JPH01164874A - 自己保持型遅動ソレノイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、プランジャの吸引時又は反吸引時のいずれか
の動作すなわち往・復どちらかの動作の速度を遅らせる
ことができかつ該動作速度を電気的に可変制御し得る遅
動ソレノイドに関し、特に、プランジャをストロークエ
ンドで自己保持可能な遅動ソレノイドに関する。

〈従来の技術〉 従来、機械装置の機構部品等を所定の距離範囲で移動さ
せる方法の一つにソレノイドが知られている。

このソレノイドは外周に電磁コイルを巻装したコイルボ
ビン内に軸方向摺動可能に嵌装され、電磁コイルが励磁
されることによりコイルボビン内方に吸引されるプラン
ジャを備えた構成である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、このようなソレノイドは、上述したように、
励磁された電磁コイルの付勢によりプランジャの吸引動
作が行われるわけであるが、その吸引動作は吸引開始後
、急激に加速して瞬間的にストロークエンドに至る特性
をもっている。

逆に、電磁コイルへの通電を停止し、該電磁コイルを非
励磁とすることによって、プランジャは復帰バネの付勢
によりやはり瞬間的に元位置に復帰する。

従って、前記機械部品等を瞬間的に動作させる場合には
、プランジャの動作速度を速くできるので従来のソレノ
イドが有効であるが、該機械部品等を緩やかに作動させ
たい場合や、一定の速度で動作させたい場合には、この
ような従来のソレノイドでは実現が不可能であった。

例えば、遊技場において、設置されるパチンコ台におい
て、盤面の得点孔を開閉するいわゆるチューリップ片を
速やかに開放した後、緩やかに閉じるように工夫したも
のがあるが、従来のものでは、モータの駆動力をギヤ装
置等により減速してチューリップ駆動手段に伝達してチ
ューリップ片が閉じるのを遅らせる方法しかなく、その
構造は複雑で装置の設置スペースも大きくする必要があ
った。従って、プランジャの動作速度を遅らせるソレノ
イドの実現が待たれていた。

また、従来のソレノイドでは、前記プランジャをストロ
ークエンドで保持する場合、電磁コイルへの通電をその
まま継続して該電磁コイルを励磁することにより、プラ
ンジャを吸引し続ける必要があり、電磁コイルの励磁を
継続するための消費電力が嵩むという問題点があった。

そこで本発明は、以上のような従来の実状に鑑み、簡単
な構成でプランジャの吸引時又は反吸引時のいずれか一
方のモードにおいて、動作速度を遅らせるようにし、し
かもこの動作速度を電気的に制御し得る遅動ソレノイド
であって、かつ前記プランジャをストロークエンドで吸
引状態に自己保持し得る自己保持型の遅動ソレノイドを
提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 このため本発明は、外周に電磁コイルを巻装したコイル
ボビン内に軸方向摺動可能に嵌装され、電磁コイルの付
勢によりコイルボビン内方に吸引されるプランジャと、 該プランジャ摺動空間と器外空間とを連通するための通
路断面積大なる一方向弁付きの空気孔と、 該空気孔の閉弁状態でプランジャが動作する時に外気を
プランジャ摺動空間に導き又は該摺動空間から排気する
ための１以上の通路断面積小なる空気孔と、 該通路断面積小なる空気孔を開閉するためのソレノイド
弁と、 前記プランジャをストロークエンドで吸着保持するため
の永久磁石を設けたことを特徴とする自己保持型遅動ソ
レノイドとする。

く作用〉 係る構成では、プランジャの吸引又は反吸引の動作時に
、一方向弁が開放して通路断面積大なる空気孔を介して
プランジャ摺動空間内の空気が器外空間との間で速やか
に出入りするとき、プランジャの吸引又は反吸引の動作
は瞬間的に行なわれる。

逆に、一方向弁が閉成して通路断面積大なる空気孔が閉
じる方向にプランジャが動作する時には、外部空気が通
路断面積小なる空気孔から少量づつプランジャ摺動空間
内に導入され又は少量づつ該摺動空間から排気されるの
で、プランジャの往動又は復帰の動作が緩やかに行なわ
れる。

ここで、一方向弁閉成時のプランジャの動作速度は、プ
ランジャ摺動空間と器外空間との間で出入する空気流量
によって決まる。

従って、ソレノイド弁への通電制御による通路断面積小
なる空気孔の開閉の組み合わせによって、プランジャ摺
動空間に出入する空気の流量が段階的に可変し、プラン
ジャの吸引動作又は反吸引の動作速度を段階的に可変と
することができる。

一方、プランジャがストロークエンドに至って固定鉄心
に着座した時に、電磁コイルへの通電を停止しても、永
久磁石の磁力によってプランジャは吸着されたま＼自己
保持される。従って、電磁コイルへの通電を継続してプ
ランジャを吸引し続ける必要がない。

〈実施例〉 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は反吸引時すなわち復帰時にプランジャがゆっく
り動作するタイプの遅動ソレノイドが示されており、フ
レームｌ内に配設された電磁コイル２及びプランジャ３
等を備えて構成されている。

フレーム１は磁性体材料からなり、一端が開放された円
筒形状をなしており、このフレーム１内底部には固定鉄
心４が一体的に配設されている。また、フレーム１内の
周部には外周に電磁コイル２を巻装した円筒状のコイル
ボビン５が収納され固定されている。この場合、固定鉄
心４の中央部はコイルボビン５の中央部の孔５ａに挿入
配置される。この固定鉄心４の内端面は後述するプラン
ジャ３の先端形状に対応させて略円錐台形状に陥没形成
されている。

プランジャ３はその先端が略円錐台形状をした円柱体で
、コイルボビン５の中央部の孔５ａに軸方向に摺動可能
に嵌装されている。

尚、プランジャ３を構成する前記円柱体はネジ嵌合によ
り結合される二部材３Ａ、３Ｂからなり、少なくとも部
材３Ｂは磁性体材料により形成されている。

６はプランジャ３を反吸引方向に復帰させるための復帰
バネであり、コイルボビン５の上端面とプランジャ３の
基端部外周に固定された板部材７との間に介装され、プ
ランジャ３を図の上方に常時付勢している。

かかる構成のソレノイドにおいて、プランジャ３の摺動
空間すなわち、コイルボビン５の中央部の孔５ａと固定
鉄心４の内端面との間に形成されるプランジャ３の摺動
空間Ａを気密に保持するシール部材としてのシールリン
グ８がプランジャ３とコイルポビン５内周面間に介装さ
れている。尤も、上記シール部材を設けずにプランジャ
３とコイルボビン５内周面とのクリアランスを厳密に成
形することによって気密性の高いシール作用を達成して
もよい。

また、プランジャ３の吸引動作時にプランジャ摺動空間
Ａの空気を外部に逃がす通路断面積大なる空気孔１０（
以下、大空気孔と称する）と、プランジャ３の復帰時す
なわち反吸引作動時に外部空気をプランジャ摺動空間Ａ
に導く１以上の通路断面積大なる空気孔９（以下、小空
気孔と称する）と、が設けられている。

即ち、プランジャ３の先端から軸方向略中間部まで、プ
ランジャ３中心軸上に主空気孔１１が設けられている。

そして、大空気孔１０は主空気孔１１の上端部から上方
に伸びてのち横方向に屈曲して貫通し、プランジャ３の
外周部に開口されている。主空気孔１１の上端に一方向
弁としての逆止弁１２が設けられ、プランジャ摺動空間
Ａ内から外部への空気流のみを許容するようになってい
る。

一方、本実施例において２つ設けられる小空気孔９は、
夫々固定鉄心４の上端部に開口して形成され、該固定鉄
心４に形成された空気孔１３Ａと該孔１３Ａの周部から
フレーム１の底壁を貫通して外部に開口する孔１３Ｂと
を介して外部に連通している。

尚、この２つの小空気孔９は同一通路断面積に形成され
る。

そして、この小空気孔９を夫々開閉するソレノイド弁１
４が設けられている。

このソレノイド弁１４はフレーム１の底壁外面に夫々固
定されており、そのプランジャ１７は外周に電磁コイル
１５を備えたコイルボビン１６内に軸方向摺動自由に嵌
装されるとともに電磁コイル１５の付勢によりコイルボ
ビン１６内方に吸引可能に設けられる一方、該プランジ
ャ１７に弁体１８を連設した構成となっている。

１９はプランジャ１７を反吸引方向に復帰させるための
復帰バネである。

かかるソレノイド弁１４は、非通電時にはプランジャ１
７が反吸引方向に復帰して開弁じ、通電時にプランジャ
１７を吸引することにより閉弁し、小空気孔９を閉塞す
る。

そして、ソレノイド弁１４への通電制御による小空気孔
９の開閉の組み合わせ、即ちこの実施例では、いずれか
一方の小空気孔９の開放、又は２つの小空気孔９の開放
によって、プランジャ摺動空間Ａに導入される空気の流
量が段階的に可変し、プランジャ１７の反吸引動作速度
を段階的に可変とすることができるようになっている。

ソレノイド弁１４への通電制御は、通電制御回路２０で
行われるようになっている。

一方、プランジャ３をストロークエンドで、即ち、該プ
ランジャ３先端面が固定鉄心４の内端面に当接着座した
位置でその状態を保持するためのリング状の永久磁石２
１が設けられている。

この永久磁石２１は、プランジャ３のストロークエンド
付近において、電磁コイル２端部に隣接して配設される
。そして、永久磁石２１は、一対の環状板部２２．２２
”によって区画形成された環状空間部に収納保持されて
いる。

尚、この一対の環状板部２２は、コイルボビン５外周部
に一体成形されている。

また、該環状板部２２゛と固定鉄心４の内面との間には
ギャップとなる空間部２３が形成されている。

かかる構成において、プランジャ３の吸引動作時には、
逆止弁１２が開放して大空気孔１０から速やかにプラン
ジャ摺動空間Ａ内の空気が外部に排出されるので、プラ
ンジャ３の吸引動作が急速に行なわれる。

一方、プランジャ３０反吸引動作時には、外部空気が上
述のように選択されて開放された小空気孔９からのみ少
量づつプランジャ摺動空間Ａ内に導入され、プランジャ
３の反吸引動作即ち、復帰動作が緩やかに行なわれる。

この際、大空気孔１０は逆止弁１２が閉成するので空気
の通過は阻止されている。

この動作中において、プランジャ３がストロークエンド
に至った時即ち、プランジャ３先端面が固定鉄心４の内
端面に当接着座した時に、電磁コイル２への通電を停止
しても、プランジャ３は固定鉄心４と一体となって永久
磁石２１の磁路の一部を構成することとなり、自己保持
される。従って、電磁コイル２の励磁を継続してプラン
ジャ３を吸引し続ける必要がない。

この場合、電磁コイル２にパルス電流ヲ流すだけで、プ
ランジャ３が瞬時に吸引されてストロークエンドに至り
、該プランジャ３先端面が固定鉄心４の内端面にしっか
りと着座し、後は永久磁石２１の磁力によってプランジ
ャ３が自己保持される。

次いで、任意の時間経過後に、電磁コイル２に対して前
記プランジャ３吸引時の電流方向とは逆のパルス電流を
流して永久磁石２１の自己保持力より勝る磁力をこの電
磁コイル２に発生させると、プランジャ３は固定鉄心４
から離れ、その後は復帰バネ６の弾性力により元位置に
復帰する。

かかる構成によると、プランジャ３を速やかに吸引させ
ることができると共に、プランジャ３の復帰動作速度を
遅らせることができるものである。

１に の結果、機械装置の機構部品等を緩やかに動作させる用
途に有効に利用でき、そのような場合に、モータや減速
装置を設ける必要がなく、機構の簡略化、設置スペース
の節約が図れるので、コスト的にも有利である。特に、
パチンコ台において、盤面の得点孔を開閉するいわゆる
チューリップ片を速やかに開放した後、この開放状態を
一定時間保持し、更にその後一定速度で緩やかに閉じる
ためのアクチュエータとして極めて効果的な利用性があ
り、しかもコンパクトであるからパチンコ台に設置する
場合のスペース節約に有利なものである。

そして、上記構成によると、ソレノイド弁１４への通電
制御による小空気孔９の開閉の組み合わせによって、プ
ランジャ摺動空間Ａに導入される空気の流量が段階的に
可変してプランジャ３の反吸引動作速度を段階的に可変
とすることができるので、用途に応じて最適なプランジ
ャ３の反吸引動作速度が得られ、利用範囲の拡大を図れ
る。

この場合、ソレノイド弁１４を使用したことにより、プ
ランジャ３の反吸引動作速度の可変操作を電気信号によ
り遠隔的に行えるという利点がある。

尚、本実施例においては、小空気孔９を２つ設けて、い
ずれか一方を開、又は両方を開とする制御を行うように
して、２通りのプランジャ３の反吸引動作速度を得るよ
うにしたが、小空気孔９を３つ、４つとたくさん設け、
複数通りのプランジャ３の反吸引動作速度を得るように
しても良い。

また、プランジャ３の反吸引動作中に、開閉の組み合わ
せを変化させるようにすれば、反吸引動作途中でその速
度を段階的に変えることもでき、全ての小空気孔９を閉
じれば、閉じた位置でプランジャ３を停止させることも
できる。

尚、この制御は前記通電制御２０で行うことができる。

更に、本発明では、小空気孔は１以上設ければ良いとさ
れ、小空気孔を一つ設けた場合は、これの開閉制御によ
って所定のプランジャ３の反吸引動作速度と、小空気孔
全閉時のプランジャ３の停止、即ち、プランジャの反吸
引動作速度Ｏと、の２通りの選択ができる。

従って、この場合には、プランジャ３をある反吸引動作
速度で動かした後、途中で停止させるような作動方式が
採用できる。

更に、小空気孔を２つ以上設けた場合、夫々を異なる通
路断面積に形成することによって更に多くの種類のプラ
ンジャ反吸引動作速度が得られる。

第２図には、第１図における逆止弁１２の取付は位置を
変更することにより、吸引時にプランジャ３が遅動する
タイプの遅動ソレノイドが示されている。すなわち、大
空気孔１０の内端部に逆止弁１２　’ａを設けることに
より、プランジャ３の吸引時に外部からのプランジャ摺
動空間への大量な通気を阻止するよづになっている。

而して、この構成によると、プランジャ３の反吸引時す
なわち復帰時には、逆止弁１２ａが開放して外部空間か
らプランジャ摺動空間Ａに向かって空気が大量に流入す
るので、プランジャ３は急速に復帰動作する。

反対に、プランジャ３の吸引時すなわち往動時には、逆
止弁１２ａが閉成して外部からの吸気流入は完全に阻止
され、第１図における小空気孔９のみからプランジャ摺
動空間Ａ内の空気が少量ずつ排出されるので、プランジ
ャ３はゆっくりと吸引動作せしめられる。

尚、第２図中、第１図と同一の部番は同一の構成を示す
。

また、上記の実施例に示した大空気孔１０、小空気孔９
の形成位置は、図示のものに限定されるものではない。

そして、更に上記構成によると、プランジャ３がストロ
ークエンドに至った時即ち、プランジャ３先端面が固定
鉄心４の内端面に当接着座した時に、電磁コイル２への
通電を停止しても、永久磁石２１の磁力によってプラン
ジャ３が自己保持され、電磁コイル２の励磁を継続して
プランジャ３を吸引保持し続ける必要がない。

この結果、電磁コイル２の励磁を継続するための消費電
力の低減を図れ、省電力型の遅動ソレノイドとすること
ができる。

（発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、プランジャの反吸
引動作速度即ち、復帰動作速度を遅らせることができ、
ゆっくりとした動作を必要とする機械装置の機構部品に
極めて有効である。しかも、従来の遅動手段と比べて構
造が簡単で設置スペースも少なくて済むという利点もあ
る。しかも、プランジャの反吸引動作速度を電気信号に
よる遠隔自動制御で段階的に、かつ精密に可変とするこ
とができ、用途に応じて最適なプランジャの反復動作速
度が得られ利用範囲の拡大が図れるものである。特に、
本発明によると、プランジャがストロークエンドに至っ
た時に、電磁コイルへの通電を停止しても、永久磁石の
磁力によってプランジャが自己保持され、電磁コイルの
励磁を継続して吸引力をプランジャに作用し続ける必要
がないので、電磁コイル用の消費電力の低減を図れ、省
電力型の遅動ソレノイドとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自己保持型遅動ソレノイドの一実
施例を示す縦断面図、第２図は他の実施例を示す一部省
略縦断面図である。 ２・・・・・・電磁コイル ３・・・・・・プランジャ ４・・・・・・固定鉄心 ９・・・・・・小空気孔 １０・・・・・・大空気孔 １１・・・・・・主空気孔 １２．１２ａ・・・・・・逆止弁 １３Ａ・・・空気孔 １４・・・・・・ソレノイド弁 ２１・・・・・・永久磁石

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周に電磁コイルを巻装したコイルボビン内に軸
   方向摺動可能に嵌装され、電磁コ イルの付勢によりコイルボビン内方に吸引 されるプランジャと、 該プランジャ摺動空間と器外空間とを連 通するための通路断面積大なる一方向弁付 きの空気孔と、 該空気孔の閉弁状態でプランジャが動作 する時に外気をプランジャ摺動空間に導き 又は該摺動空間から排気するための１以上 の通路断面積小なる空気孔と、 該通路断面積小なる空気孔を開閉するた めのソレノイド弁と、 前記プランジャをストロークエンドで吸 着保持するための永久磁石を設けたことを 特徴とする自己保持型遅動ソレノイド。
2. （２）通路断面積小なる空気孔が２以上設けられ、夫々
   異なる通路断面積に形成されてな る特許請求の範囲第１項記載の自己保持型 遅動ソレノイド。
3. （３）ソレノイド弁は、通路断面積小なる空気孔の開閉
   の組み合わせによって、プランジ ャ摺動空間に出入りする空気の流量が段階 的に可変されてプランジャ動作速度が段階 的に可変することができるよう通電制御回 路によって制御されてなる特許請求の範囲 第１項又は第２項記載の自己保持型遅動ソ レノイド。