-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Solenoid welches einen Plunger oder eine Tauchspule durch Nutzen einer durch Erregung einer Spule erzeugten Anziehungskraft eines Elektromagneten in einer axialen Richtung des Solenoids treibt.
-
HINTERGRUND
-
Als bekannt offenbart ein Patentdokument 1 (
japanisches Patent Nr. 4214964 , entsprechend der Druckschrift
US 2005/0062005A ) bezüglich eines elektromagnetischen Ventils. Wie in
8 gezeigt ist, beinhaltet das elektromagnetische Ventil ein Poljoch bzw. Joch
100, einen Stator
110, eine zylinderförmige Tassen- oder Aufnahmeführung
120, und ein Magnetismusübertragungselement
140. Das Joch
100 ist radial außerhalb einer (nicht gezeigten) Spule angeordnet, um einen magnetischen Kreis zu bilden, und der Stator
110 wird durch Erregung der Spule magnetisiert, um einen (nicht gezeigten) Plunger anzuziehen. Die Aufnahmeführung
120 ist an einem inneren Umfang des Stators
110 passbefestigt und hält einen äußeren Umfang des Plungers verschieblich. Das Magnetismusübertragungselement
140 ist zwischen einer in dem Joch
100 bereitgestellten Stufe
130 und dem Stator
110 in einer axialen Richtung des elektromagnetischen Ventils angeordnet, und wird dazu verwendet, Magnetismus zwischen dem Joch
100 und dem Stator
110 zu übertragen. Eine äußere Umfangsoberfläche der Aufnahmeführung
120 und eine innere Umfangsoberfläche des Stators
110 definieren einen inneren Umfangsspalt β in einer radialen Richtung, und eine innere Umfangsoberfläche des Jochs
100 und eine äußere Umfangsoberfläche des Stators
110 definieren einen äußeren Umfangsspalt α in der radialen Richtung. Der äußere Umfangsspalt α ist größer als der innere Umfangsspalt β in der radialen Richtung des elektromagnetischen Ventils.
-
In der Konfiguration, in welcher der äußere Umfang des Plungers durch die zylinderförmige Aufnahmeführung 120 verschieblich gehalten wird, muss die Aufnahmeführung 120 daran gehindert werden, verformt zu werden. Folglich kann die Aufnahmeführung 120 nicht pressgepasst und an dem inneren Umfang des Stators 110 angebracht werden, wenn die Aufnahmeführung 120 radial nach innen gerichtet in den Stator 110 eingesetzt wird. In anderen Worten muss der innere Umfangsspalt β zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Stators 110 und der äußeren Umfangsoberfläche der Aufnahmeführung 120 vorgesehen werden, um die Aufnahmeführung 120 radial einwärts in den Stator 110 gerichtet einzusetzen.
-
In der vorstehend beschriebenen Anordnung wird durch den inneren Umfangsspalt β eine Fehlausrichtung des Stators 110 und des Plungers groß, so dass eine auf den Plunger wirkende Seitenkraft, welche eine in seiner radialen Richtung wirkende Anziehungskraft ist, zunimmt. Infolge dessen nimmt eine zwischen der Aufnahmeführung 120 und dem Plunger erzeugte Gleitreibung zu, wenn sich der Plunger bewegt. Daher wird eine leichtgängige Bewegung des Plungers eingeschränkt, und kann eine Abnutzung zwischen einer Gleitoberfläche der Aufnahmeführung 120 und einer Gleitoberfläche des Plungers zunehmen.
-
KURZBESCHREIBUNG
-
Die Erfindung richtet sich auf die Beseitigung zumindest eines der vorstehenden Nachteile.
-
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung beinhaltet ein elektromagnetisches Solenoid eine Spule, ein zylinderförmiges Joch, einen ersten und einen zweiten Stator, eine Plungerführung und einen Plunger. Die Spule erzeugt eine magnetische Kraft durch Erregung, und das Joch bedeckt einen äußeren Umfang der Spule und erstreckt sich in einer axialen Richtung der Spule. Der erste und der zweite Stator sind um die Spule herum angeordnet, um zusammen mit dem Joch einen magnetischen Kreis in der Umgebung der Spule zu bilden, und der erste und der zweite Stator werden durch die Erregung der Spule magnetisiert, um einen Elektromagneten zu bilden. Die Plungerführung ist radial einwärts des ersten und des zweiten Stators angeordnet. Der Plunger ist so in die Plungerführung eingesetzt, dass er in der axialen Richtung der Spule verschieblich bewegbar ist, und durch eine magnetische Kraft des Elektromagneten angezogen wird. Der erste Stator ist an einer Endseite der Spule in der axialen Richtung der Spule angeordnet, und der zweite Stator ist an der anderen Endseite der Spule in der axialen Richtung der Spule angeordnet. Der erste Stator beinhaltet einen ringförmigen radialen Kernteil, der lotrecht zu der axialen Richtung der Spule angeordnet ist und sich in einer radialen Richtung der Spule erstreckt, einen axialen Kernteil, der sich zylinderförmig ausgehend von einem inneren diametralen Ende des radialen Kernteils in Richtung zu dem zweiten Stator an einer Position radial einwärts der Spule erstreckt, und einen Kerneckteil, der so an einem Übergangsabschnitt des radialen Kernteils und des axialen Kernteils bereitgestellt ist, dass er eine äußere Eckoberfläche aufweist. Die Plungerführung beinhaltet eine zylinderförmige Hülse, welche radial einwärts des ersten und des zweiten Stators angeordnet ist und sich in der axialen Richtung der Spule erstreckt, um den Plunger verschieblich zu halten, einen Ausleger, welcher sich radial auswärts ausgehend von einem Endteil der zylinderförmigen Hülse erstreckt und sich an einer Seite des radialen Kernteils des ersten Stators gegenüberliegend zu der Spule in der axialen Richtung der Spule befindet, und einen Plungerführungs-Eckteil, der an einem Übergangsabschnitt der zylinderförmigen Hülse und des Auslegers bereitgestellt und so ausgebildet ist, dass er eine innere Eckoberfläche aufweist. Die äußere Eckoberfläche des Kerneckteils und die innere Eckoberfläche des Plungerführungs-Eckteils stoßen in einem rundförmigen Kontaktabschnitt linear oder in einem Bereich entlang eines gesamten Umfangs aneinander an.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die Erfindung ist einschließlich weiterer Ziele, Merkmale und Vorteile derselben am besten der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen zu entnehmen, in welchen:
-
1 eine Schnittansicht ist, die ein hydraulisches Steuerventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
-
2 eine Schnittansicht ist, die einen Teil eines elektromagnetischen Solenoids in einem Zustand zeigt, in welchem ein erster Stator konzentrisch mit einer Plungerführung ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
-
3 eine Schnittansicht ist, die einen Teil eines elektromagnetischen Solenoids in einem Zustand zeigt, in welchem ein erster Stator konzentrisch mit einer Plungerführung ist, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
-
4 eine Schnittansicht ist, die einen Teil eines elektromagnetischen Solenoids in einem Zustand zeigt, in welchem ein erster Stator konzentrisch mit einer Plungerführung ist, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
-
5 eine Schnittansicht ist, die einen Teil eines elektromagnetischen Solenoids in einem anderen Zustand zeigt, in welchem ein erster Stator konzentrisch mit einer Plungerführung ist, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
-
6 eine Schnittansicht ist, die einen Teil eines elektromagnetischen Solenoids in einem Zustand zeigt, in welchem ein erster Stator konzentrisch mit einer Plungerführung ist, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
-
7 eine Schnittansicht ist, die ein hydraulisches Steuerventil gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und
-
8 eine Schnittansicht ist, die Spalte zwischen einem Stator und einer Tassenführung und zwischen dem Stator und einem Joch in einer radialen Richtung eines elektromagnetischen Ventils gemäß einer bekannten Technik zeigt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsbeispielen kann ein Teil, der einem in einem vorangehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Gegenstand entspricht, mit demselben Bezugszeichen versehen sein, so dass eine redundante Erklärung für diesen Teil weggelassen sein kann. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration in einem Ausführungsbeispiel beschrieben wird, kann ein anderes vorangehendes Ausführungsbeispiel auf die anderen Teile der Konfiguration angewandt werden. Die Teile können kombiniert werden, auch wenn nicht ausdrücklich beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsbeispiele können teilweise kombiniert werden, auch wenn nicht ausdrücklich beschrieben wird, dass die Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass in der Kombination kein Nachteil liegt.
-
(Erstes Ausführungsbeispiel)
-
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein elektromagnetisches Solenoid bzw. eine elektromagnetische Solenoid- oder Zylinderspule gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Das elektromagnetische Solenoid 5 wird typisch für ein hydraulisches Steuerventil 1 verwendet, das für eine Ventilsteuerzeit-Einstelleinrichtung einer Brennkraftmaschine genutzt wird. Die Ventilsteuerzeit-Einstelleinrichtung beinhaltet einen (nicht gezeigten) hydraulischen Antriebsabschnitt und das hydraulische Steuerventil 1. Der hydraulische Antriebsabschnitt ändert eine Phasendifferenz zwischen einer Nockenwelle und einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, um Ventilsteuerzeiten frühzuverstellen bzw. vorzustellen oder spätzuverstellen bzw. zu retardieren. Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet das hydraulische Steuerventil 1 eine Hülsenschraube 2, welche ein zylinderförmiges, radial einwärts bzw. in das Innere der Hülsenschraube 2 gerichtetes Gleitloch definiert, einen Kolben 3, der in dem Gleitloch der Hülsenschraube 2 aufgenommen ist, eine Spulenfeder 4, welche den Kolben 3 in eine Richtung (in eine Richtung nach rechts in 1) drückt bzw. drängt oder spannt, und ein Stellglied, welches den Kolben gegen die Spannkraft der Spulenfeder 4 in die andere Richtung treibt. Das erfindungsgemäße elektromagnetische Solenoid 5 wird als ein Beispiel des Stellglieds verwendet.
-
Die Hülsenschraube 2 weist verschiedene Anschlüsse oder Ports auf, die mit einem externen Öldurchlass verbunden sind. Die Anschlüsse beinhalten zum Beispiel einen Zufuhranschluss 2a, durch welchen der Hülsenschraube 2 Betriebs- oder Betätigungsöl zugeführt wird, einen Phasenvorstellanschluss 2b, der mit einer Phasenvorstellkammer des hydraulischen Antriebsabschnitts verbunden ist, und einen Phasenrückstellanschluss 2c, der mit einer Phasenrückstellkammer des hydraulischen Antriebsabschnitts verbunden ist. Der Kolben 3 ist ein einer axialen Richtung des Gleitlochs der Hülsenschraube 2 zwischen einer Phasenvorstellposition, in der der Phasenvorstellanschluss 2b mit dem Zufuhranschluss 2a in Verbindung steht, und einer Phasenrückstellposition, in der der Phasenrückstellanschluss 2c mit dem Zufuhranschluss 2a in Verbindung steht, beweglich. Wenn sich der Kolben 3 zu der bzw. in die Phasenvorstellposition bewegt, in der der Zufuhranschluss 2a mit dem Phasenvorstellanschluss 2b in Verbindung steht, wird der Phasenvorstellkammer des hydraulischen Antriebsabschnitts durch eine hydraulische Pumpe über das hydraulische Steuerventil 1 Betätigungs- bzw. Betriebsöl zugeführt. Wenn sich der Kolben 3 zu der bzw. in die Phasenrückstellposition bewegt, in der der Zufuhranschluss 2a mit dem Phasenrückstellanschluss 2c in Verbindung steht, wird der Phasenrückstellkammer des hydraulischen Antriebsabschnitts durch die hydraulische Pumpe über das hydraulische Steuerventil 1 Betätigungs- bzw. Betriebsöl zugeführt.
-
Das elektromagnetische Solenoid 5 gemäß der Erfindung beinhaltet eine Spule 6, welche eine magnetische Kraft durch Erregung derselben erzeugt, ein Poljoch oder Joch 7, welches einen äußeren Umfang der Spule 6 bedeckt und sich in einer axialen Richtung der Spule 6 erstreckt, Statoren 8, 9, die um die Spule 6 herum angeordnet sind, um einen magnetischen Kreis zusammen mit dem Joch 7 zu bilden, eine Tauchspulen- bzw. Plungerführung 10, welche radial einwärts der Statoren 8, 9 bzw. von den Statoren 8, 9 aus radial nach innen gerichtet angeordnet ist und sich in der axialen Richtung der Spule 6 erstreckt, eine Tauchspule bzw. einen Plunger 11, die bzw. der in die Plungerführung 10 eingesetzt ist, und einen Kragen oder Bund 12, der an einem inneren Umfang der Plungerführung 10 eingepasst ist und dem Plunger 11 in der axialen Richtung gegenüberliegt. In der nachfolgenden Beschreibung ist eine Seite (die linke Seite in den Zeichnungen) des elektromagnetischen Solenoids 5 in seiner axialen Richtung als eine erste Seite definiert, und ist die andere Seite (die rechte Seite in den Zeichnungen) des elektromagnetischen Solenoids 5 in seiner axialen Richtung als eine zweite Seite definiert.
-
Die Wicklung oder Spule 6 ist mit bzw. aus einem Draht um einen Harzspulenträger 13 gewickelt. Ein Ende der Spule 6 mit einem elektrischen Anschluss 14 verbunden, welcher elektrische Leistung aus einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle empfängt, und das andere Ende der Spule 6 ist über zum Beispiel das Joch 7 mit der Masse verbunden. Der elektrische Anschluss 14 ist durch Einsatzgießen in einen Harzverbinder 15 integriert. Wie in 2 gezeigt ist, weist das Joch 7 eine Stufenoberfläche 7a an einer erstseitigen inneren Umfangsoberfläche des Jochs 7 auf, und hat ein erster Teil des Jochs 7 an einer ersten Seite (der linken Seite in 2) der Stufenoberfläche 7a einen größeren Innendurchmesser und eine dünnere Dicke als ein zweiter Teil des Jochs 7 an einer zweiten Seite (der rechten Seite in 2) der Stufenoberfläche 7a. Nachstehend wird der erste Teil des Jochs 7 als ein dünner erster Teil 7b bezeichnet. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Joch 7 derart an der Hülsenschraube 2 fixiert, dass ein Endabschnitt des dünnen ersten Teils 7b an einem axialen Endabschnitt der Hülsenschraube 2 befestigt und fixiert wird.
-
Die Statoren 8, 9 sind getrennt als ein erster Stator 8, der an einer ersten Seite der Spule 6 angeordnet ist, und ein zweiter Stator 9, der an einer zweiten Seite der Spule 6 angeordnet ist, bereitgestellt. Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet der erste Stator 8 einen ringförmigen radialen Kernteil 8a und einen axialen Kernteil 8b. Der ringförmige radiale Kernteil 8a ist derart lotrecht zu der axialen Richtung (der Links-Rechts-Richtung in 2) der Spule 6 angeordnet, dass er sich in einer radialen Richtung der Spule 6 erstreckt. Der axiale Kernteil 8b erstreckt sich ausgehend von einem inneren diametralen Ende des radialen Kernteils 8a näherungsweise zylinderförmig auf die zweite Seite (nach rechts in 2). Ein Kerneckteil ist an dem Übergangsabschnitt des radialen Kernteils 8a und des axialen Kernteils 8b ausgebildet. Eine gesamte äußere Umfangsoberfläche des Kerneckteils ist eine auf Eck geschnittene bzw. eckgeschnittene flache Oberfläche (die nachstehend als eine äußere Eckoberfläche 8c bezeichnet wird), die ausgehend von der axialen Richtung um einen ersten Winkel geneigt ist und ausgehend von der radialen Richtung um einen zweiten Winkel geneigt ist. Der radiale Kernteil 8a ist quer über einen Abstandshalter 16 in der axialen Richtung ausgehend von der auf der inneren Umfangsoberfläche des Jochs 7 bereitgestellten Stufenoberfläche 7a in der axialen Richtung angeordnet. Das heißt, der Abstandshalter 16 ist zwischen den radialen Kernteil 8a und die Stufenoberfläche 7a in der axialen Richtung eingefügt und kontaktiert oder berührt den dünnen ersten Teil 7b des Jochs 7 in der radialen Richtung. Eine äußere Umfangsoberfläche des radialen Kernteils 8a und eine innere Umfangsoberfläche des dünnen ersten Teils 7b des Jochs 7 definieren einen bestimmten Abstand bzw. Freiraum C1 dazwischen in der radialen Richtung. Der axiale Kernteil 8b hat eine sich verjüngende Form, bei welcher sein äußerer Durchmesser nach und nach zu der zweiten Seite hin abnimmt.
-
Wie in 1 gezeigt ist, ist der zweite Stator 9 derart angeordnet, dass ein Spalt in der axialen Richtung zwischen dem zweiten Stator 9 und dem axialen Kernteil 8b des ersten Stators bereitgestellt ist. Der Spalt zwischen dem ersten Stator 8 und dem zweiten Stator 9 ist so festgelegt, dass eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem ersten Stator 8 und dem Plunger 11 ausgeübt wird, wenn die Spule 6 erregt wird. Der vorstehend beschriebene Abstandshalter 16 wird als ein Beispiel eines magnetischen Elements verwendet. Der Abstandshalter 16 hat eine Ringform und verbindet das Joch 7 und den radialen Kernteil 8a magnetisch miteinander. Der Abstandshalter 16 kann als eine unabhängige einzelne Komponente bereitgestellt sein, kann aber auch mit einem Auflager 17 des hydraulischen Steuerventils 1 wie in 1 gezeigt integriert bereitgestellt sein.
-
Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet die Plungerführung 10 eine zylinderförmige Hülse 10a, welche einen äußeren Umfang des Plungers 11 verschieblich hält, und einen Flansch bzw. Ausleger 10b, welcher sich ausgehend von einem Endteil der zylinderförmigen Hülse 10a an der ersten Seite radial auswärts bzw. nach außen erstreckt. Die zylinderförmige Hülse 10a hat eine mit einem Boden versehene zylindrische Form, in welcher der andere Endteil der zylinderförmigen Hülse 10a einen Boden aufweist und der eine Endteil der zylinderförmigen Hülse 10a eine Öffnung aufweist. Die zylinderförmige Hülse 10a ist radial einwärts des ersten und des zweiten Stators bzw. bzw. dort nach innen gerichtet derart eingesetzt, dass ein vorbestimmter Abstand bzw. Freiraum C2 zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Hülse 10a und inneren Umfangsoberflächen der Statoren 8 und 9 in der radialen Richtung bereitgestellt wird. Der Ausleger 10b ist an bzw. auf einer ersten Seite (der linken Seite in 2) des radialen Kernteils 8a angeordnet. Ein Plungerführungs-Eckteil ist an dem Übergangsabschnitt der zylinderförmigen Hülse 10a und des Auslegers 10b ausgebildet. Eine gesamte innere Eckumfangsoberfläche des Plungerführungs-Eckteils ist eine auf Eck geschnittene bzw. eckgeschnittene flache Oberfläche (die nachstehend als eine innere Eckoberfläche 10c bezeichnet wird), die im Wesentlichen aus der axialen Richtung um den ersten Winkel geneigt ist, und im Wesentlichen aus der radialen Richtung um den zweiten Winkel geneigt ist. Daher ist die innere Eckoberfläche 10c im Wesentlichen parallel mit oder zu der äußeren Eckoberfläche 8c.
-
Wie in 2 gezeigt ist, ist ein O-Ring 18 so zwischen der Hülsenschraube 2 und dem Ausleger 10b der Plungerführung 10 angeordnet, dass eine elastische Kraft des O-Rings 18 auf eine äußere Oberfläche des Auslegers 10b der Plungerführung 10 ausgeübt wird, und dadurch die innere Eckoberfläche 10c gegen die äußere Eckoberfläche 8c gedrückt bzw. gepresst wird. Die innere Eckoberfläche 10c kontaktiert oder berührt die äußere Eckoberfläche 8c in einem kreis- oder rundförmigen bzw. zirkulären Kontaktabschnitt entlang eines gesamten Umfangs. Daher stoßen oder liegen die beiden eckgeschnittenen flachen Oberflächen des ersten Stators 8 und der Plungerführung 10 dicht aneinander an. Der Ausleger 10b, auf welchen die elastische Kraft des O-Rings 18 ausgeübt wird, berührt eine äußere Endoberfläche des radialen Kernteils 8a nicht, und der Ausleger 10b und der radiale Kernteil 8a definieren zwischen sich einen Spalt G in der axialen Richtung der Spule 6. Der O-Ring 18 ist eine aus Gummi hergestellte Dichtungskomponente, und ist an eine ringförmige Nut, die an dem axialen Endabschnitt der Hülsenschraube 2 auf der zweiten Seite (der rechten Seite) bereitgestellt ist, gepasst, wie in 1 gezeigt ist. Der O-Ring 18 dichtet flüssigkeitsdicht zwischen dem Ausleger 10b und der Hülsenschraube 2 ab.
-
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Plunger 11 mit einem Verbindungsabschnitt 11a an einem Ende des Plungers 11 auf der ersten Seite versehen und mit dem Kolben 3 über den Verbindungsabschnitt 11a verbunden. Der Plunger 11 bewegt sich in der axialen Richtung innerhalb der Plungerführung 10 in Verbindung mit dem Kolben hin und her. Im Einzelnen wirkt dann, wenn eine Solenoidschaltung durch Erregung der Spule 6 erzeugt wird, eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem magnetisierten ersten Stator 8 und dem Plunger 11. Demgemäß bewegt sich der Plunger 11 in Richtung der ersten Seite des elektromagnetischen Solenoids 5, und beendet dann der Plunger 11 seine Bewegung an einer Position, an der die magnetische Anziehungskraft und die Reaktionskraft der Spulenfeder 4 einander ausgleichen. Wenn darauf folgend die Erregung der Spule 6 beendet wird, verschwindet die magnetische Kraft der Solenoidschaltung. Folglich wird der Plunger 11 durch die Reaktionskraft der Spulenfeder 4 in die Richtung der zweiten Seite des elektromagnetischen Solenoids zurückgeschoben, und kontaktiert dadurch das andere Ende des Plungers 11 den Boden der zylinderförmigen Hülse 10a und stoppt. Der aus magnetischem Material wie beispielsweise Eisen hergestellte Kragen 12 ist an einen erstseitigen inneren Umfang der Plungerführung 11 gepasst und liegt dem einen Ende des Plungers 11 gegenüber. Der Kragen 12 wird durch Erregung der Spule 6 magnetisiert, so dass eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Kragen 12 und dem Plunger 11 erzeugt wird.
-
Nachstehend werden ein Betriebsablauf und Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. In dem elektromagnetischen Solenoid 5 des ersten Ausführungsbeispiels stoßen die äußere Eckoberfläche 8c des ersten Stators 8 und die innere Eckoberfläche 10c der Plungerführung 10 in dem rundförmigen Kontaktabschnitt entlang des gesamten Umfangs aneinander an, d. h. die eckgeschnittenen flachen Oberflächen stoßen bzw. liegen aneinander an. Demgemäß sind eine axiale Mitte des ersten Stators 8 und eine axiale Mitte der Plungerführung 10 koaxial miteinander, ohne sich in einer radialen Richtung des elektromagnetischen Solenoids 5 gegeneinander zu verschieben. Weil der erste Stator 8 und die Plungerführung 10 konzentrisch angeordnet werden können, kann der Abstand C2 zwischen dem axialen Kernteil 8b des ersten Stators 8 und der zylinderförmigen Hülse 10a der Plungerführung 10 in der radialen Richtung des elektromagnetischen Solenoids gleich gehalten werden, ohne in der radialen Richtung einseitig zu werden.
-
Demgemäß kann eine Mittenfehlausrichtung der Plungerführung 10 und des ersten Stators 8 begrenzt werden, und kann dadurch eine auf den Plunger 11 dann, wenn die Spule 6 erregt wird, wirkende Seitenkraft reduziert werden. Folglich nimmt dann, wenn sich der Plunger 11 in der Plungerführung 10 bewegt, eine Gleitreibung zwischen dem Plunger 11 und der Plungerführung 11 ab. Daher kann sich der Plunger 11 leichtgängig bewegen, und kann eine zwischen gleitenden Oberflächen, welche eine innere Umfangsoberfläche der Plungerführung 10 und eine äußere Umfangsoberfläche des Plungers 11 sind, erzeugte Abnutzung bzw. ein Abtrag reduziert werden. Darüber hinaus wird in dem elektromagnetischen Solenoid 5 des ersten Ausführungsbeispiels der Ausleger 10b durch die elastische Kraft des als die Dichtungskomponente verwendeten O-Rings 18 in Richtung der zweiten Seite des elektromagnetischen Solenoids 5 gedrängt. Somit braucht keine andere spezielle Druckeinrichtung bereitgestellt werden. Infolge dessen kann die Anzahl von Komponenten verringert werden, und können auch Mannstunden für den Zusammenbau reduziert werden. Daher können Kostensenkungen im Vergleich zu einem Fall, in welchem eine andere spezielle Druckeinrichtung erforderlich ist, bereitgestellt werden.
-
Weil der Ausleger 10b in Richtung der zweiten Seite des elektromagnetischen Solenoids gedrängt wird, wird die innere Eckoberfläche 10c der Plungerführung 10 gegen die äußere Eckoberfläche 8c des ersten Stators 8 gedrückt. Folglich kann verhindert werden, dass sich die axiale Mitte des ersten Stators 8 und die axiale Mitte der Plungerführung 10 gegeneinander in der axialen Richtung des elektromagnetischen Solenoids 5 verschieben. Die innere Eckoberfläche 10c der Plungerführung 10 stößt immer an die äußere Eckoberfläche 8c des ersten Stators 8 in dem Kontaktabschnitt entlang des gesamten Umfangs an, so dass die Mittenfehlausrichtung der Plungerführung 10 und des ersten Stators 8 begrenzt werden kann.
-
Ferner kann der Abstand C2 zwischen dem axialen Kernteil 8b des ersten Stators 8 und der zylinderförmigen Hülse 10a der Plungerführung 10 in der radialen Richtung des elektromagnetischen Solenoids 5 in dem bzw. über den gesamten Umfang gleich gehalten werden. Folglich braucht der Abstand C1 zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des radialen Kernteils 8a und der inneren Umfangsoberfläche des vorderen bzw. ersten dünnen Teils 7b nicht groß zu sein. Daher muss nur ein für den Zusammenbau notwendiger Abstand C1 bereitgestellt werden, und kann der Abstand oder Freiraum C1 so klein wie möglich festgelegt werden.
-
Der als das Beispiel des magnetischen Elements verwendete Abstandshalter 16 ist zwischen dem radialen Kernteil 8a und der stufenförmigen Oberfläche 7a in der axialen Richtung eingefügt, und das Joch 7 und der radiale Kernteil 8a sind über den Abstandshalter 16 magnetisch miteinander gekoppelt. Daher kann in dem ersten Ausführungsbeispiel unabhängig von einer Größe des Abstands C1 in der radialen Richtung ein magnetischer Fluss erfolgreich zwischen dem Joch 7 und dem radialen Kernteil 8a übertragen werden.
-
(Zweites Ausführungsbeispiel)
-
In einem elektromagnetischen Solenoid 5 eines zweiten Ausführungsbeispiels haben eine äußere Eckoberfläche 8c eines ersten Stators 8 und eine innere Eckoberfläche 10c einer Plungerführung 10c jeweils rundförmige bzw. zirkuläre Bogenoberflächen, bzw. Kreis- oder Rundbogenoberflächen. Das elektromagnetische Solenoid 5 des zweiten Ausführungsbeispiels hat mit Ausnahme der vorstehend beschriebenen Komponenten denselben Aufbau wie das elektromagnetische Solenoid 5 des ersten Ausführungsbeispiels. Wie in 3 gezeigt ist, haben in dem zweiten Ausführungsbeispiel die äußere Eckoberfläche 8c und die innere Eckoberfläche 10c die rundförmigen Bogenoberflächen, und ist eine Krümmung der ringförmigen Bogenoberfläche der inneren Eckoberfläche 10c größer als eine Krümmung der rundförmigen Bogenoberfläche der äußeren Eckoberfläche 8c. In anderen Worten ist dann, wenn ein Radius der Kreisbogenoberfläche der äußeren Eckoberfläche 8c als R1 definiert ist und ein Radius der Kreisbogenoberfläche der inneren Eckoberfläche 10c als R2 definiert ist, eine Beziehung R1 < R2 erfüllt.
-
In der vorstehend beschriebenen Konfiguration berühren sich die äußere Eckoberfläche 8c und die innere Eckoberfläche 10c, welche jeweils die Kreisbogenformen aufweisen, in einem rundförmigen Kontaktabschnitt linear bzw. geradlinig entlang eines gesamten Umfangs. Folglich sind eine axiale Mitte des ersten Stators 8 und eine axiale Mitte der Plungerführung 10 dazu konfiguriert, miteinander übereinzustimmen oder zusammenzufallen, ohne sich in einer radialen Richtung des elektromagnetischen Solenoids 5 gegeneinander zu verschieben. Weil die äußere Eckoberfläche 8c und die innere Eckoberfläche 10c in ihren Krümmungen voneinander verschieden sind, berühren sich die Eckoberflächen 8c und 10c in dem rundförmigen Kontaktabschnitt linear entlang des gesamten Umfangs, wie durch einen schwarzen Punkt in 3 gezeigt ist. Auch in diesem Fall kann der Abstand C2 zwischen dem axialen Kernteil 8b des ersten Stators 8 und der zylinderförmigen Hülse 10a der Plungerführung 10 in einer radialen Richtung des elektromagnetischen Solenoids 5 gleich gehalten werden, ohne in der radialen Richtung einseitig zu werden. Der Abstand C2 kann in der radialen Richtung näherungsweise gleich wie der zwischen dem Ausleger 10b und dem radialen Kernteil 8a bereitgestellte Spalt G sein. In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die anderen Teile des elektromagnetischen Solenoids 5 ähnlich zu denjenigen des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
-
(Drittes Ausführungsbeispiel)
-
In einem elektromagnetischen Solenoid 5 eines dritten Ausführungsbeispiels hat eine von zwei Oberflächen, welche eine äußere Eckoberfläche 8c eines ersten Stators 8 und eine innere Eckoberfläche 10c einer Plungerführung 10 sind, eine eckgeschnittene flache Oberfläche, und hat die andere der beiden Oberflächen eine Kreisbogenoberfläche. Zum Beispiel hat, wie in 4 gezeigt ist, die äußere Eckoberfläche 8c des ersten Stators 8 die Kreisbogenoberfläche, und hat die innere Eckoberfläche 10c der Plungerführung 10 die eckgeschnittene flache Oberfläche. In diesem Fall berühren sich die äußere Eckoberfläche 8c und die innere Eckoberfläche 10c linear in einem rundförmigen Kontaktabschnitt auf einem gesamten Umfang, wie in 4 gezeigt ist. Alternativ ist, in dem in 5 gezeigten Beispiel, die äußere Eckoberfläche 8c des ersten Stators 8 die eckgeschnittene flache Oberfläche, und ist die innere Eckoberfläche 10c der Plungerführung 10 die Kreisbogenoberfläche. In diesem Fall hat die äußere Eckoberfläche 8c mit der eckgeschnittenen flachen Oberfläche zwei Eckränder (Kantenlinien), welche die innere Eckoberfläche 10c mit der Kreisbogenoberfläche entlang zweier rundförmiger Linien auf gesamten Umfängen berühren, wie durch zwei schwarze Punkte in 5 gezeigt ist.
-
In dem dritten Ausführungsbeispiel berühren sich die äußere Eckoberfläche 8c des ersten Stators 8 und die innere Eckoberfläche 10c der Plungerführung in dem rundförmigen Kontaktabschnitt entlang des gesamten Umfangs, so dass eine axiale Mitte des ersten Stators 8 und eine axiale Mitte der Plungerführung 10 miteinander übereinstimmen oder zusammenfallen, ohne sich in einer radialen Richtung des elektromagnetischen Solenoids 5 gegeneinander zu verschieben. Als ein Ergebnis der vorstehenden Beschreibung kann der Abstand C2 zwischen dem axialen Kernteil 8b des ersten Stators 8 und der zylinderförmigen Hülse 10a der Plungerführung 10 in dem bzw. Über den gesamten Umfang des elektromagnetischen Solenoids 5 konstant gehalten werden, ohne in der radialen Richtung einseitig zu werden. In dem dritten Ausführungsbeispiel sind die anderen Teile des elektromagnetischen Solenoids 5 ähnlich zu denjenigen des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
-
(Viertes Ausführungsbeispiel)
-
In einem elektromagnetischen Solenoid 5 eines vierten Ausführungsbeispiels ist ein Ausleger 10b einer Plungerführung 10 so konfiguriert, dass er elastisch verformbar ist. Zum Beispiel wird, wie in 6 gezeigt ist, ein äußerer diametraler Seitenteil des Auslegers 10b mit der Hülsenschraube 2 gegen die erste Seite des radialen Kernteils 8a gepresst. Im Einzelnen ist der äußere diametrale Seitenteil des Auslegers 10b zwischen den axialen Endabschnitt der Hülsenschraube 2 und die erste Seite des radialen Kernteils 8a eingefügt, und wird dadurch der Ausleger 19b elastisch verformt. In Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen Struktur des Auslegers 10b kann die innere Eckoberfläche 10c der Plungerführung 10 durch Nutzen einer in der elastischen Verformung des Auslegers 10b erzeugten elastischen Kraft gegen die äußere Eckoberfläche 8c des ersten Stators 8 gedrückt werden, in Bezug auf die in 2 des ersten Ausführungsbeispiels gezeigten Struktur. Infolge dessen nimmt der Spalt G zwischen dem radialen Kernteil 8a und dem Ausleger 10b in der radialen Richtung nach und nach ab.
-
In diesem Fall braucht keine spezielle Druckeinrichtung bereitgestellt zu werden, so dass die Anzahl von Komponenten verringert werden kann. Daher können im Vergleich zu einem Fall, in welchem die spezielle Druckeinrichtung erforderlich ist, Kostensenkungen bereitgestellt werden.
-
Die Struktur des Auslegers 10b des vierten Ausführungsbeispiels kann für das elektromagnetische Solenoid 5 des zweiten oder des dritten Ausführungsbeispiels verwendet werden. In dem vierten Ausführungsbeispiel weisen, wie in 6 gezeigt ist, sowohl die innere Eckoberfläche 10c der Plungerführung 10 als auch die äußere Eckoberfläche 8c des ersten Stators 8 die eckgeschnittenen flachen Oberflächen auf, ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch kann die Struktur des Auslegers 10b des vierten Ausführungsbeispiels auf die Konfiguration des zweiten Ausführungsbeispiels, in welchem die Kreisbogenoberflächen miteinander kombiniert sind, und auf die Konfiguration des dritten Ausführungsbeispiels, in welchem die eckgeschnittene flache Oberfläche und die Kreisbogenoberfläche miteinander kombiniert sind, angewandt werden. In dem vierten Ausführungsbeispiel sind die anderen Teile des elektromagnetischen Solenoids 5 ähnlich zu denjenigen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels.
-
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
-
In einem elektromagnetischen Solenoid 5 eines fünften Ausführungsbeispiels ist, wie in 7 gezeigt ist, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Abstandshalter 16 entfernt. Auch in diesem Fall kann, ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, ein Verschiebungsausmaß zwischen der axialen Mitte des ersten Stators 8 und der axialen Mitte der Plungerführung 10 verringert werden. Folglich kann in dem fünften Ausführungsbeispiel der Abstand C2 zwischen dem axialen Kernteil 8b des ersten Stators 8 und der zylinderförmigen Hülse 10a der Plungerführung 10 in einer radialen Richtung des elektromagnetischen Solenoids 5 konstant gehalten werden, so dass ein magnetischer Spalt (der Abstand C1) zwischen dem Joch 7 und dem radialen Kernteil 8a nicht groß zu sein braucht. In anderen Worten kann der magnetische Spalt (der Abstand C1) klein ausgestaltet werden.
-
Daher kann auch in dem in 7 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel magnetischer Fluss erfolgreich zwischen dem Joch 7 und dem radialen Kernteil 8a übertragen werden. Außerdem kann, weil der Abstandshalter 16 beseitigt ist, das Auflager 17 durch Schweißen oder dergleichen an einer äußeren Umfangsoberfläche des Jochs 7 befestigt werden. In dem fünften Ausführungsbeispiel sind die anderen Teile des elektromagnetischen Solenoids ähnlich zu denjenigen des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
-
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben wurde, wird angemerkt, dass sich verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann ergeben werden. Zum Beispiel wird in dem ersten Ausführungsbeispiel der Ausleger 10b der Plungerführung 10 durch eine elastische Kraft des als die Dichtungskomponente verwendeten O-Rings 18 belastet. Jedoch kann die elastische Kraft unter Verwendung des Auslegers 10b auf den Kragen 12 angewandt werden. Im Einzelnen kann, wie in 1 gezeigt ist, eine äußere diametrale Seite des Kragens 12 mit dem Ausleger 10b der Plungerführung 10 in Eingriff gebracht werden, und kann der Kragen 12 Ansatzstücke 12a aufweisen, um über die elastische Kraft zu verfügen. Demgemäß kann der Ausleger 10b über den mit dem Ausleger 10b in Eingriff stehenden Kragen 12 in Richtung zu der zweiten Seite des elektromagnetischen Solenoids 5 gedrückt werden.
-
In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist der Abstandshalter 16 einstÜckig mit dem Auflager 17 ausgeformt, wie in 1 gezeigt ist, aber der Abstandshalter 16 kann getrennt von dem Auflager 17 ausgestaltet sein. In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird das elektromagnetische Solenoid 5 vorwiegend für das hydraulische Steuerventil 1 für eine Ventilzeiten-Steuereinrichtung einer Brennkraftmaschine verwendet. Das elektromagnetische Solenoid 5 ist jedoch nicht auf die Verwendung für das hydraulische Steuerventil 1 beschränkt, und beispielsweise kann das elektromagnetische Solenoid 5 für ein hydraulisches Solenoid eines automatischen Getriebes eines Fahrzeugs verwendet werden. Alternativ kann das elektromagnetische Solenoid 5 für ein elektromagnetisches Ventil verwendet werden, welches bewirkt, dass eine Fluidpassage oder dergleichen durch Ansteuern eines Ventilelements des elektromagnetischen Ventils geöffnet oder geschlossen wird.
-
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden sich ohne weiteres für den Fachmann ergeben. Die Offenbarung in ihrem weiteren Sinne ist daher nicht auf die bestimmten Einzelheiten, eine repräsentative Vorrichtung und darstellende Beispiele wie gezeigt und beschrieben beschränkt.
-
Ein wie vorstehend beschriebenes elektromagnetisches Solenoid beinhaltet somit einen ersten und einen zweiten Stator 8, 9, die an zwei axialen Endseiten einer Spule 6 angeordnet sind. Der erste Stator 8 beinhaltet einen ringförmigen radialen Kernteil 8a, einen axialen Kernteil 8b, der sich zylinderförmig ausgehend von einem inneren Ende des radialen Kernteils 8a in Richtung zu dem zweiten Stator 9 hin erstreckt, und einen Kerneckteil mit einer äußeren Eckoberfläche 8c an einem Übergangsabschnitt des radialen Kernteils 8a und des axialen Kernteils 8b. Eine Plungerführung 10 beinhaltet eine zylinderförmige Hülse 10a einwärts der Statoren 8, 9, einen Ausleger 10b, der sich ausgehend von der Hülse 10a entlang einer Seite des radialen Kernteils 8a gegenüberliegend der Spule 6 radial nach außen erstreckt, und einen Plungerführungs-Eckteil mit einer inneren Eckoberfläche 10c an einem Übergangsabschnitt der Hülse 10a und des Auslegers 10b. Die innere und die äußere Eckoberfläche 8c, 10c des Kerneckteils und des Plungerführungs-Eckteils stoßen in einem Kontaktabschnitt linear oder in einem Bereich entlang eines gesamten Umfangs aneinander an.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 4214964 [0002]
- US 2005/0062005 A [0002]
