JP6221092B2 - ソレノイド - Google Patents

Description

本発明は、ソレノイドに関し、特に油圧などの液圧回路に設ける弁の開閉に使用され、かつ、ストローク長が長いソレノイドに関する。

ソレノイドにおいては、スプール弁などのストローク長が長い弁において使用されるものがある。このような弁において使用するソレノイドも、当然ながらそのストローク長を長くする必要がある。このようなソレノイドにおいて、ストロークの全長に渡って必要となる推力を確保し、さらに可動磁極の軸ずれや傾きを防止しようとすると、ストローク長が短いソレノイドよりも構造が複雑になりやすく、小型化の困難性が高くなる。以下に、ストローク長が長いソレノイドの小型化を図った発明について説明する。

図１４は、従来技術に係るソレノイドの構造を示す断面図である。図１４において、１００は電磁弁、１０１は可動磁極、１０２は固定磁極、１０３はテーパ部、１０４は蓋部、１０５は固定磁極部、１０６は補助磁極部、１０７はシャフト、１０８は摺動空間、１０９、１１０及び１１１はスプール、１１２はケース、１１３はＯリング、１１４はコイル、１１５はボビン、１１６はＯリングである。

図１４は、特開２００６−１９４３５１公報において開示されている発明である。この発明のソレノイドは、３つのスプール１０９、１１０及び１１１を設けた電磁弁１００に組み込まれている。コイル１１４に通電することによって、固定磁極１０２、ケース１１２、蓋部１０４、固定磁極部１０５、補助磁極部１０６を巡る磁気回路が生成され、可動磁極１０１が固定磁極１０２に吸引されて摺動する。さらに、可動磁極１０１の中心軸方向の貫通孔にシャフト１０７が嵌合されており、可動磁極１０１の摺動に伴ってスプール１０９、１１０及び１１１を摺動させる。以上の構造において、シャフト１０７のスプール１０９と反対側の部分は、固定磁極部１０５に形成した孔に挿入されている。シャフト１０７の挿入されている部分は、コイル１１４に通電したときに、固定磁極部１０５の孔の内部を摺動する。以上のように構造することによって、シャフト１０６が固定磁極部１０５に支持されるので、別途軸受を設ける必要がなく、小型化を図りやすくなると共に、可動磁極１０１の軸ずれも防止できるようになっている。また、シャフト１０６が固定磁極部１０５の孔に挿入されているので、挿入されている部分の長さだけ、電磁弁１００の長さを短縮することができるようにしている。

しかし、以上のソレノイドの構造をシャフト１０６の軸方向だけでなく、径方向も含めて小型化を図る場合には、シャフト１０６が固定磁極部１０５の孔に挿入することが固定磁極部１０５の軸方向の長さ及び径を小さくする上で障害となる。また、固定磁極部１０５の孔で支持する構造に代えて補助磁極部１０６の内部にドライブッシュを嵌合することも考えられる。しかし、ドライブッシュは２〜３ｍｍの肉厚があるので、少なくともこの肉厚の分だけ可動磁極１０１の径を小さくする、又は、補助磁極部１０６の肉厚を削ることが必要になる。可動磁極１０１の径を小さくする、又は、補助磁極部１０６の肉厚を削ると磁気抵抗が大きくなるなどして、推力の低下を招くので好ましくない。さらに、補助磁極部１０６の肉厚を削る場合には、固定磁極１０２テーパ部１０３の肉厚もかなり薄くなるので、この部分の磁気抵抗も大きくなる。くわえて、ボビン１１５の周囲から作動油が漏出することを防止するために設けているＯリング１１３又は１１６も、いずれかを省略できれば構造が簡素になって小型化が容易になるが、磁極の周辺への作動油の漏出を防止することが難しくなる。いずれにせよ、ストローク長が長いソレノイドの機能性や信頼性を低下させずに小型化を図ることは容易でない。

特開２００６−１９４３５１公報

本発明は、上記課題を解決するために、油圧などの液圧回路に設ける弁の開閉に使用され、かつ、ストロークが長いソレノイドにおいて、構造を簡素化して小型化を容易にしたソレノイドを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、筒形状に形成されると共に、第１の開口部及び第２の開口部を備えたケースと、前記ケースの前記第１の開口部側に配置されると共に、前記第２の開口部側に向かって開口している筒状部を備え、該筒状部の内周面の一部又は全部が前記開口部に向かって開口径が漸次大きくなるような円錐台形状に形成された固定磁極と、略有底円筒形状に形成され、かつ、開口部が前記固定磁極の前記開口部に対向するように形成された補助磁極部と、該補助磁極部の底部近傍の周側面から張り出すように形成されると共に前記ケースの前記第２の開口部を閉止する鍔状部とを備えた蓋と、略有底円筒形状に、かつ、開口部寄りの部分が底部寄りの部分よりも径が大きくなるように形成されると共に、前記底部寄りの部分が前記補助磁極部の内部に挿入され、前記開口部寄りの部分の内部に前記筒状部が挿入されているスリーブと、略円柱形状に形成されると共に前記スリーブの内部を摺動可能に設けられた本体部と、略円錐台形状に形成されると共に前記固定磁極の円錐台形状に形成された前記内周面に対向し、かつ、円錐台形状に形成された対向部とを備えた可動磁極とを有することを特徴とするソレノイドである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スリーブは、前記補助磁極部の前記底部と対向している部分が前記補助磁極部の前記底部の内側面と接するように配置されていることを特徴とするソレノイドである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記スリーブは、前記底部寄りの部分の外周面が前記補助磁極部の内周面とに接すると共に、前記開口部寄りの部分の内周面が前記筒状部の外周面に接するように配置されていることを特徴とするソレノイドである。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記固定磁極は、前記筒状部の外周面に環状溝が形成され、前記筒状部の前記環状溝に装着されたＯリングをさらに有することを特徴とするソレノイドである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記固定磁極は、前記筒状部から張り出すように形成されると共に前記ケースの前記第１の開口部を閉止する鍔状部を備え、前記スリーブは、前記開口部側の端部が前記ケースの前記鍔状部と離隔するように形成されていることを特徴とするソレノイドである。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記スリーブは、前記底部寄りの部分の内周面に前記可動磁極の摺動方向と平行に延びる溝が形成されていることを特徴とするソレノイドである。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記固定磁極は、前記可動磁極の摺動方向に沿って内部を貫通する貫通孔が形成され、前記可動磁極は、摺動方向に沿って前記可動磁極の前記本体部及び前記突出部を貫通する貫通孔が形成され、先端寄りの部分が前記固定磁極の貫通孔に挿通され、基端寄りの部分が前記可動磁極の前記貫通孔に嵌合されると共に、基端部近傍が前記可動磁極の前記貫通孔から僅かに突出しているシャフトをさらに有することを特徴とするソレノイドである。

請求項１に記載の発明によれば、スリーブを有底円筒形状にし、さらに底部寄りの部分が補助磁極部の内部に挿入され、開口部寄りの部分の内部に固定磁極の筒状部が挿入される構成にしたことによって、例えば肉厚を０．２〜０．４ｍｍと相当薄くすることが可能なスリーブによって可動磁極の摺動を支持するので、ドライブッシュを設ける必要がなく、ソレノイドの径方向における小型化が容易になる。さらに、作動油などの液体が補助磁極部又は鍔状部の表面を伝ってケースの内部に拡がる、あるいは、ケースの外部に漏出することを防止できるので、補助磁極部又は鍔状部の周辺にＯリングを設ける必要がなく、構造を簡素化できる。ひいては、ソレノイドの小型化も容易になる。

請求項２に記載の発明によれば、スリーブの補助磁極部の底部と対向している部分が補助磁極部の底板部の内側面と接するようにしたので、この補助磁極部の底板部と対向している部分が可動磁極又はシャフトが衝突することによって次第に変形して行くことを防止できる。

請求項３に記載の発明によれば、スリーブの底部寄りの部分の外周面が補助磁極部の内周面に接し、開口部寄りの部分の内周面が固定磁極の筒状部の外周面に接しているので、固定磁極及び蓋の補助磁極部にスリーブの中心軸を精確に合わせることができ、可動磁極の軸ずれを防止できる。

請求項４に記載の発明によれば、スリーブと固定磁極との間から作動油等の液体が漏出することを防止できる。

請求項５に記載の発明によれば、固定磁極若しくはスリーブ、又は他の構成部品の寸法精度が高くない場合でも、組立時に固定磁極の鍔状部とスリーブと開口部側の端部とが衝突してスリーブが変形することを防止できる。よって、スリーブの肉厚を衝突による変形を考慮せずに薄くすることができ、ひいては、ソレノイドの小型化が容易になる。

請求項６に記載の発明によれば、可動磁極の摺動時に、スリーブの溝が油路などの液圧回路とスリーブの底部と可動磁極との間隙との差圧の調整を促進するので、小型化するときに低下しやすい動作性を確保することができる。

請求項７に記載の発明によれば、シャフトの突出部が可動磁極のスリーブの底部への張り付くことを防止する。よって、別途スペーサを設ける必要がなく、小型化が容易になる。

本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの通電状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るスリーブの断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る可動磁極を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 可動磁極とシャフトとを一体にした状態の断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る固定磁極を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る蓋を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るボビンの断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るボビン、スリーブ及び蓋をケースに挿入する工程を示す断面図（１）である。 本発明の第１の実施の形態に係るボビン、スリーブ及び蓋をケースに挿入する工程を示す断面図（２）である。 本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの通電状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る固定磁極を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 従来技術に係るソレノイドの構造を示す断面図である。

まず、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドについて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの通電状態を示す断面図である。図１において、１０はソレノイド、２０はスリーブ、２１は径大部、２２は径小部、２３は底部、２４は段差部、２５は誘い込み部、３０は可動磁極、３１は本体部、３２は対向部、３３及び３４は連通用溝、４０はシャフト、４２は基端側部分、４３は突出部、５０は固定磁極、５１筒状部、５３は嵌合部、５４は鍔状部、５５は突出部、５６は貫通孔、６０は蓋、６１は補助磁極部、６２は鍔状部、６６はボビン、６７及び６８は鍔部、７１及び７２は端子金具、７３はＯリング、７５はコイル、７６は封止樹脂、８０はケース、８１は嵌合受け部、８２は肉薄部、８３はかしめ部である。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態を示す断面図である。図２において、３８及び５２は円錐台面、７４はスペーサであり、その他の符号は図１と同じものを示す。

まず、ソレノイド１０の概要について説明する。本発明の第１の実施の形態に係るソレノイド１０は、主として油圧回路で使用する弁に装着される直動型のソレノイドである。すなわち、ソレノイド１０は、図１に示すように、可動磁極３０が固定磁極５０に吸引されることによって、シャフト４０を突出して弁体などを摺動させるものである。すなわち、可動磁極３０は、コイル７５に通電すると、固定磁極５０、ケース８０、補助磁極部６１を含む蓋６０、可動磁極３０を巡る磁束の流れによって固定磁極５０とのエアギャップを埋めるように摺動する。コイル７５への通電を停止すると、ソレノイド１０の外部に設けられている図示していないスプリングによって、可動磁極３０が固定磁極５０から離間するように摺動して、図２に示す状態となる。また、ストローク長を長くするために、可動磁極３０の対向部３２と固定磁極５０の筒状部５１とをそれぞれ鋭角な凸状の円錐台形状と深い凹状の円錐台形状にしており、これらの対向部の中心軸は共通している。さらに、ソレノイド１０は、可動磁極３０の軸受けとしてスリーブ２０を設けている。スリーブ２０には、可動磁極３０が内部に挿入されていると共に、固定磁極５０の筒状部５１も挿入されている。また、スリーブ２０の径大部２１と固定磁極５０の筒状部５１との間には、Ｏリング固定磁極５０の貫通孔からを収納している。なお、ソレノイド１０は、水圧回路などの油圧以外の液圧回路において使用してもよい。

次に、ソレノイド１０の各構成部品について説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態に係るスリーブの断面図である。図３において用いた符号は、すべて図１と同じものを示す。

スリーブ２０は、ステンレス鋼から形成されており、全体を略有底円筒形形状としている。この実施の形態では、肉厚を０．４ｍｍとしている。なお、この肉厚はソレノイドの大きさに応じて適宜設定することができ、例えば０．２ｍｍや、１．０ｍｍなどとしてもよい。また、図３に示すように、開口部寄りの部分である径大部２１は、底部２３寄りの部分である径小部２２よりも径が大きく、これらの間の部分は短い円錐台形状の段差部２４となっている。径大部２１は、ソレノイド１０を組み立てた状態において、図１及び図２に示すように、内部に固定磁極５０の筒状部５１が挿入されて互いに接した状態となる。また、径大部２１と筒状部５１との間にはＯリング７３が設けられており、固定磁極５０の貫通孔５６を介してスリーブ２０の内部に浸入した作動油が径大部２１と筒状部５１との間から浸出することを防止している。なお、径大部２１と径小部２２とは絞り加工によって形成する。さらに、開口部には、図３に示すように、誘い込み部２５が形成されている。誘い込み部２５は、中心軸に対して非常に短い円錐台形状に形成されており、これによってスリーブ２０の開口部がごく短いラッパのような形状を呈している。ソレノイド１０を組み立てる際には筒状部５１を径大部２１に挿入する必要があるが、誘い込み部２５を設けることによって、筒状部５１の端面に開口部が引っ掛かることなくスムーズに挿入できる効果がある。くわえて、後述するように、組立工程においてＯリング７３を破損させることを防止する効果もある。

スリーブ２０の径小部２２及び底部２３は、図１及び図２に示すように、ソレノイド１０を組み立てた状態において、補助磁極部６１に接した状態となる。前述のように、径大部２１は筒状部５１に接しており、スリーブ２０はこれらの磁極に接した状態で配置されている。後述するように、蓋６０及び固定磁極５０はケース８０に対して嵌合されているので、これらのものは正確に配置される。したがって、蓋６０及び固定磁極５０によって配置が決定されるスリーブ２０も、その中心軸が本来設置されるべき位置からずれる、又は、スリーブ２０の中心軸が本来の設置されるべき方向に対して傾くことなく正確に配置できる。したがって、スリーブ２０の内部を摺動する可動磁極３０も中心軸のずれがなく、ひいては可動磁極３０に固定されているシャフト４０の中心軸にもずれがなく、精度が高いソレノイドを提供することが可能になる。

さらに、底部２３が補助磁極部６１に接しているので、ソレノイド１０を長期間使用することによる底部２３の変形を防止できる。すなわち、コイル７５への通電を停止すると、図２に示すように、シャフト４０の突出部４３は図示していないスプリングの弾発力によって底部２３に軽い衝撃が加わる。底部２３の肉厚は０．４ｍｍと非常に薄いので、この衝撃を底部２３だけで受けると、長期間使用している間に変形したり破断したりすることが考えられる。この実施の形態では、底部２３が補助磁極部６１の底部と接しており、底部２３が補助磁極部６１の底部によって支持されるので、この衝撃を受けても底部２３の変形を防止できる。段差部２４は、補助磁極部６１と筒状部５１とのいずれに対してもある程度の間隙を保てる部位に形成されている。これは、例えば筒状部５１に対して接するほどに近い位置に形成すると、スリーブ２０の寸法のばらつきが比較的大きい場合、段差部２４に対して筒状部５１が引っ掛かり、筒状部５１を径大部２１に挿入することを阻害する可能性があることによる。

以上のように、この実施の形態では、スリーブ２０が可動磁極の摺動を支持するので、ドライブッシュやドライベアリングを設ける必要がなく、ソレノイド１０の径を２ｍｍ乃至３ｍｍを小さくすることができる。また、ソレノイド１０を組み立てた状態においてスリーブ２０の中心軸がずれを生じることがなく、スリーブ２０に摺動可能な状態で支持される可動磁極３０と、可動磁極３０と一体のシャフト４０の中心軸もずれを生じることなく、かつ、傾くこともない。さらに、スリーブ２０に底部２３を設けているので、作動油が蓋６０の補助磁極部６１又は鍔状部６２の表面を伝ってケース８０内の各部に浸潤する、あるいは、ケース８０の外部に漏出することを防止できるので、補助磁極部６１又は鍔状部６２の周辺にＯリングを設ける必要がなく、構造を簡素化できる。ひいては、ソレノイド１０自体の小型化も容易になる。

次に、可動磁極について説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る可動磁極を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。図４において、３５は貫通孔、３６及び３７はかしめ溝、３８は円錐台面、３９は上端面であり、その他の符号は図１と同じものを示す。

可動磁極３０は、略円柱形状に形成した本体部３１から対向部３２が固定磁極５０の筒状部５１に向かって突出するように延びている。また、可動磁極３０は、本体部３１と対向部３２とを中心軸に沿って貫通する貫通孔３５が形成されている。さらに、貫通孔３５の上下の開口部の周辺には、かしめによってシャフト４０を固定するためのかしめ溝３６及び３７が環状に形成されている。対向部３２は、略円錐台形状に形成されており、シャフト４０のストローク長をできる限り長くするために、筒状部５１に向かって鋭角に形成されている。また、対向部３２の円錐台面３８は、可動磁極３０の中心軸に対する傾斜角度が固定磁極５０の筒状部５１の傾斜角度と同一となるように形成されており、対向部３２と筒状部５１とが接近したときには、多くの磁束が中心軸に対して直交する方向、又は、これに近い方向に流れる。なお、後述するスペーサ７４を設けていることによって、可動磁極３０が固定磁極５０に最も接近したときにおいても、対向部３２と筒状部５１とが当接することはない。

本体部３１は、図１及び図２に示すように、その周側面側が補助磁極部６１に囲まれている。本体部３１と補助磁極部６１とは、肉厚０．４ｍｍのスリーブ２０を介して非常に接近した状態に配置されているので、ドライブッシュを軸受とする従来技術に係るソレノイドよりも両者の間の磁気抵抗が非常に小さくなり、磁気効率が大幅に改善できる。したがって、シャフトの推力がほぼ同等な従来技術に係るソレノイドよりも小型化が容易になる。また、本体部３１の周側面は、図４に示すように、中心軸と平行に連通用溝３３及び３４が形成されている。連通用溝３３及び３４は、本体部３１の上端面３９とスリーブ２０の底部２３との間隙とシャフト側の空間とを連通して作動油を流通させるものである。なお、ソレノイド１０が比較的大型のものである場合には、スリーブ２０の肉厚も例えば１．０ｍｍとなる。そこで、可動磁極３０には連通用溝３３及び３４を形成せず、スリーブ２０の内周面にスリーブ２０の中心軸に沿って１本又は複数本の溝を形成してもよい。なお、この溝は、径小部２２だけに形成してもよいが、径小部２２から段差部２４まで、あるいは、径小部２２から径大部２１してもよい。

続けて、シャフトについて説明する。図５は、可動磁極とシャフトとを一体にした状態の断面図である。図５において、４１は先端側部分であり、その他の符号は図２及び図４と同じものを示す。

図５に示すように、この実施の形態に係るシャフト４０は、基端側部分４２が可動磁極３０の貫通孔３５に挿入されており、この状態で貫通孔３５の上下の開口部とかしめ溝３６及び３７と間の部分をかしめることによって可動磁極３０に固定されている。また、ストローク長が長いソレノイドであるので、先端側部分４１が貫通孔３５から突出して長く延びている。さらに、シャフト４０の基端側の端部は、貫通孔３５からわずかに突出した突出部４３となっている。突出部４３は、上端面３９よりもスリーブ２０の底部２３側に突出することによって、コイル７５への通電を停止したとき、上端面３９と底部２３とが当接することのないようにするものである。すなわち、上端面３９と底部２３とが当接すると、残留磁気の影響によって両者が張り付いた状態となり、コイル７５への通電時に可動磁極３０の動作を妨げることがあるので、張り付きを防止するためにシャフト４０が上端面３９からわずかに突出するようにしている。なお、従来技術においては、可動磁極の張り付きを防止するためにスペーサを設けるが、この実施の形態ではシャフト４０を代用することによって部品点数の削減を実現している。

次に、固定磁極について説明する。図６は、本発明の第１の実施の形態に係る固定磁極を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。図６において５７は環状溝であり、その他の符号はすべて図１と同じものを示す。

固定磁極５０は、磁気回路の一部を構成すると共に、ケース８０の蓋であり、さらに、長いシャフト４０の摺動を案内する役割も果たす。すなわち、図６に示すように、全体を略円筒形状に形成し、ケース８０の内側に向かって筒状部５１が延び、外側に向かって突出部５５が突出するように延びている。また、中心軸方向の中央付近に嵌合部５３と鍔状部５４とが鍔状に張り出している。さらに、筒状部５１と突出部５５とを中心軸に沿って貫通する貫通孔５６が形成されている。固定磁極５０の筒状部５１は、前述のように、凹状の円錐台面５２が可動磁極３０の円錐台面３８と対向しており、コイル７５への通電時に可動磁極３０への吸引力を生成する役割を果たす。筒状部５１の外周面の嵌合部５３寄りの部位には、この外周面を周回する環状溝５７が形成されている。さらに、環状溝５７にはＯリング７３が装着されており、Ｏリング７３は筒状部５１スリーブ２０の径大部２１とによって挟み込まれた状態になっている。また、嵌合部５３は、図１に示すようにケース８０の嵌合受け部８１に嵌合されてケース８０の蓋の役割を果たす。鍔状部５４は、嵌合部５３よりも周囲に張り出すことによって、嵌合部５３を圧入する際のストッパの役割を果たす。突出部５５は、貫通孔５６の長さを十分確保するためにケース８０の外側に向かって長く突出している。なお、貫通孔５６とシャフト４０との間には間隙があるので、図示していない油圧回路の弁体側から作動油が筒状部５１側に浸入するが、前述のように、Ｏリング７３を設けているので、スリーブ２０の外側には浸出しない。

さらに、蓋について説明する。図７は、本発明の第１の実施の形態に係る蓋を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。図７において、６３は底板部、６４ａは底面、６４ｂは内周面、６５ａ及び６５ｂは切欠部であり、その他の符号は図１と同じものを示す。

蓋６０は、磁気回路の一部を形成する補助磁極部６１と、ケース８０の蓋の役割を果たす鍔状部６２とから構成されている。補助磁極部６１は、略有底円筒形状に形成されており、底がある側の端部から鍔状に張り出すように鍔状部６２が形成されている。前述のように、補助磁極部６１の底面６４ａ及び内周面６４ｂには、スリーブ２０の底部２３と径小部２２とに接しており、スリーブ２０の補強材としての役割も併せ持っている。また、補助磁極部６１の底板部６３の肉厚は、鍔状部６２の肉厚よりも薄くなるように形成されている。すなわち、底板部６３は、ケース８０の蓋の一部を構成する部分であるが、スリーブ２０の底部２３に接する部分でもある。そこで、底板部６３を蓋としての強度に支障のない範囲で薄くすることによって、ソレノイド１０のシャフト４０の中心軸方向における長さを短くするようにしている。さらに、鍔状部６２は、図７（ｂ）に示すように、端子金具７１及び７２をケース８０の外部に導出するための切欠部６５ａ及び６５ｂが形成されている。

次に、ボビンについて説明する。図８は、本発明の第１の実施の形態に係るボビンの断面図である。図８において、６９は保持部、７０ａ及び７０ｂは内周面、７０ｃは段差部であり、その他の符号は図１と同じものを示す。

図８に示すように、ボビン６５は、全体を略円筒形状に形成し、鍔部６７と鍔部６８との間にコイルワイヤを見解してコイル７５を設けている。また、径がやや大きい内周面７０ａと、径がやや小さい内周面７０ｂとを形成して段差部７０ｃを設けている。段差部７０ｃは、図１に示すように、補助磁極部６１の下端部に接するように設けられている。後述する方法でソレノイド１０の組み立てるときに、ボビン６５の補助磁極部６１に対する押し込みが十分でない場合でも、蓋６０を圧入するとき、又は、肉薄部８２をかしめるときに補助磁極部６１の先端部が段差部７０ｃに当接するので、ソレノイド１０の組立を終えた段階ではボビン６５は所定位置に配置された状態となる。また、ボビン６５は作動油に触れることがないので、図１に示すように、保持部６９と図示してないもう１つの保持部によって端子金具７１と端子金具７２とを保持し、これらの端子金具をケース８０の外部に直接導出している。また、この実施の形態に係るボビン６５は、その周囲に作動油の浸出を防止するためのＯリングを設ける必要がないので、配線や端子金具の固定のための設計の自由度が比較的高いと言える。

さらに、本発明の第１の実施の形態における特徴の１つである本発明の第１の実施の形態に係るボビン、スリーブ及び蓋をケースに挿入する工程について説明する。図９は、本発明の第１の実施の形態に係るボビン、スリーブ及び蓋をケースに挿入する工程を示す断面図（１）である。図９において用いた符号は、すべて図１と同じものを示す。また、図１０は、本発明の第１の実施の形態に係るボビン、スリーブ及び蓋をケースに挿入する工程を示す断面図（２）である。図１０において用いた符号は、すべて図９と同じものを示す。

この実施の形態に係るソレノイド１０では、まずシャフト４０を可動磁極３０の貫通孔３５に挿入し、かしめて固定する。つぎに、シャフト４０を固定磁極５０の貫通孔５６にシャフト４０を挿入して、筒状部５１に対向部３２を挿入しておく。くわえて、補助磁極部６１の内部にスリーブ２０の径大部２１を押し込み、補助磁極部６１をボビン６６の中空部に押し込んでおく。これによって、蓋６０に対してスリーブ２０及びボビン６６が一体の状態となる。次に、鍔状部６２は、以下のようにしてケース８０に固定する。まず、図９に示すように、蓋６０を支持しながら、スリーブ２０及びボビン６６をケース８０の内部に挿入して行く。ある程度挿入すると、スリーブ２０と筒状部５１とのが当接するが、誘い込み部２５が筒状部５１を誘い込むので、スリーブ２０の径大部２１に筒状部５１がスムーズに挿入されて行く。そして、鍔状部６２がケース８０の肉薄部８２に当接したら鍔状部６２を軽く圧入して行く。このとき、図１０に示すように、スリーブ２０とＯリング７３とが当接するが、誘い込み部２５がＯリング７３を誘い込むので、スリーブ２０の先端部によってＯリング７３が切断されることを防止できる。底板部６３とスリーブ２０の底部２３とが当接したら、肉薄部８２をかしめて蓋６０を固定する。さらに、蓋６０の上に樹脂を流し込んで封止樹脂７６を形成し、図１に示す状態にする。

ところで、例えばスリーブ２０の径大部２１と径小部２２とを形成する絞り加工は、熟練度が高くない者が行うと、スリーブ２０の中心軸方向の長さにばらつきを生じやすい。この長さが所定の長さよりも長い場合には、誘い込み部２５が図１に示した本来の位置よりも下方に位置することになるが、スリーブ２０の誘い込み部２５と固定磁極５０の嵌合部５３との間に所定の間隙を設定してあるので、この間隙が小さくなるものの、蓋６０を圧入するときに誘い込み部２５が嵌合部５３に強く押し当てられて変形することはない。また、製造工程における外部からの衝撃などが原因となって、スリーブ２０が下方にずれて誘い込み部２５が嵌合部５３と当接した状態に組み上がることがある。しかし、このような状態になっても、組立後の動作確認試験においてコイル７５への通電を数回以上繰り返すと、シャフト４０の突出部４３がスリーブ２０の底部２３に衝突することによって、スリーブ２０を蓋６０側に叩き込むので、スリーブ２０の底部２３と蓋６０の底板部６３が当接した状態となる。以上のように、この実施の形態に係るソレノイド１０は、組立工程における不都合を組立工程、又は、組立後の動作確認試験において自己修復するように構成した点においても大きな特徴がある。また、スリーブによってＯリングが損傷することよる不良も解消できる。

さらに、他の構成部品について、図１に戻って説明する。ケース８０は、嵌合受け部８１の肉厚を他の部分よりも厚くして、固定磁極５０を強固に固定すると共に、嵌合部５３との間から作動油が漏出しないようにしている。また、肉薄部８２の上方の部分は、図８において示した手順で蓋５０を圧入した後にかしめることにってかしめ部８３となる。さらにかしめ部８３で囲まれた空間には、封止樹脂７６を設けて、端子金具７１と端子金具７２を保護している。また、図２に示すように、固定磁極５０の筒状部５１の略円錐台形状の内部空間の底部に当たる部位にスペーサ７４を設けている。スペーサ７４は、対向部３２の円錐台面３８と筒状部５１の円錐台面５２とが当接しないように、可動磁極３０の摺動範囲を規制するものである。これによって、円錐台面３８と円錐台面５２とが当接して両者が張り付くことを防止されるので、ソレノイド１０の動作の信頼性を高めることできる。

以上のように、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイド１０は、スリーブ２０を有底円筒状にし、さらに底部寄りの径小部２２が補助磁極部６１の内部に挿入され、開口部寄りの径大部２１の内部に固定磁極５０の筒状部５１が挿入される構成にしたことによって、例えば肉厚を０．２〜０．４ｍｍと相当薄くすることが可能なスリーブ２０によって可動磁極３０の摺動を支持するので、ドライブッシュを設ける必要がなく、ソレノイド１０の径方向における小型化が容易になる。さらに、作動油などの液体が補助磁極部６１又は鍔状部６２の表面を伝ってケース８０の内部に拡がる、あるいは、ケース８０の外部に漏出することを防止できるので、補助磁極部６１又は鍔状部６２の周辺にＯリングを設ける必要がなく、構造を簡素化できる。ひいては、ソレノイド１０の小型化も容易になる。また、スリーブ２０の底部２３と対向している補助磁極部６１の底板部６３の内側面、つまり、コップ状の内部空間の底面６４ａと接するようにしたので、底部２３がシャフト４０の突出部４３が衝突することによって次第に変形して行くことを防止できる。くわえて、スリーブ２０の径小部２２の外周面が補助磁極部６１の内周面に接し、径大部２１の内周面が筒状部５１の外周面に接しているので、固定磁極５０及び補助磁極部６１にスリーブ２０の中心軸を精確に合わせることができ、可動磁極３０の軸ずれを防止できる。さらに、径大部２１と筒状部５１との間にＯリング７３を設けているので、これらの間からから作動油が漏出することを防止できる。また、スリーブ２０の誘い込み部２５と固定磁極５０の嵌合部５３とに間隙があるので、固定磁極５０若しくはスリーブ２０、又は他の構成部品の寸法精度が高くない場合でも、誘い込み部２５と嵌合部５３とが衝突してスリーブ２０が変形することを防止できる。よって、スリーブ２０の肉厚を衝突による変形を考慮せずに薄くすることができ、ひいては、ソレノイド１０の小型化が容易になる。さらに、開口部側の端部が前記ケース８０の前記鍔状部と離隔接続手段を第１の領域により確実に狭持しておくことができる。本体部３１の周側面に連通用溝３３及び３４を形成したので、可動磁極３０の摺動時に、連通用溝３３及び３４が油路と、スリーブ２０の底部と可動磁極３０の上端面３９の間隙との差圧の調整を促進するので、小型化するときに低下しやすい動作性を確保することができる。くわえて、シャフト４０の突出部４３が可動磁極３０のスリーブ２０の底部２３への張り付きを防止する。よって、別途スペーサを設ける必要がなく、小型化が容易になる。

続けて、本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドについて説明する。図１１は、本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの通電状態を示す断面図である。図１１において、１１はソレノイド、８４はケース、８５は肉薄部、８６はかしめ部、８７は肉薄部、９０は固定磁極、９１は対向部、９３は嵌合部、９４は階段状部、９５は突出部、９６は貫通孔、９７は環状溝であり、その他の符号は図１と同じものを示す。また、図１２は、本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態を示す断面図である。図１２において、９２は円錐台面であり、その他の符号は図１１と同じものを示す。さらに、図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る固定磁極を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。図１３において用いた符号は、すべて図１１と同じものを示す。

本発明の第２の実施の形態に係るソレノイド１１は、図１１及び図１２に示すように、第２の実施の形態に係るものよりもケース８４の構成を簡素にしている。すなわち、ケース８４の固定磁極９０側の開口部近傍の部分を、蓋６０側の肉薄部８５と同様に肉薄部８７とし、肉薄部８７に対して固定磁極９０の嵌合部９３を嵌合している。また、図１３に示すように、嵌合部９３の外側には、蓋としての剛性を高めるために階段状部９４を形成している。なお、ケース８４のかしめ部８６、並びに、固定磁極９０の対向部９１、円錐台面９２、突出部９５、環状溝９７及び貫通孔６２は、第１の実施の形態に係るものと同じ形状及び構造である。

以上のように構成したソレノイド１１は、ケース８４の肉薄部８７が第１の実施の形態に係るものよりも薄くて加工が容易であるので、この部分の剛性をあまり必要としない用途に適している。また、以上に説明した部分以外の構成は、第１の実施の形態に係るものと同じであるので、第１の実施の形態に係るものと同様の作用効果が得られる。

なお、本発明は以上に説明した内容に限定されるものではなく、例えば、固定磁極にシャフトを設けるのではなく、固定磁極自体にシャフト状の突出部を設けてもよい。また、固定磁極に対してスプールを保持するための油路とスプールを設けて弁と一体のものとしてもよい。さらに、蓋と補助磁極とを分離して、それぞれ独立した構成部品としてもよい。このこのように、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限りにおいて種々の変形を加えることが可能である。

１０ ソレノイド
１１ ソレノイド
２０ スリーブ
２１ 径大部
２２ 径小部
２３ 底部
２４ 段差部
２５ 誘い込み部
３０ 可動磁極
３１ 本体部
３２ 対向部
３３ 連通用溝
３４ 連通用溝
３５ 貫通孔
３６ かしめ溝
３７ かしめ溝
３８ 円錐台面
３９ 上端面
４０ シャフト
４１ 先端側部分
４２ 基端側部分
４３ 突出部
５０ 固定磁極
５１ 筒状部
５２ 円錐台面
５３ 嵌合部
５４ 鍔状部
５５ 突出部
５６ 貫通孔
５７ 環状溝
６０ 蓋
６１ 補助磁極部
６２ 鍔状部
６３ 底板部
６４ａ 底面
６４ｂ 内周面
６５ａ 切欠部
６５ｂ 切欠部
６６ ボビン
６７ 鍔部
６８ 鍔部
６９ 保持部
７０ａ 内周面
７０ｂ 内周面
７０ｃ 段差部
７１ 端子金具
７２ 端子金具
７３ Ｏリング
７４ スペーサ
７５ コイル
７６ 封止樹脂
８０ ケース
８１ 嵌合受け部
８２ 肉薄部
８３ かしめ部
８４ ケース
８５ 肉薄部
８６ かしめ部
８７ 肉薄部
９０ 固定磁極
９１ 対向部
９２ 円錐台面
９３ 嵌合部
９４ 階段状部
９５ 突出部
９６ 貫通孔
９７ 環状溝
１００ 電磁弁
１０１ 可動磁極
１０２ 固定磁極
１０３ テーパ部
１０４ 蓋部
１０５ 固定磁極部
１０６ 補助磁極部
１０７ シャフト
１０８ 摺動空間
１０９ スプール
１１０ スプール
１１１ スプール
１１２ ケース
１１３ Ｏリング
１１４ コイル
１１５ ボビン
１１６ Ｏリング

Claims (4)

1. 筒形状に形成されると共に、第１の開口部及び第２の開口部を備えたケースと、
   前記ケースの前記第１の開口部側に配置されると共に、前記第２の開口部側に向かって開口している筒状部と、該筒状部から張り出すように形成されると共に前記ケースの前記第１の開口部を閉止する嵌合部を備え、該筒状部の内周面の一部又は全部が前記開口部に向かって開口径が漸次大きくなるような円錐台形状に形成された固定磁極と、
   略有底円筒形状に形成され、かつ、開口部が前記固定磁極の前記開口部に対向するように形成された補助磁極部と、該補助磁極部の底部近傍の周側面から張り出すように形成されると共に前記ケースの前記第２の開口部を閉止する鍔状部とを備えた蓋と、
   略有底円筒形状に、かつ、開口部寄りの部分が底部寄りの部分よりも径が大きくなるように形成されると共に前記底部寄りの部分と前記開口部寄りの部分との間の段差部が短い円錐台形状に形成され、前記底部寄りの部分が前記補助磁極部の内部に挿入され、前記開口部寄りの部分の内部に前記筒状部が挿入され、前記補助磁極部の前記底部と対向している部分が前記補助磁極部の前記底部の内側面と接するように配置され、前記底部寄りの部分の外周面が前記補助磁極部の内周面とに接すると共に、前記開口部寄りの部分の内周面が前記筒状部の外周面に接するように配置され、前記開口部側の端部が前記固定磁極の前記嵌合部と離隔するように形成され、前記段差部が前記補助磁極部と前記筒状部とのいずれに対しても間隙を保てる部位に形成されているスリーブと、
   略円柱形状に形成されると共に前記スリーブの内部を摺動可能に設けられた本体部と、
   略円錐台形状に形成されると共に前記固定磁極の円錐台形状に形成された前記内周面に対向し、かつ、円錐台形状に形成された対向部とを備えた可動磁極とを有することを特徴とするソレノイド。
2. 前記固定磁極は、前記筒状部の外周面に環状溝が形成され、
   前記筒状部の前記環状溝に装着されたＯリングをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
3. 前記スリーブは、前記底部寄りの部分の内周面に前記可動磁極の摺動方向と平行に延びる溝が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のソレノイド。
4. 前記固定磁極は、前記可動磁極の摺動方向に沿って内部を貫通する貫通孔が形成され、
   前記可動磁極は、摺動方向に沿って前記可動磁極の前記本体部及び前記対向部を貫通する貫通孔が形成され、
   先端寄りの部分が前記固定磁極の前記貫通孔に挿通され、基端寄りの部分が前記可動磁極の前記貫通孔に嵌合されると共に、基端部近傍が前記可動磁極の前記貫通孔から僅かに突出しているシャフトをさらに有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のソレノイド。

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