JP6496112B2 - 磁気モジュールのための残留エアギャップディスク - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文の構成要件を有する磁気モジュールのための残留エアギャップディスクに関する。さらに本発明は、このような残留エアギャップディスクを備える磁気モジュールに関する。

磁気モジュールのための残留エアギャップディスクは、たとえば特許文献１から知られており、この残留エアギャップディスクは、磁気モジュールの磁心の端面と、昇降運動可能な電機子との間の残留エアギャップを調整する役目を果たす。電機子はバルブ部材と結合されているのが好ましく、それにより、電機子の昇降運動を通じてバルブ部材を操作可能である。それに応じて、提案されている残留エアギャップディスクは、電磁弁のための磁気モジュールで採用されるのが好ましい。電機子が昇降するときの容積補償を可能にするために、同文献に開示されている残留エアギャップディスクは、相互に等しい角度間隔をおいて配置された複数の腎臓形をした切欠きを貫流開口部として有している。さらに、腎臓形をした切欠きを取り囲んでいる残留エアギャップディスクの環状区域は、個々の残留エアギャップディスクが取扱時に引っかかるのを防止することが意図される、閉じた外側円周を形成する。

ドイツ特許出願公開第１０２００８００１８９１Ａ１号明細書

以上の従来技術を背景とする本発明の課題は、磁気モジュールの構造を簡素化することができる、磁気モジュールのための残留エアギャップディスクを提供することにある。さらに、簡素に構成された磁気モジュールを提供することが意図される。

この課題を解決するために、請求項１の構成要件を備える残留エアギャップディスク、ならびに請求項６の構成要件を備える磁気モジュールが提案される。本発明の好ましい発展例は、それぞれの従属請求項から明らかとなる。

磁気モジュールの磁心と昇降運動可能な電機子との間の残留エアギャップを調整するために提案される残留エアギャップディスクは、本発明によると、ばね部材として構成されており、昇降運動可能な電機子を復帰させるために利用可能である。したがって、この残留エアギャップディスクは復帰ばねの機能を担うことができ、それにより、復帰ばねを省略することができる。別個のコンポーネントとしての復帰ばねの機能統合ないし省略によって、磁気モジュールの構造を簡素化することができると同時に、いっそう低コストに構成することができる。

本発明の１つの好ましい実施形態では、残留エアギャップディスクは皿ばねの形式で構成されている。すなわち残留エアギャップディスクは、さらに、比較的平坦に構成される。このことは特に、復帰ばねとして通常用いられる圧縮コイルばねと比較したときに当てはまる。それに応じて、磁気モジュールと、残留エアギャップディスクと、電機子とからなる構造を、特別にコンパクトに構成することができる。ねじりと曲げの負荷を受ける圧縮コイルばねとは異なり、皿ばねは曲げ負荷しか受けることがない。したがって、皿ばねとしての残留エアギャップディスクの構成によって構造のロバスト性も向上する。

残留エアギャップディスクは、磁化可能でない材料で製作されているのがさらに好ましい。このようにして、さらに残留エアギャップディスクを、磁心と電機子との間の磁気的な分断のために利用することができ、その意味において、さらに別の機能を担うことができる。磁気的な分断は、磁心と電機子との間の磁気的な短絡、ないしは磁心への電機子の接着を防ぐためのものであり、それによって電機子の復帰を保証するためのものである。

残留エアギャップディスクは、磁心に接して載置するための第１の載置面と、電機子に接して載置するための第２の載置面とを有しているのが好ましい。これらの載置面を介して、残留エアギャップディスクが少なくとも一時的に確実に磁心および電機子に支持される。これら両方の載置面は、軸方向の相互間隔をおいて配置され、特に少なくとも１つのウェブを介して相互に結合された、残留エアギャップディスクの各区域に構成されている。両方の区域の結合は、残留エアギャップディスクが押圧力で付勢されたときに、両方の区域の軸方向間隔を、すなわちこれらの区域に構成されている載置面の軸方向間隔を、相互に可変であるように選択することができる。ただ１つのウェブを介して結合が行われているとき、このウェブはスプリングアームとして構成されているのが好ましい。複数のウェブが結合のために設けられているとき、これらのウェブは、磁心および／または電機子で残留エアギャップディスクが支持される領域でできる限り均等な荷重分布を実現するために、相互に等しい角度間隔をおいて配置されるのが好ましい。ウェブの相互の角度間隔は、たとえば磁気モジュールの作動時に電機子の周囲を流れる媒体のための貫流開口部として、各ウェブの間に十分に広い開口部が残るように選択されるのが好ましい。このようにして、電機子が昇降するときの容積補償が可能である。

磁心および／または電機子で残留エアギャップディスクを支持するための載置面は、原則として任意に構成されていてよい。しかしながら１つの好ましい実施形態では、少なくとも１つの載置面は円板状または環状に構成される。すなわち、少なくとも１つの載置面は回転対称に構成されており、したがって均等な荷重分布を可能にする。それにより、ばね部材として構成された残留エアギャップディスクのロバスト性が向上する。たとえば残留エアギャップディスクはカップ状に構成されていてよく、円板状の第１の区域ならびに第１の区域を取り囲む環状の第２の区域を有することができ、これらの区域が、これらの間に配置された好ましくは斜めに延びる壁区域もしくはウェブ区域を介して、相互に結合される。

できる限り広い載置面が特別に好ましいことが判明している。そのような載置面は、望ましくない粒子形成を防ぐように作用するからである。

本発明による残留エアギャップディスクでは、普通であればそれぞれ別個に構成されるコンポーネントである復帰ばねと残留エアギャップディスクが、１つのコンポーネントに統合される。残留エアギャップディスクの構成は皿ばねのような形式で行われるのが好ましく、具体的な構成と寸法決めは、存在している設計スペース、発生する力、および／または必要な切換時間を考慮したうえで行うことができる。

さらに、冒頭に述べた課題を解決するために、電機子と、本発明による残留エアギャップディスクとを有する磁気モジュールが提案され、残留エアギャップディスクは磁心と電機子との間に配置される。本発明による残留エアギャップディスクはばね部材として構成されているので、磁心と電機子の間に通常配置される復帰ばねの代わりをすることができる。このように、残留エアギャップディスクは１つのコンポーネントの省略を可能にし、それにより、磁気モジュール、電機子、および残留エアギャップディスクからなる提案される構造は、対応する公知の構造に比べて簡素に構成されており、低コストに製造可能である。

残留エアギャップディスクが皿ばねの形式で構成されていれば、磁気モジュール、電機子、および残留エアギャップディスクからなる構造を、いっそう特別にコンパクトな構造となるように構成することができる。皿ばねは、一般に、圧縮コイルばねよりも少ない設計スペースしか必要としないからである。さらに皿ばねのほうが通常はロバスト性も高い。圧縮コイルばねは曲げだけでなく、さらにねじりの負荷も受けるからである。このことはひいては、磁気モジュール、電機子、および残留エアギャップディスクからなる特許請求に係る構造の耐用寿命にもプラスの影響を及ぼす。

本発明による残留エアギャップディスクのさらに別の利点に関しては、残留エアギャップディスクの説明との関連ですでに上に挙げた利点を参照されたい。

本発明の１つの好ましい実施形態では、提案される磁気モジュールは、残留エアギャップディスクを包囲する環状の磁気コイルをさらに含んでいる。磁気コイルは、電機子を磁気コイルの方向に引っ張り、そのようにして電機子の昇降を引き起こす磁場を形成する役目を果たす。

したがって、磁気モジュール、電機子、および残留エアギャップディスクからなる構造は、電磁アクチュエータとして利用可能である。特に、提案される構造は電磁弁で弁体を操作するために利用することができる。

本発明の発展例では、電機子がソレノイドプランジャとして構成されることが提案される。電機子はソレノイドプランジャとして、少なくとも区域的に磁気コイルで取り囲まれており、それにより、電機子と磁心との間に配置された残留エアギャップディスクは磁気コイルの内部に位置することになる。相応の構造において、残留エアギャップディスクは、その軸方向の位置に関しても半径方向の位置に関しても位置固定されている。

次に、本発明の好ましい実施形態について、添付の図面を参照しながら詳しく説明する。図面は次のものを示している：

本発明による磁気モジュールと、電機子と、残留エアギャップディスクとを含む構造を示す、磁気コイルが通電されていないときの模式的な縦断面図である。 磁気コイルが通電されているときの図１の構造を示す模式的な縦断面図である。 本発明の好ましい実施形態に基づく本発明による残留エアギャップディスクを示す斜視図である。 本発明の好ましい実施形態に基づく本発明による残留エアギャップディスクを示す斜視図である。 本発明の好ましい実施形態に基づく本発明による残留エアギャップディスクを示す斜視図である。

図１および図２に示す本発明の構造は、磁気モジュール２の磁心３を少なくとも区域的に取り囲む環状の磁気コイル８を備えた磁気モジュール２と、本例ではソレノイドプランジャとして構成された、磁気コイル８と協働作用する昇降運動可能な電機子４とを含んでいる。したがって、磁心３のほうを向いている電機子４の端部は、同じく環状の磁気コイル８で取り囲まれている。磁心３と電機子４との間には、別個の復帰ばねの代わりをする残留エアギャップディスク１が配置されている。というのも残留エアギャップディスク１それ自体が、皿ばねの形式のばね部材として構成されているからである。

図１と図２の例では、残留エアギャップディスクは球面の形状を有しており、環状の外側円周領域を介して電機子４の端面に支持されるとともに、中央に配置された上側領域を介して磁心３の端面に支持されている。そして磁気コイル８に通電がなされると、その際に形成される磁場により、電機子４が磁気コイル８ないし磁心３の方向に引き寄せられる。このとき電機子４と磁心３の間の軸方向間隔が狭くなり、それによって残留エアギャップディスク１が曲げの応力を受ける。磁心３、電機子４、および残留エアギャップディスク１を取り囲む環状の磁気コイル８は、その際に半径方向への逸脱を防止する。

本発明による残留エアギャップディスク１の考えられる具体的な実施形態を、図３から図５に見ることができる。３つの実施形態すべてに共通するのは、基本形状がそれぞれカップ状であり、中央に配置された円板状の第１の区域１０と、第１の区域１０を取り囲む環状の第２の区域１１とを含んでいることであり、第１のおよび第２の区域１０，１１は相互に軸方向の間隔をおいて配置されている。両方の区域１０，１１のそれぞれ外側に位置する端面は、磁心３および電機子４に載置ないし支持されるための載置面５，６を形成する。

図３の例では、第１および第２の区域１０，１１の間の軸方向間隔が、テーパ状に成形された壁部１２によって橋渡しされており、それにより、完全に閉じた残留エアギャップディスク１が形成される。

図４の例では、円板状の第１の区域１０に直径上で向かい合う２つのウェブ７によって軸方向間隔が橋渡しされる。両方のウェブ７の間には、貫流開口部９としての役目をする開口部が残っている。ウェブ７は、テーパ状に成形された壁部１２に対応する傾いた形状を有している。

図５の例では、区域１０，１１の間の軸方向間隔がただ１つのウェブ７で橋渡しされている。したがってウェブ７は円板状の区域５と共同で、残留エアギャップディスク１の特別に曲げ弾性的な施工形態を可能にするスプリングアームを形成する。

１ 残留エアギャップディスク
２ 磁気モジュール
３ 磁心
４ 電機子
５ 載置面
６ 載置面
７ ウェブ
８ 磁気コイル

Claims (8)

1. 磁気モジュール（２）の磁心（３）と昇降運動可能な電機子（４）との間の残留エアギャップを調整するための磁気モジュール（２）のための残留エアギャップディスク（１）において、
   前記残留エアギャップディスク（１）はばね部材として構成されており、昇降運動可能な前記電機子（４）を復帰させるために利用可能であり、前記残留エアギャップディスク（１）の外周面は、前記磁気モジュール（２）に備えられた磁気コイル（８）の内周面に当接していることを特徴とする残留エアギャップディスク。
2. 前記残留エアギャップディスク（１）は皿ばねの形式で構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の残留エアギャップディスク（１）。
3. 前記残留エアギャップディスク（１）は前記磁心（３）と前記電機子（４）との間を磁気的に分断するために磁化可能でない材料で製作されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の残留エアギャップディスク（１）。
4. 前記残留エアギャップディスク（１）は、前記磁心（３）に接して載置するための第１の載置面（５）と、前記電機子（４）に接して載置するための第２の載置面（６）とを有しており、両方の前記載置面（５，６）は、相互に軸方向間隔をおいて配置され、少なくとも１つのウェブ（７）を介して相互に結合された区域（１０，１１）に構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の残留エアギャップディスク（１）。
5. 少なくとも１つの載置面（５，６）は円板状または環状に構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の残留エアギャップディスク（１）。
6. 電機子（４）と、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の残留エアギャップディスク（１）とを有する磁気モジュール（２）において、前記残留エアギャップディスク（１）は前記磁心（３）と前記電機子（４）との間に配置されている磁気モジュール。
7. 前記磁気モジュール（２）は前記残留エアギャップディスク（１）を取り囲む環状の磁気コイル（８）をさらに含んでいることを特徴とする、請求項６に記載の磁気モジュール（２）。
8. 前記電機子（４）はソレノイドプランジャとして構成されていることを特徴とする、請求項６または７に記載の磁気モジュール（２）。

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