JP3137432B2 - 自己保持型ソレノイド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械的安定状態の保持
及び前記安定状態からの変化を電磁的に駆動する装置、
例えば、弁棒操作装置とか電磁継電器等に使用する自己
保持型ソレノイドの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から可動鉄心を吸引方向に付勢動作
させると、その付勢力を解いても吸引状態が保持でき、
又、逆に、可動鉄心の原位置復帰に際しては、前記と逆
方向の付勢力を付与して復帰させるようにした、所謂自
己保持型のソレノイドは、今日種々の構造のものが提案
され、弁棒操作装置等の駆動源として幅広く使用されて
いる。

【０００３】そして、前記自己保持型ソレノイドにおい
て、例えば、特公平２−３６０４３号公報に示されてい
るものが通常よく知られている。図９によりその概略構
造を説明すると、図９において、磁性材料からなる固定
鉄心１は、磁極面Ｓ側を固定鉄心１側に固定した永久磁
石２の磁束ｘの作用により、同じく磁性材料からなる可
動鉄心３をそれぞれ相対応する磁極面４，５とで吸引し
て機械的安定状態にある。次に、前記固定鉄心１に巻回
した２つの電磁コイル６ａ，６ｂのうち、一方の電磁コ
イル６ａに通電を行い、永久磁石２に対して反撥する磁
束ｙを、可動鉄心３→永久磁石２→固定鉄心１からなる
磁路内に誘起させ、前記可動鉄心３を固定鉄心１の磁極
面４，５と反撥させて固定鉄心１の他方の磁極面７，８
との吸引状態側に移動させる。可動鉄心３はその移動
後、電磁コイル６ａの通電を断っても、永久磁石２の磁
束ｘの作用により吸引状態が保持される。つづいて、こ
の機械的安定状態から可動鉄心３を前記磁極面４，５と
の吸引状態に復帰させる場合は、電磁コイル６ｂに通電
を行うことにより、可動鉄心３を原位置に復帰させるよ
うにした、即ち、機械的双安定状態で構成されている。

【０００４】然るに、前記構成のソレノイドにおいて
は、前記動作原理の説明で明らかなように、次に示すよ
うな問題点があった。 （１）、前記双安定タイプのソレノイドは、可動鉄心の
原位置復帰に際して復帰用ばねの力を必要としないもの
の、電磁コイルは２個必要とし、かつ、可動鉄心の移動
に際しては、常に片側の電磁コイルのみに通電を行い可
動鉄心の反撥により作動させていたので、２つの電磁コ
イルを効果的に使用することが難しく不経済であるばか
りでなく、ソレノイドの大形化、複雑化を招く大きな要
因となっていた。

【０００５】（２）、又、前記双安定タイプのソレノイ
ドは、可動鉄心に繋がる負荷が一定していれば効果的に
作動させることができるが、負荷の力が大きく変動する
ようなとき、例えば、負荷が浴槽の排水栓のような場
合、即ち、浴槽の排水栓は、浴槽内の水位が上昇するに
つれて、排水栓に加えられる水圧（荷重）は順次増大す
る。従って、前記双安定のソレノイドにおいては、前記
のように、負荷が変動すると、可動鉄心の吸引力に落ち
込み現象が生じて負荷に対応することができなくなる場
合がある。即ち、吸引力が負荷に追随することが難し
く、ソレノイドの使用機器を誤作動させるおそれがあっ
た。このため、この種ソレノイドでは、前記の落ち込み
現象を防ぐために、即ち、機械的安定状態を維持するう
えから、強力な起磁力を備えた永久磁石を必要とする問
題があった。

【０００６】（３）、しかし、前記永久磁石の起磁力を
必要以上に強くすると、可動鉄心が固定鉄心の磁極面に
吸引したとき、可動鉄心は大きな力で磁極面と衝突する
こととなる結果、前記吸引時に大きな衝撃音が発生し、
これにより、ソレノイドを使用する機器の種類によって
は、機器の使用者に衝撃音による不快感を与えるという
問題があった。

【０００７】（４）、更に、前記永久磁石の起磁力を必
要以上に強くした場合、可動鉄心を一方の磁極面から他
方の磁極面に移動する際、即ち、永久磁石の起磁力を解
除するに際しては、永久磁石の磁束を軽減させるため
に、電磁コイルに永久磁石の磁束に反撥する磁束を生じ
させるための大電流を通電してアンペアターンを大きく
する必要があった。しかし、電磁コイルに通電する前記
電流を不用意に増大させると、即ち、永久磁石の磁束を
打消したりする以上の電流を通電すると、可動鉄心は、
前記電磁コイルに通電することによって生ずる磁束によ
って、磁極面に吸引されたまま他方の磁極面に移動でき
なくなる場合があった。従って、電磁コイルに通電する
電流値はおのずと限度があり、その関係式は次に示す

【数１】 によって表すことができる。

【０００８】

【数１】

【０００９】ここで、 Ｆｒ：ソレノイドの磁極面４，
５に生じるラッチング保持力 Ｆｍ：ソレノイドの磁極面７，８に作用している力 Ｋ ：定数 Φｍ：永久磁石の磁束 Φｉ：電磁コイルへの通電によって生ずる磁束 Ｗ ：可動鉄心に付設される負荷 をそれぞれ示す。従って、前記

【数１】式で判るように、Φｉの値をΦｍ近づけるよう
に電流の増大をはかれば、図９で示す磁極面４，５に作
用する可動鉄心３の保持力が０となる前に、他方の磁極
面７，８に作用する吸引力が打勝って可動鉄心３を移動
させることができる。従って、前記図９で示す構成のソ
レノイドにおいては、ソレノイド自体を正常に作動させ
るには、電磁コイルに通電する電流値をΦｉ≦Φｍの範
囲で設定する必要があるため、ソレノイドの作動によっ
て得られる推力（トルク）はおのずと限度があり、この
結果、前記項番（２）で述べたように、負荷が変動した
り、大きなトルクを必要とする機器には採用が難しいと
いう問題があった。

【００１０】本発明は、前記の種々の問題点に鑑み、可
動鉄心の吸引力の落ち込みを防ぎ、かつ、該可動鉄心を
固定鉄心に対して負荷部材の存在により緩衝的に吸引保
持させることにより、吸引時の衝撃力を軽減して衝撃音
の発生を抑制可能とし、しかも、省エネ効果の優れた自
己保持型ソレノイドを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために、中空円筒状の磁気ヨークと、磁気ヨー
クの内側にその軸方向に沿って磁性材料からなる磁気ス
ペーサを介して挿設した吸引及び反撥の２つのコイルを
差動接続して設けた電磁コイルと、前記電磁コイルの内
側に一対の磁性部材の間に永久磁石を介在させて前記磁
気ヨークの軸心に沿って移動可能に挿入した可動鉄心
と、前記可動鉄心の下側から電磁コイルの下部にかけて
配置された可動鉄心の吸引・復帰の各作動を行わせる固
定鉄心と、更に、前記可動鉄心の上部側において電磁コ
イル上に配置した補助ヨークとからなり、前記吸引コイ
ルに通電を行った場合は、磁気ヨーク→磁気スペーサ→
可動鉄心→空隙→固定鉄心→磁気ヨークとの間で第１の
磁路を、又、反撥コイルに通電したときは、磁気ヨーク
→補助ヨーク→可動鉄心→永久磁石→磁気スペーサ→磁
気ヨークとの間で第２の磁路を設けるようにして構成し
たので、その作用は次に示すとおりである。

【００１２】

【作用】本発明は、電磁コイルを吸引用コイルと反撥用
コイルとに分離して形成し、可動鉄心の吸引及び復帰に
際しては、前記２つのコイルに通電を行うことにより、
磁気ヨークと可動鉄心と固定鉄心との間で、補助ヨーク
の利用により２つの磁路を構成し、可動鉄心の吸引時と
復帰時は、それぞれ前記２つの磁路を使用して可動鉄心
を小電力で大きな吸引力を得て作動させることができる
ので至便である。又、可動鉄心の吸引・復帰に際して
は、それぞれ可動鉄心と補助ヨークとの反撥・吸引作用
が有効に利用できるため、可動鉄心の移動を迅速に行わ
せることができる。

【００１３】その上、電磁コイルを構成する吸引コイル
と反撥コイルは差動接続してあるため、コイルには巻始
めと巻終りの引出し線のみしか存在しないので、巻線作
業に手間が少々かかる反面、コイル自体は小形に巻回す
ることができるため、磁気ヨーク内の狭隘な場所にでも
容易に収容することが可能となり、自己保持型ソレノイ
ドを小形・軽量に製作することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の自己保持型ソレノイドを、浴
槽の排水口を開閉する排水栓の駆動手段として使用した
実施例を図１ないし図７によって説明する最初に、図
３，図４において１１は浴槽で、その浴槽１１の底部に
は排水口１２が開口されている。１３は浴槽１１上部の
エプロンａ内において、浴槽１１の側面から底部にまた
がって配管した排水管で、排水口１２とは連通口１４を
介して連通している。１５は排水口１２を開閉する排水
栓で、その外周縁の下方には排水口１２の内周面に係合
するための案内ガイド１６が一体的に形成されている。
１７は前記排水栓１５の裏面に垂設した支軸で、この支
軸１７には排水管１３内において、操作レバー１８が枢
着されている。前記操作レバー１８は図４で示すよう
に、ほぼ逆へ字形に形成した偏平な梃子杆１９と連結杆
２０とによって構成されている。そして、前記連結杆２
０には、梃子杆１９との枢支部付近において、両者が上
向には回動するが、逆方向には回動しないように図示し
ない回り止め部材が一体的に形成されている。

【００１５】２１は浴槽１１のエプロンａ内側の最上部
に取付けた排水栓１５作動用の駆動源となる本発明の自
己保持型ソレノイド（以下、単にソレノイドという）を
示すもので、その構造を図１により説明する。２２は中
空円筒状の磁気ヨークで、内部には胴央部分に補助ヨー
クの役目を果す磁気スペーサ２３を介して電磁コイル２
４が嵌挿保持されている。そして、前記電磁コイル２４
は図１及び図５で示すように、反撥用のコイル２４ａ
と、吸引用のコイル２４ｂとからなり、最初にボビンｄ
にコイル導体を正方向に所定回数巻回して吸引コイル２
４ｂを設け、次に、別のボビンｃにコイル導体を前記と
は巻回方向を逆にして、前記吸引コイル２４ｂと同じ巻
回数だけ巻回して反撥コイル２４ａを設けることによっ
て電磁コイル２４を構成するもので、即ち、前記吸引コ
イル２４ｂと反撥コイル２４ａは、コイル導体を連続巻
回し、両者を差動接続することにより構成されている。

【００１６】次に、２５は前記電磁コイル２４内に上下
動可能に挿入した可動鉄心で、図１で示すように、下方
となる固定鉄心２６側に第１の磁性部材ｅを反対側の上
方には第２の磁性部材ｆをそれぞれ備え、かつ、前記第
１，第２の磁性部材ｅ，ｆ間に永久磁石２７を介在させ
て形成されている。そして、前記可動鉄心２５はその下
方端、即ち、第１の磁性部材ｅの下部には、磁気ヨーク
２２の下部開口端に嵌着した固定鉄心２６中央の透孔２
６ａを貫通させてソレノイドの下方に突出する非磁性体
の可動ロッド２８が螺着され、又、可動鉄心２５の上方
端には第２の磁性部材ｆ及び永久磁石２７を貫通して第
１の磁性部材ｅの上部側に螺着した非磁性体の手動操作
棒２９を、可動鉄心２５からソレノイド２１の上方に突
出することにより構成されている。なお、固定鉄心２６
は磁気ヨーク２２の下部開口端の内側に嵌合係止させた
あと、磁気ヨーク２２の開口端縁を円周かしめ等の手段
によって固定鉄心２６が抜脱するのを防ぐ。

【００１７】３０は可動鉄心２５の上部側方において、
図１，２に示すように、電磁コイル２４の反撥コイル２
４ａ上に前記可動鉄心２５の移動を妨げないように、か
つ、該可動鉄心２５に遊嵌して乗載した補助ヨークで、
この補助ヨーク３０は可動鉄心２５が吸引される前の状
態では、図１で示すように、可動鉄心２５の第２の磁性
部材ｆと対応する位置で、又、図２で示すように、可動
鉄心２５が固定鉄心２６に吸引したときは、第２の磁性
部材ｆとは対応しない、即ち、少し間隔を保つ位置で配
置されている。３１は図１で示すように、前記補助ヨー
ク３０上に載置した補助ヨーク３０の固定を兼ねる可動
鉄心２５のストッパーで、非磁性材料により、可動鉄心
２５と対応する部分を上方に膨出して帽子状にプレス加
工して形成したもので、このストッパー３１は、その周
縁の水平な鍔縁を補助ヨーク３０の上端に係載し、前記
鍔縁の外周縁から磁気ヨーク２２の上部開口端内側に設
けたリング溝３２ａに止輪３２を嵌着することにより、
前記補助ヨーク３０は固定鉄心２６との間で、電磁コイ
ル２４及び磁気スペーサ２３を介して固定支持される。
３３は可動鉄心２５の第２の磁性部材ｆ上に貼着した緩
衝材で、可動鉄心２５が原位置復帰したとき、ストッパ
ー３１との接衝により生ずる衝撃力を軽減するものであ
る。３４は磁気ヨーク２２の下部開口端の下側から固定
鉄心２６に止着した可動ロッド２８の軸受部材で、この
軸受部材３４と可動鉄心２５との間には、可動鉄心２５
の固定鉄心２６に対する吸引力が解除されたとき、可動
鉄心２５を原位置に戻すための復帰ばね３５が挿入され
ている。３６は手動操作棒２９の頂部に取付けた操作摘
み、３７は電磁コイル２４のリード線である。

【００１８】又、前記ソレノイド２１を浴槽１１に取付
ける場合は、図３に示すように、浴槽１１のエプロンａ
の上部開口ｇを利用してソレノイド２１を挿入し、これ
を図示しないナット等の締付部材を用いてエプロンａ内
の取付板４０に止着して垂設し、更に、前記ソレノイド
２１の取付後、エプロンａの図示しない点検口（排水管
にもあり）を利用してソレノイド２１の可動ロッド２８
と、あらかじめ、エプロンａの開口ｇを利用してソレノ
イド２１の取付前に、排水管１３内に挿入しておいた操
作レバー１８の最上端と接離可能な駆動ロッド４１とを
軸継手等を用いて連結することにより、前記ソレノイド
２１と排水栓１５とを、前記駆動ロッド４１，操作レバ
ー１８を介して駆動可能に結合する。なお、図３中・４
２はエプロンａの開口ｇに取外し自在に被着したゴム等
耐水性に富む材料からなるカバー体である。

【００１９】次に、本発明ソレノイド２１の動作につい
て説明する。最初に、浴槽１１に張っている残湯を排水
口１２から排水管１３に排水する場合について説明す
る。先ず、排水口１２を開く場合は、図６で示すよう
に、例えば、ソレノイド２１の通電回路に設けた操作ス
イッチＳを投入して、電磁コイル２４に正方向電流を直
流電源Ｅより供給する。前記通電により、図６で示すよ
うに、電磁コイル２４の一方のコイルを形成する吸引コ
イル２４ｂには、正方向電流が、又、他方の反撥コイル
２４ａは吸引コイル２４ｂと差動接続されている関係
上、逆方向の電流が通電されることとなる。このため、
図１で示すように、吸引コイル２４ｂ側においては、可
動鉄心２５の第１の磁性部材ｅ→空隙→固定鉄心２６→
磁気ヨーク２２→磁気スペーサ２３によって第１の磁路
が形成され、又、反撥コイル２４ａ側には、可動鉄心２
５の第２の磁性部材ｆ→永久磁石２７→磁気スペーサ２
３→磁気ヨーク２２→補助ヨーク３０によって第２の磁
路が形成される。

【００２０】この結果、可動鉄心２５は、前記第１及び
第２の磁路内を流れる磁束（電磁コイル２４への通電に
よって誘起される磁束Φｉと永久磁石２７の磁束Φｍ）
による吸引作用により、固定鉄心２６側に復帰ばね３５
の力に抗して移動して該固定鉄心２６に吸引される。そ
して、前記可動鉄心２５の吸引作用に際し、反撥コイル
２４ａ側に位置する第２の磁路においては、反撥コイル
２４ａに通電されるさ逆方向の電流により、第２の磁路
内を流れる永久磁石２７の磁束（可動鉄心の吸引を助長
する磁束）は、Φａ分だけ軽減される。この結果、可動
鉄心２５はその吸引作動のスタート段階では、第２の磁
性部材ｆと補助ヨーク３０との間で永久磁石２７の磁束
によって生ずる吸引作用により緩やかなスタートとな
る。しかし、前記第２の磁性部材ｆが補助ヨーク３０か
ら引き離される位置まで移動（可動鉄心が中間地点まで
移動（降下）したとき）すると、可動鉄心２５と補助ヨ
ーク３０との間で反撥作用が生じ、可動鉄心２５は前記
の反撥作用により急速移動して固定鉄心２６に吸引され
ることとなる（図８のＰ点参照）。

【００２１】前記の現象（反撥作用）は、吸引コイル２
４ｂと反撥コイル２４ａとが互いに差動接続されている
関係上、可動鉄心２５はその可動範囲（ストローク）の
ほぼ中間地点に達すると（図８のＰ点）、吸引コイル２
４ｂと反撥コイル２４ａに対する磁気回路におけるパー
ミアンスはほぼ同等となるため、前記２つのコイル２４
ａ，２４ｂの合成インダクタンスも周知の如く相殺され
ることとなる。このため、前記合成インダクタンスが小
さくなると、その時定数も必然的に小さくなり、合成イ
ンダクタンスの小さな自己インダクタンス回路では、過
度現象は短時間で終了するので、可動鉄心２５を瞬間的
に吸引することが可能となり、通電時間及び吸引速度を
短縮することができる。

【００２２】そして、前記可動鉄心２５の吸引後、操作
スイッチＳを解放して電磁コイル２４への通電を断つ
と、永久磁石２７の磁束が第１の磁路内に透過され続け
るため、可動鉄心２５はその吸引状態が保持される。

【００２３】前記のように、可動鉄心２５が作動する
と、可動ロッド２８は図３で示すように、下方に移動
し、駆動ロッド４１を押し下げ、この駆動ロッド４１と
接離する操作レバー１８の上端を押圧する。すると、操
作レバー１８は排水管１３の水平部分において横方向
（図４の右方向）に槓動して、その他方端に枢着した排
水栓１５を押し上げて開栓し、浴槽１１内の残湯を排水
口１２から排水管１３内に排水させる。

【００２４】次に前記浴槽１１内の残湯を排水する場
合、排水口１２を閉塞する排水栓１５には、残湯による
水圧が荷重となって加えられており、前記排水栓１５を
開栓するには、前記開栓時の水圧を上回る吸引力がソレ
ノイド２１に必要となる。従って、ソレノイド２１は次
の

【数２】 式で表される吸引力が得られるように設計すればよいこ
とになる。

【００２５】

【数２】

【００２６】ここで、 Ｆｓ：ソレノイドの吸引力 Ｋ ：定数（ソレノイドの吸引時） Φｍ：永久磁石の磁束 Φｉ：電磁コイルに通電を行うことによって生ずる磁束 Φａ：第２の磁路に流れる永久磁石の磁束 Ｗｏ：排水栓開閉時の合成荷重 Ｗｓ：復帰ばねの付勢力 を示すものである。なお、本例では、電磁コイル２４に
通電する電流を、開栓時は閉栓時にくらべ約２倍（２Φ
ｉ）となるように設計した例で説明する。

【００２７】従って、排水栓１５の開栓に際しては、前
記排水栓１５に加わる荷重を想定してソレノイド２１
が、前記荷重に打勝つ吸引力を得ることができるように
構成することにより、電磁コイル２４に短時間通電を行
うと、排水栓１５は迅速に開栓して浴槽１１内の水を排
水口１２から排水管１３内に排水する。前記、排水口１
２の開口により排水が開始されると、排水栓１５の荷重
は、水圧がかからなくなるため急激に軽減されることと
なる。この結果、ソレノイド２１の可動鉄心２５は固定
鉄心２６に吸引直後における吸引力を保持させることな
く、電磁コイル２４の通電を断った場合でも、復帰ばね
３５の力に打勝って永久磁石２７の磁束により吸引状態
を維持することができる。従って、ソレノイド２１への
通電を断っても排水口１２は開口状態を維持して排水が
良好に続行することが可能となるばかりか、排水作業は
ソレノイド２１を小電力で駆動させることができるの
で、排水栓１５の駆動源における省エネ効果を向上させ
ることができる。

【００２８】次に、浴槽１１の残湯を排水したあと、排
水口１２を排水栓１５により閉栓する場合について説明
する。この場合、排水栓１５には荷重が全く加えられて
いないので、ソレノイド２１の可動鉄心２５を原位置に
復帰させることにより、排水栓１５はその自重により降
下して排水口１２を閉塞するようになっている。従っ
て、ソレノイド２１の可動鉄心２５の吸引力を解除する
には、可動鉄心２５を固定鉄心２６に吸引保持させてい
る永久磁石２７の吸引力を、復帰ばね３５の力が打勝つ
ように軽減させればよい。

【００２９】このため、可動鉄心２５の吸引力解除に際
しては、図７で示すように、操作スイッチＳを投入して
電磁コイル２４に吸引時とは逆方向の電流を直流電源Ｅ
から短時間供給する。この結果、吸引コイル２４ｂ側の
第１の磁路内には永久磁石２７の磁束を打消す磁束が誘
起されるため、永久磁石２７による可動鉄心２５に対す
る吸引力は軽減する。この結果、可動鉄心２５は復帰ば
ね３５の力が永久磁石２７の吸引力に打勝つと原位置に
復帰する。そして、前記逆方向の電流の通電は短時間で
あるため、可動鉄心２５は、その復帰途中（この時点で
は電磁コイル２４への通電は断たれている）において、
第２の磁性部材ｆが補助ヨーク３０に順次近付くにつれ
て前記第２の磁性部材ｆには、反撥コイル２４ａ側の第
２の磁路内において永久磁石２７の磁束による吸引作用
が働くことになる結果、可動鉄心２５は復帰ばね３５の
付勢力と相まって、急速に原位置に復帰することにな
る。そして、前記可動鉄心２５の原位置復帰に際して
は、永久磁石２７の磁束を軽減するだけでよいので、電
磁コイル２４には吸引時に比べ小電流を通電すればよい
ので、省エネ化をはかることができる。その上、前記第
２の磁路内においては、可動鉄心２５が原位置に近付く
につれて吸引作用が働くため、復帰ばね３５はそのばね
圧力の比較的小さなものを選択することができる利点も
ある。

【００３０】次に、停電時等において、排水栓１５を手
動で開閉する場合は、図１，２で示すソレノイド２１の
手動操作棒２９に取付けた操作摘み３６を手動操作して
可動鉄心２５を固定鉄心２６側に押動すると、可動鉄心
２５は復帰ばね３５の力に抗して押し下げられ、固定鉄
心２６に永久磁石２７の吸引力を利用して吸引される。
前記可動鉄心２５の吸引により、前記のように、可動ロ
ッド２８を介して駆動ロッド４１が降下して排水栓１５
を上動させ、排水口１２を前記同様に開口する。これに
より、停電時等においても容易に排水栓１５の開栓を行
うことが可能となる。又、可動鉄心２５の吸引を解除す
る場合は、操作摘み３６を手で持ち、これを永久磁石２
７の吸引力に逆って上方に引き上げることにより、可動
鉄心２５を原位置に迅速・容易に手動操作することがで
きる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、通電によ
り可動鉄心を駆動させる電磁コイルは、吸引用のコイル
と反撥用のコイルとに分離して形成し、可動鉄心の吸引
時は、その吸引途中において、該可動鉄心と補助ヨーク
との反撥作用を有効利用して、可動鉄心を前記２つのコ
イルに同時通電させることと相まって小電力で大きな吸
引力により駆動させることができるので、即ち、可動鉄
心の吸引途中における落ち込み減少を防いで作動させる
ことが可能となるため、浴槽の排水栓等負荷の荷重が変
動しやすい負荷部材の駆動源として有用のソレノイドを
提供することが可能である。しかも、前記本発明の構成
によるソレノイドにおいて、可動鉄心が固定鉄心に吸引
する際に生ずる衝撃音は、可動鉄心が負荷部材と連接さ
れていることにより緩和することができ、更に、可動鉄
心が原位置復帰する場合に生ずる衝撃音も、ソレノイド
上部に設けた緩衝材により吸収することが可能となるた
め、ソレノイドの作動時に発生する衝撃音を効果的に規
制することができる。

【００３２】又、本発明においては、可動鉄心の復帰に
際しても、吸引している可動鉄心と電磁コイル上に配置
した補助ヨークとの間に所定の間隔が設定されているの
で、可動鉄心は吸引が解かれて復帰ばねの力で原位置に
復帰する途中において、補助ヨークとの間で永久磁石の
吸引力による吸引作用が働くため、可動鉄心は小さな復
帰ばねの力でも迅速・容易に原位置復帰させることがで
きる。また、このときも、小電力で永久磁石の磁束を軽
減すればよいので、可動鉄心は吸引時の作動と相まって
小電力で、かつ、短時間に作動させることが可能とな
り、ソレノイドの使用機器を円滑・良好に駆動させるこ
とができる。しかも、可動鉄心を原位置に復帰させた場
合、可動鉄心の上部は補助ヨークに遊嵌されている関係
上、永久磁石の吸引力は可動鉄心を固定鉄心に吸引させ
たときのように大きな吸引力（この場合、可動鉄心の下
面が直接固定鉄心と接触することにより可能となる）が
得られず、復帰ばねの力を利用して押上げられているの
で、例えば、浴槽の排水栓を開栓するために、可動鉄心
を停電時等に操作摘みを手動で降下させる場合、永久磁
石の吸引力が弱いため復帰ばねの力に打ち勝つ力で操作
摘みを押動すればよいので、ソレノイドの手動操作は大
きな力を要することなく簡易に行うことができるととも
に、通電により操作する場合においても、前記したよう
にソレノイド自体を小電力で駆動させることができ、利
便である。

【００３３】更に、電磁コイルは吸引コイルと反撥コイ
ルとを差動接続して形成してあるので、コイル自体はそ
の製作途中で巻回方向を変更する必要はあるものの、巻
線途中で接続個所を設けることなく巻回することができ
るため、電磁コイルの引出し線の引出しが容易に行い
得、これにより、磁気ヨーク内の狭隘な場所に２つのコ
イルを収容保持することができるため、この種ソレノイ
ドを小形・軽量に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自己保持型ソレノイドの作動前（復帰
時）の状態を示す縦断面図である。

【図２】本発明の自己保持型ソレノイドの作動後（吸引
後）の状態を示す縦断面図である。

【図３】本発明のソレノイドを浴槽の排水栓を自動開閉
する装置に実施した例を示す浴槽の要部縦断面図であ
る。

【図４】本発明のソレノイドを復帰させることにより排
水栓が閉塞した状態を示す縦断面図である。

【図５】本発明のソレノイドに組込まれている電磁コイ
ルの結線状態を示す説明図である。

【図６】本発明のソレノイドにおける可動鉄心の吸引時
における磁束の流れを示す説明図である。

【図７】本発明のソレノイドにおける可動鉄心の復帰時
における磁束の流れを示す説明図である。

【図８】本発明の自己保持型ソレノイドの特性を示す特
性図である。

【図９】従来の自己保持型ソレノイドの構造を概略的に
示す説明図である。

【符号の説明】

２１ 自己保持型ソレノイド ２２ 磁気ヨーク ２４ 電磁コイル ２４ａ 反撥コイル ２４ｂ 吸引コイル ２５ 可動鉄心 ２６ 固定鉄心 ２７ 永久磁石 ２８ 可動ロッド ３０ 補助ヨーク ３５ 復帰ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮島 武秀 愛知県春日井市愛知町１番地 愛知電機 株式会社内 審査官 植松 伸二 (56)参考文献 特開 昭57−198611（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−94013（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 7/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空円筒状の磁気ヨークと、磁気ヨーク
   の内側にその軸方向に沿って磁性材料からなる磁気スペ
   ーサを介して挿設した吸引及び反撥の２つのコイルを差
   動接続して設けた電磁コイルと、前記電磁コイル間に介
   挿された一対の磁性部材の間に永久磁石を介在させて前
   記磁気ヨークの軸心に沿って移動可能に挿入した可動鉄
   心と、前記可動鉄心の下面から電磁コイルの下部にかけ
   て配置された可動鉄心の吸引・復帰の各動作を行わせる
   固定鉄心と、前記可動鉄心の上部側において電磁コイル
   上に可動鉄心を遊嵌して配置した補助ヨークと、更に、
   前記可動鉄心の下面と磁気ヨークとの間に挿入した可動
   鉄心復帰用のばねとを具備して構成したことを特徴とす
   る自己保持型ソレノイド。