DE10195791B4

DE10195791B4 - Solenoid

Info

Publication number: DE10195791B4
Application number: DE10195791T
Authority: DE
Inventors: Koji Fujisawa Watanabe; Takuya Fujisawa Kudo; Norio Fujisawa Uemura
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: US6863255B2; AU2001235988A1; WO2001065158A1; JP2001317653A; JP4667609B2; DE10195791T1; US20030136931A1

Abstract

Es ist ein Solenoid mit höherer Qualität vorgesehen, bei dem eine Verbesserung des Abrasionswiderstands erzielt wurde. Eine Fluidsammelkammer Q ist im Wesentlichen koaxial zu einer Tauchkolbenkammer P und an einer Seite, die einer Mittelstütze 4 entgegengesetzt ist, bei dazwischen angeordneter Tauchkolbenkammer P angeordnet. An der Außenumfangsseite der Stange 6 ist ein erstes Lager 7 zum Trennen der Tauchkolbenkammer P von der Fluidsammelkammer Q vorgesehen.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Solenoid, der zur Verwendung in einem Solenoidventil oder dergleichen verwendbar ist, das zum Beispiel zum Steuern von vielfältigen hydraulischen und pneumatischen Geräten verwendet wird.
11 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen Solenoids dieser Bauart. Die 11 zeigt eine schematische Schnittansicht eines herkömmlichen Solenoids.
Dieser Solenoid 100 wird als eine Antriebseinrichtung eines Steuerventils wie zum Beispiel ein Spulenkörperventil beispielsweise zum Steuern eines Hydraulikdrucks verwendet. Es ist durch die Anordnung eines O-Rings 201 flüssigdicht in einem Gehäuse 200 angebracht, das mit einem Öl gefüllt ist, welches als das Fluid dient. Und zwar ist ein Ventil oder dergleichen (nicht gezeigt) an dem vorderen Ende einer Stange 106 angebracht, die den Solenoid 200 bildet, und es wird in jenem Zustand angetrieben, in dem es in einem Öl (O) getaucht ist, um dadurch eine Hydraulikdrucksteuerung oder dergleichen durchzuführen.
Dieser Solenoid 100 hat einen Tauchkolben 103 aus einem magnetischen Material, der in einem Lager 102 gleitbar eingefügt ist, das in einer im Inneren eines hohlen Solenoidhauptkörpers 101 ausgebildeten Tauchkolbenkammer P vorgesehen ist, eine Mittelstütze 104, die aus einem magnetischen Material ausgebildet ist und gegenüber und koaxial zu dem Tauchkolben 103 angeordnet ist, eine Abdeckung 105, die an einer der Mittelstütze 104 entgegengesetzten Seite vorgesehen ist, um eine axiale Bewegung des Tauchkolbens 103 zu regulieren, und die die Tauchkolbenkammer P schließt, und eine Stange 106, die mit dem Tauchkolben 103 verbunden ist.
Die Stange 106 ist in einem Durchgangsloch 103a eingefügt und gesichert, das sich entlang der Mittelachse des Tauchkolbens 103 erstreckt, und sie erstreckt sich an der Seite der Mittelstütze 104. Des Weiteren weist die Mittelstütze 104 ebenfalls ein Durchgangsloch 104a auf, das sich entlang ihrer Mittelachse erstreckt, und die Stange 106 ist in diesem Durchgangsloch 104a mittels eines Lagers so eingefügt, dass sie sich derart hin und her bewegen kann, dass ihr vorderer Endabschnitt nach außen vorsteht.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist ein Ventil oder dergleichen (nicht gezeigt) mit dem vorderen Ende von dieser Stange von 106 verbunden, und es wird entsprechend der Bewegung der Stange 106 betätigt.
Bei diesem Solenoid 100 bewegt sich der Tauchkolben 103 normalerweise zur Seite der Abdeckung 105 durch die Stange 106 aufgrund des Drucks des äußeren Fluids wie zum Beispiel ein Öl oder der Kraft einer Feder zum Rückstellen der Stange 106 in dem Ventil oder dergleichen, wenn der Solenoidhauptkörper 101 nicht erregt wird.
Wenn der Solenoidhauptkörper 101 erregt wird, dann wird der Tauchkolben 103 zu der Mittelstütze 104 magnetisch angezogen, wodurch sich die mit dem Tauchkolben 103 verbundene Stange 106 zu der linken Seite gemäß der Zeichnung bewegt, um dadurch das Ventil oder dergleichen anzutreiben.
Da der Solenoid 100 in einem Öl flüssigdicht angebracht ist, bewirkt das Öl einen Widerstand beim Betrieb des Tauchkolbens 103, wodurch das Ansprechverhalten des Tauchkolbens beeinträchtigt wird.
Um das Ansprechverhalten des Tauchkolbens 103 nicht zu beeinträchtigen, sind Öllöcher 104b und 103b vorgesehen, die sich axial durch die Mittelstütze 104 und beziehungsweise den Tauchkolben 103 hindurch erstrecken, wodurch das Öl von der Außenseite (P0) des Solenoids 100 durch das Ölloch 104b, den Abschnitt (P1) zwischen der Mittelstütze 104 und dem Tauchkolben 103 und das Ölloch 103b zu dem Abschnitt (P2) zwischen dem Tauchkolben 103 und der Abdeckung 105 strömt.
In diesem Fall bewegt sich das äußere Öl nämlich folgendermaßen: P0 → P1 und P1 → P2 aufgrund der Bewegung des Tauchkolbens 103 (siehe die Pfeile in der Zeichnung).
Obwohl dieser Aufbau zum Erreichen einer Verbesserung des Ansprechverhaltens hilfreich ist, ist nach wie vor ein Problem hinsichtlich der Lebensdauer aufgrund einer Abrasion oder dergleichen vorhanden.
Und zwar existiert infolge eines Verschleißes des Ventils oder dergleichen eine große Schmutzmenge in dem Öl.
Insbesondere wenn der vorstehend beschriebene Strömungskanal ausgebildet ist, dann gelangt wahrscheinlich Schmutz in den Abschnitt (P1) zwischen der Mittelstütze 104 und dem Tauchkolben 103. Dies ist dadurch begründet, dass dieser Abschnitt einen Teil eines magnetischen Pfads bildet und magnetisiert wird.
Wenn somit der Schmutz in diesem Abschnitt angesammelt wird und in jenen Abschnitt eintritt, in dem der Tauchkolben 103 gleitet, dann wird der Tauchkolben 103 weiter verschlissen, und die Steuerungscharakteristika können nachteilig beeinflusst werden.

Angesichts dessen hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Patentanmeldung hinsichtlich einer Technik zum Lösen des vorstehend genannten Problems eingereicht. Diese Technik ist in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 09-89145 A offenbart.

Diese Technik wird unter Bezugnahme auf die 12 beschrieben. Die 12 zeigt eine schematische Schnittansicht eines herkömmlichen Solenoids.

Wie dies in der 12 gezeigt ist, ist bei diesem Solenoid die Stange 206 mit einem Durchgangsloch 206a versehen, um das äußere Fluid (Öl) direkt zu der Tauchkolbenkammer P zu führen.

Durch diesen Aufbau strömt das äußere Fluid von der Außenseite (Q0) des Solenoids durch das Durchgangsloch 206a, die Tauchkolbenkammer P (Q1) und ein in dem Tauchkolben vorgesehenes Ölloch zu dem Abschnitt (Q2) zwischen der Mittelstütze und dem Tauchkolben.

Somit gelangt der Schmutz kaum zu dem Abschnitt (Q2) zwischen der Mittelstütze und dem Tauchkolben, wodurch das vorstehend genannte Problem gelöst ist.

Jedoch hat die vorstehend beschriebene Technik gemäß dem Stand der Technik das folgende Problem:
Es trifft zwar zu, dass durch das Vorsehen eines Durchgangslochs, das als ein Strömungskanal in der Stange dient, eine gewisse Wahrscheinlichkeit besteht, dass eine Verbesserung des Abrasionswiderstands erzielt wird. Es kann jedoch geschehen, dass eine geringe Menge des in dem Fluid enthaltenen Schmutzes direkt zu der Tauchkolbenkammer geführt wird und zu dem Tauchkolbengleitabschnitt gelangt, was zu einer Verschlechterung des Abrasionswiderstands führt.

Somit besteht zur weiteren Stabilisierung und Verbesserung der Steuerungscharakteristika ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung des Abrasionswiderstands.

Die vorliegenden Erfindung wurde zum Lösen des vorstehend genannten Problems des herkömmlichen Stands der Technik entwickelt. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Solenoid mit hoher Qualität vorzusehen, der einen verbesserten Abrasionswiderstand aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Solenoid vorgesehen, der Folgendes aufweist: eine Erregereinrichtung, die in einem Solenoidhauptkörper vorgesehen ist und mittels Stromzufuhr erregt wird; eine Mittelstütze, die an einer Position. im Inneren des Solenoidhauptkörpers gesichert ist; einen Tauchkolben, der in einem Lagerabschnitt in einer in dem Solenoidhauptkörper definierten Tauchkolbenkammer gleitbar vorgesehen ist und daran angepasst ist, dass er zu der Mittelstütze durch eine magnetische Kraft mittels Erregung der Erregereinrichtung angezogen wird; eine Fluidsammelkammer, die im wesentlichen koaxial zu der Tauchkolbenkammer und an einer der Mittelstütze entgegengesetzten Seite bei dazwischen angeordneter Tauchkolbenkammer vorgesehen ist; und eine Stange, die an dem Innenumfang eines in dem Tauchkolben ausgebildeten Durchgangsloches befestigt ist, wobei eines ihrer Enden so vorsteht, dass es das Fluid außerhalb des Solenoidhauptkörpers durch das in der Mittelstütze ausgebildete Durchgangsloch erreicht, und wobei ihr anderes Ende so vorsteht, dass es das Innere der Fluidsammelkammer erreicht, und wobei die Stange ein Durchgangsloch zum Führen des Fluids von dem Solenoidhauptkörper zu dem Inneren der Fluidsammelkammer aufweist und ein erstes Sperrelement die Tauchkolbenkammer von der Fluidsammelkammer trennt und an der Außenumfangsseite der Stange vorgesehen ist.

Wenn somit der Tauchkolben betrieben wird, dann wird das äußere Fluid zu der Fluidsammelkammer durch das in der Stange ausgebildete Durchgangsloch geführt, so dass der Betrieb des Tauchkolbens nicht durch den Druck des äußeren Fluids behindert wird.

Somit weist der Solenoid ein verbessertes Ansprechverhalten auf. Da des Weiteren das zu der Fluidsammelkammer geführte Fluid durch das erste Sperrelement aufgefangen wird, tritt es nicht direkt in die Tauchkolbenkammer ein, und wenn das Fluid außerdem Schmutz enthält, wird das Eintreten des Schmutzes in den Tauchkolbengleitabschnitt verhindert.

Das erste Sperrelement besteht aus einem ringartigen Element, und der Innenumfang des ringartigen Elements gleitet an dem Außenumfang der Stange, und des Weiteren ist der Außenumfang des ringartigen Elements in einem engen Kontakt mit dem Innenumfangsabschnitt des Fluidsammelabschnitts, wodurch die Tauchkolbenkammer und die Fluidsammelkammer voneinander getrennt werden.

Durch diesen Aufbau ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit eines Eintretens eines in dem Fluid enthaltenen Schmutzes in den Gleitabschnitt zwischen dem Innenumfang des ringartigen Elements und dem Außenumfang der Stange zu verringern, wenn dies mit jenem Fall bei dem herkömmlichen Aufbau verglichen wird, bei dem in dem Fluid enthaltener Schmutz in den Gleitabschnitt an dem Außenumfang des Tauchkolbens eintritt, wobei das Fluid direkt in der Tauchkolbenkammer geführt wird. im allgemeinen sind dabei nämlich der Maßfehler und der Spalt größer, wenn ein Gegenstand mit einem großen Durchmesser durch das Lager gestützt wird, als wenn ein Gegenstand mit einem kleinen Durchmesser durch das Lager gestützt wird.

Für den Gleitabschnitt zwischen dem Innenumfang des ringartigen Elements und dem Außenumfang der Stange ist es wünschenswert, dass er außerhalb des magnetischen Pfads angeordnet ist, der dann ausgebildet wird, wenn die Erregereinrichtung erregt wird.

Dadurch ist es möglich, das Anziehen von magnetischem Schmutz zu dem Gleitabschnitt durch die magnetische Kraft zu verhindern.

Es ist wünschenswert, an der Außenumfangsseite der Stange ein zweites Sperrelement vorzusehen, das die Tauchkolbenkammer von der Außenseite des Solenoidhauptkörpers trennt.

Somit tritt das Fluid nicht direkt in die Tauchkolbenkammer von der Außenseite des Solenoidhauptkörpers ein, wodurch es des Weiteren möglich ist, das Eintreten von Schmutz in den Tauchkolbengleitabschnitt zu verhindern.

Es ist wünschenswert, dass zumindest das erste oder das zweite Sperrelement das Lager der Stange ist.

Es ist außerdem wünschenswert, dass zumindest das erste oder das zweite Sperrelement ein Dichtelement ist, welches den Außenumfang der Stange abdichtet.

Es ist wünschenswert, einen Filter in dem in der Stange ausgebildeten Durchgangsloch vorzusehen.

Somit ist es möglich, das Eintreten von Schmutz oder dergleichen in die Fluidsammelkammer zu verhindern.

Es ist wünschenswert, an dem Ende der Stange an der Seite der Fluidsammelkammer ein elastisches Trennelement vorzusehen, das die Fluidsammelkammer von dem Inneren des Durchgangsloches trennt.

Dieses ist zum Verhindern eines Schmutzeintritts oder dergleichen in die Fluidsammelkammer hilfreich.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Abwandlung eines Solenoids gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Soleniods gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Tauchkolbens, der einen Solenoid gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet;
11 zeigt eine schematische Schnittansicht eines herkömmlichen Solenoids; und
12 zeigt eine schematische Schnittansicht eines herkömmlichen Solenoids.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein Solenoid gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben. Die 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 den Solenoid als Ganzes. Dieser Solenoid 1 ist in geeigneter Weise zum Beispiel zum Antreiben eines Steuerventils geeignet (zum Beispiel ein Spulenkörperventil zum Steuern eines Hydraulikdrucks oder dergleichen).
Wenn der Solenoid 1 somit zur Hydraulikdrucksteuerung verwendet wird, dann ist der Solenoid 1 flüssigdicht in einem mit einem als das Fluid dienenden Öl gefüllten Gehäuse 50 bei dazwischen angeordneten O-Ring 51 angebracht. Ein Spulenkörperventil oder dergleichen (nicht gezeigt) ist an dem vorderen Ende einer Stange 6 angebracht, die eines der Bestandteile des Solenoids ist, und dieses Spulenkörperventil oder dergleichen wird durch den Solenoid 1 in jenem Zustand angetrieben, wenn es in dem Öl (O) getaucht ist, um dadurch die Hydraulikdrucksteuerung zu bewirken.
Der Solenoid 1 hat im wesentlichen einen hohlen Solenoidhauptkörper 2, einen Tauchkolben 3 aus einem magnetischen Material, der in Innenwände P1 und P2 (die als Lagerabschnitte dienen) einer im Inneren des Solenoidhauptkörpers ausgebildeten Tauchkolbenkammer P gleitbar eingefügt ist, eine Mittelstütze 4 aus einem magnetischen Material, die gegenüber und koaxial zu dem Tauchkolben 3 vorgesehen ist, eine Abdeckung 5, die an der entgegengesetzten Seite der Mittelstütze 4 vorgesehen ist und daran angepasst ist, die Tauchkolbenkammer P zu schließen, und eine Stange 6, die mit dem Tauchkolben 3 verbunden ist.
Hierbei hat der Solenoidhauptkörper 2 ein Gehäuse 8, das an beiden Enden offen ist, eine Spule 10 als eine Erregereinrichtung, die um eine Haspel 9 gewickelt ist, die in dem Gehäuse 8 untergebracht ist und einen hohlen Abschnitt aufweist, eine obere Platte 11 und eine untere Platte 12, die als ein Magnetpfadführungselement dienen und an dem oberen bzw. dem unteren Ende der Spule 10 bei dazwischen angeordneter Haspel 9 vorgesehen sind, einen Leitungsdraht 13 zum Erregen der Spule 10, etc.
Die obere Platte 11 ist ein ringartiges Element zum Führen des magnetischen Pfads von der Mittelstütze 4 zu dem Gehäuse 8, und sie ist so angebracht, dass deren Außenumfangsabschnitt in einem engen Kontakt mit dem Abschnitt nahe dem offenen Ende des Gehäuses 8 ist.
Die untere Platte 12 ist ein ringartiges Element zum Führen des magnetischen Pfads von dem Gehäuse 8 zu dem Tauchkolben 3 über eine Buchse 14, und sie ist an einer der oberen Platte 11 entgegengesetzten Seite bei dazwischen angeordneter Haspel 9 eingebettet.
In der Nähe des Endabschnitts der Haspel 9 an der Seite der unteren Platte 12 ist ein Anschluss oder dergleichen zum elektrischen Verbinden des Leitungsdrahts 13 mit der Spule 10 vorgesehen, und der Spule 10 wird durch eine externe Stromquelle (nicht gezeigt) zur Erregung Strom zugeführt.
In dem hohlen Abschnitt der Haspel 9 ist die Buchse 14 aus einem magnetischen Material vorgesehen, und in dem Innenumfang dieser Buchse 14 erstreckt sich ein Abschnitt der Abdeckung 5, der einen Abschnitt der Innenwand (Innenwand P1) der Tauchkolbenkammer P bildet. In ähnlicher Weise erstreckt sich ein Endabschnitt der Mittelstütze 4 derart, dass er einen Abschnitt der Innenwand (Innenwand P2) der Tauchkolbenkammer P bildet. Die Innenwände P1 und P2 dienen außerdem als Lagerabschnitte, und der Tauchkolben 3 ist bezüglich den Innenwänden P1 und P2 gleitbar eingefügt.
Wie dies in der 2 gezeigt ist, ist es auch möglich, eine Buchse B aus einem nicht-magnetischen Material an der Innenseite der Innenwände P1 und P2 vorzusehen und diese als das Lager für den Tauchkolben 3 zu verwenden. Durch derartiges Ausbilden des Lagers durch ein einziges Element ist es möglich, dass der Tauchkolben 3 noch ruhiger gleitet.
Des Weiteren ist durch den ringartigen Abschnitt, der sich als ein Endabschnitt der vorstehend erwähnten Abdeckung 5 erstreckt, nicht nur ein Abschnitt der Tauchkolbenkammer P ausgebildet, sondern es wird auch eine Fluidsammelkammer Q im wesentlichen koaxial zu der Tauchkolbenkammer P an der zu der Mittelstütze 4 entgegengesetzten Seite bei dazwischen angeordneter Tauchkolbenkammer P ausgebildet.
Der Innendurchmesser der Fluidsammelkammer Q ist kleiner als der Innendurchmesser der Tauchkolbenkammer P.
Der Tauchkolben 3 hat ein Durchgangsloch 31, das sich entlang seiner Mittelachse erstreckt, und eine Stange 6 ist in das Durchgangsloch 31 kraftschlüssig oder dergleichen eingefügt und gesichert.
Ein Endabschnitt 6a von dieser Stange 6 erstreckt sich an der Seite der Mittelstütze 4 durch ein Durchgangsloch 41, das in der Mittelstütze 4 ausgebildet ist, zu der Außenseite des Solenoidhauptkörpers 2, wobei er das Fluid an der Außenseite erreicht.
Der andere Endabschnitt 6b der Stange 6 steht so vor, dass er die Fluidsammelkammer Q erreicht.
Die Stange 6 hat außerdem ein Durchgangsloch 61, das sich entlang ihrer Mittelachse erstreckt, und dieses Durchgangsloch 61 bildet einen Strömungskanal zum Führen des äußeren Fluids in die Fluidsammelkammer Q.
Des Weiteren ist ein Ventil oder dergleichen (nicht gezeigt) mit dem vorderen Ende der Stange 6 verbunden, und dieses Ventil oder dergleichen wird entsprechend der Bewegung der Stange 6 betrieben.
Außerdem ist an der Außenumfangsseite der Stange 6 ein erstes Lager 7 vorgesehen, das als ein erstes Sperrelement zum Trennen der Tauchkolbenkammer P von der Fluidsammelkammer Q dient. Dieses erste Lager 7 ist ein ringartiges Element, in dessen Innenumfang der Außenumfang der Stange 6 gleitbar eingefügt ist, und wobei dessen Außenumfang in engem Kontakt mit dem Innenumfang der Fluidsammelkammer Q ist und daran gesichert ist.
Der Durchmesser des Außenumfangs des ersten Lagers 7 ist kleiner als der Außendurchmesser des Tauchkolbens 3. Des weiteren dient dieses erste Lager 7 außerdem als das Lager für die Stange 6.
Des Weiteren hat der Tauchkolben 3 ein Durchgangsloch 32, das eine Strömung des Fluids an den axialen Enden des Tauchkolbens 3 ermöglicht.
Als nächstes wird u.a. der Betrieb von dem Solenoid 1 beschrieben, der gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist.
Bei diesem Solenoid 1 bewegt sich in dem Normalzustand, d.h. wenn die Spule 10 nicht erregt wird, der Tauchkolben 3 durch die Stange 6 zu der Seite der Abdeckung 5 aufgrund des Drucks des Fluids wie zum Beispiel ein Hydraulikdruck eines äußeren Steueröls oder aufgrund der Federkraft einer Rückstellfeder (nicht gezeigt) für die Stange 6, die in dem Ventil oder dergleichen vorgesehen ist.
Wenn die Spule 10 durch den Leitungsdraht 13 mit Strom versorgt wird, dann wird die Spule 10 erregt, so dass sie folgenden magnetischen Pfad ausbildet: Mittelstütze 4 → die obere Platte 11 → das Gehäuse 8 → die untere Platte 12 → die Buchse 14 → der Tauchkolben 3 → die Mittelstütze 4 (durch den Pfeil J angegeben; jedoch zeigt die Zeichnung nur einen Teil des magnetischen Pfads, und es muss nicht gesagt werden, dass der magnetische Pfad über den gesamten Umfang ausgebildet ist), um so einen magnetischen Kreis auszubilden.
Infolgedessen wird eine Axialkraft infolge einer magnetischen Kraft zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Tauchkolbens 3 und der Mittelstütze 4 erzeugt, und der Tauchkolben 3 wird zu der Mittelstütze 4 magnetisch angezogen, wodurch sich die mit dem Tauchkolben 3 verbundene Stange 6 ebenfalls bewegt. Selbstverständlich bewegt sich auch das Ventil oder dergleichen, das an dem vorderen Ende der Stange 6 angebracht ist.
Da das Solenoid 1 flüssigdicht hinsichtlich des Fluids angebracht ist, ist zu erwarten, dass das Fluid (üblicherweise aus Öl bestehend) einen Widerstand aufbringt, so dass das Ansprechverhalten des Tauchkolbens beeinträchtigt wird, wenn der Tauchkolben 3 betätigt wird. Jedoch ist bei dem Aufbau dieses Ausführungsbeispiels das Durchgangsloch 61 in der Stange 6 ausgebildet, um den Strömungskanal sicherzustellen, so dass das Ansprechverhalten des Tauchkolbens 3 nicht beeinträchtigt wird.
Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Durchgangsloch 32 in dem Tauchkolben 3 vorgesehen, so dass der Einfluss auf das Ansprechverhalten so gering wie möglich ist.
Wenn der Tauchkolben 3 angetrieben wird, dann strömt das äußere Fluid zwischen der Außenseite und der Fluidsammelkammer Q durch das in der Stange 6 vorgesehene Durchgangsloch 61 hindurch. Jedoch strömt es aufgrund der Anordnung des ersten Lagers 7 nicht direkt in die Tauchkolbenkammer P. Das äußere Fluid strömt nämlich zwischen Abschnitten R0 und R1 gemäß der Zeichnung.
Auch wenn das Fluid Schmutz enthält, ist es dadurch möglich, das Eintreten des Schmutzes zwischen dem Tauchkolben 3 und der Mittelstütze 4 und zu der Gleitfläche des Tauchkolbens zu verhindern, so dass es möglich ist, eine Verbesserung des Abrasionswiderstands des Tauchkolbens 3 und eine Verbesserung der Haltbarkeit zu erzielen.
Wenn der Solenoid als ein Steuerventil verwendet wird, dann ist es somit möglich, die Steuerungscharakteristika zu stabilisieren und zu verbessern.
Wie dies vorstehend erwähnt ist, kann des weiteren die Wahrscheinlichkeit eines Eintretens von Schmutz in den Gleitabschnitt zwischen dem ersten Lager 7 und dem Außenumfang der Stange 6 kleiner sein als die Wahrscheinlichkeit eines Eintretens von in dem Fluid enthaltenem Schmutz in den Gleitabschnitt an dem Außenumfang des Kolbens wie bei dem herkömmlichen Aufbau, bei dem das Fluid direkt zu der Tauchkolbenkammer geführt wird, was des Weiteren zu einer Verbesserung des Abrasionswiderstands beiträgt, da das Gleiten zwischen dem Umfang des ersten Lagers 7 und dem Außenumfang der Stange 6 bewirkt wird.
Dies ist dadurch begründet, dass im Allgemeinen der dazugehörige Maßfehler größer ist, wenn ein Gegenstand mit einem großen Durchmesser durch ein Lager gestützt wird, als wenn ein Gegenstand mit einem kleinen Durchmesser durch ein Lager gestützt wird, und dass es sehr wahrscheinlich ist, dass der Spalt entsprechend größer wird.
Dieses Problem kann nicht dadurch gelöst werden, dass einfach der Tauchkolbendurchmesser verkleinert wird. Für den Tauchkolben ist es u.a. erforderlich, dass er Maßgrenzen in einem gewissen Grad einhält, damit der Solenoid als solcher funktioniert (indem u.a. ein ausreichender magnetische Pfad gewährleistet wird).
Des Weiteren ist es durch das Anordnen des Gleitabschnitts zwischen dem ersten Lager 7 und dem Außenumfang der Stange 6 außerhalb des magnetischen Pfads möglich, eine Anziehung von magnetischem Schmutz zu diesem Gleitabschnitt zu verhindern, was des Weiteren zu einer Verbesserung des Abrasionswiderstands beiträgt.
Ein Teil des Schmutzes ist nämlich magnetisch und kann zu einem Ort angezogen und gesammelt werden, an dem ein magnetische Pfad ausgebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Abschnitt es Strömungskanals oder der Gleitabschnitt, der sich in dessen Nähe befindet, von dem magnetischen Pfad räumlich beabstandet, wodurch das vorstehend genannte Problem behoben werden kann.
Während bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel die Innenwände zum Ausbilden der Tauchkolbenkammer P, die als das Lager des Tauchkolbens 3 dient, durch einen Abschnitt der Abdeckung 5 (die Innenwand P1) und einen Abschnitt der Mittelstütze 4 ausgebildet sind (die Innenwand P2), sollte die Innenwand selbstverständlich nicht dahingehend beschränkt sein, dass sie auf diese Art und Weise aufgebaut ist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, das als das Beispiel in der 3 gezeigt ist, ist es möglich, die vorstehend erwähnten Innenwände durch einen Abschnitt der Abdeckung 5 (die Innenwand P1) und eine Innenwand P3 auszubilden, die sich als ein Endabschnitt der oberen Platte 11 erstreckt.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Die 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
Bei dem in der 4 gezeigten Beispiel wird von den Lagern der Stange 6 das zweite Lager 71 an der Seite des Öls (O) als ein Sperrelement (zweites Sperrelement) zum Trennen der Außenseite des Solenoidhauptkörpers 2 von der Tauchkolbenkammer P verwendet, wodurch es möglich ist, ein direktes Strömen des äußeren Fluids in die Tauchkolbenkammer P zu verhindern.
Auch wenn das Fluid Schmutz enthält, ist es daher möglich, das Eintreten des Schmutzes zwischen dem Tauchkolben 3 und der Mittelstütze 4 sowie zu der Gleitfläche des Tauchkolbens 3 zu verhindern, so dass es möglich ist, eine Verbesserung des Abrasionswiderstands des Tauchkolbens 3 sowie eine Verbesserung der Haltbarkeit zu erzielen.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Während bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Lager als das Sperrelement verwendet wird, kann ein beliebiges Element verwendet werden, solange dieses eine Trennung bewirken kann. Es ist auch möglich, ein bestimmtes Dichtelement zu verwenden.
Derartige Fälle werden unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 beschrieben. Die 5 bis 7 zeigen schematische Schnittansichten von Solenoiden gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Es muss nicht gesagt werden, dass die gleiche Wirkung erzielt werden kann, wenn zum Beispiel gemäß der 5 Anbringungsvertiefungen jeweils in der Mittelstütze 4 und dem ersten Lager 7 vorgesehen sind, und wenn O-Ringe 7a und 7b darin vorgesehen sind, die als Dichtelemente dienen.
Die gleiche Wirkung kann auch erzielt werden, wenn gemäß der 6 nur der O-Ring 7b an der Seite der Mittelstütze 4 vorgesehen ist, oder wenn gemäß der 7 nur der O-Ring 7a in dem ersten Lager 7 vorgesehen ist.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Die 8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Filter 15 in dem Durchgangsloch 61 vorgesehen, das in der Stange 6 ausgebildet ist.
Durch die Anordnung des Filters 15 ist es möglich, Schmutz oder dergleichen aufzufangen, der in dem Fluid enthalten ist, so dass es möglich ist, das Eintreten von Schmutz oder dergleichen in die Fluidsammelkammer Q zu verhindern.
Somit ist es möglich, den Abrasionswiderstand des Tauchkolbens 3 weiter zu verbessern, wodurch es möglich ist, eine Verbesserung der Haltbarkeit zu erzielen.
Bei den Aufbauten der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele kann Schmutz kaum aus der Fluidsammelkammer Q austreten, wenn er einmal darin eingetreten ist, während es bei diesem Ausführungsbeispiel möglich ist, das Eintreten von Schmutz in die Fluidsammelkammer zu verhindern, was die Wirksamkeit verbessert.
Während das in der 8 gezeigte Beispiel auf den in der 5 gezeigten Aufbau angewendet wird, der in der Beschreibung als das vierte Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist die Anwendung von diesem Ausführungsbeispiel nicht auf einen derartigen Fall beschränkt. Es kann auch auf die in den 1 bis 5 und 7 gezeigten Aufbauten angewendet werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Die 9 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Solenoids gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Ende der Stange 6 an der Seite der Fluidsammelkammer Q eine Membran 16 vorgesehen, die als ein elastisches Trennelement dient und die Fluidsammelkammer Q von dem Inneren des Durchgangslochs 61 trennt.
Durch die Anordnung der Membran 16 ist es möglich, dass in dem Fluid enthaltener Schmutz oder dergleichen aufgefangen wird, so dass es möglich ist, das Eintreten von Schmutz oder dergleichen in die Fluidsammelkammer Q zu verhindern.
Somit ist es möglich, den Abrasionswiderstand des Tauchkolbens 3 weiter zu verbessern, wodurch es möglich ist, eine Verbesserung der Haltbarkeit zu erzielen.
Wenn des weiteren das Fluid in das Durchgangsloch 32 infolge der Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens 2 strömt, dann verformt sich die Membran 16 entsprechend der einströmenden Fluidmenge, die das Fluidaufnahmevolumen so ändert, dass der Tauchkolbenbetrieb nicht durch den Druck des äußeren Fluid behindert wird und ein zufriedenstellendes Ansprechverhalten erreicht wird.
Während bei dem in der 9 gezeigten Beispiel dieses Ausführungsbeispiel auf den in der 6 gezeigten Aufbau angewendet wird, der in der Beschreibung als das vierte Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist die Anwendung von diesem Ausführungsbeispiel nicht auf einen derartigen Fall beschränkt. Es kann ebenfalls auf die in den 1 bis 5 und 7 gezeigten Aufbauten angewendet werden.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Die 10 zeigt eine schematische Darstellung eines Tauchkolbens, der einen Solenoid gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet (10A zeigt eine Draufsicht, und die 10B zeigt eine Schnittansicht).
Während bei den Beispielen, die in der Beschreibung als die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, das Durchgangsloch 32 in dem Tauchkolben 3 vorgesehen ist und den in dem Tauchkolben 3 ausgebildeten Strömungskanal bildet, ist es auch möglich, einen Schlitz 33 vorzusehen, wie dieser in der 10 gezeigt ist, und diesen als den Strömungskanal zu verwenden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, hat gemäß der vorliegenden Erfindung die Stange ein Durchgangsloch zum Führen des Fluids aus dem Solenoidhauptkörper zu dem Inneren der Fluidsammelkammer, wodurch ein verbessertes Ansprechverhalten erzielt wird. Des weiteren ist an der Außenumfangsseite der Stange ein erstes Sperrelement zum Trennen der Tauchkolbenkammer von der Fluidsammelkammer vorgesehen, so dass es möglich ist, das direkte Eintreten des Fluids in die Tauchkolbenkammer zu verhindern, wodurch es möglich ist, das Eintreten von Schmutz in den Tauchkolbengleitabschnitt zu verhindern, wodurch ein verbesserter Abrasionswiderstand erzielt und eine verbesserte Qualität erreicht wird.
Wenn das Sperrelement aus einem ringartigen Element besteht und sein Innenumfang an dem Außenumfang der Stange gleitet, dann ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit eines Eintretens von Schmutz in den Gleitabschnitt zu verringern.
Wenn jener Abschnitt, an dem der Innenumfang des ringartigen Elements an dem Außenumfang der Stange gleitet, außerhalb des magnetischen Pfads angeordnet ist, dann ist es möglich, eine Anziehung eines magnetischen Schmutzes zu dem Gleitabschnitt durch eine magnetische Kraft zu verhindern.
An der Außenumfangsseite der Stange ist ein zweites Sperrelement vorgesehen, das die Tauchkolbenkammer von der Außenseite des Solenoidhauptkörpers trennt, wodurch es möglich ist, das Eintreten von Schmutz in den Tauchkolbengleitabschnitt noch zuverlässiger zu verhindern.
Durch das Anordnen eines Filters in dem in der Stange ausgebildeten Durchgangsloch ist es möglich, das Eintreten von Schmutz oder dergleichen in die Fluidsammelkammer zu verhindern.
Außerdem ermöglicht das Anordnen eines elastischen Trennelements an dem Ende der Stange an der Seite der Fluidsammelkammer, das die Fluidsammelkammer von dem Inneren des Durchgangslochs trennt, das Eintreten von Schmutz oder dergleichen in die Fluidsammelkammer zu verhindern.

Claims

Solenoid (1) , gekennzeichnet durch eine Erregereinrichtung (10), die in einem Solenoidhauptkörper (2) vorgesehen ist und durch Stromzufuhr erregt wird; eine Mittelstütze (4), die an einer Position im Inneren des Solenoidhauptkörpers (2) gesichert ist; einen Tauchkolben (3), der in einem Lagerabschnitt (P1, P2) in einer in dem Solenoidhauptkörper (2) definierten Tauchkolbenkammer (P) gleitbar vorgesehen ist und daran angepasst ist, dass er zu der Mittelstütze (4) durch eine magnetische Kraft beim Erregen der Erregereinrichtung (10) angezogen wird; eine Fluidsammelkammer (Q), die im Wesentlichen koaxial zu der Tauchkolbenkammer (P) und an der zu der Mittelstütze (4) entgegengesetzten Seite bei dazwischen angeordneter Tauchkolbenkammer (P) vorgesehen ist; und eine Stange (6), die an einem Innenumfang eines in dem Tauchkolben (3) ausgebildeten Durchgangslochs (31) befestigt ist, wobei eines ihrer Enden so vorsteht, dass es das Fluid außerhalb des Solenoidhauptkörpers (2) durch ein in der Mittelstütze (4) ausgebildetes Durchgangsloch (41) erreicht, und wobei ihr anderes Ende so vorsteht, dass es das Innere der Fluidsammelkammer (Q) erreicht, und wobei die Stange (6) ein Durchgangsloch (61) zum Führen des Fluids außerhalb des Solenoidhauptkörpers (2) ausschließlich zu dem Inneren der Fluidsammelkammer (Q) aufweist, und wobei ein erstes Sperrelement (7) die Tauchkolbenkammer (P) von der Fluidsammelkammer (Q) trennt und an der Außenumfangsseite der Stange (6) vorgesehen ist.
Solenoid (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrelement (7) aus einem ringartigen Element (7) besteht und dass ein Innenumfang des ringartigen Elements (7) an einem Außenumfang der Stange (6) gleitet, und dass des Weiteren der Außenumfang des ringartigen Elements (7) in einem engen Kontakt mit einem Innenumfangsabschnitt der Fluidsammelkammer (Q) ist, so dass die Tauchkolbenkammer (P) von der Fluidsammelkammer (Q) getrennt ist.
Solenoid (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitabschnitt zwischen dem Innenumfang des ringartigen Elements (7) und dem Außenumfang der Stange (6) außerhalb des magnetischen Pfads angeordnet ist, der dann gebildet wird, wenn die Erregereinrichtung (10) erregt wird.
Solenoid (1) gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Sperrelement (71) an der Außenumfangsseite der Stange (6) vorgesehen ist und die Tauchkolbenkammer (P) von der Außenseite des Solenoidhauptkörpers (2) trennt.
Solenoid (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste oder das zweite Sperrelement ein Lager der Stange (6) bildet.
Solenoid (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste oder das zweite Sperrelement ein Dichtelement bildet, das den Außenumfang der Stange (6) abdichtet.
Solenoid (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (15) in dem in der Stange (6) ausgebildeten Durchgangsloch (61) vorgesehen ist.
Solenoid (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein elastisches Trennelement (16) an dem Ende der Stange (6) an der Seite der Fluidsammelkammer (Q) vorgesehen ist und die Fluidsammelkammer (Q) von dem Inneren des Durchgangslochs (61) trennt.