(57)【要約】【課題】可動子を保持する自己保持機能を有するソレノイドにおいて、大型化を招くことなく可動子に作用する吸引力を比較的大きくするとともに、信頼性を向上する。【解決手段】通電されることにより第一磁束Ｍ１を発生する筒状のコイル１と、コイル１の周囲に、第一磁束Ｍ１が流れる磁気回路を形成するヨーク２と、コイル１の端面に対向し、かつ、ヨーク２の内周部２ｂ１に接触するとともに、ヨーク２の外周部材２ａから径方向に所定距離離れて配設され、第一磁束Ｍ１の方向と反対方向に磁気回路を流れる第二磁束Ｍ２を発生するマグネット３と、マグネット３に対向するとともに、外周部材２ａと接触可能に、かつ、マグネット３から軸方向に所定距離離れて配設された磁性体の可動子４と、を備えている。【選択図】  図１
2016004801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一面と、前記第一面とは異なる第二面と、径方向外側の周面を延びる外周面と、径方向内側の周面に延びる内周面とを有し、かつ、通電されることにより第一磁束を発生する筒状のコイルと、
前記コイルの外周面に沿って延びる外周部と、前記コイルの内周面に沿って延びる内周部と、前記コイルの第一面に沿って延び、かつ、前記外周部の一端部と前記内周部の一端部とを連結する連結部と、を備え、前記第一磁束が流れる磁気回路を形成するヨークと、
前記コイルの第二面に対向し、かつ、前記ヨークの外周部および内周部のうちの一方に接触するとともに、前記ヨークの外周部および内周部のうちの他方から前記コイルの径方向に所定距離離れて配設され、前記第一磁束が流れる方向と反対方向に前記磁気回路を流れる第二磁束を発生するマグネットと、
前記マグネットに対向するとともに、前記ヨークの外周部および内周部のうちの他方と接触可能に、かつ、前記マグネットから前記コイルの軸方向に所定距離離れて配設された磁性体の可動子と、を備えたソレノイドであって、
前記可動子は、
前記ヨークの外周部および内周部のうちの他方に接触する第一位置と、前記ヨークの外周部および内周部のうちの他方から、前記コイルの軸方向において、前記第一位置よりもさらに離れた第二位置との間を移動し、
当該可動子が前記第一位置に位置する場合、前記コイルが通電されていないとき、前記第二磁束によって発生し、当該可動子を前記マグネットに向けて吸引する第一吸引力により、前記第一位置に保持され、
前記コイルが通電されておらず、当該可動子が前記第一吸引力によって前記第一位置に保持されている場合、前記第一吸引力が当該可動子に対して作用する方向と反対方向に、前記第一吸引力より小さい所定外力が外部部材によって当該可動子に作用するとき、前記コイルが通電されて前記第一磁束が発生することにより、前記第一吸引力が前記所定外力より小さい第二吸引力に変更されることにより、前記第一位置から前記第二位置に移動し、
当該可動子が第二位置に位置する場合、前記外部部材による前記所定外力と、少なくとも前記第二磁束によって発生し、当該可動子を前記マグネットに向けて吸引する第三吸引力とが当該可動子に作用するとき、前記所定外力が取り除かれることにより、前記第二位置から前記第一位置に移動するソレノイド。
【請求項２】
前記ヨークの外周部および内周部のうちの一方の前記マグネットが接触する部位には、前記コイルの径方向に延びるフランジ部が、前記ヨークの外周部および内周部のうちの他方から前記コイルの径方向に所定距離離れて全周に亘って形成されている請求項１記載のソレノイド。
【請求項３】
前記可動子を前記マグネットに向けて押圧するスプリングをさらに備え、
前記スプリングの押圧力は、前記可動子が前記第一位置に位置するとき、前記スプリングの押圧力と前記第二吸引力との合力の大きさが前記所定外力の大きさよりも小さくなるように設定されている請求項１または請求項２記載のソレノイド。
【請求項４】
前記可動子には、前記所定外力が作用する非磁性体のシャフトが固定されている請求項１乃至請求項３の何れか一項記載のソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動子を保持する自己保持機能を有するソレノイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイドの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１のソレノイド８は、特許文献１の図１に示すように、励磁コイル１０、励磁コイル１０の内周面内側に配設された磁性体のプランジャ９、永久磁石１９および固定鉄心１８を備えている。プランジャ９は、永久磁石１９によって生じる吸引力により、プランジャ９の端面と固定鉄心１８の端面とが突き当たる位置に保持されている。この場合、プランジャ９に作用する吸引力は、永久磁石１９によって生じる磁束の密度（磁束密度）および磁束が作用する面積（吸着面積）によって定まる。この吸着面積は、固定鉄心１８の端面に対向するプランジャ９の端面の面積によって定まる。
ここで、プランジャ９に作用する吸引力を大きくするために、プランジャ９の端面の面積を大きくすることは、プランジャ９が励磁コイル１０の内周面内側に配設されていることから、励磁コイル１０の径を大きくする必要があるため、コイル２の大きさに影響を及ぼす。また、プランジャ９に作用する吸引力を大きくするために、永久磁石１９の磁束密度を高くすることは、コスト面に影響を及ぼす。
【０００３】
これに対し、ソレノイドの一形式として、特許文献２に示されているものが知られている。特許文献２のソレノイド１は、特許文献２の図１に示すように、ソレノイドコイル２、ソレノイドコイル２の前端部に配設された磁性体１６、ソレノイドコイル２の内周面内側を移動可能に配設されたプランジャ２０、磁性体１６と対向するようにプランジャ２０に固定された円板状のマグネットアッセンブリ３０を備えている。プランジャ２０は、マグネットアッセンブリ３０と磁性体１６とが接触する位置に、マグネットアッセンブリ３０と磁性体１６との吸引力によって保持される。マグネットアッセンブリ３０は、ソレノイドコイル２の内側ではなく、磁性体１６が配設されたソレノイドコイル２の前端部に対向するように配設されているため、ソレノイドコイル２の大きさにかかわらず、マグネットアッセンブリ３０と磁性体１６とが接触する面積（吸着面積）を比較的大きくすることができる。このように、ソレノイド１は、コイル２の大型化を招くことなく、磁性体１６とマグネットアッセンブリ３０との吸引力を比較的大きくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４２７７７１９号公報
【特許文献２】特許１８４２０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献２に記載のソレノイド１においては、プランジャ２０とマグネットアッセンブリ３０とが固定されているため、プランジャ２０の移動とともにマグネットアッセンブリ３０も移動する。よって、プランジャ２０が移動して、マグネットアッセンブリ３０と磁性体１６とが接触するときに発生する衝撃が、マグネットアッセンブリ３０を構成する永久磁石３２に直接的に作用するため、永久磁石３２の割れが発生する恐れがある。永久磁石３２に衝撃がかかることは、ソレノイド１の信頼性に影響を及ぼす。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、可動子を保持する自己保持機能を有するソレノイドにおいて、大型化を招くことなく可動子に作用する吸引力を比較的大きくするとともに、信頼性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係るソレノイドは、第一面と、第一面とは異なる第二面と、径方向外側の周面を延びる外周面と、径方向内側の周面に延びる内周面とを有し、かつ、通電されることにより第一磁束を発生する筒状のコイルと、コイルの外周面に沿って延びる外周部と、コイルの内周面に沿って延びる内周部と、コイルの第一面に沿って延び、かつ、外周部の一端部と内周部の一端部とを連結する連結部と、を備え、第一磁束が流れる磁気回路を形成するヨークと、コイルの第二面に対向し、かつ、ヨークの外周部および内周部のうちの一方に接触するとともに、ヨークの外周部および内周部のうちの他方からコイルの径方向に所定距離離れて配設され、第一磁束が流れる方向と反対方向に磁気回路を流れる第二磁束を発生するマグネットと、マグネットに対向するとともに、ヨークの外周部および内周部のうちの他方と接触可能に、かつ、マグネットからコイルの軸方向に所定距離離れて配設された磁性体の可動子と、を備えたソレノイドであって、可動子は、ヨークの外周部および内周部のうちの他方に接触する第一位置と、ヨークの外周部および内周部のうちの他方から、コイルの軸方向において、第一位置よりもさらに離れた第二位置との間を移動し、可動子が第一位置に位置する場合、コイルが通電されていないとき、第二磁束によって発生し、可動子をマグネットに向けて吸引する第一吸引力により、第一位置に保持され、コイルが通電されておらず、可動子が第一吸引力によって第一位置に保持されている場合、第一吸引力が可動子に対して作用する方向と反対方向に、第一吸引力より小さい所定外力が外部部材によって可動子に作用するとき、コイルが通電されて第一磁束が発生することにより、第一吸引力が所定外力より小さい第二吸引力に変更されることにより、第一位置から第二位置に移動し、可動子が第二位置に位置する場合、外部部材による所定外力と、少なくとも第二磁束によって発生し、可動子をマグネットに向けて吸引する第三吸引力とが可動子に作用するとき、所定外力が取り除かれることにより、第二位置から第一位置に移動する。
これによれば、マグネットがコイルの第二面に対向するように配設され、可動子がマグネットに対向するように配設されているため、可動子がコイルの内周面内側に配設されている場合に比べて、マグネットによって生じる第二磁束が作用する可動子の面積（吸着面積）を大きくすることができる。よって、コイルの大型化を招くことなく可動子に作用する吸引力を比較的大きくすることができる。
また、マグネットは、可動子に固定されていないため、可動子が移動する場合においても移動せず、かつ、可動子から所定距離離れて空間をおいて配設されている。これにより、可動子が移動して、可動子とヨークの外周部および内周部のうちの他方とが接触するときに発生する衝撃が、マグネットに直接的に作用しない。よって、マグネットの割れの発生が抑制されるため、ソレノイドの信頼性を向上することができる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係るソレノイドにおいて、ヨークの外周部および内周部のうちの一方のマグネットが接触する部位には、コイルの径方向に延びるフランジ部が、ヨークの外周部および内周部のうちの他方からコイルの径方向に所定距離離れて全周に亘って形成されている。
これによれば、フランジ部によって、ヨークの外周部および内周部のうちの一方のマグネットが接触する部位の面積を大きくすることができるため、第二磁束をさらに大きくすることができる。よって、可動子に作用する吸引力をさらに大きくすることができる。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係るソレノイドにおいて、可動子をマグネットに向けて押圧するスプリングをさらに備え、スプリングの押圧力は、可動子が第一位置に位置するとき、スプリングの押圧力と第二吸引力との合力の大きさが所定外力の大きさよりも小さくなるように設定されている。
これによれば、スプリングが可動子をマグネットに向けて押圧するため、可動子を第二位置から第一位置に確実に復帰させることができる。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３の何れか一項に係るソレノイドにおいて、可動子には、所定外力が作用する非磁性体のシャフトが固定されている。
これによれば、可動子には、所定外力が作用するシャフトが固定されているため、所定外力を可動子に確実に作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態におけるソレノイドの軸方向断面図であり、可動子が第一位置に保持されている状態を示している。
【図２】図１に示すソレノイドの軸方向断面図であり、可動子が第二位置に位置している状態を示している。
【図３】図１に示す可動子に作用する吸引力を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の変形例におけるソレノイドの軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による可動子を保持する自己保持機能を有するソレノイドの一実施形態について図面を参照しながら説明する。ソレノイド１０は、図１に示すように、コイル１、ヨーク２、マグネット３、可動子４、シャフト５、複数の軸受６、スプリング７および保持部材８を備えている。
【００１３】
コイル１は、導線が円筒状に巻かれたものである。コイル１は、一方（図１の左側）の端面である第一面１ａ、他方（図１の右側）の端面である第二面１ｂ、径方向外側の周面に延びる外周面１ｃおよび径方向内側に延びる内周面１ｄを有している。また、コイル１は、例えば樹脂性のボビン（図示なし）に巻かれている。導線の両端は、ソレノイド１０の外部に引き出されており、電流制御装置（図示なし）に接続されている。電流制御装置は、コイル１に供給される直流電流を制御するものである。具体的には、電流制御装置は、コイル１に直流電流を供給または遮断する制御を行う。また、コイル１は、通電されることにより、図２に破線にて示す第一磁束Ｍ１を発生する。
【００１４】
ヨーク２は、磁気回路を形成するものである。ヨーク２は、鉄等の磁性体によって形成され、図１に示すように、外周部材（特許請求の範囲の外周部）２ａ、ベース部材２ｂおよびフランジ部材２ｃを備えている。外周部材２ａは、コイル１の外周面１ｃに沿って延びる円筒状に形成されている。また、ベース部材２ｂは、コイル１の内周面１ｄに沿って延びる円筒状に形成された内周部２ｂ１およびコイル１の第一面１ａに沿って延びる端面部（特許請求の範囲の連結部に相当）２ｂ２を備えている。内周部２ｂ１の一端部（図１の左側の端部）の開口部周縁と端面部２ｂ２の内周縁とが連続して形成されている。また、端面部２ｂ２の外周縁と外周部材２ａの一端部（図１の左側の端部）の開口部周縁とが、例えばかしめられることにより接合（連結）されている。このように、端面部２ｂ２は、外周部材２ａの一端部と内周部２ｂ１の一端部（図１の左側の端部）とを連結する。また、外周部材２ａおよび端面部２ｂ２は、ソレノイド１０の外郭を構成する。
【００１５】
フランジ部材２ｃは、フランジ部２ｃ１および円筒部２ｃ２を備えている。フランジ部２ｃ１は、内周部２ｂ１の他端（図１の右側の端）から、径方向外側に延びるように、全周に亘って形成されている。また、フランジ部２ｃ１は、外周部材２ａから径方向に所定距離離れて形成されている。具体的には、フランジ部２ｃ１の外周面と外周部材２ａの内周面とが所定距離離れるように第一隙間Ｇ１が設けられている。第一隙間Ｇ１は、フランジ部２ｃ１と外周部材２ａとの間で、磁気回路に流れる磁束が短絡しない大きさに設定されている。円筒部２ｃ２は、内周部２ｂ１と嵌合する部位である。円筒部２ｃ２は、内周部２ｂ１に、例えば圧入されることにより固定されている。円筒部２ｃ２は、フランジ部２ｃ１の内周縁から軸方向に突出するように形成されている。また、円筒部２ｃ２の内周面と内周部２ｂ１の内周面とは略同一面となるように設定されている。これらによって、コイル１が通電された場合、ヨーク２によって形成される磁気回路には、第一磁束Ｍ１が図２に破線にて示す方向に流れる。
【００１６】
マグネット３は、永久磁石である。マグネット３は、円板状に形成されている。マグネット３は、図１に示すように、一方面（図１の左側の面）がコイル１の第二面１ｂに対向し、かつ、フランジ部２ｃ１の端面（図１の右側の端面）に接触している。マグネット３とフランジ部２ｃ１とは、例えば接着により固定されている。マグネット３は、外周部材２ａから径方向に所定距離離れて配設されている。具体的には、マグネット３の外周面と外周部材２ａの内周面とが所定距離離れるように第二隙間Ｇ２が設けられている。第二隙間Ｇ２は、マグネット３と外周部材２ａとの間で、マグネット３によって生じる第二磁束Ｍ２が短絡しない大きさに設定されている。また、第二磁束Ｍ２は、図１および図２に示すように、第一磁束Ｍ１の方向と反対方向に磁気回路を流れている。さらに、マグネット３には、シャフト５を貫通する貫通穴３ａが形成されている。
【００１７】
可動子４は、例えば鉄等の磁性体によって形成されている。可動子４は、円板状に形成されている。可動子４は、一方面（図１の左側の面）が、マグネット３の他方面（図１の右側の面）に対向するとともに、外周部材２ａの他端面（図１の右側の端面）に接触可能に配設されている。図１に示す可動子４は、外周部材２ａの他端面に接触する第一位置Ｐ１に位置している状態を表している。また、可動子４は、マグネット３から軸方向に所定距離離れて配設されている。具体的には、可動子４の一方面とマグネット３の他方面とが軸方向に所定距離離れるように第三隙間Ｇ３が設けられている。第三隙間Ｇ３は、可動子４が移動することにより発生する衝撃が、マグネット３に直接的に作用しない大きさに設定されている。なお、第二磁束Ｍ２によって発生する可動子４に作用する吸引力を大きくするためには、第三隙間Ｇ３を小さく設定する。また、可動子４には、シャフト５の一端部（図１の右側の端部）が固定されている。例えば可動子４に雌ねじ、シャフト５の一端部に雄ねじが形成され、可動子４とシャフト５とがねじ部にて固定されている。
【００１８】
シャフト５は、例えばステンレス等の非磁性体によって円柱状に形成されている。シャフト５は、複数の軸受６を介して、ヨーク２の内側に軸方向に移動可能に配設されている。シャフト５の長さは、他端部（図１の左側の端部）がヨーク２から突出する長さに設定されている。軸受６は、例えばすべり軸受である。
【００１９】
スプリング７は、可動子４の他方面側に配設され、可動子４をマグネット３に向けて押圧するものである。スプリング７は、例えばコイルばねである。保持部材８は、ソレノイド１０の外郭を構成するとともに、スプリング７を保持するものである。保持部材８は、例えばステンレス等の非磁性体によって、有底円筒状に形成されている。さらに、保持部材８には、底面中央部に貫通穴８ａ、および、貫通穴８ａの周縁から軸方向に可動子４側に円筒状に突出する突出部８ｂが形成されている。
【００２０】
次に、ソレノイド１０における可動子４の作動について説明する。はじめに、図１に示すように、可動子４が第一位置Ｐ１に保持されている場合について説明する。この場合、コイル１が通電されていないため、第一磁束Ｍ１が発生していない。よって、磁気回路には、第二磁束Ｍ２のみが流れている。このとき、可動子４には、第一吸引力Ｆ１が図１の左方向に作用する。すなわち、第一吸引力Ｆ１は、可動子４が第一位置Ｐ１に位置する場合、コイル１が通電されていないとき、第二磁束Ｍ２のみによって発生し、可動子４をマグネット３に向けて吸引する吸引力Ｆである。吸引力Ｆとは、第一磁束Ｍ１および第二磁束Ｍ２の少なくとも一方によって生じ、可動子４をコイル１およびマグネット３に向けて吸引する力である。
【００２１】
また、可動子４には、スプリング７から第一押圧力Ｆｓ１が図１の左方向に作用している。第一押圧力Ｆｓ１は、可動子４が第一位置Ｐ１に位置する場合における可動子４に作用するスプリング７からの押圧力Ｆｓである。すなわち、可動子４は、第一吸引力Ｆ１および第一押圧力Ｆｓ１よって、第一位置Ｐ１に保持される。
【００２２】
また、シャフト５の他端部には、ソレノイド１０の外部から外部部材（図示なし）によって所定外力Ｆｇが図１の右方向に作用する。シャフト５と可動子４とが固定されているため、可動子４に所定外力Ｆｇが作用する。ここで、可動子４が第一位置Ｐ１に位置する場合、第一吸引力Ｆ１と第一押圧力Ｆｓ１との合力が、所定外力Ｆｇより大きくなるように（Ｆ１＋Ｆｓ１＞Ｆｇ）、第二磁束Ｍ２の大きさおよびスプリング７のばね定数等が設定されている。これにより、所定外力Ｆｇが可動子４に作用する場合においても、可動子４が第一位置Ｐ１に保持される。
【００２３】
次に、可動子４が第一位置Ｐ１から第二位置Ｐ２に移動する場合について説明する。第二位置Ｐ２は、図２に示すように、可動子４が外周部材２ａの他端面から、コイル１の軸方向において、図２の右側に第一位置Ｐ１よりもさらに離れた位置である。可動子４を第一位置Ｐ１から第二位置Ｐ２に移動させる場合、コイル１が電流値Ｉαにて所定時間通電される。所定時間は、可動子４が外周部材２ａの他端面から離れるために十分な時間である。所定時間は、例えば、０．５秒である。そして、コイル１が電流値Ｉαにて通電されるにより、図３に示すように、吸引力Ｆが、第一吸引力Ｆ１（点Ａ）から第一磁束Ｍ１によって第二吸引力Ｆ２（点Ｂ）に低下する。第二吸引力Ｆ２は、コイル１に電流値Ｉαが通電されたときの第一位置吸引力Ｆｐ１である。第一位置吸引力Ｆｐ１は、可動子４が第一位置Ｐ１に位置する場合、第一磁束Ｍ１および第二磁束Ｍ２の少なくとも一方によって発生し、可動子４をコイル１およびマグネット３に向けて吸引する吸引力Ｆである。
【００２４】
ここで、第一位置吸引力Ｆｐ１について、図３のグラフを用いて説明する。第一位置吸引力Ｆｐ１は、実線にて示されている。第一位置吸引力Ｆｐ１は、コイル１に通電される電流値Ｉに応じて変化する。具体的には、コイル１が通電されず、電流値Ｉがゼロの場合、第一位置吸引力Ｆｐ１は、上述した第一吸引力Ｆ１である（点Ａ）。そして、コイル１が通電され、電流値Ｉがゼロから大きくなると、第一磁束Ｍ１が発生する。第一磁束Ｍ１と第二磁束Ｍ２とは磁気回路を流れる方向が反対方向であることにより（図２参照）、第一磁束Ｍ１が第二磁束Ｍ２を打ち消すように作用する。これにより、第一位置吸引力Ｆｐ１は、第一吸引力Ｆ１（点Ａ）から低下する。そして、電流値Ｉが、ゼロから第一磁束Ｍ１と第二磁束Ｍ２とが等しくなるまで大きくなると、第一位置吸引力Ｆｐ１は、ゼロになる（点Ｃ）。さらに、この状態（点Ｃ）から電流値Ｉが大きくなると、第一磁束Ｍ１が第二磁束Ｍ２より大きくなるため、第一磁束Ｍ１による第一位置吸引力Ｆｐ１が生じる。したがって、第一位置吸引力Ｆｐ１がゼロから大きくなる。すなわち、第二吸引力Ｆ２（点Ｂ）は、電流値Ｉαに応じて変化する。
【００２５】
ここで、第二吸引力Ｆ２と第一押圧力Ｆｓ１との合力が所定外力Ｆｇより小さくなるように（Ｆ２＋Ｆｓ１＜Ｆ３）、電流値Ｉαの範囲Ｉｈが設定されている。範囲Ｉｈは、電流制御装置に供給される電圧のばらつきやコイル１の温度変化等によって、電流値Ｉαが変化する範囲である。このように、コイル１が通電されることにより、可動子４を第一位置Ｐ１に保持する第一吸引力Ｆ１が第二吸引力Ｆ２に変更されることにより、第二吸引力Ｆ２と第一押圧力Ｆｓ１との合力が所定外力Ｆｇより小さくなるため、可動子４が第一位置Ｐ１から第二位置Ｐ２へ移動する。
【００２６】
可動子４が第二位置Ｐ２に位置する場合、図２に示すように、可動子４には、所定外力Ｆｇと第一押圧力Ｆｓ１より大きい第二押圧力Ｆｓ２とが作用する。第二押圧力Ｆｓ２は、可動子４が第一位置Ｐ１から第二位置Ｐ２に移動した場合、スプリング７が圧縮されることにより生じる押圧力Ｆｓである。さらに、この場合、可動子４には、第二位置吸引力Ｆｐ２（特許請求の範囲の第三吸引力に相当）が作用する。第二位置吸引力Ｆｐ２は、可動子４が第二位置Ｐ２に位置する場合に、少なくとも第二磁束Ｍ２によって発生する可動子４をコイル１およびマグネット３に向けて吸引する吸引力Ｆである。可動子４が第二位置Ｐ２に位置する場合は、可動子４が第一位置Ｐ１に位置するときに比べ、可動子４とコイル１およびマグネット３とが離れているため、可動子４に作用する磁束の密度が低い。したがって、第二位置吸引力Ｆｐ２の大きさは、第一位置吸引力Ｆｐ１の大きさ以下になる。第二位置吸引力Ｆｐ２は、図３にて一点破線にて示されている。第二位置吸引力Ｆｐ２は、第一位置吸引力Ｆｐ１と同様に、電流値Ｉによって生じる第一磁束Ｍ１に変化に応じて変化する。
【００２７】
また、本実施形態においては、可動子４が第二位置Ｐ２に位置する場合、コイル１が通電されないように設定されている。これにより、可動子４には、図３に示す点Ｄにおける第二位置吸引力Ｆｐ２が作用する。点Ｄにおける第二位置吸引力Ｆｐ２は、電流値Ｉがゼロであるため、第二磁束Ｍ２のみによって発生する。
これらにより、第二位置Ｐ２は、具体的には、第二位置吸引力Ｆｐ２と第二押圧力Ｆｓ２との合力と、所定外力Ｆｇとがつり合う場合には、それらの力がつり合う位置、あるいは、所定外力Ｆｇが第二位置吸引力Ｆｐ２と第二押圧力Ｆｓ２との合力よりも大きい場合には、可動子４の他方面が突出部８ｂの端面８ｂ１（図２参照）に突き当たる位置、あるいは、所定外力Ｆｇを発生する外部部材が可動子４を所定量Ｘ１だけ図２の右方向に移動させる場合、第一位置Ｐ１から所定量Ｘ１だけ図２の右方向に離れた位置である。本実施形態においては、図２に示すように、第二位置Ｐ２は、第一位置Ｐ１から所定量Ｘ１だけ図２の右方向に離れた位置である。そして、可動子４は、所定外力Ｆｇが作用している間は、第二位置Ｐ２に位置する。
【００２８】
さらに、可動子４が、第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に復帰する場合について説明する。可動子４は、図２に示すように、第二位置Ｐ２に保持されている状態から、所定外力Ｆｇが取り除かれたときに、第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に復帰する。所定外力Ｆｇが取り除かれることにより、可動子４には、図２の左向きに作用する第二位置吸引力Ｆｐ２および第二押圧力Ｆｓ２のみが作用するためである。
【００２９】
本実施形態によれば、第一面１ａと、第一面１ａとは異なる第二面１ｂと、径方向外側の周面を延びる外周面１ｃと、径方向内側の周面に延びる内周面１ｄとを有し、かつ、通電されることにより第一磁束Ｍ１を発生する筒状のコイル１と、コイル１の外周面１ｃに沿って延びる外周部材２ａと、コイル１の内周面１ｄに沿って延びる内周部２ｂ１と、コイル１の第一面１ａに沿って延び、かつ、外周部材２ａの一端部と内周部２ｂ１の一端部とを連結する端面部２ｂ２と、を備え、第一磁束Ｍ１が流れる磁気回路を形成するヨーク２と、コイル１の第二面１ｂに対向し、かつ、ヨーク２の内周部２ｂ１に接触するとともに、ヨーク２の外周部材２ａからコイル１の径方向に所定距離離れて配設され、第一磁束Ｍ１が流れる方向と反対方向に磁気回路を流れる第二磁束Ｍ２を発生するマグネット３と、マグネット３に対向するとともに、ヨーク２の外周部材２ａと接触可能に、かつ、マグネット３からコイル１の軸方向に所定距離離れて配設された磁性体の可動子４と、を備えたソレノイド１０であって、可動子４は、ヨーク２の外周部材２ａに接触する第一位置Ｐ１と、ヨーク２の外周部材２ａから、コイル１の軸方向において、第一位置Ｐ１よりもさらに離れた第二位置Ｐ２との間を移動し、可動子４が第一位置Ｐ１に位置する場合、コイル１が通電されていないとき、第二磁束Ｍ２によって発生し、可動子４をマグネット３に向けて吸引する第一吸引力Ｆ１により、第一位置Ｐ１に保持され、コイル１が通電されておらず、可動子４が第一吸引力Ｆ１によって第一位置Ｐ１に保持されている場合、第一吸引力Ｆ１が可動子４に対して作用する方向と反対方向に、第一吸引力Ｆ１より小さい所定外力Ｆｇが外部部材によって可動子４に作用するとき、コイル１が通電されて第一磁束Ｍ１が発生することにより、第一吸引力Ｆ１が所定外力Ｆｇより小さい第二吸引力Ｆ２に変更されることにより、第一位置Ｐ１から第二位置Ｐ２に移動し、可動子４が第二位置Ｐ２に位置する場合、外部部材による所定外力Ｆｇと、少なくとも第二磁束Ｍ２によって発生し、可動子４をマグネット３に向けて吸引する第二位置吸引力Ｆｐ２とが可動子４に作用するとき、所定外力Ｆｇが取り除かれることにより、第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に移動する。
これによれば、円板状に形成されたマグネット３がその一方面をコイル１の他端面に対向するように配設され、円板状に形成された可動子４がその一方面をマグネット３の他方面に対向するように配設されているため、可動子４がコイル１の内周面１ｄ内側に配設されている場合に比べて、マグネット３によって生じる第二磁束Ｍ２が作用する可動子４の面積（吸着面積）を大きくすることができる。よって、コイル１の大型化を招くことなく可動子４に作用する吸引力Ｆを比較的大きくすることができる。
さらに、可動子４に作用する吸引力Ｆを比較的大きくするために、マグネット３の材料を、比較的高コストである磁束密度の高い材料に変更することを回避することができる。
また、マグネット３は、可動子４に固定されていないため、可動子４が移動する場合においても移動せず、かつ、可動子４から所定距離離れて配設されている。これにより、可動子４が移動して、可動子４と外周部材２ａとが接触するときに発生する衝撃が、マグネット３に直接的に作用しない。よって、マグネット３の割れの発生が抑制されるため、ソレノイド１０の信頼性を向上することができる。
【００３０】
また、ソレノイド１０において、ヨーク２の内周部２ｂ１のマグネット３が接触する部位には、コイル１の径方向に延びるフランジ部２ｃ１が、ヨーク２の外周部材２ａからコイル１の径方向に所定距離離れて全周に亘って形成されている。
これによれば、フランジ部２ｃ１によって、内周部２ｂ１の他端面とマグネット３の一方面とが接触する面積を大きくすることができるため、第二磁束Ｍ２をさらに大きくすることができる。よって、可動子４に作用する吸引力Ｆをさらに大きくすることができる。
【００３１】
また、ソレノイド１０において、可動子４をマグネット３に向けて押圧するスプリング７をさらに備え、スプリング７の押圧力Ｆｓは、可動子４が第一位置Ｐ１に位置するとき、スプリング７の第一押圧力Ｆｓ１と第二吸引力Ｆ２との合力の大きさが所定外力Ｆｇの大きさよりも小さくなるように設定されている。
これによれば、スプリング７が可動子４をマグネット３に向けて押圧するため、可動子４を第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に確実に復帰させることができる。
また、例えばソレノイド１０が車両に用いられた場合において、車両の走行によって生じる振動がソレノイド１０に作用する場合においても、可動子４を第一位置Ｐ１に確実に保持することができる。
【００３２】
また、ソレノイド１０において、可動子４には、所定外力Ｆｇが作用する非磁性体のシャフト５が固定されている。
これによれば、可動子４には、所定外力Ｆｇが作用するシャフト５が固定されているため、所定外力Ｆｇを可動子４に確実に作用させることができる。
【００３３】
なお、上述した実施形態において、ソレノイドの一例を示したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を採用することもできる。例えば、第一磁束Ｍ１および第二磁束Ｍ２の磁気回路を流れる方向を、図１および図２に示す方向とはそれぞれ逆方向になるように、コイル１およびマグネット３を構成するようにしても良い。
また、可動子４が第二位置Ｐ２に位置する場合に、コイル１に通電するようにしても良い。また、可動子４を第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に復帰させる場合に、コイル１に通電するようにしても良い。この場合、第一磁束Ｍ１および第二磁束Ｍ２の少なくとも一方によって生じる第二位置吸引力Ｆｐ２によって、可動子４が第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に移動する。
【００３４】
また、上述した実施形態において、ソレノイド１０は、スプリング７を備えているが、スプリング７を備えないようにしても良い。この場合、可動子４が第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に復帰することができるように、第二位置吸引力Ｆｐ２がゼロにならないように、電流値Ｉの範囲Ｉｈを設定すると良い。また、ソレノイド１０の姿勢を、コイル１より上方に可動子４が位置するようにして、可動子４の自重にて、可動子４が第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に復帰できるようにすると良い。
【００３５】
また、上述した実施形態において、シャフト５は、図１および図２に示すように、他端部がヨーク２から突出するように配設されているが、図４に示すように、保持部材８から突出するようにしても良い。この場合、軸受６を保持部材８の貫通穴８ａに配設すると良い。また、シャフト５がソレノイド１０の外郭から突出しないように、シャフト５の長さを設定しても良い。また、シャフト５を備えずに、所定外力Ｆｇを可動子４に直接的に作用させるようにしても良い。
【００３６】
また、上述した実施形態において、図１および図２に示すように、内周部２ｂ１の他端にフランジ部２ｃ１が形成されているとともに、マグネット３の一方面とフランジ部２ｃ１の端面とが接触するように配設され、可動子４の一方面と外周部材２ａの他端面とが接触可能に配設されている。これに代えて、図４に示すように、外周部材２ａの他端にフランジ部材２ｄのフランジ部２ｄ１を、外周部材２ａの他端から径方向内側に突出するように、内周部２ｂ１から径方向に所定距離離れて全周に亘って形成するとともに、マグネット３の一方面とフランジ部２ｄ１の端面とが接触するように配設され、可動子４の一方面と内周部２ｂ１の他端面とが接触可能に配設されるようにしても良い。この場合、マグネット３は、内周部２ｂ１から径方向に所定距離離れて配設される。
【００３７】
また、上述した実施形態において、フランジ部２ｃ１およびフランジ部２ｄ１の一方とマグネット３とが接触しているが、ヨーク２がフランジ部材２ｃおよびフランジ部材２ｄを備えないようにして、外周部材２ａおよび内周部２ｂ１の一方の他端面とマグネット３とを接触させるようにしても良い。
また、上述した実施形態において、シャフト５が軸受６を介して支持されているが、軸受６を備えないようにしても良い。この場合、ヨーク２の内周面または貫通穴８ａにてシャフト５を支持するようにしても良い。
【００３８】
また、上述した実施形態において、コイル１は、円筒状に形成されているが、これに代えて、径方向断面形状を筒状に形成するようにしても良い。また、マグネット３および可動子４は、円板状に形成されているが、これに限定されず、平面視が方形状の板状に形成するようにしても良い。また、マグネット３および可動子４の外表面が曲面を有するように形成しても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１…コイル、１ａ…第一面、１ｂ…第二面、１ｃ…外周面、１ｄ…内周面、２…ヨーク、２ａ…外周部材（外周部）、２ｂ１…内周部、２ｂ２…端面部（連結部）、２ｃ１…フランジ部、３…マグネット、４…可動子、５…シャフト、６…軸受、７…スプリング、１０…ソレノイド、Ｆ１…第一吸引力、Ｆ２…第二吸引力、Ｆｇ…所定外力、Ｆｐ１…第一位置吸引力、Ｆｐ２…第二位置吸引力（第三吸引力）、Ｆｓ１…第一押圧力、Ｆｓ２…第二押圧力、Ｇ１…第一隙間、Ｇ２…第二隙間、Ｇ３…第三隙間、Ｉ…電流値、Ｍ１…第一磁束、Ｍ２…第二磁束、Ｐ１…第一位置、Ｐ２…第二位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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