JP2005188560A - 電磁コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
コイルの電気抵抗を低減しつつ、十分な電磁力を発揮することができ、ひいては小型化を実現することが可能な電磁コイル装置を提供する。
【解決手段】
コイル５ｃを円形コイルボビン５ｂに巻いた電磁コイル部材５ａと、電磁コイル部材５ａを収容するリング形状のコア部材５ｄとを有している電磁コイル装置１０において、電磁コイル部材５ａは、コア部材５ｄ内に複数個が配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は電磁コイル装置に関する。

通常の電磁コイル装置としては、コイルをコイルボビンに巻いた電磁コイル部材と、電磁コイル部材を収容するリング形状のコア部材とを有しているものが知られている。例えば、特許文献１に記載された電磁コイル装置もその一つである。その際、電磁コイル部材はコイルをコイルボビンとしてのリング部に巻きつけることによって構成されており、コア部材としてのリング体は電磁コイル部材を収容している。こうして、コア部材内に１つの電磁コイル部材が収容されている。

電磁コイル装置は、例えば、ドラム部材やアーマチュア部材等と一体にすることにより、電磁クラッチ装置として車両用スライドドアのドア開閉装置に利用することができる（例えば、特許文献２参照。）。

図５に示すように、電磁クラッチ装置９０には中心軸としてのシャフト９１が備えられており、シャフト９１の上端、中央、下端にはボールベアリング９１ａ、９１ｂ、９１ｃが備えられている。シャフト９１には、上端から下端に向かってドラム部材９２、ホイールギア部材９４、アーマチュア部材９５、ロータ部材９６及び電磁コイル装置９８が周設されている。ドラム部材９２はシャフト９１に固定されており、ホイールギア部材９４もシャフト９１に固定されており、ホイールギア部材９４はアーマチュア部材９５に係合されている。そして、アーマチュア部材９５と電磁コイル装置９８との間ではロータ部材９６が介在している。電磁コイル装置９８では、コイルボビン９８ｂに巻かれたコイル９８ｃによって１つの電磁コイル部材９８ａが構成されており、電磁コイル部材９８ａはコア部材９８ｄ内に収容されている。こうして、図６に示すように、電磁コイル装置９８で発生する電磁力は、電磁コイル部材９８ａの大きさ等によって決定されることとなる。

このような電磁クラッチ装置９０では、図５に示す電磁コイル装置９８が電磁力を発生することによって、アーマチュア部材９５とロータ部材９６とを一体にすることができる。また、電磁クラッチ装置９０では、電磁コイル装置９８が電磁力を発生しなければ、アーマチュア部材９５とロータ部材９６とを別体にすることができる。こうして、電磁コイル装置９８を備えた電磁クラッチ装置９０では、シャフト９１に伝達される動力をドラム部材９２等に伝達したり遮断したりすることができる。
特許第３０６９０４４号公報 特開２００２−３２７５７６号公報

しかし、電磁クラッチ装置をドア開閉装置に利用する際、搭載性の観点から電磁クラッチ装置の小型化が要望されているものの、ドア開閉装置の機能を維持するため、ドラム部材等の小型化には限界がある。このため、電磁コイル装置の小型化が要望されている。

この点、ドラム部材等を所定の大きさに維持しつつ電磁コイル装置を小型化するには、電磁コイル装置の径をドラム部材等の径と同程度に維持しつつ電磁コイル装置の軸方向の幅を小さくしなければならない。

しかしながら、電磁コイル装置の軸方向の幅を小さくすれば、コイルボビンに巻きつけられるコイルの巻数が減ってしまうため、十分な電磁力が発揮されなくなってしまう。

この点、コイルを細くすることによって、コイルボビンに巻きつけられるコイルの巻数を増加させることができるものの、コイルの電気抵抗が大きくなってしまう。このため、電磁コイル装置では、十分な電磁力を発揮することができない。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、コイルの電気抵抗を低減しつつ、十分な電磁力を発揮することができ、ひいては小型化を実現することが可能な電磁コイル装置を提供することを解決すべき課題としている。

発明者らは上記課題を解決するため鋭意研究した結果、電磁力がコイルボビンに巻きつけられるコイルの巻数に起因することに着目し、本発明を完成するに至った。

すなわち、上記課題を解決するために本発明において講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、コイルをコイルボビンに巻いた電磁コイル部材と、該電磁コイル部材を収容するリング形状のコア部材とを有している電磁コイル装置において、前記電磁コイル部材は、前記コア部材内に複数個が配置されていることを特徴としている。

ここで、コイルボビンはコア部材と一体であってもよく、別体であってもよい。また、リング形状であるコア部材は、円形だけにとどまらず、方形であってもよく、多角形であってもよい。

また、本発明において講じた技術的手段は、請求項２に記載の様に、電磁コイル部材は、コア部材内に偶数個が配置されていることを特徴としている。

さらに、本発明において講じた技術的手段は、請求項３に記載の様に、コア部材の中心軸に対して対称的に位置していることを特徴としている。

なお、コア部材内に配置される電磁コイル部材が奇数個である場合は、コア部材を中心に等間隔に位置していることが好ましい。

また、本発明において講じた技術的手段は、請求項４に記載の様に、電磁コイル部材は、円形状又は円弧形状のいずれか一方を有していることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、コア部材内に配置された複数個の電磁コイル部材が設けられているため、各電磁コイル部材は従来のものに比して小さくなっている。

その際、各電磁コイル部材では、コイルボビンに巻きつけられるコイルを従来のコイルと同じ巻数にしながら、コイルを細くすることができる。ここで、コイルが細くなっているため、若干、コイルの抵抗値の低減が不十分なものとなってしまうものの、コイル全体の長さが従来のコイルの長さに比して短くなるため、全体のコイルの抵抗値を十分に低減することができる。

また、各電磁コイル部材では、コイルボビンに巻きつけられるコイルを細くすることなく、コイルの巻数を減らすことも可能である。このような場合でも、全体のコイルの抵抗値を十分に低減することができる。

それらの場合、個々の電磁コイル部材に生じる電磁力は小さくなり得るものの、複数個の電磁コイル部材で生じる電磁力の合計は、従来の電磁コイル装置で生じる電磁力に比して同等以上の大きさとなる。このため、十分な電磁力を発揮することができる。

このような各電磁コイル部材では、コイルを細くしたり、コイルの巻数を減らしたりしているため、中心軸方向で極めて小さくすることができる。このため、各電磁コイル部材を内部に配置したコア部材を中心軸方向で小さくすることができるため、電磁コイル装置全体が中心軸方向で小さくなる。このため、電磁コイル装置の小型化が可能になる。

したがって、本発明の電磁コイル装置によれば、コイルの電気抵抗を低減しつつ、十分な電磁力を発揮することができ、ひいては小型化を実現することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、コア部材内に偶数個の電磁コイル部材が配置されているため、電磁コイル装置で生じる電磁力の分布が偏り難く、良好なバランスを呈することができる。

その際、請求項３に記載の発明によれば、電磁コイル部材は、コア部材の中心軸に対して対称的に位置しているため、電磁力の分布を偏り難くする効果を顕著に発揮することができる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、電磁コイル部材は、円形状又は円弧形状のいずれか一方を有しているため、リング形状のコア部材内に均等に配置することができる。また、コイルボビンにコイルを巻くことによって構成される電磁コイル部材は、円形状や円弧形状であれば、容易に成形することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施形態を参照しつつ図面を基に説明する。

（実施形態）
実施形態の電磁コイル装置１０は、図１に示す電磁クラッチ装置５０に設けられている。電磁クラッチ装置５０には中心軸としてのシャフト６０が備えられており、シャフト６０の上端、中央、下端にはボールベアリング６１ａ、６１ｂ、６１ｃが備えられている。シャフト６０には、上端から下端に向かってドラム部材６２、ホイールギア部材６４、アーマチュア部材６５、ロータ部材６６及び電磁コイル装置１０が周設されている。

ドラム部材６２は、円柱形状であり、ボールベアリング６１ａ、６１ｂの間において、シャフト６０に固定されている。シャフト６０の中央にはスペーサ６４ａが挿入されており、スペーサ６４ａにディスク形状のホイールギア部材６４とディスク形状のアーマチュア部材６５が嵌合されている。ホイールギア部材６４の下面には複数の突起６４ｂが形成されおり、突起６４ｂにはアーマチュア部材６５が係合している。アーマチュア部材６５の下面では、ディスク形状のロータ部材６６がシャフト６０に固定されている。ロータ部材６６の下面では、電磁コイル装置１０がボールベアリング６１ｃを介してシャフト６０に固定されている。ここで、アーマチュア部材６５とロータ部材６６とは磁性体材料製のものである。

特に、電磁コイル装置１０では、断面コ字形状の円形コイルボビン５ｂに巻かれたコイル５ｃによって円形状の電磁コイル部材５ａが構成されており、図２に示すように、４つの電磁コイル部材５ａがコア部材５ｄ内に収容されている。円形コイルボビン５ｂに巻かれたコイル５ｃは従来のものに比して細くなっており、コイル５ｃの巻数は従来のものに比して同じ巻数になっており、電磁コイル部材５ａはシャフト６０の延在方向に短くなっている。このような電磁コイル部材５ａを収容するコア部材５ｄは、従来のものと同径であり、図１に示すように、内周壁５１ｄ、外周壁５２ｄ及び底壁５３ｄを有するリング形状のハウジングである。コア部材５ｄ内において、底壁５３ｄから４つの円柱５４ｄが突出しており、円柱５４ｄに電磁コイル部材５ａが嵌合されている。ここで、図２に示すように、４つの電磁コイル部材５ａは、中心軸であるシャフト６０に対して対称的に位置している。

以上のような構成からなる電磁コイル装置１０では、コア部材５ｄ内に配置された４個の電磁コイル部材５ａにおいて、円形コイルボビン５ｂに巻きつけられるコイル５ｃを従来のコイルと同じ巻数にしながら、コイル５ｃを細くしている。こうして、コイル５ｃが細くなっているため、若干、コイル５ｃの抵抗値の低減が不十分なものとなってしまうものの、コイル５ｃ全体の長さが従来のコイルの長さに比して短くなるため、全体のコイル５ｃの抵抗値を十分に低減することができる。

そのような場合、個々の電磁コイル部材５ａに生じる電磁力は小さくなり得るものの、４個の電磁コイル部材５ａで生じる電磁力の合計は、従来の電磁コイル装置で生じる電磁力に比して同等以上の大きさとなる。このため、十分な電磁力を発揮することができる。

なお、各電磁コイル部材５ａでは、円形コイルボビン５ｂに巻きつけられるコイル５ｃを細くすることなく、コイル５ｃの巻数を減らすことも可能である。このような場合でも、全体のコイル５ｃの抵抗値を十分に低減することができる
このような各電磁コイル部材５ａは従来のものに比して中心軸方向（シャフト６０の延在方向）で小さくすることができるため、各電磁コイル部材５ａを収容したコア部材５ｄも中心軸方向（シャフト６０の延在方向）で小さくすることができる。このため、電磁コイル装置１０の中心軸方向（シャフト６０の延在方向）の幅を小さくすることができ、電磁コイル装置１０の小型化が可能になる。

したがって、実施形態の電磁コイル装置１０によれば、コイル５ｃの電気抵抗を低減しつつ、十分な電磁力を発揮することができ、ひいては小型化を実現することができる。

また、コア部材５ｄ内に４個（偶数個）の電磁コイル部材５ａが配置されているため、電磁コイル装置１０で生じる電磁力の分布が偏り難く、良好なバランスを呈することができる。その際、電磁コイル部材５ａは、コア部材５ｄのシャフト６０に対して対称的に位置しているため、電磁力の分布を偏り難くする効果を顕著に発揮することができる。

さらに、電磁コイル部材５ａは、円形状を有しているため、リング形状のコア部材５ｄ内に均等に配置することができる。また、円形コイルボビン５ｂにコイル５ｃを巻くことによって構成される電磁コイル部材５ａは、容易に成形することができる。

なお、実施形態では、図２に示す４個の円形状の電磁コイル部材５ａに限定されず、多数個の電磁コイル部材５ａを用いることができる。また、図３に示すように、円弧形コイルボビン５ｂにコイル５ｃを巻いた４個の円弧形状の電磁コイル部材５ａを用いることができる。さらに、図４に示すように、円弧形コイルボビン５ｂにコイル５ｃを巻いた２個の円弧形状の電磁コイル部材５ａを用いることもできる。このような電磁コイル部材５ａを用いた電磁コイル装置１０でも上述と同様の効果を発揮することができる。

このような電磁コイル装置１０が電磁力を発生することにより、図１に示す電磁クラッチ装置５０ではアーマチュア部材６５とロータ部材６６とが一体になる。また、電磁コイル装置１０が電磁力を発生しなければ、電磁クラッチ装置５０ではアーマチュア部材６５とロータ部材６６とが別体になる。こうして、電磁クラッチ装置５０では、アーマチュア部材６５、ロータ部材６６、電磁コイル装置１０によって、シャフト６０に伝達される動力をドラム部材６２やホイールギア部材６４に伝達したり遮断したりすることができる。

実施形態の電磁コイル装置に係り、電磁コイル装置の全体縦断面図である。 実施形態の電磁コイル装置に係り、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 実施形態の電磁コイル装置に係り、他の図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 実施形態の電磁コイル装置に係り、他の図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 実施形態の電磁コイル装置に係り、従来の電磁コイル装置の全体縦断面図である。 実施形態の電磁コイル装置に係り、図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。

符号の説明

５ｃ…コイル
５ｂ…コイルボビン（円形コイルボビン、円弧形コイルボビン）
５ａ…電磁コイル部材
５ｄ…コア部材
１０…電磁コイル装置
６０…中心軸（シャフト）

Claims (4)

1. コイルをコイルボビンに巻いた電磁コイル部材と、該電磁コイル部材を収容するリング形状のコア部材とを有している電磁コイル装置において、
   前記電磁コイル部材は、前記コア部材内に複数個が配置されていることを特徴とする電磁コイル装置。
2. 前記電磁コイル部材は、前記コア部材内に偶数個が配置されていることを特徴とする請求項１記載の電磁コイル装置。
3. 前記電磁コイル部材は、前記コア部材の中心軸に対して対称的に位置していることを特徴とする請求項２記載の電磁コイル装置。
4. 前記電磁コイル部材は、円形状又は円弧形状のいずれか一方を有していることを特徴とする請求項１乃至３記載の電磁コイル装置。

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