【実施例】
【0019】
図1を参照して、本発明の実施例に係るソレノイドについて説明する。
ソレノイド1は、ハウジング2、スリーブ3、ボディ4、シリンダ5、コイル6及びプランジャ7を備えている。
【0020】
ハウジング2は、磁性材料から形成され、開口部2a、底部2b及び側部2cを有するカップ型に形成されており、側部2cによりコイル6の外周を覆うとともに底部2bによりコイル6の軸方向の一端部を覆い、コイル6の通電により磁束を通す。また、開口部2aは、ハウジング2の内部に、スリーブ3、ボディ4、シリンダ5、コイル6及びプランジャ7等を収容するために利用される。また、底部2bの中央付近には、リード線8を通すための貫通穴2dが設けられる。
【0021】
スリーブ3は、磁性材料から有底円筒状に形成され、開口端部3aに続く内部空間3bにはプランジャ7が軸方向に移動自在に収容され、該内部空間3b側の外周には小径部3cが設けられ、該小径部3cに磁気遮蔽部を構成するシリンダ5の軸方向の一方側の円筒部が一体的に嵌合されるようになっている。
また、スリーブ3の底部3d側の先端3eは、円筒状に突出され、ハウジング2の底部2bの平坦な底面2eに当接可能な形状に形成されている。先端3eの凹部3fには、リード線8が配線されている。スリーブ3はソレノイド1の中心線Oと同軸上に配設される。
なお、本発明では、ハウジング2の底部2bとスリーブ3の先端3eとの当接された状態において両者間に磁路が形成される構成であるため、従来から用いられているハウジング2とスリーブ3との間を径方向において接続して磁路を形成するためのプレート部材が省略されている。
【0022】
ボディ4は、磁性材料から形成され、小径部4aと大径部4bとを有する段部形状に形成され、小径部4aの端部はスリーブ3の開口端部3aと磁気ギャップGを有して対峙する。また、小径部4aの外周には、シリンダ5の軸方向の他方側の円筒部が一体的に嵌合されるようになっている。また、大径部4bは外周側にハウジング2の側部2cの内面と摺動可能に接触する摺接面を有し、該摺動面はハウジング2の側部2cの内面と僅かな間隙αを有する径を有し、大径部4bの外周面にはOリング9が装着されるOリング溝4cが設けられている。
なお、摺動可能に接触するとは、ハウジングとボディとが相対的に摺動し、ハウジング2とボディとの間に間隙αを有しつつも磁気回路を形成可能に接触或いは近接することを意味している。
間隙αはハウジング2に対してボディ4が相対移動するために必要であるが、ボディ4をソレノイド1の中心線Oと同軸上に保持するため、また、磁気回路を形成するための箇所となるため、磁気回路を形成するためには小さい方がよい。
Oリング9が装着されると、ハウジング2の内部はOリング9によりシールされた状態になるが、Oリング9による摩擦力は、コイル6への通電状態においてボディ4とハウジング2とが磁気力により軸方向に相対移動可能であるように小さく設定される。
なお、Oリング9は気密構造を必要としない場合などにおいては省略可能である。
【0023】
シリンダ5は、スリーブ3とボディ4との間で直接磁束が通るのを阻止する部材であり、非磁性材料で予め略円筒状に形成されている。シリンダ5は全体的には円筒状をしており、中央の内周側に磁気ギャップGの幅で凸部5aが設けられ、両側の円筒部5b及び5cが、それぞれ、スリーブ3の小径部3c及びボディ4の小径部4aと嵌合される。このため、スリーブ3及びボディ4はシリンダ5を介して一体的に連結される。
【0024】
コイル6は、絶縁被覆が施された導線を樹脂製のボビン10の周囲に多数巻回したものであり、リード線8と導通されている。ボビン10の内周面は、スリーブ3の外周面及びシリンダ5の外周面と嵌合し、軸方向の両端のフランジ部10a、10bの外径側はハウジング2の側部2cの内面と隙間を有する大きさに形成される。
また、ボビン10のボディ4側のフランジ部10bは、ボディ4の段部4dに近接して配設され、反対側のフランジ部10aはハンジング2の底部2bとの間で空間を有するように底部2bから軸方向に離間して配設される。このため、スリーブ3は軸方向においてコイル6よりハンジング2の底部2bに向けて突出するように配設される。
【0025】
プランジャ7は、磁性材料で円筒状に形成され、スリーブ3の内部空間3b及びボディ4の小径部4aの内方で形成される空間を軸方向に移動自在なように配設される。プランジャ7の中心にはロッド11が一体的に嵌合されている。ロッド11は、プランジャ7がコイル6への通電により発生されるボディ4の小径部4aによる軸方向の吸引駆動力により軸方向に作動されるに伴い移動される。ロッド11の軸方向の移動は、例えば、ロッド11に連結される油空圧機器の弁体のスプールに伝達されるものである。
ロッド11のスリーブ3側は、スリーブ3に固定された軸受12に支持され、ボディ4側は、ボディ4の孔4eに嵌合されたプラグ(軸受保持部材)13に設けられた軸受14に支持されている。
【0026】
以上の構成によるソレノイド1では、リード線8を経てコイル6に電流を供給することによって、ケース2、スリーブ3、プランジャ7、ボディ4、そしてケース2に戻るような磁気回路Lが形成され、プランジャ7はボディ4の磁気吸引部である小径部4aに磁気的に吸引され軸方向に移動される。プランジャ7の軸方向の移動は、例えば、ロッド11に連結される油空圧機器の弁体のスプールに伝達される。
なお、コイル6に電流を供給しない場合には、不図示のバネ等によって付勢力を受けてプランジャ7はプラグ13から、離間して位置する。
【0027】
本実施例において、ソレノイド1は、特に、ボディ4とスリーブ3とは非磁性材料から構成されるシリンダ5を介して一体的に連結されると共に、スリーブ3、シリンダ5、ボディ4、コイル6及びプランジャ7(以下、「ソレノイド本体部」ともいう。)は、ハウジング2に対して軸方向に相対移動可能に装着され、コイル6への通電状態においては、磁気力によりハウジング2とスリーブ3とが接触状態に保持されるように構成されるところが特徴である。
なお、ソレノイド本体部が、ハウジング2に対して軸方向に相対移動可能に装着される
、における「相対移動可能」とは、コイル6への非通電状態においては、ソレノイドの主要部材がハウジング2に対して物理的あるいは機械的に非固定状態におかれることを意味する。非固定状態とは、全く固定されない状態、あるいは、両者の間には多少の摩擦力が存在するとしても、コイル6への通電による磁気力の発生により主要部材がハウジング2に対して相対移動可能である状態を意味する。
【0028】
本実施例のソレノイド1は上記したような構成を有し、以下のような顕著な効果を奏する。
(1)ボディ4とスリーブ3とは非磁性材料から構成されるシリンダ5を介して一体的に連結されるため、ソレノイド1を構成する部材の製造誤差及び組立誤差等の有無にかかわらず、磁気ギャップGの大きさのバラツキを最小限にすることができ、その結果、吸引力特性のバラツキを小さくすることができる。
すなわち、
図2に示す従来技術では、磁気ギャップGは、ハウジング56のスリーブ52の当接される内面56aと環状段部61との軸方向長さ寸法A、ベース51のベース鍔部51aの内面51bと先端までの長さ寸法B及びスリーブ52の軸方向長さ寸法Cによって決定されるためバラツキが大きくなり、吸引力特性のバラツキが大きくなるのに対し、本実施例では、磁気ギャップGは、シリンダ5の寸法のみにより決定されるためバラツキが格段に小さくなり、吸引力特性のバラツキも格段に小さくなる。
(2)ソレノイド本体部であるスリーブ3、シリンダ5、ボディ4、コイル6及びプランジャ7は、ハウジング2に対して軸方向に相対移動可能に装着されるため、機械的な固定による位置決めが不要となり、機械的な固定の構造をとる必要がないので設計を簡素化することができる。
また、従来技術のように、ソレノイド本体部がハウジング2に対してカシメにより固定される場合、ハウジング2及びソレノイド本体部の軸方向の寸法精度が高く形成されずに、例えば、ソレノイド本体部の軸方向の長さがハウジング2の軸方向の長さに比べて大きい場合、ソレノイド本体部に対してカシメ力が過剰に作用し、ソレノイド本体部が損傷されるという問題があるが、本実施例のソレノイドではそのようなソレノイド本体部の損傷という問題を解消することができる。
さらに、ソレノイドの分解が容易であるため、万一、ソレノイド本体部が損傷された場合など、部品の交換が容易となる。
(3)コイル6への通電状態においては、磁気力によりハウジング2とスリーブ3とが接触状態に保持されるため、ハウジング2とスリーブ3との間のクリアランスギャップをなくすことができ、両者の間における磁気漏れが無くなり、磁気効率の良い構成となり、吸引力を増大させることができる。
また、コイル6への通電状態時においてはハウジング2に対するソレノイド本体部の軸方向の相対位置が固定されるため、例えば、油空圧機器の弁体の作動に利用される場合でも、何らの問題もなく、目的を達成することができる。すなわち、コイル6への非通電状態時においてハウジング2に対してソレノイド本体部の軸方向の相対位置が固定されないことの問題は無い。
【0029】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【0030】
例えば、前記実施例では、スリーブ3が有底円筒状の場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、円筒状でもよい。
【0031】
また、例えば、前記実施例では、ボディ4の外周面にOリング9が装着される場合について説明したが、これに限定されることなく、例えば、Oリングを省略しても、或いは、Oリングの代わりにハウジング2の内周側にソレノイド本体部が抜け出ないように別部材を設けても本発明の目的を達成することができる。