(57)【要約】【課題】抜け防止構造をボビンの内側に設け、かつ抜け防止構造によって吸引力を向上する。【解決手段】コイル１０が巻回された筒状のボビン１１と、磁気回路を構成するヨーク１２およびステータコア１３と、ボビン１１の中空部に挿入されたプランジャ１４と、ボビン１１の中空部に挿入され、かつプランジャ１４のうち軸方向中間部位１４ａの外周側に嵌められた筒状の軸受け１５ａとを備え、プランジャ１４のうちボビン１１の中空部に位置する先端側部位１４ｂは、軸方向と直交する方向の外形寸法が軸方向中間部位１４ａよりも拡大された外形拡大部１４ｃを有し、外形拡大部１４ｃおよび軸受け１５ａは、ボビン１１からプランジャ１４が抜けることを防止するプランジャ抜け防止構造を構成している。【選択図】図１
2012028449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル（１０）が巻回された筒状のボビン（１１）と、
磁気回路を構成するヨーク（１２）およびステータコア（１３）と、
前記ボビン（１１）の中空部に挿入されたプランジャ（１４）と、
前記ボビン（１１）の中空部に挿入され、かつ前記プランジャ（１４）のうち軸方向中間部位（１４ａ）の外周側に嵌められた筒状の軸受け（１５ａ）とを備え、
前記プランジャ（１４）のうち前記ボビン（１１）の中空部に位置する先端側部位（１４ｂ）は、軸方向と直交する方向の外形寸法が前記軸方向中間部位（１４ａ）よりも拡大された外形拡大部（１４ｃ）を有し、
前記外形拡大部（１４ｃ）および前記軸受け（１５ａ）は、前記ボビン（１１）から前記プランジャ（１４）が抜けることを防止するプランジャ抜け防止構造を構成していることを特徴とするプランジャ型ソレノイド。
【請求項２】
前記プランジャ（１４）は、少なくとも第１のプランジャ構成部品（１７）および第２のプランジャ構成部品（１８）からなり、
前記第１のプランジャ構成部品（１７）は前記軸方向中間部位（１４ａ）を構成し、
前記第２のプランジャ構成部品（１８）は前記先端側部位（１４ｂ）を構成していることを特徴とする請求項１に記載のプランジャ型ソレノイド。
【請求項３】
請求項２に記載のプランジャ型ソレノイドを製造する製造方法であって、
前記第１のプランジャ構成部品（１７）の外周側に前記軸受け（１５ａ）を嵌め、
次いで前記第１のプランジャ構成部品（１７）に前記第２のプランジャ構成部品（１８）を固定し、
次いで前記第２のプランジャ構成部品（１８）の外側および前記軸受け（１５ａ）の外側に、予め前記コイル（１０）が巻回された前記ボビン（１１）を被せ、
次いで前記ボビン（１１）の外側に、予め前記ステータコア（１３）が固定された前記ヨーク（１２）を被せることを特徴とするプランジャ型ソレノイドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁エネルギーをプランジャの直線運動に変換するプランジャ型ソレノイドおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のプランジャ型ソレノイドは、コイルが巻回されたボビンの中空部にプランジャが挿入されており、コイルの電磁力でプランジャを吸引することでプランジャを直線運動させるようになっている（例えば特許文献１）。
【０００３】
この従来技術では、プランジャ型ソレノイドの運搬時や、プランジャ型ソレノイドを組み付け対象製品（例えば車両）に組み付ける組付工程等において、プランジャがボビンから抜ける虞がある。
【０００４】
そこで従来、図５に示すように、プランジャ１４がボビン１１から抜けることを防止するプランジャ抜け防止構造を備えるプランジャ型ソレノイドが製品化されている。
【０００５】
プランジャ抜け防止構造は、プランジャ１４の一端側部位から径方向外側に突出する突起部５０と、ボビン１１の端面からプランジャ１４の軸方向と平行に突出するストッパ５１とで構成されている。
【０００６】
ストッパ５１には、突起部５０が挿入される穴５１ａが形成されており、突起部５０が穴５１ａの内壁面に引っ掛かることでプランジャ１４の抜けが防止されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１４６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５の従来技術では、プランジャ抜け防止構造、すなわち突起部５０およびストッパ５１がボビン１１の外側に設けられているので、その分、体格が大型化するという問題がある。
【０００９】
また、体格の小型化を図るためにプランジャ１４の径を小さくすると、吸引面積が減少して吸引力が低下するという問題が生じる。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、プランジャ抜け防止構造をボビンの内側に設けるとともに、プランジャ抜け防止構造によって吸引力を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、コイル（１０）が巻回された筒状のボビン（１１）と、
磁気回路を構成するヨーク（１２）およびステータコア（１３）と、
ボビン（１１）の中空部に挿入されたプランジャ（１４）と、
ボビン（１１）の中空部に挿入され、かつプランジャ（１４）のうち軸方向中間部位（１４ａ）の外周側に嵌められた筒状の軸受け（１５ａ）とを備え、
プランジャ（１４）のうちボビン（１１）の中空部に位置する先端側部位（１４ｂ）は、軸方向と直交する方向の外形寸法が軸方向中間部位（１４ａ）よりも拡大された外形拡大部（１４ｃ）を有し、
外形拡大部（１４ｃ）および軸受け（１５ａ）は、ボビン（１１）からプランジャ（１４）が抜けることを防止するプランジャ抜け防止構造を構成していることを特徴とする。
【００１２】
これによると、プランジャ（１４）の外形拡大部（１４ｃ）および軸受け（１５ａ）によってプランジャ抜け防止構造が構成されているので、プランジャ抜け防止構造がボビン（１１）の内側に設けられることとなる。また、プランジャ（１４）の外形拡大部（１４ｃ）によって吸引面積を大きくすることができるので、吸引力を向上することができる。
【００１３】
このため、プランジャ抜け防止構造をボビンの内側に設けるとともに、プランジャ抜け防止構造によって吸引力を向上することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のプランジャ型ソレノイドにおいて、プランジャ（１４）は、少なくとも第１のプランジャ構成部品（１７）および第２のプランジャ構成部品（１８）からなり、
第１のプランジャ構成部品（１７）はプランジャ（１４）の軸方向中間部位（１４ａ）を構成し、
第２のプランジャ構成部品（１８）はプランジャ（１４）の先端側部位（１４ｂ）を構成していることを特徴とする。
【００１５】
これにより、プランジャ型ソレノイドの製造工程においてボビン（１１）、ヨーク（１２）、ステータコア（１３）、プランジャ（１４）および軸受け（１５ａ）の組み付け方向を同一方向にすることができる（後述する図２を参照）。
【００１６】
具体的には、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載のプランジャ型ソレノイドを製造する製造方法として、
第１のプランジャ構成部品（１７）の外周側に軸受け（１５ａ）を嵌め、
次いで第１のプランジャ構成部品（１７）に第２のプランジャ構成部品（１８）を固定し、
次いで第２のプランジャ構成部品（１８）の外側および軸受け（１５ａ）の外側に、予めコイル（１０）が巻回されたボビン（１１）を被せ、
次いでボビン（１１）の外側に、予めステータコア（１３）が固定されたヨーク（１２）を被せるようにすればよい。
【００１７】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態におけるプランジャ型ソレノイドの断面図である。
【図２】図１のプランジャ型ソレノイドの製造工程を示す説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態におけるプランジャ型ソレノイドの断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態におけるプランジャ型ソレノイドの断面図である。
【図５】従来技術におけるプランジャ型ソレノイドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態のプランジャ型ソレノイドは、車両用自動変速機のシフトレバー解除装置等に適用可能なものである。
【００２０】
図１に示すようにプランジャ型ソレノイドは、コイル１０を巻回した筒状（本例では鍔付き円筒状）のボビン１１を備えている。コイル１０は、磁気回路を構成するヨーク１２の内部に配置されている。本例では、ヨーク１２は、磁性体である鋼板を馬蹄形あるいは略Ｕ字状に曲げ成形することで形成されている。
【００２１】
ボビン１１の内部には、ステータコア１３、プランジャ１４およびプレート部材１５が挿入されている。ステータコア１３は、磁気回路を構成するものであり、磁性体である鋼材により柱状（本例では円柱状）に形成され、ヨーク１２の一端部（閉塞端部）に圧入やかしめ等の適宜手段によって固定されている。
【００２２】
プレート部材１５は、ボビン１１の内部に挿入された筒状（本例では円筒状）の軸受け１５ａと、ヨーク１２の開口端部を塞ぐ板部１５ｂとを有し、鋼材により一体的に形成されている。本例では、板部１５ｂの平面形状は矩形状になっている。
【００２３】
板部１５ｂの外縁部はヨーク１２の開口端部にかしめられており、これによりプレート部材１５がヨーク１２に固定されている。ボビン１１の内部に挿入された軸受け１５ａは、ボビン１１の軸方向一端部（板部１５ｂ側の端部）から軸方向中間部までの範囲に位置している。
【００２４】
プランジャ１４は柱状（本例では円柱状）の形状を有し、ボビン１１の中空部にプレート部材１５側から挿入されている。プランジャ１４の軸方向中間部位１４ａおよび軸方向一端側部位（先端側部位）１４ｂは、磁性体である鋼材によって互いに分離して成形された後、圧入により互いに一体的に固定されている。
【００２５】
これに対し、プランジャ１４の軸方向他端側部位１４ｄは樹脂にて成形されており、この軸方向他端側部位１４ｄに軸方向中間部位１４ａがインサート成形により一体化されている。なお、プランジャ１４の軸方向中間部位１４ａおよび軸方向他端側部位１４ｄを磁性材にて一体成形してもよい。
【００２６】
プランジャ１４の軸方向中間部位１４ａは、プランジャ軸方向と直交する方向の外形寸法（すなわち外径）が一定になっており、プレート部材１５の軸受け１５ａに摺動可能に挿入されている。プランジャ１４の先端側部位１４ｂは、ステータコア１３とプレート部材１５の軸受け１５ａとの間に位置している。
【００２７】
このプランジャ１４の先端側部位１４ｂには、プランジャ軸方向と直交する方向の外形寸法（すなわち外径）がプランジャ１４の軸方向中間部位１４ａよりも拡大された外形拡大部１４ｃが形成されている。プランジャ１４の外形拡大部１４ｃは、プレート部材１５の軸受け１５ａの端面に引っ掛かるようになっている。すなわち、プランジャ１４の外形拡大部１４ｃは、プレート部材１５の軸受け１５ａとともにプランジャ抜け防止構造を構成している。
【００２８】
プランジャ１４の外形拡大部１４ｃと軸方向中間部位１４ａとの外形寸法差（外形拡大部１４ｃで拡大された寸法）は、プレート部材１５の軸受け１５ａの厚みよりも小さくなっている。したがって、プランジャ１４の外形拡大部１４ｃの外周面とボビン１１の内周面との間には所定のクリアランス（隙間）が設けられている。
【００２９】
プランジャ１４の先端側部位１４ｂのうち外形拡大部１４ｃよりも先端側に位置する最先端部はテーパー形状を有しており、ステータコア１３には、プランジャ１４の最先端部のテーパー形状に対応した凹形状が形成されている。
【００３０】
プランジャ１４の軸方向他端側部位１４ｄはボビン１１の外側に位置している。プランジャ１４の軸方向他端側部位１４ｄには、その径方向外側に向かって突出する鍔状部１４ｅが形成されている。
【００３１】
プランジャ１４の鍔状部１４ｅとプレート部材１５の板部１５ｂとの間には、バネ手段をなすコイルスプリング１６が配置されている。コイルスプリング１６は、プランジャ１４を、ボビン１１から抜けようとする方向に付勢する。
【００３２】
上記構成により、プランジャ型ソレノイドは、コイル１０への通電により磁束が発生してステータコア１３とプランジャ１４との間に吸引力が発生することにより、コイルスプリング１６のバネ力に抗してプランジャ１４がステータコア１３側に向かって変位する。コイル１０への通電を停止すると吸引力が消滅し、コイルスプリング１６のバネ力によってステータコア１３側と反対側（図１の右方側）に向かって変位して元の位置に復帰する。
【００３３】
次に、本実施形態におけるプランジャ型ソレノイドの製造方法を図２に基づいて説明する。図２の上下の矢印は、プランジャ型ソレノイドの製造工程における重力方向の上方側および下方側を示している。
【００３４】
まず、図２（ａ）に示すように第１のプランジャ構成部品１７を治具２０にセットする。第１のプランジャ構成部品１７は、プランジャ１４の軸方向中間部位１４ａおよび軸方向他端側部位１４ｄを構成するものであり、予めインサート成形により一体化されている。この第１のプランジャ構成部品１７を、その軸方向他端側部位１４ｄが重力方向下方側を向いて直立するように治具２０にセットする。
【００３５】
次いで、図２（ｂ）に示すように、コイルスプリング１６を第１のプランジャ構成部品１７の外周側に重力方向上方側から被せて第１のプランジャ構成部品１７の鍔状部１４ｅ上に載せる。
【００３６】
次いで、図２（ｃ）に示すように、プレート部材１５を第１のプランジャ構成部品１７の外周側に重力方向上方側から嵌めてコイルスプリング１６の上端部に当接させる。
【００３７】
次いで、図２（ｄ）に示すように第２のプランジャ構成部品１８を第１のプランジャ構成部品１７の上端部に重力方向上方側から圧入して固定する。第２のプランジャ構成部品１８はプランジャ１４の先端側部位１４ｂを構成するものである。これにより、第１のプランジャ構成部品１７と第２のプランジャ構成部品１８とでプランジャ１４が一体的に形成されることとなる。
【００３８】
次いで、図２（ｅ）に示すように、予めコイル１０が巻回されたボビン１１を、プランジャ１４の外周側に重力方向上方側から被せるとともに、プレート部材１５の軸受け１５ａの外周側に嵌めてプレート部材１５の板部１５ｂ上に載せる。
【００３９】
そして、図２（ｆ）に示すように、予めステータコア１３が固定されたヨーク１２を重力方向上方側からコイル１０およびボビン１１の外側に被せ、ヨーク１２とプレート部材１５とをかしめ固定する。このようにして図１に示すプランジャ型ソレノイドが製造される。
【００４０】
本実施形態によると、図１に示すようにボビン１１の中空部において、プランジャ１４の外形拡大部１４ｃがプレート部材１５の軸受け１５ａの端面に引っ掛かるようになっているので、プランジャ１４がボビン１１から抜けることを防止できる。
【００４１】
具体的には、プランジャ型ソレノイドの運搬時や、プランジャ型ソレノイドを車両に組み付ける組付工程等において、プランジャ１４がボビン１１から抜けることを防止できる。
【００４２】
また、プランジャ１４に外形拡大部１４ｃを形成しているので、外形拡大部１４ｃを形成しない場合と比較して吸引面積を大きくすることができ、ひいては吸引力を向上することができる。このため、プランジャ型ソレノイドの体格を大型化することなく吸引力を向上することができる。
【００４３】
したがって、プランジャ抜け防止構造をボビンの内側に設けるとともに、プランジャ抜け防止構造によって吸引力を向上することができる。
【００４４】
ここで、図５に示す従来のプランジャ型ソレノイドを製造する工程においては、ボビン１１に対してプランジャ１４をその軸方向（図５の左右方向）に挿入するのに対して、プランジャ１４の突起部５０をストッパ５１の穴５１ａに挿入する方向はプランジャ１４の軸方向と直交する方向（図５の上下方向）となる。このため、各部品の組み付け方向を一方向に揃えることができないので、各部品の組み付け作業が煩雑であり、組み付け作業の自動化も容易でないという問題がある。
【００４５】
この点、本実施形態では、プランジャ１４のうち外形拡大部１４ｃを有する先端側部位１４ｂを、軸方向中間部位１４ａに対して分離して成形しているので、図２に示すようにプランジャ型ソレノイドの製造工程において各部品１１〜１６の組み付け方向を全て同一方向（本例では、重力方向上方側から重力方向下方側に向かう方向）にすることができる。このため、各部品１１〜１６の組み付け作業を容易化でき、組み付け作業の自動化も極めて容易である。
【００４６】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、プランジャ１４の先端側部位１４ｂと軸方向中間部位１４ａとを分離して成形しているが、本第２実施形態では、図３に示すようにプランジャ１４の先端側部位１４ｂと軸方向中間部位１４ａとを一体成形している。
【００４７】
本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、プランジャ１４がボビン１１から抜けることを防止できるとともに吸引力を向上することができる。
【００４８】
なお、本実施形態のプランジャ型ソレノイドの製造工程を簡単に説明すると、本実施形態では、プランジャ１４の先端側部位１４ｂおよび軸方向中間部位１４ａを、プランジャ１４の残余の部位（軸方向他端側部位１４ｄ）に対して分離して成形する。
【００４９】
そして、プランジャ１４の先端側部位１４ｂおよび軸方向中間部位１４ａを構成する部品（一体成形部品）を、その先端側部位１４ｂが重力方向下方側を向いて直立するように治具（図示せず）にセットする。
【００５０】
次いで、治具にセットされた部品（プランジャ１４の先端側部位１４ｂおよび軸方向中間部位１４ａ）の外側に、プレート部材１５を重力方向上方側から嵌め、次いでプレート部材１５にコイルスプリング１６を重力方向上方側から被せる。
【００５１】
次いで、治具にセットされた部品の上端部（プランジャ１４の軸方向中間部位１４ａ）に、プランジャ１４の軸方向他端側部位１４ｄを構成する部品（分離して成形された部品）を固定することにより、プランジャ１４が一体的に形成されることとなる。
【００５２】
次いで、プランジャ１４、プレート部材１５およびコイルスプリング１６からなる組み付け体を治具から外し、この組み付け体に対して、予めコイル１０が巻回されたボビン１１および予めステータコア１３が固定されたヨーク１２を順次組み付ける。このようにして図３に示すプランジャ型ソレノイドを製造することができる。
【００５３】
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、プランジャ１４の軸方向中間部位１４ａと先端側部位１４ｂとが圧入により一体的に固定されているが、図４に示す本第３実施形態のように、プランジャ１４の軸方向中間部位１４ａと先端側部位１４ｂとがかしめにより一体的に固定されていてもよい。
【００５４】
具体的には、プランジャ１４の先端側部位１４ｂに、プランジャ１４の軸方向に延びる貫通孔１４ｆが形成され、この貫通孔１４ｆを貫通する突起部１４ｇがプランジャ１４の軸方向中間部位１４ａの端部に形成されている。突起部１４ｇは、プランジャ１４の先端側部位１４ｂよりも突き出るように形成されており、この突起部１４ｇの突き出た部分が押し潰されることでプランジャ１４の軸方向中間部位１４ａと先端側部位１４ｂとがかしめ固定されている。
【００５５】
突起部１４ｇの突き出た部分を押し潰す方向は、プランジャ１４の軸方向中間部位１４ａと先端側部位１４ｂとの組み付け方向（プランジャ１４の軸方向）と同一方向である。このため、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、プランジャ型ソレノイドの製造工程において各部品１１〜１６の組み付け方向を全て同一方向にすることができるので、組み付け作業の自動化が極めて容易である。
【００５６】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、プランジャ１４の外形拡大部１４ｃの位置及び形状の一例を示したものに過ぎず、プランジャ１４の外形拡大部１４ｃの位置及び形状を、プランジャ１４の必要ストローク量や必要吸引力等に応じて適宜変更可能である。
【００５７】
例えば、上記各実施形態ではプランジャ１４の先端側部位１４ｂのうち外形拡大部１４ｃよりも先端側の部分をテーパー形状にしているが、プランジャ１４の先端側部位１４ｂの全体を外形拡大部１４ｃにしてもよい。この場合には上記各実施形態と比較してストローク量は減少するが、吸引面積を一層大きくして吸引力を一層大きくできる。
【００５８】
例えば、外形拡大部１４ｃはプランジャ１４の全外周にわたって形成されている必要はなく、プランジャ１４の周方向における一部の範囲のみに外形拡大部１４ｃが形成されていてもよい。
【００５９】
また、上記第１実施形態では、プランジャ１４が、その軸方向に２個のプランジャ構成部品１７、１８に分離して成形されているが、これに限定されることなく、プランジャ１４は、その軸方向に３個以上のプランジャ構成部品に分離して成形されていてもよい。
【００６０】
また、本発明のプランジャ型ソレノイドの適用対象は車両用自動変速機のシフトレバー解除装置に限定されるものではなく、種々の用途に本発明を広く適用可能である。
【００６１】
なお、本発明は、課題を解決するための手段の欄および特許請求の範囲で記載した特徴以外にも、以下のような特徴がある。
【００６２】
（１）プランジャ１４のうちボビン１１の中空部に位置する先端部はテーパー形状を有しており、プランジャ１４の外形拡大部１４ｃは、テーパー形状の先端部に隣接した位置に形成されていることを特徴とする。
【００６３】
（２）プランジャ１４は、外形拡大部１４ｃと外形非拡大部である軸方向中間部位１４ａとの境界にて第１のプランジャ構成部品１７と第２のプランジャ構成部品１８とに分割されていることを特徴とする。
【００６４】
（３）第１のプランジャ構成部品１７および第２のプランジャ構成部品１８は、一方の部品の端部に形成された突起が他方の部品の端部に形成された穴に圧入されていることによって互いに固定されていることを特徴とする。
【符号の説明】
【００６５】
１０    コイル
１１    ボビン
１２    ヨーク
１３    ステータコア
１４    プランジャ
１４ａ  プランジャの軸方向中間部位
１４ｂ  プランジャの先端側部位
１４ｃ  プランジャの外形拡大部
１５ａ  軸受け
１７    第１のプランジャ構成部品
１８    第２のプランジャ構成部品
【図１】
2012028449.tif 000003
【図２】
2012028449.tif 000004
【図３】
2012028449.tif 000005
【図４】
2012028449.tif 000006
【図５】
2012028449.tif 000007