WO2016035594A1 - ソレノイド及びソレノイドバルブ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a solenoid and a solenoid valve.
- JP2005-155794A includes a coil that generates a magnetic force when energized, a plunger that is movable in the axial direction, a stator that guides the magnetic force generated by the coil to a position facing the plunger in the axial direction, and a shaft that extends in the axial direction.
- a bearing that is displaceably supported, a plunger accommodating chamber that accommodates a plunger so as to be displaceable in the axial direction, a breathing hole that is formed in a housing that accommodates a driven body and communicates with the inside and outside of the housing, a breathing hole, and a plunger accommodating chamber And a breathing passage communicating therewith.
- a filter is provided in the respiratory passage.
- a filter is provided in a breathing passage communicating the plunger housing chamber and the inside of the housing, thereby preventing contamination from entering the plunger housing chamber.
- the present invention aims to reduce the malfunction of solenoids.
- the solenoid includes a coil that generates a magnetic force when a current flows, a stator core that is provided inside the coil and is excited by the magnetic force of the coil, and an inner side of the stator core.
- a plunger that is housed in the plunger chamber and moves toward the suction portion in the plunger chamber by the magnetic force of the coil, a shaft that is movable along the axial direction together with the plunger, and a filter that is provided inside the stator core.
- the filter is provided on the suction portion side as viewed from the plunger and in an axial range in which the coil is provided.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a solenoid valve including a solenoid according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.
- FIG. 3 is a graph showing the relationship between the adsorption force acting on the plunger and the stroke of the plunger.
- the solenoid is an electromagnetic actuator that generates a magnetic force by energizing the coil and drives the plunger by the magnetic force.
- a solenoid 100 used in the solenoid valve 1 that controls the flow rate of the working fluid will be described.
- the solenoid valve 1 controls the flow rate of hydraulic oil as a working fluid guided from a fluid pressure supply source (not shown) to a fluid pressure device or the like (not shown).
- the working fluid is not limited to working oil, and may be other incompressible fluid or compressible fluid.
- the solenoid valve 1 includes a bottomed cylindrical housing 2, a spool 3 as a valve body movably provided in the housing 2, and a bias 3 provided in the housing 2. And a coil spring 9 as an urging member.
- an inflow passage 2A and an outflow passage 2B as valve passages through which hydraulic oil flows are formed side by side in the axial direction.
- the inflow passage 2A communicates with the inside of the housing 2 and communicates with a fluid pressure supply source via a pipe or the like (not shown).
- the outflow passage 2B communicates with the inside of the housing 2 and communicates with a hydraulic device or the like via a pipe or the like (not shown).
- the spool 3 has a first land portion 4 and a second land portion 5 that slide along the inner peripheral surface of the valve body 2, and an outer diameter smaller than that of the first land portion 4 and the second land portion 5.
- a small-diameter portion 6 that connects the first land portion 4 and the second land portion 5, and a tip portion 7 that contacts a shaft 16 of a solenoid 100 described later.
- a spring accommodating recess 4A in which a part of the coil spring 9 is accommodated is formed at the end of the first land portion 4.
- the second land portion 5 slides along the inner peripheral surface of the valve body 2 and adjusts the opening degree of the inflow passage 2A.
- the small-diameter portion 6 is formed with a smaller diameter than the outer diameters of the first land portion 4 and the second land portion 5, and forms an annular fluid chamber 8 between the inner peripheral surface of the housing 2.
- the fluid chamber 8 communicates with the inflow passage 2A and the outflow passage 2B, and guides the hydraulic oil that has passed through the inflow passage 2A to the outflow passage 2B.
- the coil spring 9 is interposed in a compressed state between the spring accommodating recess 4A of the first land portion 4 and the bottom portion 2C of the housing 2 in the spool 3 so as to resist the movement of the plunger 17 of the solenoid 100. Energize. That is, the coil spring 9 biases the spool 3 in the direction in which the second land portion 5 opens the inflow passage 2A (right direction in FIG. 1).
- the solenoid 100 is provided in such a solenoid valve 1 and drives the spool 3 in the axial direction.
- the solenoid 100 is a cylindrical yoke 10 formed of a magnetic material, a coil 11 provided inside the yoke 10 that generates a magnetic force when a current flows, and a magnet 11 provided inside the coil 11 and excited by the magnetic force of the coil 11.
- the yoke 10 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and is fixed in contact with the end face of the housing 2 on the opening side.
- the coil 11 is molded by the resin material 11 ⁇ / b> A and provided inside the yoke 10.
- the coil 11 generates a magnetic force when a current supplied through a terminal (not shown) flows.
- the stator core 12 is a cylindrical member provided inside the coil 11.
- the stator core 12 includes a first stator core 13 provided inside the opening 10 ⁇ / b> A of the yoke 10, a second stator core 14 disposed in series with the first stator core 13 in a gap, and the first stator core 13 and the second stator core 14. And a connecting member 15 that connects the outer peripheries.
- the first stator core 13 and the second stator core 14 are made of a magnetic material, and the connecting member 15 is made of a non-magnetic material.
- the first stator core 13 and the second stator core 14 are formed with insertion holes 13A and 14A through which the shaft 16 is inserted.
- a plunger chamber 19 in which the plunger 17 is accommodated is formed inside the first stator core 13 and the second stator core 14.
- the plunger chamber 19 is formed with a larger diameter than the insertion holes 13A and 14A.
- a step surface between the plunger chamber 19 and the insertion hole 13 ⁇ / b> A of the first stator core 13 becomes an adsorption surface 19 ⁇ / b> A as an adsorption portion where the plunger 17 is adsorbed to the stator core 12 by the magnetic force of the coil 11.
- the end surface at the end of the plunger chamber 19 on the first stator core 13 side is the adsorption surface 19A.
- the shaft 16 is slidable along the axial direction by a first bearing 20 as a shaft bearing provided in the insertion hole 13A of the first stator core 13 and a second bearing 30 provided in the insertion hole 14A of the second stator core 14. Supported.
- the shaft 16 passes through the first stator core 13 and the second stator core 14.
- the tip of the shaft 16 contacts the tip 7 of the spool 3. Thereby, the spool 3 moves with the movement of the shaft 16.
- the plunger 17 is made of a magnetic material.
- the plunger 17 is accommodated in a plunger chamber 19 formed inside the first stator core 13 and the second stator core 14.
- the plunger 17 is fixed to the shaft 16 by caulking or the like so that no displacement occurs with respect to the shaft 16.
- the plunger 17 moves in the plunger chamber 19 due to an attractive force directed toward the adsorption surface 19 ⁇ / b> A, which is one end of the plunger chamber 19, by the magnetic force of the coil 11.
- the force toward the direction in which the coil spring 9 is compressed acts on the spool 3 by the adsorption force acting via the shaft 16. For this reason, the spool 3 moves to a position where the suction force and the biasing force by the coil spring 9 are balanced. As the magnitude of the current flowing through the coil 11 increases, the attractive force between the plunger 17 and the first stator core 13 increases. For this reason, the spool 3 moves in the direction of compressing the coil spring 9 against the urging force of the coil spring 9 as the value of the current supplied to the coil 11 increases.
- the solenoid valve 1 controls the flow of the hydraulic oil guided from the inflow passage 2A to the outflow passage 2B by controlling the current value supplied to the coil 11 and moving the spool 3 in the axial direction.
- the solenoid 100 further includes a filter 18 provided inside the first stator core 13 in the stator core 12.
- the filter 18 allows passage of hydraulic oil and restricts passage of contamination such as metal powder.
- the filter 18 is formed of a magnetic material and is provided in a first bearing 20 as a shaft bearing provided in the insertion hole 13 ⁇ / b> A of the first stator core 13.
- the first bearing 20 is made of a nonmagnetic material. Specifically, it is formed of a nonmagnetic resin material.
- the first bearing 20 includes a cylindrical cylindrical portion 21 and a flange portion 22 that is formed so as to protrude radially outward from one end of the cylindrical portion 21.
- the cylindrical portion 21 is press-fitted into the insertion hole 13 ⁇ / b> A of the first stator core 13. Thereby, the first bearing 20 is fixed to the first stator core 13.
- the flange portion 22 is accommodated in the plunger chamber 19 with one end surface in contact with the suction surface 19A. That is, the flange portion 22 is provided between the adsorption surface 19 ⁇ / b> A of the first stator core 13 and the plunger 17. By providing the flange portion 22 in this way, contact between the adsorption surface 19A of the first stator core 13 and the plunger 17 is prevented.
- suction passages 23 penetrating the cylindrical portion 21 and the flange portion 22 along the axial direction are formed.
- the number of suction passages 23 is not limited to two and may be any number.
- the filter 18 is formed in an annular shape, and is provided on the flange portion 22 of the first bearing 20 so as to cover the suction passage 23.
- the filter 18 is integrally formed with the first bearing 20 by insert molding. More specifically, as shown in FIG. 1, in a state where the first bearing 20 is fixed to the first stator core 13, the first bearing is arranged so that the filter 18 is positioned within the axial range in which the coil 11 is provided. 20 and the filter 18 are integrally formed.
- the filter 18 may be provided in the cylindrical portion 21 of the first bearing 20. Further, the filter 18 may have any shape as long as it is provided so as to cover the suction passage 23.
- the filter 18 is provided on the suction surface 19A side (left side in FIG. 1) when viewed from the plunger 17 and within the axial range in which the coil 11 is provided.
- the magnetic force of the coil 11 acts in the axial range where the coil 11 is provided. For this reason, the contamination made of metal powder on the suction surface 19 ⁇ / b> A side as viewed from the plunger 17 and within the axial range in which the coil 11 is provided is sucked toward the plunger chamber 19 by magnetic force.
- Contamination sucked toward the plunger chamber 19 adheres to the filter 18 through the suction passage 23 of the first bearing 20. Thus, contamination can be positively attached to the filter 18 and removed by the magnetic force of the coil 11.
- the filter 18 is formed of a magnetic material, when the coil 11 is energized, the filter 18 itself is excited. For this reason, the contamination adhering to the filter 18 does not drift again in the hydraulic oil, and the adhering contamination can be kept in the filter 18 as it is.
- the filter 18 is preferably provided at a position closer to the suction surface 19A. As the filter 18 is provided closer to the attracting surface 19A, the larger magnetic force can attract the contamination and keep it attached to the filter 18. In this way, by providing the filter 18 in the vicinity of the adsorption surface 19A on which the plunger 17 is adsorbed by the magnetic force, a larger magnetic force acts on the contamination, so that the adsorption force to the filter 18 that the contamination receives can be increased. .
- the suction passage 23 of the first bearing 20 is formed along the axial direction. Since the first bearing 20 is provided inside the coil 11, the lines of magnetic force passing through the first bearing 20 are substantially parallel along the axis of the first bearing 20. Thus, since the suction passage 23 and the lines of magnetic force are substantially parallel, the contamination can be efficiently sucked by the magnetic force.
- the adsorption force between the plunger and the first stator core may increase rapidly.
- the attractive force is rapidly increased, so that it is difficult to control the current value to be supplied to the coil. Therefore, in general, in order to prevent the plunger from approaching the first stator core to the region R where the attractive force suddenly increases, a spacer formed of a nonmagnetic material is provided between the attractive surface and the plunger.
- the flange portion 22 of the first bearing 20 formed of a non-magnetic material is provided between the plunger 17 and the first stator core 13. For this reason, the flange portion 22 prevents the plunger 17 from coming into contact with the suction surface 19A of the first stator core 13, and does not approach the region R where the suction force increases rapidly.
- the flange portion 22 of the first bearing 20 is formed to have such a thickness that the plunger 17 abuts against the flange portion 22 of the first bearing 20 before the adsorption force increases rapidly.
- the solenoid 100 includes the first bearing 20 having the flange portion 22, so that it is difficult to control the value of the current supplied to the coil 11 by approaching the vicinity of the plunger 17 contacting the first stator core 13. Can be prevented. That is, the first bearing 20 functions as a bearing that supports the shaft 16 and also functions as a spacer that prevents the first stator core 13 and the plunger 17 from coming into contact with each other. Therefore, in the solenoid 100, it is not necessary to provide a separate spacer, and the number of parts can be reduced.
- the contamination made of metal powder within the axial range where the coil 11 is provided on the suction surface 19 ⁇ / b> A side when viewed from the plunger 17 is caused by the magnetic force. It is sucked towards. Since the filter 18 is provided on the suction surface 19 ⁇ / b> A side when viewed from the plunger 17 and in the axial range where the coil 11 is provided, the contamination attracted by the magnetic force adheres to the filter 18. Therefore, the contamination can be positively attached to the filter 18 and removed by the magnetic force of the coil 11, so that the contamination can be prevented from entering the plunger chamber 19 and the malfunction of the solenoid 100 can be reduced. .
- the plunger 17 has an adsorption surface of the first stator core 13 up to a region where the adsorption force increases rapidly. Access to 19A is prevented.
- the 1st bearing 20 functions also as a spacer which prevents contact
- the filter 18 is integrally formed by insert molding with the first bearing 20 formed of a nonmagnetic resin material. For this reason, the first bearing 20 having the filter 18 can be formed at a low cost.
- the filter 18 is formed of a magnetic material, the filter 18 is excited by the magnetic force of the coil 11, so that the filter 18 can be more reliably retained with the contamination attached thereto.
- suction passage 23 is formed along the axis of the first bearing 20 and is substantially parallel to the magnetic field lines of the coil 11, contamination can be efficiently sucked by the magnetic force.
- the solenoid 100 is used for the solenoid valve 1 that controls the flow rate of hydraulic oil.
- the solenoid 100 is not limited to this, and may be used for other purposes.
- the filter 18 is formed integrally with the first bearing 20.
- the filter 18 may be provided in the first bearing 20 as a separate body. Further, the filter 18 may not be provided in the first bearing 20, and for example, a case different from the first bearing 20 may be provided and provided in the case.
- the filter 18 may be provided on the suction surface 19 ⁇ / b> A side when viewed from the plunger 17 and within the axial range in which the coil 11 is provided.
- the filter 18 is formed of a magnetic material.
- the filter 18 is preferably a magnetic material, but a non-magnetic filter 18 may be provided.
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Abstract
ソレノイド100であって、電流が流れると磁力を発生するコイル11と、コイル11の内側に設けられコイル11の磁力によって励磁される筒状のステータコア12と、ステータコア12の内側に形成されるプランジャ室19に移動自在に収容され、コイル11の磁力によってプランジャ室内19の吸着面19Aへ向かって移動するプランジャ17と、プランジャ17と共に軸方向に沿って移動可能に設けられるシャフト16と、ステータコア12の内側に設けられるフィルタ18と、を備え、フィルタ18は、プランジャ17から見て吸着部側であって、コイル11が設けられる軸方向の範囲内に設けられる。
Description
本発明は、ソレノイド及びソレノイドバルブに関するものである。
JP2005-155794Aには、通電によって磁力を発生するコイルと、軸方向へ移動可能に設けられたプランジャと、コイルの発生した磁力をプランジャの軸方向の対向位置へ導くステータと、シャフトを軸方向へ変位可能に支持する軸受と、プランジャを軸方向へ変位可能に収容するプランジャ収容室と、被駆動体を収容するハウジングに形成されハウジングの内外を連通する呼吸孔と、呼吸孔とプランジャ収容室とを連通する呼吸通路と、を備えるソレノイドバルブが開示されている。このソレノイドバルブでは、呼吸通路にフィルタが設けられる。
一般に、ソレノイドは、主に金属粉からなるコンタミネーションがプランジャ収容室内に侵入すると、プランジャ収容室内で移動するプランジャがコンタミネーションを噛みこんで動作不良を起こすおそれがある。このため、JP2005-155794Aに開示のソレノイドバルブでは、プランジャ収容室とハウジング内部とを連通する呼吸通路にフィルタを設けることにより、プランジャ収容室内へのコンタミネーションの侵入を防止している。
しかしながら、JP2005-155794Aに開示のソレノイドバルブは、ハウジング内部からプランジャ収容室内に向かって積極的に作動流体が流れるものではない。つまり、作動流体内のコンタミネーションをフィルタによって積極的に除去するものではないため、JP2005-155794A開示のソレノイドバルブでは、十分にコンタミネーションが除去されず、ソレノイドが動作不良を起こすおそれがある。
本発明は、ソレノイドの動作不良を低減することを目的とする。
本発明のある態様によれば、ソレノイドであって、電流が流れると磁力を発生するコイルと、前記コイルの内側に設けられ前記コイルの磁力によって励磁されるステータコアと、前記ステータコアの内側に形成されるプランジャ室に収容され、前記コイルの磁力によって前記プランジャ室内の吸着部へ向かって移動するプランジャと、前記プランジャと共に軸方向に沿って移動可能に設けられるシャフトと、前記ステータコアの内側に設けられるフィルタと、を備え、前記フィルタは、前記プランジャから見て前記吸着部側であって、前記コイルが設けられる軸方向の範囲内に設けられる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
ソレノイドは、コイルへの通電によって磁力を発生させ、磁力によってプランジャを駆動する電磁アクチュエータである。以下の実施形態では、作動流体の流量を制御するソレノイドバルブ1に用いられるソレノイド100について説明する。
まず、図1を参照して、本発明の実施形態に係るソレノイド100を備えたソレノイドバルブ1の全体構成について説明する。
ソレノイドバルブ1は、流体圧供給源(図示省略)から流体圧機器等(図示省略)に導かれる作動流体としての作動油の流量を制御するものである。作動流体は、作動油に限らず、他の非圧縮性流体または圧縮性流体であってもよい。
図1に示すように、ソレノイドバルブ1は、有底筒状のハウジング2と、ハウジング2内に移動自在に設けられる弁体としてのスプール3と、ハウジング2内に設けられスプール3を付勢する付勢部材としてのコイルばね9と、を備える。
ハウジング2には、作動油が流れるバルブ通路としての流入通路2A及び流出通路2Bが軸方向に並んで形成される。流入通路2Aは、ハウジング2の内部と連通し、図示しない配管等を介して流体圧供給源と連通する。流出通路2Bは、ハウジング2の内部と連通し、図示しない配管等を介して油圧機器等と連通する。
スプール3は、バルブボディ2の内周面に沿って摺動する第一ランド部4及び第二ランド部5と、外径が第一ランド部4及び第二ランド部5よりも小径に形成され第一ランド部4と第二ランド部5とを連結する小径部6と、後述するソレノイド100のシャフト16と接触する先端部7と、を有する。
第一ランド部4の端部には、コイルばね9の一部が収容されるばね収容凹部4Aが形成される。第二ランド部5は、バルブボディ2の内周面に沿って摺動し流入通路2Aの開度を調節する。
小径部6は、第一ランド部4及び第二ランド部5の外径よりも小径に形成されて、ハウジング2の内周面との間に環状の流体室8を形成する。流体室8は、流入通路2A及び流出通路2Bと連通し、流入通路2Aを通過した作動油を流出通路2Bへと導く。
コイルばね9は、スプール3における第一ランド部4のばね収容凹部4Aとハウジング2の底部2Cとの間に圧縮状態で介装され、ソレノイド100のプランジャ17の移動に抗するようにスプール3を付勢する。つまり、コイルばね9は、第二ランド部5が流入通路2Aを開く方向(図1中右方向)にスプール3を付勢する。
ソレノイド100は、このようなソレノイドバルブ1に設けられ、スプール3を軸方向に駆動する。
ソレノイド100は、磁性体によって形成される筒状のヨーク10と、ヨーク10の内側に設けられ電流が流れると磁力を発生するコイル11と、コイル11の内側に設けられコイル11の磁力によって励磁されるステータコア12と、ステータコア12を挿通し軸方向に沿って移動可能に設けられるシャフト16と、シャフト16の外周に固定されるプランジャ17と、を備える。
ヨーク10は、有底円筒状に形成され、ハウジング2における開口側の端面に当接して固定される。
コイル11は、樹脂材11Aによってモールドされ、ヨーク10の内側に設けられる。コイル11は、端子(図示省略)を通じて供給される電流が流れることによって磁力を発生する。
ステータコア12は、コイル11の内側に設けられる円筒状部材である。ステータコア12は、ヨーク10における開口部10Aの内側に設けられる第一ステータコア13と、第一ステータコア13と隙間を空けて直列に配置される第二ステータコア14と、第一ステータコア13と第二ステータコア14との外周を連結する連結部材15と、から構成される。第一ステータコア13及び第二ステータコア14は磁性体によって形成され、連結部材15は非磁性体によって形成される。
第一ステータコア13及び第二ステータコア14には、それぞれシャフト16が挿通する挿通孔13A,14Aが形成される。また、第一ステータコア13及び第二ステータコア14の内側には、プランジャ17が収容されるプランジャ室19が形成される。プランジャ室19は、挿通孔13A,14Aよりも大きい径で形成される。プランジャ室19と第一ステータコア13の挿通孔13Aとの間の段差面が、コイル11の磁力によってプランジャ17がステータコア12に吸着される吸着部としての吸着面19Aとなる。言い換えれば、プランジャ室19の第一ステータコア13側の端部における端面が、吸着面19Aとなる。
シャフト16は、第一ステータコア13の挿通孔13Aに設けられるシャフト軸受としての第一軸受20と第二ステータコア14の挿通孔14Aに設けられる第二軸受30とによって軸方向に沿って摺動自在に支持される。シャフト16は、第一ステータコア13及び第二ステータコア14を挿通する。シャフト16の先端は、スプール3の先端部7と接触する。これにより、シャフト16の移動に伴いスプール3が移動する。
プランジャ17は、磁性体によって形成される。プランジャ17は、第一ステータコア13及び第二ステータコア14の内側に形成されるプランジャ室19に収容される。プランジャ17は、シャフト16に対してずれが生じないように、かしめ等の方法によりシャフト16に固定される。プランジャ17は、コイル11の磁力によって、プランジャ室19における一方の端部である吸着面19Aへ向かう吸着力が作用して、プランジャ室19内を移動する。
次に、ソレノイドバルブ1の動作について説明する。
コイル11に電流が流れない非通電状態においては、プランジャ17には吸着力が作用せず、スプール3は、コイルばね9の付勢力によって流入通路2Aを開く方向(図1中右方向)に付勢される。このため、図1に示すように、流入通路2Aと流出通路2Bとが流体室8を介して連通し、作動油の通過が許容される。
コイル11に電流が流れて磁力が発生すると、プランジャ17が励磁され、プランジャ17に第一ステータコア13の吸着面19Aへ向かう方向(図1中左方向)の吸着力が作用する。このような吸着力によって、プランジャ17は吸着面19Aに向かって移動する。
スプール3には、シャフト16を介して作用する吸着力によって、コイルばね9を圧縮する方向へ向かう力が作用する。このため、スプール3は、吸着力とコイルばね9による付勢力とが釣り合う位置まで移動する。コイル11に通電する電流の大きさが大きくなる程、プランジャ17と第一ステータコア13との吸着力は大きくなる。このため、コイル11に通電する電流値が大きくなる程、スプール3はコイルばね9の付勢力に抗してコイルばね9を圧縮する方向へ移動する。
コイル11に通電する電流値を大きくしてスプール3をコイルばね9の付勢力に抗して移動させると、第二ランド部5によって流入通路2Aが徐々に閉じられる。これにより、流体室8に対する流入通路2Aの開口面積が減少する。このため、流入通路2Aを通じて流体室8へ導かれる作動油の流量が減少する。
コイル11に通電する電流値をさらに大きくして第一ステータコア13へ向かうプランジャ17のストローク量を増大させると、第二ランド部5によって流入通路2Aが完全に閉じられる。よって、流入通路2Aと流出通路2Bとの連通が遮断される。
このように、ソレノイドバルブ1は、コイル11に通電する電流値を制御して、スプール3を軸方向に移動させることにより、流入通路2Aから流出通路2Bへ導かれる作動油の流量を調整する。
次に、第一軸受20及び第一軸受20に設けられるフィルタ18の構成について詳しく説明する。
ソレノイド100は、ステータコア12における第一ステータコア13の内側に設けられるフィルタ18をさらに備える。
フィルタ18は、作動油の通過は許容すると共に、金属粉などのコンタミネーションの通過は規制するものである。フィルタ18は、磁性体によって形成されて、第一ステータコア13の挿通孔13Aに設けられるシャフト軸受としての第一軸受20に設けられる。
第一軸受20は、非磁性体によって形成される。具体的には、非磁性の樹脂材によって形成される。
図2に示すように、第一軸受20は、円筒状の円筒部21と、円筒部21の一端から径方向外側に環状に突出して形成されるフランジ部22と、を有する。
円筒部21は、第一ステータコア13の挿通孔13Aに圧入される。これにより、第一軸受20が、第一ステータコア13に対して固定される。
フランジ部22は、一方の端面が吸着面19Aと当接してプランジャ室19内に収容される。つまり、フランジ部22は、第一ステータコア13の吸着面19Aとプランジャ17との間に設けられる。このようにフランジ部22が設けられることにより、第一ステータコア13の吸着面19Aとプランジャ17との当接が防止される。
第一軸受20には、軸方向に沿って円筒部21及びフランジ部22を貫通する2つの吸込通路23が形成される。吸込通路23を介して第一ステータコア13の挿通孔13Aとプランジャ室19とが連通する。吸込通路23は、2つに限らず、任意の数であってよい。
フィルタ18は、円環状に形成され、吸込通路23を覆うように第一軸受20のフランジ部22に設けられる。フィルタ18は、インサート成形によって第一軸受20と一体成形される。より具体的には、図1に示すように、第一軸受20を第一ステータコア13に固定した状態において、コイル11が設けられる軸方向の範囲内にフィルタ18が位置するように、第一軸受20とフィルタ18とは一体成形される。なお、フィルタ18は、第一軸受20の円筒部21に設けられてもよい。また、フィルタ18は、吸込通路23を覆うように設けられる限りは、任意の形状であってよい。
このように、フィルタ18は、プランジャ17から見て吸着面19A側(図1中左側)であって、コイル11が設けられる軸方向の範囲内に位置するように設けられる。
以上のように第一軸受20を形成することにより、コイル11に通電すると、コイル11が設けられる軸方向の範囲内には、コイル11の磁力が作用する。このため、プランジャ17から見て吸着面19A側であって、コイル11が設けられる軸方向の範囲内における金属粉からなるコンタミネーションは、磁力によってプランジャ室19へ向かって吸い寄せられる。
プランジャ室19へ向かって吸い寄せられるコンタミネーションは、第一軸受20の吸込通路23を介して、フィルタ18に付着する。このように、コイル11の磁力により、積極的にコンタミネーションをフィルタ18に付着させて除去することができる。
また、フィルタ18は磁性体により形成されるため、コイル11に通電すると、フィルタ18自体が励磁される。このため、フィルタ18に付着したコンタミネーションは、再び作動油中を漂うことはなく、付着したコンタミネーションをそのままフィルタ18に留めておくことができる。
フィルタ18は、吸着面19Aにより近い位置に設けられることが好ましい。フィルタ18が吸着面19Aに近い位置に設けられるほど、より大きな磁力によって、コンタミネーションを吸い寄せてフィルタ18に付着させたまま留めておくことができる。このように、プランジャ17が磁力によって吸着される吸着面19A付近にフィルタ18を設けることによって、より大きな磁力がコンタミネーションに作用するため、コンタミネーションが受けるフィルタ18への吸着力を高めることができる。
また、第一軸受20の吸込通路23は、軸方向に沿って形成される。第一軸受20は、コイル11の内側に設けられるため、第一軸受20を通る磁力線は、第一軸受20の軸に沿って略平行となる。このように、吸込通路23と磁力線とが略平行であるため、磁力によって効率よくコンタミネーションを吸い寄せることができる。
ここで、コイルに通電してプランジャが第一ステータコアに対してストロークして当接する直前まで近づくと、図3に示すように、プランジャと第一ステータコアとの吸着力が急激に増大することがある。このような領域Rでは、コイルへ通電する電流値を増加させプランジャのストロークがわずかに増加しただけでも、吸着力が急激に増大するため、コイルに通電する電流値の制御が困難である。したがって、一般には、急激に吸着力が増大する領域Rまでプランジャが第一ステータコアへ近づくことを防止するために、吸着面とプランジャとの間には非磁性体によって形成されるスペーサが設けられる。
これに対して、ソレノイド100では、非磁性体によって形成される第一軸受20のフランジ部22が、プランジャ17と第一ステータコア13との間に設けられる。このため、フランジ部22によって、プランジャ17は第一ステータコア13の吸着面19Aに当接することが防止され、吸着力が急激に増大する領域Rまで近づくことはない。言い換えると、第一軸受20のフランジ部22は、吸着力が急激に増大する前に、プランジャ17が第一軸受20のフランジ部22に当接するような厚さに形成される。
このように、ソレノイド100は、フランジ部22を有する第一軸受20を備えることにより、プランジャ17が第一ステータコア13に対して当接する付近まで近づいて、コイル11に通電する電流値の制御が困難となることを防止することができる。つまり、第一軸受20は、シャフト16を支持する軸受として機能すると共に、第一ステータコア13とプランジャ17との当接を防止するスペーサとしても機能する。したがって、ソレノイド100では、スペーサを別に設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
ソレノイド100によれば、コイル11へ通電することにより、プランジャ17から見て吸着面19A側であってコイル11が設けられる軸方向の範囲内における金属粉からなるコンタミネーションは、磁力によってプランジャ室19に向かって吸い寄せられる。プランジャ17から見て吸着面19A側であって、コイル11が設けられる軸方向の範囲内には、フィルタ18が設けられるため、磁力によって吸い寄せられるコンタミネーションはフィルタ18に付着する。したがって、コイル11の磁力によってコンタミネーションを積極的にフィルタ18に付着させて除去することができるため、プランジャ室19へのコンタミネーションの侵入が防止され、ソレノイド100の動作不良を低減することができる。
また、第一軸受20のフランジ部22は、第一ステータコア13の吸着面19Aとプランジャ17との間に設けられるため、吸着力が急激に増大する領域までプランジャ17が第一ステータコア13の吸着面19Aに近づくことが防止される。このように、第一軸受20は、第一ステータコア13とプランジャ17との当接を防止するスペーサとしても機能するため、スペーサを別に設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
また、フィルタ18は、非磁性の樹脂材によって形成される第一軸受20とインサート成形により一体成形される。このため、低コストでフィルタ18を有する第一軸受20を形成することができる。
また、フィルタ18が磁性体によって形成されることにより、コイル11の磁力によってフィルタ18が励磁されるため、より確実にコンタミネーションを付着したままフィルタ18に留めておくことができる。
また、吸込通路23は、第一軸受20の軸に沿って形成され、コイル11の磁力線と略平行となるため、磁力によって効率よくコンタミネーションを吸い寄せることができる。
上記実施形態では、ソレノイド100は、作動油の流量を制御するソレノイドバルブ1に用いられるものである。ソレノイド100は、これに限られず、その他の用途に用いてもよい。
また、上記実施形態では、フィルタ18は、第一軸受20と一体成形されるものである。これに代えて、別体として第一軸受20にフィルタ18を設けてもよい。また、フィルタ18は、第一軸受20に設けなくてもよく、例えば第一軸受20とは別のケースを設けて当該ケース内に設けてもよい。このように、フィルタ18は、プランジャ17から見て吸着面19A側であって、コイル11が設けられる軸方向の範囲内に設けられるものであればよい。
また、上記実施形態では、フィルタ18は磁性体によって形成されるものである。コンタミネーションをフィルタ18に付着したまま留めておくには、フィルタ18は磁性体であることが好ましいが、非磁性体のフィルタ18を設けてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
本願は2014年9月4日に日本国特許庁に出願された特願2014-180514に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (6)
- ソレノイドであって、
電流が流れると磁力を発生するコイルと、
前記コイルの内側に設けられ前記コイルの磁力によって励磁されるステータコアと、
前記ステータコアの内側に形成されるプランジャ室に収容され、前記コイルの磁力によって前記プランジャ室内の吸着部へ向かって移動するプランジャと、
前記プランジャと共に軸方向に沿って移動可能に設けられるシャフトと、
前記ステータコアの内側に設けられるフィルタと、を備え、
前記フィルタは、前記プランジャから見て前記吸着部側であって、前記コイルが設けられる軸方向の範囲内に設けられるソレノイド。 - 請求項1に記載のソレノイドであって、
前記ステータコアの内側に設けられ、前記シャフトを軸方向に沿って摺動自在に支持し、軸方向に沿って貫通して形成される吸込通路を有するシャフト軸受をさらに備え、
前記フィルタは、前記吸込通路に設けられるソレノイド。 - 請求項2に記載のソレノイドであって、
前記ステータコアは、前記シャフトが挿通する挿通孔を有し、
前記プランジャ室は、前記挿通孔よりも大きな径で形成され、
前記吸着部は、前記プランジャ室と前記挿通孔との間に生じる段差面であり、
前記シャフト軸受は、円筒状の円筒部と、前記円筒部の一端から径方向に環状に突出して形成されるフランジ部と、を有して非磁性体によって形成され、
前記円筒部は前記挿通孔内に設けられ、前記フランジ部は前記吸着部に当接して前記プランジャ室内に設けられるソレノイド。 - 請求項3に記載のソレノイドであって、
前記フィルタは、前記シャフト軸受と一体成形されるソレノイド。 - 請求項1に記載のソレノイドであって、
前記フィルタは、磁性体によって形成されるソレノイド。 - ソレノイドバルブであって、
請求項1に記載のソレノイドと、
ハウジングと、
前記ハウジング内に移動自在に設けられる弁体と、
前記ハウジング内に設けられ前記ソレノイドにおける前記プランジャの移動に抗するように前記弁体を付勢する付勢部材と、を備えるソレノイドバルブ。
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