(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022116812
(43)【公開日】2022-08-10
(54)【発明の名称】ソレノイド装置
(51)【国際特許分類】
H01F 7/127 20060101AFI20220803BHJP
H01F 7/16 20060101ALI20220803BHJP
F16K 31/06 20060101ALI20220803BHJP
【FI】
H01F7/16 Q
H01F7/16 E
H01F7/16 R
F16K31/06 305E
F16K31/06 305A
F16K31/06 305B
F16K31/06 305K
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021013191
(22)【出願日】2021-01-29
(71)【出願人】
【識別番号】000220505
【氏名又は名称】日本電産トーソク株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179969
【弁理士】
【氏名又は名称】駒井 慎二
(74)【代理人】
【識別番号】100173532
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 彰文
(72)【発明者】
【氏名】高田 勇司
(72)【発明者】
【氏名】亀田 朋宏
(72)【発明者】
【氏名】侯 周勇
【テーマコード(参考)】
3H106
5E048
【Fターム(参考)】
3H106DA03
3H106DA23
3H106DB02
3H106DB12
3H106DB23
3H106DB32
3H106DC09
3H106DD09
3H106EE35
3H106GA01
3H106GA06
3H106GA13
3H106GC25
3H106JJ02
3H106JJ06
3H106KK03
5E048AB01
5E048AD02
5E048CA07
(57)【要約】
【課題】コアの軸方向一方側を段差形状にすることにより、カシメしろの被装着体との干渉を回避して、被装着体への取付作業性を高めること。
【解決手段】ソレノイド装置1は、軸O方向一方側が開口し、かつ、他方側が閉塞する有底筒状のケース9であって、ボビン2、プランジャ3、コイル4、コア6およびピン7を収容するケース9を有し、コア6は、軸O方向一方側に、ケース9の開口縁部をカシメにより変形させたカシメしろ911aにより覆われる第1領域61と、第1領域61の径方向内側において、第1領域61より軸O方向一方側に突出する第2領域62とを備える。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸方向に沿って貫通した貫通孔を有する筒状のボビンと、
前記貫通孔内に配置され、軸方向に沿って移動可能に支持されたプランジャと、
前記ボビンの外周部に巻回され、通電に伴い磁力を生じて前記プランジャを軸方向に沿って移動させるコイルと、
前記ボビンの軸方向一方側に挿入された筒状のコアと、
前記コアの内側に配置され、前記プランジャとともに軸方向に沿って移動可能なピンと、
軸方向一方側が開口し、かつ、他方側が閉塞する有底筒状のケースであって、前記ボビン、前記プランジャ、前記コイル、前記コアおよび前記ピンを収容するケースとを有し、
前記コアは、軸方向一方側に、前記ケースの開口縁部をカシメにより変形させたカシメしろにより覆われる第1領域と、前記第1領域の径方向内側において、前記第1領域より軸方向一方側に突出する第2領域とを備えることを特徴とするソレノイド装置。
【請求項2】
前記カシメしろは、前記第1領域の軸方向一方側の面と前記第2領域の軸方向一方側の面との間に位置している請求項1に記載のソレノイド装置。
【請求項3】
前記ソレノイド装置を被装着体に装着したとき、前記第2領域の軸方向一方側の面が前記被装着体に接触する請求項1または2に記載のソレノイド装置。
【請求項4】
前記コアは、軸方向一方側に、さらに、前記第2領域の径方向内側において、前記第2領域より軸方向一方側に突出する第3領域を備え、
前記ソレノイド装置を前記被装着体に装着したとき、前記第3領域が前記被装着体の凹部に収容される請求項1~3のいずれか1項に記載のソレノイド装置。
【請求項5】
前記第3領域は、径方向外側に向かって突出し、前記ソレノイド装置の前記被装着体に対する軸を回転中心とする回転を阻止する機能を有する突部を備える請求項4に記載のソレノイド装置。
【請求項6】
さらに、前記コイルへの通電を行うコネクタを接続するコネクタ部材を有し、
前記ソレノイド装置を被装着体に装着したとき、前記コネクタ部材の軸方向一方側の端部が、前記被装着体の前記凹部に収容される請求項4または5に記載のソレノイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ソレノイド装置に関する。
【背景技術】
【0002】
バルブボディに設けられたスプール弁を移動させるのに、リニアソレノイド(ソレノイド装置)が用いられる(例えば、特許文献1参照)。
このリニアソレノイドは、スプール弁に接触して移動させるプランジャシャフトと、プランジャシャフトを移動可能に支持するコアステータと、通電により磁束を生じる電磁コイルと、これらを覆う磁性材からなる筒状のケースとを有している。
そして、筒状のケースは、その端部をコアステータに加締め(以下、「カシメ」と記載する。)ることにより、組付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来のリニアソレノイドでは、バルブボディ(被装着体)に装着する際に、筒状のケースのカシメにより変形させたカシメしろが、バルブボディに干渉して取付作業性が低下する場合がある。
本発明の目的は、カシメしろの被装着体との干渉を回避することにより、被装着体への取付作業性が良好なソレノイド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明のソレノイド装置の一つの態様は、軸方向に沿って貫通した貫通孔を有する筒状のボビンと、前記貫通孔内に配置され、軸方向に沿って移動可能に支持されたプランジャと、前記ボビンの外周部に巻回され、通電に伴い磁力を生じて前記プランジャを軸方向に沿って移動させるコイルと、前記ボビンの軸方向一方側に挿入された筒状のコアと、前記コアの内側に配置され、前記プランジャとともに軸方向に沿って移動可能なピンと、軸方向一方側が開口し、かつ、他方側が閉塞する有底筒状のケースであって、前記ボビン、前記プランジャ、前記コイル、前記コアおよび前記ピンを収容するケースとを有し、前記コアは、軸方向一方側に、前記ケースの開口縁部をカシメにより変形させたカシメしろにより覆われる第1領域と、前記第1領域の径方向内側において、前記第1領域より軸方向一方側に突出する第2領域とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明のソレノイド装置の一つの態様によれば、コアの軸方向一方側を段差形状にすることにより、カシメしろの被装着体との干渉を回避して、被装着体への取付作業性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】
図1は、本発明のソレノイド装置の実施形態を示す斜視図、および、これをバルブボディに装着する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図1および
図2を参照して、本発明のソレノイド装置の実施形態について説明する。
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する3軸をX軸、Y軸およびZ軸を設定する。一例として、X軸とY軸とを含むXY平面が水平、Z軸が鉛直となっている。
また、X軸方向が「軸O方向」であり、軸Oを中心とする径方向を単に「径方向」と言い、軸Oを中心とする周方向を単に「周方向」と言うことがある。
【0009】
そして、X軸方向正側が「軸O方向一方側」に対応し、X軸方向負側が「軸O方向他方側」に対応する。
本明細書中において、上下方向、水平方向、上側および下側とは、単に各部の相対的な位置関係を説明するために使用する用語である。したがって、各部の実際の位置関係等は、これらの用語で示される位置関係等と異なっていてもよい。
【0010】
図1および
図2に示すように、ソレノイド装置1は、例えば、バルブボディ10等の被装着体に装着して使用される。
バルブボディ10は、装着面101に開口するスプール穴30と、スプール穴30に挿入されたスプール弁100と、バルブボディ10内においてスプール穴30に繋がる複数の油路(図示せず)とを有している。
【0011】
そして、バルブボディ10に装着されたソレノイド装置1の作動により、スプール弁100をX軸方向に沿って移動させ、複数の油路の接続状態を変更することができる。
なお、スプール弁100は、図示しないスプール穴30内に配置されたコイルバネ(付勢部材)により、X軸方向負側に向かって付勢されている。
また、バルブボディ10の装着面101には、スプール穴30に繋がり、X軸方向正側に凹んだ凹部20が形成されている。この凹部20には、ソレノイド装置1のX軸方向正側の端部が挿入される。
【0012】
図2に示すように、ソレノイド装置1は、ボビン2と、プランジャ3と、コイル4と、ヨーク5と、コア6と、ピン7と、ケース9とを有している。
ボビン2は、貫通孔21を有する筒状の部材である。貫通孔21は、X軸方向に沿ってボビン2を貫通している。また、貫通孔21の内径は、X軸方向に沿って一定である。
ボビン2は、例えば、ポリエステルやポリイミド等の各種樹脂材料で構成されている。
【0013】
ボビン2の外周部22には、導電性を有する線材が巻回されることにより形成されたコイル4が配置されている。
このコイル4への通電に伴って、ボビン2とヨーク5とコア6とで磁気回路が形成されて磁力が生じる。これにより、プランジャ3をX軸方向に沿って移動させることができる。
【0014】
ボビン2の貫通孔21には、ヨーク5およびコア6が挿入されている。さらに、ヨーク5の内側にプランジャ3が挿入され、コア6の内側にピン7が挿入されている。換言すれば、ヨーク5は、ボビン2とプランジャ3との間に配置され、コア6は、ボビン2とピン7との間に配置されている。
ボビン2に対して、ヨーク5は、X軸方向負側に配置され、コア6は、X軸方向正側に配置されている。
【0015】
ヨーク5は、X軸方向に沿って貫通する貫通孔50を有する円筒状の部材であり、X軸方向に沿って配置されている。また、コア6も、X軸方向に沿って貫通する貫通孔(第2貫通孔)60を有する円筒状の部材であり、X軸方向に沿って配置されている。
ヨーク5およびコア6は、例えば、鉄のような軟磁性材料(軟磁性の金属材料)で構成されている。これにより、プランジャ3を十分に移動させ得る程度の磁気回路を生じさせることができる。
【0016】
ヨーク5のX軸方向正側の端部は、その厚さがX軸方向正側に向かって減少してテーパ状をなしている。また、コア6のX軸方向負側の端部は、その厚さがX軸方向負側に向かって減少してテーパ状をなしている。
かかる構成により、形成される磁気回路による磁力をプランジャ3に優先して作用させ易くなる。
【0017】
プランジャ3は、ヨーク5の内側に配置(貫通孔50に挿入)され、X軸方向に沿って正側と負側とに交互に移動可能(すなわち、往復動可能)に支持されている。また、プランジャ3は、X軸方向正側に移動すると、そのX軸方向正側の端部がコア6のX軸方向負側に形成された凹部68内に位置する。この凹部68の内径は、貫通孔50の内径と同一であるか、若干大きい。
プランジャ3は、円柱状をなし、X軸方向に沿って貫通孔31が形成されている。この貫通孔31を介してソレノイド装置1内の気体が移動する。これにより、プランジャ3のX軸方向に沿った移動が円滑になされる。
【0018】
コア6の内側に配置された(貫通孔60に挿入された)ピン7は、柱状をなし、プランジャ3に押圧されることにより、X軸方向に向かって移動可能となっている。このピン7がスプール弁100を押圧することにより、スプール弁100がX軸方向正側に向かって移動する。
一方、コイル4への通電を解除すると、スプール弁100は、スプール穴30内のコイルバネの付勢力によりX軸方向負側に向かって移動する。そして、スプール弁100がピン7およびプランジャ3を押圧してX軸方向負側に移動させる。
【0019】
ピン7は、例えば、アルミニウム等の軽量の金属材料で構成されている。
本実施形態のピン7は、ピン本体71と、このピン本体71のX軸方向負側の端部に設けられ、貫通孔60(コア6)の内径よりも拡径した拡径部72とを有している。ピン7が最もX軸方向正側に移動すると、拡径部72は、貫通孔60のX軸方向負側の開口縁部に接触する。かかる構成により、ソレノイド装置1の保管時や、バルブボディ10への装着時等にピン7がコア6(ソレノイド装置1)から簡単に脱落するのを防止することができる。
【0020】
また、コア6は、その凹部68の底面に、X軸方向正側に凹む凹部69を有している。この凹部69は、ピン7の拡径部72を収容可能である。凹部69および凹部68を設けることにより、ソレノイド装置1のX軸方向の長さを短くすることができる。
拡径部72は、凹部69に収納された状態で、その一部が凹部69よりX軸方向負側に突出するように構成されている。これにより、プランジャ3でピン7をX軸方向正側に向かって確実に押圧することができる。
【0021】
また、拡径部72のX軸方向負側の面721は、球面状をなしている。この場合、ピン7の傾きの影響を小さくして、プランジャ3の押圧力をピン7のX軸方向に伝達し易くなる。
本実施形態では、ピン本体71のX軸方向正側の面711も、球面状をなしている。これにより、ピン7の押圧力をスプール弁100のX軸方向に伝達し易くなる。
【0022】
ピン7は、さらに、ピン本体71と拡径部72との境界部に、ピン本体71の外径より縮径した縮径部73を有している。この縮径部73を設けることにより、ピン本体71と拡径部72との境界部において、コア6(特に、貫通孔60のX軸方向負側の開口縁部)との干渉を防止し易い。
【0023】
コア6は、そのX軸方向正側に、第1領域61と、第1領域61の径方向内側において、第1領域61よりX軸方向正側に突出する第2領域62と、第2領域62の径方向内側において、第2領域62よりX軸方向正側に突出する第3領域63とを備えている。すなわち、コア6のX軸方向正側の端部は、段差形状をなしている。
【0024】
ソレノイド装置1をバルブボディ10に装着した状態(以下、単に「装着状態」とも記載する。)で、第3領域63が凹部20内に挿入され、そのX軸方向正側の面631が凹部20の底面に接触する。また、この装着状態で、第2領域62のX軸方向正側の面621がバルブボディ10の装着面101に接触する。これにより、ソレノイド装置1のX軸方向におけるバルブボディ10に対する位置決めを正確に行うことができる。
【0025】
なお、第2領域62のX軸方向正側の面621は、第1領域61のX軸方向正側の面611よりX軸方向正側に位置する。このため、ソレノイド装置1をバルブボディ10に装着した状態で、第1領域61の面611とバルブボディ10の装着面101との間に隙間CLが形成される。
【0026】
また、第3領域63は、径方向外側に向かって突出する突部632を備えている。この突部632は、装着状態で、第3領域63の径方向中央部が位置する円形凹部201と繋がる溝状凹部202に挿入される。
これにより、ソレノイド装置1がバルブボディ10に対して軸Oを回転中心して回転しようとしても、突部632の側面632a、632bが溝状凹部202の側面202a、202bに当接するので、上記回転が阻止される。その結果、ソレノイド装置1の周方向におけるバルブボディ10に対する位置決めを正確に行うことができる。
【0027】
ケース9は、ボビン2、プランジャ3、コイル4、ヨーク5、コア6およびピン7を収納している。ケース9は、ケース本体91と、コネクタ部材92とを有している。
ケース本体91は、X軸方向に沿って延びる筒状の胴部911と、胴部911のX軸方向負側を塞ぐ壁部912とを備える有底筒状の部材である。したがって、ケース本体91は、そのX軸方向正側が開口している。
【0028】
そして、ケース9(胴部911)の開口縁部をカシメにより変形させたカシメしろ911aにより、コア6の第1領域61の外周縁部が覆われている。これにより、ボビン2、プランジャ3、コイル4、ヨーク5、コア6およびピン7がケース9内に収容された状態で、各部が固定され、ソレノイド装置1が組み立てられる。
本実施形態では、カシメしろ911aは、第1領域61の面611と第2領域62の面621との間に位置している。
【0029】
したがって、装着状態で、カシメしろ911aは、隙間CLに位置する。このため、カシメしろ911aがバルブボディ10と干渉するのを確実に防止することができる。
ケース本体91は、コア6と同様に、例えば、鉄のような軟磁性の金属材料で構成されている。
コネクタ部材92には、コイル4への通電を行うコネクタ(図示せず)が接続される。コネクタ部材92は、ボビン2と同様に、例えば、樹脂材料で構成されている。
【0030】
コネクタ部材92は、その端部921がX軸方向正側に向かって突出している。この端部921は、装着状態で、溝状凹部202に繋がる矩形凹部203に挿入される。これにより、ソレノイド装置1がバルブボディ10に対して軸Oを回転中心して回転しようとしても、端部921の側面921a、921bが矩形凹部203の側面203a、203bに当接するので、上記回転をより確実に阻止される。よって、ソレノイド装置1の周方向におけるバルブボディ10に対する位置決めをより正確に行うことができる。
【0031】
以上、本発明のソレノイド装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ソレノイド装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、ソレノイド装置が装着される被装着体は、バルブボディに限らず、弁体により液体または気体が通過する流路と、ソレノイド装置の作動により流路を開閉する弁体を備える流路部材であってもよい。この場合、流路部材にソレノイド装置を装着することにより、電磁弁を構成することができる。
【符号の説明】
【0032】
1…ソレノイド装置、2…ボビン、21…貫通孔、22…外周部、3…プランジャ、31…貫通孔、4…コイル、5…ヨーク、50…貫通孔、6…コア、60…貫通孔、61…
第1領域、611…面、62…第2領域、621…面、63…第3領域、631…面、632…突部、632a、632b…側面、68…凹部、69…凹部、7…ピン、71…ピン本体、711…面、72…拡径部、721…面、73…縮径部、9…ケース、91…ケース本体、911…胴部、911a…カシメしろ、912…壁部、92…コネクタ部材、921…端部、921a、921b…側面、10…バルブボディ、101…装着面、20…凹部、201…円形凹部、202…溝状凹部、202a、202b…側面、203…矩形凹部、203a、203b…側面、30…スプール穴、100…スプール弁、O…軸、CL…隙間