JP2005276927A - 油浸形ソレノイド - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程を簡略した油浸形ソレノイドを提供する。
【解決手段】円柱状シャフト２ａと、シャフトを固定するプランジャ２ｂとを備えるプランジャアッシーを摺動可能に内挿する収納部材３と、コイル１６とコイルボビン１７と備えるコイルアッシー１とを内部に配置する有底円筒状のケース２４からなり、収納部材３は、シャフトの貫通孔を設けたベース４と、プランジャが摺動するスリーブ５と、ベースおよびスリーブに圧入されてベースとスリーブを一体化する連結部材とを有し、ベースは、大径部９と小径部１０をもつ段付き円柱状に形成され、この大径部がケース内周に圧入固定され、コイルボビンは、収納部材内部の作動油をソレノイド内に密封するシール部材１４、２２を備え、連結部材は、ベースの小径部外径に圧入される第１円筒部６ａと、スリーブ内径に圧入される第２円筒部６ｂからなり、連結部材の第１円筒部外径と前記スリーブ外径とが異なる。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧機器の制御に用いられる油浸形ソレノイドに関するものである。

従来の油浸形ソレノイドの一例として、固定鉄心とスリーブとをパイプを介して一体的に結合し、固定鉄心、スリーブ、パイプ等とで形成する密閉室内にシャフトを結合した可動鉄心を摺動自在に嵌挿してなるチューブアッシーと、コイルを装着したコイルボビンをケース内に嵌挿し、リング、ヨークで密閉してモールド樹脂を封入してなるコイルアッシーとを組付けて構成する油浸形ソレノイドにおいて、前記チューブアッシーにおけるスリーブの一端側に係合部を成形し、この係合部に前記コイルアッシーにおけるヨークの穴を圧入嵌合させてコイルアッシーとチューブアッシーとを一体的に接合するようにした油浸形ソレノイドがある（特許文献１参照）。

この従来技術は、係合部またはヨーク穴の一方に塑性変形可能な凹凸の刻み目を成形し、コイルアッシーとチューブアッシーとを一体的に接合する技術である。
特開平１１−１０２８１２号公報

しかしながら、従来技術の組み立て方法では、パイプを固定鉄心およびスリーブに溶接で固定しており、溶接作業者の特定、溶接の段取り、条件の管理、溶接部の検査が必要となる等の課題が生じる。またコイルアッシーとチューブアッシーとを圧入嵌合により固定するため、圧入嵌合部の寸法管理に注意を要するという課題がある。

そこで本発明は、確実に作動油の外部への漏洩を防止するとともに、生産工程を簡素化できる油浸形ソレノイドを提供することを目的とする。

本発明の第１の発明は、円柱状のシャフトと、シャフトを固定するプランジャとを備えるプランジャアッシーと、このプランジャアッシーを摺動可能に内挿する収納部材と、前記収納部材の外周に沿って挿入され、コイルとコイルを巻き付けるコイルボビンと備えるコイルアッシーと、前記プランジャアッシーと前記収納部材と前記コイルアッシーとを内部に配置する有底円筒状のケースと、からなり、前記収納部材は、前記シャフトが貫通する貫通孔を設けたベースと、前記プランジャが摺動するスリーブと、前記ベースおよび前記スリーブにそれぞれ圧入されてベースとスリーブとを一体的に形成する連結部材とを有し、前記ベースは、大径部と小径部とからなる段付き円柱状に形成され、この大径部が前記ケースの内周部に圧入固定され、前記コイルボビンは、前記収納部材内部の作動油をソレノイド内に密封するシール部材を備え、前記連結部材は、前記ベースの小径部の外径側に圧入される第１円筒部と、前記スリーブの内径側に圧入される第２円筒部からなり、前記連結部材の第１円筒部の外径と前記スリーブの外径とが異なる。

第２の発明は、第１の発明において、前記ベースと前記コイルボビンとの間に設置される第１シール部材と、前記スリーブと前記コイルボビンとの間に設置される第２シール部材とを有する。

第３の発明は、第１の発明において、前記ベースと前記コイルボビンとの間に設置される第１シール部材と、前記ケースと前記コイルボビンとの間に設置される第３シール部材とを有する。

第４の発明は、第１の発明において、前記ベースの小径部と前記連結部材の第１円筒部の間に第４シール部材を有する。

第５の発明は、第１の発明において、前記収納部材の外側に前記コイルアッシーが挿入され、次に前記ケースが前記コイルアッシーを収納するとともに、前記収納部材のベースを圧入固定し、前記コイルアッシーの挿入方向および前記ベースの圧入方向が同一方向とする。

第６の発明は、第１の発明において、前記連結部材の第１円筒部が、前記ベースの大径部と前記スリーブとにより前記スリーブの圧入方向に挟持され、挟持する負荷に対応して前記第１円筒部の断面積を設定する。

第７の発明は、第１の発明において、前記連結部材の第２円筒部は、前記スリーブの内周面を覆うように形成される。

第８の発明は、第１の発明において、前記連結部材の第１円筒部の径方向の肉厚は、前記連結部材の第２円筒部の径方向の肉厚より厚い。

本発明の第１の発明では、油浸形ソレノイドの組み立てにおいて、溶接を行う必要がないため、溶接作業者の特定、溶接の段取り、条件管理、溶接部の検査にかかる時間、費用を低減することができる。ソレノイド内部の作動油が外部に漏洩する経路途中に位置するコイルボビンにシール部材を備えたので、作動油が外部に漏洩することを確実に防止できる。

第２から第４の発明では、収納部材内から外部に作動油が漏洩する経路に、第１から第４シール部材を配置したので、確実に作動油の外部への漏洩を防止できる。

また、第５の発明では、ソレノイドの組み立ては一方向から組み立てるため、容易に組み立てることができ、作業効率が向上してコスト低減を図ることができる。

第６の発明では、連結部材の第１円筒部が、ベースの大径部とスリーブとにより摺動方向に挟持され、挟持する負荷に応じて第１円筒部の断面積を設定するため、挟持により第１円筒部が座屈等を生じないように十分な強度（断面積）を確保できる。また、ベースの小径部に負荷が作用しないため、磁束密度の高い小径部に圧縮応力が作用しない。

第７の発明においては、非磁性材からなる連結部材により前記スリーブの内周面を覆うようにしたので、スリーブとプランジャとが直接接触することがなく、従来、この接触を防止するためにプランジャから突出していたシャフトを短縮することができる。

図１は、本発明の油浸形ソレノイドの構成を示す図である。なお、特に記載なき場合には、原則として構成部材は、磁性体により構成されるものとする。

本発明のソレノイドは、コイルアッシー１への通電によりプランジャアッシー２が収納部材３内で摺動し、収納部材内は作動油で満たされ、プランジャアッシー２が作動油内に配置される油浸形のソレノイドである。このソレノイドは、収納部材３内の作動油が外部に漏洩しないように構成された圧力容器の機能を備えている。以下、ソレノイドの構成を詳しく説明する。

ソレノイドを構成するプランジャアッシー２は、中実の非磁性材からなるシャフト２ａと、シャフト２ａを中心に固定するプランジャ２ｂとから構成され、シャフト２ａは収納部材３に形成された貫通孔１２を貫通してソレノイドが取り付く相手部材１００側に出入りする。プランジャ２ｂには、摺動方向に貫通する作動油孔２ｃが形成され、プランジャアッシー２の移動に伴う収納部材３内の作動油のプランジャ２ｂ内の流通を可能にする。

プランジャアッシー２が内部で摺動する収納部材３は、シャフト２ａが貫通する貫通孔１２を備えたベース４と、プランジャアッシー２を内部に収装する有底円筒状のスリーブ５と、ベース４とスリーブ５とを一体的に結合する、非磁性体の有底円筒状部材である連結部材６と構成される。

ベース４は、径の異なる段付き円柱形状を有し、大径部９と小径部１０とからなる。またベース４の中心部には前述のプランジャアッシー２のシャフト２ａが貫通する貫通孔１２が形成される。

連結部材６は、非磁性材、例えば樹脂材で構成され、図２に示すようにベース４の小径部１０の外径側に圧入される第１円筒部６ａと、プランジャアッシー２が摺動する際の摺動抵抗を減じるための薄板状の第２円筒部６ｂと、第１円筒部６ａと第２円筒部６ｂとを連結する連結部６ｃとから一体的に構成される。第２円筒部６ｂは、プランジャアッシー２が摺動するスリーブ５の内周面７に設置され、第２円筒部６ｂは、円筒の一端が閉ざされた有底円筒状に形成される。前述のスリーブ５は、第２円筒部６ｂの外側から連結部６ｃに突きあたるまで軸方向に圧入される。第２円筒部６ｂにスリーブ５が圧入された状態で、スリーブ５の底面５ａが第２円筒部６ｂの底面６ｄに接触し、覆われるよう形成される。したがって、プランジャアッシー２がスリーブ５の底面５ａに接触した場合に、磁力により固定されることを防止するため、従来、非磁性材からなるプランジャアッシー２のシャフト２ａがプランジャ２ｂから突出してスリーブ５の底面５ａに接触するように構成したが、本実施形態では、第２円筒部６ｂがスリーブ５の内周面７を覆うように形成したため、スリーブ５とプランジャ２ｂとが直接接触することがなく、従来、この接触を防止するためにプランジャ２ｂから突出していたシャフト２ａを図３に示すように短縮することができ、コストの低減や重量の低減に寄与する。

収納部材３は、前述のように連結部材６の第１円筒部６ａがベース４の小径部１０の外径側に圧入され、および連結部材６の第２円筒部６ｂの外径側にスリーブ５が圧入されて、ベース４、スリーブ５および連結部材６とが一体的に形成されてなる。このように圧入により一体的に構成された収納部材３内にプランジャアッシー２が収納され、後述のコイルアッシー１に通電することで、プランジャアッシー２が軸方向に摺動する。

ここで、スリーブ５の外径およびベース４の小径部１０の外径側に圧入された連結部材６の第１円筒部６ａの外径は、略同一径で構成され、後述するコイルアッシー１が収納部材３とスリーブ５の外側に挿入される。

また、収納部材３を構成する連結部材６は、第１円筒部６ａがベース４の小径部１０の外径側に沿って圧入され、第１円筒部６ａは大径部９の側壁９ａに突きあたるまで圧入される。またスリーブ５は、第２円筒部６ｂの外径側に沿って圧入され、連結部６ｃに突きあたるまで圧入される。したがって、連結部材６の第１円筒部６ａは、スリーブ５の圧入により、ベース４の大径部９とスリーブ５とに挟まれ、ベース４側に押し付けられる。このため、第１円筒部６ａには、軸方向の荷重が負荷され、圧縮応力が発生する。第１円筒部６ａは、この発生する圧縮応力により、座屈等が生じないように断面積を設定する。また、第１円筒部６ａをベース４の小径部１０の外径部に圧入するようにしたため、磁束密度の高い小径部１０に圧縮応力が作用することがない。

また、プランジャ２ｂの移動量が規定されるベース４と連結部材６との位置関係は、連結部材６がベース４の大径部９の側壁９ａに突きあたるまで圧入され、圧入後にベース４の小径部１０の端面と連結部材の連結部６ｃとの軸方向間隙が所定寸法Ｌとなるように設定される。

また、スリーブ５の外周面にはＯリング１４を収納する環状溝５ｂが形成され、Ｏリング１４は収納部材３に挿入されたコイルアッシー１のコイルボビン１７に密着し、スリーブ５とコイルアッシー１との間隙から収納部材３内の作動油が外部に漏洩することを防止する。

収納部材３の外側に位置するコイルアッシー１は、通電により磁界を発生するコイル１６と、コイルを巻き付けるコイルボビン１７と、コイル１６に通電するための端子１８および端子１８に接続するリード線１８ａを備える。コイルボビン１７は樹脂材からなり、スリーブ５の外周面に接する円筒部１９と、円筒部１９から外径方向に延出する円盤状の２つの鍔部２０、２１から構成される。一方の鍔部２０は円筒部１９のベース４側端部に形成され、他方の鍔部２１はコイル１６の巻き幅を決める所定位置に形成され、鍔部２０、２１間にコイル１６が巻き付けられる。コイル１６に通電する端子１８は鍔部２１に固定され、端子１８には図示しない外部電源に通じるリード線１８ａが接続する。

コイルアッシー１はスリーブ５の外側に挿入され、鍔部２０がベース４の大径部９の側壁９ａに接して設置される。ここで鍔部２０の大径部９の側壁９ａに面する側面２０ａにはＯリング２２が収納される環状溝２３が形成され、ベース４とコイルアッシー１との間の間隙から収納部材３内の作動油が外部に漏洩することを防止する。

このように、ベース４の大径部９とコイルアッシー１のコイルボビン１７との間隙にＯリング２２を配置し、またスリーブ５の外周部とコイルアッシー１のコイルボビン１７の内周面との間隙にＯリング１４を配置したことにより、収納部材３内の作動油が外部に漏洩しない圧力容器としての機能がソレノイドに備えられる。

有底円筒状のケース２４が、コイルアッシー１を収納するために外側に設けられ、ベース４の大径部９は、ケース２４の内側に圧入される。なお、コイルアッシー１とケース２４との間を埋めるように、ケース２４の圧入前にモールド樹脂２５がコイルアッシー１に予め成形される。

ケース２４は、例えば、深絞り加工により成形され、開口端側には相手部材１００に取付けるためのフランジ２６が形成される。フランジ２６には、相手部材１００にソレノイドを固定するためのボルト２８用の孔２７が所定間隔で形成される。ケース２４の軸方向長さは、ベース４とスリーブ５の軸方向長さと、連結部材６の連結部６ｃと、ベース４とスリーブ５との間の距離Ｌにより規定される。またコイルアッシー１の円筒部１９の軸方向長さは、ベース４がケース２４に圧入された状態で、ベース４が円筒部１９と適当な間隙を保ってＯリング２２にシール部材として機能する軸方向負荷を加えるように設定される。

なお、Ｏリング１４、２２に代えて、図４に示すように連結部材６の第１円筒部６ａの内径側とベース４の小径部１０の外径側との間にＯリング５１を設置するようにしてもよく、この場合には１個のＯリングで作動油の外部への漏洩を防止でき、原価の低減を図ることができる。また、コイルアッシー１が作動油に触れることがないため、コイルアッシー１を構成する樹脂が作動油により腐食することを防止できる。

次に本発明のソレノイドの組み立て方法について説明する。

作業台上にケース２４を配置し、ケース２４内にコイルアッシー１を収容する。次にコイルアッシ１内にスリーブ５を配置し、次いでスリーブ５内に連結部材６を圧入する。ここで、連結部材６のスリーブ５への圧入力は、作業者が人力で行える程度でよい。連結部材６を圧入後、プランジャアッシー２を連結部材６内に設置する。

なお、事前にＯリング１４をスリーブ５の所定位置に設置しておくことはいうまでもない。そして、ベース４の大径部９を連結部材６の第１円筒部６ａとケース２４に圧入して、ソレノイドは完成し、ソレノイドを相手部材１００にボルト２８により固定する。

したがって、本発明では、油浸形ソレノイドの製造に当り、溶接作業を設ける必要がなく、このため溶接の段取り、条件管理、溶接部の検査等にかかる時間、費用を低減することができる。また、ソレノイドの組み立ては一方向から（図１での左から右方向に）組み立てることができるため、容易に組み立てることができ、作業効率が向上してコスト低減を図ることができる。また、溶接作業を設ける必要がなく、作業者が特定されることもない。

さらにソレノイド内部の作動油が外部に漏洩する経路途中にシール部材（Ｏリング）を設置したので、作動油がソレノイド内部から外部に漏洩することを確実に防止できる。

図５は本発明の第２の実施形態としての油浸形ソレノイドの構成を示す図である。この実施形態の特徴は、第１の実施形態の構成に対して、リード線に換えてコイル１６に給電する雄コネクタ２９を備えた構成である。雄コネクタ２９は汎用形状のコネクタであってよい。以下、第１の実施形態との相違点を詳しく説明する。

コイルアッシー１の円筒部１９に形成される鍔部３０、３１は、円筒部１９の両端部に形成される。ベース４の大径部９の側壁９ａに面する鍔部３０の側壁３０ａには環状溝３２が形成される。形成された環状溝３２に設置されたＯリング３３によりベース９とコイルアッシー１との間隙から、収納部材３内の作動油が外部に漏洩することを防止する。一方、ケース２４の底部２４ａ側の端部に形成された鍔部３１には、ケース２４の底部２４ａに面する側面３１ａに環状溝３４が形成され、この環状溝３４にＯリング３５が設置される。このＯリング３５によりコイルアッシー１とケース２４との間隙から収納部材３内の作動油が外部に漏洩することを防止する。

雄コネクタ２９はコネクタハウジング４０がモールド樹脂２５によりコイルアッシー１の一部として成形され、その中央部に２本の端子２９ａが配置される。コイルアッシー１の鍔部３０に、コイル１６と雄コネクタ２９とを接続する端子２９ａが固定され、雄コネクタ２９は図示しない雌コネクタと接続が容易なようにプランジャアッシー２の軸方向に向いて設置される。

このような構成により、第１の実施形態の効果に加えて、ケース２４の軸方向長さを短縮することができ、ソレノイドを小型化することができる。また汎用の雄コネクタを備えるため、コイルに給電するための電源の接続を容易にすることができる。

本発明は、油浸形ソレノイドの組み立て性向上とシール性改善に有用である。

本発明の一実施形態を示す油浸形ソレノイドの構成図である。 連結部材の形状を示す構成図である。 シャフトの形状の一例を示す構成図である。 Ｏリングの配置の一例を示す構成図である。 第２の実施形態を示す油浸形ソレノイドの構成図である。

符号の説明

１ コイルアッシー
２ プランジャアッシー
２ａ シャフト
２ｂ プランジャ
２ｃ 作動油孔
３ 収納部材
４ ベース
５ スリーブ
６ 連結部材
６ａ 第１円筒部
６ｂ 第２円筒部
６ｃ 連結部
６ｄ 底面
７ 内周面
９ 大径部
１０ 小径部
１２ 貫通孔
１４ Ｏリング
１６ コイル
１７ コイルボビン
１８ 端子
１９ 円筒部
２０ 鍔部
２１ 鍔部
２２ Ｏリング
２３ 溝
２４ ケース
２５ モールド樹脂
２９ 雄コネクタ
２９ａ 端子
３０ 鍔部
３１ 鍔部
３２ 溝
３３ Ｏリング
３４ 溝
３５ Ｏリング
４０ コネクタハウジング
１００ 相手部材

Claims (8)

1. 円柱状のシャフトと、シャフトを固定するプランジャとを備えるプランジャアッシーと、
   このプランジャアッシーを摺動可能に内挿する収納部材と、
   前記収納部材の外周に沿って挿入され、コイルとコイルを巻き付けるコイルボビンと備えるコイルアッシーと、
   前記プランジャアッシーと前記収納部材と前記コイルアッシーとを内部に配置する有底円筒状のケースと、
   からなり、
   前記収納部材は、前記シャフトが貫通する貫通孔を設けたベースと、前記プランジャを内装するスリーブと、前記ベースおよび前記スリーブにそれぞれ圧入されてベースとスリーブとを一体的に形成し、非磁性体からなる連結部材とを有し、
   前記ベースは、大径部と小径部とからなる段付き円柱状に形成され、この大径部が前記ケースの内周部に圧入固定され、
   前記コイルボビンは、前記収納部材内部の作動油をソレノイド内に密封するシール部材を備え、
   前記連結部材は、前記ベースの小径部の外径側に圧入される第１円筒部材と、前記スリーブの内径側に圧入される第２円筒部からなり、
   前記連結部材の第１円筒部の外径と前記スリーブの外径とが異なることを特徴とする油浸形ソレノイド。
2. 前記ベースと前記コイルボビンとの間に設置される第１シール部材と、前記スリーブと前記コイルボビンとの間に設置される第２シール部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の油浸形ソレノイド。
3. 前記ベースと前記コイルボビンとの間に設置される第１シール部材と、前記ケースと前記コイルボビンとの間に設置される第３シール部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の油浸形ソレノイド。
4. 前記ベースの小径部と前記連結部材の第１円筒部の間に第４シール部材を有することを特徴とする請求項１に記載の油浸形ソレノイド。
5. 前記収納部材の外側に前記コイルアッシーが挿入され、次に前記ケースが前記コイルアッシーを収納するとともに、前記収納部材のベースを圧入固定し、
   前記コイルアッシーの挿入方向および前記ベースの圧入方向が同一方向であることを特徴とする請求項１に記載の油浸形ソレノイド。
6. 前記連結部材の第１円筒部は、前記ベースの大径部と前記スリーブとにより前記スリーブの圧入方向に挟持され、挟持する負荷に対応して前記第１円筒部の断面積を設定することを特徴とする請求項１に記載の油浸形ソレノイド。
7. 前記連結部材の第２円筒部は、前記スリーブの内周面を覆うように形成されることを特徴とする請求項１に記載の油浸形ソレノイド。
8. 前記連結部材の第１円筒部の径方向の肉厚は、前記連結部材の第２円筒部の径方向の肉厚より厚いことを特徴とする請求項１に記載の油浸形ソレノイド。

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