JP3542933B2 - ラッチングソレノイド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型軽量のラッチングソレノイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ラッチングソレノイドとしては、例えば、実開平３−４５６０９号公報で開示されるラッチングソレノイドが知られている。
【０００３】
図６に、同公報開示のラッチングソレノイド５０を示す。このラッチングソレノイド５０は、継鉄５１に対して変位自在の可動鉄心５２と固定した固定鉄心５３，５４を備え、可動鉄心５２の中間位置に永久磁石５５を、かつ両側位置に一対の励磁コイル５６，５７をそれぞれ配して構成するとともに、特に、継鉄５１を、両端が開口した枠部６１と、この枠部６１の開口を閉塞し、かつ固定鉄心５３，５４を有する一対の閉板部６２，６３と、各閉板部６２，６３を枠部６１に固定する複数のネジ６４…により構成したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のラッチングソレノイド５０は、次のような解決すべき課題も存在した。
【０００５】
第一に、枠部６１，閉板部６２，６３及び複数のネジ６４…により、継鉄５１を構成する必要があるため、部品点数の増加に伴うコストアップを招くとともに、小型軽量化を図れない。
【０００６】
第二に、組立部分が多くなるため、組立性の低下を招くのみならず、組立誤差の発生により性能のバラツキや品質の不均一性を生じる虞れがあるとともに、機械的強度を確保しにくい。
【０００７】
本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、部品点数の大幅削減によるコストダウン及び小型軽量化を図るとともに、組立性の向上，性能及び品質の均一性を図れ、加えて機械的強度の確保、さらには信頼性の向上を図ることができるラッチングソレノイドの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係るラッチングソレノイド１は、円筒状のボディ部１１及びこのボディ部１１の両端に一体の円盤状のバリア部１２ｐ，１２ｑからなるコイルボビン部２ｃを有するとともに、バリア部１２ｐ，１２ｑの周縁部から軸方向外方へ円筒状に突出した一対のマグネット収容部２ｐ，２ｑを一体に形成したハウジング２と、各マグネット収容部２ｐ，２ｑに収容し、同極を対向させた一対のマグネット３ｐ，３ｑと、コイルボビン部２ｃの外周に巻回した励磁コイル４と、コイルボビン部２ｃの内部に、軸方向Ｓへ所定ストロークＬだけ変位自在に収容し、かつ軸方向Ｓ外部に突出する非磁性シャフト６を一体に有する磁性可動体５と、マグネット収容部２ｐ，２ｑに嵌合し、かつマグネット３ｐ，３ｑの外側に位置することにより、非磁性シャフト６を支持する軸受体７ｐ，７ｑを備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合、好適な実施の形態により、マグネット収容部２ｐ，２ｑにおけるマグネット３ｐ，３ｑと磁性可動体５間には、磁性板８ｐ，８ｑを収容する。
【００１０】
これにより、励磁コイル４に正方向の励磁電流を流せば、磁性可動体５の一端面にＳ極が、他端面にＮ極がそれぞれ発生する。したがって、一対のマグネット３ｐ，３ｑの相対向する磁極が、例えば、Ｎ極の場合、磁性可動体５の一端面（Ｓ極）は対向するマグネット３ｐに吸引され、かつ磁性可動体５の他端面（Ｎ極）は対向するマグネット３ｑに対して反発する。この結果、磁性可動体５は、マグネット３ｐ側に変位し、マグネット３ｐ（磁性板８ｐ）に吸着する。なお、この後、励磁を解除しても、磁性可動体５は磁性板８ｐに吸着した状態を維持する。一方、励磁コイル４に逆方向の励磁電流を流せば、磁性可動体５の一端面にＮ極が、他端面にＳ極がそれぞれ発生する。したがって、磁性可動体５の一端面（Ｎ極）は対面するマグネット３ｐに対して反発し、かつ磁性可動体５の他端面（Ｓ極）は対面するマグネット３ｑに吸引される。この結果、磁性可動体５は、マグネット３ｑ側に変位し、マグネット３ｑ（磁性板８ｑ）に吸着する。なお、この後、励磁を解除しても、磁性可動体５は磁性板８ｑに吸着した状態を維持し、双安定タイプのラッチングソレノイドとして機能する。
【００１１】
【実施例】
以下には、本発明に好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】
まず、本実施例に係るラッチングソレノイド１の構成部品について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１３】
２は合成樹脂等により一体成形したハウジングであり、コイルボビン部２ｃと、このコイルボビン部２ｃの両端に一体に有する一対のマグネット収容部２ｐ，２ｑからなる。また、コイルボビン部２ｃは、円筒状のボディ部１１と、このボディ部１１の両端に一体に有する円盤状のバリア部１２ｐ，１２ｑを備えるとともに、マグネット収容部２ｐ，２ｑは、バリア部１２ｐ，１２ｑの周縁部から軸方向外方へ円筒状に突出する。
【００１４】
３ｐは、マグネット収容部２ｐに収容（嵌合）するマグネットである。マグネット３ｐは図３に示すように、内側に嵌合孔１３ｐを有するリング状に形成し、一端面にＮ極が、他端面にＳ極がそれぞれ生じるように着磁された永久磁石を用いる。マグネット３ｐは同一のものを一対用意し、他方はマグネット収容部２ｑに収容するマグネット３ｑとして用いる。なお、マグネット３ｑにおいて、１３ｑは嵌合孔を示す。
【００１５】
５は、コイルボビン２の内部に挿通する円柱状の磁性可動体である。この磁性可動体５は、コイルボビン２の内部に収容した際に、後述する磁性板８ｐ，８ｑに規制され、軸方向Ｓへ所定ストロークＬ（図４参照）だけ変位可能な直径及び長さを選定し、中心には、磁性可動体５の端面から両方向へ突出する非磁性シャフト６を挿入固定する。
【００１６】
７ｐは、マグネット収容部２ｐに収容することにより、非磁性シャフト６を支持する軸受体であり、マグネット収容部２ｐに嵌合可能な円柱状の軸受本体部１４ｐと、この軸受本体部１４ｐの一端面中心から突出してマグネット３ｐの嵌合孔１３ｐに嵌合する嵌合凸部１５ｐと、中心に貫通形成することにより、非磁性シャフト６を回動自在及び進退自在に支持する軸受孔部１６ｐを有する。軸受体７ｐは同一のものを一対用意し、他方は、マグネット収容部２ｑに収容する軸受体７ｑとして用いる。なお、軸受体７ｑにおいて、１４ｑは軸受本体部、１５ｑは嵌合凸部、１６ｑは軸受孔部をそれぞれ示す。
【００１７】
８ｐは、磁性板であり、全体をマグネット３ｐと同径に形成し、かつ中心に非磁性シャフト６が挿通する挿通孔１７ｐを有する円盤状に形成する。磁性板８ｐは同一のものを一対用意し、他方は磁性板８ｑとして用いる。なお、磁性板８ｑにおいて、１７ｑは挿通孔を示す。
【００１８】
次に、本実施例に係るラッチングソレノイド１の組立方法について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１９】
まず、ハウジング２のコイルボビン部２ｃの外周に、巻線を巻回して励磁コイル４を構成する。また、コイルボビン部２ｃの内部には、磁性可動体５を挿通させる。この後、磁性板８ｐの挿通孔１７ｐに非磁性シャフト６の一端側を挿通させ、磁性板８ｐをマグネット収容部２ｐに嵌合させるとともに、他方、磁性板８ｑの挿通孔１７ｑに非磁性シャフト６の他端側を挿通させ、磁性板８ｑをマグネット収容部２ｑに嵌合させる。
【００２０】
また、軸受体７ｐ，７ｑの嵌合凸部１５ｐ，１５ｑに、それぞれマグネット３ｐ，３ｑの嵌合孔１３ｐ，１３ｑを装着（嵌合）する。そして、マグネット３ｐを内側に位置させた軸受体７ｐの軸受孔部１６ｐに、非磁性シャフト６の一端側を挿通させ、軸受体７ｐ（マグネット３ｐ）を、マグネット収容部２ｐに嵌合させるとともに、他方、マグネット３ｑを内側に位置させた軸受体７ｑの軸受孔部１６ｑに、非磁性シャフト６の他端側を挿通させ、軸受体７ｑ（マグネット３ｑ）を、マグネット収容部２ｑに嵌合させる。この際、一対のマグネット３ｐ，３ｑは同極を相対向させる。実施例の場合は、図４に示すようにＮ極同士が相対向する。
【００２１】
マグネット収容部２ｐ，２ｑに、軸受体７ｐ，７ｑをそれぞれに完全に嵌合させたなら、マグネット収容部２ｐ，２ｑの外周面から径方向に螺合する固定ネジ等により軸受体７ｐ，７ｑとマグネット収容部２ｐ，２ｑを固定する。なお、軸受体７ｐ，７ｑをマグネット収容部２ｐ，２ｑに固定する固定手段としては、軸受体７ｐ，７ｑの外周面をマグネット収容部２ｐ，２ｑの内周面にネジ込み式とした固定手段，マグネット収容部２ｐ，２ｑの内周面に複数のストッパを突出形成した固定手段，接着剤を用いた固定手段など、各種固定手段を採用できる。
【００２２】
これにより、図１に示す双安定タイプのラッチングソレノイド１が構成され、このようなラッチングソレノイド１によれば、従来のような枠部及び閉板部を用いた継鉄が不要になるため、部品点数の大幅な削減を図れる。また、組立部分が少なくなり、組立性の向上、組立誤差の低減による性能及び品質の均一性を図れるとともに、さらには機械的強度が高められる。
【００２３】
次に、本実施例に係るラッチングソレノイド１の動作について、図４及び図５を参照して説明する。
【００２４】
まず、励磁コイル４に正方向の励磁電流を流せば、図４に示すように、磁性可動体５の一端面にＳ極が、他端面にＮ極がそれぞれ発生する。一方、一対のマグネット３ｐ，３ｑの相対向する磁極はＮ極であるため、磁性可動体５に対面する磁性板８ｐ，８ｑの端面もＮ極となり、磁性可動体５のＳ極（一端面）は、対面するマグネット３ｐに吸引され、かつ磁性可動体５のＮ極（他端面）は、対面するマグネット３ｑに対して反発する。したがって、磁性可動体５は、マグネット３ｐ側に変位し、磁性板８ｐに吸着する。この状態を図４に示す。なお、この後、励磁コイル４に流す電流を停止しても、磁性可動体５は磁性板８ｐに吸着した状態を維持する。
【００２５】
他方、励磁コイル４に逆方向の励磁電流を流せば、図５に示すように、磁性可動体５の一端面にＮ極が、他端面にＳ極がそれぞれ発生する。したがって、磁性可動体５のＮ極（一端面）は対面するマグネット３ｐに対して反発し、かつ磁性可動体５のＳ極（他端面）は対面するマグネット３ｑに吸引されるため、磁性可動体５は、マグネット３ｑ側に変位し、磁性板８ｑに吸着する。この状態を図５に示す。なお、この後、励磁コイル４に流す電流を停止しても、磁性可動体５は磁性板８ｑに吸着した状態を維持する。
【００２６】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除できる。例えば、磁性板８ｐ，８ｑは必ずしも設けることを要しない。また、必要により全体を覆うカバー等を設けてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
このように、本発明に係るラッチングソレノイドは、円筒状のボディ部及びこのボディ部の両端に一体の円盤状のバリア部からなるコイルボビン部を有するとともに、バリア部の周縁部から軸方向外方へ円筒状に突出した一対のマグネット収容部を一体に形成したハウジングと、各マグネット収容部に収容し、同極を対向させた一対のマグネットと、コイルボビン部の外周に巻回した励磁コイルと、コイルボビン部の内部に、軸方向へ所定ストロークだけ変位自在に収容し、かつ軸方向外部に突出する非磁性シャフトを一体に有する磁性可動体と、マグネット収容部に嵌合し、かつマグネットの外側に位置することにより、非磁性シャフトを支持する軸受体を備えるため、次のような顕著な効果を奏する。
【００２８】
（１） 従来のような枠部及び閉板部を用いた継鉄が不要になるため、部品点数の大幅な削減によるコストダウン及び小型軽量化を図れる。
【００２９】
（２） 組立部分が少なくなり、組立性の向上を図れるとともに、組立誤差の低減による性能及び品質の均一性を図れ、加えて機械的強度の確保、さらには信頼性の向上を図れる。
【００３０】
（３） マグネット収容部に嵌合する軸受体を有するとともに、好適な実施の形態により磁性板を設ければ、ラッチングソレノイドの更なる安定した動作を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係るラッチングソレノイドの側面断面図、
【図２】図１中Ａ−Ａ線断面図、
【図３】同ラッチングソレノイドにおける使用部品の分解斜視図、
【図４】同ラッチングソレノイドの動作を説明するための動作説明図、
【図５】同ラッチングソレノイドの動作を説明するための動作説明図、
【図６】従来の技術に係るラッチングソレノイドの側面断面図、
【符号の説明】
１ ラッチングソレノイド
２ ハウジング
２ｐ… マグネット収容部
２ｃ コイルボビン部
３ｐ… マグネット
４ 励磁コイル
５ 磁性可動体
６ 非磁性シャフト
７ｐ… 軸受体
８ｐ… 磁性板
１１ ボディ部
１２ｐ… バリア部
Ｓ 軸方向
Ｌ 所定ストローク

Claims (2)

1. 円筒状のボディ部及びこのボディ部の両端に一体の円盤状のバリア部からなるコイルボビン部を有するとともに、前記バリア部の周縁部から軸方向外方へ円筒状に突出した一対のマグネット収容部を一体に形成したハウジングと、各マグネット収容部に収容し、同極を対向させた一対のマグネットと、前記コイルボビン部の外周に巻回した励磁コイルと、前記コイルボビン部の内部に、軸方向へ所定ストロークだけ変位自在に収容し、かつ軸方向外部に突出する非磁性シャフトを一体に有する磁性可動体と、前記マグネット収容部に嵌合し、かつ前記マグネットの外側に位置することにより、前記非磁性シャフトを支持する軸受体を備えることを特徴とするラッチングソレノイド。
2. 前記マグネット収容部における前記マグネットと前記磁性可動体間に、磁性板を収容してなることを特徴とする請求項１記載のラッチングソレノイド。

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