JP2009185975A - 電磁式駆動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】油圧制御弁の弁スプール83を押圧駆動するロッド57の手間の掛かるロッドストローク量の調整を不要、或いは簡略化して、しかもストローク量を規定値に精確に設定することができ、スペーサ20の誤組付を容易に防止することができる電磁式駆動ユニットを提供する。
【解決手段】固定鉄心16と可動鉄心54との間に形成される空間ＳAに配置され、これらの両鉄心を離間させるためのスペーサ20が、ロッド57の先端から所定距離だけ離間した位置に、ロッドと一体に形成させ、該スペーサを可動鉄心54に当接させるようにして当該可動鉄心54にロッド57を固着させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、比例電磁式油圧制御弁等に好適に使用される電磁式駆動ユニットに関する。

給電電流値に比例して油圧の出力値を制御する比例電磁式油圧制御弁には、本発明に係わる電磁式駆動ユニットが組み込まれている。この種の電磁式駆動ユニットでは固定鉄心と可動鉄心とが同軸に配置されており、ソレノイドの固定鉄心に対する励磁力を可変させる給電制御によって、可動鉄心が固定鉄心に対して接離可能に構成されている。
可動鉄心が固定鉄心に吸引されて固定鉄心に近づき過ぎると、固定鉄心と可動鉄心の間に発生する励磁力が急激に増加し、可動鉄心と固定鉄心との吸着力も急激に増大する。この吸着力が急増してリターンスプリングの伸張力に打ち勝つ状態に陥ると、可動鉄心の移動量を電流に比例して制御することができなくなり、従って、制御弁の油圧出力値は、電流に比例して増減せず、制御できなくなる。スプリングの伸張力が吸着力に打ち勝つことができれば、圧力は電流に比例して増減するようになり、制御可能状態に戻ることができる。

従来、可動鉄心と固定鉄心との間に吸着が発生しないように非磁性体のスペーサを固定鉄心の内端面上に配置し、可動鉄心の摺動方向に所定距離だけ離間させて、上述のような不都合を回避し、油圧出力値を電流に比例させて増減させることのできる技術が、特許文献1に開示されている。
特開２００６−３３６７６６号公報

上記特許文献１に開示される電磁式駆動ユニットは、コイルへの供給電流制御により固定鉄心を励磁及び解磁して可動鉄心を前記固定鉄心に接離させるソレノイドアセンブリと、一端が可動鉄心に固着され、他端が固定鉄心の中心軸に沿って形成された貫通孔から突出するロッドとを備えており、このロッドが、油圧制御弁のスプールを押圧してこれを駆動するようにしている。

この従来の電磁式駆動ユニットは、可動鉄心と固定鉄心との間の空間に、上述のような吸着を防止するための非磁性スペーサが介装されているが、このスペーサは、内径がロッド径より大の円環状部材からなり、この円環状部材にロッドを遊嵌させて上記空間に装着されるだけの構成である。本来、このスペーサは、可動鉄心と固定鉄心とを所定距離だけ離間させるためのものであるから、これ以上の機能を備える必要がなく、ロッド或いは可動鉄心の動きに対して関連ある動きを必要としない、と考えられていた。

ところで、可動鉄心のストローク量、従って固定鉄心の貫通孔から突出するロッドの突出量は、スペーサの介在を考慮して、可動鉄心と固定鉄心の最大離間距離で決定されるが、可動鉄心と固定鉄心間の相対的な組付誤差の他に、可動鉄心にロッドを固着させる際の組付誤差が大きく影響する。上述した構成を有する従来の電磁式駆動ユニットでは、組立時におけるロッドのストローク調整に手間が掛かるという問題を有していた。

また、従来の電磁式駆動ユニットでは、スペーサは固定鉄心の内端面にプッシュロッドに遊嵌されて配置されているだけであるので、可動鉄心の摺動によってスペーサが傾き、プッシュロッドとの間で干渉する虞がある。このような干渉が発生すると、動作途中でスペーサとプッシュロッドとが引っかかる等の不具合が起き、可動鉄心をヨークの長筒部内で偏当たりさせるという問題がある。

更に、従来のスペーサの装着構造では、ユニット組立時にスペーサを入れ忘れたり、厚みや外径等、種類の異なるスペーサを誤って組み付けたり、スぺーサは通常錆ないように油に浸けられて保存されているので、組み付けの際、誤って複数枚重なったまま組み付けられたりする、誤組付の問題がしばしば生じ、このような誤組付は、組立後の動作確認検査ではじめて発見されることになり、生産性悪化の要因となる。

本発明は、このような問題を解決すべくなされたもので、その目的とするところは、手間の掛かるロッドストローク量の調整を不要、或いは簡略化して、しかもストローク量を規定値に精確に設定することができ、可動鉄心をヨークの長筒部内で偏当たりすることなく滑らかに摺動させると共に、スペーサの誤組付を容易に防止することができる電磁式駆動ユニットを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の本発明に係る電磁式駆動ユニットでは、中心軸に沿う貫通孔を有する固定鉄心と、該固定鉄心に対して同軸に配置される可動鉄心と、前記貫通孔に挿通させて、一端が前記可動鉄心に固着され、他端が貫通孔から突出するロッドと、固定鉄心と可動鉄心との間に形成される空間に配置され、これらの両鉄心を離間させるためのスペーサと、コイルへの給電制御により前記固定鉄心を励磁及び解磁して前記可動鉄心を前記固定鉄心に接離させるソレノイドアセンブリとを備えた電磁式駆動ユニットであって、前記スペーサを、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に、ロッドと一体に形成させ、該スペーサを可動鉄心に当接させるようにして当該可動鉄心にロッドを固着させることを特徴としている。

ロッドと一体に形成させる本発明のスペーサとして、以下のものが好適である。
すなわち、請求項２記載の発明では、前記ロッドは、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に形成された小径段部と、当該小径段部に隣接して円周溝部とを有し、前記スペーサは、円環状部材からなり、当該円環状部材を前記ロッドの小径段部に装着した後、スペーサ円環内周縁をかしめてロッドに固着させ、ロッドと一体に形成されることを特徴としている。

請求項３記載の発明では、前記ロッドは、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に形成された小径段部を有し、前記スペーサは、円環状部材からなり、当該円環状部材をロッドの他端側から小径段部に嵌着させて、ロッドと一体に形成されることを特徴としている。
請求項４記載の発明では、前記ロッドは、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に円周溝部を有し、前記スペーサは、Ｃ型形状部材からなり、当該Ｃ型形状部材を円周溝部に圧入して、ロッドと一体に形成されることを特徴としている。

請求項５記載の発明では更に、請求項４の発明において、前記スペーサは、複数のＣ型形状部材からなり、当該Ｃ型形状部材を前記円周溝部に積層し、前記ロッドを囲むように嵌合させ、各Ｃ型形状部材は互いに固着されていることを特徴としている
請求項６記載の発明では、前記ロッドは、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に円周溝部を有し、前記スペーサは、２枚の半円環状部材からなり、当該半円環状部材を円周溝部にロッドを囲むように圧入して、ロッドと一体に形成されることを特徴としている。

請求項７記載の発明では、前記スペーサは、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に、ロッドに鍔状部を成形して、ロッドと一体に形成されることを特徴としている。
本発明の電磁式駆動ユニットは、スペーサを可動鉄心に当接させるようにしてロッドを可動鉄心に固着させるように構成されるので、このような構成により、以下のような新たな問題点が生じる場合がある。

すなわち、特許文献１に示される従来の電磁式駆動ユニットは、可動鉄心の外周面に非磁性の樹脂層で覆うことにより、可動鉄心と固定鉄心との間の摺動抵抗を減らす工夫がなされている。本発明の電磁式駆動ユニットが、特許文献１に示すような比例電磁式油圧制御弁に好適に使用されたとき、本発明の電磁式駆動ユニットのロッドは、スペーサを可動鉄心に当接させるようにして可動鉄心に固着されており、また、可動鉄心と固定鉄心との間の隙間は、可動鉄心の外周面を覆う樹脂層により閉塞されている。スペーサが介装される空間に高圧の油圧が導かれて可動鉄心の前端面に作用すると、可動鉄心の後端面に上記した高圧の油圧を導くことができなくなる。このような場合、固定鉄心を励磁しても、前端面に作用した油圧の押圧力とリターンスプリングの付勢力に打ち勝つことができず、可動鉄心を駆動することができない。

請求項８記載の発明のスペーサは、圧油を可動鉄心の後端面に導くための油穴または油溝を備えることを特徴としている。このスペーサの油穴または油溝は、可動鉄心やプッシュロッドに形成される油路を介して圧油を可動鉄心の後端面に導いて前端面に作用する油圧力と相殺させることによって、可動鉄心の駆動を可能にし、可動鉄心の動き、すなわち、駆動ユニットの応答性の向上を図っている。

本発明の電磁式駆動ユニットによれば、前記スペーサを、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に、ロッドと一体に形成させるので、組立時には、該スペーサを可動鉄心に当接させるようにして当該可動鉄心にロッドを、嵌合、ロー付け等により固着させるだけでよく、位置出し精度が自ずと高くなり、ロッドのストローク量調整を不要、或いは簡略化させることができる。

また、スペーサは組立時には既にロッドと一体形成されているので、スペーサの誤組付を防止することができ、動作途中でスペーサとロッドとが引っ掛かる不具合も防止され、可動鉄心をヨークの長筒部内で偏当たりなく滑らかに摺動させることができる（請求項２〜７）。
また、ロッドの円周溝部に所定厚みのスペーサを圧入或いは嵌合させることにより、間違った形状のスペーサの組み付けを防止することができる（請求項２〜６）。

そして、積層するスペーサの枚数や、嵌合させるスペーサの厚みを調整することで、制御弁側で行っていたストロークの調整を、スペーサ部の厚み調整でこれを行うことができるようにもなる（請求項２〜６）。
このように、スペーサをプッシュロッドに一体に形成させたことによって、組立時のスペーサ入れ忘れ、複数枚重なったまま組みつけられることが防止される。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
(第１実施例）
図１は、本発明に係る第１実施例の電磁式駆動ユニットを用いた電磁弁１０の縦断面図である。この電磁弁１０は、電磁作動方式で作動する３ポート２位置の圧力制御弁であり、図中、それら２位置のうち一方の排出位置（解磁時の状態）を中心線よりもＡ側に、他方の供給位置（励磁時の状態）をＢ側に示した。

電磁弁１０は、各種制御に使用され、例えば、油圧ピストン・モーターの傾転角制御、コントロールバルブのスプール／絞り弁の制御等に好適である。
また、電磁弁１０は、方向制御弁ユニット１１と、この一端側に機械的に接続されて方向制御弁ユニット１１を作動させる電磁式駆動ユニット１２とを備えている。なお、第１実施例の電磁式駆動ユニット１２は、ソレノイドの付勢時にプッシュロッド５７が突出して方向制御弁ユニット１１のスプールを押圧駆動し、ソレノイドの消勢時には、方向制御弁ユニット１１のリターンスプリングによりプッシュロッド５７を縮退させるタイプの駆動ユニットである。

電磁式駆動ユニット１２は、円盤状のソレノイドベース１４（以下、ベース１４という）を備えている。このベース１４は、方向制御弁ユニット１１をその外面に螺合接続させるための端壁１５と当該端壁１５の中央部分に一体に形成された固定鉄心１６とを含んで構成されている。
固定鉄心１６は、端壁１５から方向制御弁ユニット１１とは反対方向に円柱状に突出して形成されている。固定鉄心１６の中央には貫通孔１８が同軸に形成され、貫通孔１８はその軸線方向に延び、端壁１５の外面、すなわち、固定鉄心１６の外端面及び内端面１６ａにてそれぞれ開口している。

また、固定鉄心１６は、その内端面１６ａの周縁から軸線方向に一体に突出した環状突縁１９を備えている。この環状突縁１９は、主として磁気特性の向上を図るべく形成されており、外径が先端に向けて次第に小さくなる一方、内径が固定鉄心１６の軸線方向に沿って一定に構成されている。換言すれば、環状突縁１９の先端外形が円錐台形状をなす一方、内端面１６ａ及び環状突縁１９の内周面１９ａが円柱状の中空部（空間）ＳAを形成している。これより、環状突縁１９は後述する円筒状の可動鉄心５４のガイドとしての機能を有する。

固定鉄心１６と可動鉄心５４との間に形成される空間ＳA には、詳細は後述するように、プッシュロッド５７に一体形成させた円環状のスペーサ２０が配置されており、同空間ＳAは、固定鉄心１６の貫通孔１８に連通している。スペーサ２０は非磁性体で構成され、プッシュロッド５７の突出端から所定の距離だけ離間した位置に固着されており、固定鉄心１６と可動鉄心５４とを離間させる機能を有している。

ベース１４には有底円筒状のヨーク３４がベース１４と同軸に載置されている。詳しくは、ヨーク３４は円筒状の外周壁３５、ガイド長筒部（長筒部）３６、円盤状の鍔部３８及び凸部３９から一体同軸に配置して構成され、鍔部３８の周縁から延びる外周壁３５の開口端がベース１４の端壁１５の周縁に嵌合されている。
凸部３９には、その同心孔３９ａにばね力調整用スクリュ４０が螺合している。このスクリュ４０は、凸部３９に螺合された状態で一部が凸部３９から突出しており、当該突出端に、ワッシャ及びＯリングを挟んでロックナットを螺合させることにより凸部３９に固定されている。そして、スクリュ４０の内端には、後述するサブスプリング５８のばね座となる円錐状の突起が形成されている。

外周壁３５とガイド長筒部３６との間に形成される空間には、これら外周壁３５及びガイド長筒部３６と同軸にして固定鉄心１６を励磁するための円筒状のソレノイドアセンブリ２１が収容されている。
ソレノイドアセンブリ２１は、ボビン２２と当該ボビン２２に巻装されたコイル２４とから構成されている。

また、鍔部３８には電気絶縁性のスリーブを通して一対の接続端子４６が延びており、これら接続端子４６の一端は上記ソレノイドアセンブリ２１のコイル２４に電気的に接続され、接続端子４６を介してコイル２４に外部から給電される。
図１で視て固定鉄心１６の内端面１６ａの上方には、環状突縁１９、ボビン２２及び鍔部３８により区画されて形成される内部空間が収容室５６として形成されており、この収容室５６には円筒状の可動鉄心５４が固定鉄心１６と同軸に収容されている。そして、可動鉄心５４の外周面には均一厚みの樹脂層５５(図２）が被覆されており、可動鉄心５４は、当該樹脂層５５を介してガイド長筒部３６に案内され、ガイド長筒部３６の内壁に沿って軸線方向に摺動自在に構成されている。なお、樹脂層５５は、例えばナイロン系樹脂からなり、樹脂層５５とガイド長筒部３６との間には微小クリアランスを設けられている。

収容室５６には、可動鉄心５４の背側となる後端面５４ｂと凸部３９の内端面との間に環状の軟質樹脂スペーサ５１が介装されており、後述するリターンスプリング９０により可動鉄心５４が、図１のＡ側に示した排出位置に戻される際に、凸部３９の内端面に衝撃的に当接することを防止している。
そして、可動鉄心５４には、環状突縁１９の内端面１６ａ及び内周面１９ａで区画される中空部（空間）ＳA に臨み、固定鉄心の内端面１６ａに対向する前端面５４ａと上記後端面５４ｂの両端面に開口し、中心軸に沿って延びる貫通穴５４ｃが形成されている。

本発明に係るプッシュロッド５７には、その詳細は後述するが、これと一体に形成されたスペーサ２０を備えており、上述の貫通穴５４ｃには、このプッシュロッド５７が、スペーサ２０を可動鉄心５４の前端面５４ａに当接させて、その略半分だけ埋没するように圧入して可動鉄心５４に固着されており、これより、当該プッシュロッド５７は可動鉄心５４と一体に作動可能である。

なお、プッシュロッド５７を貫通穴５４ｃに嵌合させて可動鉄心５４に固着さる方法としては、上述のように締まり嵌め（焼嵌め）のような圧入でもよいが、特に限定するものでなく、ロー付け等による固着方法であってもよい。
プッシュロッド５７の、貫通穴５４ｃ内に位置する基端５７ａとスクリュ４０の内端との間には、ばね座突起に係合させるようにしてコイル状のサブスプリング５８が介装されており、当該サブスプリング５８は可動鉄心５４を軸線に沿って固定鉄心１６側に付勢している。一方、プッシュロッド５７の先端は、貫通孔１８から突出して、方向制御弁ユニット１１の弁スプール８３の端面に当接している。サブスプリング５８は、コイル消勢時においても、可動鉄心５４を、従って、プッシュロッド５７を常時付勢してプッシュロッド５７の先端を弁スプール８３の端面に当接させている。

図２は、図１のＸ領域を拡大して示す部分拡大断面図であり、同図より明らかなように、可動鉄心５４の前端面５４ａ付近において、可動鉄心５４と環状突縁１９の内周面１９ａとの間には所定のクリアランス（隙間）Ｃが設定されている。このクリアランスＣが設定されていると、励磁された環状突縁１９の磁力が可動鉄心５４に作用し難くなり、可動鉄心５４を環状突縁１９側に引き寄せようとする横方向の分力、即ち励磁横分力が小さくなる。これより、可動鉄心５４はガイド長筒部３６内を滑らかに摺動可能となり、ロッドストローク量を電流に比例させて精確に制御することが出来る。そして、可動鉄心５４の外周面は、樹脂層５５により被覆されており、可動鉄心５４は、この樹脂層５５を介してガイド長筒部３６に案内されるので、同ガイド長筒部内を、偏当たりすることなく滑らかに摺動することができる。

更に、本発明に係るプッシュロッド５７は、可動鉄心５４の貫通穴５４ｃに遊嵌されるのではなく、貫通穴５４ｃに圧入（焼嵌め等）させて可動鉄心５４に固着されている。従って、プッシュロッド５７は、可動鉄心５４との関係で、ロッド独自の動きを可動鉄心５４に影響を及ぼすことはなく、上記クリアランスＣを全周に亘って一定に保つことができ、従って、樹脂層５５の偏摩耗がなく樹脂層５５を良好に保護することができる。

方向制御弁ユニット１１は、上記した電磁式駆動ユニット１２にスリーブ状の弁ケーシング６２がベース１４に結合されることで接続されている。弁ケーシング６２の開口は、弁ケーシング６２と弁スプール８３間に取り付けられた可撓性を有する樹脂ベローズ１３ｂでシールされて、万一ポンプ或いはアクチュエータから流入する作動油に異物が混入したまま方向制御ユニットに流入しても、電磁制御ユニットに異物が侵入するのを防止している。

弁ケーシング６２の内部には、端壁１５側から順に、供給室７２、出力室７４及びドレン室７６が形成され、これら各室７２，７４，７６間を区画する弁ケーシング６２の内周面には小径のシール面７８，８０，８２が形成されている。また、弁ケーシング６２は、その外周面にて開口する３つのポート、すなわち、供給ポート８４、出力ポート８６、及び、ドレンポート８８を含み、これら３つのポートは、それぞれ上記した供給室７２、出力室７４、及び、ドレン室７６のうちの対応する室と連通されている。

弁ケーシング６２の内部には上述した弁スプール８３が同軸に収容されている。この弁スプール８３は、リターンスプリング９０により常時電磁ユニット１２側に付勢されている。一方、プッシュロッド５７は、上述したとおり、コイル消勢時にあっても、弁スプール８３の端面に常時当接しており、弁スプール８３は、リターンスプリング９０の付勢力とプッシュロッド５７の押圧力によって駆動され、軸線方向に摺動自在であり、プッシュロッド５７を介して可動鉄心５４に機械的に常時連結されている。

また、弁スプール８３は、出力ポート８６付近の中間部分にて、軸線方向に互いに離隔した２つのランド部９２，９４を有している。弁スプール８３の移動により、これらのランド部９２，９４が、供給室７２と出力室７４間の油路を開成或いは閉成し、出力室７４とドレン室７６間の油路を閉成或いは開成して、電磁ユニット１２に給電される電流値に応じた圧油をポンプからアクチュエータに供給するように構成されている。

以下、上記した電磁弁１０の動作及び作用を説明する。
先ず、リターンスプリング９０のばね力は、サブスプリング５８のばね力より大に設定されており、コイル２４に給電していない場合には、プッシュロッド５７は、リターンスプリング９０のばね力によって縮退し、図１のＡ側に示した排出位置に留まっている。このコイル給電停止状態では、弁スプール８３は、弁ケーシング６２の開口に当接する位置まで移動し、それ以上の移動は、ベース１４によって阻まれる。一方、プッシュロッド５７は、サブスプリング５８に押圧されて、プッシュロッド５７の先端が貫通孔１８より突出して弁スプール８３の端面に当接する位置で留まっている。

なお、コイル２４への給電が停止されたとき、リターンスプリング９０のばね力は、サブスプリング５８のばね力に打ち勝って弁スプール８３及び可動鉄心５４を急速に移動させてそれぞれベース１４、凸部３９に当接することにより、当接位置で停止させることができる。
このとき、制御弁ユニット１１は、弁スプール８３のランド部９２が供給室７２と出力室７４の連通を阻止し、ランド部９４が出力室７４とドレン室７６の連通を開成するので、アクチュエータに供給されていた圧油は制御弁ユニット１１を介して排油される。

電源から接続端子４６を介してコイル２４に給電されると、コイル２４によって磁場（励磁力）が生じて固定鉄心１６が励磁され、可動鉄心５４はその電流量に応じた吸引力で固定鉄心１６に吸引される。これより、可動鉄心５４は、リターンスプリング９０及びサブスプリング５８のばね力、並びに固定鉄心１６の吸引力がバランスする位置に移動し、それに応じて制御弁ユニット１１の弁スプール８３も移動して、ポンプからアクチュエータへ供給される油圧値が決定されることになる。

更にコイル２４への給電量が増加すると、可動鉄心５４が固定鉄心１６に向けて変位し、可動鉄心５４と一体となって移動するスペーサ２０が固定鉄心１６の内端面１６ａに当接する位置でプッシュロッド５７の最大ストローク位置となる（図１及び２のＢ側に示す供給位置）。当該可動鉄心５４の変位はプッシュロッド５７を介して弁スプール８３に伝達され、リターンスプリング９０が圧縮され、弁スプール８３が供給位置に移動する。

弁スプール８３の移動により、ポンプからの作動油は、供給ポート８４から弁ケーシング６２内を通り、出力ポート８６に接続されたアクチュエータに向かって流れる。
コイル２４への給電を減少方向に変化させた場合には、コイル２４による励磁力が減少するが、この場合にも、非磁性のスペーサ２０が可動鉄心５４を固定鉄心１６の内端面１６ａからスペーサ２０の厚みｇ（図２参照）だけ離隔させているから、コイル２４への給電量（電流値）に比例して、給電量に応じた位置に可動鉄心５４を移動させることが出来る。

次に、第１実施例の電磁式駆動ユニット１２のプッシュロッド５７及びこれに一体に形成されたスペーサ２０について、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して詳細に説明する。
プッシュロッド５７は、大径部（基端部）５７ａと小径部（先端部）５７ｂとを有し、ロッド５７の上記した先端から所定の距離だけ離間した位置に、大径部５７ａから小径部５７ｂへの境となる小径段部５７ｃが形成されている。そして、小径段部５７ｃに隣接して、小径部５７ｂより溝底径が僅かに小さく、スペーサ２０の板厚とほぼ同一の溝幅をした円周溝５７ｄが形成されている。

一方、スペーサ２０には、中心軸位置にロッド５７の小径部５７ｂを挿通させるための小径部５７ｂより僅かに大径の軸孔２０ａを有し、軸孔２０ａの内周縁近傍に、例えば周方向４カ所等分位置に、円形の窪み２０ｂを形成させている。この窪み２０ｂは、軸孔内周縁に隣接する薄肉部位２０ｃを有している。
スペーサ２０の材質としては、非磁性であり、強度等の要求条件を満足すれば特に限定されないが、例えばＳＵＳ３０４が好適に例示することができる。また、スペーサ２０の厚みｇ（図２）は、可動鉄心５４が固定鉄心１６に吸着されず、これらを離間させて、可動鉄心５４の移動量を電流に比例させて制御可能となるように設定すればよい。そして、スペーサ２０の外径は、固定鉄心の環状突縁１９の内径より十分小さいものとする。

このようなスペーサ２０をロッド５７の先端から挿入し、小径段部５７ｃに当接させた状態で、軸孔２０ａの内周縁に隣接する薄肉部位２０ｃをポンチＰ等で円周溝５７ｄ側に塑性変形させてかしめ、スペーサ２０をロッド５７に固着させ、ロッド５７と一体に形成させている。そして、大径部（基端部）５７ａを可動鉄心５４の貫通穴５４ｃに圧入嵌合させ、これに固着させている。

プッシュロッド５７のストローク量を決定づける要因は、主として、スペーサ２０の形成位置精度、ロッド５７を可動鉄心５４に固着させる際の組付け精度、及び固定鉄心１６の加工精度である。上記小径段部５７ｃは、機械加工でロッドの先端からの所定位置に精度良く加工することが容易であり、また、小径段部５７ｃを形成する位置は、スペーサ２０を可動鉄心５４の前端５４ａ（図２参照）に当接させてロッド５７に固着させて駆動ユニット１２に組み込み装着したとき、ロッド５７の先端が上述した貫通孔１８の開口部に概略一致する位置に設定され、加工位置の割り出しや組立時の位置割り出しも容易である。そして、固定鉄心１６の内端面１６ａや、弁ケーシング６２が当接するベース１４の端面の加工も機械加工であり、両端面距離の割り出しも容易であるから、ロッド５７を固着させた可動鉄心５４を駆動ユニット１２に組み込むだけでよく、組立時のプッシュロッド５７のストローク量調整は、制御弁ユニット１１と駆動ユニット１２間において互いに調整する必要もなく、極めて簡単或いは不要になる。

また、スペーサ２０の内周縁をかしめて、スペーサ２０が係合するだけの幅を有するロッド５７の円周溝５７ｄに固着させるので、誤って厚さの異なるスペーサを使用してしまうことがなくなるので、均一な性能をもつ品質の高い電磁式駆動ユニットを提供することができる。
スペーサ２０がロッド５７と一体に形成されるので、動作途中でのスペーサ２０とプッシュロッド５７との引っ掛かりに起因する不具合が発生しない。また、組立て時におけるスペーサ２０の入れ忘れや複数枚を重ねたまま組付けてしまう虞れがなくなる。

なお、第１の実施例では、スペーサ２０に薄肉部位２０ｃを有する円形の窪み２０ｂを形成させ、薄肉部位２０ｃを塑性加工のかしめにより円周溝５７ｄに固着させたが、スペーサ２０の軸穴周縁の塑性変形が容易であれば、特に円形の窪み２０ｂや円周溝５７ｄを予め形成させておく必要はなく、スペーサ２０の軸穴周縁をかしめて直接ロッド５７に固着させるようにしてもよい。

また、第１実施例では、ロッド５７の大径部５７ａを可動鉄心５４の貫通穴５４ｃに圧入嵌合させ、これに固着させたが、小径部５７ｂを可動鉄心５４の貫通穴５４ｃに圧入嵌合させ、これに固着させるようにしてもよく、その場合、スペーサ２０を小径段部５７ｃと可動鉄心の前端面５４ａとで挟み込むようにしてロッド５７が可動鉄心５４に固着されることになるので、スペーサ２０がしかりと保持される点で優れている。

図４は、本発明に係る電磁式駆動ユニットの第２実施例に使用するプッシュロッド５７Ａとスペーサ２０Ａを示す。第２実施例の電磁式駆動ユニットは、スペーサ２０Ａをプッシュロッド５７Ａに一体形成させる方法が第１実施例のものと異なるだけで、プッシュロッド５７Ａやスペーサ２０Ａの外径形状、これらを可動鉄心５４に固着させる方法等、他のものは第１実施例と変わらないので、異なる点だけ説明して他は説明を省略する。

第２実施例のプッシュロッド５７Ａは、ロッド５７Ａの先端から所定距離だけ離間した位置に形成される小径段部を有し、円環状部材からなるスペーサ２０Ａを、当該円環状部材が小径段部に焼嵌め（圧入）することによって嵌着させ、ロッド５７Ａと一体に形成されている。なお、焼嵌め部分を更にレーザ光等でスペーサ２０Ａをロッド５７Ａに溶着させたり、ロー付けでロー着させたりすることもでき、スペーサ２０Ａをロッド５７Ａに確実に固着させることができる。

第２実施例の場合にも第１実施例と同様の作用効果が得られるが、この実施例では、厚みの異なるスペーサ２０Ａを準備しておけば、最大ロッドストローク量の種々の要求に対して、対応可能である。
図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る電磁式駆動ユニットの第３実施例に使用するプッシュロッド５７Ｂとスペーサ２０Ｂを示す。第３実施例の電磁式駆動ユニットについても、スペーサ２０Ｂをプッシュロッド５７Ｂに一体形成させる方法が第１実施例のものと異なるだけであるから、第１実施例に対して異なる点だけ説明して他は説明を省略する。

第３実施例のプッシュロッド５７Ｂは、軸方向略中央位置に円周溝部５７b3を有し、この円周溝部５７b3を挟んで、ロッド５７Ｂの基端部５７b1と先端部５７b2を備えている。そして、上記円周溝部５７b3は、ロッド５７Ｂの先端から所定距離だけ離間した位置に形成されている。
スペーサ２０Ｂは、Ｃ型形状部材からなり、その中心部に円周溝部５７b3の溝底径と略同一径の中心孔２０b1が形成されている。この中心孔２０b1は、径方向外方に向かって僅かに拡開する切欠２０b2を有し、この切欠２０b2の部分からロッドの円周溝部５７b3に圧入して、中心孔２０b1を円周溝部５７b3に嵌合させることにより、ロッド５７Ｂと一体に形成される。この場合にも、嵌合部分を更にレーザ光等でスペーサ２０Ｂをロッド５７Ｂに溶着させたり、ロー付けでロー着させたりすることもでき、スペーサ２０Ｂをロッド５７Ｂに確実に固着させることができる。

スペーサ２０Ｂを一体形成させたロッド５７Ｂは、その基端部５７b1を可動鉄心５４の貫通穴５４ｃに圧入嵌合させ、これに固着させて可動鉄心５４に組付けられる。第３実施例の場合にも第１実施例と同様の作用効果が得られる。
図６は、第３実施例の変形第４実施例を示す。この実施例では、第３実施例のプッシュロッド５７Ｂ及びスペーサ２０Ｂと同様に、円周溝部５７b3に対応してプッシュロッド５７Ｃに適宜幅の円周溝部を形成し、第３実施例のスペーサ２０Ｂよりは厚みだけが異なり、他は同形状の、複数（実施例では２枚）のＣ型形状部材２０c1を準備し、これをプッシュロッド５７Ｃの円周溝部に積層してこれに嵌合させ、ロッド５７Ｃと一体に形成させるものである。各Ｃ型形状部材２０c1は互いにロー着、レーザ光による溶着等でロッド５７Ｃの固着するようにしてもよい。積層するＣ型形状部材２０c1の切欠２０c2の位置を、図６に示すように適宜ずらすことによって、互いの部材によって切欠を閉塞させることができる。

第４の実施例では、Ｃ型形状部材２０c1の積層枚数を調整することによって、プッシュロッド５７Ｂのストローク量を、駆動ユニットによって駆動される側の制御弁ユニットの要請に応じて適宜調整することができる。
図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る電磁式駆動ユニットの第５実施例に使用するプッシュロッド５７Ｄとスペーサ２０Ｄを示す。第３実施例の場合、Ｃ型形状部材からなるスペーサ２０Ｂを使用したが、第５実施例のスペーサ２０Ｄは、２枚の半円環状部材２０d1を使用する。プッシュロッド５７Ｄは、図５（ｂ）に示す第３実施例のものと類似し、軸方向略中央位置に円周溝部を有し、この円周溝部は、ロッド５７Ｄの先端から所定距離だけ離間した位置に形成されている。そして、この円周溝部に、溝幅よりもわずかに厚さのある２枚のスペーサ２０d1を、中心半円切欠２０d2がロッド５７Ｄの円周溝部を囲むように圧入して、スペーサ２０Ｄを、ロッド５７Ｄと一体に形成する。この場合にも、嵌合部分を更にレーザ光等でスペーサ２０Ｄをロッド５７Ｄに溶着させたり、ロー付けでロー着させたりすることもでき、スペーサ２０Ｄをロッド５７Ｄに確実に固着させることができる。

スペーサ２０Ｄが一体に形成されロッド５７Ｄは、他の実施例と同様に、その基端部を可動鉄心５４の貫通穴５４ｃに圧入嵌合させ、これに固着される。第５実施例の場合にも第１実施例と同様の作用効果が得られる。
第５実施例の場合にも、第４実施例と同様の変形例を考えることができ、２枚のスペーサ２０d1の組を複数組積層して、積層枚数を調整することによって、プッシュロッド５７Ｄのストローク量を、駆動ユニットによって駆動される側の制御弁ユニットの要請に応じて適宜調整することができる。

第1乃至第５実施例では、スペーサとプッシュロッドとを別体に作製し、これらを嵌合等によりスペーサをプッシュロッドに固着させて一体に形成させたが、第６実施例では、熱間転造等の鍛造成形により、外径形状が第１実施例に示すスペーサ２０及びプッシュロッド５７に類似し、スペーサがロッドに一体に鍔状に成形される。鍔の位置、厚さは可動鉄心の必要ストローク量により適宜設定すればよい。また、使用する材質は、非磁性（例えば、ＳＵＳ３０４）であることは勿論のことである。転造等により作製される第６実施例は、大量生産に好適である。

図８及び図９は、本発明に係る電磁式駆動ユニットの第７実施例を示す。第７実施例の電磁式駆動ユニットの可動鉄心５４には、前端面５４ａ（図２参照）及び後端面５４ｂに開口する連通孔５４ｄが形成され、スペーサ２０Ｅに透孔（油穴）２０e2を備える点で第３実施例と異なるがその他は実質的に同じ構成を有しているので、同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付してそれらの説明を省略する。

上記連通孔５４ｄは、可動鉄心５４の前端面５４ａが臨み、可動鉄心５４と固定鉄心１６との間に形成される空間ＳAを、後端面５４ｂが臨み、可動鉄心の中心軸に沿って延びる貫通穴５４ｃ等に連通させるものであり、前端面５４ａには、連通孔５４ｄと連通する環状溝５４ｅが刻設されている。
プッシュロッド５７に一体形成されるスペーサ２０Ｅには、環状溝５４ｅの径方向位置に対応して透孔２０e2が形成されており、この透孔２０e2は、空間ＳAを環状溝５４ｅ、連通孔５４ｄを介して貫通穴５４ｃ等に連通させている。

かくして、連通孔５４ｄは、空間ＳAに発生する油圧を後端面５４ｂに導き、前端面５４ａに作用する油圧と後端面５４ｂに作用する油圧とを相殺して、ソレノイドアセンブリ２１への給電時において、空間ＳAの油圧で可動鉄心５４が作動不能に陥ることを防止している。
なお、駆動ユニット１２の可動鉄心５４の外周面には樹脂層５５が形成されており、可動鉄心５４とガイド長筒部３６間の間隙も僅かであるから、当該隙間を介して、空間ＳAに発生する油圧を応答よく可動鉄心５４の後端面５４ｃに導くことができない。

方向制御弁ユニット１１は、その弁ケーシング６２にドレン孔６２ｅを有しており、リターンスプリング９０のばね室９０ａ側に漏出する圧油は、ドレン孔６２ｅからドレンタンクに排出される。また、弁スプール８３の端面には、可撓性のベローズ１３ｂが装着されており、制御弁ユニット１１から駆動ユニット１２の上記空間ＳAへの圧油の漏洩を防している。これらの圧油漏出防止装置が、長期使用等、何らかの原因で圧油を空間ＳAに漏出させるようなことがあっても、スペーサ２０Ｅに形成させた透孔２０e2が連通孔５４ｄと協働して、上記した不都合を未然に防止する。

また、本発明の電磁駆動ユニットが適用される油圧制御弁には上記した圧油漏出防止装置を備えないものもあり、制御弁から圧油が駆動ユニット１２の上記空間ＳAに直接導入される場合もあり、そのような制御弁に本発明の電磁式駆動ユニットを適用する場合には、スペーサ２０Ｅに形成させた透孔２０e2が有効である。
更に、スペーサ２０Ｅをプッシュロッド５７に一体に形成させる方法として既に説明した各種実施例の適宜方法を選択することができる。

また、この実施例の連通孔５４ｄは、可動鉄心５４に形成したが、プッシュロッド５７側、例えば、プッシュロッド５７の基端部５７ａの中心軸に沿って、その内部に連通孔又は外表面に連通溝を形成するようにしてもよく、場合によっては、可動鉄心５４の貫通穴５４ｃの内表面に連通溝を形成することもできる。
空間ＳAの圧油を連通孔５４ｄに導くための透孔２０e2は、図３に示す第１実施例のスペーサ２０に設けた有底の窪み２０ｂを透孔に変更してもよく、また、図５（ａ）及び（ｃ)に示す、第３実施例のスペーサ２０Ｂに設けた切欠２０b2であってもよく、同様の効果を得ることができる。

図１０は、透孔２０e2に代えて空間ＳAの圧油を連通孔５４ｄに導くための導入溝２０f2、２０f3を備えたスペーサ２０Ｆを備えた第８実施例を示し、このスペーサ２０Ｆがプッシュロッド５７に固着して一体に形成されている。
スペーサ２０Ｆは、円環状部材２０f1を有し、プッシュロッド５７に嵌合する中心孔を有している。そして、円環状部材２０f1の外表面には、径方向に中心孔を跨いで延びる径方向導入溝２０f2が刻設され、この導入溝２０f2は、スペーサ２０Ｆを可動鉄心５４と組み合わせたとき、図８に示す可動鉄心５４の環状溝５４ｅと交差するようにこれと連通する。そして、径方向導入溝２０f2が円環状部材２０f1の周縁２箇所において軸方向に沿う縦導入溝２０f3に接続されている。かくして、空間ＳAは、縦導入溝２０f3、径方向導入溝２０f2を介して環状溝５４ｅと連通し、更に可動鉄心５４の連通孔５４ｄを介して後端面５４ｂが臨む貫通穴５４ｃ等に連通することになる。

このような導入溝２０f2、２０f3を備えたスペーサ２０Ｆも図８，９に示す第７実施例と同じ作用効果を得ることができる。

本発明の実施の形態における電磁式駆動ユニットを用いた電磁弁の縦断面図であって、Ａ側はソレノイドへの非給電時状態を示し、Ｂ側はソレノイドへの給電時状態を示す図である。 図１のＸ領域の拡大部分断面図である。 第１実施例のスペーサ２０を一体に形成させたプッシュロッド５７を示し、同図（ａ）は、プッシュロッド５７の斜視図、同図（ｂ）は、スペーサ２０の部分の上面図、同図（ｃ）は、プッシュロッド５７の部分切欠拡大断面図である。 第２実施例のスペーサ２０Ａを一体に形成させたプッシュロッド５７Ａの縦断面図である。 第３実施例のスペーサ２０Ｂを一体に形成させたプッシュロッド５７Ｂを示し、同図（ａ）は、プッシュロッド５７Ｂの斜視図、同図（ｂ）は、プッシュロッド５７Ｂの組立前の縦断面図、同図（ｃ）は、スペーサ２０Ｂの部分の上面図である。 第３実施例の変形第４実施例を示し、複数（２枚）のＣ型形状部材２０c1を積層してなるスペーサ２０Ｃを一体に形成させたプッシュロッド５７Ｃの斜視図である。 第５実施例のスペーサ２０Ｄを一体に形成させたプッシュロッド５７Ｄを示し、同図（ａ）は、プッシュロッド５７Ｄの組立斜視図であり、同図（ｂ）は、スペーサ２０Ｄを構成する半円環状部材の上面図である。 本発明に係る電磁式駆動ユニットの第７実施例を示し、同電磁式駆動ユニット１２を用いた電磁弁１０の部分縦断面図である。 第７実施例のスペーサ２０Ｅを一体に形成させたプッシュロッド５７Ｄの組立斜視図である。 更に別の第８実施例の、スペーサ２０Ｆを一体に形成させたプッシュロッド５７Ｆの斜視図である。

符号の説明

１０ 電磁弁
１１ 方向制御弁ユニット
１２ 電磁式駆動ユニット
１６ 固定鉄心
１８ 貫通孔
２０、２０Ａ〜２０Ｆ スペーサ
２１ ソレノイドアセンブリ
２４ コイル
５４ 可動鉄心
５７、５７Ａ〜５７Ｆ プッシュロッド

Claims (8)

1. 中心軸に沿う貫通孔を有する固定鉄心と、
   該固定鉄心に対して同軸に配置される可動鉄心と、
   前記貫通孔に挿通させて、一端が前記可動鉄心に固着され、他端が貫通孔から突出するロッドと、
   固定鉄心と可動鉄心との間に形成される空間に配置され、これらの両鉄心を離間させるためのスペーサと、
   コイルへの給電制御により前記固定鉄心を励磁及び解磁して前記可動鉄心を前記固定鉄心に接離させるソレノイドアセンブリとを備えた電磁式駆動ユニットであって、
   前記スペーサを、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に、ロッドと一体に形成させ、該スペーサを可動鉄心に当接させるようにして当該可動鉄心にロッドを固着させることを特徴とする電磁式駆動ユニット。
2. 前記ロッドは、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に形成された小径段部と、当該小径段部に隣接して円周溝部とを有し、前記スペーサは、円環状部材からなり、当該円環状部材を前記ロッドの小径段部に装着した後、スペーサ円環内周縁をかしめてロッドに固着させ、ロッドと一体に形成されることを特徴とする、請求項１記載の電磁式駆動ユニット。
3. 前記ロッドは、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に形成された小径段部を有し、前記スペーサは、円環状部材からなり、当該円環状部材をロッドの他端側から小径段部に嵌着させて、ロッドと一体に形成されることを特徴とする、請求項１記載の電磁式駆動ユニット。
4. 前記ロッドは、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に円周溝部を有し、前記スペーサは、Ｃ型形状部材からなり、当該Ｃ型形状部材を円周溝部に圧入して、ロッドと一体に形成されることを特徴とする、請求項１記載の電磁式駆動ユニット。
5. 前記スペーサは、複数のＣ型形状部材からなり、当該Ｃ型形状部材を前記円周溝部に積層し、前記ロッドを囲むように嵌合させ、各Ｃ型形状部材は互いに固着されていることを特徴とする、請求項４記載の電磁式駆動ユニット。
6. 前記ロッドは、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に円周溝部を有し、前記スペーサは、２枚の半円環状部材からなり、当該半円環状部材を円周溝部にロッドを囲むように圧入して、ロッドと一体に形成されることを特徴とする、請求項１記載の電磁式駆動ユニット。
7. 前記スペーサは、前記ロッドの他端から所定距離だけ離間した位置に、ロッドに鍔状部を成形して、ロッドと一体に形成されることを特徴とする、請求項１記載の電磁式駆動ユニット。
8. 前記可動鉄心は、前記空間に臨んで前記固定鉄心に対向し、前記スペーサが当接する前端面と、該前端面に対して背側となる後端面とを有し、前記スペーサは、圧油を可動鉄心の後端面に導くための油穴または油溝を備えることを特徴とする、請求項１乃至７記載の電磁式駆動ユニット。

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