JPS5996710A - ソレノイド装置 - 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】 本発明は、電気コイルの通電によりプランジャを駆動す
るソレノイド装置に関する。

この種のソレノイド装置は各種ある。従来の一例を第１
図に示しこれを説明すると、側面がＳ極とＮ極に分極磁
化された円板状フェライト永久磁石１およびその両側の
戴頭円錐状磁性体コア２゜３をシャフト４が貫通し、シ
ャフトのリング状の溝に噛み込んだＥリング５，６が磁
性体コア２゜３を支えている。Ｅリングの外側には、衝
撃防止用のゴム円板７，８が配置され、シャフト４がこ
れらのゴム円板を貫通している。

電気コイル９および１０はそれぞれコイルボビン１１お
よび１２に巻回されている。コイルボビン１１および１
２は、それぞれ磁性体ヨーク端板１３と磁性体センター
プレート１５、および磁性体ヨーク端板１４とセンター
プレート１５で支えられ、磁性体の円筒ケース（ヨーク
主体）１６に収納されている。円筒ケース１６の両端は
、カシメにより内方に曲げられており、このカシメでヨ
ーク端板１３．コイルボビン１１．センタープレート１
５．コイルボビン１２．ヨーク端板１４および円筒ケー
ス１６が一体にされている。

第１図に矢印Ａで示すように電流を通電すると、図示の
ように、ヨーク端板１３および１４がＮ極に磁化され、
センタープレート１５はＳ極に磁化される。なお、フェ
ライト永久磁石１は左側面がＳ極で右側面がＮ極である
ので、プランジャコア２および３はそれぞれ常時Ｓ極お
よびＮ極に磁化されている。したがって矢印Ａの方向に
電流を流すと、−プランジャコア５がヨーク端板１３に
吸引されると共にセンタープレート１５で反撥されて矢
印Ｂ方向に移動しようとし、プランジャコア３がヨーク
端板１４で反撥されセンタープレート１５で吸引されて
やはり矢印Ｂ方向に移動しようとし、これらのカがシャ
フト４に加わり、シャフト４が矢印Ｂ方向に移動し、ゴ
ム板７がヨーク板１３に当った所で停止する。シャフト
４が左方（Ｂ）に移動した後で電流の方向を矢印Ａとは
逆の方向に切換えると、今度は、ヨーク端板１３゜１４
がＳ極に、センタープレー１へ１５がＮ極になって、シ
ャフト４が右方（Ｂとは反対の方向）に移動し、第１図
に示す状態で止まる。

以上に説明したソレノイド装置は、たとえば車輌ドアの
自動ロックおよびアンロックの駆動源として用いられる
。

この種およびその他の、コイル内空間にプランジャを配
置して電気コイルの発生磁界でプランジャを吸引および
又は反撥駆動するソレノイド装置においては、たとえば
第１図に示すように磁性体円筒ケース（主ヨーク）の端
縁をカシメてヨーク端板１３，１４に固着することによ
って、ヨーク端板１３，１４．コイルボビン１１，１２
．センタープレート１５および主ヨーク１６を一体にす
る形では、ヨーク端板１３．１４間ギャップ、更に細か
くはヨーク端板１３−センタープレート１５問およびヨ
ーク端板１４−センタープレート１５間のギャップが、
ヨーク端板１３，１４．コイルボビン１１，１２．主ヨ
ーク１６およびセンタープレート１５の寸法、ならびに
、主ヨーク１６の両端のカシメの強さおよび加圧方向番
こより定まり、ギャップに影響するパラメータの数が多
く、製品誤差が大きくばらつきが大きい。特に、カシメ
による製品誤差が問題である。またコイルボビンにカシ
メの力が加わるのでコイルボビンの肉厚を厚くせざるを
得す、ソレノイド径が大きくなるという問題もある。

本発明は、製品のばらつきを低減することを第１の目的
とし、カシメによる固着をなくすることを第２の目的と
し、コイルボビンの肉厚を薄くしうるようにすることを
第３の目的とする。

上記目的を達成するために本発明においては、主ヨーク
を、それらの組合せで１つの主ヨークを形成する複数個
の分割体とし、主ヨークとヨーク端板の一方は前記プラ
ンジャの軸と実質上直交する凹部を、他方は該凹部に進
入する突部を有し、該凹部に突部が進入して主ヨークと
ヨーク端板力〜係合関係にあるものとし、外ケースの内
壁が主ヨークを支えてこの係合関係を維持する構成とす
る。

本発明の好まし７い実施例においては、主ヨークを、主
ヨーク全体をその中心軸を含む面で２つに分断した形状
とし、２つを合せて主ヨーク全体とする。各主ヨークの
両端には、半円形の開口を形成した突起部を形成し、ヨ
ーク端板の外周面に、該突起部の半円周縁部が係合する
リング状の溝（凹部）を形成し、２つの主ヨークの突起
部の半円周縁部をリング状の溝に挿入して、電気コイル
の外まわり磁束通路をなすヨーク組体とする。このヨー
ク組体はその外形と実質上同形の内空間を有する合成樹
脂外筒に挿入してヨーク組体を一体に支持させる。

本発明によれば、この主ヨークとヨーク端板の組合せに
よりヨーク端板ギャップ等の、磁気ループギャップが定
まり、製品のばらつきが少なくかつ小さくなる。またコ
イルボビンには組立の力が加わらないので、それは薄肉
にしうる。組立工程が簡単になる。

第２ａ図に本発明の一実施例を示す。この実施例は、車
輌ドアの自動ロックおよびアンロックの駆動源として使
用するために設計したものである。

第２ａ図において、シャフト４のプランジャ貫通部４３
の両側にリング状の溝４１および４２が形成されており
、これによりシャフト４は、同一径の部分４４＋４３お
よび４５がリング状溝７，８よりも膨出した形となって
いる。リング状溝７および８にそれぞれ比較的に硬いゴ
ム円板７および８が装着されている。原形においてゴム
円板７および８の穴径は膨出部４４＋４３および４５の
径よりは小さく、リング状溝７．８の径と同程度かやや
小さい。

シャフト４をまずゴム円板８の穴にやや強い力で挿入し
てリング状溝４２にゴム円板８を係合させ、次にシャフ
ト４をプランジャコア３．たとえば希土類磁性材料で構
成した永久磁石１．プランジャコア２およびゴム円板７
の穴にこの順に通し、ゴム円板７をかなり強い力でプラ
ンジャコア２に向けて押してリング状溝７に係合させて
、シャフト４とプランジャの組体が構成される。その外
観を第３ａ図に示す。なおこの実施例では、シャフト４
のプランジャ貫通部４３の、軸に沿う方向の長さは、プ
ランジャコア３．永久磁石１およびプランジャコア４の
３者の厚みの合計よりもやや短くしており、ゴム板７゜
８の厚みはリング状溝４１．４２の幅と同程度として、
第２ａ図および第３ａ図に示すようにプランジャーシャ
フト組体を構成したときには、ゴム円板７および８はそ
れぞれプランジャコア２および３でやや圧縮されている
。これによりプランジャ組体はシャフト４に対してガタ
つかない。

再び第２ａ図を参照すると、シャフト４はヨーク端板１
３および１４を貫通している。ヨーク端板１３および１
４は２つのヨーク主体１７および１８で連結されている
。ヨーク主体１７および１８の外観を第３ｂ図に示す。

ヨーク主体１７および１８には、中央部にそれぞれ長穴
１７１および１８２が開けられており、これらの穴に、
第２ａ図に示すように、センタープレート１５の突起が
差し込まれている。センタープレート１５の外観を第３
ａ図に示す。ヨーク主体１７および１８は、第３ｂ図に
示すように、半円形の開口を開けた係合突起１７２，１
７３および１８２゜１８ａを両端に有し、これらの突起
が第２ａ図においてカップ状のヨーク端板１３および１
４のリング状の溝に進入している。すなわち、係合突起
１７２の先端に１８２の先端を、１７３の先端に１８３
の先端を当てる形でヨーク主体１７と１８を対向させる
と、突起１７２と１８２が、また１７３と１８３が円形
の開口を取り囲むことになり、この円形開口にヨーク端
板１３および１４のリング状の溝が位置し、突起１７２
および１８２がヨーク端板１３のリング状の溝に、突起
１７３および１８３がヨーク端板１４のリング状の溝に
係合している。この結合により、ヨーク端板１３と１４
は互に所定の間隔で離されていることになる。

再び第２ａ図を参照すると、ヨーク端板１３の外側の、
ヨーク主体突起１７２および１８２とセンタープレート
１５の間に第１の電気コイル９が、また、ヨーク端板１
４の外側の、ヨーク主体突起１７３および１８３とセン
タープレート１５の間に第２の電気コイル１０が収納さ
れている。コイルボビンが省略されている点に注目され
たい。

電気コイル９およびｌＯの外観を第３ｂ図に示す。これ
らのコイルは、熱融着性の絶縁樹脂を被覆した絶縁線を
剥離剤を塗ったボビン型にコイル状に巻回して加熱し、
冷えてからボビン型より取り外したものであり、常態で
第３ｂ図に示すコイル形状を維持している。コイル９に
はカップ状のヨーク端板１３を挿入し、コイル１０には
カップ状のヨーク端板１４を挿入し、プランジャーシャ
フト組体を第３ａ図に示すようにセンタープレート１５
に通し、コイル９および１０をそれぞれ装着したヨーク
端板１３および１４に、第３ａ図に示す態様でプランジ
ャーシャフト組体のシャフトを通し、センタープレート
１５の２つの突起の１つをヨーク主体１７の長穴１７１
に、もう１つの突起をヨーク主体１８の長穴１８１に通
してヨーク主体１７．１８の突起１７２　ｙ　　１８２
　ｒ　１７ａ　＋１８３をヨーク端板１３のリング状溝
に差し込んで、コイル−プランジャ組体を構成するプラ
ンジャーシャフト組体（１〜４，７．８）、ヨーク端板
１３，１４．センタープレート１５およびヨーク主体１
７．１８を一体にしている。

このコイル−プランジャ組体は板ばね１９と共に合成樹
脂外筒２３に挿入されている。外筒２３の外観を第３ａ
図に示す。外筒２３には、コイル−プランジャ組体を受
入れる空間２３１が形成されており、その底にシャフト
４を通す比較的に大きい径の穴２３２　（第２ａ図）が
開けられており、この六をシャフト軸方向にのばす形で
円筒状のフランジ２３３が形成されている。

板ばね１９の外観を第３ｂ図に示す。板ばね１９は、湾
曲を常態とする細長い板ばねであって、一端に２つの起
立片１９１，１ｇ２を有する。常態において板ばね１９
の短軸方向の幅はヨーク主体１７の背幅よりも狭い。

外筒２３の内空間２３１は、コイル−プランジャ組体を
収納し、λ）つ板ばね１９をその湾曲をやや平らにした
形で収納しうる形とされている。コイル−プランジャ組
体（１〜４，７〜１０）を外筒２３に組込むときは、板
ばね１９を、その起立片１９１．１９２を突起１７３の
外側面に当てた状態でヨーク主体１７の背（第３ｂ図で
１７の上面）に沿わせて、突起１７３，１８３および起
立片Ｉｇ１，１９２から外筒２３の内空間２３１に挿入
する。この挿入のときに、板ばね１９がやや平らになり
、挿入を終った後（第２ａ図に示す状態）は、板ばね１
９がそのばね力で常時ヨーク主体１７を１８に向けて押
している。

外筒２３の内空間２３１を閉じる合成樹脂蓋２４の内方
には、カップ状ヨーク端板１３を押さえる略円筒状の突
出壁２４１が蓋２４と一体に形成されている。この突出
壁２４１は２つ割りにされ、可動スイッチ板２０および
固定スイッチ板２２を収納し、２０の移動を許す空間を
有する。スイッチ板２０にはシャフト４の先端が当る位
置にゴム片２１が固着される。このスイッチ板２０とも
う１つのスイッチ板２２は第２ａ図に示すように蓋２４
の内方に固着されている。蓋２４の外観を第３ａ図に示
す。

前述のようにコイル−プランジャ組体（１〜４゜７〜１
０）および板ばね１９を外筒２３に挿入した後でコイル
９，１０の電気リードを蓋２４のリード穴２４４，２４
５に通して蓋２４がねし２５〜２７で外筒２３に固着さ
れ、蓋２４の突出壁２４１がヨーク端板１３を押さえる
。なお、蓋２４を外筒２３に固着する前にそれにスイッ
チ板２０および２２が固着され、それらに電気リードが
接続され、電気リードは穴２４−２，２４３を通して蓋
２４の外方に引出される。コイル９，１０の電気リード
とスイッチ板２０．２２の電気リードは蓋２４のリード
ホルダー２４６にはめ込まれる。

スイッチ板２０および２２は、本ソレノイド装置の動作
状態を検出するモニター用のものであり、プランジャー
シャフト組体が第２ａ図で左方の位置にあるときにシャ
フト４の先端でゴム板２１が左方に押されてスイッチ板
２０が２２より離れている（スイッ、チオフ）。第２ａ
図に示すようにシャフト４がスイッチ板２１より離れて
いるときは、スイッチ板２１はその弾性で時計方向に回
動しようとしてスイッチ板２２に接触している（スイッ
チ閉）。

外筒の円筒状のフランジ２３２はゴムベローズ２５の一
端にはめ込まれる。シャフト４の右端をゴムベローズ２
５の他端の穴に通し、シャフト４にコネクタ２６を螺合
し締め付けてシャフトにゴムベローズ２５を固着すると
共にシャフト４にコネクタ２６を固着している。

以上に説明した実施例の縦断面図が第２ａ図である。そ
の左側面図を第２ｂ図に、右側面図を第２ｃ図に示す。

第２ｂ図において２８および２９は電気コイル９，１０
に接続した電気リード、３０および３１はスイッチ板２
２．２０に接続した電気リードである。このソレノイド
装置の動作は第１図に示す従来のソレノイド装置の動作
と同様であるので説明を省略する。

なおこの実施例においては、ソレノイド装置は、プラン
ジャコア（２，’３）をシャフト（４）に係合した弾性
部材（７，８）で支えるようにしているので、プランジ
ャコアや永久磁石の寸法精度が粗くてもガタを生じない
。またシャフトへのプランジャユニットの結合作業も簡
単である。この実施例では、主ヨークの１つ１７を板ば
ね１９でヨーク端板１３．１４を押し、これによりヨー
ク端板１３．１４をもう１つの主ヨーク１８に押し付け
るようにしているが、板ばね１９を省略し、ヨーク組体
をややきつく合成樹脂外筒２３内に挿入するようにして
もよい。この場合は、外筒２３はやや弾力性又は可撓性
がある合成樹脂とするのが好ましい。

また上記実施例は、中間磁極（センタープレート１５）
および永久磁石（１）を用いるものであるが、中間磁極
を用いないもの、および永久磁石を用いないもの（たと
えばコイルスプリングで非着磁磁性体プランジャを一方
向に押すもの、電気コイルを一個とするもの等にも本発
明は同様に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一形式のソレノイド装置の縦断面図であ
る。 第２ａ図は本発明の一実施例の縦断面図、第２ｂ図は左
側面図、第２ｃ図は右側面図である。 第３ａ図、第３ｂ図および第３Ｃ図は第２ａ図に示すソ
レノイド装置の構成部品のそれぞれの外観を示す斜視図
である。 １；永久磁石（磁性体プランジャ） ２．３ニブランジヤコア（磁性体プランジャ）４：シャ
フト　　　　５，６：Ｅリング７．８：弾性部材　　　
９，１０：電気コイル１１．１２：コイルボビン １３．１４：ヨーク端板 １５：センタープレート １６：円筒ケース １７．１８：ヨーク主体（主ヨーク） １９：板ばね ２０．２２：スイッチ板　　２１：ゴム片２３：外筒（
外ケース）　　　２４：蓋２５〜２７：姦じ　　２８〜
３１：電気リード特許出願人　アイシン精機株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体プランジャ； 前記プランジャの軸に沿う方向に磁束を発生する電気コ
   イル； 前記電気コイルの外側に沿う磁束通流路を形成する２つ
   割り以上の主ヨーク； それぞれが主ヨークの端部のそれぞれに係合した２個の
   ヨーク端板；および 外ケース；を備え、 主ヨークとヨーク端板の一方は前記プランジャの軸と実
   質上直交する凹部を、他方は該凹部に進入する突部を有
   し、該凹部に突部が進入して主ヨークとヨーク端板が係
   合関係にあり： 外ケースの内壁が主ヨークを支えてこの係合関係を維持
   する構成とした； ソレノイド装置。
2. （２）前記突部は、主ヨークの、コイル軸方向に沿う長
   手部の両端より直角に曲った突起部であり、該突起部は
   円形の一部をなす開口を有し、前記凹部は、ヨーク端板
   周面の、該円形に相当するリング状の溝である前記特許
   請求の範囲第（１）項記載のソレノイド装置。
3. （３）主ヨークは２つ割りであり、前記突部は、主ヨー
   クの、コイル軸方向に沿う長手部の両端より直角に曲っ
   た突起部であり、該突起部は円形の半分をなす開口を有
   し、前記凹部は、ヨーク端板周面の、該円形に相当する
   リング状の溝である前記特許請求の範囲第（１）項記載
   のソレノイド装置。
4. （４）主ヨークはその長手方向の中央に穴を有し、プラ
   ンジャは永久磁石、この永久磁石を挟む２個の磁性体コ
   アおよびこれら３者が固着されたシャフトでなり、電気
   コイルは２個であって、主ヨークの穴に一部が挿入され
   たセンタープレートと主ヨークの一端の突部の間に１個
   が、またセンタープレートと主ヨークの他端の突部の間
   にもう１個が配置された前記特許請求の範囲第（１）項
   、第（２）項又は第（３）項記載のソレノイド装置。