DE112013002813T5

DE112013002813T5 - Magnetantriebseinrichtung

Info

Publication number: DE112013002813T5
Application number: DE201311002813
Authority: DE
Inventors: c/o AISIN AW CO. LTD. Tanaka Tomoyuki; c/o AISIN AW CO. LTD. Irie Keiichiro
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2015-04-02
Also published as: CN104380398A; CN104380398B; US20150179322A1; JP2014041995A; WO2014017639A1; JP6094309B2; US9318246B2

Abstract

Es wird eine kostengünstige Magnetantriebseinrichtung mit einer hohen magnetischen Leistungsfähigkeit geschafften, bei der ein einen Kolben aufnehmender Abschnitt und ein den Kolben anziehender Abschnitt in einen Kern als ein ferromagnetischer Körper integriert sind. Ein Kern (3) weist einen Magnetflussbegrenzungsabschnitt (7), der in einem Bereich auf der Seite der Vorspannrichtung (FF) einer ersten imaginären Grenzebene (V1) angeordnet ist und der ausgebildet ist, um in einer Radialrichtung (R) eine geringere Dicke aufzuweisen, und einen Abschnitt vergrößerten Durchmessers (8) auf, der so ausgebildet ist, dass seine Dicke in der Radialrichtung (R) auf einer durchgehenden oder schrittweisen Weise von der ersten imaginären Grenzebene V1 hin zu der Seite der Gegen-Vorspannrichtung (FR) zunimmt. Der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 weist einen vertieften Abschnitt 8c auf, dessen Außenfläche hin zu einer radialen Innenfläche gegenüber einer vorbestimmten vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref im Axialschnitt des Kerns 3 vertieft ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Magnetantriebseinrichtungen mit einer Zylinderwicklung bzw. Zylinderspule, einem Kern, der radial innerhalb der Zylinderspule angeordnet ist und eine untere zylindrische Innenfläche aufweist, und einem Kolben, der radial innerhalb des Kerns festgelegt ist, so dass der Kolben entlang der Axialrichtung des Kerns gemäß dem Betrag eines der Zylinderspule zugeführten elektrischen Stroms verlagert bzw. verschoben werden kann.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein elektromagnetisches Ventil, das eine solche Magnetantriebseinrichtung verwendet, ist in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung mit der Nr. H11-287348 ( JP H11-287348 A ) (Patentdokument 1) offenbart. Dieses elektromagnetische Ventil weist eine Zylinderspule (einen Elektromagneten), einen Kolben, der dazu eingerichtet ist, sich durch die Zufuhr elektrischen Stroms zu dem Elektromagneten entlang einer Axialrichtung zu bewegen, und einen Kern als einen Magnetkörper, der den Kolben entsprechend der Anregung des Elektromagneten anzieht. Radial innerhalb des Elektromagneten ist ein Joch als ein Magnetkörper mit einem zylindrischen Abschnitt vorgesehen. Der Kern weist einen Aufnahmeabschnitt mit einer zylindrischen Innenumfangsfläche auf und der aufnehmende Abschnitt ist radial innerhalb des Elektromagneten angeordnet. Das Joch und der Kern sind in der Bewegungsrichtung des Kolbens (in der Axialrichtung) zueinander benachbart bzw. nebeneinander angeordnet, so dass eine zylindrische Innenumfangsfläche eines zylindrischen Abschnitts des Jochs und eine zylindrische Innenumfangsfläche des Kerns als Gleitflächen für den Kolben dienen. Das Joch und der Kern sind an einer zylindrischen Abdeckung als einen Magnetkörper befestigt und der Elektromagnet, der Kern, der Kolben, das Joch und die Abdeckung bilden einen Magnetkreis aus. Das elektromagnetische Ventil ist so ausgebildet, dass der Kern und das Joch an einer vorbestimmten Position einen hohen magnetischen Widerstand aufweisen, um die Kraft sicherzustellen, die den Kolben durch den Kern in diesem Magnetkreis anzieht. Insbesondere ist zwischen dem Joch und dem Kern ein Zwischenraum mit einem hohen magnetischen Widerstand vorgesehen (vgl. Patentdokument 1: 1 und 2, Absätze bis [0022] etc.).
Eine in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009-127692 ( JP 2009-127692 A ) (Patentdokument 2) offenbarte Linearmagneteinrichtung weist zwischen einem ersten Kern, der dem Kern des Patentdokuments 1 entspricht, und einem zweiten Kern, der dem Joch des Patentdokuments 1 entspricht, ein Element als einen nichtmagnetischen Körper auf (vgl. Patentdokument 2: 1 und 5, Absätze [0014] bis [0017] etc.). Das heißt, dass die Linearmagneteinrichtung des Patentdokuments 2 anstatt dem Zwischenraum zwischen dem Kern und dem Joch des Patentdokuments 1 das Element als den nichtmagnetischen Körper aufweist. Da das Element als der nichtmagnetische Körper vorgesehen ist, dienen die Innenumfangsfläche des ersten Kerns, die Innenumfangsfläche des zweiten Kerns und die Innenumfangsfläche des nichtmagnetischen Körpers als durchgehende Gleitfläche und die Gleitfähigkeit wird verbessert. Da auch die relative Positionsgenauigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Kern und die relative Positionsgenauigkeit zwischen dem Kolben und den Kernen verbessert sind, ist der magnetische Verlust verbessert.
In einem elektromechanischen Stellglied, das in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2000-21628 ( JP 2000-21628 A ) (Patentdokument 3) offenbart ist, sind der erste Kern, der zweite Kern und der nichtmagnetische Körper des Patentdokuments 2 als eine kernintegrierte Hülse aus einem einzigen ferromagnetischen Material verarbeitet bzw. gefertigt. Bei dieser kernintegrierten Hülse wird ein modifizierter Teil als ein Abschnitt, der dem Zwischenraum des Patentdokuments 1 und dem nichtmagnetischen Körper des Patentdokuments 2 entspricht, mit einem Laserstrahl bestrahlt, während er mit einem Austenit-produzierenden Element (einem Element, das einen nichtmagnetischen Körper oder einen schwach magnetischen Körper produziert) versorgt wird, wie etwa z.B. Nickel. Infolgedessen wird der modifizierte Teil in einen nichtmagnetischen Körper oder einen schwach magnetischen Köper legiert (Patentdokument 3: 2, Paragraphs und [0022] etc.).
Wie oben beschrieben, werden verschiedene Strukturen bzw. Aufbauten vorgeschlagen, um die magnetische Leistungsfähigkeit zu verbessern. Der Aufbau des oben beschriebenen Patentdokuments 2 kann die Positionierungsgenauigkeit des Magnetkörpers und des nichtmagnetischen Körpers sicherstellen und kann eine hohe magnetische Leistungsfähigkeit erzielen. Allerdings sind die Herstellungskosten hoch, da drei (Einzel-)Teile kombiniert werden. Andererseits sind, da der Aufbau aus dem Patentdokument 3 durch ein Einzelteil ausgebildet ist, die Herstellungskosten dort geringer als bei dem Aufbau des Patentdokuments 2. Jedoch ist es nicht einfach, den Bereich der Legierungen, die durch die Laserstrahlbestrahlung produziert werden, den Gehalt des Austenit-produzierenden Elements etc. präzise zu steuern und die magnetische Leistungsfähigkeit ist weniger stabil als bei dem Aufbau des Patentdokuments 2.
[Dokumente des Stands der Technik]
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. H11-287348 ( JP H11-287348 A )
[Patentdokument 2] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009-127692 ( JP 2009-127692 A )
[Patentdokument 3] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2000-21628 ( JP 2000-21628 A )

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[Mit der Erfindung zu lösendes Problem]
Angesichts des vorstehenden Hintergrunds ist es wünschenswert, eine kostengünstige Magnetantriebseinrichtung mit einer hohen magnetischen Leistungsfähigkeit zu realisieren, bei der ein einen Kolben aufnehmender Abschnitt und ein den Kolben anziehender Abschnitt mit bzw. in einem Kern als ein ferromagnetischer Körper integriert sind.
[Mittel zum Lösen des Problems]
Angesichts des vorstehenden Problems, ist eine Magnetantriebseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Magnetantriebseinrichtung mit einer Zylinderspule, einem Kern, der radial innerhalb der Zylinderspule angeordnet ist und der eine untere zylindrische Innenfläche aufweist, einem Kern, der radial innerhalb der Zylinderspule angeordnet ist und der eine untere zylindrische Innenfläche aufweist, und einem Kolben, der entlang einer Axialrichtung des Kerns verlagerbar ist und der einer Vorspannkraft in eine Richtung ausgesetzt ist, in welcher der Kolben von einem Bodenflächenabschnitt des Kerns entlang der Axialrichtung abgetrennt ist, und der radial innerhalb des Kerns angeordnet ist, wobei die Magnetantriebseinrichtung so konfiguriert ist, dass der Kolben entsprechend einem Betrag eines der Zylinderspule zugeführten elektrischen Stroms zwischen einer Maximalhubposition als eine Position, in der eine Spitzenendfläche des Kolbens, welche dem Bodenflächenabschnitt zugewandt ist, aufgrund der Vorspannkraft am weitesten von dem Bodenflächenabschnitt entfernt angeordnet ist, wenn der Zylinderspule kein elektrischer Strom zugeführt wird, und einer Minimalhubposition als eine Position verlagerbar ist, in welcher die Spitzenendfläche des Kolbens am nächsten zu dem Bodenflächenabschnitt durch die Zufuhr elektrischen Stroms zu der Zylinderspule angeordnet ist, wobei eine Vorspannrichtung eine Richtung ist, in welcher der Kolben durch die Vorspannkraft entlang der Axialrichtung vorgespannt ist, und eine Gegen-Vorspannrichtung eine Richtung ist, die der Vorspannrichtung entgegengesetzt ist, eine erste imaginäre Grenzebene als eine imaginäre Ebene senkrecht zu der Axialrichtung in einem Grenzabschnitt zwischen einem Magnetflussbegrenzungsabschnitt und einem Abschnitt vergrößerten Durchmessers des Kerns festgelegt ist, um an der Maximalhubposition in der Axialrichtung oder einer Position angeordnet zu sein, welche auf einer Seite in der Vorspannrichtung der Maximalhubposition angeordnet ist, und eine zweite imaginäre Grenzebene als eine imaginäre Ebene senkrecht zu der Axialrichtung ist festgelegt an der Minimalhubposition in der Axialrichtung oder an einer Position, die auf der Seite in der Vorspannrichtung der Minimalhubposition und auf einer Seite in der Gegen-Vorspannrichtung der Maximalhubposition angeordnet ist, der Magnetflussbegrenzungsabschnitt in einem Bereich auf der Seite der Vorspannrichtung der ersten imaginären Grenzebene angeordnet ist und ausgebildet ist, um eine geringere radiale Dicke aufzuweisen als ein Bereich auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung der ersten imaginären Grenzebene, der Abschnitt vergrößerten Durchmessers so ausgebildet ist, dass seine radial Dicke durchgängig oder schrittweise von der ersten imaginären Grenzebene hin zu der Seite der Gegen-Vorspannrichtung zunimmt, eine vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie eine Gerade ist, die einen ersten Referenzpunkt und einen zweiten Referenzpunkt verbindet, wobei der erste Referenzpunkt ein Schnittpunkt der ersten imaginären Grenzebene und einer radialen Außenfläche des Kerns in einem Axialschnitt des Kerns entlang einer Ebene aufweisend eine Zentralachse des Kerns, und der zweite Referenzpunkt ein Schnittpunkt der zweiten imaginären Grenzebene und der radialen Außenfläche des Kerns im Axialschnitt ist, und der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen vertieften Abschnitt aufweist, dessen Außenfläche bezüglich der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie hin zu einer radialen Innenfläche vertieft ist.
Da der vertiefte Abschnitt in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers des Kerns vorgesehen ist, ist ein Pfad eines Magnetflusses verengt, der in den Abschnitt vergrößerten Durchmessers fließt, und der Pfad des Magnetflusses in eine Richtung senkrecht zu der Axialrichtung ist reduziert und ist in eine Richtung entlang der Axialrichtung abgelenkt. Infolgedessen ist das Größenverhältnis einer Komponente in der Gegen-Vorspannrichtung der Kraft vergrößert, die auf den Kolben aufgebracht wird, und die Kraft des Kerns anziehend den Kolben ist verstärkt. Dieser Aufbau kann insbesondere die Anzugskraft an oder nahe der Minimalhubposition verstärken. Außerdem ist die erste imaginäre Grenzebene in dem Grenzabschnitt zwischen der Magnetflussbegrenzungsabschnitt und dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers des Kern festgelegt, um auf der Seite der Vorspannrichtung der Maximalhubposition angeordnet zu sein, und die zweite imaginäre Grenzebene ist an der Minimalhubposition in der Axialrichtung oder an der Position festgelegt, die auf der Seite in der Vorspannrichtung der Minimalhubposition und auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung der Maximalhubposition angeordnet ist. Dementsprechend kann die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie in einem Bereich, der mit einem Hubbereich des Kolbens übereinstimmt oder in einem Bereich festgelegt sein, der von diesem Bereich in der Vorspannrichtung verlagert ist. Der Abschnitt vergrößerten Durchmessers und der vertiefte Abschnitt können daher an geeigneten Positionen festgelegt werden. Das heißt, dass der Abschnitt vergrößerten Durchmessers gemäß dieser Konfiguration einen charakteristischen Aufbau in seiner Außenform und seiner vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche aufweist, wodurch eine kostengünstige Magnetantriebseinrichtung mit einem integrierten Kern und einer hohen magnetischen Leistungsfähigkeit realisiert werden kann.
Es ist bevorzugt, dass der vertiefte Abschnitt an einer Position aufweisend einen Schnittpunkt einer Normalen von einem Minimalhub-Innenflächenpunkt hin zu der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie im Axialschnitt ausgebildet ist, oder auf sowohl der Seite in der Vorspannrichtung und der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung des Schnittpunkts im Axialschnitt ausgebildet ist, wobei der Minimalhub-Innenflächenpunkt ein Punkt auf der radialen Innenfläche des Kerns ist, welcher der Minimalhubposition entspricht. Der kürzeste Abstand von dem Minimalhub-Innenflächenpunkt hin zu der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie ist die Länge der Normalen von dem Minimalhub-Innenflächenpunkt hin zu der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie. In dem Fall, in dem der vertiefte Abschnitt an der Position aufweisend den Schnittpunkt dieser Normalen mit der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie ist der kürzeste Abstand zwischen dem Minimalhub-Innenflächenpunkt und der Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers kürzer als die Länge der Normalen. Dementsprechend kann an oder nahe der Minimalhubposition der Bereich, in dem der Magnetfluss fließt, reduziert werden und der Magnetfluss kann in die Richtung entlang der Axialrichtung abgelenkt bzw. umgelenkt werden. Außerdem ist der Abstand zwischen dem Minimalhub-Innenflächenpunkt und der Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers in den Bereichen auf sowohl der Seite der Vorspannrichtung als auch der Seite der Gegen-Vorspannrichtung des Schnittpunkts der Normalen und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie größer bzw. länger als die Länge der Normalen. Das Ausbilden des vertieften Abschnitts in diesen Bereichen kann den Abstand zwischen dem Minimalhub-Innenflächenabschnitt und der Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers reduzieren. Der Bereich, in welchem der Magnetfluss fließt, kann daher reduziert werden und der Magnetfluss kann in die Richtung entlang der Axialrichtung abgelenkt werden.
Es ist bevorzugt, dass der Abschnitt vergrößerten Durchmessers ferner einen vorstehenden Abschnitt aufweist, dessen Außenfläche hin zu der radialen Außenfläche über die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie hinaus vorsteht. Das Vorsehen eines derart vorstehenden Abschnitts kann einer Verringerung einer Schnittfläche des Axialschnitts des Abschnitts vergrößerten Durchmessers kompensieren, welche Verringerung durch Ausbilden des vertieften Abschnitts in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers verursacht wird. Dies kann eine hohe Menge eines Magnetflusses sicherstellen, der in den Abschnitt vergrößerten Durchmessers fließt. Infolgedessen wird die Anzugskraft des Kerns anziehend den Kolben verstärkt. Dieser Aufbau verstärkt insbesondere die Anzugskraft an oder nahe der Maximalhubposition. Gemäß dieser Konfiguration kann die Anzugskraft daher an allen Hubpositionen von der Minimalhubposition bis zur Maximalhubposition erhöht werden. Das heißt, dass der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen charakteristischen Aufbau seiner Außenform aufweist, wodurch eine kostengünstige Magnetantriebseinrichtung mit einem integrierten Kern und mit einer hohen magnetischen Leistungsfähigkeit realisiert werden kann.
Weiter wird bevorzugt, dass der vorstehende Abschnitt und der vertiefte Abschnitt so ausgebildet sind, dass eine erweiterter-Abschnitt-Schnittfläche als eine Schnittfläche des Kerns zwischen der ersten imaginären Grenzebene und der zweiten imaginären Grenzebene im Axialschnitt größer ist als eine Referenzschnittfläche in allen axialen Abschnitten entlang des gesamten Umfangs, wobei die Referenzschnittfläche eine Schnittfläche des Kerns in einem Fall ist, in welchem eine Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers durch die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie ausgebildet ist. Gemäß dieser Konfiguration kann ein größerer magnetischer Anteil sichergestellt werden, da der vertiefte Abschnitt und der vorstehende Abschnitt so ausgebildet sind, dass die vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche größer ist als die Referenzschnittfläche, Infolgedessen wird die Anzugskraft des Kerns anziehend den Kolbe verstärkt. Dieser Aufbau verstärkt insbesondere die Anzugskraft an oder nahe der Maximalhubposition. Gemäß dieser Konfiguration kann daher die Anzugskraft an allen Hubpositionen von der Minimalhubposition zu der Maximalhubposition verstärkt werden. Das heißt, dass der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen charakteristischen Aufbau seiner Außenform und seiner vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche aufweist, wodurch eine kostengünstige Magnetantriebseinrichtung mit einem integrierten Kern und mit einer hohen magnetischen Leistungsfähigkeit realisiert werden kann.
Vorzugsweise weist der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen ersten vorstehenden Abschnitt als den vorstehenden Abschnitt, den vertieften Abschnitt und einen zweiten vorstehenden Abschnitt als den vorstehenden Abschnitt in dieser Reihenfolge von der ersten imaginären Grenzebene in die Gegen-Vorspannrichtung auf. An oder nahe der Minimalhubposition ist der Pfad des Magnetflusses, der in die Richtung senkrecht zu der Axialrichtung fließt, aufgrund des vertieften Abschnitts reduziert und wird daher in die Richtung entlang der Axialrichtung abgelenkt. Infolgedessen ist das Größenverhältnis der Komponente in der Gegen-Vorspannrichtung zu der Kraft erhöht, die auf den Kolben aufgebracht wird, und die Anzugskraft des Kerns anziehend den Kolben wird verstärkt. Allerdings ist an oder nahe der Maximalhubposition der magnetische Widerstand an oder nahe des Kolbens aufgrund des ersten vorstehenden Abschnitts reduziert und der Magnetfluss, der von dem Kolben zu dem Kern fließt, ist daher erhöht. Das Vorsehen des ersten vorstehenden Abschnitts und des zweiten vorstehenden Abschnitts kompensiert eine Verringerung einer Schnittfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers, welche Verringerung durch den vertieften Abschnitt verursacht wird, und vergrößert die Schnittfläche im Axialschnitt des Abschnitts vergrößerten Durchmessers als Ganzes. Dementsprechend wird der magnetische Widerstand reduziert, was es dem Magnetfluss erlaubt, zufriedenstellend zu fließen. Infolgedessen wird auch die Anzugskraft an oder nahe der Maximalhubposition verstärkt. Das Vorsehen des vorstehenden Abschnitts und des vertieften Abschnitts in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers kann daher die Anzugskraft verstärken, während die Stabilität hinsichtlich des Hubs beibehalten wird.
Es ist bevorzugt, dass der vorstehende Abschnitt, der in der Vorspannrichtung an die zweite imaginäre Grenzebene angrenzt, eine erste Außenfläche durchgängig mit der radialen Außenfläche des Kerns, welche auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung der zweiten imaginären Grenzebene angeordnet ist, und eine zweite Außenfläche aufweist, die mit einem Ende auf der Seite in der Vorspannrichtung der ersten Außenfläche verbunden ist und in einer Form einer Kegelstumpffläche ausgebildet ist, welche einen größeren Neigungswinkel zu der Axialrichtung aufweist als die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie. Gemäß dieser Konfiguration kann der vorstehende Abschnitt auf einfache Weise durch üblicherweise verwendete Fertigungsverfahren gefertigt werden.
Es ist bevorzugt, dass die erste imaginäre Grenzebene an einer Position in der Axialrichtung zwischen der Maximalhubposition und einer Position festgelegt ist, welche von der Maximalhubposition durch einen Abstand entfernt angeordnet ist, der gleich einem halben Hub des Kolbens in der Vorspannrichtung ist, und die zweite imaginäre Grenzebene ist festgelegt an einer Position in der Axialrichtung zwischen der Minimalhubposition und einer Position, die von der Minimalhubposition durch einen Abstand entfernt angeordnet ist, der gleich dem halben Hub des Kolbens in der Vorspannrichtung ist. Gemäß dieser Konfiguration ist die erste imaginäre Grenzebene an einer relativ nahen Position zu der Maximalhubposition angeordnet, welche in der Vorspannrichtung von der Maximalhubposition durch bis zum halben Hub des Kolbens getrennt ist, und die zweite imaginäre Grenzebene ist an einer relativ nahen Position zu der Minimalhubposition festgelegt, welche in der Vorspannrichtung von der Minimalhubposition bis zum halben Hub getrennt ist. Die vergrößerte-Durchmesser-Referenzlinie und der vertiefter Abschnitt können deshalb an geeigneten Positionen gemäß dem Hubbereich des Kolbens festgelegt sein. Dementsprechend kann eine kostengünstige Magnetantriebseinrichtung mit einem integrierten Kern und einer hohen magnetischen Leistungsfähigkeit realisiert werden.
Es ist bevorzugt, dass der Kolben konfiguriert ist, um mit einer Spule eines Öldruckregelventils betrieben zu werden, das Öldruckregelventil in einem Endbereich auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung in einem Hubbereich der Spule einen Nichtsteuerbereich aufweist, in welchem ein Ausgangsöldruck ungeachtet einer Position der Spule konstant ist, und auf der Seite in der Vorspannrichtung des Nichtsteuerbereichs einen Steuerbereich aufweist, in welchem der Ausgangsöldruck entsprechend der Position der Spule variiert, und die zweite imaginäre Grenzebene an einer Position in der Axialrichtung festgelegt ist, welche von der Minimalhubposition in der Vorspannrichtung durch einen Abstand entfernt angeordnet ist, der einer Länge des Nichtsteuerbereichs in der Axialrichtung entspricht. Gemäß dieser Konfiguration kann der Kolben so angeordnet werden, dass die Position der Spitzenendfläche des Kolbens in einem Zustand, in dem die Spule an einem Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung des Steuerbereichs angeordnet ist, einer Position eines Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung des Abschnitts vergrößerten Durchmessers entspricht. Dementsprechend kann der Abschnitt vergrößerten Durchmessers so nahe wie möglich an der Seite in der Vorspannrichtung innerhalb eines Bereichs angeordnet sein, der eine Lagebeziehung erreicht, bei der der Steuerbereich dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers entspricht. Dies kann eine hohe Menge von Magnetfluss sicherstellen, der in den Abschnitt vergrößerten Durchmessers fließt, und kann die Anzugskraft verstärken, während solche Eigenschaften sichergestellt werden, dass die Anzugskraft des Kerns in anziehend den Kolben ungeachtet der Hubposition der Spule in dem Steuerbereich stabil ist.
Alternativ dazu ist bevorzugt, dass die erste imaginäre Grenzebene an der Maximalhubposition in der Axialrichtung festgelegt ist und die zweite imaginäre Grenzebene an der Minimalhubposition in der Axialrichtung festgelegt ist. Durch diese Konfiguration kann ebenfalls eine Magnetantriebseinrichtung mit derart oben beschriebenen Effekten realisiert werden.
Angesichts des vorstehenden Problems, ist die Magnetantriebseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Magnetantriebseinrichtung mit einer Zylinderspule, einem Kern, der radial innerhalb der Zylinderspule angeordnet ist und der eine untere zylindrische Innenfläche aufweist, und einem Kolben, der entlang einer Axialrichtung des Kerns verlagerbar ist und der einer Vorspannkraft in eine Richtung ausgesetzt ist, in welcher der Kolben von einem Bodenflächenabschnitt des Kerns entlang der Axialrichtung abgetrennt ist, und der radial innerhalb des Kerns angeordnet ist, wobei die Magnetantriebseinrichtung so konfiguriert ist, dass der Kolben entsprechend einem Betrag eines der Zylinderspule zugeführten elektrischen Stroms zwischen einer Maximalhubposition als eine Position, in der eine Spitzenendfläche des Kolbens, welche dem Bodenflächenabschnitt zugewandt ist, aufgrund der Vorspannkraft am weitesten von dem Bodenflächenabschnitt entfernt angeordnet ist, wenn der Zylinderspule kein elektrischer Strom zugeführt wird, und einer Minimalhubposition als eine Position verlagerbar ist, in welcher die Spitzenendfläche des Kolbens durch die Zufuhr elektrischen Stroms zu der Zylinderspule am nächsten zu dem Bodenflächenabschnitt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorspannrichtung eine Richtung ist, in welcher der Kolben durch die Vorspannkraft entlang der Axialrichtung vorgespannt ist, und eine Gegen-Vorspannrichtung eine Richtung ist, die der Vorspannrichtung entgegengesetzt ist, der Kern einen Magnetflussbegrenzungsabschnitt, der in einem Bereich auf einer Seite in der Vorspannrichtung der Maximalhubposition angeordnet ist und der ausgebildet ist, um eine kleinere radiale Dicke zu haben als ein Bereich auf einer Seite in der Gegen-Vorspannrichtung der Maximalhubposition, und einen Abschnitt vergrößerten Durchmessers aufweist, der so ausgebildet ist, dass seine radiale Dicke von einem Ende auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung des Magnetflussbegrenzungsabschnitts hin zu der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung zunimmt, eine vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie eine Gerade ist, die in einem Axialschnitt des Kerns entlang einer Ebene aufweisend eine Zentralachse des Kerns einen Maximalhub-Außenflächenpunkt als einen Punkt auf einer radialen Außenfläche des Kerns, welche der Maximalhubposition entspricht und einen Minimalhub-Außenflächenpunkt als einen Punkt auf der radialen Außenfläche des Kerns verbindet, welcher der Minimalhubposition entspricht, der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen vorstehenden Abschnitt, dessen Außenfläche hin zu der radialen Außenfläche über die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie hinaus vorsteht, und einen vertieften Abschnitt aufweist, dessen Außenfläche hin zu einer radialen Innenfläche bezüglich der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie vertieft ist, und der vorstehende Abschnitt und der vertiefte Abschnitt so ausgebildet sind, dass eine vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche als eine Schnittfläche des Kerns zwischen der Maximalhubposition und der Minimalhubposition im Axialschnitt größer ist als eine Referenzschnittfläche in allen Axialschnitten entlang des gesamten Umfangs, wobei die Referenzschnittfläche eine Schnittfläche des Kerns in einem Fall ist, in welchem eine Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers durch die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie ausgebildet ist.
Da der vertiefte Abschnitt in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers des Kerns vorgesehen ist, ist ein Pfad eines Magnetflusses verengt, der in den Abschnitt vergrößerten Durchmessers fließt, und der Pfad des Magnetflusses in eine Richtung senkrecht zu der Axialrichtung ist reduziert und ist in eine Richtung entlang der Axialrichtung abgelenkt. Infolgedessen ist das Größenverhältnis einer Komponente in der Gegen-Vorspannrichtung der Kraft vergrößert, die auf den Kolben aufgebracht wird, und die Kraft des Kerns anziehend den Kolben ist verstärkt. Dieser Aufbau kann insbesondere die Anzugskraft an oder nahe der Minimalhubposition verstärken. Andererseits, kompensiert der vorstehende Abschnitt eine Verringerung einer vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche, welche Verringerung durch Vorsehen des vertieften Abschnitts verursacht wird. Gemäß dieser Konfiguration sind der vertiefte Abschnitt und der vorstehende Abschnitt so ausgebildet, dass die vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche größer ist als die Referenzschnittfläche. Dies kann eine große Menge eines Magnetflusses sicherstellen, der in den Abschnitt vergrößerten Durchmessers fließt. Infolgedessen wird die Anzugskraft des Kerns anziehend den Kolben verstärkt. Dieser Aufbau verstärkt insbesondere die Anzugskraft an oder nahe der Maximalhubposition. Gemäß dieser Konfiguration kann die die Anzugskraft daher an allen Hubpositionen von der Minimalhubposition zu der Maximalhubposition verstärkt werden. Das heißt, dass der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen charakteristischen Aufbau in seiner Außenform und seiner vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche aufweist, wodurch eine kostengünstige Magnetantriebseinrichtung mit einem integrierten Kern und einer hohen magnetischen Leistungsfähigkeit realisiert werden kann.
Es ist bevorzugt, dass der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen ersten vorstehenden Abschnitt als den vorstehenden Abschnitt, den vertieften Abschnitt und einen zweiten vorstehenden Abschnitt als den vorstehenden Abschnitt in dieser Reihenfolge von dem Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung des Magnetflussbegrenzungsabschnitts aufweist. An der Minimalhubposition ist der Pfad des Magnetflusses, der in die Richtung senkrecht zu der Axialrichtung fließt, durch den vertieften Abschnitt verengt und wird daher in die Richtung entlang der Axialrichtung abgelenkt. Infolgedessen ist das Größenverhältnis der Komponente in der Gegen-Vorspannrichtung zu der Kraft, die auf den Kolben aufgebracht wird, erhöht und die Anzugskraft des Kerns, die den Kolben anzieht, ist erhöht. Allerdings ist an der Maximalhubposition der magnetische Widerstand an oder nahe dem Kolben durch den ersten vorstehenden Abschnitt reduziert und der Magnetfluss, der von dem Kolben hin zu dem Kern fließt, ist daher erhöht. Das Vorsehen des ersten vorstehenden Abschnitts und des zweiten vorstehenden Abschnitts kompensiert eine Verringerung in der vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche, welche durch den vertieften Abschnitt verursacht wird, und vergrößert die vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche als Ganzes. Dementsprechend wird der magnetische Widerstand reduziert, was es ermöglicht, dass der Magnetfluss zufriedenstellend fließt. Infolgedessen ist auch die Anzugskraft an oder nahe der Maximalhubposition erhöht. Das Vorsehen des vorstehenden Abschnitts und des vertieften Abschnitts in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers kann daher die Anzugskraft verstärken, während die Stabilität bzw. Festigkeit hinsichtlich des Hubs beibehalten wird.
Es ist bevorzugt, dass der vertiefte Abschnitt an einer Position aufweisend einen Schnittpunkt einer Normalen von einem Minimalhub-Innenflächenpunkt hin zu der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie im Axialschnitt ausgebildet ist, oder auf sowohl der Seite in der Vorspannrichtung als auch auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung des Schnittpunkts im Axialschnitt ausgebildet ist, wobei der Minimalhub-Innenflächenpunkt ein Punkt auf der radialen Innenfläche des Kerns ist, welcher der Minimalhubposition entspricht. Der kürzeste Abstand von dem Minimalhub-Innenflächenpunkt hin zu der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie ist die Länge der Normalen von dem Minimalhub-Innenflächenpunkt hin zu der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie. In dem Fall, in dem der vertiefte Abschnitt an der Position aufweisend den Schnittpunkt dieser Normalen mit der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie ist der kürzeste Abstand zwischen dem Minimalhub-Innenflächenpunkt und der Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers kürzer als die Länge der Normalen. Dementsprechend kann an der Minimalhubposition der Bereich, in dem der Magnetfluss fließt, reduziert werden und der Magnetfluss kann in die Richtung entlang der Axialrichtung abgelenkt bzw. umgelenkt werden. Außerdem ist der Abstand zwischen dem Minimalhub-Innenflächenpunkt und der Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers in den Bereichen auf sowohl der Seite der Vorspannrichtung als auch der Seite der Gegen-Vorspannrichtung des Schnittpunkts der Normalen und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie größer bzw. länger als die Länge der Normalen. Das Ausbilden des vertieften Abschnitts in diesen Bereichen kann den Abstand zwischen dem Minimalhub-Innenflächenabschnitt und der Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers reduzieren. Der Bereich, in welchem der Magnetfluss fließt, kann daher reduziert werden und der Magnetfluss kann in die Richtung entlang der Axialrichtung abgelenkt werden.
Es wird bevorzugt, dass der vorstehender Abschnitt, der in der Gegen-Vorspannrichtung an den vertieften Abschnitt angrenzt, eine erste Außenfläche durchgängig mit der radialen Außenfläche des Kerns, welche auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung der Minimalhubposition angeordnet ist, und eine zweite Außenfläche aufweist, die sich von einem Ende auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung des vertieften Abschnitts hin zu der ersten Außenfläche entlang einer Richtung senkrecht zu der Axialrichtung erstreckt. Gemäß dieser Konfiguration kann die Schnittfläche des vorstehenden Abschnitts in einem maximalen Ausmaß innerhalb eines Bereichs vergrößert werden, in welchem der vorstehende Abschnitt einfach durch ein üblicherweise verwendetes Fertigungsverfahren gefertigt werden. Gemäß dieser Konfiguration kann die vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche im Axialschnitt deshalb vergrößert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Axialschnittansicht eines elektromagnetischen Ventils mit einer Magnetantriebseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Teils am oder nahe dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers in einem Axialschnitt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 ist ein Diagramm, das einen Vergleich zwischen der Schnittfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers (vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche) und der Referenzschnittfläche gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
4 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht in einem Axialschnitt, die einen typischen Aufbau des Abschnitts vergrößerten Durchmessers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
5 ist ein Diagramm, das schematisch einen Zusammenhang zwischen einem vergrößerten Winkel und einer magnetischen Leistungsfähigkeit in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
6 ist ein Diagramm, das schematisch das Verhältnis zwischen dem vergrößerten Winkel und der magnetischen Leistungsfähigkeit in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
7 ist eine Darstellung, die das Prinzip der Verbesserung der magnetischen Leistungsfähigkeit in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
8 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Teils am oder nahe dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers in einem Axialschnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
9 ist eine Darstellung, die das Prinzip der Verbesserung der magnetischen Leistungsfähigkeit in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
10 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht in einem Axialschnitt, der eine weiteres bzw. anderes Konfigurationsbeispiel des Abschnitts vergrößerten Durchmessers zeigt.
11 ist eine teilweise Ansicht in einem Axialschnitt, die ein noch anderes Konfigurationsbeispiel des Abschnitts vergrößerten Durchmessers zeigt.
12 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht in einem Axialschnitt, die ein weiteres Konfigurationsbeispiel des Abschnitts vergrößerten Durchmessers zeigt.
13 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht in einem Axialschnitt, die ein weiteres Konfigurationsbeispiel des Abschnitts vergrößerten Durchmessers zeigt.
14 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht in einem Axialschnitt, die ein noch weiteres Konfigurationsbeispiel des Abschnitts vergrößerten Durchmessers zeigt.
15 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht in einem Axialschnitt, die ein weiteres Konfigurationsbeispiel des Abschnitts vergrößerten Durchmessers zeigt.
16 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht in einem Axialschnitt, die ein weiteres Konfigurationsbeispiel des Abschnitts vergrößerten Durchmessers zeigt.
17 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht in einem Axialschnitt, die ein weiteres Konfigurationsbeispiel des Abschnitts vergrößerten Durchmessers.
ARTEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
1. Erstes Ausführungsbeispiel
Nun wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der begleitenden Zeichnung unter Verwendung eines Beispiels beschrieben, bei dem eine Magnetantriebseinrichtung der vorliegenden Erfindung an einem elektromagnetischen Ventil angewendet wird. 1 ist eine Axialschnittansicht eines elektromagnetischen Ventils 20 mit einer Magnetantriebseinrichtung 10 und 2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Teils am oder nahe einem Abschnitt vergrößerten Durchmessers, der in 1 mit dem Bezugszeichen “8” bezeichnet ist und nachfolgend beschrieben wird. Das abschnittsweise in 1 gezeigte elektromagnetische Ventil 20 ist beispielsweise als ein Linearmagnetventil ausgeführt, das für die Hydrauliksteuerung bzw. -regelung einer Kupplung oder einer Bremse verwendet wird, die in einem Automatikgetriebe eingebunden ist. Wie in 1 gezeigt, weist das elektromagnetische Ventil 20 eine Magnetantriebseinrichtung 10 und einen Druckregelventilabschnitt 40 auf, der durch die Magnetantriebseinrichtung 10 antreibbar ist bzw. angetrieben wird, um einen aufgenommenen Öldruck zu steuern bzw. zu regeln und einen gesteuert bzw. geregelten Öldruck auszugeben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht dieser Druckregelventilabschnitt 40 dem Öldruckregelventil der vorliegenden Erfindung.
Die Magnetantriebseinrichtung 10 weist ein Gehäuse 1 als ein zylindrisches Element mit einem Boden (ein mit Boden versehenes zylindrisches Element), eine Zylinderspule 2, die in einer Radialrichtung R innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist, einen Kern 3, der in der Radialrichtung R der Zylinderspule 2 angeordnet ist, einen Kolben 6, der in der Radialrichtung R innerhalb des Kerns 3 angeordnet ist, und eine Welle 38, die koaxial mit dem Kolben 6 vorgesehen ist. Das Gehäuse 1, der Kern 3 und der Kolben 6 sind jeweils aus einem ferromagnetischen Material gefertigt, wie etwa hochreinem Eisen. Die Außenfläche des Kolbens 6 ist mit einem nichtmagnetischen Material überzogen, wie etwa beispielsweise Nickel oder Phosphor, so dass eine nichtmagnetische Schicht ausgebildet ist.
Die Zylinderspule 2 durch Wickeln eines beschichteten, leitenden Draht um eine isolierende Rolle 2a ausgebildet. Der Kern 3 weist eine untere zylindrische Innenfläche auf und der Innenraum des zylindrischen Abschnitts dient als ein Kolben aufnehmender Abschnitt 3c, einen Raum, der den Kolben 6 aufnimmt. Der Kolben 6 kann entlang einer Axialrichtung L des Kerns 3 verlagert bzw. verschoben werden und ist in der Richtung (Vorspannrichtung FF), in welcher der Kolben 6 entlang der Axialrichtung L durch einen Bodenflächenabschnitt 3a (siehe 2) des Kerns 3 geteilt ist, einer Vorspannkraft ausgesetzt. Der Kolben 6 kann entsprechend einem Betrag eines elektrischen Stroms, der der Zylinderspule 2 zugeführt wird, zwischen einer Maximalhubposition Pmax als eine Position, in der eine Spitzenendfläche 6a (siehe 3) des Kolbens 6, die einem Bodenflächenabschnitt 3a zugewandt ist, durch die Vorspannkraft, wenn der Zylinderspule 2 kein elektrischer Strom zugeführt wird, am weitesten von dem Bodenflächenabschnitt 3a entfernt ist, und einer Minimalhubposition Pmin als eine Position verlagert bzw. verschoben werden, in der die Spitzenendfläche 6a des Kolbens 6 durch Zufuhr elektrischen Stroms an die Zylinderspule 2 am nächsten dem Bodenflächenabschnitt 3a angeordnet ist. Die Zylinderspule 2 ist mit einem Verbinderabschnitt 39 verbunden, der an dem Außenumfangsabschnitt des Gehäuses 1 ausgebildet ist, und elektrischer Strom wird der Zylinderspule 2 über diesen Verbinderabschnitt 39 zugeführt.
Der Bodenflächenabschnitt 3a des Kerns 3 weist ein Durchgangsloch auf, das sich in der Axialrichtung L durch den Boden des Kerns hindurch erstreckt. Der Boden des Kerns 3 weist dieselbe Länge wie die des Kolbenaufnahmeabschnitts 3c in der Axialrichtung L auf und dieses Durchgangsloch dient als ein wellenaufnehmender Abschnitt 34d, der die Welle 38 aufnimmt. Die Welle 38 kann in der Axialrichtung L verlagert bzw. verschoben werden, mit der als Gleitfläche dienenden Innenumfangsfläche des Wellenaufnahmeabschnitts 34d. Die Welle 38 befindet sich mit einem Ende in Kontakt mit dem Kolben 6 und die Welle 38 und der Kolben 6 gleiten gemeinsam. In anderen Worten sind die Welle 38 und der Kolben konfiguriert, um gemeinsam betrieben zu werden.
Der Druckregelventilabschnitt 40 weist eine zylindrische Hülse 50, eine Spule 60, die in der Radialrichtung R innerhalb der Hülse 50 angeordnet ist und die ein Ende in der Axialrichtung L aufweist, das sich mit dem Ende in der Axialrichtung L der Welle 38 in Kontakt befindet, eine Endplatte 42, die an dem Ende in der Axialrichtung L der Hülse 50 befestigt ist, und eine Feder 44 auf, die zwischen der Endplatte 42 und der Spule 60 angeordnet ist. Die Feder 44 spannt die Spule 60 in Richtung hin zur Magnetantriebseinrichtung 10 (Vorspannrichtung FF) vor. Die Position, in der die Endplatte 42 an der Hülse 50 in der Axialrichtung L befestigt ist, ist einstellbar und die Vorspannkraft kann durch Einstellen der Position, in der die Endplatte 42 befestigt ist, eingestellt werden. Die Spule 60 befindet sich mit der Welle 28 an dem Ende der Spule 60 in der Axialrichtung L in Kontakt, das sich näher an der Magnetantriebseinrichtung 10 befindet. Wie oben beschrieben, befindet sich die Welle 38 in Kontakt mit dem Kolben 6 der Magnetantriebseinrichtung 10. Die Vorspannkraft der Feder 44 wird deshalb entlang der Axialrichtung L auf den Kolben 6 aufgebracht. Der Kolben 6 und die Spule 60 sind daher dazu konfiguriert, gemeinsam betrieben zu werden. 1 zeigt den Zustand, in dem der Kolben 6 vorgespannt und durch die Vorspannkraft der Feder 44 entlang der Axialrichtung L in eine maximale Auslenkung verlagert bzw. verschoben ist (den Zustand, in dem die Spitzenendfläche 6a des Kolbens 6 in der Maximalhubposition Pmax angeordnet ist).
Wie oben beschrieben, wird der Kolben 6 durch die Zufuhr elektrischen Stroms an die Zylinderspule 2 in einer Gegen-Vorspannrichtung FR als die Richtung, die der Vorspannrichtung FF entgegengesetzt ist, verlagert bzw. verschoben. Ein ringförmiger Abstandshalter 37, der aus einem nichtmagnetischen Material gefertigt ist, ist so angeordnet, dass die Spitzenendfläche 6a nicht direkt den Kern 3 berührt bzw. sich mit diesem in Kontakt befindet, wenn der Kolben 6 in eine maximale Auslenkung in der Gegen-Vorspannrichtung FR verlagert bzw. verschoben ist. Dieser Abstandshalter 37 hindert den Kolben 6 daran, sich aufgrund von Restmagnetismus, der auftritt, wenn die Zufuhr elektrischen Stroms an die Zylinderspule 2 gestoppt wird, nicht von dem Kern 6 zu trennen. Die Minimalhubposition Pmin ist die Position der Spitzenendfläche 6a in dem Zustand, in der der Kolben 6 in eine maximale Auslenkung in der Gegen-Vorspannrichtung FR entgegen der Vorspannkraft verlagert bzw. verschoben ist, und in dem sich die Spitzenendfläche 6a durch eine durch die Zufuhr elektrischen Stroms an die Zylinderspule erzeugte Anzugskraft in Kontakt mit dem Abstandshalter 37 befindet (siehe 2).
Wie oben beschrieben, sind die Maximalhubposition Pmax und die Minimalhubposition Pmin jeweils die Position, in der sich der Kolben 6 mit einem Element in Kontakt befindet, das die Verlagerung bzw. Verschiebung des Kolbens 6 in der Axialrichtung L beschränkt. Die Maximalhubposition Pmax und die Minimalhubposition Pmin in dem Kern 3 können deshalb aufgrund eines mechanischen Fehlers in Einzelfällen variieren. Die Maximalhubposition Pmax und die Minimalhubposition Pmin, welche in der vorliegenden Erfindung definiert sind, sind Positionen mitsamt einem solchen Fehlerbereich.
Die Hülse 50 verfügt über einen Einlass 52, einen Auslass 54, einen Ablauf 56 und einen Rückführungsanschluss 58 als Öffnungen in dem Innenraum. Der Einlass 52 ist ein Anschluss, durch welchen Hydrauliköl in die Hülse 50 hinein strömt. Der Auslass 54 ist ein Anschluss, durch welchen das Hydrauliköl aus der Hülse 50 heraus abgeführt wird. Der Ablauf 56 ist ein Anschluss, durch welchen das Hydrauliköl aus der Hülse 50 heraus ablaufen kann. Der Rückführungsanschluss 58 ist ein Anschluss, durch welchen das das durch den Auslass 54 abgeführte Hydrauliköl über einen Rückkopplungs-Ölkanal 58a, der durch die Innenfläche eines in dem elektromagnetischen Ventil 20 enthaltenen Ventilkörpers und durch die Außenfläche der Hülse 50 ausgebildet ist, hin zur Spule 60 strömt. Jeweilige Enden der Hülse 50 in der Axialrichtung L weisen Austrittslöcher 59a, 59b auf, die das zwischen der Innenumfangsfläche der Hülse 50 und der Außenumfangsfläche der Spule 60 austretende bzw. auslaufende Hydrauliköl abführt, da die Spule 60 gleitet.
Die Spule 60 ist als ein wellenähnliches Element ausgebildet, das in die Hülse 50 eingesetzt ist. Wie in 1 gezeigt, weist die Spule 60 drei zylindrische Stege 62, 64, 66 mit im Wesentlichen denselben Außendurchmesser wie der Innendurchmesser der Hülse 50, einen (Fluid-)Verbindungsabschnitt 68, der es gestattet, dass diese drei Stege miteinander verbunden sind, und einen (Fluid-)Verbindungsabschnitt 69 auf, der eine Rückkopplungskammer 70 ausbildet. Der Verbindungsabschnitt 68 verbindet den Steg 62 und den Steg 64 miteinander und gestattet es dem Einlass 52, dem Abfluss 56 und dem Ablauf 56, miteinander (fluidisch) verbunden zu sein. Der Verbindungsabschnitt 68 weist einen kleineren Außendurchmesser als der Steg 62 und der Steg 64 auf und ist verjüngt (z.B. kegelig oder konisch zulaufend), so dass sein Außendurchmesser in einem Abstand von dem Steg 62 und dem Steg 64 jeweils entlang der Axialrichtung L abnimmt. Der Verbindungsabschnitt 69 verbindet den Steg 62 und den Steg 66 und bildet gemeinsam mit einer Innenwand der Hülse 50 die Rückkopplungskammer 70 aus, die der Spule 60 eine Rückkopplungskraft liefert.
Mit dem Stoppen der Zufuhr elektrischen Stroms an die Zylinderspule 2 (d.h., wenn kein elektrischer Strom zugeführt wird), wird die Spule 60 durch die Vorspannkraft der Feder 44 in der Vorspannrichtung FF in eine maximale Auslenkung verlagert bzw. verschoben, wie dies in 1 durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt sind der Einlass 52 und der Auslass 54 durch den (Fluid-)Verbindungsabschnitt 68 miteinander (fluidisch) verbunden und der Auslass 54 und der Ablauf 56 sind durch den Steg 64 (fluidisch) voneinander getrennt. Der Auslass 54 ist daher einem Öldruck ausgesetzt.
Wenn der Zylinderspule 2 ein elektrischer Strom zugeführt wird, wird der Kolben 6 durch eine dem Betrag des zugeführten Stroms, das heißt durch eine der Größe bzw. Stärke des der Zylinderspule 2 zugeführten Stroms entsprechende Anzugskraft in die Gegen-Vorspannrichtung FR angezogen. Dementsprechend wird die mit dem Kolben 6 in Kontakt befindliche Welle 38 in die Gegen-Vorspannrichtung FR verlagert bzw. verschoben und die mit der Welle 38 in Kontakt befindliche Spule 60 wird in die Gegen-Vorspannrichtung FR verlagert bzw. verschoben. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spule 60 an der Position gestoppt, an der die den Koben 6 anziehende Kraft, die Federkraft der Feder 44, und die vom Rückführungsanschluss 58 auf die Spule 60 aufgebrachte Rückkopplungskraft ausgeglichen sind. Je weiter die Spule 60 in die Gegen-Vorspannrichtung verlagert bzw. verschoben ist, desto mehr ist die Öffnungsfläche des Einlasses 52 verkleinert bzw. verringert und desto mehr ist die Öffnungsfläche des Auslasses 56 vergrößert. Da die Positionen der Stege in 1 durch eine Zweipunkt-Strichlinie teilweise gezeigt sind, ist der Einlass 52 durch den Steg 62 komplett verschlossen und der Auslass 54 und der Abfluss 56 sind (fluidisch) miteinander verbunden, wenn die Spule 60 in der Gegen-Vorspannrichtung FR in eine maximale Auslenkung bewegt wird. Daher ist der Auslass 54 nicht länger dem Öldruck ausgesetzt.
Wie oben beschrieben, wird der Kolben durch die Anzugskraft in die Gegen-Vorspannrichtung FR angezogen, die entsprechend dem Betrag des der Zylinderspule 2 zugeführten elektrischen Stroms erzeugt wird. Dementsprechend kann die erforderliche Anzugskraft durch Verbesserung des magnetischen Wirkungsgrads der Magnetantriebseinrichtung 10 durch eine kleinere (z.B. kleiner bauende) Magnetantriebseinrichtung 10 sichergestellt werden. Infolgedessen kann ein kleineres (z.B. kleiner bauendes) elektromagnetisches Ventil 20 oder ein elektromagnetisches Ventil 20 mit weniger Leistungsaufnahme bzw. Stromverbrauch realisiert werden.
Die Magnetantriebseinrichtung 10 der vorliegenden Erfindung ist durch die Konfiguration des Kerns 3 gekennzeichnet, welcher den magnetischen Wirkungsgrad verbessert, insbesondere durch die Konfiguration des am Kern 3 vorgesehenen Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8. Um die Form eines solchen Kerns 3 zu definieren, werden für die Magnetantriebseinrichtung 10 zwei imaginäre Ebenen senkrecht zu der Axialrichtung L festgelegt, nämlich eine erste imaginäre Grenzebene V1 und eine zweite imaginäre Grenzebene V2. Die erste imaginäre Grenzebene V1 ist an der Maximalhubposition Pmax in der Axialrichtung L oder an einer Position festgelegt, die auf der Seite der Vorspannrichtung FF der Maximalhubposition Pmax angeordnet ist. Wie unten beschrieben, ist die erste imaginäre Grenzebene V1 in dem Grenzabschnitt zwischen einem Magnetflussbegrenzungsabschnitt 7 und dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 des Kerns 3 festgelegt. Die zweite imaginäre Grenzebene V2 ist an der Minimalhubposition in der Axialrichtung L oder einer Position festgelegt, die auf der Seite der Vorspannrichtung FF der Minimalhubposition Pmin oder auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR der Maximalhubposition Pmax angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste imaginäre Grenzebene V1 an der Maximalhubposition Pmax in der Axialrichtung L (V1 = Pmax) und die zweite imaginäre Grenzebene V2 an der Minimalhubposition Pmin in der Axialrichtung L (V2 = Pmin) festgelegt. Dies wird unten detailliert beschrieben.
Wie oben beschrieben, ist 2 eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Teils am oder nahe dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers, der in 1 durch das Bezugszeichen „8“ dargestellt ist. Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist der Kern 3 den Magnetflussbegrenzungsabschnitt 7, den Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 und einen Basisabschnitt 9 auf. Um die den Kolben 6 anziehende Kraft durch den Kern 3 in einem Magnetkreis sicherzustellen, ist der Magnetflussbegrenzungsabschnitt 7 so konfiguriert, dass der Kern 3 an einer vorbestimmten Position einen erhöhten magnetischen Widerstand aufweist. Insbesondere ist der Magnetflussbegrenzungsabschnitt 7 in einem Bereich auf der Seite der Vorspannrichtung FF der Maximalhubposition Pmax (der ersten imaginären Grenzebene V1) angeordnet und ausgebildet, um in der Radialrichtung R eine geringere Dicke zu haben als ein Bereich auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR der Maximalhubposition Pmax. Der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 ist so ausgebildet, dass seine Dicke in der Radialrichtung R von dem Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Magnetflussbegrenzungsabschnitts 7 (der ersten imaginären Grenzebene V1) hin zu der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR durchgehend oder schrittweise bzw. stufenweise zunimmt. In diesem Beispiel ist die Maximalhubposition Pmax (die erste imaginäre Grenzebene V1) deshalb an der Grenze zwischen dem Magnetflussbegrenzungsabschnitt 7 und dem Abschnitt vergrößerten Durchmesser 8 angeordnet. Der Basisabschnitt 9 ist ein Abschnitt, der auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Bodenflächenabschnitts 3a des Kerns 3 angeordnet ist, der ein Abschnitt ist, der eine mit Boden versehene zylindrische Form aufweist. Der Kern 3 weist in einem anderen Bereich als dem Magnetflussbegrenzungsabschnitt 7 und dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 in der Axialrichtung L im Wesentlichen denselben Außendurchmesser auf. Der Basisabschnitt 9 hat eine größere Dicke als die Durchschnittsdicke des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 und die Dicke des Magnetflussbegrenzungsabschnitts 7 in der Radialrichtung R.
Wie in 2 gezeigt, weist der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 einen vertieften Abschnitt 8c auf, dessen Außenfläche in der Radialrichtung R hin zu einer Innenfläche gegenüber einer unten beschriebenen, vergrößerten-Durchmesser-Referenzlinie Lref vertieft ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 einen vorstehenden Abschnitt 8v auf, dessen Außenflächen in der Radialrichtung R hin zu der Außenfläche über die vergrößerten-Durchmesser-Referenzlinie vorsteht. Bei der Form, die durch das Beispiel in 2 gezeigt ist, weist der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 einen ersten vorstehenden Abschnitt 11 als den vorstehenden Abschnitt 8v, den vertieften Abschnitt 8c und einen zweiten vorstehenden Abschnitt 12 als den vorstehenden Abschnitt 8v von dem Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Magnetflussbegrenzungsabschnitts 7 (der ersten imaginären Grenzebene V1) in dieser Reihenfolge in der Gegen-Vorspannrichtung FR auf. Bei der Form, die durch das Beispiel in 2 gezeigt ist, ist der vertiefte Abschnitt 8c an einer Position ausgebildet, die einen Schnittpunkt Q5 einer Normalen Lp von einem Punkt „Q4“ zu der vergrößerten-Durchmesser-Referenzlinie Lref und der vergrößerten-Durchmesser-Referenzlinie Lref im Axialschnitt enthält. Außerdem weist der vorstehende Abschnitt 8v, der in der Gegen-Vorspannrichtung FR an den vertieften Abschnitt 8c (in diesem Beispiel an den zweiten vorstehenden Abschnitt 12) angrenzt, bei der Form, die durch das Beispiel in 2 gezeigt ist, eine erste Außenfläche 8v1, die mit einer radialen Außenfläche (9a) des Kerns 3 (des Basisabschnitts 9) durchgängig ist, welche auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung FR der Minimalhubposition Pmin (der zweiten imaginären Grenzebene V2) angeordnet ist, und eine zweite Außenfläche 8v2 auf, die sich von dem Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des vertieften Abschnitts 8c entlang einer Richtung senkrecht zu der Axialrichtung L erstreckt. In anderen Worten weist der vorstehende Abschnitt 8v, der in der Vorspannrichtung FF an die zweite imaginäre Grenzebene V2 angrenzt (in diesem Beispiel der zweite vorstehende Abschnitt 12) die erste Außenfläche 8v1 auf, die mit der radialen Außenfläche (9a) des Kerns 3 (des Basisabschnitts 9) durchgehend ausgebildet ist, welche auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR der zweiten imaginären Grenzebene V2 angeordnet ist, und die zweite Außenfläche 8v2 auf, die mit dem Ende auf der Seite der Vorspannrichtung FR der ersten Außenfläche 8v1 verbunden ist und die sich entlang der Richtung senkrecht zu der Axialrichtung L erstreckt.
Die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref ist eine gerade Linie bzw. eine Gerade, die einen ersten Referenzpunkt Q1 und einen zweiten Referenzpunkt Q2 in einem Axialschnitt durch den Kern 3 entlang einer Ebene verbindet, die die Zentralachse des Kerns 3 enthält. Der erste Referenzpunkt Q1 ist ein Schnittpunkt der ersten imaginären Grenzebene V1 und der Außenfläche in der Radialrichtung R des Kerns 3 in dem Axialschnitt des Kerns 3. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Referenzpunkt Q1 ein Maximalhub-Außenflächenpunkt als ein Punkt auf der Außenfläche in der Radialrichtung R des Kerns 3, welcher der Maximalhubposition Pmax entspricht, da die erste imaginäre Grenzebene V1 als die Maximalhubposition Pmax festgelegt ist. Der zweite Referenzpunkt Q2 ist ein Schnittpunkt der zweiten imaginären Grenzebene V2 und der Außenfläche in der Radialrichtung R des Kerns 3 in dem Axialschnitt des Kerns 3. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der zweite Referenzpunkt Q2 ein Minimalhub-Außenflächenpunkt als ein Punkt auf der Außenfläche in der Radialrichtung R des Kerns 3, welcher der Minimalhubposition Pmin entspricht, da die zweite imaginäre Grenzebene V2 als die Minimalhubposition Pmin festgelegt ist. Ein Punkt „Q3“ in 2 ist ein Punkt auf der Innenfläche in der Radialrichtung R des Kerns 3, welcher der Maximalhubposition Pmax entspricht und der als der „Maximalhub-Innenflächenpunkt Q3“ bezeichnet ist. Ein Punkt Q4 ist ein Punkt auf der Innenfläche in der Radialrichtung R des Kerns 3, welcher der Minimalhubposition Pmin entspricht und der als der „Minimalhub-Innenflächenpunkt Q4“ bezeichnet ist.
Wie in 3 gezeigt, sind der vorstehende Abschnitt 8v und der vertiefte Abschnitt 8c so ausgebildet, dass eine vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S als eine Schnittfläche des Kerns 3 zwischen der Maximalhubposition Pmax (der ersten imaginären Grenzebene V1) und der Minimalhubposition Pmin (der zweiten imaginären Grenzebene V2) in dem Axialschnitt größer ist als eine Referenzschnittfläche Sref. Die Referenzschnittfläche Sref ist eine Schnittfläche des Kerns 3 in dem Fall, in welchem die Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 durch die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref ausgebildet ist. In diesem Beispiel ist die Referenzschnittfläche Sref, wie in 3 gezeigt, die Fläche bzw. der Bereich einer vierseitigen Verbindung Q1, Q2, Q3 und Q4. Der Axialschnitt ist ein Schnitt durch den Kern 3 entlang einer Ebene, die die Zentralachse des Kerns 3 enthält, und kann deshalb unendlich in einer Umfangsrichtung des Kerns 3 festgelegt werden. Die vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S ist größer als die Referenzschnittfläche Sref im gesamten Axialschnitt entlang des gesamten Umfangs.
Der Zusammenhang zwischen dem Aufbau des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 und der magnetischen Leistungsfähigkeit (der Eigenschaft der Anzugskraft) wird nun unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 beschrieben. 4 zeigt den Kern 3 in dem Fall, in welchem die Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 durch eine gerade Linie bzw. eine Gerade ausgebildet ist, wie etwa z.B. der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref im Axialschnitt. In diesem Beispiel bezeichnet ein vergrößerter-Durchmesser-Winkel θ einen Winkel zwischen der Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8, der sich von der Maximalhubposition Pmax (der ersten imaginären Grenzebene V1) hin zu der Minimalhubposition Pmin (der zweiten imaginären Grenzebene V2) erstreckt, und der Axialrichtung L in dem Axialschnitt. 5 zeigt schematisch die magnetische Leistungsfähigkeit und Eigenschaften der Anzugskraft basierend auf der magnetischen Leistungsfähigkeit in dem Fall, in welchem der vergrößerter-Durchmesser-Winkel θ “θa” ist, das heißt kleiner ist als ein Idealwinkel “θc”. 6 zeigt schematisch die magnetische Leistungsfähigkeit und Eigenschaften der Anzugskraft basierend auf der magnetischen Leistungsfähigkeit in dem Fall, in welchem der vergrößerter-Durchmesser-Winkel θ „θb” ist, das heißt größer ist als ein Idealwinkel “θc”. In dem Fall, in welchem der vergrößerte-Durchmesser-Winkel θ der Idealwinkel “θ” ist, stimmt die Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 im Axialschnitt vorzugsweise im Wesentlichen mit der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref überein.
Die Diagramme in der Mitte der 5 und 6 zeigen den Zusammenhang zwischen dem Hub als die Distanz zwischen der Spitzenendfläche 6a des Kolbens 6 und dem Bodenflächenabschnitt 3a des Kerns 3 und der Anzugskraft, die auf den Kolben 6 ausgeübt wird. In den Diagrammen ist der Wert des Hubs an der Minimalhubposition Pmin (der zweiten imaginären Grenzebene V2) gleich „0“ und der Wert des Hubs an der Maximalhubposition Pmax (der ersten imaginären Grenzebene V1) ist ein maximal möglicher Wert. In diesen Diagrammen gibt eine durch eine gestrichelte Linie dargestellte Kennlinie „Cc“ eine Kennlinie in dem Fall wieder, in welchem der vergrößerte-Durchmesser-Winkel der Idealwinkel „θc” ist. Das heißt, dass die Idealkennline eine derartige Kennlinie ist, bei der die Anzugskraft unabhängig vom Hub im Wesentlichen konstant ist und bei der “θc” der vergrößerte-Durchmesser-Winkel θ ist, der eine solche Kennlinie umsetzen kann. Wenn die Anzugskraft im Wesentlichen konstant ist, verhält sich die Anzugskraft im Wesentlichen linear zu dem Betrag des elektrischen Stroms, der der Zylinderspule 2 zugeführt wird. Dementsprechend können die Magnetantriebseinrichtung 10 und das elektromagnetische Ventil 20 auf einfache Weise präzise gesteuert bzw. geregelt werden.
Ein Beispiel, in welchem der vergrößerter-Durchmesser-Winkel “θa” “θc > θa” ist, wird nun unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. In diesem Fall ist an oder nahe der Minimalhubposition Pmin eine Richtung eines Magnetflusses, der durch den Kolben 6 und den Kern 3 fließt, nahe der Axialrichtung L. Infolgedessen ist ein Größenverhältnis des Bestandteils in der Gegen-Vorspannrichtung FR entlang der Axialrichtung L zu der Kraft vergrößert, die auf den Kolben 6 ausgeübt wird, und die Anzugskraft ist vergrößert. Allerdings ist an oder nahe der Maximalhubposition Pmax die vergrößerte-Abschnitt-Schnittfläche S des vergrößerten Durchmessers 8 verkleinert bzw. reduziert. Dementsprechend ist der magnetische Widerstand erhöht, der durch den Kern 3 fließende Magnetfluss ist verringert bzw. reduziert und die Anzugskraft ist verringert. Infolgedessen weist, wie durch eine durchgezogene Linie in 5 gezeigt, die Anzugskraft eine derartige Kennlinie “Ca” auf, dass die Anzugskraft proportional ist zu dem Hub mit einer negativen Proportionalitätskonstante und die Anzugskraft bezüglich dem Hub nicht stabil ist. In dem Fall, in welchem die Magnetantriebseinrichtung 10 eine solche Kennlinie für das elektromagnetische Ventil 20 aufweist, verringert sich die Anzugskraft, wenn sich der Kolben 6 hin zu der Maximalhubposition Pmax bewegt. Dementsprechend ist die benötigte Zeit für den Kolben 6, um zu seiner Ursprungsposition zurückzukehren erhöht, wenn sich der der Kolben 6 durch hydraulische Schwingungen hin zu der Maximalhubposition Pmax bewegt und die und die Konvergenz für hydraulische Schwingungen neigt dazu sich abzubauen.
Ein Beispiel, in welchem der vergrößerte-Durchmesser-Winkel “θb” “θc < θb” ist, wird nun unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In diesem Fall ist an oder nahe der Minimalhubposition Pmin die Richtung des Magnetflusses, der durch Kolben 6 und den Kern 3 fließt, nahe zu einer Richtung senkrecht zu der Axialrichtung L. Infolgedessen ist das Größenverhältnis des Bestandteils in der entgegengesetzten Vorspannrichtung FR entlang der Axialrichtung L zu der Kraft verringert, die auf den Kolben 6 ausgeübt wird, und die Anzugskraft ist verringert. Allerdings ist an oder nahe der Maximalhubposition Pmax die vergrößerte-Durchmesser-Schnittfläche S des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 vergrößert. Dementsprechend ist der magnetische Widerstand verringert, der Magnetfluss durch den Kern 3 ist verringert und die Anzugskraft ist erhöht. Infolgedessen weist die Anzugskraft, wie durch die durchgezogene Linie in 6 gezeigt, eine solche Kennlinie “Cb” auf, dass die Anzugskraft proportional ist zu dem Hub mit einer positiven Proportionalitätskonstante und die Anzugskraft ist bezüglich dem Hub nicht konstant. In dem Fall, in welchem die Magnetantriebseinrichtung 10 mit einer solchen Kennlinie in dem elektromagnetischen Ventil 20 angewendet wird, muss die Vorspannkraft der Feder 44 hinsichtlich des Gleichgewichts mit der hohen Anzugskraft an oder nahe der Maximalhubposition Pmax erhöht werden und die Reaktion auf einen Befehl zum Bewegen des Kolbens 6 ist verschlechtert.
Der ideale vergrößerte-Durchmesser-Winkel “θc” ist ein Winkel, der im Bereich von “θa < θc < θb” basierend auf solch einen Hintergrund festgelegt ist. Dieser Winkel “θc” wird durch Versuche und Simulationen bestimmt. Außerdem kann eine Energieeinsparung aufgrund der Erhöhung der Anzugskraft und Unterdrückung bzw. Verringerung der Menge elektrischen Stroms, der zugeführt wird, durch Verbesserung der magnetischen Leistungsfähigkeit realisiert werden. Wie oben beschrieben, verbessert das Vorsehen des vorstehenden Abschnitts 8v und des vertieften Abschnitts 8c den Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 der Magnetantriebseinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Fall, in welchem die Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 durch eine konische Fläche mit dem idealen vergrößerten-Durchmesser Winkel “θc” ausgebildet ist (also dem Fall, in welchem die Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 durch eine gerade Linie bzw. Gerade mit dem idealen vergrößerten-Durchmesser-Winkel “θc” im Axialschnitt ausgebildet ist).
Wie die 5 und 6, zeigt das Diagramm in der Mitte von 7 das Verhältnis zwischen dem Hub als den Abstand zwischen der Spitzenendfläche 6a des Kolbens 6 und dem Bodenflächenabschnitt 3a des Kerns 3 und der Anzugskraft, die auf den Kolben 6 aufgebracht wird. Wie in den 5 und 6, ist die in dem Diagramm durch eine gestrichelte Linie dargestellte Kennlinie “Cc” eine Kennlinie in dem Fall, in welchem der vergrößerte-Durchmesser-Winkel θ der Idealwinkel “θc” ist. Eine durch die durchgezogene Linie in 7 gezeigte Kennlinie “Cd” ist eine Kennlinie in dem Fall, in welchem die Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 die vorstehenden Abschnitte 8v und den vertieften Abschnitt 8c aufweist. Bei der Kennlinie “Cd” ist die Anzugskraft im gesamten Bereich des Hubs höher als im Vergleich zu der Kennlinie “Cc”. Die Anzugskraft ist unabhängig vom Hub im Wesentlichen konstant und die erhöhte Anzugskraft kann realisiert werden, während die Festigkeit bzw. Stabilität beibehalten wird.
Wie in 7 gezeigt, ist an oder nahe der Minimalhubposition Pmin der Pfad des Magnetflusses, der von dem Kolben 6 hin zu dem Kern 3 fließt, aufgrund des vertieften Abschnitts 8c verengt. Insbesondere ist der Pfad des Magnetflusses in der Richtung senkrecht zu der Axialrichtung L verringert und wird in eine Richtung nah zu der Axialrichtung L abgelenkt. Infolgedessen ist das Größenverhältnis des Bestandteils in der Gegen-Vorspannrichtung FR entlang der Axialrichtung L zu der Anzugskraft erhöht und die Anzugskraft ist erhöht. Allerdings ist an oder nahe der Maximalhubposition Pmax der magnetische Widerstand an oder nahe des Kolbens 6 aufgrund des ersten vorstehenden Abschnitts 11 (vorstehender Abschnitt 8v) verringert und der Magnetfluss, der von dem Kolben 6 zu dem Kern 3 fließt, ist erhöht. Infolgedessen ist auch die Anzugskraft an oder nahe der Maximalhubposition Pmax erhöht.
Außerdem kompensiert das Vorsehen der vorstehenden Abschnitte 8v, das heißt des ersten vorstehenden Abschnitts 11 und des zweiten vorstehenden Abschnitts 12 nicht nur die Verkleinerung bzw. Verringerung der vergrößerter-Durchmesser-Schnittfläche S, welche durch Ausbilden des vertieften Abschnitts 8c bewirkt wird, sondern vergrößert auch die vergrößerter-Durchmesser-Schnittfläche S als Ganzes. Der magnetische Widerstand in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 wird dadurch verringert bzw. reduziert und eine Flussverbindung bzw. -verkettung wird ebenfalls erhöht. Das heißt, dass die Flussverbindung im gesamten Bereich des Hubs erhöht ist und die Anzugskraft ist als Ganzes erhöht. Das Vorsehen der vorstehenden Abschnitte 8v und des vertieften Abschnitts 8c im Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 kann dadurch die Anzugskraft erhöhen, während die Festigkeit gegenüber dem Hub beibehalten wird.
2. Zweites Ausführungsbeispiel
Nun wird im Folgenden ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in der speziellen Ausgestaltung des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8, der in dem Kern 3 vorgesehen ist. 8 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Teils an oder nahe des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 im vorliegenden Ausführungsbeispiel. Nachfolgend werden hauptsächlich die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich, soweit es nicht anderweitig spezifiziert ist.
Der Gesamtaufbau des elektromagnetischen Ventils 20 mit einer solchen, in 1 gezeigten Magnetantriebseinrichtung 10 ist ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel, ausgenommen der spezifischen Konfiguration des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8. Der Aufbau des Druckregelventilabschnitts 40 als dem Öldruckregelventil ist ebenfalls ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Obwohl es im ersten Ausführungsbeispiel nicht gesondert beschrieben ist, weist der Druckregelventilabschnitt 40, wie in 1 gezeigt, in einem Endbereich auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR im Hubbereich der Spule 60 einen Nichtsteuerbereich D1 auf, in welchem ein Ausgangsöldruck unabhängig von der Position der Spule 60 konstant ist, und verfügt auf der Seite der Vorspannrichtung FF des Nichtsteuerbereichs D1 über einen Steuerbereich D2, in welchem der Ausgangsöldruck in Übereinstimmung mit der Position der Spule 60 variiert. Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck “Öldruck ist konstant” nicht, dass der Öldruck wirklich exakt konstant ist, sondern umfasst auch eine geringere Veränderung des Öldrucks, welche nicht von einer aktiven Steuerung bzw. Regelung herrührt. Beispielsweise umfasst der Ausdruck “Öldruck ist konstant” in den Fall, in welchem eine kleine Abweichung des Öldrucks etc. aufgrund einer Öldruckleckage von einem Zwischenraum zwischen der Spule 60 und der Hülse 50 vorhanden ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Druckregelventilabschnitt 40 einen ersten Nichtsteuerbereich D1 auf, der in der Gegen-Vorspannrichtung FR an den zweiten Steuerbereich D2 angrenzt, und weist einen zweiten Nichtsteuerbereich D3 auf, der in der Vorspannrichtung FF an den Steuerbereich D2 angrenzt. Die Summe des ersten Nichtsteuerbereichs D1, des Steuerbereichs D2 und des zweiten Nichtsteuerbereichs D3 entspricht dem gesamten Hubbereich der Spule 60. In dem Steuerbereich D2 variiert der Öldruck (der Ausgangsöldruck), der dem Auslass 54 zugeführt wird, entsprechend der Position in der Axialrichtung L der Spule 60. In dem in 1 gezeigten Beispiel sind, da die Spule 60 in der Gegen-Vorspannrichtung FR verlagert wird, die Öffnungsfläche des Einlasses 52 verkleinert, die Öffnungsfläche des Auslasses 56 vergrößert und der Ausgangsöldruck dementsprechend verringert. In dem ersten Nichtsteuerbereich D1 ist der Einlass 52 vollständig durch den Steg 62 verschlossen und der Auslass 54 und der Abfluss 56 haben eine ausreichend große Öffnungsfläche und sind miteinander verbunden, so dass der Ausgangsöldruck konstant Null beträgt. In dem zweiten Nichtsteuerbereich D3 ist der Abfluss 56 vollständig durch den Steg 64 verschlossen und der Einlass 52 und der Auslass 54 haben eine ausreichend große Öffnungsfläche und sind miteinander verbunden, so dass der Ausgangsöldruck konstant auf einem Öldruck ist, der mit dem Öldruck übereinstimmt, der auf den Einlass 52 aufgebracht wird. Das heißt, dass in dem ersten Nichtsteuerbereich D1 und dem zweiten Nichtsteuerbereich D2 der Ausgangsöldruck unabhängig von der Position der Spule 60 konstant ist.
Der Aufbau des in 1 gezeigten Druckregelventilabschnitts 40 dient nur der Veranschaulichung. Dementsprechend kann der Druckregelventilabschnitt 40 (das Öldruckregelventil), entgegen dem in 1 gezeigten Beispiel, so konfiguriert sein, dass die Öffnungsfläche des Einlasses 52 vergrößert und der Ausgangsöldruck erhöht wird, da die Spule 60 in der Gegen-Vorspannrichtung FR verlagert wird.
Wie oben beschrieben, ist die Form des Kerns 3 unter Verwendung der ersten imaginären Grenzebene V1 und der zweiten imaginären Grenzebene V2 definiert. Wie in 8 gezeigt, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste imaginäre Grenzebene V1 an einer Position festgelegt, die auf der Seite der Vorspannrichtung FF der Maximalhubposition Pmax in der Axialrichtung L angeordnet ist, und die zweite imaginäre Grenzebene V2 ist an einer Position festgelegt, die auf der Seite der Vorspannrichtung FF der Minimalhubposition Pmin und auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung RF der Maximalhubposition Pmax in der Axialrichtung L angeordnet ist. Der Magnetflussbegrenzungsabschnitt 7 ist in einem Bereich auf der Seite der Vorspannrichtung FF der ersten imaginären Grenzebene V1 angeordnet und ist so ausgebildet, um in der Radialrichtung R eine geringere Dicke aufzuweisen als ein Bereich auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR der ersten imaginären Grenzebene V1. Der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 ist so ausgebildet, dass seine Dicke in der Radialrichtung R durchgängig oder schrittweise von der ersten imaginären Grenzebene V1 hin zu der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR vergrößert ist. In diesem Beispiel ist die erste imaginäre Grenzebene V1 deshalb an der Grenze zwischen dem Magnetflussbegrenzungsabschnitt 7 und dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 angeordnet. In anderen Worten ist die erste imaginäre Grenzebene V1 in dem Grenzabschnitt zwischen der Magnetflussbegrenzungsabschnitt 7 und dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 des Kerns 3 festgelegt. Der Basisabschnitt 9 ist ein Abschnitt, der auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Bodenflächenabschnitts a 3a des Kerns 3 angeordnet ist, ausgebildet in einer bodenseitigen Zylinderform. Der Kern 3 weist im Wesentlichen denselben Außendurchmesser in einem anderen Bereich als dem Magnetflussbegrenzungsabschnitt 7 und dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 in der Axialrichtung L auf. Der Basisabschnitt 9 weist eine größere Dicke auf als die durchschnittliche Dicke des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 und der Dicke es Magnetflussbegrenzungsabschnitts 7 in der Radialrichtung R.
Der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 verfügt über vertiefte Abschnitte 8c, deren Außenflächen hin zu einer Innenfläche in der Radialrichtung R bezüglich der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref vertieft sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 ferner vorstehende Abschnitte 8v auf, deren Außenflächen hin zu der Außenfläche in der Radialrichtung R über die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref vorstehen. In der durch das Beispiel in 8 gezeigten Form weist der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 einen ersten vertieften Abschnitt 21, einen ersten vorstehenden Abschnitt 24, einen zweiten vertieften Abschnitt 22, einen zweiten vorstehenden Abschnitt 25, einen dritten vertieften Abschnitt 23 und einen dritten vorstehenden Abschnitt 26 in dieser Reihenfolge in der Gegen-Vorspannrichtung FR von der ersten imaginären Grenzebene V1 hier auf, die an dem Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Magnetflussbegrenzungsabschnitts 7 angeordnet ist. Der erste vertiefte Abschnitt 21, der zweite vertiefte Abschnitt 22 und der dritte vertiefte Abschnitt 23 sind die vertieften Abschnitte 8c, und der erste vorstehende Abschnitt 24, der zweite vorstehende Abschnitt 25 und der dritte vorstehende Abschnitt 26 sind die vorstehenden Abschnitte 8v. In der durch das Beispiel in 8 gezeigten Form ist der dritte vertiefte Abschnitt 23 an einer Position ausgebildet, die einen Schnittpunkt Q5 auf einer Normalen Lp von einem Minimalhub-Innenflächenpunkt Q4 hin zu der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref im Axialschnitt umfasst. Außerdem weist in der durch das Beispiel in 8 gezeigten Form der vorstehende Abschnitt 8v, der in der Vorspannrichtung FF an die zweite imaginäre Grenzebene V2 angrenzt (in diesem Beispiel der dritte vorstehende Abschnitt 26) eine erste Außenfläche 8v1 durchgängig mit einer radialen Außenfläche (9a) des Kerns 3 (Basisabschnitt 9), welche auf Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR der zweite imaginären Grenzebene V2 angeordnet ist, und eine zweite Außenfläche 8v2 auf, die mit dem Ende auf der Seite der Vorspannrichtung FF der ersten Außenfläche 8v1 verbunden ist und in der Form einer Kegelstumpffläche ausgebildet ist, welche einen größeren Neigungswinkel zu der Axialrichtung L aufweist als es die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref tut. Das heißt, dass der dritte vorstehende Abschnitt 26, wie in 8 ersichtlich, durch zwei gerade Linien bzw. Geraden im Axialschnitt ausgebildet ist. Andererseits sind die anderen vorstehenden Abschnitte 8v, nämlich der erste vorstehende Abschnitt 24 und der zweite vorstehende Abschnitt 25, und die vertieften Abschnitte 8c, nämlich der erste vertiefte Abschnitt 21, der zweite vertiefte Abschnitt 22 und der dritte vertiefte Abschnitt 23 im Axialschnitt in einer gekrümmten Form ausgebildet. Dementsprechend weist ein Abschnitt von dem ersten vorstehenden Abschnitt 24 hin zu dem dritten vertieften Abschnitt 23 in der Gegen-Vorspannrichtung FF im Axialschnitt eine gekrümmte Wellenform auf.
Die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref ist eine gerade Linie bzw. Gerade, die einen ersten Referenzpunkt Q1 und einen zweiten Referenzpunkt Q2 im Axialschnitt des Kerns 3 entlang einer Ebene verbindet, die die Zentralachse des Kerns 3 enthält. Der erste Referenzpunkt Q1 ist ein Schnittpunkt der ersten imaginären Grenzebene V1 und der Außenfläche in der Radialrichtung R des Kerns 3 im Axialschnitt des Kerns 3. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste imaginäre Grenzebene V1 auf der Seite der Vorspannrichtung FF der Maximalhubposition Pmax festgelegt. Genauer gesagt, ist die erste imaginäre Grenzebene V1 an einer Position in der Axialrichtung L zwischen der Maximalhubposition Pmax und der Position festgelegt, die von der Maximalhubposition Pmax durch einen Abstand (LS/2) entfernt angeordnet ist, der gleich zu dem halben Hub LS des Kolbens 6 in der Vorspannrichtung FF ist. In der durch das Beispiel in 8 gezeigten Form ist die erste imaginäre Grenzebene V1 an einer Position festgelegt, die von der Maximalhubposition Pmax durch einen Abstand entfernt angeordnet ist, der ungefähr gleich einem Drittel des Hubs LS in der Vorspannrichtung FF ist.
Der zweite Referenzpunkt Q2 ist ein Schnittpunkt der zweiten imaginären Grenzebene V2 und der Außenfläche in der Radialrichtung R des Kerns 3 im Axialschnitt des Kern 3. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite imaginäre Grenzebene V2 auf der Seite der Vorspannrichtung FF der Minimalhubposition Pmin festgelegt. Genauer gesagt ist die zweite imaginäre Grenzebene V2 an einer Position in der Axialrichtung L zwischen der Minimalhubposition Pmin und der Position festgelegt, die durch einen Abstand (LS/2) von der Minimalhubposition Pmin entfernt ist, der gleich ist zu dem halben Hub LS des Kolbens 6 in der Vorspannrichtung FF. In dem durch das in 8 gezeigte Beispiel ist die zweite imaginäre Grenzebene V2 an einer Position festgelegt, die durch einen Abstand von der Minimalhubposition Pmin entfernt ist, der ungefähr gleich einem Fünftel des Hubs LS in der Vorspannrichtung FF ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abstand in der Axialrichtung L zwischen der Minimalhubposition Pmin und der zweiten imaginären Grenzebene V2 wie folgt festgelegt. Wie oben beschrieben weist der Druckregelventilabschnitt 40 als das Öldruckregelventil den ersten Nichtsteuerbereich D1 auf, der in der Gegen-Vorspannrichtung FR an den Steuerbereich D2 angrenzt. Die zweite imaginäre Grenzebene V2 ist daher an einer Position in der Axialrichtung L festgelegt, die durch einen Abstand LD von der Minimalhubposition Pmin in der Vorspannrichtung FF entfernt angeordnet ist, der der Länge des ersten Nichtsteuerbereichs D1 in der Axialrichtung L entspricht. Wie oben beschrieben, ist der Kolben 6 konfiguriert, um mit der Spule 60 betrieben zu werden. Der Druckregelventilabschnitt 40 weist die Nichtsteuerbereiche D1, D2 auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR und der Seite der Vorspannrichtung FF des Steuerbereichs D2 auf. In diesen Nichtsteuerbereichen D1, D2 ist der Ausgangsdruck ungeachtet der Position der Spule 60 konstant und der Öldruck ist deshalb im Wesentlichen durch Verlagern der Spule 60 durch den Kolben 6 ungesteuert bzw. ungeregelt. Dementsprechend ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Anzugskraft bezüglich des Hubs des Kolbens 6 in den Nichtsteuerbereichen D1, D2 entsprechenden Bereichen im Bereich des Hubs LS des Kolbens 6 konstant (stabil) ist. In den Hubbereichen des Kolbens 6, die den Nichtsteuerbereichen D1, D2 entsprechen, ist es deshalb nicht unbedingt erforderlich, dass die Dicke in der Radialrichtung R des Kerns 3 in Übereinstimmung mit der Position in der Axialrichtung L wie der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 verändert wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite imaginäre Grenzebene V2 daher an der Position in der Axialrichtung L festgelegt, die von der Minimalhubposition Pmin in der Vorspannrichtung FF durch den Abstand LD entfernt angeordnet ist, der der Länge des ersten Nichtsteuerbereichs D1 in der Axialrichtung L entspricht. Insbesondere ist der Abstand LD zwischen der Minimalhubposition Pmin und der zweiten imaginären Grenzebene V2 derselbe wie die Länge des ersten Nichtsteuerbereichs D1 in der Axialrichtung L. Gemäß dieser Konfiguration kann der Kolben 6 so angeordnet sein, dass die Position der Spitzenendfläche 6a des Kolbens 6 in dem Zustand, in welchem die Spule 60 an dem Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Steuerbereichs D2 angeordnet ist, der zweiten imaginären Grenzebene V2 entspricht (in diesem Beispiel damit übereinstimmt), die an dem Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 angeordnet ist. Dementsprechend kann der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 so nah wie möglich an der Seite der Vorspannrichtung FF innerhalb des Bereichs angeordnet sein, der die Lagebeziehung erreicht, in welcher der Steuerbereich D2 dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 entspricht. Für den Kern 3 wird im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel eine größere Dicke in der Radialrichtung R im gesamten Bereich des Hubs LS des Kolbens 6 sichergestellt. In anderen Worten, wird für den Kern 3 im gesamten Bereich des Hubs LS des Kolbens 6 eine große Schnittfläche im Axialschnitt sichergestellt. Dies kann eine große Menge bzw. einen hohen Betrag eines Magnetflusses sicherstellen, der in den Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 fließt, und kann die Anzugskraft erhöhen, während solche Eigenschaften sichergestellt werden, dass die Anzugskraft des Kerns 3, die den Kolben 6 anzieht, ungeachtet der Hubposition der Spule 60 in dem Steuerbereich D2 stabil ist.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, sind auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel die vorstehenden Abschnitte 8v und die vertieften Abschnitte 8c so ausgebildet, dass die vergrößerter-Durchmesser-Schnittfläche als eine Schnittfläche des Kerns 3 zwischen der ersten imaginären Grenzebene V1 und der zweiten imaginären Grenzebene V2 im Axialschnitt größer ist als die Referenzschnittfläche Sref. Die Referenzschnittfläche Sref ist eine Schnittfläche des Kerns 3 zwischen der ersten imaginäre Grenzebene V1 und der zweiten imaginären Grenzebene V2 in dem Fall, in welchem die Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 durch die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref ausgebildet ist. In diesem Beispiel ist die Referenzschnittfläche Sref der Bereich eines Vierecks, das von der ersten imaginären Grenzebene V1, der zweiten imaginären Grenzebene V2, der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref und der Innenfläche des Kerns 3 in der Radialrichtung R umgeben ist. Die vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S ist die Fläche eines Bereichs, der von der ersten imaginären Grenzebene V1, der zweiten imaginären Grenzebene V2, der Außenfläche in der Radialrichtung R des Kerns 3 und der Innenfläche des Kerns 3 in der Radialrichtung R umgeben ist, wie dies in 8 gezeigt ist.
Der Zusammenhang zwischen dem Aufbau des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 und der magnetischen Leistungsfähigkeit (den Eigenschaften der Anzugskraft) im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf 9 im Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in den 5 bis 7 zeigt das Diagramm in der Mitte von 9 den Zusammenhang zwischen dem Hub als die Distanz zwischen der Spitzenendfläche 6a des Kolbens 6 und dem Bodenflächenabschnitt 3a des Kerns 3 und der Anzugskraft, die auf den Kolben 6 aufgebracht wird. Wie in den 5 bis 7, ist die durch eine gestrichelte Linie in dem Diagramm gezeigte Kennlinie “Cc” eine Kennlinie in dem Fall, in welchem der vergrößerter-Durchmesser-Winkel θ der Idealwinkel “θc” ist. Eine in 9 durch eine durchgezogene Linie gezeigte Kennlinie “Ce” ist eine Kennlinie des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 gemäß dem in 8 gezeigten, vorliegenden Ausführungsbeispiel. Bei der Kennlinie “Ce” ist die Anzugskraft im gesamten Bereich des Hubs verglichen mit der in 7 gezeigten Kennlinie “Cc” gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel höher. Allerdings ist die Anzugskraft verglichen mit der Kennlinie “Cc” geringfügig weniger konstant bezüglich dem Hub und die Anzugskraft ist an beiden Enden des Bereichs des Hubs LS des Kolbens 6 geringfügig niedriger als in dem Zentralteil davon. Allerdings verursacht eine solche Verringerung der Anzugskraft in diesen Bereichen kein signifikantes Problem, da, wie oben beschrieben, die Enden des Bereichs des Hubs LS des Kolbens 6 den Nichtsteuerbereichen D1, D2 in dem Hubbereich der Spule 60 entsprechen.
Wie in 9 gezeigt, ist an oder nahe der Minimalhubposition Pmin der Pfad des Magnetflusses, der von dem Kolben 6 zu dem Kern 3 fließt, durch die vertieften Abschnitte 8c verengt. Insbesondere ist der Pfad des Magnetflusses in der Richtung senkrecht zu der Axialrichtung L verkleinert und ist in eine Richtung nahe zu der Axialrichtung L abgelenkt. Infolgedessen ist das Größenverhältnis der Komponente in der Gegen-Vorspannrichtung FR entlang der Axialrichtung L zu der Anzugskraft vergrößert und die Anzugskraft ist erhöht. Allerdings ist an oder nahe der Maximalhubposition Pmax der magnetische Widerstand an oder nahe des Kolbens 6 aufgrund der vorstehenden Abschnitte 8v verringert und der Magnetfluss, der von dem Kolben 6 zu dem Kern 3 fließt, ist erhöht. Infolgedessen ist die Anzugskraft an oder nahe der Maximalhubposition Pmax ebenfalls erhöht. Außerdem kompensiert das Vorsehen der vorstehenden Abschnitte 8v nicht nur die Verringerung der vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S, welche durch die vertieften Abschnitte 8c verursacht wird, sondern erhöht ebenfalls die vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S als Ganzes. Der magnetische Widerstand in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 ist daher verringert und eine Flußverbindung ist ebenfalls vergrößert. Außerdem sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl die erste imaginäre Grenzebene V1 als auch die zweite imaginäre Grenzebene V2 auf der Seite der Vorspannrichtung FF gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet, wodurch die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref auf der Seite der Vorspannrichtung FF gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet ist. Dies stellt eine große Schnittfläche des Kerns 3 im Axialschnitt in dem gesamten Bereich des Hubs LS des Kolbens 6 sicher. Dementsprechend ist, obwohl die Anzugskraft gegenüber dem Hub des Kolbens 6 verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel geringfügig weniger konstant ist, die Fließverbindung in dem gesamten Bereich des Hubs LS erhöht und die Anzugskraft ist als Ganzes erhöht. Gemäß der Konfiguration des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann die Anzugskraft weiter erhöht werden, während sichergestellt ist, dass die Anzugskraft bezüglich des Hubs des Kolbens 6 in dem Steuerbereich D2 der Spule 60 konstant ist.
3. Weitere Ausführungsbeispiele
Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben. Die Konfiguration eines jeden unten beschriebenen Ausführungsbeispiels kann nicht nur durch sich selbst verwendet werden, sondern kann auch mit irgendeiner anderen Konfiguration der anderen Ausführungsbeispiele verwendet werden, sofern dadurch kein Widerspruch entsteht.

(1) Das erste Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf das Beispiel beschrieben, in welchem ein einziger vertiefter Abschnitt 8c an der Position ausgebildet ist, die den Schnittpunkt Q5 der Normalen Lp von dem Minimalhub-Innenflächenpunkt Q4 zu der vergrößerter Durchmesser-Referenzlinie Lref und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref im Axialschnitt umfasst, wie dies in 2 gezeigt ist. Allerdings ist die Anzahl der vertieften Abschnitte 8c nicht auf eins beschränkt und es kann eine Mehrzahl von vertieften Abschnitten 8c vorgesehen sein. Beispielsweise kann der vertiefte Abschnitt 8c, wie in 10 gezeigt, sowohl auf der Seite der Vorspannrichtung FF als auch auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Schnittpunkts Q5 ausgebildet sein. In dem in 10 gezeigten Beispiel ist die Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 so ausgebildet, dass der Schnittpunkt Q5 ein Tangentialpunkt ist, an welchem die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref einen Kreis mit einem Radius ϕ um den Minimalhub-Innenflächenpunkt Q4 herum berührt. Ein erster vertiefter Abschnitt 13 ist auf der Seite der Vorspannrichtung FF dieses Tangentialpunktes ausgebildet und ein zweiter vertiefter Abschnitt 14 ist auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR dieses Tangentialpunktes ausgebildet.

Wie oben unter Bezugnahme auf 7 beschrieben, ist der vertiefte Abschnitt 8c vorgesehen, um die Richtung des Magnetflusses an oder nahe der Minimalhubposition Pmin einzustellen. Wenn die Fläche, an welcher der vertiefte Abschnitt 8c ausgebildet ist (die Außenform des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 im Axialschnitt) in demselben Abstand von der Minimalhub-Innenflächenpunkt Q4 (Radius ϕ) angeordnet ist, kann der effektive vertiefte Abschnitt 8c vorgesehen sein, während die maximale vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche Schnittfläche S beibehalten wird. In dieser Hinsicht sind auch andere Konfigurationen ebenfalls bevorzugt, bei denen die Fläche, an welcher der vertiefte Abschnitt 8c ausgebildet ist, eine Bogenform aufweist. Beispielsweise in dem Fall, in welchem ein einziger vertiefter Abschnitt 8c an einer Position ausgebildet ist, welche den Schnittpunkt Q5 in der in 2 gezeigten Form umfasst, kann die Fläche, an welcher der vertiefte Abschnitt 8c ausgebildet ist, als ein Bogen um den Minimalhub-Innenflächenpunkt Q4 ausgebildet sein, wie dies in 11 gezeigt ist. In dem Fall, in welchem der vertiefte Abschnitt 8c sowohl auf der Seite der Vorspannrichtung FF als auch auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Schnittpunktes Q5 wie in der in 10 gezeigten Form vorgesehen ist und die Fläche, an welcher der vertiefte Abschnitt 8c als ein Bogen um den Minimalhub-Innenflächenpunkt Q4 ausgebildet ist, muss der Schnittpunkt Q5 nicht notwendigerweise der Tangentialpunkt sein, in welchem die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref einen Kreis um den Minimalhub-Innenflächenpunkt Q4 herum berührt. Beispielsweise, wie in 12 gezeigt, kann der Bogen in der Radialrichtung R über die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref hinaus entlang der Normalen Lp nach außen ragen.

(2) Das erste Ausführungsbeispiel ist bezüglich der Form beschrieben, bei welcher ein einziger vertiefter Abschnitt 8c an der Position ausgebildet ist, welche den Schnittpunkt Q5 der Normalen Lp und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref und der Fläche umfasst, an welcher der vertiefte Abschnitt 8c durch einen Bogen oder eine gerade Linie bzw. Gerade ausgebildet ist, wie dies in den 2 und 11 gezeigt ist. Allerdings kann die Fläche, an welcher der vertiefte Abschnitt 8c ausgebildet ist, durch eine Kombination einer Mehrzahl von geraden und gekrümmten Linien im Axialschnitt ausgebildet sein, wie etwa in einer Treppenform. In dem Fall, in welchem die Fläche, an welcher der vertiefte Abschnitt 8c ausgebildet ist, eine Treppenform aufweist, kann ein Wendepunkt oder ein Scheitel an dem Schnittpunkt Q5 der Normalen Lp und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref festgelegt sein. 13 zeigt ein Beispiel, bei welchem die Fläche, an welcher der vertiefte Abschnitt 8c ausgebildet ist, eine Treppenform aufweist und ein Scheitel ist an dem Schnittpunkt Q5 festgelegt. In diesem Fall ist ein erster vertiefter Abschnitt 13 auf der Seite der Vorspannrichtung FF des Schnittpunkts Q5 ausgebildet und ein zweiter vertiefter Abschnitt 14 ist auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Schnittpunkts Q5 ausgebildet. Auch in diesem Fall kann ein Scheitel der Treppenform in der Radialrichtung R über die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref hinaus nach außen ragen, wie bei der in 12 gezeigten Form (siehe 14).
(3) Die vorstehende Beschreibung unter Bezugnahme auf die 2 und 10 bis 14 zeigt die Form, bei welcher der vorstehende Abschnitt 8v, der in der Vorspannrichtung FF an die zweite imaginäre Grenzebene V2 angrenzt (in diesem Fall den zweiten vorstehenden Abschnitt 12), die erste Außenfläche 8v1, die mit der radialen Außenfläche (9a) des Kerns 3 (Basisabschnitt 9) durchgängig ist, welche auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR der zweiten imaginären Grenzebene V2 angeordnet ist, und die zweite Außenfläche 8v2 auf, die mit dem Ende der Seite der Vorspannrichtung FF der ersten Außenfläche 8v1 verbunden ist und die sich entlang der Richtung senkrecht zu der Axialrichtung L erstreckt. Allerdings ist der zweite vorstehende Abschnitt 12 nicht auf diese Form beschränkt, solange eine benötigte vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S sichergestellt werden kann. Beispielsweise muss der zweite vorstehende Abschnitt 12 nicht die erste Außenfläche 8v1 und die zweite Außenfläche 8v2 aufweisen und kann durch eine geneigte Fläche oder eine gekrümmte Fläche ausgebildet sein, die von dem Ende der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des vertieften Abschnitts 8c bis hin zu der zweiten imaginären Grenzebene V2 durchgängig ist. Jede von der ersten Außenfläche 8v1 und der zweiten Außenfläche 8v2 kann durch eine geneigte Fläche oder eine gekrümmte Fläche ausgebildet sein. Der zweite vorstehende Abschnitt 12 kann drei oder mehr geneigte Flächen oder gekrümmte Flächen aufweisen.
(4) Die 2 und 10 bis 14 zeigen die Form, bei welcher der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 zwei vorstehende Abschnitt 8v aufweist. Allerdings kann der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 einen einzigen vorstehenden Abschnitt 8v aufweisen. Um die vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S zu vergrößern, ist es bevorzugt, den vorstehenden Abschnitt 8v an einer Mehrzahl von Positionen vorzusehen, um so einen Ausgleich zu der Verringerung der vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S zu schaffen, welche Verringerung durch Ausbilden des vertieften Abschnitts 8c zum Ablenken des Magnetflusses und zum Vergrößern der vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S verursacht wird. Die Form, in welcher der vorstehende Abschnitt 8v an beiden Seiten des vertieften Abschnitts 8c vorgesehen ist, ist deshalb in 2 und 10 bis 14 gezeigt. Allerdings kann der vorstehende Abschnitt 8v nur auf einer Seite des vertieften Abschnitts 8c vorgesehen sein, solange die Verringerung der Fläche, welche Verringerung durch den vertieften Abschnitt 8c verursacht wird, kompensiert werden kann und eine notwendige vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S sichergestellt werden kann. Vorzugsweise ist der vorstehende Abschnitt 8v auf der Seite der Vorspannrichtung FF (der Seite des Magnetflussbegrenzungsabschnitts 7) des vertieften Abschnitts 8c vorgesehen, um eine Flussverbindung an oder nahe der Maximalhubposition Pmax zu vergrößern.
(5) Das zweite Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf das Beispiel beschrieben, bei welchem der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 den ersten vertieften Abschnitt 21, den ersten vorstehenden Abschnitt 24, den zweiten vertieften Abschnitt 22, den zweiten vorstehenden Abschnitt 25, den dritten vertieften Abschnitt 23 und den dritten vorstehenden Abschnitt 26 in dieser Reihenfolge in der Gegen-Vorspannrichtung FR von der ersten imaginären Grenzebene V1 aufweist, wie dies in 8 gezeigt ist. Allerdings sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist es, wie in 15 gezeigt, auch bevorzugt, dass der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 den ersten vertieften Abschnitt 21, den ersten vorstehenden Abschnitt 24, den zweiten vertieften Abschnitt 22 und den zweiten vorstehenden Abschnitt 25 in dieser Reihenfolge in der Gegen-Vorspannrichtung FR von der ersten imaginären Grenzebene V1 aufweist. In der durch das in 15 gezeigte Beispiel gezeigten Form, ist der zweite vertiefte Abschnitt 22 an einer Position ausgebildet, die den Schnittpunkt Q5 der Normalen Lp von dem Minimalhub-Innenflächenpunkt Q4 hin zu der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref im Axialschnitt umfasst. Auch bei der in 15 gezeigten Form weist der vorstehende Abschnitt 8v, der in der Vorspannrichtung FF an die zweite imaginäre Grenzebene V2 (in diesem Fall den zweiten vorstehenden Abschnitt 25) angrenzt, die erste Außenfläche 8v1, die mit der radialen Außenfläche (9a) des Kerns 3 (dem Basisabschnitt 9) durchgängig ist, welche auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR der zweiten imaginären Grenzebene V2 angeordnet ist, und die zweite Außenfläche 8v2 auf, die mit dem Ende auf der Seite der Vorspannrichtung FF der ersten Außenfläche 8v1 verbunden ist und die in der Form einer Kegelstumpffläche ausgebildet ist, welche einen größeren Neigungswinkel zu der Axialrichtung L aufweist, als es die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref tut. Andererseits sind der andere vorstehende Abschnitt 8v, nämlich der erste vorstehende Abschnitt 24, und die vertieften Abschnitte 8c, nämlich der erste vertiefte Abschnitt 21 und der zweite vertiefte Abschnitt 22, in einer gekrümmter Form im Axialschnitt ausgebildet. Dementsprechend weist ein Abschnitt von dem ersten vorstehenden Abschnitt 24 hin zu dem zweiten vertieften Abschnitt 22 in der Gegen-Vorspannrichtung FR eine gekrümmte Wellenform im Axialschnitt auf.
(6) Die 2, 8 und 10 bis 15 sind hinsichtlich des Beispiels beschrieben, in welchem der vorstehende Abschnitt 8v in einem Bereich ausgebildet ist, der in der Vorspannrichtung FF an die zweite imaginäre Grenzebene V2 angrenzt. Allerdings sind die Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist es bevorzugt, wie in 16 gezeigt, dass in dem Bereich, der in der Vorspannrichtung FF an die zweite imaginäre Grenzebene V2 angrenzt, kein vorstehender Abschnitt 8v ausgebildet ist. Bei der durch das Beispiel in 16 gezeigten Form weist der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 im Bereich, der in der Vorspannrichtung FF an die zweite imaginäre Grenzebene V2 eine Kegelstumpffläche 27 auf, deren Form im Axialschnitt eine gerade Linie bzw. Gerade ist, die mit der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref übereinstimmt. Bei der in 16 gezeigten Form weist der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 den ersten vertiefter Abschnitt 21, den ersten vorstehenden Abschnitt 24, den zweiten vertiefter Abschnitt 22 und die Kegelstumpffläche 27 in dieser Reihenfolge in der Gegen-Vorspannrichtung FR von der ersten imaginären Grenzebene V1 auf. Das erste und das zweite Ausführungsbeispiel sind hinsichtlich des Falls beschrieben, in welchem die vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche kleiner ist als die Referenzschnittfläche Sref, wie dies in den 3 und 8 gezeigt ist. Wie in 16 gezeigt, können der vorstehende Abschnitt 8v und die vertieften Abschnitte 8c so ausgebildet sein, dass die vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche S kleiner ist als die Referenzschnittfläche Sref.
(7) Das zweite Ausführungsbeispiel ist hinsichtlich dem Beispiel beschrieben, bei dem der die übrigen vorstehenden Abschnitte 8v außer dem dritten vorstehenden Abschnitt 26 und der vertiefte Abschnitt 8c in dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 im Axialschnitt eine gekrümmte Form aufweisen, wie dies in 8 gezeigt ist. Allerdings sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist es auch bevorzugt, wie in 17 gezeigt, dass alle der vertieften Abschnitte 8c und der vorstehenden Abschnitte 8v im Axialschnitt im Grunde eine geradlinige Form aufweisen. Mit einer solchen Konfiguration ist die gesamte Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 im Grunde durch eine kegelstumpfförmige Fläche oder eine zylindrische Form ausgebildet. Die vertieften Abschnitte 8c und die vorstehenden Abschnitte 8v des Abschnitts vergrößerten Durchmessers 8 können deshalb auf einfache Weise durch üblicherweise verwendete Fertigungsmaschinen, wie etwa einer Drehbank, gefertigt werden und eine Reduzierung der Herstellungskosten ermöglichen. In der durch das Beispiel in 17 gezeigten Form weist der Abschnitt vergrößerten Durchmessers 8 den ersten vertieften Abschnitt 21 und den ersten vorstehenden Abschnitt 24 von der ersten imaginären Grenzebene V1 in dieser Reihenfolge in der Gegen-Vorspannrichtung FR auf. Der erste vorstehende Abschnitt 24, der in der Vorspannrichtung FF an die zweite imaginäre Grenzebene V2 angrenzt, weist die erste Außenfläche 8v1 durchgängig mit der radialen Außenfläche (9a) des Kerns 3 (Basisabschnitt 9), welche auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR der zweiten imaginären Grenzebene V2 angeordnet ist, und die zweite Außenfläche 8v2 auf, die mit dem Ende auf der Seite der Vorspannrichtung FF der ersten Außenfläche 8v1 angeordnet und die in der Form einer Kegelstumpffläche ausgebildet ist, welche einen größeren Neigungswinkel hin zu der Axialrichtung L als die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref aufweist. Der erste vertiefte Abschnitt 21, der in der Vorspannrichtung FF an den ersten vorstehenden Abschnitt 24 angrenzt, weist eine erste Außenfläche 21a durchgängig mit der zweiten Außenfläche 8v2 und eine zweite Außenfläche 21b auf, die mit dem Ende auf der Seite der Vorspannrichtung FF der ersten Außenfläche 21a verbunden ist und die in der Form einer Kegelstumpffläche ausgebildet ist, welche einen kleineren Neigungswinkel hin zu der Axialrichtung L als die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie Lref aufweist. In diesem Beispiel bilden bzw. formen die zweite Außenfläche 8v2 des ersten vorstehenden Abschnitts 24 und die erste Außenfläche 21a des ersten vertieften Abschnitts 21 dieselbe Kegelstumpffläche aus. Das Ende auf der Seite der Vorspannrichtung FF der zweiten Außenfläche 21b des ersten vertieften Abschnitts 21 stimmt mit der ersten imaginären Grenzebene V1 überein und ist mit dem Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung FR des Magnetflussbegrenzungsabschnitts 7 verbunden. Gemäß dieser Konfiguration können ein einziger vertiefter Abschnitt 8c und ein einziger vorstehender Abschnitt 8v durch bloßes ausformen bzw. ausbilden von zwei Kegelstumpfflächen vorgesehen sein (zwei Geraden im Axialschnitt).

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar bei Magnetantriebseinrichtungen mit einer Zylinderspule, einem Kern, der radial innerhalb der Zylinderspule angeordnet ist und der eine untere zylindrische Innenfläche aufweist, und mit einem Kolben, der radial innerhalb des Kerns angeordnet ist, so dass der Kolben entsprechend dem Betrag eines elektrischen Stroms, der der Zylinderspule zugeführt wird, entlang der Axialrichtung des Kerns verlagert bzw. verschoben werden kann.
Bezugszeichenliste

2: Zylinderspule
3: Kern
3a: Bodenflächenabschnitt
6: Kolben
6a: Spitzenendfläche
7: Magnetflussbegrenzungsabschnitt
8: Abschnitt vergrößerten Durchmessers
8c: Vertiefter Abschnitt
8v: Vorstehender Abschnitt
8v1: Erste Außenfläche
8v2: Zweite Außenfläche
10: Magnetantriebseinrichtung
11: Erster vorstehender Abschnitt
12: Zweiter vorstehender Abschnitt
40: Druckregelventilabschnitt (Öldruckregelventil)
60: Spule
D1, D3: Nichtsteuerbereich
D2: Steuerbereich
FF: Vorspannrichtung
FR: Gegen-Vorspannrichtung
L: Axialrichtung
Lp: Normalen
Lref: vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie
LS: Kolbenhub
Pmax: Maximalhubposition
Pmin: Minimalhubposition
Q1: Erster Referenzpunkt (Maximalhub-Außenflächenpunkt)
Q2: Zweiter Referenzpunkt (Minimalhub-Außenflächenpunkt)
Q4: Minimalhub-Innenflächenpunkt
R: Radialrichtung
S: vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche
Sref: Referenzschnittfläche
V1: Erste imaginäre Grenzebene
V2: Zweite imaginäre Grenzebene

Claims

Magnetantriebseinrichtung, mit einer Zylinderspule, einem Kern, der radial innerhalb der Zylinderspule angeordnet ist und der eine untere zylindrische Innenfläche aufweist, und einem Kolben, der entlang einer Axialrichtung des Kerns verlagerbar ist und der einer Vorspannkraft in eine Richtung ausgesetzt ist, in welcher der Kolben von einem Bodenflächenabschnitt des Kerns entlang der Axialrichtung abgetrennt ist, und der radial innerhalb des Kerns angeordnet ist, wobei die Magnetantriebseinrichtung so konfiguriert ist, dass der Kolben entsprechend einem Betrag eines der Zylinderspule zugeführten elektrischen Stroms zwischen einer Maximalhubposition als eine Position, in der eine Spitzenendfläche des Kolbens, welche dem Bodenflächenabschnitt zugewandt ist, aufgrund der Vorspannkraft am weitesten von dem Bodenflächenabschnitt entfernt angeordnet ist, wenn der Zylinderspule kein elektrischer Strom zugeführt wird, und einer Minimalhubposition als eine Position verlagerbar ist, in welcher die Spitzenendfläche des Kolbens am nächsten zu dem Bodenflächenabschnitt durch die Zufuhr elektrischen Stroms zu der Zylinderspule angeordnet ist, wobei eine Vorspannrichtung eine Richtung ist, in welcher der Kolben durch die Vorspannkraft entlang der Axialrichtung vorgespannt ist, und eine Gegen-Vorspannrichtung eine Richtung ist, die der Vorspannrichtung entgegengesetzt ist, eine erste imaginäre Grenzebene als eine imaginäre Ebene senkrecht zu der Axialrichtung in einem Grenzabschnitt zwischen einem Magnetflussbegrenzungsabschnitt und einem Abschnitt vergrößerten Durchmessers des Kerns festgelegt ist, um an der Maximalhubposition in der Axialrichtung oder einer Position angeordnet zu sein, welche auf einer Seite in der Vorspannrichtung der Maximalhubposition angeordnet ist, und eine zweite imaginäre Grenzebene als eine imaginäre Ebene senkrecht zu der Axialrichtung ist festgelegt an der Minimalhubposition in der Axialrichtung oder an einer Position, die auf der Seite in der Vorspannrichtung der Minimalhubposition und auf einer Seite in der Gegen-Vorspannrichtung der Maximalhubposition angeordnet ist, der Magnetflussbegrenzungsabschnitt in einem Bereich auf der Seite der Vorspannrichtung der ersten imaginären Grenzebene angeordnet ist und ausgebildet ist, um eine geringere radiale Dicke aufzuweisen als ein Bereich auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung der ersten imaginären Grenzebene, der Abschnitt vergrößerten Durchmessers so ausgebildet ist, dass seine radial Dicke durchgängig oder schrittweise von der ersten imaginären Grenzebene hin zu der Seite der Gegen-Vorspannrichtung zunimmt, eine vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie eine Gerade ist, die einen ersten Referenzpunkt und einen zweiten Referenzpunkt verbindet, wobei der erste Referenzpunkt ein Schnittpunkt der ersten imaginären Grenzebene und einer radialen Außenfläche des Kerns in einem Axialschnitt des Kerns entlang einer Ebene aufweisend eine Zentralachse des Kerns, und der zweite Referenzpunkt ein Schnittpunkt der zweiten imaginären Grenzebene und der radialen Außenfläche des Kerns im Axialschnitt ist, und der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen vertieften Abschnitt aufweist, dessen Außenfläche bezüglich der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie hin zu einer radialen Innenfläche vertieft ist.
Magnetantriebseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der vertiefte Abschnitt an einer Position aufweisend einen Schnittpunkt einer Normalen von einem Minimalhub-Innenflächenpunkt hin zu der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie im Axialschnitt ausgebildet ist, oder auf sowohl der Seite in der Vorspannrichtung und der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung des Schnittpunkts im Axialschnitt ausgebildet ist, wobei der Minimalhub-Innenflächenpunkt ein Punkt auf der radialen Innenfläche des Kerns ist, welcher der Minimalhubposition entspricht.
Magnetantriebseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Abschnitt vergrößerten Durchmessers ferner einen vorstehenden Abschnitt aufweist, dessen Außenfläche hin zu der radialen Außenfläche über die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie hinaus vorsteht.
Magnetantriebseinrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der vorstehende Abschnitt und der vertiefte Abschnitt so ausgebildet sind, dass eine erweiterter-Abschnitt-Schnittfläche als eine Schnittfläche des Kerns zwischen der ersten imaginären Grenzebene und der zweiten imaginären Grenzebene im Axialschnitt größer ist als eine Referenzschnittfläche in allen axialen Abschnitten entlang des gesamten Umfangs, wobei die Referenzschnittfläche eine Schnittfläche des Kerns in einem Fall ist, in welchem eine Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers durch die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie ausgebildet ist.
Magnetantriebseinrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen ersten vorstehenden Abschnitt als den vorstehenden Abschnitt, den vertieften Abschnitt und einen zweiten vorstehenden Abschnitt als den vorstehenden Abschnitt in dieser Reihenfolge von der ersten imaginären Grenzebene in die Gegen-Vorspannrichtung aufweist.
Magnetantriebseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der vorstehende Abschnitt, der in der Vorspannrichtung an die zweite imaginäre Grenzebene angrenzt, eine erste Außenfläche durchgängig mit der radialen Außenfläche des Kerns, welche auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung der zweiten imaginären Grenzebene angeordnet ist, und eine zweite Außenfläche aufweist, die mit einem Ende auf der Seite in der Vorspannrichtung der ersten Außenfläche verbunden ist und in einer Form einer Kegelstumpffläche ausgebildet ist, welche einen größeren Neigungswinkel zu der Axialrichtung aufweist als die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie.
Magnetantriebseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste imaginäre Grenzebene an einer Position in der Axialrichtung zwischen der Maximalhubposition und einer Position festgelegt ist, welche von der Maximalhubposition durch einen Abstand entfernt angeordnet ist, der gleich einem halben Hub des Kolbens in der Vorspannrichtung ist, und die zweite imaginäre Grenzebene ist festgelegt an einer Position in der Axialrichtung zwischen der Minimalhubposition und einer Position, die von der Minimalhubposition durch einen Abstand entfernt angeordnet ist, der gleich dem halben Hub des Kolbens in der Vorspannrichtung ist.
Magnetantriebseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Kolben konfiguriert ist, um mit einer Spule eines Öldruckregelventils betrieben zu werden, das Öldruckregelventil weist in einem Endbereich auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung in einem Hubbereich der Spule einen Nichtsteuerbereich auf, in welchem ein Ausgangsöldruck ungeachtet einer Position der Spule konstant ist, und weist auf der Seite in der Vorspannrichtung des Nichtsteuerbereichs einen Steuerbereich auf, in welchem der Ausgangsöldruck entsprechend der Position der Spule variiert, und die zweite imaginäre Grenzebene an einer Position in der Axialrichtung festgelegt ist, welche von der Minimalhubposition in der Vorspannrichtung durch einen Abstand entfernt angeordnet ist, der einer Länge des Nichtsteuerbereichs in der Axialrichtung entspricht.
Magnetantriebseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste imaginäre Grenzebene an der Maximalhubposition in der Axialrichtung festgelegt ist und die zweite imaginäre Grenzebene an der Minimalhubposition in der Axialrichtung festgelegt ist.
Magnetantriebseinrichtung, mit einer Zylinderspule, einem Kern, der radial innerhalb der Zylinderspule angeordnet ist und der eine untere zylindrische Innenfläche aufweist, und einem Kolben, der entlang einer Axialrichtung des Kerns verlagerbar ist und der einer Vorspannkraft in eine Richtung ausgesetzt ist, in welcher der Kolben von einem Bodenflächenabschnitt des Kerns entlang der Axialrichtung abgetrennt ist, und der radial innerhalb des Kerns angeordnet ist, wobei die Magnetantriebseinrichtung so konfiguriert ist, dass der Kolben entsprechend einem Betrag eines der Zylinderspule zugeführten elektrischen Stroms zwischen einer Maximalhubposition als eine Position, in der eine Spitzenendfläche des Kolbens, welche dem Bodenflächenabschnitt zugewandt ist, aufgrund der Vorspannkraft am weitesten von dem Bodenflächenabschnitt entfernt angeordnet ist, wenn der Zylinderspule kein elektrischer Strom zugeführt wird, und einer Minimalhubposition als eine Position verlagerbar ist, in welcher die Spitzenendfläche des Kolbens durch die Zufuhr elektrischen Stroms zu der Zylinderspule am nächsten zu dem Bodenflächenabschnitt angeordnet ist, wobei eine Vorspannrichtung eine Richtung ist, in welcher der Kolben durch die Vorspannkraft entlang der Axialrichtung vorgespannt ist, und eine Gegen-Vorspannrichtung eine Richtung ist, die der Vorspannrichtung entgegengesetzt ist, der Kern einen Magnetflussbegrenzungsabschnitt, der in einem Bereich auf einer Seite in der Vorspannrichtung der Maximalhubposition angeordnet ist und der ausgebildet ist, um eine kleinere radiale Dicke zu haben als ein Bereich auf einer Seite in der Gegen-Vorspannrichtung der Maximalhubposition, und einen Abschnitt vergrößerten Durchmessers aufweist, der so ausgebildet ist, dass seine radiale Dicke von einem Ende auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung des Magnetflussbegrenzungsabschnitts hin zu der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung zunimmt, eine vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie eine Gerade ist, die in einem Axialschnitt des Kerns entlang einer Ebene aufweisend eine Zentralachse des Kerns einen Maximalhub-Außenflächenpunkt als einen Punkt auf einer radialen Außenfläche des Kerns, welche der Maximalhubposition entspricht und einen Minimalhub-Außenflächenpunkt als einen Punkt auf der radialen Außenfläche des Kerns verbindet, welcher der Minimalhubposition entspricht, der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen vorstehenden Abschnitt, dessen Außenfläche hin zu der radialen Außenfläche über die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie hinaus vorsteht, und einen vertieften Abschnitt aufweist, dessen Außenfläche hin zu einer radialen Innenfläche bezüglich der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie vertieft ist, und der vorstehende Abschnitt und der vertiefte Abschnitt so ausgebildet sind, dass eine vergrößerter-Abschnitt-Schnittfläche als eine Schnittfläche des Kerns zwischen der Maximalhubposition und der Minimalhubposition im Axialschnitt größer ist als eine Referenzschnittfläche in allen Axialschnitten entlang des gesamten Umfangs, wobei die Referenzschnittfläche eine Schnittfläche des Kerns in einem Fall ist, in welchem eine Außenfläche des Abschnitts vergrößerten Durchmessers durch die vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie ausgebildet ist.
The Magnetantriebseinrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Abschnitt vergrößerten Durchmessers einen ersten vorstehenden Abschnitt als den vorstehenden Abschnitt, den vertieften Abschnitt und einen zweiten vorstehenden Abschnitt als den vorstehenden Abschnitt in dieser Reihenfolge von dem Ende auf der Seite der Gegen-Vorspannrichtung des Magnetflussbegrenzungsabschnitts aufweist.
Magnetantriebseinrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei der vertiefte Abschnitt an einer Position aufweisend einen Schnittpunkt einer Normalen von einem Minimalhub-Innenflächenpunkt hin zu der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie und der vergrößerter-Durchmesser-Referenzlinie im Axialschnitt ausgebildet ist, oder auf sowohl der Seite in der Vorspannrichtung als auch auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung des Schnittpunkts im Axialschnitt ausgebildet ist, wobei der Minimalhub-Innenflächenpunkt ein Punkt auf der radialen Innenfläche des Kerns ist, welcher der Minimalhubposition entspricht.
Magnetantriebseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der vorstehender Abschnitt, der in der Gegen-Vorspannrichtung an den vertieften Abschnitt angrenzt, eine erste Außenfläche durchgängig mit der radialen Außenfläche des Kerns, welche auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung der Minimalhubposition angeordnet ist, und eine zweite Außenfläche aufweist, die sich von einem Ende auf der Seite in der Gegen-Vorspannrichtung des vertieften Abschnitts hin zu der ersten Außenfläche entlang einer Richtung senkrecht zu der Axialrichtung erstreckt.