(57)【要約】【課題】偏荷重がプランジャーに付加されても、ソレノイドコイルの内径面と接触して摩擦が生じることのないようにし、長手軸方向の力の変動やプランジャーの外径面の傷付きが発生を防ぐことができるプランジャー式ソレノイドを提供する。【解決手段】ソレノイドコイル２の軸心に設けた中空孔にプランジャー３を軸方向に移動自在となるよう挿入し、前記ソレノイドコイル２への通電による磁力によってプランジャー３を軸方向に移動させるようにしたプランジャー式ソレノイドであって、前記ソレノイドコイル２の端部に固定したガイド部材４に、プランジャー３の貫通孔６を設け、この貫通孔６の内周に、前記プランジャー３に生じた偏荷重の支持手段となる回転体７を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドコイルの軸心に設けた中空孔にプランジャーを軸方向に移動自在となるよう挿入し、前記ソレノイドコイルへの通電による磁力によってプランジャーを軸方向に移動させるようにしたプランジャー式ソレノイドにおいて、
前記ソレノイドコイルの端部にプランジャーが軸方向に移動自在となるよう貫通するガイド部材を固定し、このガイド部材のプランジャーが貫通する貫通孔の内周に、前記プランジャーに生じた偏荷重の支持手段を設けたことを特徴とするプランジャー式ソレノイド。
【請求項２】
上記支持手段は、ガイド部材に設けた貫通孔の内周にプランジャーの外周面と接触する複数の回転体を、前記プランジャーの周囲を囲むように配置し、この回転体を上記ガイド部材で、プランジャーの軸方向への移動に追従して回転するように保持して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプランジャー式ソレノイド。
【請求項３】
上記支持手段の回転体は、ボールベアリングで形成され、このボールベアリングが、ガイド部材の貫通孔の内周にプランジャーの周囲を囲むように等間隔の配置で設けた複数の凹欠部内に、その外輪がプランジャーの外周面に接触する状態で収まり、前記外輪が、プランジャーの軸方向への移動に追従して回転するように組込みまれていることを特徴とする請求項２に記載のプランジャー式ソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コイルへの通電によってプランジャーを軸方向に移動させ、前記プランジャーの移動によって機器を作動させるために用いるソレノイド、更に詳しくは、プランジャーに付加される偏荷重を起因とする問題を解決することができるプランジャー式ソレノイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から使用されている上記のようなプランジャー式ソレノイドは、ソレノイドコイルの軸心に沿って設けた中空孔に磁性体であるプランジャーを軸方向に移動自在となるよう挿入し、前記ソレノイドコイルへの通電による磁力によって前記プランジャーを軸方向に移動させるような構造になっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実用新案登録第３０４３２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記下従来のプランジャー式ソレノイドは、僅かな偏荷重がプランジャーに付加されると、ソレノイドコイルに印加電圧を加えた時に、プランジャーの外径面がソレノイドコイルの内径面と接触して摩擦が生じ、プランジャーの移動時間のバラツキ、長手軸方向の力の変動やプランジャーの外径面の傷付きが発生し、これが原因で、プランジャーの移動不能に発展し、機器の正確な作動が得られない事態が生じるという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決するため、プランジャーを軸心方向に直進移動するよう誘導し、僅かな偏荷重がプランジャーに付加されても、ソレノイドコイルの内径面と接触して摩擦が生じることのないようにし、プランジャーの移動時間の一定化を図り、長手軸方向の力の変動やプランジャーの外径面の傷付き発生を防ぐことで、機器の正確な作動が得られるプランジャー式ソレノイドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、この発明は、ソレノイドコイルの軸心に設けた中空孔にプランジャーを軸方向に移動自在となるよう挿入し、前記ソレノイドコイルへの通電による磁力によってプランジャーを軸方向に移動させるようにしたソレノイドにおいて、前記ソレノイドコイルの端部に固定したガイド部材にプランジャーが軸方向に移動自在となるよう貫通する貫通孔を設け、この貫通孔の内周に、前記プランジャーの途中を軸方向に移動自在となるよう保持し、プランジャーに生じた偏荷重を支持するための支持手段を設けたものである。
【０００６】
また、ガイド部材に設けた偏荷重の支持手段は、ガイド部材の貫通孔の内周にプランジャーの外周面と接触する複数の回転体を、前記プランジャーの周囲を囲むように配置し、この回転体を上記ガイド部材でプランジャーの軸方向への移動に追従して回転するように保持して形成されているようにしたものである。
【０００７】
上記支持手段の回転体は、ボールベアリングで形成され、このボールベアリングが、ガイド部材の貫通孔の内周にプランジャーの周囲を囲むように等間隔の配置で設けた複数の凹欠部内に、その外輪がプランジャーの外周面に接触する状態で収まり、前記外輪が、プランジャーの軸方向への移動に追従して回転するように組込みまれているようにすることができる。
【０００８】
ここで、上記ガイド部材は、上板と中間板及び下板を重ねることによって形成され、ソレノイドコイルに対してプランジャーが突出する側の端部に上板を重ねた状態で固定され、これら積層した板の中心部に板厚を貫通するように貫通孔が設けられ、貫通孔はプランジャーの外径面と隙間を保って接触しない内径に設定され、この貫通孔の内周四箇所の位置に等間隔の配置で設けた凹欠部も板厚を貫通している。
【０００９】
上記上板と中間板及び下板の各凹欠部は、ボールベアリングがその回転軸芯をプランジャーの接線方向に沿わせて水平にした状態で収まる幅と長さを有し、中間板に設けた各凹欠部はその両側に軸収納用の切り欠きがあり、ボールベアリングの内輪に通した軸を切り欠きに収納することにより、プランジャーの半径方向に対するボールベアリングの位置決めを行い、上板と下板が切り欠きを上下で閉じることにより、ガイド部材からボールベアリングが脱落することのないようにしている。
【００１０】
また、ソレノイドコイルの中空孔に挿入するプランジャーの先端部には、低摩擦チューブを被せて取付け、この低摩擦チューブの外径をプランジャーよりも僅かに大径とし、ソレノイドコイルの中空孔とプランジャーの直接的な接触の発生をなくし、プランジャーの外径面に傷が生じるのを防止するようにしている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、ソレノイドコイルの端部にプランジャーが軸方向に移動自在となるよう貫通するガイド部材を固定し、このガイド部材のプランジャーが貫通する貫通孔の内周に、前記プランジャーに生じた偏荷重の支持手段を設けたので、支持手段がプランジャーを軸心方向に直進移動するよう誘導し、僅かな偏荷重がプランジャーに付加されても、ソレノイドコイルの内径面と接触して摩擦が生じることがなく、長手軸方向の力の変動やプランジャーの外径面の傷付きが発生を防ぐことで、機器の正確な作動が得られることになる。
【００１２】
また、プランジャーを保持する支持手段を回転体とすることにより、プランジャーに大きな負荷を与えることなく軸方向の移動を誘導することができ、プランジャーはソレノイドコイルの内径面と接触しないので、プランジャーの移動時間の一定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図示例に基づいて説明する。
【００１４】
図面は、この発明のプランジャー式ソレノイドと、その好ましい使用例として梱包機のバンド移動装置を示している。
【００１５】
先ず、プランジャー式ソレノイド１は、ソレノイドコイル２と、このソレノイドコイル２の軸心に成形された中空孔（図示省略）に対して、軸方向に移動自在となるよう挿入したプランジャー３と、前記ソレノイドコイル２のプランジャー３を挿入する側の端部に固定したガイド部材４とで形成され、前記ガイド部材４にプランジャー３が貫通する貫通孔６が設けられ、この貫通孔６の内周に、前記プランジャー３に生じた偏荷重の支持手段となる回転体７が設けられている。
【００１６】
なお、ソレノイドコイル２は、周知のように、ボビンとこれに巻回したコイルをフレーム内に収納した構造を有し、前記ボビンの内径によって中空孔を形成していると共に、プランジャー３は、磁性金属材料を用いて円軸状に形成され、ソレノイドコイル２への通電のオン、オフによる磁力によってプランジャー３が軸方向に移動するようになっている。
【００１７】
上記ガイド部材４は、ソレノイドコイル２のプランジャー３が突出する下側端面に適合する大きさの角形金属板を用いた上板４ａと中間板４ｂ及び下板４ｃの積層体によって形成され、ソレノイドコイル２の下側端面に上板４ａが重なる状態で、ボルト８によってソレノイドコイル２に固定されている。
【００１８】
図３のように、上記ガイド部材４を形成する上板４ａと中間板４ｂ及び下板４ｃには、その中心部に等しい形状と内径の貫通孔６が設けられ、この貫通孔６は、各板を積層することにより積層板厚を貫通することになり、プランジャー３の外径面と僅かな隙間を保って接触しない内径に設定され、前記貫通孔６の内周に設けた偏荷重の支持手段は、貫通孔６の内周に、プランジャー３の半径方向に沿う凹欠部９をプランジャー３の周囲を囲む四箇所の位置に等分の配置で設け、この各凹欠部９内に、外径面がプランジャー３の外周面と接触する回転体７を組み込んで形成されている。なお、凹欠部９も積層した板厚を貫通している。
【００１９】
上記回転体７は、外輪と内輪の間に複数のボールを介在させたボールベアリング７ａを用い、上記上板４ａと中間板４ｂ及び下板４ｃの各凹欠部９は、ボールベアリング７ａがその回転軸芯をプランジャー３の接線方向に沿わせて水平にした状態で収まる幅と長さを有し、中間板４ｂの各凹欠部９はその両側に軸収納用の切り欠き１０が設けられている。
【００２０】
上記ボールベアリング７ａは凹欠部９内に納まり、このボールベアリング７ａの内輪に通した軸１１を中間板４ｂの切り欠き１０に収納することにより、プランジャー３の半径方向に対するボールベアリング７ａの位置決めを行い、上板４ａと下板４ｃが切り欠き１０を上下で閉じることにより、ガイド部材４からボールベアリング７ａが脱落することのないようにしている。
【００２１】
上記のように、ガイド部材４に取付けたボールベアリング７ａは、その外輪の外周面がプランジャー３の外径面に接触し、プランジャー３の途中を四方から囲んで軸方向に移動可能となるように保持していると共に、軸１１での支持によってプランジャー３の軸方向への移動に追従して外輪の回転が可能となり、前記プランジャー３の軸方向の移動時にボールベアリング７ａは、プランジャー３に生じた偏荷重を支持することで、プランジャー３を軸心に沿って正確に移動するよう誘導することになる。
【００２２】
なお、上記実施例では、回転体７にボールベアリング７ａを例示したが、これに代えて球体やローラを用い、この球体やローラを凹欠部９内に収納し、球体やローラを貫通する軸を切り欠き１０に収めるような構造を採用してもよい。
【００２３】
また、図２のように、ソレノイドコイル２の中空孔に挿入するプランジャー３の先端部に、低摩擦チューブ１２を被せて取付け、この低摩擦チューブ１２の外径をプランジャー３よりも僅かに大径とし、ソレノイドコイル２の中空孔とプランジャー３の直接的な接触の発生をなくし、プランジャー３の外径面に傷が生じるのを防止するようにしている。
【００２４】
図１は、この発明のプランジャー式ソレノイド１を使用する梱包機の全体的な概略構造を示し、テーブル２１の上面に下部で一部切り離し状となるアーチ２２を立設し、該テーブル２１の内部に、アーチ２２に対するバンドＡの送り込みとバンドＡの引き締めを行うバンド移動装置２３と、バンドＡのクランプと切断及び溶着を行う溶着機構２４が設けられている。
【００２５】
上記バンド移動装置２３は、リール２５から引き出したロール巻きのバンドＡをアーチ２２の全長にわたって装填し、その先端が溶着機構２４の先端検出センサに達すると該センサの作動で送り込みを停止し、適所に配置した始動スイッチのオンでバンドＡを引き締めることになる。
【００２６】
また、溶着機構２４は、例えば、アーチ２２の切離し部分に位置するスライド基板２６とでバンドＡの先端側を固持する第１クランプ２７と、バンドＡの引き締め後にバンドＡの先端と途中を重なり状に固持する第２クランプ２８と、バンドＡの途中を切断すると共に、対向面がヒータで加熱溶融された部分を圧着する加圧器２９とからなり、これらはカム機構３０によりタイミングを合わせて昇降動が付与されるようになっている。
【００２７】
図１と図２は、バンド移動装置２３の具体的な構造を示し、定位置に配置された駆動ローラ３１が図示省略したモータで正逆回転するよう駆動され、この駆動ローラ３１の外周上部に従動ローラ３２が位置している。
【００２８】
上記駆動ローラ３１は、外径面をテーパ面にして、この駆動ローラ３１の大径側端部にフランジ３１ａを周設し、モータの回転軸３３に固定され、バンドＡの送り出しと引き締めの両方向に回転駆動される。
【００２９】
上記従動ローラ３２は、一端側を固定部分の支点軸３４に枢止して上下に揺動自在となる揺動アーム３５の先端部に軸３６で回転可能に枢止されている。
【００３０】
上記従動ローラ３２は、駆動ローラ３１に対して接近離反動自在となり、駆動ローラ３１の外径面とこの従動ローラ３２の外径面でバンドＡを挟むようになっていると共に、従動ローラ３２の軸３６に上端を連結した連杆３７の下端が、上記プランジャー３の下端とピン３８で結合され、プランジャー３の上下動時に、連杆３７が一体に上下動し、揺動アーム３５が上下に揺動することで、従動ローラ３２は駆動ローラ３１に対して接近離反動することになる。
【００３１】
また、ソレノイドコイル２は、テーブル２１に対して固定となるブラケット３９にビス４０で固定され、前記ブラケット３９に固定した軸４１と上記従動ローラ３２の軸３６との間にスプリング４２が張設され、このスプリング４２の引張り力で従動ローラ３２に常時駆動ローラ３１に圧接する方向の弾性を付勢し、駆動ローラ３１のバンド送り出し方向とバンド引き締め方向への回転時に、スプリング４２による挟持力でバンドＡをアーチに向けて送り出したり、引き締めるようになっている。
【００３２】
この発明のプランジャー式ソレノイド１を使用したバンド移動装置２３は上記のような構成であり、梱包器の作動開始前は、スプリング４２の弾性で駆動ローラ３１の外周面と従動ローラ３２の外径面でバンドＡを挟み、ソレノイドコイル２には通電がないので、プランジャー３は、連杆３７で下降位置に保持されている。
【００３３】
アーチ２２内にバンドＡを送り込む時は、駆動ローラ３１がバンドＡを送り出す方向に回転し、従動ローラ３２によりスプリング４２の圧力で駆動ローラ３１の外径面に押付けられているバンドＡは、ガイドを介してアーチ２２内に送り込まれ、先端検出センサのバンド先端検出で駆動ローラ３１の停止信号とソレノイドコイル２にオン信号を同時に入れる。
【００３４】
ソレノイドコイル２を瞬時にオンさせることで、プランジャー３が上昇し、プランジャー３と共に連杆３７を介して従動ローラ３２を押し上げることでバンドＡの押付け圧力が解放し、バンドＡの送り込み過ぎを防止する。次の工程に備えてソレノイドコイル２はオフさせる。
【００３５】
アーチ２２に対するバンドＡの装填完了状態で、テーブル２１上に被梱包物を載置して始動スイッチをオンすると、溶着機構２４の作動でバンドＡの先端を固持し、この後駆動ローラ３１がバンド引き戻し方向へ逆転し、スプリング４２の圧力で挟持されたバンドＡは引き戻され、アーチ２２から離脱して被梱包物の外周を巻き締める。
【００３６】
バンドＡが被梱包物の外周を巻き締めると、駆動ローラ３１が停止し、溶着機構２４の作動でバンドＡのクランプ、切断、加熱溶着の工程が順次行われ、梱包が完了して被梱包物を取り除くと、スプリング４２の圧力で挟持されたバンドは、駆動ローラ３１が送り出し方向に回転し、アーチ２２に送り込まれる。
【００３７】
上記プランジャー式ソレノイド１において、プランジャー３は、ガイド部材４に設けた偏荷重の支持手段であるボールベアリング７ａによって軸心方向に直進移動するよう保持されているので、連杆３７を押し上げた際に偏荷重がプランジャー３に付加されても、プランジャー３はソレノイドコイル２の中空孔内径面と接触することがなく、これにより、摩擦の発生をなくして長手軸方向の力の変動及びプランジャー３の外径面の傷付き発生を防ぐことで、梱包機の正確な作動が得られることになる。
【００３８】
また、プランジャー３を保持するボールベアリング７ａが、プランジャー３の軸方向の移動により回転することで、プランジャー３はソレノイドコイル２の中空孔内径面と接触しないので、プランジャー３の移動時間の一定化を図ることができる。
【００３９】
なお、上記ボールベアリング７ａの配置数は、三箇所以上であればよいと共に、また、この発明のプランジャー式ソレノイド１の用途として梱包機を例示したが、用途はこれに限定されることなく、各種産業機器に広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明のプランジャー式ソレノイドを使用した梱包機を示す縦断正面図
【図２】梱包機のバンド移動装置とプランジャー式ソレノイドを示す分解斜視図
【図３】（ａ）はプランジャー式ソレノイドのガイド部材とこれに設けた偏荷重の支持手段を示す中間板部分での拡大した平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂの部分で断面したガイド部材の縦断面図
【符号の説明】
【００４１】
１        プランジャー式ソレノイド
２        ソレノイドコイル
３        プランジャー
４        ガイド部材
４ａ      上板
４ｂ      中間板
４ｃ      下板
６        貫通孔
７        回転体
８        ボルト
９        凹欠部
１０      切り欠き
１１      軸
１２      低摩擦チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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