[发明专利]带有包覆模制部件的螺线管

说明书

技术领域

下述实施例涉及螺线管，且更具体地涉及带有包覆模制（over-molded）部件的螺线管。

背景技术

流体控制阀在宽范围的各种应用中使用，以控制流体流量。被控制的流体可包括气体、液体或其组合。在一些情况下，流体还可以包括悬浮颗粒。虽然流体控制阀在用于打开和关闭通过阀的流体连通路径的具体配置方面大大地不同，但是使用螺线管执行一种具体类型的阀致动。在螺线管致动的阀中，电流施加到电磁线圈，线圈通常围绕磁芯定位。线圈总体上包括围绕塑料线轴卷绕许多次的线，从而得到多个所谓的匝。激励的螺线管产生磁场。该场的磁通量的强度与匝数以及提供给线的电流成比例。

如本领域熟知的，由激励线圈产生的磁通量通过磁芯和磁极靴成形和引导。在一些螺线管阀中，极靴还可以用作可移动电枢的物理引导件。由于磁芯和极靴引导磁通量，部件的合适定位导致可移动电枢的磁通量的最有效施加。理想地，磁芯和极靴将以完全同轴/同心对齐的方式定位。如本文所使用的，同轴和同心可互换地使用，且旨在表示所提到的部件共用共同轴线或中心线。虽然由于制造公差“完全”同心可能不实际，但是本领域技术人员可以容易理解，磁芯和极靴定位越同心，磁通量可以越有效地施加到可移动电枢。此外，在极靴用作可移动电枢的引导管的情况下，改进同心性可以改进可移动电枢相对于磁芯的移动方向。

螺线管的效率可以通过减少在可移动电枢和极靴之间形成的气隙进一步改进。在极靴用作可移动电枢的引导管的情况下，气隙可以通过改进极靴和磁芯之间的同心性而减少。一个理由是，随着极靴和磁芯之间的同心性改进，可移动电枢和磁芯的接收可移动电枢的一部分的那部分之间的许可公差可减少，即，不需要更大的间隙来考虑偏离同轴对齐的差异。

在一些螺线管中，可移动电枢的一部分接收在磁芯中形成的凹部内。螺线管的效率可以通过减少在可移动电枢和凹部的壁之间形成的气隙进一步改进。此外，螺线管的效率可以通过改变凹部的外壁以调节在螺线管被致动时所经历的磁力对比位移曲线而进一步改进。

此外，通常期望减少制造阀所需的部件数量。部件的一个可能减少是在防止由阀控制的流体到达电磁线圈所需的密封件中。

由于前述效率问题，已经存在许多现有技术尝试来增加同心性、减少气隙和减少所需密封件数量。

图1是现有技术螺线管阀10的一部分的横截面图。现有技术螺线管阀10在美国专利申请公开2009/0134348中更详细地显示和描述。现有技术螺线管阀10包括围绕塑料线轴2卷绕以形成电磁线圈的线1。现有技术螺线管阀10还包括固定磁芯3和极靴4。磁芯3和极靴4插入到线轴2中且借助于分别在芯3和极靴4上形成的多个齿5和6保持到位。齿5，6在插入时使塑料线轴2部分地变形，且防止芯3和极靴4容易地拆卸。

虽然现有技术螺线管阀10不需要O形环来形成极靴4和线轴2之间的不透流体密封，但是现有技术螺线管阀10经受磁芯3和极靴4（和因而可移动电枢（未示出））之间的同心性的丧失。这通过磁芯3的纵轴线X-X从极靴4的纵轴线Y-Y偏移来示出。无意的偏移的一个原因在于，芯3和极靴4被推动到线轴2中。纵轴线X-X和纵轴线Y-Y之间的甚至小的差异可以减少被对齐以作用于可移动电枢上的磁通量。由于较低数量的磁通量以电枢移动方向作用于可移动电枢上，未对齐的磁通量降低了阀的效率。此外，由于磁通量的部分可能将可移动电枢相对于电枢移动以一定角度拉动，在可移动电枢在极靴4内移动时，摩擦力可增加。

此外，由于磁芯3和极靴4之间的同心性受损，在磁芯3中必须形成更大面积以容纳可移动电枢或者必须使用较小电枢以避免可移动电枢撞击磁芯3。任一情况都导致比期望更大的气隙。

图2示出了另一现有技术阀20的横截面图。现有技术阀20包括壳体21、围绕线轴23卷绕以形成电磁线圈的线22、磁芯24、极靴25和可移动电枢26。现有技术阀20通过消除使用齿或其它夹持构件将芯24和极靴25推动到线轴23中的需要而在现有技术阀10上改进。相反，现有技术阀20使用焊接接头27将磁芯24和极靴25结合。线轴23然后放置在包覆模制部件上。

虽然焊接接头27可以改进磁芯24和极靴25之间的同心性，但是焊接操作可能是昂贵和耗时的。此外，为了在可移动电枢26和极靴25之间提供适当小的气隙，焊接接头可能需要被磨削，以提供平滑表面，从而进一步增加组件的时间和成本。