線性螺線管的制作方法
【專利摘要】一種線性螺線管包括可動元件(3)、第一定子(4)、第二定子元件(5)、第三定子元件(6)、蓋(12)和通孔(49)。所述第三定子元件(6)具有形成于所述第三定子元件(6)的推力方向側(cè)上的開口(6b)。所述蓋(12)從軸向的推力方向側(cè)覆蓋所述第三定子元件(6)的所述開口(6b)。所述通孔(49)穿過所述第三定子元件(6)。所述第三定子元件(6)內(nèi)部通過所述通孔(49)與所述第三定子元件(6)外部之間流體連通。
【專利說明】線性螺線管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沿軸向輸出推力的線性螺線管。

【背景技術(shù)】
[0002]當通過激勵線圈產(chǎn)生磁通量時輸出推力的線性螺線管通常是已知的。這種線性螺線管例如安裝在車輛內(nèi)。
[0003]為了擴大可動元件沿軸向的移動量(以下稱為“行程”)而不增加線性螺線管沿軸向的尺寸，已經(jīng)提出了具有圓筒形部分、可動元件和分別布置在所述圓筒形部分的外部和內(nèi)部的多個定子的線性螺線管。
[0004]例如專利文獻(JP2005-045217A)公開了一種包括磁性可動元件和第一至第三定子的線性螺線管。
[0005]可動元件包括圓筒形磁性部并且同軸地容納在線圈內(nèi)部且沿線圈的軸向能移動。第一定子布置在可動元件的圓筒形磁性部的內(nèi)部并且允許磁通量沿徑向朝可動元件流動(即為可動元件提供磁通量)。第二定子由磁性材料制成并且具有圓筒形狀。第二定子布置在可動元件徑向外部并且可動元件介于第一定子與第二定子之間。所述第二定子也允許磁通量沿徑向朝可動元件流動。此外，第三定子元件定位為沿軸向離開第二定子元件并且沿軸向吸引可動元件。
[0006]在線性螺線管的使用中，油或水等可根據(jù)可動元件的移動被導入線性螺線管和從線性螺線管排出。在這種線性螺線管的使用中，油或水等需要被平穩(wěn)地導入和排出線性螺線管以便減少由于可動元件移動所致的能量損失。然而，由于專利文獻中的線性螺線管不具有用于平穩(wěn)地導入和排出油或水等的構(gòu)型，可動元件的響應度顯著地變差。
[0007]此外，在專利文獻的線性螺線管中，可動元件的圓筒形磁性部具有沿軸向基本上與第一定子元件長度相同的長度。因此當可動元件的行程增加時，可動元件和第一定子元件的進行(涉及)提供磁通量的面積減小，因此引力可能減小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]考慮到以上所述，本發(fā)明的目的是通過實現(xiàn)平穩(wěn)導入和排出流體例如油或水來提供具有高響應度可動元件的線性螺線管。本發(fā)明的另一目的是提供線性螺線管，其中即使可動元件的行程增加也能抑制引力的減小。
[0009]在本發(fā)明的第一方面中，線性螺線管朝軸向的推力方向側(cè)輸出軸向推力并且包括可動元件、第一定子元件、第二定子元件、第三定子元件和通孔。
[0010]可動元件具有圓筒形磁性部。所述可動元件同軸地布置在所述線圈內(nèi)部并且沿軸向能移動。第一定子元件布置在所述可動元件的所述圓筒形磁性部內(nèi)部并且沿徑向提供磁通量至所述可動元件。所述第一定子元件由磁性材料制成。
[0011]第二定子元件具有圓筒形狀且由磁性材料制成。所述第二定子元件沿徑向布置在所述可動元件外部，即插入所述第一定子元件與所述第二定子元件之間，并且沿徑向提供磁通量至所述可動元件。第三定子元件具有圓筒形狀并且由磁性材料制成。所述第三定子元件布置在所述第二定子元件的推力方向側(cè)上，朝軸向的推力方向側(cè)磁性地吸引所述可動元件從而將所述可動元件吸入所述第三定子元件內(nèi)部，并且具有形成于第三定子元件的推力方向側(cè)上的開口。蓋覆蓋第三定子元件的開口。通孔貫穿第三定子元件。所述通孔提供了所述第三定子元件內(nèi)部與所述第三定子元件外部之間的流體連通。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，流體通過通孔被導入和排出線性螺線管。因此，流體可被平穩(wěn)地導入并且排出線性螺線管，藉此改善了可動元件的響應度。
[0013]在本發(fā)明的第二方面中，當通過激勵線圈產(chǎn)生磁通量時線性螺線管沿軸向朝軸向的推力方向側(cè)輸出推力。線性螺線管包括可動元件、第一定子元件、第二定子元件和第三定子元件。
[0014]可動元件具有圓筒形磁性部。所述可動元件同軸地布置在所述線圈內(nèi)部并且沿軸向能移動。第一定子元件布置在所述可動元件的所述圓筒形磁性部內(nèi)部并且沿徑向提供磁通量至所述可動元件。所述第一定子元件由磁性材料制成。
[0015]第二定子元件具有圓筒形狀且由磁性材料制成。所述第二定子元件沿徑向布置在所述可動元件外部，即插入所述第一定子元件與所述第二定子元件之間，并且沿徑向提供磁通量至所述可動元件。第三定子元件具有圓筒形狀并且由磁性材料制成。第三定子元件布置在所述第二定子元件的推力方向側(cè)上，并且磁性地吸引所述可動元件從而將所述可動元件吸入所述第三定子元件內(nèi)部?？蓜釉哂锌蓜釉膬?nèi)周面上的第一區(qū)域，其沿徑向在可動元件與第一定子元件之間提供磁通量。第一定子元件具有所述第一定子元件外周面上的第二區(qū)域，其在所述可動元件與所述第一定子元件之間沿徑向提供磁通量。
[0016]所述第一區(qū)域沿軸向的長度小于所述第二區(qū)域沿軸向的長度。
[0017]因此，即使當可動元件的行程增加時，也能夠抑制有助于在可動元件與第一定子元件之間提供磁通量的面積的減少。因此，即使可動元件的行程增加也能夠抑制引力的退化。
[0018]在本發(fā)明的第三方面中，輸出構(gòu)件固定于可動兀件的推力方向側(cè)。輸出構(gòu)件由非磁性材料制成并且朝軸向的推力方向側(cè)隨著可動元件一體地移動從而輸出推力。所述輸出構(gòu)件由非磁性材料形成。輸出構(gòu)件具有圓筒形狀且同軸地固定于所述可動元件的連接部、穿過所述蓋從而朝所述軸向的所述推力方向側(cè)伸出且傳輸所述推力至所述第三定子元件外部的軸部以及所述連接部內(nèi)部穿過其與所述連接部外部流體連通的孔部。所述第一定子元件的推力方向側(cè)末端在所述連接部內(nèi)部相對所述連接部沿軸向移動。
[0019]因此，流體可被導入和排出連接部，并且因此可移動構(gòu)件(即可動元件和輸出構(gòu)件)能夠進一步平穩(wěn)地沿軸向移動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]本發(fā)明及其額外的目的、特征和優(yōu)點將根據(jù)以下描述、所附權(quán)利要求和附圖得到最好的理解，其中:
[0021]圖1是根據(jù)第一實施例的線性螺線管的截面圖；
[0022]圖2A是根據(jù)第一實施例的線性螺線管的可動部的截面圖；
[0023]圖2B是根據(jù)第一實施例的線性螺線管的可動部的正視圖；
[0024]圖3是根據(jù)第一實施例在成型之前線性螺線管的固定部的截面圖；
[0025]圖4是示意性地示出根據(jù)第一實施例的第一定子元件和可動元件的示圖；
[0026]圖5A是根據(jù)第一實施例的第一磁體的截面圖；
[0027]圖5B是根據(jù)第一實施例的第一磁體的正視圖；
[0028]圖6是根據(jù)第一實施例的繞線架和端子的正視圖；
[0029]圖7是根據(jù)第一實施例的第三磁體的正視圖；
[0030]圖8是根據(jù)第一實施例的線性螺線管的示出液面的截面圖；并且
[0031]圖9是根據(jù)第二實施例的線性螺線管的截面圖。

【具體實施方式】
[0032]下面將參照附圖描述本發(fā)明的多個實施例。在每個實施例中，相同的附圖標記指定相應的構(gòu)型元件，并且存在省略了重復說明的情形。在每個實施例中，當僅僅描述實施例構(gòu)型的一部分時，之前描述的另一個實施例的相應構(gòu)型適用于實施例構(gòu)型的其它部分。因為構(gòu)型的組合不是問題，這些構(gòu)型不僅如每個實施例中描述的能夠組合在一起，而且即使構(gòu)型的部分組合沒有描述，但是也能將多個實施例的構(gòu)型部分地組合在一起。
[0033](第一實施例)
[0034]將參照附圖描述第一實施例的線性螺線管I的構(gòu)型。
[0035]當通過激勵線圈2產(chǎn)生磁通量時線性螺線管I產(chǎn)生磁引力并且朝線性螺線管I的軸向一側(cè)輸出推力。線性螺線管I安裝在車輛中并且用于在改變內(nèi)燃機的氣門正時的氣門正時機構(gòu)中切換油壓的供給對象。
[0036]下面，推力輸出的軸向一側(cè)被定義為軸向的“推力方向側(cè)”，并且與推力方向側(cè)相反的軸向另一側(cè)被定義為“軸向的非推力方向側(cè)”，如圖1等所示。
[0037]線性螺線管I包括與磁引力的產(chǎn)生有關(guān)的可動元件3、第一定子4、第二定子元件5和第三定子元件6。
[0038]可動元件3具有圓筒形狀并且由磁性材料制成。也就是說，可動元件3具有圓筒形磁性部?？蓜釉?沿線性螺線管I的軸向可滑動地容納在線圈2的內(nèi)部。可動元件3與線圈2同軸地對齊。通氣通道8形成于可動元件3上以在軸向兩端之間貫穿可動元件3，并且流體通過通氣通道8被導入和排出可動元件3。例如，兩個通氣通道8沿線圈2的周向間隔180度角地形成于線圈2的內(nèi)壁上(參見圖2)。每個通氣通道8形成為沿軸向穿過可動元件3的凹槽并且在可動元件3內(nèi)部開口。
[0039]第一定子4是第一磁體9 (即固定件之一)的一部分。第一定子4具有圓柱形形狀。第一定子4布置在可動元件3內(nèi)部，更具體地是可動元件3的圓筒形磁性部的內(nèi)部。第一定子4沿軸向可滑動地支撐可動元件3并且允許磁通量沿線性螺線管I的徑向朝可動元件3流動(即提供磁通量)。
[0040]第二定子元件5是第二磁體10的一部分，第二磁體10是獨立于第一磁體9的部件。第二定子元件5具有圓筒形狀。第二定子元件5布置在可動元件3的外周面上并且沿徑向為可動元件3提供磁通量。也就是說，可動元件3被插入第一定子4與第二定子元件5之間。在第二定子元件5的內(nèi)周面與可動元件3的外周面之間限定空間，使得可動元件3沿軸向移動而不與第二定子元件5接觸。
[0041]第三定子兀件6是第三磁體11的一部分，第三磁體11是獨立于第一和第二磁體9和10的部件。第三定子元件6具有圓筒形狀。第三定子元件6與第二定子元件5同軸地對齊并且離開第二定子元件5朝推力方向側(cè)(即圖1的左側(cè))配置。第三定子元件6根據(jù)磁通量朝軸向的推力方向側(cè)吸引可動元件3并且將可動元件3吸入第三定子元件6的內(nèi)部。
[0042]如圖3所示，第三定子元件6具有第三定子元件6的推力方向側(cè)(即第三定子元件6沿軸向相對于第二定子元件5的相對側(cè))上的開口 6b。第三元件6的開口 6b被蓋12所覆蓋，蓋12是與第一至第三磁體9-11不同的部件。蓋12主要通過朝軸向的推力方向側(cè)伸出的覆蓋部分13阻止異物從其外部進入線性螺線管I內(nèi)部。此外，蓋12具有壓配合入第三定子元件6內(nèi)的圓筒形部分14。因此，對提供磁通量有貢獻的面積由于圓筒形部分14而擴展(即增大)。
[0043]在線性螺線管I中，第三定子元件6的內(nèi)徑a大于第二定子元件5的內(nèi)徑b (參見圖3)。此外，內(nèi)徑a和b大于第一定子元件4的外半徑C。因此，在第一至第三定子元件4-6設置在線圈2內(nèi)的狀態(tài)下，鎖定工具15可從第三定子元件6的推力方向側(cè)插入第三定子元件6的開口 6b內(nèi)。因此，鎖定工具15可沿軸向直接鎖定第一至第三定子元件4、5和6。
[0044]此外，線性螺線管I包括涉及第一至第三磁體9-11之間的磁通量提供的第一提供結(jié)構(gòu)α和第二提供結(jié)構(gòu)β。
[0045]第一提供結(jié)構(gòu)α是通過令第二磁體10的不同于第二定子元件5的磁體與第三磁體11的不同于第三定子元件6的磁體接觸來提供磁通量的結(jié)構(gòu)。
[0046]第二磁體10具有從第二定子元件5的非推力方向側(cè)向外延伸的非推力方向側(cè)磁軛16。非推力方向側(cè)磁軛16具有環(huán)形板狀并且覆蓋線圈2的非推力方向側(cè)。第三磁體11具有推力方向側(cè)磁軛17和周向側(cè)磁軛18。推力方向側(cè)磁軛17具有環(huán)形板狀。推力方向側(cè)磁軛17從第三定子元件6的推力方向側(cè)向外延伸并且覆蓋線圈2的推力方向側(cè)。周向側(cè)磁軛18具有圓筒形狀。周向側(cè)磁軛18從推力方向側(cè)磁軛17的外周緣朝軸向的非推力方向側(cè)延伸并且覆蓋線圈2的外周面。第三磁體11具有從周向側(cè)磁軛18的非推力方向側(cè)向外延伸的環(huán)形凸緣19。
[0047]根據(jù)第一提供結(jié)構(gòu)α，當非推力方向側(cè)磁軛16的外周部20與凸緣19表面接觸時提供磁通量。
[0048]也就是說，非推力方向側(cè)磁軛16進一步徑向延伸至線圈2的外周面外部并且外周部20定位在線圈2的外周面的徑向外部。外周部20的推力方向側(cè)表面20a是垂直于軸向的平坦面并且凸緣19的非推力方向側(cè)表面19b也是垂直于軸向的平坦面。
[0049]因此，當推力方向側(cè)表面20a接觸在非推力方向側(cè)表面19b上時，在第二磁體10與第三磁體11之間線圈2外部的位置處提供磁通量。
[0050]應當注意到，凸緣19和外周部20沒有用于彼此固定的突出部和凹陷部。因此，當通過鎖定工具15鎖定第一至第三定子元件4-6時凸緣19和外周部20能夠沿徑向相對移動。
[0051]接下來，第二提供結(jié)構(gòu)β是通過令第一磁體9的不同于第一定子元件4的磁體與第二磁體10的不同于第二定子元件5的磁體接觸來提供磁通量的結(jié)構(gòu)。
[0052]第一磁體9具有從第一定子元件4的非推力方向側(cè)向外延伸的環(huán)形凸緣21(即固定件)。凸緣21也是由磁性材料制成的。
[0053]根據(jù)第二提供結(jié)構(gòu)β，當非推力方向側(cè)磁軛16的內(nèi)周部23與凸緣21的外周部24表面接觸時提供磁通量。
[0054]也就是說，凸緣21進一步徑向延伸至線圈2的外周面外部并且外周部24定位在線圈2外周緣的徑向外部。內(nèi)周部23的非推力方向側(cè)表面23b是垂直于軸向的平坦面。外周部24的推力方向側(cè)表面24a也是垂直于軸向的平坦面。
[0055]因此，當推力方向側(cè)表面24a接觸在非推力方向側(cè)表面23b上時，在第一磁體9與第二磁體10之間線圈2的非推力方向側(cè)上提供磁通量。
[0056]應當注意到，內(nèi)周部23和外周部24沒有用于彼此固定的突出部和凹陷部。因此，當通過鎖定工具15鎖定第一至第三定子元件4-6時內(nèi)周部23和外周部240能夠沿徑向相對移動。
[0057]此外，第一提供結(jié)構(gòu)α定位在第二提供結(jié)構(gòu)β的推力方向側(cè)上。
[0058]線性螺線管I包括貫穿非推力方向側(cè)磁軛16的凹口 25和線圈2的端子26穿過凹口 25(即端子26的抽出結(jié)構(gòu))被抽出。第一提供結(jié)構(gòu)α定位在端子26的推力方向側(cè)上。
[0059]線性螺線管I包括如下所述的軸承28、輸出構(gòu)件29和繞線架30。
[0060]軸承28固定于可動元件3的內(nèi)周面并且與第一定子元件4直接滑動接觸，而可動元件3通過軸承28與第一定子元件4非直接接觸。軸承28的外周部由磁性材料制成并且軸承28的內(nèi)周部由非磁性材料制成。此外，軸承28的直接接觸在第一定子元件4外周面上的內(nèi)周面由非磁性材料制成。
[0061]在線性螺線管I中，可動元件3的內(nèi)周面具有沿徑向在可動元件3與第一定子元件4的外周面之間提供磁通量的第一區(qū)域，并且第一區(qū)域沿軸向的長度被定義為長度d。此夕卜，第一定子元件4的外周面具有沿徑向在第一定子元件4與可動元件3的內(nèi)周面之間提供磁通量的第二區(qū)域，并且第二區(qū)域沿軸向的長度被定義為長度e。在本實施例中，滿足如圖4所示的長度d與長度e之間的尺寸關(guān)系。也就是說，尺寸關(guān)系是長度d小于長度e，并且長度d基本上等于軸承28沿軸向的長度。
[0062]軸承28具有從軸承28的非推力方向側(cè)末端向外延伸的凸緣32。當凸緣32接觸在凸緣21的內(nèi)周部上時，防止可動元件3沿軸向朝非推力方向側(cè)移動。凸緣32的推力方向側(cè)部分由磁性材料制成，并且凸緣32的非推力方向側(cè)部分由非磁性材料制成。此外，凸緣32的與內(nèi)周部33直接接觸的接觸面32b由非磁性材料制成。
[0063]多個凹槽形成為凸緣21的內(nèi)周部33的推力方向側(cè)表面上的通氣通道34，并且流體在凸緣32的內(nèi)周側(cè)與外周側(cè)之間沿徑向流過通氣通道34。如圖5所示，通氣通道34徑向延伸并且在繞著線性螺線管I的軸線的周向上以間隔60度角地定位。
[0064]輸出構(gòu)件29由非磁性材料制成。輸出構(gòu)件29被固定于可動元件3并且與可動元件3—體地朝軸向的推力方向側(cè)移動以輸出推力。輸出構(gòu)件29接收來自外部部件(未示出)的回復力并且通過回復力與可動元件3—體地朝軸向的非推力方向側(cè)移動。
[0065]此外，輸出構(gòu)件29具有連接部36和軸部37，連接部36為圓筒形狀且同軸地固定于可動元件3，所述軸部37具有柱狀形狀且朝軸向的推力方向側(cè)(即離開可動元件3的方向)伸出。
[0066]如圖2A所示，可動元件3的內(nèi)周部具有內(nèi)周部的推力方向側(cè)上的徑向擴大部分。連接部36壓配合入可動元件3的徑向擴大部分從而固定于其。軸承28被壓配合入可動元件3的非徑向擴大部分，所述非徑向擴大部分是所述內(nèi)周部的除了徑向擴大部分之外的區(qū)域。軸承28在朝軸向的非推力方向側(cè)離開連接部36的位置處被固定于可動元件3的非徑向擴大部分以便沿軸向在軸承28與連接部36之間形成空隙f(參見圖2A)?？障秄與通氣通道8流體連通。
[0067]開口 38形成于覆蓋部分13的頂點處并且軸部37貫穿覆蓋部分13的開口 38。通過朝向軸向的推力方向側(cè)穿過覆蓋部分13的開口 38伸出，軸部37將推力輸出至外部部件。
[0068]軸部37具有小于連接部36的直徑并且軸部37和連接部36通過具有沿軸向朝向推力方向側(cè)遞減的直徑的漸變部39 —體地形成。第一定子元件4的一個末端(即第一定子元件4的推力方向側(cè)末端)相對其內(nèi)部的連接部36沿軸向移動。第一定子元件4的推力方向側(cè)末端的周緣是錐形倒角，使得即使可動元件3和輸出構(gòu)件29在軸向的非推力方向側(cè)上的極限位置處移動，漸變部39的內(nèi)周面也不接觸在第一定子元件4上。
[0069]繞線架30由樹脂材料制成并且線圈2纏繞在繞線架30上。繞線架30具有圓筒形部分40和兩個凸緣部分41a和41b。
[0070]圓筒形部分40是定位在第二和第三定子元件5和6徑向外部的部分，并且線圈2纏繞圓筒形部分40。凸緣部分41a從圓筒形部分40的推力方向側(cè)末端向外延伸，并且凸緣部分41b從圓筒形部分40的非推力方向側(cè)向外延伸。凸緣部分41a和41b在它們之間限定了被線圈2纏繞的區(qū)域。
[0071]線性螺線管I包括推力方向側(cè)密封件Y和非推力方向側(cè)密封件δ以保護線圈2以防流體進入線性螺線管I內(nèi)部。
[0072]推力方向側(cè)密封件Y布置在凸緣部分41a的推力方向側(cè)上以圍繞線圈2的軸線。更具體地，樹脂凸出部42a環(huán)形地形成于凸緣部分41a的推力方向側(cè)表面上以圍繞線圈2的軸線，如圖6所示。通過用熔融樹脂熔化樹脂凸出部42a并隨后固化樹脂凸出部42a來形成推力方向側(cè)密封件Y。
[0073]非推力方向側(cè)密封件δ布置在凸緣部分41b的非推力方向側(cè)上以圍繞線圈2的軸線。更具體地，樹脂凸出部42b環(huán)形地形成于凸緣部分41b的非推力方向側(cè)表面上以圍繞線圈2的軸線。通過用熔融樹脂熔化樹脂凸出部42b并隨后固化樹脂凸出部42b來形成非推力方向側(cè)密封件δ。
[0074]線性螺線管I的制造方法包括注射成型步驟，其中熔融樹脂被注射至線圈2、第一至第三磁體9-11、繞線架30、安裝托架43等以便成型。通過在注射成型步驟期間注射的熔融樹脂形成推力方向側(cè)密封件Y、非推力方向側(cè)密封件δ和連接器44。此外，供O環(huán)45適配其中的凹槽也通過熔融樹脂形成。
[0075]應當注意到，在注射成型步驟期間用于注射熔融樹脂的注射口(未示出)被設定在一個位置。如圖3所示，設定位置處于面對第一磁體9的非推力方向側(cè)的區(qū)域g的范圍內(nèi)(參見圖3)。
[0076]非推力方向側(cè)磁軛16具有使得非推力方向側(cè)磁軛16不干涉樹脂凸出部42b的形狀。換句話說，非推力方向側(cè)磁軛16在內(nèi)周部23與外周部20之間的中間部分46朝軸向的非推力方向側(cè)延伸。在中間部分46與凸緣部分41b之間限定空間47，如圖3所示，并且樹脂凸出部42b伸入空間47中。熔融樹脂填充在空間47內(nèi)。
[0077]線性螺線管I具有貫穿第三定子元件6的多個通孔49，并且線性螺線管I的內(nèi)部和外部通過通孔49彼此流體連通。通孔49在第三定子元件6的內(nèi)周面6a徑向向外的位置(向外位置)處在第三定子元件6的內(nèi)部(即線性螺線管I)開口。每個通孔49沿基本上平行于線性螺線管的軸線的方向延伸。此外，通孔49繞線圈2的軸線以例如間隔45度角地形成(參見圖7)。
[0078]線性螺線管I的軸向與水平方向基本對齊并且線性螺線管I安裝于車輛使得彼此鄰近的通孔49之間的中心處于最低位置處。這種情況下，連接器44沿豎直方向向上伸出并且安裝托架43沿豎直方向向下伸出，如圖8所示。因此，線性螺線管I內(nèi)的流體的液面的位置低于第三定子元件6的內(nèi)周面6a(參見圖8)。
[0079]根據(jù)上述構(gòu)型，沿徑向在第一和第二定子元件4和5與可動元件3之間提供磁通量，并且沿徑向在可動元件3與第三定子元件6之間提供磁通量。因此，可動元件3被吸引并朝軸向的推力方向側(cè)移動，藉此線性螺線管I沿軸向輸出推力。
[0080](第一實施例的效果)
[0081]根據(jù)第一實施例1，可動元件3具有圓筒形磁性部，并且第一和第二定子元件4和5分別布置在可動元件3的內(nèi)部和外部。沿徑向從第一和第二定子元件4和5 二者提供磁通量給可動元件3。此外，第三定子元件6是被布置為朝軸向的推力方向側(cè)離開第二定子元件5的圓筒形磁體。第三定子元件6朝軸向的推力方向側(cè)吸引可動元件3并且將可動元件3吸入第三定子元件6內(nèi)部。形成于第三定子元件6的推力方向側(cè)上的開口 6b被蓋12覆蓋。此外，第三定子元件6形成有貫穿第三定子元件6的通孔49。第三定子元件6 (即線性螺線管I)的內(nèi)部和外部通過通孔49彼此流體連通。
[0082]因此，流體能通過通孔49被導入和排出線性螺線管I。因此，流體能被平穩(wěn)地導入和排出線性螺線管1，藉此改善了可動元件3的響應度。
[0083]在第三定子元件6的內(nèi)周面6a徑向向外的向外位置處，通孔49在線性螺線管I (更具體地第三定子元件6)的內(nèi)部開口。
[0084]因此，當線性螺線管I的軸線與水平方向基本對齊時，線性螺線管I內(nèi)的流體的液面能定位在低于第三定子元件6的內(nèi)周面6a處。因此，能夠阻止第三定子元件6的引力由于流體內(nèi)部的磁性異物而波動。
[0085]此外，線性螺線管具有圍繞線圈2的軸線的多個通孔49。
[0086]因此，在從軸線朝著外周的各個方向中選擇從線性螺線管I的軸線至通孔49的是豎直方向的方向上的自由度能夠增加。
[0087]此外，第一區(qū)域沿軸向的長度d與第二區(qū)域沿軸向的長度e之間滿足長度d〈長度e的尺寸關(guān)系。
[0088]因此，即使當可動元件3的行程增加時，能夠抑制對在可動元件3與第一定子元件4之間提供磁通量有貢獻的面積的減少。因此，即使可動元件3的行程增加也能夠抑制引力的退化。
[0089]此外，軸承28固定于可動元件3的內(nèi)周面，并且軸承28具有由非磁性材料制成且與第一定子元件4滑動接觸的內(nèi)周面。
[0090]因此，可以防止可動元件3粘合于第一定子元件4，即避免可動元件3不能夠相對第一定子元件4滑動的狀態(tài)。
[0091]可動元件3設有與可動元件3 —體地移動并輸出推力的由非磁性材料制成的輸出構(gòu)件29。輸出構(gòu)件29具有連接部36和軸部37，連接部36具有圓筒形狀且同軸地固定于可動元件3，軸部37具有柱狀形狀并朝著軸向的推力方向側(cè)伸出。第一定子元件4的推力方向側(cè)末端相對連接部36在其內(nèi)部沿軸向移動，并且軸部37具有小于連接部36的直徑。
[0092]因此，能夠防止輸出構(gòu)件29接觸第一定子元件4，藉此防止滑動阻力的增加。此夕卜，通過減少軸部沿徑向的尺寸，能夠改善從軸部37接收推力的部件的設計自由度。
[0093]通氣通道8沿軸向形成于可動元件3中并且流體穿過通氣通道8被導入和排出線圈2。
[0094]因此，流體能夠在可動元件3的推力方向側(cè)末端與非推力方向側(cè)末端之間被平穩(wěn)地導入和排出可動元件3，并且因此可動元件3能夠沿軸向平穩(wěn)地移動。
[0095]軸承28在朝向軸向的非推力方向側(cè)離開連接部36的位置處固定于可動元件3，并且在軸承28與連接部36之間形成空隙f?？障秄與通氣通道8流體連通。
[0096]因此，流體能夠平穩(wěn)地流過連接部36的內(nèi)周面與通氣通道8之間，藉此可動元件3和輸出構(gòu)件29能夠以平穩(wěn)的方式一體地沿軸向移動。
[0097]軸承28具有徑向伸出軸承28外部的第一凸緣32，并且當?shù)谝煌咕?2接觸在凸緣21上時防止可動元件3朝軸向的非推力方向側(cè)移動。
[0098]因此，防止可動元件3移動，同時減輕了可動元件3在凸緣21上的接觸。
[0099]接觸第一凸緣32的凸緣21是第一磁體9的一部分。因此，通過由非磁性材料制成凸緣32的與凸緣21直接接觸的接觸面32b，可以防止軸承28粘合于凸緣21，即避免可動元件3不能移動的情形。
[0100]此外，凸緣21具有通氣通道34，通氣通道34沿徑向在第一凸緣32的內(nèi)周側(cè)與外周側(cè)之間提供流體連通。
[0101]因此，流體可被平穩(wěn)地導入和排出第一凸緣32，藉此可動元件3能夠平穩(wěn)地沿軸向移動。
[0102](第二實施例)
[0103]在第二實施例的線性螺線管I中，蓋12的覆蓋部分13具有垂直于線性螺線管I軸向的板狀，如圖9所示。也就是說，覆蓋部分13不朝向軸向的推力方向側(cè)延伸。覆蓋部分13的中心具有軸向上的可滑動地支撐軸部37的軸承部51。軸承部51具有圓筒形狀并且朝向軸向的推力方向側(cè)伸出。軸部37的外周面與軸承部51的內(nèi)周面滑動接觸。
[0104]因此，由可動元件3和輸出構(gòu)件29構(gòu)造的可移動構(gòu)件能在兩個端側(cè)處被支撐。因此，通過可移動構(gòu)件(即可動元件3和輸出構(gòu)件29)施加的負載由中心葉輪型(centerimpeller-type)軸承結(jié)構(gòu)(即軸承28和軸承部51)所支撐，并且因此可移動構(gòu)件能穩(wěn)定地沿軸向移動。
[0105]輸出構(gòu)件29的漸變部39具有沿軸向穿過漸變部39的孔部52，并且連接部36的內(nèi)部與連接部36的外部通過孔部52流體連通。
[0106]因此，流體可被導入和排出連接部36，并且因此可移動構(gòu)件(即可動元件3和輸出構(gòu)件29)能夠進一步平穩(wěn)地沿軸向移動。
[0107](改進)
[0108]線性螺線管I的構(gòu)型不一定局限于上述實施例，并且可應用各種改進。
[0109]對于可動元件3、第一至第三定子元件4-6、第一至第三磁體9-11、第一至第二提供結(jié)構(gòu)α和β、通孔49、軸承28、通氣通道8和34、輸出構(gòu)件29、推力方向側(cè)和非推力方向側(cè)密封件Y和S、端子26的抽出結(jié)構(gòu)、軸向上的長度d與長度e之間的尺寸關(guān)系、內(nèi)徑a與b之間的尺寸關(guān)系以及可動元件3與輸出構(gòu)件29的一體構(gòu)件(可移動構(gòu)件)的滑動和支承結(jié)構(gòu)，都能夠應用各種改進。
[0110]例如，根據(jù)第一實施例的線性螺線管1，使用懸臂型軸承結(jié)構(gòu)，其中可動元件3被來自可動元件3內(nèi)部的第一定子元件4可滑動地支撐。而根據(jù)第二實施例的線性螺線管1，使用中心葉輪型軸承結(jié)構(gòu)，其中可動元件3被第一定子元件4可滑動地支撐并且軸部37被覆蓋部分13可滑動地支撐。然而，可能使用另一種懸臂型軸承結(jié)構(gòu)，其中可動元件3被來自可動元件3或輸出構(gòu)件29外部的第二定子元件5可滑動地支撐?？蛇x地，可能使用其中僅軸部37被支撐的軸承結(jié)構(gòu)。此外，可能使用另一種中心葉輪型軸承結(jié)構(gòu)，其中可動元件3被第二定子元件5可滑動地支撐并且軸部37被可滑動地支撐。
[0111]根據(jù)這些實施例的線性螺線管1，通氣通道34形成于第一磁體9的凸緣21 (即固定件)上。然而，通氣通道34可能形成于軸承28的凸緣32上或者凸緣21和凸緣32 二者中。
【權(quán)利要求】
1.一種當通過激勵線圈(2)產(chǎn)生磁通量時朝軸向的推力方向側(cè)輸出軸向推力的線性螺線管，所述線性螺線管包括: 具有圓筒形磁性部的可動元件(3)，所述可動元件(3)同軸地布置在所述線圈(2)的內(nèi)部且沿所述軸向能移動； 布置在所述可動元件(3)的所述圓筒形磁性部的內(nèi)部且沿徑向為所述可動元件(3)提供磁通量的第一定子元件(4)，所述第一定子元件(4)由磁性材料制成； 具有圓筒形狀且由磁性材料制成的第二定子元件(5)，所述第二定子元件(5) (i)沿徑向布置在介于所述第一定子元件(4)與所述第二定子元件(5)之間的所述可動元件(3)的外部，并且(ii)沿徑向為所述可動元件(3)提供磁通量； 具有圓筒形狀且由磁性材料制成的第三定子元件￠)，所述第三定子元件(6) (i)布置在所述第二定子元件(5)的推力方向側(cè)上，(ii)朝所述軸向的所述推力方向側(cè)磁性地吸引所述可動元件(3)以將所述可動元件(3)吸入所述第三定子元件￠)的內(nèi)部，并且(iii)具有形成于所述第三定子元件￠)的推力方向側(cè)上的開口(6b)； 覆蓋所述第三定子元件(6)的所述開口(6b)的蓋(12);以及 貫穿所述第三定子元件￠)的通孔(49)，其中 所述通孔(49)提供所述第三定子元件￠)的內(nèi)部與所述第三定子元件￠)的外部之間的流體連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性螺線管，其中 所述通孔(49)在所述第三定子元件￠)內(nèi)在所述第三定子元件(6)的內(nèi)周面^a)的徑向向外的位置處開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性螺線管，其中 多個通孔(49)圍繞所述線圈(2)的軸線定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的線性螺線管，還包括 輸出構(gòu)件(29)，所述輸出構(gòu)件(29)固定于所述可動元件(3)的推力方向側(cè)且與所述可動元件(3) —體地朝所述軸向的所述推力方向側(cè)移動以輸出所述推力，所述輸出構(gòu)件(29)由非磁性材料形成，其中 所述輸出構(gòu)件(29)具有軸部(37)，所述軸部(37)朝所述軸向的所述推力方向側(cè)伸出且穿過所述蓋(12)以將所述推力傳輸至所述第三定子元件￠)的外部， 所述蓋(12)具有沿軸向可滑動地支撐所述軸部(37)的軸承部(51)，并且所述可動元件(3)由所述第一定子元件(4)或所述第二定子元件(5)沿軸向可滑動地支撐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的線性螺線管，還包括 輸出構(gòu)件(29)，所述輸出構(gòu)件(29)固定于所述可動元件(3)的推力方向側(cè)且與所述可動元件(3) —體地朝所述軸向的所述推力方向側(cè)移動以輸出所述推力，所述輸出構(gòu)件(29)由非磁性材料形成，其中 所述輸出構(gòu)件(29)具有:(i)具有圓筒形狀且同軸地固定于所述可動元件(3)的連接部(36)，(ii)軸部(37)，所述軸部(37)穿過所述蓋(12)從而朝所述軸向的所述推力方向側(cè)伸出并傳輸所述推力至所述第三定子元件(6)的外部，以及(iii)孔部(52)，所述連接部(36)的內(nèi)部與所述連接部(36)的外部通過所述孔部(52)流體連通，并且 所述第一定子元件(4)的推力方向側(cè)末端在所述連接部(36)的內(nèi)部相對所述連接部(36)沿所述軸向移動。
6.一種當通過激勵線圈(2)產(chǎn)生磁通量時朝軸向的推力方向側(cè)輸出軸向推力的線性螺線管，所述線性螺線管包括: 具有圓筒形磁性部的可動元件(3)，所述可動元件(3)同軸地布置在所述線圈(2)的內(nèi)部且沿所述軸向能移動； 布置在所述可動元件(3)的所述圓筒形磁性部的內(nèi)部且沿徑向為所述可動元件(3)提供磁通量的第一定子元件(4)，所述第一定子元件(4)由磁性材料制成； 具有圓筒形狀且由磁性材料制成的第二定子元件(5)，所述第二定子元件(5) (i)沿徑向布置在介于所述第一定子元件(4)與所述第二定子元件(5)之間的所述可動元件(3)的外部，并且(ii)沿徑向為所述可動元件(3)提供磁通量； 具有圓筒形狀且由磁性材料制成的第三定子元件￠)，所述第三定子元件(6) (i)布置在所述第二定子元件(5)的推力方向側(cè)上，并且(ii)磁性地吸引所述可動元件(3)以將所述可動元件(3)吸入所述第三定子元件￠)的內(nèi)部，其中 所述可動元件(3)具有在所述可動元件(3)的內(nèi)周面上的第一區(qū)域，所述第一區(qū)域沿徑向在所述可動元件(3)與所述第一定子元件(4)之間提供磁通量， 所述第一定子元件(4)具有在所述第一定子元件(4)的外周面上的第二區(qū)域，所述第二區(qū)域沿徑向在所述第一定子元件(4)與所述可動元件(3)之間提供磁通量，其中所述第一區(qū)域沿軸向的長度(d)小于所述第二區(qū)域沿軸向的長度(e)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性螺線管，還包括 固定于所述可動元件(3)的所述內(nèi)周面且與所述第一定子元件(4)滑動接觸的軸承(28)，其中 所述軸承(28)的內(nèi)周面與所述第一定子元件(4)的所述外周面直接滑動接觸，并且 所述軸承(28)的所述內(nèi)周面由非磁性材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的線性螺線管，還包括 輸出構(gòu)件(29)，所述輸出構(gòu)件(29)固定于所述可動元件(3)的推力方向側(cè)且與所述可動元件(3) —體地朝所述軸向的所述推力方向側(cè)移動以輸出所述推力，所述輸出構(gòu)件(29)由非磁性材料形成，其中 所述輸出構(gòu)件(29)具有:(i)具有圓筒形狀且同軸地固定于所述可動元件(3)的連接部(36)，和(ii)軸部(37)，所述軸部(37)朝所述軸向的所述推力方向側(cè)離開所述可動元件⑶伸出， 所述第一定子元件(4)的一個末端在所述連接部(36)的內(nèi)部相對所述連接部(36)沿所述軸向滑動，并且 所述軸部(37)的半徑小于所述連接部(36)的半徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的線性螺線管，其中 所述可動元件(3)具有在所述可動元件(3)的軸向兩端之間穿過所述可動元件(3)的通氣通道⑶，以及 流體穿過所述通氣通道(8)被導入所述可動元件(3)和從所述可動元件(3)排出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的線性螺線管，還包括: 固定于所述可動元件(3)的所述內(nèi)周面且與所述第一定子元件(4)滑動接觸的軸承(28);并且 固定于所述可動元件(3)且與所述可動元件(3) —體地移動以輸出所述推力的輸出構(gòu)件(29)，所述輸出構(gòu)件(29)由非磁性材料形成，其中 所述輸出構(gòu)件(29)具有連接部(36)，所述連接部(36)具有圓筒形狀且固定于所述可動元件⑶， 所述第一定子元件(4)的一個末端在所述連接部(36)的內(nèi)部相對所述連接部(36)沿所述軸向滑動， 所述軸承(28)離開所述連接部(36)定位從而沿所述軸向形成空隙(f)，其中 所述空隙(f)與所述通氣通道(8)流體連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的線性螺線管，還包括 固定于所述可動元件(3)的所述內(nèi)周面并且與所述第一定子元件(4)滑動接觸的軸承(28)，其中 所述軸承(28)具有沿徑向向外延伸的凸緣(32)，以及 當所述凸緣(32)接觸在固定件(21)上時防止所述可動元件(3)移動。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的線性螺線管，其中 所述固定件(21)由磁性材料制成并且與所述第一定子元件(4) 一體地形成，以及 所述凸緣(32)具有由非磁性材料制成且接觸所述固定件(21)的接觸面(32b)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的線性螺線管，還包括: 形成于所述凸緣(32)或所述固定件(21)中至少一個中的通氣通道(34)，其中 流體在所述凸緣(32)的內(nèi)周側(cè)與外周側(cè)之間沿徑向流過所述通氣通道(34)。
【文檔編號】H01F7/16GK104465013SQ201410482887
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】近藤二郎 申請人:株式會社電裝