JP2000227307A - ソレノイドの同軸度検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ソレノイドの組立後に磁性部材と可動部材と
の同軸度を簡易に測定することの可能なソレノイドの同
軸度検出方法を提供する。 【解決手段】 電磁コイル６への通電により磁気回路を
形成する環状のヨーク４と、ヨーク４の内部に配置さ
れ、かつ、電磁力によりヨーク４の軸線方向に動作する
プランジャ８とを有し、ヨーク４の半径方向におけるヨ
ーク４とプランジャ８との同軸度を検出するソレノイド
の同軸度検出方法において、プランジャ８に電磁力が作
用した場合の半径方向におけるヨーク４の移動量を検出
するとともに、この検出結果に基づいてヨーク４の半径
方向におけるヨーク４とプランジャ８との同軸度を判断
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両に搭載され
ているシステムのアクチュエータとして用いられるソレ
ノイドの同軸度検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両に搭載されているシステム
のアクチュエータとして、ソレノイドが用いられてい
る。このようなソレノイドを有する内燃機関の弁駆動装
置および弁体の初期位置設定方法の一例が、特開平７−
２２４６２４号公報に記載されている。この公報に記載
された弁駆動装置は、２つのコア（磁性部材）を有しこ
の２つのコアが円筒形状のヨーク（磁性部材）により接
続されている。２つのコアにはそれぞれボビンが設けら
れており、各ボビンには電磁コイルおよび変位検出コイ
ルが各々巻き付けられている。そして電磁コイルには駆
動回路が接続され、変位検出コイルには変位量検出回路
が接続されている。

【０００３】また、２つのコアの内部に亘ってバルブス
テム（可動部材）が配置され、このバルブステムが２つ
のコアの軸線方向に移動可能に構成されている。さらに
２つのコアの間には環状のプランジャが設けられてお
り、このプランジャがバルブステムに取り付けられてい
る。さらにまた２つのコアの内部にはスプリングが各々
配置され、このスプリングはプランジャの軸線方向にお
ける両側に配置されている。さらに、一方のコアには一
方のスプリングの軸線方向の端部に当接するアジャスト
ネジが設けられている。したがって、アジャストネジの
締め付け量に応じて、プランジャに作用する軸線方向の
付勢力が調整され、プランジャの軸線方向における初期
位置を設定することができる。

【０００４】上記構成において、２つの電磁コイルによ
り発生する電磁力と、スプリングの付勢力とに基づいて
バルブステムが軸線方向に移動するとともに、変位検出
コイルの自己インダクタンスの変化により、磁気回路の
磁気抵抗に応じたバルブステムの軸線方向における変位
量を検出することができるとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁力によ
り可動部材を動作させる場合は、可動部材に作用する吸
引力が一定であることが望ましい。具体的には、可動部
材の移動方向の変換に伴う吸引力特性の差（ヒステリシ
ス）が、軸線方向のいずれの位置に置いても一定の範囲
になることが必要である。ところが、磁性部材の半径方
向における磁性部材と可動部材との相対位置、言い換え
れば磁性部材と可動部材との同軸度が低下すると、可動
部材が軸線方向に動作した際に、可動部材の摺動部分の
摩擦抵抗が増加して上記のような動作特性を維持するこ
とができなくなる。

【０００６】しかしながら、上記公報に記載された弁駆
動装置においては、プランジャの軸線方向の変位量を検
出することにより、その軸線方向における初期位置を設
定することはできるものの、コアとプランジャとの半径
方向における相対位置、すなわち同軸度については考慮
がなされておらず、この点で改良の余地が残されてい
た。

【０００７】ちなみに、電磁力の発生時における可動部
材の移動量をロードセル等の測定装置により測定すると
ともに、その測定結果に基づいて可動部材と他の部材と
の摺動部の摩擦力を推定し、その推定結果に基づいて磁
性部材と可動部材との同軸度を判断する方法や、磁性部
材と可動部材との同軸度をＸ線撮影装置により直接測定
する方法もあるが、その測定精度が低いとともに、同軸
度の測定に長時間を要するなどの問題がある。また、格
別の設備が必要であり、ソレノイドの生産効率が低下す
る可能性があり実用的ではなかった。

【０００８】このように、磁性部材と可動部材との同軸
度の低下は、可動部材の動作における初期特性（ヒステ
リシス）の変化または可動部材の偏摩耗による信頼性の
低下、あるいは可動部材と周囲の部材との接触による異
音の発生等を招く要因であるにも拘らず、ソレノイドの
組立後に磁性部材と可動部材との同軸度を測定すること
は非常に困難であった。

【０００９】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たものであり、ソレノイドの組立後に磁性部材と可動部
材との同軸度を簡易に測定することの可能なソレノイド
の同軸度検出方法を提供することを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために請求項１の発明は、電磁コイルへの
通電により磁気回路を形成する環状の磁性部材と、この
磁性部材の内部に配置され、かつ、電磁力により前記磁
性部材の軸線方向に動作する可動部材とを有し、前記磁
性部材の半径方向における前記磁性部材と前記可動部材
との同軸度を検出するソレノイドの同軸度検出方法にお
いて、前記可動部材に電磁力が作用した場合の前記磁性
部材と前記可動部材との半径方向の相対移動特性に基づ
いて、前記磁性部材と前記可動部材との同軸度を判定す
ることを特徴とするものである。上記磁性部材と可動部
材との相対移動特性には、磁性部材または可動部材の少
なくとも一方の移動量と、磁性部材または可動部材の少
なくとも一方の振動特性とが含まれる。

【００１１】請求項１の発明によれば、電磁コイルに通
電して電磁力により可動部材と磁性部材とが軸線に直交
する方向に相対移動した場合の相対移動特性に基づい
て、可動部材と磁性部材との同軸度が判断される。

【００１２】請求項２の発明は、電源から電磁コイルへ
の通電により磁気回路を形成する環状の磁性部材と、こ
の磁性部材の内部に配置され、かつ、電磁力により前記
磁性部材の軸線方向に動作する可動部材とを有し、前記
磁性部材の半径方向における前記磁性部材と前記可動部
材との同軸度を検出するソレノイドの同軸度検出方法に
おいて、前記電源と前記電磁コイルとの間に形成されて
いる回路のインダクタンスに基づいて、前記磁性部材と
前記可動部材との同軸度を判定することを特徴とするも
のである。

【００１３】請求項２の発明によれば、電源と電磁コイ
ルとの間に形成されている回路のインダクタンスに基づ
いて、磁性部材と可動部材との同軸度が判定される。ま
た、ソレノイドに元々設けられている電磁コイルの特性
を利用して磁性部材と可動部材との同軸度が検出され
る。

【００１４】請求項３の発明は、電磁コイルへの通電に
より磁気回路を形成する環状の磁性部材と、この磁性部
材の内部に配置され、かつ、電磁力により前記磁性部材
の軸線方向に動作する可動部材と、前記可動部材に対し
て同軸状に取り付けられ、かつ、前記磁性部材の半径方
向における前記磁性部材と前記可動部材との相対位置を
設定する位置決め部材とを有し、前記磁性部材の半径方
向における前記磁性部材と前記可動部材との同軸度を検
出するソレノイドの同軸度検出方法において、前記可動
部材が前記磁性部材に取り付けられていない状態で前記
位置決め部材に振動を与えるとともに、この位置決め部
材の振動特性に基づいて、前記磁性部材と前記可動部材
との同軸度を判断することを特徴とするものである。

【００１５】請求項３の発明によれば、位置決め部材の
振動特性に基づいて、磁性部材と可動部材との同軸度が
判断される。

【００１６】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明に係るソレノイ
ドの同軸度検出方法を図面に基づいて説明する。図２
は、この発明の適用対象の一例としてのリニアソレノイ
ドバルブ１の構成を示す正面断面図である。このリニア
ソレノイドバルブ１は、車両に搭載されている各種のシ
ステムの油圧制御回路、例えば自動変速機の油圧制御回
路、制動装置の油圧制御回路、懸架装置の油圧制御回路
などに用いられる。

【００１７】リニアソレノイドバルブ１は、ソレノイド
２と、ソレノイド２に対して組み付けられた調圧部３と
を備えている。まずソレノイド２の構成を説明すれば、
このソレノイド２は、円筒形状のヨーク４と、ヨーク４
の内部に配置された円筒形状のボビン５と、ボビン５の
外周に巻き付けられた電磁コイル６と、ボビン５の内部
に配置された円筒形状のコア７と、ヨーク４の内部から
ボビン５の内部に亘って配置されたプランジャ８とを有
する。

【００１８】前記ヨーク４は軸線Ａ１を中心として配置
され、このヨーク４は例えば純鉄などのように、塑性変
形が容易な磁性材料により一体成形されている。またヨ
ーク４の内周にはフランジ９が形成されている。前記ボ
ビン５は合成樹脂などの非磁性材料により一体成形さ
れ、このボビン５の内径と、フランジ９の内径とがほぼ
同一に設定されている。さらに、前記コア７は金属など
の磁性材料により構成され、コア７は、ボビン５におけ
る調圧部３側に嵌合固定されている。コア７は軸線Ａ１
を中心として配置されている。またコア７における調圧
部３側の端部外周にはフランジ１０が形成されている。
さらにまた電磁コイル６に対して電力を供給するための
電線（図示せず）が接続される端子１１が設けられてい
る。

【００１９】一方、前記プランジャ８は金属などの磁性
材料により構成されており、プランジャ８は軸線方向に
移動可能である。すなわち、プランジャ８の外径は、ボ
ビン５の内径およびフランジ９の内径よりも小さく設定
されており、プランジャ８の外周面とフランジ９の内周
面との間には全周に亘り、半径方向のクリアランスＣ１
が設定されている。また、プランジャ８は円柱形状に構
成され、プランジャ８におけるコア７側の端部には、軸
線方向に突出した突出部１２が形成されている。この突
出部１２は軸線Ａ１を中心として配置され、突出部１２
のほぼ中央には凹部１３が形成されている。つまり、突
出部１２は軸線Ａ１を中心として環状に形成されてい
る。また、突出部１２におけるコア７側の端面にはスト
ッパ８Ａが取り付けられている。なお、凹部１３は軸線
Ａ１に沿って形成され、プランジャ８の長手方向の中途
位置まで到達する深さに設定されている。

【００２０】さらに、プランジャ８における突出部１２
側の端部とは反対側（つまり、ヨーク４の外側）の端部
には、他の突出部１４が形成されている。そして、この
突出部１４の外周には環状の板ばね（ディスクスプリン
グ）１５が取り付けられている。板ばね１５はヨーク４
とプランジャ８との半径方向に位置決めし、相互の同軸
度を設定するためのものである。この板ばね１５は磁性
材料により構成されている。また、突出部１４の先端に
は円板形状のカバー１６が当接されている。

【００２１】一方、ヨーク４におけるカバー１６側の端
部が内側にカシメられて屈曲部１７が形成されている。
そして、前記フランジ９と屈曲部１７との間に形成され
た環状溝１８に、板ばね１５の外周端およびカバー１６
の外周端が配置されている。また、板ばね１５の外周端
とカバー１６の外周端との間には環状のシム１９が介在
されている。さらに、板ばね１５におけるカバー１６側
には環状のシム２０が当接され、突出部１４がカシメら
れて、シム２０および板ばね１５が突出部１４に固定さ
れている。つまり、板ばね１５とプランジャ８とが同軸
状に配置されている。なお、突出部１４の先端はカバー
１６の内面に当接している。

【００２２】このようにして、板ばね１５の外周端は、
その厚さ方向の両側からヨーク４とシム１９およびカバ
ー１６とにより挟持されている。また、板ばね１５の内
周端は、その厚さ方向の両側からプランジャ８とシム２
０とにより挟持されている。したがって、板ばね１５の
弾性力がプランジャ８に伝達され、プランジャ８がコア
７側に向けて軸線方向に付勢されている。

【００２３】また、前記凹部１３にはシャフト２１が嵌
合固定されている。このシャフト２１は合成樹脂などの
非磁性材料により構成されている。このシャフト２１の
長手方向の半分程度がコア７の内部に配置され、シャフ
ト２１とコア７とが軸線方向に相対移動可能に構成され
ている。そして、シャフト２１における調圧部３側の端
部がコア７の外部に露出している。なお、コア７におけ
るプランジャ８側の端部には、軸線Ａ１を中心とする凹
部２２が形成されている。そして、前記突出部１２の先
端が凹部２２内に進入可能に構成されている。さらにコ
ア７における調圧部３側の端部には凹部７Ａが形成さ
れ、この凹部７Ａには円筒形状のブッシュ（滑り軸受）
７Ｂが嵌合固定されている。このブッシュ７Ｂによりシ
ャフト２１が軸線方向に移動可能に保持されている。

【００２４】つぎに調圧部３の構成を説明すれば、調圧
部３は中空のケーシング（つまり弁箱）２３と、このケ
ーシング２３の内部に軸線方向に移動可能に配置された
スプール（つまり弁体）２４とを有する。ケーシング２
３は軸線Ａ１を中心とするほぼ円筒形状に構成され、ケ
ーシング２３におけるソレノイド２側の端部外周にはフ
ランジ２５が形成されている。このフランジ２５の端面
が、コア７のフランジ１０に固定されている。

【００２５】また、ケーシング２３には、その半径方向
に貫通するフィードバックポート２６と入力ポート２７
と出力ポート２８とドレーンポート２９とが形成されて
いる。さらに、ケーシング２３の内部におけるソレノイ
ド２とは反対側の端部には、調整ねじ３０がねじ込まれ
ている。この調整ねじ３０におけるスプール２４側の端
部には凹部３１が形成されている。この調整ねじ３０
は、リターンスプリング３５の軸線方向における端部の
支持位置を調整するためのものである。

【００２６】一方、スプール２４には軸線方向に沿って
第１のランド部３２と第２のランド部３３と第３のラン
ド部３４とが形成されている。そして、第１のランド部
３２と凹部３１の底部との間にリターンスプリング（圧
縮ばね）３５が配置され、このリターンスプリング３５
の弾性力により、スプール２４がソレノイド２側に向け
て軸線方向に付勢されている。その結果、プランジャ８
の端部とスプール２４の端部とが当接している。

【００２７】ここで、実施形態の構成とこの発明の構成
との対応関係を説明すれば、ヨーク４およびコア７がこ
の発明の磁性部材に相当し、プランジャ８およびシャフ
ト２１がこの発明の可動部材に相当し、板ばね１５がこ
の発明の位置決め部材に相当する。

【００２８】つぎに、リニアソレノイドバルブ１の動作
について説明する。電磁コイル６に電力が供給されない
（オフ）状態においては、リターンスプリング３５の弾
性力によりスプール２４がシャフト２１側に付勢されて
いる。そして、プランジャ８の端部がカバー１６の内面
に当接することにより、プランジャ８およびシャフト２
１ならびにスプール２４が軸線方向の所定位置で停止し
ている。この状態においては、フィードバックポート２
６が開放され、入力ポート２７と出力ポート２８とが第
２のランド部３３により遮断され、入力ポート２７とド
レーンポート２９とが連通している。

【００２９】これに対して、電磁コイル６に電力を供給
（オン）すると、ヨーク４とコア７とプランジャ８とを
通過結ぶ磁気回路が形成され、その電磁力（磁気吸引
力）によりプランジャ８およびシャフト２１ならびにス
プール２４が、リターンスプリング３５の弾性力に抗し
てコア７側に移動し、ストッパ８Ａが凹部２２の底面に
当接した時点で、プランジャ８およびシャフト２１なら
びにスプール２４が停止する。

【００３０】上記のようなシャフト８の動作により、フ
ィードバックポート２６が第２のランド部３３により閉
じられ、入力ポート２７と出力ポート２８とが連通し、
ドレーンポート２９が第３のランド部３４により閉じら
れる。その結果、入力ポート２７に入力された油圧が出
力ポート２８から出力される。そして、ソレノイド２に
供給される電流値、言い換えればデューティ信号（電気
信号）のオン時間とオフ時間との比（デューティ比）を
変更することにより、出力ポート２８から出力される油
圧が制御される。

【００３１】なお、調整ねじ３０の締め付け量を変更す
ることにより、リターンスプリング３０の端部の支持位
置を調整することが可能であり、その結果、リターンス
プリング３５からスプール２４およびシャフト２１なら
びにプランジャ８に作用する付勢力が調整される。言い
換えれば、調整ねじ３０の締め付け量を変更することに
より、入力ポート２７および出力ポート２８ならびにド
レーンポート２９の開閉に必要な吸引力を変更すること
が可能である。

【００３２】ところで、リニアソレノイドバルブ１にお
いては、プランジャ８に作用する吸引力の変動が、出力
ポート２８から出力される油圧に直接影響をおよぼす。
この吸引力は、磁気回路における磁束密度により左右さ
れる。そして、図１に示すリニアソレノイドバルブ１に
おいては、ヨーク４とプランジャ８との間のクリアラン
スＣ１、プランジャ８とコア７との間のクリアランスに
より、吸引力が決定される。

【００３３】また、リニアソレノイドバルブ１は電磁コ
イル６に対して一定電流を通電した場合に、軸線方向に
おけるプランジャ８とヨーク４およびコア７との相対位
置に関わりなく、プランジャ８に作用する吸引力が一定
であることが望ましい。具体的には、移動方向における
吸引力の差（ヒステリシス）がほとんど同じになること
が必要である。そして、プランジャ８とヨーク４とが、
軸線Ａ１に直交する方向（即ち半径方向）に高精度に位
置決めされていなければ、ブッシュ７Ａとプランジャ８
との摺動面の摩擦力が増加し、上記のような特性を得る
ことができず、リニアソレノイドバルブ１の油圧制御機
能が低下する可能性がある。

【００３４】ところで、上記構造のソレノイド２の組立
工程においては、プランジャ８及びシャフト２１ならび
に板ばね１５が一体的に組み付けられたプランジャサブ
アッセンブリをヨーク４の内部に挿入するとともに、シ
ム１９およびカバー１６を取り付けた後、ヨーク４をカ
シメてカバー１６を固定している。したがって、ヨーク
４の中心軸線とプランジャ８の中心軸線とを一致させる
（つまり、同軸状に配置する）ためには、板ばね１５の
外径公差とフランジ９の内径の公差とを高精度に設定
し、クリアランスＣ１を調整する必要がある。

【００３５】しかしながら、板ばね１５はプレス加工な
どにより成形されるためにその外径の加工精度に限界が
ある。また、板ばね１５はその強度が比較的低いため
に、サブアッセンブリをヨーク４の内部に配置した状態
において、プランジャ８が傾斜しやすい。さらに、板ば
ね１５とプランジャ８との同軸度に誤差があり、プラン
ジャ８とヨーク４とを同軸的に組み付けることが困難で
あり、またその同軸度を測定することも困難であり、上
記のようなリニアソレノイドバルブ１の特性を確保する
ことが困難であった。つぎに、ヨーク４とプランジャ８
との半径方向の相対位置、即ち同軸度を検出する方法
を、請求項１〜請求項３に対応して順次説明する。

【００３６】（第１の検出方法）図１は請求項１に係る
発明に対応しており、図１（Ａ）は、ソレノイド２を模
式的に示す正面断面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の底
面図である。図１においては、便宜上、前述のコア７お
よびヨーク４ならびにブッシュ７Ｂを一体化した一つの
部品としてヨーク４を示している。なお、図１において
は、前述の板ばね１５やカバー１６が省略されている。
このソレノイド２は軸線Ａ１が垂直となる方向に配置さ
れている。また、ヨーク４の外周面に対して複数の加速
度ピック３６と、可動ブロック３７とが当接されてい
る。

【００３７】この加速度ピック３６は公知の圧電式加速
度センサなどにより構成され、各加速度ピック３６が圧
縮ばね３８の弾性力により、ヨーク４のフランジ９の内
周面の中心Ｂ１に向けて押圧されている。さらに、可動
ブロック３７も圧縮ばね３８の弾性力により中心Ｂ１に
向けて押圧されている。前記加速度ピック３６は、中心
Ｂ１を基準としてヨーク４の円周方向に９０度間隔で配
置され、可動ブロック３７と２つの加速度ピック３６と
の円周方向における距離も同一に設定されている。さら
に、２つの加速度ピック３６および可動ブロック３７
は、ヨーク４に対して同一円周上に当接されている。ま
た、各圧縮ばね３８のばね定数は同一に設定されてい
る。なお、各圧縮ばね３８は３つの固定ブロック３９に
より保持されている。上記のようにして、ソレノイド２
が各固定ブロック３９に対して水平方向に相対移動可能
に保持されている。

【００３８】そして、電磁コイル６に通電して電磁力に
よりプランジャ８を動作させる。すると、ヨーク４とプ
ランジャ８とが軸線Ａ１上に同軸的に配置されていない
場合、つまり、図１（Ｂ）に示すようにフランジ９の内
周面の中心Ｂ１と、プランジャ８の外周面の中心Ｄ１と
が位置ずれしていた場合は、プランジャ８に対して軸線
Ａ１方向の吸引力の他に、軸線Ａ１に直交する方向（つ
まり、プランジャ８の半径方向）の吸引力（言い換えれ
ばサイドフォース）が作用する。この吸引力は、図１
（Ｂ）に示すように、中心Ｂ１からクリアランスＣ１の
最も狭い領域に向けて作用する。

【００３９】プランジャ８に対してサイドフォースが作
用すると、プランジャ８がヨーク４に向けて矢印Ｅ１方
向に移動するとともに、この反作用としてヨーク４がプ
ランジャ８側に矢印Ｆ１方向に向けて吸引される。この
ヨーク４の移動方向および移動量が２つの加速度ピック
３６により検出されるとともに、この検出結果に基づい
て、ヨーク４の中心Ｂ１と、プランジャ８の中心Ｄ１と
の同軸度の位置ずれ量および位置ずれ方向が推定され
る。例えば、各加速度ピック３６で検出されるサイドフ
ォースの方向や大きさ、あるいは相互の加速度ピック３
６で検出されるサイドフォースの大きさの比などに基づ
いて、ヨーク４の中心Ｂ１と、プランジャ８の中心Ｄ１
との同軸度の位置ずれ量および位置ずれ方向を推定する
ことが可能である。

【００４０】また、加速度ピック３６で検出されるヨー
ク４の振動特性、具体的には振動周波数や減衰波形を分
析することにより、同軸度の位置ずれ量及び位置ずれ方
向を推定することも可能である。すなわち、プランジャ
８とヨーク４との同軸度がずれていた場合、シャフト２
１がヨーク４の内周面（ブッシュ７Ｂ）に接触し、その
摩擦力により大きな振動が発生し、かつ、その振動が急
激に減衰する特性を示す。

【００４１】このような各種の推定方法を単独、または
複数組み合わせて同軸度を判定し、その判定結果に基づ
いて、ヨーク４とプランジャ８との同軸度（言い換えれ
ばクリアランスＣ１）を調整することが可能である。そ
の結果、シャフト２１とブッシュ７Ｂとの摺動部分の摩
擦力が抑制され、プランジャ８の動作時における初期特
性（ヒステリシス）の変化や、またはプランジャ８の偏
摩耗が抑制されてリニアソレノイドバルブ１の油圧制御
機能が向上するとともに、シャフト２１とブッシュ７Ｂ
との接触、あるいはプランジャ８とヨーク４との接触に
よる異音の発生等が回避される。

【００４２】また、この実施形態によれば、ロードセル
などの測定機を用いてプランジャの手動部分の摩擦抵抗
を測定し、その測定結果に基づいて同軸度を推定する方
法や、Ｘ線撮影により同軸度を検出する方法に比べて構
造が簡単であり、ソレノイド２の生産効率の低下を抑制
できる。

【００４３】さらに、上記ヨーク４に発生するサイドフ
ォースの方向および大きさは、プランジャ８とヨーク４
との同軸度の位置ずれを含む各種の要因に基いて発生す
るものであるため、ソレノイド２の機能特性に対する寄
与度は、同軸度の位置ずれよりもサイドフォースの検出
結果の方が大きい。このため、同軸度の位置ずれよりも
サイドフォースの方が利用価値が高い。

【００４４】なお、図１の実施形態においては、２つの
加速度ピック３６によりヨーク４の移動を検出している
が、３つ以上の加速度ピックによりヨーク４の移動を検
出することも可能である。この場合には可動ブロックを
設ける必要はない。また、図１の実施形態においてはヨ
ーク４の移動量もしくは振動を検出し、その検出結果に
基づいてプランジャ８とヨーク４との同軸度を判断して
いるが、プランジャ８の半径方向の移動（振動）を検出
する加速度ピックを設け、ヨーク４またはプランジャ８
の少なくとも一方の移動もしくは振動の検出結果に基づ
いて、プランジャ８とヨーク４との同軸度を判断するこ
とも可能である。

【００４５】（第２の検出方法）図３は、請求項３の発
明に係る同軸度検出方法に対応しており、ソレノイド２
の正面断面図、図４は図３のIV−IV線における平面断面
図である。図３において、ソレノイド２の概略的な構成
は、図２に示されたものと同様である。図３において
は、軸線Ａ１が垂直となる方向にソレノイド２が配置さ
れている。そして、ヨーク４が円筒形状の支持部４０に
より保持されている。この支持部４０は軸線方向または
軸線Ａ１に直交する方向のいずれにも移動不可能に構成
されている。

【００４６】支持部４０の内部には可動部４１が設けら
れており、可動部４１には軸線方向に延びた凹部４２が
形成されている。この凹部４２内にシャフト２１が挿入
されている。なお、可動部４１とシャフト２１とは軸線
方向および円周方向のいずれにも移動しないように構成
されている。この可動部４１は移動機構（図示せず）に
より、水平方向において相互に直交するＸ軸およびＹ軸
方向に移動される。移動機構としては、ステップモータ
を有するＸＹテーブルが例示される。一方、電磁コイル
６は電源（図示せず）に接続されているとともに、電磁
コイル６と電源との間の電圧を検出する電圧検出回路
（図示せず）が設けられている。

【００４７】つぎに、図３に示す構成により、ヨーク４
の中心と、プランジャ８の中心との同軸度を検出する方
法を、図５のフローチャートに基づいて説明する。ま
ず、可動部４１を所定方向、例えばＸ軸方向における所
定の向きに所定量（１ステップ）移動させるとともに
（ステップ５１）、ΔＬが零よりも大きいか否かが判断
される（ステップ５２）。ここで、ΔＬは、可動部４１
を移動させた後のインダクタンスから、可動部４１を移
動させる前のインダクタンスを減じた値である。そし
て、図４（Ａ）に示すように、プランジャ８の中心Ｄ１
とヨーク４の中心Ｂ１とが一致した場合、つまりプラン
ジャ８とヨーク４とが同軸状に配置された場合に、クリ
アランスＣ１が円周方向に均一となり、インダクタンス
が最小になる特性を有する。また、プランジャ８の中心
Ｄ１とヨーク４の中心Ｂ１とが離れる向きに相対移動す
ることにともない、図４（Ｂ）に示すようにクリアラン
スＣ１が円周方向において不均一になり、インダクタン
スが増加する特性を有する。

【００４８】このため、ステップ５２で肯定的に判断さ
れた場合は、プランジャ８の中心Ｄ１とヨーク４の中心
Ｂ１とが離れる向きに相対移動していることになるた
め、ステップ５１の移動向きとは逆向きに可動部４１を
反転させ（ステップ５３）、その反転させた向きに可動
部４１を所定量（１ステップ）移動させる（ステップ５
４）。なお、ステップ１の移動量とステップ５４の移動
量と同一に設定されている。

【００４９】これに対して、ステップ５２で否定的に判
断された場合は、プランジャ８の中心Ｄ１とヨーク４の
中心Ｂ１とが近づく向きに相対移動していることになる
ため、ステップ５４に進み、可動部４１をステップ５１
と同じ向きにさらに所定量移動させる。ステップ５４に
ついでΔＬが零よりも大きいか否かが判断され（ステッ
プ５５）、ステップ５５で否定的に判断された場合はス
テップ５４に戻る。

【００５０】一方、ステップ５５で肯定的に判断された
場合は、ヨーク４とプランジャ８との相対位置がＸ軸方
向に関しては、インダクタンスが可及的に小さくなる位
置に設定されていることになるため、ステップ５６を経
て終了する。このステップ５６においては、Ｙ軸方向に
ついて、ステップ５１，〜ステップ５５と同様の制御が
おこなわれる。このようにして、可動部４１をＸ軸方向
およびＹ軸方向に移動させる制御をおこなうことによ
り、インダクタンスが最小となるようにヨーク４とプラ
ンジャ８との半径方向の相対位置が設定され、その状態
でヨーク４がカシメられてヨーク４とプランジャ８との
位置決めが完了する。

【００５１】このように、図５に示された検出方法によ
り、プランジャ８とヨーク４との同軸度を検出するとと
もに、その同軸度を調整することにより、前述と同様に
してソレノイド２およびリニアソレノイドバルブ１の特
性を良好な状態に設定することができる。したがって、
プランジャ８および板ばね１５ならびにヨーク４の半径
方向の加工精度・寸法精度に関わりなく、ソレノイド２
の組立工程において、ヨーク４とプランジャ８との同軸
度を高精度に設定することができる。言い換えれば、こ
れらの部品の加工精度の誤差許容範囲が拡大され、各部
品の生産性が向上する。

【００５２】また、図５のフローチャートにおいては、
ソレノイド２に元々設けられている電磁コイル６の特性
を利用してヨーク４とプランジャ８との同軸度の検出す
ることができる。したがって、同軸度を検出するための
設備の増加が抑制され、簡単、かつ容易に同軸度を検出
することができ、同軸度の検出コストを低減することが
できる。

【００５３】（第３の検出方法）図６は、請求項３の発
明に対応するものであり、図２に示されているソレノイ
ド２の同軸度を検出するシステムを示す模式的な正面図
である。図６において、プランジャ８およびシャフト２
１ならびに板ばね１５が組み付けられたプランジャサブ
アッセンブリ６０が構成されている。そして、プランジ
ャ８の外周が保持機構６１により保持されて、プランジ
ャサブアッセンブリ６０の軸線Ａ１が垂直となる状態に
維持されている。つまり、板ばね１５が水平な状態にあ
る。このようにして、プランジャサブアッセンブリ６０
が回転不能に、かつ、軸線Ａ１方向に移動不能に支持さ
れている。

【００５４】一方、プランジャサブアッセンブリ６０の
上方には振動発生器（言い換えれば励起装置）６２が設
けられている。この振動発生器６２は、板ばね１５を厚
さ方向（つまり軸線Ａ１方向）に振動させるためのもの
である。振動発生器６２は鉄心６３と電磁コイル６４と
を有する。この鉄心６３は軸線Ａ１方向に配置された軸
部６５と、軸部６５の先端に形成された円板部６６と、
円板部６６の外周端に形成された突条６７とを備えてい
る。この突条６７は板ばね１５側に向けて突出され、こ
の突条６７の外径と板ばね１５の外径とが同一に設定さ
れている。

【００５５】さらに、突条６７に対向して振動検出装置
６８が設けられており、この振動検出装置６８は、板ば
ね１５の振動状態を検出するためのものである。振動検
出装置６８としては、楽器の音合わせ用の機器、動電型
ピックアップ、可変抵抗型ピックアップ、圧電型ピック
アップなどが例示される。そして、鉄心６３と振動検出
装置６８との間に板ばね１５が配置されている。

【００５６】図６においては、電磁コイル６４に通電す
ると鉄心６３を磁力線が通過して電磁石となり、その吸
引力により板ばね１５が鉄心６３側に向けて弾性変形す
るとともに、電磁コイル６４への通電を解除すると吸引
力が解除されて板ばね１５が元の形状に復帰しようとす
る。そして、板ばね１５が元の形状に復帰して停止する
までの間に、板ばね１５がそのばね定数と質量との関係
に基づいて、一定の周波数で振動する。この振動により
発生する音（振動特性）が振動検出装置６８により検出
される。

【００５７】そして、板ばね１５の振動特性、具体的に
は、周波数、振幅、大きさ、ピーク値、減衰形状（エン
ベロープ）などに基づいて、プランジャ８と板ばね１５
との同軸度の良否、板ばね１５の片側押さえによる応力
の有無、板ばね１５の外径精度の良否、板ばね１５の厚
さ精度の良否などの事項が判断される。また、この同軸
度検出方法によれば、測定結果を画像処理するなどの工
程が無く、その測定作業が簡単であるため、その測定精
度を高めることができ、かつ、ソレノイド２の生産性が
向上する。

【００５８】このようにして、プランジャ８と板ばね１
５との同軸度を判断するとともに、その判断結果に基づ
いてプランジャ８と板ばね１５との同軸度を調整するこ
とにより、ソレノイド２の組立状態におけるプランジャ
８とヨーク４との同軸度を間接的に向上させることがで
きる。したがって、前述と同様にリニアソレノイドバル
ブ１の油圧制御特性を向上させることができる。なお、
板ばね１５を振動させる振動発生器としては、動電型加
振機、電気・油圧式加振機、機械式加振機などを用いる
ことも可能である。

【００５９】（第４の検出方法）この第４の検出方法は
請求項３の発明に対応するものであり、図６に示されて
いるシステムにより、プランジャ８と板ばね１５との同
軸度が検出される。すなわち、振動発生器６２により板
ばね１５に対して、周波数をスイープさせた強制振動を
複数回繰り返して与えるとともに、その場合の板ばね１
５の振動特性が振動検出装置６８により検出される。

【００６０】図７は、上記検出方法をおこなった場合に
おける、板ばね１５の振動波形の一例を示す線図であ
る。この線図においては横軸に周波数、縦軸に振幅が表
示されている。ここで、プランジャ８と板ばね１５の同
軸度が良好である場合は、実線で示す特性の波形ａが得
られる。また、板ばね１５の厚みが良好である場合も波
形ａが得られる。これに対して、プランジャ８と板ばね
１５の同軸度がずれていてアンバランスな状態にある
と、破線で示すように周波数が波形ａよりも小さい側に
設定される波形ｂ、一点差線で示すよにピーク値が波形
ａよりも小さい特性の波形ｃ、二点差線で示すように副
共振が発生する特性の波形ｄなどが得られる。さらに、
波形ｂは板ばね１５の厚みが基準値以下であるような場
合にも発生する。

【００６１】このようにして、プランジャ８と板ばね１
５との同軸度を判断するとともに、その判断結果に基づ
いてプランジャ８と板ばね１５との同軸度を調整するこ
とにより、ソレノイド２の組立状態におけるプランジャ
８とヨーク４との同軸度を間接的に向上させることがで
きる。また、第４の検出方法は、第３の検出方法に比べ
て、検出可能な振動波形のモードが複数種類あるため、
プランジャ８と板ばね１５との同軸度を判断するための
情報量が多くなり、かつ、同軸度の良否、板ばね１４の
厚みの良否、板ばね１５の応力の有無を具体的に検出す
ることができ、プランジャサブアッセンブリ６０におけ
る不具合の解析力が一層向上する。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、電磁コイルに通電して電磁力により可動部材と磁
性部材とが軸線に直交する方向に相対移動した場合の相
対移動特性に基づいて、可動部材と磁性部材との同軸度
が判断される。したがって、ソレノイドの組立後に磁性
部材と可動部材との同軸度を簡易に測定することができ
るとともに、ソレノイドの生産性の低下を抑制すること
ができる。

【００６３】請求項２の発明によれば、電源と電磁コイ
ルとの間に形成されている回路のインダクタンスに基づ
いて、磁性部材と可動部材との同軸度が判定される。ま
た、ソレノイドに元々設けられている電磁コイルの特性
を利用して磁性部材と可動部材との同軸度が検出される
ため、同軸度を検出するための設備の増加が抑制され、
簡単、かつ容易に同軸度を検出することができ、同軸度
の検出コストを低減できる。

【００６４】請求項３の発明によれば、可動部材と磁性
部材との同軸度が判断されるため可動部材を磁性部材に
取り付けた状態における磁性部材と可動部材との同軸度
を間接的に判断することができる。また、測定結果を画
像処理する必要性も無く、高精度の測定ができ、かつ、
生産効率の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）は、請求項１の発明に係る同軸度検出
方法のシステムを模式的に示す正面断面図、（Ｂ）は
（Ａ）の平面図である。

【図２】 この発明に係る同軸度検出方法の適用対象で
あるリニアソレノイドバルブの正面断面図である。

【図３】 請求項２の発明に係る同軸度検出方法のシス
テムを模式的に示す正面断面図である。

【図４】 （Ａ），（Ｂ）は、図３のIV−IV線における
平面断面図である。

【図５】 請求項２の発明に係る同軸度検出方法を具体
的に説明するフローチャートである。

【図６】 請求項３の発明に係る同軸度検出方法のシス
テムを模式的に示す正面断面図である。

【図７】 請求項３の発明に係る同軸度検出方法に対応
する振動波形の一例を示す線図である。

【符号の説明】

２…ソレノイド、 ４…ヨーク、 ６…電磁コイル、
７…コア、 ８…プランジャ、 １５…板ばね、 ２１
…シャフト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA02 AA03 AA06 BA06 CA40 DA02 DA04 DB04 DB05 DC08 DD03 EC00 GA29 JA01 2G021 AB10 AK00 AM00 3H106 DB02 DB12 DB23 DB32 DC09 DD05 EE48 GA24 JJ02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁コイルへの通電により磁気回路を形
   成する環状の磁性部材と、この磁性部材の内部に配置さ
   れ、かつ、電磁力により前記磁性部材の軸線方向に動作
   する可動部材とを有し、前記磁性部材の半径方向におけ
   る前記磁性部材と前記可動部材との同軸度を検出するソ
   レノイドの同軸度検出方法において、 前記可動部材に電磁力が作用した場合の前記磁性部材と
   前記可動部材との半径方向の相対移動特性に基づいて、
   前記磁性部材と前記可動部材との同軸度を判定すること
   を特徴とするソレノイドの同軸度検出方法。
2. 【請求項２】 電源から電磁コイルへの通電により磁気
   回路を形成する環状の磁性部材と、この磁性部材の内部
   に配置され、かつ、電磁力により前記磁性部材の軸線方
   向に動作する可動部材とを有し、前記磁性部材の半径方
   向における前記磁性部材と前記可動部材との同軸度を検
   出するソレノイドの同軸度検出方法において、 前記電源と前記電磁コイルとの間に形成されている回路
   のインダクタンスに基づいて、前記磁性部材と前記可動
   部材との同軸度を判定することを特徴とするソレノイド
   の同軸度検出方法。
3. 【請求項３】 電磁コイルへの通電により磁気回路を形
   成する環状の磁性部材と、この磁性部材の内部に配置さ
   れ、かつ、電磁力により前記磁性部材の軸線方向に動作
   する可動部材と、前記可動部材に対して同軸状に取り付
   けられ、かつ、前記磁性部材と前記可動部材とを前記磁
   性部材の半径方向に位置決めする位置決め部材とを有
   し、前記磁性部材と前記可動部材との同軸度を検出する
   ソレノイドの同軸度検出方法において、 前記可動部材と前記磁性部材とが未結合の状態で前記位
   置決め部材に振動を与えるとともに、この位置決め部材
   の振動特性に基づいて、前記磁性部材と前記可動部材と
   の同軸度を判断することを特徴とするソレノイドの同軸
   度検出方法。