(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、コイル内に配置された磁性材料よりなる案内孔を有する筒状の固定子と、固定子の案内孔内に移動自在に配置される磁性材料よりなる柱状の可動子と、固定子と可動子との間の磁気的引力に対抗する弾性体とを備える電磁リニアソレノイドにおいて、固定子の外周を案内孔の開口に近い程断面積が小さくなるように案内孔の深さによって断面積を変化させて磁気抵抗を変化させるようにするとともに、固定子の外周部に固定子を保護する非磁性の固定子保護部材を付加するようにし、固定子保護部材は、案内孔の開口に近くなる程固定子と固定子保護部材とによる断面積に占める断面積の割合が増加することを特徴とする電磁リニアソレノイド。
【請求項２】
コイルと、コイル内に配置された磁性材料よりなる案内孔を有する筒状の固定子と、固定子の案内孔内に移動自在に配置される磁性材料よりなる柱状の可動子と、固定子と可動子との間の磁気的引力に対抗する弾性体とを備える電磁リニアソレノイドにおいて、可動子の固定子に対向する側に孔を設け、可動子の断面積が孔の開口に近い程小さくなるように孔の深さによって断面積を変化させて磁気抵抗を変化させるようにするとともに、可動子に設けた孔に可動子を保護する非磁性の可動子保護部材を付加するようにし、可動子保護部材は、孔の開口に近い程断面積が大きくなることを特徴とする電磁リニアソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マッサージ機やバイブレータの駆動部に用いられる電磁リニアソレノイドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の電磁リニアソレノイドの側面断面図である。図９に示すように、従来の電磁リニアソレノイド１は、非磁性体の円板状のプレート１０と、ヨーク１１と、コイル１２と、コイル１２内に固着される固定子１４と、固定子１４に対して対向配置されるとともに、固定子１４に設けられた案内孔１４ａの内壁を案内とする励磁体からなる可動子１５と、可動子１５を負荷力に逆らって固定子１４側に付勢する弾性体に相当するコイルばね１６と、可動子１５の先端に固定される非磁性体の棒状のシャフト１８とを備える。
【０００３】
ヨーク１１は、珪素鋼や電磁軟鉄などの磁性金属にて形成した中空の略円柱状のものであり、適宜手段でプレート１０に固定される。
【０００４】
コイル１２は、合成樹脂にて型造されてなるボビン（図示せず）の外周に、表面を絶縁層にて被覆された軟銅線を巻回して形成される。コイル１２は、ヨーク１１に収納されている。
【０００５】
固定子１４は、円筒状の磁性金属製のものであり、コイル１２の内径に略等しい外径を有する形状に切削加工等により形成される。固定子１４の内方には後述する可動子１５を同軸上に遊嵌する案内孔１４ａを有している。
【０００６】
可動子１５は、固定子１４の案内孔１４ａの内壁を案内として可動する大略円柱状の磁性金属製のもので、反対側にはリング状の鍔部１５ａを有している。
【０００７】
非磁性体の棒状のシャフト１８は、可動子１５の固定子側端面の中央に立設しており、プレート１０を貫通してなり、シャフト１８の先端には円板状のばね受け１９が固着されている。
【０００８】
コイルばね１６は、ステンレス等により形成されたコイルスプリングであり、シャフト１８に貫通されるとともに、プレート１０とばね受け１９との間に介在している。また、シャフト１８は、黄銅等の非磁性体金属材料により形成され、可動子１５に固着されている。
【０００９】
上述のように構成される電磁リニアソレノイド１において、コイル１２に励磁電流が流れることにより、可動子１５に対して負荷力Ｆに反する方向に電磁吸引力が働き、可動子１５は電磁吸引力とコイルばね１６のばね力が平衡する位置まで移動する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような構成の電磁リニアソレノイド１にあっては、可動子１５のストロークと電磁吸引力との間に図１０に示すような関係を有しており、電磁吸引力の大小差が大きく、不均一なものとなるという問題点を有している。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、可動子の移動に伴う電磁吸引力のばらつきを抑え、均一なストローク特性を有する電磁リニアソレノイドを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、コイルと、コイル内に配置された磁性材料よりなる案内孔を有する筒状の固定子と、固定子の案内孔内に移動自在に配置される磁性材料よりなる柱状の可動子と、固定子と可動子との間の磁気的引力に対抗する弾性体とを備える電磁リニアソレノイドにおいて、固定子の外周を案内孔の開口に近い程断面積が小さくなるように案内孔の深さによって断面積を変化させて磁気抵抗を変化させるようにするとともに、固定子の外周部に固定子を保護する非磁性の固定子保護部材を付加するようにし、固定子保護部材は、案内孔の開口に近くなる程固定子と固定子保護部材とによる断面積に占める断面積の割合が増加することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、コイルと、コイル内に配置された磁性材料よりなる案内孔を有する筒状の固定子と、固定子の案内孔内に移動自在に配置される磁性材料よりなる柱状の可動子と、固定子と可動子との間の磁気的引力に対抗する弾性体とを備える電磁リニアソレノイドにおいて、可動子の固定子に対向する側に孔を設け、可動子の断面積が孔の開口に近い程小さくなるように孔の深さによって断面積を変化させて磁気抵抗を変化させるようにするとともに、可動子に設けた孔に可動子を保護する非磁性の可動子保護部材を付加するようにし、可動子保護部材は、孔の開口に近い程断面積が大きくなることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の参考例について図１乃至図３に基づいて、第２の参考例について図４に基づいて、第１の実施の形態について図５に基づいて、第２の実施の形態について図６に基づいて、第３の参考例について図７に基づいて、第４の参考例について図８に基づいて、それぞれ詳細に説明する。なお、従来の技術において図９を基に説明した電磁リニアソレノイドと同等の箇所には同じ番号を付し、その詳しい説明を省略している。
【００２０】
［第１の参考例］
図１は第１の参考例に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。図２は可動子のストロークと電磁吸引力との関係を表すグラフである。図３は固定子の拡大断面図である。
【００２１】
図１に示すように、電磁リニアソレノイド１は、非磁性体の円板状のプレート１０と、ヨーク１１と、コイル１２と、コイル１２内に固着される固定子１４と、固定子１４に対して対向配置されるとともに、固定子１４に設けられた案内孔１４ａの内壁を案内とする励磁体からなる可動子１５と、可動子１５を負荷力に逆らって固定子１４側に付勢する弾性体に相当するコイルばね１６と、可動子１５の先端に固定される非磁性体の棒状のシャフト１８とを備える。
【００２２】
図１に示す電磁リニアソレノイド１が、従来のものと異なり特徴とするのは、以下の構成である。すなわち、固定子１４の上端外周部を切削し、案内孔１４ａの深さによって固定子１４の断面積が変化するようにしており、本参考例では、案内孔１４ａの開口に近い程、断面積が小さくなるようにしている。
【００２３】
案内孔１４ａの開口外周部を切削したときの固定子１４と可動子１５との電磁吸引力と可動子１５のストローク量との関係を図２に示す。なお、図２において、例えば、ａｎｇ＝７５とは、固定子１４の側面断面外周と案内孔１４ａの開口面と
のなす角度（以下、切削角度と記載）が７５°であることを表している（図３参照）。
【００２４】
図２に示すように、切削した部分により磁気抵抗が大きく増加するため、従来の電磁リニアソレノイド（ａｎｇ＝０）の場合と比較して、固定子１４方向に生じる電磁吸引力の最大値は減少するものの、可動子１５の動き始めにおける電磁吸引力は切削角度の増加に伴い増加する傾向にあることが分かる。従って、例えば、切削角度を７５°にすれば、ストローク特性の極大値と極小値との差は６．４Ｋｇｆから３．０Ｋｇｆと小さくなり、不均一なストローク特性が改善される。
【００２５】
本参考例のように、固定子１４の外周を切削し、案内孔１４ａの深さによって固定子１４の断面積が変化するようにし、例えば、切削角度が７５°となるようにすれば、電磁吸引力発生のための有効磁束を増加させることが可能となり、磁束方向も可動子が固定子方向に吸引される方向に働くため、電磁吸引力に大小差が生じるのを抑え、均一なストローク特性を有する電磁リニアソレノイドを提供することが可能となる。
【００２６】
［第２の参考例］
図４は第２の参考例に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【００２７】
図４に示すように、電磁リニアソレノイド１は、非磁性体の円板状のプレート１０と、ヨーク１１と、コイル１２と、コイル１２内に固着される固定子１４と、固定子１４に対して対向配置されるとともに、固定子１４に設けられた案内孔１４ａの内壁を案内とする励磁体からなる可動子１５と、可動子１５を負荷力に逆らって固定子１４側に付勢する弾性体に相当するコイルばね１６と、可動子１５の先端に固定される非磁性体の棒状のシャフト１８とを備える。
【００２８】
図４に示す電磁リニアソレノイド１が、従来のものと異なり特徴とするのは、以下の構成である。すなわち、可動子１５の、固定子１４と対向接極する側の一端に孔２０を設け、孔２０の深さによって可動子１５の断面積が変化するようにしており、本参考例では、孔２０の開口に近い程、断面積が小さくなるようにしている。
【００２９】
本参考例によれば、電磁吸引力発生のための有効磁束を増加させることが可能となり、磁束方向も可動子が固定子方向に吸引される方向に働くため、電磁吸引力に大小差が生じるのを抑え、可動子１５のストローク特性を均一にすることが可能になるとともに、可動子１５の軽量化を図ることが可能となり、可動子１５の応答性を改善することが可能となる。
【００３０】
［第１の実施の形態］
図５は第１の実施の形態に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【００３１】
図５に示すように、電磁リニアソレノイド１は、非磁性体の円板状のプレート１０と、ヨーク１１と、コイル１２と、コイル１２内に固着される固定子１４と、固定子１４に対して対向配置されるとともに、固定子１４に設けられた案内孔１４ａの内壁を案内とする励磁体からなる可動子１５と、可動子１５を負荷力に逆らって固定子１４側に付勢する弾性体に相当するコイルばね１６と、可動子１５の先端に固定される非磁性体の棒状のシャフト１８とを備える。
【００３２】
図５に示す電磁リニアソレノイド１が、従来のものと異なり特徴とするのは、以下の構成である。すなわち、固定子１４の上端外周部を切削し、案内孔１４ａの深さによって固定子１４の断面積が変化するようにするとともに、固定子１４と磁気抵抗の異なる材料（例えば、非磁性部材等）によりなる固定子保護部材２１を付加し、固定子１４と固定子保護部材２１とによる断面積が案内孔１４ａの深さによらず略一定となるようにしている。従って、本実施の形態では、案内孔１４ａの開口に近い程、断面積が小さくなるようにしているので、固定子１４と固定子保護部材２１とによる断面積において、案内孔１４ａの開口に近くなる程、固定子保護部材２１の断面積に占める割合が増加することになる。
【００３３】
本実施の形態によれば、電磁吸引力発生のための有効磁束を増加させることが可能となり、磁束方向も可動子が固定子方向に吸引される方向に働くため、電磁吸引力に大小差が生じるのを抑え、可動子１５の不均一なストローク特性を改善することが可能となるとともに、固定子１４の切削した部分を固定子保護部材２１により保護することが可能となるので、電磁リニアソレノイド１の作成過程において外部からの衝撃等により、固定子１４外周の破損等を防止することが可能となる。
【００３４】
［第２の実施の形態］
図６は第２の実施の形態に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【００３５】
図６に示すように、電磁リニアソレノイド１は、非磁性体の円板状のプレート１０と、ヨーク１１と、コイル１２と、コイル１２内に固着される固定子１４と、固定子１４に対して対向配置されるとともに、固定子１４に設けられた案内孔１４ａの内壁を案内とする励磁体からなる可動子１５と、可動子１５を負荷力に逆らって固定子１４側に付勢する弾性体に相当するコイルばね１６と、可動子１５の先端に固定される非磁性体の棒状のシャフト１８とを備える。
【００３６】
図６に示す電磁リニアソレノイド１が、従来のものと異なり特徴とするのは、以下の構成である。すなわち、可動子１５の、固定子１４と対向接極する側の一端に孔２０を設け、孔２０の深さによって可動子１５の断面積が変化するようにするとともに、形成した孔２０に可動子１５と磁気抵抗の異なる材料（例えば、非磁性部材等）によりなる可動子保護部材２２を付加した構成となっている。本実施の形態では、孔２０の開口に近い程、可動子１５の断面積は小さく、可動子保護部材２２の断面積は大きくなるようにしている。
【００３７】
本実施の形態によれば、電磁吸引力発生のための有効磁束を増加させることが可能となり、磁束方向も可動子が固定子方向に吸引される方向に働くため、電磁吸引力に大小差が生じるのを抑え、可動子１５のストローク特性を均一にすることが可能となるとともに、構造上薄肉となる可動子１５の開口付近の強度を高めることが可能となる。
【００３８】
［第３の参考例］
図７は第３の参考例に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【００３９】
図７に示すように、電磁リニアソレノイド１は、非磁性体の円板状のプレート１０と、ヨーク１１と、コイル１２と、コイル１２内に固着される固定子１４と、固定子１４に対して対向配置されるとともに、固定子１４に設けられた案内孔１４ａの内壁を案内とする励磁体からなる可動子１５と、可動子１５を負荷力に逆らって固定子１４側に付勢する弾性体に相当するコイルばね１６と、可動子１５の先端に固定される非磁性体の棒状のシャフト１８とを備える。
【００４０】
図７に示す電磁リニアソレノイド１が、従来のものと異なり特徴とするのは、以下の構成である。すなわち、固定子１４の上端外周部を切削し、案内孔１４ａの深さによって固定子１４の断面積が変化するようにしており、本実施の形態では、案内孔１４ａの開口に近い程、断面積が小さくなるようにしている。ただし、固定子１４の断面積は所定値以上になるようにしており、例えば、図７に示すように、固定子１４の側面断面は台形形状をなすようにしている。
【００４１】
本参考例のように、固定子１４の外周を切削し、案内孔１４ａの深さによって固定子１４の断面積が変化するようにすれば、電磁吸引力に大小差が生じるのを抑え、均一なストローク特性を有する電磁リニアソレノイドを提供することが可能となるとともに、固定子１４の断面積が所定値以上になるようにすれば、切削に伴う固定子１４側面の強度低下を防止することが可能となる。
【００４２】
［第４の参考例］
図８は第４の参考例に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【００４３】
図８に示すように、電磁リニアソレノイド１は、非磁性体の円板状のプレート１０と、ヨーク１１と、コイル１２と、コイル１２内に固着される固定子１４と、固定子１４に対して対向配置されるとともに、固定子１４に設けられた案内孔１４ａの内壁を案内とする励磁体からなる可動子１５と、可動子１５を負荷力に逆らって固定子１４側に付勢する弾性体に相当するコイルばね１６と、可動子１５の先端に固定される非磁性体の棒状のシャフト１８とを備える。
【００４４】
図８に示す電磁リニアソレノイド１が、従来のものと異なり特徴とするのは、以下の構成である。すなわち、可動子１５の、固定子１４と対向接極する側の一端に孔２０を設け、孔２０の深さによって可動子１５の断面積が変化するようにしており、本実施の形態では、孔２０の開口に近い程、断面積が小さくなるようにしている。ただし、可動子１５の断面積は所定値以上になるようにしている。
【００４５】
本参考例によれば、電磁吸引力発生のための有効磁束を増加させることが可能となり、磁束方向も可動子が固定子方向に吸引される方向に働くため、電磁吸引力に大小差が生じるのを抑え、可動子１５のストローク特性を均一にすることが可能になるとともに、可動子１５の軽量化を図ることが可能となり、可動子１５の応答性を改善することが可能となる。また、可動子１５の断面積が所定値以上になるようにすれば、切削に伴う可動子１５の強度低下を防止することが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、  請求項１記載の発明にあっては、コイルと、コイル内に配置された磁性材料よりなる案内孔を有する筒状の固定子と、固定子の案内孔内に移動自在に配置される磁性材料よりなる柱状の可動子と、固定子と可動子との間の磁気的引力に対抗する弾性体とを備える電磁リニアソレノイドにおいて、固定子の外周を案内孔の開口に近い程断面積が小さくなるように案内孔の深さによって断面積を変化させて磁気抵抗を変化させるようにするとともに、固定子の外周部に固定子を保護する非磁性の固定子保護部材を付加するようにし、固定子保護部材は、案内孔の開口に近くなる程固定子と固定子保護部材とによる断面積に占める断面積の割合が増加するので、固定子と可動子との間に生じる磁束方向を可動子の移動方向に発生させることが可能となるため、可動子の移動に伴う電磁吸引力のばらつきを抑え、均一なストローク特性を有する電磁リニアソレノイドを提供することができ、固定子の外周部に固定子を保護する非磁性の固定子保護部材を有するようにし、固定子保護部材は、案内孔の開口に近くなる程固定子と固定子保護部材とによる断面積に占める断面積の割合が増加するので、電磁リニアソレノイドの作成過程において、外部からの衝撃等により、固定子の外周に生じる破損等を防止することが可能となるという効果を奏する。
【００４７】
請求項２記載の発明にあっては、コイルと、コイル内に配置された磁性材料よりなる案内孔を有する筒状の固定子と、固定子の案内孔内に移動自在に配置される磁性材料よりなる柱状の可動子と、固定子と可動子との間の磁気的引力に対抗する弾性体とを備える電磁リニアソレノイドにおいて、可動子の固定子に対向する側に孔を設け、可動子の断面積が孔の開口に近い程小さくなるように孔の深さによって断面積を変化させて磁気抵抗を変化させるようにするとともに、可動子に設けた孔に可動子を保護する非磁性の可動子保護部材を付加するようにし、可動子保護部材は、孔の開口に近い程断面積が大きくなるので、可動子の強度低下を防止することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の参考例に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【図２】可動子のストロークと電磁吸引力との関係を表すグラフである。
【図３】固定子の拡大断面図である。
【図４】第２の参考例に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【図７】第３の参考例に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【図８】第４の参考例に係る電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【図９】従来の電磁リニアソレノイドの側面断面図である。
【図１０】従来の電磁リニアソレノイドにおける可動子のストロークと電磁吸引力との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
１      電磁リニアソレノイド
１２    コイル
１４    固定子
１４ａ  案内孔
１５    可動子
１６    弾性体
【図１】
0003550980.tif 000002
【図２】
0003550980.tif 000003
【図３】
0003550980.tif 000004
【図４】
0003550980.tif 000005
【図５】
0003550980.tif 000006
【図６】
0003550980.tif 000007
【図７】
0003550980.tif 000008
【図８】
0003550980.tif 000009
【図９】
0003550980.tif 000010
【図１０】
0003550980.tif 000011