JPH06333730A - ソレノイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コイルブロックの熱放散性の向上を促進する
とともに衝撃に強いソレノイドを開発し、故障が少ない
ソレノイドを提供する。 【構成】 ヨーク１５，１６によってコイルブロック１
１が取り囲まれており、コイルブロック１１の短辺部に
は突起１１ｄが設けられている。コイルブロック１１と
ヨーク１５，１６は、突起１１ｄを介して接触してお
り、コイルブロック１１に発生する熱は、突起１１ｄを
経てヨーク１５，１６に伝えられ、空気中に放出され
る。また突起１１ｄによってコイルブロック１１の振動
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はソレノイドに関し、特に
自動販売機の商品搬出用駆動ソレノイドに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年自動販売機の占有スペースの減少化
の要望が強まり、これにより商品搬出機構部およびそれ
を駆動するソレノイド部の小型化、薄型化が要望されて
きている。これにともない小型で高出力であり、かつ信
頼性にすぐれたソレノイドが要求され、従来に増して巻
線の温度上昇が少ないものが望まれている。

【０００３】従来のソレノイドを図６に従って説明す
る。１は積層されたプランジャー、２は積層された角状
のヨークで取り付け用フランジ２ａを持つ。３はコイル
ボビンにコイルを巻層し絶縁を施したコイルブロック、
４はコイルと接続されたリード線、５はコイルブロック
取り付け用の弾性片である。コイルブロック３および該
コイルブロック３に装着された弾性片５はヨーク２内に
装着され、プランジャー１はコイルブロック３のコイル
ボビン内に進退自在に装着されている。

【０００４】プランジャー１の先端には、駆動部連結部
材６と連結するための穴１ａが開いており、ピン７をカ
シメて連結している。ここで従来技術のソレノイドでは
コイルブロック３の前面および側面はヨーク２と接触し
ていない。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】上記した従来技術
のソレノイドにおいては、コイルブロックとヨークとの
間に若干の隙間がある。そのためこの隙間に熱が充満
し、熱放散性が悪く、ソレノイド自体の温度上昇を抑え
るのには不十分であり、商品の耐久性および安全性とい
う点で改善していく必要があった。さらに、従来技術の
ソレノイドは、前記したように隙間があるため、駆動時
にプランジャーがヨーク面に衝突しコイルブロックが振
動し、コイルブロックが破損したり、ヨークカシメ部に
ガタツキ等を発生させる問題があった。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、コイルブロッ
クの熱放散性の効率向上を促進するとともに衝撃に強い
ソレノイドを提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そして上記した課題を解
決するために本発明のソレノイドは、コイルが巻装され
コイルボビンを備えた直方体状コイルブロックと、該コ
イルボビン内を進退自在に挿通されたプランジャーと前
記コイルブロックを取り囲みこれを保持するヨークとか
らなり、前記コイルブロックのプランジャー進退方向の
面を除く少なくとも１以上の面がヨークと接触している
ことを特徴とするものである。

【０００８】また上記した発明の、ヨークとコイルブロ
ックを接触させるための具体的態様には、直方体状コイ
ルブロックの短辺部に突起を設けた構成がある。

【０００９】さらに同様の目的を達成するための発明
は、コイルが巻装されコイルボビンを備えた直方体状コ
イルブロックと、該コイルボビン内を進退自在に挿通さ
れたプランジャーと、前記コイルブロックを取り囲み、
保持するヨークからなり、該ヨークとコイルブロックの
間に熱伝導性良好な金属片が挿入されていることを特徴
とするソレノイドである。

【００１０】そして上記した発明の具体的な態様を示す
発明は、前記した熱伝導性良好な金属片が放熱フィンを
保持しているソレノイドである。

【００１１】

【作用】上記構成により、コイルブロックから発生され
る熱は、コイルブロックとの接触面からヨークに伝えら
れ、ヨークから空気中に放散される。即ちコイルブロッ
クから発生される熱は、コイルブロックの短辺部に設け
られた突起を介してヨークに伝えられる。或いはコイル
ブロックから発生される熱は、コイルブロックとヨーク
の間に挿入された金属片を介してヨークに伝えられる。
そして熱は、ヨークの大きな表面積をもって空気中に放
散される。

【００１２】またコイルブロックから発生される熱は、
金属片に伝えられ、金属片そのものや金属片に保持され
た放熱フィンから空気中に放散される。そのためコイル
ブロックから発生される熱は円滑に放散され、コイルブ
ロック自体の温度上昇を防ぐ事ができる。

【００１３】またコイルブロックは、プランジャーの進
退方向の面を除く少なくとも１以上の面がヨークと接触
しているので、プランジャー衝突時の衝撃によってコイ
ルブロックに振動が発生しない。そのためコイルブロッ
クの保持は確実であり、コイルブロックの破損が発生し
にくい。

【００１４】

【実施例】以下本発明の第一の実施例を図１および図２
を参照しつつ説明する。図１は、本発明のソレノイドの
一実施例の分解斜視図である。また図２は、第１図の斜
視図である。

【００１５】図において、１１はコイルブロックであ
り、内部にコイルボビン１２を持つ。そしてコイルボビ
ン１２にはコイル（図示せず）が巻装され、外周部は樹
脂の絶縁材料によってモールドされたものであり、コイ
ルボビン１２は全体として略直方体をしている。コイル
ボビン１２は、コイル巻線部（図示せず）とツバ部（図
示せず）、およびツバ部より外側へ延出し角状リブ１２
ｃ、および挿通孔１２ｄからなるものである。

【００１６】また、コイルブロック１１の一端には端子
部（２ヵ所）が延出された突起部１１ａがあり、該突出
部１１ａには角孔１１ｂと２本の端子１４が設けられて
いて、２本の端子１４の間に凹部１１ｃが設けられてい
る。

【００１７】ここで、コイルブロックの大きさは厚み方
向も含めて、後記するヨーク１５，１６よりも同等か又
は小さい。

【００１８】そしてここで重要な点は、コイルブロック
１１のプランジャー進退方向の面を除く２面、より具体
的には、直方体の側面に相当する短辺部に、突起１１ｄ
が設けられていることである。本実施例においては、突
起１１ｄは、コイルをモールドする樹脂に一体的に設け
られたものであり、コイルをモールドする際、モールド
樹脂によって形成されたものである。本実施例で採用す
る突起１１ｄは、樹脂で形成されたものであるため、あ
る程度の弾性を有する。

【００１９】１５，１６は平板をＬ字状に折り曲げて形
成した金属製ヨークであり、２つのヨークを組み合わせ
て相互にカシメられ、四角の枠体が形成されている。ヨ
ーク１５，１６の形状について概略説明すると、ヨーク
１５のＬ字状板の一端は、中央部に凹状の切り欠き部１
５ａが形成され、他端には第一の孔１５ｂが設けられて
おり、更に第一の孔１５ｂの周囲はテーパー状となって
いる。

【００２０】また、第一の孔１５ｂのある面には、４ヵ
所のネジ穴１５ｄがあり、さらに中央部に第二の孔があ
り、この第二の孔の周囲にもテーパー状部がある。そし
て、中央部の第二の孔には、固定鉄芯１８がカシメられ
て固定されている。

【００２１】一方前記ヨーク１６も平板をＬ字状に曲げ
たものであり、一端はヨーク１５の凹状切り欠き１５ａ
とかみ合う凸状部１６ａが設けられている。またヨーク
１６の同じ面上には、角孔１６ｂがある。尚この角孔１
６ｂは、前記したコイルブロック１１のコイルボビン１
２のツバ部より外側に延出したリブ１２ｃが係合する。

【００２２】ヨーク１６の他端は両脇の部分が切り欠か
れた切り欠き部１６ｃがあり、この切り欠き部１６ｃ
が、コイルブロック１１の端子突出部１１ａの角孔１１
ｂを貫通する。このため端子突出部１１ａは、切り欠き
部１６ｃの外側に位置している。

【００２３】そして前記したヨーク１５とヨーク１６と
は、各端部が嵌合し、さらにカシメられて４角の枠状に
形成される。即ちヨーク１６の凸状部１６ａはヨーク１
５の凹状切り欠き１５ａとかみ合うと共に、カシメられ
て両者は一体的に結合している。

【００２４】また、ヨーク１６の切り欠き部１６ｃの先
端部分は、ヨーク１５の第一の孔１５ｂ内に挿入され、
カシメられている。尚カシメ時の肉厚は、塑性変形して
第一の孔１５ｂの周囲のテーパー部へ逃げる。

【００２５】コイルブロック１１は、角状弾性片１７を
介してヨーク１５，１６とにより保持されている。また
コイルブロック１１は、ヨーク１５に対しては、第二の
孔に固定された平板状の固定鉄芯１８が、コイルボビン
１２の挿通孔１２ｄ内へ突出することによって固定され
ている。

【００２６】ここで、固定鉄芯１８のカシメ部の肉厚
は、塑性変形してヨーク１５側に盛り上がり、テーパー
状部内に盛り上げるため確実かつ強固なカシメが可能と
なる。

【００２７】本実施例のソレノイドでは、ヨーク１５，
１６によって形成される枠をもって、コイルブロック１
１の外周が囲われ、かつ保持されている。

【００２８】そしてコイルブロック１１の短辺部と、ヨ
ークとの関係を見ると、両者の間は、コイルブロック１
１に設けられた突起１１ｄを介して当接している。

【００２９】図において１９はプランジャーである。プ
ランジャー１９は、略直方体であり、コイルボビン１２
の挿通孔１２ｄ内を進退自在に保持されていて、肩部１
９ａがヨーク１６と当接し、該肩部１９ａがストッパー
として作用する。

【００３０】そしてプランジャー１９は図示しない駆動
部連結部材と連結されており、その連結部材はフック状
をしている。そこでプランジャー１９の先端には略Ｌ字
状の孔１９ｂが設けられており、Ｌ字状の孔１９ｂの一
つの孔がフック部の連結時の逃げ孔として機能してい
る。

【００３１】以上のように構成されたソレノイドにおい
て、コイル１３に電圧を印加するとプランジャー１９は
コイルブロック１１内に吸引され、プランジャー１９は
ヨーク１６と衝突する。そして、コイルブロック１１に
は、大きな衝撃が与えられる。しかし、本実施例のソレ
ノイドでは、コイルブロック１１に設けられた突起１１
ｄが、剛性の高いヨーク１５，１６と当接しているの
で、コイルブロック１１に振動は発生しない。特に本実
施例のソレノイドでは、突起１１ｄが樹脂で成形されて
いて、弾性を有するものであるため、当該突起１１ｄに
よってプランジャー１９が出入りする際の衝撃が吸収さ
れる。

【００３２】またプランジャー１９の作動を繰り返すこ
とによって、コイル１３の温度は上昇するが、この熱
は、突起１１ｄを介してヨーク１５，１６に伝熱され
る。そして、ヨーク１５，１６の表面から空気中に放散
される。従ってコイル１３に過度に蓄熱されることはな
い。

【００３３】以上の実施例では、突起１１ｄは、モール
ド樹脂によってモールドと一体的に形成する構成を示し
た。また突起の数は、短辺部に一つづつ設けた構成を図
示した。上記の実施例の他に、突起をモールドとは別個
の部材によって構成したりすることも可能である。また
突起を複数設ける構成も可能である。この様な変形例と
しては例えば図５の様な鉄製波板３０を別途に成形し、
この鉄製波板３０をコイルブロック１１の短辺部に配置
する構成が考えられる。

【００３４】本実施例の構成によると、コイルブロック
１１とヨークの間は金属によって結合されているので、
より効率の良い熱伝達が図られる。また鉄製波板３０の
弾性によって、コイルブロック１１の振動は吸収され
る。

【００３５】次に、本発明の他の実施例を図３および図
４によって説明する。図３は、本発明の一実施例のソレ
ノイドの斜視図である。また図４は、金属片の一実施例
の斜視図である。

【００３６】本実施例の説明上、第一の実施例と同じ部
品については、同じ番号を用いることによって重複した
説明を省略する。

【００３７】本実施例のソレノイドでは、コイルブロッ
ク１１とヨーク１５，１６の隙間部にアルミニウム、
銅、綱等の熱伝導性良好な金属片２１が挿入されてい
る。即ち金属片２１は、略Ｌ字状をしており、その一辺
はヨークとコイルブロックの間に挿入されている。その
ため、コイルブロックとヨーク１５，１６の間には空気
層は存在せず、コイルブロック１１とヨーク１５，１６
の間は金属片２１の一部を介して直接的に接触してい
る。そのため、コイルブロック１１の振動は防止され
る。

【００３８】また金属片２１の他片はコイルブロック表
面に配置され、空気中に露出している。そして金属片２
１の他片の裏側は、コイルブロック表面と接している。

【００３９】金属片２１の表面形状は、図３に示す様な
平坦なものであっても良いが、図４に示す金属片２３の
様にひだ状の凹凸を設けて放熱フィン２４とすると、空
気との接触面積が増大するので放熱効果をさらに向上す
ることができる。

【００４０】以上のように構成されたソレノイドにおい
て、電圧を印加するとプランジャー１９はコイルブロッ
ク１１内に吸引され、プランジャー１９はヨーク１６と
衝突する。そしてこの作動の毎に、コイル１３の温度は
上昇し、熱はコイルブロック１１に伝わり、更にここか
らヨーク１５，１６に伝熱するか、もしくは金属片２１
自体および金属片２１を伝わって、ヨーク１５，１６に
流れて放熱する。本発明者らの実験によると、図３の実
施例によるソレノイドは、従来の同等品に比べて放熱性
が約２０％向上できた。

【００４１】また、プランジャー衝突時の衝撃はコイル
ブロック１１を振動させるが、コイルブロック１１とヨ
ーク１５，１６の間には隙間がないため、振動がコイル
ブロックに伝わらずコイルブロック１１の破損を防止で
きるものである。

【００４２】以上２つの実施例で述べた如く、コイル１
３が巻装されたコイルボビン１２をモールドした直方体
状のコイルブロック１１と、コイルブロック１１の外周
を囲う平板のＬ字状ヨーク１５，１６を設け、該ヨーク
１５，１６とコイルブロック１１の隙間をコイルブロッ
ク１１に突起１１ｄを設けることにより詰めるか、又は
その隙間に挿入できる金属片２１を設けることにより、
コイル１３から発生した熱は、コイルブロック１１から
空気層を通さず、直接ヨーク１５，１６に流れ込み、又
は、放熱の効果を持つ金属片２１を介してヨーク１５，
１６に流れ込むため、従来に増して放熱性が向上し、高
出力で使用しても故障が生じない。

【００４３】更にコイルブロック１１とヨーク１５，１
６はコイルブロック１１の突起１１ｄ、又は鉄製波板３
０より直接当接しているので、プランジャー１９の衝突
におけるコイルブロック１１の振動は小さく、コイルブ
ロック１１、コイル１３を損傷する事ことが少ないもの
である。

【００４４】尚ここでヨーク１５，１６はＬ字状金属性
平板を使用したが、コ字状板と平板の組み合わせでも同
様の効果を有し、かつ、平板を積層しても良いことは自
明である。

【００４５】

【発明の効果】以上述べた如く本発明においては、コイ
ルが巻装されたコイルボビンをモールドした直方体状コ
イルブロックと該コイルボビン内を進退自在に挿通され
たプランジャーとそのコイルブロックの外周を取り囲み
保持するヨークとからなり、該コイルブロックとヨーク
間の隙間がないように組み込まれるか、又は、この隙間
に金属片を挿入してヨークとコイルブロック間の空気層
をなくすか、更に前記金属片に放熱フィンを設け、更
に、直方体状コイルブロックの短辺部に突起を設ける
か、鉄製波板を装着した構成であるため、コイルに発生
した熱はコイルブロックを通り、空気層を介さずに直接
ヨークへ流れる。そのため本発明のソレノイドは、高出
力化するため電流値を増加させても、コイルの温度上昇
値は低く押さえられ、故障が少ないばかりでなく、安全
でありかつ効率の良い効果がある。

【００４６】また本発明のソレノイドは、ヨークとコイ
ルブロック間に金属片を挿入することにより伝熱性が飛
躍的に向上する効果がある。

【００４７】更に本発明は、ヨークとコイルブロック間
の隙間がなくなることにより、プランジャー衝突時のコ
イルブロックの振動が押さえられ、コイルの断線やコイ
ルブロックの破損がなくなり、信頼性の高いソレノイド
が提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のソレノイドの分解斜視図

【図２】第１図の斜視図

【図３】本発明の一実施例のソレノイドの斜視図

【図４】金属片の一実施例の斜視図

【図５】鉄製波板の斜視図

【図６】従来例のソレノイドの分解斜視図

【符号の説明】

１１ コイルブロック １１ｄ 突起 １２ コイルボビン １５，１６ ヨーク １９ プランジャー ２１，２３ 金属片 ２４ 放熱フィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 7/06 Ｅ Ｌ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルが巻装されコイルボビンを備えた
   直方体状コイルブロックと、該コイルボビン内を進退自
   在に挿通されたプランジャーと前記コイルブロックを取
   り囲みこれを保持するヨークとからなり、前記コイルブ
   ロックのプランジャー進退方向の面を除く少なくとも１
   以上の面がヨークと接触していることを特徴とするソレ
   ノイド。
2. 【請求項２】 直方体状コイルブロックの短辺部に突起
   を設けたことを特徴とする請求項１記載のソレノイド。
3. 【請求項３】 コイルブロックを保持するヨークは、平
   板を曲げ加工したものであることを特徴とする請求項１
   記載のソレノイド。
4. 【請求項４】 コイルが巻装されコイルボビンを備えた
   直方体状コイルブロックと、該コイルボビン内を進退自
   在に挿通されたプランジャーと、前記コイルブロックを
   取り囲み、保持するヨークからなり、該ヨークとコイル
   ブロックの間に熱伝導性良好な金属片が挿入されている
   ことを特徴とするソレノイド。
5. 【請求項５】 熱伝導性良好な金属片は放熱フィンを保
   持していることを特徴とする請求項４記載のソレノイ
   ド。