電螺線管中的溼氣排放膜的製作方法
2023-11-07 04:03:32
專利名稱：電螺線管中的溼氣排放膜的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及一種機電一體化系統，更具體地是涉及一種適合於同一個機械電子的螺線管共同使用的排氣裝置。在一個例子中，本發明的方法和系統可以用來將螺線管內部的汙染物消除，比如水蒸氣和其它大氣氣體，並且因此防止汙染物在螺線管內表面上冷凝。
背景技術：
在很多應用中都使用了機械電子的螺線管。螺線管是一個感應器，通常由圓柱形或環形的線圈纏繞的一個芯體構成。芯體在通過線圈的電流所產生的磁場作用下發生軸向位移。芯體被牽入一個位置，在這個位置磁力可以完全流過芯體，與空氣反向。螺線管一般用於引起一個附屬裝置的線性動作。螺線管廣泛用於火花點火和壓縮點火發動機的起動馬達，起動馬達可以用於例如機動車輛、物料輸送、海運、發電機和草坪/綠地裝置。
因為其結構和操作，螺線管由於外部汙染物的進入而容易出故障。此外，像水蒸氣和其它大氣氣體那樣的內部汙染物如果積聚起來也能不利地影響螺線管的操作。例如，凝結在螺線管內表面上的水能夠導致內部螺線管元件的氧化。凝結也能造成在內部元件上形成冰。螺線管結構必須因此能提供足夠的保護，在使內部汙染物積聚最小化的同時保護不讓外部汙染物進入。
為了應付汙染物的不利影響，傳統的螺線管通常包括在界面元件周圍的氣隙。此外，傳統的螺線管有時候包括夾物模壓到螺線管元件外壁內的小直徑排水管和金屬網排氣口。噴射模製用於防止液體進入排氣口周圍，並且還防止排氣口脫位。
傳統的螺線管結構在幾個方面上存在不足。典型的螺線管結構不能為內部水蒸氣排出提供有效而柔性的裝置。排水管例如能使螺線管容易進入外部汙染物。排水管還有一些限制，它們經常僅僅在設置於螺線管底部的時候才有效。而且，傳統結構不能提供對蒸氣傳遞比和外部汙染物進入阻抗的有效控制。此外，夾物模壓在成本上受到限制，並且僅僅適合於有限的排氣口材料。
背景技術：
根據本發明的製造方法、系統和物件可以消除一個或多個上面的和/或其它問題。本發明的實施例可以通過允許內部汙染物排出螺線管而改進螺線管。本發明的實施例可以提供一個排氣口，所述排氣口允許水蒸氣排出螺線管，並且還防止外部汙染物進入所述排氣口周圍。
根據本發明，一個排氣裝置可以與一個機械電子的螺線管一起使用。所述排氣裝置可以包括一個具有一開口的墊圈，所述開口與所述螺線管的一個蓋上的一個排氣開口對齊。所述墊圈可以通過在所述蓋上的一個沉孔與所述螺線管相連。所述排氣裝置還可以包括一個排氣口支撐，所述支撐可以包括多個支撐分部。一個排氣口膜可以介於所述墊圈和所述排氣口支撐之間，使得汙染物能夠通過所述墊圈的所述開口從所述螺線管內部滲透到外部環境空氣中。
根據本發明，所述排氣口支撐可以支撐所述排氣口膜，並且當與所述螺線管相連的時候還給所述排氣口膜提供內部的空氣流通。所述排氣口支撐可以包括多個排氣口支撐分部，所述支撐分部的形狀使得它們共同為所述排氣口膜形成一個邊緣，並且提供了空氣流通。此外，所述排氣口支撐可以包括一個可變直徑的支撐，具有多個可移動的支撐分部。所述可變直徑排氣口支撐可以從一個第一直徑變化到一個第二直徑，所述第一直徑大於所述墊圈內徑並且大於所述沉孔的內徑，所述墊圈放置在所述沉孔內，所述第二直徑小於所述墊圈的所述內徑。
前面的背景技術和發明簡介並不是為了包含全部，而是用於幫助普通技術人員理解根據所附權利要求的本發明的隨後的實施例。此外，前面的背景技術和發明簡介並不是用於對所要求保護的本發明提供任何不受約束的限制。
附圖展示了根據本發明的實施例的特徵，附圖與相應的文字描述一起幫助解釋本發明的原理。附圖中圖1闡釋了根據本發明的一個典型螺線管組件；圖2闡釋了根據本發明的一個典型排氣裝置；圖3闡釋了根據本發明的一個典型排氣裝置的橫截面視圖；圖4闡釋了根據本發明的一個典型配合蓋的橫截面視圖；圖5闡釋了根據本發明的一個排氣裝置的某些特徵；圖6闡釋了適合於本發明的一個典型系統；以及圖7是一個流程圖，闡釋了根據本發明的一個典型方法。
具體實施例方式
隨後的描述參考了附圖，其中如果沒有相反的表示，那麼在不同附圖中同樣的數字代表了類似的元件。隨後描述中提出的實施例並不代表所有與本發明權利要求一致的實施例。實際上，它們僅僅是本發明的系統和方法的一些例子。在沒有背離本發明範圍的情況下，其它實施例也可以使用，並且也可以有結構上的和方法上的變化。
圖1是根據本發明的一個典型螺線管組件100的示意圖。螺線管組件100可以包括一個螺線管110和一個排氣裝置150。當與螺線管110相連的時候，排氣裝置150可以允許內部汙染物(例如水蒸氣)排出螺線管110。同時防止外部汙染物進入螺線管110。
螺線管110可以包括固定在一個殼體120上的一個或多個接線端或觸點(例如接線端112、114和116)。這些接線端例如可以提供到電機、電壓電源和開關的電連接點。殼體120可以為螺線管110提供一個框架，並且可以由不同材料製成，比如經加工的黃銅、青銅、熱塑塑料、不鏽鋼、鍍鎳黃銅和鍍鎳青銅。在殼體120內部，螺線管110可以包括一個或多個勵磁線圈(例如吸入線圈(pull-in coil)130和吸出線圈(hold-in coil)135)。這些線圈可以包括現有技術已知的任何電導材料。螺線管110也可以包括設置在一個圓柱的或環形套筒145內的一個電樞或柱塞140，當線圈被激勵的時候電樞或柱塞移動。柱塞140的結構可以與螺線管一起使用的一個特定的裝置相嚙合，例如一個起動裝置。柱塞140可以包括已知技術中的任何合適的鐵磁材料。柱塞140和套筒145的結構可以使得在這兩個元件之間的摩擦最小。在一個例子中，能夠用於套筒145和柱塞140的填充有尼龍和黃銅的玻璃可以塗上金屬鍍層(例如鎳)。螺線管110還可以包括一個配合蓋160。配合蓋160還可以包括一個與排氣裝置150相對應的排氣開口170。與本發明相一致，配合蓋160可以將排氣裝置150緊固到螺線管110上。對於本發明來講，在螺線管110內的元件的數量並不是至關重要的，元件排列的數量的其它變化也是可能的。而且，螺線管110可以缺少某些所示的元件和/或包括附加的或者變化的現有技術中的元件，比如多種密封件、彈簧、閥、銷等等。此外，螺線管和相關的起動馬達可以如圖6那樣被傳統地排列，或者成為同軸組件，這種布置的一個例子在美國專利6,633,099中公開。
排氣裝置150允許內部汙染物(例如水蒸氣)從螺線管110排出。排出裝置150還可以防止沒有使用夾物模壓的情況下外部汙染物進入排氣裝置150附近的螺線管110。圖2展示了根據本發明的排氣裝置150的一個典型實施例。在所示實施例中，排氣裝置150可以包括一個排氣口210、一個墊圈220以及一個支撐230。圖3展示了排氣裝置150的橫截面視圖。排氣裝置150的特殊形狀和尺寸可以根據其所使用的場合的需要來選擇。作為一個例子，排氣裝置150長度可以是14.9mm，直徑是12.0mm。
排氣口210可以指一個膜，水蒸氣和其它大氣可以通過這個膜滲透過去。根據本發明，排氣口210可以用作一個過濾器，以允許內部汙染物排出螺線管110。排氣口210可以包括由像金屬纖維那樣的合適材料構成的一個微孔膜。舉個例子，排氣口210可以由Porvair公共股份有限公司提供的燒結金屬纖維製成。排氣口210的特殊材料、物理尺寸和形狀以及氣孔尺寸可以根據特定應用中期望的蒸氣傳遞率和液體進入阻抗來選擇。在一個特定結構中，排氣口210可以是圓形的，直徑為9.87mm，厚度為0.34mm。此外，排氣口210可以維持例如最小5公升/分鐘和最大25公升/分鐘的空氣流動率，其具有在整個排氣口不相同的25英寸水壓(6.22KPa)。排氣口210的結構還可以支撐例如一個20英寸(508mm)垂直水柱的靜態壓力15分鐘，而不會通過排氣口210或者在排氣口210周圍發生洩漏。根據本發明，排氣口210可以被插入墊圈220和支撐230之間。
墊圈220可以用於排氣口210並且還防止外部汙染物(例如液態水)進入螺線管110。在某些實施例中，墊圈220可以由熱塑性彈性(TPE)材料製成。然而，墊圈220的特殊材料和物理尺寸可以根據排氣口210和其它應用的需要來選擇。這些需要包括壓縮和密封特性、形狀保持特性耐裂性、摩擦係數等等。在一個實施例中，墊圈220可以是圓形的，且由Santoprene橡膠製成，其直徑為12.0mm，厚度為1.85mm。
如圖2所示，墊圈220可以包括在其中間的一個開口，該開口與螺線管110的配合蓋160中的排氣開口170對齊。這個開口為水蒸氣和其它大氣提供了從螺線管排出(通過排氣口210)到達外部周圍空氣的一個通道。根據本發明，墊圈220可以將排氣裝置150緊固到螺線管110的配合蓋160上。
圖4展示了配合蓋160的一個典型實施例的橫截面視圖。在所示實施例中，配合蓋160的排氣開口170包括一個沉孔410。排氣開口170與墊圈220的中心上的開口對齊，並且其形狀可以與墊圈220相對應。排氣開口170中的沉孔410可以容納墊圈220，將排氣裝置150緊固到螺線管110內部。根據本發明，沉孔410和墊圈220的逆向於排氣開口170內部的壓縮防止了在沒有使用噴射模製的情況下外部汙染物進入排氣裝置150的排氣口210附近的螺線管110。
回頭參考圖2和圖3，排氣裝置150的支撐230可以為排氣口210提供支撐或提供一個邊緣，並且為排氣裝置150提供全部的結構完整性。支撐230可以由熱塑性材料製成，然而，根據實施和應用的需要其它合適的材料也可以使用。根據本發明，支撐230直徑可以變化。如圖5所示，支撐230可以包括三個可移動的或柔性的指部(510、512和514)，指部可以改變支撐230的直徑。這些指部沿著整個支撐230距離中線可以等距。在一個實施例中，指部510、512和514可以被彈性加載。指部510、512和514可以如此排列，在一個放鬆位置，指部510、512和514的每個相鄰端之間存在一個小的(例如2-3mm)間隙(511、513和515)。三個指部每個的端部與從支撐230的中心到其周圍而形成的一條線都可以沒有角度。指部510、512和514的頂部可以形成一個邊緣來支撐排氣口210。此外，指部510、512和514的內部可以包括一個或多個突起530，突起530可以防止排氣口210在螺線管110中安裝以前通過支撐230的內徑下落。
支撐230的可變直徑可以提供幾個好處。例如，可以消除當一個固定直徑的支撐被壓入墊圈220的內徑中的時候墊圈220的壁塌陷的潛在的問題。而且，由指部510、512和514施加到墊圈220上的向外的張力可以在運輸和處理期間以及插入螺線管之前將墊圈220保持就位。而且，向外的張力可以用於將排氣裝置150設置在配合蓋160中，並且將其保持就位，直到配合蓋160可以組裝到螺線管110內部。此外，支撐230的結構可以使得指部510、512和514的開口或者放鬆位置可以大於配合蓋160中的沉孔412的內徑。這能保證在墊圈220沒有正確地就位時排氣裝置150不會插入配合蓋160中。
支撐230的指部並不限於所示的「T」形，而且支撐230可以包括比所示數量的指部更多或更少的指部。根據本發明，其它適當的柔性支撐結構也可以使用。而且，在不脫離本發明範圍的情況下也可以使用其它適當的沒有支撐230的可變直徑結構的剛性支撐結構。
排氣裝置150是解釋性的而不是為了限制。儘管所示為圓形和圓柱形，排氣口210、墊圈220和支撐230的形狀和尺寸可以根據特定應用來改變。此外，墊圈220和支撐230可以由同樣的材料製成，並且甚至可以是一個元件。
圖6是根據本發明的一個典型系統600。系統600可以是例如任何機電系統，其中一個螺線管被用於線性執行機構。非限制性的例子包括機動車輛、物料輸送、航海、發電機和草坪/綠地系統及子系統。在所示例子中，系統600可以包括一個發動機610、一個電源620和一個起動裝置630。所示元件可以通過電荷輸送介質的任何結合來連接。根據本發明，在系統600中的元件的數量並不限於所示的數量，元件排列的其它可變數量也是可能的。而且，根據實際情況，系統600的元件可以缺少某些所示元件，或者包括或連接有未示出的附加的或改變的元件。
舉個例子，發動機610可以包括適合於在機動車輛、物料輸送設備、海運船隻、發電機、草坪/綠地設備等中使用的一個火花點火(例如氣體燃燒)或壓縮點火(例如柴油燃燒)內燃機。電源620可以包括能夠儲存和/或產生電能的任何機構。電源620可以包括例如一個或多個串連的化學電池以產生一個直流電壓和/或一個超電容。電源620可以提供能與起動器630的需要相適合的電壓，例如12V。起動器630可以包括能夠通過機械力(例如，旋轉運動)來起動發動機610的任何裝置、機構或機械。在一個結構中，起動器630可以包括一個傳統的火花點火或壓縮點火起動馬達640以及一個螺線管650。如上面所提到的，螺線管650和相關的起動馬達640可以如圖6所示被傳統排列或者被同軸排列，一個例子在美國專利6,633,099中公開。
螺線管650可以與上面描述的結合圖1的螺線管110一樣。在操作中，激勵線圈可以引起螺線管650中的一個柱塞(未示出)方向轉換，這引起一個可移動的接觸，以與連接於電源630和起動馬達640的固定的電接觸相接合。這個柱塞移動可以引起一個小齒輪660與一個發動機調速輪670相嚙合。
根據本發明，排氣裝置150可以與螺線管650相連。排氣裝置150可以允許內部汙染物排出螺線管650，同時防止外部汙染物進入排氣裝置150附近的螺線管650。排氣裝置150在沒有使用噴射模製的情況下可以提供這些特徵。
圖7是一個流程圖，解釋了用於裝配和安裝根據本發明的排氣裝置150的一個典型方法。在裝配之前，排氣裝置150的支撐230可以在一個放鬆位置，指部510、512和514被彈性撐開。裝配方法700的開始可以是沿著其軸線對支撐230施壓(步驟710)(例如擠壓)從而使指部510、512和514靠近在一起或者接觸。此時支撐230頂部的外徑小於墊圈220的內徑。排氣口210然後可以被放置在墊圈220中(步驟720)。一旦排氣口210被放置在墊圈中，支撐230就插入墊圈220內，並且指部510、512和514上的張力被釋放(步驟730)。由指部510、512和514形成的支撐230的外徑將因為張力釋放而彈性外張，以將墊圈220和排氣口210緊固地保持在合適位置。
一旦被裝配，排氣裝置150就可以容納在螺線管110或650的配合蓋160中(步驟740)。如上面解釋的，指部的內部上的突起(141)可以防止排氣口210在被緊固到配合蓋160中之前通過支撐230的內徑下落。如上面解釋的，支撐指部的打開或放鬆位置可以大於配合蓋160中的沉孔410的內徑，以保證排氣裝置150不會插入沒有墊圈220的配合蓋160中。在排氣裝置容納在配合蓋160中以後，配合蓋可以裝配進螺線管110內(步驟750)。
圖7是根據本發明的一個典型實施例。圖7中描述的事件順序是解釋性的，不是為了限制。其它步驟可以使用，即使是圖7中描述的方法，事件的特定順序也可以在不脫離本發明範圍的情況下做出改變。而且，在方法700中某些步驟可以不用而附加步驟可以使用。此外，應該明白，在不脫離本發明範圍的情況下圖7的步驟可以重複和/或修改。
前面描述的根據本發明的可能的實施例並不表示所有這種實施例或者所描述實施例的所有變化。只是幾個實施例的描述不應該排除其它實施例。技術人員應該明白如何根據所附的權利要求使用不脫離本發明範圍的等價物和變化來以多種方式實施本發明。而且，除非有與前面描述相反的指示，在實施例中描述的元件沒有一個是對本發明來講必不可少的。
權利要求
1.一種螺線管組件，包括一個殼體，其包括一個電導體，所述電導體纏繞在一個可移動芯體周圍；連接於所述殼體的一個配合蓋，包括一個排氣開口和一個沉孔；以及一個排氣裝置，用於允許內部汙染物排出所述殼體，所述排氣裝置包括一個具有一開口的墊圈，所述開口與所述排氣開口對齊，並且所述墊圈容納在所述配合蓋的所述沉孔中；包括多個支撐分部的一個排氣口支撐；以及一個排氣口膜，介於所述墊圈和所述排氣口支撐之間，使得汙染物能夠通過所述墊圈的所述開口從所述殼體內部滲透到外部環境空氣中，其中所述排氣口支撐分部的形狀使得這些支撐分部共同為所述排氣口膜形成一個邊緣，並且為所述排氣口膜提供了空氣流通。
2.如權利要求1所述的螺線管組件，其中所述墊圈包括一個圓形橡膠墊圈。
3.如權利要求1所述的螺線管組件，其中所述排氣口膜包括一個微孔排氣膜。
4.如權利要求1所述的螺線管組件，其中所述排氣口支撐的所述支撐分部是「T」形的。
5.如權利要求1所述的螺線管組件，其中所述排氣口支撐是圓柱形的，並且所述支撐分部由於沿著所述排氣口支撐的中線的壓縮而彎曲，以提供一個可變的直徑。
6.如權利要求5所述的螺線管組件，其中所述可變直徑從一個第一直徑變化到一個第二直徑，所述第一直徑大於所述墊圈內徑並且大於所述沉孔的內徑，所述第二直徑小於所述墊圈的所述內徑。
7.如權利要求1所述的螺線管組件，其中所述排氣裝置的所述墊圈容納在所述配合蓋的所述沉孔中，使得外部汙染物不能進入所述排氣口膜附近的所述螺線管殼體內。
8.如權利要求7所述的螺線管組件，其中所述排氣裝置的所述墊圈在沒有使用噴射模製的情況下容納在所述配合蓋的所述沉孔中，使得外部汙染物不能進入所述排氣口膜附近的所述螺線管殼體內。
9.同一機械電子的螺線管一起使用的一種排氣裝置，包括一個具有一開口的墊圈，所述開口與在所述螺線管的一個蓋上的一個排氣開口對齊，其中所述墊圈通過所述蓋上的一個沉孔與所述螺線管相連；包括多個支撐分部的一個排氣口支撐；以及一個排氣口膜，介於所述墊圈和所述排氣口支撐之間，使得汙染物能夠通過所述墊圈的所述開口從所述殼體內部滲透到外部環境空氣中，其中所述排氣口支撐分部的形狀使得它們共同為所述排氣口膜形成一個邊緣，並且為所述排氣口膜提供了空氣流通。
10.如權利要求9所述的排氣裝置，其中所述墊圈包括一個圓形橡膠墊圈。
11.如權利要求9所述的排氣裝置，其中所述排氣口膜包括一個微孔排氣膜。
12.如權利要求9所述的排氣裝置，其中所述排氣口支撐的所述支撐分部是「T」形的。
13.如權利要求9所述的排氣裝置，其中所述排氣口支撐包括一個可變直徑的排氣口支撐。
14.如權利要求13所述的排氣裝置，其中所述排氣口支撐的所述支撐分部由於沿著所述排氣口支撐的中線的壓縮而彎曲，以提供一個可變的直徑。
15.如權利要求13所述的排氣裝置，其中所述可變直徑排氣口支撐從一個第一直徑變化到一個第二直徑，所述第一直徑大於所述墊圈內徑並且大於所述沉孔的內徑，所述第二直徑小於所述墊圈的所述內徑。
16.如權利要求9所述的排氣裝置，其中所述排氣裝置的所述墊圈容納在所述配合蓋的所述沉孔中，使得外部汙染物不能進入所述排氣口膜附近的所述螺線管殼體內。
17.如權利要求16所述的排氣裝置，其中所述排氣裝置的所述墊圈在沒有使用噴射模製的情況下容納在所述配合蓋的所述沉孔中，使得外部汙染物不能進入所述排氣口膜附近的所述螺線管殼體內。
18.一種排氣裝置，包括排氣裝置，用於允許汙染物從一個螺線管內部滲透到外部環境空氣中；密封裝置，用於將所述排氣裝置緊固到所述螺線管上，並且防止外部汙染物進入所述排氣裝置周圍的所述螺線管內；以及支撐裝置，用於支撐所述排氣裝置，並且當與所述螺線管相連的時候為所述排氣裝置提供空氣流通。
19.如權利要求18所述的排氣裝置，進一步包括用於改變所述支撐裝置直徑的裝置。
20.如權利要求19所述的排氣裝置，其中所述改變裝置包括多個可移動的支撐裝置。
21.如權利要求19所述的排氣裝置，其中所述改變裝置將所述直徑從一個第一直徑變化到一個第二直徑，所述第一直徑大於所述密封裝置的內徑並且大於一個沉孔的內徑，所述密封裝置放置在所述沉孔內，所述第二直徑小於所述密封裝置的所述內徑。
全文摘要
用於將內部汙染物從一個螺線管排出的排氣裝置。所述排氣裝置包括介於一個墊圈和一個支撐之間的一個排氣口膜。所述支撐可以具有一個可變的直徑。排氣裝置通過螺線管的一個配合蓋與所述螺線管相連，排氣裝置包括一個排氣開口，排氣開口與墊圈的開口對齊，並且裝置包括一個容納墊圈的沉孔。排氣裝置允許汙染物通過排氣口膜從螺線管排出。排氣裝置也防止了在沒有使用噴射模製的情況下汙染物進入排氣口膜周圍的螺線管。
文檔編號H02K5/10GK1741356SQ20051008945
公開日2006年3月1日 申請日期2005年8月11日 優先權日2004年8月19日
發明者理察·拉裡莫爾, 詹姆斯·吉勒特, D·J·帕克 申請人:雷米公司