特許第6604652号(P6604652)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(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】
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】
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】
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