JP2019087599A - ソレノイドアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【課題】ソレノイドアクチュエータを小型化する。【解決手段】ソレノイドアクチュエータ20は、供給される電流に応じて磁力を発生するコイル41と、コイル41の磁力によって励磁される固定コア50と、励磁された固定コア50に吸引され軸方向に移動するプランジャ60と、プランジャ60に付与されるスプリング64の付勢力を調整する付勢力調整機構70と、を備える。付勢力調整機構70は、リテーナ72と、調整ネジ74と、収容空間66,67と外部とを連通可能な連通通路77と、を有し、連通通路77による収容空間66,67と外部との連通は、リテーナ72と調整ネジ74とが離間することによって許容され、リテーナ72と調整ネジ74とが接することによって遮断される。【選択図】図1
Description
本発明は、ソレノイドアクチュエータに関するものである。
特許文献1には、供給される電流に応じて磁力を発生するコイルと、コイルの磁力によって励磁される固定鉄心と、励磁された固定鉄心の吸引力によって軸方向に移動する可動鉄心と、コイルへの通電時に可動鉄心に作用する吸引力とは反対の方向に可動鉄心を付勢する付勢部材と、を備えたソレノイドアクチュエータが開示されている。
このソレノイドアクチュエータは、付勢部材の初期付勢力を調整する付勢力調整部材と、可動鉄心及び付勢部材が収容される空間内の空気を排出するエア抜き部材と、をさらに備える。
特許文献1に記載のソレノイドアクチュエータにおける付勢力調整部材は、軸方向に変位することで付勢部材の付勢力を調整するものである。また、エア抜き部材は、付勢力調整部材の端部に取り付けられ、付勢力調整部材と同様に軸方向に変位することでソレノイドアクチュエータ内の空気を排出するものである。このように特許文献1に記載のソレノイドアクチュエータでは、付勢力調整部材と、付勢力調整部材の端部に取り付けられたエア抜き部材と、が軸方向に沿って並べて配置されている。このため、ソレノイドアクチュエータが軸方向に大型化し、バルブユニット等への搭載性が悪化するおそれがある。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ソレノイドアクチュエータを小型化することを目的とする。
第1の発明は、ソレノイドアクチュエータが、供給される電流に応じて磁力を発生するコイルと、コイルの磁力によって励磁される固定鉄心と、励磁された固定鉄心に吸引され軸方向に移動する可動鉄心と、可動鉄心が固定鉄心に吸引される方向とは反対の方向に可動鉄心を付勢する付勢部材と、可動鉄心に付与される付勢部材の付勢力を調整する付勢力調整機構と、を備え、付勢力調整機構は、付勢部材を支持する支持部材と、支持部材の軸方向における位置を調整する位置調整部材と、支持部材及び位置調整部材を軸方向に移動自在に保持する保持部材と、可動鉄心及び付勢部材が収容される収容空間と外部とを連通可能な連通通路と、を有し、連通通路による収容空間と外部との連通は、支持部材と位置調整部材とが離間することによって許容され、支持部材と位置調整部材とが接することによって遮断されることを特徴とする。
第1の発明では、支持部材の軸方向における位置を位置調整部材で調整することによって可動鉄心に付与される付勢部材の付勢力を調整することができるとともに、位置調整部材を支持部材から離間させることによって可動鉄心及び付勢部材が収容される収容空間内の空気を外部に排出させることが可能である。このように、付勢力調整機構を構成する支持部材及び位置調整部材は、付勢部材の付勢力を調整するだけではなく、収容空間内の空気を外部に排出させるために利用される。このため、付勢力調整機構とは別にエア抜き機構を設ける必要がないことから、ソレノイドアクチュエータを小型化することができる。
第2の発明は、保持部材が、付勢部材の付勢力による支持部材の軸方向への移動を規制する規制部を有し、支持部材及び位置調整部材が、付勢部材が支持部材を付勢する方向へと位置調整部材を移動させて付勢部材の付勢力によって支持部材を規制部に当接させることにより互いに離間した状態となることを特徴とする。
第2の発明では、付勢部材が支持部材を付勢する方向へと位置調整部材を移動させると、規制部によって支持部材の移動のみが規制される。このように、支持部材と位置調整部材とは容易に離間した状態となるため、付勢力調整機構によって、収容空間内の空気を容易に外部へ排出させることができる。
第3の発明は、連通通路が、収容空間に対して開口する第1通路と、外部に対して開口し第1通路と連通可能な第2通路と、を有し、第1通路が、支持部材に形成され、位置調整部材が、第1通路を閉塞可能な閉塞部を有することを特徴とする。
第3の発明では、収容空間に対して開口する支持部材に設けられた第1通路は、位置調整部材に設けられた閉塞部によって閉塞される。このため、位置調整部材を操作することによって第1通路と第2通路との連通状態を容易に制御することができる。
第4の発明は、閉塞部が、円錐状に形成され、支持部材が、第1通路の開口端に形成されたシート部を有し、第1通路が、シート部に閉塞部が着座することにより閉塞されることを特徴とする。
第4の発明では、第1通路の開口端に形成されたシート部に円錐状の閉塞部が着座することにより第1通路は閉塞され、シート部から閉塞部が離座することにより第1通路は開放される。このように第1通路を閉塞する構造が、比較的簡素な構造であるため、ソレノイドアクチュエータの製造コストを低減させることができる。
第5の発明は、第1通路が、シール部材を介して閉塞部により閉塞されることを特徴とする。
第5の発明では、第1通路の閉塞がシール部材を介して行われる。このため、支持部材を位置調整部材に対して押し付ける付勢部材の付勢力が小さい場合であっても、シール部材によって、第1通路を通じて作動流体が流出することを防止することができる。
第6の発明は、第2通路が、位置調整部材に形成されることを特徴とする。
第6の発明では、第2通路が、位置調整部材に形成される。このように、収容空間内の作動流体を排出する流路は、付勢力調整機構を構成する支持部材及び位置調整部材に形成されている。このため、付勢力調整機構を有する従来のソレノイドアクチュエータに対して大幅な変更を行うことなくエア抜き機構を付加させることができる。
第7の発明は、第2通路が、保持部材に形成されることを特徴とする。
第7の発明では、第2通路が、支持部材及び位置調整部材を保持する保持部材に形成される。このように、収容空間内の作動流体は、保持部材に形成された第2通路を通じて外部へ排出されるため、位置調整部材を操作することによって作動流体の排出を容易に制御することができる。
第8の発明は、保持部材が、固定鉄心であることを特徴とする。
第8の発明では、支持部材及び位置調整部材が固定鉄心により保持される。このように、支持部材及び位置調整部材を保持する部材として固定鉄心が利用されるため、ソレノイドアクチュエータを小型化することができる。
本発明によれば、ソレノイドアクチュエータを小型化することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るソレノイドアクチュエータ20について説明する。
図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るソレノイドアクチュエータ20について説明する。
図1に示すように、ソレノイドアクチュエータ20は、バルブ装置10を備えたアクチュエータ装置100に組み付けられ、バルブ装置10を駆動するために用いられる。
バルブ装置10は、スプール弁やポペット弁等の弁体12を有し、例えば、作動油等の作動流体が流れる流路上に配置される。弁体12の位置はソレノイドアクチュエータ20によって制御され、弁体12の位置に応じて流路の開度が変更されることで、バルブ装置10を通じて流れる作動流体の流量が制御される。
ソレノイドアクチュエータ20は、ボビン40に巻き回されたコイル41と、ボビン40の内周側に嵌め込まれる固定鉄心としての固定コア50と、非磁性体53を介して固定コア50と接続されるヨーク52と、固定コア50とヨーク52とにより摺動自在に支持される可動鉄心としてのプランジャ60と、固定コア50とプランジャ60との間に圧縮された状態で介装される付勢部材としてのスプリング64と、プランジャ60に付与されるスプリング64の初期付勢力を調整する付勢力調整機構70と、これらを収容するケース30と、を備える。
プランジャ60は、軸心にシャフト61が挿通する貫通孔60aが形成された円筒状部材であり、磁性材によって形成される。
シャフト61は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成される棒状部材であり、一方の端部にはバルブ装置10の弁体12が結合され、他方の端部には貫通孔60aよりも外径が大きい円環状のスプリングシート62が結合される。なお、シャフト61は、プランジャ60の貫通孔60aに圧入されることによりプランジャ60に固定されていてもよい。
固定コア50は、磁性材によって形成される有底円筒状部材であり、プランジャ60を摺動自在に収容可能な第1収容孔50aと、第1収容孔50aと同軸上に形成され第1収容孔50aよりも内径が小さい第2収容孔50bと、第2収容孔50bの底部を貫通して形成される雌ネジ孔50fと、を有する。第2収容孔50bには、スプリング64と付勢力調整機構70を構成する後述のリテーナ72とが収容され、雌ネジ孔50fには、付勢力調整機構70を構成する後述の調整ネジ74が螺着される。
ヨーク52は、プランジャ60を摺動自在に支持する摺動孔52aが軸心に形成された円筒状部材であり、磁性材によって形成される。摺動孔52aには、抜け止め部材としてC字状のストッパリング65が係止される。ストッパリング65は、プランジャ60をヨーク52内に組み付けた後に、スプリング64によってプランジャ60が押し戻されて抜け出ることを防止するために設けられる。
固定コア50とヨーク52とは、非磁性材によって形成される円筒状の非磁性体53によって軸方向に連結される。このため、ヨーク52と固定コア50とは軸方向に磁気的に離間した状態となる。なお、非磁性体53は、アルミ等の透磁率が低い材料で形成されてもよいし、ヨーク52と固定コア50との間に形成される空間であってもよい。
プランジャ60によって仕切られる固定コア50側の第1空間66とヨーク52側の第2空間67とは、プランジャ60内に軸方向に沿って形成された複数の連通孔60bによって連通される。このため、第1空間66と第2空間67とは、バルブ装置10で流量が制御される作動流体によって常に満たされている。また、各空間66,67内の作動流体はプランジャ60の移動に応じて連通孔60bを通じて移動可能であることから、プランジャ60の移動が作動流体によって妨げられることはない。
また、第1空間66及び第2空間67で構成される空間内には、図1に示すように、プランジャ60及びスプリング64が収容される。つまり、第1空間66及び第2空間67は、プランジャ60及びスプリング64を収容する収容空間に相当する。
スプリング64は、コイル41へ通電した際に固定コア50がプランジャ60を吸引する吸引力とは反対の方向にプランジャ60を付勢するコイルスプリングである。スプリング64の一端は、シャフト61に結合されたスプリングシート62に係止され、スプリング64の他端は、固定コア50の第2収容孔50b内に収容される後述のリテーナ72に係止される。
ケース30は、磁性材によって形成される円筒状部材であり、ソレノイドアクチュエータ20を構成する各部材を収容する。
ボビン40は、両端に鍔部を有する円筒状部材であり、電気絶縁性を有する樹脂によって形成される。鍔部の間の外周面に巻き回された導電性線材がコイル41を構成する。
ボビン40の一方の鍔部には、コイル41に電気的に接続される端子42が設けられる。端子42の一端は、ケース30の切欠部を通じて外部に突出する。端子42を介してコイル41に電流が供給されることで、コイル41の周囲に磁界が発生する。
コイル41を取り囲むように配置された固定コア50,プランジャ60,ヨーク52,及びケース30は、コイル41の周囲に磁界が発生した際に磁束が流れる通路、いわゆる磁気回路となる。なお、磁気回路を構成するこれらの部材を形成する磁性材としては、例えば、SUM23やMES3F,SUY,SS330,ELCH2等の比較的透磁率が高い鋼材が用いられる。
次に、付勢力調整機構70について説明する。
付勢力調整機構70は、スプリング64を支持する支持部材としてのリテーナ72と、リテーナ72の軸方向における位置を調整する位置調整部材としての調整ネジ74と、リテーナ72及び調整ネジ74を軸方向に移動自在に保持する保持部材としての固定コア50と、第1空間66と外部とを連通可能な連通通路77と、を有する。なお、リテーナ72及び調整ネジ74を保持する保持部材としては、固定コア50に限定されず、固定コア50とは別の部材であって固定コア50に結合された部材であってもよい。
固定コア50は、上述のようにリテーナ72を摺動自在に収容する第2収容孔50b及び調整ネジ74が螺着される雌ネジ孔50fを有するとともに、第2収容孔50bと雌ネジ孔50fとの間に形成され第2収容孔50bよりも内径が小さい導出孔50dを有する。
また、第2収容孔50bと導出孔50dとを接続する部分には規制部としての段部50cが設けられ、導出孔50dと雌ネジ孔50fとを接続する部分には雌ネジ孔50fに向かって徐々に径が小さくなる傾斜面50eが設けられる。
リテーナ72は、スプリング64を支持する支持面72aと、段部50cと軸方向において対向する当接面72dと、を有する円柱状部材である。リテーナ72の軸心には第1空間66に対して開口する第1通路としての貫通孔72bが貫通して形成される。また、貫通孔72bの当接面72d側の開口端には、円錐台状のシート部72cが形成される。
調整ネジ74は、外周面に雄ねじが加工された円柱状部材である。調整ネジ74のリテーナ72に対向する部分には閉塞部74aが設けられる。閉塞部74aは、テーパ面74bを有する円錐状に形成され、リテーナ72のシート部72cに対して着座可能な形状を有する。
ここで、リテーナ72はスプリング64の付勢力によって調整ネジ74に向かって押し付けられており、シート部72cに閉塞部74aが着座した状態となる。つまり、貫通孔72bは閉塞部74aによって閉塞された状態となるため、貫通孔72bを通じて作動流体が流出することは防止される。なお、シート部72cと閉塞部74aとの接触状態は、貫通孔72bを通じて作動流体が流出することが防止されれば、面接触であってもよいし、線接触であってもよい。
また、調整ネジ74には、径方向に形成され両端が外周面において開口する径方向通路74cと、軸方向に形成され一端が径方向通路74cに接続される軸方向通路74dと、が設けられる。軸方向通路74dの他端は、閉塞部74aが設けられる側とは反対側の端面において開口する。調整ネジ74内に形成された径方向通路74cと軸方向通路74dとにより構成される通路は、外部に対して開口する第2通路に相当する。このように、第1空間66と外部とは、第2通路としての径方向通路74c及び軸方向通路74dと、第1通路としての貫通孔72bと、により構成される連通通路77によって連通可能である。
調整ネジ74がリテーナ72に当接した状態、すなわち、閉塞部74aがシート部72cに着座した状態で調整ネジ74が回転されると、リテーナ72の軸方向における位置が変更され、プランジャ60に付与されるスプリング64の初期付勢力が変化する。固定コア50に対する調整ネジ74の位置は、調整ネジ74にロックナット76を締め付けることによって固定される。これによりプランジャ60に作用するスプリング64の初期荷重は、所定の大きさに設定される。
調整ネジ74にロックナット76が螺合される部分は、カバー78によって覆われる。カバー78は、調整ネジ74が螺着される固定コア50の端部の外周面に螺着されることで固定される。このようにロックナット76を覆うカバー78を設けることで、外部からロックナット76に衝撃が加わることによりロックナット76が弛み、プランジャ60に作用するスプリング64の初期荷重が変化することが防止される。また、カバー78とケース30との接触部にはOリング79が設けられ、カバー78内から外部への作動流体の流出や外部からカバー78内への異物の侵入がOリング79により抑制される。
次に、上記構成のアクチュエータ装置100の作動について説明する。
アクチュエータ装置100では、ソレノイドアクチュエータ20のコイル41に電流が通電されていない場合、プランジャ60は、スプリング64によって図1の矢印Aの方向へ付勢される。このとき、弁体12は図示しないストッパ部またはシート部に当接し、プランジャ60と弁体12とは、図1に示される初期位置で停止した状態となる。
ソレノイドアクチュエータ20のコイル41に所定以上の電流が供給されると、コイル41の周囲に発生した磁界によって固定コア50が励磁され、プランジャ60は固定コア50に向けて軸方向に引き寄せられる。つまり、プランジャ60は、図1の矢印Bの方向へと移動する。プランジャ60の移動に伴って、シャフト61を介してプランジャ60と連結される弁体12も移動する。弁体12は、プランジャ60に作用する磁気吸引力と、プランジャ60に作用するスプリング64の付勢力と、が釣り合う位置に至るまで移動する。このように弁体12が移動することで、バルブ装置10を通じて流れる作動流体の流量も変化する。
プランジャ60に作用する磁気吸引力は、コイル41に供給される電流の大きさに応じて変化するため、コイル41に供給される電流値を変更することによって、弁体12のストローク量、すなわち、バルブ装置10を通じて流れる作動流体の流量を任意に変化させることができる。このようにソレノイドアクチュエータ20は、コイル41に通電することで、弁体12をコイル41側に変位させるいわゆるプル式の比例ソレノイドアクチュエータとして作動する。
ここで、上記構成のソレノイドアクチュエータ20では、プランジャ60及びスプリング64が収容される収容空間、特にスプリング64が収容される第1空間66内の作動流体に空気が混入していると、プランジャ60が移動する際に、作動流体中の空気が圧縮されてバネのように振動し、この影響によりプランジャ60も振動するおそれがある。
プランジャ60が振動すると、プランジャ60とともに移動する弁体12の動きも不安定となるため、結果としてバルブ装置10を通じて流れる作動流体の流量を精度よく制御することが困難となる。このため、ソレノイドアクチュエータ20では、収容空間内の空気を外部に排出するエア抜き作業が行われる。
次に、図2を参照して、ソレノイドアクチュエータ20で行われるエア抜き作業について説明する。図2は、図1の付勢力調整機構70の周辺部分を拡大して示した図であり、エア抜き作業を行う際のソレノイドアクチュエータ20の状態を示している。
エア抜き作業は、図2に示すように、ソレノイドアクチュエータ20からカバー78が取り外されるとともに、調整ネジ74からロックナット76が取り外された状態で行われる。
ロックナット76が取り外された調整ネジ74を回転して、スプリング64がリテーナ72を付勢する方向、すなわち、スプリング64とは反対側の方向へと調整ネジ74を移動させると、リテーナ72は、スプリング64の付勢力によって調整ネジ74に押し付けられるため、調整ネジ74に追従して移動する。やがてリテーナ72は段部50cに当接面72dが当接した状態となるが、この状態からさらに調整ネジ74を同じ方向に回転すると、図2に示すように、閉塞部74aがシート部72cから離れ、閉塞部74aとシート部72cとの間に隙間が形成される。
この状態において、図示しない作動流体供給装置から作動流体がバルブ装置10を通じてソレノイドアクチュエータ20内に供給されると、第1空間66に流入した作動流体は、空気とともに、貫通孔72bを通り閉塞部74aとシート部72cとの間の隙間を通じて導出孔50d内に流れ込む。導出孔50d内に流れ込んだ作動流体と空気は、さらに、径方向通路74c及び軸方向通路74dを通り外部へと排出される。なお、導出孔50d内に流れ込んだ作動流体と空気は、傾斜面50eに沿って径方向通路74cに導かれるため、空気は、導出孔50d内に滞留することなく外部へと排出される。
このように、第1通路としての貫通孔72bと、第2通路としての径方向通路74c及び軸方向通路74dと、により構成される連通通路77を通じて作動流体とともに空気が排出されることにより、ソレノイドアクチュエータ20内から空気が排除される。
連通通路77を通じてソレノイドアクチュエータ20内の空気を排出させた後、図2に示す状態からリテーナ72に向かって調整ネジ74が移動するように調整ネジ74を回転し、閉塞部74aをシート部72cに着座させる。これにより貫通孔72bが閉塞され、作動流体の排出が止まり、エア抜き作業が終了する。
エア抜き作業が終了した後、調整ネジ74を回転してリテーナ72の軸方向位置を調整することにより、プランジャ60に付与されるスプリング64の初期付勢力が調整される。調整ネジ74の位置が決まり、ロックナット76によって調整ネジ74が固定されると、軸方向通路74dの開口端を覆うようにカバー78が取り付けられる。このように、作動流体の排出通路となっていた軸方向通路74dの開口端がカバー78によって覆われることにより、軸方向通路74dや導出孔50d内に残っている作動流体が外部に漏れ出すことを防止することができる。
上記第1実施形態に係るソレノイドアクチュエータ20によれば、以下に示す効果を奏する。
ソレノイドアクチュエータ20では、リテーナ72の軸方向における位置を調整ネジ74で調整することによってプランジャ60に付与されるスプリング64の付勢力を調整することができるとともに、調整ネジ74をリテーナ72から離間させることによってプランジャ60及びスプリング64が収容される収容空間内の空気をリテーナ72に設けられた貫通孔72bを通じて外部に排出させることが可能である。
このように、付勢力調整機構70を構成するリテーナ72及び調整ネジ74は、スプリング64の付勢力を調整するだけではなく、収容空間内の空気を外部に排出させるために利用される。このため、付勢力調整機構70とは別にエア抜き機構を設ける必要がないことから、ソレノイドアクチュエータ20を小型化することができる。
また、ソレノイドアクチュエータ20が小型化することでバルブユニット等への搭載性が向上するとともに、ソレノイドアクチュエータ20の重量を軽減させることができる。
次に、上記第1実施形態に係るソレノイドアクチュエータ20の変形例について説明する。なお、後述のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と後述の第2実施形態で説明される構成を組み合わせたり、上述の第1実施形態で説明された構成と後述の第2実施形態で説明される構成とを組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明される構成同士を組み合わせたりすることも可能である。
上記ソレノイドアクチュエータ20では、円錐状の閉塞部74aがシート部72cに着座することによって貫通孔72bが閉塞される。これに代えて、図3に示す第1変形例のように、シール部材としてのガスケット75aを介して閉塞部74aが貫通孔72bを閉塞する構成としてもよい。なお、図3は、図2に対応するものであり、エア抜き作業を行う際のソレノイドアクチュエータ20の状態を示している。
第1変形例では、調整ネジ74の閉塞部74aには、リテーナ72の当接面72dに対向する平面74eと、平面74eから突出しガスケット75aを保持する突起74fと、が設けられる。そして、図3に示すように、閉塞部74aがリテーナ72の当接面72dから離間している状態では、上記第1実施形態と同様に、貫通孔72b,径方向通路74c及び軸方向通路74dを通じて収容空間内の空気を外部に排出させることが可能である。一方、ガスケット75aを介して閉塞部74aが当接面72dに接した状態では、貫通孔72bは閉塞部74aによって閉塞された状態となる。なお、ガスケット75aは、リテーナ72の当接面72dに設けられていてもよい。また、シール部材としてはガスケット75aに代えてOリングが用いられてもよい。
また、図4に示す第2変形例のように、シール部材としてのOリング75bを介して閉塞部74aが貫通孔72bを閉塞する構成としてもよい。なお、図4は、図2に対応するものであり、エア抜き作業を行う際のソレノイドアクチュエータ20の状態を示している。
第2変形例では、調整ネジ74の閉塞部74aの外周にOリング75bを保持する溝74gが設けられる。また、これに対応して、リテーナ72には、閉塞部74aが挿入される挿入孔72eが、貫通孔72bの当接面72d側の開口端に設けられる。そして、図4に示すように、閉塞部74aがリテーナ72の挿入孔72eから離間している状態では、上記第1実施形態と同様に、貫通孔72b,径方向通路74c及び軸方向通路74dを通じて収容空間内の空気を外部に排出させることが可能である。一方、挿入孔72eに閉塞部74aが挿入され、Oリング75bが挿入孔72eの内周面と溝74gの底面とにより圧縮された状態となると、貫通孔72bは閉塞された状態となる。
第1変形例及び第2変形例に示されるように、シール部材を用いて貫通孔72bを閉塞する構成とすることで、リテーナ72と閉塞部74aとの間の隙間から作動流体が漏れ出すことを確実に防止することができる。
<第2実施形態>
次に、図5及び図6を参照して、本発明の第2実施形態に係るソレノイドアクチュエータ120について説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。
次に、図5及び図6を参照して、本発明の第2実施形態に係るソレノイドアクチュエータ120について説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。
ソレノイドアクチュエータ120の基本的な構成は、第1実施形態に係るソレノイドアクチュエータ20と同様である。ソレノイドアクチュエータ120では、第2通路が調整ネジ174ではなく保持部材としての固定コア50に形成されている点でソレノイドアクチュエータ20と相違する。
具体的には、図5に示すように、調整ネジ174内には通路が形成されておらず、第2通路としての排出孔50gが固定コア50に形成されている。排出孔50gは、一端が導出孔50dに開口するように設けられ、排出孔50gの他端はカバー78で覆われる位置に開口している。
ソレノイドアクチュエータ120でのエア抜き作業は、図6に示すように、ソレノイドアクチュエータ20でのエア抜き作業と同様に、ソレノイドアクチュエータ120からカバー78が取り外されるとともに、調整ネジ174からロックナット76が取り外された状態で行われる。
ロックナット76が取り外された調整ネジ174を回転して、スプリング64がリテーナ72を付勢する方向、すなわち、スプリング64とは反対側の方向へと調整ネジ174を移動させると、リテーナ72は、スプリング64の付勢力によって調整ネジ174に押し付けられるため、調整ネジ174に追従して移動する。やがてリテーナ72は段部50cに当接面72dが当接した状態となるが、この状態からさらに調整ネジ174を同じ方向に回転すると、図6に示すように、閉塞部74aがシート部72cから離れ、閉塞部74aとシート部72cとの間に隙間が形成される。
この状態において、図示しない作動流体供給装置から作動流体がバルブ装置10を通じてソレノイドアクチュエータ120内に供給されると、第1空間66に流入した作動流体は、空気とともに、貫通孔72bを通り閉塞部74aとシート部72cとの間の隙間を通じて導出孔50d内に流れ込む。導出孔50d内に流れ込んだ作動流体と空気は、さらに、排出孔50gを通り外部へと排出される。
このように、第1通路としての貫通孔72bと、第2通路としての排出孔50gと、により構成される連通通路77を通じて作動流体とともに空気が排出されることにより、ソレノイドアクチュエータ120においてもソレノイドアクチュエータ20と同様に、ソレノイドアクチュエータ120内から空気が排除される。
また、プランジャ60に付与されるスプリング64の初期付勢力が調整された後、排出孔50gの開口端を覆うようにカバー78が取り付けられることで、排出孔50gや導出孔50d内に残っている作動流体が外部に漏れ出すことを防止することができる。
上記第2実施形態に係るソレノイドアクチュエータ120によれば、上記第1実施形態に係るソレノイドアクチュエータ20による効果と同様の効果を奏するとともに以下の効果を奏する。
ソレノイドアクチュエータ120では、排出孔50gが、リテーナ72及び調整ネジ174を保持する固定コア50に形成される。このように、収容空間内の作動流体は、調整ネジ174に形成された通路ではなく、固定コア50に形成された排出孔50gを通じて外部へ排出される。このため、調整ネジ174を操作することによって作動流体の排出を容易に制御することができる。
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
ソレノイドアクチュエータ20,120は、供給される電流に応じて磁力を発生するコイル41と、コイル41の磁力によって励磁される固定コア50と、励磁された固定コア50に吸引され軸方向に移動するプランジャ60と、プランジャ60が固定コア50に吸引される方向とは反対の方向にプランジャ60を付勢するスプリング64と、プランジャ60に付与されるスプリング64の付勢力を調整する付勢力調整機構70と、を備え、付勢力調整機構70は、スプリング64を支持するリテーナ72と、リテーナ72の軸方向における位置を調整する調整ネジ74,174と、リテーナ72及び調整ネジ74,174を軸方向に移動自在に保持する固定コア50と、プランジャ60及びスプリング64が収容される収容空間66,67と外部とを連通可能な連通通路77と、を有し、連通通路77による収容空間66,67と外部との連通は、リテーナ72と調整ネジ74,174とが離間することによって許容され、リテーナ72と調整ネジ74,174とが接することによって遮断される。
この構成では、リテーナ72の軸方向における位置を調整ネジ74,174で調整することによってプランジャ60に付与されるスプリング64の付勢力を調整することができるとともに、調整ネジ74,174をリテーナ72から離間させることによってプランジャ60及びスプリング64が収容される収容空間内の空気を外部に排出させることが可能である。
このように、付勢力調整機構70を構成するリテーナ72及び調整ネジ74,174は、スプリング64の付勢力を調整するだけではなく、収容空間内の空気を外部に排出させるために利用される。このため、付勢力調整機構70とは別にエア抜き機構を設ける必要がないことから、ソレノイドアクチュエータ20,120を小型化することができる。また、ソレノイドアクチュエータ20,120が小型化することでバルブユニット等への搭載性が向上するとともに、ソレノイドアクチュエータ20,120の重量を軽減させることができる。
また、固定コア50は、スプリング64の付勢力によるリテーナ72の軸方向への移動を規制する段部50cを有し、リテーナ72及び調整ネジ74,174は、スプリング64がリテーナ72を付勢する方向へと調整ネジ74,174を移動させてスプリング64の付勢力によってリテーナ72を段部50cに当接させることで互いに離間した状態となる。
この構成では、スプリング64がリテーナ72を付勢する方向へと調整ネジ74,174を移動させると、スプリング64の付勢力によってリテーナ72は、調整ネジ74,174とともに移動するが、段部50cによってリテーナ72の移動のみが規制される。このように、リテーナ72と調整ネジ74,174とは比較的容易に離間した状態となるため、付勢力調整機構70によって、収容空間内の空気を容易に外部へ排出させることができる。
また、連通通路77は、収容空間66,67に対して開口する第1通路としての貫通孔72bと、外部に対して開口し貫通孔72bと連通可能な第2通路としての径方向通路74c及び軸方向通路74dまたは排出孔50gと、を有し、貫通孔72bは、リテーナ72に形成され、調整ネジ74,174は、貫通孔72bを閉塞可能な閉塞部74aを有する。
この構成では、収容空間に対して開口するリテーナ72に設けられた貫通孔72bは、調整ネジ74,174に設けられた閉塞部74aによって閉塞される。このため、調整ネジ74,174を操作しリテーナ72と調整ネジ74,174とを離間させることで連通通路77を通じて収容空間内の空気を外部へ排出させることができるとともに、調整ネジ74,174を操作し貫通孔72bを閉塞部74aにより閉塞することで連通通路77を遮断することができる。このように、調整ネジ74,174を操作することによって、第1通路としての貫通孔72bと、第2通路としての径方向通路74c及び軸方向通路74dまたは排出孔50gと、の連通状態を容易に制御することができる。
また、閉塞部74aは、円錐状に形成され、リテーナ72は、貫通孔72bの開口端に形成されたシート部72cを有し、貫通孔72bは、シート部72cに閉塞部74aが着座することにより閉塞される。
この構成では、貫通孔72bの開口端に形成されたシート部72cに円錐状の閉塞部74aが着座することにより貫通孔72bは閉塞され、シート部72cから閉塞部74aが離座することにより貫通孔72bは開放される。このように貫通孔72bを閉塞または開放する構造が、シール部材等を用いない比較的簡素な構造であるため、ソレノイドアクチュエータ20,120の製造コストを低減させることができる。また、シート部72cに閉塞部74aが着座した状態では、リテーナ72がスプリング64の付勢力によって調整ネジ74,174に押し付けられるため、シート部72cと閉塞部74aとの密閉性を確保することができる。
また、貫通孔72bは、シール部材75a,75bを介して閉塞部74aにより閉塞される。
この構成では、貫通孔72bの閉塞がシール部材75a,75bを介して行われる。このため、リテーナ72を調整ネジ74,174に対して押し付けるスプリング64の付勢力が小さい場合であっても、シール部材75a,75bによって、貫通孔72bを通じて作動流体が流出することを防止することができる。
また、第2通路としての径方向通路74c及び軸方向通路74dは、調整ネジ74に形成される。
この構成では、第2通路としての径方向通路74c及び軸方向通路74dが、調整ネジ74に形成される。このように、収容空間内の作動流体を排出する流路は、付勢力調整機構70を構成するリテーナ72及び調整ネジ74に形成されている。このため、付勢力調整機構を有する従来のソレノイドアクチュエータに対して大幅な変更を行うことなくエア抜き機構を付加させることができる。
また、第2通路としての排出孔50gは、固定コア50に形成される。
この構成では、第2通路としての排出孔50gが、リテーナ72及び調整ネジ174を保持する固定コア50に形成される。このように、収容空間内の作動流体は、調整ネジ174に形成された通路ではなく、固定コア50に形成された排出孔50gを通じて外部へ排出されるため、調整ネジ174を操作することによって作動流体の排出を容易に制御することができる。
また、リテーナ72及び調整ネジ74,174を保持する保持部材は、固定コア50である。
この構成では、リテーナ72及び調整ネジ74,174が固定コア50により保持される。このように、リテーナ72及び調整ネジ74,174を保持する部材として固定コア50が利用されるため、ソレノイドアクチュエータ20を小型化することができる。また、保持部材を固定コア50とは別の部材であって固定コア50に結合された部材とした場合と比較し、部品点数が削減されることでソレノイドアクチュエータ20,120の製造コストを低減させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、上記実施形態では、作動流体として作動油が例示されているが、これに代えて、水や水溶性代替液等が作動流体として用いられてもよい。
20,120・・・ソレノイドアクチュエータ、41・・・コイル、50・・・固定コア(固定鉄心、保持部材)、50c・・・段部(規制部)、50g・・・排出孔(第2通路)、60・・・プランジャ(可動鉄心)、64・・・スプリング(付勢部材)、66・・・第1空間(収容空間)、67・・・第2空間(収容空間)、70・・・付勢力調整機構、72・・・リテーナ(支持部材)、72b・・・貫通孔(第1通路)、72c・・・シート部、74,174・・・調整ネジ(位置調整部材)、74a・・・閉塞部、74c・・・径方向通路(第2通路)、74d・・・軸方向通路(第2通路)、75a・・・ガスケット(シール部材)、75b・・・Oリング(シール部材)、77・・・連通通路
Claims (8)
- 供給される電流に応じて磁力を発生するコイルと、
前記コイルの磁力によって励磁される固定鉄心と、
励磁された前記固定鉄心に吸引され軸方向に移動する可動鉄心と、
前記可動鉄心が前記固定鉄心に吸引される方向とは反対の方向に前記可動鉄心を付勢する付勢部材と、
前記可動鉄心に付与される前記付勢部材の付勢力を調整する付勢力調整機構と、を備え、
前記付勢力調整機構は、前記付勢部材を支持する支持部材と、前記支持部材の軸方向における位置を調整する位置調整部材と、前記支持部材及び前記位置調整部材を軸方向に移動自在に保持する保持部材と、前記可動鉄心及び前記付勢部材が収容される収容空間と外部とを連通可能な連通通路と、を有し、
前記連通通路による前記収容空間と外部との連通は、前記支持部材と前記位置調整部材とが離間することによって許容され、前記支持部材と前記位置調整部材とが接することによって遮断されることを特徴とするソレノイドアクチュエータ。 - 前記保持部材は、前記付勢部材の付勢力による前記支持部材の軸方向への移動を規制する規制部を有し、
前記支持部材及び前記位置調整部材は、前記付勢部材が前記支持部材を付勢する方向へと前記位置調整部材を移動させて前記付勢部材の付勢力によって前記支持部材を前記規制部に当接させることにより互いに離間した状態となることを特徴とする請求項1に記載のソレノイドアクチュエータ。 - 前記連通通路は、前記収容空間に対して開口する第1通路と、外部に対して開口し前記第1通路と連通可能な第2通路と、を有し、
前記第1通路は、前記支持部材に形成され、
前記位置調整部材は、前記第1通路を閉塞可能な閉塞部を有することを特徴とする請求項1または2に記載のソレノイドアクチュエータ。 - 前記閉塞部は、円錐状に形成され、
前記支持部材は、前記第1通路の開口端に形成されたシート部を有し、
前記第1通路は、前記シート部に前記閉塞部が着座することにより閉塞されることを特徴とする請求項3に記載のソレノイドアクチュエータ。 - 前記第1通路は、シール部材を介して前記閉塞部により閉塞されることを特徴とする請求項3に記載のソレノイドアクチュエータ。
- 前記第2通路は、前記位置調整部材に形成されることを特徴とする請求項3から5の何れか1つに記載のソレノイドアクチュエータ。
- 前記第2通路は、前記保持部材に形成されることを特徴とする請求項3から5の何れか1つに記載のソレノイドアクチュエータ。
- 前記保持部材は、前記固定鉄心であることを特徴とする請求項1から7の何れか1つに記載のソレノイドアクチュエータ。
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-
2017
- 2017-11-06 JP JP2017213558A patent/JP2019087599A/ja active Pending
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JP2021019035A (ja) * | 2019-07-18 | 2021-02-15 | 株式会社デンソー | ソレノイド |
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