(57)【要約】      （修正有）【課題】ボビン内での可動鉄片のスムーズな移動を確保しつつ、振動や衝撃が負荷されてもヨークと可動鉄片との吸着状態を維持し、誤動作を防止する電磁石装置、およびこれを用いたスイッチを提供する。【解決手段】電圧が印加されるコイル４８と、コイル４８の一端側に配置された可動鉄片７１と、コイル４８の他端側に揺動可能に配置されたヨーク５０とを備え、少なくとも可動鉄片７１またはヨーク５０のいずれかがコイル４８内に挿通され、ヨーク５０と可動鉄片７１との互いに対向する面が吸着すると共に、コイル４８の励磁によって離間する電磁石装置において、ヨーク５０の揺動角度が、可動鉄片７１の揺動角度よりも大きい。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加されるコイルと、前記コイルの一端側に配置された可動鉄片と、前記コイルの他端側に揺動可能に配置されたヨークとを備え、
少なくとも前記可動鉄片または前記ヨークのいずれかが前記コイル内に挿通され、前記ヨークと前記可動鉄片との互いに対向する面が吸着すると共に、前記コイルの励磁によって離間する電磁石装置において、
前記ヨークの揺動角度が、前記可動鉄片の揺動角度よりも大きいことを特徴とする電磁石装置。
【請求項２】
前記ヨークの揺動角度と、前記可動鉄片の揺動角度との比が、１：１より大きく、３：１以下であることを特徴とする請求項１に記載の電磁石装置。
【請求項３】
前記可動鉄片と前記ヨークとの吸着面が方形であることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁石装置。
【請求項４】
前記可動鉄片と前記ヨークとの吸着面が円形であることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁石装置。
【請求項５】
前記ヨークの両側縁部に組立用切欠きを設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電磁石装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の電磁石装置を用いたことを特徴とするスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁石装置、特に複写機などに使用されるリセット機能付きスイッチに用いる電磁石装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁石装置として、例えば、特許文献１には、可動鉄片に形成された一対の脚部の中心間距離をボビン孔の中心間距離よりも小さくした電磁石装置が記載されている。この電磁石装置では、所定の方向から外力が加わって、この方向に可動鉄片が移動した場合、脚部がボビン孔の内側面と当接する構造となっている。このため、可動鉄片は前記内側面の端部周りに回動し、回動角度が小さくなるので、可動鉄片がヨークから外れにくくなり、耐衝撃性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３５５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記電磁石装置では、部品の加工精度のバラツキにより、可動鉄片の脚部の中心間距離がボビン孔の中心間距離よりも小さくなり過ぎると、前記脚部がボビン孔の内部を移動しにくくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、ボビン内での可動鉄片のスムーズな移動を確保しつつ、振動や衝撃が負荷されてもヨークと可動鉄片との吸着状態を維持し、誤動作を防止する電磁石装置、およびこれを用いたスイッチを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明に係る電磁石装置は、
電圧が印加されるコイルと、前記コイルの一端側に配置された可動鉄片と、前記コイルの他端側に揺動可能に配置されたヨークとを備え、
少なくとも前記可動鉄片または前記ヨークのいずれかが前記コイル内に挿通され、前記ヨークと前記可動鉄片との互いに対向する面が吸着すると共に、前記コイルの励磁によって離間する電磁石装置において、
前記ヨークの揺動角度が、前記可動鉄片の揺動角度よりも大きい構成としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヨークと可動鉄片とを面接触するので、磁気抵抗が小さくなり、大きな吸着力で吸着できる。これにより、可動鉄片のスムーズな移動を確保しつつ、振動や衝撃が負荷されても吸着状態を維持でき、誤動作を防止できる。
【０００８】
本発明の実施形態としては、前記ヨークの揺動角度と、前記可動鉄片の揺動角度との比が、１：１より大きく、３：１以下であってもよい。
【０００９】
本発明によれば、ヨークと可動鉄片との揺動角度との比が、１：１以下、すなわち例えば、１：０．５であれば、ヨークと可動鉄片とを面接触させることができず、所望の効果を得ることができない。また、ヨークの揺動角度と、可動鉄片の揺動角度との比が、３：１を超えると、すなわち例えば、４：１であれば、可動鉄片とヨークとが吸着する際に、可動鉄片の下端部がヨーク上端部の角に接触し、可動鉄片側の吸着面が摩耗して吸着力が低下する。従って、可動鉄片の揺動角度との比が、１：１より大きく、３：１以下であることが好ましく、これにより、可動鉄片とヨークとが確実に面接触し、可動鉄片とヨークとの吸着面の摩耗を抑制して、吸着力の低下を防止できる。
【００１０】
本発明の他の実施形態としては、前記可動鉄片と前記ヨークとの吸着面が方形であってもよい。
これにより、設計の自由度を高めることができる。
【００１１】
本発明の異なる実施形態としては、前記可動鉄片と前記ヨークとの吸着面が円形であってもよい。
これにより、設計の自由度を高めることができる。
【００１２】
本発明の更なる実施形態としては、前記ヨークの両側縁部に組立用切欠き部を設けてもよい。
本発明によれば、治具などで組立用切欠きを介してヨークを容易に把持でき、作業性が向上する。
【００１３】
本発明に係るスイッチは、前述の電磁石装置を用いてもよい。
これにより、ヨークと可動鉄片とを面接触させることができるので、磁気抵抗が小さくなり、確実に吸着できる。従って、振動や衝撃が負荷されても吸着状態を維持し、誤動作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電磁石装置を組み込んだスイッチを示す斜視図。
【図２】図１のスイッチの分解斜視図。
【図３】図２と異なる方向から見た図１のスイッチの分解斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係る電磁石装置を示す斜視図。
【図５】図４の電磁石装置の分解斜視図。
【図６】図６Ａは動作前のスイッチを示す前方からの断面図、図６Ｂは図６Ａの側方からの断面図。
【図７】図７Ａは動作後のスイッチを示す前方からの断面図、図７Ｂは図７Ａの側方からの断面図。
【図８】動作途中に可動鉄片が傾いた状態のスイッチを示す側方からの断面図。
【図９】本発明の第２実施形態に係る電磁石装置を示す概略図。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る電磁石装置を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る電磁石装置を、リセット機能を備えたスイッチ１に適用した第１実施形態について図１ないし図８の添付図面に従って説明する。
【００１６】
スイッチ１は、図１から図３に示すように、ハウジング１０と、操作片１３と、電源スイッチ機構２０（２０ａ，２０ｂ）と、駆動機構４０とを備えている。
【００１７】
ハウジング１０は、上面を開放した箱形状であり、その内部空間の一方側に後述する電源スイッチ機構２０を配置すると共に、その内部空間の他方側に後述する駆動機構４０を配置する構成となっている。
【００１８】
操作片１３は、下面が開放した略直方体の箱形状であり、操作面１４と、支軸１５と、保持部１６（図６（Ａ）参照）と、当接板１７とを有している。操作面１４は、操作片１３の上面に湾曲面として形成されている。支軸１５は、操作片１３の両側面の中央から外方に突出している。保持部１６は、操作面１４の裏面中央から下方に突出し、後述する連結体２１を嵌合保持する（図６（Ａ）参照）。当接板１７は、操作面１４の裏面端部から下方に突出し、後述する可動鉄片７１の上端に当接する。そして、操作片１３は、支軸１５をハウジング１０の円形孔１１に嵌合することにより、ハウジング１０に支軸１５を中心として回動可能に装着される。
【００１９】
電源スイッチ機構２０は、ハウジング１０内に並置される第１電源スイッチ機構２０ａと第２電源スイッチ機構２０ｂとからなる。第１電源スイッチ機構２０ａは、連結体２１と、可動接触片２３と、第１固定接触片３１と、第２固定接触片３４とを備えている。
【００２０】
連結体２１は、くの字形に屈曲したコイルスプリングからなる。また、前記連結体２１は、図６（Ａ）に示すように、スイッチ１が組み立てられた状態で、その上端部が操作片１３の保持部１６に嵌合保持され、その下端部は可動接触片２３の突部２５に差し込まれて支持される。
【００２１】
可動接触片２３は、図３に示すように、略Ｌ字形状に屈曲された支持部２４と、支持部２４の端部から斜め上方に延びる舌片２７とからなる。前記支持部２４の水平面には、上方に突出するくの字形の突部２５が形成されている。また、前記舌片２７の先端には可動接点２８が配設されている。
【００２２】
第１固定接触片３１は上下逆のＬ字形状であり、その上面には、第１固定接点３２が切り起こして形成されている。同様に、第２固定接触片３４は上下逆のＬ字形状であり、その上面には、第２固定接点３５が取り付けられている。
なお、第２電源スイッチ機構２０ｂは第１電源スイッチ機構２０ａと同一の構成部材から構成されているので、同一部分には同一部号を付して説明を省略する。
【００２３】
駆動機構４０は、図４および図５に示すように、電磁石装置４１と、ケース６０と、復帰バネ７５と、カバー７７と、を備えている。
【００２４】
電磁石装置４１は、上下に貫通する貫通孔４２を備えたボビン４３と、前記ボビン４３に巻回されるコイル４８と、前記ボビン４３の貫通孔４２に下方から挿通するヨーク５０と、ボビン４３の貫通孔４２に上方から挿通する可動鉄片７１とからなる。
【００２５】
前記ボビン４３は、並設された２つのコイル巻回部４４と、上端縁部４５と、下端縁部４６とからなる。前記コイル巻回部４４は、コイル４８が外周に巻回される矩形断面の筒状である。そして、前記上端縁部４５は、コイル巻回部４４の上端に形成され、２つのコイル巻回部４４を接続一体化している。また、下端縁部４６は、各コイル巻回部４４の下端に形成された矩形の枠体からなり、コイル４８の引出線を絡げて接続されるリセット信号入力端子５５が圧入固定される。
【００２６】
ヨーク５０は、後述する永久磁石５６の磁気効率を高める板状の磁性材からなる。また、ヨーク５０は、上方に向かって延びる一対の腕部５１と、側面下側に形成された内方に向かってＵ字状に湾曲する切欠き５２と、中央に上下に延びるように形成された直線状の取付け孔５３とを有している。取付け孔５３には、直方体形状の永久磁石５６が嵌合して固定される。
【００２７】
ケース６０は、電磁石装置４１を収容する収容部６１と、収容部６１の上方に形成された一対のガイド板６２と、収容部６１の下方に形成されたソケット６３とを有している。また、ケース６０の両側面には、外方に突出する上側係止突起６５と下側係止突起６６とが形成されている。収容部６１の天井面には、ガイド板６２の間に可動鉄片７１を収容部６１内に挿通する挿通孔６７（図６（Ａ）参照）が形成されている。更に、収容部６１の奥側内向面には、上側に上下に延在する一対の直線状突起６８と、中央に水平方向に延在する板状突起６９と、下側に内方に突出する湾曲面を有する湾曲状突起７０とが形成されている。ソケット６３は、リセット信号入力端子５５に接続するリセット信号入力プラグ（図示せず）を着脱可能に保持する。
【００２８】
可動鉄片７１は、図５に示すように、門型形状の板状であり、上縁に形成され両側に突出する段部７２と、下方に向かって延在する一対の脚部７３とが形成されている。そして、前記駆動機構４０を組み付けた状態で、復帰バネ７５は可動鉄片７１の段部７２と収容部６１の上面との間に圧縮された状態で保持される。このため、復帰バネ７５は可動鉄片７１を上方に押し上げ、操作片１３をオフ方向に回動させたオフ状態に維持する。
【００２９】
カバー７７は、前記ケース６０に側方から嵌合可能な側面形状を有し、上側の両側縁部から平行に延在する一対の上側弾性腕部７８と、下側の両側縁部から平行に延在する一対の下側弾性腕部７９とを有している。上側弾性腕部７８には水平方向に延びる上側係止用孔８１が形成されている。下側弾性腕部７９には水平方向に延びる下側係止用孔８２が形成されている。
【００３０】
スイッチ１を組み立てる前工程として、駆動機構４０の組立方法を説明する。まず、ボビン４３のコイル巻回部４４の外周面に巻回したコイル４８の引出線を、下端縁部４６に固定したリセット信号入力端子５５に絡げてハンダ付けする。そして、ヨーク５０の取付け孔５３に永久磁石５６を嵌合し、腕部５１をボビン４３の貫通孔４２に下方から挿通して可動鉄片７１を除いた電磁石装置４１を構成する。なお、ヨーク５０に切欠き５２を設けているので、治具などで前記切欠き５２を介して容易に把持でき、作業性が向上する。
【００３１】
次に、前記電磁石装置４１をケース６０の収容部６１内に収容する。このとき、ボビン４３の上端縁部４５が直線状突起６８に当接すると共に、収容部６１の天井面に当接する。更に、下端縁部４６が板状突起６９の上側面に当接することで、電磁石装置４１が収容部６１（ケース６０）に位置決めされる。このとき、ヨーク５０は収容部６１に対して遊嵌状態で保持されているので、腕部５１が貫通孔４２内に挿通した状態で揺動可能である。従って、腕部５１と可動鉄片７１の脚部７３との面接触が容易になる。また、図６（Ａ）に示すように、ヨーク５０は、永久磁石５６の磁力でリセット信号入力端子５５に吸引されているので、ケース６０の底部から所定の隙間を保持して浮いている。
【００３２】
この後、カバー７７をケース６０の開口下側およびソケット６３を被覆するようにケース６０に装着する。このとき、カバー７７の上側係止用孔８１がケース６０の上側係止突起６５に係止すると共に、下側係止用孔８２が下側係止突起６６に係止し、電磁石装置４１を抜け止めする。最後に、収容部６１の上方に配置した復帰バネ７５を間に、可動鉄片７１をケース６０の挿通孔６７からボビン４３の貫通孔４２内に挿通することにより、駆動機構４０が完成する。
【００３３】
次に、図３に示すように、ハウジング１０の底面に形成された端子孔（図示せず）に第１固定接触片３１，３１と第２固定接触片３４，３４を差し込んで取り付ける。また、第１固定接触片３１の第１固定接点３２に、可動接触片２３の支持部２４の底面を回動可能に載置する。そして、可動接触片２３の突部２５に連結体２１の下端を差し込むと共に、連結体２１の上端に操作片１３の保持部１６を嵌合する。更に、操作片１３の支軸１５をハウジング１０の円形孔１１に嵌合し、操作片１３の支軸１５をハウジング１０に、回動可能に取り付ける。これにより、電源スイッチ機構２０が完成する。最後に、図６に示すように、電源スイッチ機構２０が組み込まれたハウジング１０の他方側に、前述の駆動機構４０を下方から組み込み、スイッチ１が完成する。
【００３４】
以下、スイッチ１の動作について説明する。
図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、電源スイッチ機構２０がオフ状態のとき、復帰バネ７５が伸長して可動鉄片７１を上方に付勢する。このため、可動鉄片７１の上端面が当接板１７を上方に押し上げ、操作片１３はオフ状態にある。このオフ状態のとき、電源スイッチ機構２０の連結体２１は、駆動機構４０側に向かって、くの字形に屈曲する。そして、第１固定接点３２の上端を支点に回動する可動接触片２３の可動接点２８が第２固定接点３５から離間し、オフ状態にある。
【００３５】
図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、操作面１４の当接板１７側が下方に押圧されて、スイッチ１がオン操作されると、当接板１７が可動鉄片７１を復帰バネ７５の付勢力に抗して押し下げる。これにより、可動鉄片７１が下方に移動し、永久磁石５６の磁力により、脚部７３がヨーク５０の腕部５１に互いに対向する面を介して吸着し、オン状態となる。
【００３６】
また、スイッチ１がオン操作されると、電源スイッチ機構２０の連結体２１は駆動機構４０と反対側に向かって、くの字形に屈曲する。このため、突部２５が図中右側に押圧され、可動接触片２３は第１固定接点３２の上端を中心に図中時計回りに回動する。そして、可動接点２８が第２固定接点３５と当接して、電源をオンする。
【００３７】
図８に示すように、本発明では、ヨーク５０がボビン４３内において遊嵌状態で取り付けられているので、可動鉄片７１の傾きに合わせて傾くことができる。従って、脚部７３と腕部５１とが面接触し、磁気抵抗が小さくなり、大きな吸着力で吸着できる。これにより、振動や衝撃が負荷されても吸着状態を維持でき、誤動作を防止できる。
【００３８】
なお、本発明の実施形態としては、ヨーク５０の揺動角度と、可動鉄片７１の揺動角度との比が、１：１より大きく、３：１以下であることが好ましい。ヨーク５０と可動鉄片７１との揺動角度との比が、１：１以下、すなわち例えば、１：０．５であれば、脚部７３と腕部５１とを面接触させることができず、所望の効果を得ることができない。また、ヨーク５０の揺動角度と、可動鉄片７１の揺動角度との比が、３：１を超えると、すなわち例えば、４：１であれば、可動鉄片７１とヨーク５０とが吸着する際に、脚部７３の下端部が腕部５１の上端角部に接触し、可動鉄片７１側の吸着面が摩耗して吸着力が低下する。従って、ヨーク５０の揺動角度と可動鉄片７１の揺動角度との比が、１：１より大きく、３：１以下であれば、脚部７３と腕部５１とが確実に面接触し、脚部７３と腕部５１との吸着面の摩耗を抑制して吸着力の低下を防止できる。また、本実施形態では、脚部７３と腕部５１との吸着面は方形であるが、これに限定されず、例えば、脚部７３と腕部５１との吸着面が円形であっても、同様の効果が得られる。
【００３９】
オン状態にあるスイッチ１をオフ操作するため、リセット信号入力端子５５を介してコイル４８に逆方向の磁力が発生する電圧を印加すると、永久磁石５６の磁束が相殺されて可動鉄片７１とヨーク５０との磁力が相対的に低下する。このため、復帰バネ７５の弾性力により、可動鉄片７１が上方に押し上げられ、可動鉄片７１の上端面が当接板１７を上方に押し上げる。この結果、操作片１３が支軸１５を中心に回動し、電源スイッチ機構２０が、図６（Ａ）に示すオフ状態に復帰する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。ヨーク５０と可動鉄片７１に関しては、前記実施形態では、腕部５１と脚部７３とがボビン４３の貫通孔４２内に挿通されたが、これに限定されない。例えば、図９に示す第２実施形態に係る電磁石装置は、コイル４８の下端部に板状のヨーク８５を配置し、コイル４８の上端部に、下方に向かって延在する一対の脚部８６を備えた可動鉄片８７を配置している。なお、この電磁石装置では、説明の便宜のため、ボビン４３を省略している。可動鉄片８７を下方に移動させることで、脚部８６の下端面がコイル４８の内部を挿通して、ヨーク８５の上面に吸着する。このとき、ヨーク８５はケース６０に遊嵌状態で取り付けられているので、可動鉄片８７の傾きに合わせて傾くことができ、脚部８６がヨーク８５に面接触できる。
【００４１】
他の例として、例えば、図１０に示す第３実施形態に係る電磁石装置は、コイル４８の下端部に、上方に向かって延在し、コイル４８の内部に挿通した一対の腕部９０を備えたヨーク９１を配置し、コイル４８の上端部に板状の可動鉄片９２を配置している。なお、この電磁石装置では、説明の便宜のため、ボビン４３を省略している。可動鉄片９２を下方に移動させることで、可動鉄片９２の下面が腕部９０の上端面に吸着する。このとき、ヨーク９１はケース６０に遊嵌状態で取り付けられているので、可動鉄片９２の傾きに合わせて傾くことができ、可動鉄片９２が腕部９０に面接触できる。
【００４２】
本実施形態の電磁石装置４１は、一対のコイル４８と、一対の腕部５１を有するヨーク５０と、一対の脚部７３を有する可動鉄片７１とを備えたが、これに限定されない。例えば、コイルが１つであり、ヨークは１つの腕部を、可動鉄片が１つの脚部を有する構成を採用してもよい。また、本発明に係る電磁石装置は、スイッチに適用する場合に限らず、他の電気機器に適用してもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００４３】
１    スイッチ
４１  電磁石装置
４８  コイル
５０  ヨーク
５２  切欠き（組立用切欠き）
７１  可動鉄片
８５  ヨーク（第２実施形態）
８６  脚部（第２実施形態）
８７  可動鉄片（第２実施形態）
９０  腕部（第３実施形態）
９１  ヨーク（第３実施形態）
９２  可動鉄片（第３実施形態）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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