JPS63213328A - ソレノイド - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明は鉄心内部に巻回されたコイルの中心部にプラン
ジャーを，その長手方向に移動自在に配設し，このプラ
ンジャーを前記コイルへの通電によって吸引．保持する
ソレノイドに関し，より詳細には作動状態に応じて消費
電力を切り換えできるようにしたソレノイドに関する。

〔従来技術〕

移動可能に配設されたプランジャーとしてのアーマチュ
アの周囲にコイルを巻回し．このコイルに対する通電を
制御することによって発生する磁力によってアーマチュ
アを長手方向に移動させることができるようにしたソレ
ノイドは５アクチユエータとして電子機器その他に広く
利用されている。

第１２図及び第１３図は従来のソレノイドの断面図及び
結線図を示し，円筒状で一端が閉塞された導磁材料によ
る鉄心本体１と１該鉄心本体１の開放端を閉塞するよう
に配設される上鉄心２と、鉄心本体中央部に上下動自在
に配設される導磁材料によるプランジャー３と。

該プランジャー３を遊惰してガイドするプランジャーガ
イド４と、■字形断面を有するプランジャー３に対し頂
部が嵌合すると共ににプランジャー３に同心状に配設さ
れて底面が鉄心本体ｌに固定される下鉄心５と、プラン
ジャーガイド４の外周と鉄心の内面に接する形状を有し
て内部にコイル７が巻回されるボビン６と、該ボビン６
に巻回されてプランジャー３を吸引させる磁気力を発生
させるコイル７と、プランジャー３の上部に外嵌されて
プランジャー３が吸引時に下鉄心５に衝突するのを防止
するＥリング８と、該Ｅリング８の上鉄心２側に配設さ
れてＥリング８と上鉄心２との衝突音を消すゴムワッシ
ャー９とより構成される。

コイル７は、第１３図に示すように２同一径の線種をボ
ビン６に所定数を巻回して構成され単層コイルである。

以上の構成において、プランジャー３の露出端は図示せ
ぬ駆動対象に係着されており。

通常は駆動対象側に設けられた弾性部材によって第１２
図の上方向に付勢されている。

この状態でコイル７に通電されると２発生した磁束は各
鉄心を磁化させ、プランジャー３を吸引する。

これによって駆動対象は、プランジャー３のリニアな駆
動力を用いて所定の駆動を実行する。

コイル７のｉ１１電が断たれない限り、プランジャー３
は吸引されたままの状態、即ち保持状態にある。

コルク７に流れる電流は２吸引、保持の状態によらず一
定である。

しかしながら、従来のソレノイドにあっては、吸引時に
対し保持時のトルクは小さくてよい（即ち低電流でよい
）にもかかわらず同一電流値を流しており、保持状態で
は無駄な電力を消費するという不都合がある。

〔目的〕

本発明は上記に鑑みてなされたものであって９その目的
とするところは、吸引時と保持状態時の各々における吸
引力及び消費電力を最適にできるようにしたソレノイド
を提供することにある。

〔構成〕

上記の目的を達成するために本発明は１コイルを複数層
にし、各々を動作状態に応じて切り換え使用するように
したものである。

以下１本発明によるソレノイドを添付図面にもとづき説
明する。

第１図は２本発明の一実施例を示し、第１３図と同一で
あるものは同一の引用数字を用いたので重複する説明は
省略するが、複数のコイル層が巻回されたコイル１０を
コイルボビン６内に配設すると共に、下鉄心５を除去し
２鉄心本体１の底面に先端が近接する長さのプランジャ
ー１１をプランジャーガイド４内に遊惰させたものであ
る。

コイル１０は９例えば第３図に示すように２層コイルＩ
ＯＡ、ＩＯＢから成り、２つのコイルの一端が共通接続
される。

あるいは第３図に示すように、２つのコイルＩＯＡ、Ｉ
ＯＢが独立した端子を持つように構成される。

そして、いずれの構成においても１例えばコイルＩＯＡ
の巻線数Ｎ１と、コイルＪＯＢの巻線数Ｎ２とが７ Ｎ２＞Ｎｌ またはコイルＩＯＡの線径φ１とコイルＩＯＢの線径φ
２が。

φ２Ａ＞φｌ の関係になるようにコイルＩＯＡ、ＩＯＢの仕様を異な
るように選定する。

このように巻数比、線径等を異ならせろことによって、
コイルの砥抗値を変えることができ、これによって通電
電流を変えることができる。

第４図はプランジャーのストロークに対する吸引力特性
を示すものである。

第４図から明らかなように、消費電力が同一であればス
トロークが短いほど吸引力が強（なる。

即ち、吸引を開始するときと、吸引が終了して保持状態
にあるときとでは、保持状態の方が吸引力は大きい。

ところが、従来、ソレノイドの設計に際しては、吸引を
開始するストロークでの吸引力が問題となるため、この
状態で所望の吸引力が得られないような消費電力に設定
されている。

従って、従来におけるソレノイドは、保持時に必要以上
の電力を消費していた。

これに対し９本発明では消費電力の異なる複数のコイル
を使い分けることにより、無駄な電力消費を防止するこ
とができる。

第５図は本発明によるソレノイドの駆動回路を示し、コ
イルＩＯＡにはトランジスタ１２Ａがスイッチング素子
として接続され、同様にコイルＩＯＢにトランジスタ１
２Ｂが接続されている。

以上の構成において、その動作を第６図のタイムチャー
トを参照にして説明する。

先ず、吸引時にはトランジスタ１２Ａがオンにされ、ト
ランジスタ１２Ｂはオフにされる。

トランジスタ１２Ａがオンすることによって。

コイルＩＯＡに電流が流れ、プランジャー１１が鉄心本
体１内に吸引される。

プランジャー１１の吸引が完了した時点でトランジスタ
１２Ａをオフにし、同時にトランジスタ１２Ｂをオンに
する。

これによってコイルＩＯＢに電流が流れる。

コイルＩＯＢはコイルＩＯＡに対し、吸引力が弱くなる
ような仕様（即ち、電流が少なくなる状ａ）にされてい
るため、消費電力はコイルＩＯＡよりも少なくなる。

トランジスタ１２Ｂがオフにされると、プランジャー１
１に対する保持状態が解除され、プランジャー１１は駆
動対象側に設けられた弾性部材の付勢力によって、第１
図の上方向に移動する。

第７図は本発明の他の実施例を示し、コイルＩＯＡ、Ｉ
ＯＢを切り換えるスイッチ１３をプランジャー１１の下
部に配設したものである。

このスイッチ１３の配置スペースを確保するために、胴
部を長（した鉄心本体１４が用いられる。

スイッチ１３は第８図の如き構造を成し、プランジャー
１１の先端の移動に応じてオン・オフ動作する。

本実施例においては、プランジャー１１が未吸引状態に
あるときに接点（１）（接点ＮＣ）と。

共通接点（３）が接続され、プランジャー１１が吸引さ
れたときに接点（２）（接点ＮＯ）と接点（３）が接続
される。

第９図は第７図の構成の結線図を示し、常閉接点（１）
にコイルＩＯＡが接続され、常開接点（２）にコイルＩ
ＯＢが接続される。

ソレノイドが非作動状態にあるとき、プランジャー１１
は第７図の破線位置にある。

次に、端子Ｅ−Ｆ間に電圧が印加されると。

電流は常閉接点を介してコイルＩＯＡに流れ。

プランジャー１１を吸引する。

プランジャー１１が十分に吸引されると、プランジャー
１１の先端がスイッチ１３の作動部１５を押圧し、スイ
ッチ１３は常開接点に切り換えられる。

これによって、コイルＩＯＢに１ｆｆｉ電がなされると
同時に、コイルＩＯＡに対する通電が断たれ、ソレノイ
ドは保持状態にされる。

第１０図及び第１１図は第９図の実施例の変形例を示し
、コイル層を３段にし、コイル１０Ａ。

１０Ｂ、ＩＯＣを設け、これらコイルをプランジャー１
１によって駆動される３段切り換えスイッチ１６によっ
て切り換えるようにしたものである。

このような多段構成にすることにより、きめ細かい電流
制御を行うことができる。

〔効果〕

以上説明した通り１本発明のソレノイドによれば、仕様
の異なる複数のコイルを設け。

これらコイルを吸引時と保持時とで切り換えるようにし
たため、保持時の消費電力を少なくすることができる。

更にソレノイド自体の発熱等を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図であり、第２図
は第１図の実施例におけるコイルの結線図であり、第３
図は他のコイル結線を示す結線図であり、第４図はプラ
ンジャーストロークに対する吸引力特性図であり、第５
図はソレノイドの駆動回路を示す回路図であり、第６図
は第５図の回路の動作タイムチャートであり、第７図は
本発明の他の実施例を示す断面図であり９第８図は第７
図に示すスイッチ１３の構成を示す模式的正面図であり
。 第９図は第７図の実施例におけるコイルの結線図であり
、第１０図は第７図の実施例に用いられる他のスイッチ
の構成を示す模式的正面図であ一す、第１１図は第１０
図のスイッチに組まれるコイルの結線図であり、第１２
図は従来のソレノイドの構成を示す断面図であり、第１
３図は第１２図のソレノイドに用いられるコイルの結線
図である。 符号の説明 ｌ・・鉄心本体 ４・・プランジャーガイド ６・・コイルボビン １０Ａ、　ＩＯＢ、　ＩＯＣ・・コイル１１・・プラン
ジャー １３、１６　　・　・スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄心内部に巻回されたコイルの中心部にプランジ
   ャーを、その長手方向に移動自在に配設し、このプラン
   ジャーを前記コイルへの通電によって吸引、保持するソ
   レノイドにおいて、 前記コイルを夫々仕様の異なる複数のコイ ルによって構成することを特徴とするソレノイド。
2. （２）前記コイルの仕様は、コイルの巻数であることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のソレノイド
   。
3. （３）前記コイルの仕様は、コイル巻線の径であること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のソレノイ
   ド。