JPH0614417Y2 - 自己保持ソレノイド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【考案の目的】

（産業上の利用分野） この考案は、例えば自動車用ドアロック、種々機器のバ
ルブ開閉等に利用される保持型ソレノイドに関する。 （従来の技術） 従来、上記のような自己保持ソレノイドとしては、第５
図に示すものがあった。 すなわち、図示する自己保持ソレノイド１００は、円筒
形状をなす磁性体製のフレーム１０１のほぼ中央部分
に、内周側にＮ極あるいはＳ極を、また外周側にＳ極あ
るいはＮ極を着極したリング状の永久磁石（以下マグネ
ットと呼ぶ）１０２を設けているとともに、このマグネ
ット１０２の図中の上下側に電磁コイル１０３，１０４
を各々設けている。 また、非磁性体製の出力シャフト１０５ａを有する可動
磁性体１０５（以下プランジャと呼ぶ）をマグネット１
０２と両電磁コイル１０３，１０４との間にわたって図
中の上下方向に摺動自在（図では上方向摺動を示す）に
設けているとともに、一方側の電磁コイル１０３の上端
側および他方側の電磁コイル１０４の下端側に磁性体製
のエンドブラケット１０６（以下ボトムと呼ぶ）および
１０７（以下ボトムと呼ぶ）を設けている。 そして、電源供給用の連動するスイッチ１０８，１０８
を図中の上下方向側に各々切換えることにより、両電磁
コイル１０３，１０４に電源を供給するようにしてある
とともに、プランジャ１０５の出力シャフト１０５ａに
は例えばドアロック，種々機器のバルブ等の負荷を連結
するようにしてある。 ここで、図示するプランジャ１０５が図中の上方側に位
置する場合には、マグネット１０２のＮ極プランジャ
１０５一方のボトム１０６フレーム１０１マグネ
ット１０２のＳ極を通り図中の上方向の磁気力ａが発生
してプランジャ１０５をその上側の作動端で一方のボト
ム１０６側に吸引し保持している。 そこで、スイッチ１０８，１０８を図中の下側に切換え
ると、電磁コイル１０３が励磁してプランジャ１０５の
保持側であるボトム１０６側にマグネット１０２と逆極
が生じ前記磁気力ａを打ち消す。 また、他方の電磁コイル１０４が励磁することにより、
図中の下方向の磁気力ｂが発生してプランジャ１０５を
その下側の作動端に向けて他方のボトム１０７側に吸引
する。 これにより、プランジャ１０５は図中の下方側に作動
し、プランジャ１０５の出力シャフト１０５ａに連結し
た負荷を作動させる。 そして、スイッチ１０８，１０８を中立位置に切換える
と、マグネット１０２のＮ極プランジャ１０５他方
のボトム１０７フレーム１０１マグネット１０２の
Ｓ極を通り図中の下方向の磁気力（図示せず）が発生し
てプランジャ１０５を他方のボトム１０７側に吸引し保
持する。 さらに、この状態において、スイッチ１０８，１０８を
図中の上側に切換えると、電磁コイル１０３および電磁
コイル１０４に前記とは逆方向に電源が供給されて、
これら電磁コイル１０３，１０４が励磁し、前述した場
合と同様にして動作しプランジャ１０５を一方のボトム
１０６側に吸引する。 そしてさらに、スイッチ１０８，１０８を中立位置に切
換えると、前記磁気力ａが発生してプランジャ１０５を
その上側作動端で一方のボトム１０６側に吸引して保持
する。 （考案が解決しようとする課題） ところが、上記した従来の自己保持ソレノイド１００に
おいて、プランジャ１０５を上下各々の作動端で保持す
るに際しては、内周側にＮ極を、また外周側にＳ極を着
磁したリング状のマグネット１０２の磁気力によってい
るので、例えば振動等の外力によりマグネット１０２の
磁気力のみではプランジャ１０５を保持できなくなって
誤作動することがないとはいえないという問題点があっ
た。 また、リング状のマグネット１０２は内周側にＮ極を、
また外周側にＳ極を着磁したものであることから、内周
側と外周側とに極性を着磁させる作業がとりわけ煩雑で
あるのでマグネット１０２が高価なものになって自己保
持ソレノイド１００の全体が高コストなものになってい
るという問題点があった。 さらに、プランジャ１０５を２個の電磁コイル１０３お
よび１０４によって作動させていることから、自己保持
ソレノイド１００の全体が大形なものになるという問題
点もあり、プランジャ１０５を両方の作動端でそれぞれ
確実に保持して誤作動することがなく、また、内周側と
外周側とに極性を着磁させたマグネット１０２を不要と
してコストを減少させるとともに、自己保持ソレノイド
１００の全体を小形なものにすることが望まれるという
課題を有していた。 （考案の目的） この考案は、上述した従来の課題に鑑みてなされたもの
で、プランジャをその両方の作動端で確実に保持させる
ことができ、保持が確実であるため誤作動するようなこ
とがなくコストを減少させるとともに、非常に小形な自
己保持ソレノイドを提供することを目的としている。

【考案の構成】

（課題を解決するための手段） この考案に係わる自己保持ソレノイドは、中心孔が設け
られ、筒状に形成された電磁コイルと、磁性体によって
形成され、電磁コイルの中心孔内に移動可能に配置され
たプランジャと、プランジャに一体的に連結され、プラ
ンジャとともに移動可能なスライドと、電磁コイルから
離反する方向へプランジャを附勢するための手段と、電
磁コイルを保持し、電磁コイルが発生する磁束の磁路を
形成するフレームと、フレームに一体的に連結され、ス
ライダを案内するホルダと、略ハート形状に形成された
カムと、このカムに沿って移動可能で、且つこのカムの
第１のロック位置および第１のロック位置と異なる第２
のロック位置でカムに係止されるロックばねとからな
り、ロックばねが第１のロック位置にロックされている
状態において電磁コイルが通電されることによりスライ
ダがプランジャとともに電磁コイルに向って移動した際
には、ロックばねが第１のロック位置から第２のロック
位置へ移動し、電磁コイルの通電が解除されると第２の
ロック位置でロックされ、一方、ロックばねが第２のロ
ック位置にロックされている状態において電磁コイルが
通電されることによりスライダがプランジャとともに電
磁コイルに向って移動した際には、ロックばねが第２の
ロック位置から第１のロック位置へ移動し、電磁コイル
の通電が解除されると第１のロック位置でロックされる
ことにより、スライダをホルダに係止する機械式ロック
機構とを備えていることを特徴としている。 （考案の作用） この考案に係わる自己保持ソレノイドは、ロックばねが
第１のロック位置にロックされている状態において電磁
コイルが通電されることによりスライダがプランジャと
ともに電磁コイルに向って移動すると、ロックばねが第
１のロック位置から第２のロック位置へ移動し、電磁コ
イルの通電が解除されると、機械式ロック機構によって
ロックばねは第２のロック位置でロックされるととも
に、ロックばねが第２のロック位置にロックされている
状態において電磁コイルが通電されることによりスライ
ダがプランジャとともに電磁コイルに向って移動する
と、ロックばねが第２のロック位置から第１のロック位
置へ移動し、電磁コイルの通電が解除されるとロックば
ねは機械式ロック機構によって第１のロック位置でロッ
クされることによりスライダはホルダに係止される。そ
れ故、電磁コイルの通電と解除が繰り返し行われること
によってスライダを作動させるとともにスライダを各ロ
ック位置において機械式ロック機構によりそれぞれ自己
保持させることで、スライダの作動およびロックは電磁
コイルの通電と解除とによってのみ行われるものとな
る。 以下、この考案による自己保持ソレノイドの実施例を第
１図ないし第４図に基いて説明する。 第１図ないし第３図にはこの考案による自己保持ソレノ
イドの一実施例が示されている。 すなわち、図示する自己保持ソレノイド１において、符
号２は略コ字形のフレーム本体２ａとその図中の下方側
のフランジ２ｂに設けたエンド２ｃとから構成したフレ
ーム、符号３はプランジャ４を一方の作動端に向けて作
動させる筒状の電磁コイル、符号４はプランジャ、符号
５はホルダ、符号６は前記プランジャ４に固着したスラ
イダ、符号７は前記プランジャ４をその他方の作動端側
に附勢する戻しばね、符号８は前記プランジャ４をその
両方の作動端でそれぞれロックする機械式ロック機構で
ある。 フレーム２の一部を構成するフレーム本体２ａは、略コ
字状で第２図中の左側を開口させた磁性体製のものであ
り、図中の上方側のフランジ２ｄのほぼ中央部分には開
孔２ｅを設けているとともに、図中の下方側のフランジ
２ｄのほぼ中央部分にはエンド２ｃを固着するエンド取
付部２ｆを備えていて、これらフランジ２ｄ，２ｂのあ
いだに後述する電磁コイル３を収納するようになってい
る。 フレーム２の一部を構成するエンド２ｃは、磁性体製の
ものであり、図中の上方に向かって略円錐形状に突出し
たエンド凸部２ｇを備えていて、前記フレーム本体２ａ
のフランジ２ｂに備えたエンド取付部２ｆに固着してあ
る。 電磁コイル３には、中心孔３ａを備えたボビン３ｂに導
線を各々巻き付けてある。 そして、この電磁コイル３には、励磁用電源を供給する
リード線３ｃ，３ｄを各々有し、一方のリード線３ｃは
電源に電気的に接続してあるとともに、他方のリード
線３ｄはスイッチ９の固定側接点９ａに電気的に接続し
てある。 そして、スイッチ９の可動側接点９ｂを切換えることに
よってアース回路を形成し、一方のリード線３ｃから
電源を供給してこの電磁コイル３を励磁するようになっ
ている。 プランジャ４は円柱形状の磁性体製のものであり、図中
の下端寄りには、前記エンド２ｃに備えたエンド凸部２
ｇに被さる相似形であり且つ図中の上方にいくにしたが
って細くなっている円錐形状の凹部４ａを備えていると
ともに、図中の上端には、後述するスライダ６に固着す
る取付面４ｂを備えている。 ここで、図中の符号１０は薄肉円筒形状で磁性体製のス
リーブであって、前記電磁コイル３の中心孔３ａに挿入
し且つ前記フレーム本体２ａに設けた開孔２ｅに挿入し
た状態で前記プランジャ４を図中の上下に摺動可能に挿
入するようになっている。 一方、ホルダ５は前記フレーム本体２ａに固着して、前
記プランジャ４と一体的に図中の上下に移動するスライ
ダ７を摺動自在に支持するものである。 そして、このホルダ５には、図中の下端部に、フレーム
本体２ａの図中の上端に固着する固定基端部５ａを設け
ているとともに、この固定基端部５ａから図中の上方に
向かって延出したアーム部５ｂの第２図中の左側に支持
部５ｃを設けている。 この支持部５ｃには、図中の上下に貫通してスライダ６
を図中の上下方向に摺動自在に支持するスライダ支持用
孔５ｄを設けているとともに、第２図中の左側の端縁５
ｅに、第２図中の右方に向かって深さを有し且つ略ハー
ト形状で後述する機械式ロック機構８の一部を構成する
ハートカム溝５ｆを設けていて、第２図中の下端にはス
ライダ６が当接するスライダ当接用端縁５ｇを設けてい
る。 他方、スライダ６は、スライダ本体６ａとこのスライダ
本体６ａに一体的に設けた出力シャフト６ｂとから構成
されている。 スライダ本体６ａには、図中の下端寄りに、後述する戻
しばね７を装着するばね装着部６ｃを設けているととも
に、第２図中の左側の端縁６ｄに、第２図中の右方に向
かって深さを有して後述する機械式ロック機構８の一部
を構成する支持孔６ｅを設けている。 また、出力シャフト６ｂは、前記スライダ本体６ａのほ
ぼ中央位置から図中の上方に延出し且つスライダ本体６
ａと一体的に設けてあり、例えば、ドアロック，種々機
器のバルブ開閉等の負荷に図中の上端を連結するように
なっている。 加えて、戻しばね７は縮み側および伸び側に各々弾性を
有するコイルばねであって、図中の上側の一端部７ａは
前記スライダ６のスライダ本体６ａに設けたばね装着部
６ｃに嵌着するとともに、図中の下側の他端部７ｂはフ
レーム２のフレーム本体２ａの図中の上側に有するフラ
ンジ２ｄに当接するようになっている。戻しばね７はプ
ランジャ４を電磁コイル３から離反する方向へ附勢する
ための手段である。 さらに加えて、機械的ロック機構８は、前記ホルダ５に
設けたハートカム溝５ｆ（カム）に、スライダ６側に設
けたロックばね８ａを掛止することによって前記スライ
ダ６をロックするものである。 このロックばね８ａは逆コ字状に折曲し若干の弾性を有
する棒状からなるものであって、第２図に示すように、
図中の上側には、前記ハートカム溝５ｆに挿入して掛止
するホルダ側への掛止部８ｂを備えているとともに、図
中の下側には、スライダ６のスライダ本体６ａに設けた
支持孔６ａに嵌入するスライダ側への係止部８ｃを備え
ている。 そして、このロックばね８ａは、そのスライダ側の係止
部８ｃを前記支持孔６ｅに挿入した状態で前記戻しばね
７の一端部７ａに当接していて、前記支持孔６ｅを中心
にしてそのホルダ側への掛止部８ｂを第１図中の上方側
に附勢され且つ第１図中の左右側にわずかに変位可能に
なっている。 すなわち、機械式ロック機構８は前記ロックばね８ａの
ホルダ側への掛止部８ｂがハートカム溝５ｆに設けた上
端側の第１のロック位置Ａまたはハートカム溝５ｆに設
けた下端側の第２のロック位置Ｂに係止することによ
り、スライダ６を機械的にロックするようになってい
る。 ここで、フレーム２のフレーム本体２ａには、各フラン
ジ２ｄ，２ｂのあいだに電磁コイル３を収納してあると
ともに、電磁コイル３の中心孔３ａとフレーム本体２ａ
のフランジ２ｄに設けた開孔２ｅとにスリーブ１０を挿
入してある。 そして、フレーム本体２ａのフランジ２ｂに備えたエン
ド取付部２ｆにエンド２ｃを固着してあるとともに、こ
のエンド２ｃの図中の上側のスリーブ１０にプランジャ
４を挿入してある。 また、プランジャ４に備えた取付面４ｂをスライダ６の
スライダ本体６ａに固着してあるととともに、このスラ
イダ本体６ａに設けたばね装着部６ｃに戻しばね７の一
端部７ａを嵌着し且つフレーム本体２ａのフランジ２ｄ
に戻しばね７の他端部７ｂを当接してある。 さらに、スライダ本体６ａに設けた出力シャフト６ｂを
ホルダ５の支持部５ｃに設けたスライダ支持用孔５ｄに
図中の下方から挿通してあるとともに、ホルダ５に設け
た固定基端部５ａをフレーム本体２ａの図中の上端に固
着してある。 さらにまた、機械式ロック機構８のロックばね８ａはそ
のスライダ側への係止部８ｃをスライダ本体６ａに設け
た支持孔６ｅに嵌入してあるとともに、そのホルダ側へ
の掛止部８ｂをホルダ５に設けたハートカム溝５ｆに挿
入してある。 次に、この考案による自己保持ソレノイド１の動作につ
いて説明する。 まず、第１図，第２図に示す復帰の状態においては、プ
ランジャ４に固着したスライダ６は戻しばね７によって
その他方側の作動端すなわち図中の上方側に附勢されて
ホルダ５に設けたスライダ当接用端縁５ｇに当接してい
る。 そして、機械式ロック機構８のロックばね８ａは、その
ホルダ側の掛止部８ｂがホルダ５に設けたハートカム溝
５ｆの上端側の第１のロック位置Ａに係止していてスラ
イダ６は他方側（上方側）の作動端でロック状態となっ
ている。 そこで、この状態から第３図に示すように、スイッチ９
の可動側接点９ｂを切換えて固定側接点９ａに接触させ
ると、電磁コイル３が励磁して電磁コイル３，フレーム
本体２ａのフランジ２ｄ，プランジャ４，エンド２ｃ，
フレーム本体２ａのフランジ２ｂ，電磁コイル３を通る
磁気力Ｃが発生するので、プランジャ４を戻しばね７に
抗してエンド２ｃに当接するまで図中の下方に吸引す
る。 そして、機械式ロック機構８のロックばね８ａのホルダ
側への掛止部８ｂは、プランジャ４とともにスライダ６
が図中の下方に作動するので前記ハートカム溝５ｆに設
けた上端側の第１のロック位置Ａから外れてハートカム
溝５ｆの第１図中の左側部分を通りハートカム溝５ｆに
設けた下端側の第２のロック位置Ｂ寄りに至る。 つづいて、この状態から、スイッチ９の可動側接点９ｂ
を切換えて固定側接点９ｂを切換えて固定側接点９ａか
ら離間させると、電磁コイル３が消磁してプランジャ４
を図中の下方に吸引しなくなるので、プランジャ４とス
ライダ６とは一体的に図中の上方に作動する。 そして、機械式ロック機構８のロックばね８ａのホルダ
側への掛止部８ｂは、前記ハートカム溝５ｆに設けた下
端側の第２のロック位置Ｂに係止するので、スライダ６
は一方側（下方側）の作動端でロック状態となる。 これにより、スライダ６の出力シャフト部６に連結する
負荷を作動させるようになっている。 つぎに、この状態から、スイッチ９の可動側接点９ｂを
切換えて、一旦固定側接点９ａに接触させた後、固定側
接点９ａから離隔させると、電磁コイル３は励磁し、そ
の後、消磁するので、プランジャ４は図中の下方に一旦
吸引された後、戻しばね７によって図中の上方に戻り作
動する。 そして、機械式ロック機構８のロックばね８ａのホルダ
側への掛止部８ｂは、スライダ６がプランジャ４と一体
的に一旦図中の下方に作動するのでハートカム溝５ｆに
設けた下端側の第２のロック位置Ｂから外れてハートカ
ム溝５ｆの第１図中の右側部分を通りハートカム溝５ｆ
に設けた上端側の第１のロック位置Ａに至る。 これにより、スライダ６はホルダ５に設けたスライダ当
接用端縁５ｇに当接し、スライダ６の出力シャフト部６
ｂに連結する負荷を戻り作動させて第１図に示す復帰の
状態となる。 したがって、この場合の実施例においては、負荷の作動
ストロークが大きいものにおいても自己保持ソレノイド
全体がそれによって大形化することがなく、また、負荷
の作動トルクが大きなものにおいても大形化することが
ない。 第４図にはこの考案による自己保持ソレノイドにおける
他の実施例を示す。 すなわち、この実施例の場合には、ホルダ５の図中の上
端寄りにスライダ６に当接して検出信号を発生するスラ
イダ位置検出用スイッチ１１を設けているものである。 そして、このスライダ位置検出用スイッチ１１の外部接
続用コネクター１１ａを図示しないコントロールユニッ
ト等の制御装置に電気的に接続することにより、スライ
ダ６が復帰状態か否かを検出して負荷の作動状態をコン
トロールユニット等の制御装置にインプットするように
なっていて、その他の部分は第１図ないし第３図に示し
たものと同様である。 したがって、この場合の実施例においては、スライダ６
の状態および負荷の状態を同時に検出することができる
ので故障診断等の修理の際においても、その原因究明を
すみやかに行なうことができるものである。

【考案の効果】

以上説明してきたように、この考案に係わる自己保持ソ
レノイドは、上記した構成を有することから、電磁コイ
ルの通電と解除とを繰り返すことによってスライダを作
動させるとともにスライダを各ロック位置において機械
式ロック機構によりそれぞれ自己保持させることでスラ
イダの作動およびロックを電磁コイルの通電と解除とに
よってのみ行えるので、自己保持用のマグネット等を不
要とすることができるとともに極めて簡素な構造で且つ
確実に自己保持を行うことができるので、コンパクトな
ものとするとともにコスト面に優れるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による自己保持ソレノイド
の非励磁状態における部分破断正面図、第２図は第１図
に示した自己保持ソレノイドの部分破断側面図、第３図
は第１図に示した自己保持ソレノイドにおける励磁状態
の部分破断側面図、第４図はこの考案による自己保持ソ
レノイドにおける他の実施例を示す非励磁状態の部分破
断側面図、第５図は従来の自己保持ソレノイドの縦断側
面図である。 １……自己保持ソレノイド、 ２……フレーム、 ３……電磁コイル、 ３ａ……中心孔、 ４……プランジャ、 ５……ホルダ、 ５ｆ……カム（カム溝）、 ６……スライダ、 ７……手段、 ８……機械式ロック機構、 ８ａ……ロックばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中心孔が設けられ、筒状に形成された電磁
   コイルと、 磁性体によって形成され、上記電磁コイルの中心孔内に
   移動可能に配置されたプランジャと、 上記プランジャに一体的に連結され、上記プランジャと
   ともに移動可能なスライダと、 上記電磁コイルから離反する方向へ上記プランジャを附
   勢するための手段と、 上記電磁コイルを保持し、電磁コイルが発生する磁束の
   磁路を形成するフレームと、 上記フレームに一体的に連結され、上記スライダを案内
   するホルダと、 略ハート形状に形成されたカムと、このカムに沿って移
   動可能で、且つこのカムの第１のロック位置および第１
   のロック位置と異なる第２のロック位置でカムに係止さ
   れるロックばねとからなり、ロックばねが第１のロック
   位置にロックされている状態において上記電磁コイルが
   通電されることによりスライダが上記プランジャととも
   に上記電磁コイルに向って移動した際には、ロックばね
   が第１のロック位置から第２のロック位置へ移動し、上
   記電磁コイルの通電が解除されると第２のロック位置で
   ロックされ、一方、ロックばねが第２のロック位置にロ
   ックされている状態において上記電磁コイルが通電され
   ることによりスライダが上記プランジャとともに上記電
   磁コイルに向って移動した際には、ロックばねが第２の
   ロック位置から第１のロック位置へ移動し、上記電磁コ
   イルの通電が解除されると第１のロック位置でロックさ
   れることにより、上記スライダを上記ホルダに係止する
   機械式ロック機構とを備えていることを特徴とする自己
   保持ソレノイド。