JPS5996712A - 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
截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、これらの力がシャフト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、センタープレート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、更っ　　
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．ｉ４．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
方向により定まり、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
。コイルボビンの肉厚が厚いと、プランジャ作用磁界が
弱くなり、したがってコイル巻回数（コイル径）を大き
くしなければならない。したがって、コイルボビンの肉
厚は。

それ自身がソレノイド装置の径を大きくするという面が
あるばかりでなく、コイル巻回数が増えてソレノイド径
が大きくなるという二重の影響をもたらす。したがって
、コイルボビンの肉厚を薄くすることは、ソレノイド装
置を小形化する上で非常に効果がある。

本発明は、ソレノイド装置を小形化することを第１の目
的とし、製品のばらつきを低減することを第２の目的と
し、カシメによる固着をなくすることを第３の目的とし
、コイルボビンを削除することを第４の目的とし、組立
を容易にすることを第５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、ヨーク端板はプランジャの軸と実質上直
交する凹部を、主ヨーク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
関係にあるものとすると共に、ヨーク端板はコイルの一
部を支える筒状突部を有するものとし、ヨーク端板の該
筒状突部の外側であって主ヨークの両端の突部の間に電
気コイルをボビンなしで配置する。

本発明の好まし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と共に、主ヨ
ークの突起部の間に、熱融着性絶縁樹脂を被覆した絶縁
線を巻回して熱処理して固形のコイルとした電気コイル
を配置する。

本発明によれば、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−プギャップが定まり
、製品のばらつき力へ少なく力＼つ／ＪＸさくなる。ま
たコイルには組立のカシ１加わらなし１ので、ボビンが
無くてもコイシカ１破損したり変形したりすることがな
い。コイルボビンの肉厚台コイルがプランジャに近くな
るのでプランジャ作用磁界が強く、少なくともコイルボ
ビンの省略分ソレノイド装置の径を小さくしうる。

−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カ〜形成されてお
り、これによりシャフト４　ｋ！、同−怪の部分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ｔ１ゴム円板７および８が装着されている。原形にお
ｊＮでゴム円板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
同程度力１やや小さい。

シャフト４をまずゴム円板８の六番こやや強ν１力で挿
入してリング状溝４□番こゴム円板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Ｖここの順し；通し、ゴム円板７をかなり強
い力でプランジャコア２し；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。なおこの実施例で番
よ、シャフト４のプランジャ貫通部４３の、軸し二沿う
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者の厚みの合貫十よりもやや短くし
ており、ゴム板７，８の厚み番よＩＪソング溝４１．４
２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。これしこよりプランジヤ組体
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
３ａ図に示す。ボーク主体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１７２９
１７３および１８２゜１８３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
１４のリング状の溝番；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１
８３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１
７２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１７゜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１４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１ｏ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１ｏ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ｌＯ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　ｇ　１８２　
ｇ　１７３＋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１７．
１８を一体にしている。

このコイル−プランジャ組体は板はね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、この穴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１９１，１９２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。

外傾２３の内空間２３１は、コイル−プランジャ組体を
収納し、かつ板ばね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１９１１１９２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１
７の上面）に沿わせて、突起１７ａ、１８ｇおよび起立
片１９１１１’９２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２ｏ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がねじ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２４２，２４３を通して蓋２
４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
２″０が２２より離れている（スイッチオン）。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を固着してし）る。

以上に説明した実施例の縦断面図力１第２ａ図である。

その左側面図を第２ｂ図番乙右側面図を第２Ｃ図に示す
。第２ｂ図にお１）て２８および２９は電気コイル９，
１０に接続した電気ＩＪ−ド、３１および３０はスイッ
チ板２２．２０４１ｍ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Ｉヨ、プラ
ンジャコア（２，３）をシャフト（４）Ｋ係合した弾性
部材（７，８）で支えるよう番こシてｂ）るので、プラ
ンジャコアや永久磁石の寸法精度力へ粗くてもガタを生
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。

また上記実施例は、中間磁極（センタープレート１５）
および永久磁石い）を用Ｖ）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Ｊト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
発明は同様番こ実施できる。

更には、上記実施例では主ヨークの１つ１７を板ばね１
９でヨーク端板１３，１４に押しつけ、これによりヨー
ク端板１’３．１４をもう２つの主ヨーク１８に押し付
けるようにいてｂする力１、板【よね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
うにいてもよｔ＼。この場合は、外筒２３はやや弾力性
又は可撓性力１ある合成樹脂とするのが好ましい。

【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図番こ示す
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 １６二円筒ケース １７．１８：ヨーク主体（主ヨーク） １９：板ばね（ばね手段） ２０．２２：スイッチ板　　２１：ゴム片２３：外筒（
外ケース）　　　２４：蓋２５〜２７：ねじ　　２８〜
３１：電気リード特許出願人　アイシン精機株式会社

Claims (6)

【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； 筒状突部を有し、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、 ヨーク端板は前記プランジャの軸と実質上直交する凹部
   を、主ヨーク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
   ； 前記ヨーク端板の筒状突部の外側であって、前記主ヨー
   クの両端の突部の間に前記電気コイルをボビンなしで配
   置した； ソレノイド装置。
2. （２）主ヨークの突部は、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、ヨーク端板の記凹部は、該円形
   ↓こ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、主ヨークの突部は、
   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、ヨ
   ーク端板の凹部は、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）電気コイルは、熱融着性絶縁体を被覆した絶縁線
   をコイル状に巻回して加熱融着処理した固形コイルであ
   る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。
5. （５）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、コイルを支えるリング状突部を
   有し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。
6. （６）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、シャフトおよび弾性部材でなり。 シャフトは永久磁石、磁性体コアおよび弾性部材の穴を
   貫通し、磁性体コアの外側面近傍に凹部を有し、弾性部
   材は一部が前記凹部に係合し、一部が磁性体コアの側面
   に当接し磁性体コアを永久磁石に向けて押す、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。