專(zhuān)利名稱(chēng)：電磁驅(qū)動(dòng)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電磁驅(qū)動(dòng)閥，更具體而言，涉及用于內(nèi)燃機(jī)中的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式的電磁驅(qū)動(dòng)閥。
背景技術(shù)：
作為傳統(tǒng)電磁驅(qū)動(dòng)閥，例如美國(guó)專(zhuān)利No.6,467,441的說(shuō)明書(shū)公開(kāi)了電磁致動(dòng)器，其作為電磁力和彈簧協(xié)同的結(jié)果來(lái)激勵(lì)內(nèi)燃機(jī)的閥。在該說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的電磁致動(dòng)器稱(chēng)作旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式，并包括具有閥桿和擺臂的閥，擺臂具有鉸接在支撐框架上的第一端和抵靠在閥桿的上端上的第二端。
由磁芯和繞磁芯纏繞的線圈構(gòu)成的電磁體布置在擺臂的上方和下方。電磁致動(dòng)器還包括設(shè)置在搖臂的第一端處并使閥向著最大開(kāi)口位置移動(dòng)的扭桿和布置在閥桿的外周上并使閥向著關(guān)閉位置移動(dòng)的螺旋彈簧。擺臂以被布置在擺臂上方和下方的電磁體的磁芯交替地吸引并與其接觸的方式，將第一端用作支點(diǎn)擺動(dòng)。
日本專(zhuān)利早期公開(kāi)No.09-133010公開(kāi)了一種裝置，用于電磁驅(qū)動(dòng)所謂平行驅(qū)動(dòng)式的閥，其目的在于能量節(jié)省和響應(yīng)的提高。在此公開(kāi)中用于驅(qū)動(dòng)電磁驅(qū)動(dòng)閥的裝置包括固定有閥軸的閥元件。閥軸通過(guò)活塞夾持件連接到環(huán)形活塞。第一電磁線圈和第一磁芯布置在活塞上方，第二電磁線圈和第二磁芯布置在活塞下方。使活塞向下移動(dòng)的上彈簧還布置在第一電磁線圈和第一磁芯的上方，使活塞向上移動(dòng)的下彈簧還布置在第二電磁線圈和第二磁芯的下方。
在平行驅(qū)動(dòng)式裝置中，由電磁線圈和磁芯組成并將電磁力施加到活塞的電磁體、以及將彈性力施加到閥軸的上彈簧和下彈簧在閥軸延伸的方向上串聯(lián)布置。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，電磁力和彈性力直接作用在閥軸上，以使得閥元件進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。
根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利No.6,467,441的說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的電磁致動(dòng)器，當(dāng)擺臂被吸引到磁體并接觸磁體時(shí)，擺臂與電磁體的磁芯的整個(gè)端表面進(jìn)行接觸。因此，擺臂與電磁體之間的碰撞產(chǎn)生的聲音較響，不能滿(mǎn)足當(dāng)電磁致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)時(shí)的安靜度。此外，因?yàn)檩^大的重復(fù)載荷施加在高速移動(dòng)的擺臂上，該臂趨向于在第一端附近斷裂。為了解決此問(wèn)題，可以通過(guò)增大擺臂的總厚度來(lái)提高強(qiáng)度。但是，在此情況下，擺臂的重量變得過(guò)大，導(dǎo)致能量損失的增加。
此外，根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利No.6,467,441的說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的電磁致動(dòng)器，擺臂與電磁體之間的碰撞將會(huì)重復(fù)，這導(dǎo)致電磁體的耐久度的問(wèn)題。如果磁芯破裂，電磁體將會(huì)改變，這削弱了電磁致動(dòng)器的維持性能。這樣的問(wèn)題也發(fā)生在日本專(zhuān)利早期公開(kāi)No.09-133010所公開(kāi)的用于電磁驅(qū)動(dòng)閥的裝置中。

發(fā)明內(nèi)容
進(jìn)行了本發(fā)明以解決上述問(wèn)題，且本發(fā)明的目的是提供一種電磁驅(qū)動(dòng)閥，獲得優(yōu)良的安靜度和耐久度并減小能量損失。
根據(jù)本發(fā)明的一種電磁驅(qū)動(dòng)閥包括從動(dòng)閥，其具有閥軸并沿著所述閥軸延伸的方向進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)；支撐構(gòu)件，其具有抵靠表面并設(shè)置在與所述從動(dòng)閥間隔的位置處；擺動(dòng)構(gòu)件，其從耦合到所述閥軸的一端延伸到由所述支撐構(gòu)件支撐的另一端以允許所述擺動(dòng)構(gòu)件自由擺動(dòng)；和電磁體，其將電磁力施加到所述擺動(dòng)構(gòu)件。所述擺動(dòng)構(gòu)件具有形成在所述另一端處的根部和從所述根部形成到所述一端的臂部。所述電磁體具有面對(duì)所述臂部的表面。當(dāng)所述擺動(dòng)構(gòu)件被向著所述電磁體吸引時(shí)，所述抵靠表面抵靠在所述根部上，并在所述表面與所述臂部之間產(chǎn)生間隙。
根據(jù)如上構(gòu)造的電磁驅(qū)動(dòng)閥，僅形成在另一端處的根部與支撐構(gòu)件進(jìn)行接觸，而從根部形成到一端的臂部不與電磁體進(jìn)行接觸。因此，降低了當(dāng)擺動(dòng)構(gòu)件擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的聲音，并提高了當(dāng)驅(qū)動(dòng)電磁致動(dòng)器時(shí)的安靜度。此外，由于擺動(dòng)構(gòu)件不與電磁體進(jìn)行接觸，所以電磁體不會(huì)由于通過(guò)擺動(dòng)構(gòu)件施加的重復(fù)載荷而破裂。因此，可以提高電磁驅(qū)動(dòng)閥的耐久度。
優(yōu)選地，所述擺動(dòng)構(gòu)件形成為使得所述臂部具有比所述根部的厚度更小的厚度。此處的術(shù)語(yǔ)“厚度”表示當(dāng)擺動(dòng)構(gòu)件被向著電磁體吸引時(shí)垂直于電磁體表面的方向上的每個(gè)部分的尺度。
根據(jù)如上構(gòu)造的電磁驅(qū)動(dòng)閥，可以通過(guò)使根部具有相對(duì)較大的厚度來(lái)提高根部的強(qiáng)度。這防止根部由于重復(fù)載荷而破裂，并可以進(jìn)一步提高電磁驅(qū)動(dòng)閥的耐久度。此外，因?yàn)楸鄄烤哂邢鄬?duì)較小的厚度，所以擺動(dòng)構(gòu)件的重量可以更輕。這樣，可以減小由于擺動(dòng)構(gòu)件的重量增大引起的能量損失。同時(shí)，使得作用在擺動(dòng)構(gòu)件的另一端側(cè)上的彎矩較小，從而防止根部的破裂。
優(yōu)選地，所述根部由比所述臂部具有更高強(qiáng)度的材料形成。根據(jù)如上構(gòu)造的電磁驅(qū)動(dòng)閥，因?yàn)榻邮罩貜?fù)載荷的根部由高強(qiáng)度的材料形成，可以進(jìn)一步確保根部破裂的發(fā)生。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種獲得良好安靜度和耐久度并降低能量損失的電磁驅(qū)動(dòng)閥。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電磁驅(qū)動(dòng)閥的剖視圖。
圖2是示出圖1中的盤(pán)片的立體圖。
圖3是示出處于閥打開(kāi)側(cè)上的擺動(dòng)末端處的盤(pán)片的示意圖。
圖4是示出處于中間位置處的盤(pán)片的示意圖。
圖5是示出處于閥關(guān)閉側(cè)上的擺動(dòng)末端處的盤(pán)片的示意圖。
圖6是示出用于根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電磁驅(qū)動(dòng)閥的盤(pán)片的立體圖。
圖7是沿著圖6中的線VII-VII的剖視圖。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電磁驅(qū)動(dòng)閥的剖視圖。
圖9是示出處于閥打開(kāi)側(cè)上的擺動(dòng)末端處的上盤(pán)片和下盤(pán)片的示意圖。
圖10是示出處于中間位置處的上盤(pán)片和下盤(pán)片的示意圖。
圖11是示出處于閥關(guān)閉側(cè)上的擺動(dòng)末端處的上盤(pán)片和下盤(pán)片的示意圖。
具體實(shí)施例方式
將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。此后在附圖中，相同或?qū)?yīng)的元件分配有相同的標(biāo)號(hào)。
(第一實(shí)施例)根據(jù)本實(shí)施例的電磁驅(qū)動(dòng)閥實(shí)現(xiàn)為在諸如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之類(lèi)的內(nèi)燃機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)閥門(mén)(進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén))。在本實(shí)施例中，將假定該電磁驅(qū)動(dòng)閥實(shí)現(xiàn)為進(jìn)氣門(mén)而給出說(shuō)明，但是，應(yīng)該注意該電磁驅(qū)動(dòng)閥在實(shí)現(xiàn)為排氣門(mén)時(shí)可以類(lèi)似地構(gòu)造。
參考圖1，電磁驅(qū)動(dòng)閥10是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式電磁驅(qū)動(dòng)閥。電磁驅(qū)動(dòng)閥10包括具有在一個(gè)方向上延伸的閥桿12的從動(dòng)閥14，以與閥桿12對(duì)準(zhǔn)的方式設(shè)置在與閥桿12間隔的位置處的盤(pán)片支撐基體51，通過(guò)接收施加到其的電磁力和彈性力而擺動(dòng)的盤(pán)片20，布置在盤(pán)片20上方和下方并產(chǎn)生電磁力的電磁體30和35，以及具有彈性力的上彈簧26和下彈簧54。
盤(pán)片20的一端22抵靠在閥桿12的末端上，而另一端23耦合到盤(pán)片支撐基體51以允許盤(pán)片的自由擺動(dòng)。扭桿實(shí)現(xiàn)了上彈簧26，螺旋彈簧實(shí)現(xiàn)了下彈簧54。當(dāng)接收盤(pán)片20的擺動(dòng)移動(dòng)時(shí)，從動(dòng)閥14在閥桿12所延伸的方向(由箭頭103所示的方向)上往復(fù)移動(dòng)。
從動(dòng)閥14安裝在形成有進(jìn)氣口17的氣缸蓋41上。閥座42設(shè)置在氣缸蓋41的進(jìn)氣口17連通到未示出的燃燒室的位置處。從動(dòng)閥14還包括傘形部分13，其形成在閥桿12的與抵靠在盤(pán)片20上的末端相對(duì)一側(cè)上的末端上。從動(dòng)閥14的往復(fù)移動(dòng)使得傘形部分13緊密接觸閥座42或移動(dòng)離開(kāi)閥座42，從而打開(kāi)或關(guān)閉進(jìn)氣口17。換言之，當(dāng)閥桿12提升時(shí)，從動(dòng)閥14定位在閥關(guān)閉位置。在另一方面，當(dāng)閥桿12降低時(shí)，從動(dòng)閥14定位在閥打開(kāi)位置。
在氣缸蓋41中，設(shè)置了用于可滑動(dòng)地在軸向上引導(dǎo)閥桿12的閥導(dǎo)承43。閥導(dǎo)承43由諸如不銹鋼之類(lèi)的金屬材料形成，以承受相對(duì)于閥桿12的高速滑動(dòng)移動(dòng)。在遠(yuǎn)離閥導(dǎo)承43的位置處，套環(huán)形的下限位器53設(shè)置在閥桿12的外周表面上。氣缸蓋41具有向著頂表面形成的開(kāi)口18。開(kāi)口18容納下彈簧54使得下彈簧54夾在開(kāi)口18的底表面與下限位器53之間。下彈簧54將彈性力在使下限位器53遠(yuǎn)離開(kāi)口18的下表面的方向(即，提升閥桿12的方向)上施加到從動(dòng)閥14。
盤(pán)片支撐基體51具有基本C形的橫截面，并包含分別處于它所包圍的空間的上部和下部的電磁體30和電磁體35。電磁體30由線圈32和磁芯31組成，磁芯31由磁材料形成并具有表面31a。磁芯31具有軸部31p，而線圈32設(shè)置為繞軸部31p纏繞的方式。如同電磁體30，電磁體35也由線圈37和磁芯36組成，磁芯36具有表面36a。磁芯36具有軸部36p，而線圈37設(shè)置為繞軸部36p纏繞的方式。表面31a和36ac彼此間隔互相面對(duì)，并且在表面31a和表面36a之間界定了盤(pán)片20擺動(dòng)的空間。
參考圖1和2，盤(pán)片20由高強(qiáng)度的鐵磁材料形成。盤(pán)片20在與閥桿12相交的方向上從一端22延伸到另一端23。盤(pán)片20包括臂部分21，臂部分21具有矩形表面21a和21b并從一端22形成到另一端23。表面21a和21b分別面對(duì)電磁體30的表面31a和電磁體35的表面36a。在盤(pán)片20的一端22處形成從臂部分21的邊緣突起的突起4。突起4以彎曲方式延伸，并在閥桿12的末端處抵靠在閥桿12上。
具有穿透的孔27的中空?qǐng)A筒形軸容納部分2形成在盤(pán)片20的另一端23處。盤(pán)片20具有位于另一端23處并在軸容納部分2與臂部分21之間延伸的根部3。根部3具有厚度T，而臂部分21具有比厚度T小的厚度t。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，盤(pán)片20形成有分別設(shè)置在臂部分21的表面21a和21b與根部3之間的臺(tái)階。例如，厚度T設(shè)定為6mm，厚度t設(shè)定為4mm，而位于表面21a和21b與根部3之間的臺(tái)階的高度設(shè)定為1mm。
上彈簧26壓配合到孔27中，且盤(pán)片20以上彈簧26置于盤(pán)片20與盤(pán)片支撐基體51之間的狀態(tài)支撐在盤(pán)片支撐基體51上。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，盤(pán)片20設(shè)置為繞位于另一端23處的支點(diǎn)25自由擺動(dòng)的方式。上彈簧26將彈性力在使得盤(pán)體20逆時(shí)針繞支點(diǎn)25樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方向(即，使閥桿12降低的方向)上施加到盤(pán)體20。雖然未施加來(lái)自電磁體30和35的電磁力，但是盤(pán)片20通過(guò)上彈簧26和下彈簧54定位在閥打開(kāi)側(cè)的擺動(dòng)末端與閥關(guān)閉側(cè)的擺動(dòng)末端之間中間的位置處。
位于根部3上方和下方并具有抵靠表面52a的一對(duì)抵靠部分52設(shè)置在盤(pán)片支撐基體51中。當(dāng)根部3抵靠在抵靠表面52a上時(shí)，盤(pán)片20定位在閥打開(kāi)側(cè)和閥關(guān)閉側(cè)的擺動(dòng)末端處。更具體地，如果根部3抵靠在下抵靠表面52a上，則盤(pán)片20處于閥打開(kāi)側(cè)上的擺動(dòng)末端處。如果根部3抵靠在上抵靠表面52a上，盤(pán)片20處于閥關(guān)閉側(cè)上的擺動(dòng)末端處。
當(dāng)盤(pán)片20處于閥打開(kāi)側(cè)上的擺動(dòng)末端處時(shí)，即，當(dāng)盤(pán)片20被向著電磁體35吸引時(shí)，在臂部21的表面21b與電磁體35的表面36a之間產(chǎn)生間隙。類(lèi)似地，當(dāng)盤(pán)片20處于閥關(guān)閉側(cè)上的擺動(dòng)末端處時(shí)，即，當(dāng)盤(pán)片20被向著電磁體30吸引時(shí)，在臂部21的表面21a與電磁體30的表面31a之間產(chǎn)生間隙。間隙的寬度例如是1mm或更小。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，盤(pán)片20在表面31a與表面36a之間界定的空間中擺動(dòng)，根部3反復(fù)地抵靠在抵靠表面52a上，但臂部21不接觸電磁體30和35。
現(xiàn)在將描述電磁驅(qū)動(dòng)閥10的操作。參考圖3，當(dāng)從動(dòng)閥14處于閥打開(kāi)位置時(shí)，線圈37被供應(yīng)有在如箭頭151所示方向上繞磁芯36的軸部36p流動(dòng)的電流。因此，磁通量以指定方向在磁芯36中流動(dòng)，并產(chǎn)生將盤(pán)片20向著電磁體35的表面36a吸引的電磁力。在另一方面，盤(pán)片20抵抗下彈簧54的彈性力，并被保持在如圖3所示的閥打開(kāi)側(cè)上的擺動(dòng)末端處。這里，根部3抵靠在抵靠表面52a上，并在臂部21的表面21b與電磁體35的表面36a之間產(chǎn)生間隙。
參考圖4，隨著供應(yīng)到線圈37的電流停止的同時(shí)，在如箭頭152所示方向上繞磁芯31的軸部31p流動(dòng)的電流被供應(yīng)到線圈32。然后，由電磁體35產(chǎn)生的電磁力消失，并且磁通量以指定方向在磁芯31中流動(dòng)，從而產(chǎn)生將盤(pán)片20向著電磁體30的表面31a吸引的電磁力。在接收到由電磁體30產(chǎn)生的電磁力和下彈簧54的彈性力的狀態(tài)下，盤(pán)片20開(kāi)始向著中間位置擺動(dòng)。
參考圖5，在越過(guò)中間位置的位置處，盤(pán)片20在接收到由電磁體30產(chǎn)生的電磁力的狀態(tài)下抵抗上彈簧26的彈性力向著如圖5所示的閥關(guān)閉側(cè)上的擺動(dòng)末端擺動(dòng)。這里，根部3抵靠在抵靠表面52a上，并在臂部21的表面21a與電磁體30的表面31a之間產(chǎn)生間隙。接著，隨著供應(yīng)到線圈32的電流停止的同時(shí)，參考圖3所述在如箭頭151所示方向上流動(dòng)的電流被供應(yīng)到線圈37。盤(pán)片20再次起動(dòng)以向著閥打開(kāi)側(cè)上的擺動(dòng)末端擺動(dòng)。
此后，對(duì)線圈32和37的電流供應(yīng)在上述的時(shí)機(jī)反復(fù)起動(dòng)和停止。這樣，使得盤(pán)片20在閥打開(kāi)側(cè)與閥關(guān)閉側(cè)上的擺動(dòng)末端之間擺動(dòng)，因此作為該擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，從動(dòng)閥14進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電磁驅(qū)動(dòng)閥10包括從動(dòng)閥14、盤(pán)片支撐基體51、盤(pán)片20以及電磁體30和35，從動(dòng)閥14具有用作閥軸的閥桿12并沿著閥桿12延伸的方向進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，設(shè)置在與從動(dòng)閥14間隔開(kāi)的位置處的盤(pán)片支撐基體51具有抵靠表面52a并用作支撐機(jī)構(gòu)，由盤(pán)片支撐基體51支撐的盤(pán)片20用作從耦合到閥桿的一端22延伸到另一端23的擺動(dòng)構(gòu)件以允許盤(pán)片的自由擺動(dòng)，電磁體30和35將電磁力施加到盤(pán)片20。盤(pán)片20具有形成在另一端23處的根部3和從根部3形成到一端22的臂部21。電磁體30和35分別具有面對(duì)臂部21的表面31a和36a。當(dāng)盤(pán)片20被向著電磁體30和35吸引時(shí)，根部31抵靠在抵靠表面52a上，并在表面31a和36a與臂部21之間形成間隙。
由磁材料形成的臂部21是由電磁體30和35所產(chǎn)生的電磁力所施加到的部分。電磁體30和35分別具有設(shè)置有表面31a和36a的磁芯31和36。當(dāng)盤(pán)片20擺動(dòng)時(shí)，磁芯31和36恒定地處于不與盤(pán)片20接觸的狀態(tài)。在表面31a和36a分別與臂部21之間產(chǎn)生的間隙具有基本均勻的寬度。
根據(jù)如上構(gòu)造的本發(fā)明第一實(shí)施例中的電磁驅(qū)動(dòng)閥10，當(dāng)盤(pán)片20處于閥打開(kāi)側(cè)和閥關(guān)閉側(cè)上的擺動(dòng)末端時(shí)，根部3抵靠在抵靠表面52a上，并在臂部21與電磁體30和35之間形成間隙。因此，當(dāng)盤(pán)片20到達(dá)擺動(dòng)末端時(shí)盤(pán)片20與電磁體之間擺動(dòng)的區(qū)域更小，因此可以減小擺動(dòng)的聲音。此外，因?yàn)闃?gòu)成電磁體30和35的磁芯31和36不從盤(pán)片20接收沖擊，所以可以防止磁芯31和36的破裂。
此外，因?yàn)楦?位于充當(dāng)盤(pán)片20的擺動(dòng)中心的支點(diǎn)25附近，所以當(dāng)根部3碰撞抵靠表面52a時(shí)的速度小于遠(yuǎn)離支點(diǎn)25的一端22側(cè)上的速度。因此，可以有效地減小由根部3與抵靠表面52之間產(chǎn)生的聲音。同時(shí)，由于作為根部3與抵靠表面52a之間碰撞的結(jié)果的沖擊也減小了，所以可以防止根部3的斷裂或裂紋。與平行驅(qū)動(dòng)式的電磁驅(qū)動(dòng)閥(其中被電磁力吸引的磁舌移動(dòng)從動(dòng)閥的凈行程并碰撞電磁體)相比，這是特別對(duì)于根據(jù)本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式的電磁驅(qū)動(dòng)閥10的效果。
而且，根據(jù)本實(shí)施例，根部3具有相對(duì)較大的厚度T。因此，根部3具有提高的強(qiáng)度，并可以確保防止根部3的破裂。同時(shí)，不需要特別高強(qiáng)度的臂部31具有相對(duì)較小的厚度t。因此，減輕了盤(pán)片20的總重量，并可以抑制引入到線圈32和37中的電功率。
(第二實(shí)施例)基本以與第一實(shí)施例中的電磁驅(qū)動(dòng)閥10相似的方式來(lái)構(gòu)造根據(jù)本實(shí)施例的電磁驅(qū)動(dòng)閥。因此，將不再重復(fù)對(duì)相同的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。
參考圖6，在本實(shí)施例中，臂部21和根部3分別由不同的構(gòu)件形成。通過(guò)將這些部分結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)盤(pán)片20。具體地，臂部21由鐵磁材料形成，而根部3由高強(qiáng)度材料形成。根部3可以由非磁材料形成。低碳鐵代表了用于形成臂部21的材料的一個(gè)示例。用于形成根部3的材料的示例包括高碳鐵和諸如鉻鉬鋼和合金工具鋼SKD(JIS標(biāo)準(zhǔn))之類(lèi)的鐵合金。
參考圖7，在根部3的面對(duì)臂部21的端表面中形成槽5，并在臂部21中形成從面對(duì)根部3的端表面突出的裝配部分6。當(dāng)裝配部分6壓配合到槽5中時(shí)焊接邊界，以將根部3和臂部21接合在一起。
根據(jù)如上構(gòu)造的本發(fā)明第二實(shí)施例中的電磁驅(qū)動(dòng)閥，可以獲得與第一實(shí)施例中相似的效果。此外，由于根部3由高強(qiáng)度材料形成，所以可以進(jìn)一步確保防止根部3的破裂。而且，即使盤(pán)片20具有更小的總體厚度，但是仍可以確保根部3的強(qiáng)度。這樣，減小了盤(pán)片20的總重量，并可以進(jìn)一步抑制引入到線圈32和37中的電功率。
(第三實(shí)施例)以下，將根據(jù)本實(shí)施例的電磁驅(qū)動(dòng)閥與根據(jù)第一實(shí)施例的電磁驅(qū)動(dòng)閥10進(jìn)行對(duì)比。將不重復(fù)對(duì)相同的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。
參考圖8，電磁驅(qū)動(dòng)閥50是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式電磁驅(qū)動(dòng)閥。應(yīng)用了平行連桿機(jī)構(gòu)來(lái)作為用于電磁驅(qū)動(dòng)閥的操作機(jī)構(gòu)。在本實(shí)施例中，電磁驅(qū)動(dòng)閥50包括分別耦合到閥桿12上的不同位置并在接收到電磁力和彈性力的狀態(tài)下擺動(dòng)的上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n，布置在上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n之間并產(chǎn)生電磁力的電磁體60，以及分別設(shè)置在上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n中并將彈性力施加到這些盤(pán)片的上彈簧26m和下彈簧26n。上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n以繞支點(diǎn)25自由擺動(dòng)的方式由盤(pán)片支撐基體51支撐于在閥桿12所延伸的方向上互相間隔的位置處。
閥桿12由下閥桿12n和上閥桿12m組成，下閥桿12n從傘形部分13延續(xù)，上閥桿12m連接到下閥桿12n，連接調(diào)節(jié)器16置于其間。連接調(diào)節(jié)器16用于容納從動(dòng)閥14在閥關(guān)閉位置處的配準(zhǔn)誤差，并用于使傘形部分13與閥座42可靠地進(jìn)行接觸。下閥桿12n形成有從其外周表面突出的耦合銷(xiāo)12q，且上閥桿12m在離開(kāi)耦合銷(xiāo)12q的位置處形成有從其外周表面突出的耦合銷(xiāo)12p。在上閥桿12m中，設(shè)置了用于在軸向上可滑動(dòng)地引導(dǎo)上閥桿12m的閥導(dǎo)承45。閥導(dǎo)承45由與閥導(dǎo)承43類(lèi)似的材料形成。
上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n構(gòu)造為基本類(lèi)似于第一實(shí)施例中的盤(pán)片20。在另一方面，一端22形成有狹長(zhǎng)孔24來(lái)代替突起4。上盤(pán)片20m的一端22通過(guò)將耦合銷(xiāo)12p插入到形成于上盤(pán)片20m中的狹長(zhǎng)孔24中來(lái)耦合到上閥桿12m，以允許盤(pán)片的自由擺動(dòng)。下盤(pán)片20n的一端22通過(guò)將耦合銷(xiāo)12q插入到形成于下盤(pán)片20n中的狹長(zhǎng)孔24中來(lái)耦合到下閥桿12n，以允許盤(pán)片的自由擺動(dòng)。以此結(jié)構(gòu)，上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n分別繞支點(diǎn)25擺動(dòng)，以使得從動(dòng)閥14往復(fù)移動(dòng)。
上彈簧26m和下彈簧26n由扭桿實(shí)現(xiàn)。上彈簧26m將彈性力在使上盤(pán)片20m繞支點(diǎn)25逆時(shí)針樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方向(即，降低閥桿12的方向)上施加到上盤(pán)片20m。下彈簧26n將彈性力在使下盤(pán)片20n繞支點(diǎn)25順時(shí)針樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方向(即，提升閥桿12的方向)上施加到下盤(pán)片20n。當(dāng)未施加來(lái)自電磁體60的電磁力時(shí)，上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n分別通過(guò)上彈簧26m和下彈簧26n定位在閥打開(kāi)側(cè)上的擺動(dòng)末端和閥關(guān)閉側(cè)上的擺動(dòng)末端之間的中間位置處。
電磁體60由線圈62和磁芯61組成，磁芯61具有分別面對(duì)上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n的表面21a的表面61a。磁芯61具有在從上盤(pán)片20m或下盤(pán)片20n的一端22到另一端23的方向上延伸的軸部61p。線圈62設(shè)置為繞軸部61p纏繞的方式。
盤(pán)片支撐基體51包括閥打開(kāi)永磁體55和位于于閥打開(kāi)永磁體55相對(duì)側(cè)上的閥關(guān)閉永磁體56，電磁體60置于其間。閥打開(kāi)側(cè)永磁體具有面對(duì)下盤(pán)片20n的表面21b的表面55a。在表面55a和電磁體60的表面61b之間界定了下盤(pán)片20在其中擺動(dòng)的空間。此外，閥關(guān)閉永磁體56具有面對(duì)上盤(pán)片20m的表面21b的表面56a。在表面56a和電磁體60的表面61a之間界定了上盤(pán)片20m在其中擺動(dòng)的空間。
同樣在本實(shí)施例中，在上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n的根部3的上方和下方，每個(gè)具有抵靠表面52a的一對(duì)抵靠部分52設(shè)置在盤(pán)片支撐基體51中。當(dāng)根部3抵靠在抵靠表面52a上時(shí)，在上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n的擺動(dòng)末端處的運(yùn)動(dòng)被限制。當(dāng)上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n處于擺動(dòng)末端時(shí)，分別在上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n的表面21a與電磁體60的表面61a和61b之間產(chǎn)生間隙。此外，分別在上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n的表面21b與閥關(guān)閉永磁體56和閥打開(kāi)永磁體55的表面56a和55a之間產(chǎn)生間隙。
現(xiàn)在將描述電磁驅(qū)動(dòng)閥50的操作。參考圖9，當(dāng)從動(dòng)閥14處于閥打開(kāi)位置時(shí)，線圈62被供應(yīng)有在如箭頭111所示繞磁芯61的軸部61p的方向上流動(dòng)的電流。這里，在上盤(pán)片20m所處的那側(cè)上，電流從圖9所示的紙片的背面向正面流動(dòng)。因此，磁通量以指定方向在磁芯61中流動(dòng)，并產(chǎn)生將上盤(pán)片20m向著電磁體60的表面61a吸引的電磁力。在另一方面，下盤(pán)片20n被閥打開(kāi)永磁體55向著表面55a吸引。因此，上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n抵抗繞支點(diǎn)25布置的下彈簧26n并保持在如圖9所示的閥打開(kāi)側(cè)上的擺動(dòng)末端處。
參考圖10，當(dāng)對(duì)線圈62的電流供應(yīng)停止時(shí)，由永磁體60產(chǎn)生的電磁力消失。然后，上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n由下彈簧26n的彈性力而分別移動(dòng)遠(yuǎn)離表面61a和55a，并開(kāi)始向著中間位置擺動(dòng)。由下彈簧26n和上彈簧26m產(chǎn)生的彈性力趨于將上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n保持在中間位置處。因此，在越過(guò)中間位置的位置處，與擺動(dòng)方向相反方向上的力從上彈簧26m作用在上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n上。在另一方面，因?yàn)閼T性力在擺動(dòng)方向上作用在上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n上，只要其位置越過(guò)中間位置，上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n將擺動(dòng)。
參考圖11，在越過(guò)中間位置的位置處，電流在如箭頭111所示的方向上再次供給到線圈62。這里，在下盤(pán)片20n所處的那側(cè)上，電流從圖11所示的紙片的正面向背面流動(dòng)。因此，磁通量以指定方向在磁芯61中流動(dòng)，并產(chǎn)生將下盤(pán)片20n向著電磁體60的表面61b吸引的電磁力。在另一方面，上盤(pán)片20m被閥關(guān)閉永磁體56向著表面56a吸引。
這里，上盤(pán)片20m也被由電磁體60產(chǎn)生的電磁力吸引到電磁體60的表面61a。此時(shí)，下盤(pán)片20n和電磁體60之間的電磁力更強(qiáng)，這是因?yàn)槠渲g的空間更窄。因此，上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n從越過(guò)中間位置的位置擺動(dòng)到如圖11所示的在閥關(guān)閉側(cè)上的擺動(dòng)末端。
此后，對(duì)線圈62的電流供應(yīng)在上述時(shí)機(jī)反復(fù)起動(dòng)并停止。這樣，使得上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n在閥打開(kāi)側(cè)和閥關(guān)閉側(cè)上的擺動(dòng)末端之間擺動(dòng)，因此作為此擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，從動(dòng)閥14可以進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電磁驅(qū)動(dòng)閥50中，用作多個(gè)擺動(dòng)構(gòu)件的上盤(pán)片20m和下盤(pán)片20n分別設(shè)置在電磁體60的相對(duì)側(cè)上。
根據(jù)如上構(gòu)造的本發(fā)明第三實(shí)施例的電磁驅(qū)動(dòng)閥50，可以獲得與第一實(shí)施例相似的效果。在本實(shí)施例中，電磁驅(qū)動(dòng)閥50包括多個(gè)盤(pán)片，由上盤(pán)片20m、下盤(pán)片20n與電磁體60之間的碰撞產(chǎn)生的聲音趨于可能會(huì)成為問(wèn)題。為了解決這樣的問(wèn)題，意在提高安靜度的本發(fā)明可以被特別有效地利用。注意，在第二實(shí)施例中描述的盤(pán)片結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于本實(shí)施例中的電磁驅(qū)動(dòng)閥50，并在這樣的情況下，也可以獲得第二實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的效果。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述和解釋了本發(fā)明，但是可以清楚理解的是，這僅作為解釋和示例而非限制，本發(fā)明的精神和范圍僅由所附權(quán)利要求的權(quán)項(xiàng)限制。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明主要用作汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等中的進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén)。
權(quán)利要求
1.一種電磁驅(qū)動(dòng)閥，包括從動(dòng)閥(14)，其具有閥軸(12)并沿著所述閥軸(12)延伸的方向進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)；支撐構(gòu)件(51)，其具有抵靠表面(52a)并設(shè)置在與所述從動(dòng)閥(14)間隔的位置處；擺動(dòng)構(gòu)件(20)，其從耦合到所述閥軸(12)的一端(22)延伸到由所述支撐構(gòu)件(51)支撐的另一端(23)以允許所述擺動(dòng)構(gòu)件自由擺動(dòng)，并具有形成在所述另一端(23)處的根部(3)和從所述根部(3)形成到所述一端(22)的臂部(21)；和電磁體(30、35)，其具有面對(duì)所述臂部(21)的表面(31a、36a)并將電磁力施加到所述擺動(dòng)構(gòu)件(20)；其中當(dāng)所述擺動(dòng)構(gòu)件(20)被向著所述電磁體(30、35)吸引時(shí)，所述抵靠表面(52a)抵靠在所述根部(3)上，并在所述表面(31a)與所述臂部(21)之間產(chǎn)生間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁驅(qū)動(dòng)閥，其中所述擺動(dòng)構(gòu)件(20)形成為使得所述臂部(21)具有比所述根部(3)的厚度更小的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁驅(qū)動(dòng)閥，其中所述根部(3)由比所述臂部(21)具有更高強(qiáng)度的材料形成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電磁驅(qū)動(dòng)閥(10)，包括從動(dòng)閥(14)，其具有閥軸(12)并沿著閥軸(12)延伸的方向進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)；盤(pán)片支撐基體(51)，其具有抵靠表面(52a)；盤(pán)片(20)，其從耦合到閥軸(14)的一端(22)延伸到由盤(pán)片支撐基體(51)支撐的另一端(23)以允許盤(pán)片自由擺動(dòng)；和將電磁力施加到盤(pán)片(20)的電磁體(30、35)。電磁體(30、35)具有面對(duì)臂部(21)的表面(31a、36a)。當(dāng)盤(pán)片(20)被向著電磁體(30、35)吸引時(shí)，抵靠表面(52a)抵靠在根部(3)上，并在所述表面(31a、36a)與臂部(21)之間形成間隙。以此結(jié)構(gòu)，可以獲得優(yōu)良的安靜度和耐久度，并可以降低能量損失。
文檔編號(hào)H01F7/14GK1930378SQ200580008158
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月4日
發(fā)明者正岡利鹿, 淺野昌彥 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社