JP6645505B2 - リニアソレノイドバルブ及びリニアソレノイドバルブの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、入力油圧をソレノイド装置によって調圧して出力し得るリニアソレノイドバルブ、及びその製造方法に関する。

従来、スリーブの内部に挿入されたスプールと、絶縁性のボビンに巻き回されたコイルと、コイルへの通電に伴ってスプールを駆動可能なプランジャと、プランジャの駆動力をスプールに伝達するシャフトと、プランジャを摺動自在に支持するプランジャ側コアと、シャフトを摺動自在に支持するシャフト側コアと、を備えたリニアソレノイドバルブが知られている（特許文献１参照）。このリニアソレノイドバルブにおいて、環状の非磁性体を間に挟んで一体的に形成されてコイルの内周側に配置されたプランジャ側コア及びシャフト側コアは、コイルの外周側を覆うケースと共に、コイルへの通電に伴ってプランジャを磁気的に駆動する磁気回路を構成している。

特開２００９−１２７６９２号公報

上記特許文献１に記載のリニアソレノイドバルブのように、プランジャ側コアとシャフト側コアとが一体的に形成されたコア部材の外周側にコイルを配置する場合、一般的に、樹脂成型等によってコイル及びボビンが一体的に形成された部材を、コア部材に嵌め込むことで組み付ける。この場合、コア部材及びボビンの公差を考慮して、組付け性を確保するためにコア部材の外径をボビンの内径に比して小さく設定する必要があった。そして、ボビンとコア部材との間に生じる間隙の分、コイルとコア部材とが離間して磁力が弱まるので、プランジャの推力を確保するためにコイルを大型化する必要があり、リニアソレノイドバルブ全体としてコンパクト化の妨げとなっていた。

そこで、コア部材に嵌め込まれたコイルの外周側に樹脂材料を充填することで、コア部材とコイルとを一体成形することが考えられる。これにより、コイルとコア部材との間隔を狭めて磁力を強めることができるため、リニアソレノイドバルブのコンパクト化が期待できる。

しかしながら、薄肉部の周辺に厚肉部が形成され、薄肉部の外周面にコイルが巻き回されたボビンを用いる場合、薄肉部の剛性が厚肉部に比して小さくなる。このため、コイルの外周側に樹脂層を形成させる際に、樹脂材料の充填圧又は充填された樹脂材料の収縮により、コイル及びボビンの薄肉部を介して、プランジャ側コアが径方向内向きへ押圧されてしまう場合があった。そして、このような事情により、プランジャ側コアに対して径方向内向きの大きな力が作用した場合、プランジャの摺動性を悪化させてしまう虞があった。

そこで、本発明は、樹脂層の形成に伴う影響を低減することが可能なリニアソレノイドバルブを提供することを目的とする。

本発明に係るリニアソレノイドバルブは、
中空円筒状のスリーブ内を軸方向に摺動して開弁と閉弁とを行うスプールと、
コイルと、
外周面に前記コイルを巻き回された薄肉部と、前記薄肉部に比して厚さが大きい第１厚肉部と、前記軸方向において前記薄肉部を挟んで前記第１厚肉部とは反対側に配置され、前記薄肉部に比して厚さが大きい第２厚肉部と、を有し、前記薄肉部、前記第１厚肉部及び前記第２厚肉部の内周に形成された開口部を前記軸方向に向けて配置される筒状のボビンと、
前記コイルへの通電に伴って前記軸方向に駆動されて前記スプールを移動させる磁性部材である可動子と、
前記コイルの内周側に配置され、前記可動子を前記軸方向に摺動自在に支持する磁性部材である第１固定子と、
前記コイルの内周側において前記第１固定子と前記軸方向に並んで配置された第２固定子と、
前記コイルの外周側に形成された樹脂層と、を備え、
前記第２固定子は、外周面において前記ボビンの内周面を支持する支持部を有し、
前記第１固定子は、外周面において前記ボビンの前記第１厚肉部の内周面を支持する大径部と、前記軸方向において前記支持部と前記大径部との間に位置し、周方向における少なくとも一部が前記大径部及び前記支持部に比して小さな外径に設定された小径部と、を有し、
前記小径部は、前記第１厚肉部の前記軸方向における前記第２固定子側の端部位置から、前記軸方向における前記第２固定子側へ向かって形成され、かつ、径方向から視て、前記軸方向における少なくとも一部が前記ボビンの前記薄肉部に重なり、前記小径部の外周面と前記薄肉部の内周面との間に隙間が形成されるように配置されている。

また、本発明に係るリニアソレノイドバルブの製造方法は、
中空円筒状のスリーブ内を軸方向に摺動して開弁と閉弁とを行うスプールと、
コイルと、
外周面に前記コイルを巻き回された薄肉部と、前記薄肉部に比して厚さが大きい第１厚肉部と、前記軸方向において前記薄肉部を挟んで前記第１厚肉部とは反対側に配置され、前記薄肉部に比して厚さが大きい第２厚肉部と、を有する筒状のボビンと、
前記コイルへの通電に伴って前記軸方向に駆動されて前記スプールを移動させる磁性部材である可動子と、
前記可動子を前記軸方向に摺動自在に支持する磁性部材である第１固定子と、
非磁性である非磁性部と、
前記第１固定子と前記軸方向に並んで配置される第２固定子と、を備えるリニアソレノイドバルブの製造方法であって、
前記軸方向における前記第１固定子の一部を大径部とし、前記軸方向において前記大径部より前記第２固定子に近い前記第１固定子の他の一部を小径部とし、前記第２固定子の一部を支持部として、前記小径部の周方向における少なくとも一部の外径が、前記大径部の外径及び前記支持部の外径より小さくなるように、前記第１固定子と前記第２固定子とを前記軸方向において前記非磁性部を間に挟んで一体的に形成するコア形成工程と、
前記第１固定子及び前記第２固定子の外周側に、前記ボビンの内周面が前記支持部の外周面に支持され、前記ボビンの前記第１厚肉部の内周面が前記大径部の外周面に支持され、前記小径部が、前記第１厚肉部の前記軸方向における前記第２固定子側の端部位置から前記軸方向における前記第２固定子側へ向かって延びる位置関係となり、かつ前記軸方向における前記コイルの少なくとも一部が前記小径部と重なり、前記小径部の外周面と前記ボビンの前記薄肉部の内周面との間に隙間が形成されるように、前記コイルを配置するコイル配置工程と、
前記コイルの外周側に非磁性の樹脂材料を充填して樹脂層を形成させる樹脂層形成工程と、を含む。

本リニアソレノイドバルブによれば、コイルの外周側に樹脂層を形成させることでコイルと第１固定子及び第２固定子を一体的に形成するため、例えば樹脂部材と一体のコイルを第１固定子及び第２固定子に嵌め込むことで組み付けるものに比して、コイルと第１固定子及び第２固定子との間隔を小さくすることができる。そして、第１固定子の大径部と第２固定子の支持部とにボビンの内周面を支持させると共に、大径部及び支持部よりも小さな外径を有する小径部をコイルに対向する位置に設けている。このため、樹脂層を形成する際にコイルに作用する縮径方向の力を、ボビンと小径部との間の空間を利用して緩和することができ、樹脂層の形成に伴う影響を低減することができる。

本開示の実施形態に係るリニアソレノイドバルブを示す断面図。 その一部を拡大した断面の模式図。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るリニアソレノイドバルブ１について説明する。このリニアソレノイドバルブ１は、不図示のバルブボディに装着されることで自動変速機の油圧回路の一部を構成可能であり、例えばレギュレータバルブによってスロットル開度に応じて調圧されたライン圧を入力として、自動変速機内部の油圧サーボに出力圧を直接的に供給するダイレクトリニアソレノイドバルブとして用いることができる。

［バルブ部］
リニアソレノイドバルブ１は、図１に示すように、大まかにソレノイド部１０とバルブ部２０とによって構成されている。バルブ部２０は、バルブボディの油路に連通可能な複数のポートを設けられた中空円筒状のスリーブ２１と、スリーブ２１の内部を軸方向に摺動して開弁と閉弁とを行うスプール２２と、スリーブ２１とスプール２２との間に設けられるスプリング２３と、を有している。

スリーブ２１には、バルブ部２０に近い側から順に、ドレーンポートＰ１、出力ポートＰ２、入力ポートＰ３、フィードバックポートＰ４、及び排出口５１が形成されている。これらのうち、入力ポートＰ３にはライン圧等の入力圧が供給され、出力ポートＰ２からはバルブ部２０の内部で調圧された出力圧が出力される。また、出力ポートＰ２とフィードバックポートＰ４とは、バルブボディ内部の油路を介して連通される。

スリーブ２１に摺動自在に支持されるスプール２２は、スリーブ２１に摺接するランド部として、ソレノイド部１０に近い側から順に第１ランドＬ１、第２ランドＬ２、及び第３ランドＬ３を有し、これらが小径部４２，４４によって接続された略円柱形状の一体部材として設けられている。このスプール２２は、軸方向にソレノイド部１０に近い側の端部である当接部４１においてソレノイド部１０のシャフト１９に当接している。

スプリング２３は、スプール２２の当接部４１とは反対側の端部において凹形状に形成された凹部４６と、スリーブ２１の底部をなすエンドキャップ２１ｂとの間に縮設され、スプール２２を軸方向にソレノイド部１０の側へ付勢している。リニアソレノイドバルブ１は、ソレノイド部１０へ電力が供給されない非通電状態（図１の状態）において、スプリング２３の付勢力によってスプール２２が入力ポートＰ３と出力ポートＰ２とを遮断する位置（閉弁位置）に保持される、所謂ノーマルクローズタイプの電磁弁である。

第１ランドＬ１は、閉弁位置において出力ポートＰ２とドレーンポートＰ１とを連通すると共に、閉弁位置から軸方向にエンドキャップ２１ｂの側へ移動することで、出力ポートＰ２とドレーンポートＰ１とを遮断し得るように構成されている。第２ランドＬ２は、閉弁位置において入力ポートＰ３と出力ポートＰ２とを遮断すると共に、閉弁位置から軸方向にエンドキャップ２１ｂの側へ移動することで入力ポートＰ３と出力ポートＰ２とを連通（開弁）し、かつソレノイド部１０への供給電力に対して出力ポートＰ２からの出力圧を比例的に増減し得るように、入力ポートＰ３と出力ポートＰ２との間の開口量を調節可能に構成されている。

小径部４４を間に挟んで軸方向に並ぶ第２ランドＬ２及び第３ランドＬ３は、スリーブ２１の内周壁と共にフィードバック油室５３を形成している。第３ランドＬ３は第２ランドＬ２に比して小径に設定されているため、フィードバック油室５３にフィードバックポートＰ４を介して油圧が供給される場合、第２ランドＬ２及び第３ランドＬ３の受圧面積の差によって、スプール２２を軸方向にソレノイド部１０の側へ付勢する付勢力が発生する。

なお、フィードバック油室５３から第３ランドＬ３とスリーブ２１との間隙を通って漏れ出た油は、排出口５１を介して排出される。また、第２ランドＬ２及び第３ランドＬ３には、周方向に亘って形成された環状の油溝４３，４５が形成されている。これらの油溝４３，４５は、例えば入力ポートＰ３又はフィードバックポートＰ４によって周方向に偏って入力された油圧を、スリーブ２１と第２ランドＬ２又は第３ランドＬ３との間隙において周方向に均等に分布させることでスプール２２の摺動性を向上し得るものである。

［ソレノイド部］
ソレノイド部１０は、図１に示すように、コイル１２、ボビン１３ａ、カバー部１３ｂ、コア部１７、及びターミナル部３９を有するコイルアセンブリ１４と、プランジャ１８と、シャフト１９と、ハウジング１１と、を備えている。これらのうち、コア部１７の第１コア１５及び第２コア１６、プランジャ１８、並びにハウジング１１は磁性部材であり、ボビン１３ａ、カバー部１３ｂ、コア部１７の非磁性部３６、及びシャフト１９は非磁性部材である。ケース部材であるハウジング１１はコイルアセンブリ１４の外側を覆ってソレノイド部１０の外殻をなしており、プランジャ１８及びシャフト１９は、それぞれコイルアセンブリ１４の内側に配置されて、スプール２２と同一軸線上に配置されている。

コイルアセンブリ１４のコア部１７は、第１コア１５と第２コア１６とが銅ロウ等の非磁性材料からなる非磁性部３６を挟んで一体的に形成されて構成されている。コイル１２の内周側に位置する第１固定子である第１コア１５は、プランジャ１８と同心状に配置された円筒形状の部材であり、内周面においてプランジャ１８を軸方向に摺動自在に支持している。第２固定子である第２コア１６は、シャフト１９と同心状に配置された筒状の部材であり、第１コア１５と軸方向に並んで配置されると共に、内周面においてシャフト１９を軸方向に摺動自在に支持している。

ボビン１３ａは、樹脂等の非磁性材料によって形成された略円筒状（筒状）の部材であり、開口方向における両側の端部は、中央の薄肉部１３２に比して厚さが大きい厚肉部１３１として形成されている。即ち、これら薄肉部１３２及び厚肉部１３１の内径が等しく設定される一方で、厚肉部１３１の外径は薄肉部１３２の外径より大きく設定されている。厚肉部１３１は、軸方向において、第２コア１６に対して第１コア１５と同じ側（図中右方）に配置された第１厚肉部１３１ａと、薄肉部１３２を挟んで第１厚肉部１３１ａとは反対側に配置された第２厚肉部１３１ｂとを含んでいる。薄肉部１３２の外周面には、巻線が巻き回されることでコイル１２が形成されおり、ボビン１３ａはコイル１２を支持した状態で、開口部１３０を軸方向に向けてコア部１７の外周側に配置されている。カバー部１３ｂは、樹脂材料をコイル１２及びボビン１３ａの外周側に隙間なく充填することで形成された樹脂層である。コイルアセンブリ１４は、コア部１７の外周側に配置されたコイル１２が、非磁性のボビン１３ａ及びカバー部１３ｂによって形成された樹脂部材に埋め込まれて、コア部１７とコイル１２とが一体的に形成されたものである。

可動子であるプランジャ１８は、コア部１７とハウジング１１の底部１１ｂとによって形成された円柱状空間の内部に配置され、ハウジング１１との間に第１油室ｏ１を形成すると共に、第２コア１５との間に第２油室ｏ２を形成している。プランジャ１８の内部には、第１油室ｏ１と第２油室ｏ２とを連通する油孔ｏ３が形成されている。軸状部材であるシャフト１９は、プランジャ１８よりも小径の円柱形状に形成され、軸方向にスプール２２とプランジャ１８との間に配置されている。シャフト１９は、スプリング２３によって付勢されたスプール２２によってプランジャ１８の側へ押圧されており、軸方向の一端部においてプランジャ１８に当接すると共に、軸方向の他端部においてスプール２２の当接部４１に当接している。

第２コア１６は、内周面においてシャフト１９に摺接する円筒状の芯材３１と、芯材３１の外周側に配置されるフランジ状のフランジ部材３２とで一体的に構成されている。フランジ部材３２は、芯部である芯材３１の外周面に沿って延びて軸方向の一端部において非磁性部３６に接続される外筒部３２ｂと、外筒部３２ｂの軸方向の他端部から径方向に広がる縁部３２ａとを有している。なお、芯材３１の外径はプランジャ１８の外径と略等しく設定されており、芯材３１の厚みはプランジャ１８とシャフト１９との外径の差に略等しい。

ハウジング１１は、軸方向の一方を塞がれた円筒状（カップ状）に形成されており、内側にコイルアセンブリ１４を収容している。ハウジング１１の開口側の端部１１ａは、フランジ部材３２の縁部３２ａに突き当てられたスリーブ２１の端部２１ａを覆うようにかしめられている。すなわち、スリーブ２１がコイルアセンブリ１４をハウジング１１に押し付けた状態でハウジング１１に固定されることで、コイルアセンブリ１４がハウジング１１に対して固定されると共に、ソレノイド部１０とバルブ部２０とが一体的に組付けられている。

ターミナル部３９は、周方向の一部を切欠かれたハウジング１１から径方向外側に突出する位置に配置され、樹脂材料によってカバー部１３ｂと一体成形されている。このターミナル部３９は、コネクタ及び変圧部を介して電源に接続されることで、コイル１２に電力を供給（給電）可能に構成されている。

［コイルアセンブリの詳細構成］
次に、コイルアセンブリ１４の詳細な構成について説明する。図２の断面図に示すように、コイルアセンブリ１４は、径方向の内側から順に、コア部１７と、ボビン１３ａと、コイル１２と、カバー部１３ｂとが層状に重なるように構成されている。軸方向におけるコイル１２の一方側には、ボビン１３の第１厚肉部１３１ａを挟んでハウジング１１の一部（支持部１１ｃ）が位置し、コイル１２の他方側にはボビン１３の第２厚肉部１３１ｂを挟んでフランジ部材３２の縁部３２ａが位置している。従って、コイル１２の周囲を順に巡るように配置される第１コア１５と、ハウジング１１と、第２コア１６と、プランジャ１８とで、コイル１２への通電に伴って電磁力を発生させる磁気回路が構成されている。

コア部１７の第１コア１５及び第２コア１６は、コイル１２と軸方向に重なる位置において、第１コア１５の端面１５ｃと第２コア１６の外筒部３２ｂの端面（傾斜面３２ｅ）とが非磁性の金属材料（ロウ付け材）である非磁性部３６によってロウ付けされることで接続されている。第１コア１５の内周面１５ａと、第２コア１６の外筒部３２ｂの内周面３２ｃとは、互いに等しい内径に設定されると共に、非磁性部３６を介して平滑に接続されることで、プランジャ１８に対する摺接面を構成している。

第２コア１６の外筒部３２ｂのうち、非磁性部３６に隣接する部分には、第１コア１５の端面１５ｃに近付くほど外径が小さくなるテーパ状に形成されたテーパ部３２Ｔが設けられている。詳しく説明すると、テーパ部３２Ｔの傾斜面３２ｅは、外筒部３２ｂの内周面３２ｃと径が等しい内側端部Ｔ１と、外筒部３２ｂの外周面３２ｄと径（ｒ１）が等しい外側端部Ｔ２とに亘って、コア部１７の中心軸Ｏ１を中心線とする円錐状に広がっている。そして、テーパ部３２Ｔは、図２に示す断面において、外周面３２ｄから径方向内側へ向けて傾斜する傾斜面３２ｅ（外周面）と、軸方向に延びる内周面３２ｃとによって、エッジ状の内側端部Ｔ１を第１コア１５の側へ向けた片刃状に形成されている。

第１コア１５は、外筒部３２ｂの外径ｒ１（最大外径）に比して小さな外径ｒ２を有する小径部１５Ａと、小径部１５Ａよりも大きな外径ｒ３を有する大径部１５Ｂとが一体的に構成されており、小径部１５Ａの軸方向位置がコイル１２に重なるように配置されている。言い換えると、第１コア１５は、コイル１２の径方向内側位置で外筒部３２ｂの厚みｈ１よりも小さい厚みｈ２に設定された（ｈ１＞ｈ２）小径部１５Ａと、小径部１５Ａよりも大きい厚みｈ３を有して（ｈ２＜ｈ３）小径部１５Ａから軸方向に延設された大径部１５Ｂとを有している。

小径部１５Ａはボビン１３ａの薄肉部１３２を介してコイル１２に対向しており、大径部１５Ｂはボビン１３ａの第１厚肉部１３１ａに対向している。ここで、ボビン１３ａの内周面は、第１厚肉部１３１ａ及び第２厚肉部１３１ｂと薄肉部１３２とに亘って同径に設定されており、第１コア１５の大径部１５Ｂの外径ｒ３と、第２コア１６の外筒部３２ｂの外径ｒ１とにそれぞれ略等しく設定されている。従って、ボビン１３ａの内周面は、支持部である外筒部３２ｂの外周面と大径部１５Ｂの外周面とに接触して支持されると共に、少なくともカバー部１３ｂが充填（射出成形）される前の状態で、小径部１５Ａから離間している。

大径部１５Ｂは、軸方向にボビン１３ａよりも突出してハウジング１１の底部１１ｂに突き当てられると共に、底部１１ｂから立上る環状の支持部１１ｃに嵌め込まれている。すなわち、第１コア１５の大径部１５Ｂは、外周面１５ｂにおいてボビン１３ａ内周面と支持部１１ｃとに接触しており、バルブボディ等に固定されるハウジング１１と、ハウジング１１に対して位置決めされた状態で固定されるボビン１３ａとによってそれぞれ支持されている。

［リニアソレノイドバルブの製造工程］
上述したリニアソレノイドバルブ１は、次のような工程を含む製造工程を経て製造される。

コア形成工程においては、第１コア１５及び第２コア１６を、非磁性部３６を間に挟んでコア部１７として一体的に形成すると共に、第２コア１６の外筒部３２ｂの外径ｒ１に比して小さな外径ｒ２を有する小径部１５Ａと、小径部１５Ａに比して大きな外径ｒ３を有する大径部１５Ｂとを第１コア１５に形成する。コイル配置工程においては、コイル１２を、コア部１７の外周側に、ボビン１３ａの内周面が外筒部３２ｂ及び大径部１５Ｂの外周面に接触し、かつ軸方向におけるコイルの少なくとも一部が小径部１５Ａと重なるように配置する。樹脂層形成工程においては、コイル配置工程によってコア部１７に対して位置決めされたコイル１２と金型との間に、非磁性の樹脂材料を充填（射出成形）して硬化させ、コイル１２の外周側にカバー部１３ｂを形成させる。

これらコア形成工程、コイル配置工程、及び樹脂層形成工程を経て一体成形されたコイルアセンブリ１４を、プランジャ１８及びシャフト１９と共にハウジング１１の内側に組み付けることでソレノイド部１０を形成し、さらにソレノイド部１０とバルブ部２０とを一体的に組み付けてリニアソレノイドバルブ１を形成する。

上述した樹脂層形成工程において樹脂材料を充填する際には、コイル１２及びボビン１３ａに対して径方向内側への成形圧（充填圧）がかかる。また、充填されたカバー部１３ｂが冷却する際の収縮によって、コイル１２及びボビン１３ａが径方向内側へと押圧される。従来、第１コア１５は軸方向にボビン１３ａの薄肉部１３２と厚肉部１３１とに亘ってボビン１３ａの内周面に接触していたため、このような径方向内側（縮径方向）への力が作用する場合、第１コア１５のうち厚肉部１３１に比して薄い薄肉部１３２に接触する部分に大きな縮径方向の力が作用することがあった。このため、第１コア１５がボビン１３ａによって押圧されることを考慮して、プランジャ１８の外径を第１コア１５の内径に比して小さく設定して、プランジャ１８と第１コア１５との間隙を大きめに設定する必要があった。しかし、プランジャ１８と第１コア１５とが離間するほど、磁気回路の磁気効率が低下してプランジャ１８に作用する磁力が弱まってしまうため、プランジャ１８の推力を確保するために、例えばコイルを大型化するなどしてリニアソレノイドバルブのコンパクト化が妨げられていた。

そこで、本実施形態に係る第１コア１５のうちコイル１２に対向する部分である小径部１５Ａは、第２コア１６のうちコイル１２に対向する部分である外筒部３２ｂの外径ｒ１よりも小さく、かつ大径部１５Ｂの外径ｒ３よりも小さな外径ｒ２に設定されている。すなわち、少なくとも樹脂材料が充填される前の状態で、小径部１５Ａとボビン１３ａの内周面との間に隙間が形成されるように構成されている。

このため、カバー部１３ｂを成形する際にボビン１３ａの薄肉部１３２に縮径方向の力が作用し、薄肉部１３２が内径側に撓むように変形する場合であっても、小径部１５Ａの外周面と薄肉部１３２の内周面との間の隙間により薄肉部１３２の変形を吸収することができるので小径部１５Ａに縮径方向の大きな力が作用することを防ぐことができる。これにより、カバー部１３ｂとなる樹脂材料を充填する際の成形圧や冷却時の収縮による影響を低減することができる。また、例えば第１コア１５の外径が軸方向の全長に亘って外筒部３２ｂの外径と等しく設定されたものに比して、成形圧による第１コア１５への影響が低減されるため、プランジャ１８の外径を第１コア１５の内径に近付けることで、プランジャ１８に作用する磁気を強めることができ、プランジャ１８の推力を確保しつつリニアソレノイドバルブ全体をコンパクトに構成することができる。

特に、図２に示すように第２コア１６の外筒部３２ｂが内周側から芯材３１によって支持される構成では、芯材３１の軸方向における第１コア側（図中右側）の側面３１ａと外筒部３２ｂの内周面３２ｃとの接続位置Ｘ１（即ち、外筒部３２ｂが芯材３１に支持される領域の端部位置）と、第１コア１５の大径部１５Ｂによって支持され、薄肉部１３２に比して大きな剛性を有する第１厚肉部１３１ａの第２コア側（図中左側）の端部位置Ｘ２との間で、カバー部１３ｂに押圧された薄肉部１３２が撓むように変形すると考えられる。そこで、小径部１５Ａは、上記接続位置Ｘ１と第１厚肉部１３１ａの端部位置Ｘ２との間の中央位置Ｍ（Ｘ１とＸ２の中点）を含む範囲に亘って形成することが好ましい。小径部１５Ａは、軸方向に関して端部位置Ｘ２から第２コア側へ向かって形成されると好適である。また、小径部１５Ａは、軸方向に関して第１コア１５の第２コア側の端部位置から、第１厚肉部側（図中右側）へ向かって形成されるとより好適である。特に、第１コア１５と第２コア１６との間に非磁性部３６が設けられる構成では、非磁性部３６の外径を小径部１５Ａの外径ｒ２と等しく設定することが好ましい。なお、シャフト１９はプランジャ１８よりも小径であるため、少なくとも外筒部３２ｂが芯材３１に支持される領域においては、第２コア１６は第１コア１５に比して大きな厚みを有しており、第１コア１５に比して成形圧による影響を受けにくい。

［通電制御による開弁及び閉弁］
次に、上述したように構成されるリニアソレノイドバルブ１の作用について説明する。コイル１２が非通電状態にあるとき、上述した通りスプール２２はスプリング２３の付勢力によって閉弁位置に保たれている。そして、入力ポートＰ３と出力ポートＰ２とがスプール２２の第２ランドＬ２によって遮断される一方で、出力ポートＰ２とドレーンポートＰ１とが連通しているため、出力ポートＰ２に接続された油路の油圧はドレーンポートＰ１を介して排出される。このとき、プランジャ１８はシャフト１９を介してスプール２２に押圧されて、ハウジング１１の底部１１ｂに突き当てられた位置にある。

コイル１２に電力が供給されると、ソレノイド部１０の磁気回路を通る磁束によって、プランジャ１８が軸方向に第２コア１６の側へ吸引される吸引力（推力）が発生する。この吸引力はコイル１２を流れる電流の大きさに応じて変化するため、コイル１２への供給電力が大きくなると、プランジャ１８はスプール２２からの付勢力に抗して軸方向にバルブ部２０の側へ駆動される。すると、シャフト１９を介してプランジャ１８に押圧されたスプール２２がスプリング２３の付勢力（弾発力）に抗して閉弁位置から軸方向に摺動することで、出力ポートＰ２とドレーンポートＰ１とが遮断されると共に、入力ポートＰ３と出力ポートＰ２とがスリーブ２１の内部で連通された状態（開弁状態）となる。

バルブ部２０が開弁状態にあるとき、出力ポートＰ２から出力された油圧は外部油路を介してフィードバックポートＰ４に供給されるため、フィードバック油室５３においてスプール２２をソレノイド部１０の側へ付勢する付勢力が発生する。従って、スプール２２は、ソレノイド部１０への供給電力及び入力ポートＰ３への入力圧の変化に応じて、プランジャ１８から受取る駆動力と、スプリング２３の付勢力及びフィードバック油室５３における付勢力との合計とが釣り合う位置へ向けて移動する。これにより、コイル１２への供給電力の大きさに応じて、バルブ部２０の開弁及び閉弁が制御されると共に、バルブ部２０の内部における開口度が制御されることで、適宜調圧された出力圧が出力ポートＰ２から出力される。コイル１２への電力供給が遮断された場合には、スプリング２３の付勢力とフィードバック油室５３における付勢力とによって、スプール２２は速やかに閉弁位置へと復帰する。

ここで、本実施形態に係るソレノイド部１０のコイル１２及びコア部１７は、樹脂材料を充填して形成されるカバー部１３ｂによって一体となったコイルアセンブリ１４として形成されている。このため、例えばボビンにコイルを巻き回して一体的に形成された部材をコア部材の外周側に装着してソレノイド部を構成するものに比して、コア部１７とコイル１２との間隔を小さくして磁気回路の磁気効率を向上することができる。

そして、上述した通り、第１コア１５のうちコイル１２に対向する部分である小径部１５Ａの外径ｒ２を、大径部１５Ｂの外径ｒ３及び第２コア１６のうちコイル１２に対向する部分である外筒部３２ｂの外径ｒ１のそれぞれに比して小さく設定することで、コイルアセンブリ１４を一体成形する際に第１コア１５に縮径方向の大きな力が作用することを防いでいる。これにより、プランジャ１８の外径を第１コア１５の内径に近付けることで、プランジャ１８に作用する磁気を強めることができ、プランジャ１８の推力を確保しつつリニアソレノイドバルブ全体をコンパクトに構成することができる。

また、ソレノイド部１０の磁気回路の一部を構成する第２コア１６は、非磁性部３６に隣接する位置において、軸方向に第１コア１５に近付くほど外径が小さくなるテーパ状に形成されたテーパ部３２Ｔを有している。そして、テーパ部３２Ｔの内周面３２ｃは、図２に示すように、プランジャ１８が軸方向に関して第１コア１５の側へ移動した状態（非通電時の位置へ移動した状態）において、径方向から視てプランジャ１８の外周面と重なる位置まで延設されている。このため、コイル１２に通電した際に、テーパ部によって集束させられた磁束がテーパ部３２Ｔとプランジャ１８との対向領域を通過するような磁力回路が形成される。これにより、プランジャ１８に強い磁力を作用させて、ソレノイド部１０の応答性を向上させることができる。また、プランジャ１８の第２コア１６に近い側の端部が、テーパ部３２Ｔの内側端部Ｔ１を超えて移動することがないため、部材間の引っ掛かりを防いで、ソレノイド部１０の動作の安定性を向上させることができる。

また、このテーパ部３２Ｔの傾斜面３２ｅ（外周面）の最大外径である外側端部Ｔ２の外径は、第１コア１５の小径部１５Ａの外径ｒ２よりも大きく、かつ外筒部３２ｂの外周面３２ｄの最大外径（ｒ１）と等しく設定されている。このため、第２コア１６の外筒部３２ｂの外周部を通過する磁束を、テーパ部３２Ｔを介してプランジャ１８へと集中させることができ、磁気効率を向上してより一層のコンパクト化に貢献することができる。

また、非磁性部３６は金属材料によって第１コア１５の端面１５ｃと第２コア１６の端面である傾斜面３２ｅとをロウ付けして形成されているため、上述したようにテーパ部３２Ｔの傾斜面３２ｅの最大外径が外周面３２ｄの最大外径（ｒ１）と等しくなるように形成して磁気効率を向上可能なコア部１７を容易に構成することができる。

［他の実施形態］
上述したリニアソレノイドバルブ１において、バルブ部２０はノーマルクローズタイプのものに限らず、非通電状態において入力ポートと出力ポートとが連通するノーマルオープンタイプであってもよい。

また、第１コア１５及び第２コア１６は、非磁性部３６を間に挟んで一体的に形成されるものに限らず、例えば磁性材料のみによって形成された部材であってもよい。また、非磁性部３６は、上述した構成に限らず、例えばステンレス等の非磁性材料によって構成した環状部材を、ロウ付け又は圧入等によって第１コア１５及び第２コア１６のそれぞれに接続してもよい。

［本実施形態のまとめ］
本実施形態に係るリニアソレノイドバルブ（１）は、中空円筒状のスリーブ（２１）内を軸方向に摺動して開弁と閉弁とを行うスプール（２２）と、
コイル（１２）と、
外周面に前記コイル（１２）を巻き回された薄肉部（１３２）と、前記薄肉部（１３２）に比して厚さが大きい厚肉部（１３１）とを有し、前記薄肉部（１３２）及び前記厚肉部（１３１）の内周に形成された開口部（１３０）を前記軸方向に向けて配置される筒状のボビン（１３ａ）と、
前記コイル（１２）への通電に伴って前記軸方向に駆動されて前記スプールを移動させる磁性部材である可動子（１８）と、
前記コイル（１２）の内周側に配置され、前記可動子（１８）を前記軸方向に摺動自在に支持する磁性部材である第１固定子（１５）と、
前記コイル（１２）の内周側において前記第１固定子（１５）と前記軸方向に並んで配置された第２固定子（１６）と、
前記コイル（１２）の外周側に形成された樹脂層（１３ｂ）と、を備え、
前記第２固定子（１６）は、外周面において前記ボビン（１３ａ）の内周面を支持する支持部（３２ｂ）を有し、
前記第１固定子（１５）は、外周面において前記ボビン（１３ａ）の内周面を支持する大径部（１５Ｂ）と、前記軸方向において前記支持部（３２ｂ）と前記大径部（１５Ｂ）との間に位置し、周方向における少なくとも一部が前記大径部（１５Ｂ）及び前記支持部（３２ｂ）に比して小さな外径に設定された小径部（１５Ａ）と、を有し、
前記小径部（１５Ａ）は、径方向から視て、前記軸方向における少なくとも一部が前記薄肉部（１３２）に重なり、前記小径部（１５Ａ）の外周面と前記薄肉部（１３２）の内周面との間に隙間が形成されるように配置される。

本リニアソレノイドバルブによれば、コイルの外周側に樹脂層を形成させることでコイルと第１固定子及び第２固定子を一体的に形成するため、例えば樹脂部材と一体のコイルを第１固定子及び第２固定子に嵌め込むことで組み付けるものに比して、コイルと第１固定子及び第２固定子との間隔を小さくすることができる。そして、第１固定子の大径部と第２固定子の支持部とにボビンの内周面を支持させると共に、大径部及び支持部よりも小さな外径を有する小径部をボビンの薄肉部に対向する位置に設けている。このため、樹脂層を形成する際にコイルに作用する縮径方向の力を、ボビンと小径部との間の空間を利用して緩和して、樹脂層の形成に伴う影響を低減することができる。

また、本実施形態に係るリニアソレノイドバルブ（１）において、前記第２固定子（１６）は、前記支持部（３２ｂ）の内周側に配置された芯部（３１）を有し、
前記ボビン（１３ａ）の前記厚肉部（１３１）は、前記大径部（１５Ｂ）によって支持される第１厚肉部（１３１ａ）と、前記軸方向において前記薄肉部（１３２）を挟んで前記第１厚肉部（１３１ａ）とは反対側に配置され、前記支持部（３２ｂ）によって支持される第２厚肉部（１３１ｂ）と、を含み、
前記軸方向において、前記小径部（１５Ａ）は、前記第１厚肉部（１３１ａ）の前記軸方向における前記第２固定子（１６）側の端部位置（Ｘ２）から、前記第２固定子（１６）側へ向かって形成されると好適である。

この構成によれば、大径部によって支持される第１厚肉部と、支持部によって支持される第２厚肉部との間に位置し、これら厚肉部に比して剛性が小さい薄肉部のうち、少なくとも第１厚肉部の近傍位置に小径部が設けられる。このため、樹脂層を形成する際に、第１厚肉部の近傍で径方向内側に押圧された薄肉部が第１コアに影響を及ぼす可能性を低減することができる。

また、本実施形態に係るリニアソレノイドバルブ（１）において、前記軸方向において、前記小径部（１５Ａ）は、前記第１固定子（１５）の前記軸方向における前記第２固定子（１６）側の端部位置から、前記第１厚肉部（１３１ａ）側へ向かって形成されると好適である。

この構成によれば、第１固定子のうち、第２固定子側の端部位置から第１厚肉部側へ向かって小径部が設けられる。このため、樹脂層を形成する際に、第１固定子の上記端部位置の近傍で径方向内側に押圧された薄肉部が第１コアに影響を及ぼす可能性を低減することができる。

また、本実施形態に係るリニアソレノイドバルブ（１）において、前記支持部（３２ｂ）は、前記軸方向において前記芯部（３１）よりも前記第１固定子側へ延設され、
前記軸方向において、前記小径部（１５Ａ）は、前記芯部（３１）の前記軸方向における前記第１固定子側の側面（３１ａ）と前記支持部（３２ｂ）の内周面（３２ｃ）との接続位置（Ｘ１）から、前記第１厚肉部（１３１ａ）の前記軸方向における前記第２固定子（１６）側の端部位置（Ｘ２）までの間の、中央位置（Ｍ）を含む範囲に亘って形成されると好適である。

この構成によれば、第２固定子の支持部が芯部によって支持される位置から、第１固定子の大径部によって支持され、薄肉部に比して大きな剛性を有する第１厚肉部までの間の中央位置を含むように小径部が形成される。即ち、樹脂層を形成する際の薄肉部の変形量が大きくなりやすい位置に小径部が配置されるため、樹脂層を形成する際の影響を効果的に緩和することができる。

また、本実施形態に係るリニアソレノイドバルブ（１）において、前記軸方向において前記第１固定子（１５）と前記第２固定子（１６）との間に設けられ、非磁性である非磁性部（３６）を備え、
前記小径部（１５Ａ）は、周方向における全周に亘って形成され、
前記非磁性部（３６）の外径は、前記小径部（１５Ａ）の外径（ｒ２）と等しく設定され、
前記支持部（３２ｂ）には、前記可動子（１８）の外周面に摺接し得る内周面（３２ｃ）と、前記軸方向において前記第１固定子（１５）に近付くほど外径が小さくなるように傾斜した外周面（３２ｅ）とによって、テーパ状に形成されたテーパ部（３２Ｔ）が設けられ、
前記テーパ部（３２Ｔ）の内周面（３２ｃ）は、前記軸方向において、前記可動子（１８）が前記軸方向に関して前記第１固定子（１５）の側へと移動した状態で、径方向から視て前記可動子（１８）の外周面と重なる位置まで延設されると好適である。

この構成によれば、可動子が第１固定子の側へ移動した状態でコイルに通電された際に、テーパ部によって集束させられた磁束がテーパ部と可動子との対向領域を通過するような磁力回路が形成される。このため、可動子に強い磁力を作用させて、装置の応答性を向上させることができる。

本実施形態に係るリニアソレノイドバルブの製造方法は、
中空円筒状のスリーブ（２１）内を軸方向に摺動して開弁と閉弁とを行うスプール（２２）と、
コイル（１２）と、
外周面に前記コイル（１２）を巻き回された薄肉部（１３２）と、前記薄肉部（１３２）に比して厚さが大きい厚肉部（１３１）とを有し、前記薄肉部（１３２）及び前記厚肉部（１３１）の内周に形成された開口部（１３０）を前記軸方向に向けて配置される筒状のボビン（１３ａ）と、
前記コイル（１２）への通電に伴って前記軸方向に駆動される磁性部材である可動子（１８）と、
前記可動子（１８）を前記軸方向に摺動自在に支持する磁性部材である第１固定子（１５）と、
前記第１固定子（１５）と前記軸方向に並んで配置された第２固定子（１６）と、を備えるリニアソレノイドバルブの製造方法であって、
前記軸方向における前記第１固定子（１５）の一部を大径部（１５Ｂ）とし、前記軸方向において前記大径部（１５Ｂ）より前記第２固定子（１６）に近い前記第１固定子（１５）の他の一部を小径部（１５Ａ）とし、前記第２固定子（１６）の一部を支持部（３２ｂ）として、前記小径部（１５Ａ）の周方向における少なくとも一部の外径が、前記大径部（１５Ｂ）の外径及び前記支持部（３２ｂ）の外径より小さくなるように、前記第１固定子（１５）と前記第２固定子（１６）とを一体的に形成するコア形成工程と、
前記第１固定子（１５）及び前記第２固定子（１６）の外周側に、前記ボビン（１３ａ）の内周面が前記支持部（３２ｂ）の外周面に支持され、前記ボビン（１３ａ）の前記厚肉部（１３１）の内周面が前記大径部（１５Ｂ）の外周面に支持され、かつ前記軸方向における前記コイル（１２）の少なくとも一部が前記小径部（１５Ａ）と重なり、前記小径部（１５Ａ）の外周面と前記ボビン（１３ａ）の前記薄肉部（１３２）の内周面との間に隙間が形成されるように、前記コイル（１２）を配置するコイル配置工程と、
前記コイル（１２）の外周側に非磁性の樹脂材料を充填して樹脂層（１３ｂ）を形成させる樹脂層形成工程と、を含む。

本製造方法によれば、コア形成工程と、コイル配置工程と、樹脂層形成工程とによって、コイルと第１固定子及び第２固定子とを一体的に形成してリニアソレノイドバルブの磁気効率を向上させると共に、第１固定子に設けた小径部とボビンの薄肉部との間に隙間が形成されるように配置することで、樹脂層を形成させる際に第１固定子に縮径方向の大きな力が作用することを防ぐことができる。

本発明に係るリニアソレノイドバルブ、及び本発明に係る製造方法によって製造されるリニアソレノイドバルブは、自動車等の駆動装置に用いられる油圧制御装置を始めとする、あらゆる流体制御装置に利用可能である。

１…リニアソレノイドバルブ
１１…ケース部材（ハウジング）
１２…コイル
１３ａ…ボビン
１３ｂ…樹脂層（カバー部）
１５…第１固定子（第１コア）
１５Ａ…小径部
１５Ｂ…大径部
１５ｂ…外周面
１６…第２固定子（第２コア）
１８…可動子（プランジャ）
１９…軸状部材（シャフト）
２１…スリーブ
２２…スプール
３６…非磁性部
３１…芯部（芯材）
３２ｂ…支持部（外筒部）
３２Ｔ…テーパ部
３２ｃ…内周面
３２ｅ…外周面（傾斜面）
１３０…開口部
１３１…厚肉部
１３１ａ…第１厚肉部
１３１ｂ…第２厚肉部
１３２…薄肉部
ｒ１，ｒ２，ｒ３…外径

Claims (6)

1. 中空円筒状のスリーブ内を軸方向に摺動して開弁と閉弁とを行うスプールと、
   コイルと、
   外周面に前記コイルを巻き回された薄肉部と、前記薄肉部に比して厚さが大きい第１厚肉部と、前記軸方向において前記薄肉部を挟んで前記第１厚肉部とは反対側に配置され、前記薄肉部に比して厚さが大きい第２厚肉部と、を有し、前記薄肉部、前記第１厚肉部及び前記第２厚肉部の内周に形成された開口部を前記軸方向に向けて配置される筒状のボビンと、
   前記コイルへの通電に伴って前記軸方向に駆動されて前記スプールを移動させる磁性部材である可動子と、
   前記コイルの内周側に配置され、前記可動子を前記軸方向に摺動自在に支持する磁性部材である第１固定子と、
   前記コイルの内周側において前記第１固定子と前記軸方向に並んで配置された第２固定子と、
   前記コイルの外周側に形成された樹脂層と、を備え、
   前記第２固定子は、外周面において前記ボビンの内周面を支持する支持部を有し、
   前記第１固定子は、外周面において前記ボビンの前記第１厚肉部の内周面を支持する大径部と、前記軸方向において前記支持部と前記大径部との間に位置し、周方向における少なくとも一部が前記大径部及び前記支持部に比して小さな外径に設定された小径部と、を有し、
   前記小径部は、前記第１厚肉部の前記軸方向における前記第２固定子側の端部位置から、前記軸方向における前記第２固定子側へ向かって形成され、かつ、径方向から視て、前記軸方向における少なくとも一部が前記ボビンの前記薄肉部に重なり、前記小径部の外周面と前記薄肉部の内周面との間に隙間が形成されるように配置されている、
   リニアソレノイドバルブ。
2. 前記第２固定子は、前記支持部の内周側に配置された芯部を有する、
   請求項１に記載のリニアソレノイドバルブ。
3. 前記支持部は、前記軸方向において前記芯部よりも前記第１固定子側へ延設され、
   前記軸方向において、前記小径部は、前記芯部の前記軸方向における前記第１固定子側の側面と前記支持部の内周面との接続位置から、前記第１厚肉部の前記軸方向における前記第２固定子側の端部位置までの間の、中央位置を含む範囲に亘って形成されている、
   請求項２に記載のリニアソレノイドバルブ。
4. 前記軸方向において、前記小径部は、前記第１固定子の前記軸方向における前記第２固定子側の端部位置から、前記第１厚肉部側へ向かって形成されている、
   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バルブ。
5. 前記軸方向において前記第１固定子と前記第２固定子との間に設けられ、非磁性である非磁性部を備え、
   前記小径部は、周方向における全周に亘って形成され、
   前記非磁性部の外径は、前記小径部と等しく設定され、
   前記第２固定子は、前記軸方向において前記第１固定子側の端部に設けられたテーパ部を有し、
   前記テーパ部は、前記可動子の外周面に摺接し得る内周面と、前記軸方向において前記第１固定子に近付くほど外径が小さくなるように傾斜した外周面と、を有し、
   前記テーパ部の内周面は、前記軸方向において、前記可動子が前記軸方向に関して前記第１固定子の側へと移動した状態で、径方向から視て前記可動子の外周面と重なる位置まで延設されている、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリニアソレノイドバルブ。
6. 中空円筒状のスリーブ内を軸方向に摺動して開弁と閉弁とを行うスプールと、
   コイルと、
   外周面に前記コイルを巻き回された薄肉部と、前記薄肉部に比して厚さが大きい第１厚肉部と、前記軸方向において前記薄肉部を挟んで前記第１厚肉部とは反対側に配置され、前記薄肉部に比して厚さが大きい第２厚肉部と、を有する筒状のボビンと、
   前記コイルへの通電に伴って前記軸方向に駆動されて前記スプールを移動させる磁性部材である可動子と、
   前記可動子を前記軸方向に摺動自在に支持する磁性部材である第１固定子と、
   非磁性である非磁性部と、
   前記第１固定子と前記軸方向に並んで配置される第２固定子と、を備えるリニアソレノイドバルブの製造方法であって、
   前記軸方向における前記第１固定子の一部を大径部とし、前記軸方向において前記大径部より前記第２固定子に近い前記第１固定子の他の一部を小径部とし、前記第２固定子の一部を支持部として、前記小径部の周方向における少なくとも一部の外径が、前記大径部の外径及び前記支持部の外径より小さくなるように、前記第１固定子と前記第２固定子とを前記軸方向において前記非磁性部を間に挟んで一体的に形成するコア形成工程と、
   前記第１固定子及び前記第２固定子の外周側に、前記ボビンの内周面が前記支持部の外周面に支持され、前記ボビンの前記第１厚肉部の内周面が前記大径部の外周面に支持され、前記小径部が、前記第１厚肉部の前記軸方向における前記第２固定子側の端部位置から前記軸方向における前記第２固定子側へ向かって延びる位置関係となり、かつ前記軸方向における前記コイルの少なくとも一部が前記小径部と重なり、前記小径部の外周面と前記ボビンの前記薄肉部の内周面との間に隙間が形成されるように、前記コイルを配置するコイル配置工程と、
   前記コイルの外周側に非磁性の樹脂材料を充填して樹脂層を形成させる樹脂層形成工程と、を含む、
   リニアソレノイドバルブの製造方法。

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