JP5263282B2 - リニアソレノイド - Google Patents

Description

本発明は、リニアソレノイドに関し、例えば、電磁油圧制御弁に適用されるものに関する。

従来より、リニアソレノイドを搭載した電磁油圧制御弁が知られている。
リニアソレノイドは、通電により磁力を発生するコイルを有するコイルアッセンブリと、このコイルの外周に配されて磁束を通すカップ状のヨークと、コイルアッセンブリの内周側で摺動自在に配されるプランジャと、コイルへの通電により発生する磁力によってプランジャを吸引するステータとを備える。

そして、ヨークには、コイルへの給電のために外部機器に接続されるターミナルを取り出すための開口部（以下、端子用開口部と呼ぶ）が設けられている。

ところで、電磁油圧制御弁に用いられるリニアソレノイドは、作動油等の異物が入ったオイル（以下、異物混入オイルと呼ぶ）が振りかかる環境に設置される。
このため、端子用開口部からヨーク内に異物混入オイルが侵入し、ヨーク内に異物混入オイルが溜まる虞がある。異物混入オイルがヨーク内に溜まると、オイル内に混入する異物がプランジャまで達し、プランジャの摺動性能に影響を与える虞がある。このため、端子用開口部からヨーク内への異物混入オイルの侵入を防ぐことが求められている。

そこで、特許文献１では、ヨークの底壁に設けられた端子用開口部（端子窓）を塞ぐためのカバーを、ヨークの外側から被せることにより、ヨーク内への異物混入オイルの侵入を抑制する点が開示されている。

しかし、特許文献１の構成では、カバーを別部品として設けるため、部品数が増加し、コストが嵩むという問題点がある。また、特許文献１の構成では、一度侵入してしまった異物混入オイルを排出するための機能はなく、侵入した異物混入オイルは溜まるのみになってしまう。

特開２００５−３１５３１６号公報

本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、リニアソレノイドにおいて、部品点数を増加させずにヨークの端子用開口部への異物混入オイルの侵入を抑制することを目的とする。加えて、ヨーク内に侵入した異物混入オイルを排出可能にすることを目的とする。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のリニアソレノイドは、通電により磁力を発生するコイルを有するコイルアッセンブリと、コイルの外周に配されて磁束を通すカップ状のヨークとを備える。
そして、ヨークは、周方向の少なくとも１箇所に軸方向に延びる切欠きを有し、コイルアッセンブリは、外部接続用のターミナルを有するコネクタ部を有している。コネクタ部は、コイルがヨーク内に配された状態で、切欠きからヨークの外側に露出する。

コイルアッセンブリは、コイルをモールドする２次成形樹脂により形成される２次成形部を有する。
そして、２次成形部は、２次成形樹脂によって形成されるとともに、切欠きを外周側から覆うカバー部を有する。
そして、カバー部の周方向長さは、切欠きの周方向長さよりも長く、カバー部が切欠きの周方向全体を覆っている。

すなわち、本発明では、ヨークの切欠きが端子用開口部となっているが、コイルをモールドする２次成形樹脂の一部によって、切欠きを覆うカバー部を形成する。
これによれば、部品点数を増加することなく、異物混入オイルのヨーク内への侵入を抑制することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のリニアソレノイドによれば、２次成形部は、コイルの外周を覆う２次成形樹脂によるモールド部の外周から外周側に突出して、切欠きの外周側にカバー部を保持する保持部を有している。
そして、カバーの内周面と切欠きから露出するモールド部との間には、ヨークの厚さに応じた隙間が存在している。
そして、保持部に、切欠きから溢れるオイルを切欠きの軸方向開口側へ排出する排出通路が設けられている。

これによれば、切欠きから異物混入オイルが侵入した場合でも、切欠き→排出通路→切欠きの軸方向開口を経て、ヨークの外側へ異物混入オイルを排出することができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のリニアソレノイドによれば、保持部は、切欠きの軸方向に延びるとともに、周方向に並ぶ２本の脚からなっている。
そして、２本の脚の内、リニアソレノイドの搭載方向における地側の脚に、排出通路が設けられている。

これによれば、切欠きから異物混入オイルが侵入した場合でも、切欠き→排出通路→切欠きの軸方向開口を経て、ヨークの外側へ異物混入オイルを排出することができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のリニアソレノイドによれば、カバー部は、切欠きの軸方向全体及び周方向全体を覆う。
これによれば、切欠きの全体がカバー部により覆われるため、どこから異物混入オイルが降りかかっても、切欠きからヨーク内への異物混入オイルの侵入を防ぐことができる。

リニアソレノイドの断面図である（実施例）。 （ａ）はコイルアッセンブリの断面図であり、（ｂ）はコイルアッセンブリの平面図である（実施例）。 コイルアッセンブリをヨークから取り出した状態のコイルアッセンブリ及びヨークの斜視図である（実施例）。 （ａ）は、図１で示したリニアソレノイドのＡ矢視図であり、（ｂ）はリニアソレノイドの平面図であり、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である（実施例）。 （ａ）は図４（ａ）においてカバー部を省略して保持部を見やすくした説明図であり、（ｂ）はリニアソレノイドの平面図である（実施例）。

本発明を実施するための形態のリニアソレノイドは、通電により磁力を発生するコイルを有するコイルアッセンブリと、コイルの外周に配されて磁束を通すカップ状のヨークとを備える。
そして、ヨークは、周方向の少なくとも１箇所に軸方向に延びる切欠きを有し、コイルアッセンブリは、外部接続用のターミナルを有するコネクタ部を有している。コネクタ部は、コイルがヨーク内に配された状態で、切欠きからヨークの外側に露出する。

コイルアッセンブリは、コイルをモールドする２次成形樹脂により形成される２次成形部を有する。
そして、２次成形部は、２次成形樹脂によって形成されるとともに、切欠きを外周側から覆うカバー部を有する。
すなわち、コイルをモールドする２次成形樹脂の一部によってカバー部を形成する。

〔実施例の構成〕
実施例のリニアソレノイド１を、図１〜図５を用いて説明する。
本実施例のリニアソレノイド１は、例えば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２に適用されるものである。

電磁油圧制御弁２は、スプール弁３と、スプール弁３を駆動するリニアソレノイド１とから構成されている（図１参照）。
スプール弁３は、オイルポート（図示せず）を有する筒状のスリーブ５と、スリーブ５内に摺動可能に配置されてオイルポートの開閉を行うスプール６とを備える周知構造のものである。スプール６は、後述するリニアソレノイド１のプランジャ１５に当接するシャフト６ａを有し、リニアソレノイド１でのプランジャ１５の駆動によってシャフト６ａを介してスプール６が軸方向に摺動する。

〔リニアソレノイド１の基本構成〕
まず、リニアソレノイド１の基本構成について説明する。
リニアソレノイド１は、コイルアッセンブリ１３、ヨーク１４、プランジャ１５、ステータ１６を備える（図１参照）。
コイルアッセンブリ１３は、コイル１９と、コネクタ部２０と、コイル１９をモールドする２次成形樹脂により形成される２次成形部２１とを有する（図１及び図２を参照）。

コイル１９は、通電により磁力を発生するものであって、樹脂製のボビン２３の外周に絶縁被覆が施された導線が巻かれることで形成されている。

コネクタ部２０は、外部接続用の一対のターミナル２４をヨーク１４の外側に保持するものであって、２次成形樹脂の一部によって形成されている（図１及び図２を参照）。つまり、本実施例では、コネクタ部２０も２次成形部２１となっている。

すなわち、２次成形部２１は、コイル１９の外周を樹脂モールドするコイルモールド部２６と、コイルモールド部２６から外周側に延びる延設部２７と、延設部２７の外周側に連結するコネクタ部２０とを有している。
延設部２７はコイル１９の軸方向一端側でコイルモールド部２６から突出しており、コネクタ部２０をコイル１９の軸方向一端側に保持している（図１参照）。

すなわち、コイル１９とターミナル２４とがともに２次成形樹脂によってインサート成形（２次成形）されることで、２次成形樹脂によってコイルモールド部２６、延設部２７、コネクタ部２０の形成が同時になされる。

なお、ボビン２３の軸方向一端側のフランジ部２３ａは外周側に突出する突出部２３ｂを有しており、コイル１９の巻線の一端２９が突出部２３ｂの軸方向他端面に配されて延設部２７によりモールドされている（図１参照）。そして、コイルの一端２９はコネクタ部２０の内部でターミナル２４と接続されている。

ヨーク１４は、コイル１９の外周に配されて、コイル１９の外周側の磁束を通すものであって、磁性体金属によってカップ状に形成されている（図１及び図３参照）。
そして、ヨーク１４のカップ開口部３１には、薄肉部３２が形成されており、薄肉部３２をかしめることでスリーブ５の軸方向一端部に固定される。

そして、ヨーク１４は、周方向の１箇所に軸方向に延びる切欠き３３を有している（図３参照）。切欠き３３は、ヨーク１４のカップ開口部３１から軸方向一端側に延びて形成されており、ヨーク１４の底壁３４よりも軸方向他端側に、切欠き３３の軸方向一端が位置するように設けられている。つまり、軸方向他端側が、切欠き３３の軸方向開口３５側となる。

そして、コイル１９がヨーク１４内に配された状態において、切欠き３３からは、コネクタ部２０が突出している（図１参照）。
すなわち、図３に示すように、切欠き３３の位置とコネクタ部２０の位置を合わせて、ヨーク１４のカップ開口部３１側からコイル１９をヨーク１４内に挿入し、切欠き３３からコネクタ部２０が突出し、コネクタ部２０がヨーク１４の外側に露出するように組み付けられる。そして、コネクタ部２０の一部は、切欠き３３の軸方向一端側のヨーク１４の外周面上に配される。つまり、切欠き３３がヨーク１４内のコイル１９から端子を取り出すための端子用開口部となっている。

プランジャ１５は、鉄などの強磁性材料にて円柱状に形成されている。
プランジャ１５は、ステータ１６の内周面を直接摺動するものである。
そして、上述のように、プランジャ１５の軸方向他端面は、スプール６のシャフト６ａに当接しており、プランジャ１５は図示しないバネの付勢力によってシャフト６ａとともに軸方向一端側に付勢されている。

ステータ１６は、鉄などの強磁性材料によって形成されており、プランジャ１５を軸方向他端側へ磁気吸引する吸引ステータ３８と、プランジャ１５の周囲を覆ってプランジャ１５と径方向の磁束の受け渡しを行う摺動ステータ３９とを備える。なお、吸引ステータ３８と摺動ステータ３９との間には、磁束を遮断するための遮断部４０が設けられている。

吸引ステータ３８は、ヨーク１４のカップ開口部３１と磁気的に結合されるフランジ部３８ａと、プランジャ１５の軸方向他端側に対向するとともにシャフト６ａを軸方向に摺動自在に支持する吸引部３８ｂとからなり、吸引部３８ｂとプランジャ１５との間に磁気吸引部（メイン磁気ギャップ）が形成される。
なお、フランジ部３８ａは、ヨーク１４のカップ開口部３１に形成された薄肉部３２の内側にスリーブ５の軸方向一端部とともに、かしめ固定される。

摺動ステータ３９は、吸引ステータ３８の軸方向一端側に設けられており、プランジャ１５の外周を囲う円筒状を呈しており、その内周面において、プランジャ１５が摺動する。
なお、この摺動ステータ３９とヨーク１４との磁気的結合を補強するために、例えば鉄等の強磁性材料よりなるリング状の補助コア４１が設けられている。

〔実施例の特徴〕
次に、本実施例の特徴を説明する。
本実施例のリニアソレノイド１によれば、２次成形部２１は、２次成形樹脂によって形成されるとともに、切欠き３３を外周側から覆うカバー部４４を有する。
すなわち、コイル１９を樹脂モールドする２次成形樹脂の一部によってカバー部４４が形成されている。

つまり、上述の２次成形時の２次成形樹脂によって、コイルモールド部２６、延設部２７、コネクタ部２０に加えて、カバー部４４も形成される。

カバー部４４は、延設部２７の軸方向他端面から軸方向他端側（軸方向開口３５側）に突出するひさし状に形成されている（図１〜図３参照）。つまり、カバー部４４は、コイル１９の反軸方向開口３５側に設けられるコネクタ部２０の内周側部分から軸方向開口３５側に延びるようなひさし状に設けられている。

また、カバー部４４は、周方向及び軸方向に広がっており、円筒壁の一部をなす形状を呈している。そして、カバー部４４の内周面は、ヨーク１４の外周面に当接するように設けられている（図４（ｂ）、（ｃ）参照）。なお、カバー部４４の内周面と、切欠き３３により露出するコイルモールド部２６との間には、ヨーク１４の厚さに応じた隙間４５が存在する（図１、図４参照）。

カバー部４４の周方向長さは、切欠き３３の周方向長さよりも長く、カバー部４４は切欠き３３の周方向全体を覆う（図４参照）。
また、カバー部４４の軸方向他端は、切欠き３３の軸方向他端付近まで延びており、カバー部４４は切欠き３３の軸方向他端部（軸方向開口３５側部）の一部を除く全てを覆っている（図４（ａ）参照）。なお、本実施例では、切欠き３３の軸方向他端部の一部は、他の構造品との干渉によって、異物混入オイルが振りかかることがないため、カバー部４４で覆う必要がなく、覆ってはいない。

なお、カバー部４４の軸方向他端部には、カバー部４４の周方向中央部から軸方向他端側に突出する舌状部４６が設けられている（図３、図４参照）。この舌状部４６は、コイル１９の軸方向他端面よりも軸方向他端側に突出しており、コイル１９の軸方向他端側に配されるステータ１６のフランジ部３８ａに弾接している（図１参照）。

また、カバー部４４の内周側にはコイルモールド部２６の外周面と連結する保持部４９が設けられている（図４参照）。
保持部４９は、切欠き３３の軸方向に延びるとともに、周方向に並ぶ２本の脚５１、５２からなっている。

脚５１、５２は、２次成形時の２次成形樹脂により形成される２次成形部２１である（図１、図２参照）。
そして、脚５１、５２は、コイルモールド部２６の外周面から外周側に突出してカバー部４４の内周面に連結し、切欠き３３の外周側にカバー部４４を保持する（図４（ｂ）、（ｃ）参照）。

そして、一方の脚５１は、周方向において、切欠き３３の周方向の一方の縁５３に近接した位置に設けられ、他方の脚５２は、切欠き３３の周方向の他方の縁５４に近接した位置に設けられている。そして、脚５１と脚５２との周方向の間には空間５５が形成されている。
当然、切欠き３３の周方向の幅は、保持部４９の周方向長さ（脚５１の周方向一方側の面と脚５２の周方向他方側の面との距離）よりも長くなっている。

このため、図３、図４に示すように、ヨーク１４のカップ開口部３１側からコイル１９をヨーク１４内に挿入し、コネクタ部２０及びカバー部４４がヨーク１４の外側に配置されるように組み付ける際に、保持部４９がヨーク１４に干渉することはない。

このリニアソレノイド１は、切欠き３３の周方向への開口が水平方向を向くように搭載される（図４、図５参照）。
このため、切欠き３３の一方の縁５３は他方の縁５４よりも地側に位置することになる。そして、脚５１は脚５２よりも地側に位置することになる（図４、図５参照）。
そして、地側にある脚５１は、脚５２よりも軸方向に短くなっている（図４（ａ）、図５（ａ）参照）。すなわち、脚５２はカバー部４４の軸方向他端にまで達しているのに対して、脚５１は軸方向他端側が短くなっており、脚５１の軸方向開口３５側に異物混入オイルの排出通路５７となる空間が形成される。

〔実施例の効果〕
本実施例のリニアソレノイド１は、コイル１９を樹脂モールドする２次成形樹脂の一部によって、ヨーク１４の切欠き３３を外周側から覆うカバー部４４が形成されている。
これによれば、異物混入オイルがリニアソレノイド１に降りかかった場合に、異物混入オイルがヨーク１４内へ侵入するのをカバー部４４により防ぐことができる。
また、カバー部４４は２次成形樹脂の一部によって形成されるため、部品点数を増加させずに端子用開口部（切欠き３３）を覆うことができる。

また、２次成形部２１は、コイルモールド部２６の外周面から外周側に突出して、切欠き３３の外周側にカバー部４４を保持する保持部４９を有している。保持部４９は、切欠き３３の軸方向に延びるとともに、周方向に並ぶ２本の脚５１、５２からなっており、リニアソレノイド１の搭載方向の地側の脚５１は、天側の脚５２よりも軸方向に短くなっている。

すなわち、脚５１は軸方向他端側が短くなっていることで、切欠き３３の一方の縁５３から、切欠き３３の軸方向開口３５に向かう異物混入オイルの排出通路５７を形成している。
これによれば、切欠き３３から異物混入オイルがヨーク１４内に侵入した場合でも、切欠き３３→排出通路５７→軸方向開口３５を経て、ヨーク１４の外側へ異物混入オイルを排出することができる（図５（ａ）太線矢印参照）。

また、これによれば、切欠き３３から異物混入オイルがヨーク１４内に侵入した場合でも、異物混入オイルがヨーク１４内に溜まりすぎることはなく、油位を小さく保つことができる。
なお、本実施例では、リニアソレノイド１は、切欠き３３の周方向への開口が水平方向を向くように搭載されており、異物混入オイルがヨーク１４内に侵入したとしても、排出通路５７により積極的に異物混入オイルが排出されるため、地側にある切欠き３３の一方の縁５３よりも油位が上昇することはない。

〔変形例〕
実施例では、脚５１の軸方向他端側が短くされることで排出通路５７が形成されていたが、脚５１の軸方向の少なくとも１箇所に周方向に延びるスリットを設けることによって、排出通路５７を形成してもよい。

また、実施例では、保持部４９は２本の脚５１、５２からなっていたが、２本の脚５１、５２の間の空間５５を埋めて、１本の脚としてもよい。この場合、排出通路５７は脚に設けられる。例えば、排出通路５７を脚の内部に設けてもよい。

また、実施例では、切欠き３３の軸方向他端側の一部がカバー部４４で覆われていなかったが、カバー部４４が切欠き３３の軸方向全体を覆っていてもよい。すなわち、カバー部４４の軸方向他端が、切欠き３３の軸方向他端よりも他端側に延びていてもよい。これによれば、切欠き３３の全体がカバー部４４により覆われるため、異物混入オイルがいずれの方向から降りかかっても、切欠き３３からヨーク１４内への異物混入オイルの侵入を防ぐことができる。

また、実施例では、電磁油圧制御弁２のリニアソレノイド１に本発明を適用する例を示したが、これに限らず、他のバルブ装置に用いられるリニアソレノイドや、他のリニアアクチュエータに用いられるリニアソレノイドに本発明を適用してもよい。

１ リニアソレノイド
１３ コイルアッセンブリ
１４ ヨーク
１９ コイル
２０ コネクタ部
２１ ２次成形部
２４ ターミナル
２６ コイルモールド部（モールド部）
３３ 切欠き
３５ 切欠きの軸方向開口
４４ カバー部
４９ 保持部
５１ 脚（地側の脚）
５２ 脚
５７ 排出通路

Claims (4)

1. 通電により磁力を発生するコイルを有するコイルアッセンブリと、
   前記コイルの外周に配されて磁束を通すカップ状のヨークとを備え、
   前記ヨークは、周方向の少なくとも１箇所に軸方向に延びる切欠きを有し、
   前記コイルアッセンブリは、外部接続用のターミナルを有するコネクタ部を有し、
   前記コネクタ部を前記切欠きから前記ヨークの外側に露出させるリニアソレノイドであって、
   前記コイルアッセンブリは、前記コイルをモールドする２次成形樹脂により形成される２次成形部を有し、
   前記２次成形部は、前記２次成形樹脂によって形成されるとともに、前記切欠きを外周側から覆うカバー部を有し、
   前記カバー部の周方向長さは、前記切欠きの周方向長さよりも長く、前記カバー部が前記切欠きの周方向全体を覆っ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２次成形部は、前記コイルの外周を覆う前記２次成形樹脂によるモールド部の外周から外周側に突出して、前記切欠きの外周側に前記カバー部を保持する保持部を有しており、
   前記カバーの内周面と前記切欠きから露出する前記モールド部との間には、前記ヨークの厚さに応じた隙間が存在しており、
   前記保持部に、前記オイルが前記ヨーク内に侵入した場合に、前記切欠きから溢れるオイルを前記切欠きの軸方向開口側へ排出する排出通路が設けられていることを特徴とするリニアソレノイド。
3. 請求項２に記載のリニアソレノイドにおいて、
   前記保持部は、前記切欠きの軸方向に延びるとともに、周方向に並ぶ２本の脚からなっており、
   前記２本の脚の内、搭載方向における地側の脚に、前記排出通路が設けられていることを特徴とするリニアソレノイド。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のリニアソレノイドにおいて、
   前記カバー部は、前記切欠きの軸方向全体及び周方向全体を覆うことを特徴とするリニアソレノイド。
   
   

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