JPH04287902A

JPH04287902A - 無極双方向リニヤーソレノイド

Info

Publication number: JPH04287902A
Application number: JP32763590A
Authority: JP
Inventors: Kenji Mukoyama; 向山　賢治
Original assignee: Takano Co Ltd
Current assignee: Takano Co Ltd
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-10-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野　本発明は双方向リニヤーソレノイドに関するものであ
る。

（ロ）従来の技術　従来双安定ラッチングソレノイドとして知られている
ものは、永久磁石を用い、コイルへの通電方向を変換し
て、プランジャを左右に移動させている。通電を切ると
永久磁石の保磁力で、プランジャが吸引された位置に保
持されるのを特徴としている。

（ハ）発明が解決しようとしている問題点しかし、ソレ
ノイドによつては、通電の切り替えによつて、プランジ
ャを左右に移動させる双方向リニヤーソレノイドで、通
電を切つたとき、プランジャに保持力を持たせず、自由
な状態にしたい場合がある。

（ニ）問題を解決するための手段　本発明は、上記要求事項を解決するためになされたも
ので、その特徴とするところは、軟磁性材よりなる筒形
メインヨーク１３と、中心部にプランジャ受１６及び１
７を夫々構成した、軟磁性材よりなるサイドヨーク１４
及び１５を、メインヨーク１３の両側面に固着する。非
磁性材よりなるシャフト１２に固着した、軟磁性材より
なる円■形プランジャ１１を、プランジャ受１６と１７
の間に、空隙長（ｌ１＋ｌ２）を介して位置させ、プラ
ンジャ１１の両側面から突出したシャフト１２、１２を
、プランジャ受１６及び１７に内装固着された、ポリイ
シド樹脂等の無給油軸受１８、１８で、摺動可能な状態
で支持する。一方メインヨーク１３の略々中央に、プラ
ンジャ１１の外周にわずかな隙間の磁気空隙２０を持た
せ、その外周をメインヨーク１３の内周に接触させて支
持された、軟磁性材よりなるセンターヨーク１９と、プ
ランジャ１１の外周に接触することなく、プランジャ１
１を周回するように捲かれた、２個のコイル２２及び２
３とより構成したことにある。

（ホ）作用　コイル２２及び２３に通電しなければ、プランジャ１
１は、どの位置でも静止する。この状態でコイル２２の
みに直流を通電すれば、プランジャ１１は、プランジャ
受１６に吸引される。通電を切ると、プランジャ１１は
自由な状態になる。ここで、コイル２３のみに直流を通
電すれば、プランジャ１１はプランジャ受１７に吸引さ
れる。通電を切れば、プランジャ１１は再び自由な状態
になる。

（ヘ）実施例　以下図面について詳細に説明する。

第５図は、従来の双安定ラッチングソレノイドの一例を
示す断面図、第６図は、双安定ラッチングソレノイドに
給電する一例を示す電気的回路図である。

第５図及び第６図において、３０は双安定ラッチングソ
レノイド、３１は軟磁性材よりなるプランジャ、３２は
非磁性材よりなるシャフト、３３は軟磁性材よりなるメ
インヨーク、３４及び３５は軟磁性材よりなるサイドヨ
ーク、３６及び３７はプランジャ受、３８は黄銅等の非
磁性材よりなるガイドパイプ、３９は軟磁性材よりなる
センターヨーク、４０はフェライト系又は希土類系永久
磁石で、Ｎ、Ｓはその磁極である。４１、４１は合成樹
脂等の絶縁材よりなるボビン、４２及び４３はプランジ
ャ３１を周回するように捲かれたコイル、ＳＷＩ及びＳ
ＷＩＩはスイッチ、Ｒ０はコイル４２及び４３のコイル
抵抗、Ｒは外部抵抗、Ｂは電池である。

第５図及び第６図において、スイッチＳＷＩをＯＮする
と、コイル４２及び４３に第５図に示す方向に直流が通
電されるとすると、プランジャ３１は、プランジャ受３
６に吸引され、プランジャ３１は左方向に移動する。

スイッチＳＷＩをもとに戻して通電を切つても、永久磁
石４０の保磁力で、プランジャ３１がプランジャ受３６
に吸引された状態で保持される。

次にスイッチＳＷＩＩをＯＮすると、コイル４２及び４
３に第５図に示す方向と逆方向に直流が通電され、プラ
ンジャ３１は右方向に移動し、ＳＷＩＩをもとに戻して
通電を切つても、第５図の状態で保持される。

第１図は、本発明の無極双方向リニヤ−ソレノイドの一
実施例を示す側断面図、第２図は無極双方向リニヤ−ソ
レノイドに給電する一実施例を示す電気的回路図である
。

第１図及び第２図において、１０は無極双方向リニヤ−
ソレノイド、１１は軟磁性材よりなる円■形プランジャ
、１２は非磁性材よりなるシャフトで、プランジャ１１
を貫通し、図示していない止ねじで固着されている。

１３は軟磁性材よりなる筒形メインヨーク、１４及び１
５は軟磁性材よりなるサイドヨークで、メインヨーク１
３の両側面に固着し、中心部にプランジャ受１６及び１
７を構成している。１８、１８はポリイミド樹脂等の無
給油軸受で、プランジャ受１６及び１７に内装固着し、
シャフト１２を摺動可能な状態で支持している。１９は
軟磁性材よりなるセンターヨークで、内周は、プランジ
ャ１１とわずかな隙間の磁気空隙２０を介して対向させ
、外周はメインヨーク１３の略々中央部に内接して支持
されている。２１、２１は合成樹脂等の絶縁材よりなる
ボビンで、その内周が、プランジャ１１の外周に接触す
ることのないようにして、その外周をメインヨーク１３
に内接して支持されている。２２及び２３はプランジャ
１１を周回するように捲かれたコイル、２４及び２５は
空隙長が夫々ｌ１及びｌ２の磁気空隙、ＳＷＩ及びＳＷ
ＩＩはスイッチ、Ｂは電池である。

第３図は、第２図でスイッチＳＷＩのみを閉じ、コイル
２２のみに直流を通電した場合の、第１図磁気回路の等
価回路図である。第３図で、Ｆは、コイル２２に通電し
たことによつて発生する起磁力、Ｒ１及びＲ２は、夫々
磁気空隙２４及び２５からプランジャ１１を通り、磁気
空隙２０に至る磁路の磁気抵抗、Ｒ３は、センターヨー
ク１９からメインヨーク１３を通り、夫々プランジャ受
１６及び１７に至る磁路の磁気抵抗、Ｒ４は、メインヨ
ーク１３の内周から、センターヨーク１９及び磁気空隙
２０を通り、プランジャ１１に至る磁路の磁気抵抗、Φ
１及びΦ２は、夫々磁気空隙２４及び２５を通過する磁
束である。

漏洩磁束が無いものとすると、第３図より（１）及び（
２）式より、（３）式を得る。

すなわち、漏洩磁束が無ければ、常にΦ１／Φ２＞１で
あるから、プランジャ１１はプランジャ受１６に吸引さ
れ、左方向に移動する。

第３図でスイッチＳＷＩを開き、スイッチＳＷＩＩのみ
を閉じれば、コイル２３のみに直流が通電され、プラン
ジャ１１はプランジャ受１７に吸引され、右方向に移動
する。すなわち双方向リニヤ−ソレノイドとして動作す
る。スイッチＳＷＩ及びＳＷＩＩ共に開放して、コイル
２２及び２３に通電しなければ、プランジャ１１はフリ
ーとなり、どの位置でも静止する。

たまたま、プランジャ１１がプランジャ受１７に接触し
、ｌ２＝０の位置で静止したとすると、磁気抵抗Ｒ２の
主要部分は磁気空隙２５の磁気抵抗であるから、Ｒ２≒
０。従って（３）式は（４）式の通りになる。

この場合でも、漏洩磁束がなければ、コイル２２を通電
すれば、プランジャ１１は左方向に移動する。しかし、
実際にはＲ３には磁気空隙が無く、Ｒ４には磁気空隙２
０があるので、一般にはＲ■＜Ｒ４で、Φ１／Φ２は１
よりわずか大きいだけである。従って（ｌ１＋ｌ２）が
余り大きくなると、磁束Φ１の相当部分が外部に漏洩し
、プランジャ１１を吸引するための有効磁束が減少し、
吸引できなくなる場合がある。そこで、図示していない
が、プランジャ受１６及び１７の内面に厚さｌｓの非磁
性材よりなる円環板を接着等の手段で固定しておけば、
プランジャ１１とプランジャ受１６又は１７との磁気空
隙長の最小値をｌｓに保持することが出来るので、確実
に動作させることが出来る。

以上はプランジャ１１、プランジャ受１６及び１７の端
面が平面であるが、これを円錐面にしても何等差し支え
ない。

第４図は本発明の他の実施例を示す側断面図である。

第４図で、１０ないし２５は第１図と同一である。２６
は円板で、サイドヨーク１４又は１５、図ではサイドヨ
ーク１４を貫通して外部に突出させた、シャフト１２の
先端に固着してある。２７は合成樹脂等の緩衝材でモー
ルドしたストッパー、２８はストッパー受で、サイドヨ
ーク１４に固着してある。プランジャ１１が最も右寄り
にあったとき、ストッパー受２８の内面と、ストッパー
２７の外面との間隔をｌ３、磁気空隙２４の空隙長（ｌ
３＋ｌｓ）、磁気空隙２５の空隙長をｌｓに選定すれば
、プランジャ１１は、プランジャ受１６又は１７との間
の最小磁気空隙長がｌｓ、動作ストロークがｌ３である
無極双方向リニヤ−ソレノイドとなる。

（ト）効果以上図面について詳細に説明したように、本発明によれ
ば、２個のコイルへの直流通電を交互に行うことにより
、プランジャ１１を左右に移動させ、通電を切れば、プ
ランジャ１１を自由な状態にする効果がある。

又永久磁石は比較的高価であって、特にメインヨークが
円筒の場合には、永久磁石４０の平面図が第７図の如く
円環状となり、Ｎ、Ｓがその磁極となるので、着磁方法
も特殊になる等、更に高価となるが、本発明では、永久
磁石を使用しないので、廉価に提供できる効果がある。

又、ストッパーを合成樹脂等の緩衝材でモールドして製
作することにより、動作時の衝撃及び騒音を軽減する効
果がある。

又、シャフト１２を軸受１８、１８で支持し、ガイドパ
イプ３８を用いていないので、プランジャ１１とガイド
パイプ３８の摩擦がなく動作がスムーズになる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の無極双方向リニヤ−ソレノイドの一
実施例を示す側断面図、第２図は、無極双方向リニヤ−
ソレノイドに給電する一実施例を示す電気的回路図、第
３図は、第１図磁気回路の等価回路図、第４図は、本発
明の無極双方向リニヤ−ソレノイドの他の実施例を示す
側断面図、第５図は従来の双安定ラッチングソレノイド
の一例を示す側断面図、第６図は、双安定ラッチングソ
レノイドに給電する一例を示す電気的回路図、第７図は
永久磁石４０の平面図である。１０…無極双方向リニヤ−ソレノイド、１１…プランジ
ャ、１２…シャフト、１３…メインヨーク、１６、１７
…プランジャ受、１９…センターヨーク、２２、２３…
コイル、２７…ストッパー、２０、２４、２５…磁気空
隙、３０…双安定ラッチングソレノイド、３１…プラン
ジャ、３２…シャフト、３３…メインヨーク、３６、３
７…プランジャ受、３９…センターヨーク、４０…永久
磁石、４２、４３…コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟磁性材よりなる筒形メインヨーク１３と
、中心部にプランジャ受１６及び１７を夫々構成した、
軟磁性材よりなるサイドヨーク１４及び１５を、メイン
ヨーク１３の両側面に固着する。非磁性材よりなるシャ
フト１２に固着した、軟磁性材よりなる円■形プランジ
ャ１１を、プランジャ受１６と１７の間に、空隙長（ｌ
１＋ｌ２）を介して位置させ、プランジャ１１の両側面
から突出したシャフト１２、１２を、プランジャ受１６
及び１７に内装固着された、ポリイミド樹脂等の無給油
軸受１８、１８で、摺動可能な状態で支持する。一方、
メインヨーク１３の略々中央に、プランジャ１１の外周
にわずかな隙間の磁気空隙２０を持たせ、その外周をメ
インヨーク１３の内周に接触させて支持された、軟磁性
材よりなるセンターヨーク１９と、プランジャ１１の外
周に接触することなく、プランジャ１１を周回するよう
に捲かれた、２個のコイル２２及び２３とより構成した
ことを特徴とする無極双方向リニヤーソレノイド。
【請求項２】無極双方向リニヤーソレノイド１０の、一
方の側面から突出したシャフト１２の先端に円板２６を
固着し、円板２６の周囲に、合成樹脂等の緩衝材をモー
ルドしてストッパー２７としたことを特徴とする特許請
求範囲第一項記載の無極双方向リニヤーソレノイド。