专利名称：自动变速器电磁阀用比例电磁铁的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种比例电磁铁，尤其是自动变速器电磁阀用的比例电磁铁。
背景技术：
比例电磁阀于20世界60年代开始广泛应用，其具有输出信号与输入信号线性关系好的优点，作为自动变速器的核心电控元件被大量应用。世界范围内著名的变速器用比例电磁阀生产商主要包括德系公司、美系公司和日系公司；德系公司如德国博世公司、德国MSM公司等；美系公司如美国伊纳公司、美国海力达公司等；日系公司如日本爱信公司及电产东测公司等。在申请号“CN02147183.5”的发明专利中，其衔铁的导向一般采用非导磁材料制成的薄壁筒状，采用冷拉加工实现。由于比例电磁铁要求摩擦力极小，因此该薄壁筒形的导向件加工难度极大，国内目前尚未见成功批量应用案例。另外，非导磁薄壁筒导向的结构使得该种比例电磁铁抗污染能力较差，一旦污染颗粒进入薄壁筒与衔铁之间的间隙，比例电磁铁的性能即大幅下降。抗污染能力差使得美系比例电磁铁要求全密封结构，衔铁在动作时受内部流场影响较大，比例电磁铁的响应速度较低。长期以来，自动变速器用比例电磁阀技术被上述公司垄断，比例电磁铁设计及制造技术作为比例电磁阀的核心技术之一更是上述公司长期垄断。国内学者虽对比例电磁铁的设计技术多有研究，但应用实际 工程应用的大批量制造成功案例目前未见报道。总体来说，现有国外产品具有制造难度大、成本高，性能不够优良等缺点。
发明内容
为了解决现有的比例电磁铁加工制造难度大、成本高、性能不够优良等问题，本发明专利的目的是提供一种在国内现有制造技术水平下可以制造难度较低、成本低廉且性能优良的比例电磁阀用比例电磁铁结构。为实现本发明的技术目的，本发明采用的技术方案是一种自动变速器电磁阀用比例电磁铁，所述比例电磁铁由滑动轴承、轴承座、极靴、衔铁、顶杆、行程垫片、挡铁、线圈和轭铁构成，所述滑动轴承包括第一滑动轴承和第二滑动轴承，所述轭铁为内空的筒状结构，所述挡铁、极靴和线圈均位于轭铁内部，所述挡铁和极靴的截面均为T字形且其内部均为通孔结构，所述挡铁和极靴相对设置，所述线圈套装在挡铁和极靴上，所述极靴的通孔内安装有轴承座，第一滑动轴承安装在轴承座上，所述衔铁套装在极靴与挡铁之间的通孔内，所述行程垫片设置在靠近衔铁一端的所述挡铁的通孔内，所述行程垫片与衔铁之间的空间形成气隙，所述第二滑动轴承固定在远离铁一端的所述挡铁的通孔内，所述第一滑动轴承、衔铁、行程垫片、挡铁和第二滑动轴承内均开设有通孔，所述顶杆的一端通过第一滑动轴承固定在极靴内，顶杆依次穿过衔铁、行程垫片和挡铁的通孔，顶杆的另一端固定在第二滑动轴承上。本发明的特征在于滑动轴承为截面呈圆环状的薄壁圆柱形，能够在有油润滑和无油润滑的情况下工作。本发明的特征在于所述挡铁内部的通孔由多个直径不等且相互连通的圆形孔构成，直径较大的圆形孔的孔壁外侧设置有倒角，所述倒角作为磁分路器使用。本发明的特征在于所述顶杆为圆柱形，所述顶杆采用非导磁材料加工而成，所述顶杆的圆柱面上依次分布有三个深度为O. 3mm-0. 8mm,宽度为O. 3-0. 8mm的用以和衔铁进行铆接锁定的环形槽。本发明的特征在于所述线圈由漆包线经螺旋状绕制而成，采用耐高温塑料封装，设置有输入信号接插件。本发明的特征在于所述轴承座的右端设置有一圆环形凸起结构，所述衔铁与该凸起结构接触。本发明的特征在于所述第一滑动轴承与挡铁采用过盈配合连接组成挡铁部件，第一滑动轴承位于挡铁的右端，所述第一滑动轴承与极靴以及轴承座均采用过盈配合连接，第一滑动轴承和第二滑动轴承分别套接在顶杆的两端，顶杆可在两滑动轴承的支撑下滑动。本发明的特征在于 所述轭铁的两端均设置有环形槽，分别用于和挡铁、极靴之间的配合定位，轭铁中的环形槽位于挡铁右端的部分用于连接主阀组件。本发明的有益技术效果是1、本发明专利采用轭铁、具有磁分路器的挡铁、双支撑结构的衔铁部件及极靴作为磁路主要零件，加工制造难度较低。2、本发明专利衔铁与顶杆之间的铆接结构具备良好的批产工艺性，制造难度较低，成本较低。3、本发明专利采用的两端支撑的衔铁结构运行稳定，顶杆和滑动轴承组成的摩擦副具备极低的摩擦系数、优良耐久性能且可在干式环境和湿式环境及中度污染的环境中工作，性能稳定。4、本发明专利采用的具有环形凸起结构的轴承座，衔铁与轴承座接触时接触面积小，在湿式环境及中度污染的环境中，能够有效避免因衔铁被介质粘连及污染颗粒粘连导致的电磁铁性能下降问题，性能稳定。5、本发明专利具有良好的比例特性优良，电磁力输出线性度好，无颤振信号时滞环较小，输出电磁力与输入信号之间的线性比例关系好。
图1为本发明专利自动变速电磁阀用比例电磁铁的结构原理图；其中附图标记为Ia-第一滑动轴承，Ib-第二滑动轴承，2-挡铁，3_顶杆，4_行程垫片，5-线圈，6-衔铁，7-极靴，8-轭铁，9-轴承座，I O-气隙。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。参阅附图，本发明提供一种自动变速器电磁阀用比例电磁铁，所述比例电磁铁由滑动轴承、轴承座9、极靴7、衔铁6、顶杆3、行程垫片4、挡铁2、线圈5和轭铁8构成，所述滑动轴承包括第一滑动轴承Ia和第二滑动轴承lb，所述轭铁8为内空的筒状结构，所述挡铁2、极靴7和线圈5均位于轭铁8内部，所述挡铁2和极靴7的截面均为T字形且其内部均为通孔结构，所述挡铁2和极靴3相对设置，所述线圈5套装在挡铁2和极靴7上，所述极靴7的通孔内安装有轴承座9，第一滑动轴承Ia安装在轴承座9上，所述衔铁6套装在极靴7与挡铁2之间的通孔内，所述行程垫片4设置在靠近衔铁6 —端的所述挡铁2的通孔内，所述行程垫片4与衔铁6之间的空间形成气隙10，所述第二滑动轴承Ib固定在远离衔铁6 —端的所述挡铁2的通孔内，所述第一滑动轴承la、衔铁6、行程垫片4、挡铁2和第二滑动轴承Ib内均开设有通孔，所述顶杆3的一端通过第一滑动轴承Ia固定在极靴7内，顶杆3依次穿过衔铁6、行程垫片4和挡铁2的通孔，顶杆3的另一端固定在第二滑动轴承Ib上。本发明的特征在于滑动轴承为截面呈圆环状的薄壁圆柱形，能够在有油润滑和无油润滑的情况下工作。本发明的特征在于所述挡铁2内部的通孔由多个直径不等且相互连通的圆形孔构成，直径较大的圆形孔的 孔壁外侧设置有倒角，所述倒角作为磁分路器使用。本发明的特征在于所述顶杆3为圆柱形，所述顶杆3采用非导磁材料加工而成，所述顶杆3的圆柱面上依次分布有三个深度为O. 3mm-0. 8mm,宽度为O. 3-0. 8mm的用以和衔铁6进行铆接锁定的环形槽。本发明的特征在于所述线圈5由漆包线经螺旋状绕制而成，采用耐高温塑料封装，且设置有输入信号接插件。本发明的特征在于所述轴承座9的右端设置有一圆环形凸起结构，所述衔铁6与该凸起结构接触。本发明的特征在于所述第一滑动轴承Ia与挡铁2采用过盈配合连接组成挡铁部件，第一滑动轴承Ia位于挡铁2的右端，所述第一滑动轴承Ia与极靴7以及轴承座9均采用过盈配合连接，第一滑动轴承Ia和第二滑动轴承Ib分别套接在顶杆3的两端，顶杆3可在两滑动轴承的支撑下滑动。本发明的特征在于所述轭铁8的两端均设置有环形槽，分别用于和挡铁2、极靴7之间的配合定位，轭铁8中的环形槽位于挡铁2右端的部分用于连接主阀组件。如图1所示，自动变速电磁阀用比例电磁铁由滑动轴承、挡铁2、顶杆3、行程垫片4、线圈5、衔铁6、极靴7、轭铁8和轴承座9构成。滑动轴承为截面呈圆环状的薄壁圆柱形，可在有油润滑和无油润滑的情况下工作。挡铁2设置有直径不等且连通的圆孔，直径较大的孔壁设置有角度特定的倒角，作为磁分路器使用。顶杆3为圆柱形，采用非导磁材料加工，表面经特种热处理，圆柱面上设置有3个依次分布的深度为O. 3mm至O. 8mm,宽度为O. 3至O. 8mm的环形槽用以和衔铁6进行铆接锁定。衔铁6为圆柱形，设置有两个直径不等且连通的圆孔，用于和顶杆3进行铆接。顶杆3与衔铁6之间为间隙配合，采用冲压铆接结构连接成一体，衔铁6直径较大的孔底部有部分材料被挤压填充在顶杆3所设环形槽内。第一滑动轴承Ia与挡铁2采用过盈配合连接组成挡铁部件，第一滑动轴承Ia位于挡铁2右端。第一滑动轴承Ia与极靴7、轴承座9采用过盈配合连接。第一滑动轴承Ia和第二滑动轴承Ib分别套接在顶杆3的两端，顶杆3可在两滑动轴承的支撑下滑动，组成长寿命、极低摩擦系数的摩擦副。轭铁8两端均设置有环形槽，用于和挡铁2、极靴7之间的配合定位，轭铁8中的环形槽位于挡铁2右端的部分用于连接主阀组件。挡铁2、衔铁6、极靴7、轭铁8组成磁力线回路。线圈5由漆包线经螺旋状绕制而成，采用耐高温塑料封装，设置有输入信号接插件。轴承座9右端设置有一圆环形凸起结构，衔铁6仅与该凸起接触，在油品进入电磁铁后用于减少液压阻尼并减少污染物对衔铁6和轴承座9之间的粘连影响。该比例电磁铁的工作原理为当线圈通电时，磁力线经挡铁2、行程垫片4、气隙10、衔铁6、极靴7、轭铁8组成闭合回路。由于气隙由空气组成，其导磁率远低于其它由导磁材料制成的零件，因此磁力线回路在气隙处形成近似断路，在磁力线近似断路处形成磁铁的两极(N极和S级)，产生磁场吸力。由于衔铁为导磁材料且可运动，作为磁铁的一级被另一极吸引而产生运动。此运动即通过电流控制获得的可以利用的动作源，推动主阀等工作部件运动完成电磁阀的工作。由于挡铁2采用了特别的结构，磁力线由挡铁2向衔铁6时，被分成若干部分，其中一路磁力线与衔铁6端面垂直，其余三路均通过挡铁2薄壁斜角结构且与衔铁6成其它角度。挡铁2中的薄壁斜角结构由于起到磁路的分割作用，通常被称做磁分路器。衔铁6运动发生位移(称为行程)变化时气隙改变，由于磁分路器的存在，磁分路器的磁路分流作用使得磁力线在前述四路的相互比例关系改变，总的作用使衔铁6受到电磁吸力在衔铁行程变化时基本不变，即电磁力只与输入电流有关，与衔铁的行程无关。由此，我们可以通过对输入电流的控制得到相应的可控制的输出电磁力，电磁力与输入信号成线性比例关系，称为比例电磁铁。实际应用表明，该比例电磁铁具有很高的灵敏度(摩擦力小、运动件质量小)，寿命长且能够抗污染，适用于多种需要精确压力控制的液压系统中。对于该比例电磁铁，输出力F1与电流I之间的关系为F1 = K1X I 其中，F1——电磁吸力(随电流变化)I—电流值(可控输入量)K1-比例系数(结构确定后为定值)对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围内的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种自动变速器电磁阀用比例电磁铁，其特征在于所述比例电磁铁由滑动轴承、轴承座、极靴、衔铁、顶杆、行程垫片、挡铁、线圈和轭铁构成，所述滑动轴承包括第一滑动轴承和第二滑动轴承，所述轭铁为内空的筒状结构，所述挡铁、极靴和线圈均位于轭铁内部，所述挡铁和极靴的截面均为T字形且其内部均为通孔结构，所述挡铁和极靴相对设置，所述线圈套装在挡铁和极靴上，所述极靴的通孔内安装有轴承座，第一滑动轴承安装在轴承座上，所述衔铁套装在极靴与挡铁之间的通孔内，所述行程垫片设置在靠近衔铁一端的所述挡铁的通孔内，所述行程垫片与衔铁之间的空间形成气隙，所述第二滑动轴承固定在远离铁一端的所述挡铁的通孔内，所述第一滑动轴承、衔铁、行程垫片、挡铁和第二滑动轴承内均开设有通孔，所述顶杆的一端通过第一滑动轴承固定在极靴内，顶杆依次穿过衔铁、行程垫片和挡铁的通孔，顶杆的另一端固定在第二滑动轴承上。
2.根据权利要求1所述的自动变速器电磁阀用比例电磁铁，其特征在于滑动轴承为截面呈圆环状的薄壁圆柱形，能够在有油润滑和无油润滑的情况下工作。
3.根据权利要求2所述的自动变速器电磁阀用比例电磁铁，其特征在于所述挡铁内部的通孔由多个直径不等且相互连通的圆形孔构成，直径较大的圆形孔的孔壁外侧设置有倒角，所述倒角作为磁分路器使用。
4.根据权利要求3所述的自动变速器电磁阀用比例电磁铁，其特征在于所述顶杆为圆柱形，所述顶杆采用非导磁材料加工而成，所述顶杆的圆柱面上依次分布有三个深度为O. 3mm-0. 8mm,宽度为O. 3-0. 8mm的用以和衔铁进行铆接锁定的环形槽。
5.根据权利要求4所述的自动变速器电磁阀用比例电磁铁，其特征在于所述线圈由漆包线经螺旋状绕制而成，采用耐高温塑料封装，设置有输入信号接插件。
6.根据权利要求5所述的自动变速器电磁阀用比例电磁铁，其特征在于所述轴承座的右端设置有一圆环形凸起结构，所述衔铁与该凸起结构接触。
7.根据权利要求6所述的自动变速器电磁阀用比例电磁铁，其特征在于所述第一滑动轴承与挡铁采用过盈配合连接组成挡铁部件，第一滑动轴承位于挡铁的右端，所述第一滑动轴承与极靴以及轴承座均采用过盈配合连接，第一滑动轴承和第二滑动轴承分别套接在顶杆的两端，顶杆可在两滑动轴承的支撑下滑动。
8.根据权利要求7所述的自动变速器电磁阀用比例电磁铁，其特征在于所述轭铁的两端均设置有环形槽，分别用于和挡铁、极靴之间的配合定位，轭铁中的环形槽位于挡铁右端的部分用于连接主阀组件。
全文摘要
本发明涉及一种自动变速器电磁阀用比例电磁铁，由滑动轴承、挡铁、顶杆、垫片、线圈部件、衔铁、极靴、轭铁和轴承座构成；顶杆与衔铁之间为间隙配合，采用铆接连接成一体，顶杆贯穿滑动轴承、挡铁、垫片、衔铁的内孔。其解决了现有自动变速器电磁阀用比例电磁铁加工制造难度大、成本高、性能不够优良问题，具有制造难度小、成本低廉且性能优良的优点。
文档编号F16K31/06GK103050217SQ20121053993
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者王琦麟, 陆灿 申请人:兰溪市中元电器有限公司