(57)【要約】【課題】吸引力の特性に対し汎用性を向上することができるソレノイド及び電磁弁を提供する。【解決手段】リニアソレノイド１０は、ケース１１及びヨーク１６により構成される固定子と、固定子に対向配置されたプランジャ２１と、固定子に埋設され固定子及びプランジャ間に形成される吸引部にプランジャを軸方向一側に移動させる吸引力を発生させる励磁コイル１３とを備える。吸引部は、ヨーク１６に取着された、別体化されたリング部材１７にて形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、該固定子に対向配置された可動子と、前記固定子に埋設され該固定子及び前記可動子間に形成される吸引部に該可動子を軸方向一側に移動させる吸引力を発生させる励磁コイルとを備えるソレノイドにおいて、
前記吸引部は、前記固定子及び前記可動子の少なくとも一方に取着された、別体化された調整部材にて形成されてなることを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
請求項１に記載のソレノイドにおいて、
前記固定子は、前記励磁コイルの内周側及び外周側に配設されたヨーク及びケースからなることを特徴とするソレノイド。
【請求項３】
請求項２に記載のソレノイドにおいて、
前記吸引部は、前記ヨーク及び前記可動子間に形成される第１吸引部と、前記ケース及び前記可動子間に形成される第２吸引部とからなり、
前記調整部材は、前記第１及び第２吸引部の少なくとも１つを形成することを特徴とするソレノイド。
【請求項４】
請求項３に記載のソレノイドにおいて、
前記第１及び第２吸引部の吸引力の特性は、互いに相反する傾向を示すことを特徴とするソレノイド。
【請求項５】
請求項３に記載のソレノイドにおいて、
前記第１及び第２吸引部の吸引力の特性は、同一傾向を示すことを特徴とするソレノイド。
【請求項６】
請求項１に記載のソレノイドにおいて、
前記吸引部は、複数設けられており、
前記調整部材は、前記複数の吸引部の少なくとも１つを形成することを特徴とするソレノイド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のソレノイドを備えた電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイド及び電磁弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気圧や油圧を調整する電磁弁などに利用されるソレノイドとしては、例えば特許文献１、２に記載されたものが知られている。これらのソレノイドでは、励磁コイルにより固定子及び可動子間に形成される吸引部に軸方向の推力（以下、「吸引力」という）を発生して、固定子に対し可動子を直線移動させる。
【特許文献１】特開２００５−９８３１０号公報
【特許文献２】特開平９−１４４９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、これら従来のソレノイドでは、吸引部を形成する成形部（テーパ部など）が固定子及び可動子に一体形成されている。この場合、ソレノイドの使用用途は多岐にわたるため、吸引部において使用用途に合わせた吸引力の特性、即ち可動子の移動量に対する吸引力の関係を得るためには、専用の固定子又は可動子を個別に設計する必要があり、複数種類の固定子又は可動子が存在することになってその製品管理は煩雑なものとなる。
【０００４】
本発明の目的は、吸引力の特性に対し汎用性を向上することができるソレノイド及び電磁弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、固定子と、該固定子に対向配置された可動子と、前記固定子に埋設され該固定子及び前記可動子間に形成される吸引部に該可動子を軸方向一側に移動させる吸引力を発生させる励磁コイルとを備えるソレノイドにおいて、前記吸引部は、前記固定子及び前記可動子の少なくとも一方に取着された、別体化された調整部材にて形成されてなることを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のソレノイドにおいて、前記固定子は、前記励磁コイルの内周側及び外周側に配設されたヨーク及びケースからなることを要旨とする。
【０００７】
上記各構成によれば、前記吸引部は、前記固定子及び前記可動子の少なくとも一方に取着された、別体化された調整部材にて形成されるため、使用用途に応じた適宜の調整部材を選択して該調整部材を取着することで、吸引部において所要の吸引力の特性を得ることができ、当該特性に対し汎用性を向上することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のソレノイドにおいて、前記吸引部は、前記ヨーク及び前記可動子間に形成される第１吸引部と、前記ケース及び前記可動子間に形成される第２吸引部とからなり、前記調整部材は、前記第１及び第２吸引部の少なくとも１つを形成することを要旨とする。
【０００９】
同構成によれば、前記吸引部は、２つの吸引部（第１及び第２吸引部）からなるため、各吸引部における吸引力の特性を調整することで全体として得られる吸引力の特性の自由度を増大することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のソレノイドにおいて、前記第１及び第２吸引部の吸引力の特性は、互いに相反する傾向を示すことを要旨とする。
同構成によれば、前記第１及び第２吸引部の吸引力の特性は、互いに相反する傾向を示すことで、これら第１及び第２吸引部を合わせた吸引部全体の吸引力の特性は全体として平滑化され、可動子の移動量に対する吸引力の変化の抑制された特性を得ることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のソレノイドにおいて、前記第１及び第２吸引部の吸引力の特性は、同一傾向を示すことを要旨とする。
同構成によれば、前記第１及び第２吸引部の吸引力の特性は、同一傾向を示すことで、これら第１及び第２吸引部を合わせた吸引部全体の吸引力の特性は全体としてより際立たされ、可動子の移動量に対する吸引力の変化がより顕著な特性を得ることができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のソレノイドにおいて、前記吸引部は、複数設けられており、前記調整部材は、前記複数の吸引部の少なくとも１つを形成することを要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、前記吸引部は、複数設けられているため、各吸引部における吸引力の特性を調整することで全体として得られる吸引力の特性の自由度を増大することができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のソレノイドを備えた電磁弁であることを要旨とする。
同構成によれば、吸引力の特性に対し汎用性を向上することができる電磁弁を提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至７に記載の発明では、吸引力の特性に対し汎用性を向上することができるソレノイド及び電磁弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の電磁弁１を示す断面図である。同図に示されるように、電磁弁１の外形の一部をなす磁性材からなる円筒状のケース１１は、その軸方向一側（図１の左側）に径方向に貫通する導出口１１ａを形成するとともに、軸方向他側（図１の右側）に外周部が切り欠かれて一段肉薄になった環状の先端部１１ｂを形成する。なお、この先端部１１ｂは、先端に向かって徐々に肉薄になるようにその外周面にテーパ１１ｃを形成しており、第１吸引部Ａ１の一部を形成する。
【００１７】
ケース１１の内周側に同軸上に配置された樹脂材からなるボビン１２は、励磁コイル１３が巻回されるとともに、該励磁コイル１３の端部に電気的に接続されたターミナル１４は、前記導出口１１ａから導出される態様でケース１１に固定された樹脂材からなるコネクタホルダ１５に一体成形されている。なお、ターミナル１４は、コネクタホルダ１５に装着される外部コネクタを介して電源（図示略）に電気的に接続されて、前記励磁コイル１３に電流を流す。
【００１８】
ボビン１２の内周側に同軸上に配置された磁性材からなるヨーク１６は、ターミナル１４側の一端にフランジ１６ａを有する円筒状をなすとともに、その他端にヨーク１６の外径と同等の内径を有する磁性材からなる円環状の調整部材としてのリング部材１７が圧入にて一体的に取着されている。なお、前記ボビン１２（励磁コイル１３）は、ケース１１の内周面及びヨーク１６の外周面により径方向に挟持されるとともに、前記フランジ１６ａ及びリング部材１７により軸方向に挟持されている。励磁コイル１３の埋設されたケース１１及びヨーク１６は固定子を構成するもので、ヨーク１６とは別部品であるリング部材１７は該固定子と別体化されている。上記リング部材１７は、第２吸引部Ａ２の一部を形成する。
【００１９】
ヨーク１６の中心を軸方向に貫通する貫通孔１６ｂには、その両端に配設された軸受１８，１９を介して該軸受１８，１９の内径と同等の外径を有する円柱状のシャフト部材２０が軸方向に摺動自在に支持されるとともに、該シャフト部材２０の軸方向他側（図１の右側）端部には、前記ヨーク１６の外径及び内径よりも若干小さい外径及び若干大きい内径をそれぞれ有する有底円筒状の可動子としてのプランジャ２１が圧入又はカシメにて一体的に固着されている。このプランジャ２１は、ケース１１及びヨーク１６（固定子）に対向してこれらに同軸上に配置されている。なお、プランジャ２１の先端部は、内周部が切り欠かれて一段肉薄になった環状の先端部２１ａを形成する。この先端部２１ａは、前記先端部１１ｂの外径よりも若干大きい内径を有しており、該先端部１１ｂとともに第１吸引部Ａ１を形成する。一方、プランジャ２１の基端部は、段差部２１ｂを介して縮径されて、前記リング部材１７の外径よりも若干大きい内径を有する内周面２１ｃを形成する。段差部２１ｂに対応して先端が直角の角部に連続する上記内周面２１ｃは、前記リング部材１７とともに第２吸引部Ａ２を形成する。
【００２０】
また、前記シャフト部材２０は、ヨーク１６を貫通したその一側（図１の左側）端部にストッパ２２が固着されるとともに、プランジャ２１に固着された他側（図１の右側）端部に非磁性材からなるスペーサ２３が固着されて、該プランジャ２１とともにヨーク１６（固定子）に対する所定の範囲を超えた軸方向の移動が規制されている。そして、ヨーク１６に対するプランジャ２１の可動範囲内では、例えばプランジャ２１の軸方向一側（図１の左側）への移動量が増大するに従い、第１吸引部Ａ１を形成する先端部１１ｂ及び先端部２１ａの軸方向の重合量、並びに、第２吸引部Ａ２を形成するリング部材１７及び内周面２１ｃの軸方向の重合量がそれぞれ増大するように設定されている。
【００２１】
プランジャ２１は、非磁性材からなる有底円筒状のカバー２４に所定の間隙を有して内包されるとともに、該カバー２４の開口端部が前記ケース１１の外周面に密着されて、外部から遮断された液密状態とされている。
【００２２】
このような構造において、ターミナル１４を介して励磁コイル１３が通電されると、該励磁コイル１３の周囲に磁束の流れが形成され、ケース１１及びプランジャ２１（先端部１１ｂ，２１ａ）の形成する第１吸引部Ａ１、並びに、リング部材１７及びプランジャ２１の形成する第２吸引部Ａ２に、該プランジャ２１を軸方向一側（図１の左側）に移動させる吸引力が発生する。上記ケース１１、励磁コイル１３、ヨーク１６、リング部材１７、プランジャ２１等は、ソレノイドとしてのリニアソレノイド１０を構成する。
【００２３】
前記ヨーク１６のフランジ１６ａに当接された円筒状のスリーブ３１は、ケース１１のスカート肉薄部でかしめられて該ケース１１に一体的に取着されるとともに、該スリーブ３１内には、円柱状のバルブ部材としてのスプール３２が軸方向に摺動自在に収容されている。なお、スプール３２は、スリーブ３１に螺合するアジャスタ３３に一端の圧接された付勢手段としてのスプリング３４の他端が圧接されることで、前記シャフト部材２０に当接するように付勢されている。
【００２４】
ここで、スリーブ３１は、複数のポートＰｆ，Ｐｉ，Ｐｃ，Ｐｄを有するとともに、スプール３２は、連通溝３２ａを有する。このような構造において、励磁コイル１３の非通電状態（励磁されていない状態）では、図１に示したように、前記スプール３２は、前記スプリング３４に付勢されて前記ストッパ２２がヨーク１６に当接する軸方向他側の位置に保持される。このとき、図示しないオイルポンプからスリーブ３１のポートＰｉにオイルが供給されたとしても、スプール３２により流路が閉鎖されているため、制御対象へのオイル供給は停止される。このとき、制御対象へのポートＰｃとドレインポートＰｄとがスプール３２の連通溝３２ａを介して連通するため、制御対象では油圧が発生しない。
【００２５】
一方、励磁コイル１３の通電状態（励磁されている状態）では、吸引部（第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２）で発生する吸引力により、前記プランジャ２１は、前記スペーサ２３がヨーク１６に当接してその移動が規制されるまでシャフト部材２０及びスプール３２とともに前記スプリング３４の付勢力に抗して軸方向一側（図１の左側）に移動する。このとき、ドレインポートＰｄがスプール３２により閉塞されるとともに、スリーブ３１のポートＰｉとポートＰｃとが連通溝３２ａを介して連通する。従って、ポートＰｉに供給されたオイルは、連通溝３２ａを介してスリーブ３１のポートＰｃから制御対象へと供給され、発生する油圧により制御対象が制御される。
【００２６】
なお、制御対象に供給されたオイルの一部は、図示しない油圧回路を通じてポートＰｆに作用し、いわゆるフィードバック圧となって吸引力とスプリング３４の付勢力とのバランスで出力油圧を所望の圧力に保持する。つまり、電磁弁１は、フィードバック制御付き油圧制御弁として構成されている。
【００２７】
励磁コイル１３への通電が停止されると、前記スプール３２は、吸引力の消滅によりスプリング３４に付勢されて、前記ストッパ２２がヨーク１６に当接してその移動が規制されるまでシャフト部材２０及びプランジャ２１とともに軸方向他側（図１の右側）に移動（復帰）することはいうまでもない。
【００２８】
次に、リニアソレノイド１０の動作について説明する。図２及び図４は、第１吸引部Ａ１とともに互いに異なる構造をなす第２吸引部Ａ２を示す拡大図であり、図３及び図５は、それぞれに対応する吸引力の特性、即ちプランジャ２１の軸方向一側への移動量（以下、ストロークという）に対する吸引力の関係を解析的に求めたグラフである。図３及び図５において、破線及び二点差線は、それぞれ第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２における吸引力の特性を表し、実線はこれらを合わせた吸引力の特性を表す。既述のように、ケース１１の先端部１１ｂは、先端即ちプランジャ２１の先端部２１ａに向かって徐々に肉薄になるようにその外周面にテーパ１１ｃを形成する。従って、励磁コイル１３が非通電状態にあるプランジャ２１の初期位置では、上記先端部１１ｂ，２１ａ間の径方向の距離は長いことから、引き始めの吸引力は小さい。また、励磁コイル１３への通電に伴いプランジャ２１が軸方向一側に移動すると、上記先端部１１ｂ，２１ａ間の径方向の距離は、これら先端部１１ｂ，２１ａの軸方向の重合量の増大に伴い短くなって第１吸引部Ａ１における吸引力も増大する。これにより、図３及び図５に破線で示したように、第１吸引部Ａ１における吸引力は、ストロークの増加に伴い増大する。
【００２９】
一方、リング部材１７として、図２に示した形状のリング部材１７１をヨーク１６に取着したとする。このリング部材１７１は、先端即ちプランジャ２１の底部側に向かって徐々に肉厚になるようにその外周面にテーパ１７１ａを形成する。この場合、プランジャ２１の初期位置では、上記テーパ１７１ａ及び内周面２１ｃ間の径方向の距離は短いことから、引き始めの吸引力は大きい。また、励磁コイル１３への通電に伴いプランジャ２１が軸方向一側に移動すると、上記テーパ１７１ａ及び内周面２１ｃ間の径方向の距離は、これらテーパ１７１ａ及び内周面２１ｃの軸方向の重合量の増大に伴い長くなって第２吸引部Ａ２における吸引力も減少する。これにより、図３に二点差線で示したように、第２吸引部Ａ２における吸引力は、ストロークの増加に伴い減少する。つまり、第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２における吸引力の特性は、互いに相反する傾向を示す。
【００３０】
従って、図３に実線で示したように、第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２を合わせた吸引部全体の吸引力の特性は全体として平滑化されていることが確認される。
また、リング部材１７として、図４に示した形状のリング部材１７２をヨーク１６に取着したとする。このリング部材１７２は、先端即ちプランジャ２１の底部側に向かって徐々に肉薄になるようにその外周面にテーパ１７２ａを形成する。この場合、プランジャ２１の初期位置では、上記テーパ１７２ａ及び内周面２１ｃ間の径方向の距離は長いことから、引き始めの吸引力は小さい。また、励磁コイル１３への通電に伴いプランジャ２１が軸方向一側に移動すると、上記テーパ１７２ａ及び内周面２１ｃ間の径方向の距離は、これらテーパ１７２ａ及び内周面２１ｃの軸方向の重合量の増大に伴い短くなって第２吸引部Ａ２における吸引力も増大する。これにより、図５に二点差線で示したように、第２吸引部Ａ２における吸引力は、ストロークの増加に伴い増大する。つまり、第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２における吸引力の特性は、同一傾向を示す。
【００３１】
従って、図５に実線で示したように、第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２を合わせた吸引部全体の吸引力の特性は全体としてより際立たされていることが確認される。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【００３２】
（１）本実施形態では、ヨーク１６及びプランジャ２１間に形成される第２吸引部Ａ２は、該ヨーク１６に取着された、別体化されたリング部材１７にて形成されるため、使用用途に応じた適宜のリング部材１７を選択して該リング部材１７を取着することで、第２吸引部Ａ２において所要の吸引力の特性を得ることができ、当該特性に対し汎用性を向上することができる。そして、リング部材１７の形状を変更することで、第２吸引部Ａ２における吸引力の特性、ひいては吸引部全体としての吸引力の特性を容易且つ安価に変更することができる。
【００３３】
（２）本実施形態では、固定子（ケース１１、ヨーク１６）及びプランジャ２１間に形成される吸引部は、２つの吸引部（第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２）からなるため、各吸引部における吸引力の特性を調整することで全体として得られる吸引力の特性の自由度を増大することができる。
【００３４】
（３）本実施形態では、リング部材１７として図２に示したリング部材１７１を選択・取着した場合、第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２の吸引力の特性は、互いに相反する傾向を示すことで、これら第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２を合わせた吸引部全体の吸引力の特性は全体として平滑化され、プランジャ２１の移動量（ストローク）に対する吸引力の変化の抑制された特性を得ることができる。
【００３５】
（４）本実施形態では、リング部材１７として図４に示したリング部材１７２を選択・取着した場合、第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２の吸引力の特性は、同一傾向を示すことで、これら第１及び第２吸引部Ａ１，Ａ２を合わせた吸引部全体の吸引力の特性は全体としてより際立たされ、プランジャ２１の移動量（ストローク）に対する吸引力の変化がより顕著な特性を得ることができる。
【００３６】
（５）本実施形態では、吸引力の特性に対し汎用性を向上することができる電磁弁１を提供することができる。
（６）本実施形態では、所要の吸引力の特性を、リング部材１７（リング部材１７１，１７２）の外周面の成形による極めて簡易且つ安価な方法で取得することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態においては、調整部材として固定子（ヨーク１６）に取着された、別体化されたリング部材１７を採用したが、これに代えて、若しくは、これに加えて、プランジャ２１（内周面２１ｃ）に取着された、別体化された適宜の調整部材（リング部材）を採用してもよい。
【００３８】
・前記実施形態においては、第２吸引部Ａ２を形成する調整部材（リング部材１７）を採用したが、これに代えて、若しくは、これに加えて、第１吸引部Ａ１を形成する調整部材を採用してもよい。
【００３９】
・前記実施形態において、固定子（ケース１１、ヨーク１６）及びプランジャ２１間に形成される吸引部は、１箇所だけでもよいし、３箇所以上であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４０】
・固定子と、該固定子に対向配置された可動子と、前記固定子に埋設され該固定子及び前記可動子間に形成される吸引部に該可動子を軸方向一側に移動させる吸引力を発生させる励磁コイルと、一端が前記可動子に固定され前記固定子を貫通するシャフト部材と、前記固定子を貫通した前記シャフト部材の他端に当接され該シャフト部材により駆動されるバルブ部材と、前記バルブ部材、前記シャフト部材及び前記可動子を軸方向他側に付勢する付勢手段とを備える電磁弁において、
前記吸引部は、前記固定子及び前記可動子の少なくとも一方に取着された、別体化された調整部材にて形成されてなることを特徴とする電磁弁。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。
【図２】同実施形態を拡大して示す断面図。
【図３】ストロークと吸引力との関係を示すグラフ。
【図４】同実施形態を拡大して示す断面図。
【図５】ストロークと吸引力との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ１…吸引部を構成する第１吸引部、Ａ２…吸引部を構成する第２吸引部、１…電磁弁、１０…ソレノイドとしてのリニアソレノイド、１１…固定子を構成するケース、１１ｂ…第１吸引部を形成する先端部、１２…ボビン、１３…励磁コイル、１６…固定子を構成するヨーク、１７，１７１，１７２…第２吸引部を形成する調整部材としてのリング部材、２０…シャフト部材、２１…可動子としてのプランジャ、２１ａ…第１吸引部を形成する先端部、２１ｃ…第２吸引部を形成する内周面、２４…カバー、３１…スリーブ、３２…スプール、３４…スプリング。
【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】
2007255501.tif 000007