ソレノイドおよびこれを用いたポンプ
【課題】 大きな推力を得ることができるとともに、幅広い推力特性を有するソレノイドを提供する。
【解決手段】 励磁コイル３２と、励磁コイル３２の内側に設けられる円筒状のガイドパイプ３７と、ガイドパイプ３７内に挿入されて配置される小径部３８と、ガイドパイプ３７の外部に配置される大径部４０とを有する可動子３６と、励磁コイル３２の一方の端面側を覆い、可動子３６の小径部３８の外周面に対向する第１の対向面４１および小径部３８の一方側の端面３８ａと対向する第２の対向面４２を有する第１のヨーク部３４ａと、励磁コイル３２の他方の端面側を覆い、第１のヨーク部３４ａと磁気的に連結すると共に、可動子３６の大径部４０の外周面に対向する第３の対向面４３および大径部４０の一方側の端面４０ａと対向する第４の対向面４４を有する第２のヨーク部３４ｂとを具備する。
【解決手段】 励磁コイル３２と、励磁コイル３２の内側に設けられる円筒状のガイドパイプ３７と、ガイドパイプ３７内に挿入されて配置される小径部３８と、ガイドパイプ３７の外部に配置される大径部４０とを有する可動子３６と、励磁コイル３２の一方の端面側を覆い、可動子３６の小径部３８の外周面に対向する第１の対向面４１および小径部３８の一方側の端面３８ａと対向する第２の対向面４２を有する第１のヨーク部３４ａと、励磁コイル３２の他方の端面側を覆い、第１のヨーク部３４ａと磁気的に連結すると共に、可動子３６の大径部４０の外周面に対向する第３の対向面４３および大径部４０の一方側の端面４０ａと対向する第４の対向面４４を有する第２のヨーク部３４ｂとを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータとしてのソレノイドおよびこれを用いたポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的に知られるソレノイドの構成を図７に示す。
ソレノイド１０は、励磁コイル１２と、励磁コイル１２を囲んで組付けられたヨーク１４と、励磁コイル１２の中心部分に配置されたガイドパイプ１５と、ガイドパイプ１５によって摺動自在に保持される可動子１６（可動鉄心：プランジャ）とを具備している。ヨーク１４は励磁コイル１２の一方側に設けられている上ヨーク１４ａと、励磁コイルの他方側に設けられている下ヨーク１４ｂとからなる（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
このように特許文献１や特許文献２に開示されているソレノイド１０の上ヨーク１４ａには、可動子１６の一方側の端面１６ａに対向する対向面２０と、この可動子の一方側の端面１６ａ付近の外周面１６ｂに対向する対向面２１が形成されている。
これにより、ヨーク１４と可動子１６との間の対向面積が増えるので、形成される磁気回路のパーミアンスを大きくすることができ、より大きい推力発生に寄与することができる。
【０００４】
また、特許文献３や特許文献４には、可動子１６の他方の端部に励磁コイル１２の他方側を覆うような大径部１８を形成し、大径部１８と下ヨーク１４ｂとの間で推力を発生させようと考慮したソレノイドが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２７７３２７号公報
【特許文献２】特開２００５−２９１２４４号公報
【特許文献３】特開平７−２６３２２２号公報
【特許文献４】特開２００３−３３８４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ソレノイドの可動子の推進力は、ヨークと可動子の間に形成される磁気回路のパーミアンスによって大きな影響を受ける。パーミアンスの大きさは、磁路の断面積に比例し、磁路に形成されたギャップ（隙間）の大きさに反比例するので、ヨークと可動子との間の対向面積はなるべく広くし、且つヨークと可動子との間の距離はなるべく短くする必要がある。
【０００７】
上述した特許文献１や特許文献２のような構成では、推力の発生に主に寄与するのは可動子の一方側の端面およびこの一方側の外周面で生じるヨークとのギャップの部分であり、可動子の他方側における部位では推力の発生にあまり寄与しておらず、可動子の他方側においても大きい推力を発生に寄与させたいという課題がある。
【０００８】
特許文献３や特許文献４に開示されているように、可動子の他方側の端部に大径部を設ければ、この大径部の一方側の端面とヨークとのギャップの部分で推力を生じさせることができ、上記のような課題は解決できる。しかし、大径部がヨークから離れているときには大きな推力を生じさせることができず、推力発生領域を広くとることができない場合もあるという課題がある。
【０００９】
なお、上述したように、ソレノイドでは、パーミアンスを大きくするために、可動子とヨークとの間の空隙をなるべく狭くなるように製造することが求められる。
しかし、従来のソレノイドでは、励磁コイルを製造する際にコイルをコイルボビンに巻き付け、このコイルボビンの中心に形成された中空部内に可動子を挿入してガイドパイプとして利用していた。
かかる場合、コイル巻付時にはコイルボビンが変形することもあり、予めコイルボビンの中空部は可動子の外径に対して予め大きく取るようにせざるを得ない。コイルボビンの中空部の径を予め大きくとっておくことで、可動子と中空部の同心度は悪化するので、予めヨークと可動子との間の隙間も予め大きくしておく必要がある。これにより、結果としてパーミアンスを大きくすることができず、構造的に大きな推力を得ることができないという課題もあった。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、大きな推力を得ることができるとともに、幅広い推力特性を有するソレノイドを提供すること、およびこのようなソレノイドを用いて吸入・吐出能力に優れたポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明にかかるソレノイドによれば、励磁コイルと、励磁コイルの内側に設けられる円筒状のガイドパイプと、ガイドパイプ内に挿入されて配置される小径部と、ガイドパイプの外部に配置される大径部とを有する可動子と、前記励磁コイルの一方の端面側を覆い、可動子の小径部の外周面に対向する第１の対向面および小径部の一方側の端面と対向する第２の対向面を有する第１のヨーク部と、前記励磁コイルの他方の端面側を覆い前記第１のヨーク部と磁気的に連結すると共に、前記大径部の外周面に対向する第３の対向面および大径部の一方側の端面と対向する第４の対向面を有する第２のヨーク部とを具備することを特徴としている。
この構成を採用することによる作用は以下の通りである。
すなわち、可動子の一方側の端部と第１のヨーク部との間では、可動子の端面と外周面が第１のヨーク部と対向して推力を発生させることができる。また、可動子の他方側の端部では大径部の一方側の端面と大径部の外周面の双方で、ヨークと対向する。すなわち、大径部がガイドパイプから最も突出している位置においても大径部の外周面が第２のヨーク部の第３の対向面に対向しているので、推力の安定領域を広げて幅広い推力特性を得られ、制御性を良くすることができる。
【００１２】
また、前記ガイドパイプの外周面に予め巻回されて形成された励磁コイルが装着されて構成されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、予め励磁コイルを巻線整形しておき、予め整形された励磁コイルをガイドパイプに外挿することでソレノイドを構成することができる。これにより、ガイドパイプに導線を巻き付けて励磁コイルを整形することによるガイドパイプの変形を防止することができ、予めガイドパイプの内径と可動子の小径部との外径との間のクリアランスを極小にしておくことができる。したがって、第２のヨーク部の各対向面と可動子の小径部との間のギャップと、第２のヨーク部の各対向面と可動子の大径部との間のギャップとをきわめて狭くすることが可能となり、パーミアンスを大きくすることができるため、大きな推力を得ることができる。
【００１３】
また、前記ガイドパイプは合成樹脂製であって、励磁コイルと一体に成形されてなることを特徴としてもよい。
この構成によれば、予め励磁コイルを巻線整形しておき、予め整形された励磁コイルガイドパイプの成形と一体に成形するので、ガイドパイプに導線を巻き付けて励磁コイルを整形することによるガイドパイプの変形を防止することができ、予めガイドパイプの内径と可動子の小径部との外径との間のクリアランスを極小にしておくことができる。したがって、第1のヨーク部の各対向面と可動子の小径部との間のギャップと、第２のヨーク部の各対向面と可動子の大径部との間のギャップとをきわめて狭くすることが可能となり、パーミアンスを大きくすることができるため、大きな推力を得ることができる。
【００１４】
前記ガイドパイプは合成樹脂製であって、前記第１のヨーク部および前記第２のヨーク部のうちの少なくとも一方と、インサート成形またはアウトサート成形されてなることを特徴としてもよい。
この構成によれば、可動子の小径部との間でクリアランスを極小にすることができるガイドパイプを基準として各ヨーク部の組み付けが行えるので、各ヨーク部の対向面と可動子との間のギャップ精度をきわめて正確に出すことができる。このため、パーミアンスを大きくすることができるため、より大きな推力を得ることができる。
【００１５】
さらに、前記可動子の大径部の他方側の端面には、一方側に凹んだ凹部が形成されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、凹部を形成した分だけ可動子が軽量化されるので、より大きな推力の発生に寄与する。
【００１６】
また、前記大径部の他方側の端面に形成された凹部の内壁面は、開口部から底面に向かうにしたがって徐々に凹部が小径となるようなテーパ状に形成されていることを特徴としてもよい。
すなわち、大径部の外周面は第２のヨーク部の第３の対向面と磁路を形成するが、凹部を形成することで小径部に向う部分が狭くなってしまうと磁気飽和を生じて可動子とヨークとの間で大きな磁束を生じることができなくなってしまう。しかし、このように底面に向けて凹部が徐々に小径となることで、大径部の第２のヨーク部の第３の対向面と対向した部位が他方側に向けて徐々に肉厚となり、磁気飽和を生じにくくしてより大きな推力を得ることができる。
【００１７】
本発明にかかるポンプによれば、請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のソレノイドを用い、前記可動子の一方側の端部にダイアフラムを設け、該ダイアフラムの動作によって容積変化するダイアフラム室を設け、該ダイアフラム室の容積変化に伴って動作する吸入弁および吐出弁を設けたことを特徴としている。
この構成のポンプによれば、推力の大きいソレノイドでダイアフラムを動作させるので、吸入・吐出能力に優れたポンプを提供できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかるソレノイドによれば、推力の安定領域を広げて幅広い推力特性を得られるので、制御性を良くすることができる。
また、本発明にかかるポンプによれば、吸入・吐出能力に優れたポンプとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１に基づいて説明する。
ソレノイド３０は、励磁コイル３２と、ヨーク３４と、可動子３６を具備している。可動子３６はガイドパイプ３７の内部に収納保持されている。ガイドパイプ３７は、非磁性体材料で構成されており、具体的には合成樹脂製である。
【００２０】
ヨーク３４は、磁性体材料から構成され、励磁コイル３２の周囲を覆って形成される。励磁コイル３２の両端部とヨーク３４との間には絶縁部材３３が設けられている。
ヨーク３４は、励磁コイル３２の一方側に配置された上ヨーク３４ａと、他方側に配置された下ヨーク３４ｂとから構成されている。
なお、特許請求の範囲で言う第１のヨーク部が上ヨーク３４ａ、第２のヨーク部が下ヨーク３４ｂに該当する。本実施形態では、下ヨーク３４ｂがコイルの側面を覆うようにしている。
【００２１】
可動子３６は、磁性体から構成された部材である。可動子３６は、ガイドパイプ３７内に収納される部位である小径部３８と、小径部３８の他方側の端部に設けられた大径部４０とを有している。
小径部３８の外径は、ガイドパイプ３７の内径よりもわずかに小さく形成されており、ガイドパイプ３７内で可動子３６が良好に摺動するように設けられる。
大径部４０の外径はガイドパイプ３７の内径よりも大径に形成されており、大径部４０はガイドパイプ３７内には収納されず、ガイドパイプ３７の外部に位置している。
【００２２】
可動子３６は、励磁コイル３２が生じる磁気エネルギーによって吸引される方向に動作する。なお、可動子３６の突出方向への移動はばね（図６参照）等によって行なわれる。
【００２３】
上ヨーク３４ａの中心部には、可動子３６の小径部３８の一方側の端面３８ａと対向する第２の対向面４２が形成されている。上ヨーク３４ａには、第２の対向面４２を囲み、第２の対向面４２に対して他方方向に垂直に立ち上げられた延出部の内壁面に、第１の対向面４１が形成されている。第１の対向面４１は、可動子３６の小径部３８の一方側の端面３８ａ近傍の外周面３８ｂと対向している。
上ヨーク３４ａにおいては、第１の対向面４１と第２の対向面４２とが可動子３６との間で磁路を形成する。
【００２４】
下ヨーク３４ｂは、励磁コイル３２の側面を覆う側壁部３４ｃと励磁コイル３２の他方の端部を覆う対向面部３４ｄとから構成されている。対向面部３４ｄは、大径部４０の外周面４０ｂに対向する第３の対向面４３と、大径部４０の一方側の端面４０ａに対向する第４の対向面４４とを有している。
第３の対向面４３は、第４の対向面４４に対して他方方向に垂直に立ち上げられた延出部の内壁面に形成されている。
【００２５】
第１の対向面４１および第３の対向面４３は、可動子３６の小径部３８の外周面３８ｂおよび大径部４０の外周面４０ｂに対してそれぞれ接触しない程度のわずかな隙間を空けて配置される。
そして、このように第１の対向面４１と第３の対向面４３における隙間が極めて微小な幅となるように製造できるのは、ソレノイド３０の製造段階において、予めコイルを巻いて構成しておいた励磁コイル３２をガイドパイプ３７と一体成形したためである。このため、励磁コイル３２はリング状のモールド型のコイルとなる。このようにすることで、ガイドパイプ３７にコイルを直接巻き付ける場合に生じるガイドパイプの変形を防止し、このガイドパイプ３７を基準として上ヨーク３４ａと下ヨーク３４ｂとを組付けることによって、正確な組付けが達成できる。
ちなみに本実施形態では、第１の対向面４１と可動子３６の小径部３８の外周面３８ｂとの間、および第３の対向面４３と大径部４０の外周面４０ｂとの間の隙間を、それぞれ０．１ｍｍ程度にすることが可能となる。
【００２６】
なお、下ヨーク３４ｂの対向面部３４ｄには、防振ゴム４８が取り付けられている。可動子３６が一方側へ移動していくと、大径部４０の一方側の端面４０ａが防振ゴム４８に当接するので、大径部４０が下ヨーク３４ｂに当接することに起因する振動を防止することができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に、ソレノイドの第２の実施形態について、図２および図３に基いて説明する。
なお、上述した実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
【００２８】
本実施形態における可動子３６の大径部４０は、他方側の端面４０ｃが一方側に凹んで形成されている。このように、大径部４０の他方側の端面４０ｃに凹部４５を形成したことにより、大径部４０の外周面４０ｂにおける下ヨーク３４ｂとの対向面面積をそのままにして軽量化を図ることができる。
【００２９】
ガイドパイプ３７と、上ヨーク３４ａまたは下ヨーク３４ｂとの組み付けは、ガイドパイプ３７と、上ヨーク３４ａまたは下ヨーク３４ｂとをインサート成形またはアウトサート成形により行うと好適である。
インサート成形とは、上ヨーク３４ａまたは下ヨーク３４ｂを金型に埋め込んでガイドパイプ３７を構成する合成樹脂を金型内に射出する成形方法であり、アウトサート成形とは、上ヨーク３４ａ上または下ヨーク３４ｂ上に合成樹脂を射出してガイドパイプ３７を成形するものである。
どちらの方法によっても、ガイドパイプ３７と上ヨーク３４ａまたは下ヨーク３４ｂの同心度が向上するので、第１の対向面４１、第３の対向面４３における可動子３６との隙間をきわめて小さくすることができ、パーミアンスを大きくすることにより大きい推力を生じさせることができる。
【００３０】
本実施形態の励磁コイル３２は、予めコイルを巻いて構成しておいたものをガイドパイプ３７の外周部に外挿することにより、固定される。
このように励磁コイル３２を組み付けることにより、ガイドパイプ３７にコイルを直接巻き付ける場合に生じるガイドパイプの変形を防止することができる。
【００３１】
ガイドパイプ３７は、励磁コイル３２の他方側の端部を覆うように励磁コイル３２方向に突出するフランジ部４６が形成されている。ガイドパイプ３７のフランジ部４６が励磁コイル３２の他方側の端部と下ヨーク３４ｂの対向面部３４ｄとの間に介在するので、絶縁部材を設けなくとも励磁コイル３２と下ヨーク３４ｂとの間の絶縁を図ることができる。
【００３２】
なお、図４に示すように、可動子３６の大径部４０の他方側端面の凹部４５は、内壁面４５ａがテーパ状になるように形成してもよい。すなわち、大径部４０の凹部４５の内壁面４５ａは底面側に向かって徐々に小径となるように形成されている。これにより、大径部４０の外周面４０ｂから小径部３８へ向かう磁路の断面積が増加することとなり、磁気飽和を防いで良好に磁路を形成させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、ガイドパイプ３７と下ヨーク３４ｂとをインサート成形またはアウトサート成形により行う場合について図示して説明した。かかる場合、本実施形態のソレノイド３０は、ガイドパイプ３７と下ヨーク３４ｂとを一体成形したのちに、予めコイルを巻いて構成しておいた励磁コイル３２をガイドパイプ３７の外周に挿入し、その後に上ヨーク３４ａを組み付けることによって製造される。
ただし、ガイドパイプ３７を成形する際には、励磁コイル３２、上ヨーク３４ａおよび下ヨーク３４ｂの各部材全てを、ガイドパイプ３７と一体となるようにインサート成形またはアウトサート成形するようにしてもよい。
【実施例】
【００３４】
図１で示したように、大径部４０の外周面４０ｂに対向する第３の対向面４３を下ヨーク３４ｂに設けた第１の実施形態のソレノイドの推力特性を、従来品（大径部４０は形成されているが、大径部４０の外周面４０ｂに対向する対向面が形成されていない）の推力特性と比較してグラフに示す（図５参照）。
グラフは、横軸が可動子３６の他方側への突出距離を示し、縦軸が推力を示している。
【００３５】
グラフによれば、第１の実施形態におけるソレノイドは、従来品と比較して可動子３６の移動距離の全域（可動子３６が一方側に最も近づいたときを除く）にわたって大きな推力を得ていることが判明した。
これにより、下ヨーク３４ｂに、大径部４０の外周面４０ｂに対向する第３の対向面４３を形成することによる推力の増加を図れることが実証された。
【００３６】
（ポンプの実施形態）
次に、上述してきたソレノイド３０を用いたポンプについて図６に基いて説明する。
ここで図示しているソレノイド３０は第１の実施形態のソレノイドであり、上述してきた構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する場合もある。
【００３７】
ポンプ５０はソレノイド３０の可動子３６によってダイアフラム５２を往復運動させ、ダイアフラム室５３の容積を変化させて流体の吸排を可能にするものである。ダイアフラム室５３は、ダイアフラム５２の一方側の面と、後述するポンプカバー５４の他方側の面とで挟まれて形成された空間である。
【００３８】
ソレノイド３０の可動子３６の中心部には、ダイアフラム５２と連結する支持棒５６が設けられている。
支持棒５６は、ソレノイド３０から一方側へ突出して設けられており、ダイアフラム５２の中心部に固定されている。
【００３９】
また、ソレノイド３０の可動子３６は、ばね５７によって他方方向に付勢されている。ばね５７は、可動子３６の内部に形成されたばね収納部５９において、支持棒５６の周囲に配置され、ばね収納部５９の他方側の端面と上ヨーク３４ａの第２の対向面４２との間で圧縮されるようにして設けられている。
【００４０】
可動子３６は、励磁コイル３２に励磁電流を流すことによって形成される磁気回路によって一方方向へ動作する方向に力が働く。励磁コイル３２に流される励磁電流がオフとなった場合には、磁気回路による力は消滅し、可動子３６はばねの付勢力により他方方向へ動作する。
可動子３６は、このように励磁コイル３２へ流される励磁電流のオン−オフによって、往復運動する。
【００４１】
ソレノイド３０の上ヨーク３４ａの一方側端部には、ポンプカバー５４が配置されている。ポンプカバー５４と上ヨーク３４ａの外周面には下ヨーク３４ｂの側壁部３４ｃが配置されている。側壁部３４ｃの先端部は、ポンプカバー５４の一方側の端面に沿って曲げられており、側壁部３４ｃが上ヨーク３４ａとポンプカバー５４とを挟持している。
【００４２】
ダイアフラム５２の周縁部５２ａは、上ヨーク３４ａの一方側端部とポンプカバー５４との間に挟み込まれて固定されている。
ダイアフラム５２の周縁部５２ａは、上ヨーク３４ａとポンプカバー５４との間に挟み込まれて押し潰されることにより、上ヨーク３４ａとポンプカバー５４との間をシールする役割を有する。
【００４３】
ポンプカバー５４には、ダイアフラム５２の往復駆動によって動作する吸入弁と、吐出弁とが設けられている。吸入弁と吐出弁とは、ポンプカバー５４から一方側に突出した２つの筒状部７０，７１の内部に設けられる。
ポンプカバー５４の筒状部７０，７１のいずれか一方の内部は、ダイアフラム室５３とポンプ外部とを連通する吸入孔６０が形成されている。吸入孔６０内には、吸入孔６０のポンプ外部に接する部位となる外側開口部６３の内側に当接して吸入孔６０を閉塞するチェックボール６４が配置されている。チェックボール６４が吸入弁に該当する。
【００４４】
チェックボール６４にはばね６６の一端が当接しており、ばね６６の付勢力によって外側開口部６３を閉塞するように付勢されている。ばね６６の他端は、ばね６６の他端を保持する止め輪７２に当接している。止め輪７２は、リング状に形成されており、吸入孔６０のダイアフラム室５３に連通する部位となる内側開口部７３が形成されている。
【００４５】
ポンプカバー５４の筒状部７０，７１のいずれか他方の内部は、ダイアフラム室５３とポンプ外部とを連通する吐出孔６２が形成されている。吐出孔６２内には、吐出孔６２のダイアフラム室５３に接する部位となる内側開口部６７の外側に当接して吐出孔６２を閉塞するチェックボール６８が配置されている。チェックボール６８が吐出弁に該当する。
【００４６】
チェックボール６８にはばね６９の一端が当接しており、ばね６９の付勢力によって内側開口部６７を閉塞するように付勢されている。ばね６９の他端は、ばね６９の他端を保持する止め輪７４に当接している。止め輪７４は、リング状に形成されており、吐出孔６２のポンプ外部に連通する部位となる外側開口部７５が形成されている。
【００４７】
ポンプ５０の動作について説明する。
励磁コイル３２に励磁電流が流れると、可動子３６はばね５７の付勢力に抗して一方方向へ移動し、支持棒５６の先端に設けられたダイアフラム５２を一方方向に押圧する。
するとダイアフラム室５３内の流体が吐出孔６２内のチェックボール６８をばね６９の付勢力に抗して押圧する。すると、内側開口部６７が開口し、ダイアフラム室５３内の流体が吐出孔６２から外部へ吐出される。
【００４８】
励磁コイル３２へ流れる励磁電流がオフになると、可動子３６はばね５７の付勢力によって他方方向へ移動し、支持棒５６の先端に設けられたダイアフラム５２を他方方向に移動させる。
するとダイアフラム室５３内の容積が増加し、吸入孔６０内のチェックボール６４をばね６６の付勢力に抗してダイアフラム室５３側に引っ張る。すると、外側開口部６３が開口し、ダイアフラム室５３内へ吸入孔６０から流体が流入する。
【００４９】
このようにして、ソレノイド３０の可動子３６の往復動によって、ポンプ５０は流体を良好に吸入・吐出できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
なお、このようなポンプは、上述したソレノイドを用いることで小型化しても省電力で十分な推力を得られるので、優れた吸排能力を備えることができ、燃料電池の空気や燃料を供給するためのポンプ、医療器具、ノートパソコンの冷却用等様々な用途に良好に用いることができる。
【００５１】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明にかかるソレノイドの第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明にかかるソレノイドの第２の実施形態を示す断面図である。
【図３】図２に示したソレノイドにおいて可動子が他方側に突出しているところを示す断面図である。
【図４】第２の実施形態のソレノイドの他の例を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態のソレノイドの推力―変位特性を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態のソレノイドを用いたポンプの断面図である。
【図７】従来のソレノイドの断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
３０ ソレノイド
３２ 励磁コイル
３３ 絶縁部材
３４ ヨーク
３４ａ 上ヨーク
３４ｂ 下ヨーク
３４ｃ 側壁部
３４ｄ 対向面部
３６ 可動子
３７ ガイドパイプ
３８ 小径部
３８ａ 一方側の端面
３８ｂ 外周面
４０ 大径部
４０ａ 一方側の端面
４０ｂ 外周面
４０ｃ 他方側の端面
４１ 第１の対向面
４２ 第２の対向面
４３ 第３の対向面
４４ 第４の対向面
４５ 凹部
４５ａ 凹部の内壁面
４６ フランジ部
４８ 防振ゴム
５０ ポンプ
５２ ダイアフラム
５２ａ ダイアフラムの周縁部
５３ ダイアフラム室
５４ ポンプカバー
５６ 支持棒
５７，６６，６９ ばね
５９ 収納部
６０ 吸入孔
６２ 吐出孔
６３，７５ 外側開口部
６４，６８ チェックボール
６７，７３ 内側開口部
７０，７１ 筒状部
７２，７４ 止め輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータとしてのソレノイドおよびこれを用いたポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的に知られるソレノイドの構成を図７に示す。
ソレノイド１０は、励磁コイル１２と、励磁コイル１２を囲んで組付けられたヨーク１４と、励磁コイル１２の中心部分に配置されたガイドパイプ１５と、ガイドパイプ１５によって摺動自在に保持される可動子１６（可動鉄心：プランジャ）とを具備している。ヨーク１４は励磁コイル１２の一方側に設けられている上ヨーク１４ａと、励磁コイルの他方側に設けられている下ヨーク１４ｂとからなる（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
このように特許文献１や特許文献２に開示されているソレノイド１０の上ヨーク１４ａには、可動子１６の一方側の端面１６ａに対向する対向面２０と、この可動子の一方側の端面１６ａ付近の外周面１６ｂに対向する対向面２１が形成されている。
これにより、ヨーク１４と可動子１６との間の対向面積が増えるので、形成される磁気回路のパーミアンスを大きくすることができ、より大きい推力発生に寄与することができる。
【０００４】
また、特許文献３や特許文献４には、可動子１６の他方の端部に励磁コイル１２の他方側を覆うような大径部１８を形成し、大径部１８と下ヨーク１４ｂとの間で推力を発生させようと考慮したソレノイドが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２７７３２７号公報
【特許文献２】特開２００５−２９１２４４号公報
【特許文献３】特開平７−２６３２２２号公報
【特許文献４】特開２００３−３３８４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ソレノイドの可動子の推進力は、ヨークと可動子の間に形成される磁気回路のパーミアンスによって大きな影響を受ける。パーミアンスの大きさは、磁路の断面積に比例し、磁路に形成されたギャップ（隙間）の大きさに反比例するので、ヨークと可動子との間の対向面積はなるべく広くし、且つヨークと可動子との間の距離はなるべく短くする必要がある。
【０００７】
上述した特許文献１や特許文献２のような構成では、推力の発生に主に寄与するのは可動子の一方側の端面およびこの一方側の外周面で生じるヨークとのギャップの部分であり、可動子の他方側における部位では推力の発生にあまり寄与しておらず、可動子の他方側においても大きい推力を発生に寄与させたいという課題がある。
【０００８】
特許文献３や特許文献４に開示されているように、可動子の他方側の端部に大径部を設ければ、この大径部の一方側の端面とヨークとのギャップの部分で推力を生じさせることができ、上記のような課題は解決できる。しかし、大径部がヨークから離れているときには大きな推力を生じさせることができず、推力発生領域を広くとることができない場合もあるという課題がある。
【０００９】
なお、上述したように、ソレノイドでは、パーミアンスを大きくするために、可動子とヨークとの間の空隙をなるべく狭くなるように製造することが求められる。
しかし、従来のソレノイドでは、励磁コイルを製造する際にコイルをコイルボビンに巻き付け、このコイルボビンの中心に形成された中空部内に可動子を挿入してガイドパイプとして利用していた。
かかる場合、コイル巻付時にはコイルボビンが変形することもあり、予めコイルボビンの中空部は可動子の外径に対して予め大きく取るようにせざるを得ない。コイルボビンの中空部の径を予め大きくとっておくことで、可動子と中空部の同心度は悪化するので、予めヨークと可動子との間の隙間も予め大きくしておく必要がある。これにより、結果としてパーミアンスを大きくすることができず、構造的に大きな推力を得ることができないという課題もあった。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、大きな推力を得ることができるとともに、幅広い推力特性を有するソレノイドを提供すること、およびこのようなソレノイドを用いて吸入・吐出能力に優れたポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明にかかるソレノイドによれば、励磁コイルと、励磁コイルの内側に設けられる円筒状のガイドパイプと、ガイドパイプ内に挿入されて配置される小径部と、ガイドパイプの外部に配置される大径部とを有する可動子と、前記励磁コイルの一方の端面側を覆い、可動子の小径部の外周面に対向する第１の対向面および小径部の一方側の端面と対向する第２の対向面を有する第１のヨーク部と、前記励磁コイルの他方の端面側を覆い前記第１のヨーク部と磁気的に連結すると共に、前記大径部の外周面に対向する第３の対向面および大径部の一方側の端面と対向する第４の対向面を有する第２のヨーク部とを具備することを特徴としている。
この構成を採用することによる作用は以下の通りである。
すなわち、可動子の一方側の端部と第１のヨーク部との間では、可動子の端面と外周面が第１のヨーク部と対向して推力を発生させることができる。また、可動子の他方側の端部では大径部の一方側の端面と大径部の外周面の双方で、ヨークと対向する。すなわち、大径部がガイドパイプから最も突出している位置においても大径部の外周面が第２のヨーク部の第３の対向面に対向しているので、推力の安定領域を広げて幅広い推力特性を得られ、制御性を良くすることができる。
【００１２】
また、前記ガイドパイプの外周面に予め巻回されて形成された励磁コイルが装着されて構成されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、予め励磁コイルを巻線整形しておき、予め整形された励磁コイルをガイドパイプに外挿することでソレノイドを構成することができる。これにより、ガイドパイプに導線を巻き付けて励磁コイルを整形することによるガイドパイプの変形を防止することができ、予めガイドパイプの内径と可動子の小径部との外径との間のクリアランスを極小にしておくことができる。したがって、第２のヨーク部の各対向面と可動子の小径部との間のギャップと、第２のヨーク部の各対向面と可動子の大径部との間のギャップとをきわめて狭くすることが可能となり、パーミアンスを大きくすることができるため、大きな推力を得ることができる。
【００１３】
また、前記ガイドパイプは合成樹脂製であって、励磁コイルと一体に成形されてなることを特徴としてもよい。
この構成によれば、予め励磁コイルを巻線整形しておき、予め整形された励磁コイルガイドパイプの成形と一体に成形するので、ガイドパイプに導線を巻き付けて励磁コイルを整形することによるガイドパイプの変形を防止することができ、予めガイドパイプの内径と可動子の小径部との外径との間のクリアランスを極小にしておくことができる。したがって、第1のヨーク部の各対向面と可動子の小径部との間のギャップと、第２のヨーク部の各対向面と可動子の大径部との間のギャップとをきわめて狭くすることが可能となり、パーミアンスを大きくすることができるため、大きな推力を得ることができる。
【００１４】
前記ガイドパイプは合成樹脂製であって、前記第１のヨーク部および前記第２のヨーク部のうちの少なくとも一方と、インサート成形またはアウトサート成形されてなることを特徴としてもよい。
この構成によれば、可動子の小径部との間でクリアランスを極小にすることができるガイドパイプを基準として各ヨーク部の組み付けが行えるので、各ヨーク部の対向面と可動子との間のギャップ精度をきわめて正確に出すことができる。このため、パーミアンスを大きくすることができるため、より大きな推力を得ることができる。
【００１５】
さらに、前記可動子の大径部の他方側の端面には、一方側に凹んだ凹部が形成されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、凹部を形成した分だけ可動子が軽量化されるので、より大きな推力の発生に寄与する。
【００１６】
また、前記大径部の他方側の端面に形成された凹部の内壁面は、開口部から底面に向かうにしたがって徐々に凹部が小径となるようなテーパ状に形成されていることを特徴としてもよい。
すなわち、大径部の外周面は第２のヨーク部の第３の対向面と磁路を形成するが、凹部を形成することで小径部に向う部分が狭くなってしまうと磁気飽和を生じて可動子とヨークとの間で大きな磁束を生じることができなくなってしまう。しかし、このように底面に向けて凹部が徐々に小径となることで、大径部の第２のヨーク部の第３の対向面と対向した部位が他方側に向けて徐々に肉厚となり、磁気飽和を生じにくくしてより大きな推力を得ることができる。
【００１７】
本発明にかかるポンプによれば、請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のソレノイドを用い、前記可動子の一方側の端部にダイアフラムを設け、該ダイアフラムの動作によって容積変化するダイアフラム室を設け、該ダイアフラム室の容積変化に伴って動作する吸入弁および吐出弁を設けたことを特徴としている。
この構成のポンプによれば、推力の大きいソレノイドでダイアフラムを動作させるので、吸入・吐出能力に優れたポンプを提供できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかるソレノイドによれば、推力の安定領域を広げて幅広い推力特性を得られるので、制御性を良くすることができる。
また、本発明にかかるポンプによれば、吸入・吐出能力に優れたポンプとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１に基づいて説明する。
ソレノイド３０は、励磁コイル３２と、ヨーク３４と、可動子３６を具備している。可動子３６はガイドパイプ３７の内部に収納保持されている。ガイドパイプ３７は、非磁性体材料で構成されており、具体的には合成樹脂製である。
【００２０】
ヨーク３４は、磁性体材料から構成され、励磁コイル３２の周囲を覆って形成される。励磁コイル３２の両端部とヨーク３４との間には絶縁部材３３が設けられている。
ヨーク３４は、励磁コイル３２の一方側に配置された上ヨーク３４ａと、他方側に配置された下ヨーク３４ｂとから構成されている。
なお、特許請求の範囲で言う第１のヨーク部が上ヨーク３４ａ、第２のヨーク部が下ヨーク３４ｂに該当する。本実施形態では、下ヨーク３４ｂがコイルの側面を覆うようにしている。
【００２１】
可動子３６は、磁性体から構成された部材である。可動子３６は、ガイドパイプ３７内に収納される部位である小径部３８と、小径部３８の他方側の端部に設けられた大径部４０とを有している。
小径部３８の外径は、ガイドパイプ３７の内径よりもわずかに小さく形成されており、ガイドパイプ３７内で可動子３６が良好に摺動するように設けられる。
大径部４０の外径はガイドパイプ３７の内径よりも大径に形成されており、大径部４０はガイドパイプ３７内には収納されず、ガイドパイプ３７の外部に位置している。
【００２２】
可動子３６は、励磁コイル３２が生じる磁気エネルギーによって吸引される方向に動作する。なお、可動子３６の突出方向への移動はばね（図６参照）等によって行なわれる。
【００２３】
上ヨーク３４ａの中心部には、可動子３６の小径部３８の一方側の端面３８ａと対向する第２の対向面４２が形成されている。上ヨーク３４ａには、第２の対向面４２を囲み、第２の対向面４２に対して他方方向に垂直に立ち上げられた延出部の内壁面に、第１の対向面４１が形成されている。第１の対向面４１は、可動子３６の小径部３８の一方側の端面３８ａ近傍の外周面３８ｂと対向している。
上ヨーク３４ａにおいては、第１の対向面４１と第２の対向面４２とが可動子３６との間で磁路を形成する。
【００２４】
下ヨーク３４ｂは、励磁コイル３２の側面を覆う側壁部３４ｃと励磁コイル３２の他方の端部を覆う対向面部３４ｄとから構成されている。対向面部３４ｄは、大径部４０の外周面４０ｂに対向する第３の対向面４３と、大径部４０の一方側の端面４０ａに対向する第４の対向面４４とを有している。
第３の対向面４３は、第４の対向面４４に対して他方方向に垂直に立ち上げられた延出部の内壁面に形成されている。
【００２５】
第１の対向面４１および第３の対向面４３は、可動子３６の小径部３８の外周面３８ｂおよび大径部４０の外周面４０ｂに対してそれぞれ接触しない程度のわずかな隙間を空けて配置される。
そして、このように第１の対向面４１と第３の対向面４３における隙間が極めて微小な幅となるように製造できるのは、ソレノイド３０の製造段階において、予めコイルを巻いて構成しておいた励磁コイル３２をガイドパイプ３７と一体成形したためである。このため、励磁コイル３２はリング状のモールド型のコイルとなる。このようにすることで、ガイドパイプ３７にコイルを直接巻き付ける場合に生じるガイドパイプの変形を防止し、このガイドパイプ３７を基準として上ヨーク３４ａと下ヨーク３４ｂとを組付けることによって、正確な組付けが達成できる。
ちなみに本実施形態では、第１の対向面４１と可動子３６の小径部３８の外周面３８ｂとの間、および第３の対向面４３と大径部４０の外周面４０ｂとの間の隙間を、それぞれ０．１ｍｍ程度にすることが可能となる。
【００２６】
なお、下ヨーク３４ｂの対向面部３４ｄには、防振ゴム４８が取り付けられている。可動子３６が一方側へ移動していくと、大径部４０の一方側の端面４０ａが防振ゴム４８に当接するので、大径部４０が下ヨーク３４ｂに当接することに起因する振動を防止することができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に、ソレノイドの第２の実施形態について、図２および図３に基いて説明する。
なお、上述した実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
【００２８】
本実施形態における可動子３６の大径部４０は、他方側の端面４０ｃが一方側に凹んで形成されている。このように、大径部４０の他方側の端面４０ｃに凹部４５を形成したことにより、大径部４０の外周面４０ｂにおける下ヨーク３４ｂとの対向面面積をそのままにして軽量化を図ることができる。
【００２９】
ガイドパイプ３７と、上ヨーク３４ａまたは下ヨーク３４ｂとの組み付けは、ガイドパイプ３７と、上ヨーク３４ａまたは下ヨーク３４ｂとをインサート成形またはアウトサート成形により行うと好適である。
インサート成形とは、上ヨーク３４ａまたは下ヨーク３４ｂを金型に埋め込んでガイドパイプ３７を構成する合成樹脂を金型内に射出する成形方法であり、アウトサート成形とは、上ヨーク３４ａ上または下ヨーク３４ｂ上に合成樹脂を射出してガイドパイプ３７を成形するものである。
どちらの方法によっても、ガイドパイプ３７と上ヨーク３４ａまたは下ヨーク３４ｂの同心度が向上するので、第１の対向面４１、第３の対向面４３における可動子３６との隙間をきわめて小さくすることができ、パーミアンスを大きくすることにより大きい推力を生じさせることができる。
【００３０】
本実施形態の励磁コイル３２は、予めコイルを巻いて構成しておいたものをガイドパイプ３７の外周部に外挿することにより、固定される。
このように励磁コイル３２を組み付けることにより、ガイドパイプ３７にコイルを直接巻き付ける場合に生じるガイドパイプの変形を防止することができる。
【００３１】
ガイドパイプ３７は、励磁コイル３２の他方側の端部を覆うように励磁コイル３２方向に突出するフランジ部４６が形成されている。ガイドパイプ３７のフランジ部４６が励磁コイル３２の他方側の端部と下ヨーク３４ｂの対向面部３４ｄとの間に介在するので、絶縁部材を設けなくとも励磁コイル３２と下ヨーク３４ｂとの間の絶縁を図ることができる。
【００３２】
なお、図４に示すように、可動子３６の大径部４０の他方側端面の凹部４５は、内壁面４５ａがテーパ状になるように形成してもよい。すなわち、大径部４０の凹部４５の内壁面４５ａは底面側に向かって徐々に小径となるように形成されている。これにより、大径部４０の外周面４０ｂから小径部３８へ向かう磁路の断面積が増加することとなり、磁気飽和を防いで良好に磁路を形成させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、ガイドパイプ３７と下ヨーク３４ｂとをインサート成形またはアウトサート成形により行う場合について図示して説明した。かかる場合、本実施形態のソレノイド３０は、ガイドパイプ３７と下ヨーク３４ｂとを一体成形したのちに、予めコイルを巻いて構成しておいた励磁コイル３２をガイドパイプ３７の外周に挿入し、その後に上ヨーク３４ａを組み付けることによって製造される。
ただし、ガイドパイプ３７を成形する際には、励磁コイル３２、上ヨーク３４ａおよび下ヨーク３４ｂの各部材全てを、ガイドパイプ３７と一体となるようにインサート成形またはアウトサート成形するようにしてもよい。
【実施例】
【００３４】
図１で示したように、大径部４０の外周面４０ｂに対向する第３の対向面４３を下ヨーク３４ｂに設けた第１の実施形態のソレノイドの推力特性を、従来品（大径部４０は形成されているが、大径部４０の外周面４０ｂに対向する対向面が形成されていない）の推力特性と比較してグラフに示す（図５参照）。
グラフは、横軸が可動子３６の他方側への突出距離を示し、縦軸が推力を示している。
【００３５】
グラフによれば、第１の実施形態におけるソレノイドは、従来品と比較して可動子３６の移動距離の全域（可動子３６が一方側に最も近づいたときを除く）にわたって大きな推力を得ていることが判明した。
これにより、下ヨーク３４ｂに、大径部４０の外周面４０ｂに対向する第３の対向面４３を形成することによる推力の増加を図れることが実証された。
【００３６】
（ポンプの実施形態）
次に、上述してきたソレノイド３０を用いたポンプについて図６に基いて説明する。
ここで図示しているソレノイド３０は第１の実施形態のソレノイドであり、上述してきた構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する場合もある。
【００３７】
ポンプ５０はソレノイド３０の可動子３６によってダイアフラム５２を往復運動させ、ダイアフラム室５３の容積を変化させて流体の吸排を可能にするものである。ダイアフラム室５３は、ダイアフラム５２の一方側の面と、後述するポンプカバー５４の他方側の面とで挟まれて形成された空間である。
【００３８】
ソレノイド３０の可動子３６の中心部には、ダイアフラム５２と連結する支持棒５６が設けられている。
支持棒５６は、ソレノイド３０から一方側へ突出して設けられており、ダイアフラム５２の中心部に固定されている。
【００３９】
また、ソレノイド３０の可動子３６は、ばね５７によって他方方向に付勢されている。ばね５７は、可動子３６の内部に形成されたばね収納部５９において、支持棒５６の周囲に配置され、ばね収納部５９の他方側の端面と上ヨーク３４ａの第２の対向面４２との間で圧縮されるようにして設けられている。
【００４０】
可動子３６は、励磁コイル３２に励磁電流を流すことによって形成される磁気回路によって一方方向へ動作する方向に力が働く。励磁コイル３２に流される励磁電流がオフとなった場合には、磁気回路による力は消滅し、可動子３６はばねの付勢力により他方方向へ動作する。
可動子３６は、このように励磁コイル３２へ流される励磁電流のオン−オフによって、往復運動する。
【００４１】
ソレノイド３０の上ヨーク３４ａの一方側端部には、ポンプカバー５４が配置されている。ポンプカバー５４と上ヨーク３４ａの外周面には下ヨーク３４ｂの側壁部３４ｃが配置されている。側壁部３４ｃの先端部は、ポンプカバー５４の一方側の端面に沿って曲げられており、側壁部３４ｃが上ヨーク３４ａとポンプカバー５４とを挟持している。
【００４２】
ダイアフラム５２の周縁部５２ａは、上ヨーク３４ａの一方側端部とポンプカバー５４との間に挟み込まれて固定されている。
ダイアフラム５２の周縁部５２ａは、上ヨーク３４ａとポンプカバー５４との間に挟み込まれて押し潰されることにより、上ヨーク３４ａとポンプカバー５４との間をシールする役割を有する。
【００４３】
ポンプカバー５４には、ダイアフラム５２の往復駆動によって動作する吸入弁と、吐出弁とが設けられている。吸入弁と吐出弁とは、ポンプカバー５４から一方側に突出した２つの筒状部７０，７１の内部に設けられる。
ポンプカバー５４の筒状部７０，７１のいずれか一方の内部は、ダイアフラム室５３とポンプ外部とを連通する吸入孔６０が形成されている。吸入孔６０内には、吸入孔６０のポンプ外部に接する部位となる外側開口部６３の内側に当接して吸入孔６０を閉塞するチェックボール６４が配置されている。チェックボール６４が吸入弁に該当する。
【００４４】
チェックボール６４にはばね６６の一端が当接しており、ばね６６の付勢力によって外側開口部６３を閉塞するように付勢されている。ばね６６の他端は、ばね６６の他端を保持する止め輪７２に当接している。止め輪７２は、リング状に形成されており、吸入孔６０のダイアフラム室５３に連通する部位となる内側開口部７３が形成されている。
【００４５】
ポンプカバー５４の筒状部７０，７１のいずれか他方の内部は、ダイアフラム室５３とポンプ外部とを連通する吐出孔６２が形成されている。吐出孔６２内には、吐出孔６２のダイアフラム室５３に接する部位となる内側開口部６７の外側に当接して吐出孔６２を閉塞するチェックボール６８が配置されている。チェックボール６８が吐出弁に該当する。
【００４６】
チェックボール６８にはばね６９の一端が当接しており、ばね６９の付勢力によって内側開口部６７を閉塞するように付勢されている。ばね６９の他端は、ばね６９の他端を保持する止め輪７４に当接している。止め輪７４は、リング状に形成されており、吐出孔６２のポンプ外部に連通する部位となる外側開口部７５が形成されている。
【００４７】
ポンプ５０の動作について説明する。
励磁コイル３２に励磁電流が流れると、可動子３６はばね５７の付勢力に抗して一方方向へ移動し、支持棒５６の先端に設けられたダイアフラム５２を一方方向に押圧する。
するとダイアフラム室５３内の流体が吐出孔６２内のチェックボール６８をばね６９の付勢力に抗して押圧する。すると、内側開口部６７が開口し、ダイアフラム室５３内の流体が吐出孔６２から外部へ吐出される。
【００４８】
励磁コイル３２へ流れる励磁電流がオフになると、可動子３６はばね５７の付勢力によって他方方向へ移動し、支持棒５６の先端に設けられたダイアフラム５２を他方方向に移動させる。
するとダイアフラム室５３内の容積が増加し、吸入孔６０内のチェックボール６４をばね６６の付勢力に抗してダイアフラム室５３側に引っ張る。すると、外側開口部６３が開口し、ダイアフラム室５３内へ吸入孔６０から流体が流入する。
【００４９】
このようにして、ソレノイド３０の可動子３６の往復動によって、ポンプ５０は流体を良好に吸入・吐出できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
なお、このようなポンプは、上述したソレノイドを用いることで小型化しても省電力で十分な推力を得られるので、優れた吸排能力を備えることができ、燃料電池の空気や燃料を供給するためのポンプ、医療器具、ノートパソコンの冷却用等様々な用途に良好に用いることができる。
【００５１】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明にかかるソレノイドの第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明にかかるソレノイドの第２の実施形態を示す断面図である。
【図３】図２に示したソレノイドにおいて可動子が他方側に突出しているところを示す断面図である。
【図４】第２の実施形態のソレノイドの他の例を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態のソレノイドの推力―変位特性を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態のソレノイドを用いたポンプの断面図である。
【図７】従来のソレノイドの断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
３０ ソレノイド
３２ 励磁コイル
３３ 絶縁部材
３４ ヨーク
３４ａ 上ヨーク
３４ｂ 下ヨーク
３４ｃ 側壁部
３４ｄ 対向面部
３６ 可動子
３７ ガイドパイプ
３８ 小径部
３８ａ 一方側の端面
３８ｂ 外周面
４０ 大径部
４０ａ 一方側の端面
４０ｂ 外周面
４０ｃ 他方側の端面
４１ 第１の対向面
４２ 第２の対向面
４３ 第３の対向面
４４ 第４の対向面
４５ 凹部
４５ａ 凹部の内壁面
４６ フランジ部
４８ 防振ゴム
５０ ポンプ
５２ ダイアフラム
５２ａ ダイアフラムの周縁部
５３ ダイアフラム室
５４ ポンプカバー
５６ 支持棒
５７，６６，６９ ばね
５９ 収納部
６０ 吸入孔
６２ 吐出孔
６３，７５ 外側開口部
６４，６８ チェックボール
６７，７３ 内側開口部
７０，７１ 筒状部
７２，７４ 止め輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルと、
励磁コイルの内側に設けられる円筒状のガイドパイプと、
ガイドパイプ内に挿入されて配置される小径部と、ガイドパイプの外部に配置される大径部とを有する可動子と、
前記励磁コイルの一方の端面側を覆い、前記可動子の小径部の外周面に対向する第１の対向面および前記小径部の一方側の端面と対向する第２の対向面を有する第１のヨーク部と、
前記励磁コイルの他方の端面側を覆い、前記第１のヨーク部と磁気的に連結すると共に、前記可動子の大径部の外周面に対向する第３の対向面および前記大径部の一方側の端面と対向する第４の対向面を有する第２のヨーク部とを具備することを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
前記ガイドパイプの外周面に予め巻回されて形成された励磁コイルが装着されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のソレノイド。
【請求項３】
前記ガイドパイプは合成樹脂製であって、励磁コイルと一体に成形されてなることを特徴とする請求項１記載のソレノイド。
【請求項４】
前記ガイドパイプは合成樹脂製であって、前記第１のヨークおよび前記第２のヨークのうちの少なくとも一方と、インサート成形またはアウトサート成形されてなることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項記載のソレノイド。
【請求項５】
前記可動子の大径部の他方側の端面には、一方側に凹んだ凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項記載のソレノイド。
【請求項６】
前記大径部の他方側の端面に形成された凹部の内壁面は、開口部から底面に向かうにしたがって徐々に凹部が小径となるようなテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項５記載のソレノイド。
【請求項７】
請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のソレノイドを用い、
前記可動子の一方側の端部にダイアフラムを設け、
該ダイアフラムの動作によって容積変化するダイアフラム室を設け、
該ダイアフラム室の容積変化に伴って動作する吸入弁および吐出弁を設けたことを特徴とするポンプ。
【請求項１】
励磁コイルと、
励磁コイルの内側に設けられる円筒状のガイドパイプと、
ガイドパイプ内に挿入されて配置される小径部と、ガイドパイプの外部に配置される大径部とを有する可動子と、
前記励磁コイルの一方の端面側を覆い、前記可動子の小径部の外周面に対向する第１の対向面および前記小径部の一方側の端面と対向する第２の対向面を有する第１のヨーク部と、
前記励磁コイルの他方の端面側を覆い、前記第１のヨーク部と磁気的に連結すると共に、前記可動子の大径部の外周面に対向する第３の対向面および前記大径部の一方側の端面と対向する第４の対向面を有する第２のヨーク部とを具備することを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
前記ガイドパイプの外周面に予め巻回されて形成された励磁コイルが装着されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のソレノイド。
【請求項３】
前記ガイドパイプは合成樹脂製であって、励磁コイルと一体に成形されてなることを特徴とする請求項１記載のソレノイド。
【請求項４】
前記ガイドパイプは合成樹脂製であって、前記第１のヨークおよび前記第２のヨークのうちの少なくとも一方と、インサート成形またはアウトサート成形されてなることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項記載のソレノイド。
【請求項５】
前記可動子の大径部の他方側の端面には、一方側に凹んだ凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項記載のソレノイド。
【請求項６】
前記大径部の他方側の端面に形成された凹部の内壁面は、開口部から底面に向かうにしたがって徐々に凹部が小径となるようなテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項５記載のソレノイド。
【請求項７】
請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のソレノイドを用い、
前記可動子の一方側の端部にダイアフラムを設け、
該ダイアフラムの動作によって容積変化するダイアフラム室を設け、
該ダイアフラム室の容積変化に伴って動作する吸入弁および吐出弁を設けたことを特徴とするポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２８１１９２（Ｐ２００７−２８１１９２Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０５６５３（Ｐ２００６−１０５６５３）
【出願日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【出願人】（０００１０６９４４）シナノケンシ株式会社 (316)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【出願人】（０００１０６９４４）シナノケンシ株式会社 (316)
【Ｆターム（参考）】
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