(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、該ケーシング内に配設された電磁コイルと、該電磁コイルによって励磁される固定磁性材と、該固定磁性材に対して接離可能に配設された可動磁性材とを具備する電磁ソレノイドにおいて、
該ケーシングは、該可動磁性材を収容する作動空間を備え、
該作動空間は、所定の径を有する筒状の内周壁面により形成されるとともに、該内周壁面には、該可動磁性材の両側に形成される室を連通する連通路が形成され、
該連通路は、該内周壁面から該作動空間の径方向に所定の高さを有し、かつ、該連通路の該可動磁性材の接離方向における両端は、該可動磁性材の作動ストローク終端より該接離方向において該作動空間の中央側に位置し、さらに、
該連通路における該接離方向の端部は該接離方向に所定の長さを有し、該端部は、該所定の高さを、該中央側から該連通路の該接離方向の端に向けて徐々に小さくなるように形成されることを特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項２】
該端部が、該連通路の該接離方向の両端に形成されている請求項１に記載の電磁ソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緩衝機能を備えた電磁ソレノイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁ソレノイドは、一般に筒状のケーシングと、該ケーシング内に配設された電磁コイルと、該電磁コイルによって励磁される固定鉄心と、該固定鉄心に対して接離可能に配設された可動鉄心とを具備し、電磁コイルに通電して固定鉄心を励磁することにより可動鉄心を吸引するように構成されている。しかるに、可動鉄心は高速で作動するため、該可動鉄心に装着された作動ロッドによって作動せしめられる被作動部材がストッパーに高速で衝突する。このため、大きな衝撃音を発するとともに、各部材の耐久性を低下させる要因となる。
【０００３】
上記不具合を解消するものとして、作動空間に収容された可動鉄心の両側に形成される室を絞り通路によって連通し、該絞り通路を流通する空気量を制限し、可動鉄心の移動速度を抑制することによりエアクッション作用を生ずるようにした電磁ソレノイドが実開昭５８−８９９１２号公報に開示されている。また、可動鉄心に上記両側に形成される室と連通する絞り通路を設け、該絞り通路を流通する空気量を制限し、可動鉄心の移動速度を抑制することによりエアクッション作用を生ずるようにした電磁ソレノイドが特開昭５９−２２８７０２号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上記各公報に開示された電磁ソレノイドは、可動鉄心の移動速度が上記絞り通路の断面積によって左右される。即ち、絞り通路の断面積が大きいと、移動速度を速くすることができるが、エアクッション作用は減少する。一方、絞り通路の断面積を小さくすると、エアクッション作用は増大するが移動速度が遅くなる。しかるに、電磁ソレノイドをアクチュエータをして用いる場合は、可動鉄心の作動ストローク終端部においてエアクッション作用即ち緩衝機能が働けばよく、作動ストローク端部以外では移動速度が速いことが望ましい。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術的課題は、移動速度を犠牲にすることなく、可動鉄心の作動ストローク終端部においてエアクッション作用を得ることができる電磁ソレノイドを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記技術的課題を解決するために、
「ケーシングと、該ケーシング内に配設された電磁コイルと、該電磁コイルによって励磁される固定磁性材と、該固定磁性材に対して接離可能に配設された可動磁性材とを具備する電磁ソレノイドにおいて、
該ケーシングは、該可動磁性材を収容する作動空間を備え、
該作動空間は、所定の径を有する筒状の内周壁面により形成されるとともに、該内周壁面には、該可動磁性材の両側に形成される室を連通する連通路が形成され、
該連通路は、該内周壁面から該作動空間の径方向に所定の高さを有し、かつ、該連通路の該可動磁性材の接離方向における両端は、該可動磁性材の作動ストローク終端より該接離方向において該作動空間の中央側に位置し、さらに、
該連通路における該接離方向の端部は該接離方向に所定の長さを有し、該端部は、該所定の高さを、該中央側から該連通路の該接離方向の端に向けて徐々に小さくなるように形成される」
ことを特徴とする電磁ソレノイドが提供される。
【０００７】
上記連通路は、該端部が、該連通路の該接離方向の両端に形成されていることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された電磁ソレノイドの好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【０００９】
まず、図１は、本発明に従って構成された電磁ソレノイドの基本的形態を備えた参考例を示す断面図である。
図示の参考例における電磁ソレノイド２は、筒状のケーシング３と、該ケーシング内に配設された電磁コイル４と、該電磁コイル４によって励磁される固定鉄心５と、該固定鉄心５に対して接離可能に配設された可動鉄心６と、該可動鉄心６に装着された作動ロッド７とを具備している。
【００１０】
上記筒状のケース３は、一端（図１において左端）には端壁３１を備えており、他端（図１において右端）が開放されている。上記電磁コイル４は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン８に捲回され、ケース３の内周に沿って配設されている。上記固定鉄心５は、磁性材によって形成され、上記電磁コイル４が捲回されたボビン８の内径に対応した外径を有する吸引部５１と、該吸引部５１の図１において右端に形成されたフランジ部５２とからなっている。このように構成された固定鉄心５は、吸引部５１が上記ボビン８内に配設され、フランジ部５１がケース３の他端側（図１において右端側）に装着される。上記可動鉄心６は、磁性材によって形成され、上記ケース３と電磁コイル４が捲回されたボビン８および固定鉄心５の吸引部５１によって形成される作動空間に固定鉄心５に対して軸方向に接離可能に配設されている。なお、可動鉄心６は、その外径が上記作動空間を形成するケース３およびボビン８の内径より僅かに小さく形成され、ケース３およびボビン８の内周面に沿って軸方向に摺動する。上記作動ロッド７は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成され、その一端部（図１において左端部）に小径部７１が設けられている。このように構成された作動ロッド７は、小径部７１を上記可動鉄心６の中央部に形成された穴６１に挿通し、一端をカシメることにより可動鉄心６に装着する。なお、作動ロッド７の他端部は、上記固定鉄心５の中央部に形成された穴５３を貫通して軸方向に摺動可能に配置される。
【００１１】
図示の参考例における電磁ソレノイド２は、上記可動鉄心６を収容する作動空間を形成するケース３およびボビン８の内周壁面に、可動鉄心６の両側に形成される室５０ａと５０ｂを連通する連通路１０が形成されている。この連通路１０は、両端が可動鉄心６の作動ストローク終端（ケース３の端壁３１の内面および固定鉄心５の吸引部５１の端面）より手前側に位置している。なお、連通路１０は、断面積が比較的大きければ１本でもよく、断面積を小さくして複数本設けてもよい。
【００１２】
ここで、本発明に従って構成された電磁ソレノイドの実施形態について、図２を参照して説明する。
図２に示す実施形態における連通路１０は、その両端部１０ａおよび１０ｂがそれぞれ両端に向けて勾配をもって形成されており、従って両端部が断面積を順次縮小して形成されている。なお、連通路１０は、１本でも複数本でもよく、通路高さを小さくして環状に形成してもよい。
【００１３】
次に、上述した電磁ソレノイド２を変速機のシフト操作を行うシフトアクチュエータに適用した実施形態について、図３を参照して説明する。
図３に示すシフトアクチュエータは、図示しないシフトレバーを装着したコントロールシャフト２１に装着された作動レバー２２を作動するための２個の電磁ソレノイド２、２を用いる。２個の電磁ソレノイド２、２は作動レバー２２の先端部を挟んで互いに対向して配設され、それぞれの作動ロッド７、７の先端が作動レバー２２の先端部に当接するように構成される。
【００１４】
このように２個の電磁ソレノイド２、２によって構成されたシフトアクチュエータは、図３において左側の電磁ソレノイド２の電磁コイル４に通電すると、固定鉄心５が励磁され可動鉄心６が固定鉄心５に吸引される。この結果、可動鉄心６に装着された作動ロッド７が図３において右方に移動し、その先端が上記作動レバー２２に作用して、コントロールシャフト２１を中心として図３において反時計方向に回動する。これにより、作動レバー２２を装着したコントロールシャフト２１が図３において反時計方向に回動するので、該コントロールシャフト３２に装着された図示しないシフトレバー第１の方向にシフト作動せしめられる。このとき、図３において右側の電磁ソレノイド２の作動ロッド７および可動鉄心６は、作動レバー２２によって図３において右方に作動せしめられる。
【００１５】
一方、図３において右側の電磁ソレノイド２の電磁コイル４に通電すると、固定鉄心５が励磁され可動鉄心６が固定鉄心５に吸引される。この結果、可動鉄心６に装着された作動ロッド７が図３において左方に移動し、その先端が上記作動レバー２２に作用して、コントロールシャフト２１を中心として図３において時計方向に回動する。これにより、作動レバー２２を装着したコントロールシャフト２１が図３において時計方向に回動するので、該コントロールシャフト３２に装着された図示しないシフトレバー第２の方向にシフト作動せしめられる。このとき、図３において左方の電磁ソレノイド２の作動ロッド７および可動鉄心６は、作動レバー２２によって図３において左方に作動せしめられる。
【００１６】
上記一対の電磁ソレノイド２、２の作動において、可動鉄心６が上記連通路１０の範囲を移動しているときは、可動鉄心６の両側に形成される室５０ａと５０ｂが連通しているので、両室内の空気の交換が円滑に行われるため、可動鉄心６の作動速度は速い。可動鉄心６が上記連通路１０の範囲を越えると、連通路１０を通して上記両室内の空気の交換ができないため、両室内の空気の交換は可動鉄心６の外周面と作動空間を形成するケース３およびボビン８の内周壁面との僅かな隙間だけとなる。この結果、可動鉄心６の作動方向前側の室の空気が圧縮されて、エアクッション作用を得ることができる。従って、可動鉄心６は上記連通路１０の範囲を越えた作動ストローク終端付近において移動速度が低下せしめられるので、高速度で作動ストローク終端に達することはない。
本発明にしたがって、連通路１０の両端部１０ａおよび１０ｂを図２に示すようにそれぞれ両端に向けて断面積が順次縮小するように形成すれば、可動鉄心６の移動速度を徐々に低下させることができる。なお、図２に示す実施形態においては、連通路１０の両端部１０ａおよび１０ｂをそれぞれ両端に向けて断面積が順次縮小するように形成した例を示したが、少なくとの一方の端部が両端に向けて断面積が順次縮小するように形成することにより、可動鉄心６の移動速度を徐々に低下させることができる。
【００１７】
なお、可動鉄心６の移動速度を徐々に低下させる例として、図２に示す実施形態においては、連通路１０の両端部１０ａおよび１０ｂをそれぞれ両端に向けて断面積が順次縮小するように形成した例を示したが、次のような変形も可能である。例えば、複数の連通路を設け、各連通路の少なくとも一方の端部の長さを順次長くすることにより断面積を順次縮小することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明による電磁ソレノイドは以上のように構成されているので、以下に述べる作用効果を奏する。
【００１９】
即ち、本発明によれば、可動鉄心を収容する作動空間を形成する内周壁面に該可動鉄心の両側に形成される室を連通する連通路が形成されており、該連通路の両端が可動鉄心の作動ストローク終端より手前側に位置するようにしたので、可動鉄心が連通路の範囲を移動しているときは、可動鉄心の両側に形成される室が連通しているので、両室内の空気の交換が円滑に行われるため、可動鉄心の作動速度は速い。そして、可動鉄心が上記連通路の範囲を越えると、連通路を通して上記両室内の空気の交換ができないため、両室内の空気の交換は可動鉄心の外周面と作動空間を形成する内周壁面との僅かな隙間だけとなるので、可動鉄心の作動方向前側の室の空気が圧縮されて、エアクッション作用を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の基本形態を備えた電磁ソレノイドの参考例を示す断面図。
【図２】  本発明に従って構成された電磁ソレノイドの実施形態を示す要部拡大断面図。
【図３】  図１等の電磁ソレノイドを適用したシフトアクチュエータの断面図。
【符号の説明】
２：電磁ソレノイド
３：ケーシング
４：電磁コイル
５：固定鉄心
６：可動鉄心
７：作動ロッド
８：ボビン
１０：連通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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