DE112018005434T5

DE112018005434T5 - Solenoidvorrichtung

Info

Publication number: DE112018005434T5
Application number: DE112018005434.9T
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Nishiguchi; Takahiro SOKI; Masanao Sugisawa
Original assignee: Denso Corp; Anden Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Denso Electronics Corp
Priority date: 2017-11-09
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2020-11-05
Also published as: CN111542902B; US11335490B2; WO2019093402A1; JP6798755B2; US20200273615A1; JP2019087683A; CN111542902A

Abstract

Eine elektromagnetische Spule (2), durch die elektrischer Strom geleitet wird, um einen Magnetfluss (φ) zu erzeugen, ein fixierter Kern (3), ein beweglicher Kern (4), eine magnetische Feder (5), die zwischen den Kernen (3) und (4) angeordnet ist, und ein Joch (6) sind vorgesehen. Die magnetische Feder (5) hat eine magnetische Substanz und spannt den beweglichen Kern (4) in einer Richtung vor, in der der bewegliche Kern (5) von dem fixierten Kern (3) in einer Richtung Z getrennt wird. Außerdem hat die magnetische Feder (5) ein Blattfederelement (50), das die magnetische Substanz umfasst und spiralartig gewunden ist, und ein mittlerer Abschnitt (51) der magnetischen Feder ist vorgespannt zu einer Seite in der Richtung Z im Vergleich zu einem Umfangsabschnitt (52) der magnetischen Feder angeordnet. Wenn der bewegliche Kern (4) zu der Zugangsposition angezogen wird, wird verhindert, dass die magnetische Feder (5) zu der minimalen Federlänge (LMIN) verformt wird, die einer Breite des Blattfederelementes (50) entspricht.

Description

Querverweis auf zugehörige Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung ist auf die am 9. November 2017 angemeldete japanische Patentanmeldung Nr. JP 2017-216193 gegründet, auf deren Inhalt hierbei Bezug genommen wird.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Solenoidvorrichtung mit einer elektromagnetischen Spule und einem beweglichen Kern zum Ausführen einer hin- und hergehenden Bewegung in Abhängigkeit davon, ob ein elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule tritt.
Hintergrund des Standes der Technik
Im zugehörigen Stand der Technik ist eine Solenoidvorrichtung bekannt, die eine elektromagnetische Spule und einen beweglichen Kern hat, der eine hin- und hergehende Bewegung in Abhängigkeit davon ausführt, ob ein elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule tritt (sh. nachstehend aufgeführtes Patentdokument 1). In der Solenoidvorrichtung ist die elektromagnetische Spule innen mit einem fixierten Kern versehen, der eine magnetische Substanz hat. Außerdem ist ein Federelement zwischen dem fixierten Kern und dem beweglichen Kern vorgesehen. Das Federelement drängt den beweglichen Kern in eine Richtung weg von dem fixierten Kern entlang einer axialen Richtung der elektromagnetischen Spule.
Wenn ein elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule tritt, fließt ein Magnetfluss und erzeugt eine elektromagnetische Kraft, um zu bewirken, dass der bewegliche Kern zu dem fixierten Kern entgegen der Drückkraft des Federelementes angezogen wird. Außerdem wird, wenn das durch die elektromagnetische Spule erfolgende Leiten des elektrischen Stroms angehalten wird, die elektromagnetische Kraft beseitigt, und der bewegliche Kern wird von dem fixierten Kern durch die Drückkraft des Federelementes getrennt. Die Solenoidvorrichtung bewirkt somit, dass der bewegliche Kern eine hin- und hergehende Bewegung in Abhängigkeit davon ausführt, ob der elektrische Strom durch die elektromagnetische Spule tritt.
Das Federelement hat eine nichtmagnetische Substanz. Somit bietet ein Abschnitt der Solenoidvorrichtung, in der das Federelement angeordnet ist, einen hohen magnetischen Widerstand, und der bewegliche Kern wird nicht durch eine ausreichend starke Kraft angezogen, sofern nicht eine hohe Stromstärke durch die elektromagnetische Spule tritt.
Um dieses Problem zu lösen, sind unlängst Untersuchungen betreffend das Ausbilden eines Federelementes unter Verwendung einer magnetischen Substanz ausgeführt worden. Insbesondere sind Untersuchungen im Hinblick auf die Anwendung eines Federelementes ausgeführt worden (nachstehend ist dieses als eine magnetische Feder bezeichnet: sh. 4), das ausgebildet ist durch ein spiralartiges Wickeln einer Blattfeder, die aus einer magnetischen Substanz ausgebildet ist, wobei das Federelement so geformt ist, dass, wenn keine Kraft in einer axialen Richtung aufgebracht wird, ein mittlerer Abschnitt des Federelementes vorgespannt zu einer Seite in einer axialen Richtung im Vergleich zu einem Umfangsabschnitt des Federelementes angeordnet ist. Die Anwendung einer derartigen magnetischen Feder ermöglicht eine Verringerung des magnetischen Widerstandes an dem Abschnitt mit der darin angeordneten magnetischen Feder (d.h., der Abschnitt zwischen dem fixierten Kern und dem beweglichen Kern). Es wird somit erwartet, dass ein magnetischer Fluss leichter durch die elektromagnetische Spule fließt und dass der bewegliche Kern durch eine starke Kraft sogar bei einer geringen Menge an elektrischen Strom, die durch die elektromagnetische Spule tritt, angezogen werden kann.
Auflistung des Standes der Technik
Patentdokumente
Patentdokument 1: JP 2015-162537 A
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorstehend beschriebene Solenoidvorrichtung bringt eine Differenz bei der Anzugskraft zwischen einzelnen Solenoidvorrichtungen mit sich. Insbesondere wird in der vorstehend beschriebenen Solenoidvorrichtung, wenn der bewegliche Kern angezogen wird, die magnetische Feder zu der Breite der vorstehend beschriebenen Blattfeder verformt (anders ausgedrückt auf die minimale Federlänge der magnetischen Feder). Wenn eine axiale Kraft auf die magnetische Feder, die eine natürliche Länge (Eigenlänge) hat, aufgebracht wird, nimmt die Federlänge allmählich ab, während die Federkraft allmählich zunimmt (sh. 6). Wenn die magnetische Feder ausreichend länger als die minimale Federlänge ist, stehen der Versatzbetrag von der natürlichen Länge (Eigenlänge) und der Federkraft in einer im Wesentlichen proportionalen Beziehung. Jedoch nimmt in der Nähe der minimalen Federlänge die Federkraft plötzlich (schnell) zu. Außerdem variiert in der Nähe der minimalen Federlänge die Federkraft unter den Erzeugnissen. Außerdem führt die Verformung der magnetischen Feder auf die minimale Federlänge zu einer signifikanten Schwankung bei der Federkraft unter den Erzeugnissen, und somit ist es wahrscheinlich, dass die Anzugskraft (d.h., die Kraft, die erlangt wird durch Subtrahieren der Federkraft der magnetischen Feder von der elektromagnetischen Kraft, die sich aus dem Leiten des elektrischen Stroms durch die elektromagnetische Spule ergibt) des beweglichen Kerns schwankt. Somit kann das Anziehen unzureichend sein, was verhindert, dass der bewegliche Kern angezogen wird, oder was die Geschwindigkeit wesentlich variieren lässt, bei der der bewegliche Kern angezogen wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Solenoidvorrichtung zu schaffen, die eine Schwankung bei der Anzugskraft des beweglichen Kerns unter den Erzeugnissen reduzieren kann.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Solenoidvorrichtung mit:

einer elektromagnetischen Spule, durch die elektrischer Strom geleitet wird, um einen magnetischen Fluss zu erzeugen;
einem fixierten Kern, der in der elektromagnetischen Spule angeordnet ist;
einem beweglichen Kern, der eine hin- und hergehende Bewegung in einer axialen Richtung der magnetischen Spule in Abhängigkeit davon ausführt, ob elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule tritt;
einer magnetischen Feder, die zwischen dem fixierten Kern und dem beweglichen Kern angeordnet ist und eine magnetische Substanz aufweist, wobei die magnetische Feder den beweglichen Kern in einer Richtung weg von dem fixierten Kern in der axialen Richtung vorspannt; und
einem Joch, das in einer magnetischen Schaltung umfasst ist, in der der Magnetfluss fließt, wobei die magnetische Schaltung außerdem die magnetische Feder, den beweglichen Kern und den fixierten Kern umfasst, wobei
wenn elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule tritt, der bewegliche Kern zu einer Zugangsposition durch eine elektromagnetische Kraft entgegen einer Federkraft der magnetischen Feder angezogen wird, wobei die Zugangsposition relativ nahe zu dem fixierten Kern ist, wobei die elektromagnetische Kraft von dem Leiten vom elektrischen Strom herrührt, und wenn das Leiten des elektrischen Stroms durch die elektromagnetische Spule angehalten wird, der bewegliche Kern zu einer Separationsposition durch die Federkraft der magnetischen Feder bewegt wird, wobei die Separationsposition weiter von dem fixierten Kern entfernt ist als die Zugangsposition,
die magnetische Feder ein Blattfederelement umfasst, das die magnetische Substanz aufweist und so spiralartig gewunden ist, dass eine Dickenrichtung des Blattfederelementes mit einer radialen Richtung der elektromagnetischen Spule übereinstimmt, wobei ein mittlerer Abschnitt der magnetischen Feder vorgespannt zu einer Seite in der axialen Richtung im Vergleich zu einem Umfangsabschnitt der magnetischen Feder angeordnet ist, und
wenn der bewegliche Kern zu der Zugangsposition angezogen wird, verhindert wird, dass die magnetische Feder bis zu einer minimalen Federlänge verformt wird, die einer Breite des Blattfederelementes in der axialen Richtung entspricht.

Die Solenoidvorrichtung ist so aufgebaut, dass, wenn der bewegliche Kern zu der Zugriffsposition angezogen wird, verhindert wird, dass die magnetische Feder sich auf die minimale Federlänge verformt.
Dadurch wird ein Bedarf für die Anwendung eines Bereiches (in der Nähe der minimalen Federlänge) der magnetischen Feder beseitigt, der eine Schwankung bei der Federkraft zwischen den Erzeugnissen mit sich bringt, was ein Unterdrücken der Schwankung bei der Anzugskraft des beweglichen Kerns ermöglicht (d.h., der Kraft, die erlangt wird durch Subtrahieren der Federkraft der magnetischen Feder von einer elektromagnetischen Kraft, die aus dem Leiten von elektrischen Strom durch die elektromagnetische Spule herrührt). Demgemäß ermöglicht die Solenoidvorrichtung ein Verhindern eines Fehlers beim Anziehen des magnetischen Kerns, der von einer unzureichenden Anzugskraft herrührt, wobei außerdem ein Unterdrücken einer signifikanten Schwankung bei der Anzugsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns ermöglicht wird.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem vorstehend erläuterten Aspekt eine Solenoidvorrichtung geschaffen werden, die eine Variation (Schwankung) bei der Anzugskraft des magnetischen Kerns unter den Erzeugnissen reduzieren kann.
Figurenliste
Die vorstehend beschriebene Aufgabe und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor.

1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem kein elektrischer Strom durch eine elektromagnetische Spule tritt, in einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine Querschnittsansicht der Solenoidvorrichtung unmittelbar nachdem elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule tritt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem elektrischer Strom durch eine elektromagnetische Spule tritt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer magnetischen Feder, auf die keine Kraft aufgebracht wird, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht der magnetischen Feder, auf die eine Kraft in einer axialen Richtung aufgebracht wird.
6 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen der Federlänge und der Federkraft der magnetischen Feder gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Solenoidvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels.
8 zeigt eine Darstellung von Betriebsvorgängen eines Relaissystems unter Verwendung der Solenoidvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels.
9 zeigt eine 8 folgende Darstellung.
10 zeigt eine 9 folgende Darstellung.
11 zeigt eine 10 folgende Darstellung.
12 zeigt eine Querschnittsansicht einer Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem keine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
13 zeigt eine Querschnittsansicht der Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem eine elektrische Stromstärke durch die elektromagnetische Spule tritt, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
14 zeigt eine Querschnittsansicht einer Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem keine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, in einem dritten Ausführungsbeispiel.
15 zeigt eine Querschnittsansicht der Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem eine elektrische Stromstärke durch die elektromagnetische Spule tritt, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
16 zeigt eine Querschnittsansicht einer Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem keine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, in einem vierten Ausführungsbeispiel.
17 zeigt eine Querschnittsansicht der Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem eine elektrische Stromstärke durch die elektromagnetische Spule tritt, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
18 zeigt eine Querschnittsansicht einer Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem keine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, in einem fünften Ausführungsbeispiel.
19 zeigt eine Querschnittsansicht der Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem eine elektrische Stromstärke durch die elektromagnetische Spule tritt, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
20 zeigt eine Querschnittsansicht einer Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem keine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, in einem sechsten Ausführungsbeispiel.
21 zeigt eine Querschnittsansicht der Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem eine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel.
22 zeigt eine Querschnittsansicht einer Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem keine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, in einem siebten Ausführungsbeispiel.
23 zeigt eine Querschnittsansicht der Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem eine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel.
24 zeigt eine Querschnittsansicht einer Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem keine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, in einem achten Ausführungsbeispiel.
25 zeigt eine Querschnittsansicht der Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem eine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, gemäß dem achten Ausführungsbeispiel.
26 zeigt eine Querschnittsansicht einer Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem keine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, in einem neunten Ausführungsbeispiel.
27 zeigt eine Querschnittsansicht der Solenoidvorrichtung in einem Zustand, bei dem eine elektrische Stromstärke durch eine elektromagnetische Spule tritt, gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele, die sich auf die vorstehend beschriebene Solenoidvorrichtung beziehen, unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 beschrieben. Wie dies in den 1 bis 3 gezeigt ist, hat eine Solenoidvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine elektromagnetische Spule 2, durch die ein elektrischer Strom (elektrische Stromstärke) geleitet wird, um einen magnetischen Fluss φ zu erzeugen, einen fixierten Kern 3, einen beweglichen Kern 4, eine magnetische Feder 5 und ein Joch 6. Der fixierte Kern 3 ist in der elektromagnetischen Spule 2 angeordnet. Der bewegliche Kern 4 führt eine hin- und hergehende Bewegung in einer axialen Richtung (Richtung Z) der elektromagnetischen Spule 2 in Abhängigkeit davon aus, ob elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule 2 tritt.
Die magnetische Feder 5 ist zwischen dem fixierten Kern 3 und dem beweglichen Kern 4 angeordnet. Die magnetische Feder 5 hat eine magnetische Substanz und spannt den beweglichen Kern 4 in einer Richtung weg von dem fixierten Kern 3 in einer Richtung Z vor. Das Joch bildet zusammen mit der magnetischen Feder 5, den beweglichen Kern 4 und den fixierten Kern 3 eine magnetische Schaltung (Magnetkreislauf) C, durch die ein magnetischer Fluss φ fließt.
Wenn, wie in 3 gezeigt, elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule 2 tritt, wird der bewegliche Kern 4 zu einer Zugriffsposition (Zugangsposition) durch eine elektromagnetische Kraft entgegen einer Federkraft der magnetischen Feder 5 angezogen, wobei die Zugangsposition relativ nahe zu dem fixierten Kern 3 ist, wobei die elektromagnetische Kraft von dem Leiten des elektrischen Stroms herrührt. Außerdem wird, wie dies in 1 gezeigt ist, wenn die Lieferung von elektrischen Strom durch die elektromagnetische Spule 2 angehalten wird, der bewegliche Kern 4 zu einer Separationsposition durch die Federkraft der magnetischen Feder 5 bewegt, wobei die Separationsposition weiter von dem fixierten Kern 3 weg ist als die Zugangsposition.
Wie dies in den 1 und 5 gezeigt ist, ist die magnetische Feder 5 ausgebildet durch ein spiralartiges Wickeln (Winden) eines Blattfederelementes 50, das eine magnetische Substanz hat, in derartiger Weise, dass eine Dickenrichtung des Blattfederelementes 50 mit einer radialen Richtung der elektromagnetischen Spule 2 übereinstimmt, und ein mittlerer Abschnitt 51 der magnetischen Feder 5 wird so angeordnet, dass er zu einer Seite in einer Richtung Z im Vergleich zu einem Umfangsabschnitt 52 der magnetischen Feder 5 vorgespannt ist.
Wenn, wie in 3 gezeigt, der bewegliche Kern 4 zu der Zugangsposition angezogen wird, wird verhindert, dass die magnetische Feder 5 sich auf eine minimale Federlänge LMIN verformt, die der Breite des Blattfederelementes 50 entspricht.
Die Solenoidvorrichtung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird in einem elektromagnetischen Relais 10 angewendet. Wie dies in 1 gezeigt ist, hat das elektromagnetische Relais 10 einen Schalter 16 (16_a und 16_b ). Vorwärts- und Rückwärtsbewegungsvorgänge des beweglichen Kerns 4 schalten den Schalter 16 ein und aus.
Wie dies in 1 gezeigt ist, hat die Solenoidvorrichtung 1 eine Welle 7, die in den fixierten Kern 3 eingeführt ist. Die Welle 7 ist aus einer nichtmagnetischen Substanz ausgebildet. Ein Endstück 71 der Welle 7 ist aus einem isolierenden Material ausgebildet.
Wie dies in den 1 und 7 gezeigt ist, hat das Joch 6 einen Bodenwandabschnitt 63, einen Seitenwandabschnitt 62 und einen oberen Wandabschnitt 61. Der obere Wandabschnitt 61 ist mit einem Durchgangsloch 610 versehen. Der bewegliche Kern 4 ist in das Durchgangsloch 610 eingesetzt (eingepasst). Wie dies in 3 gezeigt ist, ist eine Innenfläche des Durchgangslochs 610 mit einem Stopper oder Anschlag 611 versehen, der den beweglichen Kern 4 an der Zugangsposition anhält.
Wie dies in 1 gezeigt ist, hat das elektromagnetische Relais 10 eine fixierte leitfähige Einheit 13, eine bewegliche leitfähige Einheit 12, einen Kontakt 15 der fixierten Seite, der an der fixierten leitfähigen Einheit 13 ausgebildet ist, und einen Kontakt 14 der beweglichen Seite, der an der beweglichen leitfähigen Einheit 12 ausgebildet ist. Die leitfähigen Einheiten 12 und 13 und die Kontakte 14 und 15 sind in dem Schalter 16 (16_a und 16_b ) umfasst. Ein schalterseitiges Federelement 17 ist zwischen der beweglichen leitfähigen Einheit 12 und einem Wandabschnitt 111 eines Gehäuses 11 vorgesehen. Das schalterseitige Federelement 17 wird verwendet, um die bewegliche leitfähige Einheit 12 zu dem fixierten Kern 3 in der Richtung Z zu drücken.
Wie dies in 1 gezeigt ist, wird, wenn das Leiten von elektrischen Strom durch die elektromagnetische Spule 2 angehalten wird, der bewegliche Kern 4 durch die Federkraft der magnetischen Feder 5 so gedrückt, dass er zu der Separationsposition bewegt wird. Zu diesem Zeitpunkt gelangt das Endstück 71 der Welle 7 mit der beweglichen leitfähigen Einheit 12 in Kontakt, um die bewegliche leitfähige Einheit 12 entgegen einer Drückkraft des schalterseitigen Federelementes 17 zu drücken. Somit trennen sich die Kontakte 14 und 15 voneinander, um den Schalter 16 auszuschalten.
Außerdem wird, wie dies in 2 gezeigt ist, wenn das Leiten von elektrischen Strom durch die elektromagnetische Spule 2 begonnen wird, ein magnetischer Fluss φ erzeugt. Der magnetische Fluss φ fließt von dem fixierten Kern 3 zu der magnetischen Feder 5 und dann durch den beweglichen Kern 4, einen Zwischenraum (Spalt) G und das Joch 6. Ein Anteil des magnetischen Flusses φ fließt auch durch einen Raum S zwischen dem fixierten Kern 3 und der magnetischen Feder 5. In ähnlicher Weise fließt der magnetische Fluss φ durch einen Raum zwischen dem beweglichen Kern 4 und der magnetischen Feder 5. Der magnetische Fluss φ fließt, wie vorstehend beschrieben, um eine elektromagnetische Kraft zu erzeugen, wobei der bewegliche Kern 4 entgegen der Drückkraft der magnetischen Feder 5 angezogen wird, wie dies in 3 gezeigt ist. Der bewegliche Kern 4 gelangt in Kontakt mit dem Stopper 611 (Anschlag) und wird angehalten.
Wenn der bewegliche Kern 4 wie vorstehend beschrieben angezogen wird, wird die Welle 7 ebenfalls zu dem fixierten Kern 3 angezogen. Somit drückt die Drückkraft des schalterseitigen Federelementes 17 die bewegliche leitfähige Einheit 12 zu dem fixierten Kern 3, womit der Schalter 16 (16_a , 16_b ) eingeschaltet wird.
Nachstehend ist eine Beziehung zwischen der Länge und der Federkraft der magnetischen Feder 5 beschrieben. Wie dies in 6 gezeigt ist, nimmt, wenn eine Kraft in der Richtung Z auf die magnetische Feder 5 aufgebracht wird, die eine natürliche Länge (Eigenlänge) hat, die Federlänge allmählich zu, um die Federkraft zu erhöhen. In einem Fall, bei dem die magnetische Feder 5 ausreichend länger als eine minimale Federlänge LMIN ist, sind der Versatzbetrag von der natürlichen Länge (Eigenlänge) und die Federkraft in einer im Wesentlichen proportionalen Beziehung. Jedoch nimmt in der Nähe der minimalen Federlänge LMIN die Federkraft plötzlich (schnell, schlagartig) zu. Außerdem bringt die Federkraft in der Nähe der minimalen Federlänge LMIN eine signifikante Herstellschwankung mit sich. Somit kann in einem Fall, bei dem die magnetische Feder 5 auf die minimale Federlänge LMIN verformt wird, wenn der bewegliche Kern 4 (sh. 3) angezogen wird, die signifikante Herstellschwankung bei der Federkraft verhindern, dass der bewegliche Kern 4 ausreichend angezogen wird, oder kann die Geschwindigkeit reduzieren, mit der der bewegliche Kern 4 angezogen wird. Jedoch wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die magnetische Feder 5 nicht auf die minimale Federlänge LMIN verformt (sh. 3), womit es weniger wahrscheinlich ist, dass die vorstehend beschriebenen Effekte der Schwankung bei der Federkraft erzeugt werden. Somit kann der bewegliche Kern 4 zuverlässig zu der Zugangsposition angezogen werden. Außerdem kann die Schwankung bei der Geschwindigkeit unterdrückt werden, bei der der bewegliche Kern 4 angezogen wird. Darüber hinaus kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel ausschließlich der Bereich (die Fläche) der magnetischen Feder 5 genutzt werden, bei dem der Versatzbetrag und die Federkraft im Wesentlichen proportional sind (sh. 6), was somit das Gestalten (Design) der magnetischen Feder 5 erleichtert.
Nachstehend ist ein Verfahren für eine Anwendung des elektromagnetischen Relais 10 beschrieben. Wie dies in 8 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Relaissystem 19 unter Verwendung des elektromagnetischen Relais 10 aufgebaut. Das Relaissystem 19 hat drei elektromagnetische Relais 10, eine Gleichstrom-Energiezufuhr 72, einen Glättungskondensator 75, eine elektrische Anlage 73, einen Voraufladewiderstand 76 und eine Steuereinheit 74. Die Steuereinheit 74 steuert die Einschalt/Ausschalt-Vorgänge der einzelnen elektromagnetischen Relais 10.
Ein elektromagnetisches Relais 10_P der positiven Seite ist an einer Verdrahtung 77 der positiven Seite vorgesehen, die eine positive Elektrode 721 der Gleichstrom-Energiezufuhr 72 und die elektrische Anlage 73 verbindet. Außerdem ist ein elektromagnetisches Relais 10_N der negativen Seite an einer Verdrahtung 78 der negativen Seite vorgesehen, die eine negative Elektrode 722 der Gleichstrom-Energieversorgung 72 und die elektrische Anlage 73 verbindet. Darüber hinaus ist ein elektromagnetisches Relais 10c für die Voraufladung in Reihe mit dem Voraufladewiderstand 76 vorgesehen.
Wenn sowohl das elektromagnetische Relais 10_P der positiven Seite als auch das elektromagnetische Relais 10_N der negativen Seite bei nicht aufgeladenem Glättungskondensator 75 eingeschaltet werden, kann ein Einschaltstrom (Anlaufstrom) durch den Glättungskondensator 75 fließen, was zum Schmelzen des Schalters 16 führt. Somit werden, wie dies in 9 gezeigt ist, das elektromagnetische Relais 10c für die Voraufladung und das elektromagnetische Relais 10_N der negativen Seite eingeschaltet, damit allmählich eine Stromstärke I über den Voraufladewiderstand 76 tritt.
Wie dies in 10 gezeigt ist, wird, nachdem der Glättungskondensator 75 aufgeladen worden ist, um das Fließen des Einschaltstroms zu verhindern, das elektromagnetische Relais 10_P der positiven Seite eingeschaltet. Anschließend wird, wie dies in 11 gezeigt ist, das elektromagnetische Relais 10c zum Voraufladen ausgeschaltet. Dann tritt der elektrische Strom I kontinuierlich durch die elektrische Anlage 73 über das elektromagnetische Relais 10_P der positiven Seite und das elektromagnetische Relais 10_N der negativen Seite.
Nachstehend sind die Funktionen und Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben. Wie dies in 3 gezeigt ist, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn der bewegliche Kern 4 zu der Zugangsposition angezogen wird, verhindert, dass die magnetische Feder 5 auf die minimale Federlänge LMIN verformt wird.
Somit beseitigt das vorliegende Ausführungsbeispiel einen Bedarf an einer Anwendung des Bereiches der magnetischen Feder 5 (in der Nähe der minimalen Federlänge L_MIN : sh. 6), bei dem die Federkraft der magnetischen Feder 5 signifikant unter den Erzeugnissen schwankt. Dies wiederum ermöglicht ein Verhindern eines Fehlers beim Anziehen des beweglichen Kerns 4, der aus einer unzureichenden Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 herrührt (d.h., die Kraft, die erlangt wird durch Subtrahieren der Federkraft der magnetischen Feder 5 von einer elektromagnetischen Kraft, die von dem Leiten von elektrischem Strom durch die elektromagnetische Spule 2 herrührt), und ermöglicht außerdem ein Vermeiden einer signifikanten Schwankung bei der Anzugsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 4.
Außerdem ermöglicht der vorstehend beschriebene Aufbau die Anwendung von lediglich dem Bereich (sh. 6) der magnetischen Feder 5, bei dem der Versatzbetrag von der natürlichen Länge und die Federkraft in einer im Wesentlichen proportionalen Beziehung sind. Dieser Bereich bringt eine geringfügige (nicht signifikante) Schwankung unter den Erzeugnissen mit sich, was somit das Gestalten (Design) der magnetischen Feder 5 erleichtert. Anders ausgedrückt muss die magnetische Feder 5 sowohl magnetische Eigenschaften als auch mechanische Eigenschaften (Federkraft) erfüllen, und somit gestaltet eine signifikante Schwankung bei der Federkraft die Gestaltung schwierig. Jedoch wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Anwendung von lediglich dem Bereich mit der geringfügigen (nicht signifikanten) Schwankung der Federkraft unter den Erzeugnissen gestattet, was die Gestaltung der magnetischen Feder 5 erleichtert.
Außerdem ist, wie dies in 1 gezeigt ist, die magnetische Feder 5 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ausgebildet, indem das Blattfederelement 50, das eine magnetische Substanz umfasst, so spiralartig gewickelt wird, dass die Dickenrichtung des Blattfederelementes 50 mit der radialen Richtung der elektromagnetischen Spule 2 übereinstimmt, und der mittlere Abschnitt 51 der magnetischen Feder 5 ist so angeordnet, dass er zu einer Seite in der Richtung Z im Vergleich zu dem Umfangsabschnitt 52 der magnetischen Feder 5 vorgespannt ist.
Die Anwendung der magnetischen Feder 5 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau erleichtert eine Zunahme bei der Querschnittsfläche der magnetischen Feder 5. Somit kann ein hoher Betrag an magnetischem Fluss φ durch die magnetische Feder 5 treten, was eine Zunahme bei der Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 gestattet. Dies erleichtert außerdem eine Zunahme beim Kontaktbereich (Kontaktfläche) zwischen der magnetischen Feder 5 und dem fixierten Kern 3 und eine Zunahme beim Kontaktbereich (Kontaktfläche) zwischen der magnetischen Feder 5 und dem beweglichen Kern 4. Somit kann der Betrag des magnetischen Flusses φ, der fließt, erhöht werden, und die Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 kann erhöht werden. Außerdem ermöglicht die Anwendung der magnetischen Feder 5 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau eine allmähliche Erhöhung des Kontaktbereiches (Kontaktfläche) zwischen der magnetischen Feder 5 und dem fixierten Kern 3 und des Kontaktbereiches (Kontaktfläche) zwischen der magnetischen Feder 5 und dem beweglichen Kern 4 beim Halten des Anziehens des beweglichen Kerns 4. Demgemäß nimmt sogar in einem Fall, bei dem der bewegliche Kern 4 sich dem fixierten Kern 3 nähert und die Federkraft der magnetischen Feder 5 zunimmt, der Betrag des fließenden magnetischen Flusses φ zu, was eine Zunahme bei der elektromagnetischen Kraft der elektromagnetischen Spule 2 ermöglicht, um zu gestatten, dass der bewegliche Kern 4 durch eine starke Kraft angezogen wird.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Solenoidvorrichtung vorgesehen werden, die eine Herstellschwankung bei der Anzugskraft des beweglichen Kerns reduzieren kann.
Es ist hierbei zu beachten, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Solenoidvorrichtung 1 in dem elektromagnetischen Relais 10 angewendet wird, jedoch ist eine derartige Einschränkung der vorliegenden Erfindung nicht beabsichtigt, und die Solenoidvorrichtung 1 kann in einem elektromagnetischen Ventil oder dergleichen angewendet werden.
In den folgenden Ausführungsbeispielen bezeichnen die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen, die die gleichen wie die Bezugszeichen des ersten Ausführungsbeispiels sind, entsprechende und ähnliche Bauteile wie im ersten Ausführungsbeispiel, sofern dies nicht anderweitig angegeben ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem die Form des fixierten Kerns 3 geändert ist. Wie dies in den 12 und 13 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein vorragender Abschnitt 8s der Seite des fixierten Kerns an dem fixierten Kern 3 ausgebildet. Der vorragende Abschnitt 8s an der Seite des fixierten Kerns vermeidet eine Verformung der magnetischen Feder 5 auf die minimale Federlänge L_MIN , wenn der bewegliche Kern 4 zu der Zugangsposition angezogen wird (sh. 13).
In dieser Weise kann eine Verformung der magnetischen Feder 5 auf die minimale Federlänge L_MIN noch zuverlässiger vermieden werden. Genauer gesagt fließt, wenn die magnetische Feder 5 bis zu einem gewissen Grad sich zusammenzieht, der magnetische Fluss φ durch die magnetische Feder 5 in der Richtung Z. Somit erzeugt der magnetische Fluss φ in der magnetischen Feder 5 selbst eine elektromagnetische Kraft, die ein Zusammenziehen in der Richtung Z bewirkt. Jedoch ermöglicht der vorragende Abschnitt 8s an der Seite des fixierten Kerns, der wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, ein Unterdrücken (Vermeiden) des Zusammenziehens der magnetischen Feder 5 auf die minimale Federlänge L_MIN . Dies beseitigt den Bedarf an einer Anwendung des Bereiches der magnetischen Feder 5 in der Nähe der minimalen Federlänge LMIN, d.h., der Bereich mit einer signifikanten Schwankung bei der Federkraft unter den Erzeugnissen. Somit kann eine Schwankung bei der Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 vermieden werden.
Außerdem ermöglicht, wie dies in 12 gezeigt ist, das Ausbilden des vorragenden Abschnittes 8s der Seite des fixierten Kerns eine Verringerung der Länge D in Richtung Z eines Raumes S zwischen dem fixierten Kern 3 und der magnetischen Feder 5, während der bewegliche Kern 4 an der Separationsposition angeordnet ist. Wie dies vorstehend beschrieben ist, bewirkt ein Leiten von elektrischem Strom durch die elektromagnetische Spule 2, dass ein Teil des magnetischen Flusses φ durch den Raum S fließt. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ermöglicht eine Verringerung der Länge D in Richtung Z des Raumes S, was das Fließen des magnetischen Flusses φ erleichtert. Demgemäß kann die Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 erhöht werden.
Das zweite Ausführungsbeispiel hat ansonsten einen Aufbau und eine Funktion und Effekte, die ähnlich wie der Aufbau und die Funktion und die Effekte des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Drittes Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem der fixierte Kern 3 verformt wird. Wie dies in den 14 und 15 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der fixierte Kern 3 mit dem vorragenden Abschnitt 8s der Seite des fixierten Kerns wie im zweiten Ausführungsbeispiel versehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der vorragende Abschnitt 8s der Seite des fixierten Kerns mit einer abgeschrägten Fläche 81 versehen (abgeschrägte Fläche 81_s der Seite des fixierten Kerns). Die abgeschrägte Fläche 81_s der Seite des fixierten Kerns ist so aufgebaut, dass sie mit einem Teil (einem Abschnitt) der magnetischen Feder 5 unter Betrachtung in der Richtung Z überlappt.
Die Funktionen und Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind nachstehend beschrieben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der fixierte Kern 3 mit dem vorragenden Abschnitt 8s an der Seite des fixierten Kerns versehen. Somit kann wie beim zweiten Ausführungsbeispiel, wenn der bewegliche Kern 4 zu der Zugangsposition angezogen wird (sh. 15), ein Verformen der magnetischen Feder 5 auf die minimale Federlänge LMIN noch zuverlässiger unterdrückt werden. Außerdem ist der vorragende Abschnitt 8s an der Seite des fixierten Kerns mit der abgeschrägten Fläche 81 versehen (abgeschrägte Fläche 81_s der Seite des fixierten Kerns). Dieser Aufbau ermöglicht eine Verringerung beim Abstand D_s zwischen dem vorragenden Abschnitt 8s der Seite des fixierten Kerns und der magnetischen Feder 5 in einer schrägen Richtung, wie dies in 14 gezeigt ist. Dies wiederum erleichtert zwischen dem vorragenden Abschnitt 8s an der Seite des fixierten Kerns und der magnetischen Feder 5 ein Fließen des magnetischen Flusses φ, der von dem Leiten von elektrischem Strom durch die elektromagnetische Spule 2 herrührt, was ermöglicht, dass die Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 erhöht wird.
Das dritte Ausführungsbeispiel hat ansonsten einen Aufbau und Funktionen und Effekte, die ähnlich wie bei dem Aufbau und den Funktionen und Effekten des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Viertes Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem die Form des fixierten Kerns 3 geändert ist. Wie dies in den 16 und 17 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der fixierte Kern 3 mit dem vorragenden Abschnitt 8s der Seite des fixierten Kerns wie im Fall des dritten Ausführungsbeispiels versehen. Der vorragende Abschnitt 8s der Seite des fixierten Kerns ist mit der abgeschrägten Fläche 81 versehen (die abgeschrägte Fläche 81_s der Seite des fixierten Kerns). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sämtliche Abschnitte der magnetischen Feder 5 so aufgebaut, dass sie mit der abgeschrägten Fläche 81_s der Seite des fixierten Kerns unter Betrachtung in der Richtung Z überlappen.
Die Funktionen und Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind nachstehend beschrieben. Die Solenoidvorrichtung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist so aufgebaut, dass sämtliche Abschnitte der magnetischen Feder 5 mit der abgeschrägten Fläche 81_s der Seite des fixierten Kerns unter Betrachtung in der Richtung Z überlappen. Somit können die Abschnitte der magnetischen Feder 5 näher zu der abgeschrägten Fläche 81_s der Seite des fixierten Kerns angeordnet werden. Demgemäß fließt der magnetische Fluss φ mit Leichtigkeit zwischen der abgeschrägten Fläche 81_s der Seite des fixierten Kerns und der magnetischen Feder 5, was ermöglicht, dass die Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 erhöht wird.
Das vierte Ausführungsbeispiel hat ansonsten einen Aufbau und Funktionen und Effekte, die ähnlich wie bei dem Aufbau und den Funktionen und den Effekten des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem die Form des beweglichen Kerns 4 verändert ist. Wie dies in den 18 und 19 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der bewegliche Kern 4 mit einem vorragenden Abschnitt 8_M an der Seite des beweglichen Kerns versehen. Wie dies in 19 gezeigt ist, unterdrückt der vorragende Abschnitt 8_M der Seite des beweglichen Kerns ein Verformen der magnetischen Feder 5 bis zu der minimalen Federlänge L_MIN , wenn der bewegliche Kern 4 zu der Zugangsposition angezogen wird.
Die Funktionen und Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind nachstehend beschrieben. Der vorstehend beschriebene Aufbau ermöglicht ein noch zuverlässigeres Vermeiden einer Verformung der magnetischen Feder 5 bis zu der minimalen Federlänge L_MIN , wenn der bewegliche Kern 4 zu der Zugangsposition angezogen wird.
Das fünfte Ausführungsbeispiel hat ansonsten einen Aufbau und Funktionen und Effekte, die ähnlich wie bei dem Aufbau und den Funktionen und den Effekten des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem die Form des beweglichen Kerns 4 geändert ist. Wie dies in den 20 und 21 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der bewegliche Kern 4 mit dem vorragenden Abschnitt 8_M der Seite des beweglichen Kerns wie im fünften Ausführungsbeispiel versehen. Außerdem ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der vorragende Abschnitt 8_M der Seite des beweglichen Kerns mit der abgeschrägten Fläche 81 versehen (abgeschrägte Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns). Die abgeschrägte Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns ist so aufgebaut, dass sie mit sämtlichen Abschnitten der magnetischen Feder 5 unter Betrachtung in der Richtung Z überlappt.
Die Funktionen und Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind nachstehend beschrieben. Das Ausbilden der abgeschrägten Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns ermöglicht eine Verringerung beim Abstand D_M zwischen der magnetischen Feder 5 und dem beweglichen Kern 4, während der bewegliche Kern 4 nicht angezogen ist, wie dies in 20 gezeigt ist. Dies erleichtert das Fließen des magnetischen Flusses φ zwischen der magnetischen Feder 5 und dem beweglichen Kern 4, was ermöglicht, dass die Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 erhöht wird.
Außerdem ist das vorliegende Ausführungsbeispiel so aufgebaut, dass sämtliche Abschnitte der magnetischen Feder 5 mit der abgeschrägten Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns unter Betrachtung in der Richtung Z überlappen.
Somit kann, wie dies in 20 gezeigt ist, die Gesamtheit der Abschnitte der magnetischen Feder 5 näher zu der abgeschrägten Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns angeordnet werden. Demgemäß fließt der magnetische Fluss φ mit Leichtigkeit zwischen der abgeschrägten Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns und der magnetischen Feder 5, was ermöglicht, dass die Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 erhöht wird.
Das sechste Ausführungsbeispiel hat ansonsten einen Aufbau und Funktionen und die Effekte, die ähnlich wie bei dem Aufbau und den Funktionen und Effekten des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Es ist hierbei zu beachten, dass das vorliegende Ausführungsbeispiel so aufgebaut ist, dass die abgeschrägte Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns mit sämtlichen Abschnitten des magnetischen Feder 5 unter Betrachtung in der Richtung Z überlappt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die abgeschrägte Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns mit einem Teil der magnetischen Feder 5 unter Betrachtung in der Richtung Z überlappen.
Siebtes Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem die Formen des fixierten Kerns 3 und des beweglichen Kerns 4 geändert sind. Wie dies in 22 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der vorragende Abschnitt 8 an sowohl dem fixierten Kern 3 als auch dem beweglichen Kern 4 ausgebildet.
Wie dies in 23 gezeigt ist, unterdrücken (vermeiden) der an dem fixierten Kern 3 ausgebildete vorragende Abschnitt 8 (vorragender Abschnitt 8s der Seite des fixierten Kerns) und der an dem beweglichen Kern 4 ausgebildete vorragende Abschnitt 8 (vorragender Abschnitt 8_M der Seite de beweglichen Kerns) eine Verformung der magnetischen Feder 5 auf die minimale Federlänge L_MIN , wenn der bewegliche Kern 4 angezogen wird.
Der vorragende Abschnitt 8s der Seite des fixierten Kerns ist mit der abgeschrägten Fläche 81 versehen (abgeschrägte Fläche 81_S der Seite des fixierten Kerns). Außerdem ist der vorragende Abschnitt 8_M der Seite des beweglichen Kerns ebenfalls mit der abgeschrägten Fläche 81 versehen (abgeschrägte Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns). Die abgeschrägten Flächen 81 sind so aufgebaut, dass sie mit sämtlichen Abschnitten der magnetischen Feder 5 unter Betrachtung in der Richtung Z überlappen.
Die Funktionen und Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind nachstehend beschrieben. Im vorliegenden Aufführungsbeispiel sind sowohl der fixierte Kern 3 als auch der bewegliche Kern 4 mit dem vorragenden Abschnitt 8 (8_S und 8_M ) versehen.
Dies ermöglicht eine Verringerung bei dem Abstand D_S zwischen dem fixierten Kern 3 und der magnetischen Feder 5 und auch bei dem Abstand D_M zwischen dem beweglichen Kern 4 und der magnetischen Feder 5. Demgemäß ist der Fluss des magnetischen Flusses φ erleichtert, was ermöglicht, dass die Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 erhöht wird.
Außerdem ist die Solenoidvorrichtung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels so aufgebaut, dass sämtliche Abschnitte der magnetischen Feder 5 mit der abgeschrägten Fläche 81_S der Seite des fixierten Kerns und der abgeschrägten Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns unter Betrachtung in der Richtung Z überlappen.
Somit können sämtliche Abschnitte der magnetischen Feder 5 näher zu der abgeschrägten Fläche 81_S der Seite des fixierten Kerns und auch näher zu der abgeschrägten Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns angeordnet werden. Demgemäß fließt der magnetische Fluss φ mit Leichtigkeit zwischen der abgeschrägten Fläche 81_S der Seite des fixierten Kerns und der magnetischen Feder 5 und zwischen der magnetischen Feder 5 und der abgeschrägten Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns, was ermöglicht, dass die Anzugskraft des beweglichen Kerns 4 erhöht wird.
Das siebte Ausführungsbeispiel hat ansonsten einen Aufbau und Funktionen und Effekte, die ähnlich wie bei dem Aufbau und den Funktionen und Effekten des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Achtes Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem die Formen des fixierten Kerns 3 und des beweglichen Kerns 4 geändert sind. Wie dies in den 24 und 25 gezeigt ist, sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der fixierte Kern 3 und der bewegliche Kern 4 mit den jeweiligen vorragenden Abschnitten 8 (dem vorragenden Abschnitt 8s der Seite des fixierten Kerns und der vorragende Abschnitt 8_M der Seite des beweglichen Kerns) wie bei dem siebten Ausführungsbeispiel versehen. Außerdem sind die einzelnen vorragenden Abschnitte 8 (8S und 8_M ) mit den abgeschrägten Flächen 81 (die abgeschrägte Fläche 81_S der Seite des fixierten Kerns und die abgeschrägte Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns) versehen. Die beiden abgeschrägten Flächen 81_S und 81_M sind zueinander parallel.
Die Funktionen und Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind nachstehend beschrieben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden abgeschrägten Flächen 81_S und 81_M , d.h., die abgeschrägte Fläche 81_S der Seite des fixierten Kerns und die abgeschrägte Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns, zueinander parallel.
Dies ermöglicht eine Minimierung eines möglichen Zwischenraums (Spalt) zwischen der abgeschrägten Fläche 81_S der Seite des fixierten Kerns und der magnetischen Feder 5 und eine Minimierung eines möglichen Zwischenraums (Spalt) zwischen der abgeschrägten Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns und der magnetischen Feder 5, wenn der bewegliche Kern 4 angezogen wird, wie dies in 25 gezeigt ist. Demgemäß kann der bewegliche Kern 4 durch eine stärkere Anzugskraft kontinuierlich angezogen werden.
Das achte Ausführungsbeispiel hat ansonsten einen Aufbau und Funktionen und Effekte, die ähnlich wie bei dem Aufbau und den Funktionen und Effekten des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Neuntes Ausführungsbeispiel
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Formen des fixierten Kerns 3 und des beweglichen Kerns 4 und die Richtung der magnetischen Feder 5 geändert. Wie dies in den 26 und 27 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der mittlere Abschnitt 51 der magnetischen Feder 5 zu dem fixierten Kern 3 gerichtet, und der Umfangsabschnitt 52 der magnetischen Feder 5 ist zu dem beweglichen Kern 4 gerichtet. Außerdem sind der fixierte Kern 3 und der bewegliche Kern 4 jeweils mit dem vorragenden Abschnitt 8 versehen. Die vorragenden Abschnitte 8 (8_S und 8_M ) verhindern, dass die magnetische Feder 5 zu der minimalen Federlänge L_MIN verformt wird, wenn der bewegliche Kern 4 angezogen wird.
Außerdem ist der vorragende Abschnitt 8_S der Seite des fixierten Kerns mit der abgeschrägten Fläche 81_S der Seite des fixierten Kerns versehen, und der vorragende Abschnitt 8_M der Seite des beweglichen Kerns ist mit der abgeschrägten Fläche 81_M der Seite des beweglichen Kerns versehen. Die abgeschrägten Flächen 81_S und 81_M sind so aufgebaut, dass sie mit sämtlichen Abschnitten der magnetischen Feder 5 unter Betrachtung in der Richtung Z überlappen.
Das neunte Ausführungsbeispiel hat ansonsten einen Aufbau und Funktionen und Effekte, die ähnlich dem Aufbau und den Funktionen und Effekten des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Die vorliegende Erfindung ist vorstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben. Jedoch sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsbespiele und offenbarten Strukturen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung umfasst verschiedene abgewandelte Beispiele und Modifikationen innerhalb des Bereiches der Äquivalenz. Außerdem umfasst der Umfang der vorliegenden Erfindung und der Bereich der Konzepte der vorliegenden Erfindung verschiedene Kombinationen oder Konfigurationen und umfasst des Weiteren andere Kombinationen und Konfigurationen, die dem Hinzufügen von lediglich einem Element, zwei oder mehr Elementen oder einem Abschnitt von einem Element zu den vorstehend beschriebenen verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen entsprechen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017216193 [0001]
JP 2015162537 A [0007]

Claims

Solenoidvorrichtung (1) mit: einer elektromagnetischen Spule (2), durch die elektrischer Strom geleitet wird, um einen magnetischen Fluss (φ) zu erzeugen; einem fixierten Kern (3), der in der elektromagnetischen Spule angeordnet ist; einem beweglichen Kern (4), der eine hin- und hergehende Bewegung in einer axialen Richtung der magnetischen Spule in Abhängigkeit davon ausführt, ob elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule tritt; einer magnetischen Feder (5), die zwischen dem fixierten Kern und dem beweglichen Kern angeordnet ist und eine magnetische Substanz aufweist, wobei die magnetische Feder (5) den beweglichen Kern in einer Richtung weg von dem fixierten Kern in der axialen Richtung vorspannt; und einem Joch (6), das in einer magnetischen Schaltung (C) umfasst ist, in der der Magnetfluss fließt, wobei die magnetische Schaltung (C) außerdem die magnetische Feder, den beweglichen Kern und den fixierten Kern umfasst, wobei wenn elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule tritt, der bewegliche Kern zu einer Zugangsposition durch eine elektromagnetische Kraft entgegen einer Federkraft der magnetischen Feder angezogen wird, wobei die Zugangsposition relativ nahe zu dem fixierten Kern ist, wobei die elektromagnetische Kraft von dem Leiten vom elektrischen Strom herrührt, und wenn das Leiten des elektrischen Stroms durch die elektromagnetische Spule angehalten wird, der bewegliche Kern zu einer Separationsposition durch die Federkraft der magnetischen Feder bewegt wird, wobei die Separationsposition weiter von dem fixierten Kern entfernt ist als die Zugangsposition, die magnetische Feder ein Blattfederelement (50) umfasst, das die magnetische Substanz aufweist und so spiralartig gewunden ist, dass eine Dickenrichtung des Blattfederelementes mit einer radialen Richtung der elektromagnetischen Spule übereinstimmt, wobei ein mittlerer Abschnitt (51) der magnetischen Feder vorgespannt zu einer Seite in der axialen Richtung im Vergleich zu einem Umfangsabschnitt (52) der magnetischen Feder angeordnet ist, und wenn der bewegliche Kern zu der Zugangsposition angezogen wird, verhindert wird, dass die magnetische Feder bis zu einer minimalen Federlänge (L_MIN) verformt wird, die einer Breite des Blattfederelementes in der axialen Richtung entspricht.
Solenoidvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der fixierte Kern mit einem vorragenden Abschnitt (8s) der Seite des fixierten Kerns versehen ist, der von dem fixierten Kern zu dem beweglichen Kern in der axialen Richtung vorragt und eine Verformung der magnetischen Feder zu der minimalen Federlänge vermeidet, wenn der bewegliche Kern zu der Zugangsposition angezogen wird.
Solenoidvorrichung gemäß Anspruch 2, wobei der vorragende Abschnitt der Seite des fixierten Kerns mit einer abgeschrägten Fläche (81_S) der Seite des fixierten Kerns versehen ist, die zumindest mit einem Abschnitt der magnetischen Feder unter Betrachtung in der axialen Richtung überlappt.
Solenoidvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei sämtliche Abschnitte der magnetischen Feder mit der abgeschrägten Fläche der Seite des fixierten Kerns unter Betrachtung in der axialen Richtung überlappen.
Solenoidvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 wobei, der bewegliche Kern mit einem vorragenden Abschnitt (8_M) der Seite des beweglichen Kerns versehen ist, der von dem beweglichen Kern zu dem fixierten Kern in der axialen Richtung vorragt und eine Verformung der magnetischen Feder zu der minimalen Federlänge vermeidet, wenn der bewegliche Kern zu der Zugangsposition angezogen wird.
Solenoidvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der vorragende Abschnitt der Seite des beweglichen Kerns mit einer abgeschrägten Fläche (81_M) der Seite des beweglichen Kerns versehen ist, die zumindest mit einem Abschnitt der magnetischen Feder unter Betrachtung in der axialen Richtung überlappt.
Solenoidvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei sämtliche Abschnitte der magnetischen Feder mit der abgeschrägten Fläche der Seite des beweglichen Kerns unter Betrachtung in der axialen Richtung überlappen.
Solenoidvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der fixierte Kern mit einem vorragenden Abschnitt der Seite des fixierten Kerns versehen ist, der eine Verformung der magnetischen Feder zu der minimalen Federlänge vermeidet, wenn der bewegliche Kern zu der Zugangsposition angezogen wird, und der bewegliche Kern mit einem vorragenden Abschnitt der Seite des beweglichen Kerns versehen ist, der eine Verformung der magnetischen Feder zu der minimalen Federlänge vermeidet, wenn der bewegliche Kern zu der Zugangsposition angezogen wird.
Solenoidvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der vorragende Abschnitt der Seite des fixierten Kerns und der vorragende Abschnitt der Seite des beweglichen Kerns mit jeweiligen abgeschrägten Flächen (81_S und 81_M) versehen sind, die jeweils mit zumindest einem Abschnitt der magnetischen Feder überlappen, und wobei die beiden abgeschrägten Flächen parallel zueinander sind.