(57)【要約】      （修正有）【課題】消音効果を高めつつ、可動体の保持力を高めたソレノイド及び画像形成装置を提供する。【解決手段】可動鉄心４は、コイル３内に配置され、コイル３の軸上に移動可能である。固定鉄心５は、可動鉄心４と軸Ｚ上に並べて配置される。固定鉄心５には、軸Ｚ上に貫通孔５３が設けられている。スポンジ材６は、可動鉄心４から離れた側が貫通孔５３に挿入され、可動鉄心４側が貫通孔５３外に配置される。コイル３が励磁され、可動鉄心４が固定鉄心５側に移動すると、固定鉄心５に当接する前に、スポンジ材６に当接して減速される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、該コイルの軸上に移動可能な可動体と、該可動体と前記軸上に並べて配置される固定体と、を備えたソレノイドにおいて、
前記固定体には、前記軸上に孔が設けられていて、
前記可動体から離れた側が前記孔に挿入され、前記可動体側が前記孔外に配置された第１弾性部材をさらに備えたことを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
前記孔の大きさは、前記可動体の前記固定体側の端面よりも小さい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】
前記第１弾性部材は、多孔物質から構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のソレノイド。
【請求項４】
前記多孔物質は、密度の高い第１多孔物質と、前記第１多孔物質の軸周りを囲む密度の低い第２多孔物質と、から構成されていることを特徴とする請求項３に記載のソレノイド。
【請求項５】
前記第１弾性部材の前記可動体側の端部に配置された第２弾性部材をさらに備え、
前記第２弾性部材の大きさは、前記可動体の前記固定体側の端面よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載のソレノイド。
【請求項６】
前記可動体の前記固定体側が収容されるヨークと、
前記ヨーク外の前記可動体に取り付けられ、前記可動体が前記固定体側に移動したときに、前記可動体と前記固定体とが当接する前に前記ヨークと当接して、前記可動体の移動を規制する規制部材と、を備えたことを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載のソレノイド。
【請求項７】
請求項１〜６何れか１項に記載のソレノイドを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイド及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ソレノイドは、コイル内に収容された固定鉄心（固定体）と、コイルの軸上に移動可能に配置され、固定鉄心から離れた側に付勢された可動鉄心（可動体）と、から構成される。そして、コイルが励磁されると、可動鉄心が固定鉄心に吸着される。
【０００３】
上述した可動鉄心と固定鉄心との吸着時の衝突を和らげて、消音を図ったソレノイドとして、例えば、図８に示されたものが提案されている（特許文献１の図７）。図８に示すソレノイド２００は、上述したコイル２０１、固定鉄心２０２、可動鉄心２０３に加えて、第１の弾性体２０４を備えている。第１の弾性体２０４は、固定鉄心２０２において可動鉄心２０３との吸着面に設けられている。
【０００４】
これにより、コイル２０１の励磁により可動鉄心２０３が固定鉄心２０２に吸着されるときに、可動鉄心２０３が第１の弾性体２０４を介して固定鉄心２０２に衝突するため、可動鉄心２０３と固定鉄心２０２との吸着時の衝突を和らげることができる。しかしながら、図８に示すソレノイド２００は、可動鉄心２０３と固定鉄心２０２との間に第１の弾性体２０４の厚み分の隙間が生じるので、可動鉄心２０３の保持力が低下する、という問題があった。
【０００５】
そこで、図９に示すように、さらに補助固定鉄心２０５と、第２の弾性体２０６と、を備えたソレノイド２００が提案されている（特許文献１の図１）。補助固定鉄心２０５は、固定鉄心２０２の外側に軸方向に移動可能に配置される。第２の弾性体２０６は、補助固定鉄心２０５を可動鉄心２０３から離れた側に付勢する。これにより、衝突後、可動鉄心２０３と補助固定鉄心２０５間の吸引力により、補助固定鉄心２０５が可動鉄心２０３に吸着されるため、可動鉄心２０３の保持力を高めることができる。
【０００６】
しかしながら、図９に示すソレノイド２００は、コイル２０１と、第２の弾性体２０６と、が軸方向に並べられている。このため、図９に示すソレノイド２００は、図８に示すソレノイド２００と軸方向の長さが同じ場合、第２の弾性体２０６を収容する空間にコイル２０１を巻くことができず、巻き数が減少してしまう。よって、図９に示すソレノイド２００は、巻き数が減少した分、磁束密度が小さくなるため、保持力が低下する、という問題を解決できていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、消音効果を高めつつ、可動体の保持力を高めたソレノイド及び画像形成装置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】
【０００８】
上述した課題を解決するためになされた請求項１記載のソレノイドは、コイルと、該コイルの軸上に移動可能な可動体と、該可動体と前記軸上に並べて配置される固定体と、を備えたソレノイドにおいて、前記固定体には、前記軸上に孔が設けられていて、前記可動体から離れた側が前記孔に挿入され、前記可動体側が前記孔外に配置された第１弾性部材をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載のソレノイドによれば、可動体が固定体に吸着される際に、可動体が第１弾性部材に当接して圧縮させる。これにより、可動体が減速されるため、可動体と固定体との吸着時の衝突を和らげることができ、消音効果を高めることができる。また、第１弾性部材は、固定体の孔に挿入されているため、第１弾性部材を収容するスペースを確保するために、コイルの巻き数を減らす必要がない。しかも、吸着時に第１弾性部材の可動体側の端部が固定体の吸着面近くまで縮むことができ、可動体と固定体を近づけた状態で吸着できる。このため、可動体の保持力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は、コイルの励磁前及び励磁後における本発明のソレノイドの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図８に示す従来型のソレノイド及び図１に示す本実施形態のソレノイドを製作して、コイルを励磁した時の可動鉄心の位置に応じた速度を測定した結果を示すグラフである。
【図３】本発明のソレノイドの変形例を示す断面図である。
【図４】本発明のソレノイドの変形例を示す断面図である。
【図５】本発明のソレノイドの変形例を示す断面図である。
【図６】本発明のソレノイドの変形例を示す断面図である。
【図７】本発明のソレノイドが用いられる画像形成装置の一例を示す図である。
【図８】従来のソレノイドの一例を示す断面図である。
【図９】従来のソレノイドの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（ソレノイドの実施形態）
本発明のソレノイドの一実施形態を図１に基づいて説明する。ソレノイド１は、コイルボビン２と、コイル３と、可動体としての可動鉄心４と、固定体としての固定鉄心５と、第１弾性部材、多孔物質としてのスポンジ材６と、ヨーク７と、を備えている。コイルボビン２は、絶縁材料で形成され、円筒状のボビン本体部２１と、ボビン本体部２１のコイル３の軸方向両端からそれぞれ外側に向かって突出する一対のフランジ部２２，２２と、を備えている。コイル３は、ボビン本体部２１の外周面に導線をらせん状に巻くことによって形成されている。
【００１２】
可動鉄心４は、強磁性体としての鉄から構成されている。可動鉄心４は、円柱状に形成され、径が一定の可動鉄心本体部４１と、先端面（固定鉄心５側の端面）に近づくに従って径が小さくなる先細り部４２と、を備えている。可動鉄心４は、固定鉄心５側がボビン本体部２１内に挿入され、固定鉄心５から離れた側がボビン本体部２１外に配置されている。可動鉄心本体部４１の径は、ボビン本体部２１の内径と同じかほぼ同じに設けられている。これにより、可動鉄心４は、ボビン本体部２１の内周面にガイドされ、コイル３の軸Ｚ上に移動可能となる。可動鉄心４は、バネなどの付勢部材により図１（Ａ）に示すように固定鉄心５から離れた側に付勢されている。
【００１３】
固定鉄心５は、強磁性体としての鉄から構成されている。固定鉄心５は、ボビン本体部２１内に収容され、可動鉄心４と軸Ｚ上に並べて配置されている。固定鉄心５は、可動鉄心本体部４１と同じ径の略円柱状に設けられている。固定鉄心５の可動鉄心４と対向する端面には、先細り部４２が挿入される凹部５１が形成されている。本実施形態では、凹部５１の底面は、平坦で先細り部４２の先端面の径より大きく形成されている。凹部５１の側面は、可動鉄心４に近づくに従って外側に向かうテーパ状に形成されている。
【００１４】
また、固定鉄心５の外周面には、後述するヨーク７の貫通孔７１周縁が嵌合される嵌合溝５２が形成されている。これにより、固定鉄心５はヨーク７に固定される。また、固定鉄心５には、コイル３の軸Ｚ上に孔としての貫通孔５３が設けられている。
【００１５】
スポンジ材６は、多数の孔が形成された弾性の多孔物質であり、多数の孔はそれぞれ連通している。スポンジ材６は、円柱状に設けられ、固定鉄心５の貫通孔５３よりも長く設けられている。スポンジ材６の可動鉄心４から離れた側は、貫通孔５３に挿入されている。スポンジ材６は、その可動鉄心４から離れた側の端面が固定鉄心５の可動鉄心４から離れた側の端面と同一平面上に配置されている。スポンジ材６の可動鉄心４側は、何の力の加わっていない自然状態においては貫通孔５３外に配置されている。スポンジ材６の径は、貫通孔５３の径とほぼ同じに設けられている。貫通孔５３の径（大きさ）は、可動鉄心４の先細り部４２の先端面より小さく設けられている。
【００１６】
ヨーク７は、強磁性体から構成されている。ヨーク７は、一端が開口され、他端が塞がれた有底円筒状に形成されたヨーク本体部７２と、ヨーク本体部７２の開口を覆う円盤状の蓋部７３と、から構成されている。ヨーク本体部７２内には、コイルボビン２が挿入されている。ヨーク本体部７２の底部には、貫通孔７１が形成され、この貫通孔７１の周縁が固定鉄心５の嵌合溝５２に嵌合される。即ち、固定鉄心５は、嵌合溝５２より可動鉄心４側がヨーク７内に収容され、嵌合溝５２より可動鉄心４から離れた側がヨーク７外にある。
【００１７】
蓋部７３には、可動鉄心４を挿入する挿入孔７４が形成されている。この挿入孔７４から可動鉄心４の固定鉄心５側がヨーク７内（即ち、ボビン本体部２１内）に挿入される。可動鉄心４は、固定鉄心５から離れた側がヨーク７外に配置されている。
【００１８】
次に、上述した構成のソレノイド１の動作について図１を参照して以下説明する。コイル３を励磁する前は、可動鉄心４は、図１（Ａ）に示すように、バネの付勢力により固定鉄心５から離れた側に位置する。コイル３を励磁すると、可動鉄心４が磁化されて、可動鉄心４と固定鉄心５との間に吸着力が発生する。この吸着力により、可動鉄心４が、固定鉄心５に向かって移動する。本実施形態では、貫通孔５３からスポンジ材６が突出しているので、可動鉄心４が固定鉄心５に当接する前に、スポンジ材６に当接する。可動鉄心４は、図１（Ｂ）に示すように、スポンジ材６を圧縮して、貫通孔５３内に押し込みながら固定鉄心５に近づき、その後、固定鉄心５に当接し、当接位置で保持される。
【００１９】
上述した実施形態によれば、可動鉄心４が固定鉄心５に吸着される際に、可動鉄心４がスポンジ材６に当接して圧縮させる。これにより、可動鉄心４が減速されるため、可動鉄心４と固定鉄心５との吸着時の衝突を和らげることができ、消音効果を高めることができる。また、スポンジ材６は、固定鉄心５の貫通孔５３に挿入されているため、スポンジ材６を収容するスペースを確保するために、コイル３の巻き数を減らす必要がない。しかも、図１（Ｂ）に示すように、吸着時にスポンジ材６の可動鉄心４側の端部が固定鉄心５の吸着面近くまで縮むことができ、可動鉄心４と固定鉄心５を近づけた状態で吸着できる。このため、可動鉄心４の保持力を高めることができる。
【００２０】
また、上述した実施形態によれば、貫通孔５３の径は、可動鉄心４の先細り部４２の先端面よりも小さい。これにより、可動鉄心４が貫通孔５３内に挿入されることがない。また、貫通孔５３の周縁では可動鉄心４と固定鉄心５とが直接、接触するため、可動鉄心４の保持力を高めることができる。
【００２１】
また、上述した実施形態によれば、第１弾性部材として、多孔物質であるスポンジ材６を用いている。これにより、より効果的に可動鉄心４を減速して、可動鉄心４と固定鉄心５との衝突を和らげることができる。
【００２２】
次に、本発明者らは、図８に示す従来型のソレノイド２００及び図１に示す本実施形態のソレノイド１を製作して、コイル３を励磁した時の可動鉄心４の位置に応じた速度を測定した。結果を図２に示す。同図において、可動鉄心位置０が可動鉄心４とスポンジ材６とが当接する位置である。同図に示すように、本実施形態のソレノイド１は、可動鉄心４の速度が、従来のソレノイド２００に比べてスポンジ材６と当接する位置で減速していることがわかる。
【００２３】
なお、上述した実施形態では、第１弾性部材として、密度が１種類のスポンジ材６を用いていたが、これに限ったものではない。図３に示すようなスポンジ材８を用いてもよい。スポンジ材８は、中央に密度の高い第１多孔物質としての第１スポンジ材８１と、第１スポンジ材８１の軸周りを囲む密度の低い第２多孔物質としての第２スポンジ材８２と、から構成される。上述したように第１スポンジ材８１自体の密度は、第２スポンジ材８２よりも高い。言い換えると、第１スポンジ材８１内に形成された多孔の密度は、第２スポンジ材８２よりも低い。
【００２４】
中央に密度の高い第１スポンジ材８１を用いることにより、可動鉄心４と固定鉄心５との吸着時の衝突をより一層和らげ、より消音効果を高めることができる。また、密度の高い第１スポンジ材８１の回りに密度の低い第２スポンジ材８２を設けることにより、スポンジ材８が、圧縮しやすくなり、貫通孔５３内に押し込めやすくなる。
【００２５】
また、上述した実施形態では、多孔物質として、スポンジ材６、８を用いていたが、これに限ったものではない。多孔物質としては、弾性を有していて、多数の孔が設けられる構成であればよく、スポンジ材６の他に、フェルトなどから構成されていてもよい。
【００２６】
また、上述した実施形態では、第１弾性部材として、多孔物質を用いていたが、これに限ったものではない。第１弾性部材としては、図４に示すように、波状に形成されたゴム材９やバネなどから構成してもよい。
【００２７】
また、上述した実施形態では、貫通孔５３の径が、可動鉄心４の先細り部４２の先端面よりも小さく、吸着時に可動鉄心４と固定鉄心５とが直接、当接していた。このため、可動鉄心４と固定鉄心５との吸着時に多少音が発生していた。そこで、図５に示すように、スポンジ材６の可動鉄心４側の端部にゴムなどの弾性部材(第２弾性部材)１０を設けてもよい。
【００２８】
弾性部材１０は、円板状に設けられ、その径（大きさ）が、可動鉄心４の先細り部４２の先端面の径よりも大きい。これにより、可動鉄心４と固定鉄心５との吸着時、可動鉄心４と固定鉄心５との間に弾性部材１０が挟まれるため、可動鉄心４と固定鉄心５とが直接、当接することがなく、消音効果を高めることができる。なお、スポンジ材６により可動鉄心４は減速することができる。このため、弾性部材１０の厚さとしては、減速した可動鉄心４と固定鉄心５とが当接する際の音を低減できる程度であればよく、図８に示す従来のソレノイド２００に設けた第１の弾性体２０４より薄くすることができる。このため、可動鉄心４と固定鉄心５を近づけた状態で吸着でき、可動鉄心４の保持力を高めることができる。
【００２９】
また、図５に示す変形例では、スポンジ材６の端部に弾性部材１０を設けて、可動鉄心４と固定鉄心５とが直接、当接できないようにしていたが、これに限ったものではない。例えば、図６に示すように、規制部材１１を可動鉄心４に取り付けてもよい。
【００３０】
同図に示すように、規制部材１１は、ヨーク７外の可動鉄心４に取り付けられている。規制部材１１は、中央に孔が設けられたリング状に形成され、その孔に可動鉄心４が挿入された状態で、可動鉄心４に固定されている。規制部材１１の外径は、ヨーク７に設けられた挿入孔７４の径よりも大きく設けられている。また、規制部材１１と先細り部４２の先端面との距離Ｌ１は、ヨーク７の規制部材１１との当接面と、固定鉄心５の凹部５１の底部までの距離Ｌ２より短い。
【００３１】
これにより、規制部材１１は、可動鉄心４が固定鉄心５側に移動したとき、図６（Ｂ）に示すように、可動鉄心４と固定鉄心５とが当接する前にヨーク７と当接して可動鉄心４の移動を規制する。これにより、可動鉄心４と固定鉄心５とが直接、当接することがなく、消音することができる。
【００３２】
上述した実施形態によれば、固定鉄心５の軸Ｚ上に貫通孔５３を設けていたがこれに限ったものではない。スポンジ材６を挿入する孔としては、貫通孔５３である必要はなく、凹状の孔であってもよい。
【００３３】
（画像形成装置の実施形態）
次に、上述したソレノイド１が用いられる画像形成装置について図７を参照して説明する。画像形成装置１００では、給紙カセット１０１に積載された用紙Ｓがピックアップローラ１０２によって画像形成部１０３に向けて搬送される。ピックアップローラ１０２は、上記ソレノイド１の駆動力によって用紙Ｓに接する位置と、用紙Ｓから離れる位置と、の間で移動する。ピックアップローラ１０２によって搬送された用紙Ｓは、さらに画像形成部１０３において形成されたトナー画像を転写部１０４で転写される。画像形成部１０３のトナー画像が形成された感光体ドラム１０３Ａは、ソレノイド１の駆動力によって転写部１０４に当接した位置と、転写部１０４から離れた位置と、の間で移動する。
【００３４】
トナー画像を転写された用紙Ｓは、定着部１０５でトナー画像を定着される。用紙Ｓは、定着部１０５の定着ローラおよび搬送ローラ対１０６、１０７によって搬送される。さらに用紙Ｓは、搬送ローラ対１０６、１０７によって画像形成装置１００の外部へ配置され、排紙トレイ１０８上に積載される。
【００３５】
なお、上述した画像形成装置１００では、ピックアップローラ１０２と感光体ドラム１０３Ａがソレノイド１によって駆動されていたが、これに限ったものではない。ソレノイド１が駆動する被駆動物は、画像形成装置１００を構成するものであればよく、他に用紙押え板などの駆動に用いてもよい。
【００３６】
なお、前述した各実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の給紙装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３７】
１  ソレノイド
３  コイル
４  可動鉄心（可動体）
５  固定鉄心（固定体）
６  スポンジ材（第１弾性部材、多孔物質）
７  ヨーク
８  スポンジ材（第１弾性部材、多孔物質）
１１  規制部材
５３  貫通孔（孔）
８１  第１スポンジ材（第１多孔物質）
８２  第２スポンジ材（第２多孔物質)
１００  画像形成装置
Ｚ  軸
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特開平６−１９６３１７号公報
【図１】
2017212310.tif 000003
【図２】
2017212310.tif 000004
【図３】
2017212310.tif 000005
【図４】
2017212310.tif 000006
【図５】
2017212310.tif 000007
【図６】
2017212310.tif 000008
【図７】
2017212310.tif 000009
【図８】
2017212310.tif 000010
【図９】
2017212310.tif 000011