JP2010525281A

JP2010525281A - ソレノイドアセンブリ

Info

Publication number: JP2010525281A
Application number: JP2010506450A
Authority: JP
Inventors: ダニエルバンバー
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2008-04-23
Publication date: 2010-07-22
Also published as: WO2008134353A1; US20100073116A1; US20080266038A1; EP2140071A1; MX2009011553A; CN101680211A; KR20100022957A; AU2008245775A1; US7825758B2

Abstract

ハウジング（22）と弁体（20）に関連して使用されるソレノイドアセンブリ（10）が提供される。アセンブリ（10）は、磁気コイル（12）、磁極片（14）、作動ロッド（16）、及び磁気アーマチャ（18）を含む。作動ロッド（16）は、磁極片（14）の一部内に摺動可能に配置され、かつ磁極片（14）に対して少なくとも部分的に芯出しされている。磁気コイル（12）の励磁により、アーマチャ（18）と磁極片（14）との間に引力を生じさせる。アセンブリ（10）の実施形態には、付加的に、作動ロッド（16）と磁極片（14）との間に配置される１つ以上の軸受（24a,24b）を含んでいる。

Description

本発明は、ソレノイド作動弁に関連して使用するための磁気ソレノイド用アセンブリを含む磁気ソレノイドに関する。

磁気ソレノイド弁は、多数の部品を含んで構成されることから、重畳された寸法公差にさらされる。ソレノイドアセンブリの品質及び機能性を改善するため、作動ロッドの機能を含むソレノイドアセンブリは、関連した寸法公差が重畳されるのを軽減するという共通の要望がある。とりわけ、アセンブリの作動部品に関連した配置構造を改善することにより、重畳される寸法公差を軽減することができる。

ハウジング及び弁体に関連して使用するためのソレノイドアセンブリが開示される。

このアセンブリは、磁気コイル、磁極片、作動ロッド、及び磁気アーマチャを含む。作動ロッドは、磁極片の部分内に摺動可能に配置され、かつ磁極片に対して少なくとも部分的に芯出しされている。磁気コイルの励磁により、アーマチャと磁極片との間に引力を生じさせる。ソレノイドアセンブリの実施形態では、さらに、作動ロッドと磁極片との間に配置された１つまたはそれ以上の軸受を含んでいる。
本発明の実施形態は、以下に、図面を参照して例示として記載される。

本発明の実施形態に従う磁気ソレノイド用のアセンブリの断面図である。本発明の別の実施形態に従う磁気ソレノイド用のアセンブリの断面図である。本発明の更なる実施形態に従う磁気ソレノイド用のアセンブリの断面図である。

本発明の実施形態に対して、参照番号が詳細に付記されており、この例示は、図面と共に、ここに記載されて説明される。本発明は、実施形態と関連して記載されているが、これらの実施形態に限定されるものではないことを理解してほしい。それどころか、本発明は、他の代替例、変形例、及び等価物を包含し、添付の請求項によって規定される本発明の技術的思想及び請求の範囲を含むものである。

ソレノイドアセンブリ１０の実施形態が、図１に示されている。この例示された実施形態において、ソレノイドアセンブリ１０は、より大きな弁アセンブリの一部として示される。図示のソレノイドアセンブリは、磁気コイル１２、磁極片１４、作動ロッド１６、及びアーマチャ１８を含む。アセンブリの中心線は、ＣＬで概略示されている。弁体の部分は、要素２０として構成されている。しかし、当業者であれば、本発明は、この形式の弁体２０に限られるものではなく、弁体の他の形式及び形状が、本発明の思想から離れることなく用いられることを認めるであろう。

コイル１２、磁極片１４、及びアーマチャ１８は、各々、少なくとも部分的に磁性を有するように構成されている。これらの部品は、「磁気」と言う用語が付記される。実施形態において、作動ロッド１６は、時々ピン又は作動ピンと称され、磁性材料からなるものではない。また、ここで、非磁性の作動ロッドと呼称することができる。

たとえば、制限なしで、作動ロッド１６は、ステンレス鋼、アルミニウム、又は黄銅から構成することができる。また、例示のソレノイドアセンブリ１０は、磁気ソレノイドまたは磁気ソレノイドアセンブリと称呼することもできる。
磁極片１４の少なくとも一部は、コイル１２内に配置される。例示の実施形態では、アセンブリの中心線ＣＬに平行な方向に伸びる磁極片の大部分は、コイル１２内に配置される。

本発明の実施形態において、ピンまたは作動ロッド１６は、磁極片１４の内側表面によって形成されるキャビティ部分又は開口部分（ボアのような）内に配置される。ロッド１６は、アセンブリ１０の中心線ＣＬの回りに長手方向に伸びるように形成されている。図示するように、アーマチャ１８は、弁体２０と連係するように構成された一端部からより離れた作動ロッド１６の一端部の回りに配置される。

実施形態において、作動ロッド１６は、磁極片１４の一部分内に摺動可能に配置され、コイル１２及び磁極片１４を貫通して伸びている。この作動ロッド１６は、概略図示するように、更に、アーマチャ１８の受入れ部分の中に伸びている。アーマチャ１８の受入れ部分は、中心線ＣＬの回りに配置されたアーマチャ１８の一部に形成されたキャビティ又は開口を構成する。磁極片１４に対して芯出しされたアーマチャ１８は、アセンブリ１０の他の部品に関して作動ロッドを所望（例えば中心または中心線）の経路上に保持する役目をする。

本発明の実施形態において、コイル１２の励磁により、アーマチャ１８と磁極片１４との間に引力を与えることができる。例えば、このような作動は、アーマチャ１８を磁極片１４に引き寄せることができる。しかし、図１に概略図示するように、アセンブリ１０は、少なくとも１つの作動状態において、コイル１２がアーマチャ１８を取り囲むように構成されていない。

図示するように、アーマチャ１８は、ハウジング２２の一部分と直接相互作用するように形成されている。即ち、アセンブリ１０は、少なくとも磁束の一部が、磁極片１４からアーマチャ１８を貫通し、直接関連するハウジング２２に進むように構成することができる。

ある応用では、アセンブリにとって入用な構成である磁束コレクタをなくすことができる。これにより、ソレノイドアセンブリと関連する必要な多数の部品を削減することができる。多数の部品における削減により、利点を与える可能性があり、ソレノイドアセンブリの種々の部品に関連した寸法公差が重なって増大するのを潜在的になくすことが可能になる。例えば、本発明は、通常の磁束コレクタを必要としないので、このための部品費用を削減でき、また、アセンブリの寸法公差の「重なり（stack up）」、例えば、中心線ＣＬに対して垂直な方向における寸法公差の増大を抑えることができる。

さらに、いくつかの応用では、改良された独創的なアセンブリの「パッケージ化」（例えば、磁束コレクタの可能な削減および／または寸法公差の重なりの軽減）は、アーマチャをより大きく設計することを可能にし、そしてアーマチャと他の部品との間に、より機能的な相互作用を与えることができる。

図２は、本発明の他の実施形態を概略図示しており、ここで、図１に示した実施形態に関連して説明した同等の部品は、同等の参照番号で表す。上述の実施形態に関連して説明したように、アーマチャ１８は、ハウジング２２の一部分と直接相互に作用する。しかし、図２に示すアセンブリ１０は、１つの軸受を含み、更なる実施形態では、複数の軸受、例えば、２４a、２４ｂを含んでいる。

この例示の実施形態において、軸受は、磁極片１４の一部分と作動ロッド１６の一部分との間に配置される。例えば、制限なしで、磁極片１４の内側表面は、作動ロッド１６と連係して作動するため、１つ以上の軸受を保持または着座させるように設計または形成されている。さらに、軸受は、相対する両端部から磁極片１４に押圧される。さらに、図示するように、ばね要素、例えばスプリング２６が作動ロッド１６に関連して作動するように設けられている。図２に示す実施形態において、スプリング２６は、アーマチャ１８の回りの作動ロッドの端部回りに配置されている。

本発明の実施形態において、アセンブリ１０は、少なくとも２つの軸受を含む。この例示の実施形態において、一方の軸受２４aは、作動ロッド１６の長手方向第１半部の回りに配置され、この場合の第１半部は、アーマチャ１８に隣接する側の半部である。他方の軸受２４ｂは、作動ロッド１６の長手方向第２半部の回りに配置され、この場合は、弁体２０により近くに配置されている。関連する複数の軸受における大きさ、位置、及び間隔は、作動ロッド１６が軸受２４a、２４ｂ上で摺動するように形成され、これにより、アーマチャ１８は、磁極片１４に対して略中心合わせされている。

図３は、本発明の別の実施形態を概略図示している。ここで、図１、２で示した実施形態に関連して説明した同等の部品は、同等の参照番号で表す。この実施形態において、弁体２０は、図１，２に示すアセンブリと比較すると、ソレノイドアセンブリ１０の他端部側に配置されている。このような別の構成では、弁体２０は、アーマチャ１８と同一側に配置される。

図３に図示した実施形態は、複数の軸受を含む構成ではないが、当業者であれば、例えば、図２に示す実施形態に関連して開示されたものと同様の軸受を選択的に包含させることが可能であることが理解できるであろう。さらに、図示するように、ばね要素、例えば、作動ロッド１６と関連して作動するように、スプリング２６を設けることができる。図３に図示する実施形態において、スプリング２６は、アーマチャ１８から離れた作動ロッドの端部の回りに配置されている。

上述した本発明の特定の実施形態は、説明及び記述の目的のために提供されている。これらは、本発明が開示された正確な形式を包括し、あるいは限定することを意図するものではなく、種々の修正及び変形が、上記教示に照らして可能である。本発明の原理及びその実施例を説明するために、多くの実施形態が選択されかつ記載され、これにより、当業者であれば、特定の使用を考慮するのに適した種々の変形例を有する本発明および種々の実施形態に用いることができる。本発明の技術的思想は、ここに添付される請求項およびその等価物によって定められることを意図している。

１０：ソレノイドアセンブリ、１２：磁気コイル、１４：磁極片、１６：作動ロッド、１８：アーマチャ、２０：弁体、２２：ハウジング、２４a、２４ｂ：軸受、２６：スプリング、

Claims

ハウジング（22）と弁体（20）に関連して使用するためのソレノイドアセンブリ（10）であって、該アセンブリ（10）は、
磁気コイル（12）と、
少なくとも一部が前記磁気コイル（12）内に配置された磁極片（14）と、
前記磁極片（14）によって形成されるキャビティ部分又は開口部分内に配置される作動ロッド（16）と、
前記作動ロッド（16）の端部回りに配置され、前記ハウジング（22）と直接相互作用するように形成された磁気アーマチャ（18）とを含み、
前記作動ロッド（16）は、前記磁極片（14）の一部分内に摺動可能に配置され、前記磁気アーマチャ（18）は、前記磁極片（14）に対して少なくとも部分的に芯出しされており、前記磁気コイル（12）の励磁によって、前記磁気アーマチャ（18）と前記磁極片（14）との間に引力を生じさせることを特徴とするソレノイドアセンブリ。
前記磁気アーマチャ（18）は、前記弁体（20）から遠方にある前記作動ロッド（16）の端部の回りに配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
前記磁気アーマチャ（18）は、前記弁体（20）により近接した作動ロッド（16）の端部の回りに配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
前記アーマチャ（18）に最も近い前記作動ロッド（16）の端部の回りに配置されたスプリング要素（26）を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
前記アーマチャ（18）から遠方にある前記作動ロッド（16）の端部の回りに配置されたスプリング要素（26）を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
前記作動ロッド（16）は、非磁性材料からなることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
前記作動ロッド（16）は、ステンレス鋼、アルミニウム、又は黄銅からなることを特徴とする請求項６に記載のアセンブリ。
前記作動ロッド（16）は、前記磁極片（14）によってセンター保持されていることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
関連する少なくとも一部の磁束は、前記磁極片（14）から前記アーマチャ（18）内を貫通し、かつ前記ハウジング（22）に直接進むことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
前記磁気コイル（12）の励磁により、前記アーマチャ（18）を前記磁極片（14）に引き寄せることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
前記アセンブリ（10）に関連した寸法公差の重なりは、前記磁気コイル（12）、前記磁極片（14）、作動ロッド（16）、及びアーマチャ（18）に関連した各許容公差からなることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
前記作動ロッド（16）の外側表面の大部分は、前記磁極片（14）の内側表面と接触して作動することを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
前記磁気コイル（12）が励磁されていない状態にあるとき、前記磁気コイル（12）は、前記アーマチャ（18）を取り囲んでいないことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
ハウジング（22）に関連して使用するためのソレノイドアセンブリ（10）であって、該アセンブリ（10）は、
磁気コイル（12）と、
少なくとも一部が前記磁気コイル（12）内に配置された磁極片（14）と、
前記磁極片（14）によって形成されるキャビティ部分又は開口部分内に配置される作動ロッド（16）と、
前記作動ロッド（16）の一端部回りに配置され、前記ハウジング（22）と直接相互作用するように形成された磁気アーマチャ（18）と、
前記磁極片（14）の一部分と前記作動ロッド（16）の一部分との間に配置される少なくとも１つの軸受（24a,24b）とを含み、
前記作動ロッド（16）は、前記軸受（24a,24b）上を摺動可能に配置され、前記磁気アーマチャ（18）は、前記磁極片（14）に対して少なくとも部分的に芯出しされており、前記磁気コイル（12）の励磁によって、前記磁気アーマチャ（18）と前記磁極片（14）との間に引力を生じさせることを特徴とするソレノイドアセンブリ。
前記アーマチャ（18）に最も近い前記作動ロッド（16）の端部の回りに配置されたスプリング要素（26）を含んでいることを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
前記アーマチャ（18）から遠方にある前記作動ロッド（16）の端部の回りに配置されたスプリング要素（26）を含んでいることを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
前記作動ロッド（16）の長手方向第１半部の回りに第１軸受（24a）が配置され、前記作動ロッド（16）の長手方向第２半部の回りに第２軸受（24b）が配置されていることを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
前記作動ロッド（16）は、非磁性材料からなることを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
前記作動ロッド（16）は、ステンレス鋼、アルミニウム、又は黄銅からなることを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
前記作動ロッド（16）は、前記第１軸受（24a）及び前記第２軸受（24b）によってセンター保持されていることを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
前記作動ロッド（16）は、少なくとも１つの前記軸受（24a,24b）によってセンター保持されていることを特徴とする請求項１７に記載のアセンブリ。
関連する少なくとも一部の磁束は、前記磁極片（14）から前記アーマチャ（18）内を貫通し、かつ前記ハウジング（22）に直接進むことを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
前記磁気コイル（12）の励磁により、前記アーマチャ（18）を前記磁極片（14）に引き寄せることを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
前記アセンブリ（10）に関連した寸法公差の重なりは、前記磁気コイル（12）、前記磁極片（14）、作動ロッド（16）、前記軸受（24a,24b）、及びアーマチャ（18）に関連した各許容公差からなることを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
前記作動ロッド（16）の外側表面の大部分は、前記少なくとも１つの軸受（24a,24b）と関連する表面及び前記磁極片（14）の内側表面と接触して作動することを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
前記磁気コイル（12）が励磁されていない状態にあるとき、前記磁気コイル（12）は、前記アーマチャ（18）を取り囲んでいないことを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
ハウジング（22）に関連して使用するためのソレノイドアセンブリ（10）であって、該アセンブリ（10）は、
磁気コイル（12）と、
少なくとも一部が前記磁気コイル（12）内に配置された磁極片（14）と、
前記磁極片（14）によって形成されるキャビティ部分又は開口部分内に配置され、非磁性材料からなる作動ロッド（16）と、
前記作動ロッド（16）の一端部回りに配置され、前記ハウジング（22）と直接相互作用するように形成された磁気アーマチャ（18）と、
前記磁極片（14）の一部分と前記作動ロッド（16）の一部分との間に配置される少なくとも１つの軸受（24a,24b）とを含み、
前記作動ロッド（16）は、前記軸受（24a,24b）上を摺動可能に配置され、前記磁気アーマチャ（18）は、前記磁極片（14）に対して少なくとも部分的に芯出しされており、前記磁気コイル（12）の励磁によって、前記磁気アーマチャ（18）と前記磁極片（14）との間に引力を生じさせ、前記作動ロッド（16）は、前記少なくとも１つの軸受（24a,24b）によってセンター保持され、そして、前記磁気コイル（12）の励磁によって、前記磁気アーマチャ（18）を前記磁極片（14）に引き寄せることを特徴とするソレノイドアセンブリ。
前記磁気コイル（12）が励磁されていない状態にあるとき、前記磁気コイル（12）は、前記アーマチャ（18）を取り囲んでいないことを特徴とする請求項２７に記載のアセンブリ。