TWI373581B - Solenoid unit and methods of manufacturing such solenoid unit and of manufacturing a magnet housing for such solenoid unit - Google Patents

Description

1373581 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於電磁閥之螺線管單元，包含一 磁鐵線圈與一鐵磁電路，該鐵磁電環繞該磁鐵線圈真包括 靜止的磁鐵殼體與一活動的磁鐵電樞。本發明係進而關 於—種用於製造該種螺線管單元的方法以及一種製造用於 該種螺線管單元之磁鐵殼體的方法。 【先前技術】

t 电碗驅勤閥係具有一磁鐵線圈、用於打開及關閉 之一磁鐵電樞、與一磁鐵殼體。於簡單設計之情形中 鐵双體係由彎曲為一 u形之一固體薄片金屬部件所作成。 此等設計係較佳為適用於直流控制。於交流控制之情形 中’此等設計係產生重度的渦流損失。考量可允許的加熱， 因此可使用一較低量之有效電力與較少的磁力。此外，舉 ^言’由-般的文獻DE 198 60 63 lAi可知由—薄片 二 =件方式製造磁鐵般體，該薄片金屬條係先鑽孔 1滚捲或f曲。然而，此處成形的可能性係受到限制。 ，、他之父流運作的電磁閥係設置有磁鐵殼體 燒結的鐵氧體材料所作成以避免渦流。儘…： 制 一種閥之架構係針對成本節省之理由而 衣以。相較於—交流運作 由而 燒結的鐵氧體）係使用於—直流運作^殊材料（諸如： 理價格的薄片金屬。直"運作間之磁鐵殼體，而是合 【發明内容】 5 1373581 ί 本發明係提出一種用於㊉ 裡用於®磁闊之螺線管單元，1中， 磁鐵殼體係以多層變壓器薄片金屬部件之形式而由^部 (C〇ver)、—殼部（shell)與-底部㈣叫所組裝…個優點 係在於磁鐵殼體之有利的形肤 狀，因為其包圍磁鐵線圈。甚 者，此薄片金屬層係可不需耜眷士曰 个而耗費大置努力便可成形用於一 精確的配接，且於層邊界之雪卩筏 一 这介您電阻係已經足以降低渦流效應 至一可接受的程度。是以，不再jjj主^、士 个丹LJ為成本因素而必須製造

用於直流以及用於交流之二種閥型式。 變壓器薄片係特別適合，因為除了其具有適當的磁性 之外，其厚度為數十分之一毫米係屬較小厚度。甚者，變 壓器薄片係以-產業規模而大量製造，且因此可用於低成 本之用途。此外，變㈣薄片㈣可作成具有—電氣絕緣 覆層’其有利於更大地降低渦流。 於一個實施例t，變壓器薄片金屬部件係受鑽孔，且 若是需要係為彎曲》由於使用的薄片金屬部件係具有低厚 度’此等加工步驟係可簡單實施且低成本。 該等變壓器薄片金屬部件係具有複數個層，且可能的 是：該等諸層係此連接。此係提高該等變壓器薄片金屬部 件之穩定度且降低了個別層之間的間隙寬度。舉例而言， 適合的連接方法係包括：疊層封裝、黏結、或鉚釘。 该底部及/或蓋部係可具有一中央開口。此係藉由簡單 軸向插入電樞、電樞反極及/或一核心導引管而允許簡單組 裝該螺線管單元。 於此實施例中，一徑向的槽部係較佳為設於蓋部及/或 1373581 於底部中，該槽部自該中央開口而直到外周邊係為連續。 此槽部係降低於該蓋部與底部之周邊方向的渴流之發生。 於組裝後的狀況下，底部及/或蓋部係可填塞至殼部。 :係使用特別合理成本及且係一可靠之附接方式。在連接 『片金屬料之前，磁鐵線圈係.可引人至殼部内而無問 通’使得藉由填塞程序，由底部、蓋部、殼部、與磁鐵線 图所組成之-事先組裝單元係以一極為簡單的方式來完 成。

於又一個實施例中，該磁鐵殼體之殼部係具有至少一 個=隙，且該錢線圈係密封（p〇tted)或藉由注入成型而被 塗覆及包裝。-液體塑料係透過此缝隙而引人至磁鐵殼體 内，使得磁鐵線圈係嵌入於塑膠材料中。在塑料固化後， 任何間隙或空洞係閉合，且磁鐵殼體之薄片金屬部件以及 磁鐵線圈係固定於定位，俾使於閥之作業中的任何嘎嘎作 響的雜訊係可不再發生。 該殼部係可具有小於底部之厚度的一厚度，且該底部 係可具有λ於蓋冑之厚$的_ #度。&係補償增大的磁 阻，其主要出現於底部，歸因於因較大的薄片金屬部件厚 度造成非磁性的核心導引管與至活動式磁鐵電樞之空氣間 隙：歸因於薄片金屬部件之多層式結構，帛片金屬部件厚 度係可藉由改變諸層之數目而極為容易變化。該蓋部、彀 部與底部之堆疊式薄片金屬部件係可相對於個別的金屬^ 片之厚度與特徵而為不同，例如：其可能受絕緣或可能 受絕緣。 )丄 於—個實施例中，蓋部传 内笔邻> π k t n知了包含一内盍部與一外蓋部， 鬥现。P之外輪廓係互補於 係可萨荖一方蚀 。卩之内輪廓，俾使該等蓋部 , 鎖配接方式而組裝。就此而論，立並不是單 壓m 1 %作為1部），而是由複數個變 ，片所構成之_薄片堆疊。由 構所提供偺戥大认. 丨听作成之此結 相 错’’* 内盍部（其製造相較上較為複雜）係可 相同地構成且利用甚至是 疋不同尺寸之盍部，且由外蓋部來 斤需的調整’其製造相較上較不複雜。因為互鎖連接， 盖部（其由内與外蓋部所構成）係實質提供-件式蓋部之效 果(雖然由複數個薄片金屬層所構成），使得於蓋部之平面 上的磁通並未減損。 較佳而言，外蓋部係一 U形狀而形成。以此方式，無 論蓋部之尺寸為冑，隸易地接取内蓋部之保護性接地導 體連接（保護性接地導體連接實質會增加内蓋部的製造費 用）》 甚者，該蓋部係可具有一覆蓋部件，其於組裝狀況時 係覆盡該等蓋部。於較大的蓋部之情形中，藉由此覆蓋部 件，首先，堆疊之薄片的薄片金屬部件厚度係増大，且其 次’在整體厚度上，由於内與外蓋部之間的—接合點，蓋 部之底部區域係而未分離》二個因素係均有助於磁阻之降 低0 本發明係更包含一種製造用於電磁閥的螺線管單元之 磁鐵殼體的方法，包含以下的步驟：（A)將一鐵磁材料之金 屬薄片鑽孔；（B)堆疊該等金屬薄片以形成薄片堆疊，其係 1373581

I 二紅p底部或盍部或是該螺線管單元之一磁鐵殼體的 "(c)藉由於該蓋部與殼部之間以及於底部與殼部之 間產生互鎖式連接，組裝該磁鐵殼體。 π 種方法係造成用於螺線管單元的磁鐵殼體之一種簡 單理仏格的製造，該螺線管單元係適用於直流控制與 交流控制。 /' ^ _戶' 施例中’在組裝該磁鐵殼體之前，蓋部係由 ** /、外盍°卩組裝而成，該内蓋部之外輪廓係互補 於該外蓋部<内輪摩。較佳而言，該等蓋部係接 互鎖配件及/或藉著-摩擦配件而連接。互鎖連接^以 =2蓋部平面之的摩擦接合）係提供—未受阻礙的磁通於 Η平面中，其係可簡單地製造。具有互補的輪廓之該等 =部最好被鑽孔；摩擦連接係可藉由例如於蓋部之間的— 按壓配件而完成。t U形的蓋部係藉著—互鎖配件而連接 至内盍部’則其腳部係可被稍微按壓分開及㈣，使p 該連接程序完成時’腳部係夹住該内蓋部於適當位置:： 止垂直於蓋部平面之該等蓋部之間的相對移動。 於組裝該等内與外蓋部之後，一覆蓋部件係可額 ;至内盖部及/或至外蓋部。隨著蓋部之表面積係增 之厚度亦可藉由該覆蓋部件而極容易調整（即：加， 如同内與外蓋部，該覆蓋部件係由變壓器薄片所大) 例而言，覆蓋部件係填塞至内蓋部及/或外蓋部。成。+ 此外，本發明係包含-種製造用於電磁閱 …法’包括以下的步驟:⑷將-鐵磁材料之金：；；

1373581 I 鑽孔；（B)堆疊該等金屬薄片以形成薄片堆疊，其係用於殼 部'底部或蓋部或是該螺線管單元之一磁鐵殼體的一蓋 部’（C)成形該殼部，俾使其至少部分環繞一磁鐵線圈；（D) 將該磁鐵線圈_入至殼部内；藉由於該蓋部與殼部之間 以及於底部與殼部之間產生一互鎖式連接，組裝該磁鐵殼 體。 於該種方法之一變化甲，藉由已於該底部與殼部之間 或於該蓋部與殼部之間產生一互鎖連接，該磁鐵殼體之組 裝係在該磁鐵線圈插入至殼部内之前已經開始。是以，此 部分步驟係省略於步驟（E)。 藉由此種方法，磁鐵殼體與磁鐵線圈係立即被製造成 為一種事先組裝的單元，其中磁鐵線圈係位在並受保護於 該事先組裝的單元之内部。在配接一固定電樞反極與具有 一活動磁鐵電樞的一核心導引管之後’便完成了螺線管單 元。 於組裝該磁鐵殼體之後，一液體塑料係最好透過設置 於該磁鐵殼體之一縫隙而被引入至組裝後的磁鐵殼體内， 以供嵌入該磁鐵線圈。舉例而言，係藉由該等金屬薄片之 月1j或之後將堆疊鑽孔而產生縫隙。在塑料已經引入且已經 固化之後，S亥磁鐵殼體之薄片金屬部件與磁鐵線圈係固定 於適當位置，使得不會產生嚷D曼作響的噪音β 【實施方式】 第1圖係顯示一種用於致動電磁閥孓螺線管單元，包 括一磁鐵線圈10，其決定一線圈軸線Α且具有由一繞線軸 10 1373581 (bobbin) 12所收納之一燒組。進而圖示者係一鐵磁電路， 於第1圖中，其包含一靜止磁鐵殼體'一活動磁鐵電樞14、 與靜止電樞反極16。於本例中，磁鐵殼體係具有—蓋部 1 8、一底部2〇與一殼部22〇此外一非磁性核心導引管 24係延伸於磁鐵線圈之内側且於該繞線軸Η與磁鐵電 樞14及電樞反極16之間。至磁鐵線圈1〇之電源係經由 轴向導引之連接26而提供，其同樣以圖示說明。 當磁鐵線圈10係於解除激能的狀況時，磁鐵電樞14 係一般為藉由一彈簧（未顯示）所偏動，俾使電磁閥係於一 期望的位置（打開或閉合）。當電流饋入至磁鐵線圈1 〇，一 軸向方位的磁場係產生於該磁鐵線圈之内側。磁鐵電樞 14、電樞反極16與該磁鐵殼體（更精確而言為蓋部18、底 部20、與殼部22)係形成一鐵磁電路，其決定施加於磁鐵 電樞14之作用力。-軸向的氣隙28係存在於磁鐵電樞14 及電樞反極16之間，使得磁鐵電拖14係、被吸引朝向電框 反極16。氣隙28之軸向的範圍係等效於電磁閥之一驅動 升降。 第2圖係顯示該磁鐵殼體之—個特別有利的實施例， 由蓋部、底部20與殼部22所組成。可看出的是：磁鐵 殼體之薄片金屬部件係由多層之變壓器薄片金屬所組成， 典8與底„"〇係具有於軸向方向之複數個層而殼部22 為於徑向方向者。薄片堆疊(即：蓋部18與底部20的軸向 疊層及心"2的徑向疊層)之方位係被選擇以對應於磁通 線之路線，然而，兑杆推兔番古 八订進為蜇直於磁通線之渦流路徑係中 ^73581 斷於層邊界。 於本實施例’個別諸層係、由㈣器薄片金屬所組成， :具有約1毫米之厚度且可塗覆有—電氣絕緣覆層。缺而 :本上，《有-疊層之非絕緣的變壓器薄片係足以充分地 去除滿流’如為於層邊发 描 /、僧邊界之增大電阻的結果。藉由舉例， 第2圖係顯示用於各自的私雜雄灿 合目的殼體構件之—些層，然而，其僅 代表一種多層結構，藉著層厚 me 1,2毫未，個別的 糸車乂仏為包含2至9層。為提高穩定度及降低間隙之 目的，構件之諸層係可彼此連接，例如：藉由疊層之封裝、 黏結、或鉚釘。 磁鐵殼體之薄片金屬部件的厚声 卞π厚度係可藉著改變層數而 極易於適當地選擇。基本上，舉例士 牛列itQ s ’相較於蓋部i 8 或殼部22 ’底部20係包括較多層， 夕增耠以至少部分補償於 底部20之區域中的磁阻，其為由非磁性的核心導引管μ 24與活動14之間的間隙所造 成0 於殼部22上之翼部⑽）32係可插入至設置於蓋部以 與底部20之凹部3"»藉由組裝該等部件及藉由填塞翼 部32’盍部18與底部2〇係各自連接於殼部η。磁鐵線 圈1〇係可在磁鐵殼體之組裝前輕易地軸向被插入且在翼 部32之填塞後被封入於磁鐵殼體之内側。根據另_個實 施例，蓋部18及/或底部20係焊接或以螺絲方式安裝至殼 部22。 第2圖係顯示殼部22具有複數個縫隙％，透過其， 12 1373581 一液體塑料係在插入磁鐵線圏 10及組裝磁鐵殼體後而引 入，藉以嵌入磁鐵線圏10且將其固定於適當位置。嵌入 磁鐵線圈ίο之常用方法係包括：藉由注入成型之包裝或 塗覆、或密封。縫隙36係較佳為設置於該鐵磁電路之效 應減損最小之處。誠然，蓋部18或底部2〇亦可具有用^ 此目地之縫隙。

二部U與底部20係各具有一令央開口以供插入核心 導引管24及磁鐵電樞14或電樞反極16 與底部則系各具有-徑向的槽部34,其自該令央^口 = 直到外周邊係為連續，該槽部係降低於蓋部18與底部Μ 之周邊方向的渦流之形成。 一視電磁閥之各自的生產系列而定，磁鐵殼體之個別的 溥片金屬部件係可具有特定的特徵。舉例而言，於第2圖， 貧質：圓形的蓋部18係沿著—弦狀部分(eh—而被切割， 泣使仟其較合易使磁鐵線圏1〇之連接％為軸向導向。殼 ::22於周邊方向之範圍係本質上取決於閥之生產系列且 :需Λ確保充分的磁通、然*，較佳而言，多層式的殼部 係壤繞至少主個磁網诗闽 ' 鐵線圈1 〇，且於一極端情形下，將 其整體包圍，但县於％ 土_ 於後者的情形，至少一個軸向延伸的槽 系應被設置以降低於周邊方向的渴流之發生。 Λ '、4圖係分別顯示一内蓋部38與一 ϋ形的外蓋 4 4〇、及其由此等篕邱W ^ 簡化，僅有-個二 戶斤組裝之一蓋部18。為了 广 规18或蓋部3 8、40係描述於後，誠然， 展部20亦可；^ — α , ‘種由適當的底部所組裝之多件式部件。 13 1373581 製造多件式蓋部18之方法係將參照第3與4圖而解 况。首先，藉由鑽孔 '堆疊以及組合鐵磁性的變壓器薄片， 内與外盖部38、40係以類似於底部2〇與殼部22之方式 而製造，内蓋部38之外輪廓係互補於外蓋部4〇之内輪廓。 欲形成一保護性的接地導體連接42於内蓋部38之一側， 二夂壓器薄片係具有凹部且其它係具有跨於蓋部丨8之 冋度的突出部’而造成一複雜的輪廓，其製造係涉及增加

的工具成本。因為此較高的製造費用，所有實施例係使用 具有保護性的接地導體連接42之一種相同構成的内蓋部 38。於小磁鐵殼體之情形，内蓋部38係構成整個蓋部 而於較大磁鐵殼體之情形，彳簡單製造之u形的外蓋部⑽ -藉著互鎖及/或一摩擦配件而連接於内蓋部38。於該 it $ Θ蓋部38之凹部3〇係、作為互鎖連接於外蓋部 之對應的突出# 44,而非為用於與殼部22連接(參考第2 圖）。針對於-種改良式的互鎖及/或摩擦連接於蓋部38、4〇 之間，額外的合作溝部與突出部係可設置，其以虛線圖示 於第4圖。 第5圖係顯示一稀且亡试Αιτ 0 ^ 檀具有蓋部18之磁鐵殼體的分解圖， 蓋部1 8係由多件所作& ^ 成。為了於較大的蓋部18之情形而 能夠亦調整蓋部18之薄片 导月金屬。p件尽度，一覆蓋部40係 設置，此覆蓋部46係覆筌兮荦#灿 覆盖6亥4盍件38 ' 40，即，當於έ且 裝狀況’覆蓋部件46之底面藉作士门 田&···且 底面積仏相同於内與外蓋部38、40 之底面積。與這種情形 成0丨22、外盍部40與霜苔邱 46係彼此㈣，㈣ 與覆以 八又邛22之翼部32，其相較於第 14

1373581 I 2圖之彼等者而稍微較長。此外，覆蓋部46係亦可牢固連 接於内盍部38。為了降低於蓋部丨8之周邊方向的渦流， 覆蓋部46係同樣設有一徑向槽部34。 【圖式簡單說明】 參知圖式並藉由較佳實施例之說明將可進一步瞭解本 發明特徵與優點，其_ : 第1圖係顯示一螺線管單元之截面圖； 第2圖係顯示根據本發明之一螺線管單元的一蓋部、 一底部與一殼部之立體圖； 第3圖係顯示一内蓋部與一外蓋部之立體圖； 第4圖係顯示用於根據本發明之一螺線管單元的一蓋 部之立體圖，該蓋部為由根據第3圖之内蓋部與外蓋部所 組裝；及 第5圖係顯示用於根據本發明之一螺線管單元的一磁 鐵殼體之分解立體圖，包括一種多件式蓋部。 【主要元件符號說明】 10 磁鐵線圈 12 繞線軸 14 磁鐵電枢 16 電梅反極 18 蓋部 20 底部 22 殼部 24 非磁性核心導引管 15 1373581 26 連接 28 氣隙 30 凹部 32 翼部 34 槽部 36 縫隙 38 内蓋部 40 外蓋部 42 接地導體連接 44 突出部 46 覆蓋部件

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Claims (1)

1373581 十、申請專利範圍： 1. -種用於電磁閥之螺線管單元，包含—磁鐵線圈⑽ 與一鐵磁電路，該鐵磁電路係環繞該磁鐵線圈（ι〇)且包括 -靜止磁鐵殼體與一活動磁鐵電樞(14)，特徵在於：該磁 鐵殼體係α多層變壓胃薄片金屬部件之形式而為由一蓋部 (18)、一殼部（22)與一底部（2〇)所組裝。

2. 如申請專利範圍第1項之螺線管單元特徵在於： 該等變壓器薄片金屬部件係受鑽孔且若是需要係為彎曲。 3. 如申請專利範圍第1或2項之螺線管單元，特徵在 於.泫等變壓器薄片金屬部件係具有複數個層，該等層係 彼此連接。 4·如申請專利範圍第丨或2項之螺線管單元，特徵在 於：蓋部（18)及/或底部（2〇)係具有一中央開口。 5.如申請專利範圍第4項之螺線管單元，特徵在於： 蓋部（18)及/或底部（2〇)係具有一徑向槽部（34)，其自該中 央開口而直到外周邊係為連續。 6_如申請專利範圍第丨或2項之螺線管單元，特徵在 於：於組裝狀況下，蓋部（18)及/或底部（2〇)係填塞至殼部 (22)。 7. 如申請專利範圍第1或2項之螺線管單元特徵在 於：殼部（22)係具有至少一個縫隙（36)，且該磁鐵線圈係密 封或藉由注入成型而受塗覆或包裝。 8. 如申請專利範圍第1或2項之螺線管單元，特徵在 於：殼部（22)係具有小於底部（2〇)之厚度的一厚度。 i 17 1373581 I 9. 如申請專利範圍第8項之螺線管單元，特徵在於： 底部（20)係具有大於蓋部（18)之厚度的一厚度。 10. 如申請專利範圍第丨< 2項之料管單元，特徵在 於：蓋部（18)係包含一内蓋部（38)與一外蓋部（4〇)，内蓋部 (38)之外輪廓係互補於外蓋部⑽)之内輪廟，俾使該等蓋部 (3 8，4 0 )係可藉者一互鎖配件而組裝。 11·如申請專利範圍第10項之螺線管單元，特徵在於： 外蓋部（40)係以U之形狀而形成。 12.如申請專利範圍第1〇項之螺線管單元，特徵在於： 蓋部（18)係具有-覆蓋部件（46)，其於組裝狀況下覆蓋該等 蓋部（38,40)。 13.-種製造用於電磁閥的螺線管單元之磁鐵殼體的方 法，包含以下步驟： (A)將一鐵磁材料之金屬薄片鑽孔； 疊，其係用於殼部 單元之一磁鐵殼體

(B)堆疊該等金屬薄片以形成薄片堆 (22)、底部（20)或蓋部（18)或是該螺線管 的一蓋部； (c)藉由於蓋部（18)與殼部（22)之間以及於底部與 殼部（22)之間產生—互鎖式連接，組裝該磁鐵殼體。 M·如申請專利範圍第13項之方法，特徵在於：在步 驟⑹之前，蓋部⑽係自—内蓋部（38)與—外蓋部州而 Μ ’内盍部⑽之外輪廓係互補於外蓋部（4g)之内輪腐。 15.如_請專利範圍第14項之方法，特徵在於：該等 盖部（3MG)係，藉著—互鎖配件及/或_摩擦配件而連接。 18 1373581 16. 如申請專利範圍第14或15項之方法，特徵在於. 於組裝該等内與外蓋部（38,40)之後，一覆蓋部件（46)係安 裝至該内蓋部（38)及/或至該外蓋部（40)。 17. —種製造用於電磁閥的螺線管單元之方法，包含以 下步驟： (A) 將一鐵磁材料之金屬薄片鑽孔； (B) 堆疊該等金屬薄片以形成薄片堆疊，其係用於殼部 (22)、底部（20)或蓋部（18)或是該螺線管單元之一磁鐵殼體 的一蓋部； (C) 成形該殼部（22)，俾使其·至少部分環繞—磁鐵線圈 (10); (D) 將該磁鐵線圈（1〇)插入至殼部（22)中； (E) 藉由於蓋部（18)與殼部（22)之間以及於底部（2〇)與 殼部（22)之間產生一互鎖式連接，組裝該磁鐵殼體。 18. 如申請專利範圍第17項之方法，特徵在於：該磁 鐵殼體之組裝係在將該磁鐵線圈（1〇)插入至殼部（22)内之 前而已經開始’其係藉由於底部（20)與殼部（22)之間或於蓋 部（1 8 )與殼部（2 2)之間產生一互鎖連接。 19_如申請專利範圍第17或18項之方法，特徵在於： 於步驟（E)之後，一液體塑料係透過設置於該磁鐵殼體之一 縫隙（36)而引入至組裝後的磁鐵殼體中，，以供嵌入該磁 鐵線圈（10)。