HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Magnetantriebsanordnung,
die umfasst: eine Spule, die an einem aus nicht-magnetischem Material ausgebildeten
Spulenkörper angeordnete ist; aus einem magnetischen Material ausgebildete
Endabschnitte, die benachbart zu beiden Enden der Spule angeordnet sind; ein aus
einem magnetischen Material ausgebildetes Joch, das die Spule und die Endabschnitte
umgebend angeordnet ist; und einen Kolben, der gleitfähig in einem Hohlabschnitt
angeordnet ist, der in dem Spulenkörper und den Endabschnitten in der radialen
Richtung ausgebildet ist; der Kolben umfasst: eine aus einem magnetischen Material
ausgebildete Basis, und eine aus einem nicht-magnetischen Material ausgebildete
erste Schicht, die der radialen Richtung außerhalb der Basis angeordnet ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlich können beispielsweise verschiedene Typen von
Magnetventilen in einem hydraulischen Kreislauf eines Automatikgetriebes angeordnet
werden. Jedes der Magnetventile kann eine Elektromagneteinheit haben, die aus einer
Magnetantriebseinrichtung und einer Ventileinheit aufgebaut ist. Die Ventileinheit
kann durch die Versorgung mit einem elektrischen Strom auf eine Spule der Elektromagneteinheit
betrieben werden, dabei die pneumatischen Pfade öffnen und schließen,
den Ölfluss einstellen, und den Öldruck regulieren.
Nachfolgend wird ein Magnetventil beschrieben, wobei als Beispiel
ein lineares Magnetventil verwendet wird. 2 zeigt eine
Ansicht eines Querschnitts eines konventionellen linearen Magnetventils. In der
Zeichnung bezeichnet die Referenznummer 11 eine Elektromagneteinheit und
Referenznummer 12 eine Ventilregeleinheit, die aus einer Ventileinheit
aufgebaut ist, welche durch das Ansteuern der Elektromagneteinheit 11 betrieben
wird. Die Elektromagneteinheit 11 umfasst eine Spulenanordnung
13, einen Kolben 14, der so angeordnet ist, um entgegen der Spulenanordnung
13 vorzurücken und sich von dieser zurückzuziehen (z. B. eine
Bewegung in horizontaler Richtung in der Zeichnung), und einen Bügel
20, der so angeordnet ist, um die Spulenanordnung 13 einzuschließen.
Die Spulenanordnung 13 hat auch eine Spule 17, die durch Aufwickeln
eines Spulendrahts 16 auf eine Rolle 15 ausgebildet ist, Endabschnitte
18 und 19, die an beiden Enden der Spule 17 angeordnet
sind, und einen Anschluß 21 zum Versorgen der Spule 17 mit
elektrischem Strom, in der der Spulenkörper 15 und die Endabschnitte
18 und 19 integral durch Schweißen, Hartlöten, Sinterverbindung,
Adhäsion oder ähnlichem aufgebaut ist.
Ein dicker Flanschabschnitt 28, der eine konische Form auf
seiner inneren Seite hat, ist an dem Regelventil 12 an der Seite der Spulenkörper
15 ausgebildet. Ein konischer Kantenabschnitt 31 steht nach hinten
(in der Zeichnung entgegen der rechten Seite) hervor von der Nähe der inneren
Umfangskante des Endabschnitts 19, um mit der inneren Umfangsfläche
des Flanschabschnitts 28 überein zu stimmen.
Die Spulenanordnung 13 ist, ausgenommen des Anschlußabschnitts
21, zylindrisch ausgebildet und hat einen Hohlabschnitt 22, der
in axialer Richtung einen konstanten Durchmesser hat, der innerhalb der Spulenanordnung
(innerhalb des Spulenkörpers 15 und der Endabschnitte 18
und 19) ausgebildet ist und wobei der Kolben 14 gleitbar in dem
Hohlabschnitt 22 eingepasst ist. Der Kolben 14 hat einen einheitlichen
Durchmesser und ist in axialer Richtung länger als die Spule 17.
Das hintere Ende (in der Zeichnung das rechte Ende) der Spule
26 des Regelventils 12 wird in Kontakt mit dem Zentrum der vorderen
Kantenoberfläche S1 des Kolbens 14 gebracht (in der Zeichnung das
linke Ende) und ein kugelförmiger Kontaktabschnitt 27, der eine vorbestimmte
Höhe hat, wird integral an der Kantenoberfläche an der Seite ausgebildet,
die vom Regelventil 12 entfernt ist, das heißt die rückwärtige
Kantenoberfläche S2 (in der Zeichnung das rechte Ende).
Der Spulenkörper 15 ist aus einem nicht-magnetischen
Element ausgebildet, und wenn die Spule 17 an der Elektromagneteinheit
11 mit einem elektrischen Strom versorgt wird, wird ein magnetischer Fluss
erzeugt, so dass ein magnetischer Pfad von dem Bügel 20 durch den
Endabschnitt 18, den Kolben 14 und die Endeinheit 19
und zurück zu dem Bügel 20 ausgebildet wird, wodurch in dem magnetischen
Pfad eine Kraft S zwischen dem Kantenabschnitt 31 und dem Kolben
14 ausgebildet wird.
Die Kraft, die durch die Spule 17 erzeugt wird, wirkt dann
mit einer vorherbestimmten Kraft auf den Kolben 14, wobei sie an dem Kolben
14 für einen Längsschub sorgt. Demzufolge wird der Längsschub
auf die Spule 26 übertragen, das Regelventil 12 wird in Betrieb
genommen und der Öldruck wird geregelt.
Wenn an dem Kolben 14 ein Längsschub erzeugt wird, sobald
der Spulendraht 16 mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird, und
dabei der Kolben 14 innerhalb des Hohlabschnitts 22 vorrückt
oder sich zurückzieht, wird eine Reibung zwischen der äußeren Fläche
des Kolbens 14 und der inneren Fläche der Spulenanordnung
13 erzeugt, da der Kolben 14 durch die Spulenanordnung
13 getragen wird, wenn er in den Hohlabschnitt 22 eingepasst wird.
Dementsprechend wird die äußere Fläche des Kolbens 14 bearbeitet,
um eine äußere Schicht mit einem kleinen Reibungskoeffizienten &mgr;
zu erhalten. Die äußere Schicht wird auch mit einem nicht-magnetischen
Material ausgebildet, so dass feine Fremdkörper, wie Eisenpulver oder ähnliches,
nicht zwischen die äußere Fläche des Kolbens 14 und der
inneren Fläche der Spulenanordnung 13 geraten (siehe z.B. die nicht
geprüfte japanische, veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 2003-134781).
Bei konventionellen linearen Magnetventilen besteht jedoch die Notwendigkeit,
ein Fluorharz (PTFE: Polytetrafluoroethylen) ein Molybdändisulfid, ein amorphes
Karbon (DLC), oder ähnliches als ein nicht-magnetisches Element zu verwenden,
das einen kleinen Reibungskoeffizienten &mgr; hat. Daher gibt es eine Begrenzung,
wie dick der Film für die äußere Schicht ausgebildet sein kann.
Dementsprechend ist es schwierig, den Magnetismus zwischen dem Kolben
14 und den Endabschnitten 18 und 19 ausreichend zu trennen,
wodurch die Kraft gegen den Kolben 14 in radialer Richtung (Seitenkraft)
nicht ausreichend verhindert werden kann.
Der Kolben 14 gleitet in diesem Fall nicht gut durch die
Spulenanordnung 13, wodurch der Kolben 14 nicht problemlos vorrücken
und zurückziehen kann, der Öldruck nicht exakt mit dem Regelventil
12 geregelt werden kann und sich demzufolge die Arbeitsleistung des linearen
Magnetventils verschlechtert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, die
oben angesprochenen und andere Probleme der vorher genannten konventionellen linearen
Magnetventile zu lösen und eine Magnetantriebsanordnung und ein Magnetventil
bereitzustellen, die exakt in dem Kolben vorzurücken und sich zurückzuziehen
können. Dadurch wird die Arbeitsleistung des Magnetventils verbessert.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich, wie Eingangs beschrieben,
auf eine Magnetantriebsanordnung und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben
ferner eine zweite aus einem nicht-magnetischen Material ausgebildete Schicht umfasst,
welche einen kleineren Reibungskoeffizienten als den der ersten Schicht hat und
die in radialer Richtung außerhalb der ersten Schicht angeordnet ist.
Die erste Schicht kann dicker als die zweite Schicht sein und durch
einen Galvanisierungsprozess ausgebildet sein. Die zweite Schicht kann auch aus
entweder einem Fluorharz, Molybdändisulfid oder amorphem Karbon ausgebildet
sein.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das
Magnetventil eine wie oben beschriebene Magnetantriebsanordnung und umfasst ferner
eine Hauptventileinheit, die integral mit dem Bügel ausgebildet ist; und eine
Spule, die innerhalb der Ventilhaupteinheit angeordnet ist, um fähig zu sein,
innerhalb der Ventilhaupteinheit vorzurücken und zurückzuziehen, wobei
ein Ende in Kontakt mit dem Kolben ist.
Gemäß zu dem oben beschriebenen Aufbau gleitet der Kolben
daher leicht zwischen dem Spulenkörper und den Endabschnitten und kann exakt
vorgerückt und zurückgezogen werden, wobei die Arbeitsleistung des Magnetventils
verbessert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oberen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch
eine detaillierte Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen leicht verständlich, in denen:
1 eine Querschnittsansicht eines linearen Magnetventils
gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Querschnittsansicht eines konventionellen linearen
Magnetventils ist; und
3 eine Querschnittsansicht ist, die die Hauptkomponenten
eines Kolbens gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Eine veranschaulichende, nicht beschränkende Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird detailliert in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben. Ein lineares Magnetventil wird hier als Beispiel eines Magnetventils
beschrieben.
1 ist eine Querschnittsansicht eines linearen Magnetventils
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
3 ist ein Querschnittsdiagramm, welches die Hauptkomponenten
eines Kolbens gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
In den Zeichnungen bezeichnet Referenznummer 10 ein lineares
Magnetventil. Das lineare Magnetventil 10 wird mit einem Öldruckleitungspfad
und ähnlichem eines hydraulischen Kreislaufs eines automatischen Getriebes
mittels eines Regelventils (nicht gezeigt) verbunden, und ein vorherbestimmter Öldruck,
der an dem Regelventil erzeugt wird (d.h., der Regeldruck) wird zu dem linearen
Magnetventil 10 als Eingangsdruck übermittelt. Das lineare Magnetventil
10 arbeitet auf Grundlage eines elektrischen Stroms und gibt einen Öldruck,
gemäß dem elektrischen Strom, an ein Steuerventil (nicht gezeigt) als
vorherbestimmten Ausgabedruck (Vorsteuerdruck) aus.
Referenznummer 11 bezeichnet eine Elektromagneteinheit, die
aus einer Magnetantriebseinrichtung aufgebaut ist, und Referenznummer
12 bezeichnet eine Regelventileinheit, die als eine Ventileinheit dient,
die durch das Antreiben der Elektromagneteinheit 11 betrieben wird, wobei
das lineare Magnetventil 10 an einem Gehäuse eines automatischen Getriebes
(nicht gezeigt) angebracht ist, wobei die er Elektromagneteinheit 11 nach
oben gerichtet und das Regelventil 12 nach unten gerichtet sind. Die Elektromagneteinheit
11 umfasst eine Spulenanordnung 12, einen Kolben 54,
der so angeordnet ist, dass er in Bezug auf die Spulenanordnung 13 vorrücken
und sich zurückziehen kann (sich in 1 nach links
und nach rechts bewegen kann) und einen Bügel 20, der ein zylindrisches
Gehäuse ist und die Spulenanordnung 13 einfasst.
Die Spulenanordnung 13 umfasst auch eine Spule
17, die durch Aufwickeln eines Spulendrahts 16 auf einen Spulenkörper
15 ausgebildet wird, einen ringförmigen Endabschnitt 58,
der als ein erster Endbügel dient, welcher benachbart zu dem rückwärtigen
Ende der Spule 17 (in 1 das rechte Ende) angeordnet
ist, einen ringförmigen Endabschnitt 59, der als ein zweiter Endbügel
dient, der benachbart zu dem vorderen Ende der Spule 17 (in 1
das linke Ende) angeordnet ist, und einen Anschluss 21 zur Versorgung der
Spule 17 mit elektrischem Strom.
Die Spulenanordnung 13 ist, den Anschlussabschnitt
21 ausgenommen, in einer Zylinderform mit einem Hohlabschnitt
22 ausgebildet, der einen konstanten Durchmesser in axialer Richtung hat,
der innerhalb der Spulenanordnung 13 ausgebildet ist (in der inneren radialen
Richtung des Spulenkörpers 15 und der Endabschnitte 58 und
59) und der Kolben 54 ist gleitbar in den Hohlabschnitt
22 eingepasst. Demgemäß wird der Kolben 54 durch die
Spulenanordnung 13 gestützt, wenn er in den Hohlabschnitt
22 eingesetzt wird.
Der Spulenkörper 15 ist aus einem nicht-magnetischen
Material ausgebildet, welches beispielsweise nicht-magnetische Materialien wie Edelstahl
(SUS) und synthetisches Harz enthält. Der Spulenkörper 15 hat
einen zylindrischen Abschnitt 51, einen ringförmigen Flanschabschnitt
52, der an dem rückwärtigen Ende des zylindrischen Abschnitts
51 in die auswärtige radiale Richtung gerichtet ausgebildet ist, und
einen ringförmigen Flanschabschnitt 53, der an dem vorderen Ende des
zylindrischen Abschnitts 51 in die auswärtige radiale Richtung gerichtet
ausgebildet ist, so dass er eine Querschnittsform eines Behältnisses mit einer
offenen Seite hat. Der Spulenkörper 15 und die Endabschnitte
58 und 59 sind integral durch Schweißen, Hartlöten,
sinternde Verbindung, Adhäsion oder ähnlichem hergestellt.
Die Endabschnitte 58 und 59 sind aus einem magnetischen
Material ausgebildet, z.B. ferromagnetisches Material wie elektromagnetisches Weicheisen.
Es kann elektromagnetisches Weicheisen verwendet werden, welches 95% oder mehr pures
Eisen beinhaltet, vorzugsweise in etwa 99% oder mehr („in etwa" meint 99%
oder mehr, an der Dezimalstelle abgerundet, d.h. im Wesentlichen pures Eisen).
Der Bügel 20 ist als Zylinder mit einem Boden ausgebildet,
der einen zylindrischen Abschnitt 55 und einen abgerundeten Boden
56 umfasst, und ist integral durch plastische Metallarbeit, wie Kaltziehen
oder Kaltfließpressen ausgebildet. Eine Aussparung 57 ist in einem
vorherbestimmten Abschnitt des vorderen Endes des zylindrischen Abschnitts
55 ausgebildet, wobei der Anschluss 21 an der Spulenanordnung
13 über die Aussparung 57 angebracht ist.
Der Bügel 20 ist aus einem magnetischen Material ausgebildet,
d.h. einem ferromagnetischen Material wie einem niedriggekohlten Stahl mit wenig
Kohlenstoff, um die plastische Metallarbeit zu erleichtern. Beispielsweise kann
der Bügel 20 mit demselben elektromagnetischen Weicheisen ausgebildet
werden, welches bei den Endabschnitten 58 und 59 verwendet wurde.
Ein gefalzter Abschnitt 81 ist auf dem vorderen Ende des
zylindrischen Abschnitts 55 des Bügels 20 ebenfalls ausgebildet.
Wenn die Spulenanordnung 13 in den Bügel 20 eingepasst und
die Hauptventileinheit 62 in das Regelventil 12 eingesetzt wird,
werden der gefalzte Abschnitt 81 und der Flanschabschnitt 63,
die an dem hinteren Ende der Ventilhaupteinheit 62 ausgebildet sind, gefalzt.
Daher werden die Elektromagneteinheit 11 und das Regelventil
12 integral aufgebaut.
Der Kolben 54 hat einen einförmigen Durchmesser und
ist in axialer Richtung länger als die Spule 17 ausgebildet. Das rückwärtige
Ende der Spule 26 des Regelventils 12 wird in Kontakt mit dem
Zentrum der vorderen Endfläche S2 (in 1 die linke
Kantenfläche) des Kolbens 54 gebracht, und ein kugelförmiger
Kontaktabschnitt 27, der eine vorherbestimmte Höhe hat, wird integral
an der hinteren Kantenfläche S2 (in der Zeichnung das rechte Ende) ausgebildet.
Die Oberfläche des Kontaktabschnitts 27 wird einer Oberflächenbehandlung
unterworfen, wobei eine äußere Schicht ausgebildet wird, die aus einem
nicht-magnetischen Material ausgebildet ist.
Ein Ölkanal 30, der einen vorherbestimmten Durchmesser
hat, geht in axialer Richtung auch durch den Kolben 54, so dass die vordere
Seite und die rückwärtige Seite des Kolbens 54 mittels des Ölkanals
30 kommunizieren. Demgemäß fließt das Öl in dem Hohlabschnitt
22 zwischen der vorderen Seite und der rückwärtigen Seite des
Kolbens 54, in Übereinstimmung mit dem Vorrücken und dem Zurückziehen
des Kolbens 54, vor und zurück.
Der Kontaktabschnitt 27 ist an dem Kolben 54 ausgebildet
und eine äußere Schicht von nicht-magnetischem Material wird an der Oberfläche
des Kontaktabschnitts 27 ausgebildet. Die Erzeugung eines magnetischen
Flusses zwischen dem Bügel 20 und dem Kontaktabschnitt 27
kann daher in einem Zustand verhindert werden, in dem der Kontaktabschnitt
27 in Kontakt mit dem Bügel 20 ist, wobei der Magnetismus
getrennt wird.
Es wird angemerkt, dass, obwohl der Kontaktabschnitt 27 eine
kugelförmige Gestalt hat, mit der vorliegenden Ausführungsform verschiedenste
Gestalten verwendet werden können, wie beispielsweise eine runde Säule,
eine eckige Säule, ein Ring usw. In der vorliegenden Ausführungsform ist
der Kontaktabschnitt 27 auch an dem Kolben 54 ausgebildet. Es
kann jedoch eine Anordnung vorgesehen werden, in der die rückwärtige Kantenoberfläche
S2 des Kolbens 54 flach ausgebildet und der Kontaktabschnitt, der gegen
den Kolben 54 hervorsteht, auf dem Bügel 20 ausgebildet ist,
oder die Kontaktabschnitte können an dem Kolben 54 und dem Bügel
20 ausgebildet sein.
Der Flanschabschnitt 53 ist an der Seite des Regelventils
12 angeordnet und ist dick ausgebildet. Die innere Umfangsfläche des
Flanschabschnitts 53 ist in einer konischen Form ausgebildet. Die konische
Form ist so, dass der innere Durchmesser des Flanschabschnitts 53 an der
Frontkante des Flanschabschnitts 53 am größten ist und zur rückwärtigen
Seite hin kleiner wird, und derselbe wie der innere Durchmesser des zylindrischen
Abschnitts 51 an dem hinteren Ende des Flanschabschnitts 53 wird.
Ein Kantenabschnitt 61, der im Querschnitt eine dreieckige
Form hat, der eine konische äußere Umfangsfläche gemäß
zur inneren Umfangsfläche des Flanschabschnitts 53 hat, ist nahe der
inneren Umfangskante des Endabschnitts 59 ausgebildet, um derart rückwärtig
hervorzustehen, dass die innere Umfangsfläche des Flanschabschnitts
53 und die äußere Umfangsfläche des Kantenabschnitts
61 in Kontakt kommen. Demgemäß ist der äußere Durchmesser
des Kantenabschnitts 61 an der vorderen Kante des Flanschabschnitts
53 am größten, wird gegen die Rückseite hin kleiner und
dem inneren Durchmesser des Endabschnitts 59 gleich. In diesem Fall ist
der Kantenabschnitt 61 bis zu einem Punkt gegen die Rückseite konisch
ausgebildet, so dass eine magnetische Sättigung am Kantenabschnitt
61 ausgebildet ist.
Es wird angemerkt, dass mit der vorliegenden Ausführungsform
die äußere Umfangsfläche des Kantenabschnitts 61 und die
innere Umfangsfläche des Flanschabschnitts 53 konisch sind. Es können
jedoch Anordnungen vorgesehen werden, in denen die äußere Umfangsfläche
und die innere Umfangsfläche in konvexer oder konkaver Form abgerundet oder
in einem einzelnen Artikel mit verschiedenen Neigungswinkeln versehen sind.
Der Kolben 54 ist aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet,
das ähnlich zu dem der Endabschnitte 58 und 59 und des Bügels
20 ist, wie beispielsweise elektromagnetisches Weicheisen oder ähnliches.
Die äußere Umfangsfläche des Kolbens 54 wird
einer Oberflächenbehandlung unterworfen, die mit einer Schichtstruktur aus
mehreren Schichten ausgebildet wird, in der vorliegenden Ausführungsform zwei.
Demgemäß, wie in 3 gezeigt, umfasst der Kolben
54 eine Basis 83, die aus einem magnetischen Material (d.h. ein
ferromagnetisches Material) ausgebildet ist, eine Zwischenschicht 84, die
als die erste Schicht dient, an der Außenseite der Basis 83 in radialer
Richtung ausgebildet ist, und eine äußerste Schicht 85, die als
eine zweite Schicht dient und an der Außenseite der Zwischenschicht
84 in radialer Richtung ausgebildet ist. Es wird angemerkt, dass die Zwischenschicht
84 und die äußerste Schicht 85 eine äußere
Schicht 70 aufbauen.
Die Zwischenschicht 84 ist ausreichend dicker ausgebildet
als die äußerste Schicht 85, und die Zwischenschicht
84 ist aus einem nicht-magnetischen Material durch beispielsweise einen
Galvanisierungsprozess ausgebildet. Galvanisieren bildet einen Belagsfilm wie eine
Ni-P Galvanisierung, Sn Galvanisierung, Cu Galvanisierung usw.
Die äußerste Schicht 85 ist andererseits ein Material
mit einem Reibungskoeffizienten &mgr;, der kleiner ist als der der Zwischenschicht
84, und die äußerste Schicht 85 ist ebenfalls aus einem
nicht magnetischen Material durch beispielsweise einen Galvanisierungsprozess ausgebildet.
Ein Beispiel von einem Material mit einem kleinen Reibungskoeffizienten &mgr;
ist ein selbstschmierendes Material oder ähnliches. Es wird angemerkt, dass
in dem Galvanisierungsprozess ein Belagfilm von Fluorharz (PTFE: Polytetrafluorethylen),
Molybdändisulfid, amorphes Karbon (DLC), oder ähnliches ausgebildet ist.
Die äußerste Schicht 85 kann auch durch Nietrierungsprozesse
(„tufftride"-Behandlung oder ähnliches), Verchromen, Diffusionsverbindungsprozesse
(Prozesse, in denen ein verschleißfestes Metall oder wenig widerstandsfähiges
Metall an der Oberfläche durch Verbindung ausgebildet wird), usw.
Das Regelventil 12 umfasst eine Hauptventileinheit
62, eine Spule 26, die in die Hauptventileinheit 62 eingepasst
ist, vorrücken und zurückziehen zu können, und eine Endplatte
64, die zum vorderen Ende der Hauptventileinheit 62 abgeknickt
ist, um zu verhindern, dass die Spule 26 aus der Hauptventileinheit
62 herausfällt, und eine Feder 44, die als ein Druckmittel
dient, mit dem die Spule 26 mit einer vorherbestimmten Federkraft gegen
die Seite der Elektromagneteinheit 11 gepresst wird, die zwischen der Endplatte
64 und dem vorderen Ende der Spule 26 angeordnet ist.
Die Spule 26 umfasst einen Federsitz 60, der an
dem vorderen Ende ausgebildet ist, um in die Feder 44 eingeführt zu
werden, eine Anschlussfläche 66 mit großem Durchmesser, die hinter
und benachbart zu dem Federsitz 60 ausgebildet ist, eine Nut
67 mit kleinem Durchmesser, die hinter und benachbart zu der Anschlussfläche
66 ausgebildet ist, eine Anschlussfläche 68 mit großem
Durchmesser, die hinter und benachbart zur Nut 67 ausgebildet ist, eine
Nut 69 mit kleinem Durchmesser, die hinter und benachbart zu der Anschlussfläche
68 ausgebildet ist, eine Anschlussfläche 71 mit mittlerem
Durchmesser, die hinter und benachbart zu der Nut 69 ausgebildet ist, und
einen Kolbenkontaktabschnitt 72 mit kleinem Durchmesser, der hinter und
benachbart zur Anschlussfläche 71 ausgebildet ist.
Die Hauptventileinheit 62 umfasst eine Einlassöffnung
p1, von der ein Eingangsdruck, der von dem Modulatorventil geliefert wird, weitergegeben
wird, eine Auslassöffnung p2 zum Ausgeben eines Ausgabedrucks zu dem Steuerventil,
eine abgeschlossene Feedback-Öffnung p3 und eine Auslassöffnung p4. Die
Feedback-Öffnung p3 kommuniziert mit der Ausgabeöffnung p2 mittels eines
Feedback-Ölkanals (nicht gezeigt), so dass der Ausgabedruck als ein Feedback-Druck
geliefert wird, der eine Druckkraft erzeugt, die der Differenz in dem Bereich zwischen
den Anschlussflächen 68 und 71 entspricht, wobei die Spule
26 mit der Presskraft vorwärts gedrängt wird. Es wird angemerkt,
dass eine Aussparung k in der Einlassöffnung p1 ausgebildet ist.
Demgemäß erhält die Spule 26 den Axialdruck
des Kolbens 54, die Federkraft der Feder 44 und die Presskraft
des Feedback-Drucks und rückt integral mit dem Kolben 54 vor oder
zieht sich zurück, wenn der Kolbenkontaktabschnitt 72 in Kontakt mit
dem Kolben 54 ist.
Weil der Kolben 54 direkt durch den zylindrischen Abschnitt
51 und den Endabschnitten 58 und 59 gestützt wird,
gibt es keine Notwendigkeit, wie bei konventionellen Anordnungen einen Statorkern
innerhalb der Spule 17 in der radialen Richtung vorzusehen. Demgemäß
kann die Elektromagneteinheit 11 nicht nur um dieses reduziert werden,
sondern auch die Anzahl der Wicklungen in dem Spulendraht können gesteigert
werden, wodurch die magnetomotorische Kraft gesteigert wird.
Weil der Spulenkörper 15, die Zwischenschicht
84 und die äußerste Schicht 85 aus nicht-magnetischem
Material ausgebildet sind, ist dort zwischen der äußeren umlaufenden Fläche
des Kolbens 54 und der inneren umlaufenden Fläche der Spulenanordnung
13 auch kein Eindringen von feinen Fremdpartikeln wie beispielsweise Eisenpulver
oder ähnlichem vorhanden. Demgemäß kann der Kolben 54 glatt
vorrücken und zurückziehen.
Mit Bezug auf die Zwischenschicht 84 besteht auch keine Notwendigkeit,
ein nicht-magnetisches Material mit einem geringen Reibungskoeffizienten &mgr;,
wie zum Beispiel Fluorharz, Molybdändisulfid, oder amorphes Karbon zu verwenden.
Demgemäß kann die Zwischenschicht durch Ni-P Galvanisierung, Sn Galvanisierung,
Cu Galvanisierung oder ähnlichem ausgebildet werden. Durch die Verwendung eines
Materials mit einem größeren Reibungskoeffizienten &mgr; als die äußerste
Schicht 85, die ein nicht-magnetisches Material ist, kann die Zwischenschicht
84 leicht mit einer großen Dicke ausgebildet werden, wobei sie die
Dicke der äußeren Schicht 70 erhöht.
Als Ergebnis kann der Magnetismus zwischen dem Kolben 54
und den Endabschnitten 58 und 59 abgeschnitten werden, und daher
eine Kraft, die in radialer Richtung auf den Kolben 54 wirkt, unterdrückt
werden. Das verbessert das Gleiten des Kolbens 54 gegen die Spulenanordnung
13. Daher kann der Kolben 54 problemlos vorrücken und zurückziehen,
der Öldruck kann exakt durch das Regelventil 12 reguliert werden,
und demgemäß die Arbeitsleistung des linearen Magnetventils
10 verbessert werden.
Als nächstes wird der Betrieb des linearen Magnetventils
10 des oben beschriebenen Aufbaus beschrieben. In der Startposition des
Kolbens 54 ist der Kontaktabschnitt 27 in Kontakt mit dem Bodenabschnitt
56. Beim Aufbringen eines elektrischen Stroms auf die Spule 17
mittels des Anschlusses 21 wird ein magnetischer Fluss erzeugt, aber weil
der Spulenkörper 15 aus einem nicht-magnetischen Material ausgebildet
ist, läuft der magnetische Fluss um den Spulenkörper 15 und formt
einen magnetischen Pfad von dem Bügel 20 durch den Endabschnitt
58, den Kolben 54 und den Endabschnitt 59 und zurück
zu dem Bügel 20, und bildet somit eine Kraft S zwischen dem Kantenabschnitt
61 und dem Kolben 54 in dem magnetischen Pfad aus.
Weil eine Lücke zwischen der hinteren Kantenfläche S2 des
Kolbens 54 und dem Bügel 20 ausgebildet ist, die mit dem
Kontaktabschnitt 27, der dort ausgebildet ist, übereinstimmt und auch,
wie oben beschrieben, die Oberfläche des Kontaktabschnitts 27 bearbeitet
wurde, um eine äußere Schicht 70 eines nicht-magnetischen Materials
darauf auszubilden, gibt es keine Leckage von magnetischem Fluss von der hinteren
Kante des Kolbens 54. Weil der Abstand zwischen dem inneren Umfang der
Endabschnitte 58 und 59 und dem äußeren Umfang des Kolbens
54 ausreichend klein ist, kann der magnetische Widerstand des magnetischen
Pfads auch reduziert werden.
Die Kraft, die durch die Spule 17 erzeugt wird, drängt
dann den Kolben 54 mit einer vorherbestimmten Kraft, wobei ein Axialdruck
an dem Kolben 54 erzeugt wird. Demzufolge wird der Axialdruck auf die Spule
26 übertragen, entlang mit dem Feedback-Druck gegen die Federkraft
der Feder 44, so dass das Regelventil 12 betrieben wird und die
Spule 26 vorrückt (bewegt sich in 1 entgegen
der linken Seite). In diesem Fall ist die Spule 26 integral mit dem Kolben
54 gegen die Federkraft vorgerückt (basierend auf dem Hub des Kolbens
54), wobei die Position der Spule 26 gesteuert wird. Demgemäß
wird die Flussrate der Eingangsöffnung p1 und der Auszugsöffnung p4 so
gesteuert, dass der Öldruck linear geregelt wird und der geregelte Öldruck
von der Ausgabeöffnung p2 als der Ausgabedruck ausgegeben wird.
Weil der Kantenabschnitt 61 bis zu einem Punkt verjüngt
ist, ist der Querschnittsbereich des magnetischen Pfads an dem Kantenabschnitt
61 klein. Demgemäß wird in dem Kantenbereich 61 eine
magnetische Sättigung erzeugt gemäß zu dem Wert des elektrischen
Stroms, der auf die Spule 17 versorgt ist (d.h. der Wert des elektrischen
Stroms) und gemäß des Hubs des Kolbens 54. Demzufolge ist die
Kraft um den Kolben 54 zu heben bei allen elektrischen Stromwerten relativ
glatt.
Der Kolben 54 und der Endabschnitt 59 sind auch
immer in axialer Richtung überlappend, so dass ein Übergabeabschnitt eines
vorherbestimmten magnetischen Flusses abgesichert ist. Bei dem Ereignis, dass der
Querschnittsbereich für die magnetische Flusspassage annähernd dieselbe
für den Kolben 54 und den Bügel 20 ist, wird die Menge
der Überlappung des Endabschnitts 58 mit dem Kolben 54 gesetzt,
um gleich oder größer als der Querschnittsbereich für die magnetische
Flusspassage zu sein, unabhängig von dem Hub des Kolbens 54, was nicht
nur der Elektromagneteinheit 11 erlaubt, in der Größe reduziert
zu werden, sondern auch die magnetische Effizienz verbessert.
Ein Abschneiden der Versorgung mit elektrischem Strom zur Spule
17 verursacht, dass sich die Spule 26 und der Kolben
54 aufgrund der Federkraft zurückzuziehen (sich in 1
entgegen der rechten Richtung bewegen). Demgemäß kollidiert der Kontaktabschnitt
27 mit dem Bodenabschnitt 56. Weil der Kontaktabschnitt
27 eine kugelige Form hat und der Bügel 20 aus einem relativ
weichen Metall, wie Niedrigkohlenstoffstahl oder ähnlichem und durch plastische
Metallbearbeitung ausgebildet ist, wie beispielsweise Tiefziehen oder Kaltpressen,
ist der Stoß klein und der Kolben 54 kann schnell in seine Startposition
zurückkehren.
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben
beschriebene exemplarische Ausführungsform beschränkt ist; vielmehr können
unterschiedlichste Modifikationen innerhalb des Bereichs der Erfindung, wie in den
anhängenden Ansprüchen definiert, gemacht werden.