CN107210113A - 螺线管 - Google Patents

Abstract

提供能够减少通电时的振动、噪音的螺线管。螺线管(1)借助于对线圈(2)通电时的磁作用，在轴向上驱动至少由第1磁阻部构成的铁芯(4)，该螺线管(1)具有安装于铁芯(4)的轴(5)以及支承铁芯的两端部的轴承(6、7)，该螺线管(1)具有第2磁阻部(4b)，该第2磁阻部(4b)借助于所述磁作用而产生至少使铁芯(4)在径向上可动的力。

Description

螺线管

技术领域

本发明涉及通过向线圈通电时的磁作用在轴向上驱动铁芯的螺线管。

背景技术

以往，公知有一种螺线管，该螺线管是通过向线圈通电时的磁作用沿轴向驱动柱塞(铁芯)的螺线管，具有安装于所述柱塞的轴以及支承所述柱塞的两端部的轴承。(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-129679号公报(第4页，第1图)

发明内容

发明要解决的课题

对于专利文献1的螺线管，由于在安装于柱塞的轴与支承柱塞的两端部的轴承之间存在间隙，而且对柱塞的径向约束力几乎不存在，因此，在通电时，柱塞在轴向上移动的同时，轴在轴承的间隙内转动，存在产生振动和异常噪音的问题。特别地，当被AC-DC转换器、DC-DC转换器等的电压、电流失真大的电源驱动时，螺线管的振动、异常噪音有进一步变大的趋势。

本发明是着眼于这样的问题点而完成的，其目的在于提供能够降低通电时的振动、噪音的螺线管。

用于解决课题的手段

为了解决所述课题，本发明的螺线管借助于对线圈通电时的磁作用在轴向上驱动至少由第1磁阻部构成的铁芯，其特征在于，该螺线管具有安装于所述铁芯的轴以及支承所述铁芯的两端部的轴承，该螺线管具有第2磁阻部，该第2磁阻部借助于所述磁作用产生至少使所述铁芯在径向上可动的力。

根据该特征，在通电时，通过至少作用在铁芯的径向上的力将安装于铁芯的轴向轴承按压，因此，能够减少铁芯的振动。

本发明的螺线管的特征在于，所述第2磁阻部具有与所述第1磁阻部不同的磁阻。

根据该特征，能够利用磁阻不同的材料容易地形成第1磁阻部和第2磁阻部。

本发明的螺线管的特征在于，所述第2磁阻部在所述铁芯的周向上不均匀地设置。

根据该特征，铁芯被向周向的任意部位按压，在周向上被施加了不均匀的力，能够减少铁芯的晃动和振动。

本发明的螺线管的特征在于，所述第2磁阻部设置于所述铁芯的轴向上的至少一个端部。

根据该特征，通过产生于铁芯的端部的力，能够将安装于所述铁芯的轴向轴承按压。

本发明的螺线管的特征在于，所述第2磁阻部由缺口构成。

根据该特征，能够使对铁芯整体带来的影响为最小限，从而容易地将安装于铁芯的轴向轴承按压。

附图说明

图1是示出实施例1中的螺线管的侧剖视图。

图2是中心支柱、可动部以及套筒附近的放大图。

图3是示出第2磁阻部的变形例的侧剖视图。

具体实施方式

以下，根据实施例对用于实施本发明的螺线管的方式进行说明。

参照图1以及图2对本发明的实施例的螺线管进行说明。

如图1所示，螺线管1主要由线圈2、可动体3、第1轴承6、第2轴承8、中心支柱7、套筒9、磁路板10、主体部件11以及基座部件12构成。以下，对构成螺线管1的各要素进行说明。

线圈2是在由绝缘物构成的绕线架2a上卷绕规定数匝由漆包覆的导体2b而成的，卷绕的导体2b的外周部被由绝缘物构成的包覆体2c包覆保护。导体2b的端部与引线13连接，通过从未图示的电源部供给电力而使线圈2产生磁通。

可动体3是在铁芯4中安装轴5而形成的。铁芯4由第1磁阻部构成，该第1磁阻部由磁阻低的铁等磁性体构成，对铁等进行机械加工而形成为具有曲面状的外周面4a、平面状的端面4c(参照图2)以及后述的缺口4b的大致圆筒状，铁芯4整体由第1磁阻部构成。此外，也可以使用磁阻低的铁粉与树脂均匀地混合而成型为大致圆筒状的各向同性磁粉铁芯。在该情况下，铁粉构成第1磁阻部。为了防止磁通的泄露并高效地使可动体移动，轴5由不锈钢等非磁性材料构成。此外，为了使可动体3的周围的工作流体不成为可动体3沿轴向移动时的阻力，轴5具有贯通孔5a，从而可动体3的周围的工作流体能够在贯通孔5a内移动。

中心支柱7由铁等磁性材料构成，构成后述的磁路的一部分。在中心支柱7的靠螺线管1外侧的端部形成有凹部7a，在中心支柱7的靠螺线管1内侧的位置形成有环状凸缘部7b，第1轴承6无法旋转地安装于凹部7a，在环状凸缘部7b的内侧空间收纳有铁芯4的一个端部。

套筒9由铁等磁性材料构成，构成后述的磁路的一部分。在套筒9的内侧形成有凹部9a和筒部9b，第2轴承8无法旋转地安装于凹部9a，在筒部9b的内侧空间收纳有铁芯4的另一端部。

磁路板10由铁等磁性材料构成，形成为在中心部具有孔部的圆板状，如后述那样形成磁路的一部分。

基座部件12整体或者其一部分由非磁性材料构成，以防止线圈2所产生的磁通泄露。此外，主体部件11由铁等磁性材料构成，构成后述的磁路的一部分。而且，基座部件12经由密封部件14与主体部件11嵌合成密封状，组装为一体。

如图1所示，中心支柱7与主体部件11嵌合，套筒9与磁路板10嵌合，该磁路板10与主体部件11嵌合。此外，在中心支柱7与套筒9之间配设有由树脂等非磁性材料构成的间隔件15。通过这样构成，可动体3通过被安装于中心支柱7的第1轴承6以及被安装于套筒9的第2轴承8支承为在轴向上移动自如。

此外，被第1轴承6以及第2轴承8支承为，铁芯4的外周面4a不与中心支柱7的环状凸缘部7b和套筒9的筒部9b接触，即在外周面4a与环状凸缘部7b和筒部9b之间保持规定的空隙。进而，可动体3在线圈2非通电时被未图示的作用力等外力向套筒9侧按压。

这里，当对线圈2通电时，例如，中心支柱7是N极，套筒是S极，通过通电而在线圈2中产生的磁通从主体部件11穿过中心支柱7、中心支柱7与铁芯4之间的空隙、铁芯4、铁芯4与套筒9之间的空隙、套筒9而通向磁路板10并返回至主体部件11。

而且，当对线圈2通电而使中心支柱7以及套筒9磁化时，可动体3的铁芯4被向中心支柱7侧牵引。相反地，当切断对线圈2的通电时，将铁芯4向中心支柱7侧牵引的磁吸引力消失，借助作用于可动体3的未图示的作用力等外力，可动体3返回至初始位置而停止。

这里，由于被第1轴承6以及第2轴承8支承为，铁芯4的外周面4a不与中心支柱7的环状凸缘部7b及套筒9的筒部9b接触，因此，能够没有抵抗地以较小的力驱动可动体3。

但是，由于在安装于铁芯4的轴5与支承该轴5的第1轴承6以及第2轴承8之间存在间隙，而且对铁芯4的径向约束力几乎不存在，因此，在通电时，可动体3沿轴向移动的同时，轴在轴承的间隙内转动，产生振动和异常噪音。特别地，当被AC-DC转换器、DC-DC转换器等的电压、电流失真较大的电源驱动时，螺线管的振动、异常噪音存在进一步变大的趋势。

因此，铁芯4具有作为第2磁阻部的缺口部4b，该缺口部4b借助对线圈2通电时的磁作用使可动体3在径向上可动。以下，对本发明的螺线管1的作用效果进行说明。

如图2所示，在铁芯4上形成有将其外周面4a的一部分以及铁芯端面4c的一部分切去而得到的缺口部4b。该缺口部4b是油等工作流体存在的空隙，由于磁阻大，因此，通过对线圈通电而产生的磁通不容易穿过，不会将铁芯4向中心支柱吸引。另一方面，构成铁芯的第1磁阻部由如下材质构成：磁阻小，通过对线圈通电而产生的磁通容易穿过，将铁芯4向中心支柱吸引。

由于铁芯4的外周面4a与套筒9的筒部9b的内周面9c相对的面积大，外周面4a与内周面9c之间的空隙窄，磁阻小，因此，在通电时，在线圈2中产生的大部分的磁通从铁芯4的外周面4a经由空隙流向套筒9的筒部9b的内周面9c。此外，由于从铁芯4的外周面4a流向套筒9的筒部9b的内周面9c的磁通在铁芯4的整周上大致相等，因此，铁芯4与套筒9之间的径向的磁力Fr2在整体上抵消，大致为零。

另一方面，由于铁芯4的外周面4a与中心支柱7的环状凸缘部7b的内周面7c之间的空隙小，外周面4a与内周面7c对置的面积小，因此，从外周面4a向内周面7c的磁通密度变高。为了缓和该磁通密度，从铁芯4的端面4c向中心支柱7的环状凸缘部7b的内周面7c也流有磁通。通过铁芯4的外周面4a与中心支柱7的环状凸缘部7b的内周面7c之间的磁通产生半径方向力Fr1，通过从铁芯4的端面4c至中心支柱7的环状凸缘部7b的内周面7c之间的磁通产生轴向力Fra。这里，铁芯4的外周面4a与中心支柱7的环状凸缘部7b的内周面7c之间的空隙在缺口4b所在的部分处较大，在周向上不均匀。因此，铁芯4与中心支柱7之间的径向的磁力Fr1在空隙窄的部分处较大，在缺口部4b的空隙大的位置处较小，整体上作用有图示径向朝下的磁力。由于该径向朝下的力作用于铁芯4的与第1轴承6接近的端部，因此，与磁力作用于铁芯4的中央部的情况相比，能够增大将轴5向第1轴承6按压的力。因此，通过将缺口4b设置于铁芯4的端部，即使是相同大小的缺口，也能够将轴5充分地向第1轴承6按压。上述“在周向上不均匀”是指，既可以在周向上一处设置作为第2磁阻部的缺口，或者也可以在周向上多处以非等间隔的状态设置作为第2磁阻部的缺口。

此外，如图2所示，通过从铁芯4的端面4c至中心支柱7的环状凸缘部7b的内周面7c之间的磁通产生的轴向磁力Fa成为作为螺线管1的致动器的驱动力。该驱动力由于缺口部4b的存在而稍变小，但由于缺口部4b的大小比铁芯的外径圆周长足够小，因此，致动器驱动力几乎没有受到影响。

而且，通过将缺口4b设置于铁芯4的端部，能够使径向的力和轴向的力同时作用于可动体3，使可动体产生转矩。其结果是，轴5的轴芯3c(参照图1)被向倾斜的方向施力，抵接在第1轴承6、第2轴承8的端部，接触面积变小，即使将轴5向第1轴承6按压的力增加，螺线管1也能够确保顺畅的驱动。

此外，由于可动体3的两端被第1轴承6、第2轴承8支承，因此，能够将铁芯4的外周面4a与中心支柱7的环状凸缘部7b的内周面7c之间的空隙以及铁芯4的外周面4a与套筒9的筒部9b的内周面9c之间的空隙保持为大致均匀，铁芯4不与中心支柱7以及套筒9接触，能够以始终稳定的状态驱动致动器。

本发明的螺线管1能够将轴5向第1轴承6、第2轴承8按压，而且，能够减少通电时的螺线管1的振动、异常噪音。

以上，通过附图对本发明的实施例进行了说明，但具体的结构不限于这些实施例，不脱离本发明的主旨的范围内的变更和追加也包含于本发明。

例如，在所述实施例中，在铁芯4的一个端部设置缺口4b。作为第2磁阻部的变形例，如图3所示，在铁芯4的两端部设置缺口，能够将轴5向第1轴承6和第2轴承8双方充分地按压。这与所述实施例同样，铁芯4的缺口部4b’与套筒9的筒部9b的内周面9c之间以及铁芯4的端面4c’与套筒9的筒部9b的内周面9c之间的空隙大，磁阻高，进而，在通电时，在线圈2中产生的大部分磁通从铁芯4的外周面4a经由空隙流向套筒9的筒部9b的内周面9c，因此，从铁芯4的端面4c’以及缺口部4b’流出的磁通非常小，由于缺口部4b’的存在而作用有图示径向朝上的磁力。而且，通过基于缺口部4b形成的图示径向朝下的磁力和基于缺口部4b’形成的的图示径向朝上的磁力，对轴5作用有逆时针旋转的力，能够以更大的力将轴5向第1轴承6和第2轴承8双方按压。此外，既可以将铁芯4的两端部的缺口设置在相同相位，也可以设置有相位差。另外，缺口的大小和数量能够根据条件而确定。

此外，在所述实施例中，在铁芯4的一个端部设置缺口4b，不过，作为第2磁阻部的变形例，也可以在铁芯4上设置与铁芯4相同材质的凸部。

此外，在所述实施例中，在铁芯4上设置缺口4b，使铁芯4周向的磁阻发生变化，不过，作为第2磁阻部的变形例，也可以以补全铁芯4的缺口部分的方式安装与构成铁芯4的主要材质磁阻不同材质的部件作为第2磁阻部，使铁芯4整体呈圆筒状，还可以将磁阻相互不同的第2磁阻部件、第3磁阻部件安装于铁芯4。

此外，也可以互相组合上述变形例而实施。

标号说明

1：螺线管；2：线圈；3：可动体；3c：轴芯；4：铁芯(第1磁阻部)；4b：缺口(第2磁阻部)；5：轴；6：第1轴承(轴承)；8：第2轴承(轴承)。

Claims (5)

1.一种螺线管，该螺线管借助于对线圈通电时的磁作用在轴向上驱动至少由第1磁阻部构成的铁芯，其特征在于，

该螺线管具有安装于所述铁芯的轴以及支承所述铁芯的两端部的轴承，

该螺线管具有第2磁阻部，该第2磁阻部借助于所述磁作用产生至少使所述铁芯在径向上可动的力。

2.根据权利要求1所述的螺线管，其特征在于，

所述第2磁阻部具有与所述第1磁阻部不同的磁阻。

3.根据权利要求1或2所述的螺线管，其特征在于，

所述第2磁阻部在所述铁芯的周向上不均匀地设置。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的螺线管，其特征在于，

所述第2磁阻部设置于所述铁芯的轴向上的至少一个端部。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的螺线管，其特征在于，

所述第2磁阻部由缺口构成。