JP2010526432A - アーマチャ及びソレノイドアセンブリ - Google Patents

Abstract

ソレノイドアセンブリ１０用のアーマチャ１８が開示される。アーマチャは、第１部分２２、第２部分２４、及びフィン２６を有する。第１部分は、第１軸方向長さＡＬ1及び第１直径Ｄ1を有し、第１部分は磁極片１４と作動連結するように形成される。第２部分は第２軸方向長さＡＬ2及び第１直径よりも大きな第２直径Ｄ2を有する。フィン２４は、第２部分から径方向に伸び、第２部分の軸方向長さＡＬ2よりも短い軸方向長さＡＬ3を有する。また、ソレノイドアセンブリが開示される。

Description

本発明は、ソレノイド装置のためのアーマチャに関する。

リニアソレノイドによって与えられる置換曲線に関連する強い力と一定の力の両方を得ることが望ましい。また、比例ソレノイドの全ストロークに対して強い力を与えることが望ましい。

ソレノイドアセンブリ用のアーマチャが開示される。

このアーマチャは、第１部分、第２部分、及びフィンを含む。第１部分は、第１軸方向長さと第１直径を有し、かつ磁極片に作動連結する形状を有している。第２部分は、第２軸方向長さと前記第１直径よりも大きい第２直径を有する。フィンは、前記第２部分から半径方向に伸び、前記第２部分の軸方向長さよりも短い軸方向長さを有する。

本発明の実施形態に関連して、アーマチャアセンブリは、とりわけ以下のように設計されている。アーマチャは、ハウジングと相互に作用して、アーマチャが磁極片から離れるとき、力を発生する。しかし、アーマチャが磁極片に近づくとき、その力が減少する。アーマチャアセンブリは、関連した磁極片での力をなくすように構成することができる。これにより、略一定の力のストローク曲線が得られる。
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。 図２に示す３の部分の拡大断面図である。

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。

本発明の実施形態に従うソレノイドアセンブリ１０の異なる実施形態は、図１及び図２に概略示されている。この例において、ソレノイドアセンブリ１０は、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、各々、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。各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。

図３は、図２に示す領域３の拡大図で、アーマチャ１８の部分を概略示している。実施形態において、アーマチャ１８は、関連する中心線ＣＬに関してほぼ対称である。アーマチャ１８は、第１部分２２と、第２部分２４と、第２部分から径方向に伸びるフィン２６とを含んでいる。アーマチャ１８は、磁性材料から構成することができる。アーマチャ１８は、たとえば、制限されるものではないが、磁性鋼からなっている。

第１部分２２は、第１軸方向長さＡＬ₁と第１直径Ｄ₁を有する。図１−３に概略示すように、第１部分２２は、磁極片１４と作動連結するように形成されている。第２部分２４は、第２軸方向長さＡＬ₂と第２直径Ｄ₂を有し、第２直径Ｄ₂は、第１直径Ｄ₁よりも大きい。実施形態において、フィン２６は、第２部分の軸方向長さＡＬ₂よりも短い軸方向長さＡＬ₃を有する。さらに、第１部分２２、第２部分２４、及びフィン２６は、一体に形成することができる。

実施形態において、第１軸方向長さＡＬ₁は、第２軸方向長さＡＬ₂よりも長い。図で概略示すように、第１部分２２は、縮径部分２８を含み、この縮径部分は、磁極片１４の端部（概略３０で示される）と相互に作用するように形成されている。磁極片１４の端部３０は、アーマチャ１８と相互作用する拡張部分４２を含む。本発明の実施形態に対して、アーマチャ１８の第２直径Ｄ₂は、第１直径Ｄ₁の少なくとも２倍となるように形成することができる。

図１−３に示されるフィン２６は、断面で矩形状を有する。しかし、当業者であれば、フィン２６は、図示された形状に制限されるものではなく、むしろ、種々の形状及び構成をとることが可能であることを認めかつ理解できるであろう。実施形態において、フィンの軸方向長さＡＬ₃は、第２部分の軸方向長さＡＬ₂の１／２より短くすることができる。

また、ある実施形態では、フィン２６の径方向長さＬ_ＲＦは、第１部分２２の最大径方向長さＬ_Ｒ1よりも短くすることができる。図３で概略示すように、フィン２６は、第２部分２４の第１端点３４から軸方向距離ＡＬ₄だけ軸方向にオフセット、および／または第２部分２４の第２端点３６から軸方向距離ＡＬ₅だけ軸方向にオフセットすることができる。

図面で示されているように、アセンブリ１０は、ハウジング４０を含んでいる。このハウジング４０は、磁性作用を必要としないようにいくつかの樹脂材料から構成することができる。ハウジング４０は、さらに、段部のような拡張部分４２を含み、この拡張部分は、ハウジングの内壁から径方向内方に伸び、フィン２６と相互作用する。拡張部分４２とフィン２６との間の相互作用は、一般的に、電磁気的なつながりを形成する。拡張部分４２は、磁束が拡張部分をバイパスしないように配置されている。

断面図において、拡張部分４２は、略四角形状又は矩形状である。しかし、当業者によって、また、本発明の技術的思想の範囲内で、更なるおよび／または変形した形状を用いることができる。

図３を更に参照すると、拡張部分４２は、軸方向長さＡＬ₆及び径方向長さＬ_Ｅを有することが図示されている。実施形態において、アセンブリ１０は、フィン２６の径方向長さＬ_ＲＦが、拡張部分４２の径方向長さＬ_Ｅよりも長くなるように形成することができ、および／またはフィン２６の軸方向長さＡＬ₃は、フィン２６の径方向長さＬ_ＲＦよりも短くすることができる。さらに、アセンブリ１０の実施形態では、拡張部分の軸方向長さＡＬ₆が、拡張部分の径方向長さＬ_Ｅより短く、および／またはフィンの軸方向長さＡＬ₃が、フィンの径方向長さＬ_ＲＦよりも短くなるように形成することができる。

アセンブリの作動において、時に、アーマチャ１８とハウジング４０の間にギャップが与えられる。実施形態において、拡張部分４２は、フィン２６と拡張部分４２との間に許容される最大の作動ギャップよりも径方向および／または軸方向に大きくなるように形成される。

そのため、アセンブリは、アーマチャ１８の動きの許容可能範囲又は作動範囲の中で、アーマチャ１８からハウジング４０への最短磁束経路が、拡張部分を通るように形成されている。このような形状により、フィン２６上の電磁気力は、アーマチャ１８が磁極片１４をから更に離れるとき、増加する。そして、アーマチャ１８が磁極片１４の方に移動するとき、フィン２６は、拡張部分４２により密接に連係し、関連した磁束は、軸方向力に対向するように、径方向に流れることが可能である。

このような形状により、磁極片１４とアーマチャ１８とが関連して効果的にバランスした、即ち互いにオフセットされる力が可能になる。その結果、正味の力は、略一定となる。実際には、アセンブリ１０に供給される電流がほぼ一定である場合に、アーマチャ１８が磁極片１４に対して移動するとき、関連した電磁気力がほぼ一定になるように、拡張部分４２とフィン２６を形作ることができる。これは、多くの応用にとって有益であり、比例ソレノイドの全ストロークに対して強い力が適用でき、全ストロークを通して関連した電流が安定したものになることを含んでいる。

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：コイル、１４：磁極片、１６：作動ロッド、１８：アーマチャ、２０：要素、２２：第１部分、２４：第２部分、２６：フィン、２８：縮径部分、４０：ハウジング、４２：拡張部分、

Claims (24)

1. ソレノイド用アーマチャであって、該アーマチャは、
   第１軸方向長さと第１直径を有し、磁極片に作動連結する形状を有する第１部分と、
   第２軸方向長さと前記第１直径よりも大きい第２直径を有する第２部分と、
   前記第２部分から半径方向に伸び、前記第２部分の軸方向長さよりも短い軸方向長さを有するフィンとを含んでいることを特徴とするアーマチャ。
2. 前記第１部分、第２部分及びフィンは、一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載のアーマチャ。
3. 前記アーマチャは、磁性材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載のアーマチャ。
4. 前記磁性材料は、磁性鋼からなることを特徴とする請求項３に記載のアーマチャ。
5. 前記第１軸方向長さは、前記第２軸方向長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載のアーマチャ。
6. 前記第１部分は、前記磁極片の端部と相互に作用するように形成された縮径部分を含むことを特徴とする請求項５に記載のアーマチャ。
7. 前記第２直径は、前記第１直径の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１に記載のアーマチャ。
8. 前記フィンの軸方向長さは、前記第２部分の軸方向長さの１／２より短いことを特徴とする請求項１に記載のアーマチャ。
9. 前記フィンの径方向長さは、前記第１部分の径方向長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載のアーマチャ。
10. 前記フィンは、前記第２部分の少なくとも１つの端点から一定の距離だけ軸方向にオフセットされていることを特徴とする請求項１に記載のアーマチャ。
11. 前記フィンは、断面が矩形状であることを特徴とする請求項１に記載のアーマチャ。
12. １つの磁極片と、
    第１部分、第２部分、及び前記第２部分から径方向外側に伸びるフィンを含んでいるアーマチャと、
    前記フィンと電磁気的につながる拡張部分を含むハウジングとを含むことを特徴とするソレノイドアセンブリ。
13. 前記フィンは、径方向長さを有し、前記拡張部分は、径方向長さを有し、前記フィンの径方向長さは、前記拡張部分の径方向長さよりも長いことを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
14. 前記フィンは、軸方向長さと径方向長さを有し、前記フィンの軸方向長さは、前記フィンの径方向長さよりも短いことを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
15. 前記拡張部分は、軸方向長さと径方向長さを有し、前記拡張部分の軸方向長さは、前記拡張部分の径方向長さよりも短いことを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
16. 前記フィンは、軸方向長さと径方向長さを有し、前記フィンの軸方向長さは、前記フィンの径方向長さよりも短いことを特徴とする請求項１５に記載のアセンブリ。
17. 前記アーマチャと前記ハウジングとの間にギャップが設けられ、前記ハウジングの拡張部分は、前記フィンと前記拡張部分との間に許容される最大ギャップよりも径方向及び軸方向に長いことを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
18. 前記アーマチャの動きの許容範囲の中で、前記アーマチャから前記ハウジングへの最短磁束経路が、前記ハウジングの拡張部分を通ることを特徴とする請求項１７に記載のアセンブリ。
19. 前記拡張部分は、断面が四角形状又は矩形状であることを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
20. 前記アーマチャが前記磁極片から離れるとき、前記フィン上に作用する電磁力が増加することを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
21. 前記アーマチャが前記磁極片の方向に移動するとき、前記フィンと前記拡張部分は、より密接に連係し、そして、関連した磁束が、径方向に流れることが可能になることを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
22. 前記アセンブリは、前記磁極片に関連した磁気力と前記アーマチャがバランスするように構成され、その結果、正味の磁気力が略一定であることを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
23. 前記拡張部分と前記フィンは、前記アセンブリに供給される電流が略一定であり、前記アーマチャが前記磁極片に対して移動するとき、前記電流に関連する電磁力が略一定であることを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
24. 前記アセンブリは、磁気コイルを含むことを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。

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