JP4515375B2 - ソレノイドの唸り防止装置 - Google Patents

Description

本発明は固定鉄心と可動鉄心とを有するソレノイドにおいて、クマドリコイルを装着した固定鉄心に、可動鉄心が吸着する際に発生する唸り音を防止するソレノイドの唸り防止装置に関する。

一般に、交流ソレノイドでは、固定鉄心と可動鉄心とが吸着状態にあるとき、吸引力が０から最大値まで２倍の周波数で脈動している。そのため、可動鉄心に負荷をかけると吸引力の低下した時点で、可動鉄心が固定鉄心から離脱し、吸引力が最大の時点で可動鉄心が固定鉄心に吸着することがある。このため、可動鉄心が固定鉄心に吸着状態にあるときに、可動鉄心の固定鉄心への離脱・吸着を繰り返して振動することがある。このことが騒音の要因となることから、通常、固定鉄心の吸着面にリング状の溝を形成して、溝内に電気抵抗の低い銅又は銅合金等で形成された短絡線を装着することがある。これが一般にクマドリコイルと呼ばれていて、このクマドリコイルを装着することによって、線輪内の磁束と外部の磁束との間に位相差を持たせて合成吸引力が０まで下がらないように最低限の吸着力を上げている。

従来においては、クマドリコイルを装着した例が、特許文献１によって知られている。
特開平１１−２３８６２１号公報（２〜３頁、図４参照）

上記特許文献によれば、この発明はクマドリコイルの耐久性を向上するために、固定鉄心側でその改良を施していた。しかし、クマドリコイルを装着する場合、図６に示すように、固定鉄心２１の吸着面２１１が太鼓状に形成されていると、可動鉄心２２との吸着面２２１が点当たりとなって吸着面のギャップが大きくなるという問題を生じることとなる。このことは、固定鉄心２１にクマドリコイル２３を装着してもその効果が得られにくく、可動鉄心の振動による騒音を防止することができなかった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、固定鉄心と可動鉄心との吸着面のギャップをできるだけ小さく形成して、ソレノイドの唸りを防止できるソレノイドの唸り防止装置を提供することを目的とする。

そのために本発明に係るソレノイドの唸り防止装置は、以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の発明では、固定鉄心と、該固定鉄心に対して接近離隔する方向に移動される可動鉄心と、を備え、前記固定鉄心における前記可動鉄心との吸着面には、前記可動鉄心側に突出する太鼓面が形成されているソレノイドの唸り防止装置であって、
前記固定鉄心における前記可動鉄心との吸着面に、クマドリコイル用の溝がリング状に形成され、
前記可動鉄心の吸着面に、２０〜１００μｍの深さを有する凹状面が形成され、
前記凹状面は、前記固定鉄心における前記可動鉄心との吸着面に対して離れる方向に向かって延設する先細り状のテーパ面を有して形成され、
前記固定鉄心における前記可動鉄心との吸着面は、前記可動鉄心の前記凹状面の底面又は前記テーパ面のいずれかと、前記可動鉄心の吸着面における周縁部の一部と、が接触するように形成されていることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明では、前記凹状面には、油密着防止用の溝が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、固定鉄心の吸着面が、可動鉄心側に突出する僅少寸法の高さを有する突出面が太鼓状に形成されている場合に、固定鉄心の吸着面は、その可動鉄心の凹状面に吸収されて、可動鉄心の凹状面底部又はテーパ面のいずれかと周縁部の一部で吸着面を形成することになる。従って、吸着面のギャップを小さくすることができ、吸着力を増すことができる。そのため、固定鉄心と可動鉄心の吸着状態において、クマドリコイルを装着して最低限の吸引力を上げるようにした場合、その最低限の吸引力を下げないように維持することができる。これによって、吸着時における可動鉄心の振動を防止して唸りの発生を防止することができる。

また、この凹状面は、固定鉄心の太鼓状の突出面をできるだけ効率的に吸収するためには、吸着面から凹状面の底部に向かって先細り状のテーパ面を有していることが望ましい。

次に、本発明の一実施形態によるソレノイドの唸り防止装置を図面に基づいて説明する。

図１はソレノイドの主要断面図であり、主にソレノイドのチューブアッシ部位を示している。図１において、固定鉄心１１と可動鉄心１２を備えるチューブアッシ１０は、励磁コイル６を含むコイルアッシ５（二点鎖線で示す）に内嵌されている。固定鉄心１１と可動鉄心１２とは、薄肉円筒状のパイプ１３内に収納され、可動鉄心１２が固定鉄心１１に対して吸着できるようにパイプ１３内で摺動可能に配置されている。

パイプ１３は下部において固定鉄心１１と一体的に結合され、上部においてストッパ部材１５と一体的に結合されている。

固定鉄心１１の可動鉄心１２側に形成される吸着面１１１には、図１〜２に示すように、クマドリコイル用の溝１１２がリング状に形成され、クマドリコイル１７が挿入されている。また、固定鉄心１１の中央部にはピン挿入孔１１３が形成され、可動鉄心１２に連結する図示しない可動ピンが挿入される。

なお、ここで固定鉄心の吸着面１１１には何らかの要因で可動鉄心１２側に突出する太鼓面が形成されている場合がある。この場合、この太鼓面の最大高さは、１０〜２００μｍの範囲で形成されている。

この太鼓面が形成されることによって、固定鉄心１１と可動鉄心１２との吸着面が点当りとなってギャップが生じることとなる。そのため、可動鉄心１２の吸着面１２１には、固定鉄心１１の太鼓面を吸収する吸収手段を形成して唸り防止装置を構成している。

実施形態においては、例えば、図３に示すように、可動鉄心１２の吸着面１２１には、固定鉄心１１のクマドリコイル用の溝１１２より内側の部位あるいは溝１１２を跨って、吸着面１２１から、図３中、上方に向かって凹状面１２２を形成する。なお、可動鉄心１２の吸着面１２１には、固定鉄心１１との吸着状態から離隔する際に、油の密着を防止するための油密着防止の溝１２３がリング状に形成されている。この溝は、断面Ｖ字状又はＵ字状あるいは可動鉄心１２の吸着面１２１側から見て、十字状に形成されていてもよい。なお、図例においては、凹状面１２２内において断面Ｖ字状に形成されている。

凹状面１２２は、図３〜４に示すように、周縁部が凹状面１２２の底面１２２ａに向かって、すなわち、固定鉄心１１の吸着面１１１に対して離れる方向へ先細り状に延設するテーパ面１２２ｂが形成されている。これによって、固定鉄心１１の吸着面１１１とのギャップを少なくすることができる。この場合、凹状面１２２の深さは、可動鉄心１２の径がφ１０〜２０ｍｍにおいて、固定鉄心１１の太鼓面より僅かに大きく形成され、２０〜１００μｍの範囲でほぼ形成される。これによって、固定鉄心１１の吸着面１１１は、可動鉄心１２の凹状面１２２の底面１２２ａ又はテーパ面１２２ｂと、可動鉄心１２の吸着面１２１における周縁部の一部とが接触することとなり吸着面のギャップを少なくすることとなる。

なお、可動鉄心１２には、図３〜４に示すように、外周面から中心部に向かって４箇所の油通し溝１２４が等間隔で形成されている。この油通し溝１２４は、可動鉄心１２の断面視において１〜３箇所でもよく、また、可動鉄心１２の軸方向に貫通する１箇所又は２箇所以上の貫通孔に形成されていてもよい。

また、図５に示すように、可動鉄心１２に形成された凹状面１２５が、その外周縁部をＶ字状の溝１２３の内周縁部にかかるように形成したものであってもよい。この場合、凹状面１２５の底面１２５ａはＶ字状の溝１２３の内周縁部に連接している。従って、固定鉄心１１の太鼓面は可動鉄心１２の凹状面１２５の底面１２５ａ又はＶ字状の溝１２３の内壁に接触することとなる。なお、凹状面１２５の深さは、図４に示す形態と同様２０〜１００μｍの範囲で形成される。

次に、上述のように構成されたソレノイド１の作用について説明する。ソレノイド１には、固定鉄心１１の反吸着側にねじ部１８１を有する装着部１３が形成されていて、ねじ部１８１を図示しないバルブに取り付ける。一方、ストッパ部材１５には、プッシュピン１９が挿入されていて、可動鉄心１２を手動で強制的に吸着位置に移動できるように規制している。

そして、可動鉄心１２が、固定鉄心１１との吸着を解除している状態において、励磁コイル６を作動させると可動鉄心１２は固定鉄心１１に接近して吸着面１２１を固定鉄心１１の吸着面１１１に吸着させる。この際、固定鉄心１１の吸着面１１１に形成された太鼓面は、可動鉄心１２の凹状面１２２に挿入されて凹状面１２２の底面１２２ａ又はテーパ面１２２ｂと吸着面１２１の外周縁部の一部に接触することになる。そのため、固定鉄心１１と可動鉄心１２との吸着状態における、固定鉄心１１の吸着面１１１と可動鉄心１２の吸着面１２１とのギャップは少なくなる。

一方、クマドリコイル１７を装着した固定鉄心１１は、クマドリコイル１７が銅又は銅合金等の材料で形成していることから、クマドリコイル１７の内部を通る磁束とその外部との磁束との位相差を持つことができて、合成吸引力が０まで下がらないように最低の吸引力を向上させている。この最低の吸引力を、固定鉄心１１と可動鉄心１２との吸着面のギャップを少なくすることによって維持することになる。

上述のように、実施形態のソレノイドの唸り防止装置は、可動鉄心１２の吸着面１２１に僅少寸法の深さの凹状面１２２を形成することによって、固定鉄心１１と可動鉄心１２との吸着面のギャップを少なくすることができるから、クマドリコイル１７を装着した状態で、吸着状態における可動鉄心１２の振動を防止することができソレノイドの唸りを防止することができる。

ソレノイドのチューブアッシを示す断面図である。 図１における固定鉄心の吸着面を示す平面図である。 本発明の一形態による固定鉄心と可動鉄心との吸着状態を示す側面断面図である。 図３における可動鉄心の吸着面を示す底面図である。 本発明の別の形態の可動鉄心の吸着面を示す側面断面図である。 従来の固定鉄心と可動鉄心との吸着状態を示す一部断面図である。

符号の説明

１、ソレノイド
１０、チューブアッシ
１１、固定鉄心
１１１、吸着面
１１２、クマドリコイル用の溝
１２、可動鉄心
１２１、吸着面
１２２、凹状面
１２２ａ、底面
１２２ｂ、テーパ面
１２３、溝
１７、クマドリコイル

Claims (2)

1. 固定鉄心と、該固定鉄心に対して接近離隔する方向に移動される可動鉄心と、を備え、前記固定鉄心における前記可動鉄心との吸着面には、前記可動鉄心側に突出する太鼓面が形成されているソレノイドの唸り防止装置であって、
   前記固定鉄心における前記可動鉄心との吸着面に、クマドリコイル用の溝がリング状に形成され、
   前記可動鉄心の吸着面に、２０〜１００μｍの深さを有する凹状面が形成され、
   前記凹状面は、前記固定鉄心における前記可動鉄心との吸着面に対して離れる方向に向かって延設する先細り状のテーパ面を有して形成され、
   前記固定鉄心における前記可動鉄心との吸着面は、前記可動鉄心の前記凹状面の底面又は前記テーパ面のいずれかと、前記可動鉄心の吸着面における周縁部の一部と、が接触するように形成されていることを特徴とするソレノイドの唸り防止装置。
2. 前記凹状面には、油密着防止用の溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載のソレノイドの唸り防止装置。

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