(57)【要約】【課題】  可動磁極を低速で摺動させることが可能な構成を有するソレノイドにおいて、比較的簡便な構造で安価に製造できる変速手段を有するソレノイドを提供すること。【解決手段】  コイル７２に通電したときにプランジャ６０が第２の蓋部材２０に吸引される。プランジャ６０は、スリーブ４５などによって形成された内部空間を先端側に向かって摺動するが、この内部空間にある空気は、プランジャ６０によって先端側に押され、第２の蓋部材２０の円筒状中空部２６を介してＯリング４７まで流れる。Ｏリング４７は十分な気密性を得られない径及び太さのものを意図的に選択しているので、空気はＯリング４７と第２の蓋部材２０及び第２の固定部材３４との僅かな間隙を通過してソレノイド１０の外部に流出し、プランジャ６０の摺動速度は、この空気の弾発力によって低速となる。【選択図】  図１
2019016717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなると共に、筒状に形成されたケースと、
磁性材料からなると共に、前記ケースの基端側開口部を閉止するように設けられた第１の蓋部材と、
磁性材料からなると共に、前記ケースの先端側開口部を閉止するように設けられ第２の蓋部材と、
前記第１の蓋部材と前記第２の蓋部材との間に介在するように設けられると共に、中空部が形成されたコイルボビンと、
前記コイルボビンにコイルワイヤを巻回して形成されたコイルと、
略円筒状に形成されると共に、一部が前記コイルボビンの前記中空部の内部に配置されたスリーブと、
一部又は全部が前記スリーブの内部に配置されると共に、前記コイルに通電したときに前記ケースの先端側に前記スリーブの内部を摺動するように設けられたプランジャとを有するソレノイドであって、
前記第１の蓋部材は、一部又は全部が前記ケースの基端側から外部に突出するように設けられると共に内部に前記スリーブの一部が設けられた円筒状部と、該円筒状部の前記第２の蓋部材側の端部又はその近傍部から周囲に張り出すように設けられると共に前記ケースの基端側開口部に固定されるフランジ部とを備え、
前記第２の蓋部材は、一部又は全部が前記ケースの先端側から外部に突出するように設けられると共に内部に前記プランジャ又は前記プランジャに接続されたシャフトが挿通された円筒状部と、該円筒状部の前記第１の蓋部材側の端部又はその近傍部から周囲に張り出すように設けられると共に前記ケースの基端側開口部に固定されるフランジ部とを備え、
さらに、前記第１の蓋部材の前記円筒状部に固定されると共に、内部を前記プランジャが摺動する中空部が形成された第１の固定部材と、
前記第２の蓋部材の前記円筒状部に固定されると共に、内部を前記プランジャ又は前記シャフトが摺動可能な中空部が形成された第２の固定部材と、
略円環状に形成されると共に、内部に前記プランジャが挿通され、かつ、前記第１の蓋部材の前記円筒状部と前記第１の固定部材との間に介在した状態で配置され、前記スリーブの内部から第１の固定部材に向かって流れる空気の流通を制限する第１の気密部材と、
略円環状に形成されると共に、内部に前記プランジャ又は前記シャフトが挿通され、かつ、前記第２の蓋部材の前記円筒状部と前記第２の固定部材との間に介在した状態で配置され記スリーブの内部から第２の固定部材に向かって流れる空気の流通を制限する第２の気密部材と、
前記第２の蓋部材の前記円筒状部と前記第２の固定部材との間に設けられると共に、前記第２の蓋部材の前記円筒状部を経由して外部に流れ出る単位時間当たりの空気の流出量を所定範囲内に制限する空気流出路とを有することを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
さらに、前記第２の固定部材の前記中空部に嵌合され、前記シャフトを案内すると共に、前記第２の気密部材の近傍に配置された軸受を有することを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
【請求項３】
前記空気流出路は、前記第２の気密部材と前記第２の蓋部材の前記円筒状部、又は、前記第２の固定部材との間に設けられた間隙であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のソレノイド。
【請求項４】
前記空気流出路は、前記第２の蓋部材と前記第２の固定部材とが互いに当接している領域において、前記第２の蓋部材と前記第２の固定部材とのいずれか一方又は両方の表面に形成された溝であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のソレノイド。
【請求項５】
さらに、前記プランジャの基端部近傍に固定された第３の固定部材と、
前記プランジャが挿通されると共に、前記第３の固定部材に当接するように配置されたスプリング受けと、
前記プランジャが挿通されると共に、基端側端部が前記スプリング受けに当接し、先端側端部が前記第１の固定部材に当接するように設けられたスプリングとを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動型のソレノイドに関し、特に、可動磁極を低速で摺動させることが可能な構成を有するソレノイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
直動型のソレノイドは、可動磁極が高速で摺動する上に、動作の前後において可動磁極を所定位置に保持することが容易であることから、生産機械や車両などの機械要素として幅広く利用されている。さらに、このようなソレノイドは、可動磁極を所定位置に保持する際の消費電力が少ない、又は、不要であるという利点も併せ持っている。その一方、固定磁極の可動磁極に対して強い吸引力が作用することから、可動磁極を低速で摺動させることは非常に難しいという課題がある。そこで、この課題を解消するために、可動磁極を低速で摺動させる構成を設けたソレノイドの発明が提案されている。
【０００３】
図１２は、従来技術に係る可動磁極が低速で直動運動するソレノイドを示し、（ａ）は変速装置の断面図、（ｂ）は変速装置及びこれを装着したソレノイドの断面図である。図１２において、２００は変速装置、２０１は不変向弁体、２０２はシリンダ、２０３は抜気孔、２０４は通気孔、２０５は弁体、２０６は弁棒、２０７は取付管、２０８は蓋部、２０９は通気孔、２１０はソレノイド、２１１は固定磁極、２１２は通気孔、２１３は可動磁極、２１４はヨーク、２１５は取付部、２１６はコイルである。
【０００４】
図１２は、特開平９−２７０３２０号公報に開示された発明における可動磁極を低速で直動運動させる構成を示すものである。図１２（ａ）に示すように、変速装置２００は、シリンダ２０２の底部に取付管２０７が設けられ、シリンダ２０２の口部に蓋体２０８が嵌着されている。また、蓋体２０８の中心部には、弁棒２０６がねじによって進退可能に支持されおり、蓋体２０８の周辺部には通気孔２０９が形成されている。弁棒２０６は、ねじによって進退させると通気孔２０４が開閉して通気量を調節できる。さらに、シリンダ２０２の内部には、可変向弁体２０１が設けられている。可変向弁体２０１の片面には、弁体２０５が配設されている。弁体２０５は、抜気孔２０３を塞ぐように位置決めされる。この構成において、取付管２０７側からシリンダ２０２の内部に空気を送り込むと、弁体２０５が抜気孔２０３を閉止するので、抜気孔２０９には送り込んだ空気が通らない。そして、図１２（ｂ）に示すように、変速装置２００をソレノイド２１０のヨーク２１４に開口した取付部２１５に装着する。
【０００５】
この構成において、コイル２１６に通電すると、コイル２１６の励磁によって可動磁極２１３が固定磁極２１１に吸引されて、可動磁極２１３と固定磁極２１１との間にある空気が通気孔２１２を通ってシリンダ２０２の内部に空気を送り込まれる。このとき、弁体２０５が抜気孔２０３を閉塞しているので、この空気は通気孔２０４を通り、さらに蓋体２０８の通気孔２０９から外部へ抜けることになる。弁棒２０６を調節して通気孔２０４の断面積が所定の大きさに調節しておくと、シリンダ２０２の内部の空気が抜けるのに時間を要し、可動磁極２１３は空気の抵抗によってその摺動速度が遅くなる。
【０００６】
以上の構成によれば、固定磁極の可動磁極に対する強い吸引力に抗して、可動磁極を低速で摺動させることが可能となる。しかながら、上述のようなソレノイド２１０より相当に小さい変速装置２００を装着する構成では、可変向弁体２０１等の構成部品もかなり小さくものとなるので、これらの構成部品も高い精度で加工し、組み立てる必要がある。さらに、取付管２０７と取付部２１５との間隙から空気が漏れ出ないように、取付管２０７及び取付部２１５は特に高い精度で加工して接続する必要がある。このように、高い精度で加工し、組み立てる必要がある変速装置は高価なものとなり、ひいてはソレノイド自体の価格上昇を招くことになるので、好ましい解決手段とは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２７０３２０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するために、可動磁極を低速で摺動させることが可能な構成を有するソレノイドにおいて、比較的簡便な構造で安価に製造できる変速手段を有するソレノイドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、磁性材料からなると共に、筒状に形成されたケースと、磁性材料からなると共に、前記ケースの基端側開口部を閉止するように設けられた第１の蓋部材と、磁性材料からなると共に、前記ケースの先端側開口部を閉止するように設けられ第２の蓋部材と、前記第１の蓋部材と前記第２の蓋部材との間に介在するように設けられると共に、中空部が形成されたコイルボビンと、前記コイルボビンにコイルワイヤを巻回して形成されたコイルと、略円筒状に形成されると共に、一部が前記コイルボビンの前記中空部の内部に配置されたスリーブと、一部又は全部が前記スリーブの内部に配置されると共に、前記コイルに通電したときに前記ケースの先端側に前記スリーブの内部を摺動するように設けられたプランジャとを有するソレノイドであって、前記第１の蓋部材は、一部又は全部が前記ケースの基端側から外部に突出するように設けられると共に内部に前記スリーブの一部が設けられた円筒状部と、該円筒状部の前記第２の蓋部材側の端部又はその近傍部から周囲に張り出すように設けられると共に前記ケースの基端側開口部に固定されるフランジ部とを備え、前記第２の蓋部材は、一部又は全部が前記ケースの先端側から外部に突出するように設けられると共に内部に前記プランジャ又は前記プランジャに接続されたシャフトが挿通された円筒状部と、該円筒状部の前記第１の蓋部材側の端部又はその近傍部から周囲に張り出すように設けられると共に前記ケースの基端側開口部に固定されるフランジ部とを備え、さらに、前記第１の蓋部材の前記円筒状部に固定されると共に、内部を前記プランジャが摺動する中空部が形成された第１の固定部材と、前記第２の蓋部材の前記円筒状部に固定されると共に、内部を前記プランジャ又は前記シャフトが摺動可能な中空部が形成された第２の固定部材と、略円環状に形成されると共に、内部に前記プランジャが挿通され、かつ、前記第１の蓋部材の前記円筒状部と前記第１の固定部材との間に介在した状態で配置され、前記スリーブの内部から第１の固定部材に向かって流れる空気の流通を制限する第１の気密部材と、略円環状に形成されると共に、内部に前記プランジャ又は前記シャフトが挿通され、かつ、前記第２の蓋部材の前記円筒状部と前記第２の固定部材との間に介在した状態で配置され記スリーブの内部から第２の固定部材に向かって流れる空気の流通を制限する第２の気密部材と、前記第２の蓋部材の前記円筒状部と前記第２の固定部材との間に設けられると共に、前記第２の蓋部材の前記円筒状部を経由して外部に流れ出る単位時間当たりの空気の流出量を所定範囲内に制限する空気流出路とを有することを特徴とするソレノイドである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、さらに、前記第２の固定部材の前記中空部に嵌合され、前記シャフトを案内すると共に、前記第２の気密部材の近傍に配置された軸受を有することを特徴とするソレノイドである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記空気流出路は、前記第２の気密部材と前記第２の蓋部材の前記円筒状部、又は、前記第２の固定部材との間に設けられた間隙であることを特徴とするソレノイドである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記空気流出路は、前記第２の蓋部材と前記第２の固定部材とが互いに当接している領域において、前記第２の蓋部材と前記第２の固定部材とのいずれか一方又は両方の表面に形成された溝であることを特徴とするソレノイドである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発明において、さらに、前記プランジャの基端部近傍に固定された第３の固定部材と、前記プランジャが挿通されると共に、前記第３の固定部材に当接するように配置されたスプリング受けと、  前記プランジャが挿通されると共に、基端側端部が前記スプリング受けに当接し、先端側端部が前記第１の固定部材に当接するように設けられたスプリングとを有することを特徴とするソレノイドである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、プランジャが収納されるソレノイドの内部空間を空気の貯留空間として利用し、空気流出路を設けることによって、第２の蓋部材の円筒状部を経由して外部に流れ出る単位時間当たりの空気の流出量を所定範囲内に制限しているので、ソレノイドの内部空間に貯留されている空気がプランジャからの圧力に抗して、プランジャの摺動を低速に抑える。したがって、プランジャの摺動を低速にするための部材の殆どをソレノイドの内部に設けるので、ソレノイドの外部に変速手段の全てを設ける構成よりも比較的簡便な構造であり、ソレノイドを安価に製造することが可能となる。
【００１５】
ストローク長が長くする方が低速で摺動させるソレノイドの利点が大きくなるが、ストローク長が長いと、シャフトが摺動するときに中心軸に対して僅かに傾くことがある。シャフトが傾くと、第２の気密部材の特定の部位を押圧するように接して、単位時間当たりの空気の流出量に影響が及ぶことがある。請求項２に記載の発明によれば、軸受を第２の気密部材の近傍に配置するので、シャフトが中心軸に沿って正しく摺動するようになり、空気の流出量が意図せず変動することを抑制することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、第２の気密部材として、十分な気密性を得られない径又は太さのものを意図的に選択することによって空気流出路を極めて容易に設けることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、所定の深さ及び幅を持つ空気流出路を極めて容易に形成できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、第１の固定部材を実質的に第２のスプリング受けとして利用するので、プランジャを復帰させる機構を簡便に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態における断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの通電状態における断面図である。
【図３】本発明の第１の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材付近の部分拡大断面図である。
【図４】本発明の第１の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は拡大断面図である。
【図５】本発明の第１の形態に係るソレノイドの第２の固定部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は拡大断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態における断面図である。
【図７】本発明の第２の形態に係るソレノイドの第１の蓋部材付近の部分拡大断面図である。
【図８】本発明の第２の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材付近の部分拡大断面図である。
【図９】本発明の第３の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材付近の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の第４の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材付近の部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の第５の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材付近の部分拡大断面図である。
【図１２】図１２は、従来技術に係る可動磁極が低速で直動運動するソレノイドを示し、（ａ）は変速装置の断面図、（ｂ）は変速装置及びこれを装着したソレノイドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、以下に述べる第１から第４までの本発明の各実施の形態において、「基端側」とはコイルへの非通電状態においてプランジャが配置されている側、つまり各図面の下側（Ｅ形止め輪５９がある側）、「先端側」とはコイルへ通電したときにプランジャが摺動して行く側、つまり各図面の上側（ナット７４がある側）と定義する。なお、この定義は、特許請求の範囲における「基端側」及び「先端側」についても同様に定義する。また、プランジャの摺動速度を「低速」と記載した場合の速度は、特定の速度を意味するものではないが、プランジャの摺動速度が空気による反発力がない又は殆どない場合よりも遅いことが目視によって認識できる程度の速度とする。
【００２１】
本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドについて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態における断面図である。図１において、１０はソレノイド、２０は第２の蓋部材、２１は円筒状部、２２は底部、２３はフランジ部、２５は嵌合部、３０は第１の固定部材、３１は肉厚円筒状部、３２は径小円筒状部、３３は肉薄円筒状部、３４は第２の固定部材、３５は底部、３６は円筒状部、４０は第１の蓋部材、４１は円筒状部、４２はフランジ部、４３は圧入深さ規定部、４５はスリーブ、４６は誘い込み部、４７及び４８はＯリング、４９はスプリング、５０は補助磁極、５１はフランジ部、５２は肉厚円筒状部、５３は肉薄円筒状部、５４はスペーサ、５５は環状突出部、５６は円板状部、５７はスプリング受け、５８はフランジ部、５９はＥ形止め輪、６０はプランジャ、６１は本体部、６２は径小円筒状部、６３は円錐台状部、６４は嵌合穴、６５は環状溝、６６はシャフト、６７は本体部、６８はねじ部、６９は嵌合部、７０はケース、７１はコイルボビン、７２はコイル、７３はワッシャ、７４はナット、７５は軸受である。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの通電状態における断面図である。図２において用いた符号は、全て図１と同じものを示す。さらに、図３は、本発明の第１の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材付近の部分拡大断面図である。図３において、用いた符号は、全て図１と同じものを示す。また、図４は、本発明の第１の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は拡大断面図である。図４において、２６及び２７は円筒状中空部、２８はテーパ面、２９は下面であり、その他の符号は図１と同じものを示す。さらに、本発明の第１の形態に係るソレノイドの第２の固定部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は拡大断面図である。図５において、３７はＯリング収納部、３８及び３９は円筒状中空部であり、その他の符号は図１と同じものを示す。
【００２２】
まず、第１の実施の形態に係るソレノイドの全体構成の概略について述べる。図１及び図２に示すように、ソレノイド１０は、コイル７２に通電したときに、磁性材からなるプランジャ６０、第１の蓋部材４０、ケース７０、第２の蓋部材２０、補助磁極５０による磁気回路が生成され、プランジャ６０が第２の蓋部材２０に吸引される。プランジャ６０は、スリーブ４５や第２の蓋部材２０などによって形成されたソレノイド１０の内部空間を先端側に向かって摺動する。このとき、この内部空間にある空気は、プランジャ６０によって先端側に押され、第２の蓋部材２０の円筒状中空部２６を介して、第２の気密部材であるＯリング４７まで流れる。後述するように、Ｏリング４７は十分な気密性を得られない径及び太さのものを意図的に選択しているので、この空気はＯリング４７と第２の蓋部材２０及び第２の固定部材３４との僅かな間隙を通過してソレノイド１０の外部に流出する。プランジャ６０の摺動速度は、この空気の弾発力によって低速となるが、単位時間当たりの空気流出量が所定量になるような径及び太さのＯリング４７を選択しているので、プランジャ６０は空気の弾発力を受けつつもソレノイド１０の外部に空気を押し出し続ける。したがって、プランジャ６０は、途中で停止することなく、空気の弾発力を受けながら低速で摺動し続ける。なお、第２の気密部材は、単位時間当たりの空気流出量が所定量になり、シャフト６６が摺動する際に気密部材であれば、ＴリングやＤリング、ＸリングなどＯリング以外のものであってもよい
【００２３】
続けて、ソレノイド１０の各部材について詳しく説明する。第１の蓋部材４０は、磁性材から形成されており、ケース７０の基端側の開口部に嵌合されている。また、第１の蓋部材４０は、基端側に突出した円筒状部４１と、円筒状部４１の先端側端部に設けられたフランジ部４２を備えている。円筒状部４１は、略円筒状に形成されており、内部にスリーブ４５の基端側の一部が挿入されている。フランジ部４２は、ケース７０の基端側の開口部に嵌合される部分であり、基端側にケース７０と同じ径の圧入深さ規定部４３が形成されている。圧入深さ規定部４３を形成したことにより、フランジ部４２をケース７０に圧入する工程において、圧入深さ規定部４３とケース７０の端面が接したところで圧入が停止される。なお、圧入深さ規定部４３を形成せず、ケース７０の基端側端部の近傍部分を肉薄にしてケース７０の内周面に段差部を設け、この段差部によって圧入が停止されるようにしてもよい。
【００２４】
第１の固定部材３０は、樹脂、又は、非磁性の金属から形成されており、また３つの機能を併せ持つ部材である。第１の機能として、第１の気密部材であるＯリング４８を第１の蓋部材４０と共に保持する機能である。すなわち、第１の固定部材３０は、中間部である肉厚円筒状部３１の基端側に、肉厚円筒状部３１よりも内径及び外径が小さい径小円筒状部３２を設けている。さらに、肉厚円筒状部３１の先端側に、肉厚円筒状部３１よりも内径が小さく、肉厚円筒状部３１と外径が同じである肉薄円筒状部３３を設けている。そして、肉厚円筒状部３１と径小円筒状部３２との内周面の段差部にＯリング４８を配置して、肉厚円筒状部３１と肉薄円筒状部３３との内周面の段差部を圧入深さ規定部として利用しつつ、肉薄円筒状部３３に対して第１の蓋部材４０の円筒状部４１を嵌合している。Ｏリング４８は、第１の固定部材３０及び第１の蓋部材４０に保持され、スリーブ４５の内部にある空気が径小円筒状部３２の外部に流出するのを規制する。
【００２５】
また、第１の固定部材３０は、第２の機能として、スプリング受けとしての機能を持っている。すなわち、第１の固定部材３０は、スプリング４９の先端側部分に対して径小円筒状部３２を挿入し、さらに肉厚円筒状部３１と径小円筒状部３２との外周面の段差部にスプリング４９の先端側部分が当接するように構成されている。くわえて、第３の機能として、プランジャ６０が先端側に摺動したときに、プランジャ６０を所定位置で停止させるストッパとしての機能を持っている。すなわち、プランジャ６０の本体部６１の基端側端部の近傍に環状溝６５が形成されており、環状溝６５には第３の固定部材であるＥ形止め輪５９が固定されている。Ｅ形止め輪５９の先端側にはスプリング受け５７が配置されている。スプリング受け５７は、プランジャ６０の本体部６１が挿通された状態で設けられており、フランジ部５８にスプリング４９の基端側部分が当接するように構成されている。つまり、スプリング４９は、第１の固定部材３０とスプリング受け５７との間に押し縮められた状態で設けられており、プランジャ６０を基端側に付勢する弾発力を持っている。コイル７２に通電すると、プランジャ６０は第２の蓋部材２０に吸引されるが、図２に示すように、第１の固定部材３０の径小円筒状部３２とスプリング受け５７とが当接したところで停止する。
【００２６】
スリーブ４５は、コイルボビン７１の中空部に配置されており、さらに先端側が補助磁極５０の肉薄円筒状部５３が挿入され、基端側が第１の蓋部材４０の円筒状部４１に挿入されている。また、基端側端部は、プランジャ６０の摺動時に本体部６１に接触して傷付けることがないように、誘い込み部４６が形成されている。コイル７２は、コイルボビン７１にコイルワイヤを巻回して形成したものである。また、コイルボビン７１は、第１の蓋部材４０と第２の蓋部材２０との間に配置されている。ケース７０は、磁性材から形成されており、ソレノイド１０の外殻となると共に、コイル７２への通電時には、プランジャ６０などと共に磁気回路を構成する。
【００２７】
補助磁極５０は、磁性材から形成されており、プランジャ６０の摺動開始時点における推力を増大するために設けたものである。すなわち、図３に示すように、補助磁極５０は、肉厚円筒状部５２の先端側端部にフランジ部５１が設けられており、フランジ部５１はスペーサ５４の環状突出部５５に囲まれた凹部に嵌合されている。また、肉厚円筒状部５２は、先端側近傍の一部を除き、外周面の肉厚をスリーブ４５の肉厚分だけ削ぐように薄くして、肉薄円筒状部５３としている。肉薄円筒状部５３は、前述のようにスリーブ４５に挿入される。肉薄円筒状部５３と先端側近傍の部分との段差は、肉薄円筒状部５３をスリーブ４５に挿入する際に、挿入停止位置を規定するストッパとなる。さらに、スペーサ５４は、コイル７２に通電した際に、補助磁極５０に過剰に磁束が流れることを抑制する機能を持つ。すなわち、スペーサ５４は、非磁性材料から形成されており、円板状部５６が第２の蓋部材２０の嵌合部２５に囲まれた凹部に嵌合されている。くわえて、前述のように、スペーサ５４の環状突出部５５に補助磁極５０のフランジ部５１が嵌合されているので、補助磁極５０は、第２の蓋部材２０には接しておらず、非磁性のスペーサ５４とのみ接していることになる。よって、スペーサ５４は、磁気回路の抵抗成分として機能することになる。
【００２８】
プランジャ６０は、本体部６１がスリーブ４５、及び、第１の固定部材３０の径小円筒状部３２との内部に配置されており、これらの内部で摺動する。くわえて、本体部６１の先端側には、径小円筒状部６２が形成され、さらに径小円筒状部６２の先端側には円錐台状部６３が形成されている。径小円筒状部６２は、本体部６１よりも径が小さく、かつ、摺動中に補助磁極５０に接することのない径に形成されている。円錐台状部６３は、いわゆるコニカル型に形成されており、安定的な推力を確保するために設けたものである。また、円錐台状部６３には、中心軸に沿って延びる嵌合穴６４が形成されており、嵌合穴６４には、シャフト６６の嵌合部６９が嵌合されている。シャフト６６は、本体部６７の基端側に、本体部よりも径が小さい嵌合部６９が設けられ、先端側にはねじ部６８が設けられている。ねじ部６８には、ワッシャ７３が挿通され、さらに先端側にナット７４がねじ込まれている。ワッシャ７３及びナット７４は、コイル７２への通電を停止して、プランジャ６０及びシャフト６６がスプリング４９の弾発力によって基端側へ復帰する際、図１に示すように、第２の固定部材３４に当接して、プランジャ６０及びシャフト６６の摺動を停止させる。軸受７５は、シャフト６６の摺動を案内する。ソレノイド１０は、ソレノイド１０の全長に比してプランジャ６０が非常に長い長ストローク型のソレノイドであるが、このようなソレノイドでは、シャフトが摺動するときに中心軸に対して僅かに傾くことがある。シャフトが傾くと、Ｏリング４７のような第２の気密部材の特定の部位を押圧するように接して、単位時間当たりの空気の流出量に影響が及ぶことがある。この実施の形態では、軸受７５をＯリング４７の近傍に配置しているので、シャフト６６が中心軸に沿って正しく摺動するようになり、空気の流出量が意図せず変動することを抑制することができる。なお、円錐台状部６３は、図１及び図２に図示した以外の形状であってもよく、さらに、ストローク長が比較的に短い構成とする場合には、円錐台状部６３を設けずに径小円筒状部６２のみ設けるものとしてもよい。
【００２９】
第２の蓋部材２０は、磁性材から形成されており、図４に示すように、円筒状部２１の先端側端部に底部２２が設けられ、基端側端部に２３はフランジ部２３が設けられている。また、円筒状部２１の円筒状中空部２６は、図１及び図２に示すように、内部にプランジャ６０及びシャフト６６が挿通されているが、プランジャ６０及びシャフト６６を低速で摺動させるための空気の貯留空間でもある。底部２２は、その中央に軸受７５を嵌合するための円筒状中空部２７が形成されている。また、円筒状中空部２７は、軸受７５の圧入を容易にするために誘い込み用のテーパ面２８を設けている。フランジ部２３は、ケース７０の先端側の開口部を閉止するものである。また、フランジ部２３は、その下面２９から嵌合部２５が円環状に突出している。嵌合部２５は、ケース７０の先端側に嵌合される部分であり、内側の凹部にはスペーサ５４が嵌合される。
【００３０】
第２の固定部材３４は、非磁性材料から形成されており、図５に示すように、円筒状部３６の先端側端部に底部３５が設けられている。円筒状部３６は、その円筒状中空部３９に第２の蓋部材２０の底部２２が嵌合される。底部３５は、プランジャ６０及びシャフト６６がスプリング４９の弾発力によって基端側へ復帰する際、ワッシャ７３及びナット７４に当接して、プランジャ６０及びシャフト６６の摺動を停止させるストッパとなる。また、底部３５は、その中央にシャフト６６を挿通するための円筒状中空部３８が形成されている。さらに、円筒状中空部３８の基端側には、円筒状中空部３８よりも径を大きいＯリング収納部３７を設けている。Ｏリング収納部３７は、環状に形成された隅部であり、Ｏリング４７との間に僅かな間隙、つまり空気流出路ができる径及びに形成されている。
【００３１】
以上説明した第１の実施の形態に係るソレノイド１０によれば、プランジャ６０が収納されるソレノイドの内部空間である第２の蓋部材２０、スリーブ４５及び補助磁極５０に囲まれた空間を空気の貯留空間として利用し、Ｏリング４７と第２の蓋部材２０及び第２の固定部材３４との間隙を空気流出路とすることによって、第２の蓋部材２０の円筒状部を経由して外部に流れ出る単位時間当たりの空気の流出量を所定範囲内に制限しているので、ソレノイド１０の内部空間に貯留されている空気がプランジャから６０の圧力に抗して、プランジャ６０の摺動を低速に抑える。したがって、プランジャ６０の摺動を低速にするための部材の殆どをソレノイド１０の内部に設けているので、ソレノイド１０の外部に変速手段の全てを設ける構成よりも比較的簡便な構造であり、ソレノイド１０を安価に製造することが可能となる。また、軸受７５をＯリング４７の近傍に配置しているので、シャフト６６が中心軸に沿って正しく摺動するようになり、空気の流出量が意図せず変動することを抑制することができる。さらに、第２の気密部材として、十分な気密性を得られない径及び太さのＯリング４７を意図的に選択することによって空気流出路を極めて容易に設けることができる。くわえて、第１の固定部材３０を実質的に第２のスプリング受けとして利用するので、プランジャ６０及びシャフト６６を復帰させる機構を簡便に実現することができる。
【００３２】
引き続いて、本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドについて説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態における断面図である。図６において、１１はソレノイド、８０は第２の蓋部材、８１は円筒状部、８２は底部、８３はフランジ部、８５は嵌合部、８６は円筒状中空部、９０は径大底部、９４は第１の蓋部材、９５は肉薄円筒状部、９８はフランジ部、９９は圧入深さ規定部、１００は第１の固定部材、１０１は肉厚円筒状部、１０２は径小円筒状部、１０３は肉薄円筒状部であり、その他の符号は図１と同じものを示す。また、図７は、本発明の第２の形態に係るソレノイドの第１の蓋部材付近の部分拡大断面図である。図において、１１０は第２の固定部材、１１１は底部、１１２は円筒状部、１１３は係止部、１１４は誘い込み面であり、その他の符号は図１及び図７と同じものを示す。さらに、図８は、本発明の第２の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材付近の部分拡大断面図である。図８において、９６は肉厚円筒状部、９７はテーパ面、１０４は曲げ加工部であり、その他の符号は図１及び図７と同じものを示す。
【００３３】
本発明の第２の実施の形態に係るソレノイド１１は、ソレノイド１０よりも想定してない部分から空気が漏出することをより確実に防止するために気密性を高めた構成としている。具体的には、図６に示すように、第１の蓋部材９４に対する第１の固定部材１００の固定構造、及び、第２の蓋部材８０に対する第２の固定部材１１０の固定構造がソレノイド１０と異なっている。第１の蓋部材９４は、図８に示すように、肉薄円筒状部９５、フランジ部９８及び深さ規定部９９がソレノイド１０の第１の蓋部材４０と共通する一方、肉薄円筒状部９５の基端側に肉厚円筒状部９６を設けている点が相違している。肉厚円筒状部９６は、肉薄円筒状部９５よりも肉厚であり、外径が肉薄円筒状部９５より大きくなっている。また、肉薄円筒状部９５と肉厚円筒状部９６との境界領域は、基端側に拡がるテーパ面９７として形成されている。第１の固定部材１００は、肉厚円筒状部１０１、径小円筒状部１０２及び肉薄円筒状部１０３がソレノイド１０の第１の固定部材３０と共通する一方、肉薄円筒状部１０３の先端側に曲げ加工部１０４を設けている点が相違している。すなわち、第１の固定部材１００の肉薄円筒状部１０３を第１の蓋部材９４の肉厚円筒状部９６に圧入した後に、肉薄円筒状部１０３の先端側をテーパ面９７に密着するように曲げ加工している。
【００３４】
第２の蓋部材８０は、図７に示すように、円筒状部８１、フランジ部８３、嵌合部８５及び円筒状中空部８６がソレノイド１０の第２の蓋部材２０と共通する一方、底部８２に水平方向に張り出した径大底部９０を設けている点が相違している。径大底部９０は、底部８２の先端側に設けられており、外径が底部８２より大きくなっている。第２の固定部材１１０は、底部１１１がソレノイド１０の第２の固定部材３４と共通する一方、円筒状部１１２の内周面の基端側に係止部１１３を設けている点が相違している。係止部１１３は、内周面から環状に突出しており、円筒状部１１２の他の部分よりも内径が小さくなっている。さらに、係止部１１３は、内周面が基端側に拡がる誘い込み面１１４が形成されている。第２の固定部材１１０を第２の蓋部材８０に圧入する際には、第２の蓋部材８０の径大底部９０が誘い込み面１１４を乗り越えて、円筒状部１１２の先端側に押し込まれる。径大底部９０が誘い込み面１１４を乗り越えると、径大底部９０が係止部１１３に係止されるので、第２の固定部材１１０は第２の蓋部材８０に対して強く固定される。以上のように、この実施の形態に係るソレノイド１１は、第１の固定部材１００と第２の固定部材１１０とを強固に固定する構成を有しているので、ソレノイド１０よりも気密性を高めることができる。
【００３５】
さらに、本発明の第３の実施の形態に係るソレノイドについて説明する。図９は、本発明の第３の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材付近の部分拡大断面図である。図９において、１２はソレノイド、１２０は第２の固定部材、１２１は底部、１２２は円筒状部、１３０はシャフト、１３１は本体部、１３２はねじ部であり、その他の符号は図１と同じものを示す。
【００３６】
本発明の第３の実施の形態に係るソレノイド１２は、第２の固定部材１２０を第２の蓋部材２０の内部に収納して、ソレノイド１０及びソレノイド１１よりも全長をより短くしている。すなわち、図９に示すように、第２の固定部材１２０は、第２の蓋部材２０の円筒状中空部２６に圧入されている。第２の固定部材１２０は、底部１２１が基端側に、円筒状部１２２が先端側に配置されており、ソレノイド１０の第２の固定部材３４、及び、ソレノイド１１の第２の固定部材１１０とは逆の位置関係となっている。底部１２１と円筒状部１２２とに囲まれた隅部には、Ｏリング４７が配置されており、底部１２１及び円筒状部１２２、並びに、シャフト１３０の本体部１３１との僅かな間隙を空気流出路としている。また、シャフト１３０は、本体部１３１の長さがソレノイド１０及びソレノイド１１のシャフト６６よりも短くなっており、ねじ部１３２に固定されたワッシャ７３は第２の蓋部材２０に当接する。以上のように、この形態に係るソレノイド１２は、ソレノイド１０及びソレノイド１１よりも全長が短く、ソレノイドをさらに小型化できるという利点がある。
【００３７】
さらに、本発明の第４の実施の形態に係るソレノイドについて説明する。図１０は、本発明の第４の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材付近の部分拡大断面図である。図１０において、１３はソレノイド、１４０は第２の蓋部材、１４１は円筒状部、１４２は底部、１４３はフランジ部、１４４は空気流通溝、１４５は嵌合部、１４６及び１４７は円筒状中空部、１４８はＯリングであり、その他の符号は図１と同じものを示す。また、図１１は、本発明の第５の形態に係るソレノイドの第２の蓋部材付近の部分拡大断面図である。図１１において、１４はソレノイド、１４９はＯリング、１５０は第２の固定部材、１５１は底部、１５２は円筒状部、１５３は空気流通溝、１５４は円筒状中空部であり、その他の符号は図１と同じものを示す。
【００３８】
本発明の第４の実施の形態に係るソレノイド１３は、特定形状の空気流通路を作成したものである。すなわち、図１０に示すように、第２の蓋部材１４０は、底部１４２及び円筒状部１４１の外周面に、円筒状中空部１４７から連続する空気流通溝１４４が形成されている。したがって、円筒状中空部１４６から円筒状中空部１４７に流れ込んだ空気は、空気流通溝１４４を通ってから外部に流出する。なお、Ｏリング１４８は、円筒状中空部１４７に開口している空気流通溝１４４の端部を閉止しない径及び太さのものを選択している。なお、第２の蓋部材１４０の円筒状部１４１、底部１４２、フランジ部１４３、嵌合部１４５、円筒状中空部１４６及び１４７は、空気流通溝１４４を形成した部分を除いてソレノイド１０の第２の蓋部材２０と同じ形状及び大きさである。
【００３９】
本発明の第５の実施の形態に係るソレノイド１４は、ソレノイド１３と同様に、特定形状の空気流通路を作成したものである。すなわち、図１１に示すように、第２の固定部材１５０の底部１５１及び円筒状部１５２の円筒状中空部１５４側の面に空気流通溝１５３が形成されている。したがって、第２の蓋部材２０の円筒状中空部２６から円筒状中空部２７に流れ込んだ空気は、空気流通溝１５３を通ってから外部に流出する。なお、Ｏリング１４９は、円筒状中空部２７に開口している空気流通溝１５３の端部を閉止しない径及び太さのものを選択している。なお、第２の固定部材１５０の底部１５１及び円筒状部１５２は、空気流通溝１５３を形成した部分を除いてソレノイド１０の第２の固定部材３４と同じ形状及び大きさである。以上のソレノイド１３及びソレノイド１４によれば、Ｏリングの径及び太さを適宜設定して周囲の僅かな間隙を空気流通溝とするではなく、空気流通溝１１４及び空気流通溝１５３を形成しているので、Ｏリング等の第２の気密部材が経年変化しても単位時間当たりの空気の流出量が変化しにくいと言う利点がある。
【００４０】
本発明は以上に説明した内容に限定されるものではなく、例えば、本発明の第４の実施の形態に係るソレノイド１３の空気流通溝１４４と本発明の第５の実施の形態に係るソレノイド１４の空気流通溝１５３との両方の空気流通路備える構成とするなど、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限りにおいて種々のソレノイドに適用することが可能である。
【００４１】
なお、プランジャのストローク長が比較的短意構成であって、基端側部分が第１の蓋部材の外部に突出しない場合には、以下の構成とすることが望ましい。すなわち、第１のソレノイドとして、磁性材料からなると共に、筒状に形成されたケースと、磁性材料からなると共に、前記ケースの基端側開口部を閉止するように設けられた第１の蓋部材と、磁性材料からなると共に、前記ケースの先端側開口部を閉止するように設けられ第２の蓋部材と、前記第１の蓋部材と前記第２の蓋部材との間に介在するように設けられると共に、中空部が形成されたコイルボビンと、前記コイルボビンにコイルワイヤを巻回して形成されたコイルと、略円筒状に形成されると共に、一部が前記コイルボビンの前記中空部の内部に配置されたスリーブと、  一部又は全部が前記スリーブの内部に配置されると共に、前記コイルに通電したときに前記ケースの先端側に前記スリーブの内部を摺動するように設けられたプランジャとを有するソレノイドであって、前記第２の蓋部材は、一部又は全部が前記ケースの先端側から外部に突出するように設けられると共に内部に前記プランジャ又は前記プランジャに接続されたシャフトが挿通された円筒状部と、該円筒状部の前記第１の蓋部材側の端部又はその近傍部から周囲に張り出すように設けられると共に前記ケースの基端側開口部に固定されるフランジ部とを備え、さらに、前記第２の蓋部材の前記円筒状部に固定されると共に、内部を前記プランジャ又は前記シャフトが摺動可能な中空部が形成された第２の固定部材と、  略円環状に形成されると共に、内部に前記プランジャ又は前記シャフトが挿通され、かつ、前記第２の蓋部材の前記円筒状部と前記第２の固定部材との間に介在した状態で配置され記スリーブの内部から第２の固定部材に向かって流れる空気の流通を制限する気密部材と、前記第２の蓋部材の前記円筒状部と前記第２の固定部材との間に設けられると共に、前記第２の蓋部材の前記円筒状部を経由して外部に流れ出る単位時間当たりの空気の流出量を所定範囲内に制限する空気流出路とを有することを特徴とするソレノイド、とすることが望ましい。また、第１のソレノイドにおいては、さらに、前記第２の固定部材の前記中空部に嵌合され、前記シャフトを案内すると共に、前記第２の気密部材の近傍に配置された軸受を有することを特徴とするソレノイド、とすることができる。さらに、第１又は第２のソレノイドにおいて、前記空気流出路は、前記第２の気密部材と前記第２の蓋部材の前記円筒状部、又は、前記第２の固定部材との間に設けられた間隙であることを特徴とするソレノイド、とすることができる。くわえて、第１又は第２のソレノイドにおいて、前記空気流出路は、前記第２の蓋部材と前記第２の固定部材とが互いに当接している領域において、前記第２の蓋部材と前記第２の固定部材とのいずれか一方又は両方の表面に形成された溝であることを特徴とするソレノイド、とすることができる。以上の構成においても、特許請求の範囲の請求項１乃至請求項４の発明に対応する効果が得られる
【符号の説明】
【００４２】
１０    ソレノイド
１１    ソレノイド
１２    ソレノイド
１３    ソレノイド
１４    ソレノイド
２０    第２の蓋部材
２１    円筒状部
２２    底部
２３    フランジ部
２５    嵌合部
２６    円筒状中空部
２７    円筒状中空部
２８    テーパ面
２９    下面
３０    第１の固定部材
３１    肉厚円筒状部
３２    径小円筒状部
３３    肉薄円筒状部
３４    第２の固定部材
３５    底部
３６    円筒状部
３７    Ｏリング収納部
３８    円筒状中空部
３９    円筒状中空部
４０    第１の蓋部材
４１    円筒状部
４２    フランジ部
４３    圧入深さ規定部
４５    スリーブ
４６    誘い込み部
４７    Ｏリング
４８    Ｏリング
４９    スプリング
５０    補助磁極
５１    フランジ部
５２    肉厚円筒状部
５３    肉薄円筒状部
５４    スペーサ
５５    環状突出部
５６    円板状部
５７    スプリング受け
５８    フランジ部
５９    Ｅ形止め輪
６０    プランジャ
６１    本体部
６２    径小円筒状部
６３    円錐台状部
６４    嵌合穴
６５    環状溝
６６    シャフト
６７    本体部
６８    ねじ部
６９    嵌合部
７０    ケース
７１    コイルボビン
７２    コイル
７３    ワッシャ
７４    ナット
７５    軸受
８０    第２の蓋部材
８１    円筒状部
８２    底部
８３    フランジ部
８５    嵌合部
８６    円筒状中空部
９０    径大底部
９４    第１の蓋部材
９５    肉薄円筒状部
９６    肉厚円筒状部
９７    テーパ面
９８    フランジ部
９９    圧入深さ規定部
１００  第１の固定部材
１０１  肉厚円筒状部
１０２  径小円筒状部
１０３  肉薄円筒状部
１０４  曲げ加工部
１１０  第２の固定部材
１１１  底部
１１２  円筒状部
１１３  係止部
１１４  誘い込み面
１２０  第２の固定部材
１２１  底部
１２２  円筒状部
１３０  シャフト
１３１  本体部
１３２  ねじ部
１４０  第２の蓋部材
１４１  円筒状部
１４２  底部
１４３  フランジ部
１４４  空気流通溝
１４５  嵌合部
１４６  円筒状中空部
１４７  円筒状中空部
１４８  Ｏリング
１４９  Ｏリング
１５０  第２の固定部材
１５１  底部
１５２  円筒状部
１５３  空気流通溝
１５４  円筒状中空部
２００  変速装置
２０１  不変向弁体
２０２  シリンダ
２０３  抜気孔
２０４  通気孔
２０５  弁体
２０６  弁棒
２０７  取付管
２０８  蓋部
２０９  通気孔
２１０  ソレノイド
２１１  固定磁極
２１２  通気孔
２１３  可動磁極
２１４  ヨーク
２１５  取付部
２１６  コイル
【図１】
2019016717.tif 000003
【図２】
2019016717.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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