CN107146678B - 螺线管 - Google Patents

Abstract

提供一种螺线管，能够在定子与柱塞之间对定子侧稳定地配置其他构件。螺线管(10)具备；定子(60)；柱塞(70)，配设成能够在从定子(60)分离的分离位置与抵接于定子(60)的抵接位置之间移动；以及线圈(30)，产生用于使柱塞(70)从分离位置移动到抵接位置以及使柱塞(70)吸着于定子(60)的磁场，柱塞(70)包括朝向一端而前端变细的锥形面(73)，定子(60)具备配设为在抵接位置与柱塞(70)的锥形面(73)嵌合而使柱塞(70)停止的嵌合孔(67)。

Description

螺线管

技术领域

本发明涉及螺线管。

背景技术

例如，如专利文献1公开所示，已知有通过对线圈励磁来使线圈内的柱塞移动的螺线管。专利文献1的螺线管中，若线圈被励磁，则柱塞的圆锥状孔与被称作拉合用螺柱的定子的圆锥状突起嵌合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-064491号公报

然而，在专利文献1的螺线管中，定子具有圆锥状突起，因此，具有难以将位于定子与柱塞之间的其他构件搭载于定子的弊端。例如，若将开关配置于专利文献1的拉合用螺柱的突起的前端，那么开关容易偏移，除此之外，开关的布线还需要经由定子与柱塞之间，具有定子与柱塞的吸着被阻碍的弊端。

发明内容

本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种螺线管，能够在定子与柱塞之间对定子侧稳定地配置其他构件。

本发明是一种螺线管，具备：定子；柱塞，配设成能够在从定子分离的分离位置与抵接于定子的抵接位置之间移动；以及线圈，产生用于使柱塞从分离位置向抵接位置移动、以及使柱塞吸着于定子的磁场，柱塞包括锥形面，该锥形面朝向从分离位置向抵接位置移动的方向的前端部而前端变细，定子包括嵌合孔，该嵌合孔与位于抵接位置的柱塞的锥形面嵌合，限制柱塞向比抵接位置更靠前的位置进行移动。

根据该构成，前端变细的锥形面与嵌合孔抵接，因此，与平面彼此接触的情况相比，能够在节省空间中使柱塞与定子以较大面积接触，由此，能够节省空间且稳定地固定柱塞。进而，在定子侧设有嵌合孔，因此，能够在定子与柱塞之间对定子侧稳定地配置其他构件。

优选地，本发明的螺线管具备缓冲件，该缓冲件在从分离位置向抵接位置移动的柱塞到达定子之前与该柱塞抵接，缓和柱塞与定子抵接时的冲击。

根据该构成，具备缓冲件，因此，能够减少柱塞与定子抵接时的噪声。

优选地，在本发明的螺线管中，缓冲件在嵌合孔内配设于与柱塞的前端部抵接的位置。

根据该构成，在嵌合孔内配设缓冲件，因此，与准备用于在嵌合孔外配设缓冲件的空间的情况相比，能够节省空间且减少噪声。

优选地，在本发明的螺线管中，定子包括切口，缓冲件包括与切口卡合的卡合片。

根据该构成，缓冲件的卡合片与定子的切口卡合，因此，缓冲件不易从定子偏移。

优选地，本发明的螺线管还具备开关，该开关根据缓冲件的变形而接通或断开。

根据该构成，根据缓冲件的变形而开关的输出变化，因此，相比与缓冲件另外设置开关的情况相比，能够在节省空间中检测螺线管的移动。

优选地，本发明的螺线管还具备螺线管还具备搭载开关的基板，基板包括：第1面，配设有开关；第2面，位于第1面的相反侧；以及贯通孔，从第1面贯通到第2面，定子包括：底部，配置于与第2面对置的位置；以及突设部，从底部以穿过贯通孔并越过第1面的方式突出设置，突设部划分出嵌合孔，开关配设于嵌合孔内。

根据该构成，在定子与柱塞吸着时，开关夹在相互拉合的底部与柱塞之间，因此，开关能够稳定地动作。

优选地，在本发明的螺线管中，定子包括2个突设部，基板包括：2个贯通孔，供2个突设部贯通；以及电气布线，穿过2个贯通孔之间，与开关连接。

根据该构成，能够不阻碍定子与柱塞的抵接地使电气布线与开关连接。

优选地，本发明的螺线管控制部，该控制部基于来自开关的输出来判断柱塞是否位于抵接位置，将判断为柱塞位于抵接位置的情况下向线圈供给的电能设定得比判断为移动中的柱塞没有位于抵接位置的情况下向线圈供给的电能小。

根据该构成，在柱塞停止在抵接位置时，不需要使柱塞移动这种程度的大电力，因此，通过减小对线圈供给的电能，能够减少线圈的耗电，其结果是，能够减少线圈的发热量。

发明效果

根据本发明，能够在定子与柱塞之间对定子侧稳定地配置其他构件。

附图说明

图1是本发明的实施方式的螺线管的立体图。

图2是局部分解图1所示的螺线管的分解立体图。

图3是图2所示的基板、开关元件、定子以及柱塞的分解立体图。

图4是从与图3不同的方向观察的图2所示的基板、开关元件、定子以及柱塞的分解立体图。

图5是图2所示的基板、开关元件、定子的立体图。

图6是图1所示的螺线管的仰视图。

图7是柱塞位于分离位置的情况下的图6的螺线管的7－7线处的剖面图。

图8是柱塞位于抵接位置的情况下的图6的螺线管的7－7线处的剖面图。

符号说明

10…螺线管

30…线圈

36…引导孔

40…基板

41a…第1贯通孔

41b…第2贯通孔

42…开关搭载部

43…周边部

44a…第1连接部

44b…第2连接部

45a…第1固定电极

45b…第2固定电极

46a～46d…第1～第4外部端子

47a～47d…第1～第4电气布线

48a…第1面

48b…第2面

50…开关

51…缓冲件

52…可动电极

56a…第1卡合片

56b…第2卡合片

60…定子

61…底部

62a…第1突设部

62b…第2突设部

65a…第1嵌合面

65b…第2嵌合面

66a…第1切口

66b…第2切口

67…嵌合孔

70…柱塞

71…主体部

72…凸缘部

73…锥形面

74…前端部

90…控制部

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式涉及的螺线管进行说明。另外，在本实施方式中表现的各构件的形状只要能够实现本实施方式的技术思想即可，并不限定于说明所使用的严密的几何学的形状。

(整体构成)

图1是本实施方式的螺线管10的立体图。但是，在图1中，螺线管10含有的后述的控制部90作为框图被画出。本实施方式的螺线管10通过改变柱塞70的位置，来实现对使旋转转换机构成为能旋转和成为不能旋转进行切换，该旋转转换机构用于对车的变速器进行切换。螺线管10还可以用于其它用途。

图2是被局部分解的螺线管10的分解立体图。螺线管10包括框体20、线圈30、基板40、开关50、定子60、柱塞70、弹性构件80以及控制部90。

(框体)

如图2所示，框体20包括以不会相互移动的方式固定的底部框体21和顶板22。底部框体21包括底板23、从底板23竖立设置的第1侧板25及第2侧板26。如图1所示，第1侧板25以及第2侧板26分别与顶板22和底板23连结。顶板22和底板23被大致平行地配设。如图2所示，顶板22具有贯通顶板22的顶孔27。底板23具有贯通底板23的底孔24。框体20由磁性材料形成，作为供线圈30产生的磁力线穿过的磁轭而发挥作用。

(线圈)

如图2所示，线圈30包括芯材31和绕组32。芯材31包括中空圆筒状的筒部33、从筒部33的一端沿着与筒部33的轴正交的平面向外侧延伸的第1凸缘部34、以及从筒部33的另一端沿着与筒部33的轴正交的平面向外侧延伸的第2凸缘部35。芯材31具有从第1凸缘部34到第2凸缘部35贯通筒部33的内部的引导孔36。在芯材31的外侧卷绕有绕组32。如图1所示，第1凸缘部34配设为与顶板22进行面接触。第2凸缘部35配设为与基板40进行面接触。线圈30在顶板22与基板40之间被固定为不移动。

在绕组32流动第1波形的控制电流时，产生如后述所示使柱塞70沿着引导孔36从分离位置移动到抵接位置的磁场。在绕组32中流动着第1波形的控制电流时产生的磁场进而产生使柱塞70与定子60吸着的力。在绕组32流动第2波形的控制电流时，产生强度未达到使柱塞70沿着引导孔36从分离位置移动到抵接位置这种程度的磁场。在绕组32中流动着第2波形的控制电流时产生的磁场在柱塞70与定子60之间产生使柱塞70向定子60吸着的力。

(基板、开关、定子、柱塞)

图3是从顶板22(图2)侧观察的基板40、开关50、定子60以及柱塞70的分解立体图。图4是从底板23(图2)侧观察的基板40、开关50、定子60以及柱塞70的分解立体图。

如图3以及图4所示，基板40具有平行且面向相反侧的第1面48a(图3)和第2面48b(图4)。图3所示的第1面48a配设于顶板22(图2)侧，图4所示的第2面48b配设于底板23(图2)侧。基板40具有均从第1面48a贯通到第2面48b的第1贯通孔41a及第2贯通孔41b。

如图3所示，第1贯通孔41a以及第2贯通孔41b划分出开关搭载部42、周边部43、第1连接部44a以及第2连接部44b。开关搭载部42是被第1贯通孔41a以及第2贯通孔41b局部地包围的大致圆盘状的区域。周边部43是开关搭载部42外的区域。第1连接部44a以及第2连接部44b配设为对开关搭载部42与周边部43之间进行连接。第1连接部44a以及第2连接部44b配设为大致沿着穿过开关搭载部42中心的直线且夹着开关搭载部42。

在基板40的开关搭载部42的第1面48a侧，第1固定电极45a与第2固定电极45b分离地配设。在基板40的周边部43的第1面48a侧配设有第1线圈端子45c、第2线圈端子45d以及第1～第4外部端子46a～46d。第1线圈端子45c以及第2线圈端子45d与绕组32(图2)的两端电连接。

在基板40的第1面48a侧配设有第1～第4电气布线47a～47d。第1电气布线47a以连接第1外部端子46a与第1固定电极45a的方式穿过第1贯通孔41a及第2贯通孔41b之间的第1连接部44a并从周边部43延伸到开关搭载部42。第2电气布线47b以连接第2外部端子46b与第2固定电极45b的方式穿过第1贯通孔41a及第2贯通孔41b之间的第2连接部44b并从周边部43延伸到开关搭载部42。第3电气布线47c连接第3外部端子46c与第1线圈端子45c。第4电气布线47d连接第4外部端子46d与第2线圈端子45d。

如图4所示，开关50包括缓冲件51以及可动电极52，并且配设于基板40的第1面48a侧。缓冲件51由例如橡胶等弹性材料形成。以使柱塞70与缓冲件51抵接时的冲击以及声比后述的柱塞70与定子60抵接时的冲击以及声音弱的方式来决定缓冲件51的材料。

缓冲件51包括固定部53、腿部54、可动部55、第1卡合片56a以及第2卡合片56b。固定部53为环状，沿着开关搭载部42的外周被固定于开关搭载部42内。可动部55为圆筒形状，配设于从基板40离开的位置。腿部54为中空的圆锥台形状，在固定部53与可动部55之间延伸。可动电极52在被腿部54包围的空间内被固定于可动部55。第1卡合片56a从固定部53延伸到第1连接部44a侧，被固定于第1连接部44a。第2卡合片56b从固定部53延伸到第2连接部44b侧，被固定于第2连接部44b。

开关50具有释放状态和推压状态。释放状态是可动部55未被施加朝向基板40的力的状态。在释放状态下，可动电极52(图4)从第1固定电极45a以及第2固定电极45b(图3)分离。推压状态是可动部55被施加朝向基板40的力的状态。在推压状态下，腿部54变形，其结果是，可动电极52(图4)与第1固定电极45a和第2固定电极45b(图3)这两者接触而导通。若施加于可动部55的力被释放，则腿部54弹性地返回到原来的形状，可动电极52从第1固定电极45a以及第2固定电极45b分离。

如图3所示，定子60包括底部61、第1突设部62a以及第2突设部62b。底部61为圆盘状。第1突设部62a以及第2突设部62b从底部61的一个面突出设置。

如图5所示，第1突设部62a和第2突设部62b为相同形状，被配设为以底部61的外形的圆盘的轴为中心使一方旋转180度时与另一方重合。第1突设部62a具有第1外表面63a、第1圆筒内表面64a以及第1嵌合面65a。第2突设部62b具有第2外表面63b、第2圆筒内表面64b以及第2嵌合面65b。

第1外表面63a以及第2外表面63b均面向外侧，作为整体被形成为与底部61(图4)同轴的大致圆柱状。由第1外表面63a以及第2外表面63b划分出的圆柱的半径比底部61(图4)的半径大。第1圆筒内表面64a以及第2圆筒内表面64b均面向内侧，作为整体被形成为与底部61(图4)同轴的大致圆柱状。第1嵌合面65a以及第2嵌合面65b均面向内侧，被形成与底部61(图4)同轴的大致圆锥台形。第1嵌合面65a以及第2嵌合面65b以朝向从底部61(图4)离开的方向逐渐外扩的方式从第1圆筒内表面64a以及第2圆筒内表面64b延伸。由底部61(图4)、第1圆筒内表面64a、第2圆筒内表面64b、第1嵌合面65a以及第2嵌合面65b划分出嵌合孔67。

在第1突设部62a与第2突设部62b之间划分出第1切口66a和第2切口66b，该第1切口66a和第2切口66b均向从底部61离开的方向延伸，并且，向从底部61离开的方向开放。第1切口66a以及第2切口66b沿着与由第1外表面63a以及第2外表面63b划分的圆柱的轴正交的方向将嵌合孔67的内部与定子60的外部连通。

图6是螺线管10的仰视图。如图6所示，底部61配设于底孔24内。图5所示的第1突设部62a以及第2突设部62b具有不能穿过图6所示的底孔24的大小。如图5所示，第1突设部62a从底部61以穿过第1贯通孔41a并越过第1面48a的方式突出设置。第2突设部62b从底部61以穿过第2贯通孔41b并越过第1面48a的方式突出设置。

图3所示的开关搭载部42配设于嵌合孔67内的、由第1圆筒内表面64a和第2圆筒内表面64b划分的空间。图4所示的底部61配置于与第2面48b对置的位置。底部61配设为在第2面48b中与开关搭载部42进行面接触，覆盖开关搭载部42的至少一部分。底部61与开关搭载部42抵接，因此，定子60不会穿过第1贯通孔41a以及第2贯通孔41b从第2面48b侧向第1面48a侧脱离。

如图5所示，基板40的第1连接部44a配设于第1切口66a内。第2连接部44b配设于第2切口66b内。开关50的缓冲件51的固定部53在嵌合孔67内被固定于开关搭载部42。固定部53的外周与第1圆筒内表面64a以及第2圆筒内表面64b接触。第1卡合片56a在第1切口66a内被固定于第1连接部44a，并在第1切口66a内与第1突设部62a以及第2突设部62b这两者接触。第2卡合片56b在第2切口66b内被固定于第2连接部44b，并在第2切口66b内与第1突设部62a以及第2突设部62b这两者接触。

第1卡合片56a以及第2卡合片56b在第1切口66a以及第2切口66b内与定子60卡止。其结果是，开关50不会绕由第1外表面63a以及第2外表面63b划分的圆柱的轴进行旋转。

如图4所示，柱塞70具有主体部71、凸缘部72、锥形面73以及前端部74。主体部71为圆筒形。凸缘部72从主体部71的一端侧延伸，该凸缘部72为与主体部71同轴的圆筒形。凸缘部72的直径比主体部71的直径大。锥形面73配设于主体部71的前端部74附近，并且具有朝向前端部74逐渐前端变细的形状。锥形面73以及前端部74的整体的外形为大致圆锥台形。定子60的嵌合孔67具有与锥形面73的前端部74附近的区域大致相同的形状，因此，能够与锥形面73紧贴。

定子60以及柱塞70的材料例如为铁等磁性材料。定子60以及柱塞70构成为在线圈30中流动第1波形的控制电流以及第2波形的控制电流时产生吸引力。

图7是以7－7线切断图6的柱塞70并从箭头的方向观察到的剖面图。如图7所示，柱塞70的主体部71被配设为能够在顶板22的顶孔27与线圈30的引导孔36的内部移动。图7表示柱塞70位于从定子60分离的分离位置的状态。图8表示图7的柱塞70位于与定子60抵接的抵接位置的状态。如图7所示，定子60的第1突设部62a以及第2突设部62b配设于引导孔36内的底板23侧的端部。第1外表面63a以及第2外表面63b紧贴于引导孔36内。

(弹性构件)

如图1所示，柱塞70的凸缘部72配设于框体20的外部。弹性构件80配设为卷绕柱塞70的主体部71的一部分。弹性构件80被夹在凸缘部72与顶板22之间，向从顶板22朝向凸缘部72的方向对柱塞70施力。

(控制部)

图1所示的控制部90与第1～第4外部端子46a～46d连接，并基于来自开关50(图2)的输出控制线圈30。控制部90基于来自开关50的输出，判断柱塞70是否位于与定子60的抵接位置。控制部90将判断为柱塞70位于抵接位置(图8)的情况下向线圈30供给的电能设定为比判断为移动中的柱塞70没有位于抵接位置的情况下向线圈30供给的电能小。控制部90的至少一部分可以通过由运算处理装置执行在存储装置中存储的软件来实现，至少一部分还可以通过硬件来实现。

(动作)

参照图7以及图8对螺线管10的动作进行说明。图7与没有从控制部90(图1)向线圈30的绕组32流动控制电流的状态对应。柱塞70位于通过弹性构件80的弹力而从定子60分离的分离位置。柱塞70从开关50的缓冲件51分离，因此，可动电极52从第1固定电极45a以及第2固定电极45b(图3)分离。因此，第1固定电极45a与第2固定电极45b(图3)没有导通，因此，在控制部90(图1)中判断为柱塞70没有位于抵接位置。

如图7所示那样柱塞70位于分离位置时，若控制部90(图1)对线圈30的绕组32流动第1波形的控制电流，则线圈30被励磁而产生磁场。通过由第1波形的控制电流产生的磁场，来产生使柱塞70沿着引导孔36从分离位置移动到抵接位置(图8)的力。

从图7的分离位置到图8的抵接位置的移动过程中，首先，柱塞70的前端部74进入到定子60的嵌合孔67内。随后，柱塞70的前端部74与缓冲件51的可动部55抵接。随后，柱塞70的前端部74推压缓冲件51。最终，如图8所示，柱塞70的锥形面73与定子60的第1嵌合面65a以及第2嵌合面65b紧贴。嵌合孔67限制从分离位置移动到抵接位置后的柱塞70向比抵接位置更靠前的位置移动。柱塞70与缓冲件51碰撞后与定子60碰撞，因此，利用缓冲件51的冲击吸收作用来缓和柱塞70与定子60的碰撞音以及冲击。在绕组32中流动第1波形的控制电流时产生的磁场还产生使柱塞70与定子60持续吸着的力。

如图8所示那样柱塞70位于抵接位置时，可动电极52与第1固定电极45a以及第2固定电极45b(图3)这两者接触。因此，第1固定电极45a与第2固定电极45b(图3)导通，因此，在控制部90(图1)中判断为柱塞70位于抵接位置。根据柱塞70位于抵接位置的判断，控制部90(图1)将在绕组32中流动的电流切换成第2波形的控制电流。在绕组32中流动第2波形的控制电流时，产生强度未达到使柱塞70沿着引导孔36从分离位置移动到抵接位置这种程度的磁场。在绕组32中流动第2波形的控制电流时产生的磁场是足够使柱塞70与定子60的吸着继续的大小。

使柱塞70移动时线圈30所消耗的电能(与第1波形的控制电流对应)比使柱塞70与定子60维持吸着且停止的期间线圈30所消耗的电能(与第2波形的控制电流对应)大。即，控制部90(图1)控制线圈30，以使柱塞70位于抵接位置时向线圈30供给的电能比移动中的柱塞70没有位于抵接位置时向线圈30供给的电能小。其结果是，能够削减无用的耗电。

如图8所示那样柱塞70位于抵接位置的状态下，若控制部90(图1)切断第2波形的控制电流，则柱塞70通过弹性构件80的弹力而返回到图7的分离位置。进而，缓冲件51恢复成原来的形状，可动电极52从第1固定电极45a以及第2固定电极45b(图3)分离而返回到图7的状态。

另外，在本实施方式的螺线管10中，通过弹性构件80使柱塞70复位到图7的分离位置，但是其他例子的螺线管10还可以构成为手动复位到分离位置。

根据本实施方式，前端变细的锥形面73与嵌合孔67抵接，因此，与平面彼此接触的情况相比，能够在节省空间中使柱塞70与定子60以较大面积接触，由此，能够节省空间且稳定地固定柱塞70。进而，在定子60侧设有嵌合孔67，因此，能够在定子60与柱塞70之间对定子60侧稳定地配设其他构件。

根据本实施方式，具备缓冲件51，从分离位置向抵接位置移动的柱塞70在到达定子60之前与该缓冲件51抵接，由此，柱塞70与定子60抵接时的冲击被缓和，因此，能够减少噪声。

根据本实施方式，在嵌合孔67内配设缓冲件51，因此，与准备用于在嵌合孔67外配设缓冲件51的空间的情况相比，能够节省空间且减少噪声。

根据本实施方式，缓冲件51的第1卡合片56a以及第2卡合片56b与定子60的第1切口66a以及第2切口66b卡合，因此，缓冲件51不易从定子60偏移。

根据本实施方式，根据缓冲件51的变形，开关50接通或者断开，因此，相比与缓冲件51另外地设置开关50的情况，能够在节省空间的情况下检测螺线管10的移动。

根据本实施方式，在定子60与柱塞70吸着时，开关50夹在被相互拉合的底部61与柱塞70之间，因此，开关50能够稳定地进行动作。

根据本实施方式，柱塞70在抵接位置停止时，不需要使柱塞70移动这种程度的大电力，因此，减小向线圈30供给的电能，由此能够减少线圈30的耗电，其结果是，能够减少线圈30的发热量。

本发明不限定于上述的实施方式。也就是说，本领域技术人员能够在本发明的技术的范围或者其等同的范围内对上述的实施方式的构成要素进行各种变更、组合、再组合及替代。

工业实用性

本发明能够应用于搭载螺线管的各种各样的装置。例如，能够应用于车、航空机、船舶、电车、宇宙飞船以及无人机等移动物体。

Claims (5)

1.一种螺线管，其中，具备：

定子；

柱塞，配设成能够在从上述定子分离的分离位置与抵接于上述定子的抵接位置之间移动；

线圈，产生用于使上述柱塞从上述分离位置向上述抵接位置移动、以及使上述柱塞吸着于上述定子的磁场；

缓冲件，该缓冲件在从上述分离位置向上述抵接位置移动的上述柱塞到达上述定子之前与该柱塞抵接，缓和上述柱塞与上述定子抵接时的冲击；

开关，该开关根据上述缓冲件的变形而接通或断开；以及

基板，搭载有上述开关，

上述基板包括：

第1面，配设有上述开关；

第2面，位于上述第1面的相反侧；以及

贯通孔，从上述第1面贯通到上述第2面，

上述柱塞包括锥形面，该锥形面朝向从上述分离位置向上述抵接位置移动的方向的前端部而前端变细，

上述定子包括：

嵌合孔，该嵌合孔与位于上述抵接位置的上述柱塞的上述锥形面嵌合，限制上述柱塞向比上述抵接位置更靠前的位置进行移动；

底部，配置于与上述第2面对置的位置；以及

突设部，从上述底部以穿过上述贯通孔并越过上述第1面的方式突出设置，

上述突设部划分出上述嵌合孔，

上述开关配设于上述嵌合孔内。

2.如权利要求1所述的螺线管，其中，

上述缓冲件在上述嵌合孔内配设于与上述柱塞的上述前端部抵接的位置。

3.如权利要求2所述的螺线管，其中，

上述定子包括切口，

上述缓冲件包括与上述切口卡合的卡合片。

4.如权利要求1所述的螺线管，其中，

上述定子包括2个上述突设部，

上述基板包括：

2个上述贯通孔，供上述2个突设部贯通；以及

电气布线，穿过上述2个贯通孔之间，与上述开关连接。

5.如权利要求4所述的螺线管，其中，

上述螺线管具备控制部，该控制部基于来自上述开关的输出来判断上述柱塞是否位于上述抵接位置，将判断为上述柱塞位于上述抵接位置的情况下向上述线圈供给的电能设定得比判断为移动中的上述柱塞没有位于上述抵接位置的情况下向上述线圈供给的电能小。