(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路の一部を構成する中空筒状体のコアと、
該コアの外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ形成された電気絶縁材料層と、
該電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接巻き線が巻き付けられたコイルと、
前記コアの内部に摺動自在に配設されたシャフトと
から成り、
前記コアの内周壁に潤滑材料がコーティングされ潤滑材料層が形成されている
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項２】
請求項１において、
前記コアの外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層と、前記コアの内周壁にコーティングされた潤滑材料層とが、ともに同じ材質の樹脂材料によって構成されている
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項３】
請求項２において、
前記コアの外周壁の軸方向の中央を含む部分に前記コイルの巻き線が直接巻き付けられる凹部が形成されている
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項４】
請求項３において、
前記コアの内周壁の軸方向の両端部分を半径方向内方に突出させ、前記シャフトを軸支する軸受部が形成されている
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項５】
請求項２において、
前記コアの外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層と、前記コアの内周壁にコーティングされた潤滑材料層とが、ともにテフロンによって構成されていることを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項６】
請求項２において、
前記コイルが、電気絶縁材料によって被覆されている
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気回路の一部を構成する中空筒状体のコアと、該コアの外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ形成された電気絶縁材料層と、該電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接巻き線が巻き付けられたコイルと、前記コアの内部に摺動自在に配設されたシャフトとから成り、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにして、シャフトの支持を可能にするリニアソレノイドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリニアソレノイドは、図７に示されるように電磁石部Ｍにおけるコイル組み立て体が、調圧弁部Ｓに電磁吸引力を伝達するシャフトＳＴを摺動自在に支持するブッシュまたはベアリングＢが内周壁に配設された中空筒状体のコアＦと、該コアＦの外周壁に一端のフランジ部ＦＦにコネクタＣＴが配設された円筒状ボビンＶと、該ボビンＶの外周壁にコイル巻き線を巻き付けることにより形成されたコイルＣとから構成されるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のリニアソレノイドは、前記コアＦと前記コイル巻き線Ｃとの絶縁を確保するため、前記コアＦの外周壁に前記円筒状ボビンＶが配設されているが、前記コイル巻き線を前記ボビンＶに巻き付ける際のコイル巻き線張力が比較的大きいため、前記ボビンＶの筒状部の変形が生じないようにするために、数ｍｍ程度の肉厚が必要となり、前記電磁石部自体の半径方向の寸法が大きくなるという問題があった。
【０００４】
前記ボビンＶの側壁の肉厚を薄くするために、前記ボビンＶの内側壁内に前記コアＦを挿入して、その後前記ボビンＶの外側壁に前記コイル巻き線を巻くことも考えられるが、組み立て工数が増大し、前記電磁石部自体が複雑になるという問題があった。
【０００５】
また、前記調圧弁部に電磁吸引力を伝達するシャフトＳＴを摺動自在に支持するために、前記ブッシュまたはベアリングＢ、スプリング等の支持部材が前記コアＦの内周壁に別途設けるものであるので、部品点数が増えるばかりか、特にブッシュおよびベアリングＢは、単品のためその製造上肉厚を薄くすることに限界があり、そのため前記電磁石部自体の半径方向の寸法が大きくなるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明者らは、内部にシャフトが摺動自在に配設された磁気回路の一部を構成する中空筒状体のコアの外周壁に電気絶縁材料をコーティングして電気絶縁材料層が形成され、該電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接コイル巻き線を巻き付けるという本発明の第１の技術的思想に着眼するとともに、前記コアの内周壁に潤滑材料をコーティングして潤滑材料層を形成するという本発明の第２の技術的思想に着眼し、さらに研究開発を重ねた結果、ボビンや軸受、支持部材を不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという目的を達成する本発明に到達した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載された第１発明）のリニアソレノイドは、
磁気回路の一部を構成する中空筒状体のコアと、
該コアの外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ形成された電気絶縁材料層と、
該電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接巻き線が巻き付けられたコイルと、
前記コアの内部に摺動自在に配設されたシャフトと
から成り、
前記コアの内周壁に潤滑材料がコーティングされ潤滑材料層が形成されている
ものである。
【０００９】
本発明（請求項２に記載された第２発明）のリニアソレノイドは、
前記第１発明において、
前記コアの外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層と、前記コアの内周壁にコーティングされた潤滑材料層とが、ともに同じ材質の樹脂材料によって構成されている
ものである。
【００１０】
本発明（請求項３に記載された第３発明）のリニアソレノイドは、
前記第２発明において、
前記コアの外周壁の軸方向の中央を含む部分に前記コイルの巻き線が直接巻き付けられる凹部が形成されている
ものである。
【００１１】
本発明（請求項４に記載された第４発明）のリニアソレノイドは、
前記第３発明において、
前記コアの内周壁の軸方向の両端部分を半径方向内方に突出させ、前記シャフトを軸支する軸受部が形成されている
ものである。
【００１２】
本発明（請求項５に記載された第５発明）のリニアソレノイドは、
前記第２発明において、
前記コアの外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層と、前記コアの内周壁にコーティングされた潤滑材料層とが、ともにテフロンによって構成されているものである。
【００１３】
本発明（請求項６に記載された第６発明）のリニアソレノイドは、
前記第２発明において、
前記コイルが、電気絶縁材料によって被覆されている
ものである。
【００１７】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第１発明のリニアソレノイドは、前記磁気回路の一部を構成する中空筒状体の前記コアの外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ、前記電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接コイル巻き線が巻き付けられるので、ボビンを不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするとともに、前記コアの内周壁に潤滑材料がコーティングされ潤滑材料層が形成されているので、前記シャフトが前記コアの内周壁に摺動自在に配設されるため、軸受、支持部材を不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという効果を奏する。
【００１９】
上記構成より成る第２発明のリニアソレノイドは、前記第１発明において、前記コアの外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層と、前記コアの内周壁にコーティングされた潤滑材料層とが、ともに同じ材質の樹脂材料によって構成されているので、コーティグ用の樹脂材料の種類を減らすことが出来、保守を容易にして、コストを下げるという効果を奏する。
【００２０】
上記構成より成る第３発明のリニアソレノイドは、前記第２発明において、前記コアの外周壁の軸方向の中央を含む部分に形成された前記凹部に前記コイルの巻き線が直接巻き付けられるので、前記コイル巻き線の巻き付けを容易にするとともに、巻き付けられた前記コイル巻き線の位置を安定させるという効果を奏する。
【００２１】
上記構成より成る第４発明のリニアソレノイドは、前記第３発明において、前記コアの内周壁の軸方向の両端部分を半径方向内方に突出させて形成されている前記軸受部が、前記シャフトを軸支するので、前記シャフトの偏芯を阻止するとともに、接触面積を減少させて摺動抵抗を抑制するため、前記シャフトの摺動およびリニアソレノイドの動作を円滑かつ確実にするという効果を奏する。
【００２２】
上記構成より成る第５発明のリニアソレノイドは、前記第２発明において、前記コアの外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層と、前記コアの内周壁にコーティングされた潤滑材料層とが、ともにテフロンによって構成されているので、コーティグ用の樹脂材料をテフロンのみにすることが出来るため、保守を容易にして、コストを下げるという効果を奏する。
【００２３】
上記構成より成る第６発明のリニアソレノイドは、前記第２発明において、前記コイルが、電気絶縁材料によって被覆されているので、前記コイルと外部との絶縁を達成するとともに、コイルの巻き崩れを防止することが出来るという効果を奏する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下図面に基づいて説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
本第１実施形態のリニアソレノイドは、図１ないし図３に示されるように調圧弁部１と推力発生部２とから成り、該推力発生部２における磁気回路の一部を構成する中空筒状体のコア２１と、該コア２１の外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ形成された電気絶縁材料層２４１と、該電気絶縁材料層が形成された前記コア２１の外周壁に直接巻き線が巻き付けられたコイル２２と、前記コア２１の内周壁に潤滑材料がコーティングされ形成された潤滑材料層２４２と、該潤滑材料層が形成された前記コア２１の内部に摺動自在に配設され前記調圧弁部１のスプール１１に連結されたシャフト２３とから成るものである。
【００２９】
前記調圧弁部１を構成するスプール弁は、図１に示されるように供給圧を供給する供給ポート１０１と調整された出力圧を供給する出力ポート１０２と圧油を排出する排出ポート１０３と出力圧をフィードバックさせるフィードバックポート１０４を備えた弁スリーブ１０と、該弁スリーブ１０内に摺動自在に介挿されたスプール１１と、前記弁スリーブ１０に装着される受け栓１３と前記スプール１１との間に介挿され該スプール１１を図中右方に付勢する弾性部材としてのスプリング１２とから成る。
【００３０】
前記推力発生部２による荷重と前記スプリング１２による荷重と出力圧フィードバック荷重とのバランスを図ることにより供給圧を前記推力発生部２への入力電気信号に対応して出力圧に調整して供給し得るように構成されている。
【００３１】
前記推力発生部２は、図１に示されるようにコネクター２０１を備えた磁性体の中空円筒体のカバー２０内に断面略Ｔ字状の中空円筒体のコア２１を同軸的に挿置され、一端のフランジ部２１１が前記弁スリーブ１０の一端とともに前記カバー２０の一端に一体的に嵌着されている。
【００３２】
前記コア２１の外周壁２１２に同じ材質の樹脂材料であるテフロンがコーティングされ電気絶縁材料層２４１が形成され、前記コアの内周壁２１３に同じ材質の樹脂材料であるテフロンがコーティングされ潤滑材料層２４２が形成されている。
【００３３】
すなわち、前記コーティング材としては、上記テフロン（デュポン社の登録商標、ポリテトラフルオロエチレン）に代表されるフッ素系樹脂や二硫化モリブデン系等が使用可能である。
【００３４】
特に、前記コアの内周壁２１３にコーティングされる潤滑材料層２４２を構成する樹脂としては、耐熱性、耐摩耗性、耐油性その他の使用環境に合わせて、他の成分を混合することが出来る。
【００３５】
また、上記コーティング材に限らず、軸受としての性能を満たす条件として摩擦係数が小さく、使用環境に耐える材質であれば適用可能であり、上記低摩擦材のテフロンは最適である。
【００３６】
前記コア２１の前記外周壁２１２の軸方向の中央を含む部分に前記コイルの巻き線が直接巻き付けられる凹部２１４が形成されている。
【００３７】
すなわち前記凹部２１４の深さｈは、図２に示されるように前記コイル巻き線を精度良く整列巻するために、第１層目を精度良く巻くことが重要であることから、前記コイル巻き線の線径Ｄの２分の１より大きく設定すれば、前記コイル巻き線を確実に前記凹部２１４の段差部の壁に押し付けて巻くことにより容易に巻くことが出来る。
【００３８】
ただし、前記凹部２１４の深さｈを大きくするにつれて、可動子とのエアギャップ表面積が増加するため、吸引力レベルが低下する傾向があるため、前記深さｈの上限は、この弊害を考慮して決定する必要がある。
【００３９】
前記コアの内周壁の軸方向の中央を含む部分に凹部（深さｄ）を形成して両端部分を半径方向内方に突出させ、前記スプール１１の一端の球状端に一端が当接する前記シャフトを軸支する軸受部２１５が形成されている。
【００４０】
前記コアの内周壁２１３にはテフロンがコーティングされ潤滑材料層２４２が形成されているので、前記潤滑材料層２４２のコーティング厚さのバラツキと、前記シャフト２３の押し付け力最大時のコーティング材の撓みを考慮して、前記軸受部２１５の間の前記凹部に相当するコーティング材が前記シャフト２３に接触しないように設定する必要がある。
【００４１】
すなわち、図３（Ａ）および（Ｂ）に示されるように前記潤滑材料層２４２のコーティング厚さのバラツキ（波状の凹凸）があるため、前記凹部におけるコーティング厚さの凸のところで前記シャフト２３と接触してしまう。
【００４２】
前記軸受部２１５の内径を加工する場合でも、前記凹部におけるコーティング厚さの凸の部分に干渉するため、確実に前記軸受部２１５を支持することが出来なくなる。
【００４３】
前記コイル２２は、前記テフロンの前記電気絶縁材料層が形成された前記コア２１の外周壁の軸方向の中央を含む部分に形成された前記凹部２１４にコイル巻き線が直接巻き付けられる。
【００４４】
前記凹部２１４にコイル巻き線が直接巻き付けられた前記コイルが、電気絶縁材料によって被覆され、外部に対してコイルが直接接触しないようにされているとともに、巻き付けられたコイル巻き線を位置決めするように構成されている。
【００４５】
上記構成より成る第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コア２１の前記外周壁２１２に電気絶縁材料がコーティングされ、前記電気絶縁材料層２４１が形成された前記コア２１の前記外周壁２１２に直接コイル巻き線が巻き付けられるので、従来におけるボビンを不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという効果を奏する。
【００４６】
また第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コア２１の内周壁に潤滑材料がコーティングされ潤滑材料層２４２が形成されているので、前記シャフト２３が前記コア２１の内周壁に摺動自在に配設されるため、従来のベアリング、ブッシュその他の軸受、支持部材を不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという効果を奏する。
【００４７】
さらに第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コア２１の外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層２４１と、前記コア２１の内周壁にコーティングされた潤滑材料層２４２とが、ともに同じ材質の樹脂材料であるテフロンによって構成されているので、コーティグ用の樹脂材料の種類を減らすことが出来、保守を容易にして、コストを下げるという効果を奏する。
【００４８】
とりわけ、前記コア２１の内周壁にコーティングされた潤滑材料層２４２が、低い摩擦材であるテフロンによって構成されているので、前記シャフト２３の摺動抵抗を有効に低減するとともに、動きを滑らかにするという効果を奏する。
【００４９】
また第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コア２１の外周壁の軸方向の中央を含む部分に形成された前記凹部２１４に前記コイル２２の巻き線が直接巻き付けられるので、前記コイル巻き線の巻き付けを容易にするとともに、巻き付けられた前記コイル巻き線の位置を安定させるという効果を奏する。
【００５０】
すなわち、前記凹部２１４の深さが、前記コイル巻き線の線径Ｄの２分の１より大きく設定されているので、前記コイル巻き線を確実に前記凹部２１４の段差部の壁に押し付けて巻くことにより容易に巻くことが出来る。
【００５１】
さらに第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コア２１の内周壁の軸方向の両端部分を半径方向内方に突出させて形成されている前記軸受部２１５が、前記シャフト２３を軸支するので、前記シャフト２３の偏芯を阻止するとともに、接触面積を減少させて摺動抵抗を抑制するため、前記シャフト２３の摺動およびリニアソレノイドの動作を円滑かつ確実にするという効果を奏する。
【００５２】
また第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コイル２２が、電気絶縁材料によって被覆されているので、前記コイル２２と外部との絶縁を達成するとともに、コイルの巻き崩れを防止することが出来るという効果を奏する。
【００５３】
（第２実施形態）
本第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法は、図４に示されるように上述した前記第１実施形態のリニアソレノイドの製造方法に係るものである。
【００５４】
本第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法において、磁気回路の一部を構成するコア２１（図４においては上半分のみを示す）の全表面に樹脂材料としてテフロンがコーティングされる。
【００５５】
図４（Ｂ）に示されるように、前記全表面にテフロンがコーティングされた前記コア２１の必要な部分２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃのテフロンを除去するために切削加工が施される。
【００５６】
図４（Ｃ）に示されるように、コイル２２を形成するために前記コア２１の外周の凹部２１４に治具を用いて直接コイル巻き線が巻き付けられる。
【００５７】
図４（Ｄ）に示されるように、外部との絶縁とコイルの巻き崩れを防止するために前記コア２１の外周の凹部２１４に巻き付けられた前記コイル２２をコーティング材料で被覆して、樹脂モールドされる。
【００５８】
上記構成より成る第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法は、前記コア２１の外表面にテフロンをコーティングし、テフロンがコーティングされた前記コア２１の外周壁に直接コイル巻き線を巻き付け、ボビンを不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするリニアソレノイドの製造を可能にするとともに、加工工数を低減し、量産に対する効率を高め、コストを下げるという効果を奏する。
【００５９】
また第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法は、前記コア２１の外周壁に直接巻き付けられた前記コイル２２をコーティング材料で被覆するので、外部との絶縁を実現するとともに、コイルの巻き崩れを防止するという効果を奏する。
【００６０】
さらに第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法は、表面に前記テフロンがコーティングされた前記コア２１の必要な部分を加工するので、加工工数を低減するという効果を奏する。
【００６１】
また第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法は、前記コア２１の全表面に１回のコーティング工程によってテフロンを被覆するので、前記コイル２２と前記コア２１との絶縁を可能にするとともに、前記シャフト２３の摺動抵抗を最小限にするという効果を奏する。
【００６２】
（第３実施形態）
本第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法は、前記コア２１の外周壁に形成される電気絶縁材料層２４１と前記コア２１の内周壁に形成される潤滑材料層２４２とが同じ材質の樹脂材料によってコーティングされているのに対して、図５に示されるようにコア２１の外周壁に形成された電気絶縁材料層２４１と前記コア２１の内周壁に形成された潤滑材料層２４２とが異なった材質の材料によってコーティングする点が相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００６３】
すなわち、図５（Ａ）に示されるように前記コア２１の外周壁の凹部２１４に前記テフロン以外の安価なポリエチレン（ＰＥ）またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂やエナメルその他の電気絶縁材料を選択的にコーティングして、電気絶縁材料層を形成する。
【００６４】
また図５（Ｂ）に示されるように、前記コア２１の内周壁の軸方向両端の半径方向内方へ突出した軸受部２１５には前記第１実施形態および第２実施形態と同様にテフロンをコーティングして潤滑材料層２４２を形成する。
【００６５】
上記第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法は、前記コア２１の外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ、前記電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接巻き付けられた前記コイル巻き線と前記コア２１との電気絶縁を実現するので、ボビンを不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという効果を奏する。
【００６６】
また第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法は、前記コア２１の外周壁の凹部２１４に前記テフロン以外の安価なポリエチレン（ＰＥ）またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂やエナメルその他の電気絶縁材料を選択的にコーティングして、電気絶縁材料層を形成するので、安価な材料を必要な部分にだけコーティングするので、電気絶縁材料の使用量を減らし、コストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００６７】
さらに第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法は、前記コア２１の内周壁に潤滑材料がコーティングされ潤滑材料層が形成されているので、潤滑材料層が形成された前記コア２１の内周壁によって前記シャフト２３が摺動自在に軸支されるため、軸受、支持部材を不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという効果を奏する。
【００６８】
また、第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法は、テフロンを前記軸受部２１５にだけコーティングするものであるので、潤滑材料としての高価なテフロンの使用量を減らし、コストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００６９】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００７０】
上述の実施形態は、一例として電気絶縁材料および潤滑材料をいずれも合成樹脂材料で構成する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、電気絶縁性および潤滑性を備えているものであれば、無機材料も採用することが出来る。
【００７１】
上述の実施形態においては、一例として前記コアの外周壁にコイル巻き線を巻き付けるための凹部を形成する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、例えば図６に示されるように前記コアの外周壁の一端にリング状のプレートを配設し、該プレートとコアのフランジ部との間にコイル巻き線を巻き付ける態様を採用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のリニアソレノイドを示す断面図である。
【図２】本第１実施形態のリニアソレノイドにおけるコアの外周壁に形成される凹部を説明するための部分断面図である。
【図３】本第１実施形態のリニアソレノイドにおけるコアの内周壁に形成される凹部および軸受部を説明するための部分断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法の各工程を説明するための部分断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法の各工程を説明するための部分断面図である。
【図６】本発明のその他の実施形態を示す断面図である。
【図７】従来のリニアソレノイドを示す断面図である。
【符号の説明】
１  調圧弁部
２  推力発生部
２１  コア
２２  コイル
２３  シャフト
２４１  電気絶縁材料層
２４２  潤滑材料層
【図１】
0003772443.tif 000002
【図２】
0003772443.tif 000003
【図３】
0003772443.tif 000004
【図４】
0003772443.tif 000005
【図５】
0003772443.tif 000006
【図６】
0003772443.tif 000007
【図７】
0003772443.tif 000008