本發(fā)明的實(shí)施方式大體上涉及用于電磁螺線管的線性軸承。

背景技術(shù)：

螺線管大體上包括活動(dòng)電樞和固定極片，該固定極片具有連接于電樞的銷，并且銷通過極片中的套管支撐為線性位移。但是，與包括套管的系統(tǒng)相比，一些由螺線管激活的系統(tǒng)需要更少的摩擦和更大的污染容忍度。

因此，電磁螺線管中存在對(duì)一種減少摩擦并改善污染容忍度的軸承的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了軸承的實(shí)施方式，該軸承減少了摩擦并改善了對(duì)污染的容忍度(穩(wěn)健性)。在一些實(shí)施方式中，用于電磁螺線管的滾動(dòng)件軸承(rolling-element bearing)的保持架包括圍繞保持架的第一節(jié)圓直徑(pitch diameter)上的第一圓周形成的多個(gè)球形的第一開口以及圍繞保持架的第二節(jié)圓直徑上的第二圓周形成的多個(gè)球形的第二開口，所述第二圓周與所述第一圓周軸向偏移，所述第二節(jié)圓直徑可以等于所述第一節(jié)圓直徑。所述第一開口從所述第二開口成角度地偏移。

在一些實(shí)施方式中，用于電磁螺線管的滾動(dòng)件軸承包括保持架，該保持架包括圍繞中空?qǐng)A柱形保持架的第一節(jié)圓直徑上的第一圓周形成的多個(gè)球形的第一開口。圍繞保持架的第二圓周形成的多個(gè)球形的第二開口在第二節(jié)圓直徑上與所述第一圓周軸向偏移，所述第二節(jié)圓直徑可以等于所述第一節(jié)圓直徑，所述第一開口從所述第二開口成角度地偏移。設(shè)置有多個(gè)球形的滾動(dòng)件(rolling element)，多個(gè)球形的所述滾動(dòng)件中的一個(gè)被捕獲為在多個(gè)球形的所述第一開口中的每一個(gè)中以及多個(gè)球形的所述第二開口中的每一個(gè)中自由旋轉(zhuǎn)。

在一些實(shí)施方式中，電磁螺線管包括設(shè)置在殼體內(nèi)的導(dǎo)磁套以及設(shè)置在所述殼體內(nèi)的極片，該極片和所述導(dǎo)磁套軸向?qū)R其間隔，所述極片包括設(shè)置在鄰近所述導(dǎo)磁套的端部中的凹陷部以及穿過所述極片的長(zhǎng)度的軸向孔。電樞設(shè)置在導(dǎo)磁套內(nèi)并支撐為與居中定位的銷一起軸向位移，所述銷固定到所述電樞的接近所述極片的端部上以和所述電樞一起軸向位移。滾動(dòng)件軸承設(shè)置為在所述軸向孔內(nèi)自由移動(dòng)，所述滾動(dòng)件軸承包括保持架，該保持架包括圍繞所述保持架的第一節(jié)圓直徑上的第一圓周形成的多個(gè)球形的第一開口以及圍繞保持架的第二節(jié)圓直徑上的第二圓周形成的多個(gè)球形的第二開口，所述第二圓周與所述第一圓周軸向偏移，所述第二節(jié)圓直徑可以等于所述第一節(jié)圓直徑，所述第一開口從所述第二開口成角度地偏移。多個(gè)球形的滾動(dòng)件中的一個(gè)被捕獲為在多個(gè)球形的所述第一開口中的每一個(gè)中以及多個(gè)球形的所述第二開口中的每一個(gè)中自由旋轉(zhuǎn)。所述銷容納在中空?qǐng)A柱形的所述保持架內(nèi)，并支撐在球形的所述滾動(dòng)件中的一個(gè)或多個(gè)上。

下面描述本發(fā)明的其他實(shí)施方式。

附圖說明

參考附圖中描述的本發(fā)明的說明性的實(shí)施方式，可以理解以上簡(jiǎn)要概括并在下面詳細(xì)描述的本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，應(yīng)該注意的是，附圖只是描述了本發(fā)明的典型實(shí)施方式，不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他同樣有效的實(shí)施方式。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的滾動(dòng)件保持架的立體圖。

圖1A是圖1的滾動(dòng)件保持架的在圓周106上的截面圖。

圖1B是圖1的滾動(dòng)件保持架的在圓周116上的截面圖。

圖2是圖1的滾動(dòng)件保持架的爆炸圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的滾動(dòng)件軸承的立體圖。

圖4是圖3的滾動(dòng)件軸承沿直線IV-IV的縱切面。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的滾動(dòng)件軸承的爆炸圖。

圖6A是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的滾動(dòng)件軸承的立體圖。

圖6B是圖6A的滾動(dòng)件軸承的爆炸圖。

圖7顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的滾動(dòng)件軸承的螺線管。

圖8顯示了包括兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的滾動(dòng)件軸承的螺線管。

為了幫助理解，在可能的情況下使用相同的附圖標(biāo)記指代附圖中的相同特征。附圖不是按比例繪制的，為了清楚起見可能被簡(jiǎn)化。一種實(shí)施方式中的元件和特征可以有益地合并到其他實(shí)施方式中，并且不再進(jìn)一步詳述。

雖然可以參考汽車系統(tǒng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是由于潛在應(yīng)用的范圍較大，并且預(yù)期本發(fā)明適用于多種變化，因此在不超出本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改以使其適用于多種應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

圖1描述了示例性的無(wú)磁滾動(dòng)件保持架，即保持架100，其包括中空?qǐng)A柱體102，中空?qǐng)A柱體102包括在第一圓周106的平面中形成的多個(gè)第一球形開口，即第一開口104。保持架100可以由一種或多種無(wú)磁金屬形成，例如黃銅、某些不銹鋼，或者由一種或更多種無(wú)磁材料形成，例如塑料。

在第二圓周116的平面中形成有多個(gè)第二球形開口，即第二開口114。在本申請(qǐng)中，“球形開口”或“半球形開口”的意思是球形，即開口的壁是部分的球形表面。這可以包括在鄰近第一開口104和第二開口114的保持架100的部分上形成的多個(gè)特征，所述特征設(shè)置為形成至少部分的球形表面。

第一圓周106和第二圓周116的平面是平行的，并且沿著與軸線120相對(duì)應(yīng)的軸向以距離122間隔。為了便于說明，圖1所示的非限制性實(shí)施方式顯示了在第一圓周106的平面中設(shè)置的三個(gè)第一開口104和在第二圓周116的平面中設(shè)置的三個(gè)第二開口114(兩個(gè)被隱藏)(可以參考圖1A，1B和2理解)。但是，其他實(shí)施方式可以包括兩個(gè)第一或第二開口，或多于三個(gè)的第一或第二開口，并且第一口的數(shù)量可以不同于第二開口的數(shù)量。

如圖1A所示，每個(gè)第一開口104的中心位于節(jié)圓(pitch circle)108上。類似地，如圖1B所示，每個(gè)第二開口114的中心位于節(jié)圓118上。在本申請(qǐng)中，節(jié)圓(即，第一節(jié)圓18或第二節(jié)圓118)是穿過每個(gè)開口(即第一開口104或第二開口114)的中心點(diǎn)形成的圓。

當(dāng)沿著軸線120觀察時(shí)，第一開口104從第二開口114成角度地偏移。如圖所示，三個(gè)第一開口104圍繞第一節(jié)圓108以角度A均勻地或基本上均勻地間隔，三個(gè)第二開口114圍繞第二節(jié)圓118以角度B同樣均勻地或基本上均勻地間隔。因此，相鄰的第一開口104(或第二開口114)以大約120度的角度A(或角度B)彼此間隔。第一開口104從第二開口114均勻地或基本上均勻地以一定角度偏移。因此，在所示的非限制性實(shí)施方式中，第一開口104從第二開口114徑向偏移60度。在其他實(shí)施方式中，偏移可能大于60度或者小于60度。

在圖2所示的非限制性實(shí)施方式中，保持架100包括兩個(gè)中空?qǐng)A柱半體，即第一半體124和第二半體126，根據(jù)所示實(shí)施方式，兩個(gè)半體是相同的，但是不是必須相同。如圖1A和1B所示，第一半體124和第二半體126具有內(nèi)徑D1、外徑D2以及內(nèi)壁103和外壁105之間的壁厚T。第一半體124具有第一側(cè)204，該第一側(cè)204包括多個(gè)均勻間隔的第一突起208(顯示了三個(gè))和均勻間隔的第一凹槽212(顯示了三個(gè))。第二半體126具有第二側(cè)206，該第二側(cè)206包括多個(gè)均勻間隔的第二突起210(顯示了三個(gè))和均勻間隔的第二凹槽214(顯示了三個(gè))。如圖所示，第一突起208和第一凹槽212與第二突起210和第二凹槽214的數(shù)量相同，但是它們的數(shù)量不是必須相同。

至少一些第二突起210包括在壁厚T的邊緣109上形成的半球形開口216(即，球形第一開口104的一半)。至少一些第二凹槽214包括在邊緣111上形成的半球形開口218(即，球形第二開口114的一半)。

至少一些第一突起208包括在壁厚T的邊緣115上形成的半球形開口220。至少一些第一凹槽212包括在壁厚T的邊緣113上形成的半球形開口222(即，球形第一開口104的一半)。每個(gè)球形開口216、218、220、222居中地(centrally)位于壁厚T的中點(diǎn)上。

第一凹槽212和第二凹槽214可以形成為第一突起208和第二突起210的相反結(jié)構(gòu)(negative)，因此第一突起208和第二突起210可以插入到第一凹槽212和第二凹槽214中(即，凹槽212，214容納突起208，210)。因此，在一些實(shí)施方式中，第一半體124和第二半體126可以分別和第一突起208和第二突起210相對(duì)定位(即，彼此相對(duì))并結(jié)合在一起，由此第一突起208和第二凹槽214對(duì)齊，第一凹槽212和第二突起210對(duì)齊。

如上所述，當(dāng)?shù)谝煌黄?08和第二突起210與第一凹槽212和第二凹槽214結(jié)合在一起時(shí)，第一突起208中的半球形開口220與第二凹槽214中的半球形開口218對(duì)齊，并且一起形成球形的第二開口114。同樣，第一凹槽212中的半球形開口222與第二突起210中的半球形開口216對(duì)齊，并且一起形成球形的第一開口104。

多個(gè)球形的滾動(dòng)件302例如滾珠軸承設(shè)置于第一開口104和第二開口114中，并且被捕獲為在球形開口內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。滾動(dòng)件302的直徑304大于壁厚T。第一開口104和第二開口114位于壁厚T中，因此多個(gè)球形滾動(dòng)件302各自的第一部分308從保持架100的外壁105徑向向外延伸，多個(gè)球形滾動(dòng)件302各自的第二部分310從內(nèi)壁103徑向向內(nèi)延伸。

球形滾動(dòng)件302可以設(shè)置在向上朝向的半球形開口，例如圖5所示的半球形第二開口216、218中。第一半體124和第二半體126定位如上，因此突起和凹槽對(duì)齊并形成接合，以形成球形的第一開口104和第二開口114，并且捕獲球形滾動(dòng)件302以自由旋轉(zhuǎn)。

在其他實(shí)施方式中，所述保持架可以是由裝配為形成(yield)開口的多個(gè)沖壓金屬零件形成的沖壓金屬結(jié)構(gòu)，所述開口設(shè)置為如上所述那樣捕獲球形滾動(dòng)件。在其他實(shí)施方式中，所述保持架可以由一個(gè)或多個(gè)模塑、沖壓或以其他方式形成的金屬或塑料零件形成，所述零件設(shè)置為捕獲多個(gè)球形滾動(dòng)件以在兩個(gè)或更多個(gè)平面中自由旋轉(zhuǎn)，相鄰平面中的滾動(dòng)件以徑向交錯(cuò)的定向設(shè)置。

例如，圖6描述了包括圓柱形保持架602的滾動(dòng)件軸承600，圓柱形保持架602捕獲球形滾動(dòng)件302，以在形成于第一節(jié)圓直徑上的球形開口603以及形成于第二節(jié)圓直徑上相應(yīng)的多個(gè)開口605中自由旋轉(zhuǎn)。圓柱形保持架602由模塑或沖壓元件604、606形成，根據(jù)所示實(shí)施方式，元件604、606是相同的，包括相同的節(jié)圓直徑，但是不是必須相同。元件604、606是無(wú)磁的，可以由任意上述材料形成。

為清晰起見，圖6B描述了圖6A所示滾動(dòng)件軸承600的爆炸圖。和上述實(shí)施方式類似，多個(gè)球形開口603和605在細(xì)節(jié)上部分地由元件604和606形成。如圖所示，元件604具有在圓周610的平面中形成的向下打開的多個(gè)半球形開口608，以及在圓周614的平面中形成的也向下打開的相同的多個(gè)半球形開口612，圓周614的平面和圓周610的平面隔開。

和元件604類似，元件606具有在圓周618的平面中形成的多個(gè)半球形開口616和在圓周622的平面中形成的多個(gè)半球形開口620。元件606是顛倒的元件604，因此半球形開口608和612向上打開并旋轉(zhuǎn)，從而半球形開口616和620與元件604的半球形開口608和612對(duì)齊。

如圖6B所示，球形滾動(dòng)件302可以設(shè)置在向上的半球形開口616和620中。元件604和606可以形成接合，因此半球形開口608和616形成球形開口603，半球形開口612和620形成球形開口605。球形滾動(dòng)件302被捕獲為在球形開口603、605中自由旋轉(zhuǎn)。

元件606、606可以通過任何已知的方式例如膠合、焊接、熱熔等連接在一起。

如上述實(shí)施方式中描述的那樣裝配保持架100、602，其中球形滾動(dòng)件302被捕獲為在開口104、114或603、605內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，由此形成圖3和6所示的滾動(dòng)件軸承300或600，所述滾動(dòng)件軸承適于在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電磁螺線管中使用。

圖7描述了電磁螺線管即螺線管700的非限制性實(shí)施方式，螺線管700包括根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的滾動(dòng)件軸承300、600。為清晰起見，以簡(jiǎn)化、概略的方式顯示螺線管700。

螺線管700包括彼此對(duì)齊并以軸向隔開的關(guān)系設(shè)置在外殼702內(nèi)的導(dǎo)磁套704和極片706。極片706具有鄰近導(dǎo)磁套704的第一端708，該第一端708包括凹陷部710。極片706包括穿過極片706的長(zhǎng)度的軸向孔712。如圖所示，軸向孔712包括具有第一直徑的第一部分714和直徑比第一部分714大的第二部分716。在第一部分714和第二部分716會(huì)合的區(qū)域中形成臺(tái)肩(ledge)718。

電樞720設(shè)置并且支撐為在導(dǎo)磁套704內(nèi)軸向移動(dòng)。如圖所示，電樞720的一部分可以在電樞720的軸向移動(dòng)中的一個(gè)點(diǎn)上延伸超出導(dǎo)磁套704。至少電樞720的端部722的尺寸形成為部分地容納在極片706中的凹陷部710內(nèi)。

無(wú)磁的銷即銷724通過例如壓入配合或其他機(jī)械連接方式連接于至少電樞722的端部722，從而與電樞720一起軸向移動(dòng)。銷724延伸超出電樞722的端部720，進(jìn)入并穿過極片706的長(zhǎng)度。滾動(dòng)件軸承300、600設(shè)置為在第二部分716中的軸向孔712內(nèi)自由地軸向和徑向移動(dòng)，并接收和支撐銷724的部分。如上所述，球形滾動(dòng)件302的第二部分310從保持架100、602的內(nèi)壁103徑向向內(nèi)延伸。銷724抵靠在第二部分310上的至少一些球形滾動(dòng)件302上。

軸承止擋件726設(shè)置在鄰近電樞720的第二部分716的端部，軸承止擋件726至少部分設(shè)置在第二部分716內(nèi)。軸承止擋件726的第一端728為滾動(dòng)件軸承300、600在第二部分716內(nèi)的軸向移動(dòng)提供第一限制。臺(tái)肩718為滾動(dòng)件軸承300、600的軸向位移提供第二限制。相應(yīng)地，滾動(dòng)件軸承300、600的自由移動(dòng)受軸承止擋件726的第一端728以及臺(tái)肩718限制。

當(dāng)電樞720在導(dǎo)磁套704內(nèi)軸向移動(dòng)并且至少部分容納在極片706的凹陷部710內(nèi)時(shí)，銷724以相應(yīng)的量移動(dòng)。由于銷724支撐在球形滾動(dòng)件302上，當(dāng)銷724移動(dòng)時(shí)，球形滾動(dòng)件302和銷724一起滾動(dòng)。由于球形滾動(dòng)件302被捕獲在球形第一開口104和球形第二開口114內(nèi)，滾動(dòng)件軸承300、600也在第二部分716內(nèi)移動(dòng)。

通過設(shè)置在凹陷部710中的軸承止擋件726的第二端730，限制電樞720沿著第一方向(朝著極片706)的軸向移動(dòng)。第二端730為電樞720提供物理止擋，并且防止電樞720接觸極片(“閂鎖(latching)”)。通過導(dǎo)磁套704的與極片706相反的一端上的端蓋(未顯示)，限制電樞720沿著與第一方向相反的第二方向的軸向位移。

圖8描述了電磁螺線管即螺線管800的非限制性實(shí)施方式，螺線管800包括螺線管700的許多特征。螺線管800包括設(shè)置在電樞720的后側(cè)802上的滾動(dòng)件軸承806，滾動(dòng)件軸承806位于導(dǎo)磁套704的較大直徑部分和電樞720之間的開口804中。滾動(dòng)件軸承806可以為與滾動(dòng)件軸承300或600類似的結(jié)構(gòu)。滾動(dòng)件軸承806具有適于容納電樞720的內(nèi)徑和適于裝配在開口804內(nèi)的外徑。

根據(jù)觀察，滾動(dòng)件軸承806為在線性移動(dòng)中的電樞720的后側(cè)802提供引導(dǎo)，并且大體上減少螺線管800中的摩擦。

根據(jù)發(fā)明人觀察，通過將多個(gè)球形滾動(dòng)件放置在設(shè)置于平行平面中的開口中，并且使開口在相鄰平面中徑向偏移，可以實(shí)質(zhì)上減小滾動(dòng)件軸承在極片中傾翻的傾向。根據(jù)觀察，軸承的傾翻會(huì)引起銷和極片之間的接觸，并可能將球形滾動(dòng)件和銷結(jié)合在一起。不管哪種情況，都會(huì)增加對(duì)電樞軸向移動(dòng)的阻力。

因此，本發(fā)明提供了一種用于電磁螺線管的保持架、使用該保持架的軸承以及使用該軸承的電磁螺線管。本發(fā)明的軸承可以有利地減少摩擦，并增加螺線管對(duì)污染的穩(wěn)健性。