JPH0518438A

JPH0518438A - 電磁式フリクシヨンダンパ

Info

Publication number: JPH0518438A
Application number: JP3165909A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kashima; 光博加島
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1991-05-02
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1993-01-26
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: JP3287585B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電磁ソレノイドをばね力と減衰力の発生手段
に利用した防振用ダンパを提供する。【構成】ソレノイド１と、磁性材で形成した２つのガ
イド７，８と、これらのガイド７，８に摺動自由に案内
される磁性材のプランジャ６とを備えるとともに、ソレ
ノイド１の閉磁路がガイド７，８と、ガイド７，８に吸
着されたプランジャ６とを経由して構成されるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁ソレノイドを利用
した防振用ダンパに関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁ソレノイドは例えばコイルを巻き付
けたボビンの内側に固定鉄心を固定し、同軸上に摺動自
由に支持された可動鉄心をコイルへの通電により発生す
る磁力で固定鉄心に吸着するように構成されている。

【０００３】また、ボビンの中心部に所定の長さの磁性
材のプランジャを摺動自由に貫通させ、プランジャとボ
ビンの軸方向の相対変位に応じてプランジャに軸方向の
駆動力を作用させる構造の電磁ソレノイドも知られてい
る。

【０００４】

【発明の課題】これらの電磁ソレノイドは従来は一般に
バルブの開閉などを行うアクチュエータとして利用され
ていた。

【０００５】本発明は、電磁ソレノイドを利用した防振
用ダンパを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を達成するための手段】本発明は、ソレノイド
と、２つのリング状のガイドと、これらのガイドを貫通
する磁性材のプランジャとを備えるとともに、励磁され
たソレノイドの閉磁路をこれらのガイドと、ガイドに吸
着したプランジャとを経由して構成している。

【０００７】また、プランジャの軸方向変位に応じて各
ガイドとプランジャのオーバラップ長さを変化させてい
る。

【０００８】

【作用】ソレノイドを励磁するとガイドにプランジャが
吸着し、ガイドがプランジャに摩擦抵抗を及ぼすことで
プランジャの変位を減衰する。

【０００９】また、各ガイドとプランジャのオーバラッ
プ長さが変化するのに応じてこれらの間の磁路面積が増
減し、磁路面積が小さい方に吸引力が作用する。この吸
引力のためにプランジャに軸方向のばね力が作用する。

【００１０】

【実施例】図１〜図１１に本発明の実施例を示す。

【００１１】図１において、１はソレノイドのコイルで
あり、ボビン２の周囲に巻き付けられる。

【００１２】ボビン２は有底のフレーム３の内側に収装
され、フレーム３の先端開口部にプレート４が固定され
る。

【００１３】ボビン２の一端はフレーム３の底面に、も
う一端はワッシャ５を介してプレート４にそれぞれ支持
される。

【００１４】また、ボビン２の中心部には軸方向に孔部
が形成され、プランジャ６がこの孔部を摺動自由に貫通
する。

【００１５】フレーム３の底面とプレート４の中心部に
はボビン２の孔部に連続するガイド７と８が圧入され、
フレーム３、プレート４、ガイド７と８によりボビン２
のケースが構成される。プランジャ６はこれらのガイド
７と８をそれぞれ摺動自由に貫通する。なお、プランジ
ャ６は図に示すようにガイド７と８の距離Ｌ₁にＬ₂を加
えた寸法に形成される。

【００１６】フレーム３にはガイド７とワッシャ９を介
してパイプ１０が固定され、このパイプ１０にカラー１
１とクッションゴム１２が取り付けられる。

【００１７】一方、プレート４から突出するプランジャ
６の端部にはロッド１３が固着する。ロッド１３の反対
側の端部にはラバーブッシュ１４を介してカラー１５が
取り付けられる。

【００１８】なお、フレーム３、プレート４、ガイド７
と８、ワッシャ５と９、プランジャ６はそれぞれ磁性材
で構成され、ボビン２とロッド１３は非磁性材で構成さ
れる。

【００１９】次に作用を説明する。

【００２０】コイル１に通電すると、プランジャ６、ガ
イド７、フレーム３、プレート４及びガイド８を通る磁
界が形成される。なお、ワッシャ５と９はこの磁路を補
強するとともに、ボビン２の軸方向のがたつきを防止す
る。

【００２１】図１の状態ではガイド７とプランジャ６の
端部とがオーバーラップしていないので、これらの間に
吸引力が作用し、プランジャ６にこの吸引力に基づく引
張抗力が作用する。

【００２２】また、ブランジャ６がこの位置からＬ₂／
２ほどボビン２に侵入した位置では、プランジャ６はガ
イド７及び８の双方と同等にオーバーラップし、ガイド
７と８に対してそれぞれ十分な磁路面積が確保される。
このため、プランジャ６に軸方向力は作用しない。

【００２３】一方、プランジャ６が距離Ｌ₂いっぱいに
ボビン２に侵入すると、プランジャ６とガイド８のオー
バーラップがなくなり、これらの間に吸引力が作用し、
プランジャ６にこの吸引力に基づく圧縮抗力が作用す
る。

【００２４】このようにして摺動距離Ｌ₂の両端付近で
はプランジャ６にばね荷重が作用する。なお、図２に示
すようにこのばね荷重はソレノイドの励磁電流i₁〜i₃に
比例する。また、プランジャ６がガイド７と８の両方と
オーバーラップしている間は磁界はプランジャ６に半径
方向の吸引力を及ぼし、プランジャ６をガイド７と８の
壁面に吸着する。

【００２５】この状態では、吸引力は全周に均等に発生
するが、プランジャ６とガイド７及び８との摺動隙間の
ため、プランジャ６はこの隙間の最も小さい側に吸着さ
れ、軸方向に変位するプランジャ６とガイド７と８及び
ボビン２との間に図３に示すような摩擦抵抗が発生す
る。この摩擦抵抗もソレノイドの励磁電流に比例する。

【００２６】つまり、プランジャ６に軸方向のばね力と
摩擦抵抗とが作用するわけで、これにより図４に示すば
ねヒステリシス特性を備えたダンパ３０が得られる。

【００２７】次にこのダンパ３０を図５に示すようなド
ラム式洗濯機２０に使用した場合の作用を説明する。

【００２８】ドラム式洗濯機２０はドラム２１をケーシ
ング２５に並列的に配置されたばね２２とダンパ３０を
介して支持する。

【００２９】この場合のドラム２１の回転による振動は
図６に示す振動モデルに示される。この図において、ｍ
は回転するドラム２１内の洗濯物２４の偏りによるアン
バランスマス２３の質量、Ｒはアンバランスマス２３の
偏心距離、Ｗはドラム２１の回転数、Ｍはドラム２１の
質量、Ｋはばね２２のばね定数、Ｋｔはストローク距離
Ｌ₂の一方の末端近傍においてプランジャ６に磁気ばね
が及ぼす引張抗力のばね定数、Ｋｃは同様に反対側の末
端近傍においてプランジャ６に磁気ばねが及ぼす圧縮抗
力のばね定数である。

【００３０】また、Ｆｉはアンバランスマス２３がドラ
ム２１に及ぼす加振力、Ｆ₀はケーシング２５が床面に
及ぼす加振力である。

【００３１】この振動モデルよりドラム２１の回転数Ｗ
に対して図７のような振動伝達率Ｆ₀／Ｆｉの関係が得
られる。

【００３２】また、励磁状態のダンパ３０とばね２２が
ドラム２１に及ぼす荷重は図８に示すように図４のダン
パ３０の荷重とばね２２のばね荷重とを合成したものと
なる。

【００３３】ところで、図７のグラフに示すようにばね
２２のみでドラム２１を支持すると、共振点付近では振
動伝達率が無限大になってしまう。一方、減衰力固定式
のダンパでドラムを支持した場合には、共振点付近での
振動伝達率は小さく抑えられる反面、回転数Ｗが増加す
るとばね２２のみでドラム２１を支持した場合より振動
伝達率が大きくなってしまう。

【００３４】これに対してダンパ３０とばね２２でドラ
ム２１を支持した場合には、回転数Ｗが共振点に近づ
き、プランジャ６のストローク距離が大きくなると、図
７に示すようにばね定数Ｋｔ及びＫｃの磁気ばねがプラ
ンジャ６のそれ以上の変位を規制するため、共振点近傍
での振動伝達率は減衰力固定式のダンパでドラム２１を
支持した時よりもさらに小さく抑えることができる。

【００３５】一方、高回転域ではコイル１への通電を停
止することにより、減衰力はゼロになり、振動伝達率は
ばね２２のみでドラム２１を支持した時と同様の小さな
値に抑えられる。

【００３６】このようにして、ダンパ３０は簡易な構成
ながら、回転数Ｗの全域に渡って洗濯機に好ましい制振
作用を及ぼす。

【００３７】なお、ダンパ３０はオイルダンパのように
作動油を使用しないのでオイル漏れなどの心配がなく、
高精度を要する部品も使用しないので安価に製作するこ
とが可能である。さらに常時フリクションを発生させる
訳ではないので、フリクションによる部材の摩耗も少な
く、耐久性にも優れている。

【００３８】図９は本発明の別の実施例を示す。

【００３９】ここでは、プランジャ６をコイル１の中心
を貫通させるのではなく、コイル１の外側に配置したガ
イド７と８にプランジャ６を貫通させている。また、プ
ランジャ６をロッド１３を介さずにカラー１５に結合し
ている。

【００４０】コイル１はボビン２に巻き付けられ、ボビ
ン２は中心部を縦貫する磁性材のピン４０とその外側に
嵌合するパイプ４４とを介して両端を磁性材のプレート
４１に係止される。各プレート４１はボビン２の側方に
延び、この延長部にリング状のガイド７と８が取り付け
られ、このガイド７と８をプランジャ６が貫通する。ガ
イド７と８は磁性材で構成され、非磁性材のスリーブ４
２により連結される。

【００４１】また、プランジャ６は円形の一部を切り欠
いた半月状の断面を備える。プランジャ６はこの切欠部
分をボビン２と反対方向に向けてガイド７と８に挿入さ
れる。

【００４２】コイル１に通電すると、図の矢印に示すよ
うにピン４０、プレート４１、ガイド７と８及びプラン
ジャ６を通る閉磁路を構成すべく、プランジャ６がガイ
ド７と８に吸着され、プランジャ６とガイド７及び８と
の間の摩擦抵抗がプランジャ６の軸方向変位に対して減
衰力を及ぼす。なお、プランジャ６に形成した切欠のた
め、プランジャ６は常に同一方向（切欠と反対方向）に
吸着される。

【００４３】このダンパの発生減衰力すなわちガイド７
と８がプランジャ６に及ぼす摩擦抵抗は、コイル１の励
磁電流値を変えることにより変化する。さらに、図１０
に示すように、コイル１の両側に複数のプランジャ６を
配して、各プランジャ６を結合プレート４３を介してロ
ッド１３に結合すれば、摩擦抵抗を増加させて減衰力を
強めることができる。

【００４４】図１１に示すように、コイル１をプランジ
ャ６に対して直角方向に配置することも可能で、要はコ
イル１の形成する閉磁路の一部がプランジャ６を経由す
るように構成すれば良い。

【００４５】このようにコイル１をプランジャ６の外側
に配設することにより、ボビン２の寸法を自由に設定す
ることができ、これにより既製のソレノイドを使用して
ダンパを構成することが可能になる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明は、励磁されたソレ
ノイドの磁力でプランジャをガイドに吸着し、これらの
間に作用する摩擦抵抗によりプランジャの軸方向変位に
対する減衰力を発生させることができる。

【００４７】さらにプランジャの軸方向変位に応じてプ
ランジャと各ガイドとのオーバラップ長さを変化させる
ことにより、プランジャに軸方向位置に応じたばね力を
作用させることができる。

【００４８】したがって、簡易な構成で高い防振作用を
持った防振用ダンパを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す防振用ダンパの縦断面図
と側面図の合成図である。

【図２】ダンパのばね特性を示すグラフである。

【図３】ダンパの摩擦抵抗を示すグラフである。

【図４】ダンパのストローク距離と抗力の関係を示すグ
ラフである。

【図５】ダンパとばねでドラムを支持したドラム式洗濯
機の概略構造図である。

【図６】洗濯機の振動モデルを示す模式図である。

【図７】洗濯機の振動伝達率を示すグラフである。

【図８】ダンパとばねの荷重特性を示すグラフである。

【図９】別の実施例を示す防振用ダンパの縦断面図であ
る。

【図１０】さらに別の実施例を示す防振用ダンパの縦断
面図である。

【図１１】さらに別の実施例を示す防振用ダンパの縦断
面図である。

【符号の説明】

１コイル２ボビン３フレーム４プレート６プランジャ７,８ガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ソレノイドと、磁性材で形成した２つの
ガイドと、これらのガイドに摺動自由に案内される磁性
材のプランジャとを備えるとともに、ソレノイドの閉磁
路がこれらのガイドと、ガイドに吸着されたプランジャ
とを経由して構成されるようにしたことを特徴とする電
磁式フリクションダンパ。
【請求項２】プランジャがソレノイドの中心を貫通
し、かつ軸方向変位に応じて各ガイドとプランジャのオ
ーバラップ長さが変化する請求項１に記載の電磁式フリ
クションダンパ。
【請求項３】プランジャがソレノイドの側方に配置し
たガイドを摺動自由に貫通し、ソレノイド軸と平行に配
置される請求項１に記載の電磁式フリクションダンパ。
【請求項４】プランジャが円形の一部を切り欠いた断
面を備えている請求項３に記載の電磁式フリクションダ
ンパ。