JP2012204574A - リニアソレノイド - Google Patents

Abstract

【課題】 ステータコア１１に対するステータコア１２の部品の嵌合隙間や組み付け変形等により生じる相対的な軸ズレを吸収してプランジャ６の摺動性を確保する。
【解決手段】 ステータコア１２に、中心軸線ＣＬと同軸を成す凸球面状の球面凸部５１を設けている。球面凸部５１は、中心軸線ＣＬ上に位置する曲率中心点Ｏを中心とした曲率半径ｒを有する球面の一部で構成されている。また、ヨーク１３に、中心軸線ＣＬと同軸を成す凹球面状の球面凹部５２を設けている。球面凹部５２は、球面凸部５１と同一の曲率中心点Ｏで、且つ球面凸部５１と略同一曲率半径ｒを有する球面の一部で構成されている。また、ステータコア１２とヨーク１３との相対的な角度がずれた場合でも、球面凸部５１と球面凹部５２との密着状態を維持できるように、ボビン８を介して球面凸部５１と球面凹部５２とを密着させる方向に付勢するウェーブワッシャ１４を設けている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、第１、第２固定コアに可動コアを直接往復摺動させるリニアソレノイドに関するもので、特に可動コアと第２固定コアとの間に形成される径方向空隙（サイドギャップ）を比較的に小さく、同芯的に配置したリニアソレノイドに係わる。

［従来の技術］
従来より、自動変速機の油圧制御装置に搭載される電磁油圧制御弁が公知である（例えば、特許文献１参照）。
電磁油圧制御弁は、図３および図４に示したように、バルブボディの凹部内に嵌合されるスリーブ１、およびこのスリーブ１のスプール孔２内に往復摺動可能に支持されるスプール３を有するスプールバルブと、このスプールバルブのスプール３を駆動するリニアソレノイド（従来例１及び２）とによって構成されている。
リニアソレノイド（従来例１及び２）は、シャフト５を介してスプール３に連結したプランジャ６と、通電により磁力を発生するコイル７と、このコイル７の内周側に磁路を形成するコイル内周側固定コア（ステータコア１０１、１０２、磁気抵抗部１０３）と、コイル７の内周側に磁路を形成するコイル外周側固定コア（有底円筒状のヨーク１０４）とを備えている。

コイル内周側固定コアは、シャフト５およびプランジャ６をその軸線方向に摺動可能に嵌合支持するステータコア１０１、１０２、およびステータコア１０１、１０２間の磁束の漏れを低減する磁気抵抗部１０３を一体的に設けた一体部品である。なお、磁気抵抗部１０３は、ステータコア１０１、１０２を連結する薄肉部によって構成されている。また、磁気抵抗部１０３を、レーザー微細孔加工によって構成しても良い。
ヨーク１０４は、開放された開口端側から奥側まで延びる第１、第２凹部１１１、１１２、および第１凹部１１１の底面と第２凹部１１２の底面との間に形成される段差１１３を磁性材により一体的に設けた一体部品である。

ここで、スリーブ１のフランジ１１４とステータコア１０１のフランジ１１５との外径を一致させ、フランジ１１４、１１５をヨーク１０４の開口端側の薄肉部１１６の内面に収納した後に、薄肉部１１６を内側に折り曲げてフランジ１１４、１１５をかしめ固定している。また、ヨーク１０４の段差１１３で、スリーブ１、ステータコアの同軸をとっている。
これにより、プランジャ６とステータコア１０２との間に、摺動クリアランスとしても機能する、非常に狭いサイドギャップを形成できるので、スリーブ１、プランジャ６およびステータコア（ステータコア１０１、１０２）が同軸的に配置される。

一方、図４に示したリニアソレノイド（従来例２）は、図３に示したリニアソレノイド（従来例１）と同様に、ステータコア１０１、１０２を一体部品としている。また、薄肉加工される磁気抵抗部１０３によって、ステータコア１０１、１０２間の磁束の漏れを低減している。また、プランジャ６は、ステータコア１０２の孔壁面に直接摺動している。 以上のようなリニアソレノイド（従来例２）においては、部品の加工精度や部品間の組付嵌合によって生じる、ステータコア１０２とヨーク１０４の段差１１３との同軸ズレに伴う径方向隙間を埋めるため、コイル７のボビン８、ステータコア１０２に対して別体で構成されるリング状の磁性部品１１７を設け、ステータコア１０２の外周とヨーク１０４の段差１１３とを小さな隙間で嵌合させる構造を採用している。

また、図５には、スプールバルブのスプール（図示せず）をその軸線方向に駆動するリニアソレノイド（従来例３）が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
このリニアソレノイド（従来例３）は、シャフト５を介してスプールに連結したプランジャ６と、通電により磁力を発生するコイル７と、このコイル７の内周側に磁路を形成するステータコアと、コイル７の内周側に磁路を形成する有底円筒状のヨーク１０４とを備えている。

ステータコアは、互いに別体で構成されるステータコア１０１、１０２を備えている。また、ステータコア１０１とステータコア１０２との間には、ステータコア１０１、１０２間の磁束の漏れを遮断する磁気遮断部（エアギャップ１１８）が形成されている。
なお、ステータコア１０２の端部には、ヨーク１０４の第２凹部１１２の底面に密着する密着面を有するフランジ１１９が設けられている。また、プランジャ６をその軸線方向に摺動可能に嵌合支持する薄板カップ状の非磁性部品１２０が設置されている。
リニアソレノイド（従来例３）では、プランジャ６の外周とステータコア１０２の内周との隙間に非磁性部品１２０が嵌挿されている。

［従来の技術の不具合］
ところで、リニアソレノイド（従来例１及び２）においては、プランジャ６とステータコア１０１、１０２との同軸ズレを防止するため、ステータコア１０１、１０２およびヨーク１０４に対して別体で形成される磁性部品１１７が必要となる。また、ステータコアを構成するステータコア１０１、１０２および磁気抵抗部１０３が一体化されているので、磁気抵抗部１０３の薄肉加工（またはレーザー微細孔加工等を含む）を廃止することができず、廉価にリニアソレノイドを製造できないという問題があった。

一方、リニアソレノイド（従来例３）においては、プランジャ６とステータコア１０１、１０２との同軸ズレ、およびステータコア１０１とステータコア１０２との同軸ズレを防止するため、非磁性部品１２０が必要となる。これにより、リニアソレノイド（従来例３）が複雑な構造となると共に、組付工数が増大するため、廉価にリニアソレノイドを製造できないという問題があった。
なお、プランジャ６とステータコア１０１、１０２との同軸ズレや、ステータコア１０１とステータコア１０２との同軸ズレが生じると、ステータコア１０１、１０２に摺動可能に支持されるプランジャ６の摺動性が悪化する、あるいはカジリにより摺動できなくなるという問題があった。

特許第４５６９３７１号公報 特許第１４０５５６２７号公報

本発明の目的は、第１固定コアに対する第２固定コアの相対的な軸ズレを吸収して、少なくとも第２固定コアに対する可動コアの摺動性を確保することのできるリニアソレノイドを提供することにある。また、少なくとも第２固定コアに対する可動コアの摺動性を損なうことなく、可動コアと第２固定コアとの間の磁気抵抗を最小化することのできるリニアソレノイドを提供することにある。

請求項１に記載の発明（リニアソレノイド）は、軸線方向に移動可能な可動コアと、電力の供給を受けると可動コアを引き寄せる磁力を発生するコイルと、このコイルの内周側に磁路を形成する第１固定コアと、コイルの内周側に磁路を形成する第２固定コアと、コイルの外周側に磁路を形成するヨークとを備えている。
第１固定コアは、可動コアの軸線方向の一端側の周囲を取り囲むように設置されている。この第１固定コアは、（例えば有底筒状の）ヨーク（の開口端）に固定される結合部を設けている。
第２固定コアは、可動コアの軸線方向の他端側の周囲を取り囲むように設置されている。この第２固定コアは、第１固定コアに対して別体で構成されている。また、第２固定コアは、ヨークに当接する部分に球面凸部を設けている。この球面凸部は、リニアソレノイド（構成部品：少なくとも第２固定コア）の中心軸線上に位置する中心点を中心とした曲率半径を有する球面の一部で構成されている。
ヨークは、コイルの周囲を取り囲むように設置されている。このヨークは、第２固定コアに対して別体で構成されている。また、ヨークは、第２固定コアに当接する部分に、第２固定コアの球面凸部と密着可能な球面凹部を設けている。この球面凹部は、球面凸部と同一の中心点で、且つ球面凸部と同一曲率半径を有する球面の一部で構成されている。

請求項１に記載の発明によれば、第２固定コアの球面凸部とヨークの球面凹部とが密着状態を保ったまま、第２固定コアとヨークとの相対位置、例えば第２固定コアとヨークとの相対的な角度を変えることにより、第１固定コアに対する第２固定コアの相対的な同軸のズレを吸収できる。これにより、（例えば第１固定コアに対して分離独立して構成される）第２固定コアの加工精度やヨークとの組付嵌合の隙間により蓄積される第１固定コアと第２固定コアとの同軸のズレを吸収できるので、少なくとも第２固定コアに対する可動コアの摺動性を確保（向上）することが可能となる。
また、少なくとも第２固定コアに対する可動コアの摺動性を損なうことなく、可動コアと第２固定コアとの間のギャップを、例えば摺動クリアランス程度の狭小となるように詰めることができる。これにより、可動コアと第２固定コアとの間の磁気抵抗を最小化することが可能となるので、リニアソレノイドの製品性能の向上、つまり磁気効率の向上を図ることができる。
この結果、廉価な構造で、且つ効率的に磁気力を発生でき、小型化や省電力、高吸引力化に有益なリニアソレノイドを得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、第２固定コアにおけるヨークに当接する部分に、少なくとも第２固定コアの、可動コアを移動可能に保持する内周面の中心軸線と同軸を成す（凸）球面形状の球面凸部を設けている。
請求項３に記載の発明によれば、ヨークにおける第２固定コアに当接する部分に、少なくとも第１固定コアの、可動コアを移動可能に保持する内周面の中心軸線と同軸を成す（凹）球面形状の球面凹部を設けている。
請求項４に記載の発明によれば、第２固定コアの球面凸部とヨークの球面凹部とを密着させる方向に付勢する固定コア付勢手段を備えている。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の固定コア付勢手段を備えず、第２固定コアの球面凸部とヨークの球面凹部とを密着状態で接着または溶接にて固定する固定手段を備えている。
具体的には、リニアソレノイドを構成する各部品を組み付けた後に、重力やコイルへの電力供給に伴う磁気吸着力を利用して、第２固定コアの球面凸部とヨークの球面凹部とを密着させた状態で、且つ第１、第２固定コアに対して可動コアが滑らかに摺動することを確認する。この状態で、第２固定コアの球面凸部とヨークの球面凹部との密着部分を固定コア溶接手段（レーザー溶接等）で固定しても良い。

請求項６に記載の発明によれば、可動コアと第１固定コアとの間に非磁性体よりなる摺動膜または部材を備えている。
請求項７に記載の発明によれば、第１固定コアに摺動膜または部材を設けている。
請求項８に記載の発明によれば、可動コアと第２固定コアとの間に非磁性体よりなる摺動膜または部材を備えている。
請求項９に記載の発明によれば、第２固定コアに摺動膜または部材を設けている。
請求項１０に記載の発明によれば、可動コアに摺動膜または部材を設けている。
これによって、第１固定コアまたは第２固定コアに対する可動コアの摺動性を向上できる。
また、可動コアの摺動性を損なうことなく、可動コアと第１固定コアまたは第２固定コアとの間のギャップを、例えば摺動クリアランス程度の狭小となるように詰めることができる。これにより、可動コアと第１固定コアまたは第２固定コアとの間の磁気抵抗を最小化することが可能となるので、リニアソレノイドの製品性能の向上、つまり磁気効率の向上を図ることができる。

請求項１１に記載の発明によれば、第１固定コアに、コイルの発生磁力により可動コアを（その軸線方向の一方側に吸引する）引き寄せる磁気吸引部を設けている。
請求項１２に記載の発明によれば、可動コアとの間に第１ギャップ（例えばメインギャップ）を形成する（内周部を有する）第１固定コアを備えている。
請求項１３に記載の発明によれば、可動コアをその移動方向に往復摺動可能に支持する第１摺動内周面を有する第１固定コアを備えている。
請求項１４に記載の発明によれば、可動コアとの間に第２ギャップ（例えばサイドギャップ）を形成する（内周部を有する）第２固定コアを備えている。
請求項１５に記載の発明によれば、可動コアをその軸線方向に往復摺動可能に支持する第２摺動内周面を有する第２固定コアを備えている。

電磁油圧制御弁のリニアソレノイドを示した断面図である（実施例１）。 電磁油圧制御弁のリニアソレノイドを示した断面図である（実施例２）。 電磁油圧制御弁のリニアソレノイドを示した断面図である（従来例１）。 電磁油圧制御弁のリニアソレノイドを示した断面図である（従来例２）。 リニアソレノイドを示した断面図である（従来例３）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、第１固定コアに対する第２固定コアの部品の嵌合隙間や組み付け変形等により生じる相対的な軸ズレを吸収して、少なくとも第２固定コアに対する可動コアの摺動性を確保するという目的、また、少なくとも第２固定コアに対する可動コアの摺動性を損なうことなく、可動コアと第２固定コアとの間の磁気抵抗を最小化するという目的を、第２固定コアの球面凸部を、少なくとも第２固定コアの、可動コアを移動可能に保持する内周面の中心軸線上と同軸に位置する中心点を中心とした曲率半径を有する球面の一部で構成し、また、ヨークの球面凹部を、球面凸部と同一の中心点で、且つ球面凸部と同一曲率半径を有する球面の一部で構成し、第１固定コアに対する第２固定コアの相対的な同軸のズレを角度がズレることで吸収し、第２固定コアの球面凸部とヨークの球面凹部との密着状態を可能とした構造を採用することで実現した。

図１は本発明の実施例１を示したもので、リニアソレノイドを示した図である。
本実施例の油圧制御装置は、自動車に搭載される自動変速機（オートマチックトランスミッション）の変速制御に使用されるものである。
油圧制御装置は、複数の油路を有するバルブボディ（図示せず）と、このバルブボディに取り付けられて、バルブボディの油路と共に油圧回路を構成する複数の電磁油圧制御弁と、ドライバー等から要求された変速状態を実現するように複数の電磁油圧制御弁を制御する制御ユニット（ＴＣＵ）とを備えている。

バルブボディは、複数の電磁油圧制御弁を保持するバルブ保持部材であって、複数の電磁油圧制御弁を挿入する複数のバルブ挿入溝、およびこのバルブ挿入溝にそれぞれ連通する油路を有している。
ＴＣＵは、バルブボディに搭載されて、複数の電磁油圧制御弁を駆動することで、自動変速機の変速制御等を行う。
バルブボディおよびＴＣＵは、トランスミッションケースの下部に取り付けられるオイルパン内に設置されている。

複数の電磁油圧制御弁のうちの少なくとも１つの電磁油圧制御弁は、内燃機関（エンジン）により駆動されるオイルポンプ（図示せず）によって発生した油圧（ライン圧）を調圧して自動変速機に組み込まれる摩擦係合要素（クラッチまたはブレーキ）へ送るソレノイドバルブである。
電磁油圧制御弁は、ライン油圧を入力すると共に、入力したライン油圧を調圧して出力するスプールバルブと、このスプールバルブを駆動する電磁アクチュエータであるリニアソレノイドとを備えている。

スプールバルブは、バルブボディのバルブ挿入溝（凹部）内に嵌合配置される円筒状のスリーブ１と、このスリーブ１のスプール孔２内に往復移動（摺動）可能に嵌合配置されるスプール３と、このスプール３をリニアソレノイド側（図示右側）へ付勢するリターンスプリング４とを備えている（図３及び４参照）。
スリーブ１の内部には、軸線方向の一端側から他端側まで延びるスプール孔２が形成されている。このスリーブ１には、作動油（オイル）が流出入する複数のポートとして、油圧発生手段であるオイルポンプから油路や切替弁等を介して油圧が供給される入力ポートと、スプールバルブで調圧した出力圧が出力される出力ポートと、低圧側（オイルパン等）に連通するドレンポートと、出力ポートに連通するフィードバックポートが形成されている。

スプール３は、スプールバルブの弁体（バルブ本体）を構成するもので、スリーブ１のスプール孔２内に往復摺動可能に嵌合支持されている。このスプール３の軸線方向の他端側端部（ソレノイド側端部）は、スプール孔２の内部からリニアソレノイドの内部まで延びるシャフト５の軸方向の一端面と当接している。このシャフト５の軸方向の他端面は、プランジャ６の接触部に当接している。これにより、スプールバルブは、プランジャ６がその軸線方向に移動することで、シャフト５を介してスプール３をその軸線方向へ駆動するように構成される。
また、スプール３は、複数のポート間の連通状態を制御する複数のランドを備えている。これらのランドの外周面は、スリーブ１のスプール孔２の孔壁面と摺動する摺動部（摺動面）となっている。なお、複数のランドの摺動面とスリーブ１のスプール孔２の孔壁面との間には、スプール３の往復摺動を可能とするための摺動クリアランスが形成されている。

スプールバルブは、リニアソレノイドの作動によってスプール３をその軸線方向に変位させることで、入力ポートと出力ポートとの連通面積と、出力ポートと排出ポートとの連通面積とが変化する。これにより、出力ポートに発生する油圧が調圧される。
リターンスプリング４は、スプール３のソレノイド側に対して逆側端部に螺合された調整ネジ（プラグ）とスプール３との軸方向隙間に収容されたコイル状のスプリングである。リターンスプリング４のバネ荷重は、調整ネジの捩じ込み量（螺合量）に応じて調整可能となっている。

リニアソレノイドは、スプール３と一体移動可能に連結した非磁性体製のシャフト５と、スプール３およびシャフト５と一体移動可能に連結した磁性体製のプランジャ（磁気可動子）６と、通電されると周囲に磁束を発生するコイル７と、外周にコイル７を巻装した合成樹脂製のボビン８と、コイル７と外部回路（外部電源や外部制御回路：ＴＣＵ）との接続を行うための外部接続用コネクタ９（図３及び４参照）と、コイル７への通電に伴って形成される磁気回路の一部を構成する磁気固定子（円筒状の第１、第２ステータコア（以下ステータコア１１、１２と言う）および有底円筒形状のヨーク１３）とを備えている。

ステータコア１１は、ボビン８の軸線方向の一端面との間に、コイル７とボビン８よりなるコイルアッセンブリおよびステータコア１２をヨーク１３の底面側に付勢するウェーブワッシャ（固定コア付勢手段）１４を備えている。また、プランジャ６の外周には、非磁性体よりなる円環状の摺動部材１５が組み付けられている。また、プランジャ６の軸線方向の一端面には、非磁性体よりなる摺動膜１６が設けられている。また、プランジャ６の外周面には、非磁性体よりなる摺動膜１７が設けられている。

本実施例の電磁アクチュエータは、ステータコア１１、１２にプランジャ６を直接往復摺動させるタイプで、特にプランジャ６とステータコア１２との間に形成される径方向空隙（サイドギャップ：ＳＧ）を比較的に小さく、同芯的に配置したタイプのリニアソレノイドである。
プランジャ６は、コイル７への通電に伴って形成される磁気回路の一部を構成する磁性部品であって、ステータコア１１、１２の各第１、第２摺動部２１、２２内をその軸線方向に往復摺動可能な可動コア（ムービングコア）である。このプランジャ６は、コイル７が通電されると励磁（磁化）される磁性金属（例えば鉄等の強磁性材料）よりなる円柱形状の磁性移動体である。

プランジャ６は、ステータコア１１、１２の各第１、第２摺動部２１、２２の内周面に往復摺動可能に支持されており、ステータコア１１、１２の各第１、第２摺動部２１、２２の内周面と直接摺動するものである。
ここで、シャフト５は、プランジャ６の軸線方向の一端面に当接して、スプール３とプランジャ６とを連結する連結部である。このシャフト５は、ステータコア１１の軸受け部２３の内周面に往復摺動可能に支持されており、ステータコア１１の軸受け部２３の内周面と直接摺動するものである。

プランジャ６は、シャフト５の端面と当接する接続部を有する径小部２４、およびこの径小部２４よりも外径が大きい胴体部（径大部）２５等を有している。
径小部２４は、径大部２５よりもシャフト側端部に設けられている。
径大部２５は、ステータコア１１、１２の各第１、第２摺動部２１、２２の内周面との間に摺動クリアランスを形成する。
また、プランジャ６は、スプール３に伝わるリターンスプリング４の付勢力によってスプール３、シャフト５と共に、ヨーク１３の底面側へ付勢される。また、プランジャ６には、ステータコア１１、１２内での変位に伴うプランジャ前後空間の空気の流動を確保するために、プランジャ両端面を連通する呼吸孔２６が軸線方向に設けられている。

コイル７は、電力の供給を受けると（通電されると）、プランジャ６を引き寄せる磁力を発生する磁束発生手段（磁力発生手段）である。コイル７が通電されると、プランジャ６、ステータコア１１、１２およびヨーク１３を磁束が集中して通る磁気回路が形成される。
コイル７は、磁力によってスプール３、シャフト５およびプランジャ６を、スリーブ１とスプール３の軸線方向の一方側（前方側）へ駆動するものである。
コイル７は、絶縁性を有する合成樹脂製のボビン８に、絶縁被膜を施した導線を複数回巻装したソレノイドコイルである。また、コイル７は、ボビン８に巻装されたコイル部、およびこのコイル部より引き出された一対のコイル端末リードを有している。
一対のコイル端末リードは、外部接続用コネクタ９のターミナル（外部接続端子）を介して、外部回路（外部電源や外部制御回路：ＴＣＵ）と接続されている。なお、コイル７の外周部、およびコイル７とターミナルとの導通接合部は、絶縁性を有する樹脂モールド材により被覆されて保護されている。

磁気固定子は、コイル７が通電されると励磁（磁化）される磁性金属（例えば鉄等の強磁性材料）よりなる磁性固定体であって、コイル７の内周側に磁路を形成する円筒状の第１、第２ステータコア１１、１２と、コイル７の外周側に磁路を形成する有底円筒状のヨーク１３とによって構成されている。
ステータコア１１は、ステータコア１２およびヨーク１３に対して別体で構成されて、プランジャ６の軸線方向の一端側の周囲を周方向に取り囲むように設置されている。このステータコア１１には、プランジャ６が直接摺動する円筒状の第１摺動部２１、およびシャフト５が直接摺動する円筒状の軸受け部２３が一体的に形成されている。

第１摺動部２１は、軸受け部２３の外周よりも半径方向（放射方向）の外側（外周側）に設けられている。この第１摺動部２１は、プランジャ６に対して同芯的（同軸的）に配置されて、プランジャ６をその軸線方向に往復摺動可能に支持する第１摺動内周面３１を有している。具体的には、第１摺動部２１の第１摺動内周面３１にプランジャ６の摺動部材１５が直接摺動するようになっている。
軸受け部２３は、第１摺動部２１の内周よりも半径方向（放射方向）の内側（内周側）に設けられている。この軸受け部２３は、シャフト５に対して同芯的（同軸的）に配置されて、シャフト５をその軸線方向に往復摺動可能に支持する軸受け内周面３３を有している。この軸受け内周面３３は、ステータコア１１の第１摺動内周面３１およびステータコア１２の第２摺動内周面３２よりも内径が小さくなっている。また、軸受け部２３には、ステータコア１１内での変位に伴うシャフト前後空間の空気の流動を確保するために、シャフト両端面を連通する呼吸孔３４が軸線方向に設けられている。

ステータコア１１には、プランジャ６の外周との間にメインギャップ（径方向空隙、第１ギャップ）ＭＧを形成する円環状の磁気吸引部４１、およびヨーク１３の開口端側に位置決めされた状態で固定される円環状のフランジ（鍔形状部、結合部）４２が一体的に形成されている。
磁気吸引部４１は、第１摺動部２１の軸線方向のステータ側端部に一体的に設けられて、コイル７を通電するとプランジャ６をその軸線方向の一方側に引き寄せる。
フランジ４２は、第１摺動部２１の外周から半径方向（放射方向）の外側（外周側）に設けられている。このフランジ４２は、コイルアッセンブリ、特にコイル７の軸線方向の一端側を覆うように設けられている。また、フランジ４２は、スリーブ１のフランジ１０と一緒にヨーク１３の開口端に嵌合した状態でカシメを行うことで、スリーブ１、ステータコア１１およびヨーク１３が固定される。これにより、スリーブ１、ステータコア１１およびヨーク１３は、同軸（同芯）上に配置される。

ステータコア１２は、ステータコア１１およびヨーク１３に対して別体で構成されて、プランジャ６の軸線方向の他端側の周囲を周方向に取り囲むように設置されている。このステータコア１２には、プランジャ６の外周との間にサイドギャップ（径方向空隙、第２ギャップ）ＳＧを形成すると共に、プランジャ６が直接摺動する円筒状の第２摺動部２２、およびこの第２摺動部２２の端部（円筒端部）からヨーク１３の底面側に向かって突出する円環状のフランジ（凸部、鍔形状部）４３が一体的に形成されている。
第２摺動部２２は、プランジャ６、ステータコア１１の第１摺動部２１に対して同芯的（同軸的）に設けられている。この第２摺動部２２は、プランジャ６をその軸線方向に往復摺動可能に支持する第２摺動内周面３２を有している。具体的には、第２摺動部２２の第２摺動内周面３２にプランジャ６の摺動膜１７が直接摺動するようになっている。
なお、第２摺動部２２は、ヨーク１３からプランジャ６へ磁束を伝える磁気受け渡し部を構成している。

ヨーク１３は、ステータコア１１、１２に対して別体で構成されて、コイル７の周囲を周方向に取り囲むように設置されている。このヨーク１３の内部には、ヨーク１３以外のリニアソレノイド構成部品（シャフト５、プランジャ６、コイル７を巻装したボビン８、ステータコア１１、１２およびウェーブワッシャ１４等）を収容するソレノイド収納空間４４が形成されている。
ヨーク１３は、コイル７の外周を覆う円筒状の外壁部（側壁部）を有している。この外壁部の軸線方向の一端は、開放された開口端となっている。このヨーク１３の外壁部の開口端には、薄肉部４５が形成されている。
外壁部の軸線方向の他端には、外壁部の軸線方向の他端側の開口部を閉塞する底壁部が設けられている。この底壁部は、コイルアッセンブリ、特にコイル７の軸線方向の他端側を覆うように設けられている。この底壁部には、外部に向かって凹んだ（凸な）収容凹部４６が設けられている。この収容凹部４６には、プランジャ６の軸線方向の他端、ステータコア１２のフランジ４３が収容されている。

以上のように構成されたリニアソレノイドでは、ターミナルを介してコイル７が通電されると、ヨーク１３、ステータコア１２、プランジャ６、ステータコア１１、ヨーク１３の順にコイル７の周囲を周回するように磁束が流れる磁気回路（磁路）が形成される。これにより、ステータコア１１の磁気吸引部４１とプランジャ６との間に磁気吸引力が作用してプランジャ６が吸引される。
ここで、プランジャ６の先端面には、ステータコア１１の軸受け部２３の軸受け内周面３３を軸線方向に往復摺動可能なシャフト５が当接しているので、プランジャ６の吸引に伴ってシャフト５が軸線方向の一方側に押し出される。この結果、スプールバルブのスプール３がリニアソレノイドにより駆動される。

［実施例１の特徴］
本実施例のリニアソレノイドでは、プランジャ６との間にメインギャップＭＧを形成するステータコア１１が「ステータコアのメインギャップ部」を構成し、また、プランジャ６との間にサイドギャップＳＧを形成するステータコア１２が「ステータコアのサイドギャップ部」を構成している。
リニアソレノイドは、プランジャ６とステータコア１１との間の磁気力を増加するという目的で、メインギャップＭＧが比較的に小さく構成されて、第１摺動部２１の第１摺動内周面３１にプランジャ６が直接摺動するようになっている。

リニアソレノイドは、プランジャ６とステータコア１２との間の磁気力を増加するという目的で、サイドギャップＳＧが比較的に小さく構成されて、第２摺動部２２の第２摺動内周面３２にプランジャ６が直接摺動するようになっている。
リニアソレノイドは、ステータコア１１とステータコア１２とが内径側で分離しており、磁束（磁気）の漏洩（漏れ）を遮断する薄肉部や磁気遮断部を備える必要が無い。

ここで、プランジャ６とステータコア１１との摺動性を向上させるという目的で、プランジャ６の径小部２４の外周に円環（リング）状の摺動部材１５が圧入やかしめ加工等を用いて接合されている。なお、摺動部材１５は、耐油性、摺動性を有する低摩擦係数の非磁性体（例えば錫含有アルミニウム合金、燐青銅等）よりなる非磁性金属である。また、摺動性を有しない一般の金属に、窒化チタンや窒化クロム等の金属化合物のコーティング、タングステンカーバイトコーティング、ＤＬＣコーティングのような表面処理を施し、摺動性および耐摩耗性を付与しても良い。

また、プランジャ６とステータコア１２との摺動性を向上させるという目的で、プランジャ６の径大部２５の外周に所定の膜厚を有する摺動膜１７が薄膜形成されている。なお、摺動膜１６、１７は、耐摩耗性、摺動性を有する低摩擦係数の非磁性体（例えば二硫化モリブデン塗膜、フッ素樹脂膜、ＤＬＣ膜等）よりなる非磁性薄膜である。

ここで、ステータコア１１とヨーク１３との磁気接続部は、ステータコア１１のフランジ４２の外周面（密着面）とヨーク１３の薄肉部４５の内周面（密着面）との第１密着部分に設けられている。
また、ステータコア１２とヨーク１３との磁気接続部は、ステータコア１２のフランジ４３の密着面とヨーク１３の収容凹部４６の密着面との第２密着部分に設けられている。

また、ステータコア１２は、ヨーク１３の密着面に当接する部分であるフランジ４３の外周面に、プランジャ６、ステータコア１１、１２およびヨーク１３の中心軸線ＣＬと同軸を成す凸球面形状の球面凸部５１を備えている。この球面凸部５１は、リニアソレノイド構成部品（少なくともステータコア１１、ヨーク１３）の中心軸線ＣＬ上に位置する曲率中心点Ｏを中心とした曲率半径ｒ（ＳＲ値）を有する球面の一部で構成されている。
また、ヨーク１３は、ステータコア１２に当接する部分である収容凹部４６の内周面に、リニアソレノイド構成部品（少なくともステータコア１１、ヨーク１３）の中心軸線ＣＬと同軸を成し、ステータコア１２の球面凸部５１と密着可能な凹球面形状の球面凹部５２を備えている。この球面凹部５２は、球面凸部５１と同一の曲率中心点Ｏで、且つ球面凸部５１と略同一曲率半径ｒ（ＳＲ値）を有する球面の一部で構成されている。

コイル７が巻装されるボビン８の軸線方向の一端には、ウェーブワッシャ１４からバネ荷重を受ける円環状の荷重受け部６１が設けられている。また、ボビン８の軸線方向の他端には、ステータコア１２のフランジ４３側に向かって突出し、フランジ４３に当接可能な円環状の突起６２が一体的に形成されている。この突起６２は、ステータコア１２のフランジ４３へウェーブワッシャ１４のバネ荷重を付与する荷重付与部である。
また、ステータコア１２のフランジ４３には、突起６２側に向かって突出し、突起６２が当接可能な円環状の突起６３が一体的に設けられている。この突起６３は、ボビン８の突起６２からウェーブワッシャ１４のバネ荷重を受ける荷重受け部である。

また、リニアソレノイドは、ボビン８の軸線方向の一端面とステータコア１１のフランジ４２の他端面（対向面）との間にウェーブワッシャ１４を備えている。このウェーブワッシャ１４は、コイルアッセンブリ（コイル７、ボビン８等）を介して、ヨーク１３の球面凹部５２の凹球面（密着面）に対してステータコア１２の球面凸部５１の凸球面（密着面）を密着させる方向（図示右方向）に付勢する固定コア付勢手段である。
なお、本実施例のリニアソレノイドは、ボビン８の突起６２とステータコア１２のフランジ４３の突起６３とが当接可能な構造を採用しているので、ウェーブワッシャ１４が図示右方向にコイルアッセンブリ（特にコイル７を巻装したボビン８）を付勢すると、ステータコア１１も一緒に図示右方向に移動し、ステータコア１２の球面凸部５１の密着面がヨーク１３の球面凹部５２の密着面に密着（押圧接触）する。

ここで、スプールバルブとリニアソレノイドとを組み付ける組み付け方法としては、先ず円筒状のスリーブ１のスプール孔２内に少なくともスプール３を組み込む。
一方、有底円筒状のヨーク１３のソレノイド収納空間４４内に、ヨーク１３以外のリニアソレノイド構成部品（シャフト５、プランジャ６、コイル７を巻装したボビン８、ステータコア１１、１２およびウェーブワッシャ１４）を組み込む。
その後に、スリーブ１の開口端に設けられたフランジ１０の結合端面とステータコア１１のフランジ４２の結合端面とを密着させ、更に、フランジ１０、４２の外周をヨーク１３の開口端に設けられる薄肉部４５の内周に嵌合させた状態で、薄肉部４５をカシメることで、スプールバルブとリニアソレノイドとが強固に結合される。
このとき、ステータコア１１は、ヨーク１３内で固定される。また、コイル７を巻装したボビン８およびステータコア１２は、ウェーブワッシャ１４の付勢力でヨーク１３の底壁部の底面側に押し付けられており、ステータコア１２の球面凸部５１とヨーク１３の球面凹部５２とを設けたことによる自動調芯作用により、スリーブ１、コイル７を巻装したボビン８、ステータコア１１、１２およびヨーク１３が同軸上に配置される。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の電磁油圧制御弁のスプールバルブを駆動するリニアソレノイドにおいては、ステータコア１１とステータコア１２とが内径側で分離しており、磁束（磁気）の漏洩（漏れ）を遮断する薄肉部や磁気遮断部を備える必要が無い。これによって、ステータコア１１、１２間の磁束の漏れを低減する加工（例えばステータコア１１とステータコア１２との間に薄肉部等やレーザー加工機による微細孔加工等の磁気抵抗部を形成する加工）を必要としないので、廉価にリニアソレノイドを製造できる。

ここで、リニアソレノイドにおいては、ステータコア１１の第１摺動部２１の第１摺動内周面３１と直接摺動するプランジャ６の径小部２４の外周に、耐油性、摺動性（潤滑性）を有する非磁性体よりなる摺動部材１５を圧入やかしめ加工等により固定している。
また、ステータコア１２の第２摺動部２２の第２摺動内周面３２と直接摺動するプランジャ６の径大部２５の外周に、耐油性、摺動性（潤滑性）を有する非磁性体よりなる摺動膜１７を所定の膜厚で形成している。

これによって、ステータコア１１に対するプランジャ６の摺動性を向上できるので、プランジャ６の摺動抵抗が減少し、応答性が向上する。
また、プランジャ６の摺動性を損なうことなく、プランジャ６の径大部２５とステータコア１１の磁気吸引部４１との間のメインギャップＭＧを、例えば摺動クリアランス程度の狭小となるように詰めることができる。これにより、プランジャ６の径大部２５とステータコア１１の磁気吸引部４１との間の磁気抵抗を最小化することが可能となるので、リニアソレノイドの製品性能の向上、つまり磁気効率の向上を図ることができる。

また、ステータコア１２に対するプランジャ６の摺動性を向上できるので、プランジャ６の摺動抵抗が減少し、応答性が向上する。
また、プランジャ６の摺動性を損なうことなく、プランジャ６の径大部２５とステータコア１２の第２摺動部（磁気受け渡し部）２２との間のサイドギャップＳＧを、例えば摺動クリアランス程度の狭小となるように詰めることができる。これにより、プランジャ６の径大部２５とステータコア１２の第２摺動部２２との間の磁気抵抗を最小化することが可能となるので、リニアソレノイドの製品性能の向上、つまり磁気効率の向上を図ることができる。

また、リニアソレノイドにおいては、ステータコア１２のフランジ４３に凸球面形状の球面凸部５１を設け、また、ヨーク１３の収容凹部４６に凹球面形状の球面凹部５２を設け、ステータコア１２とヨーク１３との相対的な角度がずれた場合でも、ステータコア１２の球面凸部５１とヨーク１３の球面凹部５２との密着状態を維持できるように、コイル７とボビン８よりなるコイルアッセンブリを介して、ステータコア１２の球面凸部５１とヨーク１３の球面凹部５２とを密着させる方向（図示右方向）に付勢するウェーブワッシャ１４を設けている。

これによって、ステータコア１２の球面凸部５１とヨーク１３の球面凹部５２とが密着状態を保ったまま、ステータコア１２とヨーク１３との相対位置、例えばステータコア１２とヨーク１３との相対的な角度が変わり、ヨーク１３に対するステータコア１２の相対的な角度のズレを吸収できる。これにより、ステータコア１１に対して分離独立して構成されるステータコア１２の加工精度や組付嵌合による、ステータコア１１、１２およびヨーク１３の同軸のズレを吸収できるので、少なくともステータコア１２に対するプランジャ６の摺動性を確保（向上）することが可能となる。
この結果、廉価な構造で、且つ効率的に磁気力を発生でき、小型化や省電力、高吸引力化に有益なリニアソレノイドを得ることができる。

図２は本発明の実施例２を示したもので、リニアソレノイドを示した図である。
本実施例のリニアソレノイドにおいては、ステータコア１１の第１摺動部２１の内周面（第１摺動内周面３１の孔壁面）と直接摺動するプランジャ６の径小部２４の外周に、耐油性、摺動性（潤滑性）を有する非磁性体よりなる円環状の摺動部材１５をレーザー溶接等により固定している。
また、プランジャ６の径大部２５の外周面と直接摺動するステータコア１２の第２摺動部２１の内周に円筒状の凹部６４を設け、この凹部６４内に、耐油性、摺動性（潤滑性）を有する非磁性体よりなる円環状の摺動部材１８を圧入等により固定している。また、フッ素樹脂等の摺動材を直接コーティングしても良いし、メッキやコーティングした部材を圧入するものであっても良い。

また、リニアソレノイドにおいては、ステータコア１２の球面凸部５１とヨーク１３の球面凹部５２とを密着状態でレーザー溶接を用いて接合するレーザー溶接部（固定コア溶接手段）１９を設けている。
具体的には、リニアソレノイドを構成する各構成部品を組み付けた後に、重力やコイル７への電力供給に伴う磁気吸着力を利用して、ステータコア１２の球面凸部５１とヨーク１３の球面凹部５２とを密着させた状態で、且つステータコア１１、１２の各第１、第２摺動内周面３１、３２に対してプランジャ６が滑らかに摺動することを確認する。この状態で、ステータコア１２の球面凸部５１とヨーク１３の球面凹部５２との密着部分をレーザー溶接で接合させた構造を採用している。
以上のように、本実施例のリニアソレノイドにおいては、実施例１と同様な効果を達成することができる。

［変形例］
本実施例では、本発明のリニアソレノイドを、自動車の自動変速機の油圧制御を行う油圧制御装置に組み込まれるスプールバルブを駆動するリニアソレノイドに適用しているが、本発明のリニアソレノイドを、流体圧制御、流量制御、流路切替制御に用いるスプールバルブを駆動するリニアソレノイドに適用しても良い。
また、スプールバルブの代わりに、ボールバルブ等の他の形状のバルブを駆動するリニアソレノイドに本発明を適用しても良い。
また、シャフト５とプランジャ６とが一体構造の可動コアに本発明の構造を適用しても良い。また、シャフト５を磁性体で構成しても良い。

本実施例では、ステータコア１２の球面凸部５１とヨーク１３の球面凹部５２とを密着させる方向に付勢する固定コア付勢手段として、コイルアッセンブリ（コイル７、ボビン８等）を介して、ヨーク１３の球面凹部５２の凹球面（密着面）に対してステータコア１２の球面凸部５１の凸球面（密着面）を密着させる方向に付勢するウェーブワッシャ１４を採用しているが、固定コア付勢手段として、Ｏリング、板バネ、ウェーブワッシャ、コイル状のスプリング等の弾性体を採用しても良い。
本実施例では、ステータコア１２のフランジ（鍔形状部）４３の外周面に凸球面形状の球面凸部５１を設けているが、ステータコア１２の第２摺動部（円筒部）２２の円筒端部に凸球面形状の球面凸部５１を設けても良い。
本実施例では、ステータコア１１とヨーク１３とが別体の構造で、ヨーク１３の収容凹部４６の内周面に凹球面形状の球面凹部５２を設けた構造で説明しているが、ステータコア１１とヨーク１３とが一体の構造であっても良く、この場合、コイルアッセンブリがヨーク１３の後端側（ステータコア１２側）から組み付けられる形状となるが、ヨーク１３の外周の後端部に球面凹部５２を設けても良い。

１ スリーブ
２ スリーブのスプール孔
３ スプール（バルブ）
４ リターンスプリング
５ シャフト
６ プランジャ
７ コイル
８ ボビン
１０ スリーブのフランジ
１１ ステータコア（第１固定コア）
１２ ステータコア（第２固定コア）
１３ ヨーク
１４ ウェーブワッシャ（固定コア付勢手段）
１５ 摺動部材
１６ 摺動膜
１７ 摺動膜
１８ 摺動部材
１９ レーザー溶接部（固定コア溶接手段）
２１ 第１摺動部
２２ 第２摺動部
２３ 軸受け部
３１ 第１摺動内周面
３２ 第２摺動内周面
３３ 軸受け内周面
４１ ステータ（第１固定コア）の磁気吸引部
４２ ステータ（第１固定コア）のフランジ（結合部）
５１ ステータ（第２固定コア）の球面凸部
５２ ヨークの球面凹部

Claims (15)

1. （ａ）軸線方向に移動可能な可動コアと、
   （ｂ）電力の供給を受けると前記可動コアを引き寄せる磁力を発生するコイルと、
   （ｃ）前記可動コアの軸線方向の一端側の周囲を取り囲むように設置されて、前記コイルの内周側に磁路を形成する第１固定コアと、
   （ｄ）前記可動コアの軸線方向の他端側の周囲を取り囲むように設置されて、前記コイルの内周側に磁路を形成すると共に、前記第１固定コアに対して別体で構成された第２固定コアと、
   （ｅ）前記コイルの周囲を取り囲むように設置されて、前記コイルの外周側に磁路を形成すると共に、前記第２固定コアに対して別体で構成されたヨークと
   を備えたリニアソレノイドにおいて、
   前記第１固定コアは、前記ヨークに固定される結合部を有し、
   前記第２固定コアは、前記ヨークに当接する部分に設けられた球面凸部を有し、 前記ヨークは、前記第２固定コアに当接する部分に設けられ、前記球面凸部と密着可能な球面凹部を有し、
   前記球面凸部は、前記リニアソレノイドの中心軸線上に位置する中心点を中心とした曲率半径を有する球面の一部で構成されており、
   前記球面凹部は、前記球面凸部と同一の中心点で、且つ前記球面凸部と略同一曲率半径を有する球面の一部で構成されていることを特徴とするリニアソレノイド。
2. 請求項１に記載のリニアソレノイドにおいて、
   前記球面凸部は、前記第２固定コアの、前記可動コアを移動可能に保持する内周面の中心軸線と同軸を成す球面形状を有していることを特徴とするリニアソレノイド。
3. 請求項１または請求項２に記載のリニアソレノイドにおいて、
   前記球面凹部は、前記第１固定コアの、前記可動コアを移動可能に保持する内周面の中心軸線と同軸を成す球面形状を有していることを特徴とするリニアソレノイド。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、
   前記球面凸部と前記球面凹部とを密着させる方向に付勢する固定コア付勢手段を備えたことを特徴とするリニアソレノイド。
5. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、
   前記球面凸部と前記球面凹部とを密着状態で接着または溶接にて固定する固定手段を備えたことを特徴とするリニアソレノイド。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、
   前記可動コアと前記第１固定コアとの間に非磁性体よりなる摺動膜または部材を備えたことを特徴とするリニアソレノイド。
7. 請求項６に記載のリニアソレノイドにおいて、
   前記摺動膜または部材は、前記第１固定コアに設けられていることを特徴とするリニアソレノイド。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、
   前記可動コアと前記第２固定コアとの間に非磁性体よりなる摺動膜または部材を備えたことを特徴とするリニアソレノイド。
9. 請求項８に記載のリニアソレノイドにおいて、
   前記摺動膜または部材は、前記第２固定コアに設けられていることを特徴とするリニアソレノイド。
10. 請求項６ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、
    前記摺動膜または部材は、前記可動コアに設けられていることを特徴とするリニアソレノイド。
11. 請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、 前記第１固定コアは、前記コイルの発生磁力により前記可動コアを引き寄せる磁気吸引部を有していることを特徴とするリニアソレノイド。
12. 請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、 前記第１固定コアは、前記可動コアとの間に第１ギャップを形成していることを特徴とするリニアソレノイド。
13. 請求項１ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、 前記第１固定コアは、前記可動コアをその移動方向に往復摺動可能に支持する第１摺動内周面を有していることを特徴とするリニアソレノイド。
14. 請求項１ないし請求項１３のうちのいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、 前記第２固定コアは、前記可動コアとの間に第２ギャップを形成していることを特徴とするリニアソレノイド。
15. 請求項１ないし請求項１４のうちのいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、 前記第２固定コアは、前記可動コアをその軸線方向に往復摺動可能に支持する第２摺動内周面を有していることを特徴とするリニアソレノイド。

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