JP2011211005A - ソレノイド - Google Patents

Abstract

【課題】ソレノイドの小型化を図る。
【解決手段】永久磁石８と、軸部５ａと一方の側壁５ｂとで構成されるボビン５と、前記軸部５ａに挿着される空芯コイル７と、前記軸部５ａ内に挿入され、前記空芯コイル７の電流により軸心１３ａが往復移動するアマチュア１３と、電気部品を実装し、前記ボビン５の他方の側壁を兼用する回路基板９と、有底筒状をなし、前記永久磁石８と前記ボビン５と前記空芯コイル７と前記アマチュア１３と前記回路基板８とを収容するケース３と、を備えている。
【選択図】図４

Description

この発明は、扉の自動閉鎖装置などに用いられるソレノイドに関するものである。

例えば、防火扉の自動閉鎖装置として、自己保持型ソレノイドが用いられている。このソレノイドは、ケースと、ソレノイドの駆動部分である可動鉄心と、樹脂製のボビン、銅線などで構成され、電流を流すことにより磁界を発生するコイル部と、前記可動鉄心を引き寄せる永久磁石と、を備えている。

特開２００３−１７２４７４号公報

従来例では、保持用の永久磁石がフェライトなどで形成されるとともに、サイズの大きいものが使用されているので、ケース内にコイル部と永久磁石の他に、回路基板を収容することができない。そのため、ソレノイド全体が大型化する傾向にある。

この発明は、上記事情に鑑み、ソレノイドの小型化を図ることを目的とする。

この発明は、永久磁石と、軸部と一方の側壁とで構成されるボビンと、前記軸部に挿着される空芯コイルと、前記軸部内に挿入され、前記空芯コイルの電流により軸心が往復移動するアマチュアと、電気部品を実装し、前記ボビンの他方の側壁を兼用する回路基板と、有底筒状をなし、前記永久磁石と前記ボビンと前記空芯コイルと前記アマチュアと前記回路基板とを収容するケースと、を備えていることを特徴とする。

この発明の前記回路基板は、前記空芯コイルの電線を通してから接続させるための切欠き部を備えていることを特徴とする。この発明の前記永久磁石は、ネオジム磁石、アルニコ磁石、又は、サマリウムコバルト磁石であることを特徴とする。

この発明の前記ケースの開口部には、上板が設けられ、前記ボビンの軸部の端部は、前記上板から突出していることを特徴とする。この発明の前記アマチュアは、前記ケースを貫通する軸心を備えて、該軸心の突出端と前記ケースの間には、前記アマチュアの前記軸心を前記ケースから突出させるように付勢させる円錐バネが設けられていることを特徴とする。

この発明は、以上のように構成したので、ケース内のコイル部の収容スペースを小さくすることができるため、電気部品等を実装した回路基板を内蔵できる。そのため、従来例に比べ、ソレノイドを小型化することができる。

本発明の第１実施形態を示す図で、アマチュアが突出状態に吸着保持されている状態を示す縦断面図である。 前記アマチュアが非突出状態に吸着解放されている状態を示す縦断面図である。 空芯コイル及び回路基板を示す図である。 分解図である。

本発明の第１の実施形態を図１〜図４により説明する。防火扉の自動閉鎖装置として、自己保持型ソレノイド１が用いられている。このソレノイド１は、ケース３を備えているが、該ケース３は、略有底筒状に形成され、その底部中央には、軸穴（図示省略）が設けられている。このケース３として、例えば、一辺の長さが２０ｍｍ程度の略直方体形状の箱体が用いられる。

前記軸穴には、固定極４が嵌着されている。この固定極４は円板状に形成され、その中央には、アマチュア１３の軸心１３ａが通る貫通穴（図示省略）が設けられている。ボビン５は、軸部５aと、該軸部５ａの基端に直交する側壁５ｂと、を備えている。この軸部５ａには、コイル部のコイル７を挟持する一対の側壁５ｂ、５ｃが設けられるが、他端側の前記側壁５ｃを回路基板９で代用することにより、小型化が図られている。この軸部５ａの長さは、ケース３の長さよりも長く形成されていてアマチュア１３をガードしている。また、組立てた状態では、前記固定極４は、ボビン５の軸部５ａの内側の穴に収容される。

前記ボビン５の軸部５ａには、コイル部のコイル７が設けられているが、該コイル７は、小型化を図るために空芯コイル７が用いられる。この空芯コイル７は略円柱状に電線が巻かれ、その軸芯部には貫通穴７ａが設けられている。このコイル部のコイル７には、解放時に永久磁石８とアマチュア１３との吸着力が弱くなるように電流を流す。前記コイル７は、回路基板９に当接しているが、該コイル７が当接する面（裏面）９ａには、ボビン５の側壁５ｃを兼用させるため、電気部品１０、信号処理回路等が配設されていない。前記電気部品１０、信号処理回路等は回路基板９の表面９ｂ側に配設されている。

前記回路基板９の下辺部９ｄには、コイル７のリード線１５ａ（−側）、１５ｂ(+側)を通す切欠き部１７ａ、１７ｂが設けられている。該回路基板９の中央部には、嵌合穴９ｅが設けられている。この嵌合穴９ｅに前記ボビン５の軸心５ａを通し、前記ボビン５に挿着されているコイル７を該回路基板９の裏面９ａに当接させる。この様にすることによって、該回路基板９は、空芯コイル７を固定する側壁５ｃとしても機能する。

前記回路基板９の表面９ｂ側には、永久磁石８を介して上板１１が設けられている。前記永久磁石８は、保持時にアマチュア１３との所定の吸着力を有し、解放時にアマチュア１３との吸着力を弱める。この永久磁石として、強磁性材料、例えば、ネオジム磁石、アルニコ磁石、サマリウムコバルト磁石等が用いられる。この強磁性材料を用いることにより磁石を小さくすることができるので、小型化を図ることができる。前記永久磁石８は、磁石ケース６に収容されて保持される。前記上板１１は、蓋部であり、前記ケース３の端部(開口部)に固定されているが、その中央部には、アマチュア１３の軸心１３ａを貫通させる貫通穴（図示省略）が設けられている。

アマチュア１３は、ボビン５の軸部５ａ内に挿入され、その軸心１３ａは、前記軸穴を通ってケース３の底部から突出している。前記軸心１３ａの突出端には、バネホルダ１９が設けられ、該バネホルダ１９とケース３との間には、前記軸心１３ａをケース３から突出させるように付勢させる円錐バネ２１が設けられている。

次に、この発明の実施形態の作動について説明する。
「無通電時」
永久磁石８の外側と内側がそれぞれＳ極、Ｎ極となっており、外側の極性は、ケース３と固定極４まで保磁（Ｓ極）され、内側の極性（Ｎ極）はアマチュア１３（軸心１３ａ）が保磁する。

この時、永久磁石８、固定極４とアマチュア１３がＳ極、Ｎ極で引き合う。そのため、アマチュア１３は、固定極４に固定されるので、軸心13aがケース３から突出する状態を維持する（図１参照）。この自己保持型ソレノイド１では、無通電時は、アマチュア１３の軸心１３ａが吸着保持される。そして、自動閉鎖装置の防火扉は、開放される。

「通電時」
リード線１５ａ、１５ｂに給電し、コイル７に印加すると、前記永久磁石８とは逆方向の磁界が発生するので、アマチュア１３と固定極４との間の吸着力が弱まる。そうすると、アマチュア１３は、円錐バネ２１のバネ力に抗して上板１１側に摺動するので、軸心１３ａがケース３の内部に引き戻される。この保持型ソレノイド１では、通電時は、アマチュア１３の軸心１３ａが吸着解放される。そして、自動閉鎖装置の防火扉は、閉鎖される。つまり、アマチュア１３の軸心１３ａが、コイル部の電流により往復移動する。

この発明の実施形態は、上記に限定されるものではなく、例えば、自己保持型ソレノイドとして、前記第１実施形態と逆のタイプ、即ち、アマチュアが非突出状態に吸着保持され、突出状態に吸着解放されるタイプ、に本発明を適用できることは勿論である。

１ 自己保持型ソレノド
３ ケース
４ 固定極
５ ボビン
５ａ 軸部
５ｂ 側壁
７ 空芯コイル
９ 回路基板
１１ 上板
１３ アマチュア
１５ａ リード線
１５ｂ リード線
１７ａ 切欠き部
１７ｂ 切欠き部
２１ 円錐バネ

Claims (5)

1. 永久磁石と、軸部と一方の側壁とで構成されるボビンと、前記軸部に挿着される空芯コイルと、前記軸部内に挿入され、前記空芯コイルの電流により軸心が往復移動するアマチュアと、電気部品を実装し、前記ボビンの他方の側壁を兼用する回路基板と、有底筒状をなし、前記永久磁石と前記ボビンと前記空芯コイルと前記アマチュアと前記回路基板とを収容するケースと、を備えていることを特徴とするソレノイド。
2. 前記回路基板は、前記空芯コイルの電線を通してから接続させるための切欠き部を備えていることを特徴とする請求項１記載のソレノイド。
3. 前記永久磁石は、ネオジム磁石、アルニコ磁石、又は、サマリウムコバルト磁石であることを特徴とする請求項１、又は、２記載のソレノイド。
4. 前記ケースの開口部には、上板が設けられ、前記ボビンの軸部の端部は、前記上板から突出していることを特徴とする請求項４記載のソレノイド。
5. 前記アマチュアは、前記ケースを貫通する軸心を備えて、該軸心の突出端と前記ケースの間には、前記アマチュアの前記軸心を前記ケースから突出させるように付勢させる円錐バネが設けられていることを特徴とする請求項１、２、３、又は、４記載のソレノイド。
   
   

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