JPH1012435A

JPH1012435A - 電磁ソレノイド

Info

Publication number: JPH1012435A
Application number: JP4995197A
Authority: JP
Inventors: Haruo Nakazawa; 治雄中澤
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1997-03-05
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】耐衝撃性を有するとともに、小電流で可動軸の
反発動作あるいは吸引動作可能な装置を提供する。【解決手段】吸着片２１と可動軸２０との対向部が、互
いに嵌合可能な円錐体状の凸部２１Ａと円錐体状のくり
ぬかれた凹部２０Ａ、および、互いに平行でかつ軸方向
に直交する円環状の平坦面２１Ｂと２０Ｂよりなる。凸
部２１Ａの斜面は、軸から開く傾斜角度が軸方向の途中
で変更され、頂点側斜面２２の傾斜角度が反頂点側斜面
２３のそれより大きく形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般家庭のガス
安全装置に組み込まれる自動ガス遮断弁駆動用の電磁ソ
レノイド、特に、消費電力の少ない電磁ソレノイドに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１９は、従来の電磁ソレノイドの構成
を示す断面図であり、それぞれ（Ａ）は可動軸が吸着し
た時の状態を、（Ｂ）は可動軸が反発した時の状態を示
している。図１９（Ａ）において、磁性体よりなる可動
軸１が中心に配されるとともに、磁性体よりなる吸着片
７が可動軸１の軸方向の下端部に対向して配されてい
る。可動軸１および吸着片７の外周を絶縁製の巻枠８が
周回し、この巻枠８に駆動コイル６が巻回されている。
また、磁性体よりなるケース４が、駆動コイル６の周囲
を囲むとともに吸着片７の下側に底部４Ａを備えてい
る。さらに、永久磁石５が、吸着片７と底部４Ａとの間
に介装されるとともに吸着片７と底部４Ａとの双方に固
着されている。可動軸１の上端部には可動板２が取り付
けられ、可動板２とケース４上部との間に圧縮性のばね
３が介装されている。

【０００３】図１９（Ａ）において、永久磁石５は、吸
着片７を介して可動軸１を常時下方へ引っ張っている。
一方、ばね３は、可動軸１を常時上方へ引っ張ってい
る。このばね３の反発力は、永久磁石５の吸引力より多
少弱くなっている。そのために、駆動コイル６が励磁さ
れていないときは、可動軸１と吸着片７とが吸着した状
態になっている。駆動コイル６を励磁すると、可動軸１
と吸着片７との間の永久磁石５による吸引力が弱めら
れ、ばね３の反発力により可動軸１が上方へ引っ張られ
る。すなわち、可動軸１が永久磁石５の吸引力に打ち勝
って可動板２とともに上方へ駆動され、図１９（Ｂ）の
状態になる。

【０００４】図１９（Ｂ）の状態において、駆動コイル
６を逆励磁すると、可動軸１と吸着片７との間の吸引力
が強まり、可動軸１が可動板２とともに下方へ駆動さ
れ、可動軸１と吸着片７とが吸着した図１９（Ａ）の状
態に戻る。図１９の装置は、自動ガス遮断弁駆動用の電
磁ソレノイドであり、可動板２が遮断弁となって上下
し、図示されていないガス通路の開閉を行う。図１９
（Ａ）の状態が遮断弁開成の場合に相当し、図１９
（Ｂ）の状態が遮断弁閉成の場合に相当する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、可動軸と吸着片とが吸着してい
る状態では耐衝撃性に優れているが、その反面、可動軸
を吸着片から反発動作させたり、可動軸を吸着片に吸引
動作させるのに駆動コイルに多くの励磁電流を流さねば
ならないと言う欠点があった。その理由を以下に説明す
る。

【０００６】図２０は、図１９の装置の磁束分布図であ
り、（Ａ）は全体の断面図、（Ｂ）は図２０の（Ａ）の
要部拡大断面図である。図２０の（Ａ）において、駆動
コイル６が励磁されていない時は、永久磁石５によって
発生する磁束１０（点線）が矢印で示された方向に流れ
る。ケース４と可動軸１と吸着片７とがいずれも磁性体
により形成されているので、磁束１０の殆どがこれらの
磁性体中を周回して流れる。可動軸１と吸着片７とが離
れ、図２０の（Ｂ）のようにギャップ９が形成される
と、このギャップ９を介して磁束１０が流れる。ここ
で、ギャップ９の軸方向の間隙長をＬとする。

【０００７】図２１は、駆動コイル無励磁時における可
動軸１と吸着片７との軸方向の吸着力Ｆを示す特性線図
である。縦軸に吸着力Ｆが、横軸に前述の間隙長Ｌが目
盛られている。ここで、図１９の装置の構成を従来例１
とする。駆動コイル６が励磁されていない時の従来例１
の特性は、特性曲線１１（点線）のようになる。特性曲
線１１は、間隙長Ｌが零、すなわち、可動軸１と吸着片
７とが吸着した状態では、その吸着力Ｆが非常に大きい
が、可動軸１と吸着片７とが一旦離れると、その吸着力
Ｆが急激に小さくなる傾向を示す。そのために、図１９
（Ａ）のように可動軸１と吸着片７とが吸着した状態に
おいては、装置に外部から多少衝撃が加わっても可動軸
１と吸着片７とが簡単に離れてしまうことがなく、耐衝
撃性に優れている。しかし、その状態における吸着力Ｆ
があまりにも大きいために、図１９（Ａ）の状態にある
可動軸１を吸着片７から上方へ反発させる動作（以下、
反発動作と称する）時に、駆動コイル６に多くの励磁電
流を流さねばならない。また、図１９（Ｂ）の状態にあ
る可動軸１を下方の吸着片７へ吸引させる動作（以下、
吸引動作と称する）場合も、吸着力Ｆが非常に小さいの
で駆動コイル６に多くの逆励磁電流を流して加速させね
ばならない。このように、図１９の構成には、耐衝撃性
に優れていると言う長所と、多くの励磁電流を必要とす
ると言う短所とがあり、一長一短であった。

【０００８】図２２は、従来の異なる電磁ソレノイドの
構成を示す断面図であり、それぞれ（Ａ）は可動軸が吸
着した時、（Ｂ）は可動軸が反発した時の状態を示して
いる。可動軸１４の下端が円錐体状の凹部を形成すると
ともに、吸着片１５の上端も円錐体状の凸部を形成して
いる。その凸部と凹部とは互いに嵌合可能であり、可動
軸１４と吸着片１５とが吸着したときは、凸部と凹部と
の斜面が互いに全面接触し合う形状である。その他は、
図１９の構成と同じである。ここで、図２２の装置の構
成を従来例２とする。駆動コイル６が励磁されていない
時の従来例２の特性は、図２１の特性曲線１２（一点鎖
線）のようになる。特性曲線１２は、間隙長Ｌが零、す
なわち、可動軸１４と吸着片１５とが吸着した状態で
は、その吸着力Ｆが従来例１の場合よりは小さいが、可
動軸１４と吸着片１５とが離れた状態では、その吸着力
Ｆが従来例１の場合ほどは低下しない。したがって、図
２２の構成は、可動軸１４と吸着片１５とが吸着した状
態では、装置に外部から衝撃が加わった場合に可動軸１
４と吸着片１５とが比較的簡単に離れてしまうが、一
方、反発動作や吸引動作に必要な励磁電流は少なくて済
む。すなわち、図２２の構成においても一長一短があ
り、しかも、その長所と短所とは、図１９の場合とは逆
になっている。その理由を次に説明する。

【０００９】図２３は、図２２の装置の動作時における
磁束分布を示す要部拡大断面図である。磁束１７が可動
軸１４と吸着片１５とのギャップ１６に入り込むとき
は、磁束１７が斜めに曲げられる。軸方向の間隙長Ｌが
零、すなわち、可動軸１４と吸着片１５とが吸着した状
態では、吸着しようとする力が軸方向から斜めに向いた
方向に発生するので、可動軸１４の軸方向に働く成分で
ある吸着力Ｆが特性曲線１１の場合より低下する。一
方、可動軸１４が吸着片１５から一旦離れると、磁束１
７がギャップ１６内を軸方向の間隙長Ｌより小さい距離
Ｈ１を介して流れる。したがって、ギャップ１６の磁気
抵抗が、図２０（Ｂ）におけるギャップ９のそれより小
さくなる。そのために、可動軸１４が吸着片１５とが離
れている場合、同じ間隙長Ｌの所で比較すると、図２１
に示すように特性曲線１２の吸着力Ｆが特性曲線１１の
それより大きくなる。したがって、図２２（Ａ）のよう
に可動軸１４と吸着片１５とが吸着した状態において
は、装置に外部から衝撃が加わった場合、可動軸１４と
吸着片１５とが比較的簡単に離れてしまう可能性があ
り、耐衝撃性に劣る。しかし、可動軸１４と吸着片１５
とが吸着した状態においての吸着力Ｆが小さいために、
図２２（Ａ）の状態にある可動軸１４の反発動作時に
は、駆動コイル６に図１９の装置ほど多くの励磁電流を
流す必要がない。また、図１９（Ｂ）の状態にある可動
軸１４の吸引動作時にも、可動軸１４と吸着片１５とが
離れた状態においての吸着力Ｆが大きいので駆動コイル
６に図１９の装置ほど多くの逆励磁電流を流す必要がな
い。

【００１０】可動軸と吸着片との耐衝撃性をある程度確
保する手段としては、可動軸と吸着片とが部分的に接触
する平坦面を可動軸と吸着片にそれぞれに形成し、この
平坦面を軸方向に直交させておく方向が知られている。
その例を従来例３として以下に示す。図２４は、従来例
３の場合の電磁ソレノイドの構成を示す要部断面図であ
る。図２４の電磁ソレノイドが図２２の構成と異なる点
は、次の通りである。吸着片４３の上部が、直径の小さ
い方の平行面４３Ｄを上方へ向けて突設された円錐台状
の凸部４３Ａと、この凸部４３Ａの外周に設けられ軸方
向に直交する円環状の平坦面４３Ｂとで構成され、可動
軸３０の下部が、凸部４３Ａに嵌合可能な円錐台状の凹
部３０Ａと、この凹部３０Ａの外周に設けられ平坦面４
３Ｂに平行に対向する円環状の平坦面３０Ｂとで構成さ
れ、吸着片４３と可動軸３０とが吸着したときは平坦面
４３Ｂ，３０Ｂ同士が互いに接触し合っている。また、
凸部４３Ａの斜面４３Ｃと凹部３０Ａの斜面３０Ｃとの
軸方向から開く傾斜角度θは同じである。さらに、凸部
４３Ａの平行面４３Ｄの直径と、凹部３０Ａの平行面３
０Ｄの直径とは、同一に形成されている。その他の構成
は、図２２と同じである。図２４における平坦面４３
Ｂ，３０Ｂの部分では磁束は上下方向に向くので、吸着
片４３と可動軸３０とがしっかりと吸着する。しかも、
その平坦面４３Ｂ，３０Ｂが部分的であるので、図１９
の従来例１ほどは吸着力は強くない。そのために、耐衝
撃性をある程度確保することができる。しかし、図２４
の従来例３には、次にような欠点がある。

【００１１】図２５は、図２４の可動軸３０と吸着片４
３との軸方向の吸着力Ｆの比を示す特性線図である。横
軸に前述の間隙長Ｌが目盛られている。縦軸の吸着力Ｆ
の比は、Ｌが零のときのばね３（図１９）の反発力に対
する可動軸３０と吸着片４３との吸着力である。特性３
Ａ（一点鎖線）がばね３の反発力であり、特性９２が無
励磁のときの可動軸３０と吸着片４３との吸着力であ
る。特性９３がある値の反発動作用の励磁電流を流した
ときに作用する可動軸３０と吸着片４３との吸着力であ
り、特性９１がある値の吸引動作用の励磁電流を流した
ときに作用する可動軸３０と吸着片４３との吸着力であ
る。

【００１２】図２６は、図２５の動作特性を説明する断
面図であり、（Ａ）は吸着状態、（Ｂ）は凸部と凹部と
の斜面同士がまだ対向している途中の状態、（Ｃ）は凹
部が凸部から抜け出たときの状態のものである。図２６
の（Ａ）における吸着状態では、平坦部３０Ｂ，４３Ｂ
同士が接触している部分の磁気抵抗が小さいので大部分
が磁束９４のように上下方向に流れる。そのために、吸
着状態では図２５のように、特性９２の吸着力Ｆが間隙
長Ｌの零のところで大きくなる。図２６の（Ｂ）におい
ては、大部分の磁束９５が斜面３０Ｃと４３Ｃとの間を
通るので、磁束９５がほぼ半径方向に流れる。そのため
に、図２５のように、特性９２の吸着力Ｆが間隙長Ｌの
途中で一旦小さくなる。さらに、図２６の（Ｃ）におい
ては、大部分の磁束９６が凸部３０と凹部４３との端部
を通るので、磁束９６が再び上下方向に流れようにな
る。そのために、図２５のように、特性９２の吸着力
は、間隙長Ｌが大きくなると、また上昇する。特性９２
の特性が、Ｖ字形になるのは以上の理由による。

【００１３】図２５に戻り、間隙長Ｌが零で無励磁のと
きは、吸着力の方がばねの反発力より勝っているので、
可動軸３０と吸着片４３がしっかりと吸着している。そ
の状態で可動軸３０を反発させようとした場合、特性９
３では、間隙長Ｌが零のところ（）では吸着力の方が
ばねの反発力よりまだ勝っているので可動軸３０が反発
動作を開始しない。そのために、反発のための励磁電流
をさらに増し（特性９２の吸着力を打ち消すことに相
当）、特性９３を図の下方へ平行移動させる必要があ
る。一方、反発状態にある可動軸３０を吸引動作させよ
うとした場合、特性９１では、間隙長ＬがＬ₁とＬ₂と
の間ののところ（）でばねの反発力の方が吸着力より
大きくなるで可動軸３０の吸引動作が止まってしまう可
能性がある。そのために、吸引のための励磁電流をさら
に増し、特性９１を図の上方へ平行移動させる必要があ
る。そのために、この場合も、図１９の従来例１と同様
に多くの励磁電流を必要としていた。

【００１４】この発明の目的は、反発動作あるいは吸引
動作における必要な励磁電流が少なくて済むと同時に耐
衝撃性も有する装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、磁性体よりなる可動軸と、この
可動軸の軸方向の端部に対向し磁性体よりなる吸着片
と、可動軸および吸着片の外周に絶縁製の巻枠を介して
巻回される駆動コイルと、吸着片の反可動軸側に設けら
れた永久磁石とが磁性体よりなるケース内に収納され、
駆動コイルを励磁することによって可動軸と吸着片との
対向部が互いに軸方向に吸着または反発し合う電磁ソレ
ノイドにおいて、吸着片の対向部は、頂点を可動軸側に
向けて突設された円錐体状の凸部と、この凸部の外周に
設けられ軸方向に直交する円環状の吸着片側平坦面とで
構成され、凸部の斜面の軸方向から開く傾斜角度が軸方
向の途中で変更され、頂点側斜面の傾斜角度が反頂点側
斜面のそれより大きく形成され、可動軸の対向部は、円
錐体状にくりぬかれ前記凸部に嵌合可能な凹部と、この
凹部の外周に設けられ吸着片側平坦面に平行に対向する
円環状の可動軸側平坦面とで構成され、凹部の斜面の軸
方向から開く傾斜角度も軸方向の途中で変更され、凹部
の各斜面は前記凸部の頂点側斜面と反頂点側斜面とそれ
ぞれ平行に形成されてなるものとするとよい。吸着片側
平坦面と可動軸側平坦面との対向面積は、従来例１の場
合より縮小されている。一方、従来例２の場合には吸着
片側平坦面と可動軸側平坦面との対向部分は全くなかっ
た。軸方向に直交する平坦面同士の吸着力は大きく、し
かも、その対向面積が大きいほど吸着力が大きいので、
可動軸と吸着片とが吸着した状態においての吸着力Ｆ
は、従来例１の場合とよりは小さくなるが、従来例２の
場合ほどは小さくならない。したがって、可動軸と吸着
片とが吸着した状態での耐衝撃性を確保することができ
るとともに、可動軸の反発動作も従来例１の場合とより
は小さい励磁電流で済む。さらに、凸部が互いに傾斜角
度の異なる頂点側斜面と反頂点側斜面とを備えたことに
より、可動軸と吸着片とが離れた状態のとき、凸部と凹
部との間にできるギャップを磁束が、従来例２の場合よ
り小さい距離を流れるようになる。そのために、ギャッ
プの磁気抵抗が小さくなり吸着力Ｆが従来例２の場合よ
り大きくなる。したがって、可動軸の吸引動作時におい
て従来例２の場合より小さい逆励磁電流で済むようにな
る。

【００１６】また、かかる構成において、可動軸と吸着
片とが互いに吸着したときに、可動軸と吸着片との対向
部の間に空隙が形成される。空隙が存在ために可動軸と
吸着片とが互いに吸着したときの磁気抵抗が大きくな
り、可動軸と吸着片との吸着力Ｆが小さくなる。さら
に、空隙の面積を調整することにより、吸着力Ｆの値を
適切な値に選ぶことができる。そのために、可動軸と吸
着片とが吸着した状態での耐衝撃性をある程度残してお
くとともに、可動軸の反発動作は空隙のない場合より小
さい励磁電流で済むようになる。

【００１７】また、かかる構成において、空隙が凸部の
反頂点側斜面と凹部の反頂点側斜面と間、および吸着片
側平坦面と可動軸側平坦面との間にそれぞれ形成されて
なるなるものとしてもよい。それによって、可動軸と吸
着片とが吸着した状態では、凸部と凹部との頂点側斜面
だけが互いに接するだけになる。したがって、凸部と凹
部との頂点側斜面だけが精度よく加工されてあれば、可
動軸と吸着片との他の対向部、すなわち、平坦面や反頂
点側斜面の加工精度はそれほど厳しくしなくても済む。

【００１８】また、かかる構成において、空隙が凸部の
全斜面と凹部の全斜面との間に形成されてなるものとし
てもよい。それによって、可動軸と吸着片とが吸着した
状態では、可動軸と吸着片との平坦面が互いに接するだ
けになる。したがって、可動軸と吸着片と平坦面が互い
に平行に加工されてあれば、可動軸と吸着片との他の対
向部、すなわち、凸部や凹部の加工精度はそれほど厳し
くしなくても済む。

【００１９】また、磁性体よりなる可動軸と、この可動
軸の軸方向の端部に対向し磁性体よりなる吸着片と、可
動軸および吸着片の外周に絶縁製の巻枠を介して巻回さ
れる駆動コイルと、吸着片の反可動軸側に設けられた永
久磁石とが磁性体よりなるケース内に収納され、駆動コ
イルを励磁することによって可動軸と吸着片との対向部
が互いに軸方向に吸着または反発し合う電磁ソレノイド
において、吸着片の対向部は、直径の小さい方の平行面
を可動軸側に向けて突設された円錐台状の凸部と、この
凸部の外周に設けられ軸方向に直交する円環状の吸着片
側平坦面とで構成され、可動軸の対向部は、円錐台状に
くりぬかれ前記凸部に嵌合可能な凹部と、この凹部の外
周に設けられ吸着片側平坦面に平行に対向する円環状の
可動軸側平坦面とで構成され、前記凸部の斜面の軸方向
から開く傾斜角度が、凹部の斜面の軸方向から開く傾斜
角度より大きく形成され、吸着片と可動軸とが吸着した
ときは平坦面同士が互いに接触し合うものとしてもよ
い。それによって、凸部の斜面と凹部の斜面とのギャッ
プが、吸着片側に行くにしたがって狭くなる。それによ
って、吸着片と可動軸とが吸着しているときにおいて、
従来例３の場合に吸着片と可動軸との平坦面間を通過し
ていた磁束の一部が軸方向に対して傾斜し、斜面間のギ
ャップの狭くなった部分を通過するようになる。そのた
めに、吸着片と可動軸とが吸着しているときの無励磁に
おける吸着力が、従来例３の場合より小さくなる。した
がって、可動軸が反発動作し易くなり、従来より小さい
励磁電流で反発動作するようになる。また、可動軸が吸
着片から離れるにしたがって斜面間のギャップが広くな
っているので、吸着力が吸着片と可動軸との間隙長が大
きくなるにしたがって弱くなる。そのために、従来例３
において吸着特性がＶ字状になってばねの反発力が吸着
力より勝る部分がなくなり、吸引時においても従来より
小さい励磁電流で反発動作するようになる。

【００２０】また、かかる構成において、凸部の斜面が
軸方向の途中で軸に平行に切り落とされ、凸部の反可動
軸側が円柱状に形成されてなるものとしてもよい。それ
によって、斜面の反可動軸側のギャップが大きくなる。
そのために、吸着片と可動軸との吸着時に凸部と凹部と
の斜面同士が接触することがなく、スムーズに凸部と凹
部とが嵌合するようになる。

【００２１】また、かかる構成において、凸部の斜面の
軸から開く傾斜角度が軸方向の途中で変更され、凸部の
反可動軸側斜面の傾斜角度が、凹部の斜面の軸から開く
傾斜角度より小さく形成されてなるものとしてもよい。
それによっても、斜面の反可動軸側のギャップが大きく
なる。そのために、吸着片と可動軸との吸着時に凸部と
凹部との斜面同士が接触することがなく、スムーズに凸
部と凹部とが嵌合するようになる。

【００２２】また、かかる構成において、凹部の斜面の
軸方向から開く傾斜角度が軸方向の途中で変更され、凹
部の吸着片側斜面の傾斜角度が、凹部の反吸着片側斜面
の傾斜角度がより大きく形成されてなるものとしてもよ
い。それによっても、斜面の反可動軸側のギャップが大
きくなる。そのために、吸着片と可動軸との吸着時に凸
部と凹部との斜面同士が接触することがなく、スムーズ
に凸部と凹部とが嵌合するようになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】この発明は、磁性体よりなる可動
軸と、この可動軸の軸方向の端部に対向し磁性体よりな
る吸着片と、可動軸および吸着片の外周に絶縁製の巻枠
を介して巻回される駆動コイルと、吸着片の反可動軸側
に設けられた永久磁石とが磁性体よりなるケース内に収
納され、駆動コイルを励磁することによって可動軸と吸
着片との対向部が互いに軸方向に吸着または反発し合う
電磁ソレノイドにおいて、吸着片の対向部は、頂点を可
動軸側に向けて突設された円錐体状の凸部と、この凸部
の外周に設けられ軸に直交する円環状の吸着片側平坦面
とで構成され、凸部の斜面の軸方向から開く傾斜角度が
軸方向の途中で変更され、頂点側斜面の傾斜角度が反頂
点側斜面のそれより大きく形成され、可動軸の対向部
は、円錐体状にくりぬかれ前記凸部に嵌合可能な凹部
と、この凹部の外周に設けられ吸着片側平坦面に平行に
対向する円環状の可動軸側平坦面とで構成され、凹部の
斜面の軸から開く傾斜角度も軸方向の途中で変更され、
凹部の各斜面は前記凸部の頂点側斜面と反頂点側斜面と
それぞれ平行に形成されるものである。

【００２４】また、この発明は、磁性体よりなる可動軸
と、この可動軸の軸方向の端部に対向し磁性体よりなる
吸着片と、可動軸および吸着片の外周に絶縁製の巻枠を
介して巻回される駆動コイルと、吸着片の反可動軸側に
設けられた永久磁石とが磁性体よりなるケース内に収納
され、駆動コイルを励磁することによって可動軸と吸着
片との対向部が互いに軸方向に吸着または反発し合う電
磁ソレノイドにおいて、吸着片の対向部は、直径の小さ
い方の平行面を可動軸側に向けて突設された円錐台状の
凸部と、この凸部の外周に設けられ軸方向に直交する円
環状の吸着片側平坦面とで構成され、可動軸の対向部
は、円錐台状にくりぬかれ前記凸部に嵌合可能な凹部
と、この凹部の外周に設けられ前記吸着片側平坦面に平
行に対向する円環状の可動軸側平坦面とで構成され、前
記凸部の斜面の軸方向から開く傾斜角度が、凹部の斜面
の軸方向から開く傾斜角度より大きく形成され、吸着片
と可動軸とが吸着したときは平坦面同士が互いに接触し
合うものである。

【００２５】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。

【００２６】

【実施例１】図１は、この発明の実施例１にかかる電磁
ソレノイドの構成を示す断面図であり、それぞれ（Ａ）
は要部拡大断面図、（Ｂ）は磁束分布図である。図１
（Ａ）は、可動軸２０と吸着片２１とが吸着された状態
を示している。吸着片２１の上部には、頂点を可動軸２
０側に向けて突設された円錐体状の凸部２１Ａと、この
凸部２１Ａの外周に設けられ軸方向に直交する円環状の
吸着片側平坦面２１Ｂとで構成されている。凸部２１Ａ
の斜面の軸方向から開く傾斜角度が軸方向の途中で変更
され、頂点側斜面２２の傾斜角度が反頂点側斜面２３の
それより大きく形成され、可動軸２０の下部は、吸着片
２１の対向部に嵌合可能な円錐体状にくりぬかれた凹部
２０Ａと、この凹部２０Ａの外周に設けられ軸方向に直
交する円環状の可動軸側平坦面２０Ｂとで構成されてい
る。凹部２０Ａの斜面の軸方向から開く傾斜角度も軸方
向の途中で変更され、凹部２０Ａの各斜面は凸部２１Ａ
の頂点側斜面２２と反頂点側斜面２３とそれぞれ平行に
形成されている。また、吸着片側平坦面２１Ｂと可動軸
側平坦面２０Ｂとは互いに対向するように平行に配され
ている。図１のその他は、図１９や図２２の従来の構成
と同じであるので、詳細な説明は省略する。

【００２７】すなわち、図１の構成が従来例２の構成
（図２２）と異なるのは、吸着片２１と可動軸２０の対
向部に、円環状の平坦面２１Ｂ，２０Ｂが設けられてあ
ることと、凸部２１Ａが互いに傾斜角度の異なる頂点側
斜面２２と反頂点側斜面２３とを備えるとともに凹部２
０Ａが凸部２１Ａの外形と相似にくりぬかれていること
である。実施例１は、駆動コイルが励磁されていない
時、図２１の特性曲線１３（実線）のようになる。特性
曲線１３は、間隙長Ｌが零、すなわち、可動軸２０と吸
着片２１のとが吸着した状態では、その吸着力Ｆが従来
例１の場合と従来例２の場合との間にあるが、可動軸２
０と吸着片２１とが離れた状態では、その吸着力Ｆが従
来例１の場合と従来例２の場合とのいずれに対しても大
きくなっている。その理由を次に説明する。

【００２８】図１（Ｂ）では、磁束２４が可動軸２０と
吸着片２１とのギャップ２５に入り込むときに磁束２４
が斜めに曲げられ、磁束２４がギャップ２５内を距離Ｈ
２の部分を介して流れている。この距離Ｈ２は、従来例
２の場合における図２３の距離Ｈ１よりさらに短い。こ
れは、反頂点側斜面２３の軸から開く角度が頂点側斜面
２２のそれより小さいことによる。したがって、ギャッ
プ２５の磁気抵抗は、図２３のギャップ１６のそれより
小さくなる。そのために、可動軸２０が吸着片２１とが
離れている場合、同じ間隙長Ｌの所で比較すると、特性
曲線１３の吸着力Ｆが、特性曲線１２のそれより大きく
なる。一方、平坦面２０Ｂ，２１Ｂの対向面積は、従来
例１の図２０における平坦面の対向面積より小さい。そ
のために、図１（Ａ）のように可動軸２０と吸着片２１
とが吸着した状態においては、その吸着力Ｆは、従来例
１の場合より小さくなる。従来例２の場合、平坦面の対
向部分が全くないので、その吸着力Ｆは非常に小さい。
そのために、間隙長Ｌが零のところで、吸着力Ｆを比較
すると、実施例１の吸着力Ｆは従来例１の場合と従来例
２の場合との間に来る。したがって、可動軸２０と吸着
片２１とが吸着した状態での耐衝撃性を確保することが
できるとともに、可動軸２０の反発動作時や吸引動作時
に従来例１や従来例２より小さい励磁電流で済むように
なり、電力消費を低減させることができる。

【００２９】

【実施例２】図２は、この発明の実施例２にかかる電磁
ソレノイドの構成を示す要部拡大断面図である。凹部２
０Ａの可動軸側斜面を凸部２１Ａのそれより長くして、
凸部２１Ａの反可動軸側斜面２３の部分に空隙２６が形
成されている。その他は、図１の構成と同じである。空
隙２６が存在するために可動軸２０と吸着片２１とが吸
着した状態での磁気抵抗が大きくなり、可動軸２０と吸
着片２１との吸着力Ｆが小さくなる。そのために、可動
軸２０と吸着片２１とが吸着した状態での耐衝撃性をあ
る程度残しておくとともに、可動軸２０の反発動作が、
空隙のない図１の場合より小さい励磁電流で済むように
なる。

【００３０】

【実施例３】図３は、この発明の実施例３にかかる電磁
ソレノイドの構成を示す要部拡大断面図である。凸部２
１Ａの反可動軸側斜面２３を長くして、凸部２１Ａの可
動軸側斜面の部分に空隙２６が形成されている。その他
は、図１の構成と同じである。空隙２６が存在するため
に可動軸２０と吸着片２１とが吸着した状態での磁気抵
抗が大きなり、可動軸２０と吸着片２１との吸着力Ｆが
小さくなる。そのために、可動軸２０と吸着片２１とが
吸着した状態での耐衝撃性をある程度残しておくととも
に、可動軸２０の反発動作が、空隙のない図１の場合よ
り小さい励磁電流で済むようになる。空隙２６の面積が
図２の場合より小さいので、吸着力Ｆも図２より小さく
なり、耐衝撃性をある程度残しておくとともに、可動軸
２０の反発動作に必要は励磁電流も図２より小さくて済
むようになる。

【００３１】

【実施例４】図４は、この発明の実施例４にかかる電磁
ソレノイドの構成を示す要部拡大断面図である。可動軸
側平坦面２０Ｂと吸着片側平坦面２１Ｂとの間に空隙２
６が形成されている。その他は、図１の構成と同じであ
る。空隙２６が存在するために可動軸２０と吸着片２１
とが吸着した状態での磁気抵抗が大きなり、可動軸２０
と吸着片２１との吸着力Ｆが小さくなる。そのために、
可動軸２０と吸着片２１とが吸着した状態での耐衝撃性
をある程度残しておくとともに、可動軸２０の反発動作
が、空隙のない図１の場合より小さい励磁電流で済むよ
うになる。平坦面での吸着力は、凸部と凹部との吸着力
より大きい。図４では、空隙２６が平坦面にあるので、
図１ないし図３の構成のように平坦面に空隙がない場合
より全体としての吸着力Ｆは小さくなる。そのために、
図４の構成は、可動軸２０の反発動作に必要な励磁電流
も図１ないし図３の場合より小さくて済むようになる。

【００３２】

【実施例５】図５は、この発明の実施例５にかかる電磁
ソレノイドの構成を示す要部拡大断面図である。凸部２
１Ａの反可動軸側斜面２３の長さを大きくして、反可動
軸側斜面２３の部分と、可動軸側平坦面２０Ｂと吸着片
側平坦面２１Ｂとの間に空隙２６が形成されている。そ
の他は、図１の構成と同じである。空隙２６が存在する
ために可動軸２０と吸着片２１とが吸着した状態での磁
気抵抗が大きなり、可動軸２０と吸着片２１との吸着力
Ｆが小さくなる。そのために、可動軸２０と吸着片２１
とが吸着した状態での耐衝撃性をある程度残しておくと
ともに、可動軸２０の反発動作が、空隙のない図１の場
合より小さい励磁電流で済むようになる。空隙２６の面
積が図４の場合より大きいので、図５の構成は、可動軸
２０の反発動作に必要は励磁電流が図４の場合より小さ
くて済むようになる。また、凸部２１Ａの可動軸側斜面
だけが、凸部と接しているので、凸部２１Ａの頂点側斜
面だけを凹部２０Ａに嵌合可能に加工されてあれば、可
動軸２０と吸着片２１との他の対向部の他の部分の加工
精度をそれほど厳しくしなくてもよい。したがって、可
動軸２０や吸着片２１の加工時間の節約になる。

【００３３】

【実施例６】図６は、この発明の実施例６にかかる電磁
ソレノイドの構成を示す要部拡大断面図である。凸部２
１Ａと凹部２０Ａとの間に空隙２６が形成されている。
その他は、図１の構成と同じである。空隙２６が存在す
るために可動軸２０と吸着片２１とが吸着した状態での
磁気抵抗が大きなり、可動軸２０と吸着片２１との吸着
力Ｆが小さくなる。そのために、可動軸２０と吸着片２
１とが吸着した状態での耐衝撃性をある程度残しておく
とともに、可動軸２０の反発動作が、空隙のない図１の
場合より小さい励磁電流で済むようになる。空隙２６の
面積が図３の場合より大きいので、図６の構成は、可動
軸２０の反発動作に必要は励磁電流が図３の場合より小
さくて済むようになる。また、吸着片２１の平坦面２１
Ｂと可動軸２０の平坦面２１Ｂとだけが接しているの
で、平坦面２１Ｂと可動軸２０の平坦面２１Ｂとの平行
度だけを注意して加工すれば、凸部２１Ａや凹部２０Ａ
の加工精度をそれほど厳しくしなくてもよい。したがっ
て、可動軸２０や吸着片２１の加工時間の節約になる。

【００３４】

【実施例７】図７は、この発明の実施例７にかかる電磁
ソレノイドの構成を示す要部拡大断面図である。吸着片
４０の上部は、直径の小さい方の平行面４０Ｄを上側に
向けて突設された円錐台状の凸部４０Ａと、この凸部４
０Ａの外周に設けられ軸方向に直交する円環状の平坦面
４０Ｂとで構成されている。一方、可動軸３０の下部
は、円錐台状にくりぬかれた凹部３０Ａと、この凹部３
０Ａの外周に設けられ平坦面４０Ｂに平行に対向する円
環状の平坦面３０Ｂとで構成されている。ここで、凸部
４０Ａの斜面４０Ｃの軸方向（上下方向）から開く傾斜
角度をθ₁、凹部３０Ａの斜面３０Ｃの軸方向から開く
傾斜角度をθ₂とする。図７においては、傾斜角度θ₁
が傾斜角度θ₂より大きくなるように構成されている。
また、凹部３０Ａの平行面３０Ｄと、凸部４０Ａの平行
面４０Ｄとは、同じ直径になっている。さらに、吸着片
４０と可動軸３０とが吸着したときは平坦面４０Ａ、３
０Ａ同士が互いに接触し合うようになっている。図２４
の従来例３の構成と異なる点は、斜面４０Ｃと斜面３０
Ｃとの軸方向から開く傾斜角度が互いに異なるだけであ
り、それによって、斜面４０Ｃと斜面３０Ｃとのギャッ
プが下方へ行くにしたがって小さくなる。その他は、図
２４の構成と同じである。

【００３５】図８は、図７の可動軸３０と吸着片４０と
の軸方向の吸着力Ｆの比を示す特性線図である。横軸に
前述の間隙長Ｌが目盛られている。横軸のＬ₁とＬ
₂は、図２５の従来例３における間隙長である。縦軸の
吸着力Ｆの比は、Ｌが零のときのばね３（図１９）の反
発力に対する可動軸３０と吸着片４０との吸着力であ
る。特性３Ａ（一点鎖線）がばね３の反発力（図２５の
場合と同じ特性）であり、特性５２が無励磁のときの可
動軸３０と吸着片４０との吸着力である。特性５３が、
図２５の場合と同じレベルの反発動作用の励磁電流を流
したときに作用する可動軸３０と吸着片４０との吸着力
であり、特性５１が、図２５の場合と同じレベルの吸引
動作用の励磁電流を流したときに作用する可動軸３０と
吸着片４０との吸着力である。

【００３６】図９は、図８の動作特性を説明する断面図
であり、（Ａ）は吸着状態、（Ｂ）は凸部と凹部との斜
面同士がまだ対向している途中の状態、（Ｃ）は凹部が
凸部から抜け出たときの状態の図である。図９の（Ａ）
における吸着状態では、平坦部３０Ｂ，４０Ｂ同士が接
触している部分の磁気抵抗が小さいので大部分が磁束５
４のように上下方向に流れるが、斜面４０Ｃと３０Ｃと
のギャップ長も平坦部側になるにしたがって小さくなる
ので、磁束５５のように斜面４０Ｃと３０Ｃとの間でも
平坦部側に近い部分を通過する成分ができる。それによ
って、従来例３（図２６）において平坦部３０Ｂ，４０
Ｂ間を通過していた磁束９４の一部が半径方向に斜めに
傾く磁束５５となる。そのために、無励磁の時の特性５
２の間隙長Ｌが零のところでの吸着力が、従来例３（図
２６）における無励磁の時の特性９２より小さくなる。
したがって、吸着状態では従来よりも少ない励磁電流
で、無励磁の時の特性５２の吸着力を打ち消すことがで
きる。すなわち、反発時の特性５３の吸着力が間隙長Ｌ
零のところ（）でばねの反発力より小さくなり、可動
軸３０が小電流で反発動作できるようになる。

【００３７】図９の（Ｂ）においては、磁束５６が斜面
３０Ｃと４３Ｃとのギャップ間を通る。斜面４０Ｃと斜
面３０Ｃとの軸方向から開く傾斜角度が互いに異なるの
で、そのギャップ長は可動軸３０が下方へ移動するとと
もに小さくなる。また、可動軸３０が吸着片４０に近づ
くにしたがって斜面間４０Ｃと斜面３０Ｃとのギャップ
が狭くなっているので、吸着力が吸着片４０と可動軸３
０との間隙長が小さくなるのしたがって強くなる。した
がって、従来例３において吸着特性がＶ字状になってば
ねの反発力が吸着力より勝る部分がなくなり、吸引時に
おいても従来より小さい励磁電流で吸引動作するように
なる。すなわち、反発状態にある可動軸３０を吸引動作
させようとした場合、特性５１の吸着力が間隙長Ｌの途
中のところ（）でばねの反発力より勝り、吸引動作で
も大きな吸着力を得ることができ電力の節約が可能にな
る。

【００３８】図９の（Ｃ）においては、大部分の磁束５
７が凸部３０Ａと凹部４０Ａとの端部を通るが、斜面４
０Ｃと３０Ｃとのギャップ長が大きいので、従来例３の
場合（図２５）のようにＶ字状には上昇しない。実測で
は、図８のように吸着力が間隙長Ｌの増加とともに直線
的に減少している。

【００３９】

【実施例８】図１０は、この発明の実施例８にかかる電
磁ソレノイドの構成を示す要部拡大断面図である。実施
例７（図７）と異なるのは、吸着片４１の凸部４１Ａの
斜面４１Ｃが軸方向の途中で軸方向に平行に切り落とさ
れ、凸部４１Ａの下部が円柱状に形成され、軸に平行な
円柱面４１Ｅが備えられている点である。その他の構成
は図７と同じである。すなわち、凸部４１Ａの平行面４
１Ｄの直径は、凹部３０Ａの平行面３０Ｄのそれと同じ
であり、吸着片４１の平坦面４１Ｂは、吸着状態では可
動軸３０の平坦面３０Ｂと接触している。さらに、斜面
４１Ｃの傾斜角度θ₁が凹部３０Ａの斜面３０Ｃの傾斜
角度をθ₂より大きくなるように形成されている。

【００４０】図１０の構成とすることによって、斜面３
０Ｃと円柱面４１Ｅとの間に大きなギャップ６９ができ
る。そのために、吸着片４１と可動軸３０との吸着時に
凸部４１Ａと凹部３０Ａとの斜面同士が接触することが
なく、スムーズに凸部４１Ａと凹部３０Ａとが嵌合する
ようになる。すなわち、ギャップ６９が小さいと、吸着
片４１と可動軸３０とが吸着した時にその斜面同士が当
接し、平坦面３０Ｂ，４１Ｂ同士が接触し難くなる可能
性がある。平坦面３０Ｂ，４１Ｂ同士が接触していない
と、規定の吸着力を確保することができず、衝撃などに
よって吸着片４１と可動軸３０が離れ易くなる。また、
大きなギャップ６９が確保されているので、凸部４１Ａ
と凹部３０Ａとの加工精度もそれほど高く要求する必要
がない。したがって、吸着片４１と可動軸３０との製作
コストの低減が可能になる。

【００４１】図１１は、図１０の可動軸３０と吸着片４
１との軸方向の吸着力Ｆの比を示す特性線図である。横
軸に前述の間隙長Ｌが目盛られている。横軸のＬ₁とＬ
₂は、図２５の従来例３における間隙長である。縦軸の
吸着力Ｆの比は、Ｌが零のときのばね３（図１９）の反
発力に対する可動軸３０と吸着片４１との吸着力であ
る。特性３Ａ（一点鎖線）がばね３の反発力（図２５の
場合と同じ特性）であり、特性６２が無励磁のときの可
動軸３０と吸着片４１との吸着力である。特性６３が、
図２５の場合と同じレベルの反発動作用の励磁電流を流
したときに作用する可動軸３０と吸着片４１との吸着力
であり、特性６１が、図２５の場合と同じレベルの吸引
動作用の励磁電流を流したときに作用する可動軸３０と
吸着片４１との吸着力である。

【００４２】図１２は、図１１の動作特性を説明する断
面図であり、（Ａ）は吸着状態、（Ｂ）は凸部と凹部と
の斜面同士がまだ対向している途中の状態、（Ｃ）は凹
部が凸部から抜け出たときの状態のものである。図１２
の（Ａ）における吸着状態では、平坦部３０Ｂ，４１Ｂ
同士が接触している部分では、その側に大きなギャップ
６９が形成されているために、上下方向に流れる磁束６
４の密度が増し、無励磁の時の特性６２の間隙長Ｌが零
のところでの吸着力が、実施例７（図８）における無励
磁の時の特性５２より大きくなる。しかし、反発動作時
の特性５３の吸着力は、間隙長Ｌ零のところ（）でば
ねの反発力よりはまだ小さく、可動軸３０が小電流でも
反発動作できる。

【００４３】図９の（Ｂ）においては、磁束６５が斜面
３０Ｃと４１Ｃとのギャップ間を通る。斜面３０Ｃに対
向して斜面３０Ｃと円柱面４１Ｅとの変曲部６８が形成
されているので、吸着特性が間隙長Ｌ₁とＬ₂との間で
上方への膨らみが多少見られる。吸引動作時の特性６１
は、実施例７（図８）と同様に間隙長Ｌの途中のところ
（）でばねの反発力より勝り、従来より小さな電流で
も吸引動作させることができる。

【００４４】図９の（Ｃ）においては、大部分の磁束６
６が凸部３０Ａと凹部４１Ａとの端部を通り、実施例７
（図８）と同様な傾向になる。

【００４５】

【実施例９】図１３は、この発明の実施例８にかかる電
磁ソレノイドの構成を示す要部拡大断面図である。実施
例７（図７）と異なる点は、吸着片４２の凸部４２Ａの
斜面４２Ｃが軸方向に対して傾斜角度θ₃で切り落とさ
れ、斜面４２Ｅが形成されている点である。傾斜角度θ
₃は、凹部３０Ａの斜面３０Ｃの傾斜角度をθ₂より小
さくなるように形成されている。その他の構成は図７と
同じである。すなわち、凸部４２Ａの平行面４２Ｄの直
径は、凹部３０Ａの平行面３０Ｄのそれと同じであり、
吸着片４２の平坦面４２Ｂは、吸着状態では可動軸３０
の平坦面３０Ｂと接触している。さらに、斜面４２Ｃの
傾斜角度θ₁が凹部３０Ａの斜面３０Ｃの傾斜角度をθ
₂より大きくなるように形成されている。

【００４６】図１３の構成とすることによって、斜面３
０Ｃと斜面４２Ｅとの間に比較的大きなギャップ７９が
できる。そのために、吸着片４２と可動軸３０との吸着
時に凸部４２Ａと凹部３０Ａとの斜面同士が接触するこ
とがなく、スムーズに凸部４２Ａと凹部３０Ａとが嵌合
するようになる。このことは、実施例８（図１０）の構
成と同じである。したがって、凸部４２Ａと凹部３０Ａ
との加工精度をそれほど高く要求する必要がなく、吸着
片４２と可動軸３０との製作コストの低減が可能にな
る。

【００４７】図１４は、図１３の可動軸３０と吸着片４
２との軸方向の吸着力Ｆの比を示す特性線図である。横
軸に前述の間隙長Ｌが目盛られている。横軸のＬ₁とＬ
₂は、図２５の従来例３における間隙長である。縦軸の
吸着力Ｆの比は、Ｌが零のときのばね３（図１９）の反
発力に対する可動軸３０と吸着片４１との吸着力であ
る。特性３Ａ（一点鎖線）がばね３の反発力（図２５の
場合と同じ特性）であり、特性７２が無励磁のときの可
動軸３０と吸着片４２との吸着力である。特性７３が、
図２５の場合と同じレベルの反発動作用の励磁電流を流
したときに作用する可動軸３０と吸着片４２との吸着力
であり、特性７１が、図２５の場合と同じレベルの吸引
動作用の励磁電流を流したときに作用する可動軸３０と
吸着片４２との吸着力である。

【００４８】図１５は、図１４の動作特性を説明する断
面図であり、（Ａ）は吸着状態、（Ｂ）は凸部と凹部と
の斜面同士がまだ対向している途中の状態、（Ｃ）は凹
部が凸部から抜け出たときの状態のものである。図１５
の（Ａ）における吸着状態では、平坦部３０Ｂ，４２Ｂ
同士が接触している部分では、その側に比較的大きなギ
ャップ７９（図１２のギャップ６９よりは小さい）が形
成されているために、上下方向に流れる磁束７４の密度
が増し、無励磁の時の特性７２の間隙長Ｌが零のところ
での吸着力が、実施例７（図８）における無励磁の時の
特性５２より大きくなる。しかし、反発動作時の特性７
３の吸着力は、間隙長Ｌ零のところ（）でばねの反発
力よりはまだ小さく、可動軸３０が小電流でも反発動作
できる。

【００４９】図９の（Ｂ）においては、磁束７５が斜面
３０Ｃと４２Ｃとのギャップ間を通る。斜面３０Ｃに対
向して斜面３０Ｃと斜面４２Ｅとの変曲部７８が形成さ
れているので、吸着特性が間隙長Ｌ₁とＬ₂との間で上
方への膨らみが多少見られる。吸引動作時の特性７１
は、実施例７（図８）と同様に間隙長Ｌの途中のところ
（）でばねの反発力より勝り、従来より小さな電流で
も吸引動作させることができる。

【００５０】図９の（Ｃ）においては、大部分の磁束７
６が凸部３０Ａと凹部４２Ａとの端部を通り、実施例７
（図８）と同様な傾向になる。

【００５１】

【実施例１０】図１６は、この発明の実施例８にかかる
電磁ソレノイドの構成を示す要部拡大断面図である。実
施例７（図７）と異なる点は、可動軸３１の凹部３１Ａ
の斜面３１Ｃが軸方向から開く傾斜角度θ₄で切り落と
されて斜面３１Ｅが形成され、傾斜角度θ₄が、凹部３
１Ａの斜面３１Ｃの傾斜角度をθ₂より大きくなるよう
に形成されている点である。その他の構成は図７と同じ
である。すなわち、凸部４０Ａの平行面４０Ｄの直径
は、凹部３１Ａの平行面３１Ｄのそれと同じであり、吸
着片４０の平坦面４０Ｂは、吸着状態では可動軸３１の
平坦面３１Ｂと接触している。さらに、斜面４０Ｃの傾
斜角度θ₁が凹部３１Ａの斜面３１Ｃの傾斜角度をθ₂
より大きくなるように形成されている。

【００５２】図１６の構成とすることによって、斜面３
１Ｅと斜面４０Ｃとの間に大きなギャップ８９ができ
る。そのために、吸着片４０と可動軸３１との吸着時に
凸部４０Ａと凹部３１Ａとの斜面同士が接触することが
なく、スムーズに凸部４０Ａと凹部３１Ａとが嵌合する
ようになる。このことは、実施例８（図１０）の構成と
同じである。したがって、凸部４０Ａと凹部３１Ａとの
加工精度をそれほど高く要求する必要がなく、吸着片４
０と可動軸３１との製作コストの低減が可能になる。

【００５３】図１７は、図１６の可動軸３１と吸着片４
０との軸方向の吸着力Ｆの比を示す特性線図である。横
軸に前述の間隙長Ｌが目盛られている。横軸のＬ₁とＬ
₂は、図２５の従来例３における間隙長である。縦軸の
吸着力Ｆの比は、Ｌが零のときのばね３（図１９）の反
発力に対する可動軸３１と吸着片４０との吸着力であ
る。特性３Ａ（一点鎖線）がばね３の反発力（図２５の
場合と同じ特性）であり、特性８２が無励磁のときの可
動軸３１と吸着片４０との吸着力である。特性８３が、
図２５の場合と同じレベルの反発動作用の励磁電流を流
したときに作用する可動軸３１と吸着片４０との吸着力
であり、特性８１が、図２５の場合と同じレベルの吸引
動作用の励磁電流を流したときに作用する可動軸３１と
吸着片４０との吸着力である。

【００５４】図１８は、図１７の動作特性を説明する断
面図であり、（Ａ）は吸着状態、（Ｂ）は凸部と凹部と
の斜面同士がまだ対向している途中の状態、（Ｃ）は凹
部が凸部から抜け出たときの状態のものである。図１８
の（Ａ）における吸着状態では、平坦部３１Ｂ，４０Ｂ
同士が接触している部分では、その側に大きなギャップ
８９が形成されているために、上下方向に流れる磁束８
４の密度が増し、無励磁の時の特性８２の間隙長Ｌが零
のところでの吸着力が、実施例７（図８）における無励
磁の時の特性５２より大きくなる。しかし、反発動作時
の特性８３の吸着力は、間隙長Ｌ零のところ（）でば
ねの反発力よりはまだ小さく、可動軸３１が小電流でも
反発動作できる。図１８の（Ｂ）においては、磁束８
５が斜面３１Ｃと４０Ｃとのギャップ間を通る。吸引動
作時の特性８１は、実施例７（図８）と同様に間隙長Ｌ
の途中のところ（）でばねの反発力より勝り、従来よ
り小さな電流でも吸引動作させることができる。

【００５５】図９の（Ｃ）においては、大部分の磁束８
６が凸部３１Ａと凹部４０Ａとの端部を通り、実施例７
（図８）と同様な傾向になる。

【００５６】

【発明の効果】この発明は前述のように、吸着片の対向
部は、頂点を可動軸側に向けて突設された円錐体状の凸
部と、この凸部の外周に設けられ軸方向に直交する円環
状の吸着片側平坦面とで構成され、凸部の斜面の軸方向
から開く傾斜角度が軸方向の途中で変更され、頂点側斜
面の傾斜角度が反頂点側斜面のそれより大きく形成さ
れ、可動軸の対向部は、円錐体状にくりぬかれ凸部に嵌
合可能な凹部と、この凹部の外周に設けられ前記吸着片
側平坦面に平行に対向する円環状の可動軸側平坦面とで
構成され、凹部の斜面の軸方向から開く傾斜角度も軸方
向の途中で変更され、凹部の各斜面は凸部の頂点側斜面
と反頂点側斜面とそれぞれ平行に形成される。それによ
って、可動軸と吸着片とが吸着した状態での耐衝撃性を
確保することができるとともに、可動軸の反発動作時や
吸引動作時に従来の装置よりは小さい励磁電流で済むよ
うになり、電力消費を低減させることができる。

【００５７】また、かかる構成において、可動軸と吸着
片とが互いに吸着したときに、可動軸と吸着片との対向
部の間に空隙が形成される。それによって、可動軸と吸
着片とが吸着した状態での耐衝撃性を確保することがで
きるとともに、可動軸の反発動作もよりは小さい励磁電
流で済むようになり、電力消費をさらに低減させること
ができる。

【００５８】また、かかる構成において、空隙が凸部の
反頂点側斜面と凹部の反頂点側斜面と間、および吸着片
側平坦面と可動軸側平坦面との間にそれぞれ形成され
る。それによって、可動軸や吸着片の加工時間を節約す
ることができる。また、かかる構成において、空隙が凸
部の全斜面と凹部の全斜面との間に形成されてなるもの
としてもよい。それによっても、可動軸や吸着片の加工
時間を節約することができる。

【００５９】また、吸着片の対向部は、直径の小さい方
の平行面を可動軸側に向けて突設された円錐台状の凸部
と、この凸部の外周に設けられ軸方向に直交する円環状
の吸着片側平坦面とで構成され、可動軸の対向部は、円
錐台状にくりぬかれ前記凸部に嵌合可能な凹部と、この
凹部の外周に設けられ前記吸着片側平坦面に平行に対向
する円環状の可動軸側平坦面とで構成され、前記凸部の
斜面の軸方向から開く傾斜角度が、凹部の斜面の軸方向
から開く傾斜角度より大きく形成され、吸着片と可動軸
とが吸着したときは平坦面同士が互いに接触し合うよう
に構成される。それによって、従来より小さい励磁電流
で、反発動作および吸引動作するようになり、電力消費
を低減させることができる。

【００６０】また、かかる構成において、凸部の斜面が
軸方向の途中で軸に平行に切り落とされ、凸部の反可動
軸側が円柱状に形成される。それによって、吸着片と可
動軸とがスムーズに嵌合するようになり、凸部と凹部の
加工に高い精度がいらなくなり装置の製作費用を削減す
ることができる。また、かかる構成において、凸部の斜
面の軸から開く傾斜角度が軸方向の途中で変更され、凸
部の反可動軸側斜面の傾斜角度が、凹部の斜面の軸から
開く傾斜角度より小さく形成される。それによっても、
吸着片と可動軸とがスムーズに嵌合するようになり、凸
部と凹部の加工に高い精度がいらなくなり装置の製作費
用を削減することができる。

【００６１】また、かかる構成において、凹部の斜面の
軸方向から開く傾斜角度が軸方向の途中で変更され、凹
部の吸着片側斜面の傾斜角度が、凹部の反吸着片側斜面
の傾斜角度がより大きく形成される。それによっても、
吸着片と可動軸とがスムーズに嵌合するようになり、凸
部と凹部の加工に高い精度がいらなくなり装置の製作費
用を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１にかかる電磁ソレノイドの
構成を示す断面図であり、それぞれ（Ａ）は要部拡大断
面図、（Ｂ）は磁束分布図

【図２】この発明の実施例２にかかる電磁ソレノイドの
構成を示す要部拡大断面図

【図３】この発明の実施例３にかかる電磁ソレノイドの
構成を示す要部拡大断面図

【図４】この発明の実施例４にかかる電磁ソレノイドの
構成を示す要部拡大断面図

【図５】この発明の実施例５にかかる電磁ソレノイドの
構成を示す要部拡大断面図

【図６】この発明の実施例６にかかる電磁ソレノイドの
構成を示す要部拡大断面図

【図７】この発明の実施例７にかかる電磁ソレノイドの
構成を示す要部拡大断面図

【図８】図７の可動軸と吸着片との軸方向の吸着力Ｆの
比を示す特性線図

【図９】図８の動作特性を説明する断面図であり、
（Ａ）は吸着状態、（Ｂ）は凸部と凹部との斜面同士が
まだ対向している途中の状態、（Ｃ）は凹部が凸部から
抜け出たときの状態の図

【図１０】この発明の実施例８にかかる電磁ソレノイド
の構成を示す要部拡大断面図

【図１１】図１０の可動軸と吸着片との軸方向の吸着力
Ｆの比を示す特性線図

【図１２】図１１の動作特性を説明する断面図であり、
（Ａ）は吸着状態、（Ｂ）は凸部と凹部との斜面同士が
まだ対向している途中の状態、（Ｃ）は凹部が凸部から
抜け出たときの状態の図

【図１３】この発明の実施例９にかかる電磁ソレノイド
の構成を示す要部拡大断面図

【図１４】図１３の可動軸と吸着片との軸方向の吸着力
Ｆの比を示す特性線図

【図１５】図１４の動作特性を説明する断面図であり、
（Ａ）は吸着状態、（Ｂ）は凸部と凹部との斜面同士が
まだ対向している途中の状態、（Ｃ）は凹部が凸部から
抜け出たときの状態の図

【図１６】この発明の実施例１０にかかる電磁ソレノイ
ドの構成を示す要部拡大断面図

【図１７】図１６の可動軸と吸着片との軸方向の吸着力
Ｆの比を示す特性線図

【図１８】図１７の動作特性を説明する断面図であり、
（Ａ）は吸着状態、（Ｂ）は凸部と凹部との斜面同士が
まだ対向している途中の状態、（Ｃ）は凹部が凸部から
抜け出たときの状態の図

【図１９】従来１の場合の電磁ソレノイドの構成を示す
断面図であり、それぞれ（Ａ）は可動軸が吸着した時の
図、（Ｂ）は可動軸が反発した時の図

【図２０】図１９の装置の磁束分布図であり、（Ａ）は
全体の断面図、（Ｂ）は図２０（Ａ）の要部拡大断面図

【図２１】駆動コイル無励磁時における可動軸と吸着片
との軸方向の吸着力Ｆを示す特性線図

【図２２】従来２の場合の電磁ソレノイドの構成を示す
断面図であり、それぞれ（Ａ）は可動軸が吸着した時、
（Ｂ）は可動軸が反発した時の状態の図

【図２３】図２２の装置の動作時における磁束分布を示
す要部拡大断面図

【図２４】従来３の場合電磁ソレノイドの構成を示す要
部断面図

【図２５】図２４の可動軸と吸着片との軸方向の吸着力
の比を示す特性線図

【図２６】図２５の動作特性を説明する断面図であり、
（Ａ）は吸着状態、（Ｂ）は凸部と凹部との斜面同士が
まだ対向している途中の状態、（Ｃ）は凹部が凸部から
抜け出たときの図

【符号の説明】

２０，３０，３１：可動軸、２１，４０，４１，４２：
吸着片、２０Ａ，４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ：凸部、２１
Ａ，３０Ａ，３１Ａ：凹部、２２：可動軸側の斜面、２
３：反可動軸側斜面、２０Ｂ，３０Ｂ，３１Ｂ：可動軸
側平坦面、２１Ｂ，４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ：吸着片側
平坦面、２６：空隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体よりなる可動軸と、この可動軸の軸
方向の端部に対向し磁性体よりなる吸着片と、可動軸お
よび吸着片の外周に絶縁製の巻枠を介して巻回される駆
動コイルと、吸着片の反可動軸側に設けられた永久磁石
とが磁性体よりなるケース内に収納され、駆動コイルを
励磁することによって可動軸と吸着片との対向部が互い
に軸方向に吸着または反発し合う電磁ソレノイドにおい
て、吸着片の対向部は、頂点を可動軸側に向けて突設さ
れた円錐体状の凸部と、この凸部の外周に設けられ軸方
向に直交する円環状の吸着片側平坦面とで構成され、凸
部の斜面の軸方向から開く傾斜角度が軸方向の途中で変
更され、頂点側斜面の傾斜角度が反頂点側斜面のそれよ
り大きく形成され、可動軸の対向部は、円錐体状にくり
ぬかれ前記凸部に嵌合可能な凹部と、この凹部の外周に
設けられ吸着片側平坦面に平行に対向する円環状の可動
軸側平坦面とで構成され、凹部の斜面の軸方向から開く
傾斜角度も軸方向の途中で変更され、凹部の各斜面は前
記凸部の頂点側斜面と反頂点側斜面とそれぞれ平行に形
成されてなることを特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項２】請求項１に記載のものにおいて、可動軸と
吸着片とが互いに吸着したときに、可動軸と吸着片との
対向部の間に空隙が形成されてなることを特徴とする電
磁ソレノイド。
【請求項３】請求項２に記載のものにおいて、空隙が凸
部の反頂点側斜面と凹部の反頂点側斜面との間に形成さ
れてなることを特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項４】請求項２に記載のものにおいて、空隙が吸
着片側平坦面と可動軸側平坦面との間に形成されてなる
ことを特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項５】請求項２に記載のものにおいて、空隙が凸
部の全斜面と凹部の全斜面との間に形成されてなること
を特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項６】請求項２に記載のものにおいて、空隙が凸
部の頂点側斜面と凹部の頂点側斜面と間に形成されてな
ることを特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項７】磁性体よりなる可動軸と、この可動軸の軸
方向の端部に対向し磁性体よりなる吸着片と、可動軸お
よび吸着片の外周に絶縁製の巻枠を介して巻回される駆
動コイルと、吸着片の反可動軸側に設けられた永久磁石
とが磁性体よりなるケース内に収納され、駆動コイルを
励磁することによって可動軸と吸着片との対向部が互い
に軸方向に吸着または反発し合う電磁ソレノイドにおい
て、吸着片の対向部は、直径の小さい方の平行面を可動
軸側に向けて突設された円錐台状の凸部と、この凸部の
外周に設けられ軸方向に直交する円環状の吸着片側平坦
面とで構成され、可動軸の対向部は、円錐台状にくりぬ
かれ前記凸部に嵌合可能な凹部と、この凹部の外周に設
けられ前記吸着片側平坦面に平行に対向する円環状の可
動軸側平坦面とで構成され、前記凸部の斜面の軸方向か
ら開く傾斜角度が、凹部の斜面の軸方向から開く傾斜角
度より大きく形成され、吸着片と可動軸とが吸着したと
きは平坦面同士が互いに接触し合うことを特徴とする電
磁ソレノイド。
【請求項８】請求項７に記載のものにおいて、凸部の斜
面が軸方向の途中で軸に平行に切り落とされ、凸部の反
可動軸側が円柱状に形成されてなることを特徴とする電
磁ソレノイド。
【請求項９】請求項７に記載のものにおいて、凸部の斜
面の軸から開く傾斜角度が軸方向の途中で変更され、凸
部の反可動軸側斜面の傾斜角度が、凹部の斜面の軸から
開く傾斜角度より小さく形成されてなることを特徴とす
る電磁ソレノイド。
【請求項１０】請求項７に記載のものにおいて、凹部の
斜面の軸方向から開く傾斜角度が軸方向の途中で変更さ
れ、凹部の吸着片側斜面の傾斜角度が、凹部の反吸着片
側斜面の傾斜角度がより大きく形成されてなることを特
徴とする電磁ソレノイド。