JP2002246227A - ソレノイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 いかなる大きさの振動数の振動でも確実に生
じさせて、各種の試験装置への適用の容易化を図る。 【解決手段】 ハウジング２１内にて摺動可能に支持さ
れた作動棒２２と、作動棒２２に設けられた磁石２４
と、ハウジング２１の両端部に設けられた可動電磁石２
３とからソレノイド２０を構成する。ハウジング２１の
両端部に、めねじ部３２を有するナット部材３３を設け
る。可動電磁石２３に、ナット部材３３のめねじ部３２
へ螺合可能なおねじ部３１を設ける。ナット部材３３の
めねじ部３２への可動電磁石２３のおねじ部３１のねじ
込み量を調整することにより、可動電磁石２３と作動棒
２２の磁石２４との間隔を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、地震に
よる地盤の破壊や液状化現象等を研究する装置に用いて
好適なソレノイドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地震発生時には、その振動による土砂崩
れや液状化が深刻な問題となっており、このため、地震
による地盤への影響を研究する装置が開発されている。
この装置としては、サンプルとなる土に振動を加えるも
のがあり、振動を加える手段として、油空圧装置が用い
られているが、油空圧装置では高い周波数の振動（３Ｈ
ｚ以上）を与えることが不可能な為、高振動（３０Ｈ
ｚ）のソレノイドを用いている。一般に、ソレノイドと
しては、図３に示すように、一方側が開口された挿入穴
１が中心に設けられたハウジング２と、このハウジング
２の挿入穴１に摺動可能に挿入された鉄心３を有する棒
体４と、ハウジング２の一方側に設けられたコイル５
と、挿入穴１の底部と棒体４との間に設けられた引っ張
りバネ６とを有するものがある。

【０００３】そして、このソレノイドによれば、コイル
５へ給電されると、鉄心３が引っ張りバネ６の付勢力に
抗してコイル５側へ引き寄せられて棒体４が挿入穴１か
ら突出され、コイル５への給電がなくなると、引っ張り
バネ６によって棒体４が挿入穴１へ引き込まれる。つま
り、コイル５への給電のＯＮ・ＯＦＦを所定の周波数に
て繰り返すことにより、棒体４がその周波数にて往復移
動し、試験装置において、振動の発生を行うことができ
るようになっている。しかしながら、このソレノイドの
場合、棒体４は、コイル５による突出時と、引っ張りバ
ネ６による引き込み時で、その力が異なるため、同一の
力にて押し引きさせたい場合には、不適であった。

【０００４】このため、同一の力にて振動を生じさせる
ことができるソレノイドとして、図４に示すものが使用
されている。このソレノイドは、筒状のハウジング１１
と、このハウジング１１の中心に設けられた作動棒１２
と、ハウジング１１の両端部にそれぞれ設けられた電磁
石１３とを有している。作動棒１２には、その中央に、
磁石１４が設けられ、この磁石１４は、ハウジング１１
の内周部に設けられたリニアベアリング１５によって保
持されている。リニアベアリング１５は、軸方向に沿っ
て設けられた複数のボール１６の列が、週方向に間隔を
あけて複数列配設されたもので、このリニアベアリング
１５によって磁石１４が保持された作動棒１２が軸方向
へ摺動可能に支持されている。

【０００５】電磁石１３は、作動棒１２が挿通可能な摺
動孔１７を有する磁性体から形成された磁石本体１８
と、この磁石本体１８の周囲に設けられたコイル１９と
を有しており、コイル１９に給電されることにより励磁
し、作動棒１２の磁石１４に対して吸引力もしくは反発
力を生じさせるようになっている。そして、このソレノ
イドによれば、両端の電磁石１３によって作動棒１２を
往復移動させるものであるので、同一の力にて振動させ
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構造の
ソレノイドによれば、前述したように、同一の力にて振
動を生じさせることができるが、要求される振動数が高
くなると、その振動数の振動を生じさせることが困難と
なることがあった。つまり、この種のソレノイドでは、
低振動数（例えば、１〜１０Ｈｚ程度）であれば、良好
に振動を生じさせることができるが、振動数が大きく
（たとえば、１０〜３０Ｈｚ程度）なると振幅が小さく
なり要求される吸引力及び反発力が得られなくなり所定
の振動を生じさせることが出来ないという問題があっ
た。

【０００７】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、いかなる大きさの振動数の振動でも確実に生じさ
せることが可能なソレノイドを提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のソレノイドは、ハウジング内にて摺
動可能に支持された作動棒と、該作動棒に設けられた磁
石と、前記ハウジングの両端部に設けられた電磁石とを
有し、該電磁石への給電により、前記磁石との間に吸引
力及び反発力を交互に生じさせて、前記作動棒を往復移
動させるソレノイドであって、前記電磁石は、前記ハウ
ジングに、その軸方向の位置が可変可能とされて前記作
動棒の磁石との間隔が調整可能な可動電磁石とされてい
ることを特徴としている。

【０００９】このように、両端部に設けられた可動電磁
石の位置が、ハウジングの軸方向に可変可能とされてい
るので、この可動電磁石の位置を可変させて作動棒の磁
石との間隔を調整することにより、作動棒をあらゆる大
きさの振動数にて確実に往復移動させることができ、こ
れにより、あらゆる大きさの振動を発生させることがで
きる。これにより、このソレノイドを地盤の試験装置に
用いることにより、各種の大きさの振動数による地盤の
研究を行うことができ、特に、地震時における地盤の崩
壊現象や液状化現象の再現試験に用いて好適である。

【００１０】請求項２記載のソレノイドは、請求項１記
載のソレノイドにおいて、ハウジングの両端部に、めね
じ部を有するナット部材が設けられ、前記可動電磁石に
は、前記ナット部材のめねじ部へ螺合可能なおねじ部が
設けられ、前記ナット部材の前記めねじ部への前記可動
電磁石のおねじ部のねじ込み量を調整することにより、
前記可動電磁石と前記作動棒の磁石との間隔が調整され
ることを特徴としている。

【００１１】つまり、ナット部材のめねじ部への可動電
磁石のおねじ部のねじ込み量を調整するだけで、極めて
容易に、可動電磁石の位置を調整して、作動棒の磁石と
の間隔の調整を行うことができ、あらゆる大きさの振動
数へ容易に適応させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例のソレ
ノイドを図面を参照して説明する。図１において符号２
０はソレノイドである。このソレノイド２０は、前述し
たソレノイドと同様に、筒状のハウジング２１と、この
ハウジング２１の中心に設けられた作動棒２２と、ハウ
ジング２１の両端部にそれぞれ設けられた可動電磁石２
３とを有している。

【００１３】作動棒２２には、その中央に、磁石２４が
設けられ、この磁石２４は、ハウジング２１の内周部に
設けられたリニアベアリング２５によって保持されてい
る。リニアベアリング２５は、軸方向に沿って設けられ
た複数のボール２６の列が、週方向に間隔をあけて複数
列配設されたもので、このリニアベアリング２５によっ
て磁石２４が保持された作動棒２２が軸方向へ摺動可能
に支持されている。

【００１４】可動電磁石２３は、作動棒２２が挿通可能
な摺動孔２７を有する磁性体から形成された磁石本体２
８と、この磁石本体２８の周囲に設けられたコイル２９
とを有しており、コイル２９に給電されることにより励
磁し、作動棒２２の磁石２４に対して吸引力もしくは反
発力を生じさせるようになっている。

【００１５】可動電磁石２３には、外側の端部に、おね
じ部３１が形成されている。また、ハウジング２１の両
端部には、中心にめねじ部３２が形成されたナット部材
３３が設けられており、可動電磁石２３のおねじ部３１
が、ナット部材３３のめねじ部３２にねじ込まれてい
る。そして、可動電磁石２３を回動させることにより、
ナット部材３３のめねじ部３２へのおねじ部３１のねじ
込み量が可変され、これにより、可動電磁石２３と作動
棒２２の磁石２４との間隔が調整されるようになってい
る。

【００１６】上記のソレノイド２０において、左右の可
動電磁石２３へ給電すると、左右の可動電磁石２３によ
って作動棒２２の磁石２４が吸引及び反発されることに
より、作動棒２２が同一の力にて往復移動して振動が発
生する。ここで、振動数を大きくすると、前述したよう
に、振幅が小さくなり、これにより、振動時における磁
石２４と可動電磁石２３との間隔が大きくなる。このよ
うに、間隔が大きくなると、次式からわかるように、生
じる吸引力及び反発力である磁力Ｆが弱くなってしま
う。ただし、Ｆ１、Ｆ２は、各可動電磁石２３の磁力で
あり、ｒは磁石２４と可動電磁石２３との間隔である。

【００１７】Ｆ∝（Ｆ１×Ｆ２）／ｒ^２

【００１８】したがって、大きい振動数（１０〜３０Ｈ
ｚ程度）を要する場合は、両端部の可動電磁石２３を回
動させて、ナット部材３３のめねじ部３２へおねじ部３
１をねじ込む。このようにすると、図２に示すように、
作動棒２２の磁石２４と可動電磁石２３との間隔ｒが狭
まり、吸引力及び反発力である磁力Ｆが大きくされ、十
分な力での振動を発生させることができる。

【００１９】このように、上記の構造のソレノイド２０
によれば、両端部に設けられた可動電磁石２３の位置
が、ハウジング２１の軸方向に可変可能とされているの
で、この可動電磁石２３の位置を可変させて作動棒２２
の磁石２４との間隔ｒを調整することにより、作動棒２
２をあらゆる大きさの振動数にて確実に往復移動させる
ことができ、これにより、あらゆる大きさの振動を発生
させることができる。

【００２０】これにより、このソレノイド２０を地盤の
試験装置に用いることにより、各種の大きさの振動数に
よる地盤の研究を行うことができ、特に、地震時におけ
る地盤の崩壊現象や液状化現象の再現試験に用いて好適
である。しかも、ナット部材３３のめねじ部３２への可
動電磁石２３のおねじ部３１のねじ込み量を調整するだ
けで、極めて容易に、可動電磁石２３の位置を調整し
て、作動棒２２の磁石２４との間隔ｒの調整を行うこと
ができ、あらゆる大きさの振動数へ容易に適応させるこ
とができる。

【００２１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のソレノ
イドによれば、下記の効果を得ることができる。請求項
１記載のソレノイドによれば、両端部に設けられた可動
電磁石の位置が、ハウジングの軸方向に可変可能とされ
ているので、この可動電磁石の位置を可変させて作動棒
の磁石との間隔を調整することにより、作動棒をあらゆ
る大きさの振動数にて確実に往復移動させることがで
き、これにより、あらゆる大きさの振動を発生させるこ
とができる。これにより、このソレノイドを地盤の試験
装置に用いることにより、各種の大きさの振動数による
地盤の研究を行うことができ、特に、地震時における地
盤の崩壊現象や液状化現象の再現試験に用いて好適であ
る。

【００２２】請求項２記載のソレノイドによれば、ナッ
ト部材のめねじ部への可動電磁石のおねじ部のねじ込み
量を調整するだけで、極めて容易に、可動電磁石の位置
を調整して、作動棒の磁石との間隔の調整を行うことが
でき、あらゆる大きさの振動数へ容易に適応させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態例のソレノイドの構成及び
構造を説明するソレノイドの断面図である。

【図２】 本発明の実施形態例のソレノイドの操作につ
いて説明するソレノイドの断面図である。

【図３】 従来のソレノイドの構成及び構造を説明する
ソレノイドの断面図である。

【図４】 従来の他のソレノイドの構成及び構造を説明
するソレノイドの断面図である。

【符号の説明】

２０ ソレノイド ２１ ハウジング ２２ 作動棒 ２３ 可動電磁石 ２４ 磁石 ３１ おねじ部 ３２ めねじ部 ３３ ナット部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内にて摺動可能に支持された
   作動棒と、該作動棒に設けられた磁石と、前記ハウジン
   グの両端部に設けられた電磁石とを有し、該電磁石への
   給電により、前記磁石との間に吸引力及び反発力を交互
   に生じさせて、前記作動棒を往復移動させるソレノイド
   であって、 前記電磁石は、前記ハウジングに、その軸方向の位置が
   可変可能とされて前記作動棒の磁石との間隔が調整可能
   な可動電磁石とされていることを特徴とするソレノイ
   ド。
2. 【請求項２】 前記ハウジングには、その両端部に、め
   ねじ部を有するナット部材が設けられ、前記可動電磁石
   には、前記ナット部材のめねじ部へ螺合可能なおねじ部
   が設けられ、前記ナット部材の前記めねじ部への前記可
   動電磁石のおねじ部のねじ込み量を調整することによ
   り、前記可動電磁石と前記作動棒の磁石との間隔が調整
   されることを特徴とする請求項１記載のソレノイド。