CN117134570A - 螺线管致动器 - Google Patents
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Abstract
提供可在定子与可动件间高效传递磁通的螺线管致动器。螺线管致动器(1)具备:线圈(3);第一定子(10),含第一磁轭(14)及固定于第一磁轭(14)内周侧的筒状引导件(30);第二定子(20),在轴向与第一定子(10)对置,在线圈(3)周围与第一定子(10)形成磁路(4);可动件(50),以线圈(3)通电产生的磁力,从第一定子(10)径向内侧的原位置向第二定子(20)沿轴向移动。筒状引导件(30)含:磁性筒(32),与第一磁轭(14)内周面相接;非磁性层(34),覆盖磁性筒(32)内周面。磁性筒(32)与第二定子(20)的最小距离d1比原位置的可动件(50)与第二定子(20)的最小距离d2大。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺线管致动器。
背景技术
已知有一种螺线管致动器,其配置有在线圈的周围形成磁路的定子,并利用因线圈通电而产生的磁力来吸引可动件,从而能够使可动件沿轴向移动。
例如专利文献1记载了一种电磁致动器,该电磁致动器包含:第一定子,设置于可动件的行程开始位置(原位置)侧;第二定子,设置于可动件的行程结束位置侧。
关于专利文献1记载的电磁致动器,其为了在可动件的整个行程长度上实现平坦的吸引特性,对可动件和第一定子的外形进行了研究。具体而言,是在可动件的外周面设置锥形部,该锥形部随着可动件向行程结束位置侧的移动而使第一定子与可动件之间的空隙变窄。另一方面,在第一定子的第二定子侧的端部设置凸状曲面,该凸状曲面可使第一定子与可动件之间的空隙扩大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2021-174962号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
但是,对于螺线管致动器而言,需要确保紧凑性并实现较高的推力。因此希望改进定子、可动件的形状,以使得能够在定子与可动件之间高效地传递磁通。
对此,专利文献1以实现平坦的吸引特性为目的研究了可动件和第一定子的外形,但是对于提高定子与可动件之间的磁通传递效率而言尚有改进空间。
针对上述情况,对于本发明的至少几个实施方式而言,其目的在于,提供一种螺线管致动器,能够在定子与可动件之间高效地传递磁通。
(二)技术方案
(1)关于本发明的几个实施方式的螺线管致动器,具备:
线圈;
第一定子,包含第一磁轭、以及固定于第一磁轭的内周侧的筒状引导件;
第二定子,在轴向上与第一定子对置配置以便在线圈的周围与第一定子一起形成磁路;以及
可动件,构成为能够利用因线圈通电而产生的磁力,从第一定子的径向内侧的原位置朝向第二定子沿轴向移动,
筒状引导件包含:
磁性筒,与第一磁轭的内周面相接设置;以及
非磁性层,覆盖磁性筒的内周面,
筒状引导件的磁性筒与第二定子之间的最小距离d1比原位置的可动件与第二定子的最小距离d2大。
(2)关于几个实施方式,在上述(1)的结构中,
筒状引导件越过第一磁轭的前端位置而向第二定子侧沿轴向延伸。
(3)关于几个实施方式,在上述(1)或(2)的结构中,
可动件在原位置越过筒状引导件的前端位置而向第二定子侧沿轴向延伸。
(4)关于几个实施方式,在上述(1)~(3)任一的结构中,
可动件的前端部在原位置在轴向上与第二定子重叠。
(5)关于几个实施方式,在上述(1)~(4)任一的结构中,
筒状引导件沿轴向延伸至原位置的可动件的后端、或者越过可动件的后端而向与第二定子相反的一侧延伸。
(6)关于几个实施方式,在上述(1)~(5)任一的结构中,
第一磁轭具有供筒状引导件压入的第一贯通孔,
第一贯通孔的内壁包含:
接触区域,与磁性筒的外周面接触;以及
非接触区域,在轴向上隔着接触区域在与第二定子相反的一侧位于接触区域的旁边,
第一贯通孔的直径在接触区域和非接触区域中相同。
(三)有益效果
根据本发明的至少几个实施方式,使在位于原位置的可动件与第一磁轭或第二定子之间传递的磁通增大,能够有效地进行原位置的可动件与第一磁轭以及第二定子的磁传递。由此,能够实现紧凑且大推力的螺线管致动器。
附图说明
图1是示意地表示一实施方式的螺线管致动器结构的剖视图。
图2是表示一实施方式的定子与可动件之间的磁通传递区域的螺线管致动器具体结构的剖视图,示出了可动件位于原位置的状态。
图3是表示一实施方式的定子与可动件之间的磁通传递区域的螺线管致动器具体结构的剖视图,示出了可动件位于中间位置的状态。
图4是表示一实施方式的定子与可动件之间的磁通传递区域的螺线管致动器具体结构的剖视图,示出了可动件位于最大行程位置的状态。
图5是表示一实施方式的螺线管致动器的剖视图。
附图标记说明
1-螺线管致动器;3-线圈;4-磁路;10-第一定子;11-气隙;14-第一磁轭;20-第二定子;24-第二磁轭;26-收窄部;28-腔;30-筒状引导件;32-磁性筒;34-非磁性层;40-第二圆筒部件;50-可动件;X0-原位置。
具体实施方式
以下参照附图对本发明一些实施方式进行说明。但是,作为实施方式记载的或者在附图中示出的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不表示将本发明的范围限定于此,仅是说明例。
图1是示意地表示一实施方式的螺线管致动器结构的剖视图。
在图1中,省略了螺线管致动器的树脂模具的图示。另外,仅对于线圈3的一侧(图中的左侧部分)示出了磁路4,但是,在呈环状设置的线圈3的两侧(图中的右侧部分)都形成有同样的磁路4。
在几个实施方式中,如图1所示,螺线管致动器1包含:线圈3;定子10、20,用于在线圈3的周围形成磁路4;以及可动件50,能够利用线圈3产生的磁力沿轴向移动。
线圈3例如通过将由铜或铜合金等导体构成的线材绕螺线管致动器1的中心轴O卷绕而构成。线圈3整体呈以中心轴线O为中心的大致环状。在线圈3上电连接有未图示的端子并可经由端子向线圈3供电。当线圈3通电时则产生用于吸引可动件50的磁力。
此外,线圈3可以收纳于未图示的线轴。
定子10、20包含:在螺线管致动器1的轴向上隔着线圈3位于两侧的第一定子10及第二定子20。定子10、20由例如可以是铁的磁性体构成,并以包围线圈3的方式绕中心轴O设置成环状。
第一定子10及第二定子20在线圈3的内周侧并且是在后述的可动件50的外周侧配置为在轴向上隔开气隙11相互对置。
设置气隙11是为了:限制不经由可动件50而从第一定子10直接朝向第二定子20的磁通流动,并使从第一定子10经由可动件50朝向第二定子20的磁通高效地流动。
在图1示例中,第一定子10和第二定子20在位于线圈3外周侧的抵接部12抵接。
在这种情况下,可以利用未图示的树脂模具以第一定子10和第二定子20在线圈3内周侧隔着气隙11对置并且在线圈3外周侧的抵接部12抵接的状态一体地进行成型。
另外,对于第一定子10和第二定子20的抵接部12的位置没有特别限定,可以如图1例示的那样,抵接部12位于轴向上的线圈3的中央位置,也可以是,抵接部12处在与线圈3的中央位置不同的位置。
在另一实施方式中,螺线管致动器1不具有第一定子10及第二定子20抵接的部位。
例如,当螺线管致动器1包含第一定子10及第二定子20以外的1个以上的其他定子时,1个以上的其他定子可以位于第一定子10与第二定子20之间,并与第一定子10及第二定子20一起形成磁路4。这样,通过使其他定子介于第一定子10及第二定子之间,也可以成为第一定子10及第二定子20不直接抵接的结构。
另外,也可以在包含第一定子10及第二定子20的多个定子之间存在空隙。
在几个实施方式中,如图1所示,第一定子10包含第一磁轭14和筒状引导件30,筒状引导件30固定于第一磁轭14的内周侧。
固定于第一磁轭14内周侧的筒状引导件30在轴向上隔着第一定子10与第二定子20之间的气隙11与第二定子20对置。也就是说,筒状引导件30的前端31不与第二定子20的前端21接触,而是被气隙11隔开。
在此,气隙11是指:线圈3内周侧的、包含第一磁轭14及筒状引导件30的第一定子10与第二定子20之间的最小间隙。
如图1所示,筒状引导件30可以配置为使得筒状引导件30的前端31位于与第二定子20的前端21至少部分重叠的径向位置范围。
在几个实施方式中,如图1所示,筒状引导件30配置为前端31从第一磁轭14向第二定子20侧突出。即,筒状引导件30越过第一磁轭14的前端位置而向第二定子20侧沿轴向延伸。
这样,通过使筒状引导件30越过第一磁轭14的前端位置而向第二定子20侧延伸,从而容易确保筒状引导件30(后述的磁性筒32)与可动件50之间的磁传递面积,能够使在位于原位置的可动件50与第二定子20之间流动的磁通增大。
另外,筒状引导件30可以沿轴向延伸至原位置的可动件50的后端51、或者越过可动件50的后端51而向与第二定子20相反的一侧延伸。
在图1所示的例示性的实施方式中,筒状引导件30越过原位置的可动件50的后端51而向与第二定子20相反的一侧沿轴向延伸。即,筒状引导件30的与前端31相反的一侧的基端33从原位置的可动件50的后端51向与第二定子20相反的一侧沿轴向突出。这样,通过使筒状引导件30越过原位置的可动件50的后端51而延伸至与第二定子20相反的一侧,从而容易确保筒状引导件30(后述的磁性筒32)与可动件50之间的磁传递面积。其结果为,使经由可动件50的磁路4整体的磁阻降低,能够使在位于原位置的可动件50与第二定子20之间流动的磁通增大。
第一定子10的第一磁轭14由例如可以是铁的磁性体形成,配置为与第二定子20一起以包围线圈3。第一磁轭14可以在线圈3的外周侧并在抵接部12与第二定子20抵接。
第一磁轭14具有用于收纳筒状引导件30的第一贯通孔15。第一贯通孔15可以是与螺线管致动器1的中心轴O同心的圆形孔。
如图1所示,第一磁轭14的第一贯通孔15的内壁包含:与筒状引导件30的外周面接触的接触区域15a;和不与筒状引导件30的外周面接触的非接触区域15b。非接触区域15b在轴向上与接触区域15a相邻。非接触区域15b在轴向上隔着接触区域15a位于与第二定子20相反的一侧。
在几个实施方式中,第一贯通孔15的内径在接触区域15a和非接触区域15b中相同。也就是说,没有在第一贯通孔15的内壁设置如下这样的阶梯部,该阶梯部限制筒状引导件30相对于第一磁轭14的轴向位置。
因此避免了如下情况,即:第一贯通孔15内壁的阶梯部阻碍筒状引导件30相对于第二定子20的轴向定位。因此,在向第一磁轭14装配筒状引导件30时,能够适当地进行筒状引导件30的前端31的轴向位置的调整,容易高精度地管控气隙11。
在几个实施方式中,如图1所示,第二定子20包含:第二磁轭24;以及第二圆筒部件40,固定于第二磁轭24的内周侧。
第二磁轭24由例如可以是铁的磁性体形成,配置为与第一定子10一起包围线圈3。第二磁轭24可以在线圈3的外周侧并在抵接部12与第一定子10抵接。
第二磁轭24具有第二贯通孔25,第二贯通孔25用于收纳第二圆筒部件40。第二贯通孔25可以是与螺线管致动器1的中心轴O同心的圆形孔。
在图1所示的例示性的实施方式中,第二圆筒部件40具有如下这样的第二定子20的前端21,即:在所述第二定子20的前端21与第一定子10之间形成气隙11。
在另一实施方式中,第二定子20整体由一体物构成。
如图1所示的实施方式那样,通过将第二定子20中的与气隙11直接相关的第二圆筒部件40与第二磁轭24分别设置,从而与第二定子20整体由一体物构成的情况相比,容易更高精度地管控气隙11。
例如考虑如下情况:在向第一磁轭14装配筒状引导件30时,以第二定子20的基准面22(即,第二磁轭24中的与第一定子10相反的一侧的轴向端面22)为基准来调整筒状引导件30的前端31的位置。在这种情况下,可以在相对于第二磁轭24的轴向端面22调整了筒状引导件30的前端31的轴向位置之后,在向第二磁轭24装配第二圆筒部件40时,使第二圆筒部件40相对于第二磁轭24的轴向端面22在轴向上对位。由此,实质地对气隙11产生影响的仅为第二定子20中的第二圆筒部件40的尺寸(从第二磁轭24的基准面22到气隙11的第二圆筒部件40的轴向尺寸),能够容易地形成高精度的气隙11。
在几个实施方式中,如图1所示,第二圆筒部件40设置为从第二磁轭24向第一定子10侧突出。
即,第二圆筒部件40所形成的第二定子20的前端21在轴向上越过第二磁轭24的前端而位于第一定子10侧。
对于螺线管致动器,有时希望例如像线性螺线管那样,吸引力相对于电流的变化具备线性的特性。如下方式对于实现该线性特性是有利的,即:使在当线圈通电时可动件从原位置移动的移动方向的下游侧配置的第二定子的前端朝向气隙呈收窄状。
关于这一点,如上所述,使形成气隙11的第二圆筒部件40从第二磁轭24沿轴向突出,从而能够使由第二磁轭24及第二圆筒部件40形成的第二定子20的整体形状接近上述的收窄状。
在图1所示的例示性的实施方式中,第二磁轭24随着朝向气隙11而厚度t减小。即,第二磁轭24在气隙11侧的前端区域具有收窄部26,收窄部26随着朝向气隙11而厚度t减小。
在此,第二磁轭24的厚度t是指第二磁轭24的径向上的尺寸。
这样,第二磁轭24具有随着接近气隙11而减小的厚度分布,从而与第二圆筒部件40从第二磁轭24向第一定子10侧突出的结构相结合,能够使第二定子20的整体形状更加接近上述收窄状。
当线圈3通电时,磁通在磁路4中流动,磁路4由上述结构的第一定子10和第二定子20形成于线圈3的周围。
其结果是,可动件50从第一定子10的径向内侧的原位置向第二定子20侧沿轴向移动。关于第二定子20,在第二定子20的径向内侧形成腔28,该腔28用于容纳当线圈3通电时在轴向上接近过来的可动件50。在图1所示的实施方式中,腔28由第二定子20中的第二圆筒部件40划定。
在几个实施方式中,可动件50如图1所示那样是柱塞52,柱塞52设置于螺线管致动器1的输出轴即轴54的端部。
柱塞52具有供轴54压入的贯通孔。轴54以如下方式压入柱塞52的贯通孔,即:使得轴54的轴心与柱塞52的轴心一致。
作为可动件50的柱塞52由例如可以是铁的磁性体形成并安装于轴54的外周侧。
柱塞52的直径大于轴54的直径且小于第一定子10的筒状引导件30的内径。另外,柱塞52的直径比由第二定子20形成的腔28的直径小。
当线圈3为非励磁状态时,轴54被未图示的弹簧向与箭头B相反的方向施力,作为可动件50的柱塞52位于第一定子10(筒状引导件30)的径向内侧。此时,柱塞52只要实质地位于筒状引导件30的径向内侧即可,柱塞52的端部可以从第一定子10(筒状引导件30)向第二定子20侧突出。
与此相对,当线圈3通电时,作为可动件50的柱塞52进入腔28,腔28形成于第二定子20的径向内侧。此时,柱塞52只要至少一部分位于腔28内即可,柱塞52的其余部分可以从腔28向第一定子10侧突出。
固定有上述结构的柱塞52的轴54贯通第二定子20并向螺线管致动器1的外部延伸。轴54因螺线管致动器1的动作而向箭头B的方向移动,并向未图示的外部设备传递螺线管致动器1的驱动力。
利用螺线管致动器1进行驱动的外部设备没有特别限定,例如可以是通过液压来控制车辆发动机的进气阀、排气阀的阀正时的滑阀。
轴54也可以利用轴承在第二定子20侧被可滑动地支撑。
在图1所示的实施方式中,构成第二定子20的一部分的第二圆筒部件40中的径向内侧的部位作为轴承部53发挥功能,轴54被第二圆筒部件40的轴承部53可滑动地支撑。
图2~图4是表示一实施方式的定子与可动件之间的磁通传递区域的螺线管致动器具体结构的剖视图。
另外,图2示出了可动件50处在原位置的线圈3的非励磁状态。在此,将可动件50的原位置用可动件50的端面的位置坐标X表示为X=0,换言之,也可以称为螺线管致动器1的行程量为零的行程开始位置。
与此相对,图3表示可动件50以原位置为基准移动了行程量X1的状态,可动件50的端面的位置坐标X为中间位置X1。同样地,图4表示可动件50以原位置为基准移动了最大行程量X2的状态,可动件50的端面的位置坐标X为最大行程位置X2(>X1)。
在几个实施方式中,如图2~图4所示,筒状引导件30包含:磁性筒32,具有与第一磁轭14的第一贯通孔15的内壁接触的外周面;以及非磁性层34,形成于磁性筒32的内周面。
磁性筒32由例如可以是铁的磁性体构成,隔开气隙11与第二定子20对置。即,包含第一磁轭14及筒状引导件30的第一定子10的磁性体部分中的磁性筒32最接近第二定子20的前端21配置。
径向上的磁性筒32的位置范围可以与如下这样的第二定子20的前端21的径向位置范围至少部分重叠,即:在所述第二定子20的前端21与磁性筒32之间形成气隙11。
筒状引导件30的非磁性层34以与可动件50的外周面对置的方式设置于磁性筒32的内周面。
由此,筒状引导件30通过使可动件50与非磁性层34滑动接触而能够沿轴向引导可动件50。
此外,非磁性层34例如可以由铜或PTFE(polytetrafluoroethylene,聚四氟乙烯)等低摩擦材料构成。非磁性层34例如也可以通过烧结、含浸等加工方法在筒状引导件30的内表面成膜。在例示性的实施方式中,非磁性层34可通过在烧结形成的铜合金的多孔质层中含浸包含PTFE的树脂材料而形成。
通常,限制可动件的径向位置而沿轴向引导可动件的引导件(轴承)设置于与磁轭与可动件之间的径向的磁隙不同的部位。在这种情况下,当磁轭的轴心相对于限制可动件的径向位置的引导件发生了偏心时,可动件与可动件外周侧的磁轭之间的磁隙也会受到偏心的影响。因此,考虑到磁轭相对于引导件(轴承)的轴偏移的影响,需要在可动件与可动件外周侧的磁轭之间确保比较宽的磁隙。
关于这一点,如图2~图4所示的实施方式那样,如果将能够实现利用非磁性层34沿轴向引导可动件50的引导功能的筒状引导件30固定于第一磁轭14的内周侧,则能够实质地消除第一磁轭14相对于筒状引导件30的轴偏移的影响。因此,在筒状引导件30与可动件50之间应确保的径向间隙tr为能够进行可动件50的装配的程度的大小即可。其结果为,能够减小第一定子10与可动件50之间的磁隙,增大从第一定子10朝向可动件50的磁通。
此外,这种情况下的第一定子10与可动件50之间的磁隙是指上述的径向间隙tr与非磁性层34的厚度的合计。
如图2所示,筒状引导件30的磁性筒32与第二定子20(第二圆筒部件40)之间的最小距离d1比原位置的可动件50与第二定子20(第二圆筒部件40)的最小距离d2大。
这样,通过满足d1>d2的关系,使得磁性筒32与第二定子20的间隙中的磁阻比位于原位置的可动件50与第二定子20之间的间隙中的磁阻大。其结果为,能够使在位于原位置的可动件50与第二定子20之间流动的磁通增大。
另外,以往还提出了将环状的可动件从内周侧经由引导件支撑于磁轭的结构。关于这一点,在螺线管致动器1中,筒状引导件30位于可动件50的径向外侧,因此能够确保:筒状引导件30的磁性筒32与可动件50之间的环状的磁隙的面积与上述现有结构相比较大。这是因为,当磁隙的面积以磁隙的周长与轴向长度之积表示时,若在径向外侧形成磁隙则磁隙的周长会相对地增大。这样增加磁性筒32与可动件50之间的磁传递面积(磁隙的面积),从而使磁路4整体的磁阻降低,也能够增大在位于原位置的可动件50与第二定子20之间流动的磁通。
因此,能够有效地进行原位置的可动件50与第一定子10及第二定子20的磁传递(参照图2的箭头),能够实现紧凑且大推力的螺线管致动器1。
在此,为了增大磁性筒32与可动件50之间的磁传递面积,尽可能地加长筒状引导件30是有利的。另一方面,为了确保通过处于原位置的可动件50的磁通,希望对筒状引导件30的前端位置施加限制,以使上述的d1>d2的关系成立。
关于这一点,如参照图1说明的上述实施方式那样,通过使第一贯通孔15的直径在第一磁轭14的第一贯通孔15的内壁的、与筒状引导件30(磁性筒32)的外周面接触的接触区域15a和非接触区域15b中相同,从而能够高精度地调整筒状引导件30的前端31的位置。因此,能够在满足d1>d2的关系的限度内,使筒状引导件30足够长,能够兼顾以下两方面,即:确保磁性筒32与可动件50之间的磁传递面积;增大通过处于原位置的可动件50的磁通。
在几个实施方式中,如图2~图4所示,筒状引导件30越过第一磁轭14的前端位置X_yoke而向第二定子20侧沿轴向延伸。筒状引导件30的磁性筒32与第二定子20(第二圆筒部件40)之间的最小距离d1可以比第一磁轭14与第二定子20(第二圆筒部件40)之间的最小距离d3小。
通过使筒状引导件30越过第一磁轭14的前端位置X而向第二定子20侧延伸,容易确保筒状引导件30的磁性筒32与可动件50之间的磁传递面积,能够使在位于原位置的可动件50与第二定子20之间流动的磁通增大。
另一方面,如果使筒状引导件30的前端过于接近第二定子20,则不经由可动件50而在磁性筒32与第二定子20之间流动的磁通会增大,其结果为,有可能导致可动件50与第二定子20之间的磁通减少。关于这一点,通过对筒状引导件30(磁性筒32)的前端位置施加限制,以使得满足上述的d1>d2的关系,从而能够充分地确保在位于原位置的可动件50与第二定子20之间流动的磁通。
在几个实施方式中,原位置(X=0)的可动件50(柱塞52)越过筒状引导件30的前端31的位置而向第二定子20侧沿轴向延伸。也就是说,原位置的可动件50的前端部从筒状引导件30向第二定子20侧沿轴向突出。
由此,使得“可动件50与第二定子20的最小距离d2比磁性筒32与第二定子20之间的最小距离d1小”、即上述关系(d1>d2)容易成立。
在图2所示的例示性的实施方式中,原位置(X=0)的可动件50的前端部在轴向上与第二定子20重叠。也就是说,原位置(X=0)的可动件50的前端部进入到由第二定子20(第二圆筒部件40)划定的腔28内。
由此,进一步使得“可动件50与第二定子20的最小距离d2比磁性筒32与第二定子20之间的最小距离d1小”、即上述关系(d1>d2)容易成立。
在图2~图4所示的例示性的实施方式中,可动件50(柱塞52)的外周面在比基准点55更靠前端侧的位置包含随着朝向前端而外径减小的锥状的锥面56。
当可动件50位于原位置X0时,标示可动件50的外周面中的成为锥状的前端区域(锥面56)的边界的基准点55位于筒状引导件30的径向内侧,如图2所示,原位置的可动件50与第二定子20的最小距离d2是可动件50的前端面57的外周缘与第二圆筒部件40之间的距离。
当可动件50位于中间位置X1时,可动件50的外周面上的基准点55的轴向位置与筒状引导件30的前端位置大致一致,如图3所示,可动件50与第二定子20的最小距离d2’是第二圆筒部件40与可动件50的锥面56之间的距离。
当可动件50位于最大行程位置X2时,标示可动件50的外周面中的成为锥状的前端区域的边界的基准点55处在第二定子20(第二圆筒部件40)所形成的腔28内。此时,如图4所示,可动件50与第二定子20的最小距离d2”是可动件50的外周面中的比基准点55更靠后方的区域与第二圆筒部件40之间的距离。
此外,可动件50与第二定子20的最小距离随着可动件50的行程量的增加而减小,并成立d2>d2’>d2”的关系。
当可动件50位于原位置(X=0)时,如图2所示,可动件50与第二圆筒部件40之间的磁传递面积比筒状引导件30与可动件50之间的磁传递面积小。此外,可动件50与第二圆筒部件40之间的磁隙(距离d2)比筒状引导件30与可动件50之间的磁隙(径向间隙tr及非磁性层34的厚度的合计)大。因此,当可动件50位于原位置(X=0)时,占有磁路整体的磁阻中的大部分的可动件50与第二圆筒部件40之间的磁隙限制了在磁路中流动的磁通,当线圈3通电时在磁路中流动的磁通相对而言较少。
当可动件50移动到中间位置X1时,与图2所示的原位置(X=0)时相比,可动件50进入到腔28内的长度增加,因此可动件50与第二定子20(第二圆筒部件40)之间的磁传递面积增加,在磁路4中流动的磁通增加。此外,与图2所示的原位置(X=0)时相比,筒状引导件30与可动件50的轴向的重叠长度减小,因此筒状引导件30与可动件50之间的磁传递面积减小。但是,如上所述,在原位置(X=0)占有磁路整体的磁阻的大部分的可动件50与第二圆筒部件40之间的磁隙的磁阻降低,因此在磁路4中流动的磁通整体上增加。
当可动件50移动到最大行程位置X2时,与图3所示的中间位置X1时相比,可动件50进入到腔28内的长度进一步增加,因此可动件50与第二定子20(第二圆筒部件40)之间的磁传递面积增加,在磁路4中流动的磁通进一步增加。
在此,随着可动件50从原位置(X=0)向最大行程位置(X=X2)移动,可动件50进入到腔28内的长度增大。因此,随着可动件50的行程量的增加,从可动件50朝向第二定子20(第二圆筒部件40)的磁通矢量的径向分量增加而轴向分量减少,有可能导致螺线管致动器的推力降低。
关于这一点,如上所述,在图2~图4所示的实施方式中,在可动件50(柱塞52)的外周面形成有锥面56,因此随着行程量的增加,可动件50的外周面会接近第二定子20(第二圆筒部件40)的内周面。其结果为,能够抑制推力的降低。
接着,参照图5对螺线管致动器1的具体结构例进行说明。
此外,以下对于参照图1~图4已述的特征省略说明。
图5是表示一实施方式的螺线管致动器的剖视图。
如该图所示,螺线管致动器1包含:线圈3、第一定子10及第二定子20、可动件50(柱塞52)。
线圈3通过将由铜或铜合金等导体构成的线材卷绕于线轴60而形成。线轴60实质地被第一定子10及第二定子20包围。但是,在第一定子10(第一磁轭14)的一部分的周向范围设置有切口,在第一磁轭14的切口露出线轴60的端子保持部62。线轴60的端子保持部62埋设有端子64的基端部。端子64在线轴60的内部与构成线圈3的线材电连接。
另外,在螺线管致动器1中,线圈3及线轴60、第一定子10及第二定子20一体地成型于树脂模具70,并埋设于树脂模具70。此外,端子64从线轴60的端子保持部62贯通树脂模具70,向设置于树脂模具70的凹部72突出,能够与嵌合于凹部72的外部端子电连接。
此外,树脂模具70也可以具有凸部(未图示),该凸部与位于原位置的可动件50(柱塞52)的后端51接触。
在本说明书中,“某个方向上”、“沿着某个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对的或者绝对的配置的表达不是仅表示严格意义上的配置,也表示具有公差、或者以能够获得相同功能的程度的角度、距离相对地位移的状态。
例如,“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物是相等状态的表达不是仅表示严格地相等的状态,也表示存在公差或者能够获得相同功能的程度的差的状态。
另外,在本说明书中,表示四边形状、圆筒形状等形状的表达不是仅表示几何学上严格意义的四边形状、圆筒形状等形状,也表示在能够获得相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另外,在本说明书中,“具备”、“包含”、或者“有”一个构成要素的表达不是排除其他构成要素的存在的排他性表达。
Claims (6)
1.一种螺线管致动器,具备:
线圈;
第一定子,包含第一磁轭、以及固定于所述第一磁轭的内周侧的筒状引导件;
第二定子,在轴向上与所述第一定子对置配置以便在所述线圈的周围与所述第一定子一起形成磁路;以及
可动件,构成为能够利用因所述线圈通电而产生的磁力,从所述第一定子的径向内侧的原位置朝向所述第二定子沿所述轴向移动,
所述筒状引导件包含:
磁性筒,与所述第一磁轭的内周面相接设置;以及
非磁性层,覆盖所述磁性筒的内周面,
所述筒状引导件的所述磁性筒与所述第二定子之间的最小距离d1比所述原位置的所述可动件与所述第二定子的最小距离d2大。
2.根据权利要求1所述的螺线管致动器,其特征在于,
所述筒状引导件越过所述第一磁轭的前端位置而向所述第二定子侧沿所述轴向延伸。
3.根据权利要求1或2所述的螺线管致动器,其特征在于,
所述可动件在所述原位置越过所述筒状引导件的前端位置而向所述第二定子侧沿所述轴向延伸。
4.根据权利要求1或2所述的螺线管致动器,其特征在于,
所述可动件的前端部在所述原位置在所述轴向上与所述第二定子重叠。
5.根据权利要求1或2所述的螺线管致动器,其特征在于,
所述筒状引导件沿所述轴向延伸至所述原位置的所述可动件的后端、或者越过所述可动件的所述后端而向与所述第二定子相反的一侧延伸。
6.根据权利要求1或2所述的螺线管致动器,其特征在于,
所述第一磁轭具有供所述筒状引导件压入的第一贯通孔,
所述第一贯通孔的内壁包含:
接触区域,与所述磁性筒的外周面接触;以及
非接触区域,在所述轴向上隔着所述接触区域在与所述第二定子相反的一侧位于所述接触区域的旁边,
所述第一贯通孔的直径在所述接触区域和所述非接触区域中相同。
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