(57)【要約】【課題】部品点数、加工工数および組立工数の削減によって製造コストの低減を可能とする電磁ソレノイドを提供する。【解決手段】本発明に係る電磁ソレノイド１は、フィールドコア１０と、該フィールドコア１０内に配置されたボビン１２に巻回されたコイル１４と、前記ボビン１２の中心孔１２ａ内に軸線方向に移動自在に挿入された可動鉄心１６とを備える電磁ソレノイドにおいて、前記可動鉄心１６は、前記ボビン１２の中心孔１２ａから外部に突出している後端部に、被駆動部材と連結するための樹脂材料からなる連結部２０が設けられている。【選択図】図１
2011228318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールドコアと、該フィールドコア内に配置されたボビンに巻回されたコイルと、前記ボビンの中心孔内に軸線方向に移動自在に挿入された可動鉄心とを備える電磁ソレノイドにおいて、
前記可動鉄心は、前記ボビンの中心孔から外部に突出している後端部に、被駆動部材と連結するための樹脂材料からなる連結部が設けられていること
を特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項２】
前記可動鉄心は、後端部に径方向に延出するツバ状部を有し、
前記連結部は、前記ツバ状部を包み込むように形成されていること
を特徴とする請求項１記載の電磁ソレノイド。
【請求項３】
前記連結部は、インサート成形によって一体に前記可動鉄心の後端部に形成されていること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の電磁ソレノイド。
【請求項４】
前記連結部は、基部と、該基部上に対向して立設される一組の壁状部と、該一組の壁状部間に橋渡し状に設けられる棒状部とを有すること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電磁ソレノイド。
【請求項５】
前記フィールドコアは、所定幅の板状の磁性材料からなる、正面形状がコ字状の本体部と該本体部のコ字状開口位置に固定される蓋部とを備えて、正面形状が四角形をなす箱体状に形成され、
前記蓋部は、前記可動鉄心が挿通する貫通孔を有する板状に形成され、
前記可動鉄心が前記ボビンの中心孔内に進入した所定位置において、前記連結部の下面が、前記蓋部の上面に当接すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の電磁ソレノイド。
【請求項６】
前記ボビンの中心孔内の先端位置に固定鉄心を備え、
前記固定鉄心は、先端部に径方向に延出するフランジ部を有する円筒状に形成され、
前記フィールドコアは、内底面に、前記固定鉄心のフランジ部が嵌合される凹部を有すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の電磁ソレノイド。
【請求項７】
前記固定鉄心は、フランジ部が前記フィールドコアの凹部に嵌合された状態で該凹部の内底面と前記ボビンの下面とで挟持されて、前記フィールドコアに固定されること
を特徴とする請求項６記載の電磁ソレノイド。
【請求項８】
前記蓋部は、前記貫通孔の周縁部において軸方向に突出する環状突起を有すること
を特徴とする請求項５〜７のいずれか一項記載の電磁ソレノイド。
【請求項９】
前記ボビンは、前記蓋部の環状突起が嵌合される、環状溝を有すること
を特徴とする請求項８記載の電磁ソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁ソレノイドに関し、さらに詳細には、ボビンに巻回されたコイル内に移動自在に挿入された可動鉄心を備える電磁ソレノイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁ソレノイドは、基本的には円筒状のコイルと、そのコイルの端部に設けられる固定鉄心と、コイルの内部を移動可能な可動鉄心（プランジャ）とからなり、コイルに電流を流したときに発生する磁束によって、固定鉄心に可動鉄心が吸着することを利用して電気エネルギーを直線運動に変換する機器である。
この電磁ソレノイドは、例えば、プリンタ、複写機等のＯＡ機器、あるいは遊技機等の多くの分野で利用されている。
【０００３】
ここで、従来の電磁ソレノイドの例として、特許文献１に記載の電磁ソレノイド１０１がある（図１０）。電磁ソレノイド１０１は、所定幅の板状の磁性材料で形成され、正面および背面が開放された、正面形状が四角形をなす箱体状のフィールドコア１１６と、フィールドコア１１６内に配置されたボビン１１８に巻回されたコイル１２２と、フィールドコア１１６の一側壁に設けられた貫通穴１１４ａおよびこの貫通穴１１４ａに連通するボビン１１８の中心穴１２０内に軸線方向に移動自在に挿入された可動鉄心１２８と、固定鉄心１２６とを具備すると共に、コイル１２２の巻き線の両端部が接続された端子部１３８を有し、外部コネクタ（不図示）が着脱自在に接続されるコネクタ部１３４が、フィールドコア１１６のコーナー部内に設けられている構成を具備する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例によれば、電磁ソレノイドの小型化が可能となる。しかし、昨今、ＯＡ機器、あるいは遊技機等の各種装置に組み込まれる電磁ソレノイドに対して、小型化の要求に加え、製造コスト低減の要求が高まっている。
【０００６】
ここで、本願出願人において試作・検討を行った電磁ソレノイド２０１について説明する。
当該電磁ソレノイド２０１は、図１１（図１１（ａ）は正面図（右半断面図）、図１１（ｂ）は右側面図である）に示すように、箱体状のフィールドコア２１０と、フィールドコア２１０内に配置されたボビン２１２に巻回されたコイル２１４と、ボビン２１２の中心孔２１２ａ内に軸線方向に移動自在に挿入された可動鉄心２１６と、フィールドコア２１０の内底面に固定されてボビン２１２の中心孔２１２ａの先端位置に配設される固定鉄心２１８とを備える。また、符号２０２はコイル２１４に電流を流すための電気配線である。
この構成により、コイル２１４に電流を流したときに発生する磁束によって、固定鉄心２１８に可動鉄心２１６が吸着する作用が生じ、可動鉄心２１６がコイル内すなわちボビン２１２の中心孔２１２ａ内を直線運動する。
【０００７】
図１１に示すように、フィールドコア２１０は、本体部２１０Ａに蓋部２１０Ｂが固定されることによって、正面および背面が開放された、正面形状が四角形をなす箱体状に形成されている。
また、図１２（図１２（ａ）は蓋部２１０Ｂの斜視図であり、図１２（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面である）に示すように、フィールドコア２１０の蓋部２１０Ｂは、板状部材を用いて形成され、中央部に可動鉄心２１６が挿通する貫通孔２１０ｂが設けられている。
【０００８】
一方、図１３に示すように、可動鉄心２１６は、快削鋼を用いて切削加工により形成され、Ｅリング２０２用の嵌合溝２１６ａおよびスプリングピン２０３取付部のすりわり２１６ｂが設けられる。当該嵌合溝２１６ａに、Ｅリング２０２が嵌合され、また、すりわり部２１６ｂには、スプリングピン２０３取り付け用の貫通孔２１６ｃが設けられ、当該貫通孔２１６ｃに挿通させて橋渡し状にスプリングピン２０３が固定される。
被駆動部材（不図示）は、スプリングピンと連結されることによって、可動鉄心２１６の移動に伴い、軸線方向の駆動力を受けることとなる。
【０００９】
なお、図１３に示すように、Ｅリング２０２の下面に接触させて、ゴムワッシャ２０４が設けられる。ゴムワッシャ２０４は、可動鉄心２１６がコイル２１４内に突入して、Ｅリング２０２が蓋部２１０Ｂに当接したときに発生する、金属同士の衝撃音を低下させるための騒音低減部材である。
【００１０】
また、固定鉄心２１８は、図１１、図１４に示すように、底面を有する円筒状であって、底面の下面に、本体部２１０Ａとカシメ固定を行うための突起部２１８ａが設けられている。
突起部２１０ｂを本体部２１０Ａの貫通孔２１０ａから突出させてカシメ加工を行うことによって、固定鉄心２１８は、フィールドコア２１０に固定される（図１１（ａ）参照）。
【００１１】
以上説明したように、上記の電磁ソレノイド２０１に例示される構成を備える電磁ソレノイドにおいては、部品点数、加工工数および組立工数が多いことが課題であり、より一層の製造コスト削減が要請されていた。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、部品点数、加工工数および組立工数の削減によって製造コストの低減を可能とする電磁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】
【００１３】
本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
【００１４】
この電磁ソレノイドは、フィールドコアと、該フィールドコア内に配置されたボビンに巻回されたコイルと、前記ボビンの中心孔内に軸線方向に移動自在に挿入された可動鉄心とを備える電磁ソレノイドにおいて、前記可動鉄心は、前記ボビンの中心孔から外部に突出している後端部に、被駆動部材と連結するための樹脂材料からなる連結部が設けられていることを要件とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電磁ソレノイドの部品点数、加工工数および組立工数をいずれも削減することができ、製造コストの大幅な低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁ソレノイドの例を示す概略図である。
【図２】図１に示す電磁ソレノイドの構成を示す概略図である。
【図３】図１に示す電磁ソレノイドのフィールドコアの蓋部の構成を示す概略図である。
【図４】図１に示す電磁ソレノイドのボビンの構成を示す概略図である。
【図５】図１に示す電磁ソレノイドの可動鉄心の構成を示す概略図である。
【図６】図１に示す電磁ソレノイドの可動鉄心および連結部の構成を示す概略図である。
【図７】図１に示す電磁ソレノイドの固定鉄心の構成を示す概略図である。
【図８】図１に示す電磁ソレノイドの固定鉄心の変形例を示す概略図である。
【図９】図１に示す電磁ソレノイドのフィールドコアの本体部および固定鉄心の構成を示す概略図である。
【図１０】従来の実施の形態に係る電磁ソレノイドの例を示す概略図である。
【図１１】本願出願人が試作・検討を行った電磁ソレノイドの例を示す概略図である。
【図１２】図１１に示す電磁ソレノイドのフィールドコアの蓋部の構成を示す概略図である。
【図１３】図１１に示す電磁ソレノイドの可動鉄心の構成を示す概略図である。
【図１４】図１１に示す電磁ソレノイドのフィールドコアの本体部および固定鉄心の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１、図２は、本発明の実施の形態に係る電磁ソレノイド１の例を示す概略図であって、図１（ａ）は正面図（右半断面図）、図１（ｂ）は右側面図であり、図２は、斜視図である。また、図３は、その電磁ソレノイド１におけるフィールドコア１０の蓋部１０Ｂの構成を示す概略図であって、図３（ａ）は全体を示す斜視図であり、図３（ｂ）はＡ−Ａ線断面を示す斜視図である。
【００１８】
本実施形態に係る電磁ソレノイド１は、図１、図２に示すように、箱体状のフィールドコア１０と、フィールドコア１０内に配置されたボビン１２に巻回されたコイル１４と、ボビン１２の中心孔１２ａ内に軸線方向に移動自在に挿入された可動鉄心１６と、ボビン１２の中心孔１２ａ内の先端位置に配設されて可動鉄心１６を吸引する固定鉄心１８とを備える。また、符号２はコイル１４に電流を流すための電気配線である。
なお、本願においてはボビン１２の中心孔１２ａの軸線方向（可動鉄心１６の長手方向（移動方向）と同方向）を「軸方向」とし、軸方向に直行する方向を「径方向」とする。
【００１９】
図１、図２に示すように、フィールドコア１０は、正面形状がコ字状の本体部１０Ａと、当該本体部１０Ａのコ字状開口位置（本実施形態では、上方に向けて開口する本体部１０Ａの上部位置）に橋渡し状に固定される蓋部１０Ｂとを備えて、正面および背面が開放された、正面形状が四角形をなす箱体状に形成されている。
【００２０】
また、図３（ａ）に示すように、フィールドコア１０の蓋部１０Ｂは、板状部材を用いて形成され、中央部に可動鉄心１６が挿通する貫通孔１０ｂが設けられている。
ここで、本実施形態に特徴的な構成として、図３（ｂ）に示すように、蓋部１０Ｂは、貫通孔１０ｂの周縁部において軸方向（ここでは、ボビン１２側に向かう方向）に突出する環状突起１０ｃが形成されている。これによれば、蓋部１０Ｂを形成する板状部材の板厚を薄くできるため、使用材料の量を削減してコストダウンを図ることができる。その上で、板状部材の板厚よりも貫通孔１０ｂの軸方向長さを長くすることができるため、貫通孔１０ｂから可動鉄心１６へ向けて通過する磁束の量を、例えば電磁ソレノイド２０１等のように厚い板状部材を用いて蓋部２１０Ｂを形成する場合（図１２参照）と同等に維持することができる。
【００２１】
また、コイル１４が巻回されるボビン１２は、合成樹脂で成形されており、中心孔１２ａ、およびフランジ部１２ｂ、１２ｃを有する。
ここで、本実施形態に特徴的な構成として、図４に示すように、ボビン１２は、蓋部１０Ｂの環状突起１０ｃが嵌合される、環状溝１２ｄを有する。これによれば、環状溝１２ｄに、前記蓋部１０Ｂの環状突起１０ｃを嵌合させることができるため、軸方向にコンパクトな組立構造を実現することができる。したがって、電磁ソレノイド１全体の小型化に寄与する効果が得られる。
【００２２】
また、図１に示すように、可動鉄心１６は、フィールドコア１０の蓋部１０Ｂに設けられた貫通孔１０ｂおよびこの貫通孔１０ｂに連通するボビン１２の中心孔１２ａ内に軸線方向に移動自在に挿入されている。本実施形態に特徴的な構成として、可動鉄心１６は、ボビン１２の中心孔１２ａから外部に突出している後端部に、被駆動部材（不図示）と連結するための樹脂材料からなる連結部２０が設けられている。例えば、当該樹脂材料として、ポリアセタール等を用いることができる。
【００２３】
ここで、図５に、可動鉄心１６の概略図（右半断面図）を示し、図６に、連結部２０が設けられた状態の可動鉄心１６の斜視図を示す。同図５に示すように、可動鉄心１６は、先端部が、後述の固定鉄心１８内に進入可能なように尖った形状に形成され、後端部に径方向に延出するツバ状部１６ａを有する形状に形成されている。例えば、可動鉄心１６はヘッダー材を用いて鍛造加工により形成することができる。したがって、快削鋼を用いて切削加工によりＥリング用の嵌合溝およびスプリングピン取付部のすりわりを形成していた前述の電磁ソレノイド２０１における可動鉄心２１６（図１３参照）と比較して、製造コストを大幅に削減することが可能となる。
【００２４】
一方、連結部２０は、図１、図６に示すように、可動鉄心１６のツバ状部１６ａを包み込むように形成される。一例として、連結部２０は、基部２０ａと、当該基部２０ａ上に対向して立設される一組の壁状部２０ｂ、２０ｃと、当該一組の壁状部２０ｂ、２０ｃ間に橋渡し状に設けられる棒状部２０ｄ（本実施形態では丸棒形状）とが、インサート成形によって一体に可動鉄心１６の後端部のツバ状部１６ａを包み込むように形成される。ただし、この構成に限定されるものではない。
被駆動部材（不図示）は、棒状部２０ｄと連結されることによって、可動鉄心１６の移動に伴い、軸線方向の駆動力を受けることとなる。このとき、ツバ状部１６ａを包み込むように連結部２０が設けられているため、可動鉄心１６と連結部２０との接合性を高め、且つ解離防止が図られ、長期の繰り返し使用にも耐え得るものとなる。
また、樹脂材料で形成された連結部２０によって、可動鉄心１６が固定鉄心１８に吸引されてコイル１４内（ボビン１２の中心孔１２ａ内）の所定位置まで突入したときに、連結部２０の基部２０ａの下面が、蓋部１０Ｂの上面に当接して、移動が停止されると共に、その際に発生する衝撃音を低減させることができる。
【００２５】
さらに、上記構成によれば、例えば電磁ソレノイド２０１等と比較して、可動鉄心の連結部の構成の簡素化が可能となる。具体的には、Ｅリング、ゴムワッシャ、スプリングピンを用いることなく、連結部２０を構成することが可能となる。したがって、部品コストの削減が可能となる。さらに、連結部２０は、インサート成形によって一体に可動鉄心１６の後端部に設けることができるため、加工工程数が削減でき、製造コストの削減が可能となる。このように、二重の削減効果によって、顕著なコスト削減効果を得ることができる。
【００２６】
また、図１に示すように、固定鉄心１８は、フィールドコア１０の本体部１０Ａの内底面上に配設される。ここで、本実施形態に特徴的な構成として、固定鉄心１８は、先端部に径方向に延出するフランジ部１８ａを有する円筒状に形成されている。円筒状であることにより、固定鉄心１８の後端部に、可動鉄心１６の先端部が進入可能となる。
なお、本実施形態においては、図１に示すように、固定鉄心１８は内面がテーパ形状を有する円筒状に形成されているが、テーパ形状を有しない円筒状に形成してもよい。
【００２７】
また、本実施形態においては、固定鉄心１８を、図７の概略図（右半断面図）に示すような底面を有する円筒状に形成しているが、変形例として、図８の概略図（右半断面図）に示すような底面を有しない円筒状に形成してもよい。
なお、固定鉄心１８を設けずに電磁ソレノイドとして作用させる構成とすることもできる。
【００２８】
一方、図１、図９に示すように、フィールドコア１０の本体部１０Ａの内底面には、固定鉄心１８のフランジ部１８ａが嵌合される凹部１０ａが設けられる。ここで、図９は、フィールドコア１０の本体部１０Ａ、および固定鉄心１８の構成を示すと共に、固定鉄心１８がフィールドコア１０の本体部１０Ａに嵌合される構成を説明する説明図である。
固定鉄心１８は、フランジ部１８ａがフィールドコア１０の凹部１０ａに嵌合されることによって、径方向の移動が規制される。さらに、固定鉄心１８のフランジ部１８ａが、フィールドコア１０の凹部１０ａの内底面とボビン１８（フランジ部１２ｂ）の下面とで挟持されることによって、軸方向の移動が規制される（図１（ａ）参照）。これによれば、カシメ、溶接、接着等の加工工程を実施することなく、固定鉄心１８をフィールドコアに固定することが可能となる。したがって、加工工程の省略による製造コストの削減が可能となる。
【００２９】
続いて、上記構成を備える電磁ソレノイド１の動作について説明する。
コイル１４に電流を通電した際に発生する磁束によって、可動鉄心１６と固定鉄芯１８との間に吸引力が生じ、可動鉄心１６は固定鉄芯１８に向かって軸方向に移動する。このとき、可動鉄心１６は連結部２０において被駆動部材（不図示）と連結されているため、被駆動部材（不図示）に駆動力が与えられる。
ここで、コイル１４の電流を通電状態に保持すれば可動鉄芯１６は固定鉄芯１８に吸着した状態が保たれる。一方、コイル１４の電流を遮断すれば可動鉄芯１６に結合している被駆動部材（不図示）、あるいは付勢部材（不図示）等の復元力によって元の位置に戻る作用が生じる。
なお、使用用途に応じ、付勢部材（不図示）等の復元力発生手段の構造を適宜変更することができる。
【００３０】
以上、説明した通り、本発明に係る電磁ソレノイドによれば、部品点数、加工工数および組立工数をいずれも削減することが可能となるため、製造コストを大幅に低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１  電磁ソレノイド
２  電気配線
１０  フィールドコア
１０Ａ  フィールドコアの本体部
１０Ｂ  フィールドコアの蓋部
１２  ボビン
１４  コイル
１６  可動鉄心
１８  固定鉄心
２０  連結部
【図１】
2011228318.tif 000003
【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】
2011228318.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011228318.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2011228318.tif 000013
【図１２】
2011228318.tif 000014
【図１３】
2011228318.tif 000015
【図１４】
2011228318.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月22日(2011.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールドコアと、該フィールドコア内に配置されたボビンに巻回されたコイルと、前記ボビンの中心孔内に軸線方向に移動自在に挿入された可動鉄心とを備える電磁ソレノイドにおいて、
前記可動鉄心は、前記ボビンの中心孔から外部に突出している後端部に、被駆動部材と連結するための樹脂材料からなる連結部が設けられており、
前記連結部は、インサート成形によって一体に前記可動鉄心の後端部に形成され、基部と、該基部上に対向して立設される一組の壁状部と、該一組の壁状部間に橋渡し状に設けられる棒状部とを有していること
を特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項２】
前記可動鉄心は、後端部に径方向に延出するツバ状部を有し、
前記連結部は、前記ツバ状部を包み込むように形成されていること
を特徴とする請求項１記載の電磁ソレノイド。
【請求項３】
前記フィールドコアは、所定幅の板状の磁性材料からなる、正面形状がコ字状の本体部と該本体部のコ字状開口位置に固定される蓋部とを備えて、正面形状が四角形をなす箱体状に形成され、
前記蓋部は、前記可動鉄心が挿通する貫通孔を有する板状に形成され、
前記可動鉄心が前記ボビンの中心孔内に進入した所定位置において、前記連結部の下面が、前記蓋部の上面に当接すること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の電磁ソレノイド。
【請求項４】
前記ボビンの中心孔内の先端位置に固定鉄心を備え、
前記固定鉄心は、先端部に径方向に延出するフランジ部を有する円筒状に形成され、
前記フィールドコアは、内底面に、前記固定鉄心のフランジ部が嵌合される凹部を有すること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電磁ソレノイド。
【請求項５】
前記固定鉄心は、フランジ部が前記フィールドコアの凹部に嵌合された状態で該凹部の内底面と前記ボビンの下面とで挟持されて、前記フィールドコアに固定されること
を特徴とする請求項４記載の電磁ソレノイド。
【請求項６】
前記蓋部は、前記貫通孔の周縁部において軸方向に突出する環状突起を有すること
を特徴とする請求項３〜５のいずれか一項記載の電磁ソレノイド。
【請求項７】
前記ボビンは、前記蓋部の環状突起が嵌合される、環状溝を有すること
を特徴とする請求項６記載の電磁ソレノイド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この電磁ソレノイドは、フィールドコアと、該フィールドコア内に配置されたボビンに巻回されたコイルと、前記ボビンの中心孔内に軸線方向に移動自在に挿入された可動鉄心とを備える電磁ソレノイドにおいて、前記可動鉄心は、前記ボビンの中心孔から外部に突出している後端部に、被駆動部材と連結するための樹脂材料からなる連結部が設けられており、前記連結部は、インサート成形によって一体に前記可動鉄心の後端部に形成され、基部と、該基部上に対向して立設される一組の壁状部と、該一組の壁状部間に橋渡し状に設けられる棒状部とを有していることを要件とする。