JP3772443B2

JP3772443B2 - Linear solenoid and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3772443B2
Application number: JP06206897A
Authority: JP
Inventors: 修昭三木; 威倍加納; 晴樹山本
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JPH10246352A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気回路の一部を構成する中空筒状体のコアと、該コアの外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ形成された電気絶縁材料層と、該電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接巻き線が巻き付けられたコイルと、前記コアの内部に摺動自在に配設されたシャフトとから成り、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにして、シャフトの支持を可能にするリニアソレノイドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリニアソレノイドは、図７に示されるように電磁石部Ｍにおけるコイル組み立て体が、調圧弁部Ｓに電磁吸引力を伝達するシャフトＳＴを摺動自在に支持するブッシュまたはベアリングＢが内周壁に配設された中空筒状体のコアＦと、該コアＦの外周壁に一端のフランジ部ＦＦにコネクタＣＴが配設された円筒状ボビンＶと、該ボビンＶの外周壁にコイル巻き線を巻き付けることにより形成されたコイルＣとから構成されるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のリニアソレノイドは、前記コアＦと前記コイル巻き線Ｃとの絶縁を確保するため、前記コアＦの外周壁に前記円筒状ボビンＶが配設されているが、前記コイル巻き線を前記ボビンＶに巻き付ける際のコイル巻き線張力が比較的大きいため、前記ボビンＶの筒状部の変形が生じないようにするために、数ｍｍ程度の肉厚が必要となり、前記電磁石部自体の半径方向の寸法が大きくなるという問題があった。
【０００４】
前記ボビンＶの側壁の肉厚を薄くするために、前記ボビンＶの内側壁内に前記コアＦを挿入して、その後前記ボビンＶの外側壁に前記コイル巻き線を巻くことも考えられるが、組み立て工数が増大し、前記電磁石部自体が複雑になるという問題があった。
【０００５】
また、前記調圧弁部に電磁吸引力を伝達するシャフトＳＴを摺動自在に支持するために、前記ブッシュまたはベアリングＢ、スプリング等の支持部材が前記コアＦの内周壁に別途設けるものであるので、部品点数が増えるばかりか、特にブッシュおよびベアリングＢは、単品のためその製造上肉厚を薄くすることに限界があり、そのため前記電磁石部自体の半径方向の寸法が大きくなるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明者らは、内部にシャフトが摺動自在に配設された磁気回路の一部を構成する中空筒状体のコアの外周壁に電気絶縁材料をコーティングして電気絶縁材料層が形成され、該電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接コイル巻き線を巻き付けるという本発明の第１の技術的思想に着眼するとともに、前記コアの内周壁に潤滑材料をコーティングして潤滑材料層を形成するという本発明の第２の技術的思想に着眼し、さらに研究開発を重ねた結果、ボビンや軸受、支持部材を不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという目的を達成する本発明に到達した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載された第１発明）のリニアソレノイドは、
磁気回路の一部を構成する中空筒状体のコアと、
該コアの外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ形成された電気絶縁材料層と、
該電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接巻き線が巻き付けられたコイルと、
前記コアの内部に摺動自在に配設されたシャフトと
から成り、
前記コアの内周壁に潤滑材料がコーティングされ潤滑材料層が形成されている
ものである。
【０００９】
本発明（請求項２に記載された第２発明）のリニアソレノイドは、
前記第１発明において、
前記コアの外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層と、前記コアの内周壁にコーティングされた潤滑材料層とが、ともに同じ材質の樹脂材料によって構成されている
ものである。
【００１０】
本発明（請求項３に記載された第３発明）のリニアソレノイドは、
前記第２発明において、
前記コアの外周壁の軸方向の中央を含む部分に前記コイルの巻き線が直接巻き付けられる凹部が形成されている
ものである。
【００１１】
本発明（請求項４に記載された第４発明）のリニアソレノイドは、
前記第３発明において、
前記コアの内周壁の軸方向の両端部分を半径方向内方に突出させ、前記シャフトを軸支する軸受部が形成されている
ものである。
【００１２】
本発明（請求項５に記載された第５発明）のリニアソレノイドは、
前記第２発明において、
前記コアの外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層と、前記コアの内周壁にコーティングされた潤滑材料層とが、ともにテフロンによって構成されているものである。
【００１３】
本発明（請求項６に記載された第６発明）のリニアソレノイドは、
前記第２発明において、
前記コイルが、電気絶縁材料によって被覆されている
ものである。
【００１７】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第１発明のリニアソレノイドは、前記磁気回路の一部を構成する中空筒状体の前記コアの外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ、前記電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接コイル巻き線が巻き付けられるので、ボビンを不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするとともに、前記コアの内周壁に潤滑材料がコーティングされ潤滑材料層が形成されているので、前記シャフトが前記コアの内周壁に摺動自在に配設されるため、軸受、支持部材を不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという効果を奏する。
【００１９】
上記構成より成る第２発明のリニアソレノイドは、前記第１発明において、前記コアの外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層と、前記コアの内周壁にコーティングされた潤滑材料層とが、ともに同じ材質の樹脂材料によって構成されているので、コーティグ用の樹脂材料の種類を減らすことが出来、保守を容易にして、コストを下げるという効果を奏する。
【００２０】
上記構成より成る第３発明のリニアソレノイドは、前記第２発明において、前記コアの外周壁の軸方向の中央を含む部分に形成された前記凹部に前記コイルの巻き線が直接巻き付けられるので、前記コイル巻き線の巻き付けを容易にするとともに、巻き付けられた前記コイル巻き線の位置を安定させるという効果を奏する。
【００２１】
上記構成より成る第４発明のリニアソレノイドは、前記第３発明において、前記コアの内周壁の軸方向の両端部分を半径方向内方に突出させて形成されている前記軸受部が、前記シャフトを軸支するので、前記シャフトの偏芯を阻止するとともに、接触面積を減少させて摺動抵抗を抑制するため、前記シャフトの摺動およびリニアソレノイドの動作を円滑かつ確実にするという効果を奏する。
【００２２】
上記構成より成る第５発明のリニアソレノイドは、前記第２発明において、前記コアの外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層と、前記コアの内周壁にコーティングされた潤滑材料層とが、ともにテフロンによって構成されているので、コーティグ用の樹脂材料をテフロンのみにすることが出来るため、保守を容易にして、コストを下げるという効果を奏する。
【００２３】
上記構成より成る第６発明のリニアソレノイドは、前記第２発明において、前記コイルが、電気絶縁材料によって被覆されているので、前記コイルと外部との絶縁を達成するとともに、コイルの巻き崩れを防止することが出来るという効果を奏する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下図面に基づいて説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
本第１実施形態のリニアソレノイドは、図１ないし図３に示されるように調圧弁部１と推力発生部２とから成り、該推力発生部２における磁気回路の一部を構成する中空筒状体のコア２１と、該コア２１の外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ形成された電気絶縁材料層２４１と、該電気絶縁材料層が形成された前記コア２１の外周壁に直接巻き線が巻き付けられたコイル２２と、前記コア２１の内周壁に潤滑材料がコーティングされ形成された潤滑材料層２４２と、該潤滑材料層が形成された前記コア２１の内部に摺動自在に配設され前記調圧弁部１のスプール１１に連結されたシャフト２３とから成るものである。
【００２９】
前記調圧弁部１を構成するスプール弁は、図１に示されるように供給圧を供給する供給ポート１０１と調整された出力圧を供給する出力ポート１０２と圧油を排出する排出ポート１０３と出力圧をフィードバックさせるフィードバックポート１０４を備えた弁スリーブ１０と、該弁スリーブ１０内に摺動自在に介挿されたスプール１１と、前記弁スリーブ１０に装着される受け栓１３と前記スプール１１との間に介挿され該スプール１１を図中右方に付勢する弾性部材としてのスプリング１２とから成る。
【００３０】
前記推力発生部２による荷重と前記スプリング１２による荷重と出力圧フィードバック荷重とのバランスを図ることにより供給圧を前記推力発生部２への入力電気信号に対応して出力圧に調整して供給し得るように構成されている。
【００３１】
前記推力発生部２は、図１に示されるようにコネクター２０１を備えた磁性体の中空円筒体のカバー２０内に断面略Ｔ字状の中空円筒体のコア２１を同軸的に挿置され、一端のフランジ部２１１が前記弁スリーブ１０の一端とともに前記カバー２０の一端に一体的に嵌着されている。
【００３２】
前記コア２１の外周壁２１２に同じ材質の樹脂材料であるテフロンがコーティングされ電気絶縁材料層２４１が形成され、前記コアの内周壁２１３に同じ材質の樹脂材料であるテフロンがコーティングされ潤滑材料層２４２が形成されている。
【００３３】
すなわち、前記コーティング材としては、上記テフロン（デュポン社の登録商標、ポリテトラフルオロエチレン）に代表されるフッ素系樹脂や二硫化モリブデン系等が使用可能である。
【００３４】
特に、前記コアの内周壁２１３にコーティングされる潤滑材料層２４２を構成する樹脂としては、耐熱性、耐摩耗性、耐油性その他の使用環境に合わせて、他の成分を混合することが出来る。
【００３５】
また、上記コーティング材に限らず、軸受としての性能を満たす条件として摩擦係数が小さく、使用環境に耐える材質であれば適用可能であり、上記低摩擦材のテフロンは最適である。
【００３６】
前記コア２１の前記外周壁２１２の軸方向の中央を含む部分に前記コイルの巻き線が直接巻き付けられる凹部２１４が形成されている。
【００３７】
すなわち前記凹部２１４の深さｈは、図２に示されるように前記コイル巻き線を精度良く整列巻するために、第１層目を精度良く巻くことが重要であることから、前記コイル巻き線の線径Ｄの２分の１より大きく設定すれば、前記コイル巻き線を確実に前記凹部２１４の段差部の壁に押し付けて巻くことにより容易に巻くことが出来る。
【００３８】
ただし、前記凹部２１４の深さｈを大きくするにつれて、可動子とのエアギャップ表面積が増加するため、吸引力レベルが低下する傾向があるため、前記深さｈの上限は、この弊害を考慮して決定する必要がある。
【００３９】
前記コアの内周壁の軸方向の中央を含む部分に凹部（深さｄ）を形成して両端部分を半径方向内方に突出させ、前記スプール１１の一端の球状端に一端が当接する前記シャフトを軸支する軸受部２１５が形成されている。
【００４０】
前記コアの内周壁２１３にはテフロンがコーティングされ潤滑材料層２４２が形成されているので、前記潤滑材料層２４２のコーティング厚さのバラツキと、前記シャフト２３の押し付け力最大時のコーティング材の撓みを考慮して、前記軸受部２１５の間の前記凹部に相当するコーティング材が前記シャフト２３に接触しないように設定する必要がある。
【００４１】
すなわち、図３（Ａ）および（Ｂ）に示されるように前記潤滑材料層２４２のコーティング厚さのバラツキ（波状の凹凸）があるため、前記凹部におけるコーティング厚さの凸のところで前記シャフト２３と接触してしまう。
【００４２】
前記軸受部２１５の内径を加工する場合でも、前記凹部におけるコーティング厚さの凸の部分に干渉するため、確実に前記軸受部２１５を支持することが出来なくなる。
【００４３】
前記コイル２２は、前記テフロンの前記電気絶縁材料層が形成された前記コア２１の外周壁の軸方向の中央を含む部分に形成された前記凹部２１４にコイル巻き線が直接巻き付けられる。
【００４４】
前記凹部２１４にコイル巻き線が直接巻き付けられた前記コイルが、電気絶縁材料によって被覆され、外部に対してコイルが直接接触しないようにされているとともに、巻き付けられたコイル巻き線を位置決めするように構成されている。
【００４５】
上記構成より成る第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コア２１の前記外周壁２１２に電気絶縁材料がコーティングされ、前記電気絶縁材料層２４１が形成された前記コア２１の前記外周壁２１２に直接コイル巻き線が巻き付けられるので、従来におけるボビンを不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという効果を奏する。
【００４６】
また第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コア２１の内周壁に潤滑材料がコーティングされ潤滑材料層２４２が形成されているので、前記シャフト２３が前記コア２１の内周壁に摺動自在に配設されるため、従来のベアリング、ブッシュその他の軸受、支持部材を不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという効果を奏する。
【００４７】
さらに第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コア２１の外周壁にコーティングされた電気絶縁材料層２４１と、前記コア２１の内周壁にコーティングされた潤滑材料層２４２とが、ともに同じ材質の樹脂材料であるテフロンによって構成されているので、コーティグ用の樹脂材料の種類を減らすことが出来、保守を容易にして、コストを下げるという効果を奏する。
【００４８】
とりわけ、前記コア２１の内周壁にコーティングされた潤滑材料層２４２が、低い摩擦材であるテフロンによって構成されているので、前記シャフト２３の摺動抵抗を有効に低減するとともに、動きを滑らかにするという効果を奏する。
【００４９】
また第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コア２１の外周壁の軸方向の中央を含む部分に形成された前記凹部２１４に前記コイル２２の巻き線が直接巻き付けられるので、前記コイル巻き線の巻き付けを容易にするとともに、巻き付けられた前記コイル巻き線の位置を安定させるという効果を奏する。
【００５０】
すなわち、前記凹部２１４の深さが、前記コイル巻き線の線径Ｄの２分の１より大きく設定されているので、前記コイル巻き線を確実に前記凹部２１４の段差部の壁に押し付けて巻くことにより容易に巻くことが出来る。
【００５１】
さらに第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コア２１の内周壁の軸方向の両端部分を半径方向内方に突出させて形成されている前記軸受部２１５が、前記シャフト２３を軸支するので、前記シャフト２３の偏芯を阻止するとともに、接触面積を減少させて摺動抵抗を抑制するため、前記シャフト２３の摺動およびリニアソレノイドの動作を円滑かつ確実にするという効果を奏する。
【００５２】
また第１実施形態のリニアソレノイドは、前記コイル２２が、電気絶縁材料によって被覆されているので、前記コイル２２と外部との絶縁を達成するとともに、コイルの巻き崩れを防止することが出来るという効果を奏する。
【００５３】
（第２実施形態）
本第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法は、図４に示されるように上述した前記第１実施形態のリニアソレノイドの製造方法に係るものである。
【００５４】
本第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法において、磁気回路の一部を構成するコア２１（図４においては上半分のみを示す）の全表面に樹脂材料としてテフロンがコーティングされる。
【００５５】
図４（Ｂ）に示されるように、前記全表面にテフロンがコーティングされた前記コア２１の必要な部分２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃのテフロンを除去するために切削加工が施される。
【００５６】
図４（Ｃ）に示されるように、コイル２２を形成するために前記コア２１の外周の凹部２１４に治具を用いて直接コイル巻き線が巻き付けられる。
【００５７】
図４（Ｄ）に示されるように、外部との絶縁とコイルの巻き崩れを防止するために前記コア２１の外周の凹部２１４に巻き付けられた前記コイル２２をコーティング材料で被覆して、樹脂モールドされる。
【００５８】
上記構成より成る第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法は、前記コア２１の外表面にテフロンをコーティングし、テフロンがコーティングされた前記コア２１の外周壁に直接コイル巻き線を巻き付け、ボビンを不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするリニアソレノイドの製造を可能にするとともに、加工工数を低減し、量産に対する効率を高め、コストを下げるという効果を奏する。
【００５９】
また第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法は、前記コア２１の外周壁に直接巻き付けられた前記コイル２２をコーティング材料で被覆するので、外部との絶縁を実現するとともに、コイルの巻き崩れを防止するという効果を奏する。
【００６０】
さらに第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法は、表面に前記テフロンがコーティングされた前記コア２１の必要な部分を加工するので、加工工数を低減するという効果を奏する。
【００６１】
また第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法は、前記コア２１の全表面に１回のコーティング工程によってテフロンを被覆するので、前記コイル２２と前記コア２１との絶縁を可能にするとともに、前記シャフト２３の摺動抵抗を最小限にするという効果を奏する。
【００６２】
（第３実施形態）
本第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法は、前記コア２１の外周壁に形成される電気絶縁材料層２４１と前記コア２１の内周壁に形成される潤滑材料層２４２とが同じ材質の樹脂材料によってコーティングされているのに対して、図５に示されるようにコア２１の外周壁に形成された電気絶縁材料層２４１と前記コア２１の内周壁に形成された潤滑材料層２４２とが異なった材質の材料によってコーティングする点が相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００６３】
すなわち、図５（Ａ）に示されるように前記コア２１の外周壁の凹部２１４に前記テフロン以外の安価なポリエチレン（ＰＥ）またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂やエナメルその他の電気絶縁材料を選択的にコーティングして、電気絶縁材料層を形成する。
【００６４】
また図５（Ｂ）に示されるように、前記コア２１の内周壁の軸方向両端の半径方向内方へ突出した軸受部２１５には前記第１実施形態および第２実施形態と同様にテフロンをコーティングして潤滑材料層２４２を形成する。
【００６５】
上記第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法は、前記コア２１の外周壁に電気絶縁材料がコーティングされ、前記電気絶縁材料層が形成された前記コアの外周壁に直接巻き付けられた前記コイル巻き線と前記コア２１との電気絶縁を実現するので、ボビンを不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという効果を奏する。
【００６６】
また第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法は、前記コア２１の外周壁の凹部２１４に前記テフロン以外の安価なポリエチレン（ＰＥ）またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂やエナメルその他の電気絶縁材料を選択的にコーティングして、電気絶縁材料層を形成するので、安価な材料を必要な部分にだけコーティングするので、電気絶縁材料の使用量を減らし、コストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００６７】
さらに第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法は、前記コア２１の内周壁に潤滑材料がコーティングされ潤滑材料層が形成されているので、潤滑材料層が形成された前記コア２１の内周壁によって前記シャフト２３が摺動自在に軸支されるため、軸受、支持部材を不要にして、部品点数を減らし、半径方向のサイズをコンパクトにするという効果を奏する。
【００６８】
また、第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法は、テフロンを前記軸受部２１５にだけコーティングするものであるので、潤滑材料としての高価なテフロンの使用量を減らし、コストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００６９】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００７０】
上述の実施形態は、一例として電気絶縁材料および潤滑材料をいずれも合成樹脂材料で構成する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、電気絶縁性および潤滑性を備えているものであれば、無機材料も採用することが出来る。
【００７１】
上述の実施形態においては、一例として前記コアの外周壁にコイル巻き線を巻き付けるための凹部を形成する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、例えば図６に示されるように前記コアの外周壁の一端にリング状のプレートを配設し、該プレートとコアのフランジ部との間にコイル巻き線を巻き付ける態様を採用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のリニアソレノイドを示す断面図である。
【図２】本第１実施形態のリニアソレノイドにおけるコアの外周壁に形成される凹部を説明するための部分断面図である。
【図３】本第１実施形態のリニアソレノイドにおけるコアの内周壁に形成される凹部および軸受部を説明するための部分断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態のリニアソレノイドの製造方法の各工程を説明するための部分断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態のリニアソレノイドおよびその製造方法の各工程を説明するための部分断面図である。
【図６】本発明のその他の実施形態を示す断面図である。
【図７】従来のリニアソレノイドを示す断面図である。
【符号の説明】
１調圧弁部
２推力発生部
２１コア
２２コイル
２３シャフト
２４１電気絶縁材料層
２４２潤滑材料層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a hollow cylindrical core constituting a part of a magnetic circuit, an electrically insulating material layer formed by coating an outer peripheral wall of the core with an electrically insulating material, and the electrically insulating material layer are formed. It consists of a coil in which windings are wound directly on the outer peripheral wall of the core and a shaft slidably disposed inside the core, reducing the number of parts, making the radial size compact, The present invention relates to a linear solenoid that enables support and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In the conventional linear solenoid, as shown in FIG. 7, the coil assembly in the electromagnet part M has a bush or bearing B that slidably supports a shaft ST that transmits electromagnetic attraction force to the pressure regulating valve part S on the inner peripheral wall. The hollow cylindrical core F disposed, the cylindrical bobbin V in which the connector CT is disposed on the flange FF at one end on the outer peripheral wall of the core F, and the coil winding on the outer peripheral wall of the bobbin V It was comprised from the coil C formed by winding.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional linear solenoid, the cylindrical bobbin V is disposed on the outer peripheral wall of the core F in order to ensure insulation between the core F and the coil winding C. Since the coil winding tension at the time of winding around the bobbin V is relatively large, in order to prevent deformation of the cylindrical part of the bobbin V, a thickness of about several mm is required, and the radius of the electromagnet part itself There was a problem that the dimension of a direction became large.
[0004]
In order to reduce the thickness of the side wall of the bobbin V, the core F may be inserted into the inner side wall of the bobbin V, and then the coil winding may be wound around the outer wall of the bobbin V. There is a problem that the number of assembling steps increases and the electromagnet part itself becomes complicated.
[0005]
Further, in order to slidably support the shaft ST that transmits the electromagnetic attraction force to the pressure regulating valve portion, a support member such as the bush or the bearing B or a spring is separately provided on the inner peripheral wall of the core F. In addition to the increase in the number of parts, the bush and the bearing B, in particular, have a problem in that the thickness of the electromagnet portion itself is increased because of the fact that it is a single product and there is a limit to reducing the thickness of the electromagnet part itself. .
[0006]
Therefore, the present inventors coated an electrical insulating material on the outer peripheral wall of the core of a hollow cylindrical body constituting a part of a magnetic circuit in which a shaft is slidably disposed, and an electrical insulating material layer is formed. Focusing on the first technical idea of the present invention that the coil winding is directly wound around the outer peripheral wall of the core formed with the electrically insulating material layer, the inner peripheral wall of the core is coated with a lubricating material. Focusing on the second technical idea of the present invention to form a lubricating material layer, and as a result of further research and development, bobbins, bearings and support members are unnecessary, reducing the number of parts and reducing the size in the radial direction. The present invention has been achieved which achieves the objective of being compact.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The linear solenoid of the present invention (first invention described in claim 1) is:
A hollow cylindrical core that forms part of the magnetic circuit;
An electrically insulating material layer formed by coating the outer peripheral wall of the core with an electrically insulating material;
A coil in which a winding is directly wound around an outer peripheral wall of the core on which the electrically insulating material layer is formed;
Ri consists and slidably disposed a shaft inside the core,
A lubricating material layer is formed by coating a lubricating material on the inner peripheral wall of the core .
[0009]
The linear solenoid of the present invention (second invention described in claim 2),
In the first invention,
The electrically insulating material layer coated on the outer peripheral wall of the core and the lubricating material layer coated on the inner peripheral wall of the core are both made of the same resin material.
[0010]
The linear solenoid of the present invention (third invention described in claim 3),
In the second invention,
A recess is formed in the portion including the axial center of the outer peripheral wall of the core, in which the coil winding is directly wound.
[0011]
The linear solenoid of the present invention (fourth invention described in claim 4),
In the third invention,
Both end portions in the axial direction of the inner peripheral wall of the core are protruded radially inward, and bearing portions for supporting the shaft are formed.
[0012]
The linear solenoid of the present invention (fifth invention described in claim 5),
In the second invention,
The electrically insulating material layer coated on the outer peripheral wall of the core and the lubricating material layer coated on the inner peripheral wall of the core are both made of Teflon.
[0013]
The linear solenoid according to the present invention (sixth invention described in claim 6) is:
In the second invention,
The coil is covered with an electrically insulating material.
[0017]
Operation and effect of the invention
The linear solenoid according to the first aspect of the present invention having the above-described configuration is the core in which an electrically insulating material is coated on an outer peripheral wall of the core of a hollow cylindrical body constituting a part of the magnetic circuit, and the electrically insulating material layer is formed. direct the coil winding is wound around the outer peripheral wall, and the need for a bobbin, reduce the number of parts and a compact radial size of both the lubricating material is coated on the inner peripheral wall of the core lubricating material layer is formed of Since the shaft is slidably disposed on the inner peripheral wall of the core, there is an effect that the bearing and the support member are unnecessary, the number of parts is reduced, and the size in the radial direction is reduced. .
[0019]
In the linear solenoid of the second invention configured as described above, in the first invention, the electrically insulating material layer coated on the outer peripheral wall of the core and the lubricating material layer coated on the inner peripheral wall of the core are both the same. Since it is made of a resin material, it is possible to reduce the types of coating resin materials, thereby facilitating maintenance and reducing costs.
[0020]
In the linear solenoid of the third invention configured as described above, in the second invention, the coil winding is directly wound around the recess formed in the portion including the axial center of the outer peripheral wall of the core. The coil winding can be easily wound and the position of the wound coil winding can be stabilized.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, the linear solenoid according to the third aspect is characterized in that, in the third aspect , the bearing portion formed by projecting both axial end portions of the inner peripheral wall of the core inward in the radial direction is the shaft. Since the shaft is supported, the shaft is prevented from being decentered, and the contact area is reduced to suppress the sliding resistance. Therefore, the sliding of the shaft and the operation of the linear solenoid are smoothly and reliably performed.
[0022]
The linear solenoid according to a fifth aspect of the present invention having the above structure is the same as that of the second aspect , wherein the electrically insulating material layer coated on the outer peripheral wall of the core and the lubricating material layer coated on the inner peripheral wall of the core are both Teflon. Therefore, since the coating resin material can be made of only Teflon, the maintenance can be facilitated and the cost can be reduced.
[0023]
The linear solenoid according to a sixth aspect of the present invention configured as described above is that, in the second aspect , the coil is covered with an electrically insulating material, so that the coil is insulated from the outside and the coil is prevented from collapsing. There is an effect that can be done.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0028]
(First embodiment)
The linear solenoid according to the first embodiment includes a pressure regulating valve portion 1 and a thrust generating portion 2 as shown in FIGS. 1 to 3, and is a hollow cylindrical shape that constitutes a part of a magnetic circuit in the thrust generating portion 2. The core 21 of the body, the electric insulating material layer 241 formed by coating the outer peripheral wall of the core 21 with an electric insulating material, and the winding wire is directly wound around the outer peripheral wall of the core 21 on which the electric insulating material layer is formed. Coil 22, a lubricating material layer 242 formed by coating the inner peripheral wall of the core 21 with a lubricating material, and slidably disposed in the core 21 formed with the lubricating material layer. The shaft 23 is connected to the spool 11 of the pressure valve unit 1.
[0029]
As shown in FIG. 1, the spool valve constituting the pressure regulating valve unit 1 includes a supply port 101 for supplying supply pressure, an output port 102 for supplying adjusted output pressure, a discharge port 103 for discharging pressure oil, and an output. A valve sleeve 10 having a feedback port 104 for feeding back pressure, a spool 11 slidably inserted in the valve sleeve 10, a receiving plug 13 attached to the valve sleeve 10, and the spool 11. It comprises a spring 12 as an elastic member inserted between them and biasing the spool 11 rightward in the drawing.
[0030]
The supply pressure is adjusted to the output pressure in accordance with the electric signal input to the thrust generation unit 2 by balancing the load by the thrust generation unit 2, the load by the spring 12, and the output pressure feedback load. Configured to get.
[0031]
As shown in FIG. 1, the thrust generating unit 2 has a hollow cylindrical body 21 having a substantially T-shaped cross section coaxially inserted in a magnetic hollow cylindrical cover 20 having a connector 201. A flange portion 211 at one end is integrally fitted to one end of the cover 20 together with one end of the valve sleeve 10.
[0032]
The outer peripheral wall 212 of the core 21 is coated with Teflon, which is a resin material of the same material, to form an electrically insulating material layer 241, and the inner peripheral wall 213 of the core is coated with Teflon, which is the same material of resin, as a lubricating material layer 242. Is formed.
[0033]
That is, as the coating material, fluororesins represented by the above-mentioned Teflon (registered trademark of DuPont, polytetrafluoroethylene), molybdenum disulfide, and the like can be used.
[0034]
In particular, as the resin constituting the lubricating material layer 242 coated on the inner peripheral wall 213 of the core, other components can be mixed in accordance with heat resistance, wear resistance, oil resistance and other usage environments.
[0035]
Further, the present invention is not limited to the above-described coating material, and any material can be used as long as it satisfies the performance as a bearing and has a small coefficient of friction and can withstand the use environment. The low-friction material Teflon is optimal.
[0036]
A concave portion 214 around which the coil winding is directly wound is formed at a portion including the center in the axial direction of the outer peripheral wall 212 of the core 21.
[0037]
That is, since the depth h of the recess 214 is important for accurately winding the coil winding as shown in FIG. 2, it is important to wind the first layer with high accuracy. If it is set to be larger than one half of the wire diameter D, the coil winding can be easily wound by pressing it against the wall of the stepped portion of the recess 214.
[0038]
However, as the depth h of the concave portion 214 is increased, the air gap surface area with the mover increases and the suction force level tends to decrease. Therefore, the upper limit of the depth h takes this adverse effect into consideration. Need to be determined.
[0039]
The shaft in which a concave portion (depth d) is formed in a portion including an axial center of the inner peripheral wall of the core so that both end portions protrude radially inward and one end abuts against a spherical end of one end of the spool 11. A bearing portion 215 that pivotally supports the shaft is formed.
[0040]
Since the inner peripheral wall 213 of the core is coated with Teflon and a lubricating material layer 242 is formed, variations in the coating thickness of the lubricating material layer 242 and bending of the coating material when the pressing force of the shaft 23 is maximum are shown. In consideration, it is necessary to set so that the coating material corresponding to the concave portion between the bearing portions 215 does not contact the shaft 23.
[0041]
That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, since there is a variation in the coating thickness of the lubricating material layer 242 (wave-like irregularities), the shaft 23 Contact.
[0042]
Even when the inner diameter of the bearing portion 215 is processed, the bearing portion 215 cannot be reliably supported because it interferes with the convex portion of the coating thickness in the concave portion.
[0043]
In the coil 22, a coil winding is directly wound around the recess 214 formed in a portion including the center in the axial direction of the outer peripheral wall of the core 21 in which the electrically insulating material layer of the Teflon is formed.
[0044]
The coil in which the coil winding is directly wound around the recess 214 is covered with an electrically insulating material so that the coil is not in direct contact with the outside, and the wound coil winding is positioned. It is configured.
[0045]
In the linear solenoid according to the first embodiment having the above-described configuration, the outer peripheral wall 212 of the core 21 is coated with an electric insulating material, and the outer peripheral wall 212 of the core 21 in which the electric insulating material layer 241 is formed is directly coiled. Since the winding is wound, the conventional bobbin is not required, the number of parts is reduced, and the radial size is reduced.
[0046]
In the linear solenoid according to the first embodiment, the inner peripheral wall of the core 21 is coated with a lubricating material to form a lubricating material layer 242, so that the shaft 23 is slidably disposed on the inner peripheral wall of the core 21. Therefore, the conventional bearings, bushes and other bearings, and support members are unnecessary, and the number of parts is reduced and the radial size is reduced.
[0047]
Furthermore, in the linear solenoid according to the first embodiment, the electrically insulating material layer 241 coated on the outer peripheral wall of the core 21 and the lubricating material layer 242 coated on the inner peripheral wall of the core 21 are both the same resin material. Since it is made of Teflon, it is possible to reduce the types of coating resin materials, to facilitate maintenance, and to reduce costs.
[0048]
In particular, since the lubricating material layer 242 coated on the inner peripheral wall of the core 21 is made of Teflon which is a low friction material, the sliding resistance of the shaft 23 is effectively reduced and the movement is made smooth. There is an effect.
[0049]
In the linear solenoid according to the first embodiment, the winding of the coil 22 is directly wound around the recess 214 formed in the portion including the axial center of the outer peripheral wall of the core 21. And the effect of stabilizing the position of the wound coil winding.
[0050]
That is, since the depth of the concave portion 214 is set to be larger than one half of the wire diameter D of the coil winding, the coil winding is surely pressed against the wall of the step portion of the concave portion 214 and wound. Can be easily wound.
[0051]
Further, in the linear solenoid according to the first embodiment, the bearing portion 215 formed by projecting both axial end portions of the inner peripheral wall of the core 21 radially inward supports the shaft 23. In addition to preventing eccentricity of the shaft 23 and reducing the contact area to suppress sliding resistance, the sliding of the shaft 23 and the operation of the linear solenoid are smoothly and reliably performed.
[0052]
In the linear solenoid according to the first embodiment, since the coil 22 is covered with an electrically insulating material, the coil 22 can be insulated from the outside and the coil can be prevented from collapsing. Play.
[0053]
(Second Embodiment)
The method for manufacturing the linear solenoid according to the second embodiment relates to the method for manufacturing the linear solenoid according to the first embodiment described above as shown in FIG.
[0054]
In the method of manufacturing the linear solenoid according to the second embodiment, Teflon is coated as a resin material on the entire surface of the core 21 (only the upper half is shown in FIG. 4) constituting a part of the magnetic circuit.
[0055]
As shown in FIG. 4B, cutting is performed to remove the Teflon of the necessary portions 21A, 21B, and 21C of the core 21 whose entire surface is coated with Teflon.
[0056]
As shown in FIG. 4 (C), in order to form the coil 22, the coil winding is directly wound around the concave portion 214 on the outer periphery of the core 21 using a jig.
[0057]
As shown in FIG. 4D, the coil 22 wound around the concave portion 214 on the outer periphery of the core 21 is covered with a coating material in order to insulate from the outside and prevent the coil from collapsing. Is done.
[0058]
In the manufacturing method of the linear solenoid according to the second embodiment having the above-described configuration, the outer surface of the core 21 is coated with Teflon, and the coil winding is directly wound around the outer peripheral wall of the core 21 coated with Teflon, so that a bobbin is unnecessary. As a result, it is possible to manufacture a linear solenoid that reduces the number of parts and reduces the size in the radial direction, reduces the number of processing steps, increases the efficiency for mass production, and reduces the cost.
[0059]
In the method of manufacturing the linear solenoid according to the second embodiment, since the coil 22 directly wound around the outer peripheral wall of the core 21 is covered with a coating material, insulation from the outside is realized and coil collapse is prevented. The effect of doing.
[0060]
Furthermore, the method for manufacturing the linear solenoid according to the second embodiment produces an effect of reducing the number of processing steps because the necessary portion of the core 21 whose surface is coated with the Teflon is processed.
[0061]
In the linear solenoid manufacturing method according to the second embodiment, since the entire surface of the core 21 is coated with Teflon by a single coating process, the coil 22 and the core 21 can be insulated, and the shaft 23 has the effect of minimizing the sliding resistance.
[0062]
(Third embodiment)
In the linear solenoid and the manufacturing method thereof according to the third embodiment, the electrically insulating material layer 241 formed on the outer peripheral wall of the core 21 and the lubricant material layer 242 formed on the inner peripheral wall of the core 21 are made of the same material. While being coated with the material, as shown in FIG. 5, the electrically insulating material layer 241 formed on the outer peripheral wall of the core 21 is different from the lubricating material layer 242 formed on the inner peripheral wall of the core 21. The difference is that the material is coated with different materials, and the difference will be mainly described below.
[0063]
That is, as shown in FIG. 5A, an inexpensive resin other than the Teflon, such as polyethylene (PE) or polyvinyl chloride (PVC), enamel, or other electrically insulating material is provided in the recess 214 of the outer peripheral wall of the core 21. Selectively coat to form an electrically insulating material layer.
[0064]
Further, as shown in FIG. 5 (B), Teflon is applied to the bearing portion 215 projecting radially inward at both axial ends of the inner peripheral wall of the core 21 as in the first and second embodiments. The lubricating material layer 242 is formed by coating.
[0065]
In the linear solenoid and the manufacturing method thereof according to the third embodiment, the coil winding is directly wound around the outer peripheral wall of the core in which the outer peripheral wall of the core 21 is coated with an electric insulating material and the electric insulating material layer is formed. Since the electric insulation between the wire and the core 21 is realized, the bobbin is unnecessary, the number of parts is reduced, and the radial size is reduced.
[0066]
Further, in the linear solenoid and the manufacturing method thereof according to the third embodiment, an inexpensive resin other than the Teflon such as polyethylene (PE) or polyvinyl chloride (PVC), enamel, or other electrical insulation is provided in the recess 214 of the outer peripheral wall of the core 21. Since the material is selectively coated to form an electrically insulating material layer, an inexpensive material is coated only on a necessary portion, so that the amount of the electrically insulating material used can be reduced and the cost can be reduced. .
[0067]
Further, in the linear solenoid and the manufacturing method thereof according to the third embodiment, the inner peripheral wall of the core 21 is coated with a lubricating material to form a lubricating material layer. Therefore, the inner peripheral wall of the core 21 on which the lubricating material layer is formed is used. Since the shaft 23 is slidably supported, there is an effect that a bearing and a support member are unnecessary, the number of parts is reduced, and the size in the radial direction is reduced.
[0068]
Further, since the linear solenoid and the manufacturing method thereof according to the third embodiment coat Teflon only on the bearing portion 215, the amount of expensive Teflon used as a lubricating material is reduced, and the cost can be reduced. There is an effect.
[0069]
The above-described embodiments have been illustrated for the purpose of explanation, and the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will recognize from the claims, the detailed description of the invention, and the description of the drawings. Modifications and additions can be made without departing from the technical idea of the present invention.
[0070]
In the above-described embodiment, an example in which both of the electrical insulating material and the lubricating material are made of a synthetic resin material has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and has electrical insulating properties and lubricating properties. Inorganic materials can be used as long as they are.
[0071]
In the above-described embodiment, the example in which the concave portion for winding the coil winding on the outer peripheral wall of the core has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and for example, shown in FIG. As described above, it is possible to employ a mode in which a ring-shaped plate is disposed at one end of the outer peripheral wall of the core and a coil winding is wound between the plate and the flange portion of the core.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a linear solenoid according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view for explaining a recess formed in an outer peripheral wall of a core in the linear solenoid according to the first embodiment.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining a concave portion and a bearing portion formed on an inner peripheral wall of a core in the linear solenoid of the first embodiment.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view for explaining each step of a method for manufacturing a linear solenoid according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining each step of the linear solenoid and the manufacturing method thereof according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional linear solenoid.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure regulating valve part 2 Thrust generating part 21 Core 22 Coil 23 Shaft 241 Electrical insulation material layer 242 Lubrication material layer

Claims

A hollow cylindrical core that forms part of the magnetic circuit;
An electrically insulating material layer formed by coating the outer peripheral wall of the core with an electrically insulating material;
A coil in which a winding is directly wound around an outer peripheral wall of the core on which the electrically insulating material layer is formed;
Ri consists and slidably disposed a shaft inside the core,
A linear solenoid, wherein an inner peripheral wall of the core is coated with a lubricating material to form a lubricating material layer .

In claim 1 ,
The linear solenoid characterized in that the electrically insulating material layer coated on the outer peripheral wall of the core and the lubricating material layer coated on the inner peripheral wall of the core are both made of the same resin material.

In claim 2 ,
A linear solenoid characterized in that a concave portion around which the coil winding is directly wound is formed in a portion including an axial center of the outer peripheral wall of the core.

In claim 3 ,
A linear solenoid characterized in that both end portions in the axial direction of the inner peripheral wall of the core protrude radially inward, and a bearing portion for supporting the shaft is formed.

In claim 2 ,
The linear solenoid characterized in that the electrically insulating material layer coated on the outer peripheral wall of the core and the lubricating material layer coated on the inner peripheral wall of the core are both made of Teflon.

In claim 2 ,
A linear solenoid characterized in that the coil is covered with an electrically insulating material.