(57)【要約】【課題】高い応答性と小型化、薄型化を実現可能としたソレノイド装置を提供する。【解決手段】２個の電磁コイル１２，２２と、電磁コイル１２の内部に軸方向に移動可能に配置され且つ２個の電磁コイル１２，２２により生じた磁束を同極で加算した磁束が通過するプランジャ１３とを備え、前記２の電磁コイル１２，２２は平面的に並列に配置されれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個（Ｎは２以上の正の整数）の電磁コイルと、該Ｎ個の電磁コイルの内の１個の電磁コイルの内部に軸方向に移動可能に配置され且つ前記Ｎ個の電磁コイルにより生じたそれぞれの磁束を同極で加算した磁束が通過する磁性体からなるプランジャとを備え、前記Ｎ個の電磁コイルが平面的に並列に配置されていることを特徴とするソレノイド駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のソレノイド駆動装置を使用したのり塗布装置であって、
のりの吐出口が形成され所定の圧力で前記のりが内部に充填されるノズルと、前記プランジャに同軸的に基端が固着され先端が前記のり吐出口を閉じるように付勢されたニードルとをさらに備え、
前記ニードルは、前記Ｎ個の電磁コイルが通電されることで駆動される前記プランジャによって、前記先端が前記ノズルの前記吐出口を開くよう移動されることを特徴とするのり塗布装置。
【請求項３】
請求項２に記載ののり塗布装置において、
前記ニードルの前記先端を前記ノズルの前記吐出口を閉じる第１の位置に付勢する弾性手段を備え、
前記プランジャは、前記Ｎ個の電磁コイルが通電されることで前記ニードルの前記先端を前記第１の位置から前記吐出口を開く第２の位置に移動させ、前記Ｎ個の電磁コイルの通電の後に前記Ｎ個の電磁コイルの内の少なくとも１個の電磁コイルの通電が維持されることで前記ニードルの前記先端を前記第２の位置に保持し、前記Ｎ個の電磁コイルの内の前記通電が維持されていた電磁コイルの通電が遮断されることで前記ニードルの前記先端を前記弾性手段により前記第２の位置から前記第１の位置に復帰させることを特徴とするのり塗布装置。
【請求項４】
請求項３に記載ののり塗布装置において、
前記Ｎ個の電磁コイルの内の前記通電が維持されていた電磁コイルの通電が遮断されるとき、前記通電が維持されていた電磁コイルとは別の１又は２以上の電磁コイルが瞬間的に逆極性で通電され、前記通電が維持されていた電磁コイルによる残留磁力がキャンセルされるようにしたことを特徴とするのり塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型化を実現したソレノイド駆動装置及びそのソレノイド駆動装置を使用したのり塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
のり塗布装置は、のりタンクから供給されるのりが所定の圧力で充填されるノズル内にニードルを挿入し、そのニードルを前進後退させることによりノズルの吐出口の開閉を行って、のりをウェブ等の表面に塗布するものである。ニードルは、通常ではスプリングの弾発力によって前進してノズルの吐出口を閉じているが、電磁ソレノイドが通電されることによって後退してその吐出口を開く。これにより、所定の圧力が付与されているのりがその吐出口から吐き出される。
【０００３】
電磁ソレノイドは、中空円筒形状のボビンと、そのボビンに巻きつけた電磁コイルと、そのボビンの円筒内に同軸的に軸方向に移動可能に挿入した磁性体からなるプランジャとで構成されている。そして、そのプランジャの片端に前記ニードルを同軸的に固着することで、上記したのり塗布装置が構成される。
【０００４】
のり塗布装置では、電磁ソレノイドに通電すればプランジャが電磁力でスプリングの弾発力に打ち勝って後退してノズルの吐出口が開き、通電を遮断するとプランジャがスプリングの弾発力によって前進して吐出口を閉じる。このような電磁ソレノイドを使用したのり塗布装置として、複写機に適用した例が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１７７８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
のり塗布装置の電磁ソレノイドは、上記のようにボビンに巻きつけた電磁コイルによってプランジャを駆動してニードルの移動の駆動力を得る構成であり、その駆動力は電磁コイルで発生する磁力で決まる。このため、大きな駆動力を得る場合は大きな電磁コイルが必要となる。特にのり塗布装置では、のりつけのスルーレートを向上するためには高速応答が要求されるので、大きな駆動力が必要になり、のり塗布装置の大型化を余儀なくされている。
【０００７】
電磁ソレノイドを使用したのり塗布装置をウェブ装置に搭載するときは、搬送ベルト、カム、ローラ、その他の機器の取り付けスペースを確保するために、小型化が要求されているが、上記したスルーレート確保の理由から小型化が困難であり、対策が望まれていた。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は大きな駆動力を確保しながら小型化、薄型化を実現したソレノイド駆動装置及びそれを使用したのり塗布装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明のソレノイド駆動装置は、Ｎ個（Ｎは２以上の正の整数）の電磁コイルと、該Ｎ個の電磁コイルの内の１個の電磁コイルの内部に軸方向に移動可能に配置され且つ前記Ｎ個の電磁コイルにより生じたそれぞれの磁束を同極で加算した磁束が通過する磁性体からなるプランジャとを備え、前記Ｎ個の電磁コイルが平面的に並列に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のソレノイド駆動装置を使用したのり塗布装置であって、のりの吐出口が形成され所定の圧力で前記のりが内部に充填されるノズルと、前記プランジャに同軸的に基端が固着され先端が前記のり吐出口を閉じるように付勢されたニードルとをさらに備え、前記ニードルは、前記Ｎ個の電磁コイルが通電されることで駆動される前記プランジャによって、前記先端が前記ノズルの前記吐出口を開くよう移動されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載ののり塗布装置において、前記ニードルの前記先端を前記ノズルの前記吐出口を閉じる第１の位置に付勢する弾性手段を備え、前記プランジャは、前記Ｎ個の電磁コイルが通電されることで前記ニードルの前記先端を前記第１の位置から前記吐出口を開く第２の位置に移動させ、前記Ｎ個の電磁コイルの通電の後に前記Ｎ個の電磁コイルの内の少なくとも１個の電磁コイルの通電が維持されることで前記ニードルの前記先端を前記第２の位置に保持し、前記Ｎ個の電磁コイルの内の前記通電が維持されていた電磁コイルの通電が遮断されることで前記ニードルの前記先端を前記弾性手段により前記第２の位置から前記第１の位置に復帰させることを特徴とする。
【００１２】
請求項４にかかる発明は、請求項３に記載ののり塗布装置において、前記Ｎ個の電磁コイルの内の前記通電が維持されていた電磁コイルの通電が遮断されるとき、前記通電が維持されていた電磁コイルとは別の１又は２以上の電磁コイルが瞬間的に逆極性で通電され、前記通電が維持されていた電磁コイルによる残留磁力がキャンセルされるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のソレノイド駆動装置によれば、Ｎ個の電磁コイルが平面的に並列に配置されるので、磁束が通過する磁気回路の磁気飽和限界に余裕があれば、個々の電磁コイルの磁力が合算されて大きな駆動力が生じ、高速応答性を実現できる。また、個々の電磁コイルを小型化することができるので、ソレノイド駆動装置の小型化、薄型化を実現できる。このとき、プランジャも小型化、軽量化できるので、応答性をより高めることができる。このソレノイド駆動装置を使用したのり塗布装置も高速応答、小型化、薄型化が可能となる。よって、のり塗布装置をウェブ装置に搭載するときに占めるスペースを狭くすることができ、他の機器の取り付けに要するスペースへの割り込みを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例ののり塗布装置の吐出口を閉じた状態を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図２】本発明の実施例ののり塗布装置の吐出口を開いた状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施例＞
図１と図２に本発明の実施例ののり塗布装置を示す。１０は第１のソレノイドであり、円筒形状の非磁性のボビン１１と、そのボビン１１の外周に巻き付けられた電磁コイル１２と、そのボビン１１の筒内に軸方向に移動可能に挿入された磁性体からなるプランジャ（可動コア）１３と、そのプランジャ１３の後退位置を規制する磁性体からなる調整コア１４とで構成されている。
【００１６】
２０は第２のソレノイドであり、第１のソレノイド１０と平行に配置されている。この第２のソレノイド２０は、円筒形状のボ非磁性のビン２１と、そのボビン２１の外周に巻き付けられた電磁コイル２２と、そのボビン２１の筒内に装着された固定コア２３とで構成されている。
【００１７】
３０は磁気回路であり、第２の電磁コイル２２で発生した磁束をプランジャ１３と調整コア１４に与える磁性体からなるヨーク３１，３２，３３，３４とで構成されている。
【００１８】
ヨーク３１，３２は、電磁コイル１２，２２の後側（図１、図２の左側）において、それらの電磁コイル１２，２２の間を磁気結合する磁気回路を形成するためのものであり、調整コア１４が挿通する開口３１ａ，３２ａを有し、一部がビスＢ１によって固定コア２３に取り付けられ、他の一部がビスＢ２によって後記する後側ブロック４１と中間ブロック４３の間に取り付けられている。
【００１９】
ヨーク３３，３４は、電磁コイル１２，２２の前側（図１、図２の右側）において、それらの電磁コイル１２，２２の間を磁気結合する磁気回路を形成するためのものであり、プランジャ１３が挿通可能な開口３３ａ，３４ａを有し、一部がビスＢ３によって固定コア２３と前側ブロック４２の間に取り付けられ、他の一部がビスＢ４によって中間ブロック４３と前側ブロック４２の間に取り付けられている。
【００２０】
４０は非磁性体からなる組立ブロックであり、前記した後側ブロック４１と、前記した前側ブロック４２と、前記した中間ブロック４３とで構成されている。後側ブロック４１は、調整コア１４が螺合するネジ孔４１ａを備える。前側ブロック４２はプランジャ１３に弾発力を与えるためのスプリング５０が収容される開口４２ａを有する。
【００２１】
６０はニードルであり、その基端６０ａはプランジャ１３の前側の軸心に挿入固着され、先端６０ｂは半球形状（図示しないが、別の例として先端側が細くなったテーパ型であってもよい。）になっている。このニードル６０の中間部分にはスプリング５０の前側を受け止めるためのストッパ６１が固着体６２によって強固に固着されている。スプリング５０の後側はヨーク３４に当接している。
【００２２】
７０は後記するノズル８０を取り付けるためのノズル取付ブロックであり、前側ブロック４２に図示しないビスによって取り付けられている。
【００２３】
ノズル８０は、後側がノズル取付ブロック７０のネジ孔７０ａに螺合により結合されるノズル本体８１と、そのノズル本体８１の前側に螺合されるノズルチップ８２で構成されている。
【００２４】
ノズル本体８１は、のりを収容するチャンバ８１ａと、ニードル６０をガイドするガイド孔８１ｂと、パッキンＰ１が装着されるよう後側に形成された内周溝８１ｃと、のりホース接続金具９０が螺合するよう中央に形成されたネジ孔８１ｄと、ノズルチップ８２が螺合するよう前側に形成されたネジ孔８１ｅを備えている。そして、ノズル本体８１の後側にパッキン押え８３が取り付けられ、このパッキン押え８３にはニードル６０が挿通する開口８３ａが形成されている。のりホース接続金具９０はノズル本体８１のネジ孔８１ｅに螺合することにより、内部がチャンバ８１ａに連通している。
【００２５】
ノズルチップ８２は、ノズル本体８１のチャンバ８１ａに連通するチャンバ８２ａと、ノズル本体８１のネジ孔８１ｅと螺合する部分の前側に形成された外周溝８２ｂと、ニードル６０の先端６０ｂが内側から臨むよう形成されたのりの吐出口８２ｃとを備える。外周溝８２ｂにはパッキンＰ２が装着される。
【００２６】
１００は調整ノブであり、第１の電磁ソレノイド１０の調整コア１４の後端に固着されている。この調整ノブ１００を回転させると、後側ブロック４１のネジ孔４１ａにおいて、調整コア１４が軸方向に沿って前進後退する。
【００２７】
１１０はＬ字形状に曲折された取付フレームであり、ヨーク３４の上面の曲折片３４ｂにビスＢ５によって取り付けられている。この取付フレーム１１０の開口１１０ａにはブッシュ１２０が取り付けられている。また、調整コア１４が挿通する開口１１０ｂも形成されている。ブッシュ１２０は、電磁コイル１２に接続された配線（図示せず）と電磁コイル２２に接続された配線（図示せず）を外部に引き出すために使用される。
【００２８】
１３０は調整ノブ１００に対面する奥部材であり、取付フレーム１１０に図示しないビスで取り付けられ、調整コア１４が挿通する開口１３０ａが形成されている。
【００２９】
さて、第１及び第２のソレノイド１０，２０の電磁コイル１２，２２が通電されていないときは、第１及び第２のソレノイド１０，２０には電磁力が発生していないので、プランジャ１３はスプリング５０の弾発力によって、図１に示すように前方に移動している。このとき、固着体６２がパッキン押え８３に近接している。また、ニードル６０の先端６０ｂがノズルチップ８２の吐出口８２ｃを閉じている。このため、のりホース接続金具９０に接続したホース（図示せず）から所定の圧力でチャンパ８１ａ，８２ａにのりが圧入されていても、そののりが吐出口８２ｃから外部に漏れることはない。また、チャンバ８１ａ，８２ａは、パッキンＰ１，Ｐ２によって開口４２ａや外部から遮断されているので、のりが開口４２ａや外部に漏れることはない。
【００３０】
次に、第１及び第２のソレノイド１０，２０の電磁コイル１２，２２に通電して、第１のソレノイド１０で発生する磁束と第２のソレノイド２０で発生する磁束が、プランジャ１３と調整コア１４に同一極性で加わるようにすると、プランジャ１３に大きな駆動力が発生して、そのプランジャ１３の後端が図２に示すように、調整コア１４の先端に当接するまで後退する。このため、ニードル６０の先端６０ｂがノズルチップ８２の吐出口８２ｃを開くので、チャンバ８１ａ，８２ａ内ののりがその吐出口８２ｃから外部に吐き出される。このとき、スプリング５０は圧縮状態にある。
【００３１】
次に、一方の電磁コイル２２の通電を遮断すると、他方の電磁コイル１２の電磁力だけがプランジャ１３に働く。この状態ではプランジャ１３の移動した状態をホールドできればよいので、電磁コイル２２の通電を遮断することで省電力を実現できる。
【００３２】
この後、のりの吐き出しを停止するときは、電磁コイル２２の通電も遮断する。これにより、プランジャ１３に働いていた電磁力が全て消滅するので、スプリング５０の弾発力によってプランジャ１３が前進して図１に示す状態に復帰し、ニードル６０の先端６０ｂがノズルチップ８２の吐出口８２ｃを閉じる。
【００３３】
以上のように、本実施例ののり塗布装置では、のりの塗布開始時は第１及び第２のソレノイド１０，２０の通電によってプランジャ１３に大きな駆動力を与えることができるので、第１及び第２のソレノイド１０，２０に通電してからプランジャ１３が駆動してのり塗布が開始するまでの時間遅れを小さくできる。また、スプリング５０の弾発力を適宜調整しておくことで、第１のソレノイド１０の通電でホールドしていた状態からその通電を遮断してプランジャ１３が復帰してのり塗布が停止するまでの時間遅れも小さくできる。以上から、良好な応答性でのりの塗布の開始／停止を実行することができ、のり塗布のスルーレートを高くすることができる。
【００３４】
また、のり塗布のためにプランジャ１３を駆動する駆動力は第１及び第２のソレノイド１０，２０のそれぞれの駆動力の合計となるので、第１及び第２のソレノイド１０，２０のそれぞれを小さくすることができる。このとき、プランジャ１３も小型化、軽量化できるのでその応答性がより高くなる。しかも本実施例では第１及び第２のソレノイド１０，２０を平行に配置しているので、全体形状を薄型化することができる。このように、のり塗布装置について、高速応答性を実現できしかも小型化、薄型化を実現することができる。
【００３５】
したがって、本実施例ののり塗布装置は、ウェブ装置に搭載するときに占めるスペースを狭くすることができ、搬送ベルト、カム、ローラ、その他の機器の取り付けに要するスペースへの割り込みスペースを少なくすることができる利点がある。
【００３６】
＜別の実施例＞
なお、プランジャ１３を復帰させるときは、第１のソレノイド１０の通電の遮断と同時に、このとき通電が遮断している第２のソレノイド２０に逆極性の通電を瞬間的に行ってもよい。このようにすると、第１のソレノイド１０による残留磁力をキャンセルすることができるので、復帰時の時間遅れをより小さくでき、またスプリング５０の弾発力をより小さくすることもできる。第１のソレノイド１０の通電を瞬間的に逆極性に切り替えても同様である。
【００３７】
また、以上の実施例では、プランジャ１３を駆動した後のホールドのために第２のソレノイド２０の通電を遮断するようにしたが、そのホールドは、第１のソレノイド１０の通電を遮断して第２のソレノイド２０で行うようにしてもよい。また、第１及び第２のソレノイド１０，２０の駆動力に差を設けることもでき、この場合は、小さい駆動力が設定されたソレノイドでプランジャ１３のホールドをさせることが好ましい。
【００３８】
また、以上の実施例では、ソレノイドは第１及び第２のソレノイド１０，２０の２個のみであったが、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のソレノイドを使用して、その内の１個のソレノイドにプランジャ１３と調整コア１４を装備させ、Ｎ個のソレノイドの磁束がすべて加算されてプランジャ１３に供給されるよう磁気回路を構成することもできる。この場合はＮ個のソレノイドを平面的に並列に配置することより、より薄型ののり塗布装置を実現することができる。
【００３９】
そして、ノズルチップ８２の吐出口８２ｃを開くためにプランジャ１３を駆動するときは、Ｎ個のすべてのソレノイドに通電を行って各ソレノイドの駆動力を合計した大きな駆動力がプランジャ１３に作用するよう制御し、プランジャ１３の駆動した状態をホールドするときは、Ｎ個のソレノイドの内の少なくとも１個のソレノイドのみの通電状態を保持するように制御して、プランジャ１３が駆動された状態のホールドを行えばよい。プランジャ１３を復帰させるときは、ホールドのために通電されていたソレノイドの通電を遮断するだけでもよいし、その遮断と同時に別の１又は２以上のソレノイドに瞬間的に逆極性通電を行うことで、通電されていたソレノイドの残留磁力をキャンセルして、その復帰速度を高めることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０：第１のソレノイド、１１：ボビン、１２：電磁コイル、１３：プランジャ、１４：調整コア
２０：第２のソレノイド、２１：ボビン、２２：電磁コイル、２３：固定コア
３０：磁気回路、３１，３２，３３，３４：ヨーク、３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ：開口、３４ｂ：曲折片
４０：組立ブロック、４１：後側ブロック、４１ａ：ネジ孔、４２：前側ブロック，４２ａ：開口、４３：中間ブロック
５０：スプリング
６０：ニードル、６０ａ:基端、６０ｂ：先端、６１：ストッパ、６２：固着体
７０：ノズル取付ブロック、７０ａ：ネジ孔
８０：ノズル、８１：ノズル本体、８１ａ：チャンバ、８１ｂ：開口、８１ｃ：内周溝、８１ｄ：ネジ孔、８１ｅ：ネジ孔、８２：ノズルチップ、８２ａ：チャンバ、８２ｂ：外周溝、８２ｃ：吐出口、８３：パッキン押え、８３ａ：開口
９０：のりホース接続金具
１００：調整ノブ
１１０：取付フレーム
１２０：ブッシュ
１３０：奥部材
Ｂ１〜Ｂ５：ビス
Ｐ１，Ｐ２：パッキン
【図１】
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【図２】
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