JP5861721B2 - リニアソレノイド - Google Patents
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Description
ところで、リニアソレノイドでは、体格を軸方向に拡大することなく、可動子の軸方向への移動量(以下、ストロークと呼ぶことがある。)を大きくすることができる構造として、可動子に筒状の部分を設けて筒状の部分の内外周それぞれに固定子を配置するものが公知となっている(例えば、特許文献1参照。)。
まず、可動子は、筒状の磁性部を有し、コイルの内周でコイルと同軸に軸方向に可動に組み入れられる。また、第1固定子は、可動子の筒状の磁性部の内周側に配置されて可動子に径方向に磁束を受け渡す。また、第2固定子は、筒状の磁性部であり、可動子の外周側に配置されて第1固定子とともに可動子を径方向に挟み、可動子に径方向に磁束を受け渡す。さらに、第3固定子は、第2固定子から軸方向に離間して配置され、可動子を軸方向に磁気的に吸引する。
まず、可動子は、筒状の磁性部を有し、コイルの内周でコイルと同軸に軸方向に可動に組み入れられる。また、第1固定子は、磁性体製であり、可動子の筒状の磁性部の内周側に配置されて可動子に径方向に磁束を受け渡す。
さらに、本願の第1発明によれば、リニアソレノイドは、次の出力部材を備える。すなわち、出力部材は、可動子の軸方向一端側に固定され、可動子と一体に軸方向一端側に移動して推力を出力するものであって非磁性体製である。また、出力部材は、次の固定部、軸部および穴を有する。まず、固定部は円筒状の部分であって可動子に同軸に固定される。また、軸部は、第3固定子の内周開口を閉じる他の部材を貫通して軸方向一端側に突出することで推力を外部に伝達する。さらに、穴は固定部の内周を外部に開放する。そして、第1固定子の軸方向一端は固定部の内周で固定部に対し軸方向に相対的に移動する。
これにより、固定部の内外間で流体を流出入させることができるので、より一層、可動部分を円滑に移動させることができる。
これにより、リニアソレノイドの軸方向を水平方向に略一致させたときに、リニアソレノイド内における流体の液面を、第3固定子の内周壁よりも下側に抑えることができる。このため、第3固定子の吸引力が流体中の磁性異物によって変動するのを防止することができる。
これにより、リニアソレノイドの軸心から外周側に向う様々な方位の内、鉛直下方に指向させる方位を選択する自由度を高めることができる。
これにより、可動子および出力部材を含む可動部分を両持ちの軸受構造とすることができる。このため、軸受部分に作用する荷重を低減することができ、可動部分を軸方向に安定して移動させることができる。
実施例1のリニアソレノイド1の構成を、図面を用いて説明する。
リニアソレノイド1は、コイル2への通電により発生する磁束を利用して磁気的な吸引力を発生させ推力として出力するものであり、例えば、車両に搭載されて内燃機関のバルブタイミングを変化させるバルブタイミング機構における油圧の供給先を切り替えるために利用される。
そして、リニアソレノイド1は、磁気的な吸引力に関わる構成として以下に説明する可動子3、および、第1、第2、第3固定子4、5、6を備える。
まず、第1受渡構造αとは、第2磁性体10の内の第2固定子5とは別の磁性部と、第3磁性体11の内の第3固定子6とは別の磁性部とを接触させて磁束を受け渡す構造である。
すなわち、他端側ヨーク16は、コイル2の外周縁よりも外周側に伸びており、外周部20は、コイル2の外周縁よりも外周側に存在する。また、外周部20の軸方向一端側の表面20aは軸方向に垂直な平面であり、鍔部19の軸方向他端側の表面19bも軸方向に垂直な平面である。
なお、鍔部19と外周部20とは、凹凸嵌合等を形成していないので、治具15による位置決めの際に自在に径方向に相対移動することができる。
ここで、第1磁性体9は、第1固定子4の軸方向一端から外周側に広がる円環板状の鍔部21を有する。
すなわち、鍔部21は、可動子3の外周縁よりも外周側に伸びており、外周部24は、可動子3の外周縁の外周側にも存在する。また、内周部23の軸方向他端側の表面23bは軸方向に垂直な平面である。さらに、外周部24の軸方向一端側の表面24aも軸方向に垂直な平面である。
なお、内周部23と外周部24とは、凹凸嵌合等を形成していないので、治具15による位置決めの際に自在に径方向に相対移動することができる。
さらに、第1受渡構造αは、第2受渡構造βよりも軸方向一端側に設けられる。
軸受け28は、可動子3の内周に固定されて第1固定子4に直接的に摺接し、可動子3は、軸受け28を介して間接的に第1固定子4に摺接する。また、軸受け28の内、外周側の部分は磁性体製であり、内周側の部分は非磁性体製である。そして、第1固定子4の外周面に、直接、摺接する内周面は非磁性材料からなる。
そして、出力部材29は、円筒状の部分であって可動子3に同軸に固定される固定部36と、軸方向一端側(可動子3が存在する側と反対側)に突出する円柱状の軸部37とを有する。
また、蓋部13の頂部近傍には軸部37が通る開口38が設けられ、軸部37は、開口38から軸方向一端側に突出することで、推力を外部の機器等に出力する。
まず、円筒部40は、第2、第3固定子5、6の外周側に配置されてコイル2が巻かれる部分である。また、フランジ41a、41bは、それぞれ、円筒部40の軸方向一端、他端から外周側に広がってコイル2が巻かれる領域を軸方向一端側、他端側で区画する。
まず、一端側シールγは、フランジ41aの軸方向一端側でコイル2の軸心を包囲するように設けられている。すなわち、フランジ41aの軸方向一端側の表面には、コイル2の軸心を包囲する環状の樹脂製隆起42aが設けられ(図6参照。)、樹脂製隆起42aを溶融樹脂により溶融した後、固化させることで一端側シールγが設けられる。
なお、射出成形工程における溶融樹脂の射出口(図示せず)は、第1磁性体9の軸方向他端側で第1磁性体9と向かい合う範囲gに配置される(図3参照。)。
実施例1のリニアソレノイド1は、可動子3を円筒状に設けるとともに可動子3の内外周それぞれに第1、第2固定子4、5を配置し、第1、第2固定子4、5の両方から可動子3に径方向に磁束を受け渡す。また、第3固定子6は、第2固定子5から軸方向一端側に離間して配置される筒状の磁性部であり、可動子3を軸方向一端側に磁気的に吸引して自身の内周まで引き込むとともに、軸方向一端側の内周開口をカバー12により閉じられる。そして、第3固定子6には貫通孔49が設けられ、貫通孔49は、第3固定子6を貫通し、リニアソレノイド1の内部とリニアソレノイド1の外部とを連通する。
これにより、リニアソレノイド1の軸方向を水平方向に略一致させたときに、リニアソレノイド1内における流体の液面を、第3固定子6の内周壁6aよりも下側に抑えることができる。このため、第3固定子6の吸引力が流体中の磁性異物によって変動するのを防止することができる。
これにより、リニアソレノイド1の軸心から外周側に向う様々な方位の内、鉛直下方に指向させる方位を選択する自由度を高めることができる。
実施例2のリニアソレノイド1によれば、図9に示すように、カバー12の蓋部13は、軸方向一端側に膨らまずに軸方向に垂直な平板状に設けられている。そして、蓋部13の中央には、軸部37を通すとともに軸部37を軸方向に摺動自在に支持する軸受部51が設けられている。また、軸受部51は、軸方向一端側に円筒状に隆起しており、軸受部51の内周面に軸部37の外周面が摺接する。
これにより、固定部36の内外間で流体を流出入させることができるので、より一層、可動部分を円滑に移動させることができる。
リニアソレノイド1の構成は、実施例に限定されず、種々の変形例を考えることができる。
すなわち、可動子3、第1〜第3固定子4〜6、第1〜第3磁性体9〜11、第1、第2受渡構造α、β、貫通孔49、軸受け28、呼吸路8、34、出力部材29、一端側、他端側シールγ、δ、ターミナル26の引き出し構造、軸方向長さdと軸方向長さeとの大小関係、第3固定子6の内周径aと第2固定子5の内周径bとの大小関係、ならびに、可動子3および出力部材29の一体物の摺動支持構造等に関して様々な態様を採用することができる。
第3固定子 49 貫通孔
Claims (4)
- コイル(2)への通電により発生する磁束を利用して、軸方向に作用する推力を出力するリニアソレノイド(1)において、
筒状の磁性部を有し、前記コイル(2)の内周で前記コイル(2)と同軸に軸方向に可動に組み入れられる可動子(3)と、
この可動子(3)の筒状の磁性部の内周側に配置されて前記可動子(3)に径方向に磁束を受け渡す磁性体製の第1固定子(4)と、
筒状の磁性体であり、前記可動子(3)の外周側に配置されて前記第1固定子(4)とともに前記可動子(3)を径方向に挟み、前記可動子(3)に径方向に磁束を受け渡す第2固定子(5)と、
前記第2固定子(5)から軸方向に離間して配置される筒状の磁性体であり、前記可動子(3)を軸方向に磁気的に吸引して自身の内周まで引き込むとともに、前記第2固定子(5)が存在する側と軸方向に関して反対側の内周開口を他の部材(12)により閉じられる第3固定子(6)と、
この第3固定子(6)を貫通し、前記リニアソレノイド(1)の内部と前記リニアソレノイド(1)の外部とを連通する貫通孔(49)と、
前記可動子(3)の軸方向一端側に固定され、前記可動子(3)と一体に軸方向一端側に移動して推力を出力する非磁性体製の出力部材(29)とを備えており、
この出力部材(29)は、円筒状の部分であって前記可動子(3)に同軸に固定される固定部(36)と、前記第3固定子の内周開口を閉じる前記他の部材(12)を貫通して軸方向一端側に突出することで推力を外部に伝達する軸部(37)と、前記固定部(36)の内周を外部に開放する穴(52)とを有し、
前記第1固定子(4)の軸方向一端は、前記固定部(36)の内周で前記固定部(36)に対し軸方向に相対的に移動することを特徴とするリニアソレノイド(1)。 - 請求項1に記載のリニアソレノイド(1)において、
前記貫通孔(49)は、前記第3固定子(6)の内周壁(6a)よりも外周側で前記リニアソレノイド(1)の内部に開口することを特徴とするリニアソレノイド(1)。 - 請求項1または請求項2に記載のリニアソレノイド(1)において、
前記貫通孔(49)は、前記コイル(2)の軸心の周囲に、複数、設けられていることを特徴とするリニアソレノイド(1)。 - 請求項1ないし請求項3の内のいずれか1つに記載のリニアソレノイド(1)において、
前記他の部材(12)は、前記軸部(37)を通すとともに前記軸部(37)を軸方向に摺動自在に支持する軸受部(51)を有し、
前記可動子(3)は前記第1固定子(4)または前記第2固定子(5)により軸方向に摺動自在に支持されていることを特徴とするリニアソレノイド(1)。
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