JP6501222B2

JP6501222B2 - ソレノイド

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Publication number: JP6501222B2
Application number: JP2015103508A
Authority: JP
Inventors: 将司石川; 秀哲有田; 大穀　晃裕; 晃裕大穀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2035-05-21
Also published as: JP2016219617A

Description

本発明は、ソレノイドに関するものである。

この発明は、磁力で磁性材製の可動子を直動運動させることで、内燃機関における可燃性蒸気の流量制御用の弁を開閉するソレノイドに関するものである。

内燃機関における可燃性蒸気の流量制御弁としては、例えば特許文献１および特許文献２に開示されているようなソレノイドが知られている。ソレノイドにおいては、磁気吸引力によって磁性材製の可動子が直動運動されることで、弁が開閉される。従来のソレノイドは可燃性蒸気が流れる流路部と、弁の開閉動作を行う磁路構成部とによって構成されている。磁路構成部は磁性材製の固定子および可動子で構成されている。磁路構成部には電源から励磁電流が供給可能な固定子巻線が設置されている。そして電源から固定子巻線に励磁電流が供給されると、磁路構成部が磁化され、固定子と可動子の間に磁気吸引力が発生し、可動子が直動運動することで流路部の弁を開閉する。

このようなソレノイドで固定子巻線に対して一定の励磁電流を供給した場合には、可動子および固定子を流れる磁束は、可動子と固定子間の距離が小さくなる程、大きくなる。このため、可動子が固定子に近づくにつれ可動子と固定子との間に作用する磁気吸引力が大きくなり、可動子は加速する。そして高速で移動する可動子が固定子に衝突すると大きな衝突音を発生することが課題となる。

この課題に対して、特許文献１および特許文献２では、磁束が変化すると、渦電流が発生する非磁性の導電材料から成る渦電流発生手段に、少なくとも、磁束が鎖交または貫通することで、渦電流発生手段に、渦電流が発生し、可動子が固定子に近づくことで増加する磁束量を低減し、磁気吸引力の上昇を抑え、可動子の加速を抑制する方法が提案されている。

実開平０６−００２６２２号公報特開平０７−０８６０２９号公報

従来のソレノイドでは、励磁電流が固定子巻線に流れた際に非磁性の導電材料から成る渦電流発生手段が渦電流を発生し、可動子の加速を抑制することが可能である。しかしながら、可動子位置によらず常に渦電流を発生させるため、加速の抑制が必要な可動子の固定子との衝突直前のみならず、加速の抑制が必要でない固定子巻線が励磁された直後においても加速を抑制し、応答速度を調整することを困難にする問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、応答速度を容易に調整することができるソレノイドを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明のソレノイドは、磁性材製の第１固定子コアと、前記第１固定子コアの外周に設けられた固定子巻線と、前記第１固定子コアと同軸的に配置される磁性材製の可動子とを備え、前記可動子と前記第１固定子コアとの間には、複数の磁束経路が存在しており、非磁性の導電材料で形成された渦電流発生手段をさらに備え、少なくとも一つの前記磁束経路は、前記渦電流発生手段を少なくとも貫通または鎖交している。

本発明によれば、応答速度を容易に調整することができる。

この発明の実施の形態１に関するソレノイドの構造を示す破断斜視図である。この発明の実施の形態１に関し、ストローク前半の状態を示す図である。この発明の実施の形態１に関し、ストローク後半の状態を示す図である。この発明の実施の形態１に関し、可動子の位置に対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を示す図である。この発明の実施の形態１に関し、渦電流発生源を軸方向でいう可動子側から見た図であり、渦電流が流れている状態を示す図である。この発明の実施の形態１に関し、渦電流発生源を軸方向でいう可動子側から見た図であり、渦電流が流れていない状態を示す図である。この発明の実施の形態２に関し、ストローク前半の状態を示す図である。この発明の実施の形態２に関し、ストローク後半の状態を示す図である。この発明の実施の形態２に関し、渦電流発生源を軸方向でいう可動子側から見た図である。この発明の実施の形態３に関し、ストローク前半の状態を示す図である。この発明の実施の形態３に関し、ストローク後半の状態を示す図である。この発明の実施の形態４に関し、ストローク前半の状態を示す図である。この発明の実施の形態４に関し、ストローク後半の状態を示す図である。この発明の実施の形態５に関し、ストローク前半の状態を示す図である。この発明の実施の形態５に関し、ストローク後半の状態を示す図である。この発明の実施の形態６に関し、ストローク序盤の状態を示す図である。この発明の実施の形態６に関し、ストローク中盤の状態を示す図である。この発明の実施の形態６に関し、ストローク終盤の状態を示す図である。この発明の実施の形態６に関し、可動子の位置に対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を示す図である。この発明の実施の形態７に関し、ストローク前半の状態を示す図である。この発明の実施の形態７に関し、ストローク後半の状態を示す図である。この発明の実施の形態８に関し、ストローク前半の状態を示す図である。この発明の実施の形態８に関し、ストローク後半の状態を示す図である。この発明の実施の形態９に関し、ストローク前半の状態を示す図である。この発明の実施の形態９に関し、ストローク後半の状態を示す図である。この発明の実施の形態１０に関し、ストローク序盤の状態を示す図である。この発明の実施の形態１０に関し、ストローク中盤の状態を示す図である。この発明の実施の形態１０に関し、ストローク終盤の状態を示す図である。この発明の実施の形態１０に関し、可動子の位置に対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に関するソレノイドの構造を示す破断斜視図である。ソレノイドは、磁性材製の第１固定子コア１と、第１固定子コア１の外周に巻回された固定子巻線３と、第１固定子コア１と同軸に配置され軸方向の往復動作が可能な磁性材製の可動子７と、固定子巻線３の外側に配置され磁性材製の第２固定子コア２と、樹脂製の流路部４とを備える。

流路部４は、流路部４内に流体を導入する導入ポート９と、流路部４内から流体を外部へ導出する導出ポート５とを含んでいる。

図１に示されるソレノイドは概ね中心軸を含む断面全てが等しい軸対称な構造であるため、以後２次元断面を用いて説明する。

図２および図３は、この発明に関するソレノイドの構造を示す２次元断面図である。また、図２は、ストローク前半の状態を示す図であり、図３は、ストローク後半の状態を示す図である。なお、ストローク前半とは、可動子が開弁動作を行う場合の時間的な前半過程を示しており、ストローク後半とは、可動子が開弁動作を行う場合の時間的な後半過程を示している。以下、図７、図８、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４および図１５において同様である。

図２および図３を参照しつつ、ソレノイドの動作原理について説明する。図２および図３に示される前記第１固定子コア１の内周側には中心軸となる円柱状の第３固定子コア１１が配置され、前記第３固定子コア１１と前記可動子７の中心軸上に、ばね１２が配置される。前記ばね１２は中心軸方向に伸縮する。

第１固定子コア１は円柱状をなし、固定子巻線３への励磁電流の供給によって励磁され磁気回路を形成する。

可動子７は円柱状をなし、固定子巻線３の内周に軸方向往復動可能に遊挿されており、第１固定子コア１と共に磁気回路を形成する。可動子７が軸方向に往復動作することにより、弁として機能する。

第２固定子コア２は固定子巻線３への励磁電流の供給によって、第１固定子コア１及び可動子７と共に磁気回路を形成するものであって、略円筒形状をなし、一端部が第１固定子コア１と磁気抵抗が大きくならないよう密着固定されている。

第２固定子コア２の反対側の端部は可動子７の往復動作を可能とするために、可動子７の径以上の穴が開いている。

固定子巻線３への励磁電流の供給によって発生する磁束は、主として磁気抵抗の小さい経路を流れる。以後、磁気抵抗の小さい経路を流れる磁束を主磁束６と呼称する。主磁束６は、第１固定子コア１と第２固定子コア２、および可動子７を循環することによって磁気回路を形成する。

固定子巻線３の断電時には可動子７がばね１２により導入ポート９側へ付勢されることで導入ポート９の流路を塞ぎ閉弁状態となる。可動子７の導入ポート９側端部には閉弁時の機密性を高めるゴム８が設置されている。

固定子巻線３の両端に一定の電圧が印加されると、固定子巻線３に励磁電流が供給され、磁性材料である第１固定子コア１、第２固定子コア２、および可動子７が励磁される。

励磁された可動子７および第１固定子コア１の間に磁気吸引力が作用し可動子７が第１固定子コア１の方向に移動することで、密着していた導入ポート９とゴム８が離れ、流路部４内を可燃性蒸気が通過する開弁状態となる。

以上の構成を備える実施の形態１のソレノイドは、例えば内燃機関の可燃性蒸気の流量制御装置に用いられるものである。

つぎに、図１および図３を参照しつつ、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整する手法について説明する。

第１固定子コア１は径方向で軸長が少なくとも３段階変更する段形状を有しており、外径側の段、内径側の段、中間の段の順に可動子７方向に延びている。

可動子７は軸方向でいう第１固定子コア１側の端部が第１固定子コア１の外径側の段よりも内周側に配置される形状を成している。

非磁性の導電材料にて形成される渦電流発生手段１０は第１固定子コア１の中間の段に配置される。渦電流発生手段１０は、軸方向の可動子７側から見た場合において、円環形状に形成されている。

固定子巻線３を断電状態から励磁電流の供給状態へ変更する際、すなわち閉弁状態から開弁状態へ移行する際、可動子７はばね１２により付勢され、第１固定子コア１と軸方向に最も離れた位置にいる。そのため、固定子巻線３に励磁電流を供給する際に発生する主磁束６は磁気抵抗の最も低い経路である可動子７の先端と、第１固定子コア１の外径側の先端を通過する第１の経路１３を流れ、第１固定子コア１と可動子７との間には磁気吸引力が作用し可動子７が第１固定子コア１の方向へ移動する。

可動子７が第１固定子コア１の方向に移動し始めて一定期間は、主磁束６が渦電流発生手段１０の外周側を流れるため導電材料に渦電流は発生しない。

渦電流は導電材料に鎖交または貫通、または鎖交も貫通もする磁束量が変化しなければ発生しない。

固定子巻線３への励磁電流の供給を開始して一定期間が経過すると、可動子７と第１固定子コア１の内径側の段との距離が縮まることで、可動子７と第１固定子コア１の内径側の段との間の磁気抵抗が小さくなり、主磁束６が第１の経路１３と第２の経路１４とに分岐する。

以後、主磁束６が複数に分岐する際、その分岐する経路を第１の経路（磁束経路）１３、第２の経路（磁束経路）１４と呼称する。

第１の経路１３は渦電流発生手段１０の外周側を通過するため、渦電流発生手段１０を鎖交も貫通もしないため渦電流は流れない。すなわち、第１の経路は、前記渦電流発生手段を貫通も鎖交もしておらず、且つ、第２の経路は、前記渦電流発生手段を少なくとも貫通または鎖交している。

一方、第２の経路１４はストローク前半において、磁気抵抗が大きく磁束が流れないので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さいが、ストローク後半においては可動子７と第１固定子コア１の内径側の段との間の磁気抵抗が小さくなるので、可動子７と第１固定子コア１が近づくほど磁束量が増大するので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が大きい。これにより周方向に閉じた渦電流発生手段１０の内周側を鎖交する主磁束６の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大するので、渦電流発生手段１０に渦電流が発生する。

以上より、可動子７位置により渦電流発生の有無を調整可能である。すなわち、応答速度を容易に調整することができる。

渦電流発生手段１０に渦電流が流れることで主磁束６と反対向きの磁束が発生するため、磁気吸引力の増加が妨げられ可動子７の加速を抑制する。任意の可動子７の位置で渦電流を発生して可動子７の加速を抑制し、固定子との衝突音を低減することができる。

図４は、可動子７のストローク量に対する第１および第２の経路１４の磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を示している。図４を参照しつつ、本実施の形態１における磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）について説明する。

ストローク０％が閉弁時の可動子７位置であり、０％から１００％が可動子７の可動域である。第１および第２の経路１４はそれぞれ可動子７位置によって単位時間当たりの磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が変化する。

第１の経路１３はストローク前半において、可動子７が第１固定子コア１方向に近づくにつれ磁気抵抗が小さくなり磁束量が増加するため磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が大きいが、ストローク後半においては磁気飽和により磁束量が増加せず磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さくなる。

一方、第２の経路１４はストローク前半において、磁気抵抗が大きく磁束が流れないので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さいが、ストローク後半においては可動子７が第１固定子コア１に近づき磁気抵抗が小さくなるので磁束量が増大し、磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大する。

本実施の形態１では第２の経路１４の磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）がストロークの後半のみ大きいため、ストロークの後半のみ渦電流発生手段１０に渦電流が流れる。

第１の経路１３の磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）もストロークの前半において大きいが、前述したように第１の経路１３は渦電流発生手段１０の外周側を通過するため、渦電流発生手段を鎖交も貫通せず渦電流発生手段１０に渦電流が流れない。このように、上記複数の経路のうち少なくとも一つの経路は、可動子７位置によって単位時間当たりの磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が変化する。このため、任意の可動子７の位置で渦電流を発生させることが可能となり、可動子７の応答速度の低減なく、固定子との衝突速度を低減して衝突音を低減することができる。

つぎに、図５および図６を参照しつつ、において渦電流発生手段１０が周方向に閉じる必要性について説明する。図５および図６は渦電流発生手段１０を軸方向の可動子７側から見た図である。図５のように渦電流発生手段１０が周方向に閉じていれば、第２の経路１４の磁束が閉じた渦電流発生手段１０の内周側を鎖交するので、渦電流発生手段１０に渦電流１５が流れる。一方、図６のように渦電流発生手段１０が周方向に閉じていない場合、渦電流１５が流れる経路の電気抵抗が増大するため渦電流１５が流れない。

本実施の形態１は可動子７ではなく第１固定子コア１に渦電流発生手段１０が配置されているので、可動子７が運動することにより渦電流発生手段が外れる可能性が低い。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態２は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１と同様であってもよい。

図７および図８を参照しつつ、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整する手法について説明する。本実施の形態２において、第１固定子コア１は径方向で軸長が少なくとも２段階変更する段形状を有しており、外径側の段、内径側の段の順に可動子７方向に延びている。

渦電流発生手段１０は第１固定子コア１の内径側の段に配置されている。この構成において、主磁束６の第１の経路１３は渦電流発生手段１０の外周側を通過するため、磁束量が変化しても渦電流は流れない。

一方、第２の経路１４はストローク前半において、磁気抵抗が大きく磁束が流れないので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さいが、ストローク後半においては可動子７が第１固定子コア１に近づき磁気抵抗が小さくなるので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大する。

第２の経路１４は渦電流発生手段１０を貫通しているので、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。本実施の形態２におけるストロークに対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を図示すると、図４と同様になる。

以上より、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整可能である。すなわち、応答速度を容易に調整することができる。

なお、本実施の形態２においては、渦電流発生手段１０が周方向に閉じていなくてもよく、形状にかかわらず渦電流が発生するので製作上の制限が少なく、製作性が良い。図９
を参照しつつ、その理由について説明する。

図９は、本実施の形態２の渦電流発生手段１０を軸方向でいう可動子７側から見た図である。第２の経路１４を通過する磁束は渦電流発生手段１０を貫通している。よって、図に示すような経路を流れる渦電流１５が発生するため、渦電流発生手段１０が周方向に閉じていなくても渦電流１５が流れる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態３は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１または２と同様であってもよい。

図１０および図１１を参照しつつ、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整する手法について説明する。本実施の形態３において、第１固定子コア１は径方向で軸長が少なくとも３段階変更する段形状を有しており、内径側の段、外径側の段、中間の段の順に可動子７方向に延びている。

可動子７は軸方向でいう第１固定子コア１側の端部が第１固定子コア１の内径側の段よりも外周側に配置される形状を成している。

渦電流発生手段１０は第１固定子コア１の中間の段に配置されている。渦電流発生手段１０は、軸方向の可動子７側から見た場合において、円環形状に形成されている。

この構成において、主磁束６の第１の経路１３は渦電流発生手段１０の外周側を通過するため、磁束量が変化しても渦電流は流れない。

一方、第２の経路１４はストローク前半において、磁気抵抗が最も小さくなる経路であるため多くの磁束が通過し可動子７が第１固定子コア１に近づくほど多くの磁束が流れるので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は大きい。

第２の経路１４は渦電流発生手段１０の内周側を通過するため、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

第２の経路１４はストローク後半において、第１固定子コア１の内径側の段が磁気飽和を生じるため磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さくなるので渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

本実施の形態３におけるストロークに対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を図示すると図４の第１の経路１３と第２の経路１４を入れ替えたものと同様になる。

なお、本実施の形態３においては、主磁束６が渦電流発生手段を鎖交するが、貫通しないため、実施の形態１と同様に渦電流発生手段１０が周方向に閉じていないと渦電流は発生しない。

本実施の形態３はストロークの前半に渦電流を発生するので、例えばばね定数が大きくストローク前半に可動子が加速しやすく、ストローク後半に可動子が加速しにくいばねを選定した場合、ストローク前半における可動子の過度な加速を抑制できる効果がある。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。なお、本実施の形態４は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１〜３のいずれかと同様であってもよい。

図１２および図１３を参照しつつ、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整する手法について説明する。本実施の形態４において、第１固定子コア１は径方向で軸長が少なくとも２段階変更する段形状を有しており、内径側の段、外径側の段の順に可動子７方向に延びている。

可動子７は軸方向でいう第１固定子コア１側の端部が第１固定子コア１の内径側の段よりも外周側に配置される形状を成している。渦電流発生手段１０は第１固定子コア１の外径側の段に配置されている。この構成において、主磁束６の第１の経路１３は第１固定子コア１の内径側の段を経由し、渦電流発生手段１０の内周側を通過する。

第１の経路１３はストローク前半において、磁気抵抗が最も小さいため多くの磁束が通過する。可動子７が第１固定子コア１に近づくほど多くの磁束が流れるので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は大きいので、渦電流発生手段１０が周方向に閉じていれば、第１の経路１３はストローク前半において渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

第１の経路はストローク後半において、第１固定子コア１の内径側の段が磁気飽和を生じるため磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さくなるので、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

第２の経路１４は第１固定子コア１の外径側の段を通過し、渦電流発生手段１０を貫通する。

第２の経路１４はストローク前半において、磁気抵抗が大きく磁束が流れないので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さいが、ストローク後半においては可動子７が第１固定子コア１に近づき磁気抵抗が小さくなるので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大する。

本実施の形態４におけるストロークに対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を図示すると図４と同様になる。

よって、第２の経路１４はストローク後半において渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

実施の形態４は渦電流発生手段１０が周方向に閉じた形状をしているかどうかでストローク前半における渦電流発生の有無を変更可能なので、例えばばねの仕様変更に対して柔軟に対応可能である。

実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について説明する。なお、本実施の形態５は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１〜４のいずれかと同様であってもよい。

図１４および図１５を参照しつつ、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整する手法について説明する。本実施の形態５において、第１固定子コア１は径方向で軸長が少なくとも２段階変更する段形状を有しており、外径側の段、内径側の段の順に可動子７方向に延びている。

渦電流発生手段１０は可動子７の軸方向でいう第１固定子コア１側の端部に配置されている。この構成において、主磁束の第１の経路１３は第１固定子コア１の内径側の段を通過し、第２の経路１４は固定子コアの外径側の段を通過する。

第１の経路１３はストローク前半において、磁気抵抗が大きく磁束が流れないので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さいが、ストローク後半においては可動子７が第１固定子コア１に近づき磁気抵抗が小さくなるので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大する。

第１の経路１３はストローク後半において渦電流発生手段１０を貫通するので、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

一方、第２の経路１４は可動子７位置によらず渦電流発生手段１０の外周側を通過し、磁束が渦電流発生手段１０を鎖交も貫通もしないので、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

実施の形態５におけるストロークに対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を図示すると図４の第１の経路１３と第２の経路１４を入れ替えたものと同様になる。

本実施の形態５は可動子７に渦電流発生手段１０が可動子と共に軸方向に運動するので、可動子７周辺に対流が生まれ、渦電流発生手段１０の放熱性が良い。

実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６について説明する。なお、本実施の形態６は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１〜５のいずれかと同様であってもよい。

図１６、図１７および図１８を参照しつつ、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整する手法について説明する。なお、ストローク序盤、ストローク中盤、ストローク終盤は、その順に、可動子が開弁動作を行う場合の時間的な過程を示している。以下、図２６、図２７および図２８において同様である。

本実施の形態６において、第１固定子コア１は径方向で軸長が少なくとも２段階変更する段形状を有しており、内径側の段、外径側の段の順に可動子７方向に延びている。

渦電流発生手段１０は可動子７の軸方向でいう第１固定子コア１側の端部に配置されている。この構成において、主磁束６の第１の経路１３は第１固定子コア１の外径側の段を通過し、第２の経路１４は固定子コアの内径側の段を通過する。

第１の経路１３はストローク序盤において、磁気抵抗が大きく磁束が流れないので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さいが、ストローク中盤および終盤に可動子７が第１固定子コア１に近づき磁気抵抗が小さくなるので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大する。

第１の経路１３はストローク中盤および終盤において渦電流発生手段１０を貫通するので、渦電流発生手段１０が周方向に閉じているかどうかに係わらず渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

第２の経路１４はストローク序盤において、磁気抵抗が最も小さいため多くの磁束が通過する。

第２の経路１４はストローク序盤において、最も磁気抵抗が小さく可動子７が第１固定子コア１に近づくほど多くの磁束が流れるので、磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が大きく、渦電流発生手段１０を貫通するため、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

第２の経路１４はストローク中盤以降においては、第１固定子コア１の内径側の段が磁気飽和を生じるため磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さくなるので、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

本実施の形態６におけるストロークに対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を図示すると図１９の様になる。

本実施の形態６は渦電流発生手段１０の配置および形状の調整によって渦電流の発生時期を細かく調整できる効果を有する。

実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７について説明する。なお、本実施の形態７は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１〜６のいずれかと同様であってもよい。

図２０および図２１を参照しつつ、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整する手法について説明する。

本実施の形態７において、第１固定子コア１は径方向で軸長が少なくとも２段階変更する段形状を有しており、外径側の段、内径側の段の順に可動子７方向に延びている。

可動子７は径方向で軸長が少なくとも２段階変更する段形状を有しており、内径側の段、外径側の段の順に第１固定子コア１方向に延びている。

可動子７の内径側の段は第１固定子コア１の外径側の段より内周側に配置される。

渦電流発生手段１０は可動子７の外径側の段の軸方向でいう第１固定子コア１側の端部に配置されている。この構成において、主磁束の第１の経路１３は可動子７の内径側の段を通過する。

第１の経路１３は、ストローク前半において磁気抵抗が最も小さいため多くの磁束が通過し、可動子７が第１固定子コア１に近づくにつれ磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大する。

第１の経路１３は渦電流発生手段１０の内周側を通過するため、渦電流発生手段１０が周方向に閉じた形状をしていれば、ストローク前半において渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

第１の経路１３はストローク後半において、可動子７の内径側の段が磁気飽和を生じ、磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が小さくなるので渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

第２の経路１４は可動子７の外径側の段の軸方向でいう第１固定子コア１側端面を通過する。

第２の経路１４はストローク前半において磁気抵抗が大きく磁束が流れないので、磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が小さく渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

第２の経路１４はストローク後半において、可動子７が第１固定子コア１に近づき磁気抵抗が小さくなるので磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大する。

第２の経路１４は渦電流発生手段１０を貫通するので、ストローク後半において渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

本実施の形態７におけるストロークに対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を図示すると図４のようになる。

本実施の形態７は可動子７の内径側の段が渦電流発生手段１０の径方向の動きを抑制するので渦電流発生手段１０が可動子７から外れにくく堅牢である。

実施の形態８．
次に、本発明の実施の形態８について説明する。なお、本実施の形態８は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１〜７のいずれかと同様であってもよい。

図２２および図２３を参照しつつ、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整する手法について説明する。

本実施の形態８において、第１固定子コア１は径方向で軸長が少なくとも２段階変更する段形状を有しており、内径側の段、外径側の段の順に可動子７方向に延びている。

可動子７は径方向で軸長が少なくとも２段階変更する段形状を有しており、外径側の段、内径側の段の順に第１固定子コア１方向に延びている。

可動子７の外径側の段は第１固定子コア１の内径側の段より外周側に配置される。

渦電流発生手段１０は可動子７の内径側の段の軸方向でいう第１固定子コア１側の端部に配置されている。この構成において、主となる磁束（主磁束）の第１の経路１３は、可動子７の外径側の段を通過する。

第１の経路１３は渦電流発生手段１０である渦電流発生手段１０を鎖交も貫通もしないので渦電流を発生させない。

第２の経路１４は可動子７の内径側の段の軸方向でいう第１固定子コア１側の端面を通過し、第１固定子コア１の内径側の段を通過するため、渦電流発生手段１０を貫通する。

第２の経路１４はストローク前半において磁気抵抗が大きく磁束が流れないため磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が小さく、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

第２の経路はストローク後半において磁気抵抗が小さくなり、可動子７が第１固定子コア１に近づくにつれ磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大する。

第２の経路は渦電流発生手段１０である渦電流発生手段１０を貫通するので、渦電流発生手段１０が周方向に閉じていなくても渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

本実施の形態８におけるストロークに対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を図示すると図４のようになる。

本実施の形態８は渦電流発生手段１０が可動子の内径側の段に配置されているため、渦電流発生手段１０が熱膨張しても外れにくく堅牢である。

実施の形態９．
次に、本発明の実施の形態９について説明する。なお、本実施の形態９は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１〜８のいずれかと同様であってもよい。

図２４および図２５を参照しつつ、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整する手法について説明する。

本実施の形態９において、可動子７は径方向で軸長が少なくとも３段階変更する段形状を有しており、外径側の段、中間の段、内径側の段の順に第１固定子コア１方向に延びている。

第１固定子コア１の軸方向でいう可動子７側の端部は可動子７の内径側の段より外周側、且つ可動子７の外径側の段より内周側に配置される。

渦電流発生手段１０は可動子７の中央の段に配置される。

この構成において、主磁束６の第１の経路１３は、可動子７の内径側を通過し、第２の経路１４は、可動子７の外径側の段を通過する。

第１の経路１３は、ストローク前半において磁気抵抗が大きく磁束が流れないため磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）は小さいので渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

第１の経路１３は、ストローク後半において磁気抵抗が小さくなり、可動子７が第１固定子コア１に近づくにつれ磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大する。

第１の経路１３は渦電流発生手段１０の内周側を通過するので、渦電流発生手段１０が周方向に閉じていれば、渦電流発生手段に渦電流を発生させる。

第２の経路１４は、渦電流発生手段１０の外周側を通過するので渦電流発生手段１０を鎖交も貫通もしないので渦電流を発生させない。

本実施の形態９におけるストロークに対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を図示すると図４の第１の経路１３と第２の経路１４を入れ替えたものと同様になる。

本実施の形態９は渦電流発生手段１０の内径側、外径側の両方を可動子７により挟んでいるため、上記実施の形態７および実施の形態８よりもさらに渦電流発生手段１０が可動子７から外れにくい。

実施の形態１０．
次に、本発明の実施の形態１０について説明する。なお、本実施の形態１０は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１〜９のいずれかと同様であってもよい。

図２６、図２７および図２８を参照しつつ、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整する手法について説明する。

本実施の形態１０において、可動子７は外周面に渦電流発生手段１０を配置するくぼみを有する。

渦電流発生手段１０は、ストローク序盤において第２固定子コア２の可動子７と対向する径方向端面より第１固定子コア１と軸方向に離れた位置に配置される。

渦電流発生手段１０は、ストローク中盤において第２固定子コア２の可動子７と対向する径方向端面と対向する位置に配置される。

渦電流発生手段１０は、ストローク終盤において第２固定子コア２の可動子７と対向する径方向端面より第１固定子コア１と軸方向に近い位置に配置される。

第１の経路１３は渦電流発生手段１０の軸方向でいう第１固定子コア１側を通過し、第２の経路１４は渦電流発生手段１０を径方向に貫通し、第３の経路１６は渦電流発生手段１０の軸方向でいう第１固定子コア１の反対側を通過する。

第１の経路１３は、可動子７位置によらず渦電流発生手段１０の外周側を通過するため渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

第２の経路１４は、ストローク序盤において磁気抵抗が大きく磁束が流れないので、磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が小さく、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

第２の経路１４は、ストローク中盤において磁気抵抗が小さくなり磁束が流れるため、可動子７が第１固定子コア１に近づくにつれ、磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が増大し、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

第２の経路１４は、ストローク終盤において磁気抵抗が大きくなり磁束が流れなくなり、磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が小さくなるので渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

第３の経路１６は、ストローク序盤および中盤において磁気抵抗が大きく磁束が流れないので、磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）が小さく渦電流発生手段１０に渦電流を発生させない。

第３の経路１６は、ストローク終盤において磁気抵抗が最も小さくなり、可動子７が第１固定子コア１に近づくにつれ磁束の変化量が増大する。

第３の経路１６は、渦電流発生手段１０が周方向に閉じていれば渦電流発生手段１０を鎖交するので、渦電流発生手段１０に渦電流を発生させる。

本実施の形態１０におけるストロークに対する磁束の変化量（ｄΦ／ｄｔ）を図示すると図２９のようになる。

本実施の形態１０は渦電流発生手段１０の配置により可動子７と第１固定子コア１の位置関係が変わる恐れがないため製作性が良い。

なお、上記実施の形態１から実施の形態１０において、第１固定子コア１または可動子７が有する段の径方向厚さを変更することでも渦電流発生の有無を調整できる。径方向厚さが小さいほど磁気飽和が生じやすく、主磁束６の複数の経路に流れる磁束の量を調整できる。

また、段の形状だけでなく磁気特性の異なる材料を使っても同等の効果が得られる。
磁気特性を変更すれば磁気飽和の生じやすさも異なるので、複数の経路に流れる磁束の量を調整できる。

以上より、渦電流発生の有無を可動子７位置によって調整可能である。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

１第１固定子コア、３固定子巻線、７可動子、１０渦電流発生手段、１３第１の経路（磁束経路、第１の磁束経路）、１４第２の経路（磁束経路、第２の磁束経路）、１６第３の経路（磁束経路）。

Claims

磁性材製の第１固定子コアと、
前記第１固定子コアの外周に設けられた固定子巻線と、
前記第１固定子コアと同軸的に配置される磁性材製の可動子と、
前記固定子巻線の外側に配置され、一端部が前記第１固定子コアに固定され他端部に前記可動子の径以上の穴が設けられた磁性材料製の第２固定子コアと、を備え
前記可動子と前記第１固定子コアとの間には、複数の磁束経路が存在しており、
非磁性の導電材料で形成された渦電流発生手段をさらに備え、
少なくとも一つの前記磁束経路は、前記渦電流発生手段を少なくとも貫通または鎖交しており、
前記可動子の外周面には、前記渦電流発生手段が配置され、
前記渦電流発生手段は、前記可動子の移動に伴って、前記第２固定子コアにおいて前記可動子と対向する前記他端部の径方向端面よりも前記第１固定子コアと軸方向に離れた位置から、前記径方向端面よりも前記第１固定子コアと軸方向に近い位置まで移動する、
ソレノイド。
上記複数の磁束経路のうち少なくとも一つの経路は、前記可動子の位置によって単位時間当たりの磁束の変化量が変化する、
請求項１のソレノイド。
第１の前記磁束経路は、前記渦電流発生手段を貫通も鎖交もしておらず、且つ、第２の前記磁束経路は、前記渦電流発生手段を少なくとも貫通または鎖交している、
請求項１または２のソレノイド。