JP2014090032A - コイル部材 - Google Patents

Abstract

【課題】機械装置への取付けが容易になり、かつ吸引力が大きいコイル部材を提供すること。
【解決手段】コイル部材１は、導線２０と、導線２０が巻回されるボビン２１とから構成されるコイル体１０と、コイル体１０の側面に沿う側板部３１と、側板部３１の両端部から曲げ折りされて延長され、コイル体１０を支持する上部蓋部３２と下部蓋部３３とを有する枠状のフレーム３０と、コイル体１０を挟んで側板部３１に対向して配置されると共に、上部蓋部３２および下部蓋部３３の先端部とで固定される固定板４０と、を備える。固定板４０は、フレーム３０の枠外方向に延長された取付け板部４２を有し、取付け板部４２には、コイル体１０を支持したフレーム３０を他の機械装置に固定するための取付け部としての雌ねじが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイル部材に関する。

従来から、ボビンに導線が巻回されたコイル体を枠状のフレーム内に配置し、コイル体の軸方向のフレーム開口部を蓋部材によって固定することによって、コイル体とフレームとを一体化して構成されるコイル部材が本願発明者によって提案されている（たとえば、特許文献１）。

特開２０１１−２２８５９９号公報

特許文献１に記載されているコイル部材では、コイル部材を他の機械装置に取付けて使用する場合、たとえば、フレームに取付け用の固定板を設ける構成を採用することもあり、部品数が多くなるほか，取り付け作業に手間がかかってしまうことも考えられる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コイル部材の他の機械装置への取付け作業を容易にするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、コイル部材において、導線と、当該導線が巻回されるボビンとから構成されるコイル体と、コイル体の側面に沿う側板部と、側板部の両端部から曲げ折りされて延長され、コイル体を支持する一端側蓋部と他端側蓋部とを有する枠状のフレームと、コイル体を挟んで側板部に対向して配置されると共に、一端側蓋部および他端側蓋部の先端部とで固定される固定板と、を備え、固定板は、フレームの枠外方向に延長された取付け板部を有する、こととする。

また、上記発明に加えて、取付け板部には、コイル体を支持したフレームを他の機械装置に固定するための取付け部が形成されていることとする。

また、上記発明に加えて、取付け板部は、曲げ折りされ延長されていることとする。

また、上記発明に加えて、取付け部には、雌ねじが形成されていることとする。

また、上記発明に加えて、ボビンの他端側蓋部側の端部には、導線の端末部と接続されるリード線を支持するリード線支持部が突設されていることとする。

また、上記発明に加えて、固定板には、ボビンに設けられたプランジャー挿通孔内を進退するプランジャーの作動を拡大または縮小する作動レバーの支点を有する支点軸支持部が設けられ、作動レバーにプランジャーの作動力が作用する位置を力点としたとき、支点は、力点を挟んで作動レバーの作用点の反対側に配置されることとする。

また、上記発明に加えて、支点軸支点部は、固定板の一部が曲げ折りされ延長された支持板部に設けられていることとする。

また、上記発明に加えて、ボビンに形成された鍔部と一端側蓋部との間にプランジャーを軸方向に進退可能に支持すると共に磁性体にて構成されるリング部材がさらに備えられ、リング部材は、径方向に移動可能であることとする。

本発明によると、コイル部材を他の機械装置への取付けが容易なコイル部材を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るコイル部材を示す斜視図である。 図１に示す切断線Ａ−Ａにおけるコイル部材の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るコイル体を示す平面図である。 図３に示す切断線Ａ−Ａにおける断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフレームを示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る固定板を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるコイル部材の吸引力とエアーギャップとの関係を示すグラフ。 本発明の第２の実施の形態に係るコイル部材を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る固定板を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係るコイル部材を用いたソレノイドの１例を示す部分斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係るプランジャーのストロークを示す模式図。 従来の一般的な構造のプランジャーのストロークを示す模式図。

以下、本発明の第１の実施の形態に係るコイル部材１について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明（各実施の形態に共通）において、各図に示す矢視Ｘ１方向を前方（前側）、矢視Ｘ２方向を後方（後側）、矢視Ｙ１方向を左方（左側）、矢視Ｙ２方向を右方（右側）、矢視Ｚ１方向を上方（上側）、矢視Ｚ２方向を下方（下側）とそれぞれ規定して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るコイル部材１を示す斜視図である。図２は、図１に示す切断線Ａ−Ａにおけるコイル部材１の概略構成を示す断面図である。図１および図２に示すように、コイル部材１は、導線２０がボビン２１に巻回されたコイル体１０と、コイル体１０の左側側面に沿う側板部３１と側板部３１の上方および下方それぞれの両端部から曲げ折りされて同じ方向に延長された一端側蓋部としての上部蓋部３２と他端側蓋部としての下部蓋部３３とを有する枠状のフレーム３０と、コイル体１０を挟んで側板部３１に対向して配置されると共に、上部蓋部３２および下部蓋部３３の先端部に固定される固定板４０と、を備えている。

コイル体１０は、導線２０がボビン２１の筒状の胴部２２に巻回されており、胴部２２の上方に形成された上鍔部２４と、下方に形成された下鍔部２５とによって軸方向の巻回位置が規制されている。導線２０は、銅等の導電性を有する線材が絶縁被膜で覆われて形成された被覆線である。

図１に示すように、下鍔部２５からリード線６０を支持するリード線支持部２６がフレーム３０の前方に突設されている。導線２０の２本の端末部２０Ａ，２０Ｂの各々はリード線６０と電気的に接続されている。

固定板４０は、側板部４１に形成された凹状の嵌合部にフレーム３０の上部蓋部３２および下部蓋部３３それぞれに形成された凸状の嵌合部３２Ａ，３３Ａを嵌合させて図示するようにカシメ固定されている。固定板４０は、フレーム３０で囲まれた枠の外側方向（図示右側方向）に曲げ折り延長された取付け板部４２を有している。取付け板部４２には、コイル体１０を支持した状態のフレーム３０を他の機械装置に固定するための取付け部４２Ａ，４２Ｂが形成されている。取付け部４２Ａ，４２Ｂは、貫通孔または雌ねじとする。よって、コイル部材１を他の機械装置に固定用ねじを用いて取付け可能な構成としている。

図２に示すように、コイル体１０の上鍔部２４には、上部蓋部３２側の面に胴部２２とほぼ同心円の凹部２４Ａ（図４参照）内にリング部材５５が配置されている。リング部材５５は、鉄等の磁性体から構成され、少なくとも内周面に絶縁性を有しつつ耐摩耗性に優れた表面処理（たとえば、絶縁メッキ処理）を施している。リング部材５５の内径は、プランジャー７０が軸方向に進退自在な範囲でクリアランスを小さく設定される。また、リング部材５５は、上部蓋部３２に密接させているが上鍔部２４の凹部２４Ａ内で径方向に移動可能である。

コイル体１０は、軸方向の両端部（上鍔部２４と下鍔部２５）が上部蓋部３２と下部鍔部３３によって密接支持される。さらに、コイル体１０は、下鍔部２５側において、軸部材４３によって下部蓋部材３３に固定されている。図示した例では、軸部材４３は２つの段部を有しており、第１の段部４３Ａはボビン２１のプランジャー挿通孔２３に挿通する範囲でクリアランスは小さく設定される。第２の段部４３Ｂは、下部蓋部３３に圧入したうえでカシメ固定される。なお、軸部材４３に設けられた孔部４３Ｃは、プランジャー７０の下方端部の直径が縮小された段部を挿入可能な内径と深さを有している。孔部４３Ｃおよび該段部は下方に向かって直径が僅かに小さくなる斜面となっている。そのため、該段部が孔部４３Ｃに挿入されたときに、該段部と孔部４３Ｃとが密着可能であり、磁気漏れが少ない。

上記構成により、コイル体１０は、フレーム３０と精度よく、しかも確実に固定することが可能にしている。このように構成されたコイル部材１は、フレーム３０およびリング部材５５においてコイル体１０から発生する磁束の磁気回路が形成される。

なお、フレーム３０の上部蓋部３３には貫通孔３２Ｂが設けられている。この貫通孔３２Ｂは、プランジャー７０の作動に影響しない（短絡したり、あるいは抵抗にならない）程度の大きさに設定されている。

続いて、以上説明したコイル部材１の主たる構成要素について図を参照して説明する。
図３は、本発明の第１の実施の形態に係るコイル体１０を示す平面図、図４は、図３に示す切断線Ａ−Ａにおける断面図である。図３および図４に示すように、コイル体１０は、ボビン２１と、ボビン２１の胴部２２に導線２０を巻回して構成されている。導線２０の巻回外周には絶縁テープ２８で覆われている。ボビン２１は樹脂で成形されており、前述したように胴部２２の両端に上鍔部２４と下鍔部２５とが形成され、下鍔部２５の左側方向に突設されるリード線支持部２６が形成されている。

リード線支持部２６には、リード線挿通孔２６Ａ，２６Ｂが設けられ、導線巻回外周付近に端末処理用凹部２７が設けられている。この端末処理用凹部２７内において、導線２０の端末部２０Ａ，２０Ｂとリード線６０とが電気的に接続されている。

上鍔部２１に設けられた円形の凹部２４Ａの大きさは、前述したリング部材５５が径方向に移動可能な直径と、リング部材５５が上部蓋部３２と密接する深さとなるように設定されている。なお、プランジャー挿通孔２３の中心軸は、導線２０の巻回軸Ｌである。

次にフレーム３０について図５を参照して説明する。
図５は、第１の実施の形態に係るフレーム３０を示す斜視図である。なお、図１，図２も参照する。フレーム３０は、コイル体２０の左側の側面に沿う側板部３１と側板部３１の上方および下方の両端部それぞれから曲げ折りされて延長された上部蓋部３２と下部蓋部３３とを有する。上部蓋部３２および下部蓋部３３それぞれの右側先端部には凸状の嵌合部３２Ａ、３３Ａが形成されている。これら嵌合部３２Ａ，３３Ａは、ほぼ同一形状であって、凸部高さ（右方向の長さ）は、固定板４０の側板部４１の厚さよりもやや高く設定されている。

上部蓋部３２と下部蓋部３３とは、ほぼ平行に延長されており、両者の距離はコイル体１０をスライド装着可能な範囲で押圧するように設定されることが好ましい。

フレーム３０の上部蓋部３２には貫通孔３２Ｂが設けられ、下部蓋部３３には貫通孔３３Ｂが設けられている。貫通孔３２Ｂの中心と貫通孔３３Ｂの中心とは、直線で結ぶことができ、この直線が導線２０の巻回軸Ｌである。したがって、側板部３１は、巻回軸Ｌとほぼ平行であって、上部蓋部３２および下部蓋部３３は、巻回軸Ｌ（または側板部３１）に対してほぼ直角である。貫通孔３２Ｂは、プランジャーが貫通する孔であって、貫通孔３３Ｂは、軸部材４３の第２の段部４３Ｂが圧入される孔である。

次に、固定板４０について図６を参照して説明する。
図６は、第１の実施の形態に係る固定板４０を示す斜視図である。固定板４０には、前述したフレーム３０の側板部３１に対してほぼ平行な側板部４１の後方端部でほぼ直角に曲げ折りされた取付け板部４２が形成されている。取付け板部４２には、取付け部４２Ａ，４２Ｂが設けられている。前述したように取付け部４２Ａ，４２Ｂは、貫通孔または雌ねじであって、コイル部材１の取付け対象の機械装置に固定用ねじを用いて固定することができる。取付け部として雌ねじを形成する場合には、コイル部材１に固定ねじを仮止めしておくことが可能である。

側板部４１の上方端部および下方端部には凹状の嵌合部４１Ａ，４１Ｂが形成されている。これら凹状の嵌合部４１Ａ，４１Ｂの深さは、前述したフレーム３０の厚みとほぼ同じであって、凹状の嵌合部４１Ａ，４１Ｂそれぞれにフレーム３０の上部蓋部３２および下部蓋部３３に形成された凸状の嵌合部３２Ａ，３３Ａを嵌合させて、嵌合部３１Ａ，３２Ｂの先端突出部をタガネ等で変形させるによって、フレーム３０に固定板４０をカシメ固定することができる。

なお、固定板４０の取付け板部４２は、図６に図示する形状以外に、たとえば、側板部４１を後方または前方に単純に延長する形状にすることが可能で、あるいは、側板部４１の上方または下方に単純に延長する形状にすることも可能である。

また、取付け部４２Ａ，４２Ｂは、図示したような２つに限らず、３つ以上にし、貫通孔と雌ねじとを組み合わせて用いることができる。たとえば、上方また下方に位置案内の貫通孔を、それらの間に固定用の雌ねじを配置することも可能である。

次に、第１の実施の形態に係るコイル部材１の製造方法の１例を図１から図６を参照しながら説明する。まず、コイル体１０とフレーム３０と固定板４０とを用意する。はじめに、コイル体１０の上鍔部２４の凹部２４Ａ内にリング部材５５をセットし、この状態のコイル体１０をフレーム３０と固定板４０とで形成された枠空間内にスライド装着する。この際、ボビン２１のプランジャー挿通孔２３と、下部蓋部３３の貫通孔３３Ｂと、上部蓋部３２の貫通孔３２Ｂとが覗ける位置にコイル体１０を装着する。次に、フレーム３０に固定板４０をカシメ固定する。

次に、軸部材４３を貫通孔３２Ｂの上方からプランジャー挿通孔２３に治具を用いて挿通させる。軸部材４３が下部蓋部３３の貫通孔３３Ｂを貫通した状態で、軸部材４３の第２の段部４３Ｂの先端部を治具等によって外周側に変形させれば、コイル体１０をフレーム３０に固定することができる。

次に、リード線６０と導線２０の端末部２０Ａ，２０Ｂとを接続する。接続方法としては、周知の熱圧着や半田付け等の接続手段を用いることができる。なお、これら接続部を絶縁性の樹脂で覆えば接続部の信頼性を高めることができる。

なお、コイル部材１の製造方法としては、コイル体１０の状態でリード線６０と導線２０の端末部２０Ａ，２０Ｂとの接続を行い、その後フレーム３０に装着する順番にしてもよい。また、フレーム３０にコイル体１０を装着した後、固定板４０をフレーム３０に固定する順番としてもよい。

以上説明した第１の実施の形態によるコイル部材１では、コイル体１０を支持するフレーム３０に取付け板部４２を有する固定板４０を固定している。取付け板部４０は、コイル体１０に対してフレーム３０の枠外方向に延長され、しかも取付け部４２Ａ，４２Ｂを備えている。

このようにすれば、従来から一般的に用いられているフレームの一部に専用の取付け板をねじ締め等で固定し、取付け板を用いてコイル部材の取付け対象である機械装置に取付ける構造に比べ、簡単な構造で、しかも、取付け作業のスペースが広くなり機械装置への取付け作業が容易にできる。

また、取付け板部４２は、側板部４１からフレーム３０の枠外方向に曲げ折りされ延長されていることから、コイル部材１を図示前方側からドライバー等を用いて固定用ねじで機械装置に固定する場合、コイル体１０とドライバーとの間に側板部４１があるため、ねじ締め作業で導線を切断することがなく、安心して作業を行うことができる。

また、コイル部材１と機械装置との取付け位置、取付け方法等が変わる場合、固定版４０の取付け板部４２の形状のみ変更すれば容易に対応可能であり、汎用性を高めることができる。

また、取付け板部４２の取付け部４２Ａ，４２Ｂとして雌ねじを形成しておけば、コイル部材１に固定用ねじを仮止めしておくことで、取付け対象機械装置にコイル部材１を取付ける場合に、ただちに固定作業を行うことでき作業効率を向上させることができる。

さらに、ボビン２１の下鍔部２５には、リード線支持部２６がコイル体１０より外側方向に突設され、このリード線支持部２６には、２本のリード線６０それぞれを挿通するリード線挿通孔２６Ａ，２６Ｂが設けられている。

このようにリード線支持部２６を設けることによって、リード線６０の位置ずれがなくなるため、とコイル体１０の端末部２０Ａ，２０Ｂとの接続作業が容易になり、しかも確実に接続させることができる。また、コイル部材１を機械装置に取付けるときや、実使用のときに、接続部の断線を防止できる。なお、上述の説明においては、取付け部４２Ａ，４２Ｂに通される固定用ねじによりコイル部材１と機械装置とを取付ける例を示したが、この取付け例に限らない。たとえば、取付け部４２Ａ，４２Ｂを設けることなく、取付け板部４２を機械装置側の取り付け部に溶接にて固定すること、あるいは、取付け板部４２を機械装置側に設けられる挟込み部に挟み込むことにより、コイル部材１と機械装置とを取付ける構成とすることもできる。

以上説明したコイル部材１において、その性能は吸引力や可動部（プランジャー）のストロークで表され、これらの性能は起磁力（アンペアターン）、磁気回路の磁気効率等で律せられる。第１の実施の形態におけるコイル部材１は、磁気効率を高めて必要な吸引力を得るために、ボビン２１に形成された上鍔部２４とフレーム３０の上部蓋部３２との間にプランジャー７０を軸方向に進退可能に支持するリング部材５５を備えている。このような構造にすることで、磁気効率を高め、結果として吸引力を高めることができる。このことについて数式を用いて説明する。

式（１）によれば、吸引力Ｆは、起磁力Ｕと空気透磁率μを一定としたときにプランジャーと上部蓋部とのエアーギャップｄが小さいほど大きくなることが分かる。なお、エアーギャップｄとは、プランジャーと、プランジャーの径方向の移動を規制する貫通孔の隙間である。そこで、式（１）に基づき吸引力Ｆとエアーギャップｄとの関係をグラフに表し説明する。図７は、本発明の第１の実施の形態におけるコイル部材の吸引力Ｆとエアーギャップｄとの関係を示すグラフである。横軸にエアーギャップｄ、縦軸に吸引力Ｆを表している。

図７に示すように、エアーギャップｄが大きい領域では、エアーギャップｄが変化しても吸引力に大きな差は出ないが、エアーギャップｄが小さい領域ではエアーギャップｄのわずかな変化によって吸引力が大きく変化していることが分かる。したがって、エアーギャップｄはできるだけ小さくしておくことがより好ましい。

第１の実施の形態では、ボビン２１の上部蓋部３２側の面に胴部２２とほぼ同心円の凹部２４Ａ内にリング部材５５が配置されている。リング部材５５は、鉄等の透磁性を有する材質で構成されている。したがって、リング部材５５は、上部蓋部３２と共に磁気回路の一部を構成することができる。リング部材５５の内径はプランジャー７０が軸方向に進退自在な範囲でクリアランスを可能な限り小さく設定されている。また、リング部材５５は、上部蓋部３２に密接させ、かつ上鍔部２４の凹部２４Ａ内で径方向に移動可能である。さらに、プランジャー７０は、上部蓋部３１に設けられる貫通孔３２Ｂを貫通している。

従来技術の構造では、プランジャーは蓋部材によって支持されているので、プランジャーが抵抗なく自在に進退できるようにするためには、フレームや蓋部材の寸法精度のばらつき、あるいはプランジャーの傾きを配慮して、蓋部材の貫通孔は、プランジャーに対して十分な隙間を確保できるように設定しておかなければならない。このようにすると、エアーギャップｄが大きくなることから磁気効率が低下し吸引力が低くなってしまう。

第１の実施の形態では、リング部材５５とプランジャー７０との間は、最小限の隙間に抑えることができる。したがって、リング部材５５とプランジャー７０との間のエアーギャップを小さくでき磁気効率を高めることができる。しかも、リング部材５５は凹部２４Ａ内で径方向に移動可能である。そのため、プランジャー７０が傾いてもリング部材５５が移動することで、プランジャー７０とリング部材５５との間に生じる摺動摩擦が大きくなることを防ぐことができる。なお、リング部材５５の凹部２４Ａ内における径方向への移動可能な範囲は、プランジャー７０が貫通孔３２Ｂに接触しない範囲である。このように、プランジャー７０の傾きをリング部材５５の移動可能な範囲内に規制することができるため、貫通孔３２Ｂとプランジャー７０との間のエアーギャップも小さくすることができる。このため、より効果的に磁気効率を高めることができる。

したがって、従来技術に比べて、エアーギャップｄを小さく設定できることから、磁気効率を高め、その結果、大きな吸引力Ｆを発生するコイル部材１を実現できる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係るコイル部材２について、図面を参照しながら説明する。なお、第２の実施の形態のコイル部材２は、主として、第１の実施の形態に示す固定板４０の構成において相違する。したがって、かかる相違する部分について主に説明する。第２の実施の形態に係るコイル部材２において、第１の実施の形態と共通する部分または機能的に類似する部分については、同一の符号を付すと共にその説明を省略または簡略化する。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係るコイル部材２を示す斜視図、図９は、第２の実施の形態に係る固定板５０を示す斜視図である。なお、コイル体１０およびフレーム３０の構成は、第１の実施の形態と共通である。図８および図９に示すように、第２の実施の形態のコイル部材２は、枠状のフレーム３０と、コイル体１０を挟んで側板部３１に対向して配置されると共に、上部蓋部３２および下部蓋部３３の先端部に固定される固定板５０と、を備えている。

固定板５０は、側板部５１の後方側で曲げ折りされた取付け板部５２が延長されており、さらに、側板部５１の一部がフレーム３０の上部蓋部３２よりも上方に延長されると共に、取付け板部５２と同じ方向に側板部５１の図示前方および後方から曲げ折りされた支持板部５３，５４が延長されている。取付け板部５２には、取付け部５２Ａ，５２Ｂが設けられている。側板部５１の上方端部および下方端部には凹状の嵌合部５１Ａ，５１Ｂが形成されている。支持板部５３と取付け板部５２は、切欠き部５２Ｃによって分割されている。

なお、第２の実施の形態における取付け板部５２、取付け部５２Ａ，５２Ｂおよび凹状の嵌合部５１Ａ，５１Ｂの各々は、第１の実施の形態における取付け板部４２、取付け部４２Ａ，４２Ｂおよび凹状の嵌合部４１Ａ，４１Ｂに相当する。したがって、フレーム３０への固定板５０の固定構造も第１の実施の形態と同様に行われる。

支持板部５３，５４の各々には、貫通孔５３Ａ，５４Ａが設けられている。貫通孔５３Ａ，５４Ａの中心を結ぶ直線が支点支持軸Ｊであって、上部蓋部３２の上面に対して平行である。また、支点支持軸Ｊに対して直角方向の線上に、上部蓋部３２の貫通孔３２Ｂ、プランジャー挿通孔２３が配置されている。

このように構成されるコイル部材２は、ボビン２１に設けられたプランジャー挿通孔２３を進退するプランジャー７０の作動を拡大または縮小、あるいは作用点位置を力点位置から離した位置にすることを可能にする作動レバーを備えたソレノイドに有効である。そこで、第２の実施の形態のコイル部材２を用いたソレノイドについて図１０を参照しながら説明する。

図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るコイル部材２を用いたソレノイド３の１例を示す部分斜視図である。ソレノイド３は、前述したコイル部材２と、コイル部材２のプランジャー挿通孔２３（図２、参照）に挿通されたプランジャー７０と、プランジャー７０と支持板部５３と支持板部５４との間に架け渡されるように配置される作動レバー８０等から構成されている。

作動レバー８０は、プランジャー７０の先端部に設けられた溝７２に挿入され、支持軸７３によって揺動可能に支持され、尾部８１（図示右方向）が支点軸支持部である支持板部５３と支持板部５４の間に配置されると共に支点軸８５によって揺動可能に支持されている。つまり、支持軸７３が作動レバー８０を支持する位置は、プランジャー７０の作動力を作用させる位置であり力点である。また、支点軸８５が作動レバー８０を支持する位置は、上下に揺動可能な作動レバー８０の回転中心であり支点である。作動レバー８０は、支点軸８５を回転中心として揺動することから、支持軸７３が貫通する位置には作動レバー８０の長さ方向に長孔（図示は省略）が設けられている。

なお、作動レバー８０の指示軸７３よりも先端部８２側の部分と上部蓋部３２との間には、コイルバネ９０が配置されている。コイルバネ９０は作動レバー８０を上方に付勢してる。したがって、コイルバネ９０によって、作動レバー８０の先端部８２は、支点軸８５を回転中心として常態的に上方に押し上げられている。作動レーバー８０には、円筒状をしたバネホルダー９１が設けられている。コイルバネ９０は、上端部側をバネホルダー９１内に保持され作動レバー８０に対して取り付けられている。なお、作動レバー８０の尾部８１には、コイルバネ９０によって押し上げられたときに、作動レバー８０が一定の位置（姿勢）で止まるような規制部が設けられている（図示は省略）。

コイル体１０にリード線６０から電力が入力されると、プランジャー７０が下方に吸引されるので、支点軸８５を中心にして作動レバー８０の先端部８２は下方に移動する。

図示したソレノイド３において、支点は、力点を挟んで作動レバーの作用点の反対側に配置されている。図示したソレノイド３において、作動レバー８０の作用は、プランジャー７０の作動を拡大または縮小するものであって、支点軸８５の位置を支点、プランジャー７０の位置（支持軸７３の位置）を力点、力点を挟んで支点の反対側に位置する先端部８２を作用点とする「てこの原理」を応用したものと考えられる。なお、コイル部材２の吸引力Ｆはプランジャー７０のストロークの二乗に反比例する。このことについて数式を参照して説明する。

式（２）によれば、吸引力Ｆは、起磁力Ｕ、空気透磁率μ、プランジャー７０の断面積Ｓを一定としたとき、プランジャー７０のストロークＸの二乗に反比例する。このことから、ストロークＸを小さくすれば大きい吸引力を得られることが分かる。また、第２の実施の形態では、「てこの原理」を応用していることから、支点から力点までの距離、力点から作用点までの距離、支点から作用点までの距離を適宜調整することで、実使用に対応した作用点の移動量(ストローク)、プランジャーのストロークＸが得られる。このことについて、図面を参照しながら説明する。

図１１は、本発明の第２の実施の形態に係るプランジャー７０のストロークＸ１を示す模式図、図１２は、従来の一般的な構造におけるプランジャー７０のストロークＸ２を示す模式図である。本実施の形態（図１１参照）において、支点から力点までの距離をＬ１、力点から作用点までの距離をＬ２、支点から作用点までの距離をＬ０としたとき、作用点のストロークＨとストロークＸ１との関係は、Ｘ１＝Ｈ×Ｌ１／Ｌ０で表される。ここで、Ｌ０＝Ｌ１＋Ｌ２なので、Ｘ１＝Ｈ×Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）で表される。

従来技術（図１２参照）の本実施の形態との相違点は、力点と作用点の間に支点が配置されていることである。このような構成において、支点から力点までの距離をＬ１，力点から作用点までの距離をＬ２したとき、作用点のストロークＨとストロークＸ２との関係は、Ｘ２＝Ｈ×Ｌ１／Ｌ２で表すことができる。

仮に、支点から力点までの距離Ｌ１、力点から作用点までの距離Ｌ２、を本実施の形態と従来技術で同じとし、作用点のストロークＨが同じだけ必要とされる場合、ストロークＸ１とストロークＸ２を比較すると、本実施の形態のストロークＸ１の分母は（Ｌ１＋Ｌ２）であり、従来技術のストロークＸ２の分母はＬ２であり、分子は両者共に（Ｌ１×Ｈ）で同じになることから、本実施の形態におけるプランジャーのストロークＸ１は、従来例のプランジャーのストロークＸ２よりも小さくできることが分かる。

前述した式（２）によって、プランジャーのストロークＸを小さくすれば大きい吸引力が得られることを示した。したがって、図１１および図１２に示した構成条件では、Ｘ１＜Ｘ２となることから、本実施の形態の構成によれば従来技術よりも大きな吸引力を得ることができる。

また、従来技術と同じ吸引力にする場合には、起磁力が小さくてもよいので導線の巻回数を減らすことができ、コイル部材２の小型化やコストの低減を可能にする。

また、コイル体１０およびフレーム３０の仕様を変えずに、プランジャー７０（力点）から支点軸８５までの距離Ｌ１、支点から作用点までの距離Ｌ０を調整すれば、プランジャー７０のストロークＸ１を一定したまま、作用点のストロークＨを任意に調整可能となる。このことから、コイル体１０の標準化がしやすく、使い勝手のよいコイル部材２を提供できる。

なお、第１の実施の形態に記載した構成と作用効果は、第２の実施の形態にも適用できる。たとえば、上述した第２の実施の形態において、第１の実施の形態で説明したように、凹部２４Ａ内に配置されるリング部材５５にプランジャー７０を通す構成を適用することができる。かかる構成とした場合には、エアーギャップが小さくなり磁気効率が向上し、より大きな吸引力を効率良く発生させることができる。

１・・コイル部材
１０・・コイル体
２０・・導線
２０Ａ，２０Ｂ・・端末部
２１・・ボビン
２３・・プランジャー挿通孔
２４・・上鍔部（鍔部）
２６・・リード線支持部
３０・・フレーム
３１・・側板部
３２・・上部蓋部（一端側蓋部）
３３・・下部蓋部（他端側蓋部）
４０・・固定板
４１・・側板部
４２・・取付け板部
４２Ａ，４２Ｂ・・取付け部、雌ねじ
５３，５４・・支持板部（支点軸支持部）
５５・・リング部材
６０・・リード線
７０・・プランジャー
７３・・支持軸（力点）
８０・・作動レバー
８２・・先端部（作用点）
８５・・支点軸（支点）

Claims (8)

1. 導線と、前記導線が巻回されるボビンとから構成されるコイル体と、
   前記コイル体の側面に沿う側板部と、前記側板部の両端部から曲げ折りされて延長され、前記コイル体を支持する一端側蓋部と他端側蓋部とを有する枠状のフレームと、
   前記コイル体を挟んで前記側板部に対向して配置されると共に、前記一端側蓋部および前記他端側蓋部の先端部とで固定される固定板と、を備え、
   前記固定板は、前記フレームの枠外方向に延長された取付け板部を有する、
   ことを特徴とするコイル部材。
2. 請求項１に記載のコイル部材において、
   前記取付け板部には、前記コイル体を支持した前記フレームを他の機械装置に固定するための取付け部が形成されている、
   ことを特徴とするコイル部材。
3. 請求項１または請求項２に記載のコイル部材において、
   前記取付け板部は、曲げ折りされ延長されている、
   ことを特徴とするコイル部材。
4. 請求項２または請求項３のいずれか一項に記載のコイル部材において、
   前記取付け部には、雌ねじが形成されている、
   ことを特徴とするコイル部材。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のコイル部材において、
   前記ボビンの前記他端側蓋部側の端部には、前記導線の端末部と接続されるリード線を支持するリード線支持部が突設されている、
   ことを特徴とするコイル部材。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のコイル部材において、
   前記固定板には、前記ボビンに設けられたプランジャー挿通孔内を進退するプランジャーの作動を拡大または縮小する作動レバーの支点を有する支点軸支持部が設けられ、前記作動レバーに前記プランジャーの作動力を作用させる位置を力点としたとき、前記支点は、前記力点を挟んで前記作動レバーの作用点の反対側に配置される、
   ことを特徴とするコイル部材。
7. 請求項６に記載のコイル部材において、
   前記支点軸支持部は、前記固定板の一部が曲げ折りされ延長された支持板部に設けられている、
   ことを特徴とするコイル部材。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のコイル部材において、
   前記ボビンに形成された鍔部と前記一端側蓋部との間に前記プランジャーを軸方向に進退可能に支持すると共に磁性体にて構成されるリング部材がさらに備えられ、
   前記リング部材は、径方向に移動可能である、
   ことを特徴とするコイル部材。

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