(57)【要約】【課題】製造が容易で、かつ、設置場所の自由度が高いリニアソレノイドを提供する。【解決手段】フロントステータ３０の穴部３３およびリアステータ４０の穴部４４は、可動子２０と一体のシャフト１０を軸方向に往復移動可能に支持する。コイル部５０は、フロントステータ３０およびリアステータ４０の径方向外側に設けられ、供給される電力により磁力を生じることで可動子２０をフロントステータ３０側に吸引可能である。フロントハウジング６０はフロントステータ３０およびコイル部５０を覆うよう設けられる。リアハウジング７０は、リアステータ４０およびコイル部５０を覆うことにより、フロントハウジング６０との間に可動子２０、フロントステータ３０、リアステータ４０およびコイル部５０を収容する。環状のシール部材１３は、リアステータ４０が径方向内側に位置するよう、コイル部５０とリアハウジング７０との間に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトの軸方向の途中に固定される可動子と、
前記シャフトの一方の端部を軸方向に往復移動可能に支持する第１穴部を有するフロントステータと、
前記シャフトの他方の端部を軸方向に往復移動可能に支持する第２穴部を有するリアステータと、
前記フロントステータおよび前記リアステータの径方向外側に設けられ、供給される電力により磁力を生じることで前記可動子を前記シャフトとともに前記フロントステータ側に吸引可能な略円筒状のコイル部と、
前記シャフトの前記一方の端部が挿通可能な穴を有し、前記フロントステータおよび前記コイル部の軸方向の一方側を覆うよう設けられる金属製のフロントハウジングと、
前記リアステータおよび前記コイル部の軸方向の他方側を覆うとともに外縁部が前記フロントハウジングの外縁部に結合することにより、前記フロントハウジングとの間に前記可動子、前記フロントステータ、前記リアステータおよび前記コイル部を収容する金属製のリアハウジングと、
前記リアステータが径方向内側に位置するよう、前記コイル部と前記リアハウジングとの間に設けられる環状のシール部材と、
を備えるリニアソレノイド。
【請求項２】
前記リアステータは、内壁が前記第２穴部を構成する筒状の第１筒部、当該第１筒部の前記フロントステータとは反対側の端部から径方向外側へ環状に延びる底部、および、当該底部の外縁部から前記第１筒部と同じ方向に筒状に延びる第２筒部からなる略二重円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアソレノイド。
【請求項３】
前記リアハウジングは、前記リアステータに接するよう設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のリニアソレノイド。
【請求項４】
前記フロントハウジングは、外縁部に、径方向外側へ突出する第１爪部を有し、当該第１爪部が前記リアハウジング側へ折り曲げられることにより前記リアハウジングの外縁部に加締められていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のリニアソレノイド。
【請求項５】
前記リアハウジングは、外縁部のうち前記第１爪部により加締められる部分の板厚が、前記フロントハウジングの外縁部の板厚に比べて小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項４に記載のリニアソレノイド。
【請求項６】
前記リアハウジングは、外縁部に、径方向内側へ切り込むようにして形成されるスリットを有することを特徴とする請求項４または５に記載のリニアソレノイド。
【請求項７】
前記リアハウジングは、外縁部に、径方向外側へ突出する第２爪部を有し、当該第２爪部が前記フロントハウジング側へ折り曲げられることにより前記フロントハウジングの外縁部に加締められていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のリニアソレノイド。
【請求項８】
前記フロントハウジングは、外縁部のうち前記第２爪部により加締められる部分の板厚が、前記リアハウジングの外縁部の板厚に比べて小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項７に記載のリニアソレノイド。
【請求項９】
前記フロントハウジングは、外縁部に、径方向内側へ切り込むようにして形成されるスリットを有することを特徴とする請求項７または８に記載のリニアソレノイド。
【請求項１０】
前記リアハウジングおよび前記フロントハウジングは、加締められる前の状態では、互いの外縁部同士の間に所定の大きさの隙間を形成していることを特徴とする請求項４〜９のいずれか一項に記載のリニアソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動子と一体のシャフトを往復移動可能に支持するリニアソレノイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作動油の油路を切り換える切換弁の駆動装置として、特許文献１に開示されるようなリニアソレノイドを用いることが知られている。このリニアソレノイドは、切換弁のスプールを軸方向に押圧駆動するためのシャフトを有している。
特許文献１の図１３に示されるリニアソレノイドでは、シャフトのスプールに接する側とは反対側の端部が、リアステータの筒部の内壁によって摺動可能に支持されている。これにより、シャフトは、可動子とともに往復移動可能である。ところで、このリニアソレノイドでは、リアステータの筒部の可動子とは反対側の端部が、リニアソレノイドの外側に開口している。このような形状のリアステータの場合、プレス加工等により容易に形成できるものの、切換弁側からの作動油が筒部の内壁（穴部）等を経由してリニアソレノイドの外部へ漏れ出すおそれがある。そのため、このリニアソレノイドは、例えばバルブタイミング調整装置の切換弁を駆動するのに用いられる場合、設置場所がエンジン内部に限定される。
【０００３】
一方、特許文献１の図２に示されるリニアソレノイドでは、リアステータ側の端面が樹脂でモールドされている。このリニアソレノイドの場合、切換弁側からの作動油がリニアソレノイドの内部を経由して外部へ漏れ出すことがないため、エンジン外部に設置することが可能である。このリニアソレノイドのリアステータは、シャフトを支持する筒部の一方の端部開口が塞がれた有底の二重円筒状に形成されている。これにより、リアステータ側の端面を樹脂でモールドするとき、樹脂が筒部の内壁を経由してリニアソレノイドの内部へ浸入するのを防いでいる。しかしながら、このような形状（有底の二重円筒状）のリアステータはプレス加工で形成するのが困難なため、例えば切削等による加工が要求される。その結果、リニアソレノイドの製造コストが増大するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４５２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造が容易で、かつ、設置場所の自由度が高いリニアソレノイドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、シャフトと、可動子と、フロントステータと、リアステータと、コイル部と、フロントハウジングと、リアハウジングと、シール部材と、を備えたリニアソレノイドの発明である。可動子は、シャフトの軸方向の途中に固定される。フロントステータは、シャフトの一方の端部を軸方向に往復移動可能に支持する第１穴部を有する。リアステータは、シャフトの他方の端部を軸方向に往復移動可能に支持する第２穴部を有する。コイル部は、略円筒状に形成され、フロントステータおよびリアステータの径方向外側に設けられる。また、コイル部は、供給される電力により磁力を生じることで可動子をシャフトとともにフロントステータ側に吸引可能である。金属製のフロントハウジングは、シャフトの前記一方の端部が挿通可能な穴を有し、フロントステータおよびコイル部の軸方向の一方側を覆うよう設けられる。金属製のリアハウジングは、リアステータおよびコイル部の軸方向の他方側を覆うとともに外縁部がフロントハウジングの外縁部に結合することにより、フロントハウジングとの間に可動子、フロントステータ、リアステータおよびコイル部を収容する。環状のシール部材は、リアステータが径方向内側に位置するよう、コイル部とリアハウジングとの間に設けられる。この構成により、本発明では、コイル部に磁力が生じると、リアハウジングは、フロントハウジング、フロントステータおよびリアステータとともに磁気回路を形成する。これにより、シャフトと一体の可動子がフロントステータ側に吸引される。
【０００７】
また、本発明では、リアハウジングは金属により形成されており樹脂浸入のおそれがないため、リアハウジングでリアステータを覆うとき、第２穴部の開口を塞いでおく必要がない。つまり、第２穴部は、リアステータを貫通する形状にすることができる。例えば、両端の開口が塞がれていない第２穴部を内壁にもつ筒状の筒部を、リアステータが有するような場合である。このような形状のリアステータであれば、プレス加工等の比較的簡単な加工により容易に形成することが可能である。よって、リアステータの加工コストを低減することができる。したがって、本発明によるリニアソレノイドは、製造コストを低減することができる。
【０００８】
また、上記構成の本発明によれば、第２穴部のフロントステータとは反対側の端部開口、および、コイル部の端部は、リアハウジングによって塞がれている。さらに、本発明では、環状のシール部材が、リアステータが径方向内側に位置するよう、コイル部とリアハウジングとの間に設けられている。そのため、本発明を例えばバルブタイミング調整装置の切換弁の駆動装置として適用する場合、切換弁側からの作動油が第２穴部、および、リアステータとコイル部との間を経由してリニアソレノイドの外部へ漏れ出すことが防止される。このように、本発明では、切換弁側からの作動油がリニアソレノイドの内部を経由して外部へ漏れ出すことが防止される。そのため、本発明によるリニアソレノイドは、設置場所の自由度が高く、エンジン外部に設置することも可能である。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、リアステータは、内壁が前記第２穴部を構成する筒状の第１筒部、当該第１筒部のフロントステータとは反対側の端部から径方向外側へ環状に延びる底部、および、当該底部の外縁部から第１筒部と同じ方向に筒状に延びる第２筒部からなる略二重円筒状に形成されている。本発明は、請求項１に記載の発明のリアステータの形状をより具体的に例示するものである。このような構成の二重円筒状のリアステータであれば、プレス加工等の比較的簡単な加工により容易に形成することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、リアハウジングは、リアステータに接するよう設けられている。これにより、リアハウジングがフロントハウジング、フロントステータおよびリアステータとともに磁気回路を形成するとき、可動子をフロントステータ側に吸引する力をより高めることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、フロントハウジングは、外縁部に、径方向外側へ突出する第１爪部を有し、当該第１爪部がリアハウジング側へ折り曲げられることによりリアハウジングの外縁部に加締められている。本発明は、リアハウジングとフロントハウジングとの結合方法を具体的に例示するものである。つまり、本発明では、リアハウジングとフロントハウジングとは、比較的加工が容易な加締めにより結合されている。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、リアハウジングは、外縁部のうちフロントハウジングの第１爪部により加締められる部分の板厚が、フロントハウジングの外縁部の板厚に比べて小さくなるよう形成されている。そのため、リアハウジングの外縁部は、フロントハウジングの外縁部に比べ強度が低く、フロントハウジングの第１爪部により加締められるとき、容易に変形しフロントハウジングの外縁部に密に接する。これにより、リアハウジングの外縁部とフロントハウジングの外縁部とが接する部分の面積を大きくすることができる。その結果、リアハウジングおよびフロントハウジング等によって形成される磁気回路をより安定にすることができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明では、リアハウジングは、外縁部に、径方向内側へ切り込むようにして形成されるスリットを有する。そのため、リアハウジングの外縁部は、強度が低減されており、フロントハウジングの第１爪部により加締められるとき、容易に変形しフロントハウジングの外縁部に密に接する。これにより、リアハウジングの外縁部とフロントハウジングの外縁部とが接する部分の面積を大きくすることができる。その結果、リアハウジングおよびフロントハウジング等によって形成される磁気回路をさらに安定にすることができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明では、リアハウジングは、外縁部に、径方向外側へ突出する第２爪部を有し、当該第２爪部がフロントハウジング側へ折り曲げられることによりフロントハウジングの外縁部に加締められている。本発明は、請求項５に記載の発明と同様、リアハウジングとフロントハウジングとの結合方法を具体的に例示するものである。
【００１５】
請求項８に記載の発明では、フロントハウジングは、外縁部のうちリアハウジングの第２爪部により加締められる部分の板厚が、リアハウジングの外縁部の板厚に比べて小さくなるよう形成されている。そのため、フロントハウジングの外縁部は、リアハウジングの外縁部に比べ強度が低く、リアハウジングの第２爪部により加締められるとき、容易に変形しリアハウジングの外縁部に密に接する。これにより、リアハウジングの外縁部とフロントハウジングの外縁部とが接する部分の面積を大きくすることができる。その結果、リアハウジングおよびフロントハウジング等によって形成される磁気回路をより安定にすることができる。
【００１６】
請求項９に記載の発明では、フロントハウジングは、外縁部に、径方向内側へ切り込むようにして形成されるスリットを有する。そのため、フロントハウジングの外縁部は、強度が低減されており、リアハウジングの第２爪部により加締められるとき、容易に変形しリアハウジングの外縁部に密に接する。これにより、リアハウジングの外縁部とフロントハウジングの外縁部とが接する部分の面積を大きくすることができる。その結果、リアハウジングおよびフロントハウジング等によって形成される磁気回路をさらに安定にすることができる。
【００１７】
請求項１０に記載の発明では、リアハウジングおよびフロントハウジングは、加締められる前の状態では、互いの外縁部同士の間に所定の大きさの隙間を形成している。これにより、リアハウジングとフロントハウジングとが加締められた状態では、フロントステータ、リアステータおよびコイル部に、リアハウジングとフロントハウジングとからの軸力が作用する。フロントステータ、リアステータおよびコイル部は、軸力が作用した状態でリアハウジングとフロントハウジングとの間に収容されるため、リアハウジングおよびフロントハウジング内での位置が安定する。その結果、リニアソレノイドに形成される磁気回路がより安定する。また、この構成によりリアハウジングをリアステータに確実に当接させることが可能なので、可動子をフロントステータ側に吸引する力をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態によるリニアソレノイドを示す断面図。
【図２】図１の矢印ＩＩ方向から見た図。
【図３】本発明の一実施形態によるリニアソレノイドおよび比較例によるリニアソレノイドの吸引力の違いを説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態によるリニアソレノイドを図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
図１に示すリニアソレノイド１は、例えば図示しないバルブタイミング調整装置の作動油の油路を切り換える切換弁の駆動部として適用される。
リニアソレノイド１は、シャフト１０、可動子２０、フロントステータ３０、リアステータ４０、コイル部５０、フロントハウジング６０、リアハウジング７０、および、シール部材１３等を備えている。
【００２０】
シャフト１０は、例えば金属により、円柱棒状に形成されている。
可動子２０は、例えば鉄等の磁性材料により、略有底筒状に形成されている。可動子２０は、筒状の筒部２１、および、当該筒部２１の一方の端部を塞ぐ底部２２からなる。底部２２の中央には、底部２２を貫く穴部２３が形成されている。穴部２３には、シャフト１０が圧入されている。これにより、可動子２０は、シャフト１０の軸方向の途中に固定されている。
【００２１】
フロントステータ３０は、例えば鉄等の磁性材料により、略有底筒状に形成されている。フロントステータ３０は、筒状の筒部３１、および、当該筒部３１の一方の端部を塞ぐ底部３２からなる。底部３２の中央には、底部３２を貫く穴部３３が形成されている。穴部３３には、リング部材３４が圧入されている。
【００２２】
リング部材３４は、例えば金属により形成されている。リング部材３４には、シャフト１０の一方の端部が挿通されている。これにより、リング部材３４は、シャフト１０の一方の端部を軸方向に摺動可能に支持している。すなわち、フロントステータ３０の穴部３３は、リング部材３４を介してシャフト１０の一方の端部を軸方向に往復移動可能に支持している。ここで、穴部３３は、特許請求の範囲における「第１穴部」に対応する。なお、リング部材３４の内壁には、他部材との摩擦を低減可能な材料を塗布してもよい。これにより、シャフト１０は、リング部材３４の内側で円滑に往復移動可能である。
【００２３】
リアステータ４０は、例えば鉄等の磁性材料により、略二重円筒状に形成されている。リアステータ４０は、筒状の第１筒部４１、当該第１筒部４１の一方の端部から径方向外側に環状に延びる底部４２、および、当該底部４２の外縁部から第１筒部４１と同じ方向に筒状に延びる第２筒部４３からなる。第１筒部４１の内壁は、穴部４４を構成している。穴部４４の底部４２とは反対側の端部には、リング部材４５が圧入されている。
【００２４】
リング部材４５は、リング部材３４と同様、例えば金属により形成されている。リング部材４５には、シャフト１０の他方の端部が挿通されている。これにより、リング部材４５は、シャフト１０の他方の端部を軸方向に摺動可能に支持している。すなわち、リアステータ４０の穴部４４は、リング部材４５を介してシャフト１０の他方の端部を軸方向に往復移動可能に支持している。ここで、穴部４４は、特許請求の範囲における「第２穴部」に対応する。また、上記形状のリアステータ４０は、例えばプレス加工により形成されている。なお、リング部材４５の内壁には、他部材との摩擦を低減可能な材料を塗布してもよい。これにより、シャフト１０は、リング部材４５の内側で円滑に往復移動可能である。
【００２５】
フロントステータ３０の底部３２とは反対側の端部外周、および、リアステータ４０の底部４２とは反対側の端部外周には、略円筒状の筒部材１１が嵌め込まれている。これにより、フロントステータ３０とリアステータ４０とは、筒部材１１により接続された状態となっている。この状態において、可動子２０はフロントステータ３０とリアステータ４０との間に位置している。可動子２０の筒部２１の厚みは、リアステータ４０の第１筒部４１と第２筒部４３との間の距離よりも小さく設定されている。そのため、可動子２０の筒部２１は、リアステータ４０の第１筒部４１と第２筒部４３との間で軸方向に往復移動可能である。これにより、シャフト１０は、可動子２０とともに軸方向に往復移動可能である。なお、筒部材１１は、非磁性材料により形成されている。
【００２６】
コイル部５０は、フロントステータ３０、筒部材１１およびリアステータ４０の径方向外側に設けられている。コイル部５０は、ボビン５１、および、巻線５２を有している。ボビン５１は、樹脂により略円筒状に形成され、径方向内側にフロントステータ３０、筒部材１１およびリアステータ４０が位置するよう設けられている。巻線５２は、銅線であり、ボビン５１の外周に巻回されている。巻線５２の端部は、ターミナル５３に接続されている。これにより、ターミナル５３を経由して巻線５２に電流を流すと、コイル部５０には磁力が生じる。なお、ボビン５１および巻線５２の外周側は、樹脂によりモールドされている。
【００２７】
フロントハウジング６０は、例えば鉄等の磁性材料により、略カップ状に形成されている。フロントハウジング６０は、筒状の筒部６１、当該筒部６１の一方の端部を塞ぐ底部６２、および、筒部６１の他方の端部から径方向外側に環状に延びる外縁部６３からなる。底部６２には、シャフト１０の外径よりも径の大きな穴６４が形成されている。フロントハウジング６０の筒部６１の内側に、コイル部５０、フロントステータ３０、筒部材１１、リアステータ４０、シャフト１０および可動子２０等が収容されている。すなわち、フロントハウジング６０は、フロントステータ３０およびコイル部５０の軸方向の一方側を覆うよう設けられている。シャフト１０の一方の端部は、穴６４に挿通されている。また、フロントステータ３０とフロントハウジング６０の底部６２とは接している。
【００２８】
コイル部５０のボビン５１とフロントハウジング６０の底部６２との間には、環状のシール部材１２が設けられている。シール部材１２の径方向内側には、フロントステータ３０および筒部材１１が位置している。シール部材１２は、弾性を有する材料により形成されており、底部６２とボビン５１との間を液密にシールする。このシール部材１２としては、ゴム製のＯリング、あるいは、液状ガスケット等を用いることが考えられる。筒部６１の内径は、コイル部５０の外径と概ね同じに形成されている。これにより、コイル部５０は、フロントハウジング６０の内側において位置が安定する。
【００２９】
リアハウジング７０は、フロントハウジング６０と同様、例えば鉄等の磁性材料により、略カップ状に形成されている。リアハウジング７０は、筒状の筒部７１、当該筒部７１の一方の端部を塞ぐ底部７２、および、筒部７１の他方の端部から径方向外側に環状に延びる外縁部７３からなる。リアハウジング７０の筒部７１の内側に、コイル部５０、リアステータ４０等が収容されている。すなわち、リアハウジング７０は、リアステータ４０およびコイル部５０の軸方向の他方側を覆うよう設けられている。リアハウジング７０は、外縁部７３がフロントハウジング６０の外縁部６３に結合することにより、フロントハウジング６０との間に可動子２０、フロントステータ３０、リアステータ４０およびコイル部５０等を収容する。また、リアハウジング７０は、底部７２がリアステータ４０の底部４２に接するよう設けられている。
【００３０】
シール部材１３は、環状に形成され、コイル部５０のボビン５１とリアハウジング７０の底部７２との間に設けられている。シール部材１３の径方向内側には、リアステータ４０が位置している。シール部材１３は、弾性を有する材料により形成されており、底部７２とボビン５１との間を液密にシールする。このシール部材１３としては、シール部材１２と同様、ゴム製のＯリング、あるいは、液状ガスケット等を用いることが考えられる。筒部７１の内径は、コイル部５０の外径と概ね同じかやや大きく形成されている。
【００３１】
本実施形態では、フロントハウジング６０の外縁部６３とリアハウジング７０の外縁部７３とは、加締めにより結合されている。具体的には、図１および２に示すように、フロントハウジング６０の外縁部６３は径方向外側へ突出する複数の爪部６５を有し、これらの爪部６５がリアハウジング７０側へ折り曲げられることによりリアハウジング７０の外縁部７３に加締められている。本実施形態では、外縁部６３は、周方向に６つの爪部６５を有している。ここで、爪部６５は、特許請求の範囲における「第１爪部」に対応する。
【００３２】
本実施形態では、図１に示すように、リアハウジング７０は、外縁部７３の板厚ｔ１が、フロントハウジング６０の外縁部６３の板厚ｔ２に比べて小さくなるよう形成されている。そのため、外縁部７３は、外縁部６３に比べ強度が低くなっている。また、リアハウジング７０は、外縁部７３に、径方向内側へ切り込むようにして形成される複数のスリット７４を有している。そのため、リアハウジング７０の外縁部７３は、強度が低減されている。このような構成のため、リアハウジング７０の外縁部７３は、フロントハウジング６０の爪部６５により加締められたとき、容易に変形し外縁部６３に密に接する。
【００３３】
また、本実施形態では、リアハウジング７０およびフロントハウジング６０は、加締められる前の状態では、互いの外縁部同士（外縁部７３および外縁部６３）の間に所定の大きさの隙間を形成している。これにより、リアハウジング７０とフロントハウジング６０とが加締められた状態では、フロントステータ３０、リアステータ４０およびコイル部５０に、リアハウジング７０とフロントハウジング６０とからの軸力が作用する。
【００３４】
また、本実施形態では、リアハウジング７０の外縁部７３の周方向の複数箇所に取付穴７５が形成され、フロントハウジング６０の外縁部６３の取付穴７５に対応する箇所に取付穴６６が形成されている（図２参照）。本実施形態では、取付穴７５および取付穴６６は、それぞれ３つずつ形成されている。リニアソレノイド１は、取付穴７５および取付穴６６にボルト等の締結部材を通すことで、例えばエンジンカバー等に取り付けられている。このとき、ボルトの締め付け力によって、前記軸力がさらに増大するとともに、リアハウジング７０の外縁部７３とフロントハウジング６０の外縁部６３とがさらに密に接した状態となる。なお、ここで、リニアソレノイド１のエンジンカバーへの取り付けの形態としては、フロントハウジング６０側がエンジンカバーの内側に、リアハウジング７０側がエンジンカバーの外側に露出するような形態を考えることができる。
【００３５】
本実施形態では、可動子２０の底部２２には、底部２２を貫く孔２４が形成されている。また、可動子２０の筒部２１の内壁には溝２５が形成され、孔２４に接続している。また、リアステータ４０の底部４２には、底部４２を貫く孔４６が形成されている。さらに、リアハウジング７０の底部７２のリアステータ４０側の面には、リアステータ４０とは反対側に窪む凹部７６が形成されている。ここで、可動子２０の底部２２とフロントステータ３０との間の空間と、リアステータ４０の第１筒部４１の内側の空間とは、孔２４、溝２５、孔４６および凹部７６により連通している。そのため、可動子２０がシャフト１０とともにフロントステータ３０とリアステータ４０との間を往復移動するときに生じる、可動子２０のフロントステータ３０側とリアステータ４０の第１筒部４１側との間の差圧は、低減される。これにより、可動子２０は、シャフト１０とともにフロントステータ３０とリアステータ４０との間を円滑に往復移動可能である。
【００３６】
次に、リニアソレノイド１の作動について説明する。
本実施形態では、リニアソレノイド１は、図示しないバルブタイミング調整装置の作動油の油路を切り換える切換弁の駆動部として適用される。切換弁は、複数の孔が形成された筒状のスリーブ、および、当該スリーブの内側に往復移動可能に設けられるスプールを有する。切換弁は、スプールがスリーブ内で往復移動することにより、前記複数の孔に接続する油路を切り換える。リニアソレノイド１は、スプールを往復移動させるため、すなわちスプールを軸方向に移動するよう駆動するために用いられる。
【００３７】
リニアソレノイド１は、シャフト１０の一方の端部が切換弁のスプールの端部に接するよう設けられる。スプールのシャフト１０とは反対側の端部と、スリーブとの間には、付勢部材が設けられている。これにより、スプールはシャフト１０側に付勢されている。その結果、リニアソレノイド１の非作動時、すなわちリニアソレノイド１に電力が供給されていないとき、シャフト１０および可動子２０は、リアハウジング７０側に付勢された状態である（図１参照）。このとき、可動子２０の底部２２とリアステータ４０の第１筒部４１またはリング部材４５、および、シャフト１０の他方の端部とリアハウジング７０の底部７２、のうち少なくとも１組は互いに当接している。
【００３８】
リニアソレノイド１に電力が供給され、コイル部５０の巻線５２に電流が流れると、コイル部５０には磁力が生じる。これにより、フロントステータ３０、フロントハウジング６０、リアハウジング７０およびリアステータ４０に磁束が流れる。リアステータ４０とフロントステータ３０との間に設けられた非磁性の筒部材１１は、リアステータ４０とフロントステータ３０との間の磁気的短絡を抑制している。そのため、筒部材１１を避け、可動子２０を経由してリアステータ４０とフロントステータ３０との間に磁束が流れる。つまり、コイル部５０に磁力が生じると、フロントステータ３０、フロントハウジング６０、リアハウジング７０、リアステータ４０および可動子２０に磁気回路が形成される。これにより、可動子２０は、切換弁の付勢部材の付勢力に抗して、シャフト１０とともにフロントステータ３０側に吸引される。その結果、切換弁のスリーブ内におけるスプールの軸方向の位置が変更され、バルブタイミング調整装置に供給される作動油の油路が切り換えられる。
【００３９】
なお、本実施形態では、リニアソレノイド１に供給する電力は、図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）によってデューティー比制御される。これにより、可動子２０を吸引する力（以下、「吸引力」という）を任意の大きさに調節することができる。その結果、切換弁のスリーブ内におけるスプールの軸方向の位置を任意に制御でき、油路の切り換えを適切に行うことができる。
【００４０】
次に、本実施形態によるリニアソレノイド１の「吸引力」について、比較例を用いて説明する。
ここで、比較例とは、物理的な構成は本実施形態と同様であるものの、リアハウジング７０の底部７２とリアステータ４０の底部４２との間に所定の大きさの隙間が形成されているリニアソレノイドのことである。図３は、比較例および本実施形態の吸引力に関する特性に関し、シャフト１０のストロークと吸引力との関係を示したものである。ここで、破線が比較例の特性を表し、実線が本実施形態の特性を表している。この図から、本実施形態は、比較例に比べ、吸引力に関する特性が向上していることがわかる。このように、本実施形態では、リアハウジング７０の底部７２とリアステータ４０の底部４２とが密に接しているため、リアハウジング７０とリアステータ４０との間に隙間が形成される場合に比べ、吸引力を大きくすることができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態では、リアステータ４０は、内壁が穴部４４を構成する筒状の第１筒部４１、当該第１筒部４１のフロントステータ３０とは反対側の端部から径方向外側へ環状に延びる底部４２、および、当該底部４２の外縁部から第１筒部４１と同じ方向に筒状に延びる第２筒部４３からなる略二重円筒状に形成されている。このような形状のリアステータ４０を例えば樹脂によりモールドする場合、第１筒部４１の内側を経由した樹脂浸入が懸念される。本実施形態では、樹脂によるモールドではなく、金属製のリアハウジング７０によりリアステータ４０を覆っている。そのため、本実施形態では、樹脂浸入のおそれがない。また、このような形状のリアステータ４０であれば、プレス加工等の比較的簡単な加工により容易に形成することが可能である。よって、リアステータ４０の加工コストを低減することができる。したがって、本実施形態によるリニアソレノイド１は、製造コストを低減することができる。
【００４２】
また、上記構成の本実施形態によれば、リアステータ４０の穴部４４のフロントステータ３０とは反対側の端部開口、および、コイル部５０の端部は、リアハウジング７０によって塞がれている。さらに、本実施形態では、環状のシール部材１３が、リアステータ４０が径方向内側に位置するよう、コイル部５０とリアハウジング７０との間に設けられている。そのため、バルブタイミング調整装置の切換弁の駆動装置として適用される本実施形態の場合、切換弁側からの作動油が穴部４４、および、リアステータ４０とコイル部５０との間を経由してリニアソレノイド１の外部へ漏れ出すことが防止される。このように、本実施形態では、切換弁側からの作動油がリニアソレノイド１の内部を経由して外部へ漏れ出すことが防止される。そのため、本実施形態によるリニアソレノイド１は、設置場所の自由度が高く、例えばエンジン外部に設置することも可能である。
【００４３】
また、本実施形態では、リアハウジング７０は、リアステータ４０に接するよう設けられている。これにより、リアハウジング７０がフロントハウジング６０、フロントステータ３０およびリアステータ４０とともに磁気回路を形成するとき、可動子２０をフロントステータ３０側に吸引する力をより高めることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、フロントハウジング６０は、外縁部６３に、径方向外側へ突出する爪部６５を有し、当該爪部６５がリアハウジング７０側へ折り曲げられることによりリアハウジング７０の外縁部７３に加締められている。このように、本実施形態では、リアハウジング７０とフロントハウジング６０とは、比較的加工が容易な加締めにより結合されている。
【００４５】
また、本実施形態では、リアハウジング７０は、外縁部７３のうちフロントハウジング６０の爪部６５により加締められる部分の板厚ｔ１が、フロントハウジング６０の外縁部６３の板厚ｔ２に比べて小さくなるよう形成されている。そのため、リアハウジング７０の外縁部７３は、フロントハウジング６０の外縁部６３に比べ強度が低く、フロントハウジング６０の爪部６５により加締められるとき、容易に変形しフロントハウジング６０の外縁部６３に密に接する。これにより、リアハウジング７０の外縁部７３とフロントハウジング６０の外縁部６３とが接する部分の面積を大きくすることができる。その結果、リアハウジング７０およびフロントハウジング６０等によって形成される磁気回路をより安定にすることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、リアハウジング７０は、外縁部７３に、径方向内側へ切り込むようにして形成されるスリット７４を有する。そのため、リアハウジング７０の外縁部７３は、強度が低減されており、フロントハウジング６０の爪部６５により加締められるとき、容易に変形しフロントハウジング６０の外縁部６３に密に接する。これにより、リアハウジング７０の外縁部７３とフロントハウジング６０の外縁部６３とが接する部分の面積を大きくすることができる。その結果、リアハウジング７０およびフロントハウジング６０等によって形成される磁気回路をさらに安定にすることができる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、リアハウジング７０およびフロントハウジング６０は、加締められる前の状態では、互いの外縁部同士（外縁部７３および外縁部６３）の間に所定の大きさの隙間を形成している。これにより、リアハウジング７０とフロントハウジング６０とが加締められた状態では、フロントステータ３０、リアステータ４０およびコイル部５０に、リアハウジング７０とフロントハウジング６０とからの軸力が作用する。フロントステータ３０、リアステータ４０およびコイル部５０は、軸力が作用した状態でリアハウジング７０とフロントハウジング６０との間に収容されるため、リアハウジング７０およびフロントハウジング６０内での位置が安定する。その結果、リニアソレノイド１に形成される磁気回路がより安定する。また、この構成によりリアハウジング７０をリアステータ４０に確実に当接させることが可能なので、可動子２０をフロントステータ３０側に吸引する力をさらに高めることができる。
【００４８】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、フロントハウジングの外縁部が第１爪部を有し、当該第１爪部によりリアハウジングの外縁部が加締められる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、リアハウジングの外縁部が、径方向外側へ突出する第２爪部を有し、当該第２爪部がフロントハウジング側へ折り曲げられることによりフロントハウジングの外縁部に加締められることとしてもよい。また、この場合、フロントハウジングは、外縁部のうちリアハウジングの第２爪部により加締められる部分の板厚が、リアハウジングの外縁部の板厚に比べて小さくなるよう形成されていてもよい。また、この場合、フロントハウジングは、外縁部に、径方向内側へ切り込むようにして形成されるスリットを有することとしてもよい。
【００４９】
また、本発明の他の実施形態では、リアハウジングの外縁部の板厚とフロントハウジングの外縁部の板厚とは、同一の大きさに形成されていてもよい。また、リアハウジングの外縁部は、スリットを有しない構成としてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、リアハウジングの外縁部とフロントハウジングの外縁部とは、加締めではなく、例えば圧入により結合されていてもよい。
【００５０】
また、本発明の他の実施形態では、リアステータは、略円盤状に形成され、シャフトを軸方向に往復移動可能に支持する第２穴部を中央に有する構成としてもよい。このような形状のリアステータであっても、プレス加工等の比較的簡単な加工により容易に形成できる。また、可動子は、有底筒状に限らず、例えば円盤状あるいは円柱状に形成されていてもよい。
上述の実施形態では、コイル部とリアハウジングとの間、およびコイル部とフロントハウジングとの間に、環状のシール部材を設ける例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、当該シール部材を備えない構成としてもよい。
上述の実施形態では、フロントステータおよびリアステータにリング部材を設け、当該リング部材によりシャフトの両端部を摺動可能に支持する構成を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、リング部材を設けず、フロントステータの第１穴部およびリアステータの第２穴部により直接シャフトの両端部を摺動可能に支持することとしてもよい。
【００５１】
また、本発明の他の実施形態では、リアハウジングは、リアステータに接していなくてもよい。リアハウジングとリアステータとが接していなくても、リアハウジングおよびリアステータが磁気回路の一部を形成することは可能である。
また、本発明の他の実施形態では、リアハウジングおよびフロントハウジングは、加締められる前の状態において、互いの外縁部同士が当接していてもよい。
【００５２】
本発明によるリニアソレノイドは、切換弁の駆動装置として用いる場合、切換弁側からの作動油がリニアソレノイドの内部を経由して外部へ漏れ出ることが抑制されるため、エンジンの内側または外側にかかわらず任意の場所に設置可能である。
本発明は、切換弁の駆動装置に限らず、往復移動可能な駆動部を有する種々の機能品の駆動装置として適用することができる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１  ・・・リニアソレノイド
１０・・・シャフト
２０・・・可動子
３０・・・フロントステータ
３３・・・穴部（第１穴部）
４０・・・リアステータ
４４・・・穴部（第２穴部）
５０・・・コイル部
６０・・・フロントハウジング
６３・・・外縁部
６４・・・穴
７０・・・リアハウジング
７３・・・外縁部
【図１】
2011222799.tif 000003
【図２】
2011222799.tif 000004
【図３】
2011222799.tif 000005