JP5900443B2 - リニアソレノイド、および、リニアソレノイドの製造方法 - 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。
すなわち、特許文献1の構造によれば、主に、第1、第2固定子のそれぞれと一体に設けられた別の磁性部を、いわゆるインローにより径方向に位置決めしている。
このため、特許文献1の構造によれば、第1〜第3固定子の位置決めが不充分であり、軸ズレによってサイドフォース(可動子と固定子との間で径方向に作用する吸引力)が増大する虞が高い。
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。
これにより、磁束の受渡しに関わる面積を充分に確保することができるので、磁気抵抗を減らして吸引力を確保することができる。
これにより、磁束の受渡しに関わる面積を充分に確保することができるので、磁気抵抗を減らして吸引力を確保することができる。
これにより、リニアソレノイドの体格を軸方向に縮小することができる。つまり、第2受渡構造は、コイルの軸方向他端側に設ける必要があり、リニアソレノイドの体格を軸方向に拡大するものである。これに対し、第1受渡構造は、コイルの外周側および軸方向他端側のいずれかの位置に設けることができ、設ける位置に関して自由度が高い。そこで、第1受渡構造を第2受渡構造よりも軸方向一端側に設けることで、リニアソレノイドの体格を軸方向に縮小することができる。
これにより、第1、第2受渡構造のそれぞれにおいて、溶融樹脂の射出圧により磁性部の平面同子を確実に突き合わせて固定することができる。このため、第1、第2受渡構造のそれぞれにおいて平面同子を突き合わせるために、特別な部位を設ける必要がない。
実施例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、リニアソレノイド1には、第3固定子6の内周径aが第2固定子5の内周径bよりも大きい、という大小関係が存在する。
これにより、第2磁性体10と第3磁性体11との間の磁束の受渡しに関わる面積を充分に確保することができるので、磁気抵抗を減らして吸引力を確保することができる。
これにより、第1磁性体9と第2磁性体10との間の磁束の受渡しに関わる面積を充分に確保することができるので、磁気抵抗を減らして吸引力を確保することができる。
これにより、リニアソレノイド1の体格を軸方向に縮小することができる。つまり、第2受渡構造βは、コイル2の軸方向他端側に設ける必要があり、リニアソレノイド1の体格を軸方向に拡大するものである。これに対し、第1受渡構造αは、コイル2の外周側および軸方向他端側のいずれかの位置に設けることができ、設ける位置に関して自由度が高い。そこで、第1受渡構造αを第2受渡構造βよりも軸方向一端側に設けることで、リニアソレノイド1の体格を軸方向に縮小することができる。
これにより、第1受渡構造αにおける表面20a、19b同子、および、第2受渡構造βにおける表面24a、23b同子を溶融樹脂の射出圧により確実に突き合わせて面接触させ固定することができる。このため、第1、第2受渡構造α、βのそれぞれにおいて平面同子を突き合わせるために、特別な部位を設ける必要がない。
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、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。
また、実施例のリニアソレノイド1によれば、第1磁性体9の鍔部21に呼吸路34を設けていたが、軸受け28のフランジ32に呼吸路34を設けてもよく、鍔部21およびフランジ32の両方に呼吸路34を設けてもよい。
第3固定子 a、b 内周径
Claims (5)
- 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、
筒状の磁性部であり、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、
軸方向の一端側および他端側の両端が開口していて、軸方向他端側が前記第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部であり、前記可動子(3)を磁気的に吸引して軸方向他端側の開口から自身の内周まで引き込む第3固定子(6)と、
前記第3固定子(6)の軸方向一端側の開口を封鎖する他の部材(12)と、
前記第3固定子(6)における前記筒状の磁性部の内周径(a)が、前記第2固定子(5)における前記可動子(3)の外周面と対向する内周側の内周径(b)よりも大きい大小関係とを備え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、
前記第2固定子(5)に一体に設けられた別の磁性部(16、20)と、前記第3固定子(6)に一体に設けられた別の磁性部(19)とを接触させて磁束を受け渡す構造であり、前記第2固定子(5)側の別の磁性部(16、20)および前記第3固定子(6)側の別の磁性部(19)にそれぞれ軸方向に垂直な平面(20a、19b)を設け、平面(20a、19b)同子を面接触させて磁束を受け渡す第1受渡構造(α)を備え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、
前記第1固定子(4)に一体に設けられた別の磁性部(21、24)と、前記第2固定子(5)に一体に設けられた別の磁性部(16、23)とを接触させて磁束を受け渡す構造であり、前記第1固定子(4)側の別の磁性部(21、24)および前記第2固定子(5)側の別の磁性部(16、23)にそれぞれ軸方向に垂直な平面(24a、23b)を設け、平面(24a、23b)同子を面接触させて磁束を受け渡す第2受渡構造(β)を備え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に記載のリニアソレノイド(1)において、
前記第2固定子(5)に一体に設けられた別の磁性部(16、20)と、前記第3固定子(6)に一体に設けられた別の磁性部(19)とを接触させて磁束を受け渡す構造であり、前記第2固定子(5)側の別の磁性部(16、20)および前記第3固定子(6)側の別の磁性部(19)にそれぞれ軸方向に垂直な平面(20a、19b)を設け、平面(20a、19b)同子を面接触させて磁束を受け渡す第1受渡構造(α)と、
前記第1固定子(4)に一体に設けられた別の磁性部(21、24)と、前記第1受渡構造(α)を形成する磁性部(16、20)とは別に前記第2固定子(5)に一体に設けられた更に別の磁性部(16、23)とを接触させて磁束を受け渡す構造であり、前記第1固定子(4)側の別の磁性部(21、24)および前記第2固定子(5)側の更に別の磁性部(16、23)にそれぞれ軸方向に垂直な平面(24a、23b)を設け、平面(24a、23b)同子を面接触させて磁束を受け渡す第2受渡構造(β)とを備え、
前記第1受渡構造(α)は、前記第2受渡構造(β)よりも軸方向一端側に設けられることを特徴とするリニアソレノイド(1)。 - 請求項4に記載のリニアソレノイド(1)の製造方法において、
前記コイル(2)、前記第1固定子(4)を含む第1磁性体(9)、前記第2固定子(5)を含む第2磁性体(10)、および前記第3固定子(6)を含む第3磁性体(11)に対し溶融樹脂を射出してモールド成形を施す射出成形工程を備え、
この射出成形工程における溶融樹脂の射出口は、前記第2受渡構造(β)の軸方向他端側で前記第1磁性体(9)と向かい合う範囲(g)に配置されることを特徴とするリニアソレノイド(1)の製造方法。
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