DE60103199T2

DE60103199T2 - Elektromagnet für einen Durchflussregelschieber

Info

Publication number: DE60103199T2
Application number: DE60103199T
Authority: DE
Inventors: Seiji Kariya-city Tachibana; Hiroyuki Kariya-city Nakane; Mitsuhiro Kariya-city Watanabe; Naoya Kariya-city Suda; Yoshitaka Kariya-city Kamiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: KR20010092280A; EP1134471A2; US20010022474A1; EP1134471B1; KR100442445B1; US6601822B2; JP2001263521A; EP1134471A3; DE60103199D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und auf ein Verfahren zum Herstellen der elektromagnetischen Antriebsvorrichtung gemäß den Oberbegriffen von Ansprüchen 4 und 5.
In einer herkömmlichen elektromagnetischen Antriebsvorrichtung mit einem Befestigungskern, in dem ein Gehäuseabschnitt, der ein bewegliches Element aufnimmt, und ein Anziehabschnitt, der das bewegliche Element anzieht, aus getrennten Teilen ausgebildet sind, ist es wahrscheinlich, dass die Achsmitten des Gehäuseabschnitts und des Anziehabschnitts infolge ihrer Zusammenbaufehler versetzt sind. Daher sind, um eine Hin- und Herbewegung des beweglichen Elements selbst dann nicht zu stören, wenn die Achsmitten des Gehäuse- und Anziehabschnitts um ein gewisses Ausmaß versetzt sind, radiale Luftspalten zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem beweglichen Element und zwischen dem Anziehabschnitt und dem beweglichen Element um einen Versatzbetrag deren Achsmitten größer. Da ein größerer Luftspalt eine Verringerung der Anziehungskraft verursacht, ist eine höhere Spulenwindungsanzahl erforderlich, um eine vorbestimmte Anziehungskraft sicherzustellen. Ein Erhöhen der Spulenwindungsanzahl macht einen Körper der elektromagnetischen Antriebsvorrichtung größer.
Um den Versatz der Achsmitten des Gehäuseabschnitts und des Anziehabschnitts zu beseitigen, ist, wie in der JP-A-11-500509 und der JP-A-7-189852 offenbart ist, eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung bekannt, in der der Gehäuseabschnitt und der Anziehabschnitt einstückig ausgebildet sind, und zwar beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung. Wenn jedoch der Gehäuseabschnitt und der Anziehabschnitt einstückig ausgebildet sind, ist es wahrscheinlich, dass ein nach dem Erregen der Spule erzeugter Magnetfluss direkt zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Anziehabschnitt und nicht durch das Bewegungselement hindurchführt, so dass die Anziehungskraft beschränkt ist.
Ein in der JP-A-11-500509 offenbartes Ventil ist zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Anziehabschnitt mit einem dünnen Drosselabschnitt versehen, der einen engen Bereich hat, durch welchen der Magnetfluss hindurchführt, um den Magnetwiderstand zu vergrößern. Der Drosselabschnitt dient dazu den Magnetfluss zu beschränken, der direkt zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Anziehabschnitt hindurchführt, so dass die Anziehungskraft des beweglichen Elements sichergestellt werden kann.
Um den direkt zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Anziehabschnitt hindurch führenden Magnetfluss auf ein Ausmaß zu beschränken, sodass die Anziehungskraft ausreichend sichergestellt ist, muss die Stärke des Drosselabschnitts beträchtlich dünn ausgeführt werden. Je dünner die Stärke ist, desto schwächer ist die mechanische Festigkeit des Drosselabschnitts, so dass der Gehäuseabschnitt beschädigt werden kann.
Ferner ist ein in der JP-A-7-189852 offenbartes elektromagnetisches Stellglied in einem Teil des Gehäuseabschnitts vorgesehen, der einen Abschnitt aus nicht-magnetischen Material hat, um den Magnetwiderstand zu erhöhen. Wenn in diesem Fall der Abschnitt aus nicht magnetischen Material durch Eindiffundieren des nicht magnetischen Materials beispielsweise durch Laserbestrahlung ausgebildet ist, neigt eine Oberfläche des Abschnitts aus nicht magnetischen Material dazu, rau zu sein. Da der Abschnitt aus nichtmagnetischen Material in dem in der JP-A-7-189852 offenbarten Stellglied mit dem beweglichen Element nicht in Gleitkontakt ist, wird die Bewegung des beweglichen Elements selbst dann nicht gestört, wenn eine Innenumfangswand des Abschnitts aus nicht-magnetischen Material rau ist. Jedoch verursacht in dem elektromagnetischen Stellglied, in dem der Abschnitt aus nicht-magnetischem Material mit dem beweglichen Element in Gleitkontakt kommt, die raue Oberfläche des nicht-magnetischen Abschnitts sehr wahrscheinlich, dass eine reibungslose (sanfte) Bewegung des beweglichen Elements gestört wird.
Die DE-A1-197 27 414 offenbart eine gattungsgemäße elektromagnetische Antriebsvorrichtung mit einer Spule, einem beweglichen Element, einem Befestigungselement mit einem Gehäuseabschnitt, in dem das bewegliche Element aufgenommen ist, so dass es sich hin und her bewegt, und einem Anziehabschnitt, zu dem das bewegliche Element durch Magnetfluss angezogen wird, der auf die Erregung der Spule hin erzeugt wird, wobei der Gehäuseabschnitt an einer Stelle davon, die radial gegenüberliegend zu dem beweglichen Element liegt, mit einem Ringabschnitt versehen ist, der mit dem Anziehabschnitt verbunden ist, so dass der Gehäuseabschnitt und der Anziehabschnitt in einem einstückigen Teil aus einem magnetischen Material ausgebildet sind.
Eine ähnliche elektromagnetische Antriebsvorrichtung ist in der US-2853659 offenbart.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung zu schaffen, die kompakt ist und die eine große Anziehungskraft ohne Beschädigung eines Gehäuseabschnitts eines Befestigungskerns erzeugt, und zudem ein Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Antriebsvorrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die elektromagnetische Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ebenso wie durch das Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen der neuen Ansprüche 4 bzw. 5 gelöst.
Der Gehäuseabschnitt und der Anziehabschnitt sind einstückig ausgebildet und durch spanabhebende Bearbeitung kontinuierlich gefertigt. Dementsprechend kann der Versatz der Achsmitten des Gehäuse- und Anziehabschnitts beseitigt werden. Dies wird ein Minimieren der radialen Luftspalten zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem beweglichen Element und zwischen dem Anziehabschnitt und dem beweglichen Element ergeben, so dass eine Anziehungskraft zwischen dem Anziehabschnitt und dem beweglichen Element erhöht werden kann.
Ferner sind eines oder mehrere Durchgangslöcher ausgebildet, um den Magnetwiderstand des Ringabschnitts zu vergrößern, so dass der Magnetfluss, der direkt zwischen dem einstückig ausgebildeten Gehäuseabschnitt und Anziehabschnitt strömt, beschränkt ist. Der Magnetwiderstand kann erhöht werden, indem eine Anzahl und der jeweilige Durchmesser der Durchgangslöcher eingestellt wird, ohne eine Dicke des Ringabschnitts zu verringern. Daher ist eine mechanische Festigkeit des Gehäuseabschnitts sichergestellt und es wird verhindert, dass der Gehäuseabschnitt beschädigt wird.
Die Stärke der Wand des Ringabschnitts ist zu einem Ausmaß dünner als jene des dazu benachbarten Gehäuseabschnitts, so dass eine mechanische Festigkeit des Ringabschnitts praktischerweise nicht beschädigt wird. Dies wird auch dazu beitragen, den magnetischen Widerstand des Ringabschnitts zu vergrößern.
Als ein Verfahren zum Herstellen der magnetischen Antriebsvorrichtung wird nach dem Ausbilden von einem oder mehreren Durchgangslöchern, die eine Wand des Ringabschnitts radial durchdringen, eine Kunstharzformgebung an einer Außenumfangsfläche des Befestigungskerns, der den Ringabschnitt aufweist, durchgeführt, während das Durchgangsloch mit einem Blockierelement geschlossen wird, das an einer inneren Umfangswand des Ringabschnitts anliegt. Im Ergebnis dringt das Kunstharz nicht über das Durchgangsloch zu einer Innenseite des Ringabschnitts ein.
Ein weiteres Verfahren besteht darin, dass nachdem eine radiale Stärke des Ringabschnitts dünner als die eines Teils des dazu axial benachbarten Gehäuseabschnitt gemacht wird, eine Kunstharzformgebung an einer Außenumfangsfläche des Befestigungskerns, der den Ringabschnitt aufweist, ausgeführt wird, während der Ringabschnitt durch ein Blockierelement gestützt ist, welches an einer Innenumfangswand des Ringabschnitts anliegt, so dass verhindert wird, dass sich der Ringabschnitt infolge des Kunstharzdrucks verformt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ebenso wie Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile aus einem Studium der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden.
In den Zeichnungen ist:
1 eine Schnittansicht, die ein Fluidsteuerventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine vergrößerte Ansicht eines Ringabschnitts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3A eine Schnittansicht eines Befestigungskerns, bevor gemäß einem Herstellungsverfahren des ersten Ausführungsbeispiels der Befestigungskern mit Kunstharz gefüllt wird, um eine Innenumfangsspule daran auszubilden;
3B eine Schnittansicht eines Befestigungskerns nachdem der Befestigungskern gemäß dem Herstellungsverfahren des ersten Ausführungsbeispiels mit Kunstharz gefüllt ist, um eine Innenumfangsspule daran auszubilden;
4 eine Schnittansicht eines Befestigungskerns, nachdem der Befestigungskern gemäß einem ersten modifizierten Herstellungsverfahren mit Kunstharz gefüllt ist, um eine Innenumfangsspule daran auszubilden;
5 eine Schnittansicht eines Befestigungskerns, nachdem der Befestigungskern gemäß einem zweiten modifizierten Herstellungsverfahren mit Kunstharz gefüllt ist, um eine Innenumfangsspule daran auszubilden;
6 eine Forderansicht, die eine Außenwand des Befestigungskern gemäß dem zweiten modifizierten Herstellungsverfahren zeigt;
7 eine vergrößerte Schnittansicht eines Ringabschnitts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 eine vergrößerte Schnittansicht eines Ringabschnitts gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 eine vergrößerte Schnittansicht eines Ringabschnitts gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
10 eine vergrößerte Schnittansicht eines Ringabschnitts gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Eine Vielzahl bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(erstes Ausführungsbeispiel)
1 zeigt ein Fluidsteuerventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das Fluidsteuerventil 1 ist ein hydraulisches Steuerventil der Spulenbauart zum Steuern eines Betriebsöls, das zu einem hydraulischen Steuergerät eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug zuzuführen ist.
Ein lineares Solenoid 10, das als eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung dient, besteht aus einem zylindrischen Joch 11, einer Endplatte 12, einem Befestigungskern 13, einem Plungerkolben 17, einer Welle 18 und einer Spule 20. Das Joch 11, die Endplatte 12 und der Befestigungskern 13 bilden ein Befestigungselement und der Plungerkolben 17 und die Welle 18 bilden ein bewegliches Element. Das Joch 11, die Endplatte 12, der Befestigungskern 13 und der Plungerkolben 17 sind aus einem magnetischen Material gefertigt. Der Befestigungskern 13 ist auf so eine Weise zwischen der Endplatte 12 und einem Spulengehäuse 31 fixiert, in dem ein Spulkern 30 verschieblich und hin und her bewegbar gehalten ist, dass beide Enden des Jochs 11 die jeweiligen Umfangsränder des Spulengehäuses 31 und der Endplatte 12 umkrempeln.
Der Befestigungskern hat einen Gehäuseabschnitt 14, in dem der Plungerkolben aufgenommen ist, so dass er sich hin und her bewegt, und er hat einen Anziehabschnitt 16, der eine magnetische Anziehungskraft zum Anziehen des Plungerkolbens 17 erzeugt. Um zu verhindern, dass der Plungerkolben 17 an dem Gehäuseabschnitt 14 anhaftet, ist eine Innenumfangsfläche des Gehäuseabschnitt 14 oder eine Außenumfangsfläche des Plungerkolbens mit einem nicht magnetischen Material beschichtet oder plattiert.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Gehäuseabschnitt 14 an einer dem Plungerkolben 17 radial gegenüberliegenden Stelle mit einem Ringabschnitt 15 versehen. Der Ringabschnitt 15 ist durch spanabhebende Bearbeitung in einer Ringgestalt an einer Außenumfangswand des Gehäuseabschnitt 14 ausgebildet. Eine Stärke des Ringabschnitt 15 ist zu einem Ausmaß dünner als jene des dazu axial benachbarten Gehäuseabschnitts 14, so dass eine erforderliche mechanische Festigkeit des Gehäuseabschnitts 14 nicht beeinträchtigt wird. Der Ringabschnitt 15 ist mit einer Vielzahl von radial durchdringenden Durchgangslöchern 15a versehen. Da der Ringabschnitt 15 dünn ist und eine Vielzahl der Durchgangslöcher 15a hat, ist eine Fläche des Ringabschnitts 15, durch die der magnetische Fluss hindurch führt, eingeengt und beschränkt. Die Durchgangslöcher 15a sind durch Laserbestrahlung, spanabhebende Bearbeitung, Pressen oder Wasserstrahlbearbeitung vorgesehen.
Wie in 1 gezeigt ist, hat der Anziehabschnitt 16 einen gegenüberliegenden Abschnitt 16a, der dem Plungerkolben 17 axial gegenüber liegt und hat einen Verjüngungsabschnitt 16b, der sich zwischen dem gegenüberliegenden Abschnitt 16a und dem Ringabschnitt 15 befindet und dessen Durchmesser in Richtung des gegenüberliegenden Abschnitts 16a kleiner wird. Der Plungerkolben 17 ist an seinem einen Ende an einer Seite des gegenüberliegenden Abschnitts 16a mit einem Verjüngungsabschnitt 17a versehen, dessen Durchmesser in Richtung des Anziehabschnitts 19 kleiner wird.
Die Welle 18 ist in den Plungerkolben 17 pressgepasst und bewegt sich zusammen mit dem Plungerkolben 17 hin und her. Ein Ende der Welle 18 liegt an einem Ende des Spulenkerns 30 an.
Die Spule 20 ist in einer zylindrischen Gestalt durch Kunstharzformgebung ausgebildet und durch das Joch 11 und den Befestigungskern 13 befestigt. Wenn Strom von einem Anschluss (nicht gezeigt), der Schaltungsintern mit der Spule 20 verbunden ist, zu der Spule 20 zugeführt wird, strömt magnetischer Fluss durch einen Magnetkreis, der durch das Joch 11, den Plungerkolben 17 und den Befestigungskern 13 gebildet ist, so dass zwischen dem Anziehabschnitt 16 des Befestigungskern 13 und dem Plungerkolben 17 eine Anziehungskraft erzeugt wird. Dementsprechend werden der Plungerkolben 17 und die Welle 18 in 1 abwärts bewegt. Die Abwärtsbewegung des Plungerkolbens 17 in 1 ist durch einen Anschlag 19 beschränkt.
Das Spulenkerngehäuse 31 hält den Spulenkern 30, so dass sich der Spulenkern 30 darin hin und her bewegt. Das Spulenkerngehäuse 31 ist mit einer Eingangsöffnung 32, einer Ausgangsöffnung 33, einer Rückführungsöffnung 34 und einer Auslassöffnung 35 versehen. Von einem (nicht gezeigten) Tank wird über eine Pumpe Betriebsöl zugeführt und zu der Eingabeöffnung 32 eingegeben. Das Betriebsöl wird zu einer Eingriffsvorrichtung eines Automatikgetriebes (nicht gezeigt) von der Ausgangsöffnung 33 zugeführt. Die Ausgangsöffnung 33 ist mit der Rückführungsöffnung 34 an einem Abschnitt außerhalb des Fluidsteuerventils 1 in Verbindung, so dass ein Teil des Betriebsöls, welches von einer Ausgabeöffnung 33 herausgeflossen ist, zu der Rückführungsöffnung 34 zugeführt wird. Die Rückführungsöffnung 34 ist mit einer Rückführungskammer 36 in Verbindung. Das Betriebsöl wird von der Auslassöffnung 35 zu dem Tank ausgelassen.
Der Spulenkern 30 ist in Reihenfolge von einer gegenüberliegenden Seite des linearen Solenoidventils 10 mit einem großdurchmessrigem Steg 37, einem großdurchmessrigen Steg 38 und einem kleindurchmessrigen Steg 39 versehen. Ein Durchmesser des kleindurchmessrigen Stegs 39 ist kleiner als der, der großdurchmessrigen Stege 37 oder 38. Der Spulenkern 30 ist immer mit der Welle 18 des linearen Solenoids 10 in Kontakt. Die Bewegung des Plungerkolben 17 wird über die Welle 18 zu dem Spulenkern übetragen, so dass sich der Spulenkern 30 in dem Spulenkerngehäuse 31 hin und her bewegt.
Eine Feder 40, die an einer zum linearen Solenoid 10 entgegengesetzten Seite angeordnet ist und als eine Vorspanneinrichtung dient, spannt den Spulenkörper 30 in Richtung des linearen Solenoids 10 vor.
Die Rückführungskammer 36 befindet sich zwischen dem großdurchmessrigen Steg 38 und dem kleindurchmessrigen Steg 39, auf die jeweils eine Kraft in Antwort auf einen Außendurchmesser davon infolge des hydraulischen Öls in der Rückführungskammer 38 aufgebracht wird. Dementsprechend spannt das hydraulische Öl in der Rückführungskammer 38 den Spulenkern 30 in einer zum linearen Solenoids 10 entgegengesetzten Richtung vor. Das Rückführen eines Teils der hydraulischen Ölausgabe durch das Fluidsteuerventil 1 dient dazu, zu verhindern, dass ein Ausgabedruck infolge einer Schwankung des zuzuführenden oder einzubringenden Hydraulikdrucks schwankt. Der Spulenkern 30 befindet sich an einer Stelle in Ruhe, an der die Vorspannkraft der Feder 40 mit einer Kraft des Plungerkolbens 17, der den Spulenkern 30 infolge der in dem Befestigungskern 13 auf Grundlage des zu der Spule zugeführten Stroms erzeugten elektromagnetischen Kraft vorspannt und einer Kraft, die der Spulenkern 30 von dem hydraulischen Öl in der Rückkopplungskammer 36 empfängt, ausgeglichen ist.
Eine Menge des Betriebsöls, welches von der Eingangsöffnung 32 zu der Ausgangsöffnung 33 strömt, hängt von einer Dichtungslänge ab, die eine Länge wiedergibt, mit der sich die eine Innenumfangswand 31a des Spulenkerngehäuses 31 und eine Außenumfangswand des großdurchmessrigen Stegs 38 miteinander überlappen. Wenn die Dichtungslänge kürzer ist, steigt die Menge des von der Eingangsöffnung 32 zu der Ausgangsöffnung 33 strömenden Betriebsöls stärker an. Wenn im Gegensatz dazu die Dichtungslänge länger ist, nimmt die Menge des von der Eingangsöffnung 32 zu der Ausgangsöffnung 33 strömenden Betriebsöls stärker ab. Auf ähnliche Weise hängt eine Menge des von der Ausgabeöffnung 33 zu der Auslassöffnung 35 strömenden Betriebsöls von der Dichtungslänge mit Bezug auf eine Innenumfangswand 31b des Spulenkerngehäuses 31 und einer Außenumfangswand des großdurchmessrigen Stegs 37 ab.
Nun wird ein Betrieb des Fluidsteuerventils 1 beschrieben.
(1) Beim Entregen der Spule
Wenn, wie in 1 gezeigt ist, die Spule 20 nicht erregt ist, befindet sich der Spulenkern 30 an einer Stelle in Ruhe, an der die Vorspannkraft der Feder 40 mit einer Rückführungskraft des hydraulischen Öls ausgeglichen ist. Die Eingangsöffnung 32 ist mit der Ausgangsöffnung in Verbindung und die Menge des von der Eingangsöffnung 32 zu der Ausgangsöffnung 33 strömenden Betriebsfluids nimmt stärker zu. Die Auslassöffnung 35 ist geschlossen, so dass der Hydraulikdruck des zu dem Automatikgetriebe zugeführten Betriebsöls seinen Maximalwert aufzeigt.
(2) Beim Erregen der Spule
Wenn die Spule erregt ist, ist der zwischen dem Gehäuseabschnitt 14 und dem Anziehabschnitt 16 strömende Magnetfluss beschränkt, da der Ringabschnitt 15 als der magnetische Widerstand wirkt. Dementsprechend fließt der Magnetfluss zwischen dem Gehäuseabschnitt 14 und dem Plungerkolben 17 und zwischen den Verjüngungsabschnitten 14a des Plungerkolben 17 und 16b des Anziehabschnitts 16. Der Magnetfluss, der nicht über den Plungerkolben 17 sondern über den Ringabschnitt 15 direkt zwischen dem Gehäuseabschnitt 14 und dem Anziehabschnitt 16 hindurch führt, übt keine Anziehungskraft auf den Plungerkolben 17 aus. Da verhindert wird, dass der Magnetfluss direkt zwischen dem Gehäuseabschnitt 14 und dem Anziehabschnitt 16 fließt, wird die Anziehungskraft des Plungerkolbens 17 stärker erhöht.
Nach dem Erregen der Spule 20 wird der Plungerkolben 17 zu dem Anziehabschnitt 16 gegen die Vorspannkraft der Feder 40 angezogen, so dass sich der Spulenkern 30 abwärts in 1 bewegt. Da die Dichtungslänge mit Bezug auf die Innenumfangswand 31a und den großdurchmessrigen Steg 38 länger wird und die der Innenumfangswand 31b und des großdurchmessrigen Stegs 37 kürzer wird, nimmt die Menge des Betriebsöls, welches von der Eingangsöffnung 32 zu der Ausgangsöffnung 33 fließt, stärker ab und die Menge des Betriebsöls, welches von der Ausgangsöffnung 33 zu der Auslassöffnung 35 strömt, nimmt stärker zu. Dementsprechend nimmt der Hydraulikdruck des Betriebsöls, welches aus der Ausgangsöffnung 33 heraus fließt, ab.
Wenn im Gegensatz dazu, der Spulenkörper 30 in Richtung des linearen Solenoids 10 bewegt wird, wird die Dichtungslänge mit Bezug auf die Innenumfangswand 31a und den großdurchmessrigen Steg 38 kürzer und mit Bezug auf die Innenumfangswand 31b und den großdurchmessrigen Steg 37 länger, so dass die Menge des von der Eingangsöffnung 32 zu der Ausgangsöffnung 33 strömenden Betriebsöls stärker ansteigt und die Menge des von der Ausgangsöffnung 33 zu der Auslassöffnung 35 strömenden Betriebsöls stärker abnimmt. Dementsprechend nimmt der Hydraulikdruck des Betriebsöls, welches aus der Auslassöffnung 33 heraus strömt, zu.
In dem Fluidsteuerventil 1 kann das lineare Solenoid 10 so betrieben werden, dass eine Kraft zum Vorspannen des Spulenkerns 30 in Richtung des linearen Solenoids 10 eingestellt wird, indem ein zu dem Spulenkern 20 zuzuführender Strom gesteuert wird, so dass der Hydraulikdruck des Betriebsöls, welches aus der Auslassöffnung 33 herausströmt, eingestellt wird. Wenn ein Betrag des zu dem Spulenkern 20 zugeführten Stroms zunimmt, nimmt die elektromagnetische Anziehungskraft des Anziehabschnitts 16 proportional zu dem Strombetrag zu, so dass eine Vorspannkraft der Welle 18 zum Bewegen des Spulenkerns 30 in einer zu dem linearen Solenoids 10 entgegengesetzten Richtung (zunimmt). Der Spulenkern 30 kommt an einer Stelle zur Ruhe, an der die von dem Plungerkolben 17 infolge der elektromagnetischen Anziehungskraft auf den Spulenkern 30 wirkende Kraft und die Vorspannkraft des Spulenkerns 30 in einer zu dem linearen Solenoid 10 entgegengesetzten Richtung infolge des Hydraulikdrucks des rückgeführten Betriebsöls mit der Vorspannkraft der Feder 40 ausgeglichen sind. Dementsprechend nimmt der Hydraulikdruck des Betriebsöls, welches aus der Ausgangsöffnung 33 herausgeflossen ist, proportional zu dem zu der Spule 20 zugeführten Strombetrag ab.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen eines Innenumfangsspulenkörpers 21 beschrieben, auf welchen die Spule 20 um den Befestigungskern 13 des ersten Ausführungsbeispiels gewickelt wird.

(1) Wie in 3A gezeigt ist, ist der Ringabschnitt 15 mit dünner Stärke mit den Durchgangslöchern 15a versehen. Ein Stift 100 ist in einen Innenumfang des Gehäuseabschnitts 14 eingesetzt, um ein Blockierelement zum Schließen der Öffnungen der Durchgangslöcher 15a zu bilden.
(2) Ein Außenumfang des Befestigungskerns 13 ist mit Kunstharz gefüllt, so dass der Innenumfangsspulenkörper, auf den die Spule 20 gewickelt ist, ausgebildet wird.
(3) Nachdem das Kunstharz ausgehärtet ist, wird der Stift 100 herausgezogen, wie in 3B gezeigt ist.
(4) Nach dem Wickeln der Spule 20 auf den Innenumfangsspulenkörper 21, wird der Außenumfang der Spule 20 weiter mit Kunstharz gefüllt.

(Abwandlung 1)
Ein erstes abgewandeltes Verfahren zum Herstellen des Innenspulenumfangskörpers 21 ist unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Anstelle den Stift 100 in den Gehäuseabschnitt 14 einzusetzen, wird ein Betriebsöl 111 zu einer Innenseite eines zylindrischen Kappenelements 110 zugeführt und eine zylindrische Seitenwand des zylindrischen Kappenelements wird innerhalb des Gehäuseabschnitts 14 durch Hydraulikdruck des Betriebsöls 111 gehalten, so dass eine Kunstharzleckage von den Durchgangslöchern 15a verhindert wird. Das zylindrische Kappenelement 110 und das Betriebsöl 111 bilden das Blockierelement.
(Abwandlung 2)
Ein zweites abgewandeltes Verfahren zum Herstellen des Innenumfangsspulenkörpers 21 ist unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.

(1) Ein Stift 120 wird in den Gehäuseabschnitt 14 eingesetzt. Ein Außendurchmesser des Stifts 120 ist nahezu gleich oder geringfügig kleiner als ein Innendurchmesser des Gehäuseabschnitts 14. Der Stift 120 ist mit einem Schlitz 121, der sich in Durchmesserrichtung und axial erstreckt und mit einer sich verjüngenden Oberfläche versehen, die sich teilweise von dem Schlitz 121 an einer Öffnungsseite des Schlitz 121 ausbreitet. Der Ringabschnitt 15 ist an Stellen, die radial geöffneten Öffnungen des Schlitz 121 zugewandt sind, mit den Durchgangslöchern 15a versehen, wie in 6 gezeigt ist.
(2) Eine Keilstange 125 wird von einer einer Einsetzseite des Stifts 120 entgegengesetzten Seite gegen die sich verjüngende Fläche 122 des Stifts 120 gedrückt. Der Stift 120 und die Keilstange 125 bilden das Blockierelement. Die Keilstange 125 ist an einem ihrer Enden mit einer sich verjüngenden Fläche 126 versehen, deren Neigungswinkel nahezu gleich zu jenem der sich verjüngenden Fläche 122 des Stifts 120 ist. Wenn die sich verjüngende Fläche 126 der Keilstange 125 gegen die sich verjüngende Fläche 122 des Stifts 120 gedrückt wird, empfängt der Stift 120 eine Kraft, die in einer Druckrichtung wirkt und den Stift 120 radial nach außen aufspreizt, so dass eine Kunstharzleckage aus den Durchgangslöchern 15a verhindert wird.

Gemäß dem vorstehend erwähnten Verfahren zum Herstellen des Innenumfangsspulenkörpers 21 dient das Blockierelement dazu, die Durchgangslöcher 15a zu schließen, um zu verhindern, dass Kunstharz zum Ausbilden des Innenumfangsspulenkörpers 21 von den Durchgangslöchern 15 entweicht. Dementsprechend stört das Kunstharz nie eine Hin und Herbewegung des Plungerkolben 17. Ferner verschließt das Blockierelement nicht nur die Durchgangslöcher 15a sondern stützt zudem den Ringabschnitt 15 mit dünner Stärke von seiner Innenseite, so dass verhindert wird, dass der Ringabschnitt 15 sich infolge des Drucks verformt, der erzeugt wird, wenn das Kunstharz aushärtet.
Das vorstehend erwähnte Verfahren zum Herstellen des Innenumfangsspulenkerns 21 ist nicht nur auf das erste Ausführungsbeispiel anwendbar, bei dem die Durchgangslöcher 15a in dem Ringabschnitt 15 ausgebildet sind, sondern auch auf jedes der nun beschriebenen zweiten bis fünften Ausführungsbeispiele.
(zweites Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die im wesentlichen gleiche Struktur und gleichen Abschnitte wie in dem ersten Ausführungsbeispiel sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat die Außenumfangswand des Ringabschnitts 15 eine Vielzahl von Vertiefungen 50. Die Vertiefungen 50 sind durch Laserbestrahlung, Formwalzen oder Pressbearbeitung ausgebildet. Die Vertiefungen 50 an dem Ringabschnitt 15 mit dünner Stärke dienen dazu, einen Magnetkreisbereich zu verringern und einen Magnetwiderstand zu erhöhen.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 8 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die im Wesentlichen gleiche Struktur und die im Wesentlichen gleichen Abschnitte wie jene des ersten Ausführungsbeispiels sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel hat eine Außenumfangswand des Ringabschnitts 15 eine Vielzahl von ringförmigen Nuten 55. Die ringförmigen Nuten 55 sind durch Laserbestrahlung, spanabhebende Bearbeitung oder Farmwalzen ausgebildet. Die ringförmigen Nuten 55 an dem Ringabschnitt 15 mit dünner Stärke dienen dazu, einen Magnetkreisbereich zu verringern und einen Magnetwiderstand zu erhöhen.
In dem vorstehend erwähnten ersten bis dritten Ausführungsbeispielen kann anstelle des Ausbildens des Ringabschnitts 15 mit dünner Stärke durch spanabhebende Bearbeitung dessen Außenumfang der Ringabschnitt 15 mit dünner Stärke durch spanabhebende Bearbeitung seines Innenumfangs ausgebildet sein. Ferner sind in dem zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel, anstelle des Ausbildens der Vertiefungen 50 oder der ringförmigen Nuten 55 an dem Außenumfang des Ringabschnitts 15 die Vertiefungen 50 oder die ringförmigen Nuten 55 an einem Innenumfang oder sowohl an einem Innen- als auch an einem Außenumfang des Ringabschnitts 15 ausgebildet.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Die im Wesentlichen gleiche Struktur und die im Wesentlichen gleichen Abschnitte wie in dem ersten Ausführungsbeispiel sind durch die gleichen Bezugzeichen bezeichnet. Eine nicht-magnetische Diffusionsschicht 16 ist in dem Ringabschnitt 15 mit dünner Stärke vorgesehen, indem ein nicht-magnetisches Material an dessen Außenumfang eindiffundiert wird, um den Magnetwiderstand des Ringabschnitts 15 zu vergrößern. Da das nichtmagnetische Material nicht an einem Innenumfang des Ringabschnitts 15 eindiffundiert ist, wird verhindert, dass eine Innenumfangsfläche des Ringabschnitts 15, die mit dem beweglichen Element in Gleitkontakt ist, rau wird. Dementsprechend bewegt sich das bewegliche Element reibungslos in dem Ringabschnitt 15 hin und her. Die nachstehenden Verfahren können zum Eindiffundieren des nicht-magnetischen Materials an dem Ringabschnitt 15 erwägt werden.

(1) Eindiffundieren von nicht-magnetischen Material in einer Gasumgebung durch Laserbestrahlung.
(2) Eindiffundieren von einem nicht-magnetischen Material im festen Zustand durch Laserbestrahlung.
(3) Eindiffundieren von nicht-magnetischen Material in einer Gasumgebung durch Kugelbestrahlung.
(4) Eindiffundieren von nicht-magnetischen Material durch Schmelzeinspritzung.

(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 10 wird ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die im Wesentlichen gleiche Struktur und Abschnitte wie in dem ersten Ausführungsbeispiel sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist ein nicht-magnetischer Abschnitt 65 ausgebildet, um den Magnetwiderstand in dem ringförmigen Abschnitt 15 mit dünner Stärke zu vergrößern, indem Umformungen in der metallografischen Struktur des Ringabschnitts 15 eingebracht werden. Die nachstehenden Verfahren können zum Einbringen der Umformungen in der metallografischen Struktur des Ringabschnitts 15 erwägt werden.

(1) Einbringen von Umformungen auf Grundlage von Arbeitsstückhärtung durch Formwalzen.
(2) Einbringen von Umformungen auf Grundlage von Arbeitsstückhärtung durch Pressbearbeitung.
(3) Einbringen von Umformungen auf Grundlage von Kunstharzdruck, der erzeugt wird, wenn die Spule durch das Kunstharz befestigt wird.
(4) Einbringen von Umformungen auf Grundlage von Wärme durch Laserbestrahlung.

Gemäß den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen wird der radiale Luftspalt zwischen dem Plungerkolben 17 und dem Befestigungselement auf ein Minimalausmaß klein, da der Gehäuseabschnitt 14 und der Anziehabschnitt 16 des Befestigungskerns einstückig vorgesehen sind. Da ferner der Ringabschnitt 15 mit dünner Stärke Mittel zum Vergrößern des Magnetwiderstands hat, wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen erwähnt ist, ist der Magnetfluss, der direkt zwischen dem Gehäuseabschnitt 14 und dem Anziehabschnitt 16 fließt, beschränkt. Folglich nimmt die Anziehungskraft des Plungerkolbens zu, ohne dass der Körper der elektromagnetischen Antriebsvorrichtung oder des Fluidsteuerventils vergrößert wird. Außerdem kann selbst dann, wenn die Stärke des Ringabschnitts verglichen mit der des herkömmlichen Ringabschnitts dicker ist, wodurch der Magnetwiderstand vergrößert wird, der Ringabschnitt der vorliegenden Erfindung den gleichen Magnetwiderstand wie den des herkömmlichen Ringabschnitts sicherstellen. Außerdem dient der dickere Ringabschnitt dazu, die mechanische Festigkeit des Ringabschnitts stärker zu erhöhen, wodurch verhindert wird, dass der Gehäuseabschnitt beschädigt wird.
In den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen kann anstelle die Stärke des Ringabschnitts 15 dicker zu machen, der Ringabschnitt 15 vorgesehen werden, ohne dass der dünnere Abschnitt davon ausgebildet ist, indem (1) eine Gesamtanzahl und jeder Durchmesser der Durchgangslöcher, (2) eine Gesamtanzahl und jede Tiefe und jede Länge der Vertiefungen 50, (3) eine Gesamtanzahl, jede Tiefe und jede Breite der ringförmigen Nuten 55, (4) die Tiefe, mit der das nicht-magnetische Material eindiffundiert wird, oder (5) die Stärke der Umformungen eingestellt wird.
Die elektromagnetische Antriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht nur auf das elektromagnetische Antriebsgerät mit dem hydraulischen Steuerventil der Spulenkernbauweise anwendbar, sondern auch auf jede andere Bauweise von elektromagnetischen Antriebsgeräten, die ein Fluidsteuerventil oder eine Vorrichtung haben, in der die Anziehungskraft auf das bewegliche Element größer ist, ohne dass deren Körper vergrößert wird.

Claims

Elektromagnetische Antriebsvorrichtung mit: einer Spule (20); einem beweglichen Element (17, 18); und einem Befestigungselement (11, 12, 13), das einen Aufnahmeabschnitt (14) hat, in dem das bewegliche Element aufgenommen ist, so dass es sich wechselseitig bewegt, und das einen Anziehabschnitt (16) hat, in dessen Richtung das bewegliche Element durch Magnetfluss angezogen wird, der nach dem Erregen der Spule erzeugt wird, wobei der Aufnahmeabschnitt an einer Stelle davon, die sich radial gegenüberliegend zu dem beweglichen Element befindet, mit einem Ringabschnitt (15) versehen ist, der mit dem Anziehabschnitt verbunden ist, so dass der Aufnahmeabschnitt und der Anziehabschnitt in einem einstöckigen Teil aus einem magnetischen Material ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringabschnitt mit zumindest einem Durchgangsloch (15a) versehen ist, das dessen Wand radial durchdringt, um das Strömen des Magnetflusses zwischen dem Aufnahmeabschnitt und dem Anziehabschnitt zu beschränken und den Magnetfluss über das bewegliche Element zwischen dem Aufnahmeabschnitt und dem Anziehabschnitt strömen zu lassen.
Elektromagnetische Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Ringabschnitt in der Radialrichtung dünner als der sonstige Abschnitt von dem Aufnahmeabschnitt und dem Anziehabschnitt ist und das Durchgangsloch an einer Vielzahl von Stellen in dem Ringabschnitt vorgesehen ist.
Elektromagnetische Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einer zylindrischen Aufnahme (31), die eine Vielzahl von Öffnungen (32, 33, 34, 35) hat, durch die ein Fluid strömt; einem Spulenkern (30), der in der zylindrischen Aufnahme zusammen mit dem beweglichen Element wechselseitig bewegt wird, um Mengen des durch die entsprechenden Öffnungen strömenden Fluids einzustellen; und Vorspanneinrichtungen (40) zum Vorspannen des Spulenkörpers in einer Richtung, die zu einer Richtung, in der das wirkliche Element zu dem Anziehabschnitt angezogen wird, entgegengesetzt ist.
Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Antriebsvorrichtung, die Folgendes hat: eine Spule (20), die um einen Spulenkörper (21) gewunden ist, ein bewegliches Element (17, 18) und ein Befestigungselement (11, 12, 13), das einen Aufnahmeabschnitt (14) hat, in dem das bewegliche Element aufgenommen ist, so dass es sich wechselseitig bewegt, und einen Anziehabschnitt (16), zu dem das bewegliche Element durch Magnetfluss, der nach Erregung der Spule erzeugt wird, angezogen wird, wobei der Aufnahmeabschnitt an einer Stelle, die dem beweglichen Element radial gegenüber liegt, mit einem Ringabschnitt (15) versehen ist, und wobei der Aufnahmeabschnitt und der Anziehabschnitt einstückig ausgebildet sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden von zumindest einem Durchgangsloch (15a), das eine Wand des Ringabschnitts radial durchdringt; und Ausführen von Kunstharzformgebung an einer Außenumfangsfläche des Befestigungskerns einschließlich des Ringabschnitts, während das Durchgangsloch mit einem Blockierelement (100, 110&111, 120&125) geschlossen ist, welches an einer Innenumfangsfläche des Ringabschnitts anliegt, so dass über das Durchgangsloch kein Kunstharz zu einer Innenseite des Ringabschnitts leckt.
Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Antriebsvorrichtung, die Folgendes hat: eine Spule (20), die um einen Spulenkörper (21) gewunden ist, ein bewegliches Element (17, 18) und ein Befestigungselement (11, 12, 13), das einen Aufnahmeabschnitt (14) hat, in dem das bewegliche Element aufgenommen ist, so dass es sich wechselseitig bewegt, und einen Anziehabschnitt (16), zu dem das bewegliche Element durch Magnetfluss, der durch Erregung der Spule erzeugt wird, angezogen wird, wobei der Aufnahmeabschnitt an einer Stelle, die dem beweglichen Element radial gegenüberliegt, mit dem Ringabschnitt (15) versehen ist, und wobei der Aufnahmeabschnitt und der Anziehabschnitt einstückig ausgebildet sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Ausführen der radialen Dicke des Ringabschnitts dünner als die eines Teils des Aufnahmeabschnitts, der dazu axial benachbart ist; und Durchführen von Kunstharzformgebung an einer Außenumfangsfläche des Befestigungskerns einschließlich des Ringabschnitts, während der Ringabschnitt durch ein Blockierelement (100, 110&111, 120&125) gestützt ist, welches an einer Innenumfangswand des Ringabschnitts anliegt, so dass verhindert wird, dass sich der Ringabschnitt aufgrund des Kunstharzdrucks verformt.
Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 5, das ferner folgende Schritte aufweist: Ausbilden zumindest eines Durchgangslochs (15a), das eine Wand des Ringabschnitts radial durchdringt, wobei das Blockierelement das Durchgangsloch so schließt, dass über das Durchgangsloch kein Kunstharz zu einer Innenseite des Ringabschnitts leckt.