(57)【要約】  ソレノイドアクチュエータ（１００）は、コイル（２ａ，２ｂ）内に通されており、コイル（２ａ，２ｂ）の通電により軸方向に沿って直動自在な可動部（３ａ，３ｂ）と、可動部（３ａ，３ｂ）に対して軸をずらして配置されたピン（６ａ，６ｂ）と、可動部（３ａ，３ｂ）の先端部とピン（６ａ，６ｂ）の根元部とを接合する板状のジョイント（５ａ，５ｂ）とを備え、ジョイント（５ａ，５ｂ）に設けられた凹部（５１ａ，５１ｂ）とピン（６ａ，６ｂ）の周面部に設けられた溝部（６１ａ，６１ｂ）との係合により、ピン（６ａ，６ｂ）がジョイント（５ａ，５ｂ）に取り付けられている。
2017179100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル内に通されており、前記コイルの通電により軸方向に沿って直動自在な可動部と、
前記可動部に対して軸をずらして配置されたピンと、
前記可動部の先端部と前記ピンの根元部とを接合する板状のジョイントと、を備え、
前記ジョイントに設けられた凹部と前記ピンの周面部に設けられた溝部との係合により、前記ピンが前記ジョイントに取り付けられている
ことを特徴とするソレノイドアクチュエータ。
【請求項２】
前記可動部は、互いの軸の向きを揃えて並設された第１可動部と第２可動部とを有し、
前記ピンは、互いの軸の向きを揃えて並設された第１ピンと第２ピンとを有し、
前記ジョイントは、前記第１可動部と前記第１ピン間を接合する第１ジョイントと、前記第２可動部と前記第２ピン間を接合する第２ジョイントと、を有し、
前記第１ジョイントに設けられた前記凹部の深さは、前記第１ピンの前記溝部を設けた部位の直径よりも大きい値に設定されており、
前記第２ジョイントに設けられた前記凹部の深さは、前記第２ピンの前記溝部を設けた部位の直径よりも大きい値に設定されている
ことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項３】
前記ジョイントは、前記ピンを取り付ける部位の肉厚が前記可動部を取り付ける部位の肉厚よりも薄いことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項４】
前記可動部はボスに通されており、
前記ピンと前記ボス間の間隔が前記ジョイントと前記ボス間の間隔よりも小さい値に設定されている
ことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項５】
前記ピンは磁性体により構成されており、
前記ピンの根元部の端面部に設けられた凸部により、前記ピンと前記ボス間の間隔が前記ジョイントと前記ボス間の間隔よりも小さい値に設定されている
ことを特徴とする請求項４記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項６】
前記ピンはハウジングに通されており、
前記可動部の直動により、前記ピンに設けられた鍔部が前記ジョイントと前記ハウジング間に挟まれる
ことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項７】
前記可動部は、互いの軸の向きを揃えて並設された第１可動部と第２可動部とを有し、
前記ピンは、互いの軸の向きを揃えて並設された第１ピンと第２ピンとを有し、
前記ジョイントは、前記第１可動部と前記第１ピン間を接合する第１ジョイントと、前記第２可動部と前記第２ピン間を接合する第２ジョイントと、を有する
ことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動型のソレノイドアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用エンジンにおけるバルブ開閉用のカムの切り替え、いわゆる「カムシフト」にソレノイドアクチュエータが用いられている。カムシフト用のソレノイドアクチュエータは、直動自在な可動部を有し、当該可動部の先端部にピンが取り付けられている。カムシャフトの外周部にはカムロブが設けられており、カムロブにはカムと螺旋状の溝部が設けられている。ピンの先端部が螺旋状の溝部に嵌合した状態にてカムシャフトが回転することにより、カムロブが当該カムシャフトの軸方向に沿って移動し、各気筒のカムが切り替わるようになっている。【０００３】
カムシフト用のソレノイドアクチュエータには、互いに並設された一対の可動部を有する型式のものがある。このようなカムシフト用のソレノイドアクチュエータは、互いに並設されたピンの軸間の間隔を、互いに並設された可動部の軸間の間隔よりも小さくすることが求められる。このため、カムシフト用のソレノイドアクチュエータは、可動部の軸に対してピンの軸をずらして配置している。特許文献１には、可動部の軸に対してピンの軸をずらして配置したリニアソレノイド装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２９１０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カムシフト用のソレノイドアクチュエータは、ピンが金属製のハウジングに通されている。カムシフト用のソレノイドアクチュエータは、可動部及びハウジングに対するピンの配置を調整自在にすることで、可動部及びハウジングなどの部品寸法のバラツキを吸収することができる。【０００６】
特許文献１のリニアソレノイド装置は、ピン（燃料調量用ラック３３）の根元部の周面部に略球状の部位（ピン３４）が突設されており、可動部（出力シャフト６）の先端部に設けられた溝部（溝付き連結管３１）にこの略球状の部位が係合することで、可動部とピンとが接合される構造である（特許文献１の図１参照）。このため、可動部に対するピンの配置を調整する場合、略球状の部位を支点にピンの軸を可動部の軸に対して傾けることになる。【０００７】
一般に、カムシフト用のソレノイドアクチュエータは、ピンの外周部とハウジングに穿たれた貫通孔の内周部との間隔が小さい。このため、特許文献１のリニアソレノイド装置のようにピンの軸を傾けてピンの配置を調整する構造では、ハウジングと傾いたピンとの間の機械的な干渉、いわゆる「こじり」によりピンの直動が妨げられたり、アクチュエータの負荷が増加したりする問題があった。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、可動部の軸に対してピンの軸をずらして配置した直動型のソレノイドアクチュエータにおいて、ピンの軸を傾けることなくピンの配置を調整自在にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のソレノイドアクチュエータは、コイル内に通されており、コイルの通電により軸方向に沿って直動自在な可動部と、可動部に対して軸をずらして配置されたピンと、可動部の先端部とピンの根元部とを接合する板状のジョイントとを備え、ジョイントに設けられた凹部とピンの周面部に設けられた溝部との係合により、ピンがジョイントに取り付けられているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、可動部の軸に対してピンの軸をずらして配置した直動型のソレノイドアクチュエータにおいて、ピンの軸を傾けることなくピンの配置を調整自在にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るソレノイドアクチュエータの要部を示す断面図である。
【図２】図２Ａは、本発明の実施の形態１に係る第１ジョイント及び第１ピンを上面から見た状態を示す説明図である。図２Ｂは、本発明の実施の形態１に係る第１ジョイント及び第１ピンを正面から見た状態を示す説明図である。
【図３】図３Ａは、本発明の実施の形態１に係る第２ジョイント及び第２ピンを上面から見た状態を示す説明図である。図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係る第２ジョイント及び第２ピンを正面から見た状態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るソレノイドアクチュエータにおいて、ピンの軸間の間隔を大きくした状態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るソレノイドアクチュエータにおいて、ピンの軸間の間隔を小さくした状態を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るソレノイドアクチュエータにおける第１可動部の先端部、ボス、第１ジョイント及び第１ピンの根元部を含む領域の拡大図である。
【図７】図６に示すソレノイドアクチュエータとの比較対象となるソレノイドアクチュエータにおける第１可動部の先端部、ボス、第１ジョイント及び第１ピンの根元部を含む領域の拡大図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るソレノイドアクチュエータにおける第２可動部の先端部、ボス、第２ジョイント及び第２ピンの根元部を含む領域の拡大図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るソレノイドアクチュエータにおける第１可動部の先端部、第２可動部の先端部、ボス、第１ジョイント、第２ジョイント、第１ピン、第２ピン及びハウジングを含む領域の拡大図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係るソレノイドアクチュエータにおいて、第１ピンをＯＮ位置にした状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係るソレノイドアクチュエータにおいて、第２ピンをＯＮ位置にした状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るソレノイドアクチュエータの要部を示す断面図である。図１を参照して、実施の形態１のソレノイドアクチュエータ１００について説明する。
【００１３】
図中、１はモールド部である。モールド部１は、例えばＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｐｈｉｄｅ）などの樹脂により構成されている。モールド部１内には、金属製のケース８ａ，８ｂが設けられており、このケース８ａ，８ｂ内に第１コイル２ａ及び第２コイル２ｂが互いに並設されている。第１コイル２ａが収容されたケース８ａと、第２コイル２ｂが収容されたケース８ｂとは、互いに別部材に構成されている。
【００１４】
第１コイル２ａ内には第１可動部３ａが通されている。第１可動部３ａは、例えば可動鉄心（以下「プランジャ」という。）などにより構成されており、略円柱状の本体部の一端部から略棒状の突出部が突出した形状である。第１可動部３ａは、第１コイル２ａの通電により軸方向（図中軸Ａ１に沿う方向）に沿って直動自在である。なお、第１可動部３ａの直動原理は、いわゆる「プッシュソレノイド」「自己保持ソレノイド」又は「プルソレノイド」のうちのいずれであっても良い。
【００１５】
第２コイル２ｂ内には第２可動部３ｂが通されている。第２可動部３ｂは、例えばプランジャなどにより構成されており、略円柱状の本体部の一端部から略棒状の突出部が突出した形状である。第２可動部３ｂは、第２コイル２ｂの通電により軸方向（図中軸Ａ２に沿う方向）に沿って直動自在である。なお、第２可動部３ｂの直動原理は、いわゆる「プッシュソレノイド」「自己保持ソレノイド」又は「プルソレノイド」のうちのいずれであっても良い。
【００１６】
すなわち、第１可動部３ａの軸Ａ１と第２可動部３ｂの軸Ａ２とは互いに向きを揃えて配置されている。第１可動部３ａの直動方向と第２可動部３ｂの直動方向とは互いに同じ方向に設定されている。
【００１７】
第１可動部３ａの突出部は、ボス４の略板状の部位に穿たれた貫通孔４１ａに通されている。第２可動部３ｂの突出部は、ボス４の略板状の部位に穿たれた貫通孔４１ｂに通されている。ボス４は、例えばＳＵＭ又はＳＷＣＨなどの金属により構成されている。
【００１８】
第１可動部３ａの突出部の先端部には、略板状の第１ジョイント５ａが取り付けられている。具体的には、例えば、第１ジョイント５ａはＳＵＳなどの非磁性体により構成されており、第１ジョイント５ａに穿たれた貫通孔５１ａに第１可動部３ａの先端部を通した状態にて溶接するか、又は貫通孔５１ａに第１可動部３ａの先端部を圧入することにより、第１可動部３ａに対して第１ジョイント５ａが固定されている。
【００１９】
第２可動部３ｂの突出部の先端部には、略板状の第２ジョイント５ｂが取り付けられている。具体的には、例えば、第２ジョイント５ｂはＳＵＳなどの非磁性体により構成されており、第２ジョイント５ｂに穿たれた貫通孔５１ｂに第２可動部３ｂの先端部を通した状態にて溶接するか、又は貫通孔５１ｂに第２可動部３ｂの先端部を圧入することにより、第２可動部３ｂに対して第２ジョイント５ｂが固定されている。
【００２０】
第１ジョイント５ａには、略棒状の第１ピン６ａの根元部が取り付けられている。第２ジョイント５ｂには、略棒状の第２ピン６ｂの根元部が取り付けられている。すなわち、第１ジョイント５ａは第１可動部３ａの先端部と第１ピン６ａの根元部とを接合するものであり、第２ジョイント５ｂは第２可動部３ｂの先端部と第２ピン６ｂの根元部とを接合するものである。第１ピン６ａ及び第２ピン６ｂは、例えばＳＣＭなどの磁性体により構成されている。
【００２１】
第１ピン６ａの軸Ａ３は、第１可動部３ａの軸Ａ１と向きを揃えて配置されており、かつ、第１可動部３ａの軸Ａ１に対してずらして配置されている。第２ピン６ｂの軸Ａ４は、第２可動部３ｂの軸Ａ２と向きを揃えて配置されており、かつ、第２可動部３ｂの軸Ａ２に対してずらして配置されている。第１ピン６ａの軸Ａ３と第２ピン６ｂの軸Ａ４との間隔Ｌ１は、第１可動部３ａの軸Ａ１と第２可動部３ｂの軸Ａ２との間隔Ｌ２に対して異なる値に設定されている。図１の例では、間隔Ｌ１が間隔Ｌ２よりも小さい値に設定されている。
【００２２】
第１ピン６ａは、ハウジング７に穿たれた貫通孔７１ａに通されており、先端部がハウジング７から突出している。第２ピン６ｂは、ハウジング７に穿たれた貫通孔７１ｂに通されており、先端部がハウジング７から突出している。ハウジング７は、例えばＳ２５Ｃなどの金属により構成されている。
【００２３】
第１コイル２ａ、第１可動部３ａ、第１ジョイント５ａ及び第１ピン６ａと、第２コイル２ｂ、第２可動部３ｂ、第２ジョイント５ｂ及び第２ピン６ｂとは、対称軸Ａ５に対して略線対称に構成されている。モールド部１、第１コイル２ａ、第２コイル２ｂ、第１可動部３ａ、第２可動部３ｂ、ボス４、第１ジョイント５ａ、第２ジョイント５ｂ、第１ピン６ａ、第２ピン６ｂ、ハウジング７及びケース８ａ，８ｂにより、ソレノイドアクチュエータ１００の要部が構成されている。
【００２４】
以下、第１コイル２ａ及び第２コイル２ｂを総称して、単に「コイル」ということがある。第１可動部３ａ及び第２可動部３ｂを総称して、単に「可動部」ということがある。第１ジョイント５ａ及び第２ジョイント５ｂを総称して、単に「ジョイント」ということがある。第１ピン６ａ及び第２ピン６ｂを総称して、単に「ピン」ということがある。
【００２５】
ソレノイドアクチュエータ１００は、例えば、自動車用エンジンのカムシフトに用いられる。すなわち、図示しない電源が第１コイル２ａに通電すると、第１コイル２ａが電磁石の機能を果たし、第１可動部３ａが軸方向に沿って直動する。このとき、第１ジョイント５ａ及び第１ピン６ａは第１可動部３ａと一体に直動する。また、図示しない電源が第２コイル２ｂに通電すると、第２コイル２ｂが電磁石の機能を果たし、第２可動部３ｂが軸方向に沿って直動する。このとき、第２ジョイント５ｂ及び第２ピン６ｂは第２可動部３ｂと一体に直動する。
【００２６】
ソレノイドアクチュエータ１００は、第１可動部３ａの直動により、第１ピン６ａの先端部が図示しないカムロブの螺旋溝に入る位置（以下「ＯＮ位置」という。）と、第１ピン６ａの先端部がカムロブの螺旋溝から外れる位置（以下「ＯＦＦ位置」という。）とを切替自在になっている。また、ソレノイドアクチュエータ１００は、第２可動部３ｂの直動により、第２ピン６ｂのＯＮ位置とＯＦＦ位置とを切替自在になっている。
【００２７】
図１は、第１ピン６ａがＯＦＦ位置にあり、かつ、第２ピン６ｂがＯＮ位置にある状態を示している。図１に示す如く、ハウジング７に対するピン６ａ，６ｂの突出長は、ＯＮ位置の方がＯＦＦ位置よりも長くなる。
【００２８】
次に、図２〜図１１を参照して、ソレノイドアクチュエータ１００の詳細な構造について説明する。以下、ソレノイドアクチュエータ１００を自動車用エンジンのカムシフトに応用した例を中心に説明する。すなわち、ソレノイドアクチュエータ１００は自動車用エンジンの上方に配置されている。また、ソレノイドアクチュエータ１００は、軸Ａ１〜Ａ４が鉛直方向に沿うように又は軸Ａ１〜Ａ４を鉛直方向に対して傾けて、ピン６ａ，６ｂの先端部を下方に向けて配置されている。
【００２９】
図２Ａは、実施の形態１の第１ジョイント５ａ及び第１ピン６ａを上面から見た状態を示している。図２Ｂは、実施の形態１の第１ジョイント５ａ及び第１ピン６ａを正面から見た状態を示している。
【００３０】
図２Ａに示す如く、第１ジョイント５ａにはＵ字切欠き状の凹部５２ａが設けられている。また、図２Ｂに示す如く、第１ピン６ａの根元部には、周面部の全周に亘る溝部６１ａが設けられている。すなわち、第１ピン６ａは、溝部６１ａを設けた部位が残余の部位に対して縮径されている。溝部６１ａの一方の端部には端鍔部６２ａが設けられており、他方の端部には中鍔部６３ａが設けられている。端鍔部６２ａは、第１ピン６ａの端面部６４ａと連続している。
【００３１】
ここで、第１ジョイント５ａに対する第１ピン６ａの取り付けは、図中矢印Ｉで示す如く、凹部５２ａと溝部６１ａとの係合によるものである。したがって、第１ジョイント５ａに第１ピン６ａを取り付けた状態にて、第１ピン６ａは凹部５２ａの深さ方向（図中矢印Ｉに沿う方向）に沿って移動自在である。このため、第１可動部３ａ及びハウジング７に対する第１ピン６ａの配置が調整自在となり、第１可動部３ａ及びハウジング７などの部品寸法のバラツキ、例えば第１可動部３ａの軸Ａ１に対するハウジング７の貫通孔７１ａの位置のバラツキなどを吸収することができる。
【００３２】
また、第１ピン６ａは、第１可動部３ａの軸Ａ１に対して軸Ａ３を傾けることなく、両軸Ａ１，Ａ３を平行に保った状態にて移動することができる。このため、ハウジング７と第１ピン６ａ間のこじりにより第１ピン６ａの直動が妨げられたり、ソレノイドアクチュエータ１００の負荷が増加したりするのを防ぐことができる。
【００３３】
また、特許文献１のリニアソレノイド装置は、ピンの根元部に形成された略球状の部位により可動部とピンとを接合する構造であった。このため、略球状の部位を形成するために球面加工が必要となり、加工が難しく製造コストが増加する問題があった。これに対し、実施の形態１のソレノイドアクチュエータ１００は、略板状の第１ジョイント５ａにより第１可動部３ａと第１ピン６ａとを接合する構造である。略板状の第１ジョイント５ａは、板金の打ち抜き又は鍛造などにより容易かつ安価に製造することができ、製造コストを低減することができる。
【００３４】
第２ジョイント５ｂに対する第２ピン６ｂの取り付けは、第１ジョイント５ａに対する第１ピン６ａの取り付けと同様である。すなわち、図３Ａに示す如く、第２ジョイント５ｂにはＵ字切欠き状の凹部５２ｂが設けられている。図３Ｂに示す如く、第２ピン６ｂの根元部には溝部６１ｂが設けられており、溝部６１ｂの両端部には端鍔部６２ｂ及び中鍔部６３ｂがそれぞれ設けられている。端鍔部６２ｂは、第２ピン６ｂの端面部６４ｂと連続している。第２ジョイント５ｂに対する第２ピン６ｂの取り付けは、図中矢印ＩＩで示す如く、凹部５２ｂと溝部６１ｂとの係合によるものである。
【００３５】
なお、凹部５２ａ，５２ｂの形状はＵ字切欠き状に限定されるものではない。凹部５２ａ，５２ｂは、例えば、Ｖ字切欠き状又は四角切欠き状であっても良い。また、第１ジョイント５ａに係る凹部５２ａの形状と第２ジョイント５ｂに係る凹部５２ｂの形状とが互いに異なるものであっても良い。
【００３６】
また、溝部６１ａ，６１ｂは、ジョイント５ａ，５ｂの凹部５２ａ，５２ｂと係合自在なものであれば良く、ピン６ａ，６ｂの周面部の全周に代えて周面部の一部のみに設けられたものであっても良い。
【００３７】
図４は、実施の形態１のソレノイドアクチュエータ１００において、ピン６ａ，６ｂの軸Ａ３，Ａ４間の間隔Ｌ１を図５に示す状態よりも大きくした状態を示している。図５は、実施の形態１のソレノイドアクチュエータ１００において、ピン６ａ，６ｂの軸Ａ３，Ａ４間の間隔Ｌ１を図４に示す状態よりも小さくした状態を示している。
【００３８】
図４及び図５に示す如く、凹部５２ａの深さＤ１は、第１ピン６ａの溝部６１ａを設けた部位の直径Φ１よりも大きい値に設定されている。また、凹部５２ｂの深さＤ２は、第２ピン６ｂの溝部６１ｂを設けた部位の直径Φ２よりも大きい値に設定されている。
【００３９】
これにより、凹部５２ａの深さ方向に沿う第１ピン６ａの移動幅を大きくするとともに、凹部５２ｂの深さ方向に沿う第２ピン６ｂの移動幅を大きくすることができる。この結果、図４に示す如く軸Ａ３，Ａ４間の間隔Ｌ１を大きくしたり、図５に示す如く軸Ａ３，Ａ４間の間隔Ｌ１を小さくしたりすることができ、間隔Ｌ１の調整幅を大きくすることができる。
【００４０】
一般に、ピン６ａ，６ｂの軸Ａ３，Ａ４間の間隔Ｌ１は、カムシフト機構などのアプリケーションの仕様に応じて変更される場合がある。これに対し、凹部５２ａ，５２ｂの深さＤ１，Ｄ２をピン６ａ，６ｂの直径Φ１，Φ２よりも大きい値に設定しておくことで、仮にアプリケーションの仕様変更があった場合でも、ジョイント５ａ，５ｂの再設計及び再製造を不要として、ハウジング７の再設計及び再製造のみにより間隔Ｌ１の変更に対応することができる。すなわち、仕様変更に対応するための工数を削減して、コストを低減することができる。
【００４１】
図６は、実施の形態１のソレノイドアクチュエータ１００における第１可動部３ａの先端部、ボス４、第１ジョイント５ａ及び第１ピン６ａの根元部を示している。図７は、図６に示すソレノイドアクチュエータ１００との比較対象となるソレノイドアクチュエータ１００’における第１可動部３ａ’の先端部、ボス４’、第１ジョイント５ａ’及び第１ピン６ａ’の根元部を示している。
【００４２】
前述のとおり、可動部３ａ，３ｂに対するジョイント５ａ，５ｂの取り付けは、溶接又は圧入によるものである。このため、ジョイント５ａ，５ｂの肉厚は、溶接又は圧入に耐え得る程度に厚くすることが求められる。他方、一般に、カムシフト用のソレノイドアクチュエータ１００は、軸Ａ１〜Ａ４が鉛直方向に沿うように自動車用エンジンの上方に配置される。自動車用エンジンの上方はボンネットとの間の空間が狭く、ソレノイドアクチュエータ１００全体の軸長を可能な限り、ミリメートル以下の単位であっても短くすることが求められる。ここで、ジョイント５ａ，５ｂの肉厚を薄くすることで、ボス４と中鍔部６３ａ，６３ｂ間の軸長を短縮して、ソレノイドアクチュエータ１００全体の軸長を短くすることができる。
【００４３】
そこで、実施の形態１の第１ジョイント５ａは、図６に示す如く、第１ピン６ａの根元部を取り付ける部位、すなわち凹部５２ａを設けた部位の肉厚Ｔ１が、第１可動部３ａの先端部を取り付ける部位の肉厚Ｔ２よりも薄くなっている。具体的には、第１ジョイント５ａは、第１ピン６ａを取り付ける部位のうちのボス４と対向した面部を含む領域を除去してなる除去部５３ａを有しており、除去部５３ａにより肉厚Ｔ１が肉厚Ｔ２よりも薄くなっている。
【００４４】
これにより、第１可動部３ａを取り付ける部位の肉厚Ｔ２を厚くして、溶接又は圧入に耐えることができる。他方、第１ピン６ａを取り付ける部位の肉厚Ｔ１を薄くして、ボス４と中鍔部６３ａ間の軸長Ｌ３を短縮し、ソレノイドアクチュエータ１００全体の軸長を短くすることができる。
【００４５】
図７に、図６に示すソレノイドアクチュエータ１００との比較対象として、第１ジョイント５ａ’の肉厚Ｔ’を一定値（具体的には、図６に示す肉厚Ｔ２と同等の値）に設定したソレノイドアクチュエータ１００’を示す。図７に示すボス４’と中鍔部６３ａ’間の軸長Ｌ３’は、図６に示すボス４と中鍔部６３ａ間の軸長Ｌ３よりも長い。したがって、図７に示す比較対象のソレノイドアクチュエータ１００’よりも、図６に示す実施の形態１のソレノイドアクチュエータ１００の方がカムシフトに適している。
【００４６】
第２ジョイント５ｂは、第１ジョイント５ａと同様に構成されている。すなわち、図８に示す如く、第２ジョイント５ｂは除去部５３ｂを有している。除去部５３ｂにより、第２ピン６ｂを取り付ける部位の肉厚Ｔ３が、第１可動部３ａを取り付ける部位の肉厚Ｔ４よりも薄くなっている。これにより、溶接又は圧入に耐えることができ、かつ、ボス４と中鍔部６３ｂ間の軸長Ｌ４を短縮してソレノイドアクチュエータ１００全体の軸長を短くすることができる。
【００４７】
図９は、実施の形態１のソレノイドアクチュエータ１００における第１可動部３ａの先端部、第２可動部３ｂの先端部、ボス４、第１ジョイント５ａ、第２ジョイント５ｂ、第１ピン６ａ、第２ピン６ｂ及びハウジング７を示している。
【００４８】
図９に示す如く、第１ピン６ａの端面部６４ａの中央部には、略円柱状の凸部６５ａが設けられている。第２ピン６ｂの端面部６４ｂの中央部には、略円柱状の凸部６５ｂが設けられている。凸部６５ａ，６５ｂにより、ボス４とピン６ａ，６ｂ間の間隔Ｌ５が、ボス４とジョイント５ａ，５ｂ間の間隔Ｌ６よりも小さい値に設定されている。すなわち、ピン６ａ，６ｂの直動位置に関わらず、ピン６ａ，６ｂの上端部がジョイント５ａ，５ｂの上端部よりもボス４の近くに配置される。この結果、ＯＦＦ位置にてジョイント５ａ，５ｂがボス４に当接せず、ピン６ａ，６ｂの凸部６５ａ，６５ｂがボス４に当接する。
【００４９】
仮に、ピン６ａ，６ｂとボス４間の間隔Ｌ５がジョイント５ａ，５ｂとボス４間の間隔Ｌ６よりも大きい構造とした場合、ピン６ａ，６ｂの直動の下端位置（ＯＮ位置）がピン６ａ，６ｂの中鍔部６３ａ，６３ｂとハウジング７との当接により定まる一方、ピン６ａ，６ｂの直動の上端位置（ＯＦＦ位置）はジョイント５ａ，５ｂとボス４との当接により定まる。すなわち、かかる構造においては、ボス４、ジョイント５ａ，５ｂ、ピン６ａ，６ｂ及びハウジング７の４部品の寸法精度が直動幅のバラツキに影響を与える。
【００５０】
これに対し、ピン６ａ，６ｂとボス４間の間隔Ｌ５がジョイント５ａ，５ｂとボス４間の間隔Ｌ６よりも小さい構造とすることで、ピン６ａ，６ｂの直動の下端位置（ＯＮ位置）がピン６ａ，６ｂの中鍔部６３ａ，６３ｂとハウジング７との当接により定まり、かつ、ピン６ａ，６ｂの直動の上端位置（ＯＦＦ位置）がピン６ａ，６ｂの凸部６５ａ，６５ｂとボス４との当接により定まる。すなわち、かかる構造においては、ボス４、ピン６ａ，６ｂ及びハウジング７の３部品の寸法精度が直動幅のバラツキに影響を与える。このように、ピン６ａ，６ｂの直動幅のバラツキに影響を与える部品の種類を少なくすることで、ピン６ａ，６ｂの直動幅のバラツキを抑えることができる。
【００５１】
なお、ピン６ａ，６ｂの端面部６４ａ，６４ｂに凸部６５ａ，６５ａを設けるのに代えて、例えば端鍔部６２ａ，６２ｂの肉厚を厚くすることにより間隔Ｌ５を小さくした構造であっても、ピン６ａ，６ｂの直動幅のバラツキを抑えることができる。しかしながら、カムシフト用のソレノイドアクチュエータ１００においては、以下のように凸部６５ａ，６５ａを設けるのがより好適である。
【００５２】
すなわち、カムシフト用のソレノイドアクチュエータ１００は、ピン６ａ，６ｂの先端部がカムロブの螺旋溝に嵌合した状態でカムシャフトを回転及び移動させるものであるため、ＯＮ位置にてピン６ａ，６ｂに大きな負荷が加わる。この負荷に耐えるために、いわゆる「焼入れ」などの処理によりピン６ａ，６ｂを硬くするのが好適である。通常、焼入れにより硬度を向上したピン６ａ，６ｂの材質はマルテンサイト、すなわち磁性体となる。ピン６ａ，６ｂの材質を非磁性体としたまま硬度を向上することも技術的には可能であるが、窒化処理、メッキ又はコーティングなどの処理を要するため、製造コスト等の観点から非実際的である。
【００５３】
ここで、ソレノイドアクチュエータ１００は、コイル２ａ，２ｂの通電により電磁石の機能を果たすとき、可動部３ａ，３ｂのプランジャと、金属製のボス４と、コイル２ａ，２ｂの外周部を覆う金属製のケース８ａ，８ｂとにより磁路が形成される。ＯＦＦ位置にて、磁性体であるピン６ａ，６ｂが金属製のボス４の当接すると、ピン６ａ，６ｂとボス４間が電磁的に接続される。この結果、ピン６ａ，６ｂが磁路の機能を果たし、コイル２ａ，２ｂの通電により発生した磁束の一部がピン６ａ，６ｂに漏れて、電磁力が低下する、すなわちソレノイドアクチュエータ１００の応答性が低下する問題がある。この問題を防ぐために、ＯＦＦ位置におけるピン６ａ，６ｂとボス４間の接触面積を小さくすることが求められる。
【００５４】
ピン６ａ，６ｂの端面部６４ａ，６４ｂに凸部６５ａ，６５ａを設けることで、間隔Ｌ５が間隔Ｌ６よりも小さくなるのはもちろんのこと、ＯＦＦ位置におけるピン６ａ，６ｂとボス４間の接触面積を小さくすることができる。これにより、ピン６ａ，６ｂの直動幅のバラツキを抑えることができるとともに、電磁力の低下によりソレノイドアクチュエータ１００の効率が低下するのを防ぐことができる。
【００５５】
なお、凸部６５ａ，６５ｂの形状は略円柱状に限定されるものではなない。凸部６５ａ，６５ｂは、例えば、略角柱状、略円錐状、略角錐状又は略半球状であっても良い。凸部６５ａ，６５ｂを略円錐状、略角錐状又は略半球状とすることで、ＯＦＦ位置におけるピン６ａ，６ｂとボス４間の接触面積をさらに小さくすることができる。
【００５６】
図１０は、実施の形態１のソレノイドアクチュエータ１００において、第１ピン６ａをＯＮ位置にした状態を示している。図１１は、実施の形態１のソレノイドアクチュエータ１００において、第２ピン６ｂをＯＮ位置にした状態を示している。
【００５７】
図１０に示す如く、第１ピン６ａがＯＮ位置にあるとき、第１ピン６ａの中鍔部６３ａは第１ジョイント５ａとハウジング７間に挟まれる。これにより、ＯＮ位置における第１ピン６ａの振動を抑制することができる。すなわち、ソレノイドアクチュエータ１００の耐震性を向上することができる。
【００５８】
図１１に示す如く、第２ピン６ｂがＯＮ位置にあるとき、第２ピン６ｂの中鍔部６３ｂは第２ジョイント５ｂとハウジング７間に挟まれる。これにより、ＯＮ位置における第２ピン６ｂの振動を抑制することができる。すなわち、ソレノイドアクチュエータ１００の耐震性を向上することができる。
【００５９】
なお、ソレノイドアクチュエータ１００の用途は自動車用エンジンのカムシフトに限定されるものではない。ソレノイドアクチュエータ１００は、一般的な直動型アクチュエータの用途であれば、如何なる用途にも用いることができる。また、ソレノイドアクチュエータ１００は、コイル２ａ，２ｂ、可動部３ａ，３ｂ、ジョイント５ａ，５ｂ及びピン６ａ，６ｂをそれぞれ１個有するもの、又はそれぞれ３個以上有するものであっても良い。これらの部材の個数は、ソレノイドアクチュエータ１００の用途に応じた個数であれば良い。
【００６０】
また、ジョイント５ａ，５ｂの形状は、図１〜図１１に示す如く略板状であれば良く、厳密な板状でなくとも良い。本願の請求の範囲に記載された「板状」の用語の意義は、厳密な板状に限定されるものではなく、このような略板状の形状をも含むものである。
【００６１】
以上のように、実施の形態１のソレノイドアクチュエータ１００は、コイル２ａ，２ｂ内に通されており、コイル２ａ，２ｂの通電により軸方向に沿って直動自在な可動部３ａ，３ｂと、可動部３ａ，３ｂに対して軸をずらして配置されたピン６ａ，６ｂと、可動部３ａ，３ｂの先端部とピン６ａ，６ｂの根元部とを接合する板状のジョイント５ａ，５ｂとを備え、ジョイント５ａ，５ｂに設けられた凹部５２ａ，５２ｂとピン６ａ，６ｂの周面部に設けられた溝部６１ａ，６１ｂとの係合により、ピン６ａ，６ｂがジョイント５ａ，５ｂに取り付けられている。これにより、可動部３ａ，３ｂの軸Ａ１，Ａ２に対してピン６ａ，６ｂの軸Ａ３，Ａ４を傾けることなく、可動部３ａ，３ｂ及びハウジング７に対するピン６ａ，６ｂの配置が調整自在となり、可動部３ａ，３ｂ及びハウジング７などの部品寸法のバラツキを吸収することができる。また、可動部３ａ，３ｂとピン６ａ，６ｂとの接合に略球状の部位が不要であり、かつ、板状のジョイント５ａ，５ｂが板金の打ち抜き又は鍛造などにより容易かつ安価に製造可能であるため、ソレノイドアクチュエータ１００の製造コストを低減することができる。
【００６２】
また、第１ジョイント５ａに設けられた凹部５２ａの深さＤ１は、第１ピン６ａの溝部６１ａを設けた部位の直径Φ１よりも大きい値に設定されており、第２ジョイント５ｂに設けられた凹部５２ｂの深さＤ２は、第２ピン６ｂの溝部６１ｂを設けた部位の直径Φ２よりも大きい値に設定されている。これにより、ピン６ａ，６ｂの軸Ａ３，Ａ４間の間隔Ｌ１の調整幅を大きくすることができる。この結果、アプリケーションの仕様変更により間隔Ｌ１が変更された場合でも、ジョイント５ａ，５ｂの再設計及び再製造が不要となり、仕様変更に対応するための工数を削減することができる。
【００６３】
また、ジョイント５ａ，５ｂは、ピン６ａ，６ｂを取り付ける部位の肉厚Ｔ１が可動部３ａ，３ｂを取り付ける部位の肉厚Ｔ２よりも薄い。これにより、可動部３ａ，３ｂを取り付ける部位の肉厚Ｔ２を厚くすることで溶接又は圧入に耐えることができ、かつ、ピン６ａ，６ｂを取り付ける部位の肉厚Ｔ１を薄くすることでソレノイドアクチュエータ１００全体の軸長を短くすることができる。
【００６４】
また、可動部３ａ，３ｂはボス４に通されており、ピン６ａ，６ｂとボス４間の間隔Ｌ５がジョイント５ａ，５ｂとボス４間の間隔Ｌ６よりも小さい値に設定されている。これにより、ピン６ａ，６ｂの直動幅のバラツキに影響を与える部品の種類が少なくなり、ピン６ａ，６ｂの直動幅のバラツキを抑えることができる。
【００６５】
また、ピン６ａ，６ｂは磁性体により構成されており、ピン６ａ，６ｂの根元部の端面部６４ａ，６４ｂに設けられた凸部６５ａ，６５ｂにより、ピン６ａ，６ｂとボス４間の間隔Ｌ５がジョイント５ａ，５ｂとボス４間の間隔Ｌ６よりも小さい値に設定されている。これにより、焼入れにより硬度を向上したピン６ａ，６ｂを用いつつ、ピン６ａ，６ｂの直動幅のバラツキを抑えるとともに、ピン６ａ，６ｂとボス４間が電磁的に接続されて電磁力が低下するのを抑制することができる。
【００６６】
また、ピン６ａ，６ｂはハウジング７に通されており、可動部３ａ，３ｂの直動により、ピン６ａ，６ｂに設けられた鍔部（中鍔部６３ａ，６３ｂ）がジョイント５ａ，５ｂとハウジング７間に挟まれる。これにより、ＯＮ位置におけるピン６ａ，６ｂの振動を抑制して、ソレノイドアクチュエータ１００の耐震性を向上することができる。
【００６７】
また、可動部３ａ，３ｂは、互いの軸Ａ１，Ａ２の向きを揃えて並設された第１可動部３ａと第２可動部３ｂとを有し、ピン６ａ，６ｂは、互いの軸Ａ３，Ａ４の向きを揃えて並設された第１ピン６ａと第２ピン６ｂとを有し、ジョイント５ａ，５ｂは、第１可動部３ａと第１ピン６ａ間を接合する第１ジョイント５ａと、第２可動部３ｂと第２ピン６ｂ間を接合する第２ジョイント５ｂとを有する。これにより、カムシフト用のソレノイドアクチュエータ１００を得ることができる。
【００６８】
なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のソレノイドアクチュエータは、例えば、自動車用エンジンのカムシフトなどに用いることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  モールド部、２ａ  第１コイル、２ｂ  第２コイル、３ａ  第１可動部、３ｂ  第２可動部、４  ボス、５ａ  第１ジョイント、５ｂ  第２ジョイント、６ａ  第１ピン、６ｂ  第２ピン、７  ハウジング、ケース８ａ，８ｂ、４１ａ，４１ｂ  貫通孔、５１ａ，５１ｂ  貫通孔、５２ａ，５２ｂ  凹部、５３ａ，５３ｂ  除去部、６１ａ，６１ｂ  溝部、６２ａ，６２ｂ  端鍔部、６３ａ，６３ｂ  中鍔部、６４ａ，６４ｂ  端面部、６５ａ，６５ｂ  凸部、７１ａ，７１ｂ  貫通孔、１００  ソレノイドアクチュエータ。
【図１】
2017179100.tif 000003
【図２】
2017179100.tif 000004
【図３】
2017179100.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017179100.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017179100.tif 000011
【図１０】
2017179100.tif 000012
【図１１】
2017179100.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月4日(2018.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明のソレノイドアクチュエータは、コイル内に通されており、コイルの通電により軸方向に沿って直動自在な可動部と、可動部に対して軸をずらして配置されたピンと、可動部の先端部とピンの根元部とを接合する板状のジョイントとを備え、ジョイントに設けられた凹部とピンの周面部に設けられた溝部との係合により、ピンがジョイントに取り付けられ、ジョイントは、ピンを取り付ける部位の肉厚が可動部を取り付ける部位の肉厚よりも薄い。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル内に通されており、前記コイルの通電により軸方向に沿って直動自在な可動部と、
前記可動部に対して軸をずらして配置されたピンと、
前記可動部の先端部と前記ピンの根元部とを接合する板状のジョイントと、を備え、
前記ジョイントに設けられた凹部と前記ピンの周面部に設けられた溝部との係合により、前記ピンが前記ジョイントに取り付けられ、
前記ジョイントは、前記ピンを取り付ける部位の肉厚が前記可動部を取り付ける部位の肉厚よりも薄いことを特徴とするソレノイドアクチュエータ。
【請求項２】
前記可動部は、互いの軸の向きを揃えて並設された第１可動部と第２可動部とを有し、
前記ピンは、互いの軸の向きを揃えて並設された第１ピンと第２ピンとを有し、
前記ジョイントは、前記第１可動部と前記第１ピン間を接合する第１ジョイントと、前記第２可動部と前記第２ピン間を接合する第２ジョイントと、を有し、
前記第１ジョイントに設けられた前記凹部の深さは、前記第１ピンの前記溝部を設けた部位の直径よりも大きい値に設定されており、
前記第２ジョイントに設けられた前記凹部の深さは、前記第２ピンの前記溝部を設けた部位の直径よりも大きい値に設定されている
ことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項３】
前記可動部はボスに通されており、
前記ピンと前記ボス間の間隔が前記ジョイントと前記ボス間の間隔よりも小さい値に設定されている
ことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項４】
前記ピンは磁性体により構成されており、
前記ピンの根元部の端面部に設けられた凸部により、前記ピンと前記ボス間の間隔が前記ジョイントと前記ボス間の間隔よりも小さい値に設定されている
ことを特徴とする請求項３記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項５】
前記ピンはハウジングに通されており、
前記可動部の直動により、前記ピンに設けられた鍔部が前記ジョイントと前記ハウジング間に挟まれる
ことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項６】
前記可動部は、互いの軸の向きを揃えて並設された第１可動部と第２可動部とを有し、
前記ピンは、互いの軸の向きを揃えて並設された第１ピンと第２ピンとを有し、
前記ジョイントは、前記第１可動部と前記第１ピン間を接合する第１ジョイントと、前記第２可動部と前記第２ピン間を接合する第２ジョイントと、を有する
ことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【国際調査報告】
2017179100.tif 000014
2017179100.tif 000015
2017179100.tif 000016
2017179100.tif 000017