特許 7504828 ソレノイド装置

(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】

(24)【登録日】2024-06-14

(45)【発行日】2024-06-24

(54)【発明の名称】ソレノイド装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 7/16 20060101AFI20240617BHJP

【ＦＩ】

H01F7/16 Z

H01F7/16 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021057274

(22)【出願日】2021-03-30

(65)【公開番号】P2022154313

(43)【公開日】2022-10-13

【審査請求日】2023-09-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100206911

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 岳彦

(74)【代理人】

【氏名又は名称】溝渕 良一

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【氏名又は名称】堅田 多恵子

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(72)【発明者】

【氏名】藤本 直樹

【審査官】古河 雅輝

(56)【参考文献】

【文献】実開平０３－０２７０１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－０２２１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－１４９１１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６１－１９４８６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭４８－００８６５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６２－１２６８０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－１１５７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１９９６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２８３０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－０２４５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－０４０７３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５３－４４７５６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３１／０６－３１／１１

Ｈ０１Ｆ ７／０６－ ７／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ソレノイドケースと、前記ソレノイドケースの内方に収容されるコイルと、固定鉄心と、軸方向に往復動可能に配置され、前記コイルへの通電により生じる電磁力により少なくとも軸方向の固定鉄心側に移動される可動鉄心と、を備えるソレノイド装置であって、
前記可動鉄心が軸方向の前記固定鉄心側に位置する前記ソレノイドケースと前記可動鉄心との特定の相対位置にて、前記ソレノイドケースと前記可動鉄心とが機械的に係合する係合手段を備え、
前記係合手段は、前記ソレノイドケースと前記可動鉄心とのいずれか一方に設けられた凹部と、他方に設けられ該凹部に向けて進退可能な可動凸部と、から構成されており、
前記凹部は、前記固定鉄心側に該固定鉄心側に漸次拡径するテーパ面を有することで軸方向に非対称形状に形成されており、
前記特定の相対位置において、前記コイルへの通電が停止されると、スプリングの付勢力によって前記可動凸部が前記テーパ面上を摺動することで該可動凸部と前記凹部との係合が解除され、前記可動鉄心は前記固定鉄心から離間する方向に移動するソレノイド装置。

【請求項2】

前記可動凸部は、前記ソレノイドケースと前記可動鉄心とのいずれか他方に径方向に形成された穴部に配設された押しバネにより可動される請求項１に記載のソレノイド装置。

【請求項3】

前記凹部は、周方向に無端状に形成されている請求項１または２に記載のソレノイド装置。

【請求項4】

前記可動凸部は、周方向に１箇所のみ設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載のソレノイド装置。

【請求項5】

前記凹部は前記可動鉄心に形成され、前記可動凸部は前記ソレノイドケースに設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載のソレノイド装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可動鉄心により各種装置を作動させるソレノイド装置に関する。

【背景技術】

【0002】

様々な産業分野において弁や機械などの各種装置を作動させる手段として、ソレノイド装置が利用されている。ソレノイド装置は、コイルに通電されることで往復動可能に収容された可動鉄心を電磁的に移動させることにより、各種装置を作動させるようになっている。

【0003】

一般的にソレノイド装置は、磁性体から構成されるソレノイドケースと、ソレノイドケースの内方に収容されコイルと、固定鉄心と、可動鉄心と、を具備し、コイルへの通電により固定鉄心と可動鉄心との間に磁力を発生させ、可動鉄心を軸方向の固定鉄心側に移動させるものであり、可動鉄心には各種装置に当接または接続されるロッドが軸方向一端側に延びている。このようなソレノイド装置の構造は、多種多様であるが、可動鉄心を固定鉄心側に引き寄せる永久磁石を別に設けたものもある（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

例えば、特許文献１に示されるソレノイド装置は、可動鉄心に永久磁石が埋設されており、この永久磁石の磁力により可動鉄心が固定鉄心側に引き寄せられる構成となっている。これによれば、永久磁石の磁力を利用することで、固定鉄心側で可動鉄心の位置を保持するために必要なコイルへの通電量を低減することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平１－３０２７０７号公報（第２頁、第３図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このように特許文献１のようなソレノイド装置にあっては、常時磁力が発生している永久磁石を用いることで、通電時に磁力を発生させる電磁石側に必要となる磁力を低減させることができる。しかしながら、永久磁石による磁力は、永久磁石と吸引される対象物である固定鉄心との離間距離が大きくなるにつれて小さくなるものの、永久磁石による磁力は軸方向の広い領域で固定鉄心に及ぶことから、可動鉄心を固定鉄心から離間させる際の抵抗となり、可動鉄心の作動性を低下させてしまう虞があった。

【0007】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、固定鉄心側で可動鉄心の位置を保持するために必要なコイルへの通電量を低減しつつ、ソレノイド装置に必要な作動性を確保できるソレノイド装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するために、本発明のソレノイド装置は、
ソレノイドケースと、前記ソレノイドケースの内方に収容されるコイルと、固定鉄心と、軸方向に往復動可能に配置され、前記コイルへの通電により生じる電磁力により少なくとも軸方向の固定鉄心側に移動される可動鉄心と、を備えるソレノイド装置であって、
前記可動鉄心が軸方向の前記固定鉄心側に位置する前記ソレノイドケースと前記可動鉄心との特定の相対位置にて、前記ソレノイドケースと前記可動鉄心とが機械的に係合する係合手段を備えている。
これによれば、可動鉄心が軸方向の固定鉄心側に位置した状態において、ソレノイドケースと可動鉄心が係合手段により機械的に係合するため、可動鉄心を保持するために必要なコイルへの通電量を低減することができるとともに、係合手段は固定鉄心と可動鉄心とが近接した特定の相対位置にて限定的に係合するため、その他の軸方向の領域において可動鉄心の往復動に与える影響が小さく、ソレノイド装置に必要な作動性を確保することができる。

【0009】

前記係合手段は、前記ソレノイドケースと前記可動鉄心とのいずれか一方に設けられた凹部と、他方に設けられ該凹部に向けて進退可能な可動凸部と、から構成されていてもよい。
これによれば、可動凸部と凹部とが係合する特定の相対位置以外の軸方向の領域において、可動凸部が退行し、可動鉄心の往復動に与える影響を小さくできる。

【0010】

前記可動凸部は、前記ソレノイドケースと前記可動鉄心とのいずれか他方に径方向に形成された穴部に配設された押しバネにより可動されるものであってもよい。
これによれば、押しバネの調整で係合手段による可動鉄心の軸方向の移動を規制する規制力を調整できる。また、穴部により押しバネの傾きが規制されるため、特定の相対位置において、可動凸部と凹部とを確実に係合させることができる。

【0011】

前記凹部の前記固定鉄心側は、該固定鉄心側に漸次拡径するテーパ面を有していてもよい。
これによれば、可動鉄心の進行移動時には、テーパ面により可動凸部が凹部の軸方向奥側に案内されるため、特定の相対位置において可動鉄心に位置保持力を迅速に付与できるとともに、可動鉄心の復帰移動時には、テーパ面により可動凸部が退行方向に案内されるため、可動鉄心が固定鉄心から離間する方向に移動しやすい。

【0012】

前記凹部は、周方向に無端状に形成されていてもよい。
これによれば、可動鉄心の位相に関わらず係合手段の係合が可能である。

【0013】

前記可動凸部は、周方向に１箇所のみ設けられていてもよい。
これによれば、可動凸部の付勢力により可動鉄心を径方向に常に片寄せでき、可動鉄心のガタつきを防止することができる。

【0014】

前記凹部は前記可動鉄心に形成され、前記可動凸部は前記ソレノイドケースに設けられていてもよい。
これによれば、可動鉄心の構造を簡素にすることができる。

【0015】

前記特定の相対位置において、前記コイルへの通電が停止されると、スプリングの付勢力によって前記係合手段による係合が解除され、前記可動鉄心は前記固定鉄心から離間する方向に移動するようになっていてもよい。
これによれば、コイルへの通電を停止させることでスプリングの付勢力によって係合手段による係合の解除と、可動鉄心の固定鉄心から離間する方向への移動を行えるため、可動鉄心の復帰移動を簡便に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施例１におけるソレノイド装置の非通電状態を示す断面図である。

【図2】実施例１におけるソレノイド装置の通電状態を示す断面図である。

【図3】係合手段の構造を示す斜視図である。

【図4】（ａ）は本発明の実施例２におけるソレノイド装置の非通電状態を示す断面図、（ｂ）は同じくソレノイド装置の通電状態を示す断面図である。

【図5】（ａ）（ｂ）は係合手段の別形状を示す概略図である。尚、可動凸部に係合する部分が設けられる可動鉄心の断面の一部を主に示している。

【図6】（ａ）（ｂ）は係合手段の別形状を示す概略図である。尚、可動凸部に係合する部分が設けられる可動鉄心の断面の一部を主に示している。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明に係るソレノイド装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

【実施例1】

【0018】

実施例１に係るソレノイド装置につき、図１から図３を参照して説明する。以下、図１を正面から見て右側を軸方向右側、左側を軸方向左側として説明する。

【0019】

図１に示されるように、ソレノイド装置１は、コイル２と、可動鉄心３０を有するプランジャ３と、固定鉄心としてのセンタポスト４と、復帰用のスプリング５と、保持補助用の係合手段７と、これらの部材を収容するソレノイドケース６と、から主に構成されている。

【0020】

コイル２は、絶縁体から形成される鍔付き略円筒形状のボビン２０と、ボビン２０の外周に所定回数巻き回される導線２１と、から主に構成されている。導線２１の端部は、リード線２２に接続され、図示しない電源から電力が供給されることにより、コイル２は磁束を発生する。

【0021】

また、コイル２の軸方向右側には、リング状のホルダ７０が配置されている。コイル２の内径はホルダ７０の内径と同径に構成されている。このホルダ７０は、ソレノイドケース６の一部を構成している。

【0022】

図１及び図３に示されるように、プランジャ３は、鉄等の磁性体から形成される略円筒形状の可動鉄心３０と、アルミ合金等の非磁性体から形成され可動鉄心３０の軸方向（以下、単に「軸方向」と表記する。）に一部が突出するロッド３１と、を有している。

【0023】

また、プランジャ３は、コイル２およびホルダ７０の内径側に配置される。尚、可動鉄心３０の外周面とコイル２のボビン２０およびホルダ７０の内周面との間は、径方向に僅かに離間することにより微小な隙間が形成されており、可動鉄心３０は、コイル２およびホルダ７０に対して軸方向に円滑に相対移動可能となっている。

【0024】

また、可動鉄心３０には、径方向中央に軸方向に貫通する貫通孔３０ａが設けられている。貫通孔３０ａには、ロッド３１が挿通され溶接，圧入等により一体に固定されている。すなわち、可動鉄心３０とロッド３１は、軸方向に共に移動可能となっている。

【0025】

また、可動鉄心３０の軸方向左側の端部には、内径側が軸方向右側へ向けて凹む吸引部３２が形成されている。吸引部３２は、貫通孔３０ａの外径側から径方向に延びる平坦面３２ａと、平坦面３２ａの外径側からセンタポスト４側、すなわち軸方向左側に向けて漸次径が大きくなるように傾斜して延びるテーパ面３２ｂと、テーパ面３２ｂの外径側から径方向に延びる平坦面３２ｃとから形成されている。

【0026】

また、可動鉄心３０の軸方向右側の部位には、外径方向に開口する凹部３４が全周に亘って環状に形成されている。凹部３４は、可動鉄心３０の軸方向右側の外周面から軸方向左側に向けて内径方向に凸を成すように円弧状に延びる曲面３４ａと、曲面３４ａの内径端から可動鉄心３０の軸方向左側の外周面に向けて断面視直線状に延びるテーパ面３４ｂと、から形成されている。

【0027】

ロッド３１は、その軸方向左側の端部に小径の取付部３１ａを有し、取付部３１ａには円板状のリテーナ３３（図１参照）が圧入固定されている。尚、ロッド３１の軸方向右側の端部は、図示しない開閉弁等の負荷に対して接続されている。

【0028】

図１に戻って、センタポスト４は、鉄等の磁性体から形成され、円筒部４０と、円筒部４０の軸方向左側の端部から外径方向に延出するフランジ部４１と、円筒部４０の軸方向右側の内径側が軸方向右側へ向けて突出する吸引部４２と、を有している。

【0029】

また、センタポスト４は、コイル２の内周に軸方向左側から挿入されている。このとき、フランジ部４１の軸方向右側の側面がコイル２の軸方向左側の端に当接するようになっている。すなわち、コイル２に対するセンタポスト４の挿入進度をフランジ部４１との当接によって規定することができる。そのため、ソレノイド装置１の組立作業性が高い。

【0030】

吸引部４２は、軸孔４ａの外径側から径方向に延びる平坦面４２ａと、平坦面４２ａの外径側から軸方向左側に向けて漸次径が大きくなるように傾斜して延びるテーパ面４２ｂと、テーパ面４２ｂの外径側から径方向に延びる平坦面４２ｃとから形成されている。

【0031】

また、センタポスト４には、径方向中央に軸方向に貫通する軸孔４ａおよびスプリング穴４ｂが設けられている。軸孔４ａとスプリング穴４ｂは、連通しており、スプリング穴４ｂの径よりも軸孔４ａの径が小さく構成されている。

【0032】

軸孔４ａには、ロッド３１が挿通され、ロッド３１は軸孔４ａの内周に設けられる軸受４３により軸支されている。

【0033】

スプリング穴４ｂには、軸孔４ａに挿通されるロッド３１の取付部３１ａおよびリテーナ３３が配置される。また、スプリング穴４ｂには、軸方向左側からスプリング５が挿入される。

【0034】

スプリング５は、圧縮バネであり、その軸方向右側の端はロッド３１の取付部３１ａに固定されるリテーナ３３の軸方向左側の端面に当接し、軸方向左側の端はソレノイドケース６を構成するボトムキャップ６０の軸方向右側の端面に当接している。

【0035】

ソレノイドケース６は、鉄等の磁性体から形成されるボトムキャップ６０および非磁性材から形成されるトップキャップ６１と、鉄等の磁性体から形成される略円筒形状のケース本体６２と、鉄等の磁性体から形成されるリング状のホルダ７０と、から構成されている。

【0036】

ボトムキャップ６０は、その軸方向右側の端面にセンタポスト４のフランジ部４１を挿嵌可能な凹部６０ａが設けられている。

【0037】

トップキャップ６１は、その軸方向左側の端面にプランジャ３の可動鉄心３０を挿入可能な凹部６１ａが設けられている。また、トップキャップ６１には、径方向中央に軸方向に貫通する軸孔６１ｂが設けられている。軸孔６１ｂには、ロッド３１が挿通され、ロッド３１は軸孔６１ｂの内周に設けられる軸受６３により軸支されている。

【0038】

ケース本体６２は、孔付きの断面Ｕ字状を成し、軸方向左側の端部の内径側には段部６２ａが設けられている。

【0039】

ホルダ７０は、ソレノイドケース６のケース本体６２の内周面より僅かに小径の外周面を有しており、径方向に貫通する穴部を構成する貫通孔７０ａが周方向に１箇所形成されている。本実施例にあっては、貫通孔７０ａがホルダ７０の図２における上部、言い換えるとリード線２２とは径方向反対側に形成されている。この貫通孔７０ａを区画するホルダ７０の内周面とケース本体６２の内周面とにより径方向に延びる有底筒状の穴部を構成している。尚、貫通孔７０ａはホルダ７０の周方向の任意の位置に１箇所設けられていてもよい。

【0040】

図１及び図３に示されるように、係合手段７は、ホルダ７０に設けられる可動凸部７１と、可動鉄心３０に設けられる凹部３４と、から構成されている。

【0041】

可動凸部７１は、ホルダ７０の貫通孔７０ａ内に配置される押しバネ７２と、押しバネ７２の内径端に当接または固着される可動片としての保持ボール７３と、を備えている。

【0042】

押しバネ７２は、コイルスプリングであり、その外径端はソレノイドケース６のケース本体６２の内周面に当接しており、保持ボール７３に対して内径方向への押圧力を付与するようになっている。

【0043】

保持ボール７３は、合成樹脂等の非磁性体により構成された球体であり、後述するように凹部３４に入り込むことが可能となっている。

【0044】

ここで、ソレノイド装置１の組み立て手順の例を説明する。まず、ケース本体６２に軸方向左側からトップキャップ６１を挿入する。次に、コイル２の内周に軸方向左側からホルダ７０、可動凸部７１、コイル２、プランジャ３、センタポスト４、スプリング５を組み立てた状態で挿入する。最後に、ボトムキャップ６０の凹部６０ａにセンタポスト４のフランジ部４１を挿嵌し、ボトムキャップ６０の外周部の面取り部分にケース本体６２の軸方向左側の端部をカシメ固定する。このとき、ケース本体６２の段部６２ａは、カシメ固定時における軸方向の荷重を受ける荷重受け部として機能している。

【0045】

次いで、ソレノイド装置１の作動について説明する。

【0046】

ソレノイド装置１は、非通電状態におけるプランジャ３が軸方向右側の第１位置に移動した状態（図１参照）と、通電状態におけるプランジャ３が軸方向左側の特定の相対位置としての第２位置に移動した状態（図２参照）と、に切り換えることができる。

【0047】

先ず、プランジャ３が第１位置に移動した状態について図１を参照して概略的に説明する。図１に示されるように、ソレノイド装置１は、非通電状態において、プランジャ３がスプリング５の付勢力（Ｆ_ｓｐ１）により押圧されることで軸方向右側へ移動し、プランジャ３の可動鉄心３０の軸方向右側の端面がトップキャップ６１の凹部６１ａの底面に当接している。すなわち、プランジャ３が第１位置に移動した状態はソレノイド装置１を非通電状態とすることにより実現される。

【0048】

このとき、軸方向一方側の向きを正として、プランジャ３には、力Ｆ_ｐｌｕ１＝Ｆ_ｓｐ１が作用している。

【0049】

また、このとき、可動凸部７１の保持ボール７３は、可動鉄心３０の外周面における凹部３４よりも軸方向左側の位置において断面視軸方向に沿って延びる外周面に当接している。

【0050】

次に、プランジャ３が第２位置に移動した状態について図１，２を参照して概略的に説明する。図１に示される状態から、ソレノイド装置１を通電状態として、コイル２に電流が印加されることにより発生する電磁力（Ｆ_ｓｏｌ）がスプリング５の付勢力（Ｆ_ｓｐ１）を上回る（Ｆ_ｓｏｌ＞Ｆ_ｓｐ１）と、可動鉄心３０がセンタポスト４へ向けて引き寄せられることで、プランジャ３が軸方向左側へ移動する（すなわち進行移動）。このとき、可動凸部７１の保持ボール７３は、可動鉄心３０の外周面に沿って軸方向に相対的に摺動する。

【0051】

そして、プランジャ３の吸引部３２における平坦面３２ｃがセンタポスト４の吸引部４２における平坦面４２ｃに当接し、図２に示される通電状態となる。このとき、吸引部４２の平坦面４２ａおよびテーパ面４２ｂと吸引部３２の平坦面３２ａおよびテーパ面３２ｂとは、僅かに離間した状態となっている。すなわち、プランジャ３が第２位置に移動した状態はソレノイド装置１を通電状態とすることにより実現される。

【0052】

プランジャ３が第２位置に移動した状態にあっては、可動凸部７１の保持ボール７３が押しバネ７２の付勢力により可動鉄心３０の凹部３４に入り込んでいる。以下、この状態のことを可動凸部７１と凹部３４との係合という。

【0053】

詳しくは、可動凸部７１が凹部３４に係合した状態にあっては、押しバネ７２の付勢力（Ｆ_ｓｐ２）により保持ボール７３が凹部３４の軸方向奥側である曲面３４ａの内径側の底部と、凹部３４の軸方向手前側であるテーパ面３４ｂに当接している。

【0054】

これにより、プランジャ３には、スプリング５の付勢力によりプランジャ３が軸方向右側に移動しようとする力（Ｆ_ｐｌｕ１）に対して抵抗する力（Ｆ_ｒ）が作用するようになっている。

【0055】

また、このとき保持ボール７３の半分未満の部位がホルダ７０の貫通孔７０ａ内に配置されている。押しバネ７２及び保持ボール７３（すなわち可動凸部７１）は、貫通孔７０ａ内に軸方向にほぼ隙間なく配置されている。これによれば、貫通孔７０ａを区画する内周面により保持ボール７３が軸方向に移動することが規制され、プランジャ３に抵抗する力を効率よく作用させることができる。

【0056】

尚、プランジャ３が第２位置に移動した状態において、保持ボール７３の下方部位が凹部３４に入り込み可能となっていればよく、例えば保持ボール７３の上方の１／２以上の部位がホルダ７０の貫通孔７０ａ内に配置されていてもよい。

【0057】

上述した抵抗する力（Ｆ_ｒ）の大きさは、押しバネ７２の付勢力（Ｆ_ｓｐ２）に応じて決定されようになっている。本実施例１においては、プランジャ３に抵抗する力（Ｆ_ｒ）が力（Ｆ_ｐｌｕ１）よりも小さくなるように押しバネ７２の付勢力（Ｆ_ｓｐ２）が設定されている（Ｆ_ｒ＜Ｆ_ｐｌｕ１）。

【0058】

また、プランジャ３が第２位置に移動した状態にあっては、機械的な係合手段７を用いることによりプランジャ３に抵抗する力（Ｆ_ｒ）が作用しているため、電磁力のみによってプランジャ３を第２位置に保持する電磁力（Ｆ_ｓｏｌ１）よりも小さい電磁力（Ｆ_ｓｏｌ２）によりセンタポスト４の吸引部４２にプランジャ３の吸引部３２が吸着された状態が保持可能となっている（Ｆ_ｓｏｌ１＞Ｆ_ｓｏｌ２）。

【0059】

言い換えれば、可動凸部７１と凹部３４との係合により生じる抵抗する力（Ｆ_ｒ）によりプランジャ３の第２位置での位置保持が補助されるため、コイル２への通電量が少なくて済む。

【0060】

すなわち、軸方向右側の向きを正として、プランジャ３には、力Ｆ_ｐｌｕ２＝Ｆ_ｓｐ１－Ｆ_{ｓｏｌ２Ａ}－Ｆ_ｒが作用している。尚、Ｆ_{ｓｏｌ２Ａ}はＦ_ｓｏｌ２以上の力である。

【0061】

図２に示されるプランジャ３が第２位置に移動した状態からコイル２への通電を停止して非通電状態とすると、スプリング５の付勢力によりプランジャ３が軸方向右側に移動しようとする力（Ｆ_ｐｌｕ１）が抵抗する力（Ｆ_ｒ）を上回るため、プランジャ３が軸方向右側に移動して可動凸部７１と凹部３４との係合が解除される。これにより、抵抗する力（Ｆ_ｒ）がプランジャ３に作用しなくなるため、プランジャ３が軸方向右側にさらに移動しやすくなり、プランジャ３を図１に示される第１位置に迅速に戻す（すなわち復帰移動）ことができるようになっている。

【0062】

また、可動凸部７１と凹部３４との係合が解除された状態にあっては、保持ボール７３とテーパ面３４ｂとが相対的に軸方向に摺動し摩擦が生じるため、プランジャ３がダンピング作用を伴ってゆっくりと第１位置に復帰する。これにより、可動鉄心３０がトップキャップ６１の凹部６１ａの底面に当接するときの衝撃を低減することができる。

【0063】

また、テーパ面３４ｂは断面視直線状に形成されているため、プランジャ３の復帰移動時には保持ボール７３とテーパ面３４ｂとが軸方向に引っ掛かることを防止できる。

【0064】

尚、プランジャ３を第１位置に戻す場合には、コイル２への通電を停止することに限られず、電磁力と抵抗する力との和がプランジャ３の軸方向右側に移動しようとする力を下回るようにコイル２への通電を調整することにより行われてもよい。

【0065】

以上説明したように、プランジャ３は軸方向のセンタポスト４側の第２位置に位置する状態において、ソレノイドケース６とプランジャ３とが係合手段７により機械的に係合するため、プランジャ３を第２位置で保持するために必要なコイル２への通電量を低減することができるとともに、係合手段７はセンタポスト４とプランジャ３とが近接した第２位置にて限定的に係合するため、その他の軸方向の領域、すなわち第２位置よりも軸方向右側の領域においてプランジャ３の往復動に与える影響が小さく、ソレノイド装置１に必要な作動性を確保することができる。

【0066】

また、係合手段７は、プランジャ３に形成された凹部３４と、ソレノイドケース６に設けられた可動凸部７１と、から構成されている。この可動凸部７１は、径方向に移動可能となっており、可動凸部７１と凹部３４とが係合する第２位置以外の軸方向の領域において、可動凸部７１が外径方向に退行するようになっている。具体的には、保持ボール７３が貫通孔７０ａ内に退避するようになっている。そのため、プランジャ３の往復動に与える影響を小さくできる。

【0067】

また、可動凸部７１の先端には球体状の保持ボール７３が配置されている。これによれば、プランジャ３の外周面への当接面積を小さくすることができるため、プランジャ３が第１位置から第２位置に到達するまでに保持ボール７３とプランジャ３の外周面との摺動に伴って生じる摩擦力を小さくすることができる。

【0068】

また、可動凸部７１は、ソレノイドケース６の一部を構成するホルダ７０に径方向に形成された貫通孔７０ａに配設された押しバネ７２により可動するようになっている。これによれば、押しバネ７２の調整で係合手段７によるプランジャ３の軸方向右側への移動に抵抗する力（Ｆ_ｒ）を調整できる。

【0069】

また、貫通孔７０ａを構成する内周面により押しバネ７２の傾きが規制されるため、第２位置において、可動凸部７１と凹部３４とを確実に係合させることができる。

【0070】

また、凹部３４の軸方向左側には、センタポスト４側に漸次拡径するテーパ面３４ｂを有している。これによれば、プランジャ３の軸方向左側への移動時には、テーパ面３４ｂにより可動凸部７１の保持ボール７３が凹部３４の曲面３４ａ側に案内されるため、第２位置においてプランジャ３に位置保持力を迅速に付与できるとともに、プランジャ３の軸方向右側への移動時には、テーパ面３４ｂにより可動凸部７１の保持ボール７３が外径方向に退行するように案内されるため、プランジャ３がセンタポスト４から離間する方向に移動しやすい。

【0071】

また、凹部３４は、周方向に無端状に形成されているため、プランジャ３が軸方向左側に移動したときに周方向に回動したとしても係合手段７の係合が可能である。言い換えれば、プランジャ３の周方向の回動を止める構造を必要とせず、係合手段７の構造を簡素にできる。

【0072】

また、可動凸部７１は、周方向に１箇所のみ設けられていているため、可動凸部７１の付勢力によりプランジャ３を径方向に常に片寄せでき、プランジャ３の移動時および停止時におけるガタつきを防止することができる。

【0073】

また、凹部３４はプランジャ３に形成され、可動凸部７１はソレノイドケース６に設けられている。これによれば、プランジャ３に可動凸部７１を設ける必要がないため、プランジャ３の構造を簡素にすることができ、プランジャ３が大型化することを回避できるとともに、プランジャ３を簡便に製造できる。

【0074】

また、可動凸部７１は、ソレノイドケース６と別部材であるホルダ７０の貫通孔７０ａ内に配置される構成であるため、ソレノイド装置１の組み立てを簡便に行うことができる。

【0075】

また、コイル２への通電を停止させることでスプリング５の付勢力によって係合手段７による係合の解除と、可動鉄心３０のセンタポスト４から離間する方向への移動を行えるため、可動鉄心３０の第１位置への復帰移動を簡便に行うことができる。

【実施例2】

【0076】

次に、実施例２に係るソレノイド装置につき、図４を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0077】

図４に示されるように、本実施例２のソレノイド装置１００は、ソレノイドケース６００の一部を構成するホルダ７０１に設けられる凹部７０２と、可動鉄心３００に設けられる可動凸部７０３と、により構成される係合手段７００を有している。

【0078】

ホルダ７０１の内周面には、内径方向に開口する凹部７０２が全周に亘って環状に形成されている。凹部７０２は、ホルダ７０１の軸方向左側の内周面から軸方向右側に向けて外径方向に凸を成すように円弧状に延びる曲面７０２ａと、曲面７０２ａの外径端からホルダ７０１の軸方向右側の内周面に向けて断面視直線状に延びるテーパ面７０２ｂと、から形成されている。

【0079】

可動鉄心３００の軸方向右側の部位には、上方に開口する有底筒状の穴部３００ａが周方向に１箇所設けられている。この穴部３００ａには、可動凸部７０３が軸方向にほぼ隙間なく配置されている。

【0080】

可動凸部７０３は、穴部３００ａに配置される押しバネ７２０と、押しバネ７２０の外径端に当接または固着される可動片としての保持ボール７３０と、を備えている。押しバネ７２０の内径端は穴部３００ａの内径側の底部に当接しており、保持ボール７３０に対して外径方向への押圧力を付与するようになっている。

【0081】

図４（ａ）に示されるように、ソレノイド装置１００の非通電状態にあっては、スプリング５の付勢力により可動鉄心３００が軸方向右側の第１位置に配置されている。このとき、可動凸部７０３の保持ボール７３０は、ホルダ７０１の軸方向右側の内周面、すなわち凹部７０２よりも軸方向右側の位置において断面視軸方向に沿って延びる外周面に当接している。

【0082】

図４（ｂ）に示されるように、ソレノイド装置１００の通電状態にあっては、スプリング５の付勢力に抗して可動鉄心３００が軸方向左側に移動して第２位置に配置されている。このとき、可動凸部７０３が凹部７０２に係合している。これにより、可動鉄心３００を第２位置で保持するために必要なコイル２への通電量を低減することができる。

【0083】

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0084】

例えば、前記実施例１，２では、コイルスプリングにより可動鉄心が固定鉄心から離れる方向に移動する形態を例示したが、これに限られず、別の手段により可動鉄心が固定鉄心から離れる方向に移動してもよい。例えば、可動鉄心における固定鉄心とは反対側に設けられる引っ張りバネにより可動鉄心が固定鉄心から離れる方向に移動してもよい。

【0085】

また、前記実施例１，２では、可動鉄心が固定鉄心に接触した第２位置を、ソレノイドケースと可動鉄心との特定の相対位置として説明したが、これに限られず、可動鉄心が固定鉄心に接触しない程度に近い位置であってもよい。すなわち特定の相対位置は、非通電状態において可動鉄心が配置される第１位置よりも固定鉄心に近い位置であればよい。

【0086】

また、前記実施例１，２では、ソレノイドケースの内周面と可動鉄心との外周面との間、すなわち径方向の対向面間に係合手段が設けられる形態を例示したが、ソレノイドケースと可動鉄心との軸方向の対向面間に係合手段が設けられていてもよい。例えば、係合手段は、軸方向一方の対向面に設けられる弾性変形可能な爪部と、軸方向他方の対向面に設けられ前記爪部が係合可能な段付きの凹部と、から構成されていてもよい。

【0087】

また、前記実施例１，２では、可動凸部が径方向に進退可能に形成されている形態を例示したが、これに限らない。例えば、外径端がソレノイドケースの内周面に固定された可動凸部を有し、可動凸部の内径端と可動鉄心の外周面との軸方向の摺動により、該可動凸部のソレノイドケース側の根元部分を支点して軸方向に傾動または変形し、特定の相対位置において可動鉄心の凹部に係合するようになっているものであってもよい。

【0088】

また、可動凸部の可動片は、押しバネにより可動することに限られず、別の弾性部材で可動してもよいし、電気的に可動するようになっていてもよい。

【0089】

また、前記実施例１，２では、可動凸部の可動片が球体である形態を例示したが、これに限られず、断面矩形状等、形状は自由に変更してもよい。また、可動片の素材も自由に変更してもよい。

【0090】

また、前記実施例１，２では、可動凸部の押しバネが穴部に配置されている形態を例示したが、これに限らない。例えば、押しバネの周囲に該押しバネの傾動を規制する規制手段が配置されていればよい。

【0091】

また、前記実施例１，２では、凹部が周方向に無端状に形成されている形態を例示したが、可動凸部と対向する位置にのみ設けられていてもよい。この場合、ソレノイドケースと可動鉄心との周方向の相対移動を規制する手段を設けることが好ましい。

【0092】

また、前記実施例１，２では、可動凸部が周方向に１箇所設けられる形態を例示したが、これに限られず、周方向の複数個所に設けられていてもよい。この場合、可動鉄心は径方向に片寄せされていてもよいし、径方向に片寄せされていなくてもよい。

【0093】

また、前記実施例１，２では、ホルダがソレノイドケースと別部材である形態を例示したが、これに限られず、一体でもあってもよい。

【0094】

また、前記実施例１，２では、ホルダが磁性体である形態を例示したが、非磁性体でもよい。この場合、トップキャップを磁性体とし磁気回路を形成することが好ましい。

【0095】

また、前記実施例１，２では、スプリングの軸方向右側の端が当接するリテーナと軸とが別体に構成されるものとして説明したが、これに限らず、スプリングの軸方向右側の端が当接するバネ受け部分がロッドと一体に構成されてもよい。

【0096】

また、センタポストやプランジャの吸引部は、テーパ面を有するものに限らず、形状は自由に構成されてよい。

【0097】

また、前記実施例１，２では、テーパ面が断面視直線状に形成されている形態を例示したが、これに限られず、断面視曲面状に形成されていてもよい。

【0098】

また、前記実施例１，２では、係合手段が可動鉄心の位置保持を補助する形態を説明したが、係合手段の係合力を強くして、第２位置にて可動鉄心の位置を自己保持できるようにしてもよい。

【0099】

また、前記実施例１，２の係合手段は、凹部が固定的に設けられ、凸部が可動する形態の例について説明したが、凹部がスプリング等に押されて可動するものであってもよい。この場合、可動する凹部に係合する凸部は固定されていることが好ましい。

【0100】

また、係合手段の凹部は実施例１，２の形状に限られない。尚、以下では、可動凸部に係合する部位、例えば凹部が可動鉄心に設けられる形態を例示するが、ソレノイドケースに設けられていてもよい。

【0101】

例えば、図５（ａ）に示されるように、凹部３４１は、軸方向左側のテーパ面３４１ｂと、テーパ面３４１ｂの軸方向右端から断面視軸方向に沿って延びる平坦面３４１ｃと、平坦面３４１ｃの軸方向右端から外径方向に垂直に延びる垂直面３４１ｄと、から構成されていてもよい。すなわち、凹部の軸方向奥側は曲面形状に限らない。

【0102】

また、図５（ｂ）に示されるように、可動鉄心３２０には、該可動鉄心３２０の断面視軸方向に沿って延びる外周面３２０ａから該可動鉄心３２０の軸方向右側の端面３２０ｂに向けて縮径するように延びるテーパ面３４２ｂが設けられている。実施例１，２の可動凸部は、テーパ面３４２ｂに係合することで可動鉄心３２０の位置を保持する力を付与するようになっている。すなわち、可動凸部が係合可能であれば凹部でなくてもよい。

【0103】

また、図６（ａ）に示されるように、可動鉄心３３０には、その外周面３３０ａから内径方向に垂直に延びる垂直面３４３ａと、垂直面３４３ａの内径端から可動鉄心３３０の軸方向右側の端面３３０ｂに亘って断面視軸方向に沿って延びる平坦面３４３ｃと、により構成される段部３４３が形成されている。段部３４３は可動凸部に係合する部位となっている。すなわち、可動凸部に係合する部位の軸方向手前側はテーパ面形状に限らない。

【0104】

また、図６（ｂ）に示されるように、可動鉄心３４０の外周面３４０ａには、軸方向右側の端面３４０ｂよりも軸方向左側の位置で環状部材３５０が固定されている。この環状部材３５０は断面視で軸方向になだらかな傾斜を有する山形状を成している。可動鉄心３４０には、環状部材３５０と該可動鉄心３４０の外周面３４０ａとにより段部３４４が形成されている。これによれば、可動鉄心３４０に予め凹部や段部を形成する加工をしなくて済むので、製造が簡便である。

【0105】

尚、環状部材は断面視で軸方向になだらかな傾斜を有する山形状に限られず、断面矩形状などに形成されていてもよい。この場合、例えば、環状部材を弾性部材で構成し、可動凸部の段部への係合または係合解除の際に可動凸部が環状部材を円滑に乗り越えられるようになっていることが好ましい。

【符号の説明】

【0106】

１ ソレノイド装置
２ コイル
４ センタポスト（固定鉄心）
５ スプリング
６ ソレノイドケース
７ 係合手段
３０ 可動鉄心
３４ 凹部
３４ａ 曲面
３４ｂ テーパ面
６２ ケース本体（穴部）
７０ ホルダ
７０ａ 貫通孔（穴部）
７１ 可動凸部
７２ 押しバネ
７３ 保持ボール
１００ ソレノイド装置
３００ 可動鉄心
３００ａ 穴部
６００ ソレノイドケース
７００ 係合手段
７０１ ホルダ
７０２ 凹部
７０２ａ 曲面
７０２ｂ テーパ面
７０３ 可動凸部
７２０ 押しバネ
７３０ 保持ボール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】