(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル（２２）への通電によって発生する磁束を利用して軸方向に作用する推力を出力するシャフト（４９）を保持する円筒状の樹脂製のハウジング（２０）を備えるソレノイド（１）において、
前記ハウジングは、シール部材（１７）が外周面の全周にわたって密着する基部（２０ａ）と、外周面に窪み（５３）の設けられる先端部（２０ｂ）とを備え、
前記先端部は、前記基部と外周面の径が略等しく連続的に形成されている部分を有し、この部分の先端側に前記窪みが設けられ、
前記窪みは、先端側および外周側が解放される前記軸方向に延びる溝状となっていることを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
コイルへの通電によって発生する磁束を利用して軸方向に作用する推力を出力するシャフトを保持する円筒状の樹脂製のハウジングを備えるソレノイドにおいて、
前記ハウジングは、シール部材が外周面の全周にわたって密着する基部と、外周面が端に向かうにつれ径が小さくなるようなテーパ面（５４）を有する先端部とを備え、
前記先端部は、前記基部と外周面の径が略等しく連続的に形成されている部分を有し、この部分の先端側に前記テーパ面が設けられ、
前記先端部に、先端側が解放される前記軸方向に延びる穿設穴状の窪み（５５）が設けられていることを特徴とするソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向に作用する推力を出力するソレノイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ソレノイドとしてコイルへの通電により発生する磁束を利用して推力を出力するリニアソレノイド等が周知であり、例えば、車両に搭載されて利用されている。
ところで、リニアソレノイドでは、コイルの外周側に配される外周側ヨークを外部に露出させた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この構成では外周側ヨークがリニアソレノイドの最外周面を構成しており、シャフトが作動油等に晒される場合、シャフトを駆動する外周側ヨークも作動油等に晒され、外周側ヨークを伝って作動油等が外部に漏れ出すことが懸念される。このため、外周側ヨークの内側にシール機構を設け、外部に作動油等が漏れ出すことを防ぐ必要がありシール構造が複雑になってしまう問題があった。
【０００３】
そこで、外周側ヨークを樹脂製のハウジングで覆うことによって、外周側ヨークを伝って作動油等が外部に漏れることを防ぐ構成が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
この構成では、外周側ヨークはハウジングで覆われているため、外周側ヨークが最外周面を構成せず外周側ヨークの内側にシール機構を設ける必要がなくなるため、シール構造を簡単にすることができる。
【０００４】
しかし、この構成では、樹脂製のハウジングを伝っての作動油等の外部への漏れ出しが懸念されるために樹脂製のハウジングの外周面をシール部材であるゴム製のＯリング等でシールをする必要が生じてしまう。
ここで、例えば、Ｏリングの配された筐体の貫通穴等にリニアソレノイドを圧入して固定することを考える。この場合、Ｏリングとハウジングとが接触した状態でリニアソレノイドを圧入する際に、樹脂とゴムとの間では摩擦係数が大きいため、大きな力が必要になってしまう問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５１１８３７号公報
【特許文献２】特許第５７２０６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、樹脂製のハウジングを有するソレノイドにおいて、シール部材を通過する際の圧入荷重を低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願第１発明によれば、ソレノイドは、コイルへの通電によって発生する磁束を利用することで軸方向に推力を出力するシャフトを保持する円筒状の樹脂製のハウジングを備える。
ここで、ハウジングは、シール部材が外周面の全周にわたって密着する基部と、外周面に窪みの設けられる先端部とを備える。
そして、先端部は、基部と外周面の径が略等しく連続的に形成されている部分を有し、この部分の先端側に窪みが設けられている。ここで、窪みは、先端側および外周側が解放される軸方向に延びる溝状となっている。
【０００８】
これにより、Ｏリング等のシール部材の配された筐体の貫通穴等にソレノイドを配する際に、先端部の外周面に設けられた窪みはシール部材と接触せず、ハウジングとシール部材の接触部位を減少させることができる。また、窪みを跨ぐ部分のシール部材は、拡径が抑制されているため、シール部材の拡径に伴う圧縮力を低減できる。
このため、樹脂製のハウジングを有するソレノイドにおいて、シール部材を通過する際の圧入荷重を低減させることができる。
なお、先端部における窪みの設けられていない部分は、圧入時のガイドとなっている。
【０００９】
ここで、先端部とは、ハウジングとシール部材との配置関係において、基部にシール部材を配置する際に先ずシール部材が通過するハウジングの部位となっている。また、シール部材は主にシールを目的とするものであり、多少の拡径は可能であるが過大に拡径できるものとはなっていない。
【００１０】
なお、それぞれの外周面の径が略等しく連続的に形成されているとは、テーパ面等を除き、先端部および基部には溝等の外周面の径が変化する部位が設けられていないことを意味している。
ここで、溝等が設けられると型抜きの際に径方向に型を分割しなくてはならなくなり、それぞれの外周面に型の分割線が生じシール性能が悪化してしまう。一方、別工程で溝等を設けると、工程が増えてしまう。
【００１１】
本願第２発明によれば、ハウジングは、シール部材が外周面の全周にわたって密着する基部と、外周面が端に向かうにつれ径が小さくなるようなテーパ面を有する先端部とを備える。
ここで、先端部と基部とは、それぞれの外周面の径が略等しく連続的に形成されている。
そして、先端部は、基部と外周面の径が略等しく連続的に形成されている部分を有し、この部分の先端側にテーパ面が設けられている。また、先端部に、先端側が解放される軸方向に延びる穿設穴状の窪みが設けられている。
【００１２】
これにより、シール部材の拡径に伴う圧縮力は緩やかに増加することとなるため、圧入荷重の急激な増加を抑制でき、圧入荷重を低減させることができる。
なお、圧入時のガイドの機能を果たすためには、先端部の先端の外周径が、シール部材の内周径に略等しくなっていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】バルブタイミング調整装置の全体構成図である（実施例１）。
【図２】リニアソレノイドの全体構成図である（実施例１）。
【図３】（ａ）リニアソレノイドの側面図、および、（ｂ）正面図である（実施例１）。
【図４】（ａ）リニアソレノイドの側面図、および、（ｂ）正面図である（参考例）。
【図５】（ａ）リニアソレノイドの側面図、および、（ｂ）正面図である（実施例２）。
【図６】テーパ面の拡大図である（変形例）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。なお、実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
【００１５】
［実施例１］
実施例１のリニアソレノイド１が組み込まれたバルブタイミング調整装置２を、図１を用いて説明する。
バルブタイミング調整装置２は、図示しない内燃機関のクランクシャフトと一体に回転するケース３内の油圧室５に作動油を供給することで、カムシャフト６と一体に回転するベーンロータ７を相対回転させ、図示しない吸排気バルブの開閉タイミングを調整する。
【００１６】
油圧室５には、オイルパン８からオイルポンプ９により汲み上げられた作動油が油圧切替弁１０を通じて供給される。油圧切替弁１０のスプール１１は、スリーブ１２内で往復移動可能に設けられ、スプリング１３により一方側に付勢されている。
リニアソレノイド１は、スプール１１の一方側に配され、スプール１１をスプリング１３の付勢力に抗して他方側に駆動している。
【００１７】
ここで、リニアソレノイド１は、油圧切替弁１０等を内部に保持する筐体１５の側面に装着されている。より具体的には、リニアソレノイド１は、筐体１５の側面に設けられる貫通穴１６に、図示左側から右側に圧入され、筐体１５の側面にボルト等によって螺子締結されることで筐体１５に固定されている。ここで、貫通穴１６の内周面にはリニアソレノイド１の外周面に密着することで筐体１５とリニアソレノイド１との間の隙間を封鎖し作動油の筐体１５の外部への漏れを防止するシール部材としてのＯリング１７が配されている。
【００１８】
ここで、リニアソレノイド１のＯリング１７に直接接触するハウジング２０は円筒状の樹脂製であって、Ｏリング１７の内径に略等しい外周面を有している。
なお、Ｏリング１７は筐体１５側に配されているため、リニアソレノイド１にはＯリング１７を保持する溝等は形成されていない。
また、以下の説明においては、ハウジング２０の軸方向を軸方向、スプール１１と当接する側を先端側、スプール１１と当接しない側を後端側と呼ぶ。
【００１９】
実施例１のリニアソレノイド１の構成を、図２を用いて説明する。
リニアソレノイド１は、コイル２２への通電により発生する磁束を利用して磁気的な吸引力を発生させ、推力として出力するものである。
リニアソレノイド１は、磁気的な吸引力に関わる構成として以下に説明する可動子２３、第１、第２、第３固定子２４、２５、２６を備える。
【００２０】
可動子２３は円筒状の磁性体であり、コイル２２の内周でコイル２２と同軸に軸方向に可動に組み入れられている。なお、可動子２３には、先端側と後端側との間で流体を流出入させる軸方向に貫通する呼吸路（図示せず。）が設けられている。
【００２１】
第１固定子２４は、固定される部材の一つである第１磁性体２８の一部であって円柱状に設けられている。そして、第１固定子２４は、可動子２３の内周側に配され、可動子２３を内周側から軸方向に摺動自在に支持するとともに可動子２３に径方向に磁束を受け渡す。
【００２２】
第２固定子２５は、第１磁性体２８とは別体の磁性体である第２磁性体２９の一部であって円筒状に設けられている。そして第２固定子２５は、可動子２３の外周側に配置されて第１固定子２４とともに可動子２３を径方向に挟み、可動子２３に径方向に磁束を受け渡す。なお、第２固定子２５の内周面は可動子２３の外周面との間に径方向に所定の隙間を形成しており、可動子２３は、第２固定子２５に摺接することなく軸方向に移動する。
【００２３】
第３固定子２６は、第１、第２磁性体２８、２９とは別体の磁性体である第３磁性体３０の一部であって円筒状に設けられる。第３固定子２６は、第２固定子２５と同軸に、かつ、第２固定子２５から先端側に離間して配置される。そして、第３固定子２６は発生した磁束によって可動子２３を先端側に磁気的に吸引して自身の内周まで引き込む。
【００２４】
また、第３固定子２６の先端側の内周開口は、第１〜第３磁性体２８〜３０とは別体の磁性体であるカバー３２により封鎖されている。カバー３２は、有底円筒状であってリニアソレノイド１の外部から内部への異物の浸入を防止するものであり、主に、底部によって異物の浸入を防止している。また、カバー３２には、第３固定子２６の内周に圧入される円筒部が設けられ、円筒部により、磁束の受け渡しに関わる面積が増加している。
【００２５】
また、リニアソレノイド１では、第１〜第３磁性体２８〜３０間の磁束の受け渡しに関し、以下に説明する第１、第２受渡構造α、βを備える。
先ず、第１受渡構造αとは、第２磁性体２９の内の第２固定子２５とは別の磁性部と、第３磁性体３０の内の第３固定子２６とは別の磁性部とを接触させて磁束を受け渡す構造である。
【００２６】
ここで、第２磁性体２９は、第２固定子２５の後端から外周側に広がってコイル２２の後端側を覆う円環板状の後端側ヨーク３３を有する。また、第３磁性体３０は、第３固定子２６の先端から外周側に広がってコイル２２の先端側を覆う円環板状の先端側ヨーク３４、先端側ヨーク３４の外周縁から後端側に延びてコイル２２の外周側を覆う円筒状の外周側ヨーク３５を有する。さらに、第３磁性体３０は、外周側ヨーク３５の後端から外周側に広がる円環板状の鍔部３６を有する。
そして、第１受渡構造αによれば、後端側ヨーク３３の外周部３８と鍔部３６とが面接触することで磁束が受け渡される。
【００２７】
次に第２受渡構造βとは、第１磁性体２８の内の第１固定子２４とは別の磁性部と、第２磁性体２９の内の第２固定子とは別の磁性部とを接触させて磁束を受け渡す構造である。
ここで、第１磁性体２８は、第１固定子の後端から外周側に広がる円環板状の鍔部３９を有する。
そして、第２受渡構造βによれば、後端側ヨーク３３の内周部４０と鍔部３９の外周部４１とが面接触することで磁束が受け渡される。
【００２８】
また、リニアソレノイド１は以下に説明する軸受け４５、および、出力部材４７を備える。
軸受け４５は可動子２３の内周に固定されて第１固定子２４に直接に摺接しており、可動子２３は、軸受け４５を介して間接的に第１固定子２４に摺接する。また、軸受け４５の内、外周側の部分は磁性体製であり、内周側の部分は非磁性体製である。そして、第１固定子２４の外周面に直接摺接する内周面は非磁性材料からなる。
【００２９】
出力部材４７は、非磁性体製で可動子２３に固定されて可動子２３と一体に先端側に移動して推力を出力する。また、出力部材４７は、外部の機器、例えば、スプール１１から復元力を受け、復元力により可動子２３と一体に後端側に移動する。
そして、出力部材４７は、円筒状の部分であって可動子２３に同軸に固定される固定部４８と、先端側に突出する円柱状のシャフト４９とを有する。
【００３０】
そして、リニアソレノイド１は、コイル２２、第１〜第３磁性体２８〜３０、取付ブラケット５０等に対して溶融樹脂を射出してモールド成形を施すことで、射出された溶融樹脂により、ハウジング２０やコネクタ５２等が形成される。
ここで、ハウジング２０は、外周側ヨーク３５の外周側を覆うとともに先端側ヨーク３４の外周部を覆っている。
なお、モールド成形時の型は軸方向に分割されているためハウジング２０の外周面に型の分割線が生じることはない。
【００３１】
[実施例１の特徴]
実施例１におけるリニアソレノイド１の特徴的な構成について、図３を用いて説明する。
ハウジング２０は、ゴム製のＯリング１７が外周面の全周にわたって密着する基部２０ａと外周面に窪み５３の設けられる先端部２０ｂとを備える。
ここで、窪み５３は複数設けられている。なお、それぞれの窪み５３は先端が開放されるように形成されているため、軸方向への型抜きにも問題はない。
【００３２】
そして、先端部２０ｂと基部２０ａとは、それぞれの外周面の径が略等しく連続的に形成されている。
ここで、先端部２０ｂとは、ハウジング２０とＯリング１７との配置関係において、基部２０ａにＯリング１７を配置する際に先ずＯリング１７が通過するハウジング２０の部位となっている。すなわち、基部２０ａ、先端部２０ｂは、Ｏリング１７との配置関係において決定されるものとなっている。
【００３３】
［実施例１の効果］
ハウジング２０は、ゴム製のＯリング１７が外周面の全周にわたって密着する基部２０ａと外周面に窪み５３の設けられる先端部２０ｂとを備える。
そして、先端部２０ｂは、基部２０ａと外周面の径が略等しく連続的に形成されている部分を有し、この部分の先端側に窪み５３が設けられている。ここで、窪み５３は、先端側および外周側が解放される軸方向に延びる溝状となっている。
【００３４】
これにより、Ｏリング１７の配された筐体１５の貫通穴１６等にリニアソレノイド１を配する際に、先端部２０ｂの外周面に設けられた窪み５３はＯリング１７と接触せず、ハウジング２０とＯリング１７の接触部位を減少させることができる。また、窪み５３を跨ぐ部分のＯリング１７は、拡径が抑制されているため、Ｏリング１７の拡径に伴う圧縮力を低減できる。
このため、樹脂製のハウジング２０を有するリニアソレノイド１において、Ｏリング１７を通過する際の圧入荷重を低減させることができる。
【００３５】
なお、先端部２０ｂにおける窪み５３の設けられない部分は、圧入時のガイドとなっている。
また、先端部２０ｂと基部２０ａとは、それぞれの外周面の径が略等しく連続的に形成されているため、Ｏリング１７を容易に基部２０ｂへと導くことができる。
【００３６】
[参考例の特徴]
参考例におけるリニアソレノイド１を実施例１と異なる部分を中心に図４を用いて説明する。
なお、以下の参考例、実施例においては、実施例１と同一機能物には、同一符号を付して表している。
【００３７】
ハウジング２０は、ゴム製のＯリング１７が外周面の全周にわたって密着する基部２０ａと、外周面が端に向かうにつれ径が小さくなるようなテーパ面５４を有する先端部２０ｂとを備える。
そして、基部２０ａと先端部２０ｂとは、それぞれの外周面の径が略等しく連続的に形成されている。
【００３８】
これにより、Ｏリング１７の拡径に伴う圧縮力は緩やかに増加することとなるため、圧入荷重の急激な増加を抑制でき、圧入荷重を低減させることができる。
なお、圧入時のガイドの機能を果たすためには、先端部２０ｂの先端の外周径が、Ｏリング１７の内周径に略等しくなっていることが好ましい。
【００３９】
[実施例２の特徴]
実施例２におけるリニアソレノイド１を参考例と異なる部分を中心に図５を用いて説明する。
ハウジング２０は、先端部２０ｂに窪み５５が設けられている。
【００４０】
これにより、ハウジング２０の表面積が増大し、冷却効果を増大させることができる。  このため、リニアソレノイド１の冷却効率を高めることができ、コイル２２等への熱ダメージを低減させることができる。
なお、実施例３においては、窪み５５は作動油に接触する機会の多い先端部２０ｂの先端に軸方向に穿設されている。
なお、モールド成形時の型が軸方向に分割されている場合、先端部２０ｂに窪み５５を形成することがより容易である。
【００４１】
［変形例］
本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
実施例においては、テーパ面５４は両端で他の面と角度を有し接続していたが、テーパ面５４を、曲面部５７を介して他の面と滑らかに接続させてもよい（図６参照。）。これにより、Ｏリング１７の軸方向の移動に対する拡径の変化率がより緩やかになるため、よりＯリング１７を通過させやすくなる。
【００４２】
なお、テーパ面５４の基部２０ａの母線に対する傾き角度は、Ｏリング１７の拡径を緩やかにするとともにＯリング１７のガイドを果たすためにも３０度以下となっていることが好ましい。
【００４３】
実施例においては、ソレノイドとしてリニアソレノイド１を用いているが、それに限定するものではない。例えば、ソレノイドとして、通電のオンオフに応じて出力部材４７の位置の変化するオンオフソレノイドを使用することもできる。
また、実施例においては、シール部材としてＯリング１７を使用しているが、それに限定するものではない。例えば、シール部材として、ゴム製の断面Ｘ形状のＸリングシール等を用いてもよい。すなわち、シールを目的とするものであれば他のリング状のシール部材であってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  リニアソレノイド（ソレノイド）  １７  Ｏリング（シール部材）  
２０  ハウジング  ２０ａ  基部  ２０ｂ  先端部  ２２  コイル  ４９  シャフト  
【図１】
0006536472.tif 000002
【図２】
0006536472.tif 000003
【図３】
0006536472.tif 000004
【図４】
0006536472.tif 000005
【図５】
0006536472.tif 000006
【図６】
0006536472.tif 000007