JPS6339934Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はソレノイドの改良に関するものであ
る。

従来のこの種ソレノイドは、第１図に示すよう
に、矩形額縁状のヨーク１内に、鍔部２ａ，２ａ
と円筒部２ｂとを備えた形状に一体成形されたベ
ークライト製のボビン２を保持させ、該ボビン２
の円筒部２ｂに、コイル３を巻装させると共に、
ヨーク１に固定された鉄製の受体４及び真鍮製の
円筒５を衝合状に嵌入させ、該円筒５に、鉄心６
を摺動自在に嵌挿支持させてあつて、コイル３に
直流電流を通電させることによつて、鉄心６を、
受体４から所定量離間せる初期位置（実線位置）
から受体４に衝合する終期位置（鎖線位置）へ強
制変位させるよう構成されているのが普通であ
る。

ところが、このように構成された従来のソレノ
イドにあつては、鉄心６の強制変位が、受体４と
鉄心６との間に作用する吸引力つまり二点鎖線で
囲まれた領域Ａに作用する吸引力でもつて行われ
ているにすぎず、したがつて特に受体４と鉄心６
とが大きく離間している初期状態においては、両
者４，６間に作用する吸引力が弱く、鉄心６の強
制変位が良好に開始され難いといつた欠点があつ
た。

本考案は、上記の点に鑑みてなされたもので、
鉄心６の強制変位に必要な吸引力を従来のソレノ
イドに比して大幅に増大させ、もつて鉄心６の強
制変位を極めて良好に行わしめうるソレノイドを
提供するものである。

以下、一実施例を第２図及び第３図について説
明する。

図において、１１は各々矩形平板状の上下壁１
１ａ，１１ｂ及び前壁１１ｃを備えた両側部及び
後端部を開放状のコ字形のヨーク、１２はヨーク
１１内に保持された非磁性材製のボビンで、前後
方向に貫通する適当径の貫通孔１３ａを有する非
磁性金属材例えば真鍮製の薄肉円筒状のボビン部
１３と、該ボビン部１３に外嵌された絶縁材例え
ばポリエステル又はテフロン製の薄肉円筒状の絶
縁部１４と、該絶縁部１４の前後端部に嵌合され
た絶縁材例えばベークライト製の矩形平板状の鍔
部１５，１６とからなり、１７は両鍔部１５，１
６間の絶縁部１４の外周部に巻装されたコイルで
ある。

ボビン部１３の前端部は拡がり状に加締められ
ていて、この加締部分１３ｂによつて絶縁部１４
及び鍔部１５の前方への移動を阻止してあり、ま
たボビン部１３の後端縁部には薄板状の環状部１
８が一体的に形設されていて、この環状部１８に
よつて絶縁部１４及び鍔部１６の後方への移動を
阻止してあつて、両鍔部１５，１６間にコイル１
７を巻装することによつて、ボビン１２を一体化
させている。

１９はヨーク１１の前壁１１ｃに加締め固着さ
れた磁性金属材例えば鉄製の円柱状の受体で、ボ
ビン部１３の貫通孔１３ａにその前端から嵌入さ
れており、後端部に截頭円錐状の凹部１９ａを形
成すると共に前後方向に貫通する小径の貫通孔１
９ａを形成してある。

２０はボビン部１３の貫通孔１３ａにその後端
から嵌挿された丸棒状の適当長さの鉄心で、受体
１９から後方へ所定量Ｓ離間せる初期位置（第２
図実線位置）と受体１９に衝合する終期位置（同
図鎖線位置）とに亘つて前後摺動変位されるもの
であり、前端部が受体１９の凹部１９ａに嵌係合
しうる截頭円錐状に形成されている。

２１は鉄心２０の後端部の適所に同心的に嵌合
固着された環状の補助鉄心で、鉄心２０と同材質
のものでその外径が鉄心２０の径よりも適当量大
径に成形されている。

２２は矩形板部２２ａと後方へ突出状の円筒部
２２ｂとを備えた形状に前記ヨーク１１と同材質
のものでもつて一体成形された補助ヨークで、矩
形板部２２ａの上下端部に突設された係合凸部２
２a′，２２b′を、ヨーク１１の上下壁１１ａ，１
１ｂの後端部に形設された係合凹部１１a′，１１
b′に係合させた上加締めて、ヨーク１１の後端部
に固着されており、前記補助鉄心２１の外径より
若干大径の同心状の貫通孔２２ｃを有している。

２３は前記環状部１８の周縁部から後方へ一体
的に突設形成された薄肉円筒状の案内体で、前記
補助ヨーク２２の貫通孔２２ｃに嵌合固着されて
おり、その内径は、前記補助鉄心２１を前後方向
へ移動自在に摺接案内させうるよう設定されてい
る。案内体２３の後端と補助ヨーク２２の円筒部
２２ｂの後端とは前後方向において一致せしめら
れている。

そして、鉄心２０における補助鉄心２１の固着
位置及び補助ヨーク２２，案内体２３の前後長さ
は、鉄心２０が受体１９から所定ストロークＳ離
間せる初期状態（第２図実線状態）においては、
補助鉄心２１の前端部が補助ヨーク２２の円筒部
２２ｂつまり案内体２３内へ適当若干量ｌ（例え
ば１mm程度）突入せしめられており、且つ鉄心２
０の前端部が受体１９の凹部１９ａに嵌入せる終
期状態（同図鎖線状態）においては、補助鉄心２
１の前端面がボビン部１３と案内体２３とを連結
する環状部１８に衝合せしめられているように設
定してある。

したがつて、補助鉄心２１は、鉄心２０が前記
初期位置と終期位置とに亘つて変位せしめられる
間においては、必ず案内体２３を介して補助ヨー
ク２２に前後摺動自在に案内支持されるようなさ
れている。

次に作用を上記実施例について説明する。

今、第２図に実線で示す初期状態において、コ
イル１７に直流電流を通電させると、冒頭で述べ
た従来のソレノイドにおけると同様に、領域Ａに
おいて受体１９と鉄心２０の対向端部間に吸引力
が作用し、この吸引力によつて鉄心２０は前方へ
強制変位され始める。

ところが、この初期状態においては、ヨーク１
１に連らなる補助ヨーク２２の後端部に、鉄心２
０より大径の補助鉄心２１の前端部が非磁性体た
る薄肉の案内体２３を介して若干量ｌ嵌入されて
いるから、ヨーク１１、補助ヨーク２２、補助鉄
心２１、鉄心２０、受体１９を経過する磁気回路
が形成されることになり、したがつて領域Ｂにお
いて、補助鉄心２１を前方へ強制変位させる吸引
力が作用することになる。この吸引力は、補助鉄
心２１の径を大きくする程増大する。

すなわち、鉄心２０の強制変位を開始させる初
期吸引力は、領域Ａにおける吸引力と領域Ｂにお
ける吸引力との総和となり、第１図に示す従来の
ソレノイド（以下、従来ソレノイドという）に比
して、後者の吸引力の分だけ増大する。

したがつて、鉄心２０の強制変位が良好に開始
される。

その後、鉄心２０は第２図に鎖線で示す終期状
態にまで前方へ強制変位せしめられる。

鉄心２０が受体１９に近づくにつれて領域Ａに
おける吸引力は増大するが、この間においても補
助鉄心２１は案内体２３を介して補助ヨーク２２
に案内支持されるから、前記領域Ｂには吸引力が
作用し続ける。この吸引力は、鉄心２０と受体１
９との離間量が所定量S′となると、つまり補助鉄
心２１が環状部１８に所定量近ずくと、それ以降
は除々に減少する。

したがつて、鉄心２０が強制変位され続ける間
においても、総吸引力は領域Ｂにおける吸引力の
分だけ増大する。

このように、従来ソレノイドに比して、同一条
件下において、初期状態から終期状態に至る間に
おける総吸引力は領域Ｂにおける吸引力の分だけ
増大することになり、したがつて鉄心２０の前方
への強制変位が極めて良好に行われうる。

このことは、従来ソレノイドと比較実験を行つ
て得られた特性曲線図（第６図）からも明白であ
る。なお、この実験は、鉄心径及びコイル巻数等
同一条件下で行つたものである。

すなわち、第６図においては、従来ソレノイド
によるものを破線で、また前記実施例のソレノイ
ドによるものを実線で夫々示してあるが、この特
性曲線図からも明らかなように、後者のソレノイ
ドは、前者のものに比して、鉄心の位置に拘わら
ず吸引力が増大しており、特に初期状態から鉄心
２０と受体１９との離間量が所定量S′となる中期
状態に至るまでは、総吸引力が大幅に増大してい
る。

また、初期状態において、補助鉄心２１の前端
部が補助ヨーク２２の後端部内に若干量ｌ嵌入さ
れており、したがつて初期状態から終期状態に至
る間において、補助鉄心２１が補助ヨーク２２
（直接的には案内体２３）でもつて摺動自在に案
内支持されることになるから、補助鉄心２１を付
加したことによつて鉄心２０の円滑な移動が妨げ
られる虞れはない。

さらに、従来ソレノイドにあつては、鍔部２
ａ，２ａと円筒部２ｂとを一体成形しているた
め、どうしても前記実施例における絶縁部１４に
相当する円筒部２ｂの肉厚が必要以上にならざる
を得ないが、前記実施例のものでは、絶縁部１４
を単に円筒状としているだけであるから、その肉
厚を必要最小限の薄さにすることができる。

したがつて、前記実施例のものは、従来ソレノ
イドに比して、ヨークの上下間隔及び両鍔部の前
後間隔を同一とした場合において、鉄心径を同一
とすればコイルの巻数を増加させることができ、
逆にコイルの巻数を同一とすれば鉄心径を増大さ
せることができ、ソレノイドの機能上有利であ
る。

また、本考案に係るソレノイドの構成は、前記
実施例に限定されるものではないのであつて、例
えば、第４，５図に示す第２の実施例及び第７，
８図に示す第３の実施例更に第９，１０図に示す
第４の実施例の如く構成することができ、前記第
１の実施例同様の作用効果が奏せられる。なお、
以下の説明においては、便宜上共通部分には同一
符号を付してある。

すなわち、第２の実施例においては、補助鉄心
２１′を、第１の実施例における補助鉄心２１の
後端面部に更に大径の、つまり補助ヨーク２２の
円筒部２２ｂの外径と同径の鍔体２１a′を一体形
設した形状に成形してある。

このような構成であれば、前記円筒部２２ｂの
後端面部と鍔体２１a′の前端面部との間の領域Ｃ
においても吸引力が作用することになり、この吸
引力は、受体１９と鉄心２０との離間量が所定量
S′となつた中期状態つまり円筒部２２ｂの後端面
部と鍔体２１a′の前端面部とが所定間隔S′に近づ
けられた中期状態（第４図状態）以降において明
確に現われる。

したがつて、第２の実施例のものでは、第１の
実施例における領域Ａ及びＢに加えて領域Ｃでの
吸引力が加重されることになり、これを第６図に
鎖線で示す。

すなわち、初期状態から前記中期状態に至る間
においては、領域Ｃにおける吸引力はさほど総吸
引力に影響しないが、中期状態以降になると、こ
の吸引力が増大することになる。第１の実施例で
は、中期状態以降になると、領域Ｂでの吸引力が
減少するから、総吸引力は従来ソレノイドに比し
てさほど増大しないが、第２の実施例のもので
は、領域Ｂでの吸引力が減少する中期状態以降に
おいては、領域Ｃでの吸引力が増大するから、総
吸引力は、従来ソレノイドに比して、初期状態か
ら終期状態に至る全てにおいて大幅に増大し、極
めて有利である。

また、第３の実施例においては、第１及び第２
の実施例の如くボビン部１３と案内体２３とを一
体化することなく両者を別体に構成し、さらにヨ
ーク１１と補助ヨーク２２とを別体とせず両者を
一体化している。

すなわち、第７，８図に示すように、薄肉円筒
状のボビン部１３′の前端部を拡がり状に加締め
て、鍔部１６及び絶縁部１４を固定してあり、ヨ
ーク１１の上下壁１１ａ，１１ｂの後端部を夫々
後方へ延長して、その延長部を補助ヨーク２２′，
２２′に構成し、前記上下壁１１ａ，１１ｂと補
助ヨーク２２′，２２′の接合箇所に夫々一対の係
合孔２４，２４を形設し、鉄心２０の径よりも大
径の貫通孔２５ａを有する磁性金属材例えば鉄製
の矩形板状の支持体２５を、その上下端部に夫々
突設せる一対の係合凸部２５ｂ，２５ｂを前記各
係合孔２４，２４に係合させた上加締めて、ヨー
ク１１に固着してある。

そして、後端縁部２３a′をコ字状に折曲げられ
た補助ヨーク２２′と同一矩形板状で且つ薄肉の
一対の案内体２３′，２３′を、各々、コ字状部２
３a′を補助ヨーク２２′の後端縁部に嵌合させた
上、その前端縁部に形成された凸部２３b′を前記
ヨーク１１と支持体２５とでもつて、挾圧固定さ
せて、補助ヨーク２２′，２２′の対向面部に接着
させてある。なお、各案内体２３′は、非磁性金
属材例えば真鍮でもつて成形されていること勿論
である。

さらに、鉄心２０の後端部適所に、矩形状の補
助鉄心２１″を嵌合固着してあつて、補助鉄心２
１″の上下端部を補助ヨーク２２′，２２′でもつ
て前後摺動自在に案内支持させ、初期状態（第７
図状態）においては補助ヨーク２２′，２２′の後
端部と補助鉄心２１″の前端部とが前後方向に若
干量ｌ重複されており、終期状態においては補助
鉄心２１″の前端面が支持体２５に衝合されるよ
うになされている。なお、前記支持体２５は、ヨ
ーク１１の後端側を支持させるものであつて、こ
れを非磁性金属材でもつて成形した場合には、貫
通孔２５ａを鉄心２０の通過を許容する程度に小
径にしておくことができるものである。

以上のような構成であれば、補助鉄心２１″の
径つまり断面積を第１の実施例におけるよりも大
きくすることができ、したがつて領域Ｂにおける
吸引力をより増大させることができて有利であ
る。その他の作用効果は第１の実施例と同様に奏
せられること勿論である。

さらに、第９，１０図に示す第４の実施例にお
いては補助鉄心２１を、第３の実施例における
補助鉄心２１″の後端面部に、各補助ヨーク２
２′の後端面部に直対向する鍔体２１ａを一体
形設した形状に成形してある。

このような構成であれば、第２の実施例におけ
ると同様に、中期状態（第９図状態）以降におい
て領域Ｃにおいて作用する吸引力が加重され、総
吸引力が更に増大して有利である。

なお、以上の第１〜第４の各実施例において
は、補助鉄心を別体にして鉄心２０に嵌合固着し
たが、この補助鉄心は鉄心２０と一体成形してお
いてもよいものである。またヨーク１１の形状は
前記各実施例の形状に限定されず、角形でも丸形
でもよく、さらに補助ヨークの形状及び補助鉄心
の形状も、ヨーク１１の形状に応じて任意に決定
しうること勿論である。

何れにしても以上の説明から明らかなように、
本考案のソレノイドによれば、冒頭で述べた従来
のソレノイドに比して、鉄心を強制変位させるた
めの総吸引力が補助ヨークと補助鉄心との存在に
よつて発生する吸引力の分だけ増大されることに
なり、特に初期状態においては大幅に増大される
ことになつて、鉄心の強制変位を極めて良好に行
わしめうる。

さらに、一般には吸引力は終期状態に近づくに
つれて指数関数的に増大するから、従来のものに
比して、初期状態での吸引力が増大することによ
つて、電力及び発熱上極めて有利となる。

また、本考案のソレノイドは、総吸引力の増大
を、コイルの巻数及び通電アンペアを変更するこ
となく、簡単な構造改良だけで図りうるものであ
るから、その実用的価値極めて大なるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のソレノイドを示す縦断側面図で
あり、第２図〜第１０図は本考案に係るソレノイ
ドの種々の実施例を示すもので、第２図は第１の
実施例を示す縦断側面図、第３図は同分解斜視
図、第４図は第２の実施例を示す縦断側面図、第
５図は同要部の斜視図、第６図は従来のソレノイ
ド及び第１，第２の実施例のソレノイドにおける
特性を示す特性曲線図、第７図は第３の実施例を
示す縦断側面図、第８図は同分解斜視図、第９図
は第４の実施例を示す縦断側面図、第１０図は同
要部の斜視図である。 １１……ヨーク、１２……ボビン、１３ａ……
貫通孔、１７……コイル、１９……受体、２０…
…鉄心、２１，２１′，２１″，２１……補助鉄
心、２２，２２′……補助ヨーク、２３，２３′…
…案内体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少なくとも後端部を開放状とせる縦断面形状コ
   字状のヨーク内に、コイルを巻装され且つ前後方
   向に貫通する貫通孔を有する非磁性材製のボビン
   を保持させ、前記貫通孔に、その前端からヨーク
   に固設せる磁性金属材製の受体を嵌入させると共
   に、その後端から鉄心を嵌挿させて、鉄心を前記
   受体から後方へ所定量離間せる初期位置と受体に
   衝合せる終期位置とに亘つて摺動自在となし、さ
   らに、鉄心のボビンから突出している後端部適所
   に、鉄心と同材質であり且つ鉄心より適宜量大径
   の補助鉄心を形設し、前記ヨークの後端部に、鉄
   心が前記両位置間に亘つて前後摺動される間にお
   いて、前記補助鉄心を非磁性金属材製の薄肉の案
   内体を介して前後方向に摺動自在に案内支持させ
   る、ヨークと同材質の補助ヨークを連設してある
   ことを特徴とするソレノイド。