JP2021034736A - マルチステーブルソレノイドのためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アーマチャの端部停止衝撃力又は中間位置オーバーシュートを減少させることによって、アーマチャが安定位置間で移動する時にソレノイドに安定性を与えることのできるマルチステーブルソレノイドを提供する。【解決手段】マルチステーブルソレノイド１００は、第１、第２、第３ワイヤコイル１１８、１２０、１２２を含む。また、第１、第２、第３ダンピングリング１４０、１４２、１４４からなる磁気ダンパ１３８を含む。磁気ダンパ１３８は中心軸１０８の周りで閉じた伝導路を形成する。アーマチャ１２４及び永久磁石１２６が安定位置間を移動すると、磁気ダンパ１３８内部に誘導電流が発生し、逆向きの磁気ダンピング力が生じる。アーマチャ１２４が中央磁気戻り止め位置に発射される場合にオーバーシュートを抑制、防止し、アーマチャ１２４が第１端部位置又は第２端部位置に移動するときに衝撃力を減少させることができる。【選択図】図５

Description

＜関連出願の相互参照＞
本出願は、２０１９年８月２２日に出願された米国仮出願番号第６２／８９０，３００号に基づくとともにその優先権の主張を伴う出願であり、当該仮出願の全内容はここに引用することにより盛り込まれているものとする。

＜連邦政府の支援による研究に関する言明＞
該当無し。

一般的に、ソレノイドは、ワイヤコイルにエネルギーを与える（以下、活性化するとも表現する）ことで生成される電磁場に応じて移動可能なアーマチャを含み得る。

本開示は概してソレノイドに関し、より具体的には磁気ダンピングリングを有するマルチステーブルソレノイドに関する。通常、磁気ダンピングリングは、ソレノイドのアーマチャの端部停止衝撃力又は中間位置オーバーシュートを減少させることによって、アーマチャが安定位置間で移動する時にソレノイドに安定性を与える。

一態様において、本開示は、ワイヤコイルと、永久磁石を有するアーマチャと、を備えたソレノイドを提供する。アーマチャはワイヤコイルに選択的にエネルギーを与えたときに２以上の安定位置間で移動可能である。ソレノイドは、アーマチャの移動経路に沿って配置された１以上の磁気ダンパをさらに備える。１以上の磁気ダンパは、アーマチャの移動方向と逆方向に磁気ダンピング力を発生させるよう構成されている。

一態様において、本開示は、互いに軸方向に間隔をあけて配置された１以上のワイヤコイルと、永久磁石を有するアーマチャと、を備えたソレノイドを提供する。アーマチャは１以上のワイヤコイルのうちの少なくとも１つに選択的にエネルギーを与えたときに安定位置間で移動可能である。ソレノイドは、アーマチャの移動経路に沿って配置された１以上の磁気ダンパをさらに備える。１以上の磁気ダンパは、アーマチャと１以上の磁気ダンパのうちの少なくとも１つとの間の相対的な移動に応じて磁気ダンピング力を発生させるよう構成される。磁気ダンピング力の方向は、アーマチャの移動方向と逆方向となるよう構成されている。

以下の記載から本開示の上記の並びに他の態様及び利点が明らかとなるであろう。以下の記載はその一部を構成する添付の図面を参照して記載されており、図面では説明を目的として本開示の好ましい構成が示されている。しかしながらこれらの構成は必ずしも本開示の全範囲を表すものではなく、本開示の範囲の解釈においては特許請求の範囲及び本明細書を参照すべきである。

以下の詳細な説明を考慮することで、本発明はより良く理解され、上記のもの以外の態様及び利点が明らかとなるであろう。詳細な説明は以下の図面を参照している。

本開示の一態様における、従来のマルチステーブルソレノイドの略図である。 図１のマルチステーブルソレノイドの一部の略図であり、グラフは、ソレノイドに電流を流していない時のマルチステーブルソレノイドのソレノイドについて、力をストロークの関数として示したものである。 図１のマルチステーブルソレノイドの一部の略図であり、グラフは、さまざまな発射状態における定められたコイル構成について力をストロークの関数として示したものである。 図１のマルチステーブルソレノイドにおける定められた発射状態について、力をストロークの関数として示したものである。 本開示の一態様に係る磁気ダンピング部品を含むマルチステーブルソレノイドの略図である。 さまざまなアーマチャ速度について、磁気ダンピング部品を有する場合と有さない場合とで、磁気ダンピング力をストロークの関数として示したグラフである。 ダンピング部品を有する場合と有さない場合の図６のソレノイドの構成について、アーマチャ位置を時間の関数として示したグラフである。

本開示の態様について詳細に説明する前に、本開示は、以下の記載又は添付の図面に示される部品の構成及び配置の詳細での応用に限定されるものでないことは理解されるべきである。本開示は、他の形態も可能であると共に、さまざまな方法で実施又は実行可能である。また、本明細書で用いる表現及び用語は、説明のためのものであり、限定を意図するものでないことは、理解されるべきである。本明細書に記載の「含む」、「備える」又は「有する」及びこれらのバリエーションは、その前にリストされた要素、その同等のもの及び追加の要素を包括することを意味する。別途明記又は限定のない限り、「取り付け」、「接続」、「支持」、「結合」及びこれらのバリエーションの用語は、広義に使用され、直接的及び間接的な搭載、接続、支持及び結合を包括する。さらに、「接続」及び「結合」は、物理的又は機械的な接続又は結合に制限されない。

以下の解説は、当業者が本発明の実施形態を作成及び使用することを可能とするために示される。示された実施形態へのさまざまな修正は当業者に明らかであり、本発明の実施形態から逸脱することなく本明細書に記載の包括的な原理を他の実施形態及び応用に適用することができる。したがって、本発明の実施形態は示された実施形態に限定されることは意図されておらず、本明細書に開示された原理及び特徴と一致する最も広い範囲とされるべきである。以下の詳細な記載は、図面を参照して理解されるべきであり、異なる図面における同様の構成要素には同様の符号を付してある。図面は、必ずしも原寸に比例しておらず、選択された実施形態を描写し、本発明の実施形態の範囲を限定することは意図していない。当業者であれば、本明細書に示された例が多くの有用な代替のものを有し、本発明の実施形態の範囲内であることを認識するであろう。

本明細書における「軸（方向）」との用語及びそのバリエーションの使用は、特定の部品又はシステムの対称軸、中心軸又は延長方向に沿って全体的に延在する方向を指す。例えば、部品の軸方向に延在する構造はその部品の対称軸又は延長方向に平行な方向に沿って全体的に延在し得る。同様に、本明細書における「径（方向）」との用語及びそのバリエーションの使用は、対応する軸方向に対して全体的に垂直な方向を指す。例えば、部品における径方向に延在する構造は、その部品の長手方向軸又は中心軸に垂直な方向に少なくとも部分的に沿って全体的に延在してもよい。本明細書における「周（方向）」との用語及びそのバリエーションの使用は、物体の外周又は周縁の周囲、あるいは特定の部品又はシステムの対称軸の周囲、中心軸の周囲又は延長方向の周囲に全体的に延在する方向を指す。

通常、マルチステーブルソレノイドは１以上の安定位置間で移動可能なアーマチャを含んでもよい。例えば、マルチステーブルソレノイドはアーマチャについて２以上の安定位置を定めてもよい。アーマチャが安定位置（例えばワイヤコイルにエネルギーが与えられていない時（以下、不活性化時とも表現する）にアーマチャが留まる位置）の間で選択的に移動することで、アーマチャと１以上の端部位置との係合及び係合解除を容易にすることができる。例えば、アーマチャは２つの端部位置及び中央位置の間で移動可能としてもよい（即ち３つの安定位置を有するトライステーブルソレノイドとしてもよい）。

多くの場合従来のマルチステーブルソレノイドはアーマチャが端部位置から中央磁気戻り止め位置に移動する時にオーバーシュート（行き過ぎ）をしてしまうという欠点がある。即ち、アーマチャはオーバーシュートして中央位置を過ぎたところに位置ずれしてしまうことがあり、場合によっては過ぎたところに位置ずれして所望の戻り止め位置から逃れてしまうことがある。このオーバーシュートによって動作が不十分となったり、ソレノイドが定められた用途において動作不可な状態となってしまったりする可能性がある。いくつかの非限定的な例では、アーマチャが端部位置に到達した時にアーマチャの速度を落とすため及び／又はアーマチャの衝撃力を低減させるために、磁気ダンピング部品を用いてもよい。

本開示は、戻り止め位置に移動する時にオーバーシュートの量を小さくする又は制御するよう構成されたマルチステーブルソレノイドのためのシステム及び方法を提供する。いくつかの態様では、本開示は、アーマチャが戻り止め位置に移動する時にアーマチャが戻り止めを過ぎて移動することを防止又は抑制する１以上の磁気ダンピング部品を含むリングソレノイドを提供する。磁気ダンピング部品は、リング形状を有しかつアーマチャの移動経路に沿って配置されてもよい。これにより、例えば、動作中に戻り止め位置を過ぎてオーバーシュートして望ましくない位置に係合することを防止することができる。

図１は従来のマルチステーブルソレノイド１００の非限定的な例を示す。いくつかの非限定的な例では、マルチステーブルソレノイド１００はリング形状を有している（即ち中心軸１０８の周りで周方向に延在する）。

図示の非限定的な例では、マルチステーブルソレノイド１００はハウジング１１６を含んでもよい。いくつかの非限定的な例では、ハウジング１１６は強磁性材料から製造されてもよい。通常、マルチステーブルソレノイド１００は、電流を流した時に電磁力を選択的に発生させるワイヤコイルを含んでもよい。いくつかの非限定的な例では、マルチステーブルソレノイド１００は、第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０、第３ワイヤコイル１２２及びアーマチャ１２４を含んでもよい。いくつかの非限定的な例では、第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０及び第３ワイヤコイル１２２は、第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０及び第３ワイヤコイル１２２を画定する複数のコイルベイ(bays)に分けられた１つのワイヤコイルから形成されてもよい。いくつかの非限定的な例では、第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０及び第３ワイヤコイル１２２は別々に設けられた個々のワイヤコイルであってもよい。何れの場合でも、第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０及び第３ワイヤコイル１２２はハウジング１１６内に配置され軸方向に分離されてもよく（即ち中心軸１０８に沿った方向に間隔を空けて設けられてもよく）、軸方向において第１ワイヤコイル１１８と第３ワイヤコイル１２２の間に第２ワイヤコイル１２０を配するようにしてもよい。いくつかの非限定的な例では、マルチステーブルソレノイドは３つより少ない又は３つより多いワイヤコイル又はワイヤコイルベイを含んでもよい。

アーマチャ１２４は、アーマチャ１２４内に少なくとも部分的に配置された永久磁石１２６を含んでもよい。いくつかの非限定的な例では、アーマチャ１２４は、永久磁石１２６に加えて、１以上の強磁性部品から構成されてもよい。アーマチャ１２４は、ハウジング１１６の径方向端部とリングアーマチャ１２４の間に径方向エアギャップが存在するようにハウジング１１６内に配置されてもよい（即ち径方向エアギャップはアーマチャ１２４の外径とハウジング１１６の内径の間に画定される）。図示の非限定的な例では、永久磁石１２６は軸方向に磁化されてもよい。即ち、永久磁石１２６のＮ極とＳ極が中心軸１０８に沿って整列され又は中心軸に平行となるよう配置されてもよい。

図２を参照すると、図示の非限定的な例では、アーマチャ１２４は、第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０及び第３ワイヤコイル１２２のうちの１以上を選択的に活性化した時に３つの異なる安定位置間でシャフト１１４に沿って軸方向に移動可能である。例えば、アーマチャ１２４は、第１端部位置１２８、中央磁気戻り止め位置１３０及び第２端部位置１３２間で移動可能としてもよい。中央戻り止め位置１３０は軸方向において第１端部位置１２８と第２端部位置１３２の間に配置されてもよい。いくつかの非限定的な例では、マルチステーブルソレノイド１００は、アーマチャ１２４について２つ以上（例えば２つ、４つ、５つ、６つなど）の安定位置を定めてもよい。

図２のグラフに示すように、マルチステーブルソレノイド１００（例えばハウジング１１６）内の磁気部品は、永久磁石１２６とこれらの磁気部品との磁気的な相互作用により、アーマチャ１２４に対して可変力を発生させてもよい。図２に示す受動力（受動的な力）−ストローク曲線は、第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０及び第３ワイヤコイル１２２を全て不活性化した時のアーマチャ１２４に作用する力の量を第１端部位置１２８と第２端部位置１３２の間の位置の関数として示したものである。図２のグラフでは、アーマチャ１２４を（図２の紙面において）右に移動させるために正の力が作用している。例えば、第１端部位置１２８は図２のｘ軸上で４ミリメートル負側にあり、中央戻り止め位置１３０は図２の原点にあり、第２端部位置１３２は図２のｘ軸上で４ミリメートル正側にあるとしてもよい。図示の非限定的な例では、アーマチャ１２４が第１端部位置１２８にある時には負の力（即ち、図２の紙面において左にアーマチャ１２４を付勢する力）がアーマチャ１２４に作用し、リングアーマチャ１２４を中央戻り止め位置１３０に向けて移動させるにはこの元々の静的な力よりも大きい正の力が必要となる。

アーマチャ１２４を第１端部位置１２８と第２端部位置１３２の間の経路に沿って円滑に移動させるために、第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０及び第３ワイヤコイル１２２のいろいろな組み合わせを選択的に活性化してもよい（即ちこれらに所望方向の電流を流してもよい）。例えば、第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０及び第３ワイヤコイル１２２のうちの１つ、２つ又は全てを異なる時点で活性化して、所望方向の所定の力をアーマチャ１２４に与えてアーマチャ１２４を第１端部位置１２８、中央戻り止め位置１３０及び第２端部位置１３２のうちの１つに移動させてもよい。

図３は、第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０及び第３ワイヤコイル１２２の定められた構成について、２つの発射状態（firing conditions）（状態とはアーマチャ１２４を２つの位置の間で移動させること）についての力−ストローク曲線の２つの非限定的な例を示す。第１ワイヤコイル１１８、第２ワイヤコイル１２０及び第３ワイヤコイル１２２の構成並びにこれらに流される電流によって、力−ストローク曲線の形状及びｙ軸上の位置が変わり得る。

図示の非限定的な例では、曲線１３４（発射ＯＮ(fire ON)）は、中央戻り止め位置１３０から第２端部位置１３２まで発射させる構成に関するものである。図３に示すように、発生する力は常に正であり、アーマチャ１２４が第２端部位置１３２に向けて付勢されることを示す。曲線１３６（発射ＯＦＦ(fire OFF)）は、第２端部位置１３２から中央戻り止め位置１３０まで発射させる構成に関するものである。図３に示すように、発生する力は中央戻り止め位置１３０まで途中ずっと常に負である。第１端部位置１２８又は第２端部位置１３２から中央戻り止め位置１３０までの発射状態における力−ストローク特性によって、望ましくないオーバーシュート（即ちアーマチャが所望位置１３０を過ぎて移動する）が生じる可能性がある。

通常、リングアーマチャ１２４の動きはエネルギー保存によって支配されている。例えば、図４において曲線１３６について示すように、第２端部位置１３２から中央戻り止め位置１３０まででアーマチャ１２４に対してされた加速の仕事の量はアーマチャ１２４に対してされた減速の仕事よりもかなり大きい。このように、物理法則によればアーマチャ１２４は中央戻り止め位置１３０に到達した時点において中央戻り止め位置１３０を過ぎて移動する、場合によっては次の安定位置まで不必要に移動するのに十分な運動量を有しているであろう。

図５は、第１端部位置１２８及び第２端部位置１３２の一方から中央戻り止め位置１３０まで発射させる場合にアーマチャ１２４のオーバーシュートを抑制又は実質的に防止するよう設計されたマルチステーブルソレノイド１００の１つの非限定的な例を示す。通常、マルチステーブルソレノイド１００はアーマチャ１２４の移動経路に沿って配置された１以上の磁気ダンパ１３８を含んでもよい。図示の非限定的な例では、マルチステーブルソレノイド１００は、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４を含んでもよい。第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４は少なくとも部分的にハウジング１１６内に配置されてもよい。図示の非限定的な例では、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４は、アーマチャ１２４に対して径方向に隣接したハウジング１１６の端部に配置されてもよく、ハウジング１１６は径方向に延在して第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４を径方向に分離するアーム又は指部１４６を含んでもよい。第１ワイヤコイル１１８はハウジング１１６と第１ダンピングリング１４０によって包囲されてもよく、第２ワイヤコイル１２０はハウジング１１６と第２ダンピングリング１４２によって包囲されてもよく、第３ワイヤコイル１２２はハウジング１１６と第３ダンピングリング１４４によって包囲されてもよい。

一部の非限定的な例では、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４は、電気伝導性を有する非強磁性材料から製造されてもよい。一部の非限定的な例では、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４は、周方向において伝導性を有して閉じた伝導路（例えば、中心軸１０８の周りで周方向に延在する閉じた経路において電気伝導性を有する）を形成してもよい。

通常、リングアーマチャ１２４が第１端部位置１２８、中央戻り止め位置１３０及び第２端部位置１３２の間を移動するとリングアーマチャ１２４において速さ又は速度に依存する磁気ダンピング力が発生する。アーマチャ１２４及び永久磁石１２６が安定位置間を移動すると、１以上の磁気ダンパ１３８に対して磁場変動が生じる。この磁場変動によって１以上の磁気ダンパ１３８内部に誘導電流が発生し、逆向きの磁気ダンピング力が生じる。アーマチャ１２４の移動経路に沿って第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４を追加することで、アーマチャ１２４上に発生する磁気ダンピング力が（ダンピングリングのない構成と比較して）増大し、ダンピング力の大きさ及び方向によって、リングアーマチャ１２４が中央磁気戻り止め位置１３０に発射される場合にオーバーシュートすることを抑制又は実質的に防止することができる。加えて、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４の組み合わせ効果によってもたらされるダンピング力の大きさ及び方向は、アーマチャ１２４が第１端部位置１２８又は第２端部位置１３２に移動するときに速度を落とす又は衝撃力を減少させることができる。

図６に示すように、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４を用いることで、マルチステーブルソレノイド１００の磁気ダンピング力特性を大幅に変更することができる。例えば、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４によって、定められた発射状態についてダンピング力を全体的に放物線形状となるように変更することができる。例えば、第１端部位置１２８から中央戻り止め位置１３０に発射させる場合（即ち曲線１４８）、磁気ダンピング力は最初に（絶対値で）増大し、その後リングアーマチャ１２４が中央戻り止め位置１３０に到達するにつれて減少してもよい。図６に示すように、曲線１４８のダンピング力は負の値であり、これは軸に沿って右から左に向かう方向に作用することに対応している。アーマチャ１２４が第１端部位置１２８から中央戻り止め位置１３０に移動する時、アーマチャ１２４は軸方向に左から右に位置ずれする。そのため、１以上のダンピングリング１３８によって発生するダンピング力はアーマチャ１２４の移動方向とは逆向きに作用する。

同様に、第２端部位置１３２から中央戻り止め位置１３０に発射させる場合（即ち曲線１５０）、磁気ダンピング力は最初に（絶対値で）増大し、その後リングアーマチャ１２４が中央戻り止め位置１３０に到達するにつれて減少してもよい。図６に示すように、曲線１５０のダンピング力は正の値であり、これは軸に沿って左から右に向かう方向に作用することに対応している。アーマチャ１２４が第２端部位置１３２から中央戻り止め位置１３０に移動する時、アーマチャ１２４は軸方向に右から左に位置ずれする。この場合も、１以上のダンピングリング１３８によって発生するダンピング力はアーマチャ１２４の移動方向とは逆向きに作用する。このようにして、例えば、アーマチャ１２４が第１端部位置１２８及び第２端部位置１３２の一方から中央戻り止め位置１３０に移動する際に、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４を用いることで発生する磁気ダンピング力がアーマチャ１２４の運動量を制限するように働いてもよい。これにより、アーマチャ１２４が磁気戻り止め位置１３０中央を過ぎて過度にオーバーシュートすることが抑制又は実質的に防止され、マルチステーブルソレノイド１００の有効かつ正確な動作を確実に行うことができる。

本明細書に記載したように、１以上のダンピングリング１３８によって発生するダンピング力は、アーマチャ１２４が１以上のダンピングリング１３８に対して移動することにより生じる磁場変動によってもたらされるものであってもよい。したがってダンピング力の発生は、アーマチャ１２４が第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４のうちの少なくとも１つに対して移動することによって引き起こされてもよく、このことは図６に反映されている。例えば、曲線１４８におけるダンピング力の大きさは第１端部位置１２８においてゼロであり、アーマチャ１２４が中央戻り止め位置１３０に向かって移動を開始した時にダンピング力が（絶対値で）増大してもよい。同様に、曲線１５０におけるダンピング力の大きさは第２端部位置１３２においてゼロであり、アーマチャ１２４が中央戻り止め位置１３０に向かって移動を開始した時にダンピング力が（絶対値で）増大してもよい。このように、１以上のダンピングリング１３８によって発生するダンピング力の大きさは速さ又は速度に依存するものであってもよい。即ち、アーマチャ１２４が動いていない場合（例えば速度がゼロ）、ダンピング力は発生しない。アーマチャ１２４が移動を開始すると（即ち速度の絶対値がゼロよりも大きくなると）、１以上のダンピングリング１３８によって、アーマチャ１２４の移動方向とは逆向きに、アーマチャ１２４の速度の絶対値に関連する大きさで、ダンピング力が発生するようにしてもよい。

図７に、１以上の磁気ダンパ１３８によるさらなる利益を示す。図７に示すように、１以上の磁気ダンパ１３８を用いない場合（曲線１４９）にはオーバーシュート（即ち中央戻り止め位置１３０を過ぎて移動すること）がより大きく、そして、リングアーマチャ１２４が中央戻り止め位置１３０で安定状態となるまでにより長い時間がかかる。換言すると、１以上の磁気ダンパ１３８を含むことで（曲線１５１）、中央戻り止め位置１３０を過ぎてしまうオーバーシュートが減少するとともに、より早く中央戻り止め位置１３０で安定状態となる。

アーマチャ１２４のオーバーシュートに関する望ましい効果に加え、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４を用いることによって、ハウジングの磁気飽和にほとんど依存しない（即ちダンピング力が磁気飽和の影響を受けない）ように構成された解決手段を提供することができる。さらに、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４を収容するにあたってマルチステーブルソレノイド１００の他の強磁性部品についての変更は不要である。例えば、ハウジング１１６及びマルチステーブルソレノイド１００内の他の磁気部品は形状およびサイズを変更しなくてもよく、静磁場特性は変わらないままである。したがって、定められた用途についてのマルチステーブルソレノイド１００の静磁場要件を力学的要件から切り離すことができ、設計プロセスの複雑さを大幅に減少させることができる。さらに、第１ダンピングリング１４０、第２ダンピングリング１４２及び第３ダンピングリング１４４を用いることで設計における磁気材料の効率を変えずに維持することができる。

本明細書において明確かつ一貫した記載となるよう実施形態を説明したが、本発明から逸脱せずにこれら実施形態をさまざまな組み合わせる又は切り離すことが可能であり、このことは理解されるであろう。例えば、本明細書に記載した全ての好適な特徴は本明細書に記載した全ての態様に適用可能であることが理解されるであろう。

したがって、本発明について特定の実施形態及び実施例との関連で記載したが、本発明はそのように限定されるものではなく、数々の他の実施形態、実施例、使用並びに実施形態、実施例及び使用からの逸脱が特許請求の範囲に含まれる。本明細書で引用した特許文献及び刊行物は、各々、個別に本明細書に引用により盛り込まれているものとして、その全開示が参照により本明細書に盛り込まれているものとする。

本発明のさまざまな特徴及び利点が特許請求の範囲に記載されている。

Claims (20)

1. ワイヤコイルと、
   永久磁石を含むアーマチャと、前記アーマチャの移動経路に沿って配置された１以上の磁気ダンパと、を備え、
   前記アーマチャは前記ワイヤコイルに選択的にエネルギーを与えたときに２以上の安定位置間で移動可能であり、
   前記１以上の磁気ダンパは、前記アーマチャの移動方向と逆方向に磁気ダンピング力を発生させるよう構成されている、ソレノイド。
2. ハウジングをさらに備える、請求項１に記載のソレノイド。
3. 前記ワイヤコイルは前記ハウジング内に配置されている、請求項２に記載のソレノイド。
4. 前記ワイヤコイルは、互いに軸方向に分離された１以上のワイヤコイルベイに分けられた単一の連続的なコイルから構成されている、請求項３に記載のソレノイド。
5. 前記ハウジングは、前記１以上のワイヤコイルベイを軸方向に分離する１以上の指部を含む、請求項４に記載のソレノイド。
6. 前記ワイヤコイルは、互いに軸方向に分離された１以上の別個のワイヤコイルを備える、請求項３に記載のソレノイド。
7. 前記ハウジングは、前記１以上の別個のワイヤコイルを軸方向に分離する１以上の指部を含む、請求項６に記載のソレノイド。
8. 前記ハウジングは強磁性材料から製造されたものである、請求項２に記載のソレノイド。
9. 前記１以上の磁気ダンピングリングは少なくとも部分的に前記ハウジング内に配置されている、請求項２に記載のソレノイド。
10. 前記１以上の安定位置は、第１端部位置、中央戻り止め位置及び第２端部位置を含む、請求項１に記載のソレノイド。
11. 前記アーマチャは、前記ワイヤコイルにエネルギーが与えられていない状態において、前記第１端部位置、前記中央戻り止め位置及び前記第２端部位置のうちの少なくとも１つで安定している、請求項１０に記載のソレノイド。
12. 前記１以上の磁気ダンパは電気伝導性を有する非強磁性体である、請求項１に記載のソレノイド。
13. 前記１以上の磁気ダンパは周方向に電気伝導性を有して閉じた伝導路を形成している、請求項１２に記載のソレノイド。
14. 前記アーマチャは、前記永久磁石に加えて、１以上の強磁性部品から構成されている、請求項１に記載のソレノイド。
15. 前記磁気ダンピング力の大きさは前記アーマチャの速度に依存するよう構成されている、請求項１に記載のソレノイド。
16. ワイヤコイルと、
    永久磁石を含むアーマチャと、
    前記アーマチャの移動経路に沿って配置された１以上の磁気ダンパと、を備え、
    前記アーマチャは前記ワイヤコイルに選択的にエネルギーを与えたときに２以上の安定位置間で移動可能であり、
    前記１以上の磁気ダンパは、前記アーマチャと前記１以上の磁気ダンパのうちの少なくとも１つとの間の相対的な移動に応じて磁気ダンピング力を発生させるよう構成され、
    前記磁気ダンピング力の方向は、前記アーマチャの移動方向と逆方向となるよう構成されている、ソレノイド。
17. 前記磁気ダンピング力の大きさは前記アーマチャの速度に依存するよう構成されている、請求項１６に記載のソレノイド。
18. 前記１以上の安定位置は、第１端部位置、中央戻り止め位置及び第２端部位置を含む、請求項１６に記載のソレノイド。
19. 前記アーマチャは、前記ワイヤコイルにエネルギーが与えられていない状態において、前記第１端部位置、前記中央戻り止め位置及び前記第２端部位置のうちの少なくとも１つで安定している、請求項１８に記載のソレノイド。
20. 前記１以上の磁気ダンパは電気伝導性を有する非強磁性体であり、
    前記１以上の磁気ダンパは周方向に電気伝導性を有して閉じた伝導路を形成している、請求項１に記載のソレノイド。

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