专利名称：电螺线管中的湿气排放膜的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及一种机电一体化系统，更具体地是涉及一种适合于同一个机械电子的螺线管共同使用的排气装置。在一个例子中，本发明的方法和系统可以用来将螺线管内部的污染物消除，比如水蒸气和其它大气气体，并且因此防止污染物在螺线管内表面上冷凝。
背景技术：
在很多应用中都使用了机械电子的螺线管。螺线管是一个感应器，通常由圆柱形或环形的线圈缠绕的一个芯体构成。芯体在通过线圈的电流所产生的磁场作用下发生轴向位移。芯体被牵入一个位置，在这个位置磁力可以完全流过芯体，与空气反向。螺线管一般用于引起一个附属装置的线性动作。螺线管广泛用于火花点火和压缩点火发动机的起动马达，起动马达可以用于例如机动车辆、物料输送、海运、发电机和草坪/绿地装置。
因为其结构和操作，螺线管由于外部污染物的进入而容易出故障。此外，像水蒸气和其它大气气体那样的内部污染物如果积聚起来也能不利地影响螺线管的操作。例如，凝结在螺线管内表面上的水能够导致内部螺线管元件的氧化。凝结也能造成在内部元件上形成冰。螺线管结构必须因此能提供足够的保护，在使内部污染物积聚最小化的同时保护不让外部污染物进入。
为了应付污染物的不利影响，传统的螺线管通常包括在界面元件周围的气隙。此外，传统的螺线管有时候包括夹物模压到螺线管元件外壁内的小直径排水管和金属网排气口。喷射模制用于防止液体进入排气口周围，并且还防止排气口脱位。
传统的螺线管结构在几个方面上存在不足。典型的螺线管结构不能为内部水蒸气排出提供有效而柔性的装置。排水管例如能使螺线管容易进入外部污染物。排水管还有一些限制，它们经常仅仅在设置于螺线管底部的时候才有效。而且，传统结构不能提供对蒸气传递比和外部污染物进入阻抗的有效控制。此外，夹物模压在成本上受到限制，并且仅仅适合于有限的排气口材料。
背景技术：
根据本发明的制造方法、系统和物件可以消除一个或多个上面的和/或其它问题。本发明的实施例可以通过允许内部污染物排出螺线管而改进螺线管。本发明的实施例可以提供一个排气口，所述排气口允许水蒸气排出螺线管，并且还防止外部污染物进入所述排气口周围。
根据本发明，一个排气装置可以与一个机械电子的螺线管一起使用。所述排气装置可以包括一个具有一开口的垫圈，所述开口与所述螺线管的一个盖上的一个排气开口对齐。所述垫圈可以通过在所述盖上的一个沉孔与所述螺线管相连。所述排气装置还可以包括一个排气口支撑，所述支撑可以包括多个支撑分部。一个排气口膜可以介于所述垫圈和所述排气口支撑之间，使得污染物能够通过所述垫圈的所述开口从所述螺线管内部渗透到外部环境空气中。
根据本发明，所述排气口支撑可以支撑所述排气口膜，并且当与所述螺线管相连的时候还给所述排气口膜提供内部的空气流通。所述排气口支撑可以包括多个排气口支撑分部，所述支撑分部的形状使得它们共同为所述排气口膜形成一个边缘，并且提供了空气流通。此外，所述排气口支撑可以包括一个可变直径的支撑，具有多个可移动的支撑分部。所述可变直径排气口支撑可以从一个第一直径变化到一个第二直径，所述第一直径大于所述垫圈内径并且大于所述沉孔的内径，所述垫圈放置在所述沉孔内，所述第二直径小于所述垫圈的所述内径。
前面的背景技术和发明简介并不是为了包含全部，而是用于帮助普通技术人员理解根据所附权利要求的本发明的随后的实施例。此外，前面的背景技术和发明简介并不是用于对所要求保护的本发明提供任何不受约束的限制。
附图展示了根据本发明的实施例的特征，附图与相应的文字描述一起帮助解释本发明的原理。附图中图1阐释了根据本发明的一个典型螺线管组件；图2阐释了根据本发明的一个典型排气装置；图3阐释了根据本发明的一个典型排气装置的横截面视图；图4阐释了根据本发明的一个典型配合盖的横截面视图；图5阐释了根据本发明的一个排气装置的某些特征；图6阐释了适合于本发明的一个典型系统；以及图7是一个流程图，阐释了根据本发明的一个典型方法。
具体实施例方式
随后的描述参考了附图，其中如果没有相反的表示，那么在不同附图中同样的数字代表了类似的元件。随后描述中提出的实施例并不代表所有与本发明权利要求一致的实施例。实际上，它们仅仅是本发明的系统和方法的一些例子。在没有背离本发明范围的情况下，其它实施例也可以使用，并且也可以有结构上的和方法上的变化。
图1是根据本发明的一个典型螺线管组件100的示意图。螺线管组件100可以包括一个螺线管110和一个排气装置150。当与螺线管110相连的时候，排气装置150可以允许内部污染物(例如水蒸气)排出螺线管110。同时防止外部污染物进入螺线管110。
螺线管110可以包括固定在一个壳体120上的一个或多个接线端或触点(例如接线端112、114和116)。这些接线端例如可以提供到电机、电压电源和开关的电连接点。壳体120可以为螺线管110提供一个框架，并且可以由不同材料制成，比如经加工的黄铜、青铜、热塑塑料、不锈钢、镀镍黄铜和镀镍青铜。在壳体120内部，螺线管110可以包括一个或多个励磁线圈(例如吸入线圈(pull-in coil)130和吸出线圈(hold-in coil)135)。这些线圈可以包括现有技术已知的任何电导材料。螺线管110也可以包括设置在一个圆柱的或环形套筒145内的一个电枢或柱塞140，当线圈被激励的时候电枢或柱塞移动。柱塞140的结构可以与螺线管一起使用的一个特定的装置相啮合，例如一个起动装置。柱塞140可以包括已知技术中的任何合适的铁磁材料。柱塞140和套筒145的结构可以使得在这两个元件之间的摩擦最小。在一个例子中，能够用于套筒145和柱塞140的填充有尼龙和黄铜的玻璃可以涂上金属镀层(例如镍)。螺线管110还可以包括一个配合盖160。配合盖160还可以包括一个与排气装置150相对应的排气开口170。与本发明相一致，配合盖160可以将排气装置150紧固到螺线管110上。对于本发明来讲，在螺线管110内的元件的数量并不是至关重要的，元件排列的数量的其它变化也是可能的。而且，螺线管110可以缺少某些所示的元件和/或包括附加的或者变化的现有技术中的元件，比如多种密封件、弹簧、阀、销等等。此外，螺线管和相关的起动马达可以如图6那样被传统地排列，或者成为同轴组件，这种布置的一个例子在美国专利6,633,099中公开。
排气装置150允许内部污染物(例如水蒸气)从螺线管110排出。排出装置150还可以防止没有使用夹物模压的情况下外部污染物进入排气装置150附近的螺线管110。图2展示了根据本发明的排气装置150的一个典型实施例。在所示实施例中，排气装置150可以包括一个排气口210、一个垫圈220以及一个支撑230。图3展示了排气装置150的横截面视图。排气装置150的特殊形状和尺寸可以根据其所使用的场合的需要来选择。作为一个例子，排气装置150长度可以是14.9mm，直径是12.0mm。
排气口210可以指一个膜，水蒸气和其它大气可以通过这个膜渗透过去。根据本发明，排气口210可以用作一个过滤器，以允许内部污染物排出螺线管110。排气口210可以包括由像金属纤维那样的合适材料构成的一个微孔膜。举个例子，排气口210可以由Porvair公共股份有限公司提供的烧结金属纤维制成。排气口210的特殊材料、物理尺寸和形状以及气孔尺寸可以根据特定应用中期望的蒸气传递率和液体进入阻抗来选择。在一个特定结构中，排气口210可以是圆形的，直径为9.87mm，厚度为0.34mm。此外，排气口210可以维持例如最小5公升/分钟和最大25公升/分钟的空气流动率，其具有在整个排气口不相同的25英寸水压(6.22KPa)。排气口210的结构还可以支撑例如一个20英寸(508mm)垂直水柱的静态压力15分钟，而不会通过排气口210或者在排气口210周围发生泄漏。根据本发明，排气口210可以被插入垫圈220和支撑230之间。
垫圈220可以用于排气口210并且还防止外部污染物(例如液态水)进入螺线管110。在某些实施例中，垫圈220可以由热塑性弹性(TPE)材料制成。然而，垫圈220的特殊材料和物理尺寸可以根据排气口210和其它应用的需要来选择。这些需要包括压缩和密封特性、形状保持特性耐裂性、摩擦系数等等。在一个实施例中，垫圈220可以是圆形的，且由Santoprene橡胶制成，其直径为12.0mm，厚度为1.85mm。
如图2所示，垫圈220可以包括在其中间的一个开口，该开口与螺线管110的配合盖160中的排气开口170对齐。这个开口为水蒸气和其它大气提供了从螺线管排出(通过排气口210)到达外部周围空气的一个通道。根据本发明，垫圈220可以将排气装置150紧固到螺线管110的配合盖160上。
图4展示了配合盖160的一个典型实施例的横截面视图。在所示实施例中，配合盖160的排气开口170包括一个沉孔410。排气开口170与垫圈220的中心上的开口对齐，并且其形状可以与垫圈220相对应。排气开口170中的沉孔410可以容纳垫圈220，将排气装置150紧固到螺线管110内部。根据本发明，沉孔410和垫圈220的逆向于排气开口170内部的压缩防止了在没有使用喷射模制的情况下外部污染物进入排气装置150的排气口210附近的螺线管110。
回头参考图2和图3，排气装置150的支撑230可以为排气口210提供支撑或提供一个边缘，并且为排气装置150提供全部的结构完整性。支撑230可以由热塑性材料制成，然而，根据实施和应用的需要其它合适的材料也可以使用。根据本发明，支撑230直径可以变化。如图5所示，支撑230可以包括三个可移动的或柔性的指部(510、512和514)，指部可以改变支撑230的直径。这些指部沿着整个支撑230距离中线可以等距。在一个实施例中，指部510、512和514可以被弹性加载。指部510、512和514可以如此排列，在一个放松位置，指部510、512和514的每个相邻端之间存在一个小的(例如2-3mm)间隙(511、513和515)。三个指部每个的端部与从支撑230的中心到其周围而形成的一条线都可以没有角度。指部510、512和514的顶部可以形成一个边缘来支撑排气口210。此外，指部510、512和514的内部可以包括一个或多个突起530，突起530可以防止排气口210在螺线管110中安装以前通过支撑230的内径下落。
支撑230的可变直径可以提供几个好处。例如，可以消除当一个固定直径的支撑被压入垫圈220的内径中的时候垫圈220的壁塌陷的潜在的问题。而且，由指部510、512和514施加到垫圈220上的向外的张力可以在运输和处理期间以及插入螺线管之前将垫圈220保持就位。而且，向外的张力可以用于将排气装置150设置在配合盖160中，并且将其保持就位，直到配合盖160可以组装到螺线管110内部。此外，支撑230的结构可以使得指部510、512和514的开口或者放松位置可以大于配合盖160中的沉孔412的内径。这能保证在垫圈220没有正确地就位时排气装置150不会插入配合盖160中。
支撑230的指部并不限于所示的“T”形，而且支撑230可以包括比所示数量的指部更多或更少的指部。根据本发明，其它适当的柔性支撑结构也可以使用。而且，在不脱离本发明范围的情况下也可以使用其它适当的没有支撑230的可变直径结构的刚性支撑结构。
排气装置150是解释性的而不是为了限制。尽管所示为圆形和圆柱形，排气口210、垫圈220和支撑230的形状和尺寸可以根据特定应用来改变。此外，垫圈220和支撑230可以由同样的材料制成，并且甚至可以是一个元件。
图6是根据本发明的一个典型系统600。系统600可以是例如任何机电系统，其中一个螺线管被用于线性执行机构。非限制性的例子包括机动车辆、物料输送、航海、发电机和草坪/绿地系统及子系统。在所示例子中，系统600可以包括一个发动机610、一个电源620和一个起动装置630。所示元件可以通过电荷输送介质的任何结合来连接。根据本发明，在系统600中的元件的数量并不限于所示的数量，元件排列的其它可变数量也是可能的。而且，根据实际情况，系统600的元件可以缺少某些所示元件，或者包括或连接有未示出的附加的或改变的元件。
举个例子，发动机610可以包括适合于在机动车辆、物料输送设备、海运船只、发电机、草坪/绿地设备等中使用的一个火花点火(例如气体燃烧)或压缩点火(例如柴油燃烧)内燃机。电源620可以包括能够储存和/或产生电能的任何机构。电源620可以包括例如一个或多个串连的化学电池以产生一个直流电压和/或一个超电容。电源620可以提供能与起动器630的需要相适合的电压，例如12V。起动器630可以包括能够通过机械力(例如，旋转运动)来起动发动机610的任何装置、机构或机械。在一个结构中，起动器630可以包括一个传统的火花点火或压缩点火起动马达640以及一个螺线管650。如上面所提到的，螺线管650和相关的起动马达640可以如图6所示被传统排列或者被同轴排列，一个例子在美国专利6,633,099中公开。
螺线管650可以与上面描述的结合图1的螺线管110一样。在操作中，激励线圈可以引起螺线管650中的一个柱塞(未示出)方向转换，这引起一个可移动的接触，以与连接于电源630和起动马达640的固定的电接触相接合。这个柱塞移动可以引起一个小齿轮660与一个发动机调速轮670相啮合。
根据本发明，排气装置150可以与螺线管650相连。排气装置150可以允许内部污染物排出螺线管650，同时防止外部污染物进入排气装置150附近的螺线管650。排气装置150在没有使用喷射模制的情况下可以提供这些特征。
图7是一个流程图，解释了用于装配和安装根据本发明的排气装置150的一个典型方法。在装配之前，排气装置150的支撑230可以在一个放松位置，指部510、512和514被弹性撑开。装配方法700的开始可以是沿着其轴线对支撑230施压(步骤710)(例如挤压)从而使指部510、512和514靠近在一起或者接触。此时支撑230顶部的外径小于垫圈220的内径。排气口210然后可以被放置在垫圈220中(步骤720)。一旦排气口210被放置在垫圈中，支撑230就插入垫圈220内，并且指部510、512和514上的张力被释放(步骤730)。由指部510、512和514形成的支撑230的外径将因为张力释放而弹性外张，以将垫圈220和排气口210紧固地保持在合适位置。
一旦被装配，排气装置150就可以容纳在螺线管110或650的配合盖160中(步骤740)。如上面解释的，指部的内部上的突起(141)可以防止排气口210在被紧固到配合盖160中之前通过支撑230的内径下落。如上面解释的，支撑指部的打开或放松位置可以大于配合盖160中的沉孔410的内径，以保证排气装置150不会插入没有垫圈220的配合盖160中。在排气装置容纳在配合盖160中以后，配合盖可以装配进螺线管110内(步骤750)。
图7是根据本发明的一个典型实施例。图7中描述的事件顺序是解释性的，不是为了限制。其它步骤可以使用，即使是图7中描述的方法，事件的特定顺序也可以在不脱离本发明范围的情况下做出改变。而且，在方法700中某些步骤可以不用而附加步骤可以使用。此外，应该明白，在不脱离本发明范围的情况下图7的步骤可以重复和/或修改。
前面描述的根据本发明的可能的实施例并不表示所有这种实施例或者所描述实施例的所有变化。只是几个实施例的描述不应该排除其它实施例。技术人员应该明白如何根据所附的权利要求使用不脱离本发明范围的等价物和变化来以多种方式实施本发明。而且，除非有与前面描述相反的指示，在实施例中描述的元件没有一个是对本发明来讲必不可少的。
权利要求
1.一种螺线管组件，包括一个壳体，其包括一个电导体，所述电导体缠绕在一个可移动芯体周围；连接于所述壳体的一个配合盖，包括一个排气开口和一个沉孔；以及一个排气装置，用于允许内部污染物排出所述壳体，所述排气装置包括一个具有一开口的垫圈，所述开口与所述排气开口对齐，并且所述垫圈容纳在所述配合盖的所述沉孔中；包括多个支撑分部的一个排气口支撑；以及一个排气口膜，介于所述垫圈和所述排气口支撑之间，使得污染物能够通过所述垫圈的所述开口从所述壳体内部渗透到外部环境空气中，其中所述排气口支撑分部的形状使得这些支撑分部共同为所述排气口膜形成一个边缘，并且为所述排气口膜提供了空气流通。
2.如权利要求1所述的螺线管组件，其中所述垫圈包括一个圆形橡胶垫圈。
3.如权利要求1所述的螺线管组件，其中所述排气口膜包括一个微孔排气膜。
4.如权利要求1所述的螺线管组件，其中所述排气口支撑的所述支撑分部是“T”形的。
5.如权利要求1所述的螺线管组件，其中所述排气口支撑是圆柱形的，并且所述支撑分部由于沿着所述排气口支撑的中线的压缩而弯曲，以提供一个可变的直径。
6.如权利要求5所述的螺线管组件，其中所述可变直径从一个第一直径变化到一个第二直径，所述第一直径大于所述垫圈内径并且大于所述沉孔的内径，所述第二直径小于所述垫圈的所述内径。
7.如权利要求1所述的螺线管组件，其中所述排气装置的所述垫圈容纳在所述配合盖的所述沉孔中，使得外部污染物不能进入所述排气口膜附近的所述螺线管壳体内。
8.如权利要求7所述的螺线管组件，其中所述排气装置的所述垫圈在没有使用喷射模制的情况下容纳在所述配合盖的所述沉孔中，使得外部污染物不能进入所述排气口膜附近的所述螺线管壳体内。
9.同一机械电子的螺线管一起使用的一种排气装置，包括一个具有一开口的垫圈，所述开口与在所述螺线管的一个盖上的一个排气开口对齐，其中所述垫圈通过所述盖上的一个沉孔与所述螺线管相连；包括多个支撑分部的一个排气口支撑；以及一个排气口膜，介于所述垫圈和所述排气口支撑之间，使得污染物能够通过所述垫圈的所述开口从所述壳体内部渗透到外部环境空气中，其中所述排气口支撑分部的形状使得它们共同为所述排气口膜形成一个边缘，并且为所述排气口膜提供了空气流通。
10.如权利要求9所述的排气装置，其中所述垫圈包括一个圆形橡胶垫圈。
11.如权利要求9所述的排气装置，其中所述排气口膜包括一个微孔排气膜。
12.如权利要求9所述的排气装置，其中所述排气口支撑的所述支撑分部是“T”形的。
13.如权利要求9所述的排气装置，其中所述排气口支撑包括一个可变直径的排气口支撑。
14.如权利要求13所述的排气装置，其中所述排气口支撑的所述支撑分部由于沿着所述排气口支撑的中线的压缩而弯曲，以提供一个可变的直径。
15.如权利要求13所述的排气装置，其中所述可变直径排气口支撑从一个第一直径变化到一个第二直径，所述第一直径大于所述垫圈内径并且大于所述沉孔的内径，所述第二直径小于所述垫圈的所述内径。
16.如权利要求9所述的排气装置，其中所述排气装置的所述垫圈容纳在所述配合盖的所述沉孔中，使得外部污染物不能进入所述排气口膜附近的所述螺线管壳体内。
17.如权利要求16所述的排气装置，其中所述排气装置的所述垫圈在没有使用喷射模制的情况下容纳在所述配合盖的所述沉孔中，使得外部污染物不能进入所述排气口膜附近的所述螺线管壳体内。
18.一种排气装置，包括排气装置，用于允许污染物从一个螺线管内部渗透到外部环境空气中；密封装置，用于将所述排气装置紧固到所述螺线管上，并且防止外部污染物进入所述排气装置周围的所述螺线管内；以及支撑装置，用于支撑所述排气装置，并且当与所述螺线管相连的时候为所述排气装置提供空气流通。
19.如权利要求18所述的排气装置，进一步包括用于改变所述支撑装置直径的装置。
20.如权利要求19所述的排气装置，其中所述改变装置包括多个可移动的支撑装置。
21.如权利要求19所述的排气装置，其中所述改变装置将所述直径从一个第一直径变化到一个第二直径，所述第一直径大于所述密封装置的内径并且大于一个沉孔的内径，所述密封装置放置在所述沉孔内，所述第二直径小于所述密封装置的所述内径。
全文摘要
用于将内部污染物从一个螺线管排出的排气装置。所述排气装置包括介于一个垫圈和一个支撑之间的一个排气口膜。所述支撑可以具有一个可变的直径。排气装置通过螺线管的一个配合盖与所述螺线管相连，排气装置包括一个排气开口，排气开口与垫圈的开口对齐，并且装置包括一个容纳垫圈的沉孔。排气装置允许污染物通过排气口膜从螺线管排出。排气装置也防止了在没有使用喷射模制的情况下污染物进入排气口膜周围的螺线管。
文档编号H02K5/10GK1741356SQ20051008945
公开日2006年3月1日 申请日期2005年8月11日 优先权日2004年8月19日
发明者理查德·拉里莫尔, 詹姆斯·吉勒特, D·J·帕克 申请人:雷米公司