リニアソレノイド及びそれを用いたバルブ装置
【課題】リニアソレノイド及びそれを用いたバルブ装置の小型化を維持することができるとともに、ヒステリシス特性を向上させる。
【解決手段】コイル２６と、前記コイル２６に対する通電作用下に固定コア２０に吸引される可動コア２２と、前記可動コア２２の外周面を囲繞する円筒状ヨーク７２と、前記可動コア２２を摺動可能に支持する軸受部材３６とを有するリニアソレノイド部１２をハウジング７０内に備え、前記固定コア２０は、前記可動コア２２側の外周面に第１縮径部２０ｄが形成され、前記円筒状ヨーク７２は、前記固定コア２０側の外周面に第２縮径部７２ａが形成され、前記第１縮径部２０ｄに一端を嵌合するとともに、前記第２縮径部７２ａに他端を嵌合し、前記固定コア２０と前記円筒状ヨーク７２とを同軸で連結する非磁性のリング部材８０を備え、前記第２縮径部７２ａと前記軸受部材３６とが、径方向において重畳していないことを特徴とする。
【解決手段】コイル２６と、前記コイル２６に対する通電作用下に固定コア２０に吸引される可動コア２２と、前記可動コア２２の外周面を囲繞する円筒状ヨーク７２と、前記可動コア２２を摺動可能に支持する軸受部材３６とを有するリニアソレノイド部１２をハウジング７０内に備え、前記固定コア２０は、前記可動コア２２側の外周面に第１縮径部２０ｄが形成され、前記円筒状ヨーク７２は、前記固定コア２０側の外周面に第２縮径部７２ａが形成され、前記第１縮径部２０ｄに一端を嵌合するとともに、前記第２縮径部７２ａに他端を嵌合し、前記固定コア２０と前記円筒状ヨーク７２とを同軸で連結する非磁性のリング部材８０を備え、前記第２縮径部７２ａと前記軸受部材３６とが、径方向において重畳していないことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電することによって励磁作用を発揮するリニアソレノイド及びそれを用いたバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ソレノイドの励磁作用によって可動コアを変位させ、当該可動コアの変位が伝達されることによりインレットポートとアウトレットポートの連通状態と非連通状態とを切り換える弁体を有するリニアソレノイドバルブが用いられている。
【０００３】
この種のリニアソレノイドバルブに関し、本出願人は、小型化することができるとともに、ヒステリシス特性を向上させることが可能なリニアソレノイドバルブを提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に開示されたリニアソレノイドバルブは、固定コアと、コイルに対する通電作用下に前記固定コアに吸引される円柱状の可動コアと、前記可動コアの外周面を囲繞する円筒状ヨークを有するとともに、前記円筒状ヨークの内周面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が圧入嵌合されている。
【０００５】
また、リニアソレノイドバルブに関し、固定コアと円筒状ヨークとを、リング部材を用いて連結（両部材の外周面にリング部材を嵌合させて連結）する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２６７７４９号公報
【特許文献２】特開２００６−１１８７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示されたリニアソレノイドバルブは、固定コアと円筒状ヨークとが別体により構成されていることから、固定コアと円筒状ヨークとの軸がずれる可能性が存在するため、両部材の同軸度の向上という点において限界がある。その結果、ヒステリシス特性を十分に良好とすることができない、という問題を有している。
そこで、特許文献１に開示されたリニアソレノイドバルブの固定コアと円筒状ヨークとを、特許文献２に開示されたリング部材を用いて連結し、両部材の同軸度を向上させるという手段が考えられる。
【０００８】
しかしながら、リング部材を用いて固定コアと円筒状ヨークとを連結（両部材の外周面にリング部材を嵌合させて連結）した場合、リング部材の厚さ分だけ径方向に装置全体が大きくなってしまう。
ここで、リング部材を用いて固定コアと円筒状ヨークとを連結するに際し、装置全体の小型化を維持するためには、リング部材が嵌合（圧入等）する円筒状ヨークの外周面を縮径する必要がある。しかし、円筒状ヨークの外周面を縮径すると、軸受部材が圧入嵌合されている箇所の円筒状ヨークの径方向の厚さが薄くなってしまい、円筒状ヨークが軸受部材を径方向に適切に固定できなくなってしまう。その結果、軸受部材が可動コアを精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまう。
つまり、特許文献１、２に開示された技術によると、装置全体の小型化の維持と、ヒステリシス特性の向上を両立することができなかった。
【０００９】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、小型化を維持することができるとともに、ヒステリシス特性を向上させることが可能なリニアソレノイド及びそれを用いたバルブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明のリニアソレノイドは、コイルと、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、前記可動コアの外周面を囲繞する円筒状ヨークと、前記可動コアと前記円筒状ヨーク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、前記固定コアは、前記可動コア側の外周面に第１縮径部が形成され、前記円筒状ヨークは、前記固定コア側の外周面に第２縮径部が形成され、前記第１縮径部に一端を嵌合するとともに、前記第２縮径部に他端を嵌合し、前記固定コアと前記円筒状ヨークとを同軸で連結する非磁性のリング部材を備え、前記第２縮径部と前記軸受部材とが、径方向において重畳していないことを特徴とする。
【００１１】
本発明のリニアソレノイドによれば、固定コアと円筒状ヨークとを同軸で連結するリング部材を備えることにより、固定コアと円筒状ヨークとの軸がずれる可能性を低減させ、両部材の同軸度を向上させることができる。その結果、ヒステリシス特性を向上させることができる。
【００１２】
また、リング部材は、一端が固定コアの第１縮径部に嵌合するとともに、他端が円筒状ヨークの第２縮径部に嵌合していることから、径方向にリング部材が突出してしまうような事態を回避することができる。その結果、径方向においてリニアソレノイドが大型化することを回避し、小型化を維持することができる。
さらに、リング部材は、軸方向において固定コアと円筒状ヨークとの間に備えられていることから、両部材の間の軸方向の空間を有効に利用することができるため、軸方向においてリニアソレノイドが大型化することを回避し、小型化を維持することができる。
【００１３】
さらにまた、円筒状ヨークの第２縮径部と軸受部材とが径方向において重畳していないことから、軸受部材が設けられている円筒状ヨークの径方向の厚さが薄くなることを回避することができる。その結果、円筒状ヨークが軸受部材を径方向に適切に固定できないために、軸受部材が可動コアを精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまうといった事態を回避することができる。
【００１４】
また、本発明のリニアソレノイドは、前記第１縮径部の前記可動コア側の外周面には、前記可動コア側の外径が小さくなるように環状のテーパ部が形成されており、前記テーパ部の径方向外側に前記第２縮径部の前記固定コア側の端部が位置していることを特徴とする。
【００１５】
本発明のリニアソレノイドによれば、第１縮径部に形成されたテーパ部の径方向外側に第２縮径部の固定コア側の端部が位置していることから、軸方向において固定コアと円筒状ヨークとが近接することとなる。その結果、軸方向においてリニアソレノイドを小型化することができる。
【００１６】
また、本発明のリニアソレノイドの前記円筒状ヨークは、内周面に前記軸受部材が圧入される軸受圧入部と、前記軸受圧入部の前記固定コア側に形成されるとともに、前記リング部材が圧入される前記第２縮径部が外周面に形成されたリング圧入部と、からなることを特徴とする。
【００１７】
本発明のリニアソレノイドによれば、円筒状ヨークのリング圧入部が軸受圧入部の固定コア側に設けられていることにより、径方向における軸受圧入部の圧入代（厚さ）を確保することができる。その結果、円筒状ヨークが軸受部材を径方向に適切に固定できないために、軸受部材が可動コアを精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまうといった事態を回避することができる。
【００１８】
また、本発明のバルブ装置は、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、前記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。
【００１９】
本発明のバルブ装置によれば、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とすることができる。その結果、バルブ装置全体の小型化・軽量化を達成するとともに、ヒステリシス特性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、小型化を維持することができるとともに、ヒステリシス特性を向上させることが可能なリニアソレノイドを得ることができる。
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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るリニアソレノイドが組み込まれた油圧制御装置（バルブ装置）の軸方向に沿った縦断面図である。
【図２】図１に示す油圧制御装置（バルブ装置）のリニアソレノイド部の拡大縦断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、円筒状ヨークに対して、リング部材および固定コアが組み付けられる工程を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係るリニアソレノイド部の変形例を示した拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
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。
【００２３】
（バルブ装置の概略構成）
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。
【００２４】
（各部の構成）
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の径方向内側に所定間隔離間して形成され円筒部７１と略平行に延在し且つ短尺に形成された円筒状ヨーク７２と、円筒部７１及び円筒状ヨーク７２の軸方向の一端部（先端側の結合部位）に形成され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。
【００２５】
さらに、ハウジング７０は、ハウジング底部７３に連続し円筒部７１と略平行に延在する円筒突出部７４と、円筒突出部７４から延在し後記する第１ストッパ部材１９が略中央部に固着される突出底部７５とを有する。この場合、円筒部７１、円筒状ヨーク７２、ハウジング底部７３、円筒突出部７４及び突出底部７５が一体化されて形成される。
【００２６】
そして、円筒状ヨーク７２は、環状凹部３２が内周面に形成された軸受圧入部７２ｃと、軸受圧入部７２ｃから固定コア２０側（基端側）に延在するとともに、第２縮径部７２ａが外周面に形成されたリング圧入部７２ｂと、から構成される。そして、当該軸受圧入部７２ｃの環状凹部３２の内周面には後記する軸受部材３６が圧入されるとともに、当該リング圧入部７２ｂの第２縮径部７２ａの外周面には後記するリング部材８０が圧入される。
なお、円筒状ヨーク７２とリング部材８０との関係については、後記で詳細に説明する。
【００２７】
また、前記円筒状ヨーク７２は、例えば、ハウジング７０と別体で構成された略円筒体からなる他のヨーク（図示せず）を、ハウジング底部７３の内周面に形成した図示しない圧入嵌合部に圧入嵌合するように形成してもよい。
【００２８】
図２に示されるように、第１ストッパ部材１９は、非磁性材料で形成された縦断面略Ｈ状部材からなり、後記する可動コア２２の軸方向の一端部が当接して前記可動コア２２の一方の変位（先端側の変位）を規制するストッパとして機能するものである。そして、第１ストッパ部材１９は、突出底部７５の貫通孔２１内に保持（クリアランスを介して遊嵌されてもよい）される円柱部１９ａと、突出底部７５の内壁側に係合する一方の円板部１９ｂと、突出底部７５の外壁側に係合する他方の円板部１９ｃとが一体的に構成される。なお、後記する可動コア２２と対向する突出底部７５の内壁との間には、可動コア２２の一方の流路孔３０ａと他方の流路孔３０ｂとを連通させる環状間隙部２３が形成される。
【００２９】
（リニアソレノイド部）
図１及び図２に示されるように、前記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の閉塞端側（先端側）に当該ハウジング７０と一体的に形成されコイル組立体の内部に配置される円筒状ヨーク７２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円筒状ヨーク７２と所定のクリアランスを介して配置される固定コア２０と、円筒状ヨーク７２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、円筒状ヨーク７２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、固定コア２０と円筒状ヨーク７２とを同軸で連結する非磁性のリング部材８０と、を有する。
【００３０】
図２に示されるように、固定コア２０は、所定間隔離間して可動コア２２と対向する先端側の外周面に、リング部材８０の径方向の厚さ分（Ｗ１）だけ縮径した第１縮径部２０ｄが形成されているとともに、当該第１縮径部２０ｄの外周面が先端側に向かうにしたがって徐々に縮径し（可動コア２２側の外径が小さくなるように縮径し）、縦断面が鋭角状に形成された環状のテーパ部２０ｃが形成されている。
なお、固定コア２０とリング部材８０との関係については、後記で詳細に説明する。
【００３１】
第２ストッパ部材２５は、非磁性材料によって形成され、固定コア２０の凹部２０ａに係合する環状のフランジ部２５ａと、当該フランジ部２５ａに連続し固定コア２０の孔部２０ｂ内に圧入される円筒部２５ｂとから構成される。円筒部２５ｂには、後記するスプール（変位伝達部材）４０のシャフト部４０ｂが挿通する挿通孔２５ｃが設けられる。
【００３２】
第２ストッパ部材２５は、非磁性材料によって形成されることにより、コイル２６に対する通電が停止されたとき、残留磁気の影響によって可動コア２２が固定コア２０に吸着されたままになることを防止する機能（貼り付き防止機能）を有する。
【００３３】
この場合、図示しない電源をオンにしてコイル２６に電流を流すことにより励磁作用が発生し、前記励磁作用によって可動コア２２が固定コア２０側に向かって一体的に変位することにより、後記するスプール４０を作動（進退動作）させることができる。
【００３４】
コイル組立体は、樹脂製材料によって形成され軸方向に沿って両端部にフランジを有するコイルボビン２４と、当該コイルボビン２４に巻回されるコイル２６とから構成される。
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。
【００３５】
可動コア２２は、その中心部を貫通する従来のシャフトが設けられていないシャフトレスの円柱体からなり、当該円柱体には、周方向に沿って約１８０度の離間角度で且つ軸方向に沿って貫通する複数の流路孔３０ａ、３０ｂが設けられる。この流路孔３０ａ、３０ｂによって、可動コア２２の軸方向に沿った一端側の圧油と他端側の圧油を流通させることができる。
【００３６】
そして、可動コア２２の軸方向に沿った一端部と他端部との間の中間部には、円筒状ヨーク７２の内周面に形成された環状凹部３２内に圧入される単一の軸受部材３６が設けられ、当該軸受部材３６を介して可動コア２２が軸方向に沿って摺動可能に支持される。なお、可動コア２２は、後記するスプール４０のシャフト部４０ｂを含んで一体成形するようにしてもよい。
【００３７】
図２に示される縦断面において、軸受部材３６は、軸方向に沿って一定の内径を有する環状体によって構成される。そして、当該環状体は、例えば、ＳＰＣＣ（ＪＩＳ規格）等の金属製材料によって形成された外径層（バックメタル層）と、青銅等を焼結して形成される青銅焼結層（中間層）と、可動コア２２との摺動面であって４フッ化エチレン樹脂等の樹脂材料からなる樹脂層（内径層）とが積層されて構成されたベアリングが用いられるとよい。このベアリングとしては、例えば、自己潤滑性を有するすべり軸受けからなり、このような自己潤滑性を有するすべり軸受けを用いることにより、耐摩耗性を向上させることができる。
【００３８】
可動コア２２の外周面に摺接する軸受部材３６の内周面は、円筒状ヨーク７２の内周面から径方向に向かって所定長Ｔだけ突出するように設けられる（図２参照）。従って、可動コア２２は、軸受部材３６のみと摺接し、円筒状ヨーク７２の内周面と可動コア２２の外周面との間には、前記突出量（所定長Ｔ）に対応する径方向の間隙が形成される。この径方向の間隙は、可動コア２２と円筒状ヨーク７２との径方向における磁気ギャップとして機能するものである。
【００３９】
本実施形態では、円筒状ヨーク７２と別体で形成された軸受部材３６を円筒状ヨーク７２の固定コア２０に近接する側に配置するように構成しているが、例えば、円筒状ヨーク７２の内周面から可動コア２２側に向かって所定長Ｔだけ突出する環状凸部（図示せず）を円筒状ヨーク７２と一体的に形成するようにしてもよい。また、前記構成とは反対に、円筒状ヨーク７２側に向かって所定長Ｔだけ突出する環状凸部（図示せず）を可動コア２２の外周面に一体的に形成するようにしてもよい。
【００４０】
（リング部材と各部材との関係）
リング部材８０は、固定コア２０と円筒状ヨーク７２とを同軸で連結する非磁性の部材であり、軸方向に沿って一定の厚さ（Ｗ１）を有する環状体によって構成される。なお、非磁性の部材とは、例えば、ステンレス鋼等である。
リング部材８０の一端（基端側）は固定コア２０の外周面に形成された第１縮径部２０ｄに圧入されるとともに、他端（先端側）は円筒状ヨーク７２の外周面に形成された第２縮径部７２ａに圧入される。このように構成されることにより、固定コア２０と円筒状ヨーク７２との軸がずれる可能性を低減させ、両部材の同軸度を向上させることができる。
【００４１】
また、固定コア２０の第１縮径部２０ｄは、基端側に延在する固定コア２０の外径と比較し、リング部材８０の径方向の厚さ分（Ｗ１）だけ縮径している。また、円筒状ヨーク７２の第２縮径部７２ａは、先端側に延在する円筒状ヨーク７２の外径と比較し、リング部材８０の径方向の厚さ分（Ｗ１）だけ縮径している。このように構成されることにより、リング部材８０により固定コア２０と円筒状ヨーク７２とを連結した場合に、径方向にリング部材８０が突出してしまうような事態を回避することができる。その結果、リニアソレノイド部（リニアソレノイド）１２が径方向に大きくなることを防止することができる。
【００４２】
リング部材８０が外周面に圧入される第２縮径部７２ａと、軸受部材３６とは、径方向において重畳しないように構成される。言い換えると、軸方向において、第２縮径部７２ａの先端側の端部と、軸受部材３６の基端側の端部とが、所定の間隔（図２のΔＸ）離間するように構成される。このように構成されることにより、第２縮径部７２ａが形成されるリング圧入部７２ｂの径方向の厚さ（Ｗ２−Ｗ１）は、リング部材８０の径方向の厚さ分（Ｗ１）だけ薄くなるにもかかわらず、軸受圧入部７２ｃの径方向の厚さ（Ｗ２）は、薄くならない。したがって、円筒状ヨーク７２が軸受部材３６を径方向に適切に固定できないために、軸受部材３６が可動コア２２を精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまうといった事態を回避することができる。
【００４３】
第２縮径部７２ａの固定コア２０側（基端側）の端部が、固定コア２０の可動コア２２側（先端側）に形成されたテーパ部２０ｃの径方向外側に位置するように構成される。このように構成されることにより、軸方向において固定コア２０と円筒状ヨーク７２との設置位置を近づけることができる。その結果、軸方向においてリニアソレノイド部（リニアソレノイド）１２を小型化することができる。
【００４４】
（弁機構部およびバルブボデイ）
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。
【００４５】
なお、ドレンポート５０は、可動コア２２の進退動作に対応してハウジング７０内の圧油を導入・導出するものである。また、前記インレットポート４４、アウトレットポート４６及びドレンポート４８は、圧力流体が流通する複数のポートとして機能するものである。
【００４６】
前記スプール４０は、弁本体を有し、前記弁本体は、半径外方向に向かって膨出形成された複数のランドを有するランド部４０ａと、固定コア２０の貫通孔内に進退自在に挿通され、一端部が可動コア２２の端面に当接するシャフト部４０ｂとから構成される。
【００４７】
また、前記スプール４０の外周面には、前記スプール４０の変位位置に対応して、インレットポート４４とアウトレットポート４６とを連通させ、又は、アウトレットポート４６とドレンポート４８とを連通させる環状凹部５２が形成される。
【００４８】
さらに、弁機構部１６は、図１に示されるように、前記スプール４０の基端側の端面と対向するように配置されバルブボデイ１８の空間部を閉塞する閉塞部材５４と、前記スプール４０と閉塞部材５４との間に介装されスプール４０を原位置に復帰させるリターンスプリング５６とを備える。なお、前記閉塞部材５４の外周面には、環状溝を介して装着部位を液密乃至気密に保持するシールリング５８が設けられる。
【００４９】
例えば、前記インレットポート４４は、供給油路を介して油圧ポンプ等の図示しない油圧源（圧力流体供給源）にそれぞれ接続され、前記アウトレットポート４６は、出力油路を介して図示しない油圧機器の油圧作動部に接続され、ドレンポート４８は、図示しないリザーバタンクに接続される。なお、本実施形態では、圧油を用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、圧縮エア等を含む圧力流体を作動媒体として用いることが可能である。
【００５０】
本実施形態に係るバルブ装置１０は、基本的に以上のように構成されるものである。
次に、ハウジング７０の円筒状ヨーク７２に対する各部材の組み付け手順、油圧制御装置１０の動作、並びに本実施形態の作用効果について説明する。
【００５１】
（円筒状ヨークに対する各部材の組み付け手順）
先ず、ハウジング７０の円筒状ヨーク７２に対するリング部材８０および固定コア２０の組み付け手順を図３に基づいて説明する。
【００５２】
円筒状ヨーク７２の軸方向に沿った基端側にリング部材８０を配置し（図３（ａ）参照）、リング部材８０の内径よりも若干大径に形成された第２縮径部７２ａの外周面に対してリング部材８０を先端側に押圧して圧入する（図３（ｂ）参照）。
その後、円筒状ヨーク７２の軸方向に沿った基端側に固定コア２０を配置し（図３（ｂ）参照）、固定コア２０の第１縮径部２０ｄの外径よりも若干小径に形成されたリング部材８０の内周面に対して固定コア２０を先端側に押圧して圧入する（図３（ｃ）参照）。
【００５３】
なお、図３は、コイル組立体のハウジング７０への組み込み手順については考慮していないが、コイル組立体をハウジング７０へ組み込む場合は、固定コア２０をリング部材８０の内周面に圧入する前に（図３（ｂ）と図３（ｃ）との間に）、コイル組立体をハウジング７０の円筒部７１と円筒状ヨーク７２との間に組み込めばよい。
【００５４】
（バルブ装置の動作）
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。
【００５５】
したがって、リニアソレノイド部１２のオフ状態では、図１に示されるように、スプール４０の外周面に形成された環状凹部５２によって、インレットポート４４とアウトレットポート４６とが連通した状態にあり（図１の太線矢印参照）、インレットポート４４から導入された圧油が環状凹部５２及びアウトレットポート４６を経由して図示しない他の部材に供給される。
【００５６】
このように、リニアソレノイド部１２のオフ状態では、可動コア２２が何ら変位することがなく原位置にあって、インレットポート４４とアウトレットポート４６とが連通したノーマルオープン状態にある。
【００５７】
次に、図示しない電源によってリニアソレノイド部１２へ電流を流すことにより、リニアソレノイド部１２がオン状態となる。このオン状態では、コイル２６へ流れる電流値に比例した電磁力によって可動コア２２が軸受部材３６に沿って摺動しながら固定コア２０側（基端側）に向かって吸引され、可動コア２２が固定コア２０に設けられた第２ストッパ部材２５に当接した変位終端位置で停止する。
【００５８】
すなわち、リニアソレノイド部１２の励磁作用による可動コア２２の変位がスプール４０に伝達され、前記スプール４０がリターンスプリング５６のばね力に抗して閉塞部材５４側（基端側）に向かって接近する方向に変位する。
【００５９】
従って、スプール４０のランドによってインレットポート４４とアウトレットポート４６との連通状態が遮断されるとともに、スプール４０の外周面に形成された環状凹部５２によってアウトレットポート４６とドレンポート４８との間が連通した状態に弁位置が切り換えられる。
【００６０】
この結果、アウトレットポート４６は、スプール４０の外周面に形成された環状凹部５２を介してドレンポート４８と連通した状態となり、前記アウトレットポート４６に残存する圧油がドレンポート４８から好適に排出される。
【００６１】
以上説明した本実施形態のリニアソレノイド部１２によれば、固定コア２０と円筒状ヨーク７２とを同軸で連結するリング部材８０を備えることにより、固定コア２０と円筒状ヨーク７２との軸がずれる可能性を低減させ、両部材の同軸度を向上させることができる。その結果、ヒステリシス特性を向上させることができる。
【００６２】
また、リング部材８０は、一端が固定コア２０の第１縮径部２０ｄに嵌合するとともに、他端が円筒状ヨーク７２の第２縮径部７２ａに嵌合していることから、径方向にリング部材８０が突出してしまうような事態を回避することができる。その結果、径方向においてリニアソレノイド部１２が大型化することを回避し、小型化を維持することができる。
さらに、リング部材８０は、軸方向において固定コア２０と円筒状ヨーク７２との間に備えられていることから、両部材の間の軸方向の空間を有効に利用することができるため、軸方向においてリニアソレノイド部１２が大型化することを回避し、小型化を維持することができる。
【００６３】
さらにまた、円筒状ヨーク７２の第２縮径部７２ａと軸受部材３６とが径方向において重畳していないことから、軸受部材３６が設けられている円筒状ヨーク７２の径方向の厚さが薄くなることを回避することができる。その結果、円筒状ヨーク７２が軸受部材３６を径方向に適切に固定できないために、軸受部材３６が可動コア２２を精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまうといった事態を回避することができる。
【００６４】
またさらに、第１縮径部２０ｄに形成されたテーパ部２０ｃの径方向外側に第２縮径部７２ａの固定コア２０側の端部が位置していることから、軸方向において固定コア２０と円筒状ヨーク７２とが近接することとなる。その結果、軸方向においてリニアソレノイド部１２を小型化することができる。
【００６５】
そして、円筒状ヨーク７２のリング圧入部７２ｂが軸受圧入部７２ｃの固定コア２０側に設けられていることにより、径方向における軸受圧入部７２ｃの圧入代を確保することができる。その結果、円筒状ヨーク７２が軸受部材３６を径方向に適切に固定できないために、軸受部材３６が可動コア２２を精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまうといった事態を回避することができる。
【００６６】
また、本実施形態のバルブ装置１０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部１２を備えたバルブ装置１０とすることができる。その結果、バルブ装置１０全体の小型化・軽量化を達成するとともに、ヒステリシス特性を向上させることができる。
【００６７】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、発明の主旨に応じた適宜の変更実施が可能である。
例えば、図４に示されるように、本発明は、複数の軸受部材３６ａ、３６ｂを有するリニアソレノイド部１２およびバルブ装置１０に適用することも可能である。この場合は、円筒状ヨーク７２の基端側に軸受圧入部（基端側軸受圧入部）７２ｃ、先端側に軸受圧入部（先端側軸受圧入部）７２ｄが形成され、それぞれの軸受圧入部７２ｃ、７２ｄ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７２ｃと先端側軸受圧入部７２ｄとの間に軸受圧入部７２ｃ、７２ｄよりも内径の小さな軸受位置決め部７２ｅが形成される。なお、基端側軸受圧入部７２ｃおよび先端側軸受圧入部７２ｄは、第２縮径部７２ａと径方向において重畳しないように形成される。
このように構成されることにより、単一の軸受部材３６を有する場合と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
また、リング部材８０の先端側の内周面および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。リング部材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、リング部材８０を第２縮径部７２ａに簡便に組み込む（圧入する）ことができ、また、固定コア２０をリング部材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、第２縮径部７２ａ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。
【符号の説明】
【００６９】
１０ バルブ装置（油圧制御装置）１２ リニアソレノイド（リニアソレノイド部）
１６ 弁機構部 １８ バルブボデイ
２０ 固定コア ２０ｃ テーパ部
２０ｄ 第１縮径部 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 円筒状ヨーク
７２ａ 第２縮径部 ７２ｂ リング圧入部
７２ｃ 軸受圧入部 ８０ リング部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電することによって励磁作用を発揮するリニアソレノイド及びそれを用いたバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ソレノイドの励磁作用によって可動コアを変位させ、当該可動コアの変位が伝達されることによりインレットポートとアウトレットポートの連通状態と非連通状態とを切り換える弁体を有するリニアソレノイドバルブが用いられている。
【０００３】
この種のリニアソレノイドバルブに関し、本出願人は、小型化することができるとともに、ヒステリシス特性を向上させることが可能なリニアソレノイドバルブを提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に開示されたリニアソレノイドバルブは、固定コアと、コイルに対する通電作用下に前記固定コアに吸引される円柱状の可動コアと、前記可動コアの外周面を囲繞する円筒状ヨークを有するとともに、前記円筒状ヨークの内周面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が圧入嵌合されている。
【０００５】
また、リニアソレノイドバルブに関し、固定コアと円筒状ヨークとを、リング部材を用いて連結（両部材の外周面にリング部材を嵌合させて連結）する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２６７７４９号公報
【特許文献２】特開２００６−１１８７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示されたリニアソレノイドバルブは、固定コアと円筒状ヨークとが別体により構成されていることから、固定コアと円筒状ヨークとの軸がずれる可能性が存在するため、両部材の同軸度の向上という点において限界がある。その結果、ヒステリシス特性を十分に良好とすることができない、という問題を有している。
そこで、特許文献１に開示されたリニアソレノイドバルブの固定コアと円筒状ヨークとを、特許文献２に開示されたリング部材を用いて連結し、両部材の同軸度を向上させるという手段が考えられる。
【０００８】
しかしながら、リング部材を用いて固定コアと円筒状ヨークとを連結（両部材の外周面にリング部材を嵌合させて連結）した場合、リング部材の厚さ分だけ径方向に装置全体が大きくなってしまう。
ここで、リング部材を用いて固定コアと円筒状ヨークとを連結するに際し、装置全体の小型化を維持するためには、リング部材が嵌合（圧入等）する円筒状ヨークの外周面を縮径する必要がある。しかし、円筒状ヨークの外周面を縮径すると、軸受部材が圧入嵌合されている箇所の円筒状ヨークの径方向の厚さが薄くなってしまい、円筒状ヨークが軸受部材を径方向に適切に固定できなくなってしまう。その結果、軸受部材が可動コアを精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまう。
つまり、特許文献１、２に開示された技術によると、装置全体の小型化の維持と、ヒステリシス特性の向上を両立することができなかった。
【０００９】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、小型化を維持することができるとともに、ヒステリシス特性を向上させることが可能なリニアソレノイド及びそれを用いたバルブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明のリニアソレノイドは、コイルと、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、前記可動コアの外周面を囲繞する円筒状ヨークと、前記可動コアと前記円筒状ヨーク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、前記固定コアは、前記可動コア側の外周面に第１縮径部が形成され、前記円筒状ヨークは、前記固定コア側の外周面に第２縮径部が形成され、前記第１縮径部に一端を嵌合するとともに、前記第２縮径部に他端を嵌合し、前記固定コアと前記円筒状ヨークとを同軸で連結する非磁性のリング部材を備え、前記第２縮径部と前記軸受部材とが、径方向において重畳していないことを特徴とする。
【００１１】
本発明のリニアソレノイドによれば、固定コアと円筒状ヨークとを同軸で連結するリング部材を備えることにより、固定コアと円筒状ヨークとの軸がずれる可能性を低減させ、両部材の同軸度を向上させることができる。その結果、ヒステリシス特性を向上させることができる。
【００１２】
また、リング部材は、一端が固定コアの第１縮径部に嵌合するとともに、他端が円筒状ヨークの第２縮径部に嵌合していることから、径方向にリング部材が突出してしまうような事態を回避することができる。その結果、径方向においてリニアソレノイドが大型化することを回避し、小型化を維持することができる。
さらに、リング部材は、軸方向において固定コアと円筒状ヨークとの間に備えられていることから、両部材の間の軸方向の空間を有効に利用することができるため、軸方向においてリニアソレノイドが大型化することを回避し、小型化を維持することができる。
【００１３】
さらにまた、円筒状ヨークの第２縮径部と軸受部材とが径方向において重畳していないことから、軸受部材が設けられている円筒状ヨークの径方向の厚さが薄くなることを回避することができる。その結果、円筒状ヨークが軸受部材を径方向に適切に固定できないために、軸受部材が可動コアを精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまうといった事態を回避することができる。
【００１４】
また、本発明のリニアソレノイドは、前記第１縮径部の前記可動コア側の外周面には、前記可動コア側の外径が小さくなるように環状のテーパ部が形成されており、前記テーパ部の径方向外側に前記第２縮径部の前記固定コア側の端部が位置していることを特徴とする。
【００１５】
本発明のリニアソレノイドによれば、第１縮径部に形成されたテーパ部の径方向外側に第２縮径部の固定コア側の端部が位置していることから、軸方向において固定コアと円筒状ヨークとが近接することとなる。その結果、軸方向においてリニアソレノイドを小型化することができる。
【００１６】
また、本発明のリニアソレノイドの前記円筒状ヨークは、内周面に前記軸受部材が圧入される軸受圧入部と、前記軸受圧入部の前記固定コア側に形成されるとともに、前記リング部材が圧入される前記第２縮径部が外周面に形成されたリング圧入部と、からなることを特徴とする。
【００１７】
本発明のリニアソレノイドによれば、円筒状ヨークのリング圧入部が軸受圧入部の固定コア側に設けられていることにより、径方向における軸受圧入部の圧入代（厚さ）を確保することができる。その結果、円筒状ヨークが軸受部材を径方向に適切に固定できないために、軸受部材が可動コアを精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまうといった事態を回避することができる。
【００１８】
また、本発明のバルブ装置は、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、前記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。
【００１９】
本発明のバルブ装置によれば、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とすることができる。その結果、バルブ装置全体の小型化・軽量化を達成するとともに、ヒステリシス特性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、小型化を維持することができるとともに、ヒステリシス特性を向上させることが可能なリニアソレノイドを得ることができる。
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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るリニアソレノイドが組み込まれた油圧制御装置（バルブ装置）の軸方向に沿った縦断面図である。
【図２】図１に示す油圧制御装置（バルブ装置）のリニアソレノイド部の拡大縦断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、円筒状ヨークに対して、リング部材および固定コアが組み付けられる工程を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係るリニアソレノイド部の変形例を示した拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
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。
【００２３】
（バルブ装置の概略構成）
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。
【００２４】
（各部の構成）
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の径方向内側に所定間隔離間して形成され円筒部７１と略平行に延在し且つ短尺に形成された円筒状ヨーク７２と、円筒部７１及び円筒状ヨーク７２の軸方向の一端部（先端側の結合部位）に形成され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。
【００２５】
さらに、ハウジング７０は、ハウジング底部７３に連続し円筒部７１と略平行に延在する円筒突出部７４と、円筒突出部７４から延在し後記する第１ストッパ部材１９が略中央部に固着される突出底部７５とを有する。この場合、円筒部７１、円筒状ヨーク７２、ハウジング底部７３、円筒突出部７４及び突出底部７５が一体化されて形成される。
【００２６】
そして、円筒状ヨーク７２は、環状凹部３２が内周面に形成された軸受圧入部７２ｃと、軸受圧入部７２ｃから固定コア２０側（基端側）に延在するとともに、第２縮径部７２ａが外周面に形成されたリング圧入部７２ｂと、から構成される。そして、当該軸受圧入部７２ｃの環状凹部３２の内周面には後記する軸受部材３６が圧入されるとともに、当該リング圧入部７２ｂの第２縮径部７２ａの外周面には後記するリング部材８０が圧入される。
なお、円筒状ヨーク７２とリング部材８０との関係については、後記で詳細に説明する。
【００２７】
また、前記円筒状ヨーク７２は、例えば、ハウジング７０と別体で構成された略円筒体からなる他のヨーク（図示せず）を、ハウジング底部７３の内周面に形成した図示しない圧入嵌合部に圧入嵌合するように形成してもよい。
【００２８】
図２に示されるように、第１ストッパ部材１９は、非磁性材料で形成された縦断面略Ｈ状部材からなり、後記する可動コア２２の軸方向の一端部が当接して前記可動コア２２の一方の変位（先端側の変位）を規制するストッパとして機能するものである。そして、第１ストッパ部材１９は、突出底部７５の貫通孔２１内に保持（クリアランスを介して遊嵌されてもよい）される円柱部１９ａと、突出底部７５の内壁側に係合する一方の円板部１９ｂと、突出底部７５の外壁側に係合する他方の円板部１９ｃとが一体的に構成される。なお、後記する可動コア２２と対向する突出底部７５の内壁との間には、可動コア２２の一方の流路孔３０ａと他方の流路孔３０ｂとを連通させる環状間隙部２３が形成される。
【００２９】
（リニアソレノイド部）
図１及び図２に示されるように、前記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の閉塞端側（先端側）に当該ハウジング７０と一体的に形成されコイル組立体の内部に配置される円筒状ヨーク７２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円筒状ヨーク７２と所定のクリアランスを介して配置される固定コア２０と、円筒状ヨーク７２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、円筒状ヨーク７２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、固定コア２０と円筒状ヨーク７２とを同軸で連結する非磁性のリング部材８０と、を有する。
【００３０】
図２に示されるように、固定コア２０は、所定間隔離間して可動コア２２と対向する先端側の外周面に、リング部材８０の径方向の厚さ分（Ｗ１）だけ縮径した第１縮径部２０ｄが形成されているとともに、当該第１縮径部２０ｄの外周面が先端側に向かうにしたがって徐々に縮径し（可動コア２２側の外径が小さくなるように縮径し）、縦断面が鋭角状に形成された環状のテーパ部２０ｃが形成されている。
なお、固定コア２０とリング部材８０との関係については、後記で詳細に説明する。
【００３１】
第２ストッパ部材２５は、非磁性材料によって形成され、固定コア２０の凹部２０ａに係合する環状のフランジ部２５ａと、当該フランジ部２５ａに連続し固定コア２０の孔部２０ｂ内に圧入される円筒部２５ｂとから構成される。円筒部２５ｂには、後記するスプール（変位伝達部材）４０のシャフト部４０ｂが挿通する挿通孔２５ｃが設けられる。
【００３２】
第２ストッパ部材２５は、非磁性材料によって形成されることにより、コイル２６に対する通電が停止されたとき、残留磁気の影響によって可動コア２２が固定コア２０に吸着されたままになることを防止する機能（貼り付き防止機能）を有する。
【００３３】
この場合、図示しない電源をオンにしてコイル２６に電流を流すことにより励磁作用が発生し、前記励磁作用によって可動コア２２が固定コア２０側に向かって一体的に変位することにより、後記するスプール４０を作動（進退動作）させることができる。
【００３４】
コイル組立体は、樹脂製材料によって形成され軸方向に沿って両端部にフランジを有するコイルボビン２４と、当該コイルボビン２４に巻回されるコイル２６とから構成される。
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。
【００３５】
可動コア２２は、その中心部を貫通する従来のシャフトが設けられていないシャフトレスの円柱体からなり、当該円柱体には、周方向に沿って約１８０度の離間角度で且つ軸方向に沿って貫通する複数の流路孔３０ａ、３０ｂが設けられる。この流路孔３０ａ、３０ｂによって、可動コア２２の軸方向に沿った一端側の圧油と他端側の圧油を流通させることができる。
【００３６】
そして、可動コア２２の軸方向に沿った一端部と他端部との間の中間部には、円筒状ヨーク７２の内周面に形成された環状凹部３２内に圧入される単一の軸受部材３６が設けられ、当該軸受部材３６を介して可動コア２２が軸方向に沿って摺動可能に支持される。なお、可動コア２２は、後記するスプール４０のシャフト部４０ｂを含んで一体成形するようにしてもよい。
【００３７】
図２に示される縦断面において、軸受部材３６は、軸方向に沿って一定の内径を有する環状体によって構成される。そして、当該環状体は、例えば、ＳＰＣＣ（ＪＩＳ規格）等の金属製材料によって形成された外径層（バックメタル層）と、青銅等を焼結して形成される青銅焼結層（中間層）と、可動コア２２との摺動面であって４フッ化エチレン樹脂等の樹脂材料からなる樹脂層（内径層）とが積層されて構成されたベアリングが用いられるとよい。このベアリングとしては、例えば、自己潤滑性を有するすべり軸受けからなり、このような自己潤滑性を有するすべり軸受けを用いることにより、耐摩耗性を向上させることができる。
【００３８】
可動コア２２の外周面に摺接する軸受部材３６の内周面は、円筒状ヨーク７２の内周面から径方向に向かって所定長Ｔだけ突出するように設けられる（図２参照）。従って、可動コア２２は、軸受部材３６のみと摺接し、円筒状ヨーク７２の内周面と可動コア２２の外周面との間には、前記突出量（所定長Ｔ）に対応する径方向の間隙が形成される。この径方向の間隙は、可動コア２２と円筒状ヨーク７２との径方向における磁気ギャップとして機能するものである。
【００３９】
本実施形態では、円筒状ヨーク７２と別体で形成された軸受部材３６を円筒状ヨーク７２の固定コア２０に近接する側に配置するように構成しているが、例えば、円筒状ヨーク７２の内周面から可動コア２２側に向かって所定長Ｔだけ突出する環状凸部（図示せず）を円筒状ヨーク７２と一体的に形成するようにしてもよい。また、前記構成とは反対に、円筒状ヨーク７２側に向かって所定長Ｔだけ突出する環状凸部（図示せず）を可動コア２２の外周面に一体的に形成するようにしてもよい。
【００４０】
（リング部材と各部材との関係）
リング部材８０は、固定コア２０と円筒状ヨーク７２とを同軸で連結する非磁性の部材であり、軸方向に沿って一定の厚さ（Ｗ１）を有する環状体によって構成される。なお、非磁性の部材とは、例えば、ステンレス鋼等である。
リング部材８０の一端（基端側）は固定コア２０の外周面に形成された第１縮径部２０ｄに圧入されるとともに、他端（先端側）は円筒状ヨーク７２の外周面に形成された第２縮径部７２ａに圧入される。このように構成されることにより、固定コア２０と円筒状ヨーク７２との軸がずれる可能性を低減させ、両部材の同軸度を向上させることができる。
【００４１】
また、固定コア２０の第１縮径部２０ｄは、基端側に延在する固定コア２０の外径と比較し、リング部材８０の径方向の厚さ分（Ｗ１）だけ縮径している。また、円筒状ヨーク７２の第２縮径部７２ａは、先端側に延在する円筒状ヨーク７２の外径と比較し、リング部材８０の径方向の厚さ分（Ｗ１）だけ縮径している。このように構成されることにより、リング部材８０により固定コア２０と円筒状ヨーク７２とを連結した場合に、径方向にリング部材８０が突出してしまうような事態を回避することができる。その結果、リニアソレノイド部（リニアソレノイド）１２が径方向に大きくなることを防止することができる。
【００４２】
リング部材８０が外周面に圧入される第２縮径部７２ａと、軸受部材３６とは、径方向において重畳しないように構成される。言い換えると、軸方向において、第２縮径部７２ａの先端側の端部と、軸受部材３６の基端側の端部とが、所定の間隔（図２のΔＸ）離間するように構成される。このように構成されることにより、第２縮径部７２ａが形成されるリング圧入部７２ｂの径方向の厚さ（Ｗ２−Ｗ１）は、リング部材８０の径方向の厚さ分（Ｗ１）だけ薄くなるにもかかわらず、軸受圧入部７２ｃの径方向の厚さ（Ｗ２）は、薄くならない。したがって、円筒状ヨーク７２が軸受部材３６を径方向に適切に固定できないために、軸受部材３６が可動コア２２を精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまうといった事態を回避することができる。
【００４３】
第２縮径部７２ａの固定コア２０側（基端側）の端部が、固定コア２０の可動コア２２側（先端側）に形成されたテーパ部２０ｃの径方向外側に位置するように構成される。このように構成されることにより、軸方向において固定コア２０と円筒状ヨーク７２との設置位置を近づけることができる。その結果、軸方向においてリニアソレノイド部（リニアソレノイド）１２を小型化することができる。
【００４４】
（弁機構部およびバルブボデイ）
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。
【００４５】
なお、ドレンポート５０は、可動コア２２の進退動作に対応してハウジング７０内の圧油を導入・導出するものである。また、前記インレットポート４４、アウトレットポート４６及びドレンポート４８は、圧力流体が流通する複数のポートとして機能するものである。
【００４６】
前記スプール４０は、弁本体を有し、前記弁本体は、半径外方向に向かって膨出形成された複数のランドを有するランド部４０ａと、固定コア２０の貫通孔内に進退自在に挿通され、一端部が可動コア２２の端面に当接するシャフト部４０ｂとから構成される。
【００４７】
また、前記スプール４０の外周面には、前記スプール４０の変位位置に対応して、インレットポート４４とアウトレットポート４６とを連通させ、又は、アウトレットポート４６とドレンポート４８とを連通させる環状凹部５２が形成される。
【００４８】
さらに、弁機構部１６は、図１に示されるように、前記スプール４０の基端側の端面と対向するように配置されバルブボデイ１８の空間部を閉塞する閉塞部材５４と、前記スプール４０と閉塞部材５４との間に介装されスプール４０を原位置に復帰させるリターンスプリング５６とを備える。なお、前記閉塞部材５４の外周面には、環状溝を介して装着部位を液密乃至気密に保持するシールリング５８が設けられる。
【００４９】
例えば、前記インレットポート４４は、供給油路を介して油圧ポンプ等の図示しない油圧源（圧力流体供給源）にそれぞれ接続され、前記アウトレットポート４６は、出力油路を介して図示しない油圧機器の油圧作動部に接続され、ドレンポート４８は、図示しないリザーバタンクに接続される。なお、本実施形態では、圧油を用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、圧縮エア等を含む圧力流体を作動媒体として用いることが可能である。
【００５０】
本実施形態に係るバルブ装置１０は、基本的に以上のように構成されるものである。
次に、ハウジング７０の円筒状ヨーク７２に対する各部材の組み付け手順、油圧制御装置１０の動作、並びに本実施形態の作用効果について説明する。
【００５１】
（円筒状ヨークに対する各部材の組み付け手順）
先ず、ハウジング７０の円筒状ヨーク７２に対するリング部材８０および固定コア２０の組み付け手順を図３に基づいて説明する。
【００５２】
円筒状ヨーク７２の軸方向に沿った基端側にリング部材８０を配置し（図３（ａ）参照）、リング部材８０の内径よりも若干大径に形成された第２縮径部７２ａの外周面に対してリング部材８０を先端側に押圧して圧入する（図３（ｂ）参照）。
その後、円筒状ヨーク７２の軸方向に沿った基端側に固定コア２０を配置し（図３（ｂ）参照）、固定コア２０の第１縮径部２０ｄの外径よりも若干小径に形成されたリング部材８０の内周面に対して固定コア２０を先端側に押圧して圧入する（図３（ｃ）参照）。
【００５３】
なお、図３は、コイル組立体のハウジング７０への組み込み手順については考慮していないが、コイル組立体をハウジング７０へ組み込む場合は、固定コア２０をリング部材８０の内周面に圧入する前に（図３（ｂ）と図３（ｃ）との間に）、コイル組立体をハウジング７０の円筒部７１と円筒状ヨーク７２との間に組み込めばよい。
【００５４】
（バルブ装置の動作）
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。
【００５５】
したがって、リニアソレノイド部１２のオフ状態では、図１に示されるように、スプール４０の外周面に形成された環状凹部５２によって、インレットポート４４とアウトレットポート４６とが連通した状態にあり（図１の太線矢印参照）、インレットポート４４から導入された圧油が環状凹部５２及びアウトレットポート４６を経由して図示しない他の部材に供給される。
【００５６】
このように、リニアソレノイド部１２のオフ状態では、可動コア２２が何ら変位することがなく原位置にあって、インレットポート４４とアウトレットポート４６とが連通したノーマルオープン状態にある。
【００５７】
次に、図示しない電源によってリニアソレノイド部１２へ電流を流すことにより、リニアソレノイド部１２がオン状態となる。このオン状態では、コイル２６へ流れる電流値に比例した電磁力によって可動コア２２が軸受部材３６に沿って摺動しながら固定コア２０側（基端側）に向かって吸引され、可動コア２２が固定コア２０に設けられた第２ストッパ部材２５に当接した変位終端位置で停止する。
【００５８】
すなわち、リニアソレノイド部１２の励磁作用による可動コア２２の変位がスプール４０に伝達され、前記スプール４０がリターンスプリング５６のばね力に抗して閉塞部材５４側（基端側）に向かって接近する方向に変位する。
【００５９】
従って、スプール４０のランドによってインレットポート４４とアウトレットポート４６との連通状態が遮断されるとともに、スプール４０の外周面に形成された環状凹部５２によってアウトレットポート４６とドレンポート４８との間が連通した状態に弁位置が切り換えられる。
【００６０】
この結果、アウトレットポート４６は、スプール４０の外周面に形成された環状凹部５２を介してドレンポート４８と連通した状態となり、前記アウトレットポート４６に残存する圧油がドレンポート４８から好適に排出される。
【００６１】
以上説明した本実施形態のリニアソレノイド部１２によれば、固定コア２０と円筒状ヨーク７２とを同軸で連結するリング部材８０を備えることにより、固定コア２０と円筒状ヨーク７２との軸がずれる可能性を低減させ、両部材の同軸度を向上させることができる。その結果、ヒステリシス特性を向上させることができる。
【００６２】
また、リング部材８０は、一端が固定コア２０の第１縮径部２０ｄに嵌合するとともに、他端が円筒状ヨーク７２の第２縮径部７２ａに嵌合していることから、径方向にリング部材８０が突出してしまうような事態を回避することができる。その結果、径方向においてリニアソレノイド部１２が大型化することを回避し、小型化を維持することができる。
さらに、リング部材８０は、軸方向において固定コア２０と円筒状ヨーク７２との間に備えられていることから、両部材の間の軸方向の空間を有効に利用することができるため、軸方向においてリニアソレノイド部１２が大型化することを回避し、小型化を維持することができる。
【００６３】
さらにまた、円筒状ヨーク７２の第２縮径部７２ａと軸受部材３６とが径方向において重畳していないことから、軸受部材３６が設けられている円筒状ヨーク７２の径方向の厚さが薄くなることを回避することができる。その結果、円筒状ヨーク７２が軸受部材３６を径方向に適切に固定できないために、軸受部材３６が可動コア２２を精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまうといった事態を回避することができる。
【００６４】
またさらに、第１縮径部２０ｄに形成されたテーパ部２０ｃの径方向外側に第２縮径部７２ａの固定コア２０側の端部が位置していることから、軸方向において固定コア２０と円筒状ヨーク７２とが近接することとなる。その結果、軸方向においてリニアソレノイド部１２を小型化することができる。
【００６５】
そして、円筒状ヨーク７２のリング圧入部７２ｂが軸受圧入部７２ｃの固定コア２０側に設けられていることにより、径方向における軸受圧入部７２ｃの圧入代を確保することができる。その結果、円筒状ヨーク７２が軸受部材３６を径方向に適切に固定できないために、軸受部材３６が可動コア２２を精密に軸受することができず、ヒステリシス特性が低下してしまうといった事態を回避することができる。
【００６６】
また、本実施形態のバルブ装置１０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部１２を備えたバルブ装置１０とすることができる。その結果、バルブ装置１０全体の小型化・軽量化を達成するとともに、ヒステリシス特性を向上させることができる。
【００６７】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、発明の主旨に応じた適宜の変更実施が可能である。
例えば、図４に示されるように、本発明は、複数の軸受部材３６ａ、３６ｂを有するリニアソレノイド部１２およびバルブ装置１０に適用することも可能である。この場合は、円筒状ヨーク７２の基端側に軸受圧入部（基端側軸受圧入部）７２ｃ、先端側に軸受圧入部（先端側軸受圧入部）７２ｄが形成され、それぞれの軸受圧入部７２ｃ、７２ｄ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７２ｃと先端側軸受圧入部７２ｄとの間に軸受圧入部７２ｃ、７２ｄよりも内径の小さな軸受位置決め部７２ｅが形成される。なお、基端側軸受圧入部７２ｃおよび先端側軸受圧入部７２ｄは、第２縮径部７２ａと径方向において重畳しないように形成される。
このように構成されることにより、単一の軸受部材３６を有する場合と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
また、リング部材８０の先端側の内周面および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。リング部材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、リング部材８０を第２縮径部７２ａに簡便に組み込む（圧入する）ことができ、また、固定コア２０をリング部材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、第２縮径部７２ａ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。
【符号の説明】
【００６９】
１０ バルブ装置（油圧制御装置）１２ リニアソレノイド（リニアソレノイド部）
１６ 弁機構部 １８ バルブボデイ
２０ 固定コア ２０ｃ テーパ部
２０ｄ 第１縮径部 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 円筒状ヨーク
７２ａ 第２縮径部 ７２ｂ リング圧入部
７２ｃ 軸受圧入部 ８０ リング部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、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、前記可動コアの外周面を囲繞する円筒状ヨークと、前記可動コアと前記円筒状ヨーク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、
前記固定コアは、前記可動コア側の外周面に第１縮径部が形成され、
前記円筒状ヨークは、前記固定コア側の外周面に第２縮径部が形成され、
前記第１縮径部に一端を嵌合するとともに、前記第２縮径部に他端を嵌合し、前記固定コアと前記円筒状ヨークとを同軸で連結する非磁性のリング部材を備え、
前記第２縮径部と前記軸受部材とが、径方向において重畳していないことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項２】
前記第１縮径部の前記可動コア側の外周面には、前記可動コア側の外径が小さくなるように環状のテーパ部が形成されており、
前記テーパ部の径方向外側に前記第２縮径部の前記固定コア側の端部が位置してい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。
【請求項３】
前記円筒状ヨークは、内周面に前記軸受部材が圧入される軸受圧入部と、前記軸受圧入部の前記固定コア側に形成されるとともに、前記リング部材が圧入される前記第２縮径部が外周面に形成されたリング圧入部と、からな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。
【請求項４】
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。
【請求項１】
コイルと、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、前記可動コアの外周面を囲繞する円筒状ヨークと、前記可動コアと前記円筒状ヨーク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、
前記固定コアは、前記可動コア側の外周面に第１縮径部が形成され、
前記円筒状ヨークは、前記固定コア側の外周面に第２縮径部が形成され、
前記第１縮径部に一端を嵌合するとともに、前記第２縮径部に他端を嵌合し、前記固定コアと前記円筒状ヨークとを同軸で連結する非磁性のリング部材を備え、
前記第２縮径部と前記軸受部材とが、径方向において重畳していないことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項２】
前記第１縮径部の前記可動コア側の外周面には、前記可動コア側の外径が小さくなるように環状のテーパ部が形成されており、
前記テーパ部の径方向外側に前記第２縮径部の前記固定コア側の端部が位置してい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。
【請求項３】
前記円筒状ヨークは、内周面に前記軸受部材が圧入される軸受圧入部と、前記軸受圧入部の前記固定コア側に形成されるとともに、前記リング部材が圧入される前記第２縮径部が外周面に形成されたリング圧入部と、からな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。
【請求項４】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２１６６７９（Ｐ２０１２−２１６６７９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８０８３７（Ｐ２０１１−８０８３７）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【Ｆターム（参考）】
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