(57)【要約】  【課題】  衝突音の低減効果を更に高めることができるようにしたソレノイドアクチュエータを提供することである。  【解決手段】  ソレノイド本体１０と、ソレノイド本体１０に対して進退動自在に設けられ、電磁力によってソレノイド本体１０内に吸引されるプランジャ２０とを有するソレノイドアクチュエータであって、プランジャ２０のソレノイド本体１０から突出する先端部位に設けられたフランジ部３０と、フランジ部３０に当接するようにプランジャ２０に嵌入固定され、ソレノイド本体１０に向かって広がる笠状弾性部材３５とを有する構成となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイド本体と、該ソレノイド本体に対して進退動自在に設けられ、電磁力によって前記ソレノイド本体内に吸引されるプランジャとを有するソレノイドアクチュエータであって、
前記プランジャの前記ソレノイド本体から突出する先端部位に設けられたフランジ部と、
前記フランジ部に当接するように前記プランジャに嵌入固定され、前記ソレノイド本体に向かって広がる笠状弾性部材とを有することを特徴とするソレノイドアクチュエータ。
【請求項２】
前記笠状弾性部材は、前記プランジャの外径より小さい径となる孔の形成されたゴム製シートで形成され、前記プランジャを前記ゴム製シートの前記孔に嵌入して前記ゴム製シートを笠状にしたことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項３】
前記笠状弾性部材は、弾性材を金型成型して形成されたことを特徴とする請求項１記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項４】
更に、前記ソレノイド本体内の固定子端面に対向する前記プランジャの端面から突出するように前記プランジャに埋設された棒状弾性部材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のソレノイドアクチュエータ。
【請求項５】
ソレノイド本体と、該ソレノイド本体に対して進退動自在に設けられ、電磁力によって前記ソレノイド本体内に吸引されるプランジャとを有するソレノイドアクチュエータであって、
前記ソレノイド本体の固定子端面に対向する前記プランジャの端面から突出するように前記プランジャに埋設された棒状弾性部材を有することを特徴とするソレノイドアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイド本体と、該ソレノイド本体に対して進退自在に設けられ、電磁力によって前記ソレノイド本体内に吸引されるプランジャとを有するソレノイドアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイドアクチュエータは、種々の機器や機構の駆動源として利用されている。例えば、マンション等の集合住宅や、オフィスビルの出入り口に設置される自動ドアの電気錠の駆動源としてソレノイドアクチュエータが用いられている。このソレノイドアクチュエータは、ソレノイド本体と、該ソレノイド本体に対して進退動自在に設けられるプランジャ（可動鉄心）とを有する（直線ソレノイド）。前記ソレノイド本体は、固定磁極（固定鉄心）と電磁コイルとを有し、電磁コイルから発生する磁束にて固定磁極を励磁することにより電磁吸引力を発生する。そして、この電磁吸引力によりプランジャがソレノイド本体に吸引される。
【０００３】
プランジャがソレノイド本体に吸引される際、その吸引力は、プランジャが固定磁極に近づくにつれて急激に大きくなる。このため、プランジャの端面が固定磁極の端面に突き当たる際に大きな衝突音が発生する。このような衝突音を低減させるための種々の工夫が提案されている。
【０００４】
第１の従来技術（例えば、特許文献１参照）では、固定磁極のプランジャに対向する端面全体にゴム等の板状緩衝材が貼り付けられている。このような構造のソレノイドアクチュエータでは、吸引されるプランジャの端面が固定磁極に直接突き当たらず、板状緩衝材に突き当たるので、金属性のプランジャが金属製の固定磁極に突き当たる場合に比べて、その衝突音が低減される。
【０００５】
また、第２の従来技術（例えば、特許文献２参照）では、プランジャのソレノイド本体から突出する先端部位にＥリングによってフランジを形成し、そのフランジのソレノイド本体の外枠端面に対向する面にゴム板（板状緩衝材）を貼り付けるようにしている。このような構造のソレノイドアクチュエータでは、プランジャが吸引される際、プランジャの端面が固定磁極の端面に突き当たる寸前（または当接する際）に前記フランジに貼付されたゴム板がソレノイド本体の外枠端面に突き当たり、これにより、衝突音が低減される。
【特許文献１】特開平１１−１３５３２１号公報
【特許文献２】特開２０００−１２３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した各従来のソレノイドアクチュエータでは、金属製のプランジャと金属製の固定磁極とが直接突き当たるのではなく、ゴム製の板状緩衝材と金属製の固定磁極またはソレノイド本体の外枠とが突き当たるようにしてその衝突音の低減が図られている。しかしながら、金属材（固定磁極またはソレノイド本体の外枠）に突き当たる緩衝材が板状であるために、そのゴム材等の緩衝材の弾性を充分利用できるものではない。このため、衝突音の充分な低減効果を必ずしも得ることができない。
【０００７】
本発明は、前述した従来の問題を解決するためになされたもので、衝突音の低減効果を更に高めることができるようにしたソレノイドアクチュエータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るソレノイドアクチュエータは、ソレノイド本体と、該ソレノイド本体に対して進退動自在に設けられ、電磁力によって前記ソレノイド本体内に吸引されるプランジャとを有するソレノイドアクチュエータであって、前記プランジャの前記ソレノイド本体から突出する先端部位に設けられたフランジ部と、前記フランジ部に当接するように前記プランジャに嵌入固定され、前記ソレノイド本体に向かって広がる笠状弾性部材とを有する構成となる。
【０００９】
このような構成により、プランジャがソレノイド本体内に吸引される過程で、笠状弾性部材の広がった先端部位がソレノイド本体の外端面に当接し、更にプランジャの移動に伴って、前記笠状弾性部材が押し広げられて、最終的にプランジャに設けられたフランジ部が押し広げられた笠状弾性部材を介してソレノイド本体の外端面に突き当たる。前記笠状弾性部材が押し広げられる過程で、その押し広げられる前記笠状弾性部材の反発力が吸引されるプランジャの抵抗となり、該プランジャの移動速度が低減し得るようになる。また、ソレノイド本体の外端面に密着した笠状弾性部材と当該ソレノイド本体の外端面との間の空間がダンパとして作用し得るため、更に、プランジャの移動速度低減を図ることができるようになる。
【００１０】
また、本発明に係るソレノイドアクチュエータは、前記笠状弾性部材が、前記プランジャの外径より小さい径となる孔の形成されたゴム製シートで形成され、前記プランジャを前記ゴム製シートの前記孔に嵌入して前記ゴム製シートを笠状にした構成とすることができる。
【００１１】
このような構成により、ゴム等の弾性材を笠状に成型する場合に比べて、容易に笠状弾性部材を形成することができるようになる。
【００１２】
また、本発明に係るソレノイドアクチュエータは、前記笠状弾性部材が、弾性材を金型成型して形成された構成とすることができる。
【００１３】
このような構成により、精度の良い形状の笠状弾性部材を得ることができる。
【００１４】
また、本発明に係るソレノイドアクチュエータは、更に、前記ソレノイド本体内の固定子端面に対向する前記プランジャの端面から突出するように前記プランジャに埋設された棒状弾性部材を有する構成とすることができる。
【００１５】
このような構成により、プランジャがソレノイド本体内に吸引される過程で、ソレノイド本体内の固定子端面に対向するプランジャの端面から突出する棒状弾性部材の先端が前記固定子端面に当接し、更にプランジャの移動に伴って、プランジャの端面から突出する部位及びプランジャ内に埋設された部位を含む棒状弾性部材全体が縦方向（プランジャの移動方向に平行な方向）に圧縮変形し得る。棒状弾性部材の縦方向の圧縮変形の程度は、一般に、端面面積が棒状弾性部剤より大きい板状の弾性部材のそれに比べて大きくなり得る。また、特に棒状弾性部材のプランジャの端面から突出する部位は、押しつぶされてプランジャの移動方向と垂直な方向にも変形し得る。このような棒状弾性部材の圧縮変形に対する反発力が吸引されるプランジャの抵抗となり、前記笠状弾性部材による効果と相俟って、当該プランジャの移動速度の低減効果を更に高めることができるようになる。
【００１６】
本発明に係るソレノイドアクチュエータは、ソレノイド本体と、該ソレノイド本体に対して進退動自在に設けられ、電磁力によって前記ソレノイド本体内に吸引されるプランジャとを有するソレノイドアクチュエータであって、前記ソレノイド本体の固定子端面に対向する前記プランジャの端面から突出するように前記プランジャに埋設された棒状弾性部材を有する構成となる。
【００１７】
このような構成により、プランジャがソレノイド本体内に吸引される過程で、ソレノイド本体内の固定子端面に対向するプランジャの端面から突出する棒状弾性部材の先端が前記固定子端面に当接し、更にプランジャの移動に伴って、前述したように棒状弾性部材が圧縮変形される。そして、プランジャの端部と固定子端面との間に圧縮変形された棒状弾性部材が介在した状態で吸引されるプランジャが停止する。このような棒状弾性部材の圧縮変形に対する反発力が吸引されるプランジャの抵抗となり、停止直前の当該プランジャの移動速度が低減し得るようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るソレノイドアクチュエータによれば、笠状弾性部材及びまたは棒状弾性部材の変形に伴うその反発力によってソレノイド本体内に吸引されるプランジャの停止直前での移動速度を低減させることができるので、プランジャの吸引時における衝突音を充分低減させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２０】
本発明の実施の一形態に係るソレノイドアクチュエータは、図１に示すように構成される。なお、図１（ａ）は、ソレノイドアクチュエータの側面図であり、図１（ｂ）は、ソレノイドアクチュエータの前面図である。
【００２１】
図１において、このソレノイドアクチュエータは、ソレノイド本体１０と、ソレノイド本体１０に対して進退動可能に設けられるプランジャ（可動鉄心）２０とを有する。ソレノイド本体１０は、電磁作用部１２が金属製の外枠体１１に囲まれた構造となっている。電磁作用部１２は、図示されていないが、ボビンに巻回された電磁コイルと、該電磁コイルから発生する磁束にて磁化される固定磁極（固定子）とを備えている。また、電磁作用部１２には、プランジャ２０が進退動する空隙１３が前記ボビン内を通るように形成されている。前記固定磁極は、その端面１５が前記空隙１３の外方に開放する側と逆側の端部に位置するように配置されている。
【００２２】
電磁作用部１２に形成された空隙１３に挿入されて進退動可能となるプランジャ２０のソレノイド本体１０から突出する先端部位の周囲にはリング状の溝が形成され、その溝にＥリング３１が嵌め込まれると共に、Ｅリング３１のソレノイド本体１０側に隣接してマイラリング３２がプランジャ２０に嵌め込まれている。これらＥリング３１及びマイラリング３２によってフランジ部３０が形成される。
【００２３】
また、図１と共に図２（ｂ）に詳細に示すように、ソレノイド本体１０に向かって広がる笠状ゴム部材３５（笠状弾性部材）がフランジ部３０に当接するようにプランジャ２０に嵌入され、接着剤によって固定されている。なお、笠状ゴム部材３５は、プランジャ２０の通常の進退動に際して移動しない程度にプランジャ２０に固定されていればよく、プランジャ２０が貫通する孔径をプランジャ２０の外径より僅かに小さくすることにより、接着剤を用いずに嵌入固定することもできる。
【００２４】
笠状ゴム部材３５は、金型を用いてゴム材を成型して作製することができる。この場合、図３に示すように、中央にプランジャ２０が嵌合する孔３５ａを有する笠状ゴム部材３５の形状を精度良く形成することができるようになる。また、リング状のゴムシートの内径をプランジャ２０の外径より小さくし、そのリング状のゴムシートをプランジャ２０に嵌入してゴムシートの内径部位を伸張させることにより当該ゴムシートを笠状に形成することもできる。この場合、ゴム材を笠状に成型する金型が必要なくなり、より安価に笠状弾性部材（笠状ゴム部材３５）を作製することができる。
【００２５】
更に、図１と共に図２（ａ）に示すように、固定磁極の端面１５に対向するプランジャ２０の端面から僅かに突出するように棒状ゴム体４０がプランジャ２０に埋設されている。棒状ゴム体４０の外径は、棒状ゴム体４０を埋設するためにプランジャ２０に形成された穴の径に略等しくまたは僅かに小さく設定され、棒状ゴム体４０が前記穴に嵌合された状態で固定される。なお、前記穴に接着剤を塗布するようにしてもよい。
【００２６】
棒状ゴム体４０の外径ｄ、全長ｌw、突出長ｌpは、例えば、
プランジャ２０の外径＝１６ｍｍ
プランジャ２０の先端面外径＝１０ｍｍ
プランジャ２０の長さ＝５０mm〜７０ｍｍ
の場合、
ｄ：３mm〜４ｍｍ
ｌw＝５mm〜６mm
ｌp＝約１ｍｍ
のように設定される。
【００２７】
このような構造のソレノイドアクチュエータにおいて、通電される電磁作用部１２の電磁コイルから発生する磁束にて固定磁極を励磁することにより電磁吸引力が発生し、その電磁吸引力によってプランジャ２０がソレノイド本体１０内に吸引され、図４に示すように、外枠体１１の端面に当接する笠状ゴム部材３５がフランジ部３０によって押しつぶされるまでプランジャ２０がソレノイド本体１０内に引き込まれる。このとき、プランジャ２０の端部から突出する棒状ゴム体４０は、固定磁極の端面１５に突き当たった状態となる。このように、ソレノイド本体１０内にプランジャ２０が完全に引き込まれたときに、フランジ部３０とソレノイド本体１０の外枠体１１の端面との間に押しつぶされた状態の笠状ゴム部材３５が介在すると共にプランジャ２０の端部から突出する棒状ゴム体４０が固定磁極の端面１５に突き当たるので、プランジャ２０の衝突音は低減される。
【００２８】
前述したようにプランジャ２０がソレノイド本体１０に吸引される過程での、笠状ゴム部材３５及び棒状ゴム体４０の状態について、図５及び図６を参照して、詳細に説明する。なお、図５及び図６は、笠状ゴム部材３５及び棒状ゴム体４０の状態を原理的に示している。
【００２９】
プランジャ２０がソレノイド本体１０内に吸引される過程で、図５（ａ）に示すように、笠状ゴム部材３５の広がった先端部位がソレノイド本体１０の外枠体１１表面に当接する。更に、プランジャ２０の移動に伴って、笠状ゴム部材３５は、図５（ｂ）に示すように押し広げられる。そして、最終的に、図５（ｃ）に示すように、フランジ部３０（マイラリング３２）が押し広げられてつぶされた状態の笠状ゴム部材３５を介してソレノイド本体１０の外枠体１１の端面に突き当たる。
【００３０】
笠状ゴム部材３５が押し広げられる過程で、その押し広げられる笠状ゴム部材３５の反発力が吸引されるプランジャ２０の抵抗として作用し、プランジャ２０の引き込み速度（移動速度）が低減させられる。また、図５（ａ）〜（ｂ）に示すように、外枠体１１の端面に密着した笠状ゴム部材３５と外枠体１１の当該端面との間の空間Ｅがダンパとして作用するため、更に、プランジャ２０の引き込み速度が低減されるようになる。
【００３１】
一方、前述したようにプランジャ２０がソレノイド本体１０内に吸引される過程で、図６（ａ）に示すように、固定磁極の端面１５に対向するプランジャ２０の端面から突出する棒状ゴム体４０の先端が当該固定磁極の端面１５に当接する。更に、プランジャ２０の移動に伴って、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、棒状ゴム体４０が全体的に縦方向（プランジャ２０の移動方向に平行な方向）に圧縮変形すると共に、プランジャ２０の端面から突出した部位が押しつぶされてプランジャ２０の移動方向と垂直な方向に変形する。
【００３２】
棒状ゴム体４０が棒状であるがゆえに、従来のように固定磁極の端面１５全体を覆う板状のゴム材（緩衝材）に比べて、その単位面積当たりの圧力が大きくなり、その圧縮変形の程度が大きくなる。このような棒状ゴム体４０の比較的大きな圧縮変形に対する反発力が吸引されるプランジャ２０の抵抗として作用し、プランジャ２０の引き込み速度が低減される。
【００３３】
前述したように、プランジャ２０がソレノイド本体１０に吸引される際に徐々に押し広げられる笠状ゴム部材３５の反発力に起因した抵抗と、またその際に徐々に圧縮変形される棒状ゴム体４０の反発力に起因した抵抗とが相俟って、プランジャ２０がソレノイド本体１０に吸引されて停止する直前の引き込み速度が効果的に低減される。その結果、プランジャ２０がソレノイド本体１０に吸引されて、押しつぶされた状態の笠状ゴム部材３５を介してフランジ部３０が外枠体１１に突き当たり、また、プランジャ２０の端部から突出する棒状ゴム体４０が固定磁極の端面１５に突き当たる際の衝突音は更に低減されたものとなる。
【００３４】
Ｅリング３１及びマイラリング３２（フランジ部３０）のプランジャ２０上での設置位置、笠状ゴム部材３５のプランジャ２０の移動方向の長さ、及び棒状ゴム体４０のプランジャ２０の端面からの突出長さは、プランジャ２０がソレノイド本体１０に引き込まれる際に、笠状ゴム部材３５及び棒状ゴム体４０の前述したような作用（図５、図６参照）が同時的にかつ有効になされるように設定される。また、棒状ゴム体４０の硬度及び外形寸法も前記衝突音が有効に低減できるような圧縮変形がなされるように設定される。
【００３５】
なお、前述した例では、笠状ゴム部材３５及び棒状ゴム体４０の双方がプランジャ２０に対して設けられるものであったが、いずれか一方であってもよい。この場合であっても、笠状ゴム部材３５または棒状ゴム部材４０の前述したようなプランジャ２０の移動速度を低減させる作用によって、従来のソレノイドアクチュエータに比べて衝突音を低減させることができるようになる。
【００３６】
また、前述した例では、単一の棒状ゴム体４０がプランジャ２０に設けられていたが、複数の棒状ゴム体４０を設けることもできる。
【００３７】
なお、前述した例では、プランジャ２０に装着されるＥリング３１及びマイラリング３２によってフランジ部３０を形成したが、マイラリング３２を省いてＥリング３１だけでフランジ部３０を形成しても、また、プランジャ２０の外周面から突出する他の部材にてフランジ部３０を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上、説明したように、本発明に係るソレノイドアクチュエータは、衝突音の低減効果を更に高めることができるという効果を有し、ソレノイド本体と、該ソレノイド本体に対して進退自在に設けられ、電磁力によって前記ソレノイド本体内に吸引されるプランジャとを有するソレノイドアクチュエータとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の一形態に係るソレノイドアクチュエータの側面及び前面を示す図である。
【図２】ソレノイドアクチュエータのプランジャに設けられた棒状ゴム体及び笠状ゴム部材を示す図である。
【図３】金型成型にて作製された笠状ゴム部材３５を示す平面図及び断面図である。
【図４】プランジャがソレノイド本体の最端部まで吸引された状態を示すソレノイドアクチュエータの側面図である。
【図５】プランジャが吸引される際の笠状ゴム部材の状態を原理的に示す図である。
【図６】プランジャが吸引される際の棒状ゴム体の状態を原理的に示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ソレノイド本体
１１  外枠体
１２  電磁作用部
１３  空隙
１５  固定磁極端面
２０  プランジャ
３０  フランジ部
３１  Ｅリング
３２  マイラリング
３５  笠状ゴム部材（笠状弾性部材）
４０  棒状ゴム体（棒状弾性部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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