JPH0110890Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、二方向自己保持型ソレノイドに関す
る。

従来、永久磁石を利用したソレノイドは、第４
図に示すように、ケース１′の両側に電磁コイル
２′，３′を保持し、該ケース１′に該ケース１′の
軸方向に変位可能に可動軸４′を支持し、該ケー
ス１′内において該可動軸４′に永久磁石５′をそ
の磁極がそれぞれ該ケース１′の両側に向くよう
に取付けるようになつており、該電磁コイル２′
に通電されたときは、該永久磁石５′は、吸引さ
れて第４図中、左方向へ変位し、該永久磁石５′
は該電磁コイル２′内部中央に止まり、該電磁コ
イル３′に通電されたときは、該永久磁石５′は、
吸引されて第４図中、右方向へ変位し、該永久磁
石５′は該電磁コイル３′内部中央に止まるように
なつている。

したがつて、上記構成からなるソレノイドは、
電磁コイル２′，３′に常時通電しなければ、永久
磁石５′を保持できず、電磁コイルへの通電が絶
たれているときには正確な位置決めがなされない
という問題点を生じる。

本考案は、上記問題点を解消するもので、一対
の永久磁石とヨーク板とからなる永久磁石結合体
を利用することにより、電磁コイルに常時通電し
なくとも該永久磁石結合体の位置保持（自己保
持）を行わせしめ、該永久磁石結合体の変位動に
際しては、その変位動をスムーズに行わしめるこ
とを目的とする。

かかる目的を達成するために、本考案にあつて
は、その両端側にそれぞれ電磁コイルを保持する
ヨークケースと、 前記ヨークケースに往復変位可能に支持され
た、非磁性体よりなる可動軸と、 前記ヨークケース内に前記可動軸の往復変位方
向に相対向して配置され、該ヨークケースとつな
がりを有する一対の吸引面と、 前記ヨークケース内において前記可動軸に固定
されたヨーク板と該ヨーク板の前記可動軸の往復
変位方向における両面にそれぞれその着磁方向が
同方向となるように固定された一対の永久磁石と
で構成され、前記一対の吸引面間を往復変位可能
とされた永久磁石結合体と、 を設けた構成としてある。

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図〜第３図において、１は本考案に係るソ
レノイドで該ソレノイド１は、ヨークケース２
と、可動軸３と、永久磁石結合体Ｐを構成するヨ
ーク板４、永久磁石５及び永久磁石６とから概略
構成されている。

ヨークケース２は、筒状形状の磁性体からなる
外ヨークケース７及び内ヨークケース８とから成
り立つている。外ヨークケース７の両端内周縁に
は、側面板９，９がねじ１０，１０によりねじ止
めされており（第１図中、ねじ１０は各側面板
９，９につき１本を図示しているが、該各側面板
９，９は、３箇所において固定されている。）、そ
の各側面板９，９には、その中心に孔９ａ，９ａ
がそれぞれ穿設されている。その各孔９ａ，９ａ
にはそれぞれ、内ヨークケース８の一端側が該内
ヨークケース８の他端側を外ヨークケース７の内
部に向けて圧入されており、該各内ヨークケース
８は、該各内ヨークケース８の一端側を小径部８
ａとし該各内ヨークケース８の他端側を大径部８
ｂとすることにより形成される段部によつて、外
ヨークケース７の外部方向への所定以上の圧入が
規制されている。一方、各内ヨークケース８の他
端側、すなわち、各大径部８ｂには、電磁コイル
１１，１２が嵌め込まれており、該各電磁コイル
１１，１２は、各内ヨークケース８の他端周縁
に、拡径する方向に形成されたフランジ部８ｃに
より、外ヨークケース７の内部方向への移動が規
制されていて、その各リード線１１ａ，１２ａは
外ヨークケース７外方へ延出している。この場合
各フランジ部８ｃは、その外周縁が外ヨークケー
ス７の内周壁と所定間隔G₃を有していて（第２
図、第３図参照）、該各フランジ部８ｃの相対向
する面は、一対の吸引面を形成する。内ヨーク８
の内部には、貫通孔が形成されている。その貫通
孔は、小径部８ｄと大径部８ｅとからなつてい
て、該小径部８ｄは、後述する可動軸３が遊嵌で
きる大きさとなつている。大径部８ｅには、非磁
性体からなる軸受けとしてのメタル１３，１４の
大部分が嵌合され、その他の部分は、大径部８ｅ
の内部から外ヨークケース７の内部に突出されて
いて、該メタル１３，１４は、内ヨークケース８
の大径部８ｂから大径部８ｅ内方に向けて螺進す
るねじ（例えば、六角レンチ用ねじ）１５により
該大径部８ｅに係止されている。このメタル１
３，１４の内ヨークケース８から突出する部分に
は、それぞれクツシヨン８ｆが嵌合されており、
このクツシヨン８ｆにより永久磁石結合体Ｐは、
フランジ部８ｃに当接する際にクツシヨン作用を
得る。このクツシヨン作用８ｆには、例えばウレ
タンゴムが使われる。そのメタル１３，１４に
は、可動軸３が、その大径部３ａにおいて外ヨー
クケース７の軸心方向へ摺動可能に支持されてい
る。

可動軸３は、前記大径部３ａと小径部３ｂとか
らなり、その小径部３ｂの先端部には、ねじ部１
６が、刻設されている。その小径部３ｂには、磁
性体からなるヨーク板４が、該小径部３ｂと大径
部３ａとが形成する段部に当接するまで嵌め込ま
れ、該小径部３ｂのねじ部１６には、該ねじ部１
６に対応する筒状のナツト１７が螺合されてい
て、該ナツト１７の一端側は、前記メタル１３内
に摺動可能に支持され該ナツト１７の他端はヨー
ク板４を前記段部に押圧している。

ヨーク板４は、その外周縁が外ヨークケース７
の内周壁と所定間隔G₁をもつようにされ、該ヨ
ーク板４の外ヨークケース７の軸心方向における
長さがt₂とされている。そのヨーク板４の外ヨー
クケース７の軸心方向における両面には、該ヨー
ク板４よりも縮径されたフエライト等からなる永
久磁石５，６が、収縮チユーブ１８により固定さ
れて永久磁石結合体Ｐが形成され、永久磁石５，
６のはがれ止めがなされる。勿論、さらに強固に
ヨーク板４に永久磁石５，６を固定するために、
接着剤を併用してもよい。この他に、永久磁石
５，６をヨーク板４に固定する方法としてリベツ
ト止め、ねじ止めがあるが、リベツト止めの場
合、永久磁石５，６に対して割れ等が生じ、ねじ
止めの場合、スペースをとるという問題が生じ
る。その点収縮チユーブ１８によれば、厚み0.3
mm位で充分耐久性を維持し、一体的に緊締するこ
とができる。この場合、永久磁石５，６は、その
外周縁が外ヨークケース７の内周壁と所定間隔
G₂をもつようにされ、該各永久磁石５，６の外
ヨークケース７の軸心方向における長さがt₁とさ
れ、フランジ部８ｃと各永久磁石５，６との軸心
方向における当接部面積がＡとされている。この
面積Ａ、前記所定間隔G₁及び長さt₂を適度に設定
することにより、永久磁石結合体Ｐのヨークケー
ス２に対する保持力が調整できる。

このような構成からなるソレノイド１は、前記
所定間隔G₁，G₂，G₃及び長さt₁について次の関
係を有している。

(イ) G₁は短くされていること (ロ) G₂＞G₁ (ハ) G₃＞G₁＋t₁ 先ず、(イ)について説明すれば、(イ)の状態とする
ことにより、ヨーク板４の外周縁と外ヨークケー
ス７の内周壁とが形成する空間における磁路の抵
抗を小さくすることができ、その空間における磁
力を強くすることができるのである。(ロ)の関係
は、この関係とすることにより、G₂≦G₁関係に
おいて生じる永久磁石から空間を介して直接に外
ヨークケース７に漏れる多くの漏れ磁束を防止す
るのである。特に、この場合、所定間隔G₂は、
所定間隔G₁より２倍以上大きいことが好ましい。
このように、(イ)及び(ロ)の関係とすることにより、
電磁コイル１１，１２に対して通電が絶たれてい
るときには、前記保持力を自己保持に充分大きく
とることができ、また、永久磁石結合体Ｐの変位
動に際しては、所定間隔G₂をある程度大きくと
つて、永久磁石５，６と外ヨークケース７との間
で形成する閉磁路によるブレーキ力を減少させる
ことができ、永久磁石結合体Ｐの変位動をスムー
ズに行うことができる。(ハ)については、この関係
とすることにより、各電磁コイル１１，１２の漏
れ磁束を少くして各電磁コイル１１，１２と永久
磁石結合体Ｐとの間の反発力及び吸引力を大きく
できるのである。したがつて、永久磁石結合体Ｐ
の変位動距離が長くても、その反発力により該永
久磁石結合体Ｐの変位動を確実にすることができ
ると共にその吸引力により該変位動距離中間部分
以降の反発力の落ち込みを補うことができる。こ
れは、永久磁石５，６がフエライト等で形成され
ており、このフエライトの透磁率が空気の透磁率
とほぼ同値であることから、所定間隔G₁と長さt₁
との和、すなわち、G₁＋t₁が内ヨークケース８、
永久磁石５、ヨーク板４、外ヨークケース７を流
れる磁束（第２図、第３図参照）の磁路における
空間距離と等価とみなすことができるためであ
り、したがつて、G₃＞G₁＋t₁とすることにより、
電磁コイル１１，１２の磁束が直接空間を介して
外ヨークケース７に漏洩することをなくそうとし
ているのである。また、G₃＞G₁＋t₁に代えてG₃
＞G₂として永久磁石５，６の磁束漏洩を少くす
ることを考慮した実際的な設計を行つてもよい。
なお、１９は取付け装置への取付孔、２０はセン
サ取付孔である。

次に作用について説明する。

(a) 永久磁石結合体Ｐがヨークケース２に対して
保持される場合、電磁コイル１１に通電され、
永久磁石５，６が吸引されてクツシヨン８ｆを
介してフランジ部８ｃに当接した後は、該電磁
コイル１１の通電を絶つても第２図に示すよう
に永久磁石５の磁束は、実線で示す磁路を形成
し、該永久磁石５はヨークケース２に対して保
持力を発生する。一方、永久磁石６の磁束は、
点線で示す磁路を形成し、該永久磁石６はヨー
クケース２に対して補助的な保持力を発生す
る。これにより、永久磁石結合体Ｐはヨークケ
ース２に対して保持される（第２図、第３図参
照）。

(b) 永久磁石結合体Ｐが変位動される場合。

第２図、第３図に示すように、永久磁石結合
体Ｐが、保持されている状態から図中、右方向
へ変位動させるには、各電磁コイル１１，１２
に通電し、該電磁コイル１１に、前記保持力以
上で且つ永久磁石５に対して同一磁極による磁
力を発生させ、該電磁コイル１１と永久磁石結
合体Ｐとの間に反発力を生じさせる。これによ
り、永久磁石結合体Ｐは、第２図、第３図中、
右方向へ変位する。また、電磁コイル１２に
は、同時に、永久磁石６に対して異つた磁極に
よる磁力が発生され、該電磁コイル１２と永久
磁石結合体Ｐとの間には、吸引力が生じる。こ
の吸引力は、電磁コイル１１から離れるにした
がつて減少する前記反発力を補い、永久磁石結
合体Ｐはスムーズに第２図、第３図中、右方向
へ変位する。そして、永久磁石結合体Ｐは、ク
ツシヨン８ｆを介してフランジ部８ｃに当接し
て前記(a)で述べたようにヨーク２に対して自己
保持される。

永久磁石結合体Ｐを図中、左方向へ変位動さ
せるには、上記場合とは逆方向の電流を電磁コ
イル１１，１２に流せばよい。

以上一実施例について説明したが、本考案にあ
つては、次のようなものを含む。

ヨークケース２は直線状に長いものであつて
もよい。これにより、側面板９のヨークケース
２に対する取付位置を変えることが可能とな
り、永久磁石結合体Ｐのストローク調整ができ
る。

外ヨークケース７におけるねじ１０の挿通穴
は長穴であつてもよい。

本考案は、以上述べたことから明らかなよう
に、前記構成としたので、電磁コイルに通電しな
くとも、永久磁石結合体は位置保持でき、そのた
め消費電力を少くすることができる。また、永久
磁石結合体の変位動は、一対の永久磁石をヨーク
板を介して着磁方向が同方向となるように設けた
ので、スムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す拡大断面
図、第２図は、動作状態を示す説明図、第３図
は、第２図の要部拡大説明図、第４図は、従来技
術からなるソレノイドを示す説明図である。 ２……ヨークケース、３……可動軸、４……ヨ
ーク板、５，６……永久磁石、１１，１２……電
磁コイル、Ｐ……永久磁石結合体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 その両端側にそれぞれ電磁コイルを保持するヨ
   ークケースと、 前記ヨークケースに報復変位可能に保持され
   た、非磁性体よりなる可動軸と、 前記ヨークケース内に前記可動軸の往復変位方
   向に相対向して配置され、該ヨークケースとつな
   がりを有する一対の吸引面と、 前記ヨークケース内において前記可動軸に固定
   されたヨーク板と該ヨーク板の前記可動軸の往復
   変位方向における両面にそれぞれその着磁方向が
   同方向となるように固定された一対の永久磁石と
   で構成され、前記一対の吸引面間を往復変位可能
   とされた永久磁石結合体と、 からなり、前記永久磁石結合体は、前記ヨークケ
   ースの内周壁に対する前記ヨーク板の間隔G₁を
   十分小さく設定すると共に、前記ヨークケースの
   内周壁に対する前記永久磁石の間隔G₂を前記間
   隔G₁より大きく設定していることを特徴とする
   二方向自己保持型ソレノイド。