メカトロニクス情報誌

2019 年 5 月 1 日 発行

新電元メカトロニクス株式会社

めかとろ通信
Shindengen Mechatronics Co.,Ltd.

第 31 号＜ ソレノイド用語解説＞
当社は「ソレノイド」を主力製品としています。当然お客ことを聞く場合があります。そこで、当社の製品の説明に使様とはソレノイドを中心とした情報の交換が行われるわけでわれる用語を集めて、その意味するところを一覧にしてみる

すが、ソレノイドを応用していただく工業製品の分野は大変ことにしました。ソレノイド周辺の「用語辞典」としてご活

広くそれぞれの分野で使われる用語にはかなり「方言」とも用ください。ただし、この内容は当社内での解釈、用法であり、いうべき表現上の差が感じられることがあります。これを暗JIS 等の規定とは一致しない部分もありますのでご承知おきく

黙の了解で済ませてしまうと思わぬトラブルにもつながりかださい。

ねません。実際、「これは、こうだと思っていたのに」という■１. ソレノイド形式【直流ソレノイド（DC ソレノイド）】直流で駆動【コニカル型・フラット型】ソレノイドは、磁極

プルする最も基本的な構造のソレノイド。プル型の形状によるストロークと吸着力の関係でとプッシュ型に加えて回転型もあり、サイズ

様々なバリエーションの設定が可能になる。

も豊富である。

その最も基本的な形状が、平坦な端面を有す

プランジャ【交流ソレノイド（AC ソレノイド）】交流で駆動するソレノイドで、作動初期の吸着力が大きるフラット型と、円錐型の組み合わせになる
コニカル型である。コニカル型は円錐の角度

吸着力

くストロークが大きく取れる利点がある一とその高さによって特性が変化する。

方、突入電流を生じ、作動音が大きく、作動【プッシュ型・プル型】ソレノイドはその作動力

後にうなり音を生じるという問題がある。まを固定磁極と可動磁極の吸着力で得る。従った、作動ストロークの途中で機械的にロックが高く、安全性が問題となる用途には慎重な検討が必要となる。直流ソレノイドに整流素て力を直接取り出すとプル型となるが、駆動ベースしたような場合にはコイル焼損に至る可能性

コニカル

コイル

シャフトを貫通し反転させるとプッシュ型にフラット子を内蔵し、交流電源を直接接続できるようにしたものも交流ソレノイドと呼ぶことがある。

なる。
【クラッパー型】リレーのような形状を持ち、接点の代わりにレバーを用いて負荷を駆動する

プッシュもの。ローコストに構成できる。

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＜ ソレノイド用語解説＞【静音型】交流ソレノイドは作動終了時に固定さらに長いスト

両方向ロータリソレノイド
RM シリーズ

磁極と可動磁極を接触させることが必要なロークを駆動可ため、大きな作動音が生じてしまう。これ能にしている。

に対して直流ソレノイドは両者の間にワッ【３ポジションソレノイド】一般的なソレノイ

シャを挟むことが可能で、これに衝撃を吸ドは通電時と無通電時の 2 か所の位置で静収する素材を用いることで作動音の低減が止する。これに対して３ポジションソレノ

可能となる。また、固定磁極と可動磁極のイドは 2 つのコイルを持ち、無通電時は中対向面を無くしたものもあり、これは接触央で待機し、どちらかのコイルに通電する点が存在しないので作動音を生じない。こと通電した側に動作する。このように中央のような形式が「無音ソレノイド」または「静に加えて両端の 3 か所で静止できるように音型」と呼ばれる。ただし、吸引力は大き 【両方向ロータリソレノイド】回転子に永久磁
く劣り、応用は限定的になる。

したものが３ポジションソレノイドである。

石を用いて、外側に置いたコイルに通電す 【VCM】( ボイスコイルモータ）永久磁石によっ【自己保持型】ソレノイドの吸引力を発生する

ることで発生する磁束と永久磁石との相互て作られた磁界中にコイルを配置し、この固定磁極から可動磁極に至る磁気回路中に作用で回転力を得る形式のロータリソレノ

コイルに通電した際に生じるローレンツ力

永久磁石を配置し、無電力で保持力を得らイド。通電極性を変えることで両方向に回を駆動力として利用するアクチュエータ。

れるようにしたもの。作動前、作動後の両転する。

ソレノイドは鉄系の磁性体で作られた可動方向で保持が可能な二方向型と、作動後の 【スーパーストロークソレノイド】比較的長い

磁極に力が生じるのに対して、VCM はコイ

み保持が可能な一方向型がある。作動時、ストロークが得られる形式として漏えい磁

ルに生じる力を利用するため、可動部に磁および復帰時のみの通電で使用可能であり、束型があり、当社のチューブラソレノイド

性体を持たず、軽量に仕上げることが出来

極めて省電力が実現できる。

はこれに近い構造を有している。スーパーる。このため、高速動作が可能となる。半面、ストロークソレノイドはこのチューブラソ

コイルで発生した熱を外部に逃がすのが難

レノイドをベースに当社独自の磁極構造でしく、大出力は得にくい。スピーカの駆動

自己保持型
一方向保持型

吸引力（N)用として広く利用されたため、このようにスーパーストロークソレノイド呼ばれている。

10【ムービングコイル型】⇒VCM

通電率25%

9
8

ベース
コイル

フレーム

永久磁石

プランジャ

二方向保持型

ボイスコイルモータ原理

標準チューブラ S75型

7

磁気ギャップと磁束65コイル
コイルボビンスーパーストローク S75SS型

4

シャフト

ベース
フレーム コイル

プランジャ
永久磁石

ベース

3
2

コイル
1
0
0

■2. 定格

2

4

6

8

10

12

14

ストローク
（ｍｍ）

16

18

20

永久磁石

永久磁石による磁束【コイル抵抗】直流抵抗を表す。巻線は銅線をとはかなり差を生じることがあるので注意

まる。従って、同じソレノイドでも、連続使用しているため、抵抗値は銅の温度係数が必要。計測には抵抗法が用いられること通電される場合と、間欠通電される場合でにより温度に依存して変化する。

が多い。

は定格電圧が異なる。

【絶縁階級】（耐熱クラス）ソレノイドのコイル 【抵抗法】コイル温度の計測方法。コイルの直 【作動周期】（デューティ）ソレノイドに通電すの耐熱温度を絶縁階級で表し、各絶縁階級

流抵抗を計測し、銅の温度係数からコイルる時間と通電しない時間の比で、通電時間で最高許容温度が決められている。

温度を算出する方法。コイル全体の平均温を通電周期で除したものとなる。休止期間

度が求められる。カタログには 20℃の抵抗の 無 い、連 続 で 通 電 さ れ る 場 合 に は 1

値を記載している。

(100%) で最大となる。周期的な繰り返しでA 種・・・105℃
E 種・・・120℃
B 種・・・130℃【定格電圧】ソレノイドはその通電周期によっ使用されない場合には、最も大きくなる条F 種・・・155℃て印加可能な電力が定まり、定格電圧が定件を用いる。百分率 [%] または分数形式でH 種・・・180℃表記される。

【AWG】AMERICAN WIRE GAUGE の略称で、アメリカで 制定された電線の規格。導体の直径寸法等が定 められている。コイルワイヤー
サイズの指定に用 いられ、数値が小さいほ
ど太く、大きいほど細くなる。
【温度】特に指定しない限り、コイル温度は巻線全体の平均温度を指す。コイル表面温度

抵抗法による温度上昇の計算
t=

R2-R1
R1

作動周期
ON 時間

(234.5+t1)+(t1-t2)

t：温度上昇 (℃）
t1：周囲温度 [ 上昇前 ](℃)
t2：周囲温度 [ 上昇後 ](℃)
R1：コイル抵抗 [t1](Ω)
R2：コイル抵抗 [t2](Ω)

OFF 時間ON
OFF
作動周期 =

ON 時間
ON 時間＋OFF 時間

X100（％）

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＜ ソレノイド用語解説＞【最大 ON 時間】ソレノイドを間欠通電する場 【温度上昇】ソレノイドはコイルに通電すると（オ ー プ ン フ レ ー ム ソ レ ノ イ ド、合、その作動周期によって通電可能電力がその電力に依存して温度が上昇する。当社

自己保持型ソレノイド は 1.3 倍）。な

定まるとともに、その電力を通電できる最のカタログ標準品はこの上昇分を 85℃とし

お、この値は使用条件によっては小さく設

長時間が定められている。この時間を越えて定格が定められている。初期温度は 20℃定することも 可能となるが、コイルの発熱て通電するとコイルが焼損する場合がある。

として設定している。

や放熱条件、電圧変動範囲を考慮し て決め【短時間定格】ソレノイドを使用する際、連続 【安全率】ソレノイドは通電時にコイルの発熱る必要がある。

で駆動する場合と間欠の場合とがある。ソによって抵抗値が上昇し、流れる電流が低 【標準放熱板】ソレノイドのコイルは通電によ

レノイドには通電できる最大電力が定めら下する。電流低下 により、アンペア・ター

り発熱する。こ の熱は本体に取り付けられれており、これ以下であれば連続で通電でンが減少し、ソレノイドの出 力は低下する。

た取付板等の固定部材を経由して放熱 する。

きる。これを越える場合には休止期間を設

この現象を避けることは出来ない。あらか

弊社では各ソレノイドに対して放熱板の面

けて平均電力を下げる必要があり、この場

じめこの出力低下を見込んで、負荷を駆 動積を定め、これを標準放熱板と定義してい合の通電条件を短時間定格とする。カタロ

するのに必要な出力の 1.5 倍の能力を有する。カタロ グには標準放熱板を使用したとグには連続定格と複数種類の短時間定格がるものを選択することで確実に作動できる

きの電圧・出力を掲 載している。一般的に定義されている。

は固定部材が放熱板として使用される。こ【アンペア・ターン】（AT) 起磁力の単位。磁力を発生させる大きさで、コ イルに流れる電流（ア ン ペ ア）と コ イ ル の 巻 数（タ ー ン）

250

ンでの使用は一般的ではない。
アンペア・ターン（AT）＝アンペア（A）× ターン（T）なる。このため、最終的には実機にて発熱量を確認する必要がある。
【電力】（ワット）電力は、電気エネルギーの消吸引力

周期 10% (f=1/10) を超えるアンペア・ター

異なるので、定格表と条件が異なることに

0.5mm

200

ンペア・ターンに比例し、アンペア・ター
コ イル温度上昇や磁気飽和の関係で、作動により変化 し、標準放熱板使用時と条件がストロークの積をいう。ソレノイドの機械的出力は アンが大きい程出力は大きくなる。ただし、の固定部材の放熱能力は、材質や周囲環境

4EF 型プッシュプルソレノイド
吸引力特性

150

N

費量を表す。ワット（W）という単位で大きf=1/10100

さを表し、電圧（V）と電流（A）の積であり、次 式で算出される。

50
0
0

500

1000

1500

2000

2500

AT

電力（W）＝電圧（V）× 電流（A）

3000

f=1/10 付近で飽和が始まる傾向が見られる■3. 特性【吸引力】ソレノイドがコイルへの通電によりいものが大きな値を示す。また、磁気ギャッた状態をストローク 0mm と定義している

発生する力で、固定磁極に対して可動磁極

プによっても影響を受け、ギャップワッシャ

ことに注意。負荷を設置した場合で作動前が吸引される力。これを外部に取り出してを薄くしてギャップを狭くしたものは保持の位置が最大ストロークとなる。

負荷を駆動するために使う。ソレノイドは力が大きくなるが、電流遮断時の残留吸着 【回転方向】回転子側から見て右回転を R 型、

基本的には吸引方向に力を発生するので、力に注意が必要である。

「プッシュ型」は貫通シャフトにより反対方⇒「めかとろ通信」第 27 号参照。

左回転を L 型と定義している。
【軸方向運動】( アキシャルストローク )ヘリ

向の力を得ている。このため、「プッシュ型」 【保持電流】負荷の駆動後にその位置を保持す

カル型のロータリソレノイドは、回転時にでも吸引力と呼んでいる。

るような動作を行わせるとき、その保持動

若干の軸方向の移動を生じる。ソレノイド【吸着力】⇒吸引力

作を継続するために必要な電流。ソレノイ内部で発生した吸着力をこの動きによって【推力】⇒吸引力

ドは作動開始時より作動終了点の方が大き回転運動に変換している。このため、負荷【残留吸着力】ソレノイドは磁極の構成部品にな力を発生することが出来るために、作動の取付に よってこの動きを阻害しないように鉄系の磁性体を使 用している。磁性体の磁後の保持位置においては駆動電流を減じるすることが必要である。

気的材質によってはソレ ノイドの通電を遮ことが可能な場合があり、駆動電力を削減

断した後に、多少の磁束が残留す ることができる。フラット型は作動終了時の力が大あり、これを「残留磁気」という。こ の残きいので、この効果が大きい。

ロータリソレノイドの軸方向運動
軸方向運動

留磁気により生じる吸着力は復帰不良の原 【最小総トルク】カタログに記載された出力因となることがあ る。新電元ソレノイドは

トルクには復帰ばねトルクが含まれていな

吸着時にエアギャッ プを設けることで残留い。従って、出力トルクは、復帰ばねトル

磁気による影響を軽減するように設 計されクを減じたものとなり、これを最小総トルている。

クという。また、出力トルクは回転に伴っ【残留磁気】⇒残留吸着力て変動するため、起動時のトルクと定めて【保持力】ソレノイドの基本動作の一つが「押

いる。

無励磁時

励磁時

さえる」という動作。このときの押さえる 【ストローク】ソレノイドに通電して作動す
力を「保持力」という。保持力は磁極の形

る距離を表す。負荷を設置しない状態で通状によって大きく変化し、フラット面の広電したときに可動磁極と固定磁極が接触しShindengen Mechatronics Co.,Ltd.

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＜ ソレノイド用語解説＞【応答時間】( 応答速度 ) ソレノイドを使用する

保持電流以上の値の電流が流れている間はとき、通電開始から作動終了までの時間を復帰動作を開始せず、これを下回ったとこ

応答時間としている。「応答速度」と呼称すろから復帰動作を行い、待機位置まで復帰る場合もあるが、計測単位はほとんどのケー

する。このため、「復帰時間」は復帰動作をスで「時間」となるため、「応答時間」が正開始するまでの「遅れ時間」と、実際に待しい。ソレノイドはインダクタンスを有す機位置まで移動する「可動時間」に分けらるために、通電を開始してから作動開始にれる。

必要な推力が得られるまでの時間に遅れを 【応答時間計測】応答時間および復帰時間の計生じる。このため、応答時間は、電流の立

測はシャフトまたはプランジャの位置を変

ち上がり遅れによる「遅れ時間」と「可動位計によって計測する。また、駆動時の電時間」に分けられる。

流変化を観測することで作動の終了時間を【復帰時間】( 復帰速度 ) 電流を遮断してから初計測することも可能である。この方法は極期位置に戻るまでの時間を「復帰時間」とめて簡便ながら正確であるために一般的にしている。「復帰速度」と呼称する場合もあ用いられている。可動磁極が移動することるが、ほとんどの場合に計測単位は「時間」

でインダクタンスに変化を生じ、これが電であることから「復帰時間」が正しい。ソ流の変化率に現れる。作動の開始点は不明

レノイドのコイルはインダクタンスを有し、瞭ながら、終了点は明確に判別できる。応電流遮断時の逆電圧対策を施して使用され

答時間はほぼすべての場合に有効ながら、る。この対策方法によって異なるが、電圧復帰時間に関しては計測できる場合は限らの遮断から電流が 0 に向かって垂下するのれる。

に一定の時間を必要とする。ソレノイドは

ソレノイド電流波形による応答時間の計測
電流ソレノイド電流動作時間

時間

変位 ( ストローク )
動作開始

遅れ時間

動作終了

時間

可動時間

■4. 取付【マウンティングねじ】ソレノイドを固定する 【磁気漏えい】( 磁気ショート ) ソレノイドは固ための機構で、スタッドネジがソレノイド

定磁極と可動磁極の間に磁束を供給して両に固定されていて、対象にナットで固定す者間の吸引力を推力として利用する。外部る。

に可動磁極が露出している型式において、【タップ】( ベースタップ ) ソレノイドを固定す

ソレノイドを磁性体である鉄系の基部に設るための機構で、ケースまたは構成フレー

置し、ここに取り付けられたストローク設

ムにタップネジが切られているもの。対象

定用のストッパで可動磁極の作動範囲を決に取り付けビスで固定される。ソレノイド

めるような場合は注意が必要である。このはケース内にコイルを格納しており、このストッパが磁性体であると、外部にこのス

格納ケースにタップ穴を用意している。こトッパを経由する磁束の通過経路が発生し、のため、長いビスをねじ込むとコイルに到

本来可動磁極から固定磁極に向かう磁束が達して絶縁耐圧を低下させたり、断線を生外部に漏出することで吸引力が低下、作動じさせたりと致命的な状態となるため、ビ不良に陥ることがある。ストッパに非磁性

ス長の選定は慎重に行う必要がある。

体を用いるか、シャフトなどの非磁性体部で動作範囲を設定するようにすることが必要となる。

漏えい磁束による作動不良
ストッパ

プランジャ

ベースプレート
漏えい磁束
ベースプレートとストッパが磁性体のとき■5. 寿命【期待寿命】ソレノイドの寿命はその負荷や使 【準長寿命型】ロータリソレノイドに設定して用頻度によって大きく変化するために定義いる寿命改善型。標準型の軸受を変更する

しにくく、当社で定めた環境における寿命

ことで寿命の改善を図ったもの。

を「期待寿命」と定めている。実環境での 【長寿命型】軸受や可動磁極の摺動部に寿命を寿命についてはそれぞれの環境で確認が必改善するための構造を採用したもの。製品

要となる。

シリーズによってその対策内容は異なる。

【標準寿命型】当社の標準ソレノイドは、寿命軸受のニードルベアリング採用や、グリスの決定に大きく関わる軸受け部分や可動磁

だまりの設置、可動磁極へのコーティング

極の摺動部の処理に複数の形態を用意している。このうち標準形状を有するもの。

などが行われている。
【ロングライフ型】⇒長寿命型

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＜ ソレノイド用語解説＞■6. 駆動【突入電流】AC ソレノイドは起動の際に一時的 【フライホイルダイオード】ソレノイドは、通 【保持回路】ソレノイドは、作動初期のギャッに定常時の電流値を大きく上回る電流が流電後にその電流を遮断する際に逆起電力をプの大きな位置では吸引力が小さく、作動れる。AC ソレノイドは交流で駆動され、コ生じる。このための対策として最も効果的最終点のギャップが小さい位置では大きなイルに流れる電流値はコイルの交流に対すで確実な方法がコイルに並列にダイオード

吸引力を発生する。この性質を利用すると、るインピーダンスで決まる。インピーダンを挿入する方法で、これをフライホイルダ

吸着位置では電流を減少させても負荷保持

スは磁気ギャップに大きく依存し、作動初イオードと言う。保護効果は確実に機能すに必要な吸着力を確保できる。保持時間が期のギャップの大きな位置では極めて小さるが、電流の垂下が遅くなるために復帰時長くなる場合では必要電力を大きく節約す

く、作動終了位置で大きくなる。このため、間に遅延を生じることがある。この対策にることができる。この機能を持つ回路を「保作動開始点で大きな電流が流れ、作動後にはバリスタやツェナーダイオードが用いら持回路」と呼ぶ。その手法は PWM によるは電流が低下して定常電流となる。この一れる。

通電率制御で損失が少なく、多くの機構で時的な電流を「突入電流」と呼ぶ。DC ソレ 【バリスタ】ソレノイドは、通電後にその電流用いられる。この考え方と逆に、作動時のみ、ノイドは電流を決めるのは抵抗値と駆動電を遮断する際に逆起電力を生じる。これに昇圧電源、または別電源から得た高電圧を圧であり、磁気ギャップに依存しないため、よって駆動接点や半導体素子に問題を生じ

一時的に印加し、作動後に低圧側に切り替突入電流は生じない。白熱電球や DC モー

るので何らかの対策が必要となる。このたえる方法もある。

タも突入電流を生じる。

めにフライホイルダイオードが用いられる 【ダブルコイル型】大きな負荷を駆動するとき⇒「めかとろ通信」第 20 号参照

突入電流

電流

が、復帰時間の遅延という問題を生じるこに、駆動に必要な電力を加えると、保持のとがある。このようなときにはバリスタを際に電力が過大となる為、吸引用と保持用用いるのが確実である。ただし、その設定にそれぞれ専用のコイルを持たせたもの。

電圧や、耐電力は適切に選定する必要があ
効果を得られる。

吸引コイル⇒「めかとろ通信」第 21 号参照。

白熱電球

【サージキラー】⇒バリスタ

モータ

電源

バリスタによる接点保護
電源(極性は無い)

DC ソレノイド・リレー
0

ダブルコイル型

る。ツェナーダイオードによっても同様のAC ソレノイド

保持コイル

バリスタ

時間

0

タイマ
(吸引時に通電)【電食】( 電蝕 ) 外部の直流電源によって、金属【逆起電力】ソレノイドはそのコイルが大きな

ソレノイド

インダクタンスを有すため、通電に際していくつかの注意が必要となる。電流の遮断

スイッチ

時には、通電電源の極性と逆方向に大きながイオン化して溶出し、腐食する現象。ソレノイドのケースとそこに格納されたコイ
ル、またはリード線との間で発生することがあり、腐食によって断線を生じることが電圧を生じる。この現象は逆起電力、又はある。高湿度環境に於いて生じやすく、通逆起電圧と呼ぶ。これに対策を施さないと電の極性や、防湿構造に注意することが必

駆動用の接点に火花を生じて焼き付いたり、要となる。

駆動用のトランジスタの耐圧破壊を引き起こす。

⇒「めかとろ通信」第 4 号を参照。

フライホイルダイオードに流れる電流
スイッチ

漏れ電流と電食

フライホイルダイオード
電源（極性に注意）

＋

漏れ電流
電源

ダイオード

絶縁物
（湿度が電解液として機能）

ソレノイド

電食の発生

ダイオード

OFF

ON

電源から供給される電流

半導体スイッチまたは機械接点

電源

ソレノイド

OFF
ダイオードに
流れる電流

ソレノイド
電流波形
ダイオードにはスイッチの遮断時にのみ電流が流れる

接地
ケース

コイル

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＜ ソレノイド用語解説＞【インダクタンス】電気回路において電磁誘導

り、といった現象が発生する。ソレノイド

しないことに注意がの大きさを表す定数。単位はヘンリー (H)。

の吸引力はインダクタンスに比例し、その必要。LCR メータでのソレノイドを使用する際はインダクタンス

影響を避けることはできない。LCR メータ

計測には直流バイアスが加えられていないの作用で電流の立ち上がりが緩やかになっにより容易に計測できるが、ソレノイドの事が差を生じる原因となる。

たり、電流を遮断する際は起電力を生じた使用時と計測条件が異なるので結果が一致■7. 構造ソレノイド一般

ロータリソレノイド【X6】ロータリソレノイドの出力の取り出し方の一つで、アーマチュアプレートを利用す【エアーギャップスペーサ】ソレノイドの作動 【ボールレース】ヘリカル型のロータリソレノ
最終位置に於いて固定磁極と可動磁極が互イドで、ソレノイドの発生する吸引力を回いに接触しないように両者の間に挟んで配転力に変換するために用いられるボールの置するワッシャ。非磁性体であり、最小磁転動溝。ソレノイドの吸引力は固定磁極と気ギャップを確保する。叩いた時に寸法変可動磁極のギャップの大きさの 2 乗に反比化を生じにくい強度を有するりん青銅やるもの。アーマチュアプレートにタップ穴を用意し、負荷をねじ止めできるようにしたもの。アーマチュアプレートの下面から突出しないようにビスの長さには注意が必例する。このように大きく変動する吸引力要。

SUS、小出力のものでは樹脂製のものが使用から一定の回転力が得られるように、転動 【X8される。

溝の傾斜を工夫している。固定磁極の一部

ノイドは、ボールレースで回転トルクを得【プランジャ】可動磁極。ソレノイドの吸引力であるケースと可動磁極に取り付けられたはこの部材と固定磁極との間に生じる。効補助磁極との間で、安定性を考慮して 3 か

率よく吸引力を生じるような形状とし、発所に配置されている。

ており、この部分に粉じんなど異物の侵入があると特性に影響を生じる。そのためこの部分に覆いを設けることで影響を低減する。

生した吸引力を取り出して負荷と接続する 【X フィーチャー】(X-feature）ロータリソレノ
ための何らかの機構が加えられている。

ダストカバー】ヘリカル型ロータリソレ

イドの各種オプションをコード番号で表し 【X9復帰スプリング】ヘリカル型ロータリソ

レノイドは片方向のみに回転するアクチュ【ベース】固定磁極を構成する主要部材で、可たもの。[X] に続く一桁の数字で構成されて動磁極と対抗して吸引力を生じる。効率よいる。型式の一部に組み込まれて使用されく吸引力を発生するための形状を持ち、可ている。

る。この復帰用の付加ばね。

ことが多い。

のひとつで、ベース側に伸ばしたシャフト

ソレノイドの可動磁極に取り付けられた補エータで、待機位置への復帰はばね力によ

動磁極の摺動をガイドする軸受を配置する 【X3】ロータリソレノイドの出力取り出し形式 【アーマチュアプレート】ヘリカル型ロータリ【ステータ】固定磁極の構成部品で、可動磁極

助磁極で、ストロークの小さい領域で主磁を利用するもの。

路の一部として機能する。対向するケースとベースを含む主磁路に含まれる。ベース 【X4】ロータリソレノイドの出力取り出し形式のように吸引力を発生する部材ではないが、のひとつで、アーマチュアプレート側に伸プランジャの作動をガイドすることも多い。

ばしたシャフトを利用するもの。

と共にボールレースが配置されている。
【アンカープレート】ヘリカル型ロータリソレ
ノイドの復帰ばね、復帰スプリングをベー【スリーブ】固定磁極に設置され、可動磁極をガイドする位置に配置される。主磁路を横断するように配置されるので非磁性体で作られる。
【復帰スプリング】ソレノイドはその力の発生
方向が片方向であり、作動後に初期位置に復帰させるために用いるスプリングを「復帰スプリング」と呼ぶ。スプリングを内蔵スに固定するための部材。復帰スプリング

ボールレースによる回転力の生成
アーマチュアプレート

吸引力

回転(トルク）は中央部に置かれアンカープレートの突起にフックで係止される。
【ハブ】ヘリカル型ロータリソレノイドの可動

ボール

磁極。磁極形状からはフラット型に分類される。ここで得られた吸引力が、取り付け

転動られたアーマチュアプレートに設置されたボールレースで回転力に変換される。

可能な構造のものと、外付けの必要なものとがある。
【ボビン】銅線を巻きつけてコイルを構成するための「巻枠」。樹脂成型で作られる。

X6

X3 X4
X4

ボールレース
(傾斜溝）

ステータ
（固定）

X3

アマチュアプレート

X6
(３ヶ所)

X8
ダストカバー

X8 X9

X9
復帰ばね

ハブ
ベース

アンカープレート

アマチュアプレート

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＜ ソレノイド用語解説＞
チュ−ブラソレノイド【保持力】自己保持型ソレノイドは磁路中に永すことでプランジャを復帰

久磁石を配置し、無電力で位置保持力を得可能にする。このとき、復可動磁極をガイドするスリーブの固定部でている。このときの保持力を表す。

帰方向には力を生じないのでけられる。

フレーム型と同様の基本構造をもち、磁性の保持が必要な場合には大きな省電力効果

板を折り曲げた基本骨格に構成部材を配置が得られる。

【エンドキャップ】主磁路の構成部品の一つ。

あり、プル型の場合には取付用のネジが設 【フレーム】自己保持型ソレノイドはオープン【エアーギャップスペーサ】（消音スペーサ）プ

復帰ばねが必要となる。吸着位置で長時間ランジャに取り付けられた E リングとエンしており、この基本骨格をフレームと呼ぶ。 【二方向保持型】（二方向型自己保持型）単一のの磁気ギャップを確保するとともに衝突音に配置した永久磁石により無電力で位置保イドを配置し、可動磁極を共用している。

ドキャップの間に配置され、作動最終点で 【永久磁石】自己保持型ソレノイドは、磁路中

フレーム中に向き合うように 2 台のソレノ

持力を得ている。一方向保持型ではフレー

中央の共通部分に永久磁石を配置することで作られたワッシャ。

ム端部、二方向保持型ではフレーム中央部

で、可動磁極を含むどちらかのソレノイドに配置し、可動磁極に磁束を供給する。

に閉磁路が生じる。そのため、この位置で自己保持型ソレノイド【通電極性】自己保持型ソレノイドは、磁路中保持力が生じる。このとき反対側のソレノに配置した永久磁石により無電力で位置保イドを作動させると、保持力に抗して位置持力を得ている。復帰させるにはこの保持が反転するので、ここで電流を遮断すると力を打ち消す方向にコイルで磁束を発生さ反対側に閉磁路が形成されて同様に保持力せる。このためコイルでの発生磁束には極を生じる。このように両端点で無通電で保性管理が必要になる。

持力が得られる。

を低減するために、厚肉のウレタンゴム等【復帰電流】（解放電流）一方向型自己保持型ソレノイドにおいて、吸着状態から解放するために逆極性の電流を流したとき、吸着力が消滅する値の基準値。
【復帰抵抗】一方向型自己保持型ソレノイドにおいて、復帰電流を得るために挿入する電 【一方向保持型】（一方向型自己保持型）オープ

ンフレームソレノイドの磁路中に永久磁石

流制限抵抗。次式で計算される。

を配置し、無通電状態においてはこの永久

電流制限抵抗の算出

抵抗＝
（

電源電圧
復帰電流

）
−コイル抵抗磁石による磁束で保持力を得るようにしたもの。解放、復帰時にはこの磁束を打ち消■8. 比例ソレノイド【ディザ】比例ソレノイドは通電電流に比例した推力が得られ、この特性を応用すること

推力

I-F 特性のヒステリシス

比例ソレノイドの推力特性で、推力制御、位置制御を可能としている。
ただし、機械的な摩擦力や、構成磁性体の推力磁化特性から、上昇時と下降時にヒステリ

コントロール
ストローク

アプローチ
ストローク

シスを生じる。この対策に効果的な手法が駆動電流に変動分を加えて微振動を加える

ストロークは固定

方法で、これをディザという。

電流

PWM によるディザ電流の生成
コイル電流

推力

ストローク

S-F 特性のヒステリシス

ディザ振幅【アプローチストローク】⇒コントロールスト

ディザ周波数

ローク参照【ストローク−推力】(SF) 比例ソレノイドの基

駆動電圧
PWM により直接ディザを発生する場合にはPWM 周期とディザの周波数が等しい

本特性で、ストロークを変化させた際の推

電流は一定
ストローク

力の変化を表したもの。一定の電流を流しておき、ストロークを変化させて記録する。

【コントロールストローク】比例ソレノイドは 【電流−推力】(IF) 比例ソレノイドの基本特性で、【ヒステリシス】比例ソレノイドはその通電電ストロークが変化しても一定の推力を生じ電流を変化させた際の推力の変化を表した

流を制御することで位置制御や推力制御をる特殊な構成となっている。これはフラッもの。ストロークを固定し、電流を掃引し可能としているが、電流の上昇時と下降時

ト型とコニカル型を組み合わせることで実て記録する。

に於いて同一電流で差を生じることがある。

現しており、この合成の結果、平坦な特性

この差をヒステリシスと称している。制御の得られる範囲である「コントロールスト

対象が推力、位置のどちらでも同じようにローク」と、その領域外の合成が不十分で使われる。単位は定格値との比率で表すこ

傾斜を有する部分が生じる。この領域は「アとが多いが、推力、またはストロークの値を用いることもある。

プローチストローク」と呼ぶ。
⇒「めかとろ通信」第 28 号参照

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＜ ソレノイド用語解説＞【ウエット型】油圧バルブの制御で、バルブ内部に配置されたスプールなどを外部から操作するとき、内部は高圧の作動油で満たな装置を ( 比例 ) コントローラと呼ぶこと

流の制御手法とがある。

し て PWM を 用 い、⇒「めかとろ通信」第 29 号参照

その制御周波数をディザの周波数と一致さされており、操作の摺動部には高圧に耐え 【PWM 型】比例ソレノイドを駆動するためにせたものを「PWM 型コントローラ」という。

るシールが必要となる。ソレノイドをこの

こうすることにより、極めて簡単に比例ソディザを含んだ電流を生成するときに、電操作アクチュエータとしたとき、操作力をShindengen Mechatronics Co.,Ltd.

発生する可動磁極のみを「圧力容器」内に密封し、外部から磁界を与えることで、作レノイド用の電源を構成できるが、出力電流レベルを変化させるとディザ振幅も変動

ウエット型ソレノイドしてしまう問題がある。

圧力容器

動部の高圧シールを不要とすることが出来る。このような構造をもつものを「ウエッ⇒「めかとろ通信」第 29 号参照【重畳型】比例ソレノイドを駆動するためにト型」という。ソレノイドは比例型でも可動磁極

ON/OFF 型でも成立する。

コイル【圧力容器】⇒ウエット型参照

ディザを含んだ電流を生成する手法の一つ。電流の制御手法は PWM が用いられる。
制御周波数はソレノイドの応答しない高周【モールドコイル】ソレノイドを耐水性や耐波に設定される。ディザ用の波形生成機構

震性を持たせた構造とするために、コイルを持ち、これを電流指示指令に重畳し、こを樹脂封止構造としたもの。

固定磁極【コントローラ】比例ソレノイドを使用するにはディザを含んだ電流が望ましく、また加する。ディザの周波数、振幅共に自由に設定可能で、電流のレベルに左右されない。

ソレノイド出力は電流に比例するためコイ
ル抵抗の変動に影響されずに通電できる定の値で電流の制御を行うことでディザを印

高性能であるが、構成は複雑になる。
高圧作動油

電流機構を備えた電源が必要で、このよう⇒「めかとろ通信」第 29 号参照

バルブへ■9. 他形式
隅取コイル

AC ソレノイド【隅取コイル】AC ソレノイドは交流で駆動されるために、電流は常に変動している。この変

隅取コイル

i1

動で発生推力も同様に変動する。これが AC
ソレノイドの吸着時におけるうなりの原因となる。うなりを低減するためには磁極の一部

Φ1に 1 ターンのコイルを設ける。通電時にこのF

Φ0 主磁束コイルに誘導電流が流れ、この電流によって吸着面の磁束の変動が抑えられることで、うなり音が低減される。このコイルを隅取コイ
ルという。

可動磁極
交流電源

コイル

固定磁極

隅取コイルに流れる誘導電流のためにΦ1 の位相がずれることで変動分が減少する■10. 終わりに用語辞典、ご活用いただけるでしょうか。それぞれの項

り下げた説明を行っていきたいと考えています。各項目に目の説明はさわりに過ぎず、十分な説明にはなっていない

ついてご意見、疑問等ございましたらご連絡ください。

ものも多くあります。「めかとろ通信」で詳細を説明した項目もありますが、それ以外についても機会があれば、掘■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 5 月現在

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