(57)【要約】【課題】固定鉄心とコイル部との間のシール性を確保しつつコイル巻外径に合わせたスリム化を行える電磁アクチュエータを提供する。【解決手段】固定鉄心１２の外周外側に、可動鉄心１５の筒状部１５ａがその軸方向に沿って移動可能に設けられ、筒状部１５ａの外周外側にコイル部１６が設けられ、固定鉄心１２が、筒状部１５ａの端部から突出する突出部１２ｂを有し、突出部１２ｂとコイル部１６との間に環状のシール部材１８が設けられているので、突出部１２ｂと、コイル部１６との間に筒状部１５ａの肉厚の分だけの隙間が設けられる。したがって、この隙間において、突出部１２ｂとコイル部１６との間に環状のシール部材が設けられることによって、固定鉄心１２とコイル部１６との間のシール性を確保しつつ、コイル巻外径に合わせたスリム化を行える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定鉄心の外周外側に、筒状部を有する可動鉄心の前記筒状部がその軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記筒状部の外周外側にコイル部が設けられた電磁アクチュエータにおいて、
前記固定鉄心は、前記筒状部の端部から突出する突出部を有し、
この突出部と前記コイル部との間に環状のシール部材が設けられていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記突出部には前記筒状部の軸と直交する鍔状部が形成され、
この鍔状部と前記コイル部の端面との間に前記シール部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記固定鉄心に対して、その軸線方向に所定のギャップを介して対向して配置された他の固定鉄心を備え、
前記可動鉄心は、前記固定鉄心の外周外側に設けられた前記筒状部と、前記ギャップを横切るようにして設けられて、前記筒状部の底を構成する底部とを有し、
前記他の固定鉄心の外周面と前記コイル部の内周面との間に他のシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載に電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドでシャフトを往復動作させて各種の部材を駆動するために用いる電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアソレノイド等の電磁アクチュエータは、ソレノイドコイルによって形成される磁路に沿って配置された固定鉄心と可動鉄心との間に働く電磁力を吸引力として利用している。
一般的なリニアソレノイドの構造は、可動鉄心の外周外側に固定鉄心を備えた構成となっている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
図４は、従来のリニアソレノイドの一例を示す断面図である。このリニアソレノイドは、軸線方向に所定のギャップを介して対向配置された２つの固定鉄心１，２の内側に、可動鉄心３がその軸方向に沿って移動可能に設けられ、固定鉄心１，２の外側にコイル部５が設けられた構造となっている。
【０００４】
コイル部５は、ボビン５ａとこのボビン５ａに巻き付けられたコイル５ｂとを備えており、コイル部５のボビン５ａと固定鉄心１，２との間に環状のシール部材（Оリング）４ａ，４ｂが設けられている。
第１の固定鉄心１に設けられた鍔状部１ａとボビン５ａの下端のフランジ５ｃとの間にシール部材４ａが設けられ、第２の固定鉄心２の上端部外周面と、ボビン５ａの上端部内周面との間にシール部材４ｂが設けられている。シール部材４ａは平面シールとなっており、シール部材４ｂは径シールとなっている。
なお、図４においては、軸線Оより左側は可動鉄心３が固定鉄心１に吸引されて固定鉄心１側に移動した状態、軸線Оより右側は可動鉄心３が固定鉄心２側に位置している状態を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２７５８４１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、大きな吸引力を必要とせず、コイル巻き数が少ない電磁アクチュエータの場合、平面シール側のシール部材（Оリング）４ａの配置スペースが必要となり、コイル巻外径に合わせたスリム化ができないことがある。
すなわちまず、固定鉄心１の鍔状部１ａとボビン５ａのフランジ５ｃとの間をシール部材４ａで確実にシールするためには、所定サイズ（所定の直径および所定の太さ）のシール部材（Оリング）を必要とする。
【０００７】
一方、コイル巻き数が少なくなると、それを巻き付けるボビン５ａの径を小さくすることができる。つまり、図５において、破線で示すように、ボビン５ａの下端のフランジ５ｃの外径を小さくすることができる。
しかし、フランジ５ｃの外径を小さくすると、所定サイズのシール部材４ａの一部がフランジ５ｃからはみ出してシール性を十分に確保できないので、フランジ５ｃの外径、つまりボビン５ａの外径を小さくすることができない。
【０００８】
このように、コイル巻き数が少なくなっても、ボビン５ａの外径を小さくすることができないため、コイルの巻き数に合わせた径の縮小化、つまりコイル巻外径に合わせたスリム化ができないことがあった。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、固定鉄心とコイル部との間のシール性を確保しつつコイル巻外径に合わせたスリム化を行える電磁アクチュエータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は、固定鉄心の外周外側に、筒状部を有する可動鉄心の前記筒状部がその軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記筒状部の外周外側にコイル部が設けられた電磁アクチュエータにおいて、
前記固定鉄心は、前記筒状部の端部から突出する突出部を有し、
この突出部と前記コイル部との間に環状のシール部材が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、筒状部の端部から突出する突出部と、コイル部との間には径方向において、少なくとも筒状部の肉厚の分だけの隙間が設けられる。したがって、この隙間において、突出部とコイル部との間に環状のシール部材が設けられることによって、ボビンの外径を大きくしなくても、固定鉄心とコイル部との間のシール性を確保できる。したがって、固定鉄心とコイル部との間のシール性を確保しつつ、コイル巻外径に合わせたスリム化を行える。
【００１２】
本発明の前記構成において、前記突出部に前記筒状部の軸と直交する鍔状部が形成され、この鍔状部と前記コイル部の端面との間に前記シール部材が設けられているのが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、鍔状部とコイル部の端面との間にシール部材が設けられているので、このシール部材によって固定鉄心とコイル部との間の平面シールを確実に行うことができる。
【００１４】
また、本発明の前記構成において、前記固定鉄心に対して、その軸線方向に所定のギャップを介して対向して配置された他の固定鉄心を備え、
前記可動鉄心は、前記固定鉄心の外周外側に設けられた前記筒状部と、前記ギャップを横切るようにして設けられて、前記筒状部の底を構成する底部とを有し、
前記他の固定鉄心の外周面と前記コイル部の内周面との間に他のシール部材が設けられていてもよい。
【００１５】
このような構成によれば、２つの固定鉄心の間のギャップを可動鉄心の底部が横切るように構成されているので、ギャップを通過する磁束が他へ漏れることなく、底部を通過して電磁力を発生させることになり、吸引力発生効率が向上し、大きな吸引力を得ることができる。また、２つの固定鉄心が底部に互いに反対側から面することになり、互いの干渉を排して広い受け渡し面を確保でき、その点からも吸引力発生効率が向上する。
また、他の固定鉄心の外周面と前記コイル部の内周面との間に他のシール部材が設けられているので、このシール部材によって他の固定鉄心とコイル部との間の径シールを確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、固定鉄心が、可動鉄心の筒状部の端部から突出する突出部を有し、この突出部とコイル部との間に環状のシール部材が設けられているので、固定鉄心とコイル部との間のシール性を確保しつつコイル巻外径に合わせたスリム化を行える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るアクチュエータを示すもので、その断面図である。
【図２】同、アクチュエータの要部を示す概略図である。
【図３】同、コイルの巻き数が少ない場合のアクチュエータの要部を示す概略図である。
【図４】従来のアクチュエータの一例を示すもので、その断面図である。
【図５】図４におけるＸ円部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータを示す断面図である。この電磁アクチュエータは、例えば、ディーゼル内燃機関の燃料レバーを停止方向に作動させ、機関を自動停止させるために、または４輪のマニュアルトランスミッション車においてリバースセレクトロックを自動的に行なわせるために用いられるものである。
【００１９】
この電磁アクチュエータは、軸線Ｏの方向に所定のギャップＧを介して対向配置された第１の固定鉄心（請求項３における他の固定鉄心）１１および第２の固定鉄心（請求項１における固定鉄心）１２とを備えている。
第２の固定鉄心１２の外周外側には、筒状部１５ａを有する可動鉄心１５がその軸方向に沿って移動可能に設けられている。また、筒状部１５ａの外周外側と第１の固定鉄心１１の外周外側に、コイル部１６が設けられている。
【００２０】
なお、図１においては、軸線Оより左側は可動鉄心１５が固定鉄心１１に吸引されて固定鉄心１１側に移動した状態、軸線Оより右側は可動鉄心１５が固定鉄心１２側に位置している状態を示している。
【００２１】
コイル部１６は、２つの固定鉄心１１，１２および可動鉄心１５に磁界を及ぼしてこれらに磁路を形成し、可動鉄心１５を軸線Ｏに沿って移動させるものであり、ボビン１６ａと、このボビン１６ａに巻き付けられたコイル１６ｂとを備えている。
これらの各部材（固定鉄心１１，１２、可動鉄心１５、コイル部１６）は基本的に回転対称に、すなわち断面が円形状に形成され、円筒形のハウジング３０の中に収容されている。
【００２２】
２つの固定鉄心１１，１２はそれぞれ上下の端面側に鍔状部２１，２２を有しており、コイル部１６によって発生した磁界をこの鍔状部２１，２２を経由して誘導し、ギャップＧに密度の高い磁束を形成する。コイル部１６のコイル１６ｂに通電すると２つの固定鉄心１１，１２から可動鉄心１５に対してそれぞれ吸引力が発生するが、後述するように、第１の固定鉄心１１の吸引力の方が大きいので、通電時には可動鉄心１５は第１の固定鉄心１１に向けて移動する。つまり、第１の固定鉄心１１は主に吸引作用を行うものであり、第２の固定鉄心１２は磁束誘導作用を行なうものである。第１の固定鉄心１１には軸線Ｏに沿って貫通孔１１ａが形成され、この貫通孔１１ａに２つの軸受１７，１７を介してシャフト２０が移動自在に設置され、このシャフト２０の先端は可動鉄心１５に固定されている。第２の固定鉄心１２の外径は第１の固定鉄心１１のそれよりも小さくなっており、それによってコイル部１６の内面との間に、可動鉄心１５の筒状部１５ａを配置する空間が形成されている。
【００２３】
可動鉄心１５は、軸線Ｏ方向に沿って延びる筒状部１５ａと、ギャップＧを横切るように軸線Ｏに交差する方向に延びる底部１５ｂとから、カップ状（有底円筒状）に形成されており、筒状部１５ａが磁束誘導部を構成し、底部１５ｂが磁束作用部を構成している。
【００２４】
そして、底部１５ｂの中央に形成された貫通孔にシャフト２０の先端が挿入され、固定されている。筒状部（磁束誘導部）１５ａの内面は第２の固定鉄心１２の外面と小さい隙間をもって対面しており、第２の固定鉄心１２と可動鉄心１５の間の磁束の大部分がこれらの面にほぼ垂直な向き、すなわち、軸線Ｏに垂直な向きに沿ってここを通過することになる。したがって、第２の固定鉄心１２と可動鉄心１５の間では軸線Ｏ方向の力はほとんど発生しない。一方、第１の固定鉄心１１は可動鉄心５の底部（磁束作用部）１５ｂのみに面しており、ここに生成する磁束は軸線Ｏ方向成分を持つから、軸線Ｏ方向の吸引力が発生する。したがって、可動鉄心１５には、第１の固定鉄心１１に向かう吸引力が作用する。
【００２５】
なお、本実施の形態では、第１の固定鉄心１１のギャップＧ側の端面には、側面が開口部側に広がるテーパ面３１を有する凹部３２が形成されており、可動鉄心１５のこれに対向する部分である底部（磁束作用部）１５ｂはこの凹部３２に対応する形状に形成されている。すなわち、この例の磁束作用部１５ｂは、凹部３２のテーパ面３１に対応するテーパ面を持つ第１の作用部３４と、凹部３２の底面に対応する平面を持つ第２の作用部３５とを有している。このような構成により、可動鉄心１５の変位に対する軸線Ｏ方向の吸引力の変化を小さくして、ストロークの範囲での吸引力の変化を抑制し、リニアな吸引力特性を得ることができる。
【００２６】
前記第２の固定鉄心１２は、円柱状の固定鉄心本体１２ａの上端部に前記鍔状部２２を一体的に形成して構成されており、固定鉄心本体１２ａの上端部１２ｂが可動鉄心１５の筒状部１５ａの上端部から突出する突出部１２ｂを構成している。そして、この突出部１２ｂの上端に前記鍔状部２２が固定鉄心本体１２ａと同軸に形成されている。
【００２７】
前記固定鉄心１２の突出部１２ｂとコイル部１６のボビン１６ａとの間に、Ｏリングで構成された環状のシール部材１８が設けられている。
すなわち、ボビン１６ａの上端面には、シール部材１８を嵌め込むための凹部が形成されており、この凹部にシール部材１８が嵌め込まれている。シール部材１８の上半分は凹部から上方に突出しており、この突出したシール部材１８が前記鍔状部２２に密接している。このようにして、鍔状部２２とコイル部１６のボビン１６ａの端面との間にシール部材１８が設けられている。このシール部材１８は平面シールを構成している。
【００２８】
また、前記固定鉄心１１とコイル部１６との間に他のシール部材１９が設けられている。すなわち、コイル部１６のボビン１６ａの下端部内周面には、シール部材１９を嵌め込むための凹部が形成されており、この凹部にシール部材１９が嵌め込まれている。シール部材１９の内側半分は凹部から内方に突出しており、この突出したシール部材１９が固定鉄心１１の外周面と鍔状部２１に密接している。このようにして、固定鉄心１１の外周面とコイル部１６の内周面との間に他のシール部材１９が設けられている。この他のシール部材１９は径シールを構成している。
【００２９】
本実施の形態によれば、図２および図３に示すように、可動鉄心１５の筒状部１５ａの端部から突出する、固定鉄心１２の突出部１２ｂと、コイル部１６のボビン１６ａとの間には径方向において、少なくとも筒状部１５ａの肉厚の分だけの隙間Ｓが設けられる。
したがって、この隙間Ｓにおいて、突出部１２ｂとコイル部１６のボビン１６ａとの間に環状のシール部材１８が設けられることによって、ボビン１６ａの外径を大きくしなくても、固定鉄心１２とコイル部１６との間のシール性を確保できる。したがって、固定鉄心１２とコイル部１６との間のシール性を確保しつつ、コイル巻外径に合わせたスリム化を行える。つまり、図２に示すコイル部１６のコイル巻き数が、図３に示すように、少なくなった場合（コイル１６ｂの径方向の厚さが小さくなった場合）、それに合わせてボビン１６ａの径を小さくできるので、シール性を確保しつつコイル巻外径に合わせたスリム化を行える。
また、シール部材１８をコイル部１６の内径より内側に配置できるので、シール部材１８の径サイズを小さくでき、その分コスト低減を図ることができる。
【００３０】
また、固定鉄心１２の鍔状部２２とコイル部１６のボビン１６ａの端面との間にシール部材１８が設けられているので、このシール部材１８によって固定鉄心１２とコイル部１６との間の平面シールを確実に行うことができる。
さらに、固定鉄心１１の外周面とコイル部１６のボビン１６ａとの間にシール部材１９が設けられているので、このシール部材１９によって固定鉄心１１とコイル部１６との間の径シールを確実に行うことができる。
【００３１】
また、２つの固定鉄心１１，１２の間のギャップＧを可動鉄心１５の底部（磁束作用部）１５ｂが横切るように構成されているので、ギャップＧを通過する磁束が他へ漏れることなく、底部（磁束作用部）１５を通過して電磁力を発生させることになり、吸引力発生効率が向上し、大きな吸引力を得ることができる。また、２つの固定鉄心１１，１２が底部（磁束作用部）１５ｂに互いに反対側から面することになり、互いの干渉を排して広い受け渡し面を確保でき、その点からも吸引力発生効率が向上する。
【００３２】
なお、本実施の形態では、２つの固定鉄心１１，１２のうち、固定鉄心１２の外周外側に、筒状部を有する可動鉄心の前記筒状部がその軸方向に沿って移動可能に設けられた電磁アクチュエータを例にとって説明したが、本発明はこれに限ることなく、例えば１つの固定鉄心の外周外側に筒状の可動鉄心が軸方向に移動可能に設けられた電磁アクチュエータにも適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１１    第１の固定鉄心（他の固定鉄心）
１２    第２の固定鉄心（固定鉄心）
１５    可動鉄心
１５ａ  筒状部
１５ｂ  底部
１６    コイル部
１６ａ  ボビン
１６ｂ  コイル
１８    シール部材（平面シール）
１９    他のシール部材（径シール）
２２    鍔状部
【図１】
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【図２】
2014017282.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014017282.tif 000006
【図５】
2014017282.tif 000007