JP2022154312A - ソレノイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固定鉄心側に可動鉄心を移動させるために必要なコイルへの通電量を低減しつつ、ソレノイド装置に必要な作動性を確保することができるソレノイド装置を提供する。【解決手段】ソレノイドケース６と、ソレノイドケース６の内方に収容されるコイル２と、固定鉄心４と、軸方向に往復動可能に配置され、コイル２への通電により生じる電磁力により少なくとも軸方向の固定鉄心４側に移動される可動鉄心３０と、を備えるソレノイド装置１であって、可動鉄心３０には固定鉄心４側に永久磁石７が固定されており、可動鉄心３０は、永久磁石７の側面７１に沿って背面側から前面方向に延出する凸部３２を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、可動鉄心により各種装置を作動させるソレノイド装置に関する。

様々な産業分野において弁や機械等の各種装置を作動させる手段として、ソレノイド装置が利用されている。ソレノイド装置は、コイルに通電されることで往復動可能に配置された可動鉄心を電磁的に移動させることにより、各種装置を作動させるようになっている。

一般的にソレノイド装置は、磁性体から構成されるソレノイドケースと、ソレノイドケースの内方に収容されるコイルと、固定鉄心と、可動鉄心と、を具備し、コイルへの通電により固定鉄心と可動鉄心との間に磁力を発生させ、可動鉄心を軸方向の固定鉄心側に移動させるものであり、可動鉄心には各種装置に当接または接続されるロッドが軸方向一端側に延びている。このようなソレノイド装置の構造は、多種多様であるが、可動鉄心を固定鉄心側に引き寄せる永久磁石を別に設けたものもある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示されるソレノイド装置は、可動鉄心に永久磁石が埋設されており、この永久磁石の磁力により可動鉄心が固定鉄心側に引き寄せられる構成となっている。これによれば、永久磁石の磁力を利用することで、固定鉄心側で可動鉄心の位置を保持するために必要なコイルへの通電量を低減することができる。

特開平１－３０２７０７号公報（第２頁、第３図）

このように特許文献１のようなソレノイド装置にあっては、常時磁力が発生している永久磁石を用いることで、通電時に磁力を発生させる電磁石側に必要となる磁力を低減させることができる。しかしながら、永久磁石による磁力は、永久磁石と吸引される対象物である固定鉄心との離間距離が大きくなるにつれて小さくなるものの、永久磁石による磁力は軸方向の広い領域で固定鉄心に及ぶことから、可動鉄心を固定鉄心から離間させる際の抵抗となり、可動鉄心の作動性を低下させてしまう虞があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、固定鉄心側に可動鉄心を移動させるために必要なコイルへの通電量を低減しつつ、ソレノイド装置に必要な作動性を確保することができるソレノイド装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のソレノイド装置は、
ソレノイドケースと、前記ソレノイドケースの内方に収容されるコイルと、固定鉄心と、軸方向に往復動可能に配置され、前記コイルへの通電により生じる電磁力により少なくとも軸方向の固定鉄心側に移動される可動鉄心と、を備えるソレノイド装置であって、
前記可動鉄心には前記固定鉄心側に永久磁石が固定されており、
前記可動鉄心は、前記永久磁石の側面に沿って背面側から前面方向に延出する凸部を有する。
これによれば、永久磁石の磁力線は、永久磁石の固定鉄心側と凸部との間に集中し、大きな吸引力を得ることができ、固定鉄心側に可動鉄心を移動させるために必要なコイルへの通電量を低減することができる。また、永久磁石の磁力線が永久磁石の固定鉄心側と凸部との間に集中することで、永久磁石の磁力の影響が及ぶ軸方向の領域が狭められていれるため、固定鉄心を可動鉄心から離間させると、固定鉄心に作用する吸引力が急激に減衰することとなる。これらにより、ソレノイド装置に必要な作動性を確保することができる。

前記凸部は、前記永久磁石の側面を前後方向に覆うように延びていてもよい。
これによれば、軸方向の固定鉄心側にて永久磁石の前面と凸部とが近接しており、固定鉄心に対する大きな吸引力を得ることができる。

前記永久磁石と前記固定鉄心との当接を防止する移動規制手段があってもよい。
これによれば、永久磁石と固定鉄心との衝突を防止できる。

前記凸部は、周方向に無端状に形成されていてもよい。
これによれば、周方向に均等に吸引力を得られる。

前記凸部は、前記永久磁石の外径側に形成されていてもよい。
これによれば、凸部の面積を広く確保できる。

前記凸部は、前記固定鉄心の外径側または内径側に形成された凹部に挿入可能となっていてもよい。
これによれば、永久磁石と固定鉄心の対向面同士を近接させられる。

前記永久磁石は、環状であってもよい。
これによれば、簡素に周方向に均等な吸引力を得ることができる。

前記永久磁石は、前記固定鉄心側に配置される非磁性体からなる固定手段と前記可動鉄心の前記固定鉄心に対する対向面との間に挟持されていてもよい。
これによれば、永久磁石と可動鉄心とを一体に移動させることができる。

本発明に係る実施例１のソレノイド装置において可動鉄心が固定鉄心から離間して静止した状態を示す断面図である。 実施例１のソレノイド装置において可動鉄心が固定鉄心に近接して静止した状態を示す断面図である。 実施例１における永久磁石による磁力線を示す模式図である。 磁性体に埋設された永久磁石による磁力線を示す模式図である。 実施例１において、可動鉄心が固定鉄心から離間して静止した状態から固定鉄心に近接して静止するまでを説明するための図である。 実施例１において、可動鉄心が固定鉄心から近接して静止した位置から固定鉄心に離間して静止するまでを説明するための図である。 本発明に係る実施例２のソレノイド装置の断面図である。

本発明に係るソレノイド装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係るソレノイド装置につき、図１から図６を参照して説明する。以下、図１にて矢印と共に示す左右をソレノイド装置の左右として説明する。また、本発明において、永久磁石を基準として、永久磁石の固定鉄心側、すなわち左側を正面側、これの反対側、すなわち右側を背面側とする。

図１および図２に示されるように、ソレノイド装置１は、コイル２と、可動鉄心３０を有するプランジャ３と、固定鉄心としてのセンタポスト４と、復帰用のスプリング５と、ソレノイドケース６と、自己保持用の永久磁石７と、リング状のホルダ８と、から主に構成されている自己保持型ソレノイドである。

コイル２は、絶縁体から形成される鍔付き略円筒形状のボビン２０と、ボビン２０の外周に所定回数巻き回される導線２１と、から主に構成されている。導線２１の端部は、リード線２２に接続され、図示しない電源から電力が供給されることにより、コイル２は磁束を発生する。

また、コイル２の軸方向右側には、ホルダ８が配置され、コイル２の内径とホルダ８の内径が略同一に構成されている。

プランジャ３は、鉄等の磁性体から形成される略円筒形状の可動鉄心３０と、アルミ合金等の非磁性体から形成されプランジャ３の軸方向（以下、単に「軸方向」と表記する。）に突出する軸部としてのロッド３１と、を有している。

また、プランジャ３は、コイル２およびホルダ８の内径側に配置される。尚、可動鉄心３０の外周面とコイル２のボビン２０およびホルダ８の内周面との間は、径方向に僅かに離間することにより微小な隙間が形成されており、可動鉄心３０は、コイル２およびホルダ８に対して軸方向に円滑に相対移動可能となっている。

また、可動鉄心３０には、径方向中央に軸方向に貫通する貫通孔３０ａが設けられている。貫通孔３０ａには、ロッド３１の基部３１ｂが挿通され溶接，圧入等により一体に固定されている。すなわち、可動鉄心３０とロッド３１は、軸方向に共に移動可能となっている。

また、可動鉄心３０は、可動鉄心３０の貫通孔３０ａの外径側から径方向に延びる、センタポスト４に対向する対向面としての平坦面３０ｂが設けられている。平坦面３０ｂは軸方向に直交している。

また、可動鉄心３０の軸方向左側の端部には、平坦面３０ｂの外径側から軸方向左側へ向けて延びる凸部としての環状の吸引部３２が形成されている。吸引部３２は、軸方向左側から順に、径方向に延びる環状の平坦面３２ａと、平坦面３２ａの内径側から軸方向右側に向けて漸次径が小さくなるように傾斜して延びる断面視直線状のテーパ面３２ｂを備えている。テーパ面３２ｂは、軸方向右端が可動鉄心３０の平坦面３０ｂに連続している。

ロッド３１は、その軸方向左側の端部に形成された小径の取付部３１ａと、取付部３１ａよりも大径の基部３１ｂを有し、取付部３１ａには円板状のリテーナ３３が圧入固定されている。尚、ロッド３１の軸方向右側の端部は、図示しない開閉弁等の負荷に対して接続されている。

また、ロッド３１の基部３１ｂには、軸方向左端部の外周に内径方向に凹設された環状の環状溝３１ｃが形成されている。

永久磁石７は、プランジャ３の可動鉄心３０の貫通孔３０ａの内径よりもわずかに大きくまたは同径に形成された貫通孔７０を有する環状の薄板状であり、貫通孔７０にロッド３１が挿通された状態で、永久磁石７の軸方向右端面が可動鉄心３０の平坦面３０ｂに磁着されている。尚、永久磁石７は、軸方向左側がＮ極、軸方向右側がＳ極であるが、軸方向左側がＳ極、軸方向右側がＮ極であってもよい。

また、永久磁石７の軸方向左側には、ステンレス等から形成された固定手段としての環状かつ薄板状の止め輪９が、径方向中央部を軸方向に貫通する貫通孔９０を介してロッド３１の環状溝３１ｃに嵌入，固定されており、止め輪９の軸方向右端面が永久磁石７の軸方向左端面に当接している。

尚、止め輪９は、熱膨張を利用して環状溝３１ｃに嵌入，固定されているが、Ｃ字状の止め輪をカシメ固定してロッド３１に固定されていてもよく、止め輪の形状や固定方法については適宜変更されてもよい。

図１および図２に示されるように、本実施例では、永久磁石７は、永久磁石７の正面側にセンタポスト４以外の磁性体が配置されていない状態で、永久磁石７の側面としての外周面７１に沿って、永久磁石７よりも前方、すなわちセンタポスト４側に延びている可動鉄心３０の吸引部３２の内径側に配置されている。

図３に示されるように、永久磁石７による磁力線は、大部分が実線矢印で示すように、その軸方向左端面から近い位置に配置されている磁性体の端面である吸引部３２のテーパ面３２ｂに誘導され、各磁力線ＭＦは、永久磁石７の正面側からテーパ面３２ｂの狭い領域に集中する。

ここで、本実施例との比較のために用いる図４に示されるように、磁性体である可動鉄心３０Ａ内部に埋設された永久磁石７Ａによる磁力線について説明する。永久磁石７Ａによる磁力線は、実線矢印で示すように、軸方向に長い楕円状の磁力線ＭＦＡが波紋状に展開されている。

このように、本実施例のソレノイド装置１は、軸方向の狭い領域において高い磁束密度が作用するようになっていることから、吸引部３２における吸引力Ｆ_Ｍは狭い領域で強く作用し得る。

すなわち、図３のものは図４のものに比べ、永久磁石７の磁力の影響が及ぶ軸方向の領域が狭められているといえる。

また、吸引部３２は、環状であるため、周方向に均等に吸引力Ｆ_Ｍを得られる。

また、吸引部３２は、外径側に形成されているため、内径側に形成されている構成と比較して、永久磁石７の磁力を誘導する、平坦面３２ａ、テーパ面３２ｂの表面積を広く確保しやすい。

また、永久磁石７は、環状であるため、複数の永久磁石を等配に配置することと比較して、簡素に周方向に均等な吸引力Ｆ_Ｍを吸引部３２に付与することができる。

また、永久磁石７は、環状であり、外径側の磁束強度の方が、内径側の磁束強度よりも高いため、永久磁石７の外径側に位置する吸引部３２に磁力が誘導される効率がよい。

図１および図２に戻って、センタポスト４は、鉄等の磁性体から形成され、円筒部４０と、円筒部４０の軸方向左側の端部から外径方向に延出するフランジ部４１と、円筒部４０の軸方向右側の内径側が軸方向右側へ向けて突出する円錐筒状の吸引部４２と、を有している。

また、センタポスト４は、コイル２の内周に軸方向左側から挿入されている。このとき、フランジ部４１の軸方向右側の側面がコイル２の軸方向左側の端に当接するようになっている。すなわち、コイル２に対するセンタポスト４の挿入進度をフランジ部４１との当接によって規定することができる。そのため、ソレノイド装置１の組立作業性が高い。

吸引部４２は、軸孔４ａの外径側から径方向に延びる平坦面４２ａと、平坦面４２ａの外径側から軸方向左側に向けて漸次径が大きくなるように傾斜して延びるテーパ面４２ｂと、テーパ面４２ｂの外径側から径方向に延びる平坦面４２ｃとから形成されている。

吸引部４２とボビン２０との間には、吸引部４２のテーパ面４２ｂ、平坦面４２ｃ、ボビン２０の内周面によって、軸方向右側に開放されている環状の凹部１０が画成されている。

また、センタポスト４には、径方向中央に軸方向に貫通する軸孔４ａおよびスプリング穴４ｂが設けられている。軸孔４ａとスプリング穴４ｂは、連通しており、スプリング穴４ｂの径よりも軸孔４ａの径が小さく構成されている。

軸孔４ａには、ロッド３１が挿通され、ロッド３１は軸孔４ａの内周に設けられる軸受４３により軸支されている。

スプリング穴４ｂには、軸孔４ａに挿通されるロッド３１の取付部３１ａおよびリテーナ３３が配置される。また、スプリング穴４ｂには、軸方向左側からスプリング５が挿入される。

スプリング５は、圧縮バネであり、その軸方向右側の端はリテーナ３３の軸方向左側の端面に当接し、軸方向左側の端はソレノイドケース６を構成するボトムキャップ６０の軸方向右側の端面に当接している。

ソレノイドケース６は、鉄等の磁性体から形成されるボトムキャップ６０および非磁性材から形成されるトップキャップ６１と、鉄等の磁性体から形成される略円筒形状のケース本体６２と、から構成されている。

ボトムキャップ６０は、その軸方向右側の端面にセンタポスト４のフランジ部４１を挿嵌可能な凹部６０ａが設けられている。

トップキャップ６１は、その軸方向左側の端面にプランジャ３の可動鉄心３０を挿入可能な凹部６１ａが設けられている。また、トップキャップ６１には、径方向中央に軸方向に貫通する軸孔６１ｂが設けられている。軸孔６１ｂには、ロッド３１が挿通され、ロッド３１は軸孔６１ｂの内周に設けられる軸受６３により軸支されている。

ケース本体６２は、孔付きの断面Ｕ字状を成し、軸方向左側の端部の内径側には段部６２ａが設けられている。

ここで、ソレノイド装置１の組み立て手順の例を説明する。まず、ケース本体６２に軸方向左側からトップキャップ６１、ホルダ８、コイル２の順に挿入する。次に、コイル２の内方に軸方向左側からプランジャ３、センタポスト４、スプリング５を組み立てた状態で挿入する。最後に、ボトムキャップ６０の凹部６０ａにセンタポスト４のフランジ部４１を挿嵌し、ボトムキャップ６０の外周部の面取り部分にケース本体６２の軸方向左側の端部をカシメ固定する。このとき、ケース本体６２の段部６２ａは、カシメ固定時における軸方向の荷重を受ける荷重受け部として機能している。

次いで、ソレノイド装置１の作動について説明する。

ソレノイド装置１は、非通電状態におけるプランジャ３が軸方向右側の第１位置に移動した状態（図１参照）と、通電状態におけるプランジャ３が軸方向左側の特定の相対位置としての第２位置に移動した状態（図２参照）と、に切り換えることができる。

先ず、第１位置にプランジャ３が位置し、かつ非通電状態である状態について、図５（ａ）を参照して概略的に説明する。ソレノイド装置１は、プランジャ３がスプリング５の付勢力（Ｆ_ｓｐ）により軸方向右側へと押圧されることで、プランジャ３の可動鉄心３０の軸方向右側の端面がトップキャップ６１の凹部６１ａの底面に当接しており、第１位置における停止状態が保持されている。

このとき、プランジャ３には、軸方向右側に向けてスプリング５の付勢力（Ｆ_ｓｐ）が作用している。また、プランジャ３の吸引部３２がセンタポスト４の吸引部４２から最も離間した状態であり、上述したように永久磁石７の磁力の影響が及ぶ軸方向の領域が狭められていることから、永久磁石７の吸引力（Ｆ_Ｍ）がセンタポスト４の吸引部４２にほとんどまたは全く作用していない。そのため、軸方向右側の向きを正として、プランジャ３には、力Ｆ_ｐｌｕ１＝Ｆ_ｓｐ－Ｆ_Ｍが作用している（但し、Ｆ_ｓｐ＞＞Ｆ_Ｍ≧０）。

図１および図５（ａ）に示されるように、プランジャ３の可動鉄心３０がセンタポスト４から離間している状態でソレノイド装置１の通電を開始し、コイル２に電流が印加されることにより図５（ａ）において一点鎖線矢印にて示す電磁力（Ｆ_ｓｏｌ１）が発生する。この電磁力（Ｆ_ｓｏｌ１）と永久磁石による磁力（Ｆ_Ｍ１）の和がスプリング５の付勢力（Ｆ_ｓｐ）を上回る（Ｆ_ｓｏｌ１＋Ｆ_Ｍ１＞Ｆ_ｓｐ）と、プランジャ３がセンタポスト４へ向けて引き寄せられる。すなわち、プランジャ３が軸方向左側へ移動し始める。

プランジャ３がセンタポスト４側に移動し、センタポスト４に近付くと、狭い領域に集中する永久磁石７の磁力線ＭＦ（図４参照）がセンタポスト４の吸引に急激に作用するようになる。

このとき、永久磁石７によって高い吸引力（Ｆ_Ｍ）が付与されることとなり、電磁力（Ｆ_ｓｏｌ１）に加わるため、プランジャ３がセンタポスト４に近付いた状態でプランジャ３を第２位置に確実かつ迅速に移動させることができるとともに、通電量を小さいものとすることができる。

最終的には、プランジャ３の吸引部３２における平坦面３２ａが、センタポスト４の吸引部４２における平坦面４２ｃに当接するまで移動し、凹部１０に吸引部３２の先端部が挿入され、プランジャ３が第２位置に移動した図５（ｂ）に示される状態となる。

また、プランジャ３が第２位置に移動した状態では、図５（ｂ）において実線矢印で示す永久磁石７による磁力（Ｆ_Ｍ２）は、スプリング５の付勢力（Ｆ_ｓｐ）よりも大きく設定されている（Ｆ_ｓｐ＜Ｆ_Ｍ２）。

そのため、コイル２への通電を停止して非通電状態としても永久磁石７の磁力（Ｆ_Ｍ２）によって、センタポスト４の吸引部４２にプランジャ３の吸引部３２が吸着された状態が保持され、いわゆる自己保持される。このとき、軸方向右側の向きを正として、プランジャ３には、力Ｆ_ｐｌｕ２＝Ｆ_ｓｐ－Ｆ_Ｍ２が作用している。

また、対向配置される永久磁石７の軸方向左端面と、センタポスト４の吸引部４２の平坦面４２ａは近接している。

また、プランジャ３の吸引部３２の平坦面３２ａと止め輪９の軸方向左端面との間の軸方向寸法Ｌ１が、センタポスト４の吸引部４２の平坦面４２ａと平坦面４２ｃとの間の軸方向寸法Ｌ２よりも長寸となっていることから（Ｌ１＞Ｌ２）、プランジャ３が第２位置に移動した状態では、吸引部４２の平坦面４２ａおよびテーパ面４２ｂと止め輪９、永久磁石７、可動鉄心３０の平坦面３０ｂおよびテーパ面３２ｂとは、僅かに離間した状態となっている。

このように、プランジャ３の吸引部３２とセンタポスト４は、永久磁石７とセンタポスト４との当接を防止する移動規制手段を構成しており、永久磁石７とセンタポスト４との衝突を防止している。

また、永久磁石７は、止め輪９と可動鉄心３０の平坦面３０ｂによって挟持されているため、プランジャ３の吸引部３２とセンタポスト４の吸引部４２の接触時の衝撃によって永久磁石７がプランジャ３の吸引部３２から相対移動することがないことから、永久磁石７とセンタポスト４との衝突が防止されている。

ソレノイド装置１の自己保持機能を解除する際には、コイル２に逆方向電流が印加されることにより図６（ａ）において一点鎖線矢印で示される電磁力（Ｆ_ｓｏｌ２）が発生する。この電磁力（Ｆ_ｓｏｌ２）とスプリング５の付勢力（Ｆ_ｓｐ）の和が永久磁石７による磁力Ｆ_Ｍ２を上回る（Ｆ_ｓｏｌ２＋Ｆ_ｓｐ＞Ｆ_Ｍ２）と、プランジャ３がセンタポスト４から離間する。

その後、プランジャ３がセンタポスト４から離間するとセンタポスト４に作用する吸引力（Ｆ_Ｍ）が急激に減衰し、プランジャ３をセンタポスト４から離間させる際の抵抗として作用しにくくなるため、プランジャ３を元の第１位置に確実かつ迅速に移動させることができる。

最終的に、スプリング５の付勢力（Ｆ_ｓｐ）によりプランジャ３を軸方向右側へ移動させて第１位置（図６（ｂ）参照）に戻すことができる。尚、第２位置から第１位置に移動させるまでの間、スプリング５の付勢力（Ｆ_ｓｐ）ばかりでなく、電磁力（Ｆ_ｓｏｌ２）を併用してもよい。

以上説明したように、本実施例のソレノイド装置１は、プランジャ３を第１位置から第２位置に移動させる際にも、第２位置から第１位置に移動させる際にも、確実かつ迅速に移動させることができるため、ソレノイド装置１の作動を円滑に行うことができる。すなわち、ソレノイド装置１に必要な作動性を確保することができる。

また、図４に示される可動鉄心３０Ａ内部に永久磁石７Ａが埋設されている構成のように、プランジャ３を第１位置から第２位置に、または第２位置から第１位置に確実かつ迅速に移動させるために、通電量またはコイルの巻き数を高めて電磁力を高める等を行う必要がないため、通電量の低減化、ソレノイド装置１の小型化、軽量化を達成することができる。

また、永久磁石７は、止め輪９と可動鉄心３０の平坦面３０ｂによって挟持されているため、電磁力やソレノイド装置１に作用する振動等の外力が作用しても、傾動することが防止されており、永久磁石７とプランジャ３とを共に移動させることができる。

そのため、往復動によっても永久磁石７と可動鉄心３０の距離は変わらず、永久磁石７から可動鉄心３０に安定して磁力が作用することから、プランジャ３の移動がスムーズである。

また、上述したようにプランジャ３の吸引部３２は、吸引力（Ｆ_Ｍ）が周方向に均等に付与されていることから、例えば吸引力が周方向の一方側に偏るなどしてセンタポスト４に対して傾動しにくくなっているため、移動がスムーズである。

また、永久磁石７および止め輪９は、薄板状であることから、プランジャ３の吸引部３２の平坦面３２ａと止め輪９の軸方向左端面との間の軸方向寸法Ｌ１と、センタポスト４の吸引部４２の平坦面４２ａと平坦面４２ｃとの間の軸方向寸法Ｌ２との差を小さくすることができるため、ソレノイド装置１の軸方向寸法を短くすることができる。

尚、可動鉄心３０にロッド３１が貫通して固定されている形態を説明したが、これに限らず、例えば、可動鉄心３０にロッドが貫通して軸方向に相対移動可能に配置されていてよい。このような構成であっても、通電時には可動鉄心３０がセンタポスト４側に移動することで、止め輪９と共にロッドが同方向に移動し、また自己保持の解除時にはスプリング５の付勢力によりロッド、止め輪と共に可動鉄心３０をセンタポスト４から遠ざかる側に移動させることができる。

実施例２に係るソレノイド装置につき、図７を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

図７に示されるように、本実施例において、ソレノイド装置１００は、プランジャ１０３の可動鉄心１３０の円錐筒状の吸引部１３２の先端部が、センタポスト１０４の環状の吸引部１４２のテーパ面１４２ｂの内方の凹部１１０に挿入可能となっている。

吸引部１３２は、軸方向左側から順に、平坦面１３２ａと、テーパ面１３２ｂと、テーパ面１３２ｂの軸方向右端に連続し、内径側に向かって凹設される溝１３２ｃと、溝１３２ｃの軸方向右端に連続する段部１３２ｄを有している。

吸引部１３２の溝１３２ｃには、ゴム等の非磁性体である弾性体で形成された固定手段としての環状の緩衝部材１０９が挿嵌されており、吸引部１３２の段部１３２ｄには、その外周面の外径側に環状の永久磁石１０７が配置されている。これにより、永久磁石１０７は、緩衝部材１０９と段部１３２ｄの底部によって挟持されている。

このような構成であっても、永久磁石１０７による磁力線がプランジャ１０３の吸引部１３２のテーパ面１３２ｂに誘導され、各磁力線は、永久磁石１０７の正面側からテーパ面１３２ｂの狭い領域に集中する。これにより、前記実施例１と同様に、センタポスト１０４側にプランジャ１０３を移動させるために必要なコイル２への通電量を低減しつつ、ソレノイド装置１００に必要な作動性を確保することができる。

また、ソレノイド装置１の通電を開始し、プランジャ１０３を第１位置から第２位置へと移動させ、吸引部１３２の先端部をセンタポスト１０４の内方の凹部１１０に挿入させると、直接の図示は省略するが、緩衝部材１０９がセンタポスト１０４の吸引部１４２の平坦面１４２ａに当接する。

このように、緩衝部材１０９は、永久磁石１０７とセンタポスト４との当接を防止する移動規制手段であり、永久磁石１０７とセンタポスト１０４との直接の衝突を防止しているとともに、緩衝部材１０９によってセンタポスト１０４の吸引部１４２の平坦面１４２ａに当接時の衝撃を緩衝することができる。

尚、永久磁石１０７と緩衝部材１０９は、個別に可動鉄心１３０の吸引部１３２に固定されている構成として説明したが、これに限らず、永久磁石１０７がゴム等の非磁性体である弾性体に覆われていてもよい。このような構成であれば、固定鉄心に一体に固定可能であるため、固定が容易である。

また、緩衝部材１０９は、移動規制手段と、固定手段とを兼ねる構成として説明したが、これに限らず、前記実施例１の可動鉄心３０とセンタポスト４との寸法差を利用する等の移動規制手段を別途設けることで、固定手段としてのみ機能してもよく、前記実施例１の止め輪９のような固定手段を別途設けることで、緩衝部材１０９は移動規制手段としてのみ機能してもよい。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例１，２では、コイルスプリングにより可動鉄心が固定鉄心から離れる方向に移動する形態を例示したが、これに限られず、別の手段により可動鉄心が固定鉄心から離れる方向に移動してもよい。例えば、可動鉄心における固定鉄心とは反対側に設けられる引っ張りバネにより可動鉄心が固定鉄心から離れる方向に移動してもよい。

また、前記実施例１，２では、ソレノイド装置の自己保持機能を解除する駆動源として、コイルに逆方向電流を印加する構成について説明したが、これに限らず、可動鉄心を固定鉄心側に移動させるためのコイルと、可動鉄心を固定鉄心より離間側に移動さるためのコイルとを個別に配置してもよい。また、自己保持機能を解除する駆動源として、各種シリンダ等を用いてもよく、手動であってもよく、自己保持機能を解除する駆動源については適宜変更されてもよい。

また、前記実施例１，２では、永久磁石の磁力により可動鉄心を第２位置にて自己保持可能である構成として説明したが、これに限らず、第２位置にて停止・位置保持させるために永久磁石の磁力とコイルの電磁力とを併用する構成としてもよい。このような構成であっても、永久磁石を用いない構成と比較して必要な通電量は低減される。

また、前記実施例１，２では、ソレノイド装置は、凸部としてのプランジャの吸引部が環状または円錐状、すなわち無端状である構成として説明したが、これに限らず、有端状の凸部が一つ形成されていてもよく、複数の有端状の凸部が等配または非等配されていてもよい。

また、前記実施例１，２では、プランジャの吸引部が永久磁石よりも前方に延びている構成として説明したが、これに限らず、永久磁石の前面と略同一面を形成していてもよく、すなわち、少なくとも側面を覆っていれば、軸方向のセンタポスト側にて、永久磁石の磁力線を集中させることができる。

また、前記実施例１，２では、永久磁石は環状である構成として説明したが、これに限らず、複数の永久磁石を等配してもよく、丸型や矩形型等の平板状の永久磁石であってもよく、その形状，配置は、適宜変更されてもよい。

また、前記実施例１，２では、永久磁石は、固定鉄心側に配置される非磁性体からなる固定手段と可動鉄心の固定鉄心に対する対向面との間に挟持される構成として、止め輪とプランジャの可動鉄心の平坦面に挟持されている構成、または緩衝部材とプランジャの可動鉄心の段部の底面に挟持されている構成を例示して説明したが、これに限らず、永久磁石とプランジャ側との間には、別体の磁性体または非磁性体が介在されていてもよい。

また、前記実施例１，２では、固定手段は、止め輪または緩衝部材であるとして説明したが、これに限らず、止め輪または緩衝部材等を用いず、溶接，接着等で永久磁石をプランジャに固定してもよい。

また、前記実施例１，２では、ホルダがソレノイドケースと別部材である形態を例示したが、これに限られず、一体でもあってもよい。

また、前記実施例１，２では、ホルダが磁性体である形態を例示したが、非磁性体でもよい。この場合、トップキャップを磁性体とし磁気回路を形成することが好ましい。

また、前記実施例では、スプリングの軸方向右側の端が当接するリテーナとロッドとが別体に構成されるものとして説明したが、これに限らず、スプリングの軸方向右側の端が当接するバネ受け部分がロッドと一体に構成されてもよい。

また、センタポストやプランジャの吸引部は、テーパ面を有するものに限らず、形状は自由に構成されてよい。

１ ソレノイド装置
２ コイル
４ センタポスト（固定鉄心）
６ ソレノイドケース
７ 永久磁石
９ 止め輪（固定手段）
１０ 凹部
３０ 可動鉄心
３２ 吸引部（凸部、移動規制手段）
４２ 吸引部（移動規制手段）
７１ 外周面（永久磁石の側面）
１００ ソレノイド装置
１０４ センタポスト（固定鉄心）
１０７ 永久磁石
１０９ 緩衝部材（固定手段、移動規制手段）
１１０ 凹部
１３０ 可動鉄心
１３２ 吸引部（凸部）
Ｌ１ 軸方向寸法
Ｌ２ 軸方向寸法

Claims (8)

1. ソレノイドケースと、前記ソレノイドケースの内方に収容されるコイルと、固定鉄心と、軸方向に往復動可能に配置され、前記コイルへの通電により生じる電磁力により少なくとも軸方向の固定鉄心側に移動される可動鉄心と、を備えるソレノイド装置であって、
   前記可動鉄心には前記固定鉄心側に永久磁石が固定されており、
   前記可動鉄心は、前記永久磁石の側面に沿って背面側から前面方向に延出する凸部を有するソレノイド装置。
2. 前記凸部は、前記永久磁石の側面を前後方向に覆うように延びている請求項１に記載のソレノイド装置。
3. 前記永久磁石と前記固定鉄心との当接を防止する移動規制手段がある請求項１または２に記載のソレノイド装置。
4. 前記凸部は、周方向に無端状に形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のソレノイド装置。
5. 前記凸部は、前記永久磁石の外径側に形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載のソレノイド装置。
6. 前記凸部は、前記固定鉄心の外径側または内径側に形成された凹部に挿入可能となっている請求項１ないし５のいずれかに記載のソレノイド装置。
7. 前記永久磁石は、環状である請求項１ないし６のいずれかに記載のソレノイド装置。
8. 前記永久磁石は、前記固定鉄心側に配置される非磁性体からなる固定手段と前記可動鉄心の前記固定鉄心に対する対向面との間に挟持されている請求項１ないし７のいずれかに記載のソレノイド装置。

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