JP2008004742A - ソレノイド - Google Patents

Abstract

【課題】従来と同等の特性を維持しつつ、ソレノイドを小型化することができるソレノイドを提供する。
【解決手段】コイルと、コイルが巻回されたコイルボビンと、コイルボビンの内径に挿入された可動磁極と、コイルボビンの内径に挿入され、可動磁極と相対する磁極形状を有する固定磁極と、コイルに通電した際に、可動磁極、固定磁極とともに磁気回路を形成し、コイルの近傍に設けられ、固定磁極を固着するフレームと、を備えるソレノイドであって、フレームの側面に少なくとも１つ以上の開口部を設けるとともに、開口部がコイルの外周と干渉しない位置に配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ソレノイドの構造に関する。

一般に、ソレノイドは、電気的エネルギーを機械的直線運動に変換し、ソレノイドの可動部に結合された外部機構（機械的負荷）を駆動するものである。そして、電磁弁の開閉を制御する構成として使用されるソレノイドは、一般的に、第１の磁気フレームと、コイルの巻回されたコイルボビンおよび第２の磁気フレームが組み付けられ、コイルボビンを画設した環状フレームで構成される。そして、コイルへの通電によって生じる吸引力によって動作する可動磁極が、第２磁気フレームの貫通孔を介してコイルボビン内に嵌挿される（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１３５０３２号公報

ところで、上記のように、小さなサイズと重量で、大きな吸引力が得られる、いわゆるオープンフレーム型ソレノイドは、主に、ＯＡ機器や遊技機等に幅広く利用されている。しかしながら、こうした機器の小型化や省スペース化に伴って、同等の特性を維持しながら、そのサイズの小型化を要求する声が強いものの、いままでは、これらの要求を満たしたソレノイドは存在しなかった。

そこで、本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、従来と同等の特性を維持しつつ、ソレノイドを小型化することができるソレノイドを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の事項を提案している。
（１）本発明は、コイルと、該コイルが巻回されたコイルボビン（例えば、図１のコイルボビン３に相当）と、該コイルボビンの内径に挿入された可動磁極（例えば、図２のプランジャ６に相当）と、前記コイルボビンの内径に挿入され、前記可動磁極と相対する磁極形状を有する固定磁極と、前記コイルに通電した際に、前記可動磁極、前記固定磁極とともに磁気回路を形成し、前記コイルの近傍に設けられ、前記固定磁極を固着するフレーム（例えば、図１の第１の磁気フレーム２に相当）と、を備えるソレノイドであって、前記フレームの側面に少なくとも１つ以上の開口部（例えば、図１の切欠き部５あるいは図８の切欠き窓７に相当）を設けるとともに、該開口部が前記コイルの外周と干渉しない位置に配置されていることを特徴とするソレノイドを提案している。

この発明によれば、フレームの側面に少なくとも１つ以上の開口部を設けるとともに、該開口部がコイルの外周と干渉しない位置に配置されている。
したがって、開口部を設けて、コイルの巻線スペースを確保することにより、従来と同等の特性を維持しつつ、ソレノイドの小型化を図ることができる。
なお、開口部は、２つ以上設けてもよい。
また、開口部の形状は、四角に限らず、どんな形状であってもよい。

（２）本発明は、（１）のソレノイドについて、前記コイルの外周が前記フレーム（例えば、図１の第１の磁気フレーム２に相当）の内面よりも外側に配置されていることを特徴とするソレノイドを提案している。

この発明によれば、コイルの外周がフレームの内面よりも外側に配置されていることから、コイルの巻線スペースを確保することにより、従来と同等の特性を維持しつつ、ソレノイドの小型化を図ることができる。

（３）本発明は、（１）のソレノイドについて、前記開口部（例えば、図１の切欠き部５あるいは図８の切欠き窓７に相当）が、前記可動磁極（例えば、図２のプランジャ６に相当）の中心軸に平行する前記フレーム（例えば、図１の第１の磁気フレーム２に相当）を形成する面のうち、対称の位置関係にある１組の面にそれぞれ設けられていることを特徴とするソレノイドを提案している。

この発明によれば、開口部が、可動磁極の中心軸に平行するフレームを形成する面のうち、対称の位置関係にある１組の面にそれぞれ設けられている。
したがって、開口部をプランジャの中心軸に平行するフレームを形成する面の両側に設けることにより、さらに、コイルの巻線スペースを確保して、ソレノイドの小型化を図ることができる。

（４）本発明は、（２）のソレノイドについて、前記１組の面に設けられた前記開口部（例えば、図８の切欠き窓７に相当）が、前記可動磁極（例えば、図２のプランジャ６に相当）の中心軸に対して、対称な幅をもって形成されていることを特徴とするソレノイドを提案している。

この発明によれば、１組の面に設けられた開口部が、可動磁極の中心軸に対して、対称な幅をもって形成されている。
したがって、開口部を可動磁極の中心軸に対して、対称な幅をもって形成することにより、さらに、コイルの巻線スペースを確保して、ソレノイドの小型化を図ることができる。

本発明によれば、従来と同等の特性を維持しつつ、ソレノイドの小型化をすることができるという効果がある。

以下、本発明の実施形態に係るソレノイドについて、図面を用いて詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

図１は、本実施形態に係るソレノイドの斜視図を示している。
図１によれば、本実施形態に係るソレノイド１は、第１の磁気フレーム２と、コイルが巻回されるコイルボビン３と、第２の磁気フレーム４と、切欠き部５と、図示しないコイルと、可動磁極であるプランジャとから構成されている。

ここで、切欠き窓の一形態である切欠き部５は、第１の磁気フレーム２に設けられており、図示しないコイルの外周と干渉しない位置に形成されている。
なお、フレームと図示しないプランジャ（可動磁極）とは磁気回路を形成しており、従来と同等の特性を維持するため、図２（ａ）に示すように、切欠き部５を含むフレームの断面積は、プランジャ６の断面積以上であることが望ましい。
ここで、断面とは、図２（ｂ）に示すＡ−Ａにおける断面である。

＜第１の実施例＞
本実施例に係るソレノイドは、図４に示すように、第１の磁気フレーム２のプランジャの中心軸に平行する面のうち、一方の面に切欠き窓の一形態である切欠き部５が設けられており、切欠き部５がコイルの外周と干渉しない位置に形成されている。
また、コイルの外周が、さらにフレームの内面よりも外側に配置されていることが望ましい。これにより、コイルの巻線スペースを有効に確保することができる。
ここで、図４は、図２（ｂ）に示すように、ソレノイドのＡ−Ａにおける断面図を示している。
また、この場合も、切欠き部５を含むフレームの断面積は、プランジャ６の断面積以上であることが望ましい。
さらに、切欠き窓の形状は、四角に限らず、どんな形状であってもよい。

本実施例によれば、切欠き部５を第１の磁気フレーム２のプランジャの中心軸に平行する面のうち、一方の面に設けて、コイルの巻線スペースを確保することにより、従来と同等の特性を維持しつつ、ソレノイドの小型化を図ることができる。

＜第２の実施例＞
本実施例に係るソレノイドは、図５に示すように、第１の磁気フレーム２のプランジャの中心軸に平行する面のうち、対称の位置関係にある１組の面に切欠き窓の一形態である切欠き部５が設けられており、切欠き部５がコイルの外周と干渉しない位置に形成されている。
また、コイルの外周が、さらに、図３に示すように、フレームの内面よりも外側に配置されていることが望ましい。これにより、コイルの巻線スペースを有効に確保することができる。
ここで、図５は、図２（ｂ）に示すように、ソレノイドのＡ−Ａにおける断面図を示している。
また、この場合も、切欠き部５を含むフレームの断面積は、プランジャ６の断面積以上であることが望ましい。
さらに、切欠き部５の形状は、四角に限らず、どんな形状であってもよい。

本実施例によれば、切欠き部５を第１の磁気フレーム２のプランジャの中心軸に平行する面のうち、対称の位置関係にある１組の面に設けて、コイルの巻線スペースを確保することにより、従来と同等の特性を維持しつつ、第１の実施例よりも、さらに、ソレノイドの小型化を図ることができる。

なお、第１の磁気フレーム２に形成される切欠き部５は、図５に示すように、プランジャの中心軸に対して、対称な幅をもって形成されていることが好ましいが、これに限らず、図６に示すように、プランジャの中心軸に対して、非対称な幅をもって形成されていてもよい。この場合においても、第１の実施例よりも、さらに、ソレノイドの小型化を図ることが期待できる。
なお、図６は、一例であって、プランジャの中心軸に対して対称であれば、図６とは、逆方向にシフトして切欠き部５を設けてもよい。この場合においても、第１の実施例よりも、さらに、ソレノイドの小型化を図ることが期待できる。

＜第３の実施例＞
図７（ａ）は、第２の実施例に係るソレノイドの断面図であり、図７（ｂ）は、第２の実施例に係るソレノイドの上面図であるが、本実施例に係るソレノイドは、図８に示すように、第１の磁気フレーム２のプランジャの中心軸に平行する面のうち、少なくとも一方の面に切欠き窓７が設けられており、コイルの外周と干渉しない位置に形成されている。
また、コイルの外周が、さらにフレームの内面よりも外側に配置されていることが望ましい。これにより、コイルの巻線スペースを有効に確保することができる。
ここで、図８（ａ）は、図２（ｂ）に示すように、ソレノイドのＡ−Ａにおける断面図であり、図８（ｂ）は、ソレノイドの上面図である。
さらに、切欠き窓７の形状は、四角に限らず、どんな形状であってもよい。

また、この場合も、切欠き窓７を含むフレームの断面積は、プランジャ６の断面積以上であることが望ましい。さらに、切欠き窓７は、１つに限らず、複数であってもよい。
また、切欠き窓７は、第１の磁気フレーム２のプランジャの中心軸に平行する面のうち、一方の面に限らず、第１の磁気フレーム２のプランジャの中心軸に平行する面のうち、対称の位置関係にある１組の面に設けられていてもよい。

本実施例によれば、切欠き窓７を第１の磁気フレーム２のプランジャの中心軸に平行する面のうち、対称の位置関係にある一方の面あるいは１組の面に設けて、コイルの巻線スペースを確保することにより、従来と同等の特性を維持しつつ、さらに、ソレノイドの小型化を図ることができる。

なお、試作品の例によれば、第１の実施例に準じたソレノイドで従来のものよりも体積比で約２５％以上の小型化を実現できた。

以上、本発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、本実施形態においては、オープンフレーム型のソレノイドを例にとって説明したが、これに限られるものではない。

本実施形態に係るソレノイドの斜視図である。 本実施形態に係るソレノイドの断面図である。 コイル外周部とフレームおよび切欠き部との位置関係を示した図である。 第１の実施例に係るソレノイドの断面図である。 第２の実施例に係るソレノイドの断面図である。 第２の実施例に係る変形例のソレノイドの断面図である。 第２の実施例に係るソレノイドの上面図および断面図である。 第３の実施例に係るソレノイドの上面図および断面図である。

符号の説明

１・・・ソレノイド
２・・・第１の磁気フレーム
３・・・コイルボビン
４・・・第２の磁気フレーム
５・・・切欠き部
６・・・プランジャ
７・・・切欠き窓

Claims (4)

1. コイルと、該コイルが巻回されたコイルボビンと、該コイルボビンの内径に挿入された可動磁極と、前記コイルボビンの内径に挿入され、前記可動磁極と相対する磁極形状を有する固定磁極と、前記コイルに通電した際に、前記可動磁極、前記固定磁極とともに磁気回路を形成し、前記コイルの近傍に設けられ、前記固定磁極を固着するフレームと、を備えるソレノイドであって、
   前記フレームの側面に少なくとも１つ以上の開口部を設けるとともに、該開口部が前記コイルの外周と干渉しない位置に配置されていることを特徴とするソレノイド。
2. 前記コイルの外周が前記フレームの内面よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
3. 前記開口部が、前記可動磁極の中心軸に平行する前記フレームを形成する面のうち、対称の位置関係にある１組の面にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
4. 前記１組の面に設けられた前記開口部が、前記可動磁極の中心軸に対して、対称な幅をもって形成されていることを特徴とする請求項２に記載のソレノイド。
   

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