JPS5816608B2 - ソレノイド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は省電力化を図ったソレノイドに関する。

近時ソレノイドはビデオテープレコーダ装置等に多く用
いられる傾向にあるが、このような装置に用いられるソ
レノイドはある機構を駆動したのち、この動作状態を長
時間にわたって保持するような使われ方をすることがあ
る。

従って、このような場合ソレノイドは長時間にわたって
動作状態を保つためソレノイド自体の消費電力が装置全
体の消費電力に大きく影響する。

しかして、従来このようなソレノイドには永久磁石を組
合せて所謂有極形で構成し、第１図ａに示すように動作
期間ｔ、で定格電圧Ｅを印加し、動作後の保持期間ｔ２
で永久磁石の磁束により所望の保持力を得るようにした
ものがある。

吉ころが、このようなソレノイドによると動作保持状態
を解除するには期間ｔ３で逆方向の電圧ｅ□を印加しな
ければならないため制御回路が複雑化する傾向がありソ
レノイド自身の構成と併せ考えると全体が高価なものに
なってしまう欠点がある。

そこで、ソレノイドの構成はそのままで第１図すに示す
ように動作期間ｔ、で定格格電圧Ｅを印加し、動作後の
保持期間ｔ２で定格電圧Ｅより小さい保持電圧ｅ１を印
加し、所望の保持力を得るようにすることがある。

ところが、このようにすると大きな保持力を期待するの
が難しく保持電圧ｅ１を小さくすると動作保持が戻って
しまうことがある。

このため所望の保持力を得るには依然として大きな電圧
を印加しなければならず省電力化の点で好ましくなかっ
た。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、小
電力により大きな動作保持力が得られ、これにより省電
力化を図ることができるソレノイドを提供することを目
的とする。

以下、この発明の一実施例を図面に従い説明する。

第２図において１は筒状のボビンで、このボビン１には
励磁コイル２を巻装している。

また、このボビン１の中空部には非磁性材のパイプ３を
嵌挿している。

上記励磁コイル２を囲むように断面コ字形状の磁性材継
鉄４を設ける。

この継鉄４は固定鉄心５を取付けておりこの固定鉄心５
を上記ボビン１の一方開口部に嵌合している。

また、継鉄４の開口端には磁性材の蓋板６を設けている
。

この蓋板６には上記ボビン１の他方開口部に連通ずる透
孔６ａを形成している。

上記蓋板６の透孔６ａを介し上記ボビン１の他方開口部
より可動鉄心７を上記固定鉄心５と接離自在になるよう
に挿通する。

この可動鉄心７は常時は図示しない負荷の偏倚力により
固定鉄心５より開離されており上記励磁コイル２の励磁
により上記固定鉄心５に吸着するようにしている。

（図示例はこの状態を示している。

）また可動鉄心７には環状の磁性材板体８を挿通する。

この板体８はば１ね部材９により上記可動鉄心７に取付
けている。

この場合、ばね部材９は第２図すに示すように環状に形
成された本体の内周縁から中心方向に複数の爪部９ａを
延出してなるもので、上記本体を上記板体８に取付は上
記爪部９ａを上記可動鉄心７の溝部７ａに係止し、上記
板体８を可動鉄心７に弾性的に支持するようにしている
。

また、板体８は上記可動鉄心７が固定鉄心５に吸着され
る直前で上記蓋板６の板面に当接され、その後可動鉄心
１が固定鉄心５に吸着されるまでばね部材９を変形しつ
つ可動鉄心７の軸方向に移動しこのときのばね部材９の
復元力に抗してこの状態を保つようにしている。

次に、以上のように構成したソレノイドの作用について
述べる。

いま励磁コイル２が励磁されないときは可動鉄心Ｉは図
示しない負荷の偏倚力により固定鉄心５より開離する方
向に位置されている０ この状態から励磁コイル２が励磁されると可動鉄心７は
固定鉄心５に吸引され図示のように固定鉄心５に吸着さ
れるまで可動する。

この場合可動鉄心７が固定鉄心５に吸着される直前で板
体８が蓋板６の板面に当接されその後可動鉄心７が固定
鉄心５に吸着するまで板体８はばね部材９を変形しつつ
可動鉄心７の軸方向に移動しこのときのばね部材９の復
元力に抗してこの状態を保持する。

従って、この状態では励磁コイル２の磁束が固定鉄心５
→継鉄４→蓋板６→板体８→可動鉄心７→固定鉄心５の
閉磁路に透過し、この動作状態を保持する。

この場合上記継鉄４から蓋板６を通して可動鉄心γに至
る磁路は蓋板６板面にばね部材９の復元力をもって当接
される板体８を介するようにしている。

従って、この間の磁気抵抗を大巾に低減でき、これによ
り可動鉄心７に達する磁束の透過効率を著しく高めるこ
とができ、その分このときの２動作保持力を増大するこ
とができる。

ちなみに、このように構成したソレノイドの励磁コイル
の消費電力（ｍｗ）と保持力（ｋｇ）の関係を実験的に
求めたところ第３図中ａに示すような結果が得られ、同
図中すに示す従来のものに比べ保１持力を増大できるこ
とが確認できた。

また、このときの保持力の増加倍率の関係は第４図に示
すようになり、コイル消費電力が５０〜１５０ｍＷ程度
のところで保持力の増加が顕著に得られることが判った
。

ン 更に、このように構成したソレノイドの励磁コイル
の起磁力（ＡＴ）と保持力（ｋｇ）の関係も実験的に求
めたところ第５図中ａに示すような結果が得られ、同図
中すに示す従来のものに比べ保持力を増大できることが
確認できた。

このときの保持力；の増加倍率の関係は第６図に示すよ
うになりコイル起磁力が７０〜１５０ ＡＴ程程度とこ
ろで保持力の増加が顕著に得られることも判った。

ここで、第２図に示すように可動鉄心１が固定鉄心５に
吸着されている状態から励磁コイル２の、励磁が解かれ
ると、ばね部材９の復元力により可動鉄心７は固定鉄心
５よりわずかに開離し、その後図示しない負荷の偏倚力
により開離方向に可動する。

しかして、このような構成によれば可動鉄心に挿通され
るとともに蓋板板面に当接可能にした板体を、環状をな
し上記板体に取付けられるとともに内周縁部を可動鉄心
に係止されたばね部材にて弾性的に上記可動鉄心に支持
し、可動鉄心が固定鉄心に吸着される直前に板体を蓋板
板面に当接するようにしている。

したがって、可動鉄心が固定鉄心に吸着する直前では板
体は現状のばね部材にて背部を均一的に押圧され蓋板板
面に当接されるので蓋板と可動鉄心の間の磁気抵抗を大
巾に低減できる。

これにより可動鉄心と固定鉄心の間に作用する磁束の透
過量を増大できるのでばね部材のわずかな復元力による
損失を差引いても比較的大きな動作力が期待できる。

また可動鉄心が固定鉄心に吸着された動作状態でも継鉄
から蓋板を通して可動鉄心に至る磁路は蓋板板面にばね
部材の復元力にて背部を均一に押圧される板体を介する
ようになるので、この間の磁気抵抗を大巾に低減でき、
可動鉄心から固定鉄心に達する磁束の透過効率を著しく
高めることができ、その分このときの動作保持力を増大
することもできる。

このことは小電力により大きな動作保持力を期待するこ
とができるので、上述した第１図すのように動作後の保
持期間ｔ２で定格電圧Ｅより小さい保持電圧ｅ１を印加
し所望の保持力を得るような場合も保持電圧ｅ１を充分
に小さくすることができソレノイドの消費電力を著しく
小さくすることができこれにより省電力化に大いに寄与
することができる。

尚、この発明は上記実施例にのみ限定されず要旨を変更
しない範囲で適宜変形して実施できる。

以上述べたようにこの発明によれば小電力により大きな
動作保持力が得られ、これにより省電力化を図ることが
できるソレノイドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは従来のソレノイドを説明するための特性
図、第２図ａ、ｂはこの発明の一実施例を示す径断面図
および正面図、第３図乃至第６図は同実施例を説明する
ための特性図である。 １・・・・・・ボビン、２・・・・・・励磁コイル、３
・・・・・・パイプ、４・・・・・・継鉄、５・・・・
・・固定鉄心、６・・・・・・蓋板、７・・・・・・可
動鉄心、８・・・・・・根板、９・・・・・・ばね部材
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 励磁コイルを巻装した筒状ボビンと、上記コイルを
   囲むように設けられた磁性材継鉄と、この継鉄に取付け
   られ且つ上記ボビンの一方開口部に嵌合された固定鉄心
   と、上記ボビンの他方開口部に対向し且つ上記継鉄に設
   けられた磁性材蓋板と、この蓋板を貫通し上記ボビンの
   他方開口端より上記固定鉄心と接離自在になるように挿
   通された可動鉄心と、この可動鉄心が挿通されるととも
   に上記蓋板板面と当接可能にした環状の磁性材板体と、
   環状をなし外周部を上記板体に取付けられるとともに内
   周縁部を上記可動鉄心に係止され上記可動鉄心が上記固
   定鉄心に吸着される直前に上記板体を上記蓋板板面に当
   接させるとともに上記固定鉄心に吸着された可動鉄心に
   復帰方向の復元力を作用するばね部材とを具備したこと
   を特徴とするソレノイド。