JP2015119050A - 電磁駆動装置および電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャを移動させる駆動力をより良好に確保しながら、電磁駆動装置や電磁弁の軸長の短縮化を図った電磁駆動装置を提供する。
【解決手段】電磁弁のソレノイド部１０では、固定コア１１、筒状のコイル１２、およびプランジャ１３が有底筒状のケース１５内に収容され、ケース１５は、コイル１２の軸方向における一方の端面１２ａと対向する内壁面１６ａを有すると共に内部に固定コア１１の一端が嵌合されるリングコア１６を有し、コイル１２の一方の端面１２ａは、外周側から内周側に向かうにつれてコイル１２の他方の端面に近づくように傾斜し、ケース１５のリングコア１６は、内壁面１６ａが外周側から内周側に向かうにつれてコイル１２の他方の端面に近づくと共に一方の端面１２ａに沿って傾斜するように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、コイルへの通電に伴って発生する磁束によりプランジャを軸方向に移動させる電磁駆動装置およびそれを備えた電磁弁に関する。

従来、この種の電磁弁として、可動コアおよび当該可動コアに固定されたシャフトを有する可動体（プランジャ）と、可動コアを往方向と複方向とに移動自在となるように収容する収容部および可動コアを往方向へ吸引する吸引部を有する固定コアと、固定コアの収容部の外周側に設けられると共に通電により磁束を発生するコイルと、可動体、固定コアおよびコイルを収容する有底筒状のヨーク（ケース）と、固定コアの収容部の外周側においてコイルよりも複方向側（ヨークの底部側）で当該コイルとヨークとの間に設けられるリングコアとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電磁弁では、コイルへの通電により発生した磁束がヨーク、リングコア、固定コアの収容部および可動コアを介して固定コアの吸引部へと受け渡され、それにより、可動体（プランジャ）が吸引部側に吸引される。

特開２０１３−３８２３３号公報

上記従来の電磁弁において、コイルの巻き数を減少させれば、その小型化を図ることができるものの、コイルの巻き数の減少は、コイルへの通電により発生する磁束の減少すなわち可動体（プランジャ）を吸引する吸引力（駆動力）の低下を招いてしまう。一方、ヨークやリングコア、固定コアのコイルよりも軸方向外側に位置する部分の軸長を短縮すれば、コイルの巻き数を減少させることなく電磁弁の小型化を図ることが可能である。しかしながら、この場合、リングコアと固定コアとの接触部の軸長が短くなってしまい、リングコアから固定コアへと磁束を良好に受け渡すことができず、結果的にプランジャを移動させるための吸引力（駆動力）を十分に確保できなくなるおそれがある。

そこで、本発明は、プランジャを移動させる駆動力をより良好に確保しながら、電磁駆動装置や電磁弁の軸長の短縮化を図ることを主目的とする。

本発明による電磁駆動装置は、
筒状の固定コアと、前記固定コアを包囲するように配置される筒状のコイルと、軸方向に移動自在となるように前記固定コアの内部に配置されるプランジャと、前記固定コア、前記コイルおよび前記プランジャを収容する有底筒状のケースとを有し、前記コイルへの通電に伴って発生する磁束により前記プランジャを前記軸方向に移動させる電磁駆動装置において、
前記ケースは、前記コイルの軸方向における一方の端面と対向する内壁面を有すると共に、内部に前記固定コアの一端が嵌合される環状部を有し、
前記コイルの前記一方の端面は、外周側から内周側に向かうにつれて該コイルの他方の端面に近づくように傾斜しており、
前記ケースの前記環状部は、前記内壁面が外周側から内周側に向かうにつれて前記コイルの前記他方の端面に近づくと共に前記一方の端面に沿って傾斜するように形成されていることを特徴とする。

このように、コイルの一方の端面を外周側から内周側に向かうにつれて他方の端面に近づくように傾斜させた場合、当該一方の端面側でコイルの内周側の巻き数を減少させると共にコイルの外周側の巻き数を増加させることにより、コイル全体の巻き数を減少させることなく軸方向と直交するように形成された端面を有するコイルと同様に維持することが可能となる。これにより、この電磁駆動装置では、プランジャを移動させるための駆動力を十分に確保することができる。また、コイルの一方の端面に沿って形成されるケースの環状部の内壁面を外周側から内周側に向かうにつれて当該コイルの他方の端面に近づくように傾斜させることにより、環状部の内周面と固定コアとの接触部、すなわち環状部から固定コアへと磁束が受け渡される磁束受け渡し部のコイル側の端部をより当該コイルの他方の端面側（ケースの軸方向における中央部側）に寄せることが可能となる。これにより、環状部全体を当該コイルの他方の端面側に寄せて、コイルの一方の端面側の磁束受け渡し部の軸長を確保しつつ、ケースの軸長を短くすることができる。従って、この電磁駆動装置では、プランジャを移動させる駆動力をより良好に確保しながら、軸長の短縮化を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る電磁駆動装置としてのソレノイド部を含む電磁弁を示す概略構成図である。 図１の電磁弁に含まれるソレノイド部の要部を示す拡大部分断面図である。 図１の電磁弁のソレノイド部における磁束の流れを示す説明図である。 比較例のソレノイド部における磁束の流れを示す説明図である。 他の実施形態に係るソレノイド部の要部を示す拡大部分断面図である。 更に他の実施形態に係るソレノイド部の要部を示す拡大部分断面図である。 他の実施形態に係るソレノイド部の要部を示す拡大部分断面図である。

次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電磁駆動装置としてのソレノイド部１０を含む電磁弁１を示す概略構成図である。同図に示す電磁弁１は、例えば、車両用の自動変速機に組み込まれたクラッチやブレーキの油圧制御に用いられるノーマルオープン型のリニアソレノイドバルブとして構成される。電磁弁１は、図１に示すように、ソレノイド部１０と、当該ソレノイド部１０により駆動されると共に油圧を調圧して出力するバルブ部２０とを備える。

ソレノイド部１０は、筒状の固定コア１１と、固定コア１１を包囲するように配置される筒状のコイル１２と、軸方向に移動自在となるように固定コアの内部に配置されるプランジャ１３と、プランジャ１３と連動して軸方向に移動するシャフト１４と、固定コア１１、コイル１２、プランジャ１３およびシャフト１４を収容する有底筒状のケース１５とを含む。固定コア１１、プランジャ１３およびケース１５は、鉄等の強磁性材料により構成されている。

固定コア１１は、中空状に形成される第１および第２筒状部１１１，１１２と、第２筒状部１１２の一端から径方向外側に延出されたフランジ部１１３とを有する。第１筒状部１１１は、フランジ部１１３とは反対側の他端で開口する第１中心孔１１１ｏを有する。また、第１筒状部１１１の軸方向の略中央部における外周面には、内周側に向けて窪む環状凹部１１１ａが周方向に沿って形成されている。第２筒状部１１２は、第１中心孔１１１ｏと連通すると共にフランジ部１１３側の一端で開口する第２中心孔１１２ｏを有する。第２中心孔１１２ｏは、第１中心孔１１１ｏよりも小さな内径を有するように形成されている。フランジ部１１３は、第２筒状部１１２から概ね全周に亘って延出されるが、図１に示すように、その一部が切り欠かれている。また、フランジ部１１３には、複数（本実施形態では、２つ）の貫通孔１１３ｏが形成されている。

コイル１２は、ボビン１２２および樹脂材１２３から構成される樹脂絶縁部１２１と、ボビン１２２に巻回される被膜導線（線材）１２４とを有する。樹脂絶縁部１２１を構成するボビン１２２は、軸方向の両端部に形成されたフランジ部１２２ｆを有する筒状部材であり、樹脂材１２３と同一の非磁性材料からなる。コイル１２は、被膜導線１２４が巻回されたボビン１２２を固定コア１１の第１および第２筒状部１１１，１１２の外周に嵌合した上で、樹脂材１２３をボビン１２２、被膜導線１２４および固定コア１１の周囲にモールドすることにより、固定コア１１に一体化（固定）される。この際、固定コア１１のフランジ部１１３に形成された複数の貫通孔１１３ｏに樹脂材１２３が流れ込んで固化することで、固定コア１１がコイル１２に対して強固に抜け止めされる。また、樹脂絶縁部１２１は、被膜導線１２４の端部、すなわちコイル１２をケース１５外の電気機器に接続するためのコネクタ部１２１ａを有する。当該コネクタ部１２１ａは、固定コア１１のフランジ部１１３やケース１５に形成された切欠部を介してケース１５外に延出される。

プランジャ１３は、固定コア１１の第１筒状部１１１に形成された第１中心孔１１１ｏ内に配置され、当該第１筒状部１１１の内周面により軸方向に移動自在に支持される。また、シャフト１４は、プランジャ１３のバルブ部２０側の端部に当接するように固定コア１１の第２筒状部１１２に形成された第２中心孔１１２ｏ内に挿通され、当該第２筒状部１１２より軸方向に移動自在に支持される。

ケース１５は、固定コア１１のフランジ部１１３が内部に嵌合される筒状部１５１と、当該筒状部１５１から径方向に延びる底部１５２と、底部１５２とコイル１２（樹脂絶縁部１２１）の一方の端面（図１における右側の端面）１２ａとの間に配置されると共に筒状部１５１内に嵌合される別体のリングコア（環状部材）１６とを含む。筒状部１５１には、コイル１２の樹脂絶縁部１２１に形成されたコネクタ部１２１ａをケース１５外に延出させるための上記切欠部が形成されている。また、リングコア１６内には、固定コア１１の第１筒状部１１１が嵌合される。これにより、ケース１５とリングコア１６との間のわずかなガタを利用して第１筒状部１１１を容易にリングコア１６に嵌合させることができるため、固定コア１１，ケース１５およびリングコア１６のそれぞれに要求される加工精度を低下させることができる。

上述のように構成されるソレノイド部１０では、コネクタ部１２１ａを介してコイル１２の被膜導線１２４に通電すれば、ケース１５の筒状部１５１，底部１５２，リングコア１６，固定コア１１の第１筒状部１１１（環状凹部１１１ａよりも軸方向の底部１５２側），プランジャ１３，固定コア１１の第１筒状部１１１（環状凹部１１１ａよりも軸方向のフランジ部１１３側）および第２筒状部１１２，フランジ部１１３の順にコイル１２の周りを周回するように磁束が流れる磁気回路が形成される。これにより、固定コア１１とプランジャ１３との間に吸引力が作用してプランジャ１３がケース１５の底部１５２とは反対側（固定コア１１のフランジ部１１３側）へと軸方向に沿って吸引（駆動）され、それに伴いシャフト１４もプランジャ１３と連動して同方向へと移動する。

バルブ部２０は、図示しないバルブボディに組み込まれる中空円筒状のスリーブ２１と、スリーブ２１の内部に軸方向に移動自在に配置されるスプール２２と、スリーブ２１のソレノイド部１０とは反対側の端部に固定されたエンドプレート２３と、スプール２２とエンドプレート２３との間に配置されて当該スプール２２をソレノイド部１０側に付勢するスプリング２４とを含む。

スリーブ２１は、作動油を入力する入力ポート２１１と、入力ポート２１１と近接して形成されると共に作動油を出力する出力ポート２１２と、出力ポート２１２と近接して形成されると共にスリーブ２１から作動油をドレンするドレンポート２１３と、入力ポート２１１から入力された作動油の一部をスリーブ２１の外周面に形成された油路を介して入力するフィードバックポート２１４と、スリーブ２１とスプール２２との間から漏出した作動油を当該スリーブ２１の外部へと排出する排出ポート２１５，２１６とを有する。

スプール２２は、図１に示すように、スリーブ２１に形成されたフィードバックポート２１４を開閉可能なランド２２１と、スリーブ２１に形成された入力ポート２１１を開閉可能なランド２２２と、スリーブ２１に形成されたドレンポート２１３を開閉可能なランド２２３と、ランド２２１とランド２２２とを連結する第１縮径部２２４と、ランド２２２とランド２２３とを連結する第２縮径部２２５と有する。スプール２２は、ソレノイド部１０側の端部がシャフト１４の先端に当接するようにスリーブ２１内に配置される。

本実施形態において、ランド２２３は、有底筒状に形成されており、ランド２２３の内底面は、スプリング２４の一端と当接する。第１縮径部２２４は、ランド２２１およびランド２２２よりも小さな外径を有するように形成されており、それにより、第１縮径部２２４は、スプール２２にフィーバック力を作用させるフィードバック室をスリーブ２１と共に画成する。第２縮径部２２５は、ランド２２２，２２３から中央部に向かうほど外径が小さくなるように形成されている。これにより、第２縮径部２２５は、入力ポート２１１および出力ポート２１２、出力ポート２１２およびドレンポート２１３をそれぞれ連通させる連通室をスリーブ２１と共に画成する。

エンドプレート２３は、スリーブ２１の端部に形成されたネジ部に螺合される。これにより、エンドプレート２３の軸方向における固定位置を調整することで、スプリング２４によるスプール２２への付勢力を調整することができる。そして、バルブ部２０は、スリーブ２１をソレノイド部１０の固定コア１１の端面に当接させると共に、スプール２２をシャフト１４の先端に当接させた状態で、ケース１５の筒状部１５１の端部を外周側からカシメることにより、ソレノイド部１０に固定される。

上述のように構成されるソレノイド部１０およびバルブ部２０を備えた電磁弁１では、ソレノイド部１０のコイル１２への通電が行われない際、スプリング２４の付勢力によってスプール２２がソレノイド部１０側へと付勢され、フィードバックポート２１４および入力ポート２１１が開かれると共にランド２２３によりドレンポート２１３が閉鎖される（図１参照）。これにより、コイル１２の非通電時には、入力ポート２１１と出力ポート２１２が連通室を介して連通されると共に、ドレンポート２１３と連通室との連通が遮断され、入力ポート２１１に供給された作動油が出力ポート２１２から出力される。

一方、ソレノイド部１０のコイル１２への通電が行われると、プランジャ１３およびシャフト１４が軸方向に沿ってバルブ部２０側へと吸引（駆動）され、スプール２２がプランジャ１３およびシャフト１４により押圧される。そして、スプール２２は、プランジャ１３への吸引力（駆動力）の増加に伴ってスプリング２４の付勢力に抗してソレノイド部１０とは反対側へと移動する。これにより、ソレノイド部１０の吸引力（駆動力）が所定値に達すると、ランド２２１およびランド２２２によりフィードバックポート２１４および入力ポート２１１がそれぞれ閉鎖されると共にドレンポート２１３が開かれる。この結果、入力ポート２１１と出力ポート２１２との連通が遮断されると共に、ドレンポート２１３と連通室とが連通され、連通室内の作動油が当該ドレンポート２１３を介してスリーブ２１の外部へとドレンされる。

続いて、図２を参照しながら、本実施形態の電磁弁１のソレノイド部１０の構成について詳細に説明する。同図は、ソレノイド部１０に含まれるコイル１２のバルブ部２０とは反対側の端面１２ａやリングコア１６近傍の構成を示す拡大部分断面図である。

図示するように、コイル１２すなわち樹脂絶縁部１２１の一方の端面１２ａは、外周側から内周側に向かうにつれて当該コイル１２の他方の端面１２ｂ（図１参照）に近づくように傾斜する。すなわち、本実施形態において、コイル１２を構成するボビン１２２の一方の端部（ケース１５の底部１５２側の端部）に形成されるフランジ部１２２ｆは、軸方向に対して６０°の傾斜角αで傾斜する。更に、ボビン１２２の一方の端部側において、被膜導線１２４は、当該フランジ部１２２ｆに沿って内周側から外周側に向かうにつれて巻き数が増加するように整列巻きされる。具体的には、被膜導線１２４は、図２に示すように、端面１２ａ側において、軸方向の最も外側（図中右側）に位置する部分が内周側から外周側かつ軸方向における外側（図中左側から右側）に向かうにつれて一巻きずつ増えていくようにフランジ部１２２ｆの内表面（図中上面）に沿って巻回される。そして、樹脂絶縁部１２１を構成する樹脂材１２３は、フランジ部１２２ｆの外表面と平行な端面を有するようにモールドされる。これにより、一方の端面１２ａが軸方向に対して６０°の傾斜角αを有するようにコイル１２を容易に形成することができる。

このように、コイル１２の一方の端面２ａを外周側から内周側に向かうにつれて他方の端面１２ｂに近づくように傾斜させた場合、当該一方の端面１２ａ側でコイル１２の内周側の巻き数を減少させると共にコイル１２の外周側の巻き数を増加させることにより、コイル１２全体の巻き数を減少させることなく軸方向と直交するように形成された端面１２Ｂａを有するコイル１２Ｂ（図２における粗い破線参照）と同様に維持することが可能となる。これにより、電磁弁１のソレノイド部１０では、プランジャ１３を移動させるための吸引力（駆動力）を十分に確保することができる。

なお、コイル１２の端面１２ａの傾斜角αは、上述の６０°に限られるものではなく、被膜導線１２４をボビン１２２に整列巻きすることができる範囲内において変更されてもよい。例えば、軸方向の最も外側（図２における右側）に位置する部分が内周側から外周側かつ軸方向における外側（図２における左側から右側）に向かうにつれて二巻きずつ増えていくように被膜導線１２４をフランジ部１２２ｆの内表面に沿って巻回すれば、３０°の傾斜角αを有するように端面１２ａを形成することができる。このように、コイル１２の軸方向および径方向における被膜導線１２４の巻き数の増加度合を調整することにより、コイル１２の一方の端面１２ａの傾斜角αを容易かつ適正に設定することが可能となる。

また、電磁弁１において、ケース１５の底部１５２とコイル１２との間に配置されるリングコア１６は、当該コイル１２の一方の端面１２ａと対向する内壁面１６ａを有する。内壁面１６ａは、コイル１２の端面１２ａと同様に、外周側から内周側に向かうにつれて当該コイル１２の他方の端面１２ｂに近づくように、すなわちコイル１２の端面１２ａに沿って軸方向に対して６０°の傾斜角αで傾斜するように形成されている。更に、リングコア１６は、内周側から外周側に向かうにつれて軸長が短くなるように形成され、内壁面１６ａとは反対側に位置するリングコア１６の端面は、軸方向と直交するように形成されている。

このように、コイル１２の一方の端面１２ａと、当該一方の端面１２ａに沿って形成されるケース１５のリングコア１６の内壁面１６ａとを外周側から内周側に向かうにつれて当該コイル１２の他方の端面１２ａに近づくように傾斜させることにより、リングコア１６の内周面と固定コア１１の第１筒状部１１１との接触部、すなわちリングコア１６から固定コア１１へと磁束が受け渡される磁束受け渡し部Ａのコイル１２側の先端部Ａ１を当該コイル１２の他方の端面１２ｂにより近接させる（ケース１５の軸方向における中央部側に寄せる）ことが可能となる。この結果、リングコア１６の全体を軸方向内側に寄せて、その分だけケース１５の軸長を短くしたとしても（図２における実線矢印参照）、磁束受け渡し部Ａの軸長Ｌを十分に確保（図２において粗い破線で示すソレノイド部１０Ｂの磁束受け渡し部と同一の長さに）することができる。

ここで、図３および図４に、本発明者らによるソレノイド部が形成する磁気回路内の磁束の流れについての数値解析結果を示す。図３は、本実施形態のソレノイド部１０を流れる磁束の解析結果の一例を示す説明図であり、図４は、コイル１２Ｂの一方の端面１２Ｂａおよびリングコア１６Ｂの内壁面１６Ｂａが傾斜しないように、すなわち軸方向に対して直交するように形成された比較例としてソレノイド部１０Ｂを流れる磁束の解析結果の一例を示す説明図である。なお、図３および図４に示すソレノイド部１０，１０Ｂのコイル１２，１２Ｂの巻き数は、全体として同一であり、図３および図４において、磁束線が密になるほど磁束密度が高いことを示す。

図３に示す本実施形態のソレノイド部１０に比して、比較例のソレノイド部１０Ｂでは、図４に示すように、リングコア１６Ｂのコイル１２側の外周部で磁束線が疎となっている。これは、ケース１５の筒状部１５１とリングコア１６Ｂとの間にわずかなクリアランスが存在することで、当該筒状部１５１からリングコア１６Ｂの外周部へと磁束が流れ難くなっていることに起因すると考えられる。そして、磁束線が疎となっているリングコア１６Ｂの外周部は、磁束密度が小さくなることから、プランジャ１３を移動させる吸引力（駆動力）の発生にさほど寄与しない。一方、ソレノイド部１０Ｂのケース１５の底部１５２や、リングコア１６Ｂの上記外周部以外の部分、リングコア１６Ｂと固定コア１１との間の磁束受け渡し部Ａでは、図４に示すように、磁束線が比較的に密となっており、これらの部分は、プランジャ１３を移動させる吸引力（駆動力）の発生により大きく寄与する。

従って、ケース１５の底部１５２や、リングコア１６の上記外周部以外の部分、すなわちリングコア１６の底部１５２側の外周部、リングコア１６と固定コア１１との間の磁束受け渡し部Ａの軸長が確保されれば、ソレノイド部１０の全体における磁束の流れが妨げられることはない。これを踏まえて、本実施形態のソレノイド部１０では、上述のように、コイル１２の一方の端面１２ａとリングコア１６の内壁面１６ａとが外周側から内周側に向かうにつれて他方の端面１２ｂ側に近づくように傾斜させられ、リングコア１６は、内周側から外周側に向かうにつれて軸長が短くなるように形成される。これにより、リングコア１６の全体を当該コイル１２の他方の端面１２ｂ側に寄せて、コイル１２の一方の端面１２ａ側の磁束受け渡し部Ａの軸長を十分に、すなわち上述のコイル１２Ｂを含むソレノイド部１０Ｂ（図２における粗い破線参照）と同程度に確保しつつ、ケース１５の軸長を短くすることができる。従って、本実施形態のソレノイド部１０では、磁気回路全体を流れる磁束の密度が低下しないようにしてプランジャ１３を移動させる吸引力（駆動力）をより良好に確保しながら、軸長の短縮化を図ることが可能となる。

図５は、他の実施形態に係るソレノイド部１０Ｃの要部を示す拡大断面図である。図示するように、ソレノイド部１０Ｃのケース１５Ｃは、上記ソレノイド部１０のケース１５にリングコア１６を一体成形したものに相当し、コイル１２の一方の端面１２ａと対向する内壁面１５３ａを含む環状部１５３を含む。環状部１５３の内壁面１５２ａは、コイル１２の一方の端面１２ａと同様に、外周側から内周側に向かうにつれて当該コイル１２の他方の端面１２ｂに近づくように、すなわちコイル１２の端面１２ａに沿って傾斜するように形成されている。このように、ケース１５に環状部１５３を一体成形しても、プランジャ１３を移動させる駆動力をより良好に確保しながらソレノイド部１０Ｃの軸長の短縮化を図ることが可能となり、ソレノイド部１０Ｃの部品点数を削減すると共に組み立て工程を減らして、ソレノイド部１０Ｃの製造コストを低減化することができる。

図６は、更に他の実施形態に係るソレノイド部１０Ｄの要部を示す拡大断面図である。図示するように、ソレノイド部１０Ｄでは、コイル１２の端面１２ａが径方向の略中央部において軸方向に平行に延びる水平部１２ｈを含むと共に、リングコア１６の内壁面１６ａがコイル１２の水平部１２ｈと対向するように軸方向に平行に延びる水平部１６ｈを含む。このように、コイル１２の端面１２ａおよびリングコア１６の内壁面１６ａに水平部１２ｈ、１６ｈを形成することで、磁束受け渡し部Ａの先端部Ａ１をコイル１２の他方の端面１２ｂにより近接させることができるので、ソレノイド部１０Ｄの更なる軸長の短縮化を図ることが可能となる。なお、ソレノイド部１０Ｄのコイル１２は、被膜導線をボビンに整列巻きすることにより構成されてもよく、被膜導線をボビンに乱巻きすることにより構成されてもよい。

図７は、他の実施形態に係るソレノイド部１０Ｅの要部を示す拡大断面図である。ソレノイド部１０Ｅにおいて、コイル１２は、被膜導線１２４をボビン１２２に乱巻きすることにより構成される。これにより、コイル１２の一方の端面１２ａおよび当該一方の端面１２ａに沿って形成されるリングコア１６の内壁面１６ａを曲線形状等の複雑な形状とすることができるため、これにより、コイル１２の一方の端面１２ａおよび当該一方の端面１２ａに沿って形成されるリングコア１６の内壁面１６ａを例えば図７に示すような比較的複雑な曲面といった任意の形状にすることができるので、コイル１２の巻き数やリングコア１６（環状部）と固定コア１１との接触部すなわち磁束受け渡し部Ａの軸長等をより適正に調整して、リングコア１６（環状部）や固定コア１１を流れる磁束をより良好に確保することが可能となる。

なお、上述のソレノイド部１０、１０Ｃ〜１０Ｅでは、コイル１２の一方の端面１２ａを外周側から内周側に向かうにつれて他方の端面１２ｂに近づくように傾斜させているが、他方の端面１２ｂも同様に、外周側から内周側に向かうにつれて一方の端面１２ａに近づくように傾斜させてもよい。この場合、固定コア１１のフランジ部１１３が有する他方の端面１２ｂ側の内壁面を外周側から内周側に向かうにつれて一方の端面１２ａに近づくように傾斜して形成すれば、フランジ部１１３の内壁面の内周部を軸方向内側（一方の端面１２ａ側）に寄せることができる。この結果、フランジ部１１３全体を軸方向内側に寄せても、周長が短く断面積が小さいことで磁束が流れにくいフランジ部１１３の内周部の軸長を確保することができるため、磁束の流れを妨げることなく、固定コア１１の軸長を短くすることが可能となる。これにより、プランジャ１３を移動させる駆動力を確保しつつ、ソレノイド部１０の軸長をより一層短縮することができる。

以上説明したように、本発明による電磁駆動装置は、筒状の固定コアと、前記固定コアを包囲するように配置される筒状のコイルと、軸方向に移動自在となるように前記固定コアの内部に配置されるプランジャと、前記固定コア、前記コイルおよび前記プランジャを収容する有底筒状のケースとを有し、前記コイルへの通電に伴って発生する磁束により前記プランジャを前記軸方向に移動させる電磁駆動装置において、前記ケースは、前記コイルの軸方向における一方の端面と対向する内壁面を有すると共に、内部に前記固定コアの一端が嵌合される環状部を有し、前記コイルの前記一方の端面は、外周側から内周側に向かうにつれて該コイルの他方の端面に近づくように傾斜しており、前記ケースの前記環状部は、前記内壁面が外周側から内周側に向かうにつれて前記コイルの前記他方の端面に近づくと共に前記一方の端面に沿って傾斜するように形成されていることを特徴とする。

本発明による電磁駆動装置では、筒状の固定コア、固定コアを包囲するように配置される筒状のコイル、および軸方向に移動自在となるように固定コアの内部に配置されるプランジャが有底筒状のケースに収容される。当該ケースは、コイルの軸方向における一方の端面と対向する内壁面を有すると共に、内部に固定コアの一端が嵌合される環状部を有する。そして、コイルの一方の端面は、外周側から内周側に向かうにつれてコイルの他方の端面に近づくように傾斜している。更に、ケースの環状部は、内壁面が外周側から内周側に向かうにつれてコイルの他方の端面に近づくと共に一方の端面に沿って傾斜するように形成されている。

このように、コイルの一方の端面を外周側から内周側に向かうにつれて他方の端面に近づくように傾斜させた場合、当該一方の端面側でコイルの内周側の巻き数を減少させると共にコイルの外周側の巻き数を増加させることにより、コイル全体の巻き数を減少させることなく軸方向と直交するように形成された端面を有するコイルと同様に維持することが可能となる。これにより、この電磁駆動装置では、プランジャを移動させるための駆動力を十分に確保することができる。また、コイルの一方の端面に沿って形成されるケースの環状部の内壁面を外周側から内周側に向かうにつれて当該コイルの他方の端面に近づくように傾斜させることにより、環状部の内周面と固定コアとの接触部、すなわち環状部から固定コアへと磁束が受け渡される磁束受け渡し部のコイル側の端部をより当該コイルの他方の端面側（ケース内の軸方向における中央部側）に寄せることが可能となる。これにより、環状部全体を当該コイルの他方の端面側に寄せて、コイルの一方の端面側の磁束受け渡し部の軸長を確保しつつ、ケースの軸長を短くすることができる。従って、この電磁駆動装置では、プランジャを移動させる駆動力をより良好に確保しながら、軸長の短縮化を図ることが可能となる。

また、前記環状部は、前記ケースと別体に形成されると共に、前記内壁面が前記コイルの前記一方の端面と対向するように前記ケース内に嵌合される環状部材であってもよい。これにより、ケースと環状部材との間のわずかなガタを利用して固定コアを環状部材の内部に容易に嵌合することができるため、ケース、環状部材および固定コアのそれぞれに要求される加工精度を低下させることが可能となる。

更に、前記環状部は、前記ケースに一体成形されてもよい。これにより、電磁駆動装置の部品点数を削減すると共に組み立て工程を減らして、電磁駆動装置の製造コストを低減化することが可能となる。

また、前記コイルは、内周側から外周側に向かうにつれて巻き数が増加するように線材を整列巻きすることにより構成されてもよい。これにより、コイルの軸方向および径方向における線材の巻き数の増加度合を調整することにより、コイルの一方の端面の傾斜角を容易かつ適正に設定することが可能となる。

また、前記コイルは、線材を乱巻きすることにより構成されてもよい。これにより、コイルの一方の端面および当該一方の端面に沿って形成される環状部の内壁面を任意の形状にすることができるので、コイルの巻き数や環状部と固定コアとの接触部すなわち磁束受け渡し部の軸長等をより適正に調整して、環状部や固定コアを流れる磁束をより良好に確保することが可能となる。

更に、本発明による電磁弁は、上記電磁駆動装置と、前記プランジャと連動して軸方向に移動するスプールとを備えること特徴とする。上述のように、本発明による電磁駆動装置は、プランジャを移動させる駆動力をより良好に確保しながら、軸長を短縮化することができるものである。従って、上記電磁駆動装置を備えた電磁弁においても、プランジャを移動させる駆動力をより良好に確保しながら、軸長を短縮化することが可能となる。

そして、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本発明は、電磁駆動装置や電磁弁の製造産業等において利用可能である。

１ 電磁弁、１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ ソレノイド部、１１ 固定コア、１１１ 第１筒状部、１１１ａ 環状凹部、１１１ｏ 第１中心孔、１１２ 第２筒状部、１１２ｏ 第２中心孔、１１３ フランジ部、１１３ｏ 貫通孔、１２ コイル、１２ａ，１２ｂ 端面、１２ｈ 水平部、１２１ 樹脂絶縁部、１２１ａ コネクタ部、１２２ ボビン、１２２ｆ フランジ部、１２３ 樹脂材、１２４ 被膜導線、１３ プランジャ、１４ シャフト、１５，１５Ｃ ケース、１５１ 筒状部、１５２ 底部、１５３ 環状部、１５３ａ 内壁面、１６ リングコア、１６ａ 内壁面、１６ｈ 水平部、２０ バルブ部、２１ スリーブ、２１１ 入力ポート、２１２ 出力ポート、２１３ ドレンポート、２１４ フィードバックポート、２１５，２１６ 排出ポート、２２ スプール、２２１，２２２，２２３ ランド、２２４ 第１縮径部、２２５ 第２縮径部、２３ エンドプレート、２４ スプリング。

Claims (6)

1. 筒状の固定コアと、前記固定コアを包囲するように配置される筒状のコイルと、軸方向に移動自在となるように前記固定コアの内部に配置されるプランジャと、前記固定コア、前記コイルおよび前記プランジャを収容する有底筒状のケースとを有し、前記コイルへの通電に伴って発生する磁束により前記プランジャを前記軸方向に移動させる電磁駆動装置において、
   前記ケースは、前記コイルの軸方向における一方の端面と対向する内壁面を有すると共に、内部に前記固定コアの一端が嵌合される環状部を有し、
   前記コイルの前記一方の端面は、外周側から内周側に向かうにつれて該コイルの他方の端面に近づくように傾斜しており、
   前記ケースの前記環状部は、前記内壁面が外周側から内周側に向かうにつれて前記コイルの前記他方の端面に近づくと共に前記一方の端面に沿って傾斜するように形成されていることを特徴とする電磁駆動装置。
2. 前記環状部は、前記ケースと別体に形成されると共に、前記内壁面が前記コイルの前記一方の端面と対向するように前記ケース内に嵌合される環状部材であることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
3. 前記環状部は、前記ケースに一体成形されることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
4. 前記コイルは、内周側から外周側に向かうにつれて巻き数が増加するように線材を整列巻きすることにより構成されることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電磁駆動装置。
5. 前記コイルは、線材を乱巻きすることにより構成されることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電磁駆動装置。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載の電磁駆動装置と、前記プランジャと連動して軸方向に移動するスプールとを備えること特徴とする電磁弁。

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