(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍔部が形成されたプランジャを磁力により移動させ、プランジャの鍔部を作用体に当接させて、作用体を移動させるソレノイドユニットにおいて、作用体とプランジャの鍔部との間には、作用体と鍔部との間に隙間を形成するスペーサを備え、このスペーサは、フィルム部材を曲げて取り付けており、曲げの復帰力により、作用体と鍔部との間に隙間を形成し、前記フィルム部材の対峙する面にはそれぞれ、プランジャが挿通する挿通孔と、各挿通孔をつなげるプランジャへの取付用スリットとが形成されていることを特徴とするソレノイドユニット。
【請求項２】
鍔部が形成されたプランジャを磁力により移動させ、プランジャの鍔部を作用体に当接させて、作用体を移動させるソレノイドユニットにおいて、作用体とプランジャの鍔部との間には、作用体と鍔部との間に隙間を形成するスペーサを備え、このスペーサは、フィルム部材を曲げて取り付けており、曲げの復帰力により、作用体と鍔部との間に隙間を形成し、前記スペーサが、略Ｕ型をなしており、前記フィルム部材の対峙する面にはそれぞれ、プランジャが挿通する挿通孔と、各挿通孔をつなげるプランジャへの取付用スリットとが形成されていることを特徴とするソレノイドユニット。
【請求項３】
前記スリットは、対峙する面で互いに交差し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ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイド及びプランジャを用いたソレノイドユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のソレノイドユニットを用いた例として、駆動ギアと従動ギアとを有する駆動部が挙げられる。これは、ソレノイドへの通電による起磁力によりプランジャを移動させて、プランジャヘッド（鍔部）を、従動ギアに係止する係止レバー（作用体）に当接させることにより、係止レバーを回動させ、従動ギアに対する係止レバーの係止状態を解除して従動ギアを回転可能にしているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ソレノイドは、静止しているプランジャを吸引するので、プランジャが動き始める前（ある程度の加速度を得る前）において、ソレノイドによるプランジャの吸引力は、立ち上がり途中であり、ソレノイドの持つ吸引力の最大値には至っていない。また、プランジャを吸引しているソレノイドにかかる最大負荷は、プランジャヘッドが係止レバーに当接したときであり、このとき、係止スプリングの付勢力、従動ギアと係止レバーとの係止部での摩擦力等がかかる。
【０００４】
従って、ソレノイドがプランジャを吸引する際、プランジャヘッドと係止レバーとが当接している状態にあると、立ち上がり時において、ソレノイドに最大負荷がかかってしまうので、ソレノイドの持つ吸引力特性を充分に引き出し難くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、ソレノイドの持つ吸引力特性を充分に引き出せるソレノイドユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、鍔部が形成されたプランジャを磁力により移動させ、プランジャの鍔部を作用体に当接させて、作用体を移動させるソレノイドユニットにおいて、作用体とプランジャの鍔部との間には、作用体と鍔部との間に隙間を形成するスペーサを備え、このスペーサは、フィルム部材を曲げて取り付けており、曲げの復帰力により、作用体と鍔部との間に隙間を形成し、前記フィルム部材の対峙する面にはそれぞれ、プランジャが挿通する挿通孔と、各挿通孔をつなげるプランジャへの取付用スリットとが形成されていることを特徴とする。
【０００９】
尚、本明細書において、「曲げ」には、「折り曲げ」の意味をも含む。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、鍔部が形成されたプランジャを磁力により移動させ、プランジャの鍔部を作用体に当接させて、作用体を移動させるソレノイドユニットにおいて、作用体とプランジャの鍔部との間には、作用体と鍔部との間に隙間を形成するスペーサを備え、このスペーサは、フィルム部材を曲げて取り付けており、曲げの復帰力により、作用体と鍔部との間に隙間を形成し、前記スペーサが、略Ｕ型をなしており、前記フィルム部材の対峙する面にはそれぞれ、プランジャが挿通する挿通孔と、各挿通孔をつなげるプランジャへの取付用スリットとが形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記スリットは、対峙する面で互いに交差していることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１に示すように、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置には、駆動部１と、駆動部１の駆動を制御するソレノイドユニット３とが設けられている。
【００１７】
駆動部１は、駆動源からの駆動力を伝達する駆動ギア５と、矢印Ａ方向に回転する駆動ギア５と歯合して矢印Ｂ方向に回転するクラッチギア７とを有している。クラッチギア７は、欠歯部７ａが形成されたいわゆる欠歯ギアであり、図示しない回転軸に固定されている。クラッチギア７には、ストッパ部９ａを有するカム９と、クラッチばね１３により矢印Ａ方向に付勢されている押圧部材１１とが一体に設けられている。
【００１８】
カム９のストッパ部９ａには、回動軸１４を中心に回動可能な解除レバー１５の爪部１５ａが係止しており、解除レバー１５は、スプリング１７により矢印Ｃ方向に付勢されている。また、解除レバー１５のアーム部（作用体）１９には、図２に示すように、切欠き１９ａが形成されており、この切欠き１９ａを、後述するプランジャ２７の細径部２７ａが通るようになっている。
【００１９】
ソレノイドユニット３は、プランジャ２５と、画像形成装置内の取付部２１にねじ２３により固定されているソレノイド２７と、スペーサ２９とを有している。プランジャ２５は、図３に示すように、細径部２５ａと、細径部２５ａ及びアーム部１９の切欠き１９ａよりも大きいプランジャヘッド（鍔部）２５ｂとを有している。
【００２０】
ソレノイド２７は、内部に配置されたコイルに電流を流し、その起磁力によりプランジャ２５をソレノイド２７内部に向けて引き込む（吸引する）ものである。これによって、プランジャ２５が矢印Ｄ方向に移動するようになっている。
【００２１】
スペーサ２９は、略Ｖ字型をなしており、プランジャヘッド２５ｂと、アーム部１９との間に隙間Ｓ（図５参照）を形成するものである。スペーサ２９は、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、フィルム部材３１を、所定の角度θ折り曲げることにより形成されており、このフィルム部材３１の曲げの復帰力（反発力）により、プランジャヘッド２５ｂとアーム部１９との間に隙間Ｓを形成するようになっており、ソレノイド２７がプランジャ２５を吸引していないときは、隙間Ｓが確保されるようになっている。
【００２２】
スペーサ２９は、フィルム部材３１を折り曲げるだけの簡単な構成であり、コストの低減が図れる。また、プランジャヘッド２７ａは、スペーサ２９を介してアーム部２９に衝突することにより、スペーサ２９が衝突時の衝撃を緩衝するので、衝突音を低減することができる。
【００２３】
尚、本実施の形態では、図３及び図５に示すように、アーム部１９の厚さＲが１ｍｍ、プランジャ２５の細径部２５ａの長さＨが３ｍｍ、フィルム部材３１の厚みが０．１ｍｍであり、フィルム部材３１の対峙する面が重なったときの厚みｔが０．２ｍｍとなっており、プランジャヘッド２７ｂとアーム部１９と隙間の間隔Ｓは、細径部２５ａの長さＨからアーム部１９の厚さＲとフィルム部材の厚みｔとを引いた（Ｓ＝Ｈ−Ｒ−ｔ）１．８ｍｍである。上述した各数値は、一例であり、これらの数値に限定されるものではなく、適宜変更可能であることは、言うまでもない。
【００２４】
一方、フィルム部材３１の対峙する面にはそれぞれ、プランジャの細径部２７ａが挿通する挿通孔３１ａ、３１ａと、各挿通孔３１ａ、３１ａをつなぐプランジャ２７への取付スリット３１ｂとが形成されている。この取付用スリット３１ｂを、プランジャ２７の細径部２７ａに当てて押し込んで、細径部２７ａを取付用スリット３１ｂに通し、各挿通孔３１ａ、３１ａに細径部２７ａを挿通することにより、スペーサ２９はプランジャ２５の細径部２５ａに取り付けられている。取付用スリット３１ｂ及び挿通孔３１ａ、３１ａを形成することにより、プランジャ２７にスペーサ２９を容易に取り付けることができる。
【００２５】
次に、上述した構成に基づき、本実施の形態の作用を説明する。ソレノイド２７をオンにし、ソレノイド２７がプランジャ２５を吸引すると、プランジャ２５が矢印Ｄ方向に移動し、プランジャヘッド２５ｂがスペーサ２９を介してアーム部１９に当接する。スペーサ２９が、プランジャヘッド２５ｂとアーム部１９との間に隙間Ｓを形成することにより、プランジャヘッド２５ｂがスペーサ２９を介してアーム部１９に当接するまでの間に、プランジャ２５をある程度加速させることができるので、ソレノイド２７の持つ吸引力特性を充分に引き出すことができる。
【００２６】
アーム部１９は、プランジャヘッド２５ｂとの当接により、プランジャ２５と一緒に移動する。これより、係止レバー１５は、係止スプリング１７の付勢力に抗して矢印Ｅ方向に回動し、爪部１５ｂによるストッパ部９ａの係止状態を解除する。
【００２７】
爪部１５ｂとストッパ部９ａとの係止状態が解除されると、図６に示すように、押圧部材１１がばね１３の付勢力により矢印Ｂ方向に回転し、欠歯ギア７が駆動ギア５と噛み合う。欠歯ギア７は、駆動ギア５からの駆動力を受けて略一回転し、図７に示すように、駆動ギア５と欠歯ギア７との歯合が解除されると、欠歯ギア７は、押圧部材１１がスプリング１３の付勢力により更に矢印Ｂ方向に回転することにより、爪部１５ａとストッパ部９ａとが再び係止し、欠歯ギア７の回転が停止する。
【００２８】
本実施の形態は、上述のように、スペーサ２９を設けることにより、ソレノイド２７の吸引力特性を充分に引き出す効果を奏するものであるが、この本実施の形態の効果を確認する試験を行った。この試験は、本実施の形態のスペーサ２９と、図８に示す平型のスペーサ１００と、材質の異なる（材質１、材質２）係止レバー１５とを用い、ソレノイド２７の吸引マージンを比較した。
【００２９】
また、この試験では、▲１▼図１に示す係止レバー１５の待機位置からスプリング１７のみの負荷でプランジャ２５を吸引させた場合、▲２▼通常動作の場合、▲３▼プランジャヘッド２５ｂとアーム部１９との隙間Ｓを意図的に最小にした場合のソレノイド２７による吸引時間を計測した。
【００３０】
ここで、▲３▼の場合を具体的に説明すると、プランジャヘッド２５ｂとアーム部１９との間に隙間が形成されている図８の状態から、プランジャ２５を手で押すことにより、図９に示すように、プランジャヘッド２５ｂとアーム１９との隙間をなくしてプランジャ２５を吸引させたものである。
【００３１】
尚、本試験において、平型のスペーサ１００は、プランジャヘッド２７ａとアーム部１９との間を摺動可能であり、その厚さＷが０．１ｍｍのものを用いた。従って、プランジャヘッド２５ｂとアーム部１９との隙間Ｓ１が最大のとき（Ｓ１＝Ｈ−Ｒ−Ｗ）は、１．９ｍｍで、最小のときは０ｍｍである。また、スペーサ、解除レバー以外は、全て同一部品を用いた。
【００３２】
【表１】
0004303394.tif 000002
【００３３】
表１からも明らかなように、材質１と材質２とのいずれにおいても、▲２▼通常動作時の吸引時間と、▲３▼最大負荷と吸引時間との差の開きが、Ｖ字型のほうが小さくなっており、本実施の形態のＶ型スペーサ２９を用いると、ソレノイド２７の吸引力特性を充分に引き出せたことがわかる。
【００３４】
即ち、本実施の形態のＶ型のスペーサ２９を用いた場合、プランジャヘッド２５ｂとアーム部１９との間に、常に所定の隙間Ｓ（本実施の形態では、１．８ｍｍ）が形成される。従って、▲２▼の場合及び▲３▼の場合でも、ソレノイド２７の立ち上がり時にかかる負荷としては、主にプランジャ２５の自重により生じるソレノイド２７内部との静摩擦抵抗と、スペーサ２９の反発力であり、プランジャヘッド２５ｂとアーム１９との当接時にかかる負荷よりも小さいので、ソレノイド２７の吸引力特性を充分に引き出すことができた。
【００３５】
これに対し、平型の場合、隙間が最大のときは、ソレノイド２７の立ち上がり時にかかる抵抗としては、プランジャ２５の自重により生じるソレノイド２７内部との静摩擦抵抗のみであるが、図９に示すように、隙間がない場合（最大負荷の場合）は、ソレノイドの立ち上がり時にかかる抵抗としては、プランジャ２５とソレノイド２７内部との静摩擦抵抗に加えて、スプリング１７の負荷や、爪部１５ａとストッパ部９ａとの摩擦抵抗がかかってしまう。このため、ソレノイド２７の立ち上がり時に、最大負荷がかかってしまい、ソレノイド２７の持つ吸引力特性を充分に引き出せなかった。
【００３６】
次に、第２実施の形態を説明するが、その説明にあたり上述の部分と同様な部分には、同一の符号を付することによりその説明を省略する。
【００３７】
第２実施の形態では、図１０の（ａ）、（ｂ）に示すように、スペーサ２９は、略Ｕ字型をなしており、フィルム部材３１を折り曲げることなく、フィルム部材３１を曲げて、そのままプランジャ２５の細径部２５ａに取り付けていることが第１実施の形態と異なる。
【００３８】
この第２実施の形態では、第１実施の形態と同様な作用効果を奏するとともに、フィルム部材３１の折り曲げ加工が必要ないので、コストの低減が更に図れる。また、折り曲加工の際に生じる寸法のばらつき等を考慮する必要がなく、フィルム部材３１の材質、厚み、幅、長さにより、容易にフィルム部材３１の曲げの復帰力（ばね性）を容易に設定することができるので、様々な質量のプランジャやそのストロークに容易に対応することができる。
【００３９】
第３実施の形態では、図１１の（ａ）、（ｂ）及び図１２に示すように、フィルム部材３１のスリット３１ｂは、フィルム部材３１を曲げたとき、対峙する面で交差するように形成されていることが第２実施の形態と異なる。このように、スリット３１ｂが対峙する面で互いに交差していることにより、挿通孔３１ａ、３１ａを挿通しているプランジャ２５の細径部２５ａが、フィルム部材３１の曲げの復帰力で、スペーサ２９がスリット３１ｂを介してプランジャ２５から外れることを防止できる。
【００４０】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。アーム部１９の切欠き１９ａの形状は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図１３に示すような形状に形成しても良い。また、図１４に示すように、切欠き１９ａの代りに、切り抜き孔１９ｂを形成しても良い。
【００４１】
第３実施の形態において、フィルタ部材３１のスリット３１ｂの形状についても、上述の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図１５の（ａ）、（ｂ）に示すような形状にしても良く、フィルタ部材３１を曲げたとき、対峙する面のスリットが交差していれば良い。
【００４２】
本実施の形態では、スリット３１ｂは、各挿通孔３１ａ、３１ａをつなぐように形成されたが、図１６に示すように、挿通孔３１ａの周囲にスリット３１ｂを形成し、このスリット３１ｂにより、挿通孔３１ａを広げてプランジャヘッド２５ｂが通るようにしても良い。また、図１７に示すように、上の挿通孔３１aから右端に亘ってスリット３１ｂを形成し、下の挿通孔３１ａから左端に亘ってスリット３１ｂを形成するようにしても良い。
【００４３】
本発明は、画像形成装置に適用したが、これに限定されるものではなく、本実施の形態のように、プランジャ２５を吸引するソレノイド２７を有するソレノイドユニット３が適用できるものであればよい。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、スペーサが、鍔部と被移動体との間に間隔を形成することにより、プランジャの鍔部がスペーサを介して作用体に当接するまでの間に、プランジャをある程度加速させることができるので、ソレノイドの持つ吸引力特性を充分に引き出すことができる。また、鍔部は、スペーサを介して作用体に衝突することにより、スペーサが衝突時の衝撃を緩衝するので、衝突音を低減することができる。しかも、スペーサは、フィルム部材を曲げているだけの簡単な構成であり、コストの低減が図れ、また、取付用スリット及び挿通孔を形成することにより、プランジャにスペーサを容易に取り付けることができる。
【００４５】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、折り曲げ加工が必要ないので、コストの低減が更に図れる。また、折り曲加工の際に生じる寸法のばらつき等を考慮する必要がなく、フィルム部材の材質、厚み、幅、長さにより、容易にフィルム部材の曲げの復帰力（ばね性）を容易に設定することができるので、様々な質量のプランジャやそのストロークに容易に対応することができる。
【００４７】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、スリットが対峙する面で互いに交差していることにより、フィルム部材の曲げの復帰力で、挿通孔を挿通しているプランジャがスリットを介してプランジャから外れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるソレノイドユニットの近傍を示す平面図である。
【図２】解除レバーのアーム部を示す斜視図である。
【図３】プランジャヘッド近傍を示す平面図である。
【図４】（ａ）はスペーサを示す斜視図であり、（ｂ）はスペーサを示す側面図である。
【図５】プランジャヘッドとアーム部との間にスペーサが介在している状態を示す平面図である。
【図６】ストッパ部と爪部との係止状態が解除された状態を示す平面図である。
【図７】欠歯ギアと駆動ギアとの歯合が解除された状態を示す平面図である。
【図８】比較例にかかる平型スペーサがプランジャヘッドとアーム部との間に介在している状態を示す平面図である。
【図９】図８のプランジャヘッドとアーム部との隙間がなくなった状態を示す平面図である。
【図１０】第２実施の形態を示す図であり、（ａ）は、第２実施の形態にかかるスペーサを示す側面図であり、（ｂ）は、フィルム部材を示す平面図である。
【図１１】第３実施の形態を示す図であり、（ａ）は、第３実施の形態にかかるスペーサを示す側面図であり、（ｂ）は、フィルム部材を示す平面図である。
【図１２】図１１のスペーサがプランジャ２７に取り付けられている状態を示す斜視図である。
【図１３】変形例にかかるアーム部を示す斜視図である。
【図１４】変形例にかかるアーム部を示す斜視図である。
【図１５】変形例を示す図であり、（ａ）は、変形例にかかるスペーサを示す側面図であり、（ｂ）は、フィルム部材を示す平面図である。
【図１６】変形例を示す図であり、（ａ）は、変形例にかかるスペーサを示す側面図であり、（ｂ）は、フィルム部材を示す平面図である。
【図１７】変形例を示す図であり、（ａ）は、変形例にかかるスペーサを示す側面図であり、（ｂ）は、フィルム部材を示す平面図である。
【符号の説明】
３      ソレノイドユニット
１９    アーム部（作用体）
２５    プランジャ
２５ｂ  プランジャヘッド（鍔部）
２７    ソレノイド
２９    スペーサ
３１    フィルム部材
３１ａ  挿通孔
３１ｂ  スリット
【図１】
0004303394.tif 000003
【図２】
0004303394.tif 000004
【図３】
0004303394.tif 000005
【図４】
0004303394.tif 000006
【図５】
0004303394.tif 000007
【図６】
0004303394.tif 000008
【図７】
0004303394.tif 000009
【図８】
0004303394.tif 000010
【図９】
0004303394.tif 000011
【図１０】
0004303394.tif 000012
【図１１】
0004303394.tif 000013
【図１２】
0004303394.tif 000014
【図１３】
0004303394.tif 000015
【図１４】
0004303394.tif 000016
【図１５】
0004303394.tif 000017
【図１６】
0004303394.tif 000018
【図１７】
0004303394.tif 000019