JP2597008B2

JP2597008B2 - プランジャ形ソレノイド

Info

Publication number: JP2597008B2
Application number: JP1112624A
Authority: JP
Inventors: 敏夫田中; 清一須貝
Original assignee: 株式会社東富士製作所
Priority date: 1989-05-01
Filing date: 1989-05-01
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPH02209705A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、可動鉄心をソレノイドの磁力によって往復
移動させて機械の制御等に用いるプランジャ形ソレノイ
ドに関するものである。

［従来の技術］上記のようなソレノイドとしては、第４図および第５
図に示すようなものがある。このソレノイドは、符号１
で示す断面コ字状のヨークの内部に、コイル２が巻かれ
た巻線ボビン３が収容され、この巻線ボビン３およびヨ
ーク１の中心にあけられた鉄心嵌挿孔４、５に円柱状の
可動鉄心６が嵌挿されている。この可動鉄心６の上端に
は、ヨーク１の両端面1a、1aを覆い、これにともなって
ヨーク１の内部を覆うことのできる大きさを有する鉄等
の磁性体でできた長方形の板７が固定されている。可動
鉄心６は、図示しないコイルスプリング等の付勢部材に
より、板７とヨーク１の両端面1a、1aとが離れた状態に
なるよう支持されている。

上記ソレノイドの作用は、コイル２に直流電流を通電
すると、コイル２は磁力を発生し、可動鉄心６に固定さ
れた板７をヨーク２の両端面1a、1aに吸着させる。ま
た、コイル２への通電を停止すると可動鉄心６付勢部材
の作用により元の位置に戻る。このような可動鉄心６の
往復移動を利用して各種の制御を行なうことができるよ
うになっている。

［発明が解決しようとする課題］ところが、このようなソレノイドにあっては、可動鉄
心６は円柱状であるため、往復移動中に起こる自身の振
動等によって軸回りに回動することが考えられる。ま
た、可動鉄心６の動作により回転クラッチの断接を行う
ような用途では、可動鉄心６に回転力が加わることもあ
る。しかし、可動鉄心６が回動して板７が第５図の一点
鎖線で示すようヨーク１の両端面1a、1aの全面をカバー
しないずれた位置にくると、板７がヨーク１に吸着され
る力が弱くなる。また、可動鉄心が略90゜回動すると、
同図二点鎖線で示すように、板７はヨーク１の両端面1
a、1aから完全に外れ、可動鉄心６がヨーク１に吸着さ
れない状態となってしまう。

［課題を解決するための手段］本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あって、鉄心嵌挿孔が形成された底板部およびこの底板
部から起立した一対の側板部を有する磁性体製のヨーク
と、前記ヨークの前記両側板部間において前記底板部上に
配置され、前記鉄心嵌挿孔と同一軸線上に断面円形の鉄
心嵌挿孔を有する筒状の巻胴部、およびこの巻胴部の両
端に直交して設けられた一対のフランジ部を有するボビ
ンと、前記ボビンの巻胴部に巻回されたコイルと、前記ヨークおよび前記ボビンの各鉄心嵌挿孔を通して
軸線方向移動可能に配置された軸部と、前記ヨークの両
側部板の上端と対向する位置で前記軸部の上端部に固定
された磁性体製の板とからなる可動鉄心とを具備し、前記可動鉄心の板およびこれと対向する前記ボビンの
フランジ部のいずれか一方には、前記軸部から離間した
位置に、１または２以上の棒状突起が他方側に向けて前
記軸部と平行に形成されるとともに、他方には、前記棒
状突起がその軸線方向摺動可能に挿入される係合穴が形
成されていることを特徴とする。

［作用］本発明のプランジャ型ソレノイドによれば、巻線ボビ
ンおよび前記方形の板の相互の対向面のいずれか一方に
形成された突起を、他方に形成された係合穴に係合させ
ることにより、可動鉄心は軸回りに回動することが規制
され、吸着させられるヨークの両端面に対して板が位置
決めされる。

［実施例］以下、第１図および第２図を参照して本発明の一実施
例を説明する。

図中符号Ｓは本発明に係るソレノイドであり、10は鉄
等の磁性体でできたヨークである。このヨーク10は断面
コ字状をなし、中心に鉄心嵌挿孔11があけられている。
このヨーク10の内部には、円筒状の巻胴12と、この巻胴
12の上下の端部に一体化して形成されたフランジ13a、1
3bとからなる巻線ボビン14が収容されている。この巻線
ボビン14の巻胴12には、コイル15が巻かれている。また
巻線ボビン14の巻胴12の軸心には、円形の鉄心嵌挿孔16
があけられている。

また、前記巻胴12における上側のフランジ13aの上面
には、巻胴12の軸方向に延びる突起17が、相互に間隔を
おいた適宜な位置に１つまたは複数（この場合３つ）突
設されている。

前記鉄心嵌挿孔16には、円柱状の可動鉄心18が軸方向
に移動自在に嵌挿されている。また、この可動鉄心18の
上端には、鉄等の磁性体からなり、その中央に穴19aが
あけられた長方形状の板19が、穴19aをきつくはめるこ
とにより固定されている。この板19の縦・横の寸法は、
ヨーク10を平面視した場合におけるヨーク10の縦・横の
それと略一致している。そして、この板19には、前記各
突起17がそれぞれ係合される係合穴20が形成されてい
る。

そして、これら各係合20を各突起17に係合させること
により、板19は、その長さ方向の両端縁がヨーク10の両
端面10a、10aを覆って、ヨーク10の内部を覆うことがで
きるよう位置決めがなされるようになっている。

上記可動鉄心18は、図示しないバネ等の付勢部材によ
り、板18とヨーク10の両端面10a、10aとの間に所定の間
隔があけられるよう支持されている。

上記ソレノイドの作用は、コイル15に直流電流を通電
するとコイル15が磁力を発生し、付勢部材の力に抗して
可動鉄心18に固定された板19をヨーク10の両端面10a、1
0aに吸着させる。また、コイル15への通電を停止する
と、付勢部材の力によって可動鉄心18が押し上げられ、
第１図に示す元の位置に戻る。このような可動鉄心18の
往復移動を利用して各種の制御を行なうことができる。

このような構造のソレノイドによれば、可動鉄心18の
上端に固定された各係合穴20が、巻線ボビン14の各突起
17に係合されることにより、可動鉄心18は軸回りに回動
しないよう規制される。このため、往復移動中に可動鉄
心18が自身の振動によって軸回りに回動することがな
い。したがって、可動鉄心18に固定された板19は、ヨー
ク10の両端面10a、10aの全面を覆う位置に確実に位置決
めされることとなり、板19がヨーク10に吸着される力が
確実かつ有効に働く。

また、係合穴20と突起17は、可動鉄心18の回転中心か
ら離れた位置に設けることができるので、可動鉄心18の
位置決め精度を高く維持しつつも、鉄心嵌挿孔11,16と
可動鉄心18の軸部との間のクリアランス、および係合穴
20と突起17との間のクリアランスを比較的大きくとるこ
とが可能である。これにより、塵埃等が上記各クリアラ
ンスに詰まって、可動鉄心18の上下動を妨げる不具合が
予防できる。すなわち、本発明によれば、可動鉄心18の
位置決め精度、および塵埃に対する耐久性をいずれも高
められる。

さらに、第３図の実施例では、クラッチ24を噛み合わ
せる際に、可動鉄心18に瞬間的に大きな回転力がかかる
が、この例では、その回転力を回転中心から遠く離れた
突起17で受け止めるため、突起17にかかる回転モーメン
トは小さくて済み、その変形等のおそれがない。したが
って長期に亙る使用後も回転規制の精度が低下しない。

これに対し、可動鉄心の軸部および各鉄心嵌挿孔を共
に多角形として、可動鉄心の回転を阻止することも考え
られるが、その場合、可動鉄心の回転範囲を狭く規制す
るには、可動鉄心と鉄心嵌挿孔とのクリアランスを狭く
形成するしかない。しかし、クリアランスが狭いと塵埃
が侵入してクリアランスを塞ぎ、可動鉄心の上下動を阻
害するおそれがある。したがって、塵埃による支障を防
ぐには、可動鉄心の位置決め精度を犠牲にするしかなか
った。また、可動鉄心の軸部が多角形状であると、この
軸部とコイルとの間に漏れ磁束が増えるため、軸部を断
面円形とした場合に比して可動鉄心の吸着力を低下する
うえ、可動鉄心に比較的大きな回転力がかかると、軸部
の角において衝撃が生じ、軸部の角または鉄心嵌挿孔の
内周面を損傷するおそれがあり、長期的には回転規制の
精度が低下しやすいという問題がある。

次に、第３図を参照して、上記のソレノイドをクラッ
チ付モータのクラッチ断接に利用した例を説明する。

このモータでは、モータ本体21によって回転させられ
る回転子22の回転がギア23に伝えられ、これが、クラッ
チ機構24、および一連の減速用ギア群25を介して出力軸
26に伝達されるようになっている。クラッチ機構24は、
上下のクラッチギア24a、24b間に設けられたコイルバネ
27に抗して、上側のクラッチギア24aを押し下げ、下側
のクラッチギア24bに圧接させることによって接続する
ようになっている。なお、符号28は出力軸26の回転にと
もなって回転するカムタイマ、29は、カムタイマ28によ
ってモータ本体21の通電状態をON、OFF操作するスイッ
チである。

そして、このモータにおいて、クラッチ機構24の上側
のクラッチギア24aの上方に前記ソレノイドが配設さ
れ、このソレノイドによってクラッチ機構24が断接され
るようになっている。すなわち、ソレノイドは、その可
動鉄心18の先端が上側のクラッチギア24aの上端部に当
接するように取り付けられている。

このクラッチ付モータにおいて、回転子22の回転は、
ギア23に伝達されるが、クラッチギア24a、24bがコイル
バネ27によって互いに離れているため、出力軸26は回転
しない。ここで、ソレノイドのコイル15に通電すると、
可動鉄心18が上側のクラッチギア24aを押圧し、下側の
クラッチギア24bとかみ合うので、出力軸26が回転す
る。

なお、上記実施例においては、巻線ボビン14のフラン
ジ13aに突起17が、また、可動鉄心18に固定された板19
に突起17がはまる係合穴20が形成されているが、板19の
下面に突起を、また、フランジ13aに突起がはまる係合
穴を形成してもよい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明に係るプランジャ形ソレ
ノイドによれば、係合穴と棒状突起とが常時係合してい
るから、上下動に伴う可動鉄心の回転を防ぐことがで
き、可動鉄心の板とヨーク上端とのずれを防止して、両
者間に働く吸引力を強く保つことができる。

また、このプランジャ形ソレノイドによれば、係合穴
と棒状突起を、可動鉄心の回転中心から離れた位置に設
けることができるので、可動鉄心の位置決め精度を高く
維持しつつも、ヨークおよびボビンの各鉄心嵌挿孔と可
動鉄心の軸部との間のクリアランス、および係合穴と棒
状突起との間のクリアランスをそれぞれ比較的大きくと
ることが可能である。これにより、塵埃等が上記各クリ
アランスに詰まって、可動鉄心の上下動を妨げる不具合
が予防できるから、可動鉄心の位置決め精度、および塵
埃に対する耐久性の双方を高めることが可能である。

さらに、軸部の断面が円形であるため、軸部とコイル
との間の漏れ磁束を少なくでき、可動鉄心の吸着力が高
められるだけでなく、可動鉄心に比較的大きな回転力が
かかる用途においても、この回転力を、回転中心から遠
く離れた棒状突起で受け止めるため、棒状突起にかかる
回転モーメントは小さく、その変形等のおそれがないた
め、長期に亙る使用後も回転規制の精度が低下しないと
いう優れた特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は縦断面図、第２図は第１図のII−II線に沿
う断面図、第３図はこのソレノイドをモータのクラッチ
断接に用いた例を示す縦断面図、第４図は従来のソレノ
イドの縦断面図、第５図はその平面図である。 10……ヨーク、11……ヨークの鉄心嵌挿孔、 12……巻胴、14……巻線ボビン、 15……コイル、16……ボビンの鉄心嵌挿孔、 17……突起、18……可動鉄心、 19……板、20……係合穴。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄心嵌挿孔が形成された底板部およびこの
底板部から起立した一対の側板部を有する磁性体製のヨ
ークと、前記ヨークの前記両側板部間において前記底板部上に配
置され、前記鉄心嵌挿孔と同一軸線上に断面円形の鉄心
嵌挿孔を有する筒状の巻胴部、およびこの巻胴部の両端
に直交して設けられた一対のフランジ部を有するボビン
と、前記ボビンの巻胴部に巻回されたコイルと、前記ヨークおよび前記ボビンの各鉄心嵌挿孔を通して軸
線方向移動可能に配置された軸部と、前記ヨークの両側
部板の上端と対向する位置で前記軸部の上端部に固定さ
れた磁性体製の板とからなる可動鉄心とを具備し、前記可動鉄心の板およびこれと対向する前記ボビンのフ
ランジ部のいずれか一方には、前記軸部から離間した位
置に、１または２以上の棒状突起が他方側に向けて前記
軸部と平行に形成されるとともに、他方には、前記棒状
突起がその軸線方向摺動可能に挿入される係合穴が形成
されていることを特徴とするプランジャ形ソレノイド。