JP2023167540A

JP2023167540A - solenoid

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Publication number: JP2023167540A
Application number: JP2022078808A
Authority: JP
Inventors: 雄介中川; Yusuke Nakagawa; 健志松井; Kenji Matsui
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2022-05-12
Filing date: 2022-05-12
Publication date: 2023-11-24

Abstract

To provide a solenoid in which a shaft can be surely held at three positions, specifically an intermediate position and both end positions of a stroke end.SOLUTION: A solenoid 100 comprises: a shaft 104 which is inserted into a casing 102; a first plunger 106 which is fixed to the shaft; a second plunger 108 which can be moved in a direction coaxial with the shaft; a first coil 110 which is arranged on the first plunger side in an axial direction, of the shaft; and a second coil 112 which is arranged on the second plunger side in the axial direction, of the shaft. An outer diameter of the second plunger is formed to be larger than that of the first plunger, and in an intermediate of the casing, a positioning portion 118 is arranged which is made of a magnetic material and is a hole having such an inner diameter that the first plunger can pass through the hole, but an outer edge 124 of the second plunger abuts on the hole. The second plunger abuts on the positioning portion to be thereby positioned at an intermediate position, and the first plunger abuts on the second plunger to be thereby positioned at the intermediate position.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、プランジャを所定の位置に保持するソレノイドに関する。 The present invention relates to a solenoid that holds a plunger in place.

一例としてソレノイドは、ケーシングと、ケーシング内に配置されたコイルおよび可動鉄心（プランジャ）を有し、コイルの通電時に発生する電磁力により、プランジャを移動させる。また、ソレノイドでは、ケーシング内にシャフトを挿通し、シャフトをプランジャに固定することにより、プランジャの移動に合わせてシャフトを所定の位置に保持することができる。 For example, a solenoid includes a casing, a coil disposed within the casing, and a movable iron core (plunger), and the plunger is moved by electromagnetic force generated when the coil is energized. Furthermore, in the solenoid, by inserting the shaft into the casing and fixing the shaft to the plunger, the shaft can be held at a predetermined position as the plunger moves.

特許文献１には、電磁アクチュエータが記載されている。この電磁アクチュエータは、筒状の固定子と、固定子の内側を軸方向に往復移動する可動子（プランジャ）とを備える。固定子は、軸方向に間隙を有して配列された３個の固定磁極と、固定子を励磁するコイルとを有する。可動子は、軸方向に往復動可能な軸部材と、軸部材に固定されて軸方向に磁化された永久磁石と、永久磁石の軸方向の両側に設置した一対の磁性部材とを有する。 Patent Document 1 describes an electromagnetic actuator. This electromagnetic actuator includes a cylindrical stator and a movable element (plunger) that reciprocates in the axial direction inside the stator. The stator has three fixed magnetic poles arranged with gaps in the axial direction, and a coil that excites the stator. The mover includes a shaft member that can reciprocate in the axial direction, a permanent magnet fixed to the shaft member and magnetized in the axial direction, and a pair of magnetic members installed on both sides of the permanent magnet in the axial direction.

また可動子は、コイルの非通電状態で静止状態を保持可能な安定点として、軸方向の両側の固定磁極に対応する第１安定点と、第２安定点と、中間の固定磁極に対応する第３安定点との３箇所の安定点を有する。このため、特許文献１の電磁アクチュエータでは、第１安定点、第２安定点、第３安定点の３箇所で可動子を安定的に保持することができる、としている。 In addition, the mover has a first stable point corresponding to the fixed magnetic poles on both sides in the axial direction, a second stable point, and a fixed magnetic pole in the middle, as stable points that can maintain a stationary state when the coil is not energized. It has three stable points including the third stable point. Therefore, in the electromagnetic actuator of Patent Document 1, the movable element can be stably held at three locations: the first stable point, the second stable point, and the third stable point.

特許文献２には、電磁石が記載されている。この電磁石は、コイルと、可動鉄心と、軸方向に磁化された永久磁石と、永久磁石とコイルの間に配設され永久磁石の磁束を可動鉄心に案内する補助磁極とを備える。 Patent Document 2 describes an electromagnet. This electromagnet includes a coil, a movable core, a permanent magnet magnetized in the axial direction, and an auxiliary magnetic pole that is disposed between the permanent magnet and the coil and guides the magnetic flux of the permanent magnet to the movable core.

また特許文献２では、２つの電磁石を左右対称に組み合わせて、２本の可動鉄心を共通１本の可動鉄心として構成している。このような電磁石によれば、永久磁石の磁束に、両コイルの通電方向を切換え発生させた磁束を重畳、相殺させることによって、可動鉄心を右側、中央および左側の３つの安定位置に保持することができる、としている。 Further, in Patent Document 2, two electromagnets are symmetrically combined to configure two movable cores as a single movable core. According to such an electromagnet, the movable iron core can be held in three stable positions: right, center, and left by superimposing and canceling the magnetic flux generated by switching the current direction of both coils on the magnetic flux of the permanent magnet. It is said that it can be done.

特許第６１２２９７２号Patent No. 6122972 特許第２７４８６８４号Patent No. 2748684

特許文献１の技術は、プランジャに内蔵された永久磁石の磁束と、コイルの磁束とが釣り合うことで、プランジャを中間位置で保持しているに過ぎず、振動などの外力によりプランジャが動いてしまうという問題があった。 The technology disclosed in Patent Document 1 merely holds the plunger in an intermediate position by balancing the magnetic flux of the permanent magnet built into the plunger with the magnetic flux of the coil, but the plunger may move due to external force such as vibration. There was a problem.

特許文献２の技術は、左右対称に組み合わせた２つの電磁石のそれぞれの永久磁石の磁束が釣り合っている中間位置で、プランジャが静止しているに過ぎない。このため、プランジャが釣り合い位置から離れると力のバランスが崩れてしまい、復帰力が作用するものの、摺動抵抗により安定位置が変動してしまう。例えば右側のストローク端から中間位置に移動した場合と、左側のストローク端から中間位置に移動した場合とで、プランジャが停止する位置が異なってしまう。さらに、プランジャは、中間位置において振動などの外力を受けると動いてしまうという問題があった。 In the technique of Patent Document 2, the plunger is merely stationary at an intermediate position where the magnetic fluxes of the respective permanent magnets of the two symmetrically combined electromagnets are balanced. Therefore, when the plunger moves away from the balanced position, the force balance is disrupted, and although a restoring force acts, the stable position fluctuates due to sliding resistance. For example, the position at which the plunger stops differs depending on whether it moves from the right stroke end to the intermediate position or when it moves from the left stroke end to the intermediate position. Furthermore, there is a problem in that the plunger moves when subjected to an external force such as vibration at an intermediate position.

本発明は、このような課題に鑑み、シャフトを中間位置、ストローク端の両端位置の３つの位置に確実に保持することができるソレノイドを提供することを目的としている。 In view of such problems, the present invention aims to provide a solenoid that can reliably hold a shaft in three positions: an intermediate position and positions at both ends of the stroke.

上記課題を解決するために、本発明にかかるソレノイドの代表的な構成は、ケーシングと、ケーシングに挿通されたシャフトと、シャフトに固定された第１プランジャと、シャフトと同軸方向に移動可能な第２プランジャと、シャフトの軸方向の第１プランジャ側に配置された第１コイルと、シャフトの軸方向の第２プランジャ側に配置された第２コイルとを備え、第２プランジャの外径は、第１プランジャの外径よりも大きく形成されていて、ケーシングの中間には、磁性材料からなり、第１プランジャは通過可能であるが第２プランジャの外縁は当接する内径の穴である位置決め部が設けられており、第２プランジャは位置決め部に当接することにより中間位置に位置決めされると共に、第１プランジャは第２プランジャに当接することにより中間位置に位置決めされることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical structure of a solenoid according to the present invention includes a casing, a shaft inserted into the casing, a first plunger fixed to the shaft, and a first plunger movable coaxially with the shaft. 2 plungers, a first coil arranged on the first plunger side in the axial direction of the shaft, and a second coil arranged on the second plunger side in the axial direction of the shaft, and the outer diameter of the second plunger is: The casing is formed to have a larger outer diameter than the first plunger, and in the middle of the casing there is a positioning part made of a magnetic material, which is a hole with an inner diameter through which the first plunger can pass, but which abuts the outer edge of the second plunger. The second plunger is positioned at the intermediate position by contacting the positioning portion, and the first plunger is positioned at the intermediate position by contacting the second plunger.

上記構成では、第１コイルおよび第２コイルのいずれも通電していないときは、第２プランジャは、例えばバネの付勢力や磁石の磁束によって第１コイル側に移動し、ケーシングの位置決め部に当接して中間位置に保持される。第１プランジャは、例えばバネの付勢力や磁石の磁束によって第２コイル側に移動し、ケーシングの位置決め部を通過して、第２プランジャに当接して中間位置に保持される。したがって、シャフトをストローク端（両端位置）および中間位置の３位置に確実に保持することができる。 In the above configuration, when neither the first coil nor the second coil is energized, the second plunger moves toward the first coil due to the urging force of the spring or the magnetic flux of the magnet, and comes into contact with the positioning part of the casing. are held in an intermediate position. The first plunger is moved toward the second coil by, for example, the biasing force of a spring or the magnetic flux of a magnet, passes through a positioning section of the casing, comes into contact with the second plunger, and is held at an intermediate position. Therefore, the shaft can be reliably held at three positions: the stroke ends (both end positions) and the intermediate position.

上記のソレノイドはさらに、第１プランジャに当接し第１プランジャを中間位置に向かって付勢する第１バネと、第２プランジャに当接し第２プランジャを中間位置に向かって付勢する第２バネとを備え、第２バネは、第１バネより強いとよい。 The solenoid further includes a first spring that contacts the first plunger and biases the first plunger toward the intermediate position, and a second spring that contacts the second plunger and biases the second plunger toward the intermediate position. The second spring is preferably stronger than the first spring.

上記構成では、第１バネおよび第２バネは復帰バネ（プランジャを初期位置に戻すバネ）である。第１コイルおよび第２コイルの非通電時に、第２プランジャは、第２バネによって第１バネの付勢力に抗して、ケーシングの位置決め部に突き当たる。これによりシャフトは中間位置に確実に保持される。 In the above configuration, the first spring and the second spring are return springs (springs that return the plunger to the initial position). When the first coil and the second coil are not energized, the second plunger abuts against the positioning portion of the casing against the biasing force of the first spring due to the second spring. This ensures that the shaft is held in an intermediate position.

上記のソレノイドはさらに、位置決め部の第１コイル側に配置され、第１プランジャおよび第２プランジャを中間位置に保持する磁石と、位置決め部に対して磁石を挟んで対向して配置され、磁石から第１プランジャに磁路を形成する保持用固定鉄心とを備えるとよい。 The above-mentioned solenoid further includes a magnet that is disposed on the first coil side of the positioning section and holds the first plunger and the second plunger in an intermediate position, and a magnet that is disposed opposite to the positioning section with the magnet interposed therebetween, and that is disposed on the first coil side of the positioning section. It is preferable that the first plunger includes a holding fixed iron core that forms a magnetic path.

上記構成では、第１コイルおよび第２コイルの非通電時に、磁石からの磁束が保持用固定鉄心を通って、さらに第１プランジャおよび第２プランジャを通り、第２プランジャから位置決め部を通って磁石に戻るという磁路を形成する。磁石は第１プランジャおよび第２プランジャを初期位置に戻す復帰力を生じると共に、シャフトを中間位置に保持する保持力も生じる。このとき第２プランジャが位置決め部に当接するため、シャフトを中間位置に確実に保持することができる。 In the above configuration, when the first coil and the second coil are not energized, the magnetic flux from the magnet passes through the holding fixed iron core, further passes through the first plunger and second plunger, and passes from the second plunger through the positioning part to the magnet. It forms a magnetic path that returns to . The magnet provides a return force to return the first and second plungers to their initial positions, and also provides a holding force to hold the shaft in the intermediate position. At this time, since the second plunger comes into contact with the positioning portion, the shaft can be reliably held at the intermediate position.

さらに第１コイルまたは第２コイルを通電させてシャフトをストローク端に移動させた場合は、磁石の磁束がそれぞれのコイルの外周を回る磁路に切り替えられるため、電流を切った後もシャフトはストローク端に保持される。すなわち磁石は、シャフトをストローク端の両端位置で保持する役割も有している。これにより、シャフトをストローク端（両端位置）および中間位置の３位置に確実に保持することができる。 Furthermore, when the first or second coil is energized and the shaft is moved to the end of the stroke, the magnetic flux of the magnet is switched to a magnetic path that revolves around the outer circumference of each coil, so the shaft continues to stroke even after the current is turned off. held at the edge. That is, the magnet also has the role of holding the shaft at both end positions of the stroke end. Thereby, the shaft can be reliably held at three positions: the stroke ends (both end positions) and the intermediate position.

本発明によれば、シャフトを中間位置、ストローク端の両端位置の３つの位置に確実に保持することができるソレノイドを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solenoid that can reliably hold the shaft in three positions: an intermediate position and positions at both ends of the stroke.

本発明の第１の実施形態におけるソレノイドの全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a solenoid according to a first embodiment of the present invention. 図１のソレノイドの動作を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the solenoid in FIG. 1. FIG. 本発明の第２の実施形態におけるソレノイドの全体構成図である。FIG. 3 is an overall configuration diagram of a solenoid according to a second embodiment of the present invention. ソレノイドのシャフトを中間位置から第１コイル側に移動させる場合の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation|movement when moving the shaft of a solenoid from an intermediate position to the 1st coil side. 図４（ｃ）のソレノイドのシャフトを中間位置に復帰させる場合の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation|movement when returning the shaft of the solenoid of FIG.4(c) to an intermediate position. ソレノイドのシャフトを中間位置から第２コイル側に移動させる場合の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation|movement when moving the shaft of a solenoid from an intermediate position to the 2nd coil side. 図６（ｃ）のソレノイドのシャフトを中間位置に復帰させる場合の動作を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an operation when returning the shaft of the solenoid in FIG. 6(c) to an intermediate position.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in these embodiments are merely illustrative to facilitate understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In this specification and the drawings, elements with substantially the same functions and configurations are given the same reference numerals to omit redundant explanation, and elements not directly related to the present invention are omitted from illustration. do.

以下に示す各図において、各部材はシャフト１０４を中心とする回転体であるから、シャフト１０４の一方側（図示上側）の断面のみを示している。 In each figure shown below, since each member is a rotating body centered on the shaft 104, only a cross section of one side (the upper side in the figure) of the shaft 104 is shown.

図１は、本発明の第１の実施形態におけるソレノイド１００の全体構成図である。ソレノイド１００は、ケーシング１０２と、ケーシング１０２に挿通されたシャフト１０４と、第１プランジャ１０６と、シャフト１０４と同軸方向に移動可能な第２プランジャ１０８とを備える。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a solenoid 100 according to a first embodiment of the present invention. The solenoid 100 includes a casing 102, a shaft 104 inserted through the casing 102, a first plunger 106, and a second plunger 108 movable coaxially with the shaft 104.

第１プランジャ１０６は、シャフト１０４に固定されている。第２プランジャ１０８は、一例として、シャフト１０４に対して摺動可能であり、シャフト１０４に固定されていない。このためソレノイド１００は、第１プランジャ１０６の移動に合わせて、シャフト１０４を所定の位置に保持する。また第２プランジャ１０８の外径は、図示のように第１プランジャ１０６の外径よりも大きく形成されている。 The first plunger 106 is fixed to the shaft 104. The second plunger 108 is, for example, slidable relative to the shaft 104 and is not fixed to the shaft 104. Therefore, the solenoid 100 holds the shaft 104 in a predetermined position as the first plunger 106 moves. Further, the outer diameter of the second plunger 108 is larger than the outer diameter of the first plunger 106 as shown in the figure.

ソレノイド１００はさらに、第１コイル１１０と、第２コイル１１２と、第１バネ１１４と、第２バネ１１６とを備える。第１コイル１１０は、シャフト１０４の軸方向の第１プランジャ１０６側（図中、右側）に配置されている。第２コイル１１２は、シャフト１０４の軸方向の第２プランジャ１０８側（図中、左側）に配置されている。第１コイル１１０と第２コイル１１２は、通電時に磁束を発生して電磁石として機能する。図１では、第１コイル１１０および第２コイル１１２の非通電時の状態を示している。 The solenoid 100 further includes a first coil 110, a second coil 112, a first spring 114, and a second spring 116. The first coil 110 is arranged on the first plunger 106 side (on the right side in the figure) of the shaft 104 in the axial direction. The second coil 112 is arranged on the second plunger 108 side (left side in the figure) of the shaft 104 in the axial direction. The first coil 110 and the second coil 112 function as electromagnets by generating magnetic flux when energized. FIG. 1 shows a state in which the first coil 110 and the second coil 112 are not energized.

ケーシング１０２の中間には、位置決め部１１８が設けられている。位置決め部１１８は、磁性材料からなり、内径の穴を形成する部位である。位置決め部１１８は、磁性材料からなるため、ヨーク(継鉄)として機能し、磁気回路の一部を形成する。また位置決め部１１８の第２コイル１１２側には、非磁性材料からなるスペーサ１２０が配置されている。 A positioning part 118 is provided in the middle of the casing 102. The positioning part 118 is made of a magnetic material and is a part that forms a hole with an inner diameter. Since the positioning portion 118 is made of a magnetic material, it functions as a yoke and forms part of a magnetic circuit. Further, a spacer 120 made of a non-magnetic material is arranged on the second coil 112 side of the positioning part 118.

位置決め部１１８においては、第１プランジャ１０６に近接し第１プランジャ１０６は通過可能である一方で、第１プランジャ１０６よりも外径が大きく形成された第２プランジャ１０８はその端面１２２の外縁１２４が、スペーサ１２０を介して当接する。以下では、第２プランジャ１０８が位置決め部１１８に当接して位置決めされる位置を、「中間位置」という。 In the positioning part 118, the first plunger 106 is close to the first plunger 106 and can pass therethrough, while the second plunger 108, which is formed to have a larger outer diameter than the first plunger 106, has an outer edge 124 of its end surface 122. , are in contact with each other via a spacer 120. Hereinafter, the position where the second plunger 108 is positioned by contacting the positioning portion 118 will be referred to as an "intermediate position."

第１バネ１１４は、ケーシング１０２に取り付けられた第１ストッパ１２６と、第１プランジャ１０６の端面１２８との間に配置されている。第１バネ１１４は、第１プランジャ１０６の端面１２８に当接して、第１プランジャ１０６を中間位置に向かって付勢する。第２バネ１１６は、ケーシング１０２に取り付けられた第２ストッパ１３０と、第２プランジャ１０８の端面１３２との間に配置されている。第２バネ１１６は、第２プランジャ１０８の端面１３２に当接して、第２プランジャ１０８を中間位置に向かって付勢する。 The first spring 114 is arranged between a first stopper 126 attached to the casing 102 and an end surface 128 of the first plunger 106 . The first spring 114 abuts the end surface 128 of the first plunger 106 and biases the first plunger 106 toward the intermediate position. The second spring 116 is arranged between a second stopper 130 attached to the casing 102 and an end surface 132 of the second plunger 108. The second spring 116 abuts the end surface 132 of the second plunger 108 and biases the second plunger 108 toward the intermediate position.

またソレノイド１００では、第２プランジャ１０８を中間位置に向かって付勢する第２バネ１１６の方が、第１プランジャ１０６を中間位置に向かって付勢する第１バネ１１４よりも強くなっている。なお第１バネ１１４と第２バネ１１６は、荷重特性の異なるバネでもよいし、同じバネでセット長を変更してもよい。 Further, in the solenoid 100, the second spring 116 that biases the second plunger 108 toward the intermediate position is stronger than the first spring 114 that biases the first plunger 106 toward the intermediate position. Note that the first spring 114 and the second spring 116 may be springs with different load characteristics, or may be the same spring with different set lengths.

このため、第１コイル１１０および第２コイル１１２の非通電時に、第２プランジャ１０８は、第２バネ１１６によって第１バネ１１４の付勢力に抗して、ケーシング１０２の位置決め部１１８に突き当たって中間位置に保持される。また、第１プランジャ１０６は、第１バネ１１４に付勢されて位置決め部１１８を通過して、さらにその端面１３４が第２プランジャ１０８の端面１２２に突き当たって中間位置に保持される。 Therefore, when the first coil 110 and the second coil 112 are not energized, the second plunger 108 resists the biasing force of the first spring 114 by the second spring 116, hits the positioning part 118 of the casing 102, and held in position. Further, the first plunger 106 is urged by the first spring 114 to pass through the positioning portion 118, and its end surface 134 abuts the end surface 122 of the second plunger 108, thereby being held at an intermediate position.

このようにしてソレノイド１００によれば、第１コイル１１０および第２コイル１１２の非通電時に、第１バネ１１４および第２バネ１１６によって第１プランジャ１０６と第２プランジャ１０８を中間位置に保持することができる。そして、第１プランジャ１０６に固定されたシャフト１０４も、中間位置に保持される。 In this way, according to the solenoid 100, the first plunger 106 and the second plunger 108 are held in the intermediate position by the first spring 114 and the second spring 116 when the first coil 110 and the second coil 112 are not energized. I can do it. The shaft 104 fixed to the first plunger 106 is also held at an intermediate position.

図２は、図１のソレノイド１００の動作を説明する図である。図２（ａ）は、第１コイル１１０および第２コイル１１２の非通電時に第１プランジャ１０６および第２プランジャ１０８が中間位置に保持された状態から、第２コイル１１２のみを通電させた状態を示している。 FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the solenoid 100 in FIG. 1. FIG. 2A shows a state in which only the second coil 112 is energized, from a state in which the first plunger 106 and the second plunger 108 are held at intermediate positions when the first coil 110 and the second coil 112 are not energized. It shows.

第２コイル１１２のみを通電させると、第２プランジャ１０８は、第２バネ１１６の付勢力に抗して、第２コイル１１２の電磁力および第１バネ１１４の付勢力によって第２コイル１１２側に移動する。そして第２プランジャ１０８は、第２ストッパ１３０の段差部１３６に当接して位置が規制される。 When only the second coil 112 is energized, the second plunger 108 is moved toward the second coil 112 by the electromagnetic force of the second coil 112 and the urging force of the first spring 114 against the urging force of the second spring 116. Moving. Then, the second plunger 108 comes into contact with the stepped portion 136 of the second stopper 130 and its position is regulated.

このとき、第１プランジャ１０６は、第２プランジャ１０８と一体になって磁路Ｒａを形成し、第２コイル１１２側に移動する。これにより、第１プランジャ１０６に固定されたシャフト１０４は、第１プランジャ１０６の移動に合わせて、矢印Ａに示すように第２コイル１１２側のストローク端に保持される。 At this time, the first plunger 106 forms a magnetic path Ra integrally with the second plunger 108 and moves toward the second coil 112. Thereby, the shaft 104 fixed to the first plunger 106 is held at the stroke end on the second coil 112 side as shown by arrow A in accordance with the movement of the first plunger 106.

磁路Ｒａは、図２（ａ）に示すように第２コイル１１２の外周を回る磁路である。磁路Ｒａは、第２コイル１１２からの磁束が、ケーシング１０２の位置決め部１１８から第１プランジャ１０６および第２プランジャ１０８を通り、さらに第２ストッパ１３０の段差部１３６から第２コイル１１２を回り込むようにしてケーシング１０２の位置決め部１１８に戻る。なお、位置決め部１１８の第２コイル１１２側に非磁性材料からなるスペーサ１２０が磁気ギャップとして機能するため、第２プランジャ１０８は位置決め部１１８から離れやすくなっている。 The magnetic path Ra is a magnetic path that goes around the outer periphery of the second coil 112, as shown in FIG. 2(a). The magnetic path Ra is configured such that the magnetic flux from the second coil 112 passes from the positioning part 118 of the casing 102 through the first plunger 106 and the second plunger 108, and further wraps around the second coil 112 from the stepped part 136 of the second stopper 130. and returns to the positioning section 118 of the casing 102. Note that since the spacer 120 made of a non-magnetic material on the second coil 112 side of the positioning part 118 functions as a magnetic gap, the second plunger 108 is easily separated from the positioning part 118.

図２（ｂ）は、図２（ａ）のシャフト１０４が第２コイル１１２側のストローク端に保持された状態から、第１コイル１１０および第２コイル１１２を非通電にした状態を示している。第１コイル１１０および第２コイル１１２の非通電時に、第２プランジャ１０８は、第１バネ１１４の付勢力Ｆａに抗して、第２バネ１１６の付勢力Ｆｂによってケーシング１０２の位置決め部１１８に突き当たって中間位置に復帰して保持される。 FIG. 2(b) shows a state in which the first coil 110 and the second coil 112 are de-energized from the state in which the shaft 104 in FIG. 2(a) is held at the stroke end on the second coil 112 side. . When the first coil 110 and the second coil 112 are not energized, the second plunger 108 abuts against the positioning portion 118 of the casing 102 by the biasing force Fb of the second spring 116 against the biasing force Fa of the first spring 114. It returns to the intermediate position and is held there.

また、第１プランジャ１０６は、第１バネ１１４の付勢力Ｆａによって、第２プランジャ１０８に突き当たって中間位置に復帰して保持される。これにより、シャフト１０４は、第１プランジャ１０６の移動に合わせて、第２コイル１１２側のストローク端から移動して中間位置に復帰して保持される。 Further, the first plunger 106 abuts against the second plunger 108 and returns to the intermediate position and is held by the biasing force Fa of the first spring 114. As a result, the shaft 104 moves from the stroke end on the second coil 112 side in accordance with the movement of the first plunger 106, returns to the intermediate position, and is held there.

図２（ｃ）は、図２（ｂ）の第１プランジャ１０６および第２プランジャ１０８が中間位置に保持された状態から、第１コイル１１０のみを通電させた状態を示している。第１コイル１１０のみを通電させると、第１プランジャ１０６は、磁路Ｒｂを形成し、第１バネ１１４の付勢力に抗して、第１コイル１１０の電磁力によって第１コイル１１０側に移動する。 FIG. 2C shows a state in which only the first coil 110 is energized from the state in which the first plunger 106 and the second plunger 108 of FIG. 2B are held at intermediate positions. When only the first coil 110 is energized, the first plunger 106 forms a magnetic path Rb and moves toward the first coil 110 by the electromagnetic force of the first coil 110 against the biasing force of the first spring 114. do.

そして第１プランジャ１０６は、第１ストッパ１２６の段差部１３８に当接して位置が規制される。これにより、シャフト１０４は、第１プランジャ１０６の移動に合わせて、矢印Ｂに示すように第１コイル１１０側のストローク端に保持される。一方、第２プランジャ１０８は、第２バネ１１６によってケーシング１０２の位置決め部１１８に当接して移動を規制されるため中間位置に残る。 The first plunger 106 comes into contact with the stepped portion 138 of the first stopper 126, and its position is regulated. Thereby, the shaft 104 is held at the stroke end on the first coil 110 side as shown by arrow B in accordance with the movement of the first plunger 106. On the other hand, the second plunger 108 comes into contact with the positioning portion 118 of the casing 102 by the second spring 116 and is restricted from moving, so it remains in the intermediate position.

磁路Ｒｂは、図２（ｃ）に示すように第１コイル１１０の外周を回る磁路である。磁路Ｒｂは、第１コイル１１０からの磁束が、ケーシング１０２の位置決め部１１８から第１プランジャ１０６を通り、さらに第１ストッパ１２６の段差部１３８から第１コイル１１０を回り込むようにしてケーシング１０２の位置決め部１１８に戻る。 The magnetic path Rb is a magnetic path that goes around the outer periphery of the first coil 110, as shown in FIG. 2(c). The magnetic path Rb is configured such that the magnetic flux from the first coil 110 passes through the first plunger 106 from the positioning part 118 of the casing 102, and further wraps around the first coil 110 from the stepped part 138 of the first stopper 126. Return to positioning section 118.

以上説明したように、ソレノイド１００によれば、第１バネ１１４および第２バネ１１６によって第１プランジャ１０６と第２プランジャ１０８を中間位置に復帰および保持することができる。また、中間位置は位置決め部１１８によって確実に定まるため、振動などの外力によって位置が変動してしまうことはない。したがってソレノイド１００によれば、シャフト１０４をストローク端（両端位置）および中間位置の３位置に確実に保持することができる。 As explained above, according to the solenoid 100, the first plunger 106 and the second plunger 108 can be returned to and held in the intermediate position by the first spring 114 and the second spring 116. In addition, since the intermediate position is reliably determined by the positioning portion 118, the position will not fluctuate due to external forces such as vibrations. Therefore, according to the solenoid 100, the shaft 104 can be reliably held at three positions: the stroke ends (both end positions) and the intermediate position.

またソレノイド１００では、ケーシング１０２の位置決め部１１８が第２プランジャ１０８の外径側に位置しているため、第２プランジャ１０８と衝突する面積を確保して、第２プランジャ１０８を確実に突き当てることができる。さらにソレノイド１００では、位置決め部１１８がケーシング１０２の内部に位置しているため、軸方向の大型化を抑制することができる。 Furthermore, in the solenoid 100, since the positioning portion 118 of the casing 102 is located on the outer diameter side of the second plunger 108, an area for collision with the second plunger 108 is secured, and the second plunger 108 can be reliably butted against the second plunger 108. I can do it. Furthermore, in the solenoid 100, since the positioning portion 118 is located inside the casing 102, it is possible to suppress enlargement in the axial direction.

図３は、本発明の第２の実施形態におけるソレノイド２００の全体構成図である。ソレノイド２００は、ケーシング２０２と、ケーシング２０２に挿通されたシャフト２０４と、第１プランジャ２０６と、シャフト２０４と同軸方向に移動可能な第２プランジャ２０８とを備える。またシャフト２０４には、突起部２０９が設けられている。 FIG. 3 is an overall configuration diagram of a solenoid 200 in a second embodiment of the present invention. The solenoid 200 includes a casing 202, a shaft 204 inserted through the casing 202, a first plunger 206, and a second plunger 208 movable coaxially with the shaft 204. Further, the shaft 204 is provided with a protrusion 209 .

第１プランジャ２０６は、シャフト２０４に固定されている。第２プランジャ２０８は、一例として、シャフト２０４に対して摺動可能であり、シャフト２０４に固定されていない。このためソレノイド２００は、第１プランジャ２０６の移動に合わせて、シャフト２０４を所定の位置に保持する。また第２プランジャ２０８の外径は、図示のように第１プランジャ２０６の外径よりも大きく形成されている。 The first plunger 206 is fixed to the shaft 204. The second plunger 208 is, for example, slidable relative to the shaft 204 and is not fixed to the shaft 204. Therefore, the solenoid 200 holds the shaft 204 in a predetermined position as the first plunger 206 moves. Further, the outer diameter of the second plunger 208 is larger than the outer diameter of the first plunger 206 as shown in the figure.

ソレノイド２００はさらに、第１コイル２１０と、第２コイル２１２と、磁石２１４と、保持用固定鉄心２１６と、位置決め部２１８を備える。第１コイル２１０は、シャフト２０４の軸方向の第１プランジャ２０６側（図中、右側）に配置されている。第２コイル２１２は、シャフト２０４の軸方向の第２プランジャ２０８側（図中、左側）に配置されている。第１コイル２１０と第２コイル２１２は、通電時に磁束を発生して電磁石として機能する。図中では、第１コイル２１０および第２コイル２１２の非通電時の状態を示している。 The solenoid 200 further includes a first coil 210, a second coil 212, a magnet 214, a holding fixed iron core 216, and a positioning part 218. The first coil 210 is arranged on the first plunger 206 side (on the right side in the figure) of the shaft 204 in the axial direction. The second coil 212 is arranged on the second plunger 208 side (left side in the figure) of the shaft 204 in the axial direction. The first coil 210 and the second coil 212 function as electromagnets by generating magnetic flux when energized. In the figure, a state in which the first coil 210 and the second coil 212 are not energized is shown.

位置決め部２１８は、ケーシング２０２の中間に設けられている。位置決め部２１８は、磁性材料からなり、内径の穴を形成する部位である。位置決め部２１８は、磁性材料からなるため、ヨーク(継鉄)として機能し、磁気回路の一部を形成する。また位置決め部２１８の第２コイル２１２側には、当接部２２０が位置している。 The positioning part 218 is provided in the middle of the casing 202. The positioning portion 218 is made of a magnetic material and is a portion that forms a hole with an inner diameter. Since the positioning portion 218 is made of a magnetic material, it functions as a yoke and forms part of a magnetic circuit. Further, a contact portion 220 is located on the second coil 212 side of the positioning portion 218 .

位置決め部２１８においては、第１プランジャ２０６に近接し第１プランジャ２０６は通過可能である一方で、第１プランジャ２０６よりも外径が大きく形成された第２プランジャ２０８はその端面２２２の外縁２２４が、当接部２２０に当接する。以下では、第２プランジャ２０８が位置決め部２１８の当接部２２０に当接して位置決めされる位置を、「中間位置」という。また、第１プランジャ２０６は、位置決め部２１８を通過して、さらにその端面２２５が第２プランジャ２０８の端面２２２に突き当たって、図示のように中間位置に位置決めされる。 In the positioning part 218, the first plunger 206 is close to the first plunger 206, and the first plunger 206 can pass therethrough. , comes into contact with the contact portion 220. Hereinafter, the position where the second plunger 208 is positioned by abutting against the contact part 220 of the positioning part 218 will be referred to as an "intermediate position". Further, the first plunger 206 passes through the positioning portion 218, and the end surface 225 thereof abuts the end surface 222 of the second plunger 208, so that the first plunger 206 is positioned at an intermediate position as shown.

磁石２１４は、位置決め部２１８の第１コイル２１０側に配置され、第１プランジャ２０６および第２プランジャ２０８を中間位置に保持する。保持用固定鉄心２１６は、位置決め部２１８に対して磁石２１４を挟んで対向して配置され、磁石２１４に当接し第１プランジャ２０６に近接している。そして保持用固定鉄心２１６は、磁石２１４から第１プランジャ２０６に磁路（後述）を形成する。 The magnet 214 is arranged on the first coil 210 side of the positioning part 218 and holds the first plunger 206 and the second plunger 208 at an intermediate position. The holding fixed iron core 216 is arranged to face the positioning part 218 with the magnet 214 in between, is in contact with the magnet 214, and is close to the first plunger 206. The holding fixed iron core 216 forms a magnetic path (described later) from the magnet 214 to the first plunger 206.

またケーシング２０２の第１コイル２１０側には、第１ストッパ２２６が取り付けられている。第１ストッパ２２６は、第１プランジャ２０６の端面２２８に対面し、第１プランジャ２０６の位置を規制する。さらにケーシング２０２の第２コイル２１２側には、第２ストッパ２３０が取り付けられている。第２ストッパ２３０は、第２プランジャ２０８の端面２３２に対面し、第２プランジャ２０８の位置を規制する。 Further, a first stopper 226 is attached to the first coil 210 side of the casing 202. The first stopper 226 faces the end surface 228 of the first plunger 206 and regulates the position of the first plunger 206. Furthermore, a second stopper 230 is attached to the second coil 212 side of the casing 202. The second stopper 230 faces the end surface 232 of the second plunger 208 and regulates the position of the second plunger 208.

図４は、ソレノイド２００のシャフト２０４を中間位置から第１コイル２１０側に移動させる場合の動作を説明する図である。図４（ａ）は、第１コイル２１０および第２コイル２１２が非通電時の状態を示している。このとき、ソレノイド２００では、磁石２１４からの磁束が磁路Ｒｃを形成する。 FIG. 4 is a diagram illustrating the operation when moving the shaft 204 of the solenoid 200 from the intermediate position to the first coil 210 side. FIG. 4A shows a state in which the first coil 210 and the second coil 212 are not energized. At this time, in the solenoid 200, the magnetic flux from the magnet 214 forms a magnetic path Rc.

磁路Ｒｃは、図示のように磁石２１４からの磁束が保持用固定鉄心２１６を通って、さらに第１プランジャ２０６および第２プランジャ２０８を通り、第２プランジャ２０８から位置決め部２１８を通って磁石２１４に戻る。 As shown in the figure, the magnetic path Rc is such that the magnetic flux from the magnet 214 passes through the holding fixed iron core 216, further passes through the first plunger 206 and the second plunger 208, and passes from the second plunger 208 through the positioning part 218 to the magnet 214. Return to

そして第２プランジャ２０８は、磁路Ｒｃに沿った磁束によって第１コイル２１０側に移動し、ケーシング２０２の位置決め部２１８に当接して中間位置に保持される。第１プランジャ２０６は、磁路Ｒｃに沿った磁束によって第２コイル２１２側に移動し、位置決め部２１８を通過して、第２プランジャ２０８に当接して中間位置に保持される。 The second plunger 208 is moved toward the first coil 210 by the magnetic flux along the magnetic path Rc, comes into contact with the positioning portion 218 of the casing 202, and is held at an intermediate position. The first plunger 206 is moved toward the second coil 212 by the magnetic flux along the magnetic path Rc, passes through the positioning section 218, comes into contact with the second plunger 208, and is held at an intermediate position.

このようにしてソレノイド２００では、第１コイル２１０および第２コイル２１２の非通電時に、第１プランジャ２０６および第２プランジャ２０８を中間位置に保持することができる。また、第１プランジャ２０６に固定されたシャフト２０４も、中間位置に保持される。 In this way, the solenoid 200 can hold the first plunger 206 and the second plunger 208 at intermediate positions when the first coil 210 and the second coil 212 are not energized. Further, the shaft 204 fixed to the first plunger 206 is also held at an intermediate position.

図４（ｂ）は、図４（ａ）の第１プランジャ２０６および第２プランジャ２０８が中間位置に保持された状態から、第１コイル２１０のみを通電させた状態を示している。第１コイルのみを通電させると、第１コイル２１０の外周を回る磁路Ｒｄが形成される。 FIG. 4(b) shows a state in which only the first coil 210 is energized from the state in which the first plunger 206 and the second plunger 208 of FIG. 4(a) are held at the intermediate position. When only the first coil is energized, a magnetic path Rd that goes around the outer periphery of the first coil 210 is formed.

磁路Ｒｄは、第１コイル２１０からの磁束が、ケーシング２０２の保持用固定鉄心２１６から第１プランジャ２０６を通り、さらに第１ストッパ２２６から第１コイル２１０を回り込むようにしてケーシング２０２の保持用固定鉄心２１６に戻る。 The magnetic path Rd is configured to hold the casing 202 so that the magnetic flux from the first coil 210 passes from the holding fixed iron core 216 of the casing 202 through the first plunger 206, and further around the first coil 210 from the first stopper 226. Returning to the fixed core 216.

この第１コイル２１０の磁路Ｒｄに沿った吸着力によって、第１プランジャ２０６は、第１コイル２１０側に移動する。磁石２１４から保持用固定鉄心２１６に流れる磁束は、第１プランジャ２０６と第２プランジャ２０８が離れてしまうため、第２プランジャ２０８に流れにくくなり、第１プランジャ２０６を通って第１コイル２１０の外周のケーシング２０２を回る磁路Ｒｅに切り替えられる。 The first plunger 206 moves toward the first coil 210 due to the attraction force of the first coil 210 along the magnetic path Rd. Since the first plunger 206 and the second plunger 208 are separated, the magnetic flux flowing from the magnet 214 to the holding fixed iron core 216 becomes difficult to flow to the second plunger 208, and passes through the first plunger 206 to the outer circumference of the first coil 210. The magnetic path Re is switched around the casing 202.

これにより、第１コイル２１０の磁束と磁石２１４の磁束によって、第１プランジャ２０６を第１コイル２１０側に移動させることができる。シャフト２０４は、第１プランジャ２０６の移動に合わせて、矢印Ｃに示すように第１コイル２１０側に移動する。さらに第１プランジャ２０６は、第１コイル２１０側に移動して、その端面２２８が第１ストッパ２２６に当接して位置が規制される（図４（ｃ）参照）。 Thereby, the first plunger 206 can be moved toward the first coil 210 by the magnetic flux of the first coil 210 and the magnetic flux of the magnet 214. The shaft 204 moves toward the first coil 210 as shown by arrow C in accordance with the movement of the first plunger 206. Furthermore, the first plunger 206 moves toward the first coil 210, and its end surface 228 abuts on the first stopper 226, so that its position is regulated (see FIG. 4(c)).

そして図４（ｃ）のように、ソレノイド２００では、第１コイル２１０の電流を切った後も、磁石２１４の磁路Ｒｅに沿った磁束によって第１プランジャ２０６の位置が保持される。またシャフト２０４は、第１コイル２１０側のストローク端に保持される。なおこのとき、第２プランジャ２０８は、位置決め部２１８に突き当たっている状態となる。このようにしてソレノイド２００では、シャフト２０４を中間位置および第１コイル２１０側のストローク端に確実に保持することができる。 As shown in FIG. 4C, in the solenoid 200, even after the current in the first coil 210 is cut off, the position of the first plunger 206 is maintained by the magnetic flux along the magnetic path Re of the magnet 214. Further, the shaft 204 is held at the stroke end on the first coil 210 side. Note that at this time, the second plunger 208 is in a state of abutting against the positioning portion 218. In this way, the solenoid 200 can reliably hold the shaft 204 at the intermediate position and at the stroke end on the first coil 210 side.

図５は、図４（ｃ）のソレノイド２００のシャフト２０４を中間位置に復帰させる場合の動作を説明する図である。図５（ａ）は、第２コイル２１２のみを短時間通電した状態を示す図である。第２コイル２１２のみを通電させると、第２コイル２１２の外周を回る磁路Ｒｆが形成される。なお「短時間通電」とは、プランジャがストローク端に至らない程度の時間である。 FIG. 5 is a diagram illustrating the operation when returning the shaft 204 of the solenoid 200 in FIG. 4(c) to the intermediate position. FIG. 5A is a diagram showing a state in which only the second coil 212 is energized for a short time. When only the second coil 212 is energized, a magnetic path Rf that goes around the outer periphery of the second coil 212 is formed. Note that "short time energization" is a period of time that does not allow the plunger to reach the stroke end.

磁路Ｒｆは、第２コイル２１２からの磁束が、ケーシング２０２の位置決め部２１８から第２プランジャ２０８を通り、さらに第２ストッパ２３０から第２コイル２１２を回り込むようにしてケーシング２０２の位置決め部２１８に戻る。また磁石２１４の磁路Ｒｅに沿った磁束は、第２コイル２１２の磁束に引かれて一部が切り替わり吸着力が弱くなる。 The magnetic path Rf is such that the magnetic flux from the second coil 212 passes from the positioning part 218 of the casing 202 through the second plunger 208, and further around the second coil 212 from the second stopper 230 to the positioning part 218 of the casing 202. return. Moreover, the magnetic flux along the magnetic path Re of the magnet 214 is attracted by the magnetic flux of the second coil 212, and a part thereof is switched, so that the attraction force becomes weaker.

このため、第２コイル２１２の磁路Ｒｆに沿った吸着力によって、第２プランジャ２０８は、第２コイル２１２側に移動する。そして第２プランジャ２０８は、シャフト２０４の突起部２０９に当たって、突起部２０９を第２コイル２１２側に押す。これにより、シャフト２０４は、第２プランジャ２０８の移動に合わせて、矢印Ｄに示すように第２コイル２１２側に若干移動する。 Therefore, the second plunger 208 moves toward the second coil 212 due to the attractive force of the second coil 212 along the magnetic path Rf. Then, the second plunger 208 hits the protrusion 209 of the shaft 204 and pushes the protrusion 209 toward the second coil 212 . As a result, the shaft 204 moves slightly toward the second coil 212 as shown by arrow D in accordance with the movement of the second plunger 208.

シャフト２０４が第２コイル２１２側に移動したら、図５（ｂ）のように、第２コイル２１２の電流を切る。これにより、第２コイル２１２の吸着力がなくなるので、第２プランジャ２０８は、磁路Ｒｇに沿った磁石２１４からの磁束によって第１コイル２１０側に移動し（矢印Ｅ参照）、さらに図５（ｃ）に示すように磁路Ｒｃに沿った磁束によってケーシング２０２の位置決め部２１８に当接して中間位置に保持される。 When the shaft 204 moves toward the second coil 212, the current in the second coil 212 is cut off, as shown in FIG. 5(b). As a result, the adsorption force of the second coil 212 is eliminated, so the second plunger 208 is moved toward the first coil 210 by the magnetic flux from the magnet 214 along the magnetic path Rg (see arrow E), and further (see arrow E) in FIG. As shown in c), the magnetic flux along the magnetic path Rc abuts against the positioning portion 218 of the casing 202 and is held at the intermediate position.

なお磁路Ｒｇは、図５（ｂ）に示すように、磁石２１４からの磁束が保持用固定鉄心２１６を通って、さらに第１プランジャ２０６からシャフト２０４を介して第２プランジャ２０８を通り、第２プランジャ２０８から位置決め部２１８を通って磁石２１４に戻る。 As shown in FIG. 5(b), the magnetic path Rg is such that the magnetic flux from the magnet 214 passes through the holding fixed iron core 216, and further passes from the first plunger 206 through the shaft 204 to the second plunger 208. 2 from the plunger 208, passes through the positioning portion 218, and returns to the magnet 214.

また、第１プランジャ２０６は、突起部２０９を押されてストローク端から浮いているため、磁路Ｒｇに沿った磁束によって第２コイル２１２側に移動し（矢印Ｆ参照）、さらに図５（ｃ）に示すように磁路Ｒｃに沿った磁束によって、位置決め部２１８を通過して、第２プランジャ２０８に当接して中間位置に保持される。 In addition, since the first plunger 206 is pushed by the protrusion 209 and floats from the stroke end, it is moved toward the second coil 212 by the magnetic flux along the magnetic path Rg (see arrow F), and is further moved toward the second coil 212 (see arrow F), ), the magnetic flux along the magnetic path Rc passes through the positioning portion 218, contacts the second plunger 208, and is held at an intermediate position.

このようにしてソレノイド２００では、第２コイル２１２のみを短時間通電することで、シャフト２０４を第１コイル２１０側のストローク端から中間位置に確実に復帰させることができる。 In this way, in the solenoid 200, by energizing only the second coil 212 for a short time, the shaft 204 can be reliably returned from the stroke end on the first coil 210 side to the intermediate position.

図６は、ソレノイド２００のシャフト２０４を中間位置から第２コイル２１２側に移動させる場合の動作を説明する図である。図６（ａ）は、第１コイル２１０および第２コイル２１２が非通電時の状態を示している。このとき、ソレノイド２００では、磁石２１４からの磁束が磁路Ｒｃを形成する。 FIG. 6 is a diagram illustrating an operation when moving the shaft 204 of the solenoid 200 from the intermediate position to the second coil 212 side. FIG. 6A shows a state in which the first coil 210 and the second coil 212 are not energized. At this time, in the solenoid 200, the magnetic flux from the magnet 214 forms a magnetic path Rc.

第２プランジャ２０８は、磁路Ｒｃに沿った磁束によって第１コイル２１０側に移動し、ケーシング２０２の位置決め部２１８に当接して中間位置に保持されている。第１プランジャ２０６は、磁路Ｒｃに沿った磁束によって第２コイル２１２側に移動し、位置決め部２１８を通過して、第２プランジャ２０８に当接して中間位置に保持されている。また、第１プランジャ２０６に固定されたシャフト２０４も、中間位置に保持される。 The second plunger 208 is moved toward the first coil 210 by the magnetic flux along the magnetic path Rc, and is held in an intermediate position by contacting the positioning portion 218 of the casing 202. The first plunger 206 is moved toward the second coil 212 by the magnetic flux along the magnetic path Rc, passes through the positioning part 218, comes into contact with the second plunger 208, and is held at an intermediate position. Further, the shaft 204 fixed to the first plunger 206 is also held at an intermediate position.

図６（ｂ）は、図６（ａ）の第１プランジャ２０６および第２プランジャ２０８が中間位置に保持された状態から、第２コイル２１２のみを通電させた状態を示している。第２コイル２１２のみを通電させると、第２コイル２１２の外周を回る磁路Ｒｈが形成される。 FIG. 6(b) shows a state in which only the second coil 212 is energized from the state in which the first plunger 206 and the second plunger 208 of FIG. 6(a) are held at the intermediate position. When only the second coil 212 is energized, a magnetic path Rh that goes around the outer periphery of the second coil 212 is formed.

磁路Ｒｈは、第２コイル２１２の磁束と磁石２１４の磁束が、ケーシング２０２の保持用固定鉄心２１６から第１プランジャ２０６および第２プランジャ２０８を通り、さらに第２ストッパ２３０から第２コイル２１２を回り込むようにしてケーシング２０２の位置決め部２１８を通って、磁石２１４に戻る。 The magnetic path Rh is such that the magnetic flux of the second coil 212 and the magnetic flux of the magnet 214 pass from the holding fixed iron core 216 of the casing 202 through the first plunger 206 and the second plunger 208, and further pass from the second stopper 230 to the second coil 212. It wraps around, passes through the positioning portion 218 of the casing 202, and returns to the magnet 214.

磁石２１４から第１プランジャ２０６を介して第２プランジャ２０８に流れてきた磁束は、位置決め部２１８に第２コイル２１２の磁束が流れているために、位置決め部２１８から磁石２１４に戻りにくくなる。このため、磁石２１４からの磁束は、第１プランジャ２０６から第２プランジャ２０８に流れ、第２コイル２１２の外周のケーシング２０２を回って磁石２１４に戻る磁路Ｒｈに切り替えられる。結果的に、第２コイル２１２の磁束も磁石２１４の磁束も磁路Ｒｈを流れる。
The magnetic flux that has flowed from the magnet 214 to the second plunger 208 via the first plunger 206 is difficult to return from the positioning section 218 to the magnet 214 because the magnetic flux of the second coil 212 is flowing through the positioning section 218. Therefore, the magnetic flux from the magnet 214 flows from the first plunger 206 to the second plunger 208, and is switched to the magnetic path Rh that goes around the casing 202 around the second coil 212 and returns to the magnet 214. As a result, both the magnetic flux of the second coil 212 and the magnetic flux of the magnet 214 flow through the magnetic path Rh.

これにより、第２コイル２１２の磁束と磁石２１４の磁束によって、第１プランジャ２０６および第２プランジャ２０８を移動させることができる。また、シャフト２０４は、第１プランジャ２０６の移動に合わせて、矢印Ｇに示すように第２コイル２１２側に移動する。さらに第２プランジャ２０８は、第２コイル２１０側に移動して、その端面２３２が第２ストッパ２３０に当接して位置が規制される。 Thereby, the first plunger 206 and the second plunger 208 can be moved by the magnetic flux of the second coil 212 and the magnetic flux of the magnet 214. Further, the shaft 204 moves toward the second coil 212 as shown by arrow G in accordance with the movement of the first plunger 206. Further, the second plunger 208 moves toward the second coil 210, and its end surface 232 abuts on the second stopper 230, thereby restricting its position.

そして図６（ｃ）のように、ソレノイド２００では、第２コイル２１２の電流を切った後も、磁石２１４による磁路Ｒｈに沿った磁束によって第１プランジャ２０６の位置が保持される。またシャフト２０４は、第２コイル２１２側のストローク端に保持される。このようにしてソレノイド２００では、シャフト２０４を中間位置および第２コイル２１２側のストローク端に確実に保持することができる。 As shown in FIG. 6C, in the solenoid 200, even after the current in the second coil 212 is cut off, the position of the first plunger 206 is maintained by the magnetic flux along the magnetic path Rh caused by the magnet 214. Further, the shaft 204 is held at the stroke end on the second coil 212 side. In this way, the solenoid 200 can reliably hold the shaft 204 at the intermediate position and at the stroke end on the second coil 212 side.

図７は、図６（ｃ）のソレノイド２００のシャフト２０４を中間位置に復帰させる場合の動作を説明する図である。図７（ａ）は、第１コイル２１０のみを短時間通電した状態を示す図である。第１コイル２１０のみを通電させると、第１コイル２１０の外周を回る磁路Ｒｄが形成される。 FIG. 7 is a diagram illustrating the operation when returning the shaft 204 of the solenoid 200 in FIG. 6(c) to the intermediate position. FIG. 7A is a diagram showing a state in which only the first coil 210 is energized for a short time. When only the first coil 210 is energized, a magnetic path Rd that goes around the outer periphery of the first coil 210 is formed.

この第１コイル２１０の磁路Ｒｄに沿った吸着力によって、第１プランジャ２０６は、第１コイル２１０側に移動する。磁石２１４の磁路Ｒｈを通っていた磁束は、第１プランジャ２０６と第２プランジャ２０８が離れてしまうため、第２プランジャ２０８に流れにくくなり、第１コイル２１０の外周のケーシング２０２を回る磁路Ｒｅに切り替えられる。 The first plunger 206 moves toward the first coil 210 due to the attraction force of the first coil 210 along the magnetic path Rd. The magnetic flux that was passing through the magnetic path Rh of the magnet 214 becomes difficult to flow to the second plunger 208 because the first plunger 206 and the second plunger 208 are separated, and the magnetic flux that has passed through the magnetic path Rh around the casing 202 around the first coil 210 becomes difficult to flow to the second plunger 208. Can be switched to Re.

これにより、第１コイル２１０の磁束と磁石２１４の磁束によって、第１プランジャ２０６を第１コイル２１０側に移動させることができる。また、シャフト２０４は、第１プランジャ２０６の移動に合わせて、矢印Ｈに示すように第１コイル２１０側に移動する。このシャフト２０４の移動によって、第２プランジャ２０８は、シャフト２０４の突起部２０９に押されて、第１コイル２１０側に若干移動する。 Thereby, the first plunger 206 can be moved toward the first coil 210 by the magnetic flux of the first coil 210 and the magnetic flux of the magnet 214. Further, the shaft 204 moves toward the first coil 210 as shown by arrow H in accordance with the movement of the first plunger 206. Due to this movement of the shaft 204, the second plunger 208 is pushed by the protrusion 209 of the shaft 204 and moves slightly toward the first coil 210 side.

第２プランジャ２０８が第１コイル２１０側に移動したら、図７（ｂ）のように、第１コイル２１０の電流を切る。これにより、第１コイル２１０の吸着力がなくなるので、第２プランジャ２０８は、磁路Ｒｇに沿った磁石２１４からの磁束によって第１コイル２１０側に移動し（矢印Ｅ参照）、さらに図７（ｃ）に示すように磁路Ｒｃに沿った磁束によってケーシング２０２の位置決め部２１８に当接して中間位置に保持される。 When the second plunger 208 moves toward the first coil 210, the current in the first coil 210 is cut off, as shown in FIG. 7(b). As a result, the attraction force of the first coil 210 is eliminated, and the second plunger 208 is moved toward the first coil 210 by the magnetic flux from the magnet 214 along the magnetic path Rg (see arrow E), and is further moved (see arrow E) in FIG. As shown in c), the magnetic flux along the magnetic path Rc abuts against the positioning portion 218 of the casing 202 and is held at the intermediate position.

また、第１プランジャ２０６は、図７（ｂ）に示すように磁路Ｒｇに沿った磁束によって第２コイル２１２側に移動し（矢印Ｆ参照）、さらに図７（ｃ）に示すように磁路Ｒｃに沿った磁束によって位置決め部２１８を通過して、第２プランジャ２０８に当接して中間位置に保持される。 Further, the first plunger 206 is moved toward the second coil 212 by the magnetic flux along the magnetic path Rg as shown in FIG. 7(b) (see arrow F), and is further moved by the magnetic flux as shown in FIG. The magnetic flux along the path Rc passes through the positioning portion 218, contacts the second plunger 208, and is held at the intermediate position.

このようにしてソレノイド２００では、第１コイル２１０のみを短時間通電することで、シャフト２０４を第２コイル２１２側のストローク端から中間位置に確実に復帰させることができる。 In this manner, the solenoid 200 can reliably return the shaft 204 from the stroke end on the second coil 212 side to the intermediate position by energizing only the first coil 210 for a short time.

以上説明したように、ソレノイド２００によれば、ケーシング２０２の位置決め部２１８と保持用固定鉄心２１６の間に磁石２１４を１つだけ配置して、各コイル２１０、２１２の一方を通電し、あるいは両方を非通電とすることにより、磁石２１４からの磁路を３通りに切り替えることができる。これにより、第１プランジャ２０６および第２プランジャ２０８を中間位置に保持するだけでなく、第１プランジャ２０６をストローク端に移動させて保持することができ、シャフト２０４を３位置で保持することができる。 As explained above, according to the solenoid 200, only one magnet 214 is disposed between the positioning part 218 of the casing 202 and the holding fixed iron core 216, and one of the coils 210 and 212 is energized, or both of the coils 210 and 212 are energized. By de-energizing the magnet 214, the magnetic path from the magnet 214 can be switched in three ways. As a result, it is possible to not only hold the first plunger 206 and the second plunger 208 at the intermediate position, but also move the first plunger 206 to the stroke end and hold it, and the shaft 204 can be held at three positions. .

なおソレノイド２００では、ケーシング２０２の第１ストッパ２２６と第１プランジャ２０６の端面２２８との間、および、ケーシング２０２の第２ストッパ２３０と第２プランジャ２０８の端面２３２との間にそれぞれバネを配置し、バネの付勢力によって、第１プランジャ２０６および第２プランジャ２０８を中間位置に向かって付勢するようにしてもよい。これにより中間位置への復帰の応答を速くし、また中間位置での保持力を高めることができる。 In the solenoid 200, springs are arranged between the first stopper 226 of the casing 202 and the end surface 228 of the first plunger 206, and between the second stopper 230 of the casing 202 and the end surface 232 of the second plunger 208. , the first plunger 206 and the second plunger 208 may be biased toward the intermediate position by the biasing force of the spring. This makes it possible to speed up the response to return to the intermediate position and increase the holding force at the intermediate position.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is clear that those skilled in the art can come up with various changes and modifications within the scope of the claims, and these naturally fall within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、プランジャを所定の位置に保持するソレノイドとして利用することができる。 The present invention can be utilized as a solenoid to hold a plunger in a predetermined position.

１００、２００…ソレノイド、１０２、２０２…ケーシング、１０４、２０４…シャフト、１０６、２０６…第１プランジャ、１０８、２０８…第２プランジャ、１１０、２１０…第１コイル、１１２、２１２…第２コイル、１１４…第１バネ、１１６…第２バネ、１１８、２１８…位置決め部、１２０…スペーサ、１２２、１３２、２２２、２３２…第２プランジャの端面、１２４、２２４…端面の外縁、１２６、２２６…第１ストッパ、１２８、１３４、２２５、２２８…第１プランジャの端面、１３０、２３０…第２ストッパ、１３６…第２ストッパの段差部、１３８…第１ストッパの段差部、２１４…磁石、２１６…保持用固定鉄心、２２０…当接部、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ，Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆ、Ｒｇ、Ｒｈ…磁束 100, 200... Solenoid, 102, 202... Casing, 104, 204... Shaft, 106, 206... First plunger, 108, 208... Second plunger, 110, 210... First coil, 112, 212... Second coil, 114...First spring, 116...Second spring, 118, 218...Positioning portion, 120...Spacer, 122, 132, 222, 232...End face of second plunger, 124, 224...Outer edge of end face, 126, 226...No. 1 stopper, 128, 134, 225, 228... end face of first plunger, 130, 230... second stopper, 136... step part of second stopper, 138... step part of first stopper, 214... magnet, 216... holding Fixed iron core, 220...Abutting part, Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg, Rh...Magnetic flux

Claims

casing and
a shaft inserted into the casing;
a first plunger fixed to the shaft;
a second plunger movable coaxially with the shaft;
a first coil disposed on the first plunger side in the axial direction of the shaft;
a second coil disposed on the second plunger side in the axial direction of the shaft,
The outer diameter of the second plunger is larger than the outer diameter of the first plunger,
A positioning portion is provided in the middle of the casing, which is made of a magnetic material and is a hole with an inner diameter through which the first plunger can pass, but which abuts the outer edge of the second plunger;
The solenoid, wherein the second plunger is positioned at an intermediate position by abutting the positioning portion, and the first plunger is positioned at an intermediate position by abutting the second plunger.

The solenoid further includes a first spring that abuts the first plunger and biases the first plunger toward an intermediate position;
a second spring that contacts the second plunger and urges the second plunger toward an intermediate position;
The solenoid according to claim 1, wherein the second spring is stronger than the first spring.

The solenoid further includes a magnet that is disposed on the first coil side of the positioning section and holds the first plunger and the second plunger in an intermediate position;
The solenoid according to claim 1, further comprising a holding fixed iron core that is disposed opposite to the positioning portion with the magnet interposed therebetween and forms a magnetic path from the magnet to the first plunger.