特許 6604652 ソレノイド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6604652

(24)【登録日】2019年10月25日

(45)【発行日】2019年11月13日

(54)【発明の名称】ソレノイド

(51)【国際特許分類】

   H01F 7/16 20060101AFI20191031BHJP

   H01F 7/18 20060101ALI20191031BHJP

   H01H 50/16 20060101ALI20191031BHJP

   H01H 50/30 20060101ALI20191031BHJP

   H02K 33/02 20060101ALI20191031BHJP

【ＦＩ】

   H01F7/16 D

   H01F7/16 H

   H01F7/18 A

   H01H50/16 Y

   H01H50/30 B

   H02K33/02 A

   H01F7/16 E

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-38694(P2016-38694)

(22)【出願日】2016年3月1日

(65)【公開番号】特開2017-157659(P2017-157659A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2018年10月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108006

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 昌弘

(74)【代理人】

【識別番号】100085453

【弁理士】

【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫

(74)【代理人】

【識別番号】100135183

【弁理士】

【氏名又は名称】大窪 克之

(72)【発明者】

【氏名】古木 茂

【審査官】 田中 崇大

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−０１１４１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５６−０８４３１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０３−０４９２０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ７／０６−７／１８

Ｈ０１Ｈ４５／００−４５／１４

５０／００−５０／９２

Ｈ０２Ｋ３３／００−３３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定子と、
前記固定子から離間した離間位置と前記固定子に当接した当接位置との間で移動可能に配設されたプランジャと、
前記プランジャを前記離間位置から前記当接位置に移動させることと前記プランジャを前記固定子に吸着させることとをもたらす磁場を発生させるコイルと、
前記離間位置から前記当接位置へ移動する前記プランジャが前記固定子へ到達するより前に当接し、前記プランジャと前記固定子とが当接する際の衝撃を緩和する緩衝材と、
を備え、
前記プランジャが、前記離間位置から前記当接位置に向かって移動する方向の先端部に向けて先細るテーパ面を含み、
前記固定子が、前記当接位置にある前記プランジャの前記テーパ面に嵌合し、前記当接位置より先への前記プランジャの移動を規制する嵌合穴を含み、
前記固定子が、切り欠きを含み、
前記緩衝材が、前記嵌合穴内において、前記プランジャの前記先端部と当接する位置に配設されており、前記切り欠きに係合する係合片を含む、
ソレノイド。

【請求項2】

前記緩衝材の変形に応じてオン又はオフするスイッチをさらに備える、
請求項１に記載のソレノイド。

【請求項3】

前記スイッチが搭載された基板をさらに備え、
前記基板が、
前記スイッチが配設される第１面と、
前記第１面の反対側の第２面と、
前記第１面から前記第２面まで貫通した貫通孔と、
を含み、
前記固定子が、
前記第２面と対向する位置に配置された底部と、
前記底部から前記貫通孔を通って前記第１面を越えて突設された突設部と、
を含み、
前記突設部が、前記嵌合穴を画定し、
前記スイッチが、前記嵌合穴内に配設されている、
請求項２に記載のソレノイド。

【請求項4】

固定子と、
前記固定子から離間した離間位置と前記固定子に当接した当接位置との間で移動可能に配設されたプランジャと、
前記プランジャを前記離間位置から前記当接位置に移動させることと前記プランジャを前記固定子に吸着させることとをもたらす磁場を発生させるコイルと、
前記離間位置から前記当接位置へ移動する前記プランジャが前記固定子へ到達するより前に当接し、前記プランジャと前記固定子とが当接する際の衝撃を緩和する緩衝材と、
前記緩衝材の変形に応じてオン又はオフするスイッチと、
を備え、
前記プランジャが、前記離間位置から前記当接位置に向かって移動する方向の先端部に向けて先細るテーパ面を含み、
前記固定子が、前記当接位置にある前記プランジャの前記テーパ面に嵌合し、前記当接位置より先への前記プランジャの移動を規制する嵌合穴を含み、
前記スイッチが搭載された基板をさらに備え、
前記基板が、
前記スイッチが配設される第１面と、
前記第１面の反対側の第２面と、
前記第１面から前記第２面まで貫通した貫通孔と、
を含み、
前記固定子が、
前記第２面と対向する位置に配置された底部と、
前記底部から前記貫通孔を通って前記第１面を越えて突設された突設部と、
を含み、
前記突設部が、前記嵌合穴を画定し、
前記スイッチが、前記嵌合穴内に配設されている、
ソレノイド。

【請求項5】

前記固定子が２つの前記突設部を含み、
前記基板が、
前記２つの突設部が貫通する２つの前記貫通孔と、
前記２つの貫通孔の間を通り、前記スイッチに接続された電気配線と、
を含む、
請求項３又は４に記載のソレノイド。

【請求項6】

前記スイッチからの出力に基づいて前記プランジャが前記当接位置にあるか否かを判定し、前記プランジャが前記当接位置にあると判定した場合に前記コイルに供給する電力量を、移動中の前記プランジャが前記当接位置にないと判定した場合に前記コイルに供給する電力量より小さくする制御部を備える、
請求項５に記載のソレノイド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ソレノイドに関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に開示されているように、コイルを励磁することにより、コイル内のプランジャを移動させるソレノイドが知られている。特許文献１のソレノイドは、コイルが励磁されると、引寄スタッドと呼ばれる固定子の円錐状の突起に、プランジャの円錐状の穴が嵌合する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５ー０６４４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のソレノイドでは、固定子が円錐状の突起をもつので、固定子とプランジャの間に位置する他の部材を固定子に搭載することが困難であるという不利益がある。例えば、特許文献１の引寄スタッドの突起の先端にスイッチを配置すると、スイッチがずれやすいことに加え、スイッチの配線が固定子とプランジャとの間を経由する必要があり、固定子とプランジャとの吸着が阻害されるという不利益がある。

【0005】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、固定子とプランジャとの間において固定子側に安定して他の部材を配設できるソレノイドを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、固定子と、固定子から離間した離間位置と固定子に当接した当接位置との間で移動可能に配設されたプランジャと、プランジャを離間位置から当接位置に移動させることとプランジャを固定子に吸着させることとをもたらす磁場を発生させるコイルと、を備え、プランジャが、離間位置から当接位置に向かって移動する方向の先端部に向けて先細るテーパ面を含み、固定子が、当接位置にあるプランジャのテーパ面に嵌合し、当接位置より先へのプランジャの移動を規制する嵌合穴を含む、ソレノイドである。

【0007】

この構成によれば、先細るテーパ面と嵌合穴とが当接するので、平面同士が接触する場合に比べて、省スペースにおいて、大面積でプランジャと固定子とを接触させることができ、それにより、省スペースで安定してプランジャを固定することができる。さらに、固定子側に嵌合穴が設けられているので、固定子とプランジャとの間において固定子側に安定して他の部材を配設できる。

【0008】

本発明のソレノイドは、離間位置から当接位置へ移動するプランジャが固定子へ到達するより前に当接し、プランジャと固定子とが当接する際の衝撃を緩和する緩衝材を備える。

【0009】

この構成によれば、緩衝材を備えるので、プランジャと固定子とが当接する時の騒音を低減することができる。

【0010】

本発明のソレノイドにおいて、緩衝材が、嵌合穴内において、プランジャの先端部と当接する位置に配設されている。

【0011】

この構成によれば、嵌合穴内に緩衝材を配設するので、嵌合穴外に緩衝材を配設するスペースを用意する場合に比べて、省スペースで騒音を低減することができる。

【0012】

本発明のソレノイドにおいて、固定子が、切り欠きを含み、緩衝材が、切り欠きに係合する係合片を含む。

【0013】

この構成によれば、緩衝材の係合片が固定子の切り欠きに係合するので、緩衝材が固定子からずれにくい。

【0014】

好適には本発明のソレノイドは、緩衝材の変形に応じてオン又はオフするスイッチをさらに備える。

【0015】

この構成によれば、緩衝材の変形に応じてスイッチの出力が変化するので、緩衝材とは別にスイッチを設ける場合に比べて、省スペースでソレノイドの動きを検出することができる。

【0016】

好適には本発明のソレノイドは、スイッチが搭載された基板をさらに備え、基板が、スイッチが配設される第１面と、第１面の反対側の第２面と、第１面から第２面まで貫通した貫通孔と、を含み、固定子が、第２面と対向する位置に配置された底部と、底部から貫通孔を通って第１面を越えて突設された突設部と、を含み、突設部が、嵌合穴を画定し、スイッチが、嵌合穴内に配設されている。

【0017】

この構成によれば、固定子とプランジャとが吸着したときに、スイッチが相互に引き寄せられる底部とプランジャとの間に挟まれるので、スイッチが安定して動作することができる。

【0018】

好適には本発明のソレノイドにおいて、固定子が２つの突設部を含み、基板が、２つの突設部が貫通する２つの貫通孔と、２つの貫通孔の間を通り、スイッチに接続された電気配線とを含む。

【0019】

この構成によれば、固定子とプランジャとの当接を阻害することなく、スイッチに電気配線を接続することが可能となる。

【0020】

好適には本発明のソレノイドは、スイッチからの出力に基づいてプランジャが当接位置にあるか否かを判定し、プランジャが当接位置にあると判定した場合にコイルに供給する電力量を、移動中のプランジャが当接位置にないと判定した場合にコイルに供給する電力量より小さくする制御部を備える。

【0021】

この構成によれば、プランジャが当接位置で停止しているときは、プランジャを動かすほどの大電力が必要とされないので、コイルに供給される電力量を小さくすることによりコイルの消費電力量を減らすことができ、その結果、コイルの発熱量を低減させることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、固定子とプランジャとの間において固定子側に安定して他の部材を配設できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態のソレノイドの斜視図である。

【図2】図１に示すソレノイドを部分的に分解した分解斜視図である。

【図3】図２に示す基板、スイッチ素子、固定子、及びプランジャの分解斜視図である。

【図4】図３とは異なる方向から見た、図２に示す基板、スイッチ素子、固定子、及びプランジャの分解斜視図である。

【図5】図２に示す基板、スイッチ素子、固定子の斜視図である。

【図6】図１に示すソレノイドの底面図である。

【図7】プランジャが離間位置にある場合の、図６のソレノイドの７−７線における断面図である。

【図8】プランジャが当接位置にある場合の、図６のソレノイドの７−７線における断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態に係るソレノイドについて説明する。なお、本実施形態で表現される各部材の形状は、本実施形態の技術思想が実現される限り、説明で使用される厳密な幾何学的形状に限定するわけではない。

【0025】

（全体構成）
図１は、本実施形態のソレノイド１０の斜視図である。ただし、図１において、ソレノイド１０に含まれる後述の制御部９０は、ブロック図として描かれている。本実施形態のソレノイド１０は、プランジャ７０の位置を変えることにより、車の変速機を切り替えるロータリーシフタの回転を可能にすることと、回転を不可能にすることとを切り替えることとを実現する。ソレノイド１０は、他の用途に使用されてもよい。

【0026】

図２は、部分的に分解されたソレノイド１０の分解斜視図である。ソレノイド１０は、筐体２０、コイル３０、基板４０、スイッチ５０、固定子６０、プランジャ７０、弾性部材８０、及び制御部９０を含む。

【0027】

（筐体）
図２に示すように、筐体２０は、相互に動かないように固定された底部筐体２１と天板２２とを含む。底部筐体２１は、底板２３と、底板２３から立設された第１側板２５と第２側板２６とを含む。図１に示すように、第１側板２５及び第２側板２６が、それぞれ、天板２２と底板２３とを連結している。天板２２と底板２３とは、略並行に配設されている。図２に示すように、天板２２は、天板２２を貫通する天孔２７をもつ。底板２３は、底板２３を貫通する底孔２４をもつ。筐体２０は、磁性材料によって形成されており、コイル３０で生じた磁力線が通るヨークとして機能する。

【0028】

（コイル）
図２に示すように、コイル３０は、芯材３１と巻線３２とを含む。芯材３１は、中空円筒状の筒部３３と、筒部３３の一端から筒部３３の軸に直交する平面に沿って外側に延在する第１フランジ部３４、筒部３３の他端から筒部３３の軸に直交する平面に沿って外側に延在する第２フランジ部３５を含む。芯材３１は、第１フランジ部３４から第２フランジ部３５まで筒部３３の内部を貫通した案内孔３６をもつ。芯材３１の外側には巻線３２が巻かれている。図１に示すように、第１フランジ部３４は、天板２２に面接触するように配設されている。第２フランジ部３５は、基板４０に面接触するように配設されている。コイル３０は、天板２２と基板４０との間で、動かないように固定されている。

【0029】

巻線３２に第１波形の制御電流が流れると、後述のようにプランジャ７０を案内孔３６に沿って離間位置から当接位置に移動させる磁場が発生する。巻線３２に第１波形の制御電流が流れているときに発生する磁場は、さらに、プランジャ７０と固定子６０とを吸着させる力を発生させる。巻線３２に第２波形の制御電流が流れると、プランジャ７０を案内孔３６に沿って離間位置から当接位置に移動させるほどには強くない磁場が発生する。巻線３２に第２波形の制御電流が流れているときに発生する磁場は、プランジャ７０と固定子６０との間にプランジャ７０を固定子６０に吸着させる力を発生させる。

【0030】

（基板、スイッチ、固定子、プランジャ）
図３は、天板２２（図２）側から見た、基板４０、スイッチ５０、固定子６０、及びプランジャ７０の分解斜視図である。図４は、底板２３（図２）側から見た、基板４０、スイッチ５０、固定子６０、及びプランジャ７０の分解斜視図である。

【0031】

図３及び図４に示すように、基板４０は、互いに並行で反対を臨む第１面４８ａ（図３）と第２面４８ｂ（図４）とをもつ。図３に示す第１面４８ａは、天板２２（図２）側に配設され、図４に示す第２面４８ｂは、底板２３（図２）側に配設される。基板４０は、いずれも第１面４８ａから第２面４８ｂまで貫通している第１貫通孔４１ａ及び第２貫通孔４１ｂをもつ。

【0032】

図３に示すように、第１貫通孔４１ａ及び第２貫通孔４１ｂは、スイッチ搭載部４２、周辺部４３、第１接続部４４ａ、及び第２接続部４４ｂを画定している。スイッチ搭載部４２は、第１貫通孔４１ａ及び第２貫通孔４１ｂに部分的に囲われた略円盤状の領域である。周辺部４３は、スイッチ搭載部４２外の領域である。第１接続部４４ａ及び第２接続部４４ｂは、スイッチ搭載部４２と周辺部４３との間を接続するように配設されている。第１接続部４４ａ及び第２接続部４４ｂは、概ね、スイッチ搭載部４２の中心を通る直線に沿って、スイッチ搭載部４２を挟むように配設されている。

【0033】

基板４０のスイッチ搭載部４２の第１面４８ａ側には、第１固定電極４５ａと第２固定電極４５ｂとが離間して配設されている。基板４０の周辺部４３の第１面４８ａ側には、第１コイル端子４５ｃ、第２コイル端子４５ｄ、及び第１〜第４外部端子４６ａ〜ｄが配設されている。第１コイル端子４５ｃ及び第２コイル端子４５ｄは、巻線３２（図２）の両端に電気的に接続されている。

【0034】

基板４０の第１面４８ａ側には、第１〜第４電気配線４７ａ〜ｄが配設されている。第１電気配線４７ａは、第１外部端子４６ａと第１固定電極４５ａとを接続するように、第１貫通孔４１ａ及び第２貫通孔４１ｂの間の第１接続部４４ａを通って周辺部４３からスイッチ搭載部４２まで延在している。第２電気配線４７ｂは、第２外部端子４６ｂと第２固定電極４５ｂとを接続するように、第１貫通孔４１ａ及び第２貫通孔４１ｂの間の第２接続部４４ｂを通って周辺部４３からスイッチ搭載部４２まで延在している。第３電気配線４７ｃは、第３外部端子４６ｃと第１コイル端子４５ｃとを接続している。第４電気配線４７ｄは、第４外部端子４６ｄと第２コイル端子４５ｄとを接続している。

【0035】

図４に示すように、スイッチ５０は、緩衝材５１と可動電極５２とを含み、基板４０の第１面４８ａ側に配設されている。緩衝材５１は、例えばゴムなどの弾性材料により形成される。後述のプランジャ７０と固定子６０とが当接する時の衝撃及び音よりも、プランジャ７０と緩衝材５１とが当接する時の衝撃及び音の方が弱くなるように、緩衝材５１の材料が決定される。

【0036】

緩衝材５１は、固定部５３、脚部５４、可動部５５、第１係合片５６ａ、及び第２係合片５６ｂを含む。固定部５３は、環状であり、スイッチ搭載部４２の外周に沿ってスイッチ搭載部４２内に固定される。可動部５５は、円筒形状で、基板４０から離れた位置に配設されている。脚部５４は、中空の円錐台形状であり、固定部５３と可動部５５との間に延在している。可動電極５２は、脚部５４に囲まれた空間内において、可動部５５に固定されている。第１係合片５６ａは、固定部５３から第１接続部４４ａ側に延在しており、第１接続部４４ａに固定されている。第２係合片５６ｂは、固定部５３から第２接続部４４ｂ側に延在しており、第２接続部４４ｂに固定されている。

【0037】

スイッチ５０は、解放状態と押圧状態とをとる。解放状態は、可動部５５に対して基板４０に向かう力が印加されていない状態である。解放状態において、可動電極５２（図４）は、第１固定電極４５ａ及び第２固定電極４５ｂ（図３）から離間している。押圧状態は、可動部５５に対して基板４０に向かう力が印加されている状態である。押圧状態において、脚部５４が変形しており、その結果、可動電極５２（図４）が、第１固定電極４５ａと第２固定電極４５ｂ（図３）との両方に接触して導通させる。可動部５５に印加される力が解放されると、脚部５４が弾性的に元の形状に戻り、可動電極５２が第１固定電極４５ａ及び第２固定電極４５ｂから離間する。

【0038】

図３に示すように、固定子６０は、底部６１、第１突設部６２ａ、及び第２突設部６２ｂを含む。底部６１は、円盤状である。第１突設部６２ａ及び第２突設部６２ｂは、底部６１の一方の面から突設されている。

【0039】

図５に示すように、第１突設部６２ａと第２突設部６２ｂとは、同形であり、底部６１の外形の円盤の軸を中心として一方を１８０度回転させると他方に重なるように配設されている。第１突設部６２ａは、第１外面６３ａ、第１円筒内面６４ａ、及び第１嵌合面６５ａをもつ。第２突設部６２ｂは、第２外面６３ｂ、第２円筒内面６４ｂ、及び第２嵌合面６５ｂをもつ。

【0040】

第１外面６３ａ及び第２外面６３ｂは、いずれも外側を臨み、全体として底部６１（図４）と同軸の略円柱状となるように形成されている。第１外面６３ａ及び第２外面６３ｂにより画定される円柱の半径は、底部６１（図４）の半径より大きい。第１円筒内面６４ａ及び第２円筒内面６４ｂは、いずれも内側を臨み、全体として底部６１（図４）と同軸の略円柱状となるように形成されている。第１嵌合面６５ａ及び第２嵌合面６５ｂは、いずれも内側を臨み、底部６１（図４）と同軸の略円錐台形となるように形成されている。第１嵌合面６５ａ及び第２嵌合面６５ｂは、底部６１（図４）から離れる方向に向けて徐々に広がるように、第１円筒内面６４ａ及び第２円筒内面６４ｂから延在している。底部６１（図４）、第１円筒内面６４ａ、第２円筒内面６４ｂ、第１嵌合面６５ａ、及び第２嵌合面６５ｂにより、嵌合穴６７が画定される。

【0041】

第１突設部６２ａと第１突設部６２ａとの間には、いずれも底部６１から離れる方向に延在し、かつ、底部６１から離れる方向に開放された第１切り欠き６６ａと第２切り欠き６６ｂとが画定されている。第１切り欠き６６ａ及び第２切り欠き６６ｂは、第１外面６３ａ及び第２外面６３ｂにより画定される円柱の軸に直交する方向に沿って、嵌合穴６７の内部と固定子６０の外部とを連通している。

【0042】

図６は、ソレノイド１０の底面図である。図６に示すように、底部６１は、底孔２４内に配設されている。図５に示す第１突設部６２ａ及び第２突設部６２ｂは、図６に示す底孔２４を通らない大きさをもつ。図５に示すように、第１突設部６２ａは、底部６１から第１貫通孔４１ａを通って第１面４８ａを越えて突設されている。第２突設部６２ｂは、底部６１から第２貫通孔４１ｂを通って第１面４８ａを越えて突設されている。

【0043】

図３に示すスイッチ搭載部４２は、嵌合穴６７内の、第１円筒内面６４ａと第２円筒内面６４ｂとにより画定される空間に配設されている。図４に示す底部６１は第２面４８ｂと対向する位置に配置される。底部６１は、第２面４８ｂにおいてスイッチ搭載部４２に面接触し、スイッチ搭載部４２の少なくとも一部を覆うように配設されている。底部６１がスイッチ搭載部４２に当接しているので、固定子６０は、第１貫通孔４１ａ及び第２貫通孔４１ｂを通って第２面４８ｂ側から第１面４８ａ側に抜けることはない。

【0044】

図５に示すように、基板４０の第１接続部４４ａは、第１切り欠き６６ａ内に配設されている。第２接続部４４ｂは、第２切り欠き６６ｂ内に配設されている。スイッチ５０の緩衝材５１の固定部５３は、嵌合穴６７内においてスイッチ搭載部４２に固定されている。固定部５３の外周は、第１円筒内面６４ａ及び第２円筒内面６４ｂに接触している。第１係合片５６ａは、第１切り欠き６６ａ内で第１接続部４４ａに固定され、第１切り欠き６６ａ内で第１突設部６２ａ及び第２突設部６２ｂの両方に接触している。第２係合片５６ｂは、第２切り欠き６６ｂ内で第２接続部４４ｂに固定され、第２切り欠き６６ｂ内で第１突設部６２ａ及び第２突設部６２ｂの両方に接触している。

【0045】

第１係合片５６ａ及び第２係合片５６ｂが、第１切り欠き６６ａ及び第２切り欠き６６ｂ内で固定子６０に係止される。その結果、第１外面６３ａ及び第２外面６３ｂにより画定される円柱の軸周りでスイッチ５０が回転しない。

【0046】

図４に示すように、プランジャ７０は、本体部７１、フランジ部７２、テーパ面７３、及び先端部７４をもつ。本体部７１は、円筒形である。フランジ部７２は、本体部７１の一端側から延在しており、本体部７１と同軸の円筒形である。フランジ部７２の直径は、本体部７１よりも直径が大きい。テーパ面７３は、本体部７１の先端部７４付近に配設されており、先端部７４に向けて徐々に先細る形状をもつ。テーパ面７３及び先端部７４の全体の外形は、略円錐台形である。固定子６０の嵌合穴６７は、テーパ面７３の先端部７４付近の領域と略同一形状をもつので、テーパ面７３に密接することが可能である。

【0047】

固定子６０及びプランジャ７０の材料は、例えば、鉄などの磁性材料である。固定子６０及びプランジャ７０は、コイル３０に第１波形の制御電流及び第２波形の制御電流が流れたときに吸引力が発生するように構成される。

【0048】

図７は、図６のプランジャ７０を７−７線で切断して矢印の方向に見た断面図である。図７に示すように、プランジャ７０の本体部７１は、天板２２の天孔２７とコイル３０の案内孔３６との内部に、移動可能に配設されている。図７は、プランジャ７０が、固定子６０から離間した離間位置にある状態を示す。図８は、図７のプランジャ７０が、固定子６０に当接した当接位置にある状態を示す。図７に示すように、固定子６０の第１突設部６２ａ及び第２突設部６２ｂは、案内孔３６内の底板２３側の端部に配設されている。第１外面６３ａ及び第２外面６３ｂは、案内孔３６内に密着している。

【0049】

（弾性部材）
図１に示すように、プランジャ７０のフランジ部７２は、筐体２０の外部に配設されている。弾性部材８０は、プランジャ７０の本体部７１の一部を取り巻くように配設されている。弾性部材８０は、フランジ部７２と天板２２との間に挟まれており、天板２２からフランジ部７２に向かう方向にプランジャ７０を付勢している。

【0050】

（制御部）
図１に示す制御部９０は、第１〜第４外部端子４６ａ〜ｄに接続されており、スイッチ５０（図２）からの出力に基づいてコイル３０を制御する。制御部９０は、スイッチ５０からの出力に基づいて、プランジャ７０が固定子６０との当接位置にあるか否かを判定する。制御部９０は、プランジャ７０が当接位置（図８）にあると判定した場合にコイル３０に供給する電力量を、移動中のプランジャ７０が当接位置にないと判定した場合にコイル３０に供給する電力量より小さくする。制御部９０は、少なくとも一部が、記憶装置に記憶されたソフトウェアを演算処理装置で実行することにより実現されてもよく、少なくとも一部が、ハードウェアで実現されてもよい。

【0051】

（動作）
図７及び図８を参照しながらソレノイド１０の動作について説明する。図７は、制御部９０（図１）からコイル３０の巻線３２に制御電流が流れていない状態に対応する。プランジャ７０は、弾性部材８０の弾性力により固定子６０から離間した離間位置にある。プランジャ７０がスイッチ５０の緩衝材５１から離間しているので、可動電極５２は、第１固定電極４５ａ及び第２固定電極４５ｂ（図３）から離間している。従って、第１固定電極４５ａと第２固定電極４５ｂ（図３）とが導通しないので、制御部９０（図１）において、プランジャ７０が当接位置にないと判定される。

【0052】

図７に示すようにプランジャ７０が離間位置にあるときに、制御部９０（図１）がコイル３０の巻線３２に第１波形の制御電流を流すと、コイル３０が励磁されて磁場が発生する。第１波形の制御電流により発生する磁場により、プランジャ７０を案内孔３６に沿って離間位置から当接位置（図８）に移動させる力が発生する。

【0053】

図７の離間位置から図８の当接位置への移動中、まず、プランジャ７０の先端部７４が、固定子６０の嵌合穴６７内に侵入する。次に、プランジャ７０の先端部７４が、緩衝材５１の可動部５５に当接する。次に、プランジャ７０の先端部７４が、緩衝材５１を押圧する。最終的に、図８に示すようにプランジャ７０のテーパ面７３が、固定子６０の第１嵌合面６５ａ及び第２嵌合面６５ｂに密着する。嵌合穴６７は、離間位置から当接位置まで移動したプランジャ７０が、当接位置より先へ移動することを規制する。プランジャ７０は、緩衝材５１に衝突してから固定子６０に衝突するので、緩衝材５１の衝撃吸収作用により、プランジャ７０と固定子６０との衝突音及び衝撃が緩和される。巻線３２に第１波形の制御電流が流れているときに発生する磁場は、プランジャ７０と固定子６０とが吸着し続ける力も発生させる。

【0054】

図８に示すようにプランジャ７０が当接位置にあるとき、可動電極５２は、第１固定電極４５ａ及び第２固定電極４５ｂ（図３）の両方に接触している。従って、第１固定電極４５ａと第２固定電極４５ｂ（図３）とが導通しているので、制御部９０（図１）において、プランジャ７０が当接位置にあると判定される。プランジャ７０が当接位置にあることの判定に応じて、制御部９０（図１）は、巻線３２に流れる電流を第２波形の制御電流に切り替える。巻線３２に第２波形の制御電流が流れると、プランジャ７０を案内孔３６に沿って離間位置から当接位置に移動させるほどには強くない磁場が発生する。巻線３２に第２波形の制御電流が流れているときに発生する磁場は、プランジャ７０と固定子６０との吸着を継続させるのに十分な大きさである。

【0055】

プランジャ７０を動かすときにコイル３０で消費される電力量（第１波形の制御電流に対応する）は、プランジャ７０を固定子６０に吸着させたまま停止させている間にコイル３０で消費される電力量（第２波形の制御電流に対応する）より大きい。すなわち、制御部９０（図１）は、プランジャ７０が当接位置にあるときにコイル３０に供給される電力量が、移動中のプランジャ７０が当接位置にないときにコイル３０に供給される電力量より小さいようにコイル３０を制御する。その結果、無駄な消費電力を削減することができる。

【0056】

図８に示すようにプランジャ７０が当接位置にある状態で、制御部９０（図１）が第２波形の制御電流を遮断すると、弾性部材８０の弾性力によりプランジャ７０が図７の離間位置に戻る。さらに、緩衝材５１が元の形状に復帰して、可動電極５２が第１固定電極４５ａ及び第２固定電極４５ｂ（図３）から離間して図７の状態に戻る。

【0057】

なお、本実施形態のソレノイド１０では、弾性部材８０でプランジャ７０が図７の離間位置に復帰するが、他の例のソレノイド１０は、手動で離間位置に復帰するように構成されてもよい。

【0058】

本実施形態によれば、先細るテーパ面７３と嵌合穴６７とが当接するので、平面同士が接触する場合に比べて、省スペースにおいて、大面積でプランジャ７０と固定子６０とを接触させることができ、それにより、省スペースで安定してプランジャ７０を固定することができる。さらに、固定子６０側に嵌合穴６７が設けられているので、固定子６０とプランジャ７０との間において固定子６０側に安定して他の部材を配設できる。

【0059】

本実施形態によれば、離間位置から当接位置へ移動するプランジャ７０が固定子６０へ到達するより前に当接する緩衝材５１を備えることによって、プランジャ７０と固定子６０とが当接する際の衝撃が緩和されるので、騒音を低減することができる。

【0060】

本実施形態によれば、嵌合穴６７内に緩衝材５１を配設するので、嵌合穴６７外に緩衝材５１を配設するスペースを用意する場合に比べて、省スペースで騒音を低減することができる。

【0061】

本実施形態によれば、緩衝材５１の第１係合片５６ａ、及び第２係合片５６ｂが固定子６０の第１切り欠き６６ａ及び第２切り欠き６６ｂに係合するので、緩衝材５１が固定子６０からずれにくい。

【0062】

本実施形態によれば、緩衝材５１の変形に応じてスイッチ５０がオン又はオフするので、緩衝材５１とは別にスイッチ５０を設ける場合に比べて、省スペースでソレノイド１０の動きを検出することができる。

【0063】

本実施形態によれば、固定子６０とプランジャ７０とが吸着したときに、スイッチ５０が、相互に引き寄せられる底部６１とプランジャ７０との間に挟まれるので、スイッチ５０が安定して動作することができる。

【0064】

本実施形態によれば、プランジャ７０が当接位置で停止しているときは、プランジャ７０を動かすほどの大電力が必要とされないので、コイル３０に供給される電力量を小さくすることによりコイル３０の消費電力量を減らすことができ、その結果、コイル３０の発熱量を低減させることができる。

【0065】

本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明は、ソレノイドを搭載する様々な装置に適用可能である。例えば、車、航空機、船舶、電車、宇宙船、及び無人機などの移動体に適用可能である。

【符号の説明】

【0067】

１０…ソレノイド
３０…コイル
３６…案内孔
４０…基板
４１ａ…第１貫通孔
４１ｂ…第２貫通孔
４２…スイッチ搭載部
４３…周辺部
４４ａ…第１接続部
４４ｂ…第２接続部
４５ａ…第１固定電極
４５ｂ…第２固定電極
４６ａ〜ｄ…第１〜第４外部端子
４７ａ〜ｄ…第１〜第４電気配線
４８ａ…第１面
４８ｂ…第２面
５０…スイッチ
５１…緩衝材
５２…可動電極
５６ａ…第１係合片
５６ｂ…第２係合片
６０…固定子
６１…底部
６２ａ…第１突設部
６２ｂ…第２突設部
６５ａ…第１嵌合面
６５ｂ…第２嵌合面
６６ａ…第１切り欠き
６６ｂ…第２切り欠き
６７…嵌合穴
７０…プランジャ
７１…本体部
７２…フランジ部
７３…テーパ面
７４…先端部
９０…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】