(57)【要約】【課題】  磁気ギャップを低減するソレノイドの構成を提供する。【解決手段】  本発明のソレノイドは、コイルとコイルが巻回される円筒状のコイルボビンからなり、軸方向に並設された２つの第１、第２コイルアッシ３ａ、３ｂと、これら２つのコイルアッシ間に設置される円板状の磁性ヨーク１０と、前記第１、第２コイルアッシ内に摺動可能に設置され、前記第１、第２コイルアッシにより励磁駆動されるプランジャ５を備えるシャフト１と、前記磁性ヨークと前記プランジャとの間に設置される磁性パイプ７ａと、前記第１コイルアッシと前記プランジャとの間に設置され、非磁性材からなる第１非磁性パイプ７ｂと、前記第２コイルアッシと前記プランジャとの間に設置され、非磁性材からなる第２非磁性パイプ７ｃとを備えた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルとコイルが巻回される円筒状のコイルボビンからなり、軸方向に並設された２つの第１、第２コイルアッシと、
これら２つのコイルアッシ間に設置される円板状の磁性ヨークと、
前記第１、第２コイルアッシ内に摺動可能に設置され、前記第１、第２コイルアッシにより励磁駆動されるプランジャを備えるシャフトと、
前記磁性ヨークと前記プランジャとの間に設置される磁性パイプと、
前記第１コイルアッシと前記プランジャとの間に設置され、非磁性材からなる第１非磁性パイプと、
前記第２コイルアッシと前記プランジャとの間に設置され、非磁性材からなる第２非磁性パイプと、
を備えたことを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
前記磁性パイプは、前記第１、第２非磁性パイプ間に一体的に設けられることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
【請求項３】
前記シャフトと、前記第１、第２コイルアッシと、前記磁性ヨークと、前記磁性パイプと、前記第１、第２非磁性パイプとを内装する有底円筒状の磁性ケースと、
前記磁性ケースの開口端を閉止するエンドキャップとを備え、
前記第１コイルアッシの磁路は、前記磁性ヨークと前記磁性パイプと前記シャフトのプランジャと前記磁性ケースからなり、
前記第２コイルアッシの磁路は、前記磁性ヨークと前記磁性パイプと前記シャフトのプランジャと前記エンドキャップからなることを特徴とする請求項１または２に記載のソレノイド。
【請求項４】
コイルとコイルが巻回される円筒状のコイルボビンからなり、軸方向に並設された２つの第１、第２コイルアッシと、
これら２つのコイルアッシ間に設置される円板状の磁性ヨークと、
前記第１、第２コイルアッシ内に摺動可能に設置され、前記第１、第２コイルアッシにより励磁駆動されるプランジャを備えるシャフトと、
前記磁性ヨークと前記プランジャとの間に設置される磁性パイプと、
前記第１コイルアッシと前記プランジャとの間に設けられた第１間隙部と、
前記第２コイルアッシと前記プランジャとの間に設けられた第２間隙部と、
を備えたことを特徴とするソレノイド。
【請求項５】
前記シャフトと、前記第１、第２コイルアッシと、前記磁性ヨークと、前記磁性パイプとを内装する有底円筒状の磁性ケースと、
前記磁性ケースの開口端を閉じるエンドキャップとを備え、
前記第１コイルアッシの磁路は、前記磁性ヨークと前記磁性パイプと前記シャフトのプランジャと前記磁性ケースからなり、
前記第２コイルアッシの磁路は、前記磁性ヨークと前記磁性パイプと前記シャフトのプランジャと前記エンドキャップからなることを特徴とする請求項４に記載のソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のソレノイドとして、シャフトと同軸に２つのコイルを並設し、それぞれに通電することで、シャフトの摺動方向を制御する技術がある（特許文献１参照のこと）。
【特許文献１】実開平５−１５４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、図２に示すように、このような２つのコイル５１ａ、５１ｂを備えたソレノイドの場合には、コイルを巻回したコイルボビン５１ｃ、５１ｄと、プランジャ５３を備えたシャフト５２と、コイルボビン５１ｃ、５１ｄとプランジャ５３との間に非磁性材で構成された筒状のパイプ５４が配置される。この非磁性のパイプ５４は、２つのコイルボビン５１ｃ、５１ｄに渡って、プランジャ５３の摺動部より長く配置されており、コイル５１ａまたはコイル５１ｂに通電されて磁界が発生したときに、このパイプ５４が磁気的ギャップとなり、磁気効率が低下し、ソレノイドの吸引力を低下されるという課題がある。
【０００４】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、２つのコイルを備えたソレノイドにおいて、磁気効率を向上するソレノイドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、コイルとコイルが巻回される円筒状のコイルボビンからなり、軸方向に並設された２つの第１、第２コイルアッシと、これら２つのコイルアッシ間に設置される円板状の磁性ヨークと、前記第１、第２コイルアッシ内に摺動可能に設置され、前記第１、第２コイルアッシにより励磁駆動されるプランジャを備えるシャフトと、前記磁性ヨークと前記プランジャとの間に設置される磁性パイプと、前記第１コイルアッシと前記プランジャとの間に設置され、非磁性材からなる第１非磁性パイプと、前記第２コイルアッシと前記プランジャとの間に設置され、非磁性材からなる第２非磁性パイプとを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、第１、第２コイルアッシが形成する磁界は、第１、第２コイルアッシとプランジャの間に設置され、非磁性材で形成された第１、第２非磁性パイプを避けて形成され、非磁性パイプによる磁気的ギャップを生じることがなく、磁気効率を向上させることができる。磁気効率を向上できるため、同じ電流、吸引力を発揮するコイル巻数を減少でき、ソレノイドを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１は、本発明のソレノイドの構成を示す構成図である。本発明のソレノイドは、磁力により励磁駆動するプランジャ５を備えたシャフト１と、このシャフト１を摺動可能に内装する有底円筒状のケース２と、シャフト１を軸方向に摺動させるための磁力を生じるコイルとコイルが巻回されるコイルボビン３ｃ、３ｄとからなる２つのコイルアッシ３ａ、３ｂと、ケース２の開口端２ａを閉止するためのエンドキャップ４とから構成される。さらにコイルボビン３ｃ、３ｄの内周面とプランジャ５の外周面との間に薄肉パイプ状の環状部材７が設置される。なお、本発明のソレノイドに使用される材料は、特記なき場合には磁性を有する材料とする。
【０００９】
シャフト１は、丸棒状でその一端１ａにコイルアッシ３ａ、３ｂにより励磁駆動されるプランジャ５が固定される。シャフト１の他端１ｂは、図示しないバルブのスプール等に接続され、スプールとプランジャ５間に発生する荷重を相互に伝達する。
【００１０】
ケース２の底部２ｂには内側に凸状の段差部２ｃが形成され、この段差部２ｃを軸方向に貫通する穴部２ｅが形成される。この穴部２ｅにシャフト１の他端１ｂが、摺動可能に支持され、外部に突出し、前述のスプール等に接続する。またケース２の開口端２ａを閉鎖する円盤状のエンドキャップ４の内側に凸状の段差部４ｂが形成される。この段差部４ｂにはシャフト１を中立位置に保持するスプリング６が設置され、このスプリング６がシャフト１の一端１ａに接続し、シャフト１の中立位置からの軸方向への変位に対抗する付勢力を付与する。
【００１１】
シャフト１に固定されたプランジャ５の軸方向環状端面５ａ、５ｂは、それぞれケース２の段差部２ｃの環状平面部２ｄ及びエンドキャップ４の段差部４ｂの環状平面部４ａに面する。ここで環状端面５ａと環状平面部２ｄとの間の間隙Ｌ１と環状端面５ｂと環状平面部４ａとの間の間隙Ｌ２との和が、シャフト１の摺動可能ストロークとなる。そして所定の中立位置として、例えば各間隙Ｌ１、Ｌ２が同じとなる位置にシャフト１が配置されるようにスプリング（圧縮・引張スプリング）６が設定される。
【００１２】
ケース２内には、両端に鍔部を備えた円筒状のコイルボビン３ｃにコイルが巻回されたコイルアッシ３ａと、同じく両端に鍔部を備えた円筒状のコイルボビン３ｄにコイルが巻回されたコイルアッシ３ｂとが円板状のヨーク１０を介して軸方向に並設される。また、コイルボビン３ｃ、３ｄの内側にプランジャ５が固定されたシャフト１が配置され、コイルアッシ３ａ、３ｂへの通電によりシャフト１が軸方向に摺動する。またコイルアッシ３ａ、３ｂとプランジャ５との径方向の間隙に、薄肉パイプ状の環状部材７が設置される。したがって、プランジャ５はコイルアッシ３ａ、３ｂの励磁によって環状部材７の内周面を軸方向に摺動する。
【００１３】
環状部材７は、中央に磁性パイプ７ａが設置され、その両側に非磁性パイプ７ｂ、７ｃが一体的に固定されて形成される。磁性パイプ７ａは、ヨーク１０とプランジャ５とが面する領域に配置され、プランジャ５ａが摺動する時の軸受としての機能を備える。また、非磁性パイプ７ｂ、７ｃがプランジャ５とコイルボビン３ｃ、３ｄとの間にそれぞれ配置される。ここで、非磁性パイプ７ｂ、７ｃは非磁性材で構成される。
【００１４】
非磁性パイプ７ｂの一端は、ケース２の段差部２ｃの外径部に嵌合し、非磁性パイプ７ｃの一端はエンドキャップ４の段差部４ｂの外径部に嵌合する。
【００１５】
また、コイルアッシ３ａ、３ｂとプランジャ５との間に非磁性パイプ７ｂ、７ｃを配置することにより、コイルアッシ３ａ、３ｂの磁路が非磁性パイプ７ｂ及び非磁性パイプ７ｃの回りに形成され、シャフト１を摺動させる磁気的ギャップとなることがない。
【００１６】
また、ケース２の中にコイルアッシ３ａ、コイルアッシ３ｂ、シャフト１、及び環状部材７が配置された状態でエンドキャップ４をケース２の開口端２ａにかしめ等により固定することで、ケース２、環状部材７及びエンドキャップ４が軸方向に接触し、前述の間隙Ｌ１、Ｌ２が規定される。
【００１７】
なお、非磁性パイプ７ｂ、７ｃが設置される、プランジャ５とコイルアッシ３ａ、３ｂとの間のスペースを第１間隙、第２間隙として非磁性パイプを設置しなくてもよく、この場合にも非磁性パイプ７ｂ、７ｃを設置した場合と同様の効果が期待できる。この場合には、磁性パイプ７ａをヨーク１０に固定するか、またはシャフト１を延長してケース２とエンドキャップ５とに摺動可能に両端支持するように構成する。この両端支持の場合には、磁性パイプ７ａをプランジャ５と一体構成としてもよい。
【００１８】
このような構成を有する本発明のソレノイドは、例えばコイルアッシ３ａにリード線１１から通電すると、コイルアッシ３ａの磁力によりシャフト１がケース２から突出する方向（図の左方向）にストロークし、プランジャ５の端面５ａがケース２の段差部２ｃに接触して停止する。一方、反対側のコイルアッシ３ｂに通電すると、コイルアッシ３ｂの磁力によりシャフト１がエンドキャップ４側（図の右方向）にストロークしてプランジャの端面５ｂがエンドキャップ４の段差部４ｂに接触して停止する。さらにコイルアッシ３ａ、３ｂへの通電を行わないことでスプリング６により設定される所定の中立位置にシャフト１が配置される。よってコイルアッシ３ａ、３ｂへの通電を制御することによりシャフト１を３箇所の位置に設定することができる。
【００１９】
そして本発明のソレノイドの特徴的な構成として、コイルアッシ３ａとコイルアッシ３ｂとの間に磁性のヨーク１０を配置し、このヨーク１０は磁性パイプ７ａを介してプランジャ５に径方向で連続している。したがって、通電によりコイルアッシ３ａ、３ｂが形成する磁界は、非磁性材で形成された非磁性パイプ７ｂ、７ｃを避けてヨーク１０、磁性パイプ７ａ、プランジャ５、ケース２で形成され、非磁性パイプ７ｂ、７ｃによる磁気的ギャップを生じることがなく、磁気効率を向上させることができる。磁気効率を向上できるため、同じ電流、吸引力を発揮するコイル巻数を減少でき、ソレノイドを小型化することができる。
【００２０】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
３位置制御型のソレノイドの磁気効率向上に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のソレノイドの構成図である。
【図２】従来のソレノイドの構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  シャフト
２  ケース
２ａ  開口端
２ｂ  底部
２ｃ  段差部
２ｄ  平面部
２ｅ  穴部
３ａ  コイルアッシ
３ｂ  コイルアッシ
３ｃ  コイルボビン
３ｄ  コイルボビン
４  エンドキャップ
４ａ  平面部
４ｂ  段差部
５  プランジャ
５ａ  端面
５ｂ  端面
６  スプリング
７  環状部材
７ａ  磁性パイプ
７ｂ  非磁性パイプ
７ｃ  非磁性パイプ
１０  ヨーク
【図１】
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【図２】
2006165293.tif 000004