JPH09115726A - ソレノイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力を小さくし得、制御性能の向上をも
図る。 【解決手段】 コイル部４は第１コイル部４１と第２コ
イル部４２を有し、該第１コイル部４１の通電時には、
可動部材３が第１の位置Ｉから第２の位置IIに移動した
後に第２の位置IIに保持すべく可動部材３をロックする
と共に、前記第２コイル部４２の通電時には、可動部材
３のロックが解除されるロック機構５を設けたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばソレノイド
バルブ等に用いられるソレノイドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のソレノイドとしては、例
えば図８に示すようなものがある。即ち、このソレノイ
ド１００は、固定部材としてのセンタポスト１０１と、
センタポスト１０１と対向して往復移動可能に設けられ
た可動部材としてのプランジャ１０２と、センタポスト
１０１とプランジャ１０２を取り囲むように配置される
コイル部１０３と、を備えている。

【０００３】そして、コイル部１０３に通電することに
よってセンタポスト１０１とプランジャ１０２間に磁気
吸引力を発生させて、プランジャ１０２を第１の位置
（図８に示されている状態）から第２の位置（通常、プ
ランジャ１０２の端面がセンタポスト１０１の端面に吸
着した位置）までストロークさせ、プランジャ１０２を
第２の位置においてセンタポスト１０１に吸着保持する
ものである。

【０００４】このように、プランジャ１０２をストロー
クさせ、第２の位置に保持するために、コイル部１０３
は図中上下方向に第１コイル部としてのコイルＡ１０３
ＡとコイルＢ１０３Ｂとを有している。

【０００５】コイルＡ１０３Ａは、プランジャ１０２の
ストローク中に必要な起磁力を発生させるためのもの
で、大きな吸引力を得るために大電流を流し得るように
抵抗を低くしている。

【０００６】また、コイルＢ１０３Ｂは、プランジャ１
０２を第２の位置に保持するために必要な起磁力を発生
するためのものであり、抵抗が高く、連続通電可能とな
っている。

【０００７】これらから、大電流を流す抵抗の低いコイ
ルＡ１０３Ａを短時間通電し、プランジャ１０２を第１
の位置から第２の位置へ移動させ、その後コイルＢ１０
３Ｂを通電し、プランジャ１０２を第２の位置に保持す
るものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
にあっては、プランジャ１０２の第２の位置への保持に
は電力が必要であり、電力の大小に応じて用途が限定さ
れる。

【０００９】また、上記したようにプランジャ１０２の
第２の位置への保持は、コイルＢ１０３Ｂに通電するこ
とによって行われているため、電力のばらつきが第２の
位置への保持に影響を及ぼすことになり、制御性能に悪
影響を及ぼすことになる。

【００１０】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、消
費電力を小さくし得、制御性能の向上をも図り得るソレ
ノイドを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、固定部材と、該固定部材と対向
して往復移動可能に設けられた可動部材と、該可動部材
と前記固定部材を取り囲むように設けられたコイル部と
を備え、前記可動部材は、前記コイル部に通電した際に
前記固定部材との間に発生する磁気吸引力で、第１の位
置から第２の位置に移動し、第２の位置に保持される構
成としたソレノイドにおいて、前記コイル部は第１コイ
ル部と第２コイル部を有し、該第１コイル部の通電時に
は、前記可動部材が前記第１の位置から第２の位置に移
動した後に第２の位置に保持すべく可動部材をロックす
ると共に、前記第２コイル部の通電時には、可動部材の
ロックが解除されるロック機構を設けたことを特徴とす
る。

【００１２】上記ロック機構は、可動部材の外周面に、
第２の位置に移動した際の位置に設けられる凹部と、該
第２の位置にて可動部材の凹部側に対して往復移動可能
で、前記第２コイル部の通電時、凹部側から離間する方
向に移動する第２可動部材と、該第２可動部材に設けら
れる前記可動部材の凹部に係合する凸部と、該第２可動
部材を前記可動部材の凹部側に付勢する付勢手段とを備
えた構成とすることが好適である。

【００１３】上記ロック機構は、可動部材の外周面に、
第２の位置に移動した際の位置に設けられる軸方向複数
のカギと、該カギにて係止されるツメとを有するラチェ
ット機構であって、前記可動部材は、第１コイル部の通
電時に第１の位置から第２の位置に移動の際回転可能
で、かつ第２コイル部の通電時にさらに回転可能な構成
とし、前記カギの位置は、第１コイル部の通電時におけ
る可動部材の回転後にツメが係止可能な位置であるもの
としても良い。

【００１４】上記構成のソレノイドにあっては、コイル
部の第１コイル部に通電することにより、磁気吸引力に
よって可動部材は第１の位置から第２の位置に移動し、
ロック機構にて機械的に第２の位置に保持される。つま
り、従来技術のように第２コイル部に通電することな
く、可動部材が第２の位置に保持される。

【００１５】このことから、可動部材の第２の位置の保
持でのコイル部への通電が不要となる。従って、長時間
可動部材を第２の位置に保持しても電力が不要である。

【００１６】また、可動部材を第１の位置に戻すべくロ
ック機構を解除する場合は、第２コイル部に通電するこ
とによって行われる。このように、ロック機構を解除す
るだけでよいため、第２コイル部への通電は短時間でよ
い。

【００１７】そして、ロック機構を、可動部材の外周面
に、第２の位置に移動した際の位置に設けられる凹部
と、該第２の位置にて可動部材の凹部側に対して往復移
動可能で、前記第２コイル部の通電時、凹部側から離間
する方向に移動する第２可動部材と、該第２可動部材に
設けられる前記可動部材の凹部に係合する凸部と、該第
２可動部材を前記可動部材の凹部側に付勢する付勢手段
とを備えた構成とすると、次の通りとなる。

【００１８】即ち、第２の位置にて可動部材の凹部側に
対して往復移動可能に設けられた第２の可動部材は、付
勢手段により可動部材の凹部側に付勢されていることか
ら、第２可動部材の凸部は可動部材の凹部側に突出して
いる。

【００１９】そして、可動部材は、第１コイル部に通電
することによって、磁気吸引力により第１の位置から第
２の位置に移動していく。このとき、付勢手段により可
動部材の凹部側に突出していた第２可動部材の凸部は、
可動部材の凹部の軸方向外側の外周面により押され後退
している。その後可動部材が第２の位置になったとき
に、可動部材の凹部に付勢手段の付勢力により第２可動
部材の凸部が係合する。これにより、可動部材が第２の
位置に保持されることになる。

【００２０】そして、第２コイル部に通電することによ
って第２可動部材は可動部材の凹部側から離間する方向
に移動することから、第２可動部材の凸部は可動部材の
凹部から退避することになり、可動部材の第２の位置へ
のロックが解除される。これにより、可動部材は自重等
により第１の位置に戻ることができる。

【００２１】また、ロック機構を、可動部材の外周面
に、第２の位置に移動した際の位置に設けられる軸方向
複数のカギと、該カギにて係止されるツメとを有するラ
チェット機構として、前記可動部材を、第１コイル部の
通電時に第１の位置から第２の位置に移動の際回転可能
で、かつ第２コイル部の通電時にさらに回転可能な構成
とし、前記カギの位置を、第１コイル部の通電時おける
可動部材の回転後にツメが係止可能な位置とすると、次
の通りとなる。

【００２２】まず、可動部材は、第１コイル部に通電す
ることによって、磁気吸引力により第１の位置から第２
の位置に移動していく。このとき、可動部材は回転もす
る。この回転後に第２の位置において軸方向複数のカギ
のうちどれかのカギにツメが係止されることから、可動
部材は第２の位置に保持されることになる。

【００２３】そして、第２コイル部に通電することによ
って可動部材がさらに回転することから、カギはツメか
らずれることになり、可動部材の第２の位置へのロック
が解除される。これにより、可動部材は自重等により第
１の位置に戻ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。本発明の一実施の形態に係るソレ
ノイドを示す図１乃至図３において、１はソレノイド全
体を示しており、このソレノイド１は、コイル部に電流
を印加した場合に、可動部材が磁気吸引されて、駆動対
象物を引っ張り込んで動かす、プルタイプの構成となっ
ている。

【００２５】ソレノイド１は、概略、固定部材としての
センタポスト２と、センタポスト２と同軸上に対向して
設けられていてその軸上を往復移動可能な可動部材とし
てのプランジャ３と、センタポスト２とプランジャ３を
取り囲むようにして配置されているコイル部４と、プラ
ンジャ３を第２の位置に保持するためのロック機構５と
を備えている。

【００２６】コイル部４は、両端を開口するケース６内
に収納され、ケース６の一方（図中下側）の端部に一体
的に取付けられる磁路を構成するロアプレート７にて保
持されている。

【００２７】そして、コイル部４は、第１コイル部とし
てのコイルＡ４１と第２コイル部としてのコイルＢ４２
とを有しており、コイルＡ４１をプランジャ３側に、コ
イルＢ４２をセンタポスト２側として、仕切板８を介し
て同軸上に並んで配置されている。

【００２８】コイルＡ４１は、プランジャ３を第１の位
置から第２の位置へ移動させるために必要な起磁力を発
生するための作動用のコイルであり、抵抗が低く、大電
流を流すようになっている。また、コイルＢ４２は、後
述するロック機構５を成す第２可動部材としてのロック
ピン１１を駆動させるために必要な起磁力を発生するた
めのものである。

【００２９】コイルＡ４１は、内部中空のボビンＡ９１
に巻かれたもので、その内周面のコイルＢ４２寄りに縮
径となる段差面９３を有している。またコイルＢ４２
は、内部中空のボビンＢ９２に巻かれたもので、その内
径はボビンＡ９１の段差面９３のコイルＢ４２側の内径
とほぼ同じとなっている。

【００３０】この内径がほぼ同じとなっているコイルＡ
４１とコイルＢ４２の内周にセンタポスト２が挿入さ
れ、コイルＡ４１の段差面９３に当接することで位置決
め固定される。これにより、プランジャ３が引き込まれ
る第２の位置IIを定めている。また、センタポスト２は
コイルＢ４２の上端面より所定長さ分突出するようにな
っている。

【００３１】コイルＢ４２の図中左側の上端面にはロッ
クピン１１がセンタポスト２内部に臨んで設けられてい
る。

【００３２】そして、コイル部４等は、ケース６の他方
（図中上側）の開口端部にてかしめ固定されている。

【００３３】一方、ケース６の図中下側端部のロアプレ
ート７には、プランジャ３のガイド１２が固定されてい
て、中に圧入されているブッシュ１３と共に、センタポ
スト２と対向して同軸的に設けられたプランジャ３がブ
ッシュ１３を介して、コイルＡ４１内周に臨んで往復移
動可能に挿入されている。

【００３４】また、プランジャ３にはロッド１４が作動
連結されていることから、プランジャ３とロッド１４に
て可動部材を構成している。

【００３５】このロッド１４は、小径部１４Ａと大径部
１４Ｂとを有する段付となっており、小径部１４Ａがプ
ランジャ３の中心軸線上に貫通形成された貫通孔３１に
挿入されて、大径部１４Ｂとの段差面がプランジャ３の
端面に当接することでプランジャ３と一体的に動くよう
になっている。

【００３６】ロッド１４の小径部１４Ａの先端はプラン
ジャ３の端面より突出しており、その先端には、ソレノ
イド１が装置等に組み込まれた時に、図示しない駆動対
象物が連結される。この駆動対象物にも、コイル部４の
非通電時に、ソレノイド１の作動方向（本実施の形態で
は、引き込む方向）から引き戻すようにばね等により付
勢されるのが一般的で、これにより第１の位置Ｉを定め
ている。

【００３７】一方、ロッド１４の大径部１４Ｂは、プラ
ンジャ３の端面からセンタポスト２側に突出しており、
センタポスト２の中心軸線上に貫通形成された軸方向貫
通孔２１内に往復移動可能に挿入されている。そして、
その大径部１４Ｂの奥端部の外周面には、環状の凹部１
４Ｃを有しており、その軸方向両端面は、平面となる断
面矩形状である。この凹部１４Ｃの位置は、プランジャ
３が第２の位置IIとなったときに、コイルＢ４２の上端
面より図中上側となるようになっている。

【００３８】そして、コイルＢ４２の図中左側上端面に
は、ケース６の開口端部に設けられるプレート１５を介
して径方向に往復移動可能にロックピン１１が設けられ
ている。このロックピン１１は、段付の断面略コ字状を
成しており、小径部１１Ａがセンタポスト２に半径方向
に貫通形成された半径方向貫通孔２２内に往復移動可能
に挿入されており、その先端にはロッド１４の凹部１４
Ｃに係合する凸部１１Ｃが設けられている。この凸部１
１Ｃは、上側は平面で、下側は円弧状となっている。

【００３９】このロックピン１１の凹部内には付勢手段
としてのスプリング１６が挿入されている。このスプリ
ング１６は、一端が凹部底面に当接し、他端がケース６
の内周面に当接してロックピン１１をセンタポスト２の
軸方向貫通孔２１側、即ちロッド１４の凹部１４Ｃ側に
付勢している。

【００４０】そして、このロックピン１１はコイルＢ４
２に通電することによってスプリング１６のスプリング
力に抗してケース６の内周面側に、即ちセンタポスト２
の軸方向貫通孔２１から離間する方向に移動するように
なっている。

【００４１】以上のことから、ロックピン１１の径方向
の移動は、スプリング１６のスプリング力によって移動
した場合、小径部１１Ａと大径部１１Ｂとの段差面がセ
ンタポスト２の外周面に当接することで、径方向内側に
対して規制される。このとき、凸部１１Ｃが軸方向貫通
孔２１内に突出している。

【００４２】一方、コイルＢ４２に通電した際の磁気吸
引力によりロックピン１１が移動した場合、ロックピン
１１の大径部１１Ｂの端面がケース６の内周面に当接す
ることで、径方向外側に対して規制される。

【００４３】次に、上記構成のソレノイド１の作用につ
いて図１乃至図３に基づいて説明する。

【００４４】コイル部４の非通電時は、上記したように
ソレノイド１の作動方向（このソレノイド１では引き込
む方向）から引き戻すばね等により付勢され、またはプ
ランジャ３の自重によってプランジャ３は第１の位置Ｉ
となり、一方ロックピン１１はスプリング１６のスプリ
ング力によってセンタポスト２の軸方向貫通孔２１側に
付勢されており、凸部１１Ｃが軸方向貫通孔２２内に突
出している（図１参照）。

【００４５】そして、コイル部４のコイルＡ４１に通電
することにより、センタポスト２→仕切板８→ケース６
→ロアプレート７→プランジャ３→センタポスト２から
成る磁路が形成される。これにより、磁気吸引力によっ
てプランジャ３がセンタポスト２に磁気吸引され、第１
の位置Ｉから第２の位置IIに移動される（図２参照）。
この移動の際、コイルＡ４１への通電は、大電流を流す
ことから短時間となっている。

【００４６】プランジャ３が第２の位置IIに移動してい
くとき、プランジャ３に作動連結されているロッド１４
はセンタポスト２の軸方向貫通孔２１に沿って移動して
いく。このとき、スプリング１６のスプリング力により
センタポスト２の軸方向貫通孔２１内に突出しているロ
ックピン１１の凸部１１Ｃは、ロッド１４の凹部１４Ｃ
の軸方向外側の大径部１４Ｂの外周面により押され、ス
プリング１６のスプリング力に抗して後退している。

【００４７】本実施の形態では、ロッド１４の大径部１
４Ｂの奥端面を縮径となるテーパ面を成しており、凸部
１１Ｃの下側を円弧状としているので、凸部１１Ｃが後
退しやすいようになっている。

【００４８】さらに、ロッド１４がプランジャ３の作動
に応じて移動すると、スプリング１６のスプリング力に
より押されているロックピン１１の凸部１１Ｃが凹部１
４Ｃに係合する。これにより、プランジャ３が第２の位
置IIにロックされることになる（図２参照）。

【００４９】このロック時、凹部１４Ｃの軸方向外側端
面と凸部１１Ｃの上側端面が平面であるため接触面積が
大きく確実にロックされる。

【００５０】上記したことから、ロックピン１１、凸部
１１Ｃ、ロッド１４の凹部１４Ｃ、スプリング１６にて
ロック機構５を成しているのである。

【００５１】次に、コイルＢ４２を通電することによっ
て、ロックピン１１→ケース６→仕切板８→センタポス
ト２→ロックピン１１から成る磁路が形成され、ロック
ピン１１がスプリング１６のスプリング力に抗してケー
ス６の内周面側に磁気吸引され凸部１１Ｃがロッド１４
の凹部１４Ｃから退避する。これにより、ロックが解除
され、プランジャ３が、上記したように自重、戻し用の
ばねの力等により第１の位置Ｉに戻る。

【００５２】上記構成のソレノイドにあっては、コイル
部４のコイルＡ４１に通電することにより、磁気吸引力
によってプランジャ３は第１の位置Ｉから第２の位置II
に移動し、ロック機構５にて機械的に第２の位置IIに保
持される。つまり、従来技術のようにコイルＢに通電す
ることなく、プランジャ３が第２の位置IIに保持される
ことから、プランジャ３の第２の位置IIの保持でのコイ
ル部４への通電が不要となる。従って、長時間可動部材
を第２の位置IIに保持しても電力が不要となる。もちろ
ん、プランジャ３が第２の位置IIに移動した後はコイル
Ａ４１の通電はしない。

【００５３】また、プランジャ３を第１の位置Ｉに戻す
べくロック機構５を解除する場合は、コイルＢ４２に通
電することによって行われる。このように、ロック機構
５を解除するだけでよいため、コイルＢ４２への通電は
短時間でよい。

【００５４】以上のことから、消費電力を小さくできる
と共に、ロック機構５によりプランジャ３を確実に第２
の位置IIに保持できることから、制御性能の向上を図る
ことができる。

【００５５】また、コイルＡ４１及びコイルＢ４２の通
電が短時間で良いため、電力に応じて用途が限定される
ことがない。

【００５６】そして、ロック機構５は、ロックピン１
１、凸部１１Ｃ、ロッド１４の凹部１４Ｃ、スプリング
１６とから成っていることから、簡単な構成を付加する
だけで良く、また駆動源が従来技術では保持用として使
用されるコイルＢを用いるため、装置が大型になること
もない。

【００５７】次に、本発明の他の実施の形態に係るソレ
ノイドについて、図４乃至図７に基づき説明する。

【００５８】このソレノイド１Ａは、概略、固定部材を
成すセンタポスト部５１と、センタポスト部５１と同軸
上に対向して設けられていてその軸上を往復移動かつ回
転可能な可動部材としてのプランジャ５２と、センタポ
スト部５１とプランジャ５２を取り囲むようにして配置
されているコイル部５３と、プランジャ５２を第２の位
置に保持するためのロック機構としてのラチェット機構
５４とを備えている。

【００５９】コイル部５３は、ケース５５内に収納され
る。このケース５５は、軸方向一端（図中上側）に径方
向内方に伸びる内向きフランジ部５５Ａを有しており、
その内周端に全周的に連続して一体的に半断面略台形状
のセンタポスト部５１が設けられている。このセンタポ
スト部５１の外周面と内向きフランジ部５５Ａの端面と
ケース５５の内周面とで環状凹部５５Ｂを形成してい
る。

【００６０】この環状凹部５５を介してケース５５内に
コイル部５３が収納され、ケース５５の軸方向他端（図
中下側）の折曲部５５Ｃにて、後述するサイドプレート
Ｂ５９及びケース５５の開口部を閉塞する非磁性体製の
ストッパ５５Ｄを介して保持されている。

【００６１】そして、コイル部５３は、第１コイル部と
してのコイルＡ５６と第２コイル部としてのコイルＢ５
７とを有しており、コイルＡ５６を図中上側に、コイル
Ｂ５７を図中下側として、その間に後述するサイドプレ
ートＡ５８を介して同軸上に並んで配置されている。

【００６２】コイルＡ５６は、プランジャ５２を後述す
るラチェット機構５４においてロックする方向に回転さ
せ、第１の位置から第２の位置へ移動させるために必要
な起磁力を発生するための作動用のコイルであり、抵抗
が低く、大電流を流すようになっている。

【００６３】またコイルＢ５７は、後述するラチェット
機構５４においてロックを外す方向にプランジャ５２を
回転させるために必要な起磁力を発生するためのもので
ある。

【００６４】コイルＡ５６は内部中空のボビンＡ６０に
巻き付かれ、またコイルＢ５７は内部中空のボビンＢ６
１に巻き付かれている。ボビンＡ６０とボビンＢ６１と
は、内径が同一で、軸方向所定間隙を有し、連続で一体
的となっている。この一体的となったボビンＡ６０とボ
ビンＢ６１の中空内部に軸受６２を介して往復移動かつ
回転可能にプランジャ５２が挿入されている。

【００６５】そして、ボビンＡ６０とボビンＢ６１の上
記した軸方向の間隙部に、コイルＡ５６の通電時にプラ
ンジャ５２に磁束を導くための第１ヨーク部材としての
サイドプレートＡ５８が介在している。

【００６６】また、ボビンＢ６１とストッパ５５Ｄとの
間には、コイルＢ５７の通電時にプランジャ５２に磁束
を導くための第２ヨーク部材としてのサイドプレートＢ
５９が介在している。

【００６７】プランジャ５２は、図５に示すような形状
で、図中上からラチェット機構５４を成す軸方向複数の
カギ６３Ａを有するラチェットカギ部６３と、センタポ
スト部５１に吸引される吸引部６４と、第１二面幅部と
しての二面幅部Ａ６５と、二面幅部Ａ６５に対してほぼ
９０°ずれて設けられる第２二面幅部としての二面幅部
Ｂ６６と、ロッド６７とから成っており、同軸上に一体
的に設けられている。

【００６８】吸引部６４は、センタポスト部５１側に向
って縮径となるテーパ面６４Ａを有している。一方、セ
ンタポスト部５１には、ラチェットカギ部６３が往復動
かつ回転可能な貫通孔５１Ａを有しており、この貫通孔
５１Ａは軸方向中途から吸引部６４のテーパ面６４Ａに
沿って吸引部６４側に向って拡径となるテーパ面５１Ｂ
を有している。

【００６９】即ち、吸引部６４のテーパ面６４Ａとセン
タポスト部５１のテーパ面５１ＢはコイルＡ５６通電時
における吸引面となっている。

【００７０】二面幅部Ａ６５は、軸方向サイドプレート
Ａ５８近傍に位置し、円柱状部材において二面幅Ａ６５
Ａを有する形状となっている。

【００７１】そして、通常状態（コイル部５３非通電
時）のときに、二面幅Ａ６５Ａに対向する位置にサイド
プレートＡ５８が設けられている。

【００７２】このサイドプレートＡ５８は、半径方向に
それぞれ伸びる板状のもので、内周面は二面幅部Ａ６５
が軸受６２を介して回転可能に円弧状になっている。ま
た外周面はケース５５の内周面に接するようになってい
る。

【００７３】二面幅部Ｂ６６は、軸方向サイドプレート
Ｂ５９近傍に位置し、円柱状部材において二面幅Ｂ６６
Ａを有する形状となっており、その二面幅Ｂ６６Ａの方
向は二面幅部Ａ６５Ａとほぼ９０°ずれている。

【００７４】そして、通常状態（コイル部５３非通電
時）のときに、円柱残り部（円弧部）６６Ｂに対向する
位置にサイドプレートＢ５９が設けられている。尚、二
面幅部Ａ６５の二面幅Ａ６５Ａと二面幅部Ｂ６６の二面
幅Ｂ６６Ａとはほぼ９０°ずれていることから、二面幅
Ａ６５Ａと円柱残り部６６Ｂとが同一方向となり、サイ
ドプレートＡ５８とサイドプレートＢ５９の設けられて
いる方向としては同一方向となっている。

【００７５】サイドプレートＢ５９は、サイドプレート
Ａ５８同様半径方向にそれぞれ伸びる板状のもので、内
周面は二面幅部Ｂ６６が軸受６２を介して回転可能に円
弧状になっている。また外周面はケース５５の内周面に
接するようになっている。

【００７６】そして、二面幅部Ｂ６６の図中下端面にロ
ッド６７が作動連結されている。このロッド６７は、ス
トッパ５５Ｄの中心軸線上に貫通形成された貫通孔５５
Ｅに往復動かつ回転可能に挿入され、外部に伸びてい
る。

【００７７】このロッド６７の先端には、ソレノイド１
Ａが装置等に組み込まれた時に、図示しない駆動対象物
が連結される。この駆動対象物には、コイル部５３の非
通電時に、ソレノイド１Ａの作動方向（本実施の形態で
は、引き込む方向）から引き戻すための例えば不図示の
スプリングが設けられており、そのスプリング力によっ
て引き戻され、第１の位置Ｉを定めている。

【００７８】一方、吸引部６４の図中上端面には、ラチ
ェットカギ部６３が一体的に作動連結されている。この
ラチェットカギ部６３は、非磁性体製の棒状部材で、常
時センタポスト部５１の外側端面より突出するようにな
っている。

【００７９】その棒状のラチェットカギ部６３の周面
に、後述するラチェット機構５４を成すラチェットツメ
部６８のツメ６８Ａが引っかかるカギ６３Ａが所定位置
に所定長さ設けられている。

【００８０】このカギ６３Ａの所定位置とは、二面幅部
Ａ６５の円柱残り部（円弧部）Ａ６５Ｂの方向とほぼ同
一方向で、カギ６３Ａは２箇所に設けられている。

【００８１】また、カギ６３Ａの所定長さとは、コイル
部５３（コイルＡ５６）の通電時にプランジャ５２がセ
ンタポスト部５１に吸引され第２の位置IIとなったとき
に、ツメ６８Ａが引っかかり可能な長さである。

【００８２】カギ６３Ａは、図に示すように下側に傾く
斜面と、ツメ６８Ａが係止される平面とから成る断面直
角三角形状の周面に設けられる切欠きで、同一方向に軸
方向連続して複数設けられている。即ち、ラチェットカ
ギ部６３は断面略のこぎり刃状となっている。

【００８３】次に、ラチェットカギ部６３のカギ６３Ａ
とラチェット機構５４を成すツメ６８Ａを有するラチェ
ットツメ部６８について説明する。

【００８４】このラチェットツメ部６８は、ラチェット
カギ部６３のカギ６３Ａに引っかかるツメ６８Ａと、ツ
メ６８Ａを径方向、即ちカギ６３Ａに対して往復移動可
能に収納するホルダ６８Ｂと、ツメ６８Ａをカギ６３Ａ
側に付勢するための付勢手段としてのスプリング６８Ｃ
とから成っている。

【００８５】ホルダ６８Ｂは、図中左側のセンタポスト
部５１とケース５５の内向きフランジ部５５Ａの外側端
面に取付けられており、径方向内側にはセンタポスト部
５１の端面とでツメ６８Ａが径方向に往復移動可能に収
納される収納凹部６８Ｄを有している。

【００８６】ツメ６８Ａは、通常状態（コイル部５３非
通電時）のときに、二面幅部Ａ６５の二面幅Ａ６５Ａの
方向とほぼ同一方向、即ち二面幅部Ｂ６６の円柱残り部
Ｂ６６Ｂの方向とほぼ同一方向に往復移動可能に設けら
れている。

【００８７】このツメ６８Ａは、断面略矩形状の本体６
８Ｅと、本体６８Ｅの径方向内側より図中上側に段差６
８Ｆを有して突出する凸部６８Ｇと、本体６８Ｅの径方
向外側に有するスプリング６８Ｃの座となる段差部６８
Ｈとから成っている。

【００８８】スプリング６８Ｃは、一端が上記段差部６
８Ｈに当接し、他端が収納凹部６８Ｄの底面に当接し
て、ツメ６８Ａを径方向、即ちカギ６３Ａ側に付勢して
おり、そのスプリング６８Ｃのスプリング力により、凸
部６８Ｇがカギ６３Ａに引っかかるようにホルダ６８Ｂ
の径方向内側端面より突出している。

【００８９】尚、ツメ６８Ａの径方向の移動の規制は、
収納凹部６８Ｄの開口端部の図中上側の折曲部６８Ｉに
段差６８Ｆが接することで行われる。

【００９０】凸部６８Ｇは、図に示すように本体６８Ｅ
の下端面からカギ６３Ａ側に傾く斜面と、段差６８Ｆ側
に形成される平面とから成る断面直角三角形状となって
いる。そして、その斜面は、ラチェットカギ部６３がカ
ギ６３Ａの斜面の方向と同一方向の移動の際に、そのカ
ギ６３Ａの斜面と平面との角部に接するようになってい
る。

【００９１】これは、凸部６８Ｇの斜面を、カギ６３Ａ
の斜面の角度より小さくしているからであり、これによ
り、ラチェットカギ部６３の軸方向の移動をスムーズに
させている。

【００９２】ここで、上記構成のソレノイド１Ａの作用
について図６及び図７に基づき説明する。

【００９３】コイル部５３の非通電時は、プランジャ５
２は作動しないため、図６に示す位置となる。即ち、プ
ランジャ５２は二面幅部Ａ６５の円柱残り部Ａ６５Ｂの
方向が図中前後方向（図６（ｂ）中矢印Ｘ方向）で、円
柱残り部Ａ６５Ｂと９０°ずれている二面幅部Ｂ６６の
円柱残り部Ｂ６６Ｂの方向が図中左右方向（図６（ｂ）
中矢印Ｙ方向）となる。

【００９４】つまり、円柱残り部Ａ６５Ｂと同一方向の
ラチェットカギ部６３のカギ６３Ａの方向は図中前後方
向（図６（ｂ）中矢印Ｚ方向）となり、コイル部５３の
非通電時に円柱残り部Ｂ６６Ｂと同一方向であるラチェ
ットツメ部６８のツメ６８Ａの方向は図中左右方向（図
６（ｂ）中矢印Ｗ方向）となっている。即ち、本実施の
形態では、カギ６３Ａの方向とツメ６８Ａの方向とは、
ほぼ９０°ずれている。

【００９５】このことから、ツメ６８Ａとカギ６３Ａと
は係合せず、ツメ６８Ａの凸部６８Ｇがラチェットカギ
部６３の周面に接することになり、ツメ６８Ａはスプリ
ング６８Ｃのスプリング力に抗して収納凹部６８Ｄ内に
後退した状態となっている。

【００９６】このように、コイル部５３の非通電時は、
ラチェット機構５４におけるツメ６８Ａとカギ６３Ａと
が係合することがないため、上記したようにソレノイド
１Ａの作動方向（このソレノイド１Ａでは引き込む方
向）から引き戻す、例えば不図示のスプリングのスプリ
ング力により付勢され、またはプランジャ５２の自重に
よって図６（ａ）中下側に移動し、プランジャ５２の二
面幅部Ｂ６６の端面がストッパ５５Ｄの端面に接するこ
とで第１の位置Ｉとなる。

【００９７】一方、コイル部５３のコイルＡ５６に通電
することにより、センタポスト部５１→ケース５５→サ
イドプレートＡ５８→プランジャ５２（二面幅部Ａ６５
→吸引部６４）→センタポスト部５１から成る磁路が形
成される。これにより、磁気吸引力によってプランジャ
５２がセンタポスト部５１側に磁気吸引され、二面幅部
Ａ６５の端面が軸受６２とセンタポスト部５１間に介在
するシム６９の端面に接することで第２の位置IIとな
る。

【００９８】このときのプランジャ５２の作動は次の通
りとなっている。

【００９９】即ち、サイドプレートＡ５８の軸方向近傍
に位置する二面幅部Ａ６５は、その二面幅Ａ６５Ａがコ
イル部５３の非通電時においてサイドプレートＡ５８と
間隙を有して対向していることから、コイルＡ５６を必
要な間だけ、必要電流を流すことにより、サイドプレー
トＡ５８から円柱残り部Ａ６５Ｂに磁束が導かれる。

【０１００】これにより、二面幅部Ａ６５が回転するこ
とになる。つまり、プランジャ５２が回転する。

【０１０１】また、同時に磁束はプランジャ５２を介し
てセンタポスト部５１に導かれるため、プランジャ５２
はセンタポスト部５１に移動する。つまり、プランジャ
５２は直動する。

【０１０２】このように、コイルＡ５６を通電すること
により、プランジャ５２は回転すると共に直動する。

【０１０３】一方、コイルＡ５６の通電時のラチェット
機構５４は次のように作動する。

【０１０４】コイルＡ５６の通電時は、プランジャ５２
は回転するため、図７に示す位置となる。即ち、プラン
ジャ５２は二面幅部Ａ６５の円柱残り部Ａ６５Ｂの方向
が図中左右方向（図７（ｂ）中矢印Ｘ’方向）で、円柱
残り部Ａ６５Ｂと９０°ずれている二面幅部Ｂ６６の円
柱残り部Ｂ６６Ｂの方向が図中前後方向（図７（ｂ）中
矢印Ｙ’方向）となる。

【０１０５】つまり、円柱残り部Ａ６５Ｂと同一方向の
ラチェットカギ部６３のカギ６３Ａの方向が図中左右方
向（図７（ｂ）中矢印Ｚ’方向）となり、またラチェッ
トツメ部６８のツメ６８Ａの方向は図中左右方向（図７
（ｂ）中矢印Ｗ方向）のままであることから、ラチェッ
トカギ部６３のカギ６３Ａとラチェットツメ部６８のツ
メ６８Ａとが同一方向となる。

【０１０６】このことから、スプリング６８Ｃのスプリ
ング力によりカギ６３Ａ側に付勢されているツメ６８Ａ
の凸部６８Ｇがカギ６３Ａと係合することになる。

【０１０７】また、プランジャ５２は回転と共に、セン
タポスト部５１側に磁気吸引され、軸方向に移動するこ
とから、ツメ６８Ａの凸部６８Ｇは、その斜面がプラン
ジャ５２の移動方向と同一方向のカギ６３Ａの斜面と平
面との角部に接しているためスプリング６８Ｃのスプリ
ング力に抗して後退し、カギ６３Ａの平面のときにスプ
リング６８Ｃのスプリング力により前進し、その平面と
凸部６８Ｇの平面とで係止される。

【０１０８】このツメ６８Ａの後退・前進が移動分繰り
返され、プランジャ５２が第２の位置IIとなったときに
移動は止まるから、そのときにツメ６８Ａの凸部６８Ｇ
の平面とカギ６８Ａの平面とで係止された位置で保持さ
れる。

【０１０９】このことから、電流をＯＦＦとしてコイル
Ａ５６を非通電としても、コイルＡ５６の通電時の位
置、つまり第２の位置IIを保持することができる。

【０１１０】また、プランジャ５２を第１の位置Ｉに戻
す時は、コイル部５３のコイルＢ５７に通電することに
より、サイドプレートＢ５９→プランジャ５２（二面幅
部Ｂ６６）→サイドプレートＡ５８から成る磁路が形成
される。

【０１１１】これにより、サイドプレートＢ５９の軸方
向近傍に位置する二面幅部Ｂ６６は、その二面幅Ｂ６６
Ａがコイル部５３の非通電時においてサイドプレートＢ
５９と間隙を有して対向していることから、コイルＢ５
７を必要な間だけ、必要電流を流すことにより、サイド
プレートＢ５９から円柱残り部Ｂ６６Ｂに磁束が導かれ
る。

【０１１２】そのため、二面幅部Ｂ６６が回転し、図６
（ｂ）に示すように図中左右方向（矢印Ｙ方向）とな
る。つまり、二面幅部Ｂ６６と９０°ずれている二面幅
部Ａ６５は図６（ｂ）に示すように図中前後方向（矢印
Ｘ方向）となる。

【０１１３】このように、プランジャ５２が回転するこ
とから、二面幅部Ａ６５の円柱残り部Ａ６５Ｂと同一方
向のカギ６３Ａも図６（ｂ）に示すように図中前後方向
（矢印Ｚ方向）となり、ツメ６８Ａからずれることにな
る。

【０１１４】そのため、図６（ｂ）中左右方向（矢印Ｗ
方向）のツメ６８Ａからカギ６３Ａが周方向に対しては
ずれ、保持力が無くなり、プランジャ５２が自由状態と
なり、例えば駆動対象物側の不図示のスプリングのスプ
リング力にてプランジャ５２を第１の位置Ｉに戻すこと
ができる。

【０１１５】その後、コイル部５３のコイルＢ５７に対
する電流をＯＦＦにできる。

【０１１６】上記構成のソレノイドにあっては、コイル
部５３のコイルＡ５６に通電することにより、磁気吸引
力によってプランジャ５２は回転すると共に直動するた
め、第１の位置Ｉから第２の位置IIに移動し、ラチェッ
ト機構５４におけるツメ６８Ａの平面がカギ６３Ａの平
面にて係止（ロック）されることで機械的に第２の位置
IIに保持される。つまり、従来技術のようにコイルＢに
通電することなく、プランジャ５２が第２の位置IIに保
持されることから、プランジャ５２の第２の位置IIの保
持でのコイル部５３への通電が不要となる。従って、長
時間可動部材を第２の位置IIに保持しても電力が不要と
なる。もちろん、プランジャ５２が第２の位置IIに移動
した後はコイルＡ５６の通電はしない。

【０１１７】また、プランジャ５２を第１の位置Ｉに戻
すべく、ツメ６８Ａをカギ６３Ａからはずす場合は、コ
イルＢ５７に通電してプランジャ５２を回転させること
によって行われる。このように、ツメ６８Ａをカギ６３
Ａからはずすだけでよいため、コイルＢ５７への通電は
短時間でよい。

【０１１８】以上のことから、消費電力を小さくできる
と共に、機械的なラチェット機構５４によりプランジャ
５２を確実に第２の位置IIに保持できることから、制御
性能の向上を図ることができる。

【０１１９】また、コイルＡ５６及びコイルＢ５７の通
電が短時間で良いため、電力に応じて用途が限定される
ことがない。

【０１２０】そして、ラチェット機構５４においては、
ツメ６８Ａが軸方向複数のカギ６３Ａのうちどれかのカ
ギ６３Ａに係止することで、ロックされることから、第
２の位置IIがずれたとしても、それに対応することがで
きる。これにより、より制御性能の向上を図ることがで
きる。

【０１２１】尚、本実施の形態では、可動部材としての
プランジャ５２をコイル部５３の第１コイル部としての
コイルＡ５６及び第２コイル部としてのコイルＢ５７の
通電時に回転させる形状として、第１ヨーク部材として
のサイドプレートＡ５８の軸方向近傍の位置に二面幅部
を設け、第２ヨーク部材としてのサイドプレートＢ５９
の軸方向近傍の位置に二面幅を設けたものとしたが、こ
の形状に限るものではなく、その他の形状であっても良
く、要は可動部材が第１，第２コイル部の通電時に、回
転可能な形状であれば良い。

【０１２２】

【発明の効果】本発明は、以上の構成及び作用を有する
もので、コイル部の第１コイル部に通電することによ
り、磁気吸引力によって可動部材は第１の位置から第２
の位置に移動し、ロック機構にて機械的に第２の位置に
保持される。つまり、従来技術のように第２コイル部に
通電することなく、可動部材が第２の位置に保持される
ことから、可動部材の第２の位置の保持でのコイル部へ
の通電が不要となる。

【０１２３】従って、長時間可動部材を第２の位置に保
持しても電力が不要となる。もちろん、可動部材が第２
の位置に移動した後は第１コイル部の通電はしない。

【０１２４】また、可動部材を第１の位置に戻すべくロ
ック機構を解除する場合は、第２コイル部に通電するこ
とによって行われる。このように、ロック機構を解除す
るだけでよいため、第２コイル部への通電は短時間でよ
い。

【０１２５】以上のことから、消費電力を小さくできる
と共に、ロック機構により確実に可動部材を第２の位置
に保持できることから、制御性能の向上を図ることがで
きる。

【０１２６】また、第１，第２コイル部の通電が短時間
で良いため、電力に応じて用途が限定されることがな
い。

【０１２７】そして、ロック機構は、第２可動部材、第
２可動部材の凸部、可動部材の凹部、付勢手段とから成
る構成で良いことから、簡単な構成を付加するだけで良
く、また駆動源が従来技術では保持用として使用される
第２コイル部を用いるので、装置が大型になることもな
い。

【０１２８】さらに、ロック機構を、可動部材の外周面
に設けられた軸方向複数のカギと、このカギにて係止さ
れるツメとを有するラチェット機構とすることにより、
ツメが可動部材の第２の位置において軸方向複数のカギ
のうちどれかのカギに係止することで、ロックされるた
め、第２の位置がずれたとしても、それに対応すること
ができる。これにより、より制御性能の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施の形態に係るソレ
ノイドの断面図であり、コイル部非通電状態であってプ
ランジャの第１の位置を示しており、同図（ｂ）は底面
図である。

【図２】図２は図１のソレノイドのコイルＡ通電後の状
態であってプランジャの第２の位置を示す断面図であ
る。

【図３】図３は図１のソレノイドのコイルＢ通電直後で
あってロックが解除されている状態を示す断面図であ
る。

【図４】図４（ａ）は本発明の他の実施の形態に係るソ
レノイドの断面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のラ
チェットツメ部の拡大図である。

【図５】図５（ａ）は図４（ａ）のプランジャの一部断
面正面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の上面図であ
り、同図（ｃ）は同図（ａ）の底面図である。

【図６】図６（ａ）は図４（ａ）のソレノイドの断面図
であり、コイル部非通電状態であってプランジャの第１
の位置を示しており、同図（ｂ）は同図（ａ）の概略横
断面図である。

【図７】図７（ａ）は図４（ａ）のソレノイドの断面図
であり、コイルＡ通電後の状態であってプランジャの第
２の位置を示しており、同図（ｂ）は同図（ａ）の概略
横断面図である。

【図８】図８は従来のソレノイドの断面図であり、コイ
ル部非通電状態であってプランジャの第１の位置を示し
ており、同図（ｂ）は底面図である。

【符号の説明】

１，１Ａ ソレノイド ２ センタポスト（固定部材） ２１ 軸方向貫通孔 ２２ 半径方向貫通孔 ３，５２ プランジャ（可動部材） ３１ 貫通孔 ４，５３ コイル部 ４１，５６ コイルＡ（第１コイル部） ４２，５７ コイルＢ（第２コイル部） ５ ロック機構 ６ ケース ７ ロアプレート ８ 仕切板 ９１，６０ ボビンＡ ９２，６１ ボビンＢ ９３ 段差面 １１ ロックピン（第２可動部材） １１Ａ 小径部 １１Ｂ 大径部 １１Ｃ 凸部 １２ ガイド １３ ブッシュ １４ ロッド（可動部材） １４Ａ 小径部 １４Ｂ 大径部 １４Ｃ 凹部 １５ プレート １６ スプリング（付勢手段） ５１ センタポスト部（固定部材） ５１Ａ 貫通孔 ５１Ｂ テーパ面 ５４ ラチェット機構（ロック機構） ５５ ケース ５５Ａ 内向きフランジ部 ５５Ｂ 環状凹部 ５５Ｃ 折曲部 ５５Ｄ ストッパ ５５Ｅ 貫通孔 ５８ サイドプレートＡ（第１ヨーク部材） ５９ サイドプレートＢ（第２ヨーク部材） ６２ 軸受 ６３ ラチェットカギ部 ６３Ａ カギ（ラチェット機構） ６４ 吸引部 ６４Ａ テーパ面 ６５ 二面幅部Ａ（第１ニ面幅部） ６５Ａ 二面幅Ａ ６５Ｂ 円柱残り部Ａ ６６ 二面幅部Ｂ（第２ニ面幅部） ６６Ａ 二面幅Ｂ ６６Ｂ 円柱残り部Ｂ ６７ ロッド ６８ ラチェットツメ部 ６８Ａ ツメ（ラチェット機構） ６８Ｂ ホルダ ６８Ｃ スプリング ６８Ｄ 収納凹部 ６８Ｅ 本体 ６８Ｆ 段差 ６８Ｇ 凸部 ６８Ｈ 段差部 ６８Ｉ 折曲部 ６９ シム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部材と、該固定部材と対向して往復
   移動可能に設けられた可動部材と、該可動部材と前記固
   定部材を取り囲むように設けられたコイル部とを備え、 前記可動部材は、前記コイル部に通電した際に前記固定
   部材との間に発生する磁気吸引力で、第１の位置から第
   ２の位置に移動し、第２の位置に保持される構成とした
   ソレノイドにおいて、 前記コイル部は第１コイル部と第２コイル部を有し、 該第１コイル部の通電時には、前記可動部材が前記第１
   の位置から第２の位置に移動した後に第２の位置に保持
   すべく可動部材をロックすると共に、前記第２コイル部
   の通電時には、可動部材のロックが解除されるロック機
   構を設けたことを特徴とするソレノイド。
2. 【請求項２】 ロック機構は、可動部材の外周面に、第
   ２の位置に移動した際の位置に設けられる凹部と、該第
   ２の位置にて可動部材の凹部側に対して往復移動可能
   で、前記第２コイル部の通電時、凹部側から離間する方
   向に移動する第２可動部材と、該第２可動部材に設けら
   れる前記可動部材の凹部に係合する凸部と、該第２可動
   部材を前記可動部材の凹部側に付勢する付勢手段とを備
   えたことを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
3. 【請求項３】 ロック機構は、可動部材の外周面に、第
   ２の位置に移動した際の位置に設けられる軸方向複数の
   カギと、該カギにて係止されるツメとを有するラチェッ
   ト機構であって、 前記可動部材は、第１コイル部の通電時に第１の位置か
   ら第２の位置に移動の際回転可能で、かつ第２コイル部
   の通電時にさらに回転可能な構成とし、 前記カギの位置は、第１コイル部の通電時における可動
   部材の回転後にツメが係止可能な位置であることを特徴
   とする請求項１に記載のソレノイド。