JP5746895B2 - リニアソレノイド及びそれを用いたバルブ装置 - Google Patents
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Description
また、この種のリニアソレノイドバルブに対しては、さらなるヒステリシス特性の向上や、装置(リニアソレノイドバルブ)の小型化の維持という要求が、常に存在している。
また、複数の軸受部材を設けるようにしたので、比較的長尺な軸受部材を設けた場合と比較して、可動コアの外周面に摺接する軸受部材の接触面積を減らすことが可能となるので、摺動抵抗を小としてヒステリシス特性を良好とすることが可能となる。
また、本発明によれば、小型化が維持され、しかもヒステリシス特性を向上させたリニアソレノイドを備えたバルブ装置を得ることができる。
なお、以下の説明において、「先端」、「基端」を言うときは、図1に示す方向を基準としている。
図1に示されるように、油圧制御装置(以下、適宜、バルブ装置という)10は、例えば、磁性金属材料によって有底円筒状に形成され、内部にリニアソレノイド部(リニアソレノイド)12が配設されたハウジング70と、当該ハウジング70と一体的に結合され、内部に弁機構部16が設けられたスリーブ状のバルブボデイ18とを備える。
なお、リニアソレノイド部12の可動コア22が軸方向に変位することにより、弁機構部16がバルブボデイ18の複数のポート44、46、48、50間の連通状態と非連通状態とを切り替える。
以下、バルブ装置10の各部について説明する。
図1及び図2に示されるように、ハウジング70は、軸方向に沿って長尺に形成され最も外径側に設けられた円筒部71と、円筒部71の軸方向の先端部に連続し径方向内側に延在するとともに、軸方向の厚さが円筒部71の径方向の厚さと比較して厚肉に形成されたハウジング底部73と、を備える。
そして、円筒部71、円筒状突部72、ハウジング底部73、円筒状中間部74及び突出底部75が一体化されて形成される。
図1及び図2に示されるように、リニアソレノイド部(リニアソレノイド)12は、ハウジング70内に収容されるコイル組立体と、ハウジング70の円筒状突部72に結合されるとともに、コイル組立体の内部に配置される連結部材80と、ハウジング70の円筒部71の開口端部に結合されるとともに、コイル組立体の内側で軸方向に沿って連結部材80の基端部(固定コア圧入部80b)と結合される固定コア20と、連結部材80の内側に軸方向に沿って変位自在に配置された可動コア22と、連結部材80と可動コア22との間に配置されるとともに、可動コア22を変位自在に支持する軸受部材36と、を有する。
なお、固定コア20と連結部材80との関係については、後記で詳細に説明する。
そして、コイル26とハウジング70との間には、当該コイル26の外周面等をモールドした樹脂封止体28が設けられ、当該樹脂封止体28は、コイル26に接続されたカプラ部60を含んで樹脂製材料によって一体成形される。カプラ部60には、コイル26と電気的に接続されるターミナル61の端子部61aが露呈するように設けられる。
連結部材80は、固定コア20とハウジング70の円筒状突部72とを同軸で連結する非磁性の部材である。なお、非磁性の部材とは、例えば、ステンレス鋼等である。
そして、連結部材80は、軸受部材36が内周面に圧入される軸受圧入部80cと、軸受圧入部80cから固定コア20側(基端側)に延在するとともに、拡径部80aが内周面に形成された固定コア圧入部80bと、から構成される。
なお、リニアソレノイド部12は、図4に示されるように、複数の軸受部材36a、36bを有していてもよい。この場合は、連結部材80の基端側に軸受圧入部(基端側軸受圧入部)80c、先端側に軸受圧入部(先端側軸受圧入部)80dが形成され、それぞれの軸受圧入部80c、80dの内周面に軸受部材36a、36bが圧入される。そして、軸受部材36a、36bを軸方向に位置決めできるように、基端側軸受圧入部80cと先端側軸受圧入部80dとの間に軸受圧入部80c、80dよりも内径の小さな(円筒状突部72と同じ内径の)軸受位置決め部80eが形成される。複数の軸受部材36a、36bが軸方向に沿った可動コア22と連結部材80との間に配置されるため、連結部材80に対する可動コア22の同軸性を容易に達成することができる。この連結部材80に対する可動コア22の同軸性を確保することができることにより、良好なヒステリシス特性を得ることができる。また、複数の軸受部材36a、36bを設けるようにしたので、本実施形態の比較的長尺な軸受部材36に比較して、可動コア22の外周面に摺接する軸受部材36a、36bの接触面積を減らすことが可能となるので、摺動抵抗を小としてヒステリシス特性を良好とすることが可能となる。
なお、基端側軸受圧入部80cおよび先端側軸受圧入部80dは、拡径部80aと径方向において重畳しないように形成される。
図1に戻って、弁機構部16は、インレットポート44、アウトレットポート46、ドレンポート48、50がそれぞれ設けられたバルブボデイ18内に設けられ、リニアソレノイド部12の可動コア22の端面と当接し前記可動コア22によって押圧されることにより、前記バルブボデイ18内部の空間部に沿ってそれぞれ摺動可能に配設されたスプール(弁体)40を備える。
先ず、ハウジング70に対する連結部材80、固定コア20の組み付け手順を図3に基づいて説明する。
そして、軸受部材36の外径よりも若干小径に形成された軸受圧入部80cの内周面に対して軸受部材36を先端側に押圧して圧入する(図3(b)参照)。なお、軸受部材36の連結部材80に対する組み付けは、連結部材80を円筒状突部72に圧入した後に行ってもよいし、連結部材80を円筒状突部72に圧入する前に行ってもよい。
そして、軸受部材36の内周面に対して、可動コア22を組み付ける(図3(b)参照)。
次に、リニアソレノイド部12に発生する磁束流れを説明する。
コイル26に電流を流すと、コイル26が励磁され磁束が発生する。この磁束は、ハウジング70の円筒部71、ハウジング底部73、円筒状突部72(および円筒状中間部74)、可動コア22、固定コア20、を流通する。ここで、コイル26と軸受部材36との間に設けられる連結部材80は非磁性であるため、コイル26の内側において、磁束は可動コア22には流通するが連結部材80には流通しない。したがって、可動コア22に対し、連結部材80に向かって径方向に吸引する力(サイドフォース)を著しく低減することができる。その結果、ヒステリシス特性を著しく向上させることができる。
また、コイル26の内側を通る磁束のほとんどが可動コア22を流通するため、従来の円筒状ヨークを備えるリニアソレノイドと比較し、可動コア22を流通する磁束密度が増大する。その結果、可動コア22の吸引力が向上する。
次に、バルブ装置10の動作について説明する。
リニアソレノイド部12の非通電時には、リニアソレノイド部12の電磁力(電磁推力)が何ら発生しないため、図1に示されるように、スプール40はリターンスプリング56のばね力によってリニアソレノイド部12側に向かって押圧された状態となる。
また、本実施形態のリニアソレノイド部12によれば、複数の軸受部材36a、36bを設けるようにしたので、比較的長尺な軸受部材36を設けた場合と比較して、可動コア22の外周面に摺接する軸受部材36a、36bの接触面積を減らすことが可能となるので、摺動抵抗を小としてヒステリシス特性を良好とすることが可能となる。
例えば、連結部材80の先端側の内周面(軸受圧入部80c先端側の内周面)および基端側の内周面(固定コア圧入部80bの基端側の内周面)のうち少なくとも一方に、環状のテーパ面(端側の内径が大きくなるような環状の傾斜面)が形成されていてもよい。連結部材80に案内面として機能するテーパ面が形成されることにより、連結部材80を円筒状突部72に簡便に組み込む(圧入する)ことができ、また、固定コア20を連結部材80に簡便に組み込む(圧入する)ことができるため(図3参照)、組み付け作業が容易となって組み付け性を向上させることができる。なお、円筒状突部72の基端側の外周面に環状のテーパ面(端側の外径が小さくなるような環状の傾斜面)を形成させてもよい。
16 弁機構部 18 バルブボデイ
20 固定コア 22 可動コア
26 コイル 36 軸受部材
44 ポート(インレットポート)46 ポート(アウトレットポート)
48 ポート(ドレンポート) 50 ポート(ドレンポート)
70 ハウジング 72 円筒状突部
80 連結部材
Claims (4)
- コイルと、前記コイルの内側に設けられるとともに前記コイルに対する通電作用下に軸方向に沿って変位し固定コアに吸引される円柱状の可動コアと、前記コイルと前記可動コアとの間に設けられ非磁性の円筒体からなる連結部材と、前記可動コアと前記連結部材との間に設けられるとともに前記可動コアを摺動可能に支持する円筒状の軸受部材と、を有するリニアソレノイド部をハウジング内に備え、
前記ハウジングは、前記固定コア側を開口する有底円筒状であるとともに、径方向に沿った前記可動コアと前記連結部材との間に配置されハウジング底部から前記軸受部材側に向かって突出する円筒状突部を有し、
前記連結部材は、前記コイルと前記固定コアとの間に配置され、前記固定コアと前記円筒状突部とを同軸で連結し、
前記軸受部材の内周面は、前記円筒状突部の内周面から前記可動コア側に向かう半径内方向へ所定長突出して設けられることを特徴とするリニアソレノイド。 - 前記連結部材は、軸方向に沿った一端が前記固定コアの外周面に圧入され、他端が前記円筒状突部の外周面に圧入されることを特徴とする請求項1に記載のリニアソレノイド。
- 前記軸受部材は、軸方向に沿った前記可動コアと前記連結部材との間に複数設けられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のリニアソレノイド。
- 圧力流体が流通する複数のポートを有するバルブボデイと、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のリニアソレノイドと、
前記バルブボデイ内に設けられ、前記可動コアの変位によって前記複数のポート間の連通状態と非連通状態とを切り換える弁体を有する弁機構部と、
を備えることを特徴とするバルブ装置。
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