メカトロニクス情報誌

2019 年 1 月 1 日 発行

新電元メカトロニクス株式会社

Shindengen Mechatronics Co.,Ltd.

めかとろ通信第 30 号＜ソレノイドの応用例＞
ソレノイドは構造がシンプルで動きも単純です。電気的にも電圧を印加するだけで簡単に駆動することができます。その応用はさまざまなジャンルにおいて極めて多様な使われ方をされています。今
回は少々変わった使い方を含めてアプリケーションをいくつかご紹介します。簡単な構造のものが中心ですが、標準ソレノイドはでなく若干特殊な構造のソレノイドで成立するものもあります。ソレノイドの応用を検討するうえでご参考いただければ幸いです。中には検証の不十分なものもありますので、あくまでもアイデアとしてご覧ください。

■１．ハンド機構
開口幅

フィンガー
第一関節
アーム
第二関節
ソレノイド

ソレノイドを使用したハンド機構です。
ソレノイドの駆動ストロークと比べてフィンガーの開口幅を大きく取り、使い勝手に配

ソレノイドは通電電流で発生推力を制御可能なので、電流で握力を調整することが可能です。
また、電流をコントロールする

慮しています。
フィンガーの関節を２か所に設け、２段階動作をことで、固いものだけでなく柔らかいものにも優しく対応できまなるので、この付近でターゲットをしっかりと掴めるような動作ラソレノイドよりも、スーパーストロークソレノイドが適してい行います。
ソレノイドは動作範囲の最終端付近で推力が大きくを行います。

す。握力制御をする場合は、プッシュ・プルソレノイドやチューブます。

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＜ソレノイドの応用例＞■２．追放型駆動方式ハンマユニット
対象に衝撃を加えるためのハンマユニットです。ハンマはハンマ復帰ばねで待機位置に戻されています。
ソレ

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ノイドに通電すると駆動リンクと駆動リングによってハンリーストローク内に設定します。ハンマの負荷との衝突点の位置変化にも柔軟に対応します。連動ばねは待機位置において、シャフトと駆動リングを密着させ、確実に駆動マを駆動ストローク分だけ駆動します。ハンマはこの駆動させるためのものです。

うに設計してあります。
これはソレノイドの推力が可動最流を短時間に立ち上げる必要があります。具体的には「めストロークを越えてフリーストローク分だけ動作できるよ
終点で最大となるので、ここで得られる加速力を有効に使うことができるようにするための工夫です。衝突点はフ大きな衝撃力を得るためには、通電方法を工夫して電かとろ通信」第24号をご覧ください。

紛体を扱うホッパや、発音などに用いられます。

ハンマ復帰ばね
シャフト

ソレノイド

連動ばね

駆動リング
駆動リンク

ハンマ

駆動ストローク
フリーストローク

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＜ソレノイドの応用例＞■３．コネクタシェルのロック＜３−１. コネクタ抜去管理＞
ロック

電子機器へのコネクタのロック状態を復帰ばね
ロックアームシステムで管理したいことはよくあります。そのような場合では、セキュリティの面などからコネクタを取り外してよいときにのみロックを解除します。コネクタ

シェルは、ソレノイド未通電状態で挿入するとロックアームにより固定され抜けなくなります。ソレノイドに通電すると、ロックアームはロック解除位置に駆動され、コネクタを抜き取ることが可能にな

ソレノイドコネクタシェルります。

ロック解除
ソレノイド通電＜３−２．コネクタ接続管理＞
コネクタのロック機構です。コネクタ

ロック（挿入禁止）

シェルの挿入口の一部にロックピンが配置されています。
このピンが突出した状態ですと、コネクタシェルは差し込むことができません。ソレノイドが未通電で消磁状態の場合、ロックピンはスプリングによって突出し、ロック状態です。ソレノイドに通電すると、リンクバーがロックピンを引き込み、ロック状態が解除されま通電：ロック解除す。この状態ではコネクタシェルを接続状態まで差し込むことができます。

この仕組みを利用すると、使用準備のできていないときにコネクタの接続を禁コネクタシェル止することができます。

ロックピン
復帰ばね
リンクバー

ソレノイド

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＜ソレノイドの応用例＞■４．円筒・円柱のクランプ機構＜４−１．円筒の内径クランプ＞
固定（通電）

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ツメ駆動アーム

解放（非通電）

固定ツメ

回転：クランプ

ツメ回転軸
駆動円盤

被固定円筒

円筒を内径側からクランプする機構です。ロータ

リソレノイドで固定ツメを駆動します。

ロータリソレノイドで駆動円盤を回転させると、ツメ駆動アームが固定ツメを外側に開くように動作しベースプレート

スプライン軸受またはオルダムジョイントて円筒の内径をクランプします。

ロータリソレノイドは作動時に軸方向運動を伴うので、これを吸収するためにオルダムジョイントやスプライン軸受などを用いてこれを吸収する必要がロータリソレノイドあります。

＜４−２．円筒または円柱の外径クランプ＞
円筒、または円柱をクランプする機構です。

この機構ではロータリソレノイドで固定ツメを駆ロータリソレノイド動します。ロータリソレノイドで駆動円盤を回転させると、ツメ駆動アームが固定ツメを外側に開くように動作し、てこで、外径側をクランプします。

ベースプレート

オルダムジョイント

ロータリソレノイドの作動時に生じる軸方向運動を吸収するために、オルダムジョイントを用いています。

被固定円筒
または円柱

駆動円盤
固定ツメ
ツメ回転軸

回転：クランプ

ツメ駆動アーム
固定（通電）

解放（非通電）

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＜ソレノイドの応用例＞■５．仕分機構＜５−１．流路切換（分岐）機構＞
フラップ

ロータリソレノイド

ワーク0

ワーク１

ワーク流路１２
ワークの搬送で流路を切り替えたいときに適した機構です。

ロータリソレノイドで切り替えに使用するフラップを直接駆動

ワーク2できます。モータと違って減速機構が不要となり、構成は極めて単純で、高速切り替えが可能です。駆動にもドライバ等が不要になります。

＜５−２．合流機構＞
可動フェンス上
ワーク１

復帰ばね

ワーク２

ワーク３
連動リンク

１

ワーク4２

プッシュ・プル ソレノイド

可動フェンス下ワークの搬送機構で、２方向の流路から１方向に合流制御り替える動作を行います。
この機構にはプッシュ・プルソレノで構成され、それぞれ独立して駆動します。連動リンクによる減速機構を使用せず高速駆動が可能です。各フェンスには、を行う機構です。切換流路は可動フェンス上と可動フェンス下パラレルリンク機構で連結し、通路を「１」と「２」の方向に切イドを使用し、リンクで駆動しています。モータ駆動と異なり、非選択側にストッパを設けて誤進入を防止しています。

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＜ソレノイドの応用例＞＜５−３．ワークストッパ＞

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ワーク

係止流動ローラ
待機ストッパ
通過ストッパ
戻しばね（トーションバネ）スイングアーム
ロータリソレノイド
通電

アームストッパ

搬送経路中をランダムな間隔で流れてくるワークを、一定

アームストッパは待機位置に戻るため、スイングアームは自スイングアームは戻しばねによって待機ストッパに接する御することで、流す間隔の調整をしたり、下流の準備を待って間隔で流すように調整する機構です。

ところで待機しています。
ソレノイドに通電すると、アームストッパはスイングアームを回転途中で止める位置まで回転します。この状態では流れてきたワ−クはスイングアームによって係止状態とされます。ソレノイドの通電を解除すると由回転してワークは流れて行きます。
ソレノイドの通電を制からワークを流したりすることができます。
ここでは、ソレノイドに通電で係止としましたが、無通電で係止、通電で流動とすることもできます。

■６．エアバルブ
inout

inout

ソレノイド

ソレノイド

プランジャ
復帰ばね

プランジャ
復帰ばね
弁座
ノーマルクローズ型

弁座
ノーマルオープン型

電磁弁の例です。流体や気体の流れを制御する電磁弁に挙げたものは、ポペット型で構成した空気のオンオフはソレノイドで駆動されます。電磁弁にも、単純なオン弁です。これはソレノイドのプランジャで弁体を駆動しとオフを切り替えるオンオフ弁のほか、比例的に圧力やます。未通電時に閉弁しているノーマルクローズ型と、流量を制御する比例弁があります。また、構造的にもポ未通電時に開弁しているノーマルオープン型があり、図ペット型やスプール型など多くの型式があります。ここはその代表的な構造を示しています。

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＜ソレノイドの応用例＞■７．カッタユニット＜７−１．テープカッタ＞＜７−２．カッタユニット（ハサミ型）＞

幅を狭く抑えたカッタユニットです。テープなどの幅の狭いもの

プッシュ・プルソレノイドを使用したカッタユニットです。刃の回のカットを想定しています。可動刃をソレノイドでダイレクトドラ

転中心を刃の延長線上からずらすことにより、引き切り効果で切使用していないので高速動作が可能です。

切断時間を短縮できます。

イブすることで機構をシンプルに構成しています。
また、減速機をれ味を向上させています。
この機構では、ソレノイドの高速動作でソレノイド

ソレノイド

復帰ばね
可動刃

リンク
回転軸
可動刃
テープ
固定刃

固定刃

＜７−３．ロータリカッタ＞
ロータリソレノイドを使用したカッタユ

ニットです。回転力が直接得られるロータリ

ソレノイドと回転刃を組み合わせ、減速機構などを介さず、ソレノイドと回転する刃を直結する非常にシンプルな機構です。幅広な対象に適しています。ロータリソレノイドには回転時に軸方向運動を生じますが、この例では軸方向に動いても問題なく、吸収機構は不要です。

回転刃

回転カット対象
ロータリソレノイド

固定刃

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＜ソレノイドの応用例＞■８．テンションコントローラ
ミシンなどの糸の張力を制御するためのテンションコントローラで糸す。固定皿と可動皿に挟まれた糸

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固定皿

は、ここを通過するときに２枚の皿可動皿に 加えられ た 荷 重 によってテンションを制御することができます。
ソレノイド推力比 例ソレノイド は そ の 有 効スト

ローク内においては発生推力が電流によって決まり、ストロークには依存しません。
このため、糸の太さに影響を受けず、電流値によって糸のテンションが制御できます。
また 、未 通 電 時 にも最 低 限 の テンションを得るために、プリテンション用ばねで与圧を与えています。

図は本格的な比例ソレノイドを使用したものですが、VCMも位置

比例ソレノイドプリテンション用ばね（復帰ばねではない）によらず電流でのみ推力が決まり糸走行方向ますので、比例ソレノイドと同様に使用することができます。

■９．終わりに「めかとろ通信」は今号で第 30 号を迎えることとなり全ては把握できているわけではありませんが、中には製ました。2005 年に第１号を発行して以来、さまざまなご造側としてまったく想像していなかったようなものも多意見を頂きましたが、それらは次号を期待する声と解釈くあります。ただ、残念ながらソレノイドの本質からすして続けてまいりました。ご期待に添えるようなものにれば、ここはこうした方がよいのではないかと思うことなっているでしょうか。ぜひ、ご意見をお寄せください。

も少なくないのです。勉強不足と情報の発信不足を反省

今回は今までと少々異なり、応用例をいくつかご紹介させられます。このあたりに、本誌がお役に立てればこさせていただきました。まだご紹介したいアイデアもあれほど嬉しいことはありません。応用例のいくつかは当りますので、機会があれば掲載していきたいと考えてい社のホームページでもご紹介させていただいておりますます。ソレノイドは動作、構造共に単純ですが、その使ので、そちらもぜひご覧ください。

用方法については定められた方法があるわけではありま

これからも、期待頂ける内容となりますよう努力してません。それだけに、応用分野と使用方法は多岐にわたり、いります。よろしくお願いいたします。

非常に多くなっています。当社ではお客様の応用方法を■この資料の内容は改良の為、お断り無く変更することがありますのでご了承ください「めかとろ通信」に関するお問い合わせは2019 年 1 月現在

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本

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