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1、(10)申请公布号 CN 103842699 A (43)申请公布日 2014.06.04 CN 103842699 A (21)申请号 201280047535.3 (22)申请日 2012.09.24 2011-212352 2011.09.28 JP F16K 31/06(2006.01) F02M 47/00(2006.01) F02M 51/06(2006.01) (71)申请人 纳博特斯克有限公司 地址 日本东京都 (72)发明人 鹤信幸 赤濑广至 (74)专利代理机构 北京林达刘知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11277 代理人 刘新宇 张会华 (54) 发明名称 电磁驱。
2、动器 (57) 摘要 在主体 （70） 中容纳有线圈 （68） ， 内圆筒状部 （98a） 配置于线圈 （68） 的内侧， 被线圈 （68） 所吸 引的衔铁 （80） 与内圆筒状部 （98a） 隔开间隙地配 置， 磁通量集中构件 （100） 与内圆筒状部 （98a） 隔 开间隔地配置于线圈 （68） 的靠衔铁 （80） 侧， 内圆 筒状部 （98a） 和磁通量集中构件 （100） 之间的间 隙比衔铁 （80） 和内圆筒状部 （98a） 之间的间隙形 成得大。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.03.28 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/。
3、074358 2012.09.24 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/047418 JA 2013.04.04 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103842699 A CN 103842699 A 1/1 页 2 1. 一种电磁驱动器， 其具有 ： 主体 ； 线圈， 其容纳于上述主体中 ； 第 1 磁性构件， 其配置于上述线圈的内侧 ； 衔铁， 其被上述线圈吸引， 与上述第 1 磁性构件隔开间隙地配置 ； 第 2 磁。
4、性构件， 其与上述第 1 磁性构件隔开间隔地配置于上述线圈的靠衔铁侧 ； 驱动部， 其与上述衔铁一体形成， 上述第 1 磁性构件和上述第 2 磁性构件之间的间隙比上述衔铁与上述第 1 磁性构件之 间的间隙形成得大。 2. 根据权利要求 1 所述的电磁驱动器， 其中， 第2磁性构件的与第1磁性构件相对的端面中的靠上述线圈侧的部分比靠上述衔铁侧 的部分远离上述第 1 磁性构件。 权 利 要 求 书 CN 103842699 A 2 1/5 页 3 电磁驱动器 技术领域 0001 本发明涉及一种电磁驱动器， 例如涉及一种使用于燃料喷射阀的电磁驱动器。 背景技术 0002 在专利文献 1 中公开有在燃。
5、料喷射阀、 尤其是在使用于共轨系统 （common rail） 的燃料喷射阀中使用的电磁驱动器的一个例子。如图 4 所示， 专利文献 1 的燃料喷射阀由 喷嘴主体 2、 针状物 3、 保持件主体 4、 孔板 6 以及电磁单元 8 等构成。喷嘴主体 2 借助于锁 紧螺母 10 隔着孔板 6 结合在保持件主体 4 的下端。从喷嘴主体 2 的上端面朝向顶端部形 成有导孔 12。该导孔 12 以使针状物 3 滑动自如的方式容纳该针状物 3。在导孔 12 的顶端 形成有喷射口 14， 该喷射口 14 用于在针状物 3 上升时喷射燃料。利用导孔 12 的内周面与 针状物3的外周面之间的间隙形成高压通路16。
6、， 该高压通路16向喷射口14引导高压燃料。 在导孔 12 的中途通过扩大导孔 12 的内径而形成有燃料贮存室 18。高压通路 16 的上端在 喷嘴主体 2 的上端面开口， 并连接于孔板 6 的高压通路 20。高压通路 20 经由保持件主体 4 内的高压通路 22 连接于设置在保持件主体 4 的上端的配管接头 24， 从共轨向配管接头 24 供给高压燃料。 0003 在导孔 12 内压入固定有圆筒形状的弹簧座 26， 在弹簧座 26 与针状物 3 之间配置 有沿闭阀方向 （图 4 的下方） 对针状物 3 施力的弹簧 28。在弹簧座 26 的内周面形成有背压 室 30， 该背压室 30 向针状物。
7、 3 的上端面施加高压燃料压力来作为背压。针状物 3 也在该 背压的作用下向闭阀方向被施力。另外， 燃料贮存室 18 的高压燃料的压力沿开阀方向 （图 4 的上方） 对针状物 3 施力。 0004 如图 5 所示， 孔板 6 形成有流入通路 32 和流出通路 34。该流入通路 32 用于使高 压燃料从高压通路 20 流入背压室 30。该流出通路 34 用于使高压燃料从背压室 30 向低压 侧流出。 0005 在保持件主体 4 内容纳有电磁单元 8。电磁单元 8 具有定子 38， 该定子 38 具有卷 绕于树脂制绕线管的电磁线圈 36。电磁单元 8 具有衔铁 40， 该衔铁 40 以与定子 38。
8、 相对的 方式移动。电磁单元 8 还具有球阀 42， 该球阀 42 与衔铁 40 一体地移动， 从而打开、 关闭流 出通路 34。在定子 38 的中心部形成有沿着上下方向延伸的弹簧容纳孔 44。在该弹簧容纳 孔 44 中容纳有弹簧 46。该弹簧 46 以向流出通路 34 侧按压球阀 42 的方式按压衔铁 40。定 子 38 的下方的空间作为容纳球阀 42 的阀室发挥功能， 该阀室中充满从流出通路 34 流出的 低压燃料。 在孔板6的上表面形成有环状的槽48， 阀室的低压燃料经由从该槽48向外侧方 向延伸的直线状的槽 50 而流出至低压通路 52。 0006 衔铁 40 具有圆板部 54。该圆板。
9、部 54 与定子 38 相对配置， 并与定子 38 共同形成 磁路。在圆板部 54 的中央形成有基座部 56， 从该基座部 56 朝向球阀 42 形成有抵接部 58。 在该抵接部 58 的内部容纳有球阀 42。在圆板部 54 中， 围绕其中心形成有同心的多个通孔 60。在这些通孔 60 之中的几个孔中插入有导销 62， 导销 62 固定于孔板 6。通孔 60 形成在 使由圆板部 54 和定子 38 形成的磁路中断的位置。在电磁线圈 36 的下表面上配置有磁性 说 明 书 CN 103842699 A 3 2/5 页 4 构件 64。磁性构件 64 嵌在形成于定子 38 的下部的突出部 66 上。
10、， 是从定子 38 的外周围到 达台阶部 65 的环状构件， 且该磁性构件 64 与突出部 66 接触。 0007 由于在停止向电磁线圈 36 通电的状态下， 球阀 42 关闭流出通路 34， 因而， 向闭阀 方向对针状物 3 施力的背压室 30 的液压和弹簧 28 的作用力比向开阀方向对针状物 3 施力 的燃料贮存室 18 的液压大， 针状物 3 关闭喷射口 14， 不喷射燃料。若向电磁线圈 36 通电， 则在电磁线圈 36 的周围产生磁通量， 定子 38、 衔铁 40 被磁化， 衔铁 40 被吸引， 衔铁 40 克 服弹簧 46 的作用力， 一边被导销 62 引导一边向定子 38 侧移动。。
11、由此， 球阀 42 承受背压室 30 的液压而打开流出通路 34， 背压室 30 的高压燃料向球阀 42 的阀室释放。背压室 30 的 液压降低， 打开针状物 3 的力量增大， 针状物 3 上升， 燃料从喷射口 14 喷射出来。 0008 专利文献 1 ： 日本特开 2010-174820 号公报 发明内容 0009 发明要解决的问题 0010 采用专利文献 1 的电磁阀， 电磁线圈 36 被通了电时， 电磁线圈 36 所产生的磁通量 在流经磁性构件 64、 衔铁 40 以及定子 38 的突出部 66 的同时， 也从磁性构件 64 直接流向 突出部 66。其结果， 电磁线圈 36 所产生的磁力。
12、只有一部分作为衔铁 40 的吸引力来发挥功 能， 所以不能使衔铁 40 高速地向定子 38 侧移动。被高速地使用于共轨系统的电磁阀要求 高速化， 而在专利文献 1 的技术中无法满足这样的要求。 0011 本发明的目的在于提供一种能够加快驱动速度的电磁驱动器。 0012 用于解决问题的方案 0013 本发明的一个技术方案的电磁阀具有主体， 在该主体中容纳有线圈。在该线圈的 内侧配置有第 1 磁性构件。被上述线圈吸引的衔铁与第 1 磁性构件隔开间隙地配置。工作 部一体形成于衔铁。第 2 磁性构件与第 1 磁性构件隔开间隔地配置于上述线圈的靠衔铁 侧。优选的是， 第 2 磁性构件的局部与衔铁的局部，。
13、 例如外周部重叠， 优选的是， 衔铁的局部 与第 1 磁性构件的局部重叠。第 1 磁性构件和第 2 磁性构件之间的间隙比衔铁与线圈之间 的间隙形成得大。 0014 在如此构成的电磁驱动器中， 因为第 1 磁性构件和第 2 磁性构件之间的间隙比衔 铁与第1磁性构件之间的间隙大， 线圈被激磁时由线圈产生的、 经过了第2磁性构件的磁通 量几乎未直接进入第 1 磁性构件， 而是进入衔铁， 再从衔铁进入第 1 磁性构件。其结果， 衔 铁被良好地磁化， 使衔铁高速地向第 1 磁性构件侧移动， 并且使设置于衔铁的工作部也高 速移动。 0015 也能够构成为第2磁性构件的与第1磁性构件相对的端面中的靠上述线圈。
14、侧的部 分比靠上述衔铁侧的部分远离上述第 1 磁性构件。采用如此构成， 能够减少从第 2 磁性构 件直接朝向第 1 磁性构件的磁通量， 能够使更多的磁通量朝向衔铁侧， 从而能够使衔铁更 高速地移动。 0016 发明的效果 0017 如上所述， 采用本发明的电磁阀， 能够使衔铁的移动高速化， 例如能够获得适合在 共轨系统中使用的电磁阀。 说 明 书 CN 103842699 A 4 3/5 页 5 附图说明 0018 图 1 是本发明的第 1 实施方式的电磁驱动器的局部省略放大剖视图。 0019 图 2 是进一步放大了图 1 的电磁驱动器的局部的局部省略放大剖视图。 0020 图 3 是图 1 。
15、的电磁驱动器所使用的衔铁的横向剖视图。 0021 图 4 是使用了现有的电磁驱动器的燃料喷射阀的侧视图。 0022 图 5 是图 4 的燃料喷射阀的局部省略放大剖视图。 具体实施方式 0023 与上述的现有技术相同， 本发明的第 1 实施方式的电磁驱动器设置于在共轨系统 中使用的燃料喷射阀。 在该电磁驱动器中， 通过对线圈通电而使衔铁移动， 并使高压流体流 到低压流路。 由于该高压流体流到低压流路， 使关闭喷射口的喷嘴上升， 从而将高压燃料从 喷射口供给至柴油发动机的气缸。 0024 如图1所示， 该电磁驱动器具有主体部70。 该主体部70由基体部70a、 胴体部70b、 结合部70c、 头部。
16、70d等构成。 在基体部70a的上表面中央设置有纵截面形状为台阶状的凹 处。该凹处配置有阀座形成部 72。在该阀座形成部 72 的一端、 图 1 中的上端的中央形成 有阀座 74。在阀座 74 内按顺序形成有节流孔 76、 流出通路 78， 由这些部件形成高压通路。 利用该高压通路向阀座 74 供给高压流体。 0025 形成于衔铁 80 的工作部、 例如阀部 82 落座于阀座 74 而关闭阀座 74。衔铁 80 如 后所述能够在图 1 中的上下方向上升降， 阀部 82 在上升时离开阀座 74。由此， 使从阀座 74 流出的高压流体流出至在阀座形成部 72 的周围由胴体部 70b 形成的低压通路。
17、 83。低压通 路 83 借助胴体部 70b 的进入上述凹处内的一部分形成于阀座形成部 72 的周围。此外， 低 压通路 83 的低压油经由未图示的通路排出到外部。在上述的现有技术中， 使用与衔铁独立 设置的球阀执行阀座的开闭， 而在该实施方式中， 使用一体形成于衔铁80的阀部82来执行 阀座 74 的开闭。衔铁 80 因为不需要上述的现有技术中的用于保持球阀的抵接部， 从而比 现有技术的衔铁轻量化。 0026 如图 3 所示， 衔铁 80 在中央具有高强度部 84。高强度部 84 由强度比较高的高强 度材料、 例如钢、 钛等构成为圆板状。被引导部， 例如多个通孔 86 贯穿设置于该高强度部 。
18、84。通孔 86 在图 1 的上下方向贯穿高强度部 84， 例如 4 个通孔 86 在高强度部 84 的圆周方 向上空开间隔地形成为同心状。在该高强度部 84 的周围以与高强度部 84 相接触的方式形 成有磁性部88。 磁性部88是磁性材料， 例如是压粉材料制的环状体， 磁性部88以与高强度 部 84 的外周面成为一体的方式嵌入高强度部 84 的外周面。 0027 在衔铁 80 的位于主体部 70 内的上部配置有线圈 96。线圈 96 卷绕于芯部 98， 该 芯部 98 作为定子发挥功能。如图 2 所示， 芯部 98 在中央具有第 1 磁性构件例如内圆筒状 部 98a。该内圆筒状部 98a 的。
19、一端例如下端位于磁性部 88 的上方。在自该内圆筒状部 98a 离开、 即比衔铁 80 的外周缘靠外侧的位置设置有外圆筒状部 98b。该外圆筒状部 98b 的一 端例如下端位于比磁性部 88 的上表面所位于的面靠上方的位置。这些内圆筒状部 98a 和 外圆筒状部 98b 的另一端例如上端分别位于相同高度的位置， 并利用连接部 98c 彼此结合 起来。在这些两圆筒状部 98a、 98b 之间卷绕有线圈 96。 0028 外圆筒状部 98b 的长度比内圆筒状部 98a 的长度短， 从该外圆筒状部 98b 的下端 说 明 书 CN 103842699 A 5 4/5 页 6 到内圆筒状部98a的附近。
20、配置有第2磁通量构件， 例如环状的磁通量集中用构件100。 该磁 通量集中用构件100的内周端面与内圆筒状部98a之间形成有间隙。 还有， 外圆筒状部98b 与磁通量收容构件 100 相接触。此外， 在线圈 96 未通电时， 衔铁 80 与内圆筒状部 98a 之间 形成有间隙。内圆筒状部 98a 和磁通量集中用构件 100 的内周面之间的间隙比线圈 96 的 未通电时形成在衔铁 80 和内圆筒状部 98a 之间的间隙大。 0029 此外， 对磁通量集中用构件 100 的内周面的靠线圈 96 侧的角进行倒角加工。该被 倒角加工过的部分的与内圆筒状部98a之间的间隙比与磁通量集中用构件100的内周。
21、面的 和靠衔铁 80 侧的内圆筒状部 98a 之间的间隙大， 尤其是在与线圈 96 接近的位置间隙最大， 该被倒角加工过的部分与内圆筒状部98a之间的间隙随着向衔铁80侧去而逐渐变小， 当被 倒角加工过的部分到达尽头后， 直到衔铁 80 侧之前维持恒定的间隙。因为在靠近线圈 96 的、 磁力比较大的部分的磁通量集中构件100与内圆筒状部98a之间的间隙变大， 从而能够 使在线圈 96 的附近、 从磁通量集中构件 100 直接朝向内圆筒状部 98a 的磁通量变稀疏。 0030 衔铁80的外周部分比磁通量集中用构件100的内周面延伸到靠外侧的位置， 但未 延伸到外侧圆筒状部 98b。即， 衔铁 8。
22、0 的局部与磁通量集中用构件 100 的局部重叠。此外， 内圆筒状部 98a 的下端位于衔铁 80 的磁性部 88 的上方。 0031 在对线圈 96 通电的情况下， 如图 2 的虚线所示， 将线圈 96 所产生的磁通量密集地 集中在外侧圆筒部 98b、 磁通量集中构件 100、 衔铁 80 的磁性部 88、 内侧圆筒部 98a 以及连 结部 98c 之间， 由于磁通量集中构件 100 和内圆筒状部 98a 之间的间隙较大， 从磁通量集中 构件 100 直接朝向内圆筒状部 98a 的磁通量变得非常稀疏。因此， 在对线圈 96 通电的情况 下， 线圈 96 所产生的磁通量有效地通过衔铁 80。其。
23、结果， 衔铁 80 被有效地磁化， 从而被芯 部 98 高速地吸引。因为进行这样有效率的磁化， 衔铁 80 的直径变大， 无需使衔铁 80 的外 周位于外圆筒状部 98b 的外周附近， 就能将衔铁 80 小型化。此外， 芯部 98 和磁通量集中用 构件 100 并不限于上述的形状， 也可以磁通量集中用构件 100 和外圆筒状部 98b 一体形成， 内圆筒状部 98a 和外圆筒状部 98b 独立地形成等以其他不同的形状进行分割。 0032 在高强度部 84 的上述 4 个通孔 86 中的规定的通孔、 例如隔着高强度部 84 的中心 相对的2个通孔中， 贯穿有引导件， 例如导销102， 这些导销1。
24、02的基端固定于形成在阀座形 成部 72 的凹处。如上述那样， 在对线圈 96 通电则衔铁 80 上升时、 或者停止对线圈 96 的通 电则衔铁 80 下降时， 导销 102 对衔铁 80 进行引导。因为用于引导导销 102 的通孔 86 形成 于高强度部 84， 因此， 即使形成通孔 86， 也不会在高强度部 84 上产生裂纹。此外， 从图 2 可 知， 这些通孔 86 形成于在向线圈 96 通电时从衔铁 80 的集中有磁通量的部分离开的高强度 部 84， 因此， 通过形成通孔 86， 不阻碍磁通量集中就能够使衔铁 80 高速移动。 0033 此外， 在芯部96的内侧圆筒状部98a的内部配置。
25、有弹性构件例如螺旋弹簧104， 该 弹性构件的一端与衔铁 80 的磁性部 88 接触， 另一端如图 1 所示那样借助弹簧座 106 与主 体部 70 内的头部 70d 接触。该螺旋弹簧 104 是如下构件 ： 用于在通过向线圈 96 通电而使 衔铁 80 上升时， 衔铁 80 克服该螺旋弹簧 104 的弹簧力而该螺旋弹簧 104 被压缩， 在停止向 线圈 96 通电时， 利用该螺旋弹簧 104 的弹簧力使衔铁 80 向阀座 74 急速下降的构件。 0034 在该电磁驱动器中， 如上所述， 因为用于引导导销 102 的通孔 86 形成于衔铁 80 的 磁性部 88， 该磁性部 88 形成于来自线。
26、圈 96 的磁通量稀疏的位置， 用于吸引衔铁 80 的磁力 不会因为通孔 86 而减弱， 也基于这一点， 也能够高速地吸引衔铁 80。而且， 因为在衔铁 80 说 明 书 CN 103842699 A 6 5/5 页 7 上一体形成有阀部 82， 因此， 衔铁 80 无需像现有技术的衔铁那样设置抵接部， 能够使衔铁 轻量化， 并能够使衔铁 80 更高速地移动。此外， 因为在衔铁 80 的磁性部 88 中使用压粉材 料， 而能够减少涡电流， 其结果， 能够提高磁吸引力， 并能够使衔铁 80 更高速地移动。此外， 因为采用设置有多个通孔 86 并在其中的几个通孔内插入导销 102 的结构， 因此，。
27、 能够使用 多个通孔 86 中的对于导销 102 的引导性能优良的通孔。因此， 在能够提高引导性能的基础 上， 能够降低用于使通孔引导性能提高而对通孔 86 进行的加工修正的频率。此外， 未插入 导销 102 的通孔 86 起到泄油的作用， 在衔铁 80 移动之际， 以从上述通孔 86 将衔铁 80 与线 圈 96 之间的油排出或者向衔铁 80 与线圈 96 之间供给油的方式发挥作用。还有， 在线圈 96 的上方形成有与通孔 86 的作用相同的泄油用的孔 90。 0035 在上述实施方式中， 虽然将发明实施于共轨系统的燃料喷射阀， 但并不限于此， 只 要是通过打开阀而使高压流体向低压侧流动的结。
28、构的阀， 就能够也使用于其他的阀， 并能 够构成为随着向阀以外的工作部例如衔铁 80 向定子侧移动而断开或者闭合接点。 0036 附图标记说明 0037 70 主体部 0038 80 衔铁 0039 82 阀部 （驱动部） 0040 96 线圈 0041 98a 内圆筒状部 （第 1 磁性构件） 0042 100 磁通量集中构件 （第 2 磁性构件） 说 明 书 CN 103842699 A 7 1/4 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103842699 A 8 2/4 页 9 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103842699 A 9 3/4 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103842699 A 10 4/4 页 11 图 5 说 明 书 附 图 CN 103842699 A 11 。