JP6444485B2 - 電磁ソレノイド - Google Patents
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Description
プランジャが押し込まれ元の位置に停止するために、所定の位置に固定部材(ストッパ)が固定され、押し込まれたプランジャは固定部材に衝突して元の位置に停止する。
プランジャおよび固定部材は一般的に金属製であり、そのため、プランジャが固定部材に衝突したときに、金属音が発生する。
また、プランジャが所定の位置に停止できないと、プランジャのストローク量が変化して被作動部材を正確に動作させることができない。
図6に示すように、円筒状のコイル部1の内側に、固定部2が固定状態で設けられるとともに、コイル部1の軸方向に延在する棒状のプランジャ3が取り付けられた可動ヨーク4がコイル部1の軸方向に沿って移動可能に設けられている。
そして、コイル部1の励磁によって可動ヨーク4がプランジャ3とともに固定部2から離れるように前進(図6において下方に前進)し、コイル部1の消磁によって可動ヨーク4が図示しないリターンスプリングの付勢力によってプランジャ3とともに固定部2に近づくように後退(図6において上方に後退)するようになっている。
衝撃吸収手段5は、固定部2の内部に設けられた収容部6に軸方向に移動可能に設けられ、かつ後退するプランジャ3の衝突を受けて当該プランジャ3ともに後退する受け部材7と、収容部6に設けられて受け部材7を前進する方向に付勢するスプリングからなる付勢部材8と、前進する受け部材7を所定の位置で規制する規制部9とを備えている。
また受け部材7と、収容部6に形成されて受け部材7の後退する方向に対向する対向面6aとの間に緩衝材10が設けられている。
さらに、受け部材7に緩衝材10が取り付けられているので、つまり、受け部材7と対向面6aとの間に緩衝材10が設けられているので、後退している受け部材7は対向面6aに衝突することなく、緩衝材10によって衝突音が低減される。したがって、プランジャ3が衝突することに起因して発生する衝突音を低減することができる。
また、一度後退した受け部材7はスプリング8の付勢力によってプランジャ3とともに前進するが規制部9でその前進が規制されるため、プランジャ3は所定の位置に戻り精度良く位置決めされて停止することができ、よって、常にプランジャ3のストローク量を一定に維持することができる。
例えば、図8に示すように、可動ヨーク4Aが固定部2の内側に挿入されるような形状となった場合、衝撃吸収手段5を設けるために固定部2を図6に示すものに比して後方(図8において上方)に突出させなければならないので、電磁ソレノイドの上下のサイズが大きくなるという問題が生じる。なお、図8において、図6に示す電磁ソレノイドと共通構成部分には同一符号を付している。
さらに、従来の電磁ソレノイドでは、その上下のサイズを抑えるために、固定部の外側に外挿可能なカップ型の可動ヨークのみが適用可能であり、例えば固定部の内側に挿入可能な他形状の可動ヨークを考慮した場合、汎用性が低い。
加えて、受け部材の前進を所定の位置で規制する規制部を別部品として固定部にカシメによって固定していたため、部品点数や固定作業が多くなる。
前記コイル部の内側に固定状態で設けられた固定部と、
前記コイル部の軸方向に延在するプランジャが固定された可動ヨークであって、前記コイル部の内側に前記コイル部の軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記コイル部の励磁によって前記プランジャとともに前記固定部から離れるように前進し、前記コイル部の消磁によって前記プランジャとともに前記固定部に近づくように後退する可動ヨークとを備え、
前記可動ヨークは、前記プランジャが前記可動ヨークとともに後退して当該可動ヨークが前記固定部に衝突する際の衝撃を吸収する衝撃吸収手段を有し、
前記衝撃吸収手段は、
前記可動ヨークの内部に設けられた収容部に、相対的に前記可動ヨークに対して前記軸方向に移動可能に設けられ、かつ前記可動ヨークの後端部から突出する突出部を有する受部材と、
この受け部材と前記プランジャとの間に設けられて、前記受け部材を前記収容部に形成された受け面に付勢する付勢部材とを有し、
前記プランジャが前記可動ヨークとともに後退して、前記突出部が前記固定部に衝突した際に、前記可動ヨークが前記付勢部材の付勢力に抗して一時的に後退して所定の位置に復帰し、
前記受け部材と前記プランジャとの間には、前記付勢部材の付勢力に抗して移動する前記プランジャと前記受け部材との衝突を防止する緩衝材が設けられ、この緩衝材は、前記受け部材に取り付けられて前記受け部材と共に前記可動ヨークに対して軸方向に移動可能であり、前記緩衝材を介して前記プランジャと前記受け部材とがほぼ当接した状態で前記受け部材と前記緩衝材と前記プランジャとが一体で前進後退することを特徴とする。
そして一度後退した可動ヨークは付勢部材によりプランジャとともに前進して所定の位置に復帰するが、当該可動ヨークは受け面が受け部材に当接して、可動ヨークの前進が規制されるため、プランジャは所定の位置に戻り精度良く位置決めされて停止することができ、よって、常にプランジャのストローク量を一定に維持することができる。
さらに、付勢部材によって付勢された受け部材の移動を規制する受け面を可動ヨークの収容部に形成したので、従来のような規制部を別部品として固定部にカシメによって固定する必要がなくなる。したがって、部品点数や固定作業が多くなることがなく、低コストとなる。
また、緩衝材と収容部の可動ヨークの移動方向に沿う内壁面との間に隙間が設けられているので、可動ヨークがプランジャとともに移動しても、緩衝材が収容部の内壁面と干渉することがない。したがって、可動ヨークの移動がスムーズであるとともに緩衝材が内壁面との摩擦によって損傷することもない。
また、従来に比して、電磁ソレノイドの重心位置が前方側へ移動するため、振動(共振)を低減できる。
さらに、受け部材の移動を規制する受け面を可動ヨークの収容部に形成したので、従来のような規制部を別部品として固定部にカシメによって固定する必要がなくなるので、部品点数や固定作業が多くなることがなく、低コストとなる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電磁ソレノイドを示す断面図、図2は当該電磁ソレノイドの可動ヨークの拡大断面図である。
この電磁ソレノイドは、例えば、エンジンカム機構の切替用途や、ディーゼル内燃機関の燃料レバーを停止方向に作動させ、機関を自動停止させるために、または4輪のマニュアルトランスミッション車においてリバースセレクトロックを自動的に行なわせるために用いられるものである。
プランジャガイド部11と固定部12とは軸線O方向に対向して配置されており、この固定部12の内側に、円筒状の可動ヨーク15がその軸方向(軸線O方向)に沿って移動可能に設けられている。また、固定部12の外周外側およびプランジャガイド部11の外周外側に、円筒状のコイル部16が設けられている。言い換えると、円筒状のコイル部16の内側に、固定部12およびプランジャガイド部11が固定状態で設けられるともに、可動ヨーク15がコイル部16の軸方向(軸線O方向)に沿って移動可能に設けられている。
これらの各部材(プランジャガイド部11、固定部12、可動ヨーク15、コイル部16)は基本的に回転対称に、すなわち断面が円形状に形成されている。また、プランジャガイド部11の外周部には略円筒形状のハウジング30が一体的に形成されており、このハウジング30内に前記各部材が収容されている。
なお、図1においては、下方が前進する方向であり、上方が後退する方向である。
受け部材17は、円柱状の本体部17aと、この本体部17aの上端面に本体部17aと同軸に形成され、かつ本体部17aより小径の円柱状の突出部17bと、本体部17aの下端面に本体部17aと同軸に形成され、突出部17bより小径の円柱状の取付部17cとから構成されている。
突出部17bはフランジ部15aに形成された貫通孔に挿通され、その上端部が可動ヨーク15の後端部から突出している。
したがって、プランジャ20は可動ヨーク15とともに軸線O方向に沿って移動するようになっている。
また、図1に示すように、プランジャガイド部11には軸線O方向に沿って貫通孔11aが形成され、この貫通孔11aに2つの軸受21,21を介してプランジャ20の本体部20aが軸方向に移動可能に挿通され、このプランジャ20の先端部(上端部)の頭部20bが上述したようにして可動ヨーク15に圧入によって固定されている。
この衝撃吸収手段31は、前記受け部材17と、スプリング(付勢部材)32と、緩衝材33とを備えている。
受け部材17は上述したように、可動ヨーク15の収容部15bに、相対的に可動ヨーク15に対して軸方向に移動可能に設けられ、かつ可動ヨーク15の後端部から突出する突出部17bと、緩衝材33が取り付けられる取付部17cとを備え、これら突出部17bおよび取付部17cが設けられた本体部17aが収容部15bの内壁面に軸方向に摺動可能に接している。
また、スプリング32は、プランジャ20を後退する方向に付勢するリターンスプリングの荷重よりも高荷重の設定として、プランジャ20の初期位置を規制している。つまり、スプリング32の付勢力は、プランジャ20を後退する方向に付勢するリターンスプリングの付勢力より大きく設定されており、これによって、プランジャ20は所定の位置に戻り精度良く位置決めされるようになっている。
受け部材17の本体部17aの下端部には小径部が形成されており、この小径部にスプリング32の上端部が嵌め込まれている。また、プランジャ20の頭部20bの上端部には小径部が形成されており、この小径部にスプリング32の下端部が嵌め込まれている。また、スプリング32と収容部15bの内壁面との間には所定の隙間が設けられている。
そして一度後退した可動ヨーク15はスプリング32によりプランジャ20とともに前進して所定の位置に復帰するが、当該可動ヨーク15は受け面18でその前進が規制されるため、プランジャ20は所定の位置に戻り精度良く位置決めされて停止することができ、よって、常にプランジャ20のストローク量を一定に維持することができる。
この円柱状の緩衝材33は、その上端面の取付凹部を受け部材17の取付部17cに嵌め込むことによって、取付部17cに取付け固定されおり、この緩衝材33はプランジャ20の頭部20bに当接しているか、当該頭部20bとの間に若干の隙間が設けられている。
また、緩衝材33と収容部15bの可動ヨーク15の移動方向に沿う内壁面との間に隙間Sが設けられている。これによって、緩衝材33は前記内壁面に接触していない。
さらに、緩衝材33は、スプリング32の内側に当該スプリング32と接触していないようにして配置され、軸方向と直交する方向においてスプリング32の一部と重なっている。
図3(a)は、コイル部16(図1参照)が励磁されることにより、可動ヨーク15が固定部12から離れるように前進している状態を示している。この状態において、可動ヨーク15に固定されているプランジャ20は可動ヨーク15とともに前進して、固定部12から離間している。また、衝撃吸収手段31の受け部材17はスプリング32によって、後退する方向(図3において上方)に付勢され、受け面18に当接してそれ以上の後退が規制された状態となり、受け部材17の突出部17bが可動ヨーク15の後端部から突出した状態となっている。
さらに、受け部材17の取付部17cに緩衝材33が取り付けられているので、後退しているプランジャ20は受け部材17に衝突することなく、緩衝材33によって衝突音が低減される。したがって、プランジャ20が衝突することに起因して発生する衝突音を低減することができる。
さらに、緩衝材33が受け部材17の取付部17cに取り付けられているので、この受け部材17を可動ヨーク15の収容部15bに収容することによって、緩衝材33を容易に組み込むことができる。
また、緩衝材33がスプリング32の内側に当該スプリング32と接触しないように配置されているので、緩衝材33とスプリング32とが干渉しない。したがって、スプリング32が緩衝材33から受ける影響がなく、可動ヨーク15の移動がスムーズとなる。
これらの図に示す他の実施形態における電磁ソレノイドが、前記第1の実施形態における電磁ソレノイドと主に異なる点は、固定部の形状、プランジャガイド部の形状等であり、他の構成部分、特に衝撃吸収手段の構成は第1の実施形態と同様であるので、同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図4に示す第2の実施形態の電磁ソレノイドは、本発明をリニアソレノイドに適用したものであり、当該電磁ソレノイドでは、固定部42について、第1の実施形態の固定部12より上下方向の長さが長くなっているとともに、ハウジング30に固定するためのフランジ部42bが本体部42aと別体となっている。
また、本体部42aの内部には大径の空洞部43aと小径の空洞部43bとが同軸かつ軸方向に隣接して設けられており、下側の空洞部43aに可動ヨーク15が軸方向に移動可能に設けられ、上側の空洞部43bに軸受44が設けられている。可動ヨーク15の後端部から突出する受け部材17の突出部17bは、第1の実施形態における突出部17bに比して長くなっており、軸受44によって上下に移動可能に支持されている。
また、衝撃吸収手段31は、第1の実施形態と同様に、可動ヨーク15に設けられており、受け部材17と、スプリング32と、緩衝材33とを備えている。
さらに、プランジャ20が後退すると、このプランジャ20は緩衝材33に衝突するので、後退しているプランジャ20は受け部材17に衝突することなく、緩衝材33によって衝突音が低減される。
また、一度後退した可動ヨーク15はスプリング32の付勢力によって前進する方向に押され、プランジャ20とともに前進して所定の位置に復帰するが、当該可動ヨーク15は受け面18でその前進が規制されるため、プランジャ20は所定の位置に戻り精度良く位置決めされて停止することができ、よって、常にプランジャ20のストローク量を一定に維持することができる。
また、衝撃吸収手段31の構成が第1の実施形態と同様であるので、当該衝撃吸収手段31を採用することで、汎用性が高いことが分かる。
図5に示す第3の実施形態の電磁ソレノイドは、本発明をON/OFFソレノイドに適用したものであり、当該電磁ソレノイドでは、固定部52について、第1の実施形態の固定部12および第2の実施形態の固定部42より上下方向の長さが長くなっているとともに、ハウジング30に固定するためのフランジ部52bが本体部52aと別体となっている。
また、固定部52の本体部52aはコイル16bを巻き付けるボビン16aを兼ねており、本体部52aはハウジング30の底部付近まで延びている。
また、衝撃吸収手段31は、第1の実施形態と同様に、可動ヨーク15に設けられており、受け部材17と、スプリング32と、緩衝材33とを備えている。
プランジャガイド部55の貫通孔55aの上端部は下端部より大径となっており、貫通孔55aの下端部にプランジャ20の本体部20aが軸方向に移動可能に挿通されている。
貫通孔55aの上端部にはスプリング57がプランジャ20の外側において圧縮された状態で挿入されており、当該スプリング57の下端部は貫通孔55aの上端部の底部に当接され、スプリング57の上端部はプランジャ20の頭部20bに当接している。これによって、スプリング57はプランジャ20を後退する方向(上方)に付勢している。
さらに、プランジャ20が後退すると、このプランジャ20は緩衝材33に衝突するので、後退しているプランジャ20は受け部材17に衝突することなく、緩衝材33によって衝突音が低減される。
また、一度後退した可動ヨーク15はスプリング32の付勢力によって前進する方向に押され、プランジャ20とともに前進して所定の位置に復帰するが、当該可動ヨーク15は受け面18でその前進が規制されるため、プランジャ20は所定の位置に戻り精度良く位置決めされて停止することができ、よって、常にプランジャ20のストローク量を一定に維持することができる。
また、衝撃吸収手段31の構成が第1および第2の実施形態と同様であるので、当該衝撃吸収手段31を採用することで、汎用性が高いことが分かる。
15 可動ヨーク
15a 収容部
16 コイル部
17 受け部材
17b 突出部
18 受け面
20 プランジャ
31 衝撃吸収手段
32 スプリング(付勢部材)
33 緩衝材
S 隙間
Claims (3)
- 円筒状のコイル部と、
前記コイル部の内側に固定状態で設けられた固定部と、
前記コイル部の軸方向に延在するプランジャが固定された可動ヨークであって、前記コイル部の内側に前記コイル部の軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記コイル部の励磁によって前記プランジャとともに前記固定部から離れるように前進し、前記コイル部の消磁によって前記プランジャとともに前記固定部に近づくように後退する可動ヨークとを備え、
前記可動ヨークは、前記プランジャが前記可動ヨークとともに後退して当該可動ヨークが前記固定部に衝突する際の衝撃を吸収する衝撃吸収手段を有し、
前記衝撃吸収手段は、
前記可動ヨークの内部に設けられた収容部に、相対的に前記可動ヨークに対して前記軸方向に移動可能に設けられ、かつ前記可動ヨークの後端部から突出する突出部を有する受け部材と、
この受け部材と前記プランジャとの間に設けられて、前記受け部材を前記収容部に形成された受け面に付勢する付勢部材とを有し、
前記プランジャが前記可動ヨークとともに後退して、前記突出部が前記固定部に衝突した際に、前記可動ヨークが前記付勢部材の付勢力に抗して一時的に後退して所定の位置に復帰し、
前記受け部材と前記プランジャとの間には、前記付勢部材の付勢力に抗して移動する前記プランジャと前記受け部材との衝突を防止する緩衝材が設けられ、この緩衝材は、前記受け部材に取り付けられて前記受け部材と共に前記可動ヨークに対して軸方向に移動可能であり、前記緩衝材を介して前記プランジャと前記受け部材とがほぼ当接した状態で前記受け部材と前記緩衝材と前記プランジャとが一体で前進後退することを特徴とする電磁ソレノイド。 - 前記緩衝材と前記収容部の前記可動ヨークの移動方向に沿う内壁面との間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電磁ソレノイド。
- 前記緩衝材は、前記付勢部材の内側に当該付勢部材と接触していないようにして配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電磁ソレノイド。
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