JPH041698Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、励磁コイルへの通電により可動鉄心
を軸方向の一方または他方に付勢するとともに、
通電解除後もその付勢位置に可動鉄心を保持する
自己保持型のソレノイドに関する。

（従来の技術） 従来の自己保持型のソレノイドは、例えば特公
昭56−26127号公報および実公昭54−35314号公報
に記載されたものがある。このソレノイドは、第
５図のように、一端に端面板１ａを有した略コ字
状の磁性材からなる継鉄１の他端にやはり磁性材
からなる蓋板２を設けるとともに、非磁性材から
なる筒体３の両端を継鉄１の端面板１ａおよび蓋
板２に貫通嵌合して設け、この筒体３の外周にボ
ビン４を嵌合し、このボビン４の中央部に励磁コ
イル５を巻回するとともに、ボビン４の両端に外
側がＮ極、内側がＳ極とした極性の永久磁石６
ａ，６ｂを設ける。また、筒体３の内部には、磁
性材からなる可動鉄心７を軸方向に摺動可能に嵌
挿する。

そして、第５図のように、右方に移動状態にあ
る可動鉄心７は、一方の永久磁石６ａにより吸着
されて保持された状態すなわち自己保持状態にあ
る。

一方、この可動鉄心７を左方に移動させるに
は、可動鉄心７の左端がＳ極、右端がＮ極になる
ように励磁コイル５に通電する。そして、磁化さ
れた可動鉄心７の右端（Ｎ極）においては、永久
磁石６ａの外側のＮ極との間に反発力が生じると
ともに内側のＳ極との間に吸引力が生じ、また、
可動鉄心７の左端（Ｓ極）においては、永久磁石
６ａの外側のＮ極との間に吸引が生じるとともに
内側のＳ極との間に反発力が生じ、可動鉄心７が
左方に移動する。そして、可動鉄心７の両端が各
永久磁石６ａ，６ｂの吸引作用を受ける極の側部
に臨んだ時点で、漏れ磁束が少なくなつて吸引力
が大きくなることにより、移動する可動鉄心７が
停止する。

この可動鉄心７が左方に移動した位置で励磁コ
イル５への通電を解除すると、可動鉄心７は他方
の永久磁石６ｂに吸着されて保持された状態すな
わち自己保持状態になる。

また、可動鉄心７が左方に移動した状態から第
５図の状態に復帰させるには、励磁コイル５に上
述とは逆方向に通電して可動鉄心７が磁化する極
性を逆にすることにより、可動鉄心７を右方に移
動させて復帰させることができる。

（考案が解決しようとする問題点） 上記のような従来のソレノイドでは、可動鉄心
７の両端が各永久磁石６ａ，６ｂの吸引作用を受
ける極の側部に臨んだ時点で、漏れ磁束が少なく
なつて吸引力が大きくなることにより、移動する
可動鉄心７を停止させるが、可動鉄心７は移動の
慣性の大きさによつて停止位置にずれが生じやす
く、この可動鉄心７に位置ずれが生じていても可
動鉄心７は丸棒であるので漏れ磁束の変化は少な
く、そのずれた位置で可動鉄心７を保持するた
め、可動鉄心７を所定の正確な位置に停止させる
のが困難であつた。

また、永久磁石はＳ極またはＮ極の端面つまり
磁力線と直交する面が吸着および反発作用が最大
になるが、上記従来のソレノイドは、永久磁石６
ａ，６ｂのＳ極およびＮ極の側面で吸着および反
発作用を得ており、可動鉄心７の自己保持力が弱
い。

本考案は上述のような問題点に鑑みなされたも
ので、可動鉄心を正確な位置に保持できるととも
に、永久磁石による自己保持力の強いソレノイド
を提供することを目的とするものである。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案のソレノイドは、軸方向両端に端面板１
２，１５を設けた磁性材からなるソレノイドフレ
ーム１１の内側に、両端部を両端面板１２，１５
に貫通嵌合した非磁性材からなる筒体１６を配設
し、この筒体１６の外周に一対の励磁コイル１７
ａ，１７ｂを嵌合するとともに、この一対の励磁
コイル１７ａ，１７ｂ間に径方向に異極性に着磁
された永久磁石１９を嵌合し、また、この筒体１
６の内部には可動鉄心２１を軸方向摺動可能に嵌
挿し、この可動鉄心２１は、両端部に上記ソレノ
イドフレーム１１の各端面板１２，１５の厚み幅
に対応した対向部２２ａ，２２ｂを設けるととも
に、この対向部２２ａ，２２ｂの内側に径小の段
差溝２４ａ，２４ｂを設けたものである。

（作用） 本考案のソレノイドは、励磁コイル１７ａ，１
７ｂへの通電により、可動鉄心２１が磁化され、
いずれか一方の対向部２２ａ，２２ｂとソレノイ
ドフレーム１１の一方の端面板１２，１５との間
に吸引力が生じて可動鉄心２１が一方に移動し、
そして、その可動鉄心２１の一方の対向部２２
ａ，２２ｂがソレノイドフレーム１１の端面板１
２，１５に対向一致したときに、対向部２２ａ，
２２ｂと端面板１２，１５の漏れ磁束が最小とな
つて吸引力が最大になり、この位置で可動鉄心２
１は電磁的に保持される。また、励磁コイル１７
ａ，１７ｂへの通電解除後は、内面に磁力線が直
交作用する永久磁石１９によつて可動鉄心２１を
自己保持する。

（実施例） 以下、本考案の一実施例の構成を図面を参照し
て説明する。

第１図および第４図において、１１はソレノイ
ドフレームで、例えば鉄板等の磁性材により略コ
字状に折曲形成され端面板１２および一対の側面
板１３と有した継鉄１４と、この継鉄１４の両側
面板１３の先端間に取付けられ例えば鉄板等の磁
性材から矩形状に形成された蓋板１５とから構成
されている。なお、蓋板１５は端面板１２ととも
にソレノイドフレーム１１の軸方向両端の端面板
として構成される。そして、この継鉄１４の端面
板１２および側面板１３、蓋板１５は、板厚が同
一の幅ｗに形成されるとともに、同一内径の嵌合
孔１２ａ，１５ａが形成されている。

上記ソレノイドフレーム１１の内側には筒体１
６が配設され、この筒体１６は、非磁性材により
両端に開口する筒状に形成され、その両端が継鉄
１４の嵌合孔１２ａおよび蓋板１５の嵌合孔１５
ａに貫通嵌合している。

この筒体１６の外周には、励磁コイル１７ａ，
１７ｂが巻回された非磁性材からなる一対のコイ
ルボビン１８ａ，１８ｂが嵌合されているととも
に、この一対のコイルボビン１８ａ，１８ｂ間に
永久磁石１９が嵌合されている。なお、一対の励
磁コイル１７ａ，１７ｂの巻線の巻回方向および
通電方向は同一になるように設定されている。

また、この永久磁石１９は、第２図および第３
図にも示すように、上部磁石１９ａおよび下部磁
石１９ｂとからなり、その接合面に筒体１６の外
周に嵌合する半円弧状の嵌合溝２０が形成され、
そして、筒体１６に接する内径側がＮ極に、継鉄
１４に接する外径側がＳ極に着磁されている。

上記筒体１６の内部には可動鉄心２１が軸方向
摺動可能に嵌挿され、この可動鉄心２１は、磁性
材により丸棒状に形成されるとともに、軸方向長
さが上記継鉄１４の端面板１２の外側面および蓋
板１５の外側面の間の幅よりも幅ｘだけ短く形成
され、この幅ｘが可動鉄心２１の移動ストローク
となつている。そして、可動鉄心２１の両端部に
継鉄１４の端面板１２および蓋板１５の板厚と同
一の幅ｗの対向部２２ａ，２２ｂが形成されてい
るとともに、可動鉄心２１の中央部に、可動鉄心
２１が左右各方向に移動した場合にも上記永久磁
石１９に対向する範囲の幅すなわち永久磁石１９
の幅に移動ストロークの幅ｘを加えた幅の対向部
２３が形成され、さらに、両端の各対向部２２
ａ，２２ｂと中央部の対向部２３との間に径小の
段差溝２４ａ，２４ｂが形成されている。また、
この可動鉄心２１の一方の端面には非磁性材から
なる出力軸２５が突設されている。

そうして、第１図のように、左方に移動状態に
ある可動鉄心２１は、永久磁石１９により吸着さ
れて保持された状態すなわち自己保持状態にあ
る。また、永久磁石１９の磁性により継鉄１４の
側面板１３がＮ極に磁化され、継鉄１４の端面板
１２および蓋板１５がＳ極に磁化されている。

そして、可動鉄心２１を右方に駆動するには、
可動鉄心２１の右端がＮ極、左端がＳ極になるよ
うに励磁コイル１７ａ，１７ｂに通電する。この
通電により、Ｎ極に磁化された可動鉄心２１の右
端とＳ極の蓋板１５との間に吸引力が生じるとと
もに、Ｓ極に磁化された可動鉄心２１の左端とＳ
極の継鉄１４の端面板１２との間に反発力が生
じ、この吸引力および反発力によつて可動鉄心２
１は、第４図のように右方へ移動する。

この右方へ移動する可動鉄心２１の右端の対向
部２２ｂが蓋板１５の内側に対向一致したとき
に、対向部２２ｂと蓋板１５との漏れ磁束が最小
となつて両者間に生じた吸引力は最大になり、こ
の位置に可動鉄心２１は電磁的に保持される。な
お、可動鉄心２１が慣性により右方に移動し、可
動鉄心２１の対向部２２ｂが蓋板１５の内側から
外れるとともに、対向部２２ｂの側部の段差溝２
４ｂによつて構成される間〓域が蓋板１５の内側
に対向すると、対向部２２ｂと蓋板１５との漏れ
磁束が急増するので、可動鉄心２１を右方に移動
させる力は生じなくなるとともに逆に対向部２２
ｂと蓋板１５とが対向一致するように左方に戻す
力が作用し、励磁コイル１７ａ，１７ｂへの通電
を継続しても、対向部２２ｂが蓋板１５を通過す
ることがなく、上記吸引力が最大となる対向部２
２ｂと蓋板１５とが対向一致した正確な位置に電
磁的に保持される。

この可動鉄心２１の右方への移動により、出力
軸２５が可動鉄心２１の移動幅ｘに相当するスト
ロークだけ突出移動する。

また、第４図のように、可動鉄心２１が右方に
移動した後に励磁コイル１７ａ，１７ｂへの通電
を解除すると、可動鉄心２１は、永久磁石１９に
より吸着されて保持された状態すなわち自己保持
状態になる。

一方、可動鉄心２１が右方に移動した状態から
第１図の状態に復帰させるには、励磁コイル１７
ａ，１７ｂに上述とは逆方向に通電し、可動鉄心
２１が磁化する極性を逆にすることにより、すな
わち、可動鉄心２１の右端をＳ極、左端をＮ極に
磁化することにより、可動鉄心２１の右端と蓋板
１５との間に反発力が生じるとともに可動鉄心２
１の左端と継鉄１４の端面板１２との間に吸引力
が生じ、可動鉄心２１が左方に移動する。このと
きも上述と同様に、可動鉄心２１の対向部２２ａ
と継鉄１４の端面板１２の内側とが対向一致した
ときに、対向部２２ａと端面板１２との漏れ磁束
が最小となつて両者間に生じた吸引力は最大にな
り、この位置に可動鉄心２１は電磁的に保持され
る。そして、励磁コイル１７ａ，１７ｂへの通電
を解除すれば、可動鉄心２１は、永久磁石１９に
より吸着されて保持された状態すなわち自己保持
状態になる。

また、上記可動鉄心２１を自己保持する永久磁
石１９は、径方向に異磁性に構成され、内面に磁
力線が直交作用するので、この内面に臨む可動鉄
心２１の自己保持力が強い。

また、上記実施例では、永久磁石１９を上下２
分割に形成したが、径方向に異磁性に着磁して環
状に一体形成してもよい。

また、ソレノイドフレーム１１の外形状は円筒
状に形成してもよい。

〔考案の効果〕

本考案によれば、可動鉄心の両端にソレノイド
フレームの両端面板の厚み幅に対応した対向部を
形成し、この可動鉄心の対向部がソレノイドフレ
ームの端面板に対向一致したときに、対向部と端
面板の漏れ磁束が最小となつて吸引力が最大にな
り、この位置で可動鉄心を正確に保持することが
できる。また、径方向に異磁性に着磁した永久磁
石の磁力線が直交作用する内面が可動鉄心に対向
するので、永久磁石による可動鉄心の自己保持力
が強い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のソレノイドの一実施例を示す
断面図、第２図はその一部の分解斜視図、第３図
はその組立状態の一部斜視図、第４図は作動状態
の断面図、第５図は従来のソレノイドの断面図で
ある。 １１……ソレノイドフレーム、１２……端面
板、１５……端面板としての蓋板、１６……筒
体、１７ａ，１７ｂ……励磁コイル、１９……永
久磁石、２１……可動鉄心、２２ａ，２２ｂ……
対向部、２４ａ，２４ｂ……段差部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 軸方向両端に端面板を設けた磁性材からなるソ
   レノイドフレームと、 このソレノイドフレームの内側に配設され、両
   端部が上記両端面板に貫通嵌合された非磁性材か
   らなる筒体と、 この筒体の外周に嵌合された一対の励磁コイル
   と、 上記筒体の外周の一対の励磁コイル間に嵌合さ
   れ径方向に異極性に着磁された永久磁石と、 上記筒体の内部に軸方向摺動可能に嵌挿され、
   両端部に上記ソレノイドフレームの各端面板の厚
   み幅に対応した対向部を設けるとともに、この対
   向部の内側に径小の段差溝を設けた可動鉄心と、 を具備したことを特徴とするソレノイド。