示了第一實施例的活動芯移動量和吸引力之間的關系；圖5是第二實施例的套環(huán)的立體圖；圖6是第二實施例中的液壓控制閥的套環(huán)的局部的剖視圖；圖7A和7B是套環(huán)修正實施例的剖視圖和側(cè)視圖；圖8A和8B是套環(huán)另一個修正實施例的剖視圖和側(cè)視圖；且圖9是使用波形墊圈的電磁閥的剖視圖。
具體實施方式圖1是表示第一實施例的視圖，其中本發(fā)明的電磁閥應用于內(nèi)燃機的閥正時控制器的液壓控制閥。圖1顯示了沒有電流作用于電磁驅(qū)動單元10的狀態(tài)。
液壓控制閥1具有施加電流時產(chǎn)生磁吸引力的電磁驅(qū)動單元10、活動芯20和滑閥式控制閥30。
電磁控制單元10將活動芯20驅(qū)動到軸向一側(cè)(圖1中的左側(cè))。電磁驅(qū)動單元10包括作為固定單元的筒形部件的磁軛11、作為固定單元的吸引部件的定子12、樹脂部件15、包封在樹脂部件15中的線圈16以及杯形部件17。
磁軛11由單個的連續(xù)板件形成。定子12和杯形部件17的凸緣17a由磁軛11和套筒31夾在其中。磁軛11、定子12和活動芯20由軟磁性材料制成。
磁軛11固定到樹脂部件18上。磁軛11具有內(nèi)筒形部件11a和外筒形部件11b。在內(nèi)筒形部件11a和外筒形部件11b之間，包封著樹脂部件15和線圈16。內(nèi)筒形部件11a覆蓋著活動芯20的外周面，且在活動芯20的徑向外側(cè)面對著活動芯20。外筒形部件11b沿線圈16的外側(cè)延伸，且連接到定子12上。在外筒形部件11b的端部形成有卷邊部11c。利用卷邊部11c，磁軛11和套筒31被進行了卷邊連接。
定子12具有環(huán)形板件12a和錐形突起12b，其中錐形突起12b沿與平行于活動芯20軸向的方向從環(huán)形板件12a的內(nèi)邊突伸向活動芯20。突起12b朝向梢端逐漸變細。錐形突起12b的梢端在軸向位置靠近樹脂部件15面對定子12的端面。
線圈16的繞組的端部連接到未示部分的端子19上，且控制電流從端子19供應到線圈16。當控制電流供應到線圈16時，活動芯20被定子12所吸引。因此，活動芯20克服與滑閥40相接觸的彈簧50的施動力(energizing)而移動到圖面中的左側(cè)。
活動芯20是柱形部件，其中形成有貫穿軸向的溢流通道21。溢流通道21用于使液壓流體溢流?；顒有?0的外周面沿杯形部件17的內(nèi)周面滑動。在外周面上包覆有低摩擦系數(shù)的膜(例如氟樹脂)。軸22連接著滑閥40和活動芯20。
作為定子和面對部件的一部分的套環(huán)23設置在套筒31的開口31a中。軸22沿軸向貫穿套環(huán)23。圖2A和2B是套環(huán)23的放大圖。
圖2A是套環(huán)23的剖視圖，其與圖1的剖面相同。圖2B是從活動芯20方向所看的套環(huán)23的正面圖。
套環(huán)23由大徑筒形部件23a、小徑筒形部件23b和面對板件23c組成，且通過擠壓等由軟磁性材料(例如鐵板)制成的單個板件所形成。大徑筒形部件23a、小徑筒形部件23b和面對板件23c具有與活動芯20的軸相重合的軸中心。
大徑筒形部件23a的內(nèi)徑幾乎與杯形部件17的底部筒形部件17b的內(nèi)徑相同。小徑筒形部件23b的直徑小于大徑筒形部件23a的直徑。小徑筒形部件23b連接到大徑筒形部件23a的軸向的其中一個端。
面對板件23c是環(huán)形板，且形成在小徑筒形部件23b的另一端，以從小徑筒形部件23b的內(nèi)周面突伸到徑向內(nèi)側(cè)。面對板件23c在圖2B中右側(cè)的端面(活動芯20側(cè)的端面)與小徑筒形部件23b的端面相齊平。利用彼此齊平的面對板件23c的端面和小徑筒形部件23b的端面，構造出了面對活動芯20的端面的面對表面24。面對表面24的面積與活動芯20的端面的面積幾乎相等，且?guī)缀跗叫杏诨顒有?0的端面。
構成為面對表面24一部分的端面面積(圖2B的陰影線區(qū)域)為S1，面對板件23c的外周面(與小徑筒形部件23b相連接的連接部分的區(qū)域)的面積是S2，且小徑筒形部件23b的剖面面積為S3，則滿足S1＞S2，且S1＞S3。當面對板件23c的外周面的半徑為r1且面對板件23c的厚度為d1時，S2表示為2×π×r1×d1。因為小徑筒形部件23b的內(nèi)周面的半徑為r1，當小徑筒形部件23b的外周面的半徑為r2，S3表示為π(r22-r12)。
再次參考圖1，大徑筒形部件23a設置在板形部件17的凸緣17a和形成在套筒31的開口31a附近的保持面31c之間，從而確定了套環(huán)23的軸向位置。在該位置，小徑筒形部件23b設置在定子12的徑向內(nèi)側(cè)上。也就是說，小徑筒形部件23b面對著定子12的內(nèi)面。
杯形部件17由例如不銹鋼等非磁性材料制成。杯形部件17設置在磁軛11和定子12的內(nèi)側(cè)。換句話說，磁軛11和定子12設置在杯形部件17的外側(cè)。杯形部件17覆蓋著套筒31的開口31a，且具有凸緣17a和帶底的筒形部件17b。
帶底的筒形部件17b從定子12延伸到與定子12相對的磁軛11相反端。帶底的筒形部件17b的底部分覆蓋了面對著樹脂部件18的活動芯20的底端。因此，可防止從滑閥式控制閥30朝向活動芯20泄漏的液壓流體泄漏到杯形部件17的外側(cè)(例如線圈16側(cè))。
杯形部件17的凸緣17a被定子12的環(huán)形板件12a和套筒31的凸緣31b夾在中間。套筒31的凸緣31b由卷邊部11c(作為磁軛11的結合裝置)進行卷邊，從而將杯形部件17的凸緣17a流體密封地連接到套筒31的凸緣31b。
O型圈29設置在杯形部件17的凸緣17a和面朝活動芯20的套筒31的端部之間，從而防止液壓流體從杯形部件17的凸緣17a和套筒31的凸緣31b之間的間隙泄漏。
滑閥式控制閥30具有套筒31和滑閥40?；y40穿過開口31a插入到套筒31內(nèi)?；y40與軸22相接觸，以使得可由電磁驅(qū)動單元10操作。
液壓流體所流經(jīng)的多個開口32、33、34、35和36形成在套筒31的預定壁面位置上。泵60通過燃料通道62將從油箱61抽吸的液壓流體供應向開口34。開口32和36分別通過燃料通道63和64朝向油箱61敞開。開口33通過燃料通道66與延遲液壓室65相連通，且開口35通過燃料通道68與推進液壓室67相連通。
滑閥(spool)40由軸向可滑動的套筒31的內(nèi)壁所支承?；y40由作為臺肩的大徑部件41、42、43、44構成，其中每個大徑部件的直徑與套筒31的內(nèi)徑大致相同，且小徑部分連接著大徑部分。
彈簧50的一端和滑閥40的端面相接觸，且另一端連接著板51。彈簧50將滑閥40推壓向圖1中的右側(cè)。板51為環(huán)形薄板，且通孔51a形成在中央處。
以下描述向具有上述結構的液壓控制閥1中的線圈16供應電流的情形。在沒有向線圈16供應電流的情況下，磁吸引力不會作用在活動芯20上，且利用彈簧50的推壓力使滑閥40和活動芯20位于圖1中所示的位置。
當如圖3所示，控制電流供應至線圈16時，形成有第一磁回路70，其中磁感線流(current)從磁軛11和活動芯20流向定子12的錐形突起12b且不流經(jīng)套環(huán)23。除了第一磁回路70之外，還形成第二磁回路80，其中磁感線流經(jīng)套環(huán)23從磁軛11和活動芯20流向定子12。通過第二磁回路80，在活動芯20的端面和套環(huán)23的面對表面24之間形成有吸引力。因此，與僅形成有第一磁回路70的情況相比，增加了吸引力。
此外，如上所述，與面對板件23c的小徑筒形部件23b相連接的連接部件的面積S2小于面對部件23c的端面(其位于面對部件23c形成了面對表面24的一部分的一側(cè))的面積S1。因此，當高密度的磁通量進入面對板件23c的端面時，在面對板件23c與小徑筒形部件23b相連接的連接部件中會發(fā)生磁飽和。
小徑筒形部件23b的橫截面S3也小于面對部件23c的端面(其位于面對筒形部件23形成了面對表面24的一部分的一側(cè))的面積S1。當高密度的磁通量進入面對板件23c的端面時，在小徑筒形部件23b中也發(fā)生了磁飽和。結果使得，即使當活動部件20被吸引移動向定子12且進入面對表面24的磁通量增加時，吸引力不會過分地增加。
圖4是一個示意圖，其中相比較不設置套環(huán)23和使用實心套環(huán)的情況，顯示了第一實施例的活動芯20移動量和吸引力之間的關系?；顒硬考?0移動量的參考值是當沒有電流在線圈16中流動時的位置。通過從本實施例的液壓控制閥1中移去套環(huán)23，可實現(xiàn)沒有套環(huán)23的結構。盡管實心套環(huán)的外形與本實施例中的套環(huán)23的形狀相同，除了供軸22插入的部件之外，實心套環(huán)由軟磁性材料制成。
如圖4所示，具有套環(huán)的結構的吸引力大于沒有套環(huán)的結構的吸引力。隨著活動部件20的移動量增加，不使用套環(huán)的結構的吸引力降低。在另一方面，即使由于形成有第二磁回路80的原因而使得移動量增加，使用套環(huán)的每種結構的吸引力都不會降低。
在移動量最大的部分(即當活動部件20和套環(huán)彼此靠近時，從活動部件20向套環(huán)所供應的磁通量的變化率增加的部分)中，使用實心套環(huán)的結構的吸引力增加。因為當活動部件20與套環(huán)碰撞時碰撞力會太大，吸引力的增加不太可取。在另一方面，在該實施例中，套環(huán)23具有發(fā)生上述磁飽和的形狀，從而不會發(fā)生吸引力的增加。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的第二實施例。第二實施例不同于第一實施例的地方在于使用圖5所示的套環(huán)90來代替套環(huán)23。圖5是套環(huán)90的立體圖。圖6是包括第二實施例的液壓控制閥的套環(huán)90在內(nèi)的一部分的橫截面圖。
套環(huán)90包括筒形部件91和面對板件92，其中筒形部件91的形狀與第一實施例中的套環(huán)23的小徑筒形部件23b的形狀相同，且面對板件92的形狀與第一實施例中的套環(huán)23的面對板件23c的形狀相同。通過筒形部件91和面對板件92的端面(圖5中的頂面)來形成面對表面93。
套環(huán)90也具有凸緣94。凸緣94在和面對板件92相反的端部處連接到筒形部件91上，且從筒形部件91突伸到徑向外側(cè)。
對應于推壓部件的彈性部件100和套環(huán)90一體形成。多個(在該示意圖中為三個)彈性部件100沿周向以相等的間隔進行設置。施動部件100具有基板101、腿102和接觸部件103。
基板101具有帶狀，且與凸緣94相接觸。基板101的縱向端部連接到凸緣94的外周上。腿102連接到基板101的縱向一端。隨著從連接部件到另一端的距離增加，沿軸向距基板101和凸緣94的距離(圖5的豎直方向上的距離)增加。接觸部件103連接到腿102的另一端，且相對于腿102具有預定角度。
具有上述結構的套環(huán)90和推壓部件100通過擠壓由單板件(其由軟磁性材料制成)所制成。通過彎曲凸緣94來形成推壓部件100的基板101，且腿102和接觸部件103也通過彎曲來形成。
如圖6所示，在套環(huán)90裝配在液壓控制閥中的狀態(tài)下，推壓部件100的接觸部件103和套筒31的保持面31c相接觸。利用推壓部件100的推壓力，套環(huán)90的凸緣94和杯形部件17的凸緣17a相接觸。杯形部件17是相對于定子12的位置未改變的位置固定部件。通過與杯形部件17接觸，可確定套環(huán)90的軸向位置。在該狀態(tài)下，推壓部件100的腿102會發(fā)生彈性-塑性變形。
在第二實施例中，通過由推壓部件100進行施動，套環(huán)90的凸緣94與杯形部件17的凸緣17a相接觸，進而確定了套環(huán)90的軸向位置。因此，可減少在各個產(chǎn)品之間的套環(huán)90和活動芯20之間距離的誤差，從而也可減少個產(chǎn)品的吸引力之間的誤差。
因為套環(huán)90和推壓部件100一體形成，可減少形成步驟的數(shù)量，且可減少裝配步驟的數(shù)量。從而，可防止遺忘施動部件的裝配。
因為推壓部件100和套環(huán)90一體形成，推壓部件100僅在接觸部件13側(cè)相摩擦地滑動。從而，與使用圖9中波形墊圈110作為推壓部件的情況(以下將進行描述)相比，可減少由于摩擦滑動僅僅發(fā)生在軸向一側(cè)的原因而失常的情況。
盡管本發(fā)明的實施例已經(jīng)如上所述地進行了說明，但是本發(fā)明并不限于此。以下的修正也包括在本發(fā)明的技術范圍內(nèi)，且本發(fā)明可以在不偏離主旨的情況下進行各種變化。
例如，如圖7A和7B所示，在套環(huán)23的面對板件23c中形成了貫穿軸向(厚度方向)的多個通孔25。通過在面對板件23c中形成通孔25，與不形成通孔25中的情況相比，面對板件23c更容易磁飽和。當在活動芯20由磁力作用吸引向定子12時朝向面對板件23c傳遞的磁通量增加的情況下，如果面對板件23c磁飽和，就可防止吸引力過分增加。
例如，如圖8A和8B所示，在套環(huán)23的小徑筒形部件23b中形成貫穿徑向(厚度方向)的多個通孔26。通過這種結構，與不形成有通孔26的情況相比，小徑筒形部件23b更容易磁飽和。當在活動芯20由磁力作用吸引向定子12時朝向小徑筒形部件23b傳遞的磁通量增加的情況下，如果小徑筒形部件23b磁飽和，則可防止吸引力過分增加。通孔25和26可同時形成在小徑筒形部件23b和面對板件23c中。
盡管一體地結合有套環(huán)90的推壓部件100如同第二實施例中的推壓部件一樣進行設置，但是如圖9所示，波形墊圈110可用作推壓部件。
盡管推壓部件100一體地形成有由前述第二實施例中單個板制成的套環(huán)90，也有可能通過焊接、結合等方式來制造套環(huán)90和使得預定推壓部件和套環(huán)90形成為一體。
權利要求
1.一種電磁閥，包括可沿軸向移動的活動芯(20)；用于產(chǎn)生將活動芯(20)吸引至軸向一側(cè)的磁力的線圈(16)；具有吸引部件的定子(11，12)，其與活動芯相協(xié)作形成磁回路，且當由線圈(16)產(chǎn)生磁力時吸引活動芯(20)；杯形部件(17)，其設置在定子(11，12)的內(nèi)周和活動芯(20)的外周上，該杯形部件(17)可往復移動地支承著活動芯(20)且限制流體沿從活動芯(20)到定子(11，12)的方向泄漏，以及由軟磁性材料制成的面對部件(23)，其設置成面對著面朝吸引部件的活動芯(20)端面，且與活動芯(20)和定子(11，12)的吸引部件相協(xié)作而形成磁回路。
2.如權利要求
1所述的電磁閥，其中所述面對部件(23)具有面對著活動芯(20)的面對表面(24)以及這樣一部分，其中所述一部分在垂直于從所述面對表面(24)進入的磁通量通道上的磁通量的截面的面積小于所述面對表面(24)的面積。
3.如權利要求
2所述的電磁閥，其中所述面對部件(23)具有筒形部件(23b)和面對板件(23c)，其中筒形部件(23b)的一端面用作面對表面(24)的一部分，且面對板件(23c)沿徑向從筒形部件的面對表面?zhèn)鹊囊欢送簧熘羶?nèi)側(cè)；所述面對板件(23c)的一端面與所述筒形部件(23b)的端面相組合而形成所述面對表面(24)，且筒形部件(23b)和面對表面(24)相連接的連接部分的面積小于在上面形成有筒形部件(23b)的面對表面(24)一部分的所述一端面的面積。
4.如權利要求
2所述的電磁閥，其中所述面對部件(23)具有筒形部件(23b)和面對板件(23c)，其中筒形部件(23b)的一端面用作面對表面(24)的一部分，且面對板件(23c)沿徑向從筒形部件的面對表面?zhèn)鹊囊欢送簧熘羶?nèi)側(cè)；所述面對板件(23c)的一端面與所述筒形部件(23b)的端面相組合而形成所述面對表面(24)，且所述筒形部件(23b)的徑向區(qū)段的面積小于面對表面(24)的面積。
5.如權利要求
1所述的電磁閥，其中所述面對部件(23)具有筒形部件(23b)和面對板件(23c)，其中筒形部件(23b)的一端面用作面對表面(24)的一部分，且面對板件(23c)沿徑向從筒形部件的面對表面?zhèn)鹊囊欢送簧熘羶?nèi)側(cè)；所述面對板件(23c)的一端面與所述筒形部件(23b)的端面相組合而形成所述面對表面(24)，且沿厚度方向貫穿的通孔(25)形成于面對板件(23c)中。
6.如權利要求
1所述的電磁閥，其中所述面對部件(23)具有筒形部件(23b)和面對板件(23c)，其中筒形部件(23b)的一端面用作面對表面(24)的一部分，且面對板件(23c)沿徑向從筒形部件的面對表面?zhèn)鹊囊欢送簧熘羶?nèi)側(cè)；所述面對板件(23c)的一端面與所述筒形部件(23b)的端面相組合而形成所述面對表面(24)，且通孔(26)形成于筒形部件(23b)中。
7.如權利要求
1所述的電磁閥，其中所述面對部件(90)具有與位置固定部件(17)相接觸的凸緣(94)，其中所述位置固定部件(17)的位置相對于定子不發(fā)生改變，且朝向位置固定部件(17)來推壓凸緣(94)的推壓部件(100)。
8.如權利要求
7所述的電磁閥，其中所述推壓部件(100)與面對部件(90)一體形成。
9.如權利要求
8所述的電磁閥，其中所述推壓部件(100)和面對部件(90)都由相同的軟磁性材料制成。
10.如權利要求
9所述的電磁閥，其中所述推壓部件(100，110)可彈塑性變形，以使得面對部件(90)被推壓向位置固定部件(100)。
專利摘要
一種電磁閥，包括活動芯(20)；產(chǎn)生吸引活動芯(20)的磁力的線圈(16)；與活動芯(20)相協(xié)作形成了磁回路且吸引活動芯(20)的定子(12)；以及設置在定子(12)的內(nèi)周和活動芯(20)的外周上的杯形部件(17)。該杯形部件可往復移動地支承著活動芯(20)，且限制液壓流體沿從活動芯(20)側(cè)到外周側(cè)方向泄漏。由軟磁性材料制成的套環(huán)(23)被設置成沿活動芯(20)的軸向面對著在定子(12)側(cè)上的一個面，且與活動芯(20)和定子(12)的吸引部件相協(xié)作形成磁回路。
文檔編號F16K31/06GK1995789SQ200710001807
公開日2007年7月11日 申請日期2007年1月5日
發(fā)明者近藤二郎, 四村泰博, 毛利認 申請人:株式會社電裝導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan