CN105869825B - 线性螺线管 - Google Patents

Abstract

线性螺线管具有线圈(1)、柱塞(2)、磁吸磁芯(3)和磁输送磁芯(4)。线圈在通电时产生磁力。柱塞支撑为在线圈的内侧上沿轴向可移动。磁吸磁芯通过线圈所产生的磁力沿轴向磁性地吸引柱塞。磁输送磁芯将磁通量输送到柱塞的外表面。非磁性的并且沿轴向延伸的轴(7)固定在线圈的内侧上。柱塞具有围绕柱塞的轴向中心限定的轴孔(11)，并且轴插入在轴孔中。柱塞在与轴接触的同时滑动。轴的一端固定到磁吸磁芯。

Description

线性螺线管

技术领域

本公开涉及一种线性螺线管。

背景技术

专利文献1(JP2011-119329A)公开了一种关于线性螺线管的技术，该线性螺线管具有设置在线圈内侧上的柱塞。根据专利文献1的线性螺线管，磁吸磁芯、磁阻断部件和磁输送磁芯被提供作为单个部件。沿轴向磁性地面向柱塞的磁吸磁芯吸引柱塞。磁输送磁芯具有管子形状并且围绕柱塞。磁输送磁芯沿径向将磁通量输送到柱塞。磁阻断部件具有薄的厚度并且为磁饱和部件。该磁阻断部件防止磁通量在磁吸磁芯和磁输送磁芯之间直接流动。

根据专利文献1的线性螺线管，磁吸磁芯和磁输送磁芯均布置在线圈架的内侧上，并且柱塞布置在磁吸磁芯和磁输送磁芯的内侧上。因此，取决于磁吸磁芯的厚度和磁输送磁芯的厚度，要求柱塞的外径小。因此，柱塞的磁路面积受到限制，柱塞的磁吸力可能被削弱。

发明内容

本公开解决上述问题，并且本公开的目的是提供一种线性螺线管，对于该线性螺线管，能够增大设置在线圈内侧上的柱塞的外径。

本公开的线性螺线管具有线圈、柱塞、磁吸磁芯和磁输送磁芯。所述线圈在通电时产生磁力。所述柱塞沿轴向可移动地支撑在所述线圈的内侧上。所述磁吸磁芯通过所述线圈所产生的所述磁力沿所述轴向磁性地吸引所述柱塞。所述磁输送磁芯将磁通量输送到所述柱塞的外表面。非磁性的并且沿所述轴向延伸的轴布置并固定在所述线圈的所述内侧上。所述柱塞具有围绕所述柱塞的轴向中心限定的轴孔，并且所述轴插入在所述轴孔中。所述柱塞在与所述轴接触的同时滑动。所述轴的一端固定到所述磁吸磁芯。

根据本公开，通过一种结构能够使柱塞的外径增大，在这种结构中柱塞由固定到磁吸磁芯的轴支撑。因此，柱塞的磁路面积能够增大，并且柱塞的磁吸力能够变大。

附图说明

从下面参照附图做出的详细描述中，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显。

图1是示出了根据第一实施例的线性螺线管的截面图；

图2是示出了根据第二实施例的线性螺线管的截面图；

图3是示出了根据第三实施例的线性螺线管的截面图；

图4是示出了根据第四实施例的线性螺线管的截面图；

图5是示出了根据第五实施例的线性螺线管的截面图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本公开的实施例。在这些实施例中，与先前实施例中描述的事物相对应的部件可以用相同的附图标记标识，可以省略对该部件多余的解释。当在一个实施例中仅描述了一种构造的一部分时，另一个先前实施例可以应用于这种构造的其他部分。即使没有明确说明一些部件可以结合，这些部件也可能结合。即使没有明确说明一些实施例可以结合，只要结合没有危害，这些实施例也可能部分地结合。

(第一实施例)

将参照图1描述第一实施例。在以下的描述中，图1中的左侧称作左，图1中的右侧称作右。换言之，基于图1中所示情况下的左右方向定义左右方向。然而，应当注意的是仅是出于描述的目的而称左右方向，而其不应当限定安装情况下的实际方向。

本实施例的线性螺线管例如用在设置在自动变速器的液压控制器中的电磁液压控制阀中。电磁液压控制阀具有沿轴向彼此联接的液压控制阀(例如滑阀或球阀)和线性螺线管。

液压控制阀为常闭型或常开型三通阀，且具有诸如阀套之类的阀壳体A和诸如阀芯之类的阀体。根据本实施例，线性螺线管具有使液压控制阀的阀体和柱塞2回到初始位置的回位弹簧6。该回位弹簧6可设置在液压控制阀中。

线性螺线管具有线圈1、柱塞2、磁吸磁芯3、磁输送磁芯4、磁轭5、回位弹簧6和轴7。线圈1在通电时产生磁力。柱塞2支撑为在线圈1的内侧上(即线圈1的内径范围内)沿轴向(即左右方向)可移动。磁吸磁芯3通过线圈1所产生的磁力沿轴向磁性地吸引柱塞2。磁输送磁芯4将磁通量输送到柱塞2沿径向的外表面(即径向外表面)。磁轭5围绕线圈1覆盖并且磁性地联接磁吸磁芯3和磁输送磁芯4。回位弹簧6沿远离磁吸磁芯3的方向(即向左)使柱塞2偏置。非磁性的并且沿轴向延伸的轴7布置并固定在线圈1的内侧上线圈1的轴向中心处。

以下将详细描述线性螺线管的元件。

通过围绕由树脂制成的线圈架8缠绕带绝缘涂层的导线(例如漆包线)来形成线圈1。线圈1产生磁力，并通过所产生的磁通量提供穿过定子(即磁吸磁芯3、磁输送磁芯4和磁轭5)和可移动部件(即柱塞2)的通量回路。

线圈1通过连接器9通电。连接器9是连接部件，其通过连接线而电连接到电子控制单元(即AT-ECU，未示出)。电子控制单元控制电磁液压控制阀。连接器9由用于成型线圈1的二次成型树脂的一部分制成。连接器9在其中具有连接到线圈1两端的端子。

柱塞2由磁性金属(例如，诸如铁之类的铁磁金属)制成以具有大致圆柱形状并且插入到线圈1的内侧。柱塞2的外径稍小于线圈架8的内径，并且布置使得柱塞2的径向外表面尽量不与线圈架8接触。

柱塞2具有围绕柱塞2的轴向中心部分(即中心部分)限定的轴孔11，并且轴7插入到轴孔11。轴7与轴孔11的内表面接触滑动。换句话说，轴7插入到轴孔11，使得柱塞2在与轴7接触的同时滑动。或者，换句话说，在轴7的外表面(即径向外表面)与限定出轴孔11的柱塞2接触的同时，柱塞2沿着轴7滑动。轴孔11是圆孔，其有固定不变的直径，并且在柱塞2的轴向中心部分内沿轴向延伸，以沿轴向穿过柱塞2。换言之，轴孔11的横截面为圆形并且具有均匀的直径。轴孔11的内径稍大于轴7的外径，使得在轴孔11和轴7之间限定出间隙，由此轴7能够在轴孔11中滑动。

罩盖12附接到柱塞2的左端面，并且将柱塞2的移动传递到液压控制阀的阀体。罩盖12例如通过将诸如不锈钢板之类的金属板冲压成具有凸出部分而制成，凸出部分位于罩盖12的中心部分内并向左(即朝向液压控制阀)凸出。通过该凸出部分将来自于柱塞2的输出传递到液压控制阀。

磁吸磁芯3的除了管状部分3a之外的一部分位于线圈1沿轴向的外侧上，换言之，位于线圈1的右侧上。根据本实施例，磁吸磁芯3的该部分仅位于线圈1沿轴向的外侧上。

特别地，磁吸磁芯3由磁性金属(例如诸如铁之类的铁磁性材料)制成，并且具有大体圆板形状。磁吸磁芯3通过诸如压接等联接方法固定到磁轭5的右端，并且向右磁性地吸引柱塞2。沿轴向在柱塞2和磁吸磁芯3之间限定出用于磁性地吸引柱塞2的空隙。

磁吸磁芯3具有该管状部分3a，该管状部分3a能够与柱塞2轴向右端处的径向外表面相交(即重叠)。管状部分3a具有沿径向的外表面(即径向外表面)。管状部分3a的径向外表面为渐缩表面，管状部分3a的外径向左减小。由于管状部分3a具有渐缩表面，因此能够阻止对柱塞2起作用的磁吸力连同柱塞2的行程量改变。

磁输送磁芯4独立于磁吸磁芯3，换言之，与磁吸磁芯3分隔开，并且布置在线圈1沿轴向的外侧上，换言之，布置在线圈1的左侧上。根据本实施例，磁输送磁芯4仅布置在线圈1沿轴向的外侧上。

特别地，磁输送磁芯4由磁性金属(例如诸如铁之类的铁磁性材料)制成，并且具有大体圆板形状。磁输送磁芯4在磁轭5的左侧上与磁轭5磁性地联接。沿径向在磁输送磁芯4的内表面(即径向内表面)和柱塞2的径向外表面之间限定出侧隙。也就是说，磁输送磁芯4的内径大于柱塞2的外径。

本实施例的磁输送磁芯4是横截面大体为T形的环形部件。该磁输送磁芯4具有彼此一体的管状部分4a和外凸缘4b。管状部分4a具有管子形状，并且覆盖柱塞2在左侧上的径向外表面。外凸缘4b从管状部分4a径向向外凸出。

另一方面，磁轭5具有通过使磁轭5的左端部分径向向内弯曲而提供的内凸缘5a。内凸缘5a的右表面和外凸缘4b的左表面彼此接触。特别地，弹簧部件13设置在线圈架8和外凸缘4b之间。通过弹簧部件13的回复力，线圈架8的右端压靠着磁吸磁芯3，而外凸缘4b压靠着内凸缘5a。

根据本实施例，磁输送磁芯4固定到磁轭5。特别地，当沿轴向观察时，内凸缘5a的内周限定出一圆孔。管状部分4a的外径与内凸缘5a的内径相一致。通过插入管状部分4a以邻接在内凸缘5a上，设定了磁输送磁芯4相对于磁轭5的位置，使得磁输送磁芯4的轴向中心与磁轭5的轴向中心(即管状中心)重合。也就是说，通过将磁输送磁芯4附接到磁轭5，磁输送磁芯4定心，换言之，磁输送磁芯4的轴向中心的位置被校正。

磁轭5由磁性金属(例如诸如铁之类的铁磁性材料)制成，并且具有大体圆筒形状。磁轭5围绕线圈1覆盖，换言之，覆盖着线圈1的外周，并传递磁通量。

将线性螺线管的组件装配到磁轭5中之后，在磁轭5的右端处提供的爪部分5b被压弯。换言之，在将线性螺线管的组件装配到磁轭5中之后使爪部分5b(即磁轭5的右端部分)径向向内弯折。因此，磁轭5和磁吸磁芯3彼此牢固地联接。

磁轭5在磁轭5的左端处还具有爪部分5c，以将液压控制阀的阀壳体A连接到线性螺线管。通过将爪部分5c径向向内压弯(即弯折)，线性螺线管和液压控制阀彼此联接。

回位弹簧6是压缩螺旋弹簧，其使柱塞2向左偏置，换言之，沿远离磁吸磁芯3的方向偏置。在收缩的情况下，回位弹簧6设置在柱塞2和磁吸磁芯3之间。

由回位弹簧6施加到柱塞2的偏置力也被施加到液压控制阀的阀体。也就是说，在回位弹簧6的偏置力作用下，液压控制阀的阀体和线性螺线管的柱塞2回到初始位置。

如上所述，轴7布置并固定在线圈1的内侧上线圈1的中心处。根据本实施例，轴7的一端(即右端)固定到磁吸磁芯3的中心部分。将轴7固定到磁吸磁芯3的固定方法是不受限的，可以采用压配合、压接或焊接。

轴7由非磁性金属(例如不锈钢)制成，并且具有细长的圆柱形形状。轴7至少在插入到轴孔11中的部分内具有均匀的直径。轴7插入到柱塞2的轴孔11中，使得轴7支撑着柱塞2沿轴向可滑动，并使得轴7防止柱塞2沿径向移动。

轴7在垂直于磁吸磁芯3的情况下被支撑。更特别地，轴7固定到磁吸磁芯3，以垂直于柱塞2的磁吸表面。因此，通过将轴7插入到柱塞2的轴孔11，柱塞2定心，换言之，柱塞2的轴向中心位置被校正。

轴7的另一端(即左端)位于磁输送磁芯4沿轴向的一端和另一端之间。换言之，轴7的另一端沿轴向与磁输送磁芯4重叠。特别地，例如，轴7的轴向尺寸(即整个长度)与线性螺线管的轴向尺寸基本相同或稍短于线性螺线管的轴向尺寸。轴7延伸使得轴7的左端与磁输送磁芯4的外凸缘4b的左表面在相同位置。

根据本实施例的线性螺线管，轴7固定到磁吸磁芯3并且支撑着柱塞2。磁吸磁芯3的除管状部分3a之外的部分和磁输送磁芯4中的至少一个仅位于线圈1沿轴向的外侧上。根据本实施例，除管状部分3a之外的磁吸磁芯3和磁输送磁芯4两者都仅位于线圈1沿轴向的外侧上。从而，能够使柱塞2布置在线圈1内侧上的外径增大。

即使当管状部分3a的末端(即边缘)位于线圈1沿轴向的内侧上时，相比于现有技术，也能够使柱塞2的外径增大。因此，管状部分3a可以位于线圈1沿轴向的内侧上，换言之，能够沿轴向与线圈1相重叠。

类似地，在管状部分4a在邻近线圈1的一端(即右端)处具有渐缩部分的情况下(参见图1)，该渐缩部分的末端(即右边缘)能够位于线圈1沿轴向的内侧上。换言之，渐缩部分的末端能够沿轴向与线圈1相重叠。即使当渐缩部分的末端位于线圈1沿轴向的内侧上时，相比于现有技术，也能够使柱塞2的外径增大。

特别地，虽然当插入轴7时，柱塞2的磁路面积减小，但是通过大大增大柱塞2的外径，能够使柱塞2的磁路面积增大。因此，通过增大柱塞2的外径，能够使磁路面积增大到足以抵消由于插入轴7而导致的磁路面积的减小，由此能够提高柱塞2的磁吸力。

通过提高柱塞2的磁吸力，能够改善线性螺线管的性能。当线性螺线管的实际尺寸与现有技术为相同程度时，根据本公开，线性螺线管的输出能够增加。当线性螺线管的输出与现有技术为相同程度时，根据本公开，能够减小线性螺线管的尺寸。

根据第一实施例，磁吸磁芯3和磁输送磁芯4彼此分离地提供。因此，能够省略现有技术中采用的磁阻断部件。因此，能够抑制在磁吸磁芯3和磁输送磁芯4之间直接传递磁通量而导致的磁损耗，并且相比于现有技术，能够提高柱塞2的磁吸力。

根据第一实施例，如上所述，轴7固定到磁吸磁芯3。因此，柱塞2的右端和磁吸磁芯3能够被更加精确地同轴布置。因此，能够减小柱塞2在右侧上的外表面(即右端面)和管状部分3a的内表面(即轴向内表面)之间限定出的空隙(即沿径向的气隙)，并且能够更大地提高柱塞2的磁吸力。

根据第一实施例，轴7在远离磁吸磁芯3的一侧上具有自由端(即左端)。如上所述，轴7的左端位于磁输送磁芯4沿轴向的一端和另一端之间。

由此，柱塞2定心，换言之，柱塞2的轴向中心位置在左侧上被精确地校正，并且阻止柱塞2在左端处的轴向中心移位。因此，能够抑制当柱塞2的径向外表面被磁性地吸引到磁输送磁芯4时所产生的侧向力。

由于柱塞2在左侧上被精确地定心，因此能够减小柱塞2和磁输送磁芯4之间的侧隙。因此，能够改善线性螺线管的磁效率，并且能够进一步增加柱塞2的磁吸力。

(第二实施例)

将参照图2描述第二实施例。

根据第二实施例，非磁性的、换言之由非磁性金属制成的金属管14布置在线圈架8沿径向的内表面(即径向内表面)上。金属管14的内径稍大于柱塞2的外径。特别地，金属管14由非磁性金属薄板(即诸如不锈钢或黄铜之类的材料制成的金属薄板)制成以具有管子形状。金属管14插入到线圈架8中，以位于线圈架8沿径向的内侧上。

当线圈架8在受热等的影响下膨胀时，线圈架8的内径可能收缩。通过将内径稍大于柱塞2外径的金属管14布置在线圈架8的内侧上，能够防止线圈架8内径缩小。因此，能够抑制线圈架8由于收缩而干扰(即妨碍)柱塞2这种异常情况。因此，能够抑制由于线圈架8对柱塞2的妨碍而导致的柱塞滑动阻力增大这种异常情况，并且能够增加线性螺线管的可靠性。

根据第二实施例，金属管布置在线圈架8的径向内表面上。也就是说，金属管14布置在柱塞2和磁输送磁芯4之间。金属管14使柱塞2和磁输送磁芯4之间的尺寸保持最小。换言之，金属管14确保柱塞2和磁输送磁芯4之间的最小距离。

因此，通过将金属管14布置在柱塞2和磁输送磁芯4之间，能够通过金属管14的厚度来控制柱塞2和磁输送磁芯4之间的最小距离。换言之，柱塞2和磁输送磁芯4之间的最小距离是沿径向在磁输送磁芯4和柱塞2之间限定的侧隙的最小尺寸。因此，当柱塞2的径向外表面被磁性地吸引到磁输送磁芯4时所产生的侧向力能够维持为小于或等于特定值。从而，能够防止柱塞2的滑动移动由于侧向力的增大而变差。

根据第二实施例，磁输送磁芯4被设置成在与磁轭5接触的情况下，磁输送磁芯4相对于磁轭5沿径向可滑动。特别地，根据第二实施例，磁输送磁芯4是横截面为L形的环形部件。类似于第一实施例，磁输送磁芯4具有彼此一体提供的管状部分4a和外凸缘4b。外凸缘4b的外径小于磁轭5的内径，由此磁输送磁芯4能够在磁轭5内沿径向移动。

类似于第一实施例，磁轭5具有通过使磁轭5的左端部分径向向内弯曲而提供的内凸缘5a。通过设置在外凸缘4b和线圈架8之间的弹簧部件13的回复力，外凸缘4b的左表面恒定地压靠着内凸缘5a的右表面。由于外凸缘4b压靠着内凸缘5a，即使当磁输送磁芯4相对于磁轭5沿径向滑动时，磁输送磁芯4和磁轭5依然保持彼此磁性地联接。

通过上述结构，当轴7由于任何原因而倾斜、以及当柱塞2左侧处产生力使得柱塞2沿径向移动时，磁输送磁芯4在该力的作用下沿径向滑动。因此，能够防止柱塞2沿径向压磁输送磁芯4，从而能够确保柱塞2的滑动移动。因此，能够增加线性螺线管的可靠性。

(第三实施例)

将参照图3描述第三实施例。

根据第三实施例，非磁性的、换言之由非磁性材料制成的膜部件15布置在柱塞2的径向外表面上。

通过诸如电镀或涂覆等方法将膜部件15设置(即粘附)在柱塞2的径向外表面上。膜部件15可以由诸如Teflon(商标)之类的树脂材料或者诸如铜或镍之类的金属材料制成。

根据第三实施例，用非磁性的、布置在柱塞2径向外表面上的膜部件15，能够获得与第二实施例相同的效果。

(第四实施例)

将参照图4描述第四实施例。

根据第一至第三实施例，磁吸磁芯3和磁输送磁芯4两者都仅布置在线圈1沿轴向的外侧上。

根据第四实施例，仅磁输送磁芯4位于线圈1沿轴向的外侧上，而磁吸磁芯3位于线圈1沿轴向的内侧上(即与线圈1相重叠)。特别地，磁吸磁芯3磁性地吸引柱塞2的一部分位于线圈1沿轴向的内侧上(即与线圈1相重叠)。

根据第四实施例，依靠上述结构能够获得与第一实施例相同的效果。

根据第四实施例和下面将要描述的第五实施例，通过一体提供磁输送磁芯4和磁轭5可以减少部件的数量。

(第五实施例)

将参照图5描述第五实施例。

根据第一至第四实施例，磁吸磁芯3位于线性螺线管中的右侧上，以通过线圈1所产生的磁力使柱塞2沿远离液压控制阀的方向(即向右)移动。

根据第五实施例，磁吸磁芯3位于线性螺线管中的左侧上，以通过磁力使柱塞2沿靠近液压控制阀的方向(即向左)移动。

通过将磁吸磁芯3布置在柱塞2的左侧上，由柱塞2所产生的驱动力向左传递到液压控制阀。在这种情况下，线性螺线管具有传递部件，以将柱塞2的移动传递到液压控制阀。

以下将描述该传递部件的范例。

根据第五实施例，围绕柱塞2的轴向中心限定出的轴孔11从柱塞2的左端延伸到柱塞2左端和右端之间的位置。也就是说，该轴孔11是带底孔，并且柱塞2在柱塞2的内侧限定出轴孔11的底部。

该传递部件具有第一滑动轴16和第二滑动轴17。第一滑动轴16支撑为在围绕轴7的轴向中心限定出的通孔的径向内侧上沿轴向可滑动。第一滑动轴16的右端邻接在轴孔11的底部上，换言之，邻接在柱塞2的限定出轴孔11底部的部分上。第二滑动轴17支撑为在围绕磁吸磁芯3的轴向中心限定出的通孔的径向内侧上沿轴向可滑动。第二滑动轴17的右端邻接在第一滑动轴16的左端上。

根据第五实施例，能够获得与第一实施例相同的效果。

图5中示出的附图标记18标识密封线性螺线管右端的密封板。

在上述实施例中，线性螺线管操纵液压控制阀。然而，由线性螺线管操纵的对象不限于液压阀。本公开的线性螺线管可以直接或间接地操纵除了阀(例如液压阀)之外的对象。

这种变化和修改应当理解为落在本公开由所附权利要求限定范围内。

Claims (5)

1.一种线性螺线管，包括：

线圈(1)，所述线圈在通电时产生磁力；

柱塞(2)，所述柱塞被支撑为在所述线圈(1)的内侧上沿轴向可移动；

磁吸磁芯(3)，所述磁吸磁芯通过所述线圈(1)所产生的所述磁力沿所述轴向磁性地吸引所述柱塞(2)；以及

磁输送磁芯(4)，所述磁输送磁芯将磁通量输送到所述柱塞(2)的外表面，其中

非磁性的并且沿所述轴向延伸的轴(7)布置并固定在所述线圈(1)的所述内侧上，

所述柱塞(2)具有围绕所述柱塞(2)的轴向中心限定的轴孔(11)，并且所述轴(7)插入到所述轴孔(11)，

所述柱塞(2)在与所述轴(7)接触的同时滑动，并且

所述轴(7)的一端固定到所述磁吸磁芯(3)，其中

所述轴(7)的另一端位于所述磁输送磁芯(4)沿所述轴向的一端和另一端之间。

2.根据权利要求1所述的线性螺线管，其中

所述线圈(1)围绕由树脂制成的线圈架(8)缠绕，并且

非磁性的、内径大于所述柱塞(2)外径的金属管(14)布置在所述线圈架(8)的内表面上。

3.根据权利要求1所述的线性螺线管，所述线性螺线管进一步包括：

非磁性的金属管(14)位于所述柱塞(2)和所述磁输送磁芯(4)之间。

4.根据权利要求1所述的线性螺线管，所述线性螺线管进一步包括：

膜部件(15)，所述膜部件是非磁性的，并且布置在所述柱塞(2)的所述外表面上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的线性螺线管，其中

所述磁输送磁芯(4)设置成在磁轭(5)与所述磁输送磁芯(4)接触的同时，所述磁输送磁芯(4)相对于所述磁轭(5)沿径向可滑动。