JPH10214714A - 電磁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立時の作業性が良好でかつ軽量化を図る。 【解決手段】 複数のプランジャー４ａないし４ｅは、
略円筒状の絶縁部材３によって互いに間隔５を有して弾
性保持されている。絶縁部材３は、螺旋状の導通部２ａ
が一体形成され、略円筒状の弾性材からなる導電コイル
部材２に固着されている。導電コイル部材２の両端部に
は、装置の固定側と可動側とのそれぞれに枢着される作
動部材７，８の嵌合部７ａ，８ａが圧着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルに通電する
ことによって励磁されて進退するプランジャーを備えた
電磁アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の電磁アクチュエータ
は、図４に示すように、略有底筒状のヨーク２１と、コ
イルスプール２３に巻回されたコイル２４と、プランジ
ャー２７とから概略構成されている。ヨーク２１の底部
中央には孔２１ａが穿設されており、このヨーク２１の
下端開口部は、中央に孔２２ａが穿設されたカバー２２
によって閉塞されている。コイルスプール２３は、上下
端部に鍔が形成され、中央に挿通孔２５が設けられ合成
樹脂によって略円筒状に形成され、ヨーク２１内に固定
されている。コイルスプール２３の挿通孔２５内には、
ヨーク２１の孔２１ａに固定された固定コア２６と、カ
バー２２の孔２２ａから進退自在となるようにプランジ
ャー２７が摺動自在に支持されている。

【０００３】プランジャー２７のカバー２２の孔２２ａ
から突出した突出部には、図示を省略しているが、プラ
ンジャー２７を孔２２ａから常時進出する方向に付勢す
る圧縮コイルスプリングが介装されている。このような
構成において、コイル２４に通電すると、固定コア２６
とプランジャー２７とには、長手方向に沿って磁束が発
生し、固定コア２６とプランジャー２７とが磁化され、
それぞれの両端部にＮ極とＳ極が形成される。したがっ
て、プランジャー２７が圧縮コイルスプリングに抗して
固定コア２６に吸引され、プランジャー２７がヨーク２
１内に後退する。コイル２４への通電を停止すると、圧
縮コイルスプリングの付勢力によってプランジャー２７
は孔２２ａから進出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電磁アクチュエータでは、コイル２４をコイル
スプール２３に巻回する作業が必要であり、この作業が
煩雑で時間を要するものであった。また、比較的重量の
ある金属で形成されたヨーク２１およびカバー２２を必
要とするため、軽量化に支障をきたしていた。

【０００５】したがって、本発明は上記した従来の問題
に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、
組立時の作業性が良好でかつ軽量化を図った電磁アクチ
ュエータを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る電磁アクチュエータは、複数のプラン
ジャーと、これら複数のプランジャー間に間隔を形成す
るように介在し全体を保持する弾性材で形成された絶縁
部材と、この絶縁部材に固着され前記プランジャーを励
磁するコイルを一体的に形成した弾性材からなる電導コ
イル部材と、この電導コイル部材の両端部にそれぞれ固
着された一対の作動部材とで構成したものである。した
がって、電導コイル部材のコイルに通電すると、各プラ
ンジャーの両端部にＮ極とＳ極が形成され、各プランジ
ャーが互いに吸引し合い、間隔が狭められ、これに伴い
絶縁部材が収縮する方向に弾性変形し、絶縁部材に固着
された電導コイル部材も収縮して一対の作動部材が互い
に近接する方向に移動する。通電を停止すると、絶縁部
材が元の形状に戻るので一対の作動部材が互いに離間す
る方向に移動する。

【０００７】また、第２の発明に係る電磁アクチュエー
タは、複数のプランジャーと、これら複数のプランジャ
ー間に間隔を形成するように介在し全体を保持する弾性
材で形成された絶縁部材と、前記プランジャーを励磁す
るコイルを有する電導コイル部材と、前記複数のプラン
ジャーのうちの両端のプランジャーのそれぞれに固着さ
れた一対の作動部材とで構成し、前記プランジャー、絶
縁部材および作動部材を前記電導コイル部材に摺動自在
に支持したものである。したがって、電導コイル部材の
コイルに通電すると、各プランジャーの両端部にＮ極と
Ｓ極が形成され、各プランジャーが互いに吸引し合い、
間隔が狭められるので、両端のプランジャーに固着され
た一対の作動部材が、電導コイル部材内を摺動して互い
に近接する方向に移動する。通電を停止すると、絶縁部
材が元の形状に戻るので一対の作動部材が、電導コイル
部材内を摺動して互いに離間する方向に移動する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明に係る電磁アクチュエ
ータの一部を破断して示す全体斜視図、図２は同じく断
面図、図３は電導コイル部材の製作方法を説明する図で
ある。図１および図２において、全体を符号１で示す電
磁アクチュエータは、円筒状に形成された電導コイル部
材２と、略円筒状に形成された絶縁部材３と、磁性材に
よって円柱状に形成された５個のプランジャー４ａ〜４
ｅと、一対のリング状に形成された作動部材７，８とか
ら構成されている。

【０００９】電導コイル部材２は、絶縁基材である弾性
を有するシリコンゴム２ａにコイルとして機能する導通
部２ｂが互いの間隔を間隙Ｌ隔てるようにして螺旋状に
一体形成されて内蔵されている。以下、この電導コイル
部材２の製作方法を図３に基づいて説明する。同図
（ｂ）に示すように、平板状に形成されたシリコンゴム
２ａ内には、互いに一定の間隙Ｌ隔てて平行に配列した
複数本（本実施例では６本）のストライプ状の導通部２
ｂが埋設されている。このシリコンゴム２ａを、導通部
２ｂが延在する方向の両端を突き合せるようにして、全
体が円筒状となるように弾性変形させる。このとき、互
いの突き合せ面を、導通部２ｂの延在する方向と直交す
る方向（図中Ａ−Ｂ方向）に前記間隙Ｌに相当する寸法
だけ位置をずらして突き合せ面を接合する。これによ
り、突き合せ面においては隣接する導通部が互い違いに
接続されて導通するので、円筒状に形成されたシリコン
ゴム２ａ内には、コイルとして機能する連続した螺旋状
の導通部２ｂが形成される。

【００１０】絶縁部材３は、弾性を有する絶縁材によっ
て外径が前記電導コイル部材２の内径よりもわずかに大
きく、長さが電導コイル部材２よりも後述する作動部材
７，８の嵌合部７ａ，８ａの幅分だけ短く形成されてい
る。この絶縁部材３の内周面には、長手方向に一定の間
隔を有してリング状の突起３ａが４個突設されており、
これら突起３ａによって仕切られる５個の部屋３ｂが形
成されている。この絶縁部材３の両端開口から突起３ａ
を弾性変形させながらプランジャー４ａ〜４ｅを挿入
し、プランジャー４ａ〜４ｅを５個の部屋３ｂのそれぞ
れに収納する。収納された各プランジャー４ａ〜４ｅ間
には、突起３ａの幅分に相当する隙間５が形成される。
プランジャー４ａ〜４ｅが収納された絶縁部材３は、電
導コイル部材２の内周面に圧入され接着剤等により電導
コイル部材２の内周面に固着される。

【００１１】作動部材７，８には、前記電導コイル部材
２の内径よりもわずかに大きい外径を有する円柱状の嵌
合部７ａ，８ａが一体形成されており、嵌合部７ａ，８
ａを電導コイル部材２の内周面に圧入することによっ
て、作動部材７，８が電導コイル部材２に嵌合固定され
る。一方の作動部材７は、図示を省略した装置の固定側
の突起等に嵌合されて枢着され、固定部材として機能
し、他方の作動部材８は、装置の可動側の突起等に嵌合
されて枢着され、可動部材として機能するように構成さ
れている。この作動部材７，８は導電材によって形成さ
れており、嵌合部７ａ，８ａが電導コイル部材２の内周
面に圧入されることによって、電導コイル部材２の導通
部２ａと接続され、導通部２ａの端子としても機能す
る。

【００１２】次に、このような構成の電磁アクチュエー
タの動作を、図２に基づいて説明する。作動部材７，８
から電導コイル部材２の導通部２ａに通電すると、各プ
ランジャー４ａ〜４ｅの周面には軸線方向に磁束９が発
生するので、各プランジャー４ａ〜４ｅが励磁され、両
端部にはＮ極とＳ極が交互に形成され、各プランジャー
４ａ〜４ｅは隙間５を挟んで異極が対向する。したがっ
て、各プランジャー４ａ〜４ｅは隙間５の間隔を狭める
ように互いに吸着し合うので、突起３ａが収縮され、絶
縁部材３全体がＡ−Ｂ方向に収縮する。絶縁部材３が固
着された電導コイル部材２もＡ−Ｂ方向に収縮し、電導
コイル部材２の両端部に固定された一対の作動部材７，
８のうち、図示を省略した装置の可動側に固定された作
動部材８が矢印Ａ方向に移動し、装置の可動部をＡ方向
に移動させる。

【００１３】導通部２ａへの通電を停止すると、各プラ
ンジャー４ａ〜４ｅの励磁が停止し、各プランジャー４
ａ〜４ｅに形成されていたＮ極とＳ極も消滅し、各プラ
ンジャー４ａ〜４ｅの互いの吸着も解除される。したが
って、弾性変形していた絶縁部材３の突起３ａが元の形
状に戻り、隙間５が形成されるので、絶縁部材３がＡ−
Ｂ方向に伸張する。このため、電導コイル部材２もＡ−
Ｂ方向に伸張し、一方の作動部材８が矢印Ｂ方向に移動
する。

【００１４】このように、本願では、従来のコイル部材
に相当する電導コイル部材３に一対の作動部材７，８を
固定し、かつ一方の作動部材７を直接装置の固定側に枢
着するようにして、電導コイル部材３に従来のヨークに
相当する機能も併せ持たせるようにしたものである。し
たがって、部品点数が削減されるだけでなく、従来軽量
化の障害となっていた金属で形成されたヨークやカバー
が不要となり、替わりに重量の小さい弾性材によって形
成した電導コイル部材２と絶縁部材３とで構成したこと
により、軽量化を図ることが可能となる。また、コイル
として機能する導通部２ａを電導コイル部材２に一体に
形成したことにより、従来コイルスプールにコイルを巻
回する構造と比較して巻回する煩雑な作業が不要となる
ので、作業性が向上する。

【００１５】また、プランジャー４ａ〜４ｅ間に隙間５
を形成し、プランジャー４ａ〜４ｅを覆う円筒状の絶縁
部材３と電導コイル部材２とを弾性変形自在な部材で形
成したことにより、作動部材８がＡ−Ｂ方向だけでなく
Ａ−Ｂを含む平面方向Ｘ，Ｙ方向およびＸ，Ｙと直交す
る方向、すなわちＺ方向に移動する場合にも、絶縁部材
３と電導コイル部材２とが弾性変形することにより対応
可能となる。したがって、従来のようにＡ−Ｂ方向の移
動にのみしか対応できないものと比較してより複雑な移
動に対応できる。

【００１６】なお、本実施の形態では、説明をわかりや
すくするため、便宜上、図中導通部２ａが６本形成され
たものを図示したが、必要な磁束を得るためには多数の
導通部２ａを形成することはいうまでのないことであ
り、その場合には導通部２ａの幅および導通部２ａ間の
間隔Ｌがきわめて小さくなるように精度よく形成する。
また、各電導コイル部材２間に弾性材で形成した薄膜状
の絶縁部材を介在させて、電導コイル部材２を複数枚重
ねて行ってもよい。また、プランジャー４ａ〜４ｅの数
も適宜数を変更してもよいことは勿論である。

【００１７】上述した第１の実施の形態は、電導コイル
部材２の両端部に作動部材７，８を固定するとともに、
絶縁部材３を電導コイル部材２に固着し、プランジャー
４ａ〜４ｅの移動を絶縁部材３および電導コイル部材２
を介して作動部材７，８に伝達するように構成したもの
である。しかしながら、本発明では、これに限定され
ず、作動部材７，８を電導コイル部材２に摺動自在に支
持するようにしてもよい。以下、図１および図２に基づ
いて第２の実施の形態を説明する。

【００１８】第１の実施の形態と異なる点は、複数のプ
ランジャー４ａ〜４ｅのうち、両端に位置するプランジ
ャー４ａ，４ｅが作動部材７，８の嵌合部７ａ，８ａに
固着されているとともに、嵌合部７ａ，８ａおよび絶縁
部材３が電導コイル部材２に摺動自在に支持されている
点である。また、作動部材７，８を電導コイル部材２の
導通部２ａの端子として機能させず、導通部２ａへの通
電は導通部２ａに直接リード線（図示を省略）等を接続
して行っている。なお、図示を省略しているが、電導コ
イル部材２の両端には、嵌合部７，８が電導コイル部材
２から脱落しないように、弾性変形可能な抜け止め部材
としての突起が突設されている。

【００１９】このような構成において、電導コイル部材
２の導通部２ａに通電すると、上述した第１の実施の形
態と同様に磁束９が発生し、各プランジャー４ａ〜４ｅ
の両端にＮ極とＳ極が交互に形成される。各プランジャ
ー４ａ〜４ｅは隙間５の間隔を狭めるように互いに吸着
し合うので、プランジャーの全長が短くなるように絶縁
部材３の突起３ａが収縮されるので、両端のプランジャ
ー４ａ，４ｅが固着された嵌合部７ａと嵌合部８ａとが
電導コイル部材２内において互いに近接する方向に摺動
しようとする。一方の作動部材７は装置の固定側に枢着
されているので、装置の可動側に枢着された他方の作動
部材８はＡ方向に移動する。

【００２０】導通部２ａへの通電を停止すると、弾性変
形した絶縁部材３の突起３ａが元の形状に戻るので、プ
ランジャーの全長が元の長さに戻り、作動部材８はＢ方
向に移動する。なお、この第２の実施の形態では、電導
コイル部材２は作動部材７，８の嵌合部７ａ，８ａおよ
び絶縁部材３を摺動自在に支持する機能を有していれば
よく、電導コイル部材２を必ずしも弾性変形可能な部材
とすることはなく、例えば、従来のコイルが巻回された
コイルスプールとしてもよく、種々の設計変更が可能で
ある。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
導コイル部材に、プランジャーを励磁するコイルを一体
的に形成したことにより、従来のようにコイルを巻回す
る煩雑な作業が不要となり、組立時の作業性が向上す
る。また、従来のコイル部材に相当する電導コイル部材
に作動部材を固定し、かつ一方の作動部材を直接装置の
固定側に取付けるようにしたことにより、電導コイル部
材に従来のヨークに相当する機能も併せ持たせることが
できる。このため、部品点数が削減されるだけでなく、
従来軽量化の障害となっていた金属で形成されたヨーク
やカバーが不要となり、替わりに重量の小さい弾性材に
よって形成した電導コイル部材と絶縁部材とで構成した
ことにより、軽量化を図ることができる。

【００２２】また、第２の発明によれば、従来のコイル
部材に相当する電導コイル部材に作動部材を摺動自在に
支持し、かつ一方の作動部材を直接装置の固定側に取付
けるようにしたことにより、電導コイル部材に従来のヨ
ークに相当する機能も併せ持たせ、ヨークやカバーを不
要として部品点数を削減したので、軽量化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電磁アクチュエータの一部を破
断して示す全体の斜視図である。

【図２】 本発明に係る電磁アクチュエータの断面図で
ある。

【図３】 本発明に係る電磁アクチュエータにおける電
導コイル部材の製作方法を説明する図で、（ａ）は完成
した状態を示す斜視図、（ｂ）は素材の状態を示す斜視
図である。

【図４】 従来の電磁アクチュエータの断面図である。

【符号の説明】

１…電磁アクチュエータ、２…電導コイル部材、２ａ…
導通部、３…絶縁部材、３ａ…突起、４ａ〜４ｅ…プラ
ンジャー、５…隙間、７，８…作動部材、９…磁束。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプランジャーと、これら複数のプ
   ランジャー間に間隔を形成するように介在し全体を保持
   する弾性材で形成された絶縁部材と、この絶縁部材に固
   着され前記プランジャーを励磁するコイルを一体的に形
   成した弾性材からなる電導コイル部材と、この電導コイ
   ル部材の両端部にそれぞれ固着された一対の作動部材と
   で構成したことを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 【請求項２】 複数のプランジャーと、これら複数のプ
   ランジャー間に間隔を形成するように介在し全体を保持
   する弾性材で形成された絶縁部材と、前記プランジャー
   を励磁するコイルを有する電導コイル部材と、前記複数
   のプランジャーのうちの両端のプランジャーのそれぞれ
   に固着された一対の作動部材とで構成し、前記プランジ
   ャー、絶縁部材および作動部材を前記電導コイル部材に
   摺動自在に支持したことを特徴とする電磁アクチュエー
   タ。