JPH08273929A - 自己保持型ソレノイド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動鉄心を永久磁石の磁束を良好に利用して
所定位置に大きな吸引力で保持させるようにした自己保
持型ソレノイド装置を提供することにある。 【構成】 コイルボビン１４の中空円筒状の巻芯ａに電
磁コイル１３を巻回し、このコイルボビン１４をその下
側に補助ヨーク２３を介して磁気ヨーク１１の空所内に
収容し、前記巻芯ａの中空部内には、永久磁石１９を補
助ヨーク２３側に近接させて内蔵した可動鉄心１８を上
下動可能に収納し、この可動鉄心１８の上部側の巻芯ａ
内には固定鉄心１５を、下部側の巻芯ａ内には鉄心保持
座２２をそれぞれ配置して自己保持型ソレノイド装置を
構成し、可動鉄心１８をその上昇時は固定鉄心１５に、
降下時は鉄心保持座２２に、それぞれ永久磁石１９の磁
束を有効利用して吸引保持させるようにしたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、安定状態の保持及び前
記安定状態からの変位を電磁的に変位させる装置、例え
ば、電磁バルブを円滑に駆動させる際に用いる自己保持
型ソレノイド装置の改良に関する。

【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装置は、今日種々の構造のものが
提案され、例えば、電磁弁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装置に
おいて、例えば、特公平２−３６０４３号公報に示され
ているものがよく知られている。図４によりその概略構
造を説明する。図４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Φｘの作用により、同じく磁性材料からなる可
動鉄心３をそれぞれ互いに相対応する磁極面４，５とで
吸引して機械的安定状態にある。そして、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Φｙ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と固定鉄
心１との磁極面４，５を互いに反撥させて、可動鉄心３
の他方の磁極面７を、該可動鉄心３と相対応する固定鉄
心１の他方の磁極面８と吸引できる方向に移動させる。
可動鉄心３はその移動後、電磁コイル６ａへの通電を断
っても、永久磁石２の磁束Φｘの作用によって吸引状態
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と吸引する方向に復帰させる
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を前記と同様に作動させて原位置に容易に復帰さ
せることができるようにした、即ち、機械的双安定状態
で構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然るに、前記構成の自
己保持型ソレノイド装置においては、該ソレノイド装置
の製作にあたり、電磁コイル６ａ，６ｂはそれぞれ個別
のコイルボビン６ａ₁ ，６ｂ₁ を用いてコイルの巻回作
業を行っており、又、永久磁石２は前記電磁コイル６
ａ，６ｂ間に介挿した状態で、電磁コイル６ａ，６ｂ及
び永久磁石２を固定鉄心１の内側に組込んでソレノイド
装置の製作を行っていたので、ソレノイド装置の組立は
非常に手間と時間がかかり、その生産性を阻害する大き
な要因となっていた。

【０００５】又、永久磁石２の着磁は事前に磁性部材を
電磁コイル６ａ，６ｂ間に挿入し電磁コイル６ａ，６ｂ
に大電流を流して行うことは、電磁コイル６ａ，６ｂの
焼損につながり事実上困難であるため、事前に着磁した
ものを用いる。しかし、前記のように電磁コイル６ａ，
６ｂの間に永久磁石２を介挿して電磁コイル６ａ，６ｂ
を固定鉄心１に組込んだ場合、永久磁石２と固定鉄心１
とが接触しているので、固定鉄心１自体が永久磁石の役
目を果すことになるため、ソレノイド装置の組立にあた
り、固定鉄心が他の固定鉄心と吸着し合っていると、そ
の都度吸着を解除してソレノイド装置の組立を行わなけ
ればならないので、非常に手間がかかり面倒であるとと
もに、前記永久磁石２の組付後、電磁コイル６ａ，６ｂ
の内径等を検査して製品の品質管理を行う際、測定治具
等が永久磁石２の漏洩磁束により着磁され、その使用が
困難な場合があった。

【０００６】更に、ソレノイド装置を長年月にわたり使
用していると、可動鉄心３は固定鉄心１の吸着部に対し
て数１０万回にわたり接触を繰返すことになるため、吸
着時に摩耗粉が生成されて前記永久磁石２の表面に被着
する。この場合、永久磁石２に吸着した摩耗粉を除去し
ないと、永久磁石２の吸引力が低下して可動鉄心３の通
電解除後における保持機能が低下することがあるため、
ソレノイド装置を定期的に分解して清掃を行う必要があ
った。しかし、ソレノイド装置は、可動鉄心３を除去し
てもその内部は人間の小指も侵入できないほど非常に狭
隘であるので、前記永久磁石２に付着した摩耗粉を円滑
に除去することは極めて困難であった。

【０００７】その上、電磁コイル６ａ，６ｂを巻回する
コイルボビン６ａ₁ ，６ｂ₁ を前記の如く、個々に設け
ることなく、前記電磁コイル６ａ，６ｂを１つのコイル
ボビンを用いて巻装することも考えられるが、この場
合、コイルボビン自体は２分割することなく一個のコイ
ルボビンでよいものの、永久磁石２は円板状のままでは
電磁コイル６ａ，６ｂの間に介在させることができず、
例えば、半円状に切断して電磁コイル６ａ，６ｂの間に
挿入することになるため、ソレノイド装置の製作に手間
がかかるとともに、その製造コストを高くするという問
題があった。

【０００８】本発明は、前記の種々な問題点に鑑み、電
磁コイルの通電解除後に可動鉄心を所定位置に吸引保持
させる永久磁石をソレノイド装置の可動鉄心側に具備さ
せるとともに、この永久磁石は可動鉄心をソレノイド装
置に組込む直前に着磁させることにより、永久磁石の存
在によってソレノイド装置の組立時に生じる弊害を確実
に排除した、吸引保持力及び省エネ効果に優れた自己保
持型ソレノイド装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、縦断面をほぼ
コ字形に曲成した一対のヨーク片を矩形状に枠組して形
成した磁気ヨークと、この磁気ヨーク内に収容されてコ
イルボビンの上部及び下部鍔部との間の巻芯に吸引と反
撥の２つのコイルを一体的に巻装した電磁コイルと、コ
イルボビン上部の巻芯中空部内に嵌挿されて磁気ヨーク
の上端面において固定した固定鉄心と、この固定鉄心の
下側に永久磁石を内蔵してコイルボビンの中空部に上下
動可能に遊嵌した可動鉄心と、この可動鉄心の下側にお
いて、前記コイルボビンの下部と一体的に形成されて磁
気ヨーク下端面の貫通孔から下方に突出する筒状の案内
ガイドと、前記案内ガイドの下部開口端に圧入又は接着
剤等による固定手段を用いて嵌合止着した磁性材料から
なる鉄心保持座と、コイルボビンの下部鍔部と磁気ヨー
クの下端面との間に介挿した補助ヨークとからなり、前
記磁気ヨークと電磁コイルとを絶縁性に優れた合成樹脂
によりモールド成形してソレノイド本体を構成する。

【００１０】そして、前記ソレノイド本体は、例えば、
圧縮空気の流入路と送出路とを同一方向に有し、排気路
を反対側に設けて例えば、気密に２分割して設けた弁本
体上に図示しないねじ等を用いて、前記ソレノイド本体
を直立させて固定し、この弁本体内に形成した弁室に上
下動可能に遊嵌した弁体を、弁棒を介して前記可動鉄心
と連動可能に当接させることにより、弁体駆動用の自己
保持型ソレノイド装置を構成したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明は、可動鉄心に内蔵した永久磁石が、可
動鉄心を鉄心保持座に吸引保持させて弁体により弁室の
弁口を閉鎖しているときは、前記可動鉄心の下端縁を、
補助ヨークの板厚中央部分の位置と合致させ、又、可動
鉄心の上動によりこれを固定鉄心に吸引保持させ、これ
により弁体を上動させて弁口を開口したときは、前記永
久磁石の下端縁と、補助ヨークの上端面とを一致させた
状態で、前記永久磁石を可動鉄心に取付けるように構成
したので、電磁コイルへの通電により可動鉄心を上動さ
せる場合、前記通電によってソレノイド本体の磁路内に
誘起された磁束は、永久磁石の下端面が補助ヨークの板
厚の中間位置に存在していることにより、即ち、永久磁
石の一部が補助ヨークとラップしているので、該補助ヨ
ークの有効断面積を良好に利用できず、その流れが抑制
されることとなるので可動鉄心を急激に駆動させること
なく、ソフト的に上昇させて固定鉄心に吸引することが
できるので、可動鉄心が固定鉄心に衝撃的に吸引するこ
とによって発生する衝撃音等を効果的に抑制することが
可能となる。

【００１２】可動鉄心を固定鉄心に吸引したあと電磁コ
イルへの通電を断つと、永久磁石はその下端面が補助ヨ
ークの上端面と一致するように設定してあり、かつ、可
動鉄心を鉄心保持座との間に間隙が形成できるようにな
っているため、永久磁石の磁束はその大部分が補助ヨー
クを伝って可動鉄心を固定鉄心に吸引させる方向に流れ
ることになる結果、可動鉄心は電磁コイルへの通電を断
っても、永久磁石の磁束を効果的に利用して大きな保持
力で固定鉄心に吸引保持することができるので、ソレノ
イド本体が外部から大きな衝撃を受けたり、停電事故等
に際して、可動鉄心の固定鉄心との吸引が解かれるとい
うことは全くない。

【００１３】又、電磁コイルへの通電を前記とは逆方向
に行って可動鉄心を鉄心保持座に吸引させたときは、永
久磁石の下端縁が補助ヨークの上端面と一致するように
設定されているので、通電により誘起されてソレノイド
本体内の磁路を流れる磁束は、永久磁石が補助ヨークと
ラップしない位置に存在していることにより、前記補助
ヨークの断面積を有効に利用して流れることとなる結
果、可動鉄心は大きな反撥力で固定鉄心との吸着が解れ
降下して鉄心保持座に吸引させることができる。そし
て、可動鉄心の吸引後、電磁コイルへの通電を断つと、
永久磁石の漏洩磁束は、鉄心保持座に可動鉄心が吸着さ
れているので、可動鉄心を吸引保持する方向に良好に流
れ、可動鉄心を所定の吸引保持力で鉄心保持座に吸着さ
せることができるため、可動鉄心はソレノイド本体に大
きな衝撃が加えられても鉄心保持座から離脱することな
く、良好に吸引保持させることができる

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３に基
づいて説明する。図１において１０はソレノイド本体を
示し、１１はソレノイド本体１０の磁気ヨークである。
この磁気ヨーク１１は例えば、縦断面をほぼコ字形に曲
成した一対のヨーク片１２を図１で示すように、箱形状
に枠組みして形成されており、この磁気ヨーク１１の内
部には電磁コイル１３が収容されている。前記電磁コイ
ル１３は図１，３で示すように、磁気ヨーク１１内に収
容される中空円筒状の巻芯ａの長さ方向に所定の間隔を
保って一対の鍔部を形成したコイルボビン１４に、巻芯
側（内側）に吸引コイル１３ａを、この吸引コイル１３
ａの外側に反撥コイル１３ｂを、それぞれコイル導線を
所定回数巻回して形成されており、この電磁コイル１３
を磁気ヨーク１１の内部に収容する場合は、前記コイル
ボビン１４に吸引，反撥コイル１３ａ，１３ｂを巻回し
て電磁コイル１３を設けたら、この電磁コイル１３の外
側から一対のヨーク片１２を図１のように、箱形となる
ように押し当ててコイルボビン１４の上部鍔部と一対の
ヨーク片１２とを、例えば、ネジ止め等にて固定するこ
とにより、磁気ヨーク１１を内部に電磁コイル１３を収
容した状態で組立る。

【００１５】１５はコイルボビン１４の上部において、
巻芯ａの中空部に挿入した円柱状の固定鉄心で、この固
定鉄心１５は図１のように、磁気ヨーク１１の上端面に
開口した透孔１６を貫通する例えば、締付ねじ１７のね
じ部分に螺着されて、前記磁気ヨーク１１内の上部側に
固定保持される。１８は前記固定鉄心１５の下側におい
て、コイルボビン１４の巻芯ａ中空部内に上下動可能に
遊嵌した可動鉄心で、この可動鉄心１８の長さ方向の中
心よりやや下方位置には、着磁が容易で、かつ、減磁し
にくい、例えば、ネオジム系の磁性材料を用いて所定の
板厚で円板状に形成した永久磁石１９が介挿保持されて
いる。２０は磁気ヨーク１１下端面に透孔１６と対応し
て形成した貫通孔２１から一定の長さ下方に垂下する案
内ガイドで、この案内ガイド２０は図１のように、コイ
ルボビン１３の下部鍔部と一体的に形成され可動鉄心１
８の先端部分を収容した状態で、磁気ヨーク１１の貫通
孔２１からその下方に向けて垂設されており、その下部
開口端には、可動鉄心１８を吸引保持するための鉄心保
持座２２が、圧入による固定、あるいは、接着剤による
接着等の固定手段により前記開口部を閉鎖した状態で嵌
着保持されている。

【００１６】２３はコイルボビン１４の下部鍔部と磁気
ヨーク１１の下端面内側との間に介在させた補助ヨーク
である。そして、この補助ヨーク２３と前記した可動鉄
心１８に介挿保持した永久磁石１９との取付位置の関係
を次に説明する。先づ、永久磁石１９は図１で示すよう
に、可動鉄心１８に介挿する場合、永久磁石１９の下端
縁を、補助ヨーク２３の上端面から可動及び固定鉄心１
８，１５の間隙ｇに相当する寸法分だけ下方に下げた状
態で介挿する。そして、永久磁石１９の介挿に際して
は、永久磁石１９の板厚を考慮して可動鉄心１８の下部
を長さ方向と直交する方向に切断し、これら切断した一
対の可動鉄心１８のそれぞれの切断面からその軸方向に
一定の長さ移動した地点で切欠溝２４を周設する。

【００１７】前記切欠溝２４を形成したら図１で示すよ
うに、可動鉄心１８の一対の切断面の間に円板状の永久
磁石１９を介在させ、この状態で、前記永久磁石１９を
外部から被う黄銅等よりなる非磁性体製のパイプからな
る覆筒２５を可動鉄心１８の上部から圧入し、覆筒２５
の両端部が可動鉄心１８の切欠溝２４の位置と合致した
ら、前記覆筒２５の両端部を、それぞれ特殊なプレス装
置を用いて、可動鉄心１８を回転させながら切欠溝２４
内に圧入してかしめ（ローリングかしめ）ることによ
り、前記覆筒２５を可動鉄心１８に嵌着して永久磁石１
９を可動鉄心１８に挟着保持させる。この結果、永久磁
石１９は図１に示すように、その下端縁と補助ヨーク２
３の上端面との間隔ｈは、固定鉄心１５と可動鉄心１８
との間の間隙ｇと同寸法の間隔を保って可動鉄心１８に
取付けることができるものである。なお、前記永久磁石
１９は可動鉄心１８に磁性材料を装着し、かつ、これを
図示しない着磁装置により着磁して永久磁石１９を形成
するものである。

【００１８】つづいて、図１において２６はコイルボビ
ン１４の案内ガイド２０内側の上端と可動鉄心１８下端
の鍔縁との間に介挿したコイルばねで、可動鉄心１８を
常時鉄心保持座２２の方向に付勢する。２７は電磁コイ
ル１３と磁気ヨーク１１とを合成樹脂により樹脂モール
ドを行って、前記磁気ヨーク１１の外側を外部と遮蔽し
て包埋した樹脂絶縁層である。

【００１９】次に、図１で示す３０は例えば２分割方式
で形成した弁本体であり、前記ソレノイド本体１０は、
弁本体３０の上部に凹設した取付穴３１に、案内ガイド
２０を挿入してその底面近くの係止段部３２に鉄心保持
座２２を係止させることにより、弁本体３０上に垂直に
乗載され、この状態で、２分割した弁本体３０を固定し
た後図示しない締付ねじ等を用いて前記弁本体３０に固
定することにより、弁本体３０上に直立状態で保持され
る。３３は前記取付穴３１に対して小径な流通孔３４を
介して弁本体３０内に形成した弁室であり、この弁室３
３の底面中央には図示しない圧縮空気の生成手段と連通
する空気の流入路３５を内部に有して上端に弁口３６を
開口した円錐形の弁支体３７が一体的に形成されてい
る。

【００２０】そして、前記弁支体３７の弁口３６上部に
は、この弁口３６を開閉する弁体３８が、流通孔３４及
び鉄心保持座２２に設けた通孔３９をそれぞれ貫通して
可動鉄心１８の下方端と当接する弁棒４０に取付けられ
て、前記弁室３３内に上下動可能に収容されている。４
１は弁支体３７に挿入されて弁体３８を常時上方に付勢
する圧縮ばねで、可動鉄心１８を下方に押圧するコイル
ばね２６のばね荷重よりやや弱いばね荷重にて形成され
ている。４２は弁室３３と連通して設けた圧縮空気の送
出路を示し、４３は取付穴３１と連通して形成した空気
の排気路である。又、図３において、４４はソレノイド
本体１０を吸引・開放する操作スイッチであり、４５は
ソレノイド本体１０の駆動電源である。

【００２１】次に、動作について説明する。図１におい
て、電磁コイル１３に通電を行っていない場合、即ち、
図３に示す操作スイッチ４４が「断」の位置にあると
き、前記電磁コイル１３の吸引コイル１３ａへの通電に
よって生ずる図１に２点鎖線で示す磁束Φｉはソレノイ
ド本体１０に流れない。この結果、可動鉄心１８は鉄心
保持座２２と接触している関係上、永久磁石１９の漏洩
磁束Φｒのみが、図１に１点鎖線で示すように、可動鉄
心１８→鉄心保持座２２→磁気ヨーク１１→補助ヨーク
２３によって形成される磁路を良好に流れ、可動鉄心１
８をコイルばね２６の付勢力とともに鉄心保持座２２に
強固に吸引保持させる。このため、弁体３８の弁棒４０
は下方に降下し弁体３８を圧縮ばね４１のばね荷重に抗
して押動して圧縮空気の流入路３５と連通する弁本体３
０の弁口３６を閉鎖する。前記弁口３６の閉鎖に伴い圧
縮空気の送出路４２と排気路４３は、弁室３３→流通孔
３４→取付穴３１を介して連通し、送出路４２の端末に
接続されて圧縮空気の流入が断れた図示しない流路切換
弁とかエアシリンダ内の空気を排出路４３より排出し、
前記流路切換弁等の切換操作を行わせる。

【００２２】前記の状態で、可動鉄心１８を上昇させて
圧縮空気を空気の流入路３５から送出路４２に給送する
場合について説明する。この場合は最初に図３で示す操
作スイッチ４４を「ＯＮ」端子側に切換接続し、電磁コ
イル１３の吸引コイル１３ａに通電を行う。吸引コイル
１３ａが通電されると、電流ｉ₁ は例えば、コイル１３
ａ内を時計方向に流れ、図１で示すように、可動鉄心１
８→補助ヨーク２３→磁気ヨーク１１→固定鉄心１５に
よる磁路が形成され、この磁路には可動鉄心１８を鉄心
保持座２２に吸引保持させている永久磁石１９の漏洩磁
束Φｒによる吸引力に打勝って、吸引コイル１３ａへの
通電により誘起された磁束Φｉが図１に２点鎖線で示す
ように流れて、可動鉄心１８を鉄心保持座２２から引き
離して固定鉄心１５に吸引させる。

【００２３】前記吸引コイル１３ａはその通電によって
生ずる磁束Φｉが、永久磁束の漏洩磁束Φｒによる吸引
力及び可動鉄心１８を下方に付勢するコイルばね２６の
付勢力に打勝って可動鉄心１８を上昇させることができ
るように巻回形成されているので、前記可動鉄心１８
は、永久磁石１９と補助ヨーク２３とが図１で示すよう
に、所定のラップ幅ｈにてラップした状態に位置してい
ることにより、前記磁束Φｉの流れがやや抑制されるも
のの、ソフト的に上昇して固定鉄心１５に吸引保持させ
ることができるので、可動鉄心１８が固定鉄心１５に急
速に吸引することによって生ずる衝撃音や振動等を良好
に軽減することができる。

【００２４】そして、可動鉄心１８が固定鉄心１５に吸
引したら、操作スイッチ４４を「断」の位置に戻して吸
引コイル１３ａの通電を断つ。この結果、ソレノイド本
体１０には図２に示すように、永久磁束１９の磁束Φｍ
が吸引コイル１３ａに通電を行ったときと同じ磁路を流
れて、可動鉄心１８をコイルばね２６の付勢力に打勝っ
て固定鉄心１５に吸引保持させる。

【００２５】この場合、永久磁石１９と補助ヨーク２３
は図２で示すように、可動鉄心１８の上動に伴い可動鉄
心１８に設けた永久磁石１９の下端縁と補助ヨーク２３
の上端面とが一致し、これにより永久磁石１９と補助ヨ
ーク２３とのラップ状態を解消するとともに、可動鉄心
１８と鉄心締付座２２との間に間隙が生じているので、
永久磁石１９の前記磁束Φｍは、可動鉄心１８から補助
ヨーク２３→磁気ヨーク１１にかけて円滑・良好に流
れ、可動鉄心１８を吸引コイル１３ａへの通電を断って
も大きな吸引力で固定鉄心１５に保持させる。従って、
可動鉄心１８はソレノイド本体１０に大きな衝撃力が加
えられたときのショックや、停電時においても可動鉄心
１８を良好に吸引保持することができる。

【００２６】前記可動鉄心１８の上動により弁棒４０
は、弁体３８を介して圧縮ばね４１の付勢力によってそ
の上端が弁本体３０の取付穴３１（コイルボビン１４の
案内ガイド２０）内の空所に進入するため、弁体３８は
図２に示すように、弁口３６を開口して流通孔３４を閉
鎖する。この結果、圧縮空気の流入路３５と送出路４２
とを弁室３３内において連通させ、圧縮空気を送出路４
２に給送する一方前記流通孔３４の閉鎖により排気路４
３と送出路４２はその連通が断れる。このため、圧縮空
気は送出路４２に円滑に給送され、その端末に接続した
図示しない流路切換弁等の切換操作を行う。

【００２７】つづいて、図２において可動鉄心１８を降
下させて鉄心保持座２２に吸引させる場合は、操作スイ
ッチ４４を図３に示す「断」の位置から「ＯＦＦ」端子
側に切換接続し、電磁コイル１３の反撥コイル１３ｂに
通電を行い、反撥コイル１３ｂに図３で示すように、吸
引コイル１３ａへの通電時とは逆方向（反時計方向）の
電流ｉ₂ を流す。このため、ソレノイド本体１０には可
動鉄心１８→固定鉄心１５→磁気ヨーク１１→補助ヨー
ク２３による磁路が形成され、この磁路に図２に示す永
久磁石１９の磁束Φｍと逆方向に流れる磁束Φｉ（２点
鎖線で示す）が流れ、可動鉄心１８を固定鉄心１５から
引き離す。そして、可動鉄心１８をコイルばね２６の付
勢力の助力をも得て鉄心保持座２２側にソフト的に降下
させながら、図１のように鉄心保持座２２に吸引保持さ
せる。

【００２８】このため、可動鉄心１８は鉄心保持座２２
の通孔３９から案内ガイド２０の空所内に突出していた
弁棒４０の頭部を押圧してこれを下方に押下げる。この
結果、弁体３８は降下し弁支体３７に開口する弁口３６
を閉鎖し、流入路３５から送出路４２への圧縮空気の給
送を中止する。前記のように、可動鉄心１８を反撥コイ
ル１３ｂへの通電により降下させて鉄心保持座２２に吸
引保持させたあと、操作スイッチ４４を「断」の位置に
戻して反撥コイル１３ｂへの通電を断つと、可動鉄心１
８は永久磁石１９の漏洩磁束Φｒが、前記のように、可
動鉄心１８→鉄心保持座２２→磁気ヨーク１１→補助ヨ
ーク２３を流れることによって、鉄心保持板２２に良好
に吸引状態が維持され、弁体３８により弁口３６を閉鎖
して圧縮空気の流入路３５を円滑に閉鎖することができ
る。

【００２９】このように、本発明においては電磁コイル
１３に通電を行っていないとき、可動鉄心１８を降下さ
せて鉄心保持座２２に吸引させた場合、可動鉄心１８は
その内部に介挿した永久磁石１９の漏洩磁束Φｒが可動
鉄心１８から該可動鉄心１８と接触している鉄心保持座
２２に円滑に流れて、可動鉄心１８を良好に吸引保持さ
せることができる。

【００３０】又、逆に、可動鉄心１８を上動して固定鉄
心１５に吸引させたときも、永久磁石１９の磁束Φｍ
は、可動鉄心１８と鉄心保持座２２との間に間隙が形成
されていることにより、可動鉄心１８と磁気ヨーク１１
との間を図１に２点鎖線で示すように、磁束Φｉと同様
に良好に流れ、可動鉄心１８を固定鉄心１５に強固に吸
引保持させる。この結果、可動鉄心１８は降下した場合
は鉄心保持座２２に、逆に、上動したときは固定鉄心１
５にそれぞれ吸引保持されているので、電磁コイル１３
への通電を断っても良好に吸引保持状態を維持し、外部
から衝撃あるいは停電等が生じても吸引状態が良好に保
持できるため、弁本体３０の弁口３６が不意に開閉して
図示しない流路切換弁とかシリンダーを誤動作させると
いった事故を未然に回避することができる。

【００３１】前記のように、可動鉄心１８を電磁コイル
１３への非通電時において、永久磁石１９の漏洩磁束Φ
ｒや磁束Φｍによって鉄心保持座２２、あるいは、固定
鉄心１５に良好に吸引保持されているのは、可動鉄心１
８に介挿した永久磁石１９の取付位置が補助ヨーク２３
の位置に対して漏洩磁束Φｒ等が良好に流れるように設
定してあることと、可動鉄心１８の降下時これを下方に
付勢するコイルばね２６の付勢力に加えて、可動鉄心１
８を吸引保持する鉄心保持座２２が、ソレノイド本体１
０に取付けられて前記ソレノイド本体１０を構成したこ
とに他ならない。従って、可動鉄心１８は電磁コイル１
３の非通電時においても、永久磁石１９の吸引力を最大
限に利用して、弁口３６の閉鎖状態を確実に維持させる
ことができるので、省エネ効果に優れた自己保持型ソレ
ノイド装置を提供することができる。

【００３２】その上、永久磁石１９は可動鉄心１８に組
付けた状態での着磁が容易で、しかも、減磁しにくい、
例えばネオジム系の磁性材料を介挿保持させ、この磁性
材料を、ソレノイド本体１０に可動鉄心１８を組込む前
に着磁装置により着磁させて永久磁石１９を得るように
形成されているので、永久磁石１９の生成にあたり、そ
の着脱は円柱状の可動鉄心１８を着磁装置に簡単に挿入
できることと相まって、着磁作業が容易に行えるととも
に、可動鉄心１８の吸引作動によって摩耗粉が可動鉄心
１８に付着しても、ソレノイド本体１０は弁本体３０と
の固定を解くことにより可動鉄心１８の取出しが容易に
行えるため、可動鉄心１８に摩耗粉が付着してもこれを
簡単に清掃することができるので、ソレノイド本体１０
を長期にわたり円滑・良好に使用することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、可動鉄心
に内蔵する永久磁石を、可動鉄心の上昇時は永久磁石の
下端縁を補助ヨークの上端面と一致させ、可動鉄心の降
下時は永久磁石の下端縁を可動鉄心と固定鉄心の間隙分
だけ補助ヨークとラップさせた状態で可動鉄心に取付け
るようにしたので、可動鉄心がその昇，降時において、
固定鉄心、あるいは鉄心保持座に吸引保持されている場
合、前記永久磁石の磁束等が可動鉄心と磁気ヨークとの
間を大きな吸引力が得られるように流れるため、可動鉄
心を大きな吸引力で固定鉄心あるいは鉄心保持座に吸引
保持させることが可能となり、この結果、可動鉄心を電
磁コイルへの非通電時においても、良好に吸引保持させ
ることができる。

【００３４】又、可動鉄心は、固定鉄心に吸引されてい
るときは鉄心保持座との間に間隙が生じ、逆に、可動鉄
心が鉄心保持座と吸引しているときは固定鉄心との間に
間隙が生じるようにソレノイド装置を構成したので、本
発明のソレノイド装置は電磁コイルへの非通電時、永久
磁石からの磁束を効率的に利用して可動鉄心を吸引保持
させることができるため、省エネ効果にすぐれた自己保
持型のソレノイド装置を提供することができる。

【００３５】更に、本発明は永久磁石の取付けに際して
は、補助ヨークとの取付位置関係を、可動鉄心と固定鉄
心との間隙をベースにして設定すればよいので、その取
付位置の設定が容易であるとともに、永久磁石を可動鉄
心に取付けることにより、永久磁石の製造のための着磁
作業が簡易に行い得、しかも、可動鉄心に摩耗粉が付着
してもその清掃はソレノイド装置を分解して可動鉄心を
取り出すことによって容易に行える等、自己保持型ソレ
ノイド装置を簡素な構成で経済的に製作できる利点も備
えている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自己保持型ソレノイド装置において、
可動鉄心を鉄心保持座に吸引させた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装置において、
可動鉄心を固定鉄心に吸引させた状態を示す縦断面図で
ある。

【図３】本発明の自己保持型ソレノイド装置の概略的な
電気回路図である。

【図４】従来の自己保持型ソレノイド装置の構成を概略
的に示す説明図である。

【符号の説明】

１０ ソレノイド本体 １１ 磁気ヨーク １３ 電磁コイル １４ コイルボビン １５ 固定鉄心 １８ 可動鉄心 １９ 永久磁石 ２２ 鉄心締付座 ２３ 補助ヨーク ３０ 弁本体 ３６ 弁口 ３８ 弁体 ａ 巻芯

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルボビンの中空円筒状の巻芯にコイ
   ル導線を所定回数巻回して電磁コイルを設け、この電磁
   コイルを備えたコイルボビンを、その下側縁に補助ヨー
   クを介在させて磁気ヨーク内に収容固定し、前記コイル
   ボビンの中空状の巻芯内には、永久磁石を内蔵した可動
   鉄心を上下動可能に収納し、前記中空状の巻芯内の上部
   には、可動鉄心が上昇したときこれを吸引保持する固定
   鉄心を取付け、中空円筒状の巻芯の下部には、可動鉄心
   が降下したときこれを吸引保持する鉄心保持座を取付け
   たことを特徴とする自己保持型ソレノイド装置。
2. 【請求項２】 前記可動鉄心に内蔵する永久磁石は、そ
   の下端縁を、可動鉄心の上昇時は補助ヨークの上端面と
   一致させ、可動鉄心の降下時は、可動鉄心と固定鉄心と
   の間隙寸法にて補助ヨークとラップさせた状態で、可動
   鉄心に取付けるようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の自己保持型ソレノイド装置。