JPH0376767B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電気信号により２つの安定位置間を
高速で機械変位する双安定形高速制御ソレノイド
に関する。

（従来の技術） 電気信号を機械的な変位に変換して種々の制御
を行う電磁装置が知られている。

例えば、実開昭57−66505号「電磁装置の構造」
は、基部、先端部が対向するように曲げられた左
右一対の極片より形成されたヨークと、下端側で
前記基部に揺動するように枢支され上端が前記極
片の内側面に接触することなく対応する凸の曲線
であるＴ字形の可動片と、前記可動片の上端の中
心に前記極片の先端間の間隙をとおり上方向に延
出する非磁性体のストツパと、前記ヨークの極片
の一方の先端を１極にしたときに他方の先端を他
極に、一方の先端を前記他極にしたときに他方の
先端を前記一極にする励磁コイルとから構成され
ている。

この構造によれば、可動片が両極片に接触しな
いので、移動の際の離脱が容易になり、ストロー
クに対し吸引力がほぼ一定の特性を有し、さらに
高速化を可能にしている。

（発明が解決しようとする問題点） このような電磁装置で、二者択一の機構を作動
させる場合には、通常、一方側にスプリングで付
勢しておいて、他方に変位させるときに前記電磁
装置を用い、復帰は前記スプリングで行う構成が
とられている。このため、前記他方に変位させて
おく場合には、常時通電しておかなければならな
かつた。

また、このような電磁装置を精密機械の制御に
用いる場合には、小形化が要請されるので、組立
が難しく製造に手間がかかつていた。さらに、こ
のような電磁装置では、可動鉄心や永久磁石が露
出しているので、塵や埃が付着して誤動作の原因
になるという問題点があつた。

本発明の目的は、誤動作がなく、小形でかつ製
作容易であつて、電気信号により２つの安定位置
間を高速で機械変位できる双安定形高速制御ソレ
ノイドを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明による双安定
形高速制御ソレノイドは、巻線が施された筒状部
とその筒状部の下側の開口に上側軸受部をもつボ
ビンと、前記ボビンの下側に挿入され前記上側軸
受部に対応する軸受孔をもつ基板と、前記ボビン
の両側で肩部が内側に向くように配置された第１
および第２の側板と、前記第１および第２の側板
に対応して配置された第１および第２の永久磁石
と、前記第１および第２の側板と前記第１および
第２の永久磁石を狭持する第１および第２の腕と
前記各腕を連結して下側軸受部が形成された底板
とからなるヨークと、前記上側軸受部と前記軸受
孔と前記下側軸受部により回動自在に支持された
軸を中心に前記第１および第２の側板の肩部間で
揺動する可動鉄心と、前記可動鉄心に取付けられ
前記第１または第２の側板の肩部に吸着される吸
着子とからなり、前記可動鉄心が前記第１または
第２の側板に吸着される２つの安定位置をもつよ
うに構成されている。

（実施例） 以下、図面等を参照して、実施例について本発
明を詳細に説明する。

第１図は、本発明による双安定形高速制御ソレ
ノイドの全体の構成を示した図である。

第２図〜第９図は、前記実施例の各部を取り出
して示した図であつて、第２図はボビン、第３図
はヨーク、第４図は可動鉄心、第５図は接触子、
第６図は側板、第７図は永久磁石、第８図は基
板、第９図は軸、第１０図はバイパス片、第１１
図は吸着子をそれぞれ示した図である。

第１図〜第９図において、２はボビン、３はヨ
ーク、４は可動鉄心、５は接触子、６は側板、７
は永久磁石、８は基板、９は軸、１０はバイパス
片、１１は吸着子である。

ボビン２は、第２図に示すように、本体２０に
つば２１，２２が一体に成形されている。本体２
０は角柱状をしており、中心に中空部２０ａが形
成されている。つば２２の下側の中空部２０ａの
開口には軸受を構成する爪２３，２３が設けられ
ている（第２図ｄ）。つば２１，２２には端子ピ
ンを挿入する孔２４が穿設されている。脚２５，
２６は組立時に位置決めをするために設けられて
いる。つば２１，２２の側面には、突起２７が植
設されており、制御対象装置に取付ける際に位置
決めを容易にしている。

ヨーク３は、第３図に示すように、磁性体金属
板の両端を曲げ起こして、脚３１，３２を形成し
たものである。底面には開口３３，３４および切
欠３５，３６が設けられている。左右の脚３１，
３２には、取付位置決め用の開口３７および切欠
３８が設けられている。

可動鉄心４は、第４図に示すように、上側には
肩部４１，４２が設けられており、頂部には接触
子５の取付け部４３が設けられている。可動鉄心
４の下側には軸９が圧入される孔４４が穿設され
ている。

接触子５は、第５図に示すように、可動鉄心４
の取付け部４３が挿入される穴５１が穿設されて
いる。接触子５は、非磁性体の合成樹脂等で成形
されている。５２は、制御対象物と係合するため
のレバーである。

側板６は、第６図に示すように、上端に肩部６
１が曲げ起こされており、中央には孔６２が穿設
されている。この側板６は、第１図に示すように
左右に側板６Ａ，６Ｂとして配置される。

永久磁石７は、第７図に示すように、直方体の
形状をしており、第７図ｂに示す方向に着磁し
て、一方の極に識別のための彩色が施してある。
この永久磁石７は、第１図に示すように左右の側
板６Ａ，６Ｂの外側に７Ａ，７Ｂとして配置され
ている。

基板８は、第８図に示すように、磁性体金属板
の中央に軸受用の十文字状の孔８１が設けられて
おり、四隅に位置決め用の切欠８２が設けられて
いる。

軸９は、非磁性体材料で成形されており、可動
鉄心４の揺特中心軸である（第９図）。

バイパス片１０は、第１０図に示すように、直
方体状の部材であつて、第１図ａに示すように、
ヨーク３と側板６Ａ、またはヨーク３と側板６Ｂ
を接続するように２枚挿入されている。このバイ
パス片１０は、バイパス磁路を形成して、小さな
電流で可動鉄心４を容易に離反させるためのもの
である。

吸着子１１は、第１１図に示すように、断面が
コの字形に曲げ起こされた形状をした部材であつ
て、両側の曲げ起こし部１１１，１１２とこれら
を連結する底板１１３からなり、底板１１３には
開口１１３ａが設けられている。吸着子１１は、
第１図ａに示すように、その開口１１３ａを可動
鉄心４の取付部４３に挿入することにより取付け
られている。吸着子１１は、可動鉄心４が揺動し
たときに側板６Ａまたは側板６Ｂの肩部６１と接
触して、磁気的な吸着力を増加させる働きをして
いる。

次に、本発明によるソレノイドの組立手順を説
明する。

ボビン２の筒状部２０には、巻線機等により第
１図ａに示すように巻線２８が施される。可動鉄
心４はボビンの上側から中空部内に挿入され、軸
孔４３に軸９を圧入した可動鉄心組立をボビン２
に固定する。そして、ボビン２の下側のつば２２
の凹部には磁気回路を形成する基板８が組込ま
れ、完全に可動鉄心組立が位置決めされる。しか
るのち、ヨーク３を挿入し、ボビン２の両側に、
側板６Ａ，６Ｂを挿入するとともに、各側板６
Ａ，６Ｂの外側に永久磁石７Ａ，７Ｂが挿入され
る。なお、可動鉄心４には、吸着子１１を挿入固
定したのち、接触子５を固定してある。ボビン２
の爪２３、基板８の孔８１等により可動鉄心４に
設けられた軸９を枢支する。最後に、これらを樹
脂で固定する。

次に、前記ソレノイドの動作を説明する。

永久磁石７Ａ，７Ｂは、第１図に示すような極
性に配置されており、コイルに通電されていない
ときには一方の側板側、例えば、側板６Ａ側に吸
着されている。このとき、側板６ＡはＮ極、可動
鉄心４はＳ極になつている。

ここで、コイル２８にパルス幅10ms程度の電
気信号を短時間通電して、可動鉄心４の先端にＮ
極が、軸受端にＳ極が発生するようにすれば、側
板６Ａに対しては反発力、側板６Ｂに対しては吸
引力が作用して、可動鉄心４は側板６Ａから離反
して、側板６Ｂ側に移動する。可動鉄心４が中立
位置を通過したときには、すでに前記通電は停止
されており、今度は側板６Ｂ側に吸引されて保持
される。

このように、本発明では、磁石に対して反発、
吸引の両方の作用を同時に使うので、応答速度
（約2ms位）が極めて速くなるとともに、パルス
幅の小さな信号で駆動できるようになつた。しか
も、吸着子１１を用いているので、吸着力が大き
く信頼性を向上させることができる。

側板６Ｂ側から側板６Ａ側への移動も、前記説
明と逆の極性が発生するように通電することによ
り同様な動作で行われる。

本発明による双安定形高速制御ソレノイドは、
二者択一の機構に好適使用でき、復帰のためのス
プリング等も必要としない。例えば、カメラのオ
ートフオーカス機構、シヤツタ走行機構、または
オーデイオ装置のオートリバース機構、選曲機構
等に使用することができる。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように、本発明によれば、
可動鉄心に吸着片を用いたので磁気的な吸着力を
増加させることができるとともに、第１および第
２の永久磁石を用いて双安定形としたので、二者
択一の機構に好適に使用することができる。

また、可動部分に露出部がないので、塵や埃が
ついて誤作動をする心配がないとともに、ねじ等
を使用することなく組立ることができるので、小
形でかつ製作が容易になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による双安定形高速制御ソレ
ノイドの全体の構成を示した図である。第２図〜
第１１図は、前記実施例の各部を取り出して示し
た図であつて、第２図はボビン、第３図はヨー
ク、第４図は可動鉄心、第５図は接触子、第６図
は側板、第７図は永久磁石、第８図は基板、第９
図は軸、第１０図はバイパス片、第１１図は吸着
子をそれぞれ示した図である。 ２…ボビン、３…ヨーク、４…可動鉄心、５…
接触子、６…側板、７…永久磁石、８…基板、９
…軸、１０…バイパス片、１１…吸着子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 巻線が施された筒状部とその筒状部の下側の
   開口に上側軸受部をもつボビンと、前記ボビンの
   下側に挿入され前記上側軸受部に対応する軸受孔
   をもつ基板と、前記ボビンの両側で肩部が内側に
   向くように配置された第１および第２の側板と、
   前記第１および第２の側板に対応して配置された
   第１および第２の永久磁石と、前記第１および第
   ２側板と前記第１および第２の永久磁石を挟持す
   る第１および第２の腕と前記各腕を連結し下側軸
   受部が形成された底板とからなるヨークと、前記
   上側軸受部と前記軸受孔と前記下側軸受部により
   回動自在に支持された軸を中心に前記第１および
   第２の側板の肩部間で揺動する可動鉄心と、前記
   可動鉄心に取付けられ前記第１または第２の側板
   の肩部に吸着される吸着子とからなり、前記可動
   鉄心が前記第１または第２の側板に吸着される２
   つの安定位置をもつように構成した双安定形高速
   制御ソレノイド。