JP2008098404A - ソレノイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアダンパー機能を有するソレノイド装置のコストを低減する。
【解決手段】非磁性体によって成形され、筒状部２８ａと、筒状部２８ａの一端部を閉塞する底面部２８ｂと、筒状部２８ａの他端部にて開口する開口部２８ｃとを有する有底筒状のスリーブ２８と、筒状部２８ａの内周面２８ｄと摺動可能に配置され、磁性体によって成形される可動鉄心３２を有するプランジャ３０と、可動鉄心３２と空隙を介して配置され、可動鉄心３２に対して筒状部２８ａの軸方向に対向する固定鉄心２９と、可動鉄心３２を、軸方向のうち固定鉄心２９から離れる方向に向かって付勢するコイルばね３３と、筒状部２８ａの外周側に配置されたコイル１７とを備え、コイル１７に通電したときには、可動鉄心３２がコイルばね３３の付勢力に対抗して固定鉄心２９に吸引されるようになっており、底面部２８ｂが筒状部２８ａと一体成形されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアダンパー効果によってプランジャの衝突音を低減するソレノイド装置に関するものである。

従来、この種のソレノイド装置が特許文献１にて知られている。この特許文献１に記載のソレノイド装置は、非磁性体からなる円筒状のスリーブと、スリーブの内周面と摺動可能に配置され、磁性体によって成形される可動鉄心を有するプランジャと、スリーブの軸方向一端部にて可動鉄心と対抗配置される固定鉄心と、スリーブの外周側に配置されるコイルとを有している。

固定鉄心は略円筒形状を有しており、スリーブの内周面に圧入されてスリーブの軸方向一端部を塞いでいる。固定鉄心の外周面とスリーブの内周面はＯリングにて気密にシール固定されている。

この従来技術では、コイルに通電すると可動鉄心が固定鉄心に吸引され、可動鉄心がスリーブの内周面と摺動しながら固定鉄心に向かって移動する。すると、可動鉄心が固定鉄心に当接して衝突音が発生するのであるが、このときの衝突音をエアダンパー効果によって低減している。

すなわち、固定鉄心の外周面とスリーブの内周面とをＯリングにて気密にシール固定しているので、固定鉄心とスリーブとプランジャとで囲まれた空間の密閉性を高めることができる。

これにより、可動鉄心が固定鉄心に当接するときの衝撃をエアダンパー効果によって緩衝できるので、可動鉄心（プランジャ）の衝突音を低減できる。
実開平５−３１２０７号公報

しかしながら、上記従来技術では、Ｏリングを用いることによって固定鉄心の外周面とスリーブの内周面とを気密にシール固定しているので、部品点数が増加するとともに組み付け工数が増加してしまう。

さらに、固定鉄心にＯリングを配置するため環状の溝（Ｏリング溝）を成形する必要があるので、固定鉄心の加工工数が増加してしまう。これらの結果、コスト高を招いてしまうという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、エアダンパー効果によってプランジャの衝突音を低減するソレノイド装置のコストを低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、非磁性体によって成形され、筒状部（２８ａ）と、筒状部（２８ａ）の一端部を閉塞する底面部（２８ｂ）と、筒状部（２８ａ）の他端部にて開口する開口部（２８ｃ）とを有する有底筒状のスリーブ（２８）と、
筒状部（２８ａ）の内周面（２８ｄ）と摺動可能に配置され、磁性体によって成形される可動鉄心（３２）を有するプランジャ（３０）と、
可動鉄心（３２）と空隙を介して配置され、可動鉄心（３２）に対して筒状部（２８ａ）の軸方向に対向する固定鉄心（２９）と、
可動鉄心（３２）を、軸方向のうち固定鉄心（２９）から離れる方向に向かって付勢するコイルばね（３３）と、
筒状部（２８ａ）の外周側に配置されたコイル（１７）とを備え、
コイル（１７）に通電したときには、可動鉄心（３２）と固定鉄心（２９）とを通過する磁気回路が形成されることによって、可動鉄心（３２）がコイルばね（３３）の付勢力に対抗して固定鉄心（２９）に吸引されるようになっており、
底面部（２８ｂ）が筒状部（２８ａ）と一体成形されていることを特徴とする。

これによると、スリーブ（２８）の底面部（２８ｂ）を筒状部（２８ａ）と一体成形しているので、Ｏリング等の別体のシール部材を用いることなく底面部（２８ｂ）と筒状部（２８ａ）との間のシール性を確保でき、エアダンパー効果を確実に発揮できる。

このため、部品点数を削減できるとともに加工工数および組み付け工数を低減できるので、コストを低減できる。

本発明は、具体的には、固定鉄心（２９）が、可動鉄心（３２）に対して底面部（２８ｂ）と反対側に配置されており、
コイル（１７）に通電したときには、可動鉄心（３２）が固定鉄心（２９）に吸引されることによって、プランジャ（３０）が底面部（２８ｂ）から離れる方向に移動し、
コイル（１７）への通電を遮断したときには、コイルばね（３３）の付勢力によって、プランジャ（３０）が底面部（２８ｂ）に近づく方向に移動するようになっており、
プランジャ（３０）のうち底面部（２８ｂ）側の端部と、底面部（２８ｂ）との間に空間（３８）が形成されている。

これによると、プランジャ（３０）のうち底面部（２８ｂ）側の端部と、底面部（２８ｂ）との間に空間（３８）が形成されているので、プランジャ（３０）が底面部（２８ｂ）に近づく方向に移動したときに、空間（３８）によってエアダンパー効果を発揮することができる。

本発明は、より具体的には、端部には、弾性材によって成形されたクッション部材（３７）が配置されており、
プランジャ（３０）が底面部（２８ｂ）に近づく方向に移動したときには、クッション部材（３７）が底面部（２８ｂ）に当接する。

これによると、スリーブ（２８）の底面部（２８ｂ）が、プランジャ（３０）の停止位置を規制するストッパとしての役割を果たすことができる。このため、当該ストッパをスリーブ（２８）と別体の部品で構成する場合と比較して部品点数を削減できるとともに組み付け工数を低減できるので、コストを一層低減できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明を図に示す一実施形態に基づいて説明する。本実施形態によるソレノイド装置１０は、オートマチック車両のエンジンキーをロックするキーロックソレノイドとして用いられるものであり、エンジンキーのキーシリンダ（図示せず）に組み付けられた状態で、車両の計器盤（図示せず）内に配置される。

図１は本実施形態によるソレノイド装置１０の部分断面図である。図１中の上下左右の矢印は、車両搭載状態における方向の一例を示している。ソレノイド装置１０はボビン１３を有し、ボビン１３は円筒部１４の軸方向両端に鍔状部１５、１６を有する形状に樹脂（例えば、６６ナイロン等）にて一体に成形してある。ボビン１３の円筒部１４の外周面にはコイル１７が巻回されている。

コイル１７の端末導線部（図示せず）は一対のターミナル１８、１９の一端部（図１の上端部：図示せず）に電気的に接続されている。ターミナル１８、１９の他端部１８ａ、１９ａは、ボビン１３の外周側にてボビン１３の軸方向と直交する方向（図１の紙面手前方向）を向いており、外部端子と接続される。

ターミナル１８、１９は真鍮等の導体金属の薄板材を所定形状に成形したものであり、樹脂製のコネクタハウジング２０に固定されている。

ボビン１３は、筒状のケース２５に収納されている。ケース２５は、コネクタハウジング２０と樹脂にて一体に成形されている。コネクタハウジング２０の外面に配置されるコネクタカバー２６はターミナル１８、１９の中間部を覆うものであり、樹脂にて成形されている。

本例では、コネクタハウジング２０とコネクタカバー２６との固定は、いずれか一方の部材に一体成形された爪部（図示せず）と他方の部材に形成された穴部（図示せず）との係合によって行われるようになっている。

コイル１７により誘起された磁束の磁路を構成するヨーク２７は、ケース２５の外周面を覆う外筒部２７ａと、ボビン１３の内周面を覆う内筒部２７ｂと、内筒部２７ｂの一端部（図１の左端部）と外筒部２７ａの一端部（図１の左端部）とを結合する環状部２７ｃとを有しており、磁性体にて一体に成形してある。

ヨーク２７の内筒部２７ｂの内周側には、有底円筒状のスリーブ２８が内筒部２７ｂと同軸状に挿入されている。スリーブ２８は、より具体的には、内筒部２７ｂと平行に延びる円筒状の筒状部２８ａと、筒状部２８ａの一端部（図１の左端部）を閉塞する底面部２８ｂと、筒状部２８ａの他端部（図１の右端部）にて開口する開口部２８ｃとを有しており、非磁性体（本例では、ステンレス）にて一体成形されている。本例では、スリーブ２８の底面部２８ｂはヨーク２７の環状部２７ｃとほぼ同一平面上に位置している。

スリーブ２８の内部には、固定鉄心２９とプランジャ３０とが収納されている。固定鉄心２９は磁性体によってスリーブ２８と同軸の略円筒状に形成されており、スリーブ２８の開口部２８ｃを塞ぐように配置されている。

プランジャ３０は、シャフト３１と可動鉄心３２とを有している。シャフト３１はスリーブ２８の軸方向に延びて固定鉄心２９の貫通穴２９ａを貫通している。可動鉄心３２は磁性体によって略円筒状に形成されており、その内周面３２ａにシャフト３１が圧入され、外周面３２ｂがスリーブ２８の筒状部２８ａの内周面２８ｄと摺動するようになっている。

プランジャ３０は、コイルばね３３によってスリーブ２８の開口部２８ｃ側から底面部２８ｂ側に向かって付勢されるようになっている。本例では、このコイルばね３３をソレノイド装置１０の外部であって、シャフト３１の一端側（図１の右端側）に配置している。なお、コイルばね３３を固定鉄心２９と可動鉄心３２との間に配置してもよい。

固定鉄心２９のうち可動鉄心３２と反対側の端部２９ｂ（図１の右端部）には蓋部材３４が配置されている。この蓋部材３４は鋼板（本例では、ＳＰＣＣ材：一般冷延鋼板）にて成形されており、中央に形成された穴部３４ａに固定鉄心２９の端部２９ｂが圧入されている。蓋部材３４には図示しない切欠部が形成されており、この切欠部に、ヨーク２７の外筒部２７ａから突き出す爪部２７ｄが挿入され、この爪部２７ｄによって蓋部材３４がヨーク２７にかしめ固定される。

なお、蓋部材３４は、ソレノイド装置１０を被取付部材（本例では、キーシリンダ）に固定するための取付ブラケットを兼ねている。また、蓋部材３４とボビン１３の一方の鍔状部１５との間には、ボビン１３を保持するワッシャ３５が配置されている。

次に、上記構成における作用効果を説明する。コイル１７に通電してコイル１７を励磁すると、可動鉄心３２がコイルばね３３の付勢力に対抗して固定鉄心２９に吸引され、可動鉄心３２（プランジャ３０）がスリーブ２８内を摺動しながらスリーブ２８の底面部２８ｂ側（図１の左方側）から開口部２８ｃ側（図１の右方側）に向かって移動する。

そして、可動鉄心３２が固定鉄心２９に当接することによって、プランジャ３０の停止位置が規制される。つまり、固定鉄心２９は、プランジャ３０の停止位置を規制するストッパとしての役割をも果たしている。ここで、可動鉄心３２が固定鉄心２９に当接するときの衝撃を、固定鉄心２９に配置された円環状のクッション部材（弾性材）３６によって緩衝するようになっている。

一方、コイル１７への通電を遮断してコイル１７を非励磁状態にすると、コイルばね３３の付勢力によってプランジャ３０がスリーブ２８の開口部２８ｃ側（図１の右方側）から底面部２８ｂ側（図１の左方側）に向かって移動する。そして、プランジャ３０がスリーブ２８の底面部２８ｂに当接することによって、プランジャ３０の停止位置が規制される。。つまり、底面部２８ｂは、プランジャ３０の停止位置を規制するストッパとしての役割を果たしている。

ここで、プランジャ３０が底面部２８ｂに当接するときの衝撃を、プランジャ３０の一端部（図１の左端部）に配置されたクッション部材（弾性材）３７によって緩衝するようになっている。

さらに、本実施形態では、プランジャ３０がスリーブ２８の底面部２８ｂに当接するときの衝撃をエアダンパー効果によって緩衝して、プランジャ３０の衝突音を低減している。すなわち、スリーブ２８を一体成形、換言すれば、スリーブ２８の底面部２８ｂを筒状部２８ａと一体成形することによって、底面部２８ｂと筒状部２８ａとの間のシール性を確保し、底面部２８ｂと筒状部２８ａの内周面２８ｄとプランジャ３０とで囲まれた空間３８の密閉性を確保している。

これにより、空間３８がエアダンパー効果を発揮して、プランジャ３０の衝突音を低減できる。つまり、本実施形態では、Ｏリング等の別体のシール部材を用いることなくエアダンパー効果を確実に発揮できるので、部品点数を削減できるとともに加工工数および組み付け工数を低減でき、コストを低減できる。

ところで、上述のように、本実施形態では、スリーブ２８の底面部２８ａが、プランジャ３０の移動方向一方側（図１の左方側）における停止位置を規制するストッパとしての役割を果たしている。換言すれば、当該ストッパがスリーブ２８と一体成形されている。

この結果、当該ストッパをスリーブ２８と別体の部品で構成する場合と比較して部品点数を削減できるとともに組み付け工数を低減できるので、コストを一層低減できる。

（他の実施形態）
なお、上記一実施形態では、スリーブ２８の筒状部２８ａを円筒状に形成しているが、筒状部２８ａは円筒状に限定されるものではなく、例えば、楕円筒状や、角部を丸めた角筒状等に形成してもよい。

また、上記一実施形態では、固定鉄心２９が可動鉄心３２に対してスリーブ２８の底面部２８ｂと反対側に配置されているが、固定鉄心２９を底面部２８ａと可動鉄心３２との間に配置してもよい。

この場合には、コイルばね３３を固定鉄心２９と可動鉄心３２の間に配置し、コイルばね３３が可動鉄心３２をスリーブ２８の開口部２８ｃ側に向かって付勢するようにする。

これにより、コイル１７に通電してコイル１７を励磁すると可動鉄心３２がコイルばね３３の付勢力に対抗して固定鉄心２９に吸引されて、プランジャ３０がスリーブ２８の開口部２８ｃ側から底面部２８ｂ側に向かって移動し、一方、コイル１７への通電を遮断してコイル１７を非励磁状態にすると、コイルばね３３の付勢力によってプランジャ３０がスリーブ２８の底面部２８ｂ側から開口部２８ｃ側に向かって移動する。

そして、プランジャ３０がスリーブ２８の開口部２８ｃ側から底面部２８ｂ側に向かって移動するときに、上述のエアダンパ効果を発揮してプランジャ３０の衝突音を低減できる。

また、上記一実施形態では、本発明によるソレノイド装置１０を、オートマチック車両のエンジンキーをロックするキーロックソレノイドに適用した例を示しているが、キーロックソレノイドに限定されるものではなく、種々の用途のソレノイド装置に本発明を適用することができる。

本発明の一実施形態によるソレノイド装置を示す部分断面図である。

符号の説明

１７…コイル、２８…スリーブ、２８ａ…筒状部、２８ｂ…底面部、２８ｃ…開口部、
２９…固定鉄心、２９ａ…貫通穴、３０…プランジャ、３１…シャフト、
３２…可動鉄心、３３…コイルばね、３７…クッション部材、３８…空間。

Claims (4)

1. 非磁性体によって成形され、筒状部（２８ａ）と、前記筒状部（２８ａ）の一端部を閉塞する底面部（２８ｂ）と、前記筒状部（２８ａ）の他端部にて開口する開口部（２８ｃ）とを有する有底筒状のスリーブ（２８）と、
   前記筒状部（２８ａ）の内周面（２８ｄ）と摺動可能に配置され、磁性体によって成形される可動鉄心（３２）を有するプランジャ（３０）と、
   前記可動鉄心（３２）と空隙を介して配置され、前記可動鉄心（３２）に対して前記筒状部（２８ａ）の軸方向に対向する固定鉄心（２９）と、
   前記可動鉄心（３２）を、前記軸方向のうち前記固定鉄心（２９）から離れる方向に向かって付勢するコイルばね（３３）と、
   前記筒状部（２８ａ）の外周側に配置されたコイル（１７）とを備え、
   前記コイル（１７）に通電したときには、前記可動鉄心（３２）と前記固定鉄心（２９）とを通過する磁気回路が形成されることによって、前記可動鉄心（３２）が前記コイルばね（３３）の付勢力に対抗して前記固定鉄心（２９）に吸引されるようになっており、
   前記底面部（２８ｂ）が前記筒状部（２８ａ）と一体成形されていることを特徴とするソレノイド装置。
2. 前記固定鉄心（２９）が、前記可動鉄心（３２）に対して前記底面部（２８ｂ）と反対側に配置されており、
   前記コイル（１７）に通電したときには、前記可動鉄心（３２）が前記固定鉄心（２９）に吸引されることによって、前記プランジャ（３０）が前記底面部（２８ｂ）から離れる方向に移動し、
   前記コイル（１７）への通電を遮断したときには、前記コイルばね（３３）の付勢力によって、前記プランジャ（３０）が前記底面部（２８ｂ）に近づく方向に移動するようになっており、
   前記プランジャ（３０）のうち前記底面部（２８ｂ）側の端部と、前記底面部（２８ｂ）との間に空間（３８）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド装置。
3. 前記プランジャ（３０）は前記可動鉄心（３２）から前記開口部（２８ｃ）に向かって突き出すシャフト（３１）を有しており、
   前記固定鉄心（２９）には、前記シャフト（３１）が貫通する貫通穴（２９ａ）が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のソレノイド装置。
4. 前記端部には、弾性材によって成形されたクッション部材（３７）が配置されており、
   前記プランジャ（３０）が前記底面部（２８ｂ）に近づく方向に移動したときには、前記クッション部材（３７）が前記底面部（２８ｂ）に当接することを特徴とする請求項２または３に記載のソレノイド装置。

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