JP3335333B2 - プランジャ - Google Patents

プランジャ

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JP3335333B2
JP3335333B2 JP31915899A JP31915899A JP3335333B2 JP 3335333 B2 JP3335333 B2 JP 3335333B2 JP 31915899 A JP31915899 A JP 31915899A JP 31915899 A JP31915899 A JP 31915899A JP 3335333 B2 JP3335333 B2 JP 3335333B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボビンにヨークの
一部を挿入した構造のプランジャに係り、カメラ、オー
ディオ機器、ビデオ機器、光ディスク装置等の小型で精
密な機器類内に組み込まれる小型プランジャに好適なも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来のプランジャとして、永久磁石の磁
束にて吸着片を吸着させておいて、パルス電流をコイル
に流すことにより逆磁界を発生させ、永久磁石の吸着力
を打ち消して吸着片を解放させる自己保持型のものが有
り、例えば実公平2−883号公報に記載されたような
ものが知られている。つまり、この公報に記載されたよ
うなプランジャでは、図6に示す吸着片120の取付用
穴120Cに図示しないレバーのピンが挿入される構造
が一般的であり、このレバーを介してばね力F2が吸着
片120に常時加えられるようになっている。
【0003】この為、コイル116に通電されていない
時には、永久磁石114による吸着力F1でばね力F2
に抗して吸着片120を吸着している。そして、永久磁
石114の磁束と逆方向に磁界が発生するようにコイル
116に電流を流すことで、吸着片120がばね力F2
によってヨーク112から分離され、この分離される時
の吸着片120の動きを利用して必要な動作を生じさせ
ていた。一般的に、このプランジャでは、一対のボビン
穴118の中心間の距離Aと吸着片120の一対の脚部
120A、120Bの中心間の距離Bとが相互にほぼ同
じ長さとなるように、一対のボビン穴118の寸法及び
吸着片120の一対の脚部120A、120Bの寸法が
設定されていた。
【0004】従って、原理上、吸着片120のスライド
方向Sへの衝撃により吸着片120がヨーク112から
最も外れ易い筈である。しかし、距離Aと距離Bとを同
一の寸法に設定したとしても、部品加工のばらつきがあ
ることや吸着片120の位置決めがなされていないこと
等から、図6に示すように距離Aより距離Bの方が大き
くなることがあり、結果として、スライド方向Sと直交
する方向の外力F3が吸着片120に加わった場合、こ
の図の如く吸着片120が傾いてヨーク112から外れ
ることがあった。
【0005】すなわち、図6に示すように衝撃力等によ
り外力F3が加わった場合、外力F3の作用する方向に
沿って吸着片120が移動して下側のボビン穴118の
内壁面に吸着片120の下側の脚部120Bの外側部分
が接触する。これに伴って、吸着片120を引き剥がす
方向の力F5が接触点P回りのモーメントにより生じる
ので、吸着片120が外れ易くなることがあり、吸着片
120のスライド方向Sに対する衝撃力よりも小さなこ
のスライド方向Sと直交する方向への衝撃力で、吸着片
120が外れる場合が有った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上より、従来のプラ
ンジャでは、吸着片120のスライド方向Sと直交する
方向の外力F3が吸着片120に加わった際に吸着片1
20がヨーク112から外れ易く、プランジャの耐衝撃
性が十分ではなかった。本発明は上記事実を考慮し、吸
着片のスライド方向と直交する方向の外力が吸着片に加
わった時でも吸着片をヨークから外れ難くしたプランジ
ャを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1によるプランジ
ャは、一対の第1脚部を有したヨークと、一対の第2脚
部を有した吸着片と、それぞれコイルが巻回された一対
のコイルボビンとを有し、これら一対のコイルボビンに
それぞれ設けられたボビン穴内に一対の第1脚部がそれ
ぞれ装着されると共に、一対の第1脚部に対向した形で
一対の第2脚部がそれぞれ移動可能に一対のボビン穴に
挿入されたプランジャであって、一対の第2脚部の中心
間の距離を一対のボビン穴の中心間の距離より短くした
ことを特徴とする。
【0008】請求項1に記載の発明によれば、それぞれ
コイルが巻回された一対のコイルボビンにそれぞれ設け
られたボビン穴内に、ヨークの一対の第1脚部がそれぞ
れ装着され、これら一対の第1脚部に対向した形で吸着
片の一対の第2脚部がそれぞれ移動可能に一対のボビン
穴に挿入されて、吸着片がスライド可能とされている。
そして、これら一対の第2脚部の中心間の距離が一対の
ボビン穴の中心間の距離より短く設定されている。
【0009】従って、一対の第2脚部の中心間の距離を
一対のボビン穴の中心間の距離より短く設定したので、
吸着片のスライド方向に対して直交する方向に吸着片が
移動した場合に、吸着片の一対の第2脚部の相互に対向
する内側部分が必ずボビン穴の内壁面と接触するような
構造となる。この結果として、一対の第2脚部の内側部
分に、力の支点となるボビン穴の内壁面との接触点が生
じることになって、吸着片のスライド方向に対して直交
する方向から外力が吸着片に加わった時でも、吸着片が
ヨークから外れ難くなり、プランジャの耐衝撃性が向上
する。
【0010】請求項2によるプランジャは、一対の第1
脚部を有したヨークと、一対の第2脚部を有した吸着片
と、それぞれコイルが巻回された一対のコイルボビンと
を有し、これら一対のコイルボビンにそれぞれ設けられ
たボビン穴内に一対の第1脚部がそれぞれ装着されると
共に、一対の第1脚部に対向した形で一対の第2脚部が
それぞれ移動可能に一対のボビン穴に挿入されたプラン
ジャであって、一対の第2脚部の中心間の距離を一対の
第1脚部の中心間の距離より短くしたことを特徴とす
る。
【0011】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
と同様の構成でボビン穴内にヨークの一対の第1脚部が
それぞれ装着され、吸着片の一対の第2脚部がそれぞれ
移動可能に一対のボビン穴に挿入されて、吸着片がスラ
イド可能とされている。さらに、これら一対の第2脚部
の中心間の距離が一対の第1脚部の中心間の距離より短
く設定されている。つまり、一対の第1脚部が、ボビン
穴に嵌合されてボビン穴内にそれぞれ装着され、一対の
第2脚部が、これら第1脚部の断面積よりも小さな断面
積を有してボビン穴にそれぞれ移動可能に挿入されるよ
うな構造であるだけでなく、これら一対の第2脚部の中
心間の距離が、一対のボビン穴の中心間の距離とほぼ同
一の寸法となる一対の第1脚部の中心間の距離より短く
設定されるようにした。
【0012】従って、吸着片のスライド方向に対して直
交する方向に吸着片が移動した場合に、吸着片の一対の
第2脚部の相互に対向する内側部分が必ずボビン穴の内
壁面と接触するような構造となる。この結果として、請
求項1と同様に、一対の第2脚部の内側部分に、力の支
点となるボビン穴の内壁面との接触点が生じることにな
って、吸着片のスライド方向に対して直交する方向から
外力が吸着片に加わった時でも、吸着片がヨークから外
れ難くなり、プランジャの耐衝撃性が向上する。
【0013】請求項3に記載の発明によれば、請求項2
のプランジャと同様の構成の他に、一対の第2脚部のそ
れぞれの断面積を一対の第1脚部のそれぞれの断面積よ
り小さくして、一対の第2脚部の中心間の距離を一対の
第1脚部の中心間の距離より短くしたという構成を有し
ている。つまり、一対の第2脚部のそれぞれの断面積を
小さくし一対の第2脚部の中心間の距離を短くすること
で、一対の第2脚部の外側部分に対向して位置するボビ
ン穴の内壁面とこれら第2脚部との間の隙間を大きくす
ることができる。この結果、吸着片のスライド方向に対
して直交する方向から吸着片に外力が加わってこの方向
に吸着片が移動した場合、吸着片の一対の第2脚部の相
互に対向する内側部分が必ずボビン穴の内壁面と接触す
るような構造となって、請求項2と同様の作用を奏する
ことになる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明に
係るプランジャの各実施の形態を説明することにより、
本発明を明らかにする。本発明の第1の実施の形態を表
す図1に示すように、自己保持型の電磁石装置であるプ
ランジャ10には、一対の第1脚部12A、12Bを有
し鉄等の磁性材料で略U字型に形成されたヨーク12が
鉄心として設置されている。このヨーク12の基端側は
薄肉の連結部12Cで繋がっていて、この連結部12C
の隣に設けられたスリット内には細長く形成された永久
磁石14が装着されている。この為、この永久磁石14
によりヨーク12が常時磁化されるようになっている。
【0015】このプランジャ10には、それぞれ筒状に
形成された一対のコイルボビン18、20が、捲線であ
るコイル16をそれぞれ巻き付けた状態で設置されてお
り、これら一対のコイルボビン18、20の先端側に配
置されるフランジ板22が、一対のコイルボビン18、
20のフランジ部を一体的に形成している。つまり、フ
ランジ板22で繋がっているこれら一対のコイルボビン
18、20は樹脂材料により一体的に形成されており、
また、これら一対のコイルボビン18、20のボビン穴
18A、20A内にヨーク12の各第1脚部12A、1
2Bが装着されている。そして、ヨーク12のN,S極
となる一対の第1脚部12A、12Bの先端面はボビン
穴18A、20A内の中程に位置していて、これら一対
の第1脚部12A、12Bの先端部はボビン穴18A、
20Aから突出していない。
【0016】一方、一対のコイルボビン18、20の基
端側は厚肉に形成されており、この厚肉の部分には、コ
イル16の端部の処理及び接続用の配線のはんだ付け用
としてそれぞれ用いられる一対の端子ピン26が、側方
にそれぞれ突き出すように植設されている。さらに、一
対のコイルボビン18、20の基端側には、ヨーク12
の側部に一対設けられた凹部12Dに延びるようなフッ
ク28が一対形成されており、これらフック28が凹部
12Dに係合することで一対のコイルボビン18、20
がヨーク12に確実に固定されることになる。
【0017】他方、一対の第2脚部30A、30Bを有
することで略U字型に鉄等の磁性材料製の吸着片30が
形成されており、これら一対の第2脚部30A、30B
がボビン穴18A、20Aの内周面にそれぞれ摺動自在
に嵌合することで、ヨーク12の一対の第1脚部12
A、12Bの先端に生じるN,S極に、これら一対の第
2脚部30A、30Bが吸着されている。
【0018】吸着片30の図1において上下方向中央部
には、吸着片30の摺動方向であるスライド方向Sに対
して直交する向きに長い長円形状の取付用穴32が貫通
して設けられている。そして、図2及び図3に示すよう
に、この取付用穴32に係合するピン38が先端側に設
けられたレバー36が支点ピン40を中心に回動自在に
支持されており、このレバー36の基端側にはレバー3
6を時計回転方向に常時回動するような付勢力であるば
ね力F2を生じさせる図示しないコイルスプリング等の
ばね材が取り付けられている。
【0019】この為、吸着片30の移動可能なスライド
方向Sに沿って吸着片30を引っ張るばね力F2が吸着
片30に常時作用することになる。但し、レバー36の
回動可能な量を制限することで、第1脚部12A、12
Bに吸着される吸着面を有する各第2脚部30A、30
Bの先端部分が、図3に示すように、第1脚部12A、
12Bと分離された状態でもボビン穴18A、20A内
に存在するように、吸着片30の移動量が設定されてい
る。
【0020】このプランジャ10の使用に際しては、ま
ずヨーク12の基端側に形成された一対の固定用穴24
にねじを挿入して例えば小型携帯機器セット等の機器に
このプランジャ10を固定する。そして、この固定され
ている状態であって、コイルボビン18、20に巻き付
けられたコイル16に通電されていない時には、図2に
示すようにばね力F2に抗した永久磁石14による吸着
力F1により、ヨーク12の第1脚部12A、12Bの
吸着面であるN,S極面に吸着片30の第2脚部30
A、30Bが吸着される。尚、吸着力F1はばね力F2
より大きな力とされる。
【0021】そして必要時に、永久磁石14の磁束と逆
方向に磁界が発生するようにコイルボビン18、20に
巻き付けられたコイル16にパルス電流が流される。こ
れによって、逆磁界をコイル16に発生させ、永久磁石
14の磁力による吸着力F1を打ち消し、図3に示すよ
うに、吸着片30の取付用穴32にピン38を介して取
付けられたレバー36に働いているばね力F2により、
吸着片30がヨーク12から分離される。
【0022】本実施の形態のプランジャ10では、例え
ば図1に示すように、ボビン穴18A、20A間のピッ
チである一対のボビン穴18A、20Aの中心間の距離
Aが4mmとされ、ボビン穴18A、20Aの幅寸法D
1が1.6mmとされ、ヨーク12の第1脚部12A、
12Bの吸着面の幅寸法D2が1.57mmとされてい
る。また、第1脚部12A、12B間のピッチである一
対の第1脚部12A、12Bの中心間の距離は距離Aと
ほぼ同一長さとされている。さらに、本実施の形態にお
いては、吸着片30の一対の第2脚部30A、30Bの
外側部分を加工精度を保持しつつ切り欠くことで切欠部
34を形成し、第2脚部30A、30Bの幅寸法D3を
第1脚部12A、12Bの吸着面の幅寸法D2よりそれ
ぞれ0.1mm短い1.47mmとし、第2脚部30
A、30B間のピッチである一対の第2脚部30A、3
0Bの中心間の距離Bを3.95mm程度になるよう
に、寸法を設定した。
【0023】つまり、4mmの距離Aに対して距離Bを
3.95mmとすることにより、距離Aに対する距離B
の比率が98.75%となり、また、第1脚部12A、
12Bと第2脚部30A、30Bの厚み方向の厚み寸法
Tが同一とすれば、第2脚部30A、30Bの断面積が
第1脚部12A、12Bの断面積より小さくなる。
【0024】次に、本実施の形態に係るプランジャ10
の作用を説明する。本実施の形態に係るプランジャ10
においては、図1に示すようにそれぞれコイル16が巻
回された一対のコイルボビン18、20にそれぞれ設け
られたボビン穴18A、20A内に、U字型に形成され
るヨーク12の一対の第1脚部12A、12Bがそれぞ
れ装着されており、永久磁石14によりこのヨーク12
が磁化されている。さらに、U字型に形成される吸着片
30の一対の第2脚部30A、30Bが、これら一対の
第1脚部12A、12Bに対向した形で、それぞれ移動
可能に一対のボビン穴18A、20Aに挿入されてい
る。
【0025】そして、吸着片30の一対の第2脚部30
A、30Bの外側部分を切り欠いて切欠部34を設ける
ことで、一対の第2脚部30A、30Bのそれぞれの断
面積を一対の第1脚部12A、12Bのそれぞれの断面
積より小さくし、これに合わせて一対の第2脚部30
A、30Bの中心間の距離Bを一対の第1脚部12A、
12Bの中心間の距離より短くした。さらにこれに伴
い、吸着片30の一対の第2脚部30A、30Bの外側
に位置するボビン穴18A、20Aの内壁面との隙間を
大きくでき、一対の第2脚部30A、30Bの中心間の
距離Bが一対のボビン穴18A、20Aの中心間の距離
Aより短くなる。
【0026】従って、一対のボビン穴18A、20Aの
中心間の距離A及びこの距離Aとほぼ同一の寸法となる
一対の第1脚部12A、12Bの中心間の距離より、一
対の第2脚部30A、30Bの中心間の距離Bを短く設
定したので、吸着片30のスライド方向Sに対して直交
する方向から吸着片30に外力F3が加わってこの方向
に吸着片30が移動した場合に、図1に示すように、吸
着片30の一対の第2脚部30A、30Bの相互に対向
する内側部分が必ずボビン穴18A、20Aの内壁面と
接触するような構造となる。
【0027】この結果として、一対の第2脚部30A、
30Bの内側部分に、力の支点となるボビン穴18A、
20Aの内壁面との接触点Pが生じることになって、吸
着片30のスライド方向Sに対して直交する方向から外
力F3が吸着片30に加わった時でも、第1脚部12B
に第2脚部30Bが当接する方向の力F4が接触点P回
りのモーメントにより生じるので、吸着片30がヨーク
12から外れ難くなり、プランジャ10の耐衝撃性が向
上する。
【0028】以上より、吸着片30の一対の第2脚部3
0A、30Bの外側部分を切り欠いて切欠部34を設け
ることにより、プランジャ10の耐衝撃性が向上するこ
とが理解できるものの、第2脚部30A、30Bの断面
積が減少した分だけ磁気回路となる吸着片30内を流れ
る磁束が減少し、吸着力F1が若干低下するおそれがあ
る。この為、距離Aと距離Bの差は出来るだけ小さくす
ることが望ましい。
【0029】次に、吸着片30にばね力F2が加わって
いる小型携帯機器セットへの実装状態で衝撃を与え、何
m/s2 の加速度で吸着片30がヨーク12から外れる
かの耐衝撃性を確認した試験結果を以下に説明する。図
6に示す従来技術に係るプランジャでは、吸着片120
のスライド方向Sに衝撃を加えた場合、2000m/s
2 の加速度では外れ無いものの、外力F3が加わる方向
に衝撃を加えた場合、1500m/s2 の加速度で吸着
片120に外れが生じた。この一方、図1に示す本実施
の形態のプランジャ10では、吸着片30のスライド方
向Sに衝撃を加えた場合、2000m/s2 の加速度で
外れ無いだけでなく、外力F3が加わる方向に衝撃を加
えた場合、2000m/s2 の加速度でも吸着片30に
外れが生じないような結果となり、従来技術に係るプラ
ンジャと比較して本実施の形態のプランジャ10は、明
らかに耐衝撃性が向上していることが確認された。
【0030】つまり、本実施の形態のプランジャ10に
よる吸着力F1の低下は計算上、使用上問題の無い程度
の僅かな範囲であるのに対して、耐衝撃性が33%以上
向上していることが確認された。この為、本実施の形態
のプランジャ10は実用上の効果が非常に大きいことが
分かる。
【0031】次に、本発明の第2の実施の形態を図4に
示し、この図に基づきこの実施の形態を説明する。尚、
第1の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付し
て、重複した説明を省略する。図4に示すように本実施
の形態では、コイルボビン18、20の外径寸法を大き
くするのに伴ってボビン穴18A、20Aの内径を広げ
ることで、一対のボビン穴18A、20Aの中心間の距
離Aを大きくする構造とした。この構造の場合、プラン
ジャ10の全体形状が大きくなって部品取付上の制約が
生じることになったり、或いはプランジャ10の全体形
状の大きさを維持しようとすればコイルボビン18、2
0の巻線部分が減少する為に、巻線抵抗の減少による消
費電流の増大を招くことになるものの、吸着片30の一
対の第2脚部30A、30Bの断面積を確保できるよう
になるので、吸着片30に対する吸着力F1の低下を防
ぐことが可能となる。
【0032】次に、本発明の第3の実施の形態を図5に
示し、この図に基づきこの実施の形態を説明する。尚、
第1の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付し
て、重複した説明を省略する。図5に示すように本実施
の形態では、吸着片30の一対の第2脚部30A、30
Bが入るボビン穴18A、20Aの部分のみを広げた構
造とした。従って、この構造の場合でも上記の第2の実
施の形態と同様に、吸着片30の一対の第2脚部30
A、30Bの断面積を確保して吸着片30に対する吸着
力F1の低下を防ぐことが可能となる。
【0033】尚、上記実施の形態では、永久磁石を有し
た構造のプランジャで本発明を説明したが、永久磁石の
無い構造の通電型の電磁石装置にも本発明を適用可能す
ることができる。また、上記実施の形態において、外力
が吸着片のスライド方向と直交する方向のみから加わる
場合により本発明を説明したが、吸着片のスライド方向
に対して斜めに外力が加わったときでも、吸着片のスラ
イド方向と直交する方向の分力が生じるので、上記実施
の形態と同様に作用するようになる。
【0034】一方、上記第1の実施の形態では、吸着片
の第2脚部の部分のみを切り欠いたが、図1の点線Cで
示す部分まで切り欠くことで、吸着片全体を切り欠くよ
うな構造としても良い。さらに、上記第1の実施の形態
では、一対の第2脚部をそれぞれ切り欠いたが、一対の
第2脚部の何れか一方のみを切り欠くような構造として
も良い。
【0035】
【発明の効果】本発明のプランジャによれば、吸着片の
スライド方向と直交する方向の外力が吸着片に加わった
時でも吸着片をヨークから外れ難くすることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るプランジャを
示す図であって、(A)は断面図であり、(B)は
(A)の1B−1B矢視線断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るプランジャの
使用時の状態を説明する図であって、吸着片がヨークに
吸着された状態を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係るプランジャの
使用時の状態を説明する図であって、吸着片がヨークか
ら分離された状態を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係るプランジャを
示す図であって、(A)は断面図であり、(B)は
(A)の4B−4B矢視線断面図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係るプランジャを
示す図であって、(A)は断面図であり、(B)は
(A)の5B−5B矢視線断面図である。
【図6】従来技術に係るプランジャを示す図であって、
(A)は断面図であり、(B)は(A)の6B−6B矢
視線断面図である。
【符号の説明】
10 プランジャ 12 ヨーク 12A、12B 第1脚部 16 コイル 18、20 コイルボビン 30 吸着片 30A、30B 第2脚部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 7/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の第1脚部を有したヨークと、一対
    の第2脚部を有した吸着片と、それぞれコイルが巻回さ
    れた一対のコイルボビンとを有し、これら一対のコイル
    ボビンにそれぞれ設けられたボビン穴内に一対の第1脚
    部がそれぞれ装着されると共に、一対の第1脚部に対向
    した形で一対の第2脚部がそれぞれ移動可能に一対のボ
    ビン穴に挿入されたプランジャであって、 一対の第2脚部の中心間の距離を一対のボビン穴の中心
    間の距離より短くしたことを特徴とするプランジャ。
  2. 【請求項2】 一対の第1脚部を有したヨークと、一対
    の第2脚部を有した吸着片と、それぞれコイルが巻回さ
    れた一対のコイルボビンとを有し、これら一対のコイル
    ボビンにそれぞれ設けられたボビン穴内に一対の第1脚
    部がそれぞれ装着されると共に、一対の第1脚部に対向
    した形で一対の第2脚部がそれぞれ移動可能に一対のボ
    ビン穴に挿入されたプランジャであって、 一対の第2脚部の中心間の距離を一対の第1脚部の中心
    間の距離より短くしたことを特徴とするプランジャ。
  3. 【請求項3】 一対の第2脚部のそれぞれの断面積を一
    対の第1脚部のそれぞれの断面積より小さくして、一対
    の第2脚部の中心間の距離を一対の第1脚部の中心間の
    距離より短くしたことを特徴とする請求項2記載のプラ
    ンジャ。
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