(57)【要約】      （修正有）【課題】コイルを流れる電流値に応じてプランジャの位置を任意に制御できるソレノイドにおいて、ストローク長が長いものに好適であり、プランジャの加工が容易な構成を有するソレノイドを提供する。【解決手段】ソレノイド１０は、プランジャ２０の筒状突出部２２の肉厚や内周面５５又は外周面の傾斜角によって推力を簡単に適宜設定できるので、長いストローク長に好適であり、プランジャ２０の先端部の近傍部分を非常に細くする必要がないので、プランジャ２０の加工が容易なソレノイドを提供することができる。シャフト５６をベース２７の案内孔２９で案内するので、シャフト５６に対する横応力、つまり摺動向と直交する方向からの応力によってシャフト５６の傾きを生じず、ストローク長が長いソレノイドの信頼性を高めることができる。【選択図】図１
2015138937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを巻回したコイルボビンと、
略棒状に形成されると共に、前記コイルボビンに挿入され、かつ、先端部が前記コイルボビンから突出した状態で設けられたベースと、
該ベースの中心軸に沿って摺動可能に設けられると共に、前記ベースに向かって突出すると共に、内部に前記ベースの先端部を進入可能に形成された筒状突出部を備えたプランジャとを有することを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
前記ベースは、前記先端部に開口し、中心軸に沿って延びる案内孔が形成され、
前記プランジャは、中心軸に沿って貫通孔が形成され、
前記プランジャの前記貫通孔に嵌合されると共に、基端側の部分が前記ベースの前記案内孔に挿入され、かつ前記案内孔に案内されて摺動可能なシャフトをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
【請求項３】
前記ベースは、前記先端部の近傍部分が前記先端部に向かって縮径する略円錐台形状に形成され、
前記プランジャは、前記筒状突出部の内周面が奥側に向かって縮径する略逆円錐台形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のソレノイド。
【請求項４】
さらに、内部に前記コイルボビンが配置された第１ケース構成部材と、
内部に前記プランジャが配置されると共に、前記シャフトを案内する貫通孔が形成された第２ケース構成部材とを有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のソレノイド。
【請求項５】
前記第２ケース構成部材は、第１ケース構成部材に対してねじ込まれて固定されていることを特徴とする請求項４に記載のソレノイド。
【請求項６】
さらに、前記プランジャと前記コイルボビンとの間、及び、前記ベースと第１ケース構成部材との間に介在するように設けられた隔離部材を有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のソレノイド。
【請求項７】
前記プランジャは、前記筒状突出部の周辺に平坦面が形成され、
さらに、一端部が前記プランジャの前記平坦面に接し、他端部が前記隔離部材に接するように設けられると共に、前記プランジャを前記ベースから離隔する方向に付勢するスプリングを有することを特徴とする請求項６に記載のソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドに関し、特にコイルを流れる電流値に応じてプランジャの位置を任意に制御できるソレノイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイドには、コイルを流れる電流値に応じてプランジャの位置を任意に制御できるものである。比例ソレノイドとも呼ばれ、油圧バルブなどの液圧バルブに利用されることが多い。この種のソレノイドにおいて、配管の内部や配管に囲まれた空間など、細長い空間に装着できるように細長型に形成したソレノイドがある。さらに、このような細長いものにおいて、細長い筒状に形成したコイルの巻線間における磁界の相互干渉を逓減させるために、コイルボビンの内部を貫通する棒状のベースを設けたものがある。
【０００３】
図１０は、従来技術に係るソレノイドの構造を示す断面図である。図１０において、９０は電磁比例弁、９１は板ばね、９２はボディ、９２ａは入口流路、９２ｂは出口流路、９２ｃは弁座、９３ａはプランジャ、９３ｂは弁シート、９３ｃはホルダ、９４は磁気漏洩空間、９５はシールリング、９６は第３コア、９７は第１コア、９８は第２コア、９９はコイルである。
【０００４】
図１０は、特開２００２−３５７２８０公報で開示されている電磁比例弁であり、ソレノイドと弁座等の弁構成部材を一体にしたものである。すなわち、電磁比例弁９０は、ボディ９２に入口流路９２ｂ、出口流路９２ａ、弁座９２ｃが形成されている。ボディ９２に対して、第３コア９６を嵌め込み、さらにボディ９２と第３コア９６とによって板ばね９１を挟持している。板ばね９１には、ホルダ９３ｃが固着され、さらにホルダ９３ｃの外周にリング状のプランジャ９３ａが固着されている。また、プランジャ９３ａと一体に設けてあり、弾性体からなる弁シート９３が弁座９２ｃに押しつけている。さらに、シールリング９５を弾装することにより、第３コア９６で第１コア９７を保持し、コイル９９が巻かれたホビンを第１コア９７に対して挿入すると共に、第２コア９８を取り付けることによって第１コア９７を固定している。
【０００５】
以上の構成において、コイル９９に電圧を印加して第１コア９７、第２コア９８や第３コア９６などに磁束の流れを生じると、板ばね９１の復元力に抗して、プランジャ９３ａが第１コア９７や第３コア９６の磁力に吸引されて、第１コア９７と第３コア９６の間にある磁気漏洩空間９４を埋めるように、プランジャ９３ａが垂直上方に移動するので、弁シート９３が弁座９２ｃから離隔し、入口流路９２ｂと出口流路９２ａとが連通する。
【０００６】
ところで、電磁比例弁９０におけるソレノイドの構成は、ストローク長が長い電磁比例弁ものに適していない。すなわち、プランジャ９３ａと第１コア９７との互いに対向する部分が平坦面であり、エアギャップの幅をさほど大きくできない。さらに、対向する部分が平坦面であると、エアギャップの幅を大きくすることは、動作中のソレノイドの推力の変動の要因となる。電磁比例弁は、ソレノイドの推力が一定であることが最も重要な要件であり、推力の変動を招くことは解決手段として全く不適切である。くわえて、長いストローク長に応じて板ばねを大きなものとする必要があり、板ばねを所定位置に収納できなくなる場合があるからである。また、コア（ベース）のプランジャと対向する側を凹状に形成し、プランジャのコアと対向する側をテーパ面又は階段状に形成すれば、ストローク長が長くすることができるので、コントロールストローク領域も長くすることが可能である。しかし、細長いソレノイドにおいて、プランジャのコアと対向する側をテーパ面又は階段状に形成すると、プランジャの先端部の近傍部分が非常に細いものとなり、相当な加工精度が必要になる上に、打痕がつくなど製品の信頼性に好ましくない影響を及ぼすことがある。したがって、プランジャの先端部の近傍部分を非常に細くする構成は好ましい解決手段とは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３５７２８０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、コイルを流れる電流値に応じてプランジャの位置を任意に制御できるソレノイドにおいて、ストローク長が長いものに好適であり、プランジャの加工が容易な構成を有するソレノイドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、コイルを巻回したコイルボビンと、略棒状に形成されると共に、前記コイルボビンに挿入され、かつ、先端部が前記コイルボビンから突出した状態で設けられたベースと、該ベースの中心軸に沿って摺動可能に設けられると共に、前記ベースに向かって突出すると共に、内部に前記ベースの先端部を進入可能に形成された筒状突出部を備えたプランジャとを有するソレノイドである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ベースは、前記先端部に開口し、中心軸に沿って延びる案内孔が形成され、前記プランジャは、中心軸に沿って貫通孔が形成され、前記プランジャの前記貫通孔に嵌合されると共に、基端側の部分が前記ベースの前記案内孔に挿入され、かつ前記案内孔に案内されて摺動可能なシャフトをさらに有することを特徴とするソレノイドである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ベースは、前記先端部の近傍部分が前記先端部に向かって縮径する略円錐台形状に形成され、前記プランジャは、前記筒状突出部の内周面が奥側に向かって縮径する略逆円錐台形状に形成されていることを特徴とするソレノイドである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、さらに、内部に前記コイルボビンが配置された第１ケース構成部材と、内部に前記プランジャが配置されると共に、前記シャフトを案内する貫通孔が形成された第２ケース構成部材とを有することを特徴とするソレノイドである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記第２ケース構成部材は、第１ケース構成部材に対してねじ込まれて固定されていることを特徴とするソレノイドである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記プランジャと前記コイルボビンとの間、及び、前記ベースと第１ケース構成部材との間に介在するように設けられた隔離部材を有することを特徴とするソレノイドである。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記プランジャは、前記筒状突出部の周辺に平坦面が形成され、さらに、一端部が前記プランジャの前記平坦面に接し、他端部が前記隔離部材に接するように設けられると共に、前記プランジャを前記ベースから離隔する方向に付勢するスプリングを有することを特徴とするソレノイドである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、プランジャの筒状突出部の肉厚や内周面又は外周面の傾斜角によって推力を簡単に適宜設定できるので、長いストローク長に好適であり、プランジャの先端部の近傍部分を非常に細くする必要がないので、プランジャの加工が容易なソレノイドを提供することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、ストローク長が長いソレノイドにおいては一般的にシャフトも長いものとなるが、シャフトを棒状に長いベースの案内孔で案内するので、シャフトに対する横応力、つまり摺動向と直交する方向からの応力によってシャフトの傾きを生じず、ストローク長が長いソレノイドの信頼性を高めることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、ベースの先端部近傍を先端部に向かって縮径する略円錐台形状にし、プランジャの筒状突出部の内周面を奥側に向かって縮径する略逆円錐台形状にすることは比較的容易な加工であり、このような容易な加工でストローク長が長いソレノイドを提供することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、シャフトを、ベースの案内孔に加えて第２ケース構成部材の貫通孔でも案内するので、シャフトに対して外部からの応力が加わっているときにおけるシャフトの傾きをさらに確実に防止できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、ソレノイドが細長い場合には、第２ケース構成部材及び第１ケース構成部材に対してねじ山を形成したねじ部を形成し、さらにねじ部の長さを確保することが容易である。そこで、第２ケース構成部材を第１ケース構成部材にねじ込む構成とすることによって第２ケース構成部材と第１ケース構成部材とを一体にする工程が非常に簡便なものとなる。また、第２ケース構成部材を取り外してスプリングの交換等のメンテナンスを行うことができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、第１ケース構成部材及び第２ケース構成部材で構成される内部空間にシャフトと第２ケース構成部材との僅かな間隙から浸入する液体がコイルの周囲まで浸入することを隔離部材によって防止することが可能となる。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、プランジャの筒状突出部の内部にスプリングを設ける構成よりもスプリングの径を大きくできるので、十分な弾発力を持ち、必要な耐久性を持つスプリングを装着することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態における断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの通電状態における断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るソレノイド示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は正面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドのプランジャを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドのベースを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの第１ケース構成部材の断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態における断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの第１ケース構成部材の断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの第２ケース構成部材を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】従来技術に係る比例ソレノイドの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの概要について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態における断面図である。図１において、１０はソレノイド、２０はプランジャ、２２は筒状突出部、２３は貫通孔、２５は内周面、２７はベース、２８はテーパ面、２９は案内孔、３１は先端側端部領域、３３は肉厚中間領域、３４は第２肉薄中間領域、３５は基端側端部領域、３８はテーパ面、４４、４５及び４６は段差面、５０は第２ケース構成部材、５１は鍔状部、５２は環状突出部、５３はねじ山形成面、５４は貫通孔、５４ａは段差面、５５は内周面、５６はシャフト、５７は隔離部材、５８はコイルボビン、５９はボビン、６０はエンドキャップ、６１は凹部、６２及び６３はスペーサ、６４及び６５はＯリング、６６及び６７はドライベアリング、６８ａ、６８ｂ及び６８ｃはＯリング、６９はスプリングである。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの通電状態における断面図である。図２において用いた符号は、すべて図１と同じものを示す。さらに、図３は、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイド示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は正面図である。図３において用いた符号は、すべて図１と同じものを示す。
【００２５】
この実施の形態に係るソレノイド１０は、コイル５９を流れる電流値に応じてプランジャ２０の位置を任意に制御できるいわゆる比例ソレノイドである。図１に示すように、第１ケース構成部材３０及び第２ケース構成部材５０からなるケース、並びに、エンドキャップ６０によって内部機構を収納している。第１ケース構成部材３０は、ソレノイド１０の基端側、つまりコイル５９を配置している側のケースを構成し、全体を略円筒形状に形成している。第２ケース構成部材５０は、ソレノイド１０の先端側つまりシャフト５６を配置している側のケースを構成し、第１ケース構成部材３０と一体にするための鍔状部５１や、環状突出部５２などを設けている。第１ケース構成部材３０及び第２ケース構成部材５０とエンドキャップ６０で構成されたソレノイド１０の内部空間には、プランジャ２０、ベース２７、コイルボビン５８、コイル５９などが収納されている。また、コイル５９に通電していないときには、図１に示すように、シャフト５６が第２ケース構成部材５０から大きく突出している。コイル５９に通電すると、図２に示すように、プランジャ２０がベース２７に吸引され、プランジャ２０と一体的に設けられたシャフト５６は、先端部を除いて第２ケース構成部材５０の内側に後退する。
【００２６】
さらに、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドを構成部品毎に詳しく説明する。本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドのプランジャを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。図４において、２１は本体部、２４は平坦面、２６は外周面であり、その他の符号は図１と同じものを示す。
【００２７】
ソレノイド１０のプランジャ２０は、一般的なソレノイドにおけるベースに近い形状に形成されている。すなわち、プランジャ２０は、略円柱形状に形成された本体部２１からベース２７と対向する基端側に筒状突出部２２が形成されている。筒状突出部２２は、その内径をベース２７の径よりも若干大きく設定しており、ベース２７の先端側の端部の近傍部分を進入可能に形成されている。さらに、筒状突出部２２は、内周面２５全体として奥側に向かって縮径する略逆円錐台形状に形成されている。内周面２５は、プランジャ２０の中心軸に対して、奥側に向かって縮径して全体として略円錐台形状に形成されたベース２７のテーパ面２８とほぼ同じ傾斜角に形成されている。このように、内周面２５及びテーパ面２８をプランジャ２０の中心軸に対して傾斜させることによって、より長いコントロールストローク領域を得られるようにすると共に、コントロールストローク領域において一定の推力を得られるようにしている。
【００２８】
また、筒状突出部２２の内部にベース２７の先端側の端部の近傍部分が進入した状態では、筒状突出部２２とベース２７の先端側の端部の近傍部分との間の磁束の流れは、プランジャ２０の中心軸に対して直交する方向、又はこれに近い方向となる。このような方向に流れる磁束は、プランジャ２０の推力に寄与しない、又はほとんど寄与しないので、プランジャ２０とベース２７とが接近したときにおける推力の急増を抑える役割を果たす。なお、筒状突出部２２の長さ、及び、プランジャ２０の中心軸方向における長さ、並びに、内周面２５及びテーパ面２８のプランジャ２０の中心軸方向に対する傾斜角は、図１及び図２に示したものに限られるものではなく、必要となる推力の特性に応じてそれぞれ適宜変更することが可能である。また、プランジャ２０は、筒状突出部２２の周辺に平坦面２４が形成されている。平坦面２４は、図１及び図２に示すように、プランジャ２０をソレノイドの先端側に付勢するスプリング６９を収納する空間を確保し、かつ、スプリング受けとなる面を確保するために形成したものである。本体部２１の貫通孔２３は、シャフト５６を嵌合するために形成されたものである。したがって、シャフト５６は、プランジャ２０と一体的に摺動する。
【００２９】
いわゆる比例ソレノイドでは、コントロールストローク領域における推力を一定にすることは特に求められている特性である。しかし、従来技術に係るソレノイドのようにベースに環状突出部を設けることによってこの課題を解決しようとすると、細長いソレノイドではベースも棒状に細長いものとなるので、環状突出部もソレノイドの全長と比して径が非常に小さいものとなる。環状突出部の径が相対的に非常に小さいものであれば、プランジャの先端部の近傍部分にテーパ面を形成した場合、当該部分は非常に細いものになる。前述のように、このような細い部分を形成することは好ましい解決手段ではない。そこで、この実施の形態に係るソレノイド１０は、プランジャ２０に筒状突出部２２を形成し、ベース２７の先端側を鋭利な形状でない略円錐台形状に形成することによって、プランジャの先端部の近傍部分を非常に細いものとした場合と同様の作用効果を得られるようにしている。なお、筒状突出部２２の内周面２５を傾斜させることに代えて、又は、加えて、外周面２６を傾斜させても、推力の調整を行うことが可能である。ただし、推力特性の観点からは、内周面２５を傾斜させる方が好ましい。
【００３０】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドのベースを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。図３において、２９ａは段差面であり、その他の符号は、すべて図１と同じものを示す。
【００３１】
ソレノイド１０のベース２７は、細長いコイルボビン５８とこれに巻回したコイル５９に対応した形状に形成されている。すなわち、細長い筒状に形成したコイル５９に通電したときに、コイルの巻線が生成する磁界が相互干渉する。そこで、ベース２７をコイルボビン５８の内部空間を貫くものとし、コイルボビン５８の内部に向かって流れる磁束をベース２７に捕捉できるようにしている。また、ベース２７は、プランジャ２０と中心軸が一致するようにハイ落ちされている。くわえて、ベース２７は、先端部の近傍部分が前記先端部に向かって縮径する略円錐台形状に形成されており、当該部分の外周面がテーパ面２８となっている。テーパ面２８は、ソレノイド１０がコントロールストローク領域において推力がほぼ一定になることを考慮して、プランジャ２０及びベース２７の中心軸に対して、筒状突出部２２の内周面２５とほぼ同一の傾斜角を持つように形成されている。なお、ベース２７は略円環状の隔離部材５７に挿入された状態で設けられているが、テーパ面２８は隔離部材５７よりもソレノイド１０の先端側に位置している。これは、コイル５９への通電時にテーパ面２８を形成した部分のほぼ全体がプランジャ２０の筒状突出部２２が完全に進入する構成とすることによって、コントロールストローク領域が長く、かつ、コントロールストローク領域においてほぼ一定の推力を得られるようにしたことによる。さらに、ベース２７は、先端部に開口し、中心軸に沿って延びる案内孔２９が形成されている。
【００３２】
案内孔２９は、図１に示したドライベアリング６７を嵌合するものであると共に、シャフト５６の摺動を案内するものである。すなわち、ソレノイド１０の先端側、つまり段差面２９ａから開口部寄りの部分にドライベアリング６７を嵌合することによって、シャフト５６をドライベアリング６７で支持する構成としている。なお、ドライベアリング６７は、段差面２９ａに接するところまで圧入している。シャフト５６をドライベアリング６７で支持することにより、シャフト５６及びプランジャ２０の摺動時の摩擦抵抗を低減し、比例ソレノイドとして好適な特性を得られるようにしている。また、段差面２９ａよりも奥側の部分は、開口部側の部分よりも径を小さくしてシャフト５６の摺動を案内するようにしている。段差面２９ａよりも奥側の部分がシャフト５６を案内することによって、シャフト５６に対する横応力、つまり摺動向と直交する方向からの応力によってシャフト５６がプランジャ２０及びベース２７の中心軸に対して傾くことを防止する。なお、ベース２７は、非常に細長い丸棒状に形状されているので、例えば案内孔２９を図１及び図２に示したものより深く穿孔しても特段の支障がない。さらに、コイル５９に通電したときには、磁束はベース２７の周側面に近い部分を流れるので、中心軸に沿って孔を形成しても特段の支障がない。なお、開口部寄りの部分に嵌合できるものであれば、ボールベアリングなど他種の軸受を採用してもよい。
【００３３】
図６は、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの第１ケース構成部材の断面図である。図６において、３２は第１肉薄中間領域、３６はねじ山形成面、３７は細幅内周面、３９、４０、４１及び４２は内周面、４３は段差面、４７は端面、４８は外周面、４９ａ及び４９ｂは環状溝であり、その他の符号は図１と同じものを示す。
【００３４】
第１ケース構成部材３０は、ソレノイド１０の外殻の一部であると共に、コイル５９に通電したときには磁気回路の一部となる。さらに、内部空間に設けた段差等によって内部に設ける部材の配置を決定する役割も持つ。すなわち、第１ケース構成部材３０は、全体形状が略円筒形状に形成され、先端側の開口部に第２ケース構成部材５０をねじ込むために先端側端部領域３１の内周面にねじ山形成面３６を形成している。なお、第２ケース構成部材５０をねじ込みは、端面４７と第２ケース構成部材５０の鍔状部５１とが当接するところまで行う。ねじ山形成面３６よりも奥側には、細幅内周面３７を介してテーパ面３８が形成されている。テーパ面３８は、プランジャ２０と第１ケース構成部材３０との間に一定幅の間隙を確保することによって、図１に示す非通電状態から図２に示す通電状態に変わってプランジャ２０が摺動を始めたときに、推力にほとんど寄与しないプランジャ２０の筒状突出部２２と第１ケース構成部材３０の肉厚中間領域３３との間を流れる磁束量を逓減するために形成している。
【００３５】
内周面３９は、スプリング６９を収納する空間を構成するものであり、スプリング６９の間に僅かな間隙をできる径に形成されている。第１肉薄中間領域３２の内周面４０は、隔離部材５７を嵌合するために形成したものであり、内周面３９と内周面４０との間の段差面４４は隔離部材５７を嵌合するために圧入する際の圧入終了位置を決定するものとなる。第２肉薄中間領域３４の内周面４１は、コイルボビン５８が挿入されるところである。内周面３９と内周面４０との間の段差面４４は、隔離部材５７を嵌合したときに同一平面を構成して、エンドキャップ６０と共にコイルボビン５８を挟持する。基端側端部領域３５の内周面４２は、エンドキャップ６０を嵌合するために形成したものであり、内周面４１と内周面４２との間の段差面４６はエンドキャップ６０を嵌合するために圧入する際の圧入終了位置を決定するものとなる。第２肉薄中間領域３４の環状溝４９ａと環状溝４９ｂとは、ソレノイド１０を管路内に装着する際の液漏れのために、図１に示したＯリング６８ｂとＯリング６８ｃを設けるために形成したものである。
【００３６】
図１に戻って、他の構成部品について説明する。第２ケース構成部材５０は、第１ケース構成部材３０と対向する基端側に、外周面をねじ山形成面５３とした環状突出部５２が設けられている。また、第２ケース構成部材５０は、ソレノイド１０の外殻の一部であると共に、コイル５９に通電したときには磁気回路の一部となる。環状突出部５２の内周面５５は、プランジャ２０の摺動を支持する。また、環状突出部５２から第２ケース構成部材５０の中心軸と直交する方向に張り出した鍔状部５１が形成されている。さらに、第２ケース構成部材５０の貫通孔５４は、ドライベアリング６６を嵌合するものであると共に、シャフト５６の摺動を案内するものである。すなわち、段差面５４ａからソレノイド１０の基端側の部分にドライベアリング６６を嵌合することによって、シャフト５６をドライベアリング６７で支持する構成としている。なお、ドライベアリング６６は、段差面５４ａに接するところまで圧入している。シャフト５６をドライベアリング６６とドライベアリング６７との２つの軸受で支持することにより、シャフト５６及びプランジャ２０の摺動時の摩擦抵抗を低減し、比例ソレノイドとして好適な特性を得られるようにしている。また、段差面２９ａよりもソレノイド１０の先端側の部分は、基端側の部分よりも径を小さくしてシャフト５６の摺動を案内するようにしている。先端側の部分がシャフト５６を案内することによって、シャフト５６に対する横応力、つまり摺動向と直交する方向からの応力によってシャフト５６がプランジャ２０及びベース２７の中心軸に対して傾くことを防止する。くわえて、外周面に装着する管路からの液漏れを防止するためにＯリング６８ａを設けている。
【００３７】
エンドキャップ６０は、第１ケース構成部材３０及び第２ケース構成部材５０と共に、ソレノイド１０の外殻を構成すると共に、内側に形成した凹部６１にベース２７が嵌合される。さらに、図示していないが、基端側端部領域３５の先端部の近傍部分をカールすることによってエンドキャップ６０を抑え込むようにしている。また、エンドキャップ６０は、コイル５９への通電時に、第１ケース構成部材、第２ケース構成部材５０、プランジャ２０及びベース２７と共に磁気回路を構成する。隔離部材５７は、第２ケース構成部材５０の貫通孔５４から進入した冷却液や洗浄液などの液体がコイル５９の周囲の空間まで進入することを防ぐものである。すなわち、隔離部材５７は、略円環状に形成され、外周面側と内周面側とに環状溝が形成されており、さらに外周面側の溝にＯリング６５、内周面側の溝にＯリング６６を設けている。また、外周面側は第１ケース構成部材３０の第１肉薄中間領域３２に挿入され、内周面側はベース２７が挿入されている。くわえて、隔離部材５７は、ソレノイド１０の先端側においてスプリング６９の端部と接しており、スプリング受けとしての役割も持つ。また、基端側においてコイルボビン５８と接しており、エンドキャップ６０と共にコイルボビン５８を挟持している。
【００３８】
スプリング６９は、プランジャ２０と隔離部材５７との間に押し縮められた状態で設けられており、弾発力によってプランジャ２０をソレノイドの先端側に付勢している。また、コイル５９に通電する電流値に応じて、推力、つまりプランジャ２０とベース２７との間の吸引力と、弾発力との釣り合いが取れる位置でプランジャ２０を停止させることが可能である。スペーサ６２は、シャフト５６に挿通された状態で設けられており、第２ケース構成部材５０とプランジャ２０との間に介在して、プランジャ２０が第２ケース構成部材５０に張り付くことを防止する。スペーサ６３も、シャフト５６に挿通された状態で設けられており、ベース２７とプランジャ２０との間に介在して、プランジャ２０がベース２７に張り付くことを防止する。
【００３９】
続けて、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイド１０の動作について説明する。図１に示すように、コイル５９に通電していないときには、プランジャ２０はスプリング６９の弾発力によって先端側に押圧され、スペーサ６２が第２ケース構成部材５０とプランジャ２０とに接した状態になる。コイル５９に所定電流値で通電すると、磁束がベース２７、エンドキャップ６０、第１ケース構成部材３０、第２ケース構成部材５０及びプランジャ２０を経由する磁気回路が生成されて、プランジャ２０がベース２７に向かって吸引される。プランジャ２０は、ベース２７に向かって摺動し、プランジャ２０と一体的に設けられているシャフト５６も共に摺動する。そのまま通電し続けると、図２に示すようにスペーサ６３がプランジャ２０とベース２７とに接した状態になる。また、コイル５９に所定値に満たない電流を通電すると、スプリング６９の弾発力と磁気回路が生成する吸引力とが釣り合った位置でプランジャ２０が停止する。このように、コイルを励磁する電流の大きさを代えることによって、ソレノイド１０に接続した弁の開度などを適宜調整することが可能になる。また、コイル５９への通電を停止すると、図１の状態に復帰する。
【００４０】
以上のように、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイド１０は、プランジャ２０の筒状突出部２２の肉厚や内周面５５又は外周面２６の傾斜角によって推力を簡単に適宜設定できるので、長いストローク長に好適である。また、プランジャ２０の先端部の近傍部分を、例えばシャフト５６程度かこれより多少径が大きい程度とするなど、非常に細くする必要がないので、プランジャ２０の加工が容易なソレノイドを提供することができる。さらに、シャフト５６をベース２７の案内孔２９で案内するので、シャフト５６に対する横応力、つまり摺動向と直交する方向からの応力によってシャフト５６の傾きを生じず、ストローク長が長いソレノイドの信頼性を高めることができる。また、シャフト５６をドライベアリング６６とドライベアリング６７との２つの軸受によって支持しているので、シャフト５６及びプランジャ２０の摺動時の摩擦抵抗を低減でき、長いストローク長に渡って安定した推力を得ることができる。さらに、ベース２７の先端部近傍を先端部に向かって縮径する略円錐台形状にしてテーパ面２８を形成し、プランジャ２０の筒状突出部２２の内周面５５を奥側に向かって縮径する略逆円錐台形状にすることによって、ソレノイド１０の特性を自在に調整することができる。また、ベース２７と筒状突出部２２とにテーパ面を形成することは比較的容易な加工であり、このような容易な加工でストローク長が長いソレノイドを提供することができる。くわえて、シャフト５６を、ベース２７の案内孔２９に加えて第２ケース構成部材５０の貫通孔５４でも案内するので、シャフト５６に対して外部からの応力が加わっているときにおけるシャフト５６の傾きをさらに確実に防止できる。また、ソレノイド１０が細長い場合には、第２ケース構成部材５０及び第１ケース構成部材３０に対してねじ山を形成したねじ部を形成し、さらにねじ部の長さを確保することが容易である。そこで、第２ケース構成部材５０のねじ山形成面５３を第１ケース構成部材３０のねじ山形成面３６にねじ込む構成とすることによって第２ケース構成部材５０と第１ケース構成部材３０とを一体にする工程が非常に簡便なものとなる。また、第２ケース構成部材５０を取り外してスプリング６９を別種のスプリングに交換することによって、別の特性を持つ比例ソレノイドとして使用することができる、また、シャフト５６を別の長さを持つシャフトに交換することによって、別の装置に装着することも可能である。くわえて、スプリング５６等のメンテナンスを行うことができる。さらに、ベース２７がエンドキャップ６０に嵌合され、さらにエンドキャップ６０は第１ケース構成部材７０に嵌合されているので、ベース２７を第１ケース構成部材７０に対して高い精度で配置することができる。また、第２ケース構成部材８０を第１ケース構成部材７０に対して鍔状部５１が先端側端部領域３１の端面４７と接するところまでねじ込むので、第２ケース構成部材８０を第１ケース構成部材７０に対して高い精度で配置することができる。ひいては、ベース２７と第２ケース構成部材８０との間のプランジャ２０の摺動空間の長さを高い精度で設定できる。
【００４１】
さらに、本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドについて説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態における断面図である。図７において、１１はソレノイド、７０は第１ケース構成部材、７１は先端側端部領域、７２は肉厚中間領域、７３は肉薄中間領域、７４は基端側端部領域、７６は段差面、７７は段差面、８０は第２ケース構成部材、８２は肉厚領域、８３は肉薄領域、８４は貫通孔、８５は内周面であり、その他の符号は図２と同じものを示す。
【００４２】
本発明の第２の実施の形態に係るソレノイド１１は、第２ケース構成部材８０を第１ケース構成部材７０に対してねじ込んで一体にしているのではなく、第２ケース構成部材８０と第１ケース構成部材７０とをブレージングによって一体にしている。そのため、第１ケース構成部材７０及び第２ケース構成部材８０の構成をブレージングに適したものとしている。また、スプリング６９の側方は、第１ケース構成部材７０でなく、第２ケース構成部材８０によって囲われている。その他の構成については、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイド１０と同じである。
【００４３】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの第１ケース構成部材の断面図である。図８において、７５は段差面、７８は端面、７９ａ及び７９ｂは環状溝であり、その他の符号は図７と同じものを示す。また、図９は、本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの第２ケース構成部材を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。図９において、８１は先端側の端部の近傍部分、８４ａは段差面、８６は天井面、８７は段差面、８８は端面であり、その他の符号は図７と同じものを示す。
【００４４】
第１ケース構成部材７０は、図８に示すように、第１の実施の形態に係るソレノイド１０の第１ケース構成部材３０よりも、先端側の構成が簡便で、かつ短いものとなっている。くわえて、第１ケース構成部材７０は、先端側の端部の近傍部分を第２ケース構成部材８０が嵌合される先端側端部領域７１としている。また、第２ケース構成部材８０は、図９に示すように、肉厚領域８２が下方に長く延びており、基端側の端部の近傍部分を第１ケース構成部材７０に嵌合される肉薄領域８３としている。なお、第１ケース構成部材７０の肉厚中間領域７２、肉薄中間領域７３、基端側端部領域７４、段差面７６、段差面７７並びに、環状溝７９ａ及び７９ｂは、第１の実施の形態に係るソレノイド１０の第１ケース構成部材３０の第１肉薄中間領域３２、第２肉薄中間領域３４、基端側端部領域３５、段差面４５及び４６、環状溝４９ａ及び４９ｂと同じ形状である。また、第２ケース構成部材８０の貫通孔８４は、第１の実施の形態に係るソレノイド１０の第２ケース構成部材５０の貫通孔５４と同じ形状である。また、第２ケース構成部材８０の内周面８５と天井面８６とによって構成される空間の大きさや、エンドキャップ６０の大きさ及び形状、段差面８４ａと接するところまでドライベアリング６６を嵌合していることなどは、第１の実施の形態のソレノイド１０と同じである。
【００４５】
そして、図７に示すように、第１ケース構成部材７０の端面７８が第２ケース構成部材８０の段差面８７と接するところまで第２ケース構成部材８０を第１ケース構成部材７０に対して圧入し、先端側端部領域７１と肉薄領域８３とをブレージングによって接合する。これによって、第１ケース構成部材７０の段差面７５、先端側端部領域７１の内周面及び端面７８と、第２ケース構成部材８０のこれらの面に接した領域が接合され、第１ケース構成部材７０と第２ケース構成部材８０とが一体のケースとなる。
【００４６】
以上のように構成したソレノイド１１は、第１ケース構成部材７０と第２ケース構成部材８０とをブレージングによって一体にしているので、両者の間からの液体漏れや気体漏れを完全に防止できる。また、第１ケース構成部材７０と第２ケース構成部材８０との中心軸を完全に一致させることが可能であり、先端側の端部の近傍部分８１が第１ケース構成部材７０に対して傾きを持ってシャフト５６の摺動に影響を与えるようなことがない。よって、第２の実施の形態に係るソレノイド１１は、中心軸に対する精度を特に要求される用途に好適と言える。
【００４７】
本発明は以上に説明した内容に限定されるものではなく、例えば、シャフト５６を設けず、プランジャ２０の一部をシャフトのように突出させてもよい。また、エンドキャップ６０を樹脂で封止してもよい。さらに、プランジャ２０の内周面２５を奥側に向かって縮径する略逆円錐台形状とすることに代えて、奥側に向かって順次縮径する複数の短い仮想的円柱を重ねたような、つまり、プランジャ２０の中心軸に平行な面とプランジャ２０の中心軸に直交する面を交互に配置して、テーパ面に近似した階段状の形状にしてもよい。くわえて、ベース２７テーパ面２８も、ベース２７の中心軸に平行な面とベース２７の中心軸に直交する面を交互に配置して、テーパ面に近似した階段状の形状にしてもよい。このように、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限りにおいて種々の変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０    ソレノイド
１１    ソレノイド
２０    プランジャ
２１    本体部
２２    筒状突出部
２３    貫通孔
２４    平坦面
２５    内周面
２６    外周面
２７    ベース
２８    テーパ面
２９    案内孔
２９ａ  段差面
３０    第１ケース構成部材
３１    先端側端部領域
３２    第１肉薄中間領域
３３    肉厚中間領域
３４    第２肉薄中間領域
３５    基端側端部領域
３６    ねじ山形成面
３７    細幅内周面
３８    テーパ面
３９    内周面
４０    内周面
４１    内周面
４２    内周面
４３    段差面
４４    段差面
４５    段差面
４６    段差面
４７    端面
４８    外周面
４９ａ  環状溝
４９ｂ  環状溝
５０    第２ケース構成部材
５１    鍔状部
５２    環状突出部
５３    ねじ山形成面
５４    貫通孔
５４ａ  段差面
５５    内周面
５６    シャフト
５７    隔離部材
５８    コイルボビン
５９    ボビン
６０    エンドキャップ
６１    凹部
６２    スペーサ
６３    スペーサ
６４    Ｏリング
６５    Ｏリング
６６    ドライベアリング
６７    ドライベアリング
６８ａ  Ｏリング
６８ｂ  Ｏリング
６８ｃ  Ｏリング
６９    スプリング
７０    第１ケース構成部材
７１    先端側端部領域
７２    肉厚中間領域
７３    肉薄中間領域
７４    基端側端部領域
７５    段差面
７６    段差面
７７    段差面
７８    端面
７９ａ  環状溝
７９ｂ  環状溝
８０    第２ケース構成部材
８１    先端側の端部の近傍部分
８２    肉厚領域
８３    肉薄領域
８４    貫通孔
８４ａ  段差面
８５    内周面
８６    天井面
８７    段差面
８８    端面
９０    電磁比例弁
９１    弁シート押さえ板
９２    ボディ
９２ａ  出口流路
９２ｂ  入口流路
９２ｃ  弁座
９３ａ  プランジャ
９３ｂ  弁シート
９３ｃ  ホルダ
９４    磁気漏洩空間
９５    シールリング
９６    第３コア
９７    第１コア
９８    第２コア
９９    コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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