JP5982266B2

JP5982266B2 - ソレノイド装置

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Publication number: JP5982266B2
Application number: JP2012253655A
Authority: JP
Inventors: 田中　健; 健田中; 清成小嶋; 大徳　修; 修大徳; 田中　智明; 智明田中
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc; Anden Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc; Denso Electronics Corp
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2032-11-19
Also published as: JP2014103219A

Description

本発明は、複数の電磁コイルと、複数のプランジャとを有するソレノイド装置に関する。

従来から、通電により磁束を発生する電磁コイルと、複数のプランジャと、軟磁性体からなる固定コアとを有するソレノイド装置が知られている（下記特許文献１参照）。

このソレノイド装置は、電磁コイルへ通電することにより磁力を発生させ、プランジャを固定コアに吸引するよう構成されている。また、プランジャと固定コアとの間には、ばね部材が配置されている。電磁コイルへの通電を停止すると磁力が低下し、ばね部材の弾性力によってプランジャが固定コアから離隔する。このようにして、プランジャを進退動作させている。ソレノイド装置は、プランジャの進退動作によって、例えばスイッチを開閉したり、バルブを開閉したりするのに用いられる。

ソレノイド装置には、各プランジャを所定の順序で個別に固定コアに吸引するモード（個別吸引モード）と、複数のプランジャを同時に固定コアに吸引するモード（同時吸引モード）との、２つの使用モードを有するものがある。個別吸引モードは、例えば、個々のスイッチを順番にオンし、回路に電流が流れるか否かを確認することにより、オフしたスイッチが溶着しているか否かを検査する場合等に用いられる。また、同時吸引モードは、例えば、複数のスイッチを同時にオンすることにより、スイッチを介して電気機器に電力を供給する場合等に用いられる。

この２つの使用モードを実行できるようにするため、上記ソレノイド装置は、複数個の電磁コイルを備えている。そして、個々の電磁コイルの中心に個々のプランジャを配置してある。個別吸引モードにおいては、各電磁コイルを所定の順序で個別に通電することにより、各プランジャを別々に吸引する。また、同時吸引モードにおいては、複数の電磁コイルへ同時に通電することにより、各プランジャを同時に吸引する。

特開２００５−２２２８７１号公報

しかしながら、上記ソレノイド装置は、同時吸引モードにおいて、複数の電磁コイルに同時に通電する必要があるため、電磁コイルの消費電力が大きいという問題がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、個々のプランジャを個別に固定コアに吸引でき、かつ、複数のプランジャを同時に吸引する際には、電磁コイルの消費電力を小さくすることができるソレノイド装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、通電により磁束を発生する第１電磁コイル及び第２電磁コイルと、
該第１電磁コイルへの通電に伴って進退する第１プランジャと、
上記第２電磁コイルへの通電に伴って進退する第２プランジャと、
上記第１プランジャの進退方向において該第１プランジャに対向する位置に配された第１固定コアと、
上記第２プランジャの進退方向において該第２プランジャに対向する位置に配された第２固定コアと、
上記第１プランジャと上記第２プランジャとを連結する第１連結ヨークと、
上記第１プランジャと上記第２固定コアとを連結する第２連結ヨークと、
上記第１電磁コイルの磁束が流れる第１磁気回路構成ヨークとを備え、
上記進退方向における上記第１固定コアを設けた側にて、上記第１磁気回路構成ヨークと上記第２連結ヨークとは離隔しており、
上記第２連結ヨークの、上記第２固定コアに接続した側とは反対側の端部は、上記第１プランジャに近接しており、
上記第１電磁コイルと上記第２電磁コイルとの２つの電磁コイルのうち上記第１電磁コイルのみ通電した状態において、該第１電磁コイルの磁束が上記第１磁気回路構成ヨークと上記第１プランジャと上記第１固定コアとを含む第１磁気回路を流れることによって生じる磁力により、上記第２プランジャを上記第２固定コアに吸引することなく上記第１プランジャを上記第１固定コアに吸引し、
上記２つの電磁コイルへの通電をいずれも停止した両非通電状態から、該２つの電磁コイルのうち上記第２電磁コイルのみ通電したときにおいては、該第２電磁コイルの磁束が上記第２プランジャと上記第２固定コアとを含む第２磁気回路を流れることによって生じる磁力により、上記第１プランジャを上記第１固定コアに吸引することなく上記第２プランジャを上記第２固定コアに吸引し、
上記２つの電磁コイルの双方に通電した両通電状態においては、該２つの電磁コイルの磁束が上記第１磁気回路と上記第２磁気回路とを流れることによって生じる磁力により、上記第１プランジャを上記第１固定コアに吸引すると共に、上記第２プランジャを上記第２固定コアに吸引し、上記第２電磁コイルの磁束の一部が、上記第１連結ヨークと上記第１プランジャと上記第２連結ヨークと上記第２固定コアと上記第２プランジャとを含み上記第１磁気回路構成ヨークを含まない第３磁気回路を流れ、
上記両通電状態から、上記第２電磁コイルへの通電を維持したまま上記第１電磁コイルへの通電を停止したときは、上記第２電磁コイルの磁束が上記第２磁気回路と上記第３磁気回路とを流れることによって生じる磁力により、上記第２プランジャを上記第２固定コアに吸引しつつ、上記第１プランジャを、上記第１固定コアに吸引された位置である吸引位置に保持するよう構成されていることを特徴とするソレノイド装置にある（請求項１）。

上記ソレノイド装置は、上記両通電状態にしたときに、第２電磁コイルの磁束が上記第３磁気回路に流れるよう構成されている。そして、この両通電状態から、第２電磁コイルへの通電を維持したまま第１電磁コイルへの通電を停止したときは、第２電磁コイルの磁束が上記第２磁気回路と上記第３磁気回路とを流れることにより生じる磁力によって、第２プランジャを第２固定コアに吸引しつつ、第１プランジャを上記吸引位置に保持するよう構成されている。そのため、第１電磁コイルに通電しなくても、第２電磁コイルへの通電のみによって、２本のプランジャを同時に吸引することができる。したがって、電磁コイルの消費電力を低減することが可能になる。

また、上記ソレノイド装置においては、上記２つの電磁コイルのうち上記第１電磁コイルのみ通電すると、２本のプランジャのうち第１プランジャのみが固定コア（第１固定コア）に吸引される。また、上記両非通電状態から、２つの電磁コイルのうち第２電磁コイルのみ通電した状態にすると、第２電磁コイルの磁束は第３磁気回路を流れず、２本のプランジャのうち第２プランジャのみが固定コア（第２固定コア）に吸引される。そのため、第１プランジャと第２プランジャとを別々に、固定コアに吸引させることができる。

以上のごとく、本発明によれば、個々のプランジャを個別に固定コアに吸引でき、かつ、複数のプランジャを同時に吸引する際には、電磁コイルの消費電力を小さくすることができるソレノイド装置を提供することができる。

実施例１における、ソレノイド装置を用いた電磁継電器の断面図。実施例１における、電磁継電器の動作順序を説明するための図。図２に続く図。図３に続く図。図４に続く図。実施例１における、電磁継電器を用いた回路の例。実施例１における、ソレノイド装置の斜視図。実施例２における、ソレノイド装置の斜視図。実施例３における、電磁継電器の断面図。実施例３における、２個の電磁コイルに通電した状態での、電磁継電器の断面図。実施例４における、ソレノイド装置を用いた電磁継電器の断面図。実施例４における、電磁継電器の動作順序を説明するための図。図１２に続く図。図１３に続く図。図１４に続く図。図１５に続く図。図１６に続く図。実施例４における、電磁継電器を用いた回路の例。実施例５における、ソレノイド装置の斜視図。

上記ソレノイド装置は、例えば電磁継電器に用いることができる。例えば、電磁継電器に２個のスイッチを設け、一方のスイッチを第１プランジャによって開閉し、他方のスイッチを第２プランジャによって開閉するよう構成できる。

また、上記第１プランジャは、プランジャ本体部と、該プランジャ本体部に磁気的に連結した接離部とを備え、上記吸引位置においては、上記接離部が上記第１連結ヨーク又は上記第２連結ヨークに接近して、これらの間隔が相対的に狭くなり、上記第１プランジャが上記第１固定コアに吸引されない非吸引位置においては、上記接離部が上記第１連結ヨーク又は上記第２連結ヨークから離隔して、これらの間隔が上記吸引位置よりも広くなるよう構成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、両通電状態にしたときに、第１プランジャが吸引位置まで吸引され、上記接離部が、第１連結ヨーク又は第２連結ヨークに接近する。そのため、これらの間の磁気抵抗が小さくなり、第２電磁コイルの磁束が流れやすくなる。すなわち、第２電磁コイルの磁束が第３磁気回路を流れやすくなる。したがって、両通電状態にしてから、第２電磁コイルへの通電を維持したまま第１電磁コイルを通電停止したときには、第３磁気回路に磁束が流れることによって生じる磁力により、第１プランジャを吸引位置に容易に保持することができる。
また、上記両非通電状態にしたときには、第１プランジャは上記非吸引位置に移動して、接離部が、第１連結ヨーク又は第２連結ヨークから離隔する。そのため、これらの間の磁気抵抗が大きくなる。したがって、この両非通電状態から、２個の電磁コイルのうち第２電磁コイルにのみ通電する状態に切り替えた場合に、第３磁気回路に磁束が流れにくくなり、第１プランジャを吸引することなく、第２プランジャのみを第２固定コアに吸引させることができる。
なお、接離部が「磁気的に連結した」とは、接離部とプランジャとが、これらの間を磁束が流れることが可能な状態で接続されている状態を意味する。例えば、接離部とプランジャとを、軟磁性体によって一体的に形成したり、これらを別々の部品として形成して、プランジャに接離部を接触させつつ固定したりすることにより、接離部がプランジャ本体部に「磁気的に連結した」状態にすることができる。

また、上記接離部は上記プランジャ本体部よりも拡径しており、上記第１連結ヨーク又は上記第２連結ヨークには、上記プランジャ本体部を挿通した貫通孔が形成され、上記第１プランジャが上記吸引位置に移動したときに、上記接離部が上記貫通孔の周辺部に接触するよう構成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、第１プランジャが吸引位置に移動したときに、接離部を、貫通孔の周り全てに接触させることができ、接離部と第１連結ヨーク又は第２連結ヨークとの接触面積を増やすことができる。そのため、第２電磁コイルの磁束が第３磁気回路に流れた場合に、接離部に強い磁力が生じ、第１プランジャを吸引位置に確実に保持することができる。

また、上記貫通孔の内周面と上記プランジャ本体部との間に、所定の隙間が形成されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記隙間が形成されているため、上記両通電状態にしたときに、磁束が、貫通孔の内周面からプランジャ本体部へ通過しにくくなる。そのため、第３磁気回路の磁束が接離部へ流れやすくなり、強い磁力で接離部を吸引することができる。また、上記構成にすると、プランジャ本体部が、磁力によって貫通孔の内周面に強く引き付けられることを抑制できる。そのため、第１プランジャの進退動作をスムーズに行うことが可能になる。

また、通電により磁束を発生する第３電磁コイルと、該第３電磁コイルへの通電に伴って進退する第３プランジャと、該第３プランジャの進退方向において該第３プランジャに対向する位置に配された第３固定コアと、上記第３電磁コイルの磁束が通過し上記第３プランジャが摺接する第３プランジャ用ヨークとを備え、上記第３プランジャは、上記第１電磁コイル又は上記第２電磁コイルへの通電によって生じた磁束の影響を受けず、上記第３電磁コイルへの通電によって生じた磁束の影響のみを受けて進退動作し、上記第１プランジャ及び上記第２プランジャは、上記第３電磁コイルの磁束の影響を受けて進退動作しないよう構成され、上記第３プランジャ用ヨークは、上記第１連結ヨーク又は上記第２連結ヨークと一体化していることが好ましい（請求項５）。
この場合には、第３プランジャ用ヨークが第１連結ヨーク又は第２連結ヨークと一体化しているため、部品点数を低減できる。そのため、ソレノイド装置の製造コストを低減することができる。

（実施例１）
上記ソレノイド装置に係る実施例について、図１〜図７を用いて説明する。図１に示すごとく、本例のソレノイド装置１は、第１電磁コイル２ａと、第２電磁コイル２ｂと、第１プランジャ３ａと、第２プランジャ３ｂと、第１固定コア５ａと、第２固定コア５ｂと、第１連結ヨーク４１と、第２連結ヨーク４２とを備える。図２、図３に示すごとく、第１電磁コイル２ａと第２電磁コイル２ｂは、通電により磁束Φを発生する。図２に示すごとく、第１プランジャ３ａは、第１電磁コイル２ａへの通電に伴って進退する。また、図３に示すごとく、第２プランジャ３ｂは、第２電磁コイル２ｂへの通電に伴って進退する。第１固定コア５ａは、第１プランジャ３ａの進退方向（Ｚ方向）において、第１プランジャ３ａに対向する位置に配されている。第２固定コア５ｂは、第２プランジャ３ｂの進退方向（Ｚ方向）において、第２プランジャ３ｂに対向する位置に配されている。第１連結ヨーク４１は、第１プランジャ３ａと第２プランジャ３ｂとを連結している。第２連結ヨーク４２は、第１プランジャと第２固定コア５ｂとを連結している。

図２に示すごとく、第１電磁コイル２ａと第２電磁コイル２ｂとの２つの電磁コイル２（２ａ，２ｂ）のうち第１電磁コイル２ａのみ通電した状態（第１通電状態）において、第１電磁コイル２ａの磁束Φが第１磁気回路Ｃ１を流れることによって生じる磁力により、第２プランジャ３ｂを第２固定コア５ｂに吸引することなく第１プランジャ３ａを第１固定コア５ａに吸引する。第１磁気回路Ｃ１は、第１プランジャ３ａ第１固定コア５ａとを含む磁気回路である。

また、２つの電磁コイル２ａ，２ｂへの通電をいずれも停止した両非通電状態（図１参照）から、該２つの電磁コイル２ａ，２ｂのうち第２電磁コイル２ｂのみ通電する状態（第２通電状態：図３参照）にしたときには、第２電磁コイル２ｂの磁束Φが第２磁気回路Ｃ２を流れることによって生じる磁力により、第１プランジャ３ａを第１固定コア５ａに吸引することなく第２プランジャ３ｂを第２固定コア５ｂに吸引する。第２磁気回路Ｃ２は、第２プランジャ３ｂと第２固定コア５ｂとを含む磁気回路である。

図４に示すごとく、２つの電磁コイル２ａ，２ｂの双方に通電した両通電状態においては、２つの電磁コイル２ａ，２ｂの磁束Φが第１磁気回路Ｃ１と第２磁気回路Ｃ２とを流れることによって生じる磁力により、第１プランジャ３ａを第１固定コア５ａに吸引すると共に、第２プランジャ３ｂを第２固定コア５ｂに吸引する。また、第２電磁コイル２ｂの磁束Φの一部が第１連結ヨーク４１と第１プランジャ３ａと第２連結ヨーク４２と第２固定コア５ｂと第２プランジャ３ｂとを含む第３磁気回路を流れる。

上記両通電状態から、図５に示すごとく、第２電磁コイル２ｂへの通電を維持したまま第１電磁コイル２ａへの通電を停止したときは、第２電磁コイル２ｂの磁束Φが第２磁気回路Ｃ２と第３磁気回路Ｃ３とを流れることによって生じる磁力により、第２プランジャ３ｂを第２固定コア５ｂに吸引しつつ、第１プランジャ３ａを、第１固定コア５ａに吸引された位置である吸引位置に保持するよう構成されている。

本例のソレノイド装置１は、電磁継電器１０に使用されている。電磁継電器１０には、２つのスイッチ１９（１９ａ，１９ｂ）が形成されている。図１に示すごとく、個々のスイッチ１９は、固定接点１３と、可動接点１４と、固定接点１３を支持する金属製の固定接点支持部１５と、可動接点１４を支持する金属製の可動接点支持部１６とからなる。可動接点支持部１６には接点側ばね部材１２が取り付けられている。この接点側ばね部材１２は、可動接点支持部１６を固定接点支持部１５側へ押圧している。

また、プランジャ３と固定コア５との間には、コア側ばね部材１１が設けられている。コア側ばね部材１１は、プランジャ３を可動接点支持部１６側へ押圧している。

図２に示すごとく、第１プランジャ３ａが第１固定コア５ａに吸引されると、接点側ばね部材１２の押圧力により、可動接点支持部１６が固定接点支持部１５側へ押圧される。これにより、第１スイッチ１９ａがオン状態となる。

また、図１に示すごとく、第１電磁コイル２ａへの通電を停止すると、磁束Φが消滅し、コア側ばね部材１１ａの押圧力により、第１プランジャ３ａが可動接点支持部１６側へ押圧される。そして、第１プランジャ３に取り付けた絶縁部３００が可動接点支持部１６に当接し、接点側ばね部材１２の押圧力に抗して、可動接点支持部１６を固定接点支持部１５から離隔させる。これにより、第１スイッチ１９ａがオフ状態となる。なお、第２スイッチ１９ｂも同様に、第２電磁コイル２ｂへの通電または通電停止を切り替えることにより、オン状態またはオフ状態を切り替えるようになっている。

本例の電磁継電器１０は、図６に示す回路に用いられる。同図に示すごとく、本例では、直流電源６と電子機器６３とを繋ぐ電源入力線６６に電磁継電器１０を設けてある。電源入力線６６は、直流電源６の正電極と電子機器６３とを繋ぐ正側配線６４と、直流電源６の負電極と電子機器６３とを繋ぐ負側配線６５とからなる。正側配線６４と負側配線６５との間には、平滑コンデンサ６１を接続してある。

負側配線６５には第１スイッチ１９ａが設けられ、正側配線６４には第２スイッチ１９ｂが設けられている。また、また、電源入力線６６には、電流センサ６９が取り付けられている。この電流センサ６９は制御回路部６０に接続している。また、制御回路部６０によって、スイッチ１９ａ，１９ｂのオンオフを制御している。

本例の電磁継電器１０は、電子機器６３を起動する前に、スイッチ１９ａ,１９ｂが溶着しているか否かを確認できるようになっている。すなわち、まず、制御回路部６０によって、第１電磁コイル２ａのみ通電し、第１スイッチ１９ａをオンにする（図２参照）。このとき、電流センサ６９によって電流が検知されなければ、第２スイッチ１９ｂは溶着していないと判断する。その後、第１スイッチ１９ａをオフし、第２電磁コイル２ｂのみ通電して、第２スイッチ１９ｂをオンする（図３参照）。そして、電流センサ６９によって電流が検知されなければ、第１スイッチ１９ａは溶着していないと判断する。これら２個のスイッチ１９ａ，１９ｂが両方とも溶着していないことを確認した後、２個のスイッチ１９ａ，１９ｂをオンする（図４、図５参照）。これにより、２個のスイッチ１９を通じて、電子機器６３に電力を供給する。

一方、図１に示すごとく、第１連結ヨーク４１にはプランジャ挿通孔４１０及び貫通孔４１２が形成されている。プランジャ挿通孔４１０には、第２プランジャ３ｂを挿通してある。貫通孔４１２には、第１プランジャ３ａが配されている。また、第２連結ヨーク４２にはプランジャ挿通孔４２０が形成されている。このプランジャ挿通孔４２０には、第１プランジャ３ａを挿通してある。プランジャ３（３ａ，３ｂ）が進退動作すると、プランジャ３ａ，３ｂはプランジャ挿通孔４２０，４１０の内周面に摺接する。

図１に示すごとく、第１プランジャ３ａは、プランジャ本体部３０と、該プランジャ本体部３０に磁気的に連結した接離部３１とを備える。接離部３１は、プランジャ本体部３０よりも拡径している。貫通孔４１２の内周面と、プランジャ本体部３０との間には隙間ｄが形成されている。接離部３１の外径は、貫通孔４１２の内径よりも大きい。

図４に示すごとく、第１プランジャ３ａを第１固定コア５ａに吸引した吸引位置においては、接離部３１が第１連結ヨーク４１に接近して、Ｚ方向におけるこれらの間隔が相対的に狭くなる。本例では、吸引位置において、接離部３１が貫通孔４１２の周辺部４２７に接触する。また、図３に示すごとく、第１プランジャ３ａが第１固定コア５ａに吸引されない非吸引位置においては、接離部３１が第１連結ヨーク４１から離隔して、Ｚ方向におけるこれらの間隔が吸引位置よりも広くなる。

図１、図７に示すごとく、第２連結ヨーク４２には、コア接続ヨーク４３が連結している。コア接続ヨーク４３は、第１固定コア５ａに接続した第１コア接続部４３１と、該第１コア接続部４３１と第２連結ヨーク４２を繋ぐ第１連結部４３２とを有する。
第２連結ヨーク４２のうち第２固定コア５ｂに接続した部分である第２コア接続部４２５と、第１コア接続部４３１との間には、これらの間に磁束Φが流れることを抑制する切欠部４９１が形成されている。

また、第１連結ヨーク４１と第２連結ヨーク４２とは、第２連結部４４２によって接続されている。

上記第１連結部４３２は、２本のプランジャ３ａ，３ｂの配列方向（Ｘ方向）における、第２連結ヨーク４２および第１コア接続部４３１の、第２電磁コイル２ｂから遠い側の端部４２２，４３３を連結している。第２連結部４４２は、Ｘ方向における、第１連結ヨーク４１と第２連結ヨーク４２の、第１電磁コイル２ａから遠い側の端部４１１，４２１を接続している。

第１連結ヨーク４１、第２連結ヨーク４２、コア接続ヨーク４３、第２連結部４４２は、板状に形成されている。図１に示すごとく、第２連結ヨーク４２は、第１固定コア５ａ側に突出した突出壁部４１９を有する。この突出壁部４１９の内側が、上述したプランジャ挿通孔４２０になっている。また、第１連結ヨーク４１は、第２固定コア５ｂ側に突出した突出壁部４２９を備える。この突出壁部４２９の内側が、上述したプランジャ挿通孔４１０になっている。

図２に示すごとく、２つの電磁コイル２のうち、第１電磁コイル２ａのみ通電すると、磁束Φが発生し、この磁束Φは第１磁気回路Ｃ１を流れる。第１磁気回路Ｃ１は、第１プランジャ３ａ、第２連結ヨーク４２、コア接続ヨーク４３、第１固定コア５ａからなる。

なお、第１コア接続部４３１と第２コア接続部４２５との間には、切欠部４９１が形成されているため、これらの間には磁束Φが流れにくい。そのため、２個の電磁コイル２のうち第１電磁コイル２ａのみを通電したときに、磁束Φは、第１固定コア５ａ、第１プランジャ３ａ、第１連結ヨーク４１、第２プランジャ３ｂ、第２固定コア５ｂ、第２コア接続部４２５、第１コア接続部４３１からなる磁気回路を流れにくくなる。したがって、第１電磁コイル２ａの磁束Φによって第２プランジャ３ｂが第２固定コア５ｂに吸引されにくい。

また、両非通電状態（図１参照）から、図３に示すごとく、第２電磁コイル２ｂのみ通電した状態に切り替えると、第２電磁コイル２ｂの磁束Φは第２磁気回路Ｃ２を流れる。これによって生じる磁力により、第２プランジャ３ｂが第２固定コア５ｂに吸引される。第２磁気回路Ｃ２は、第２プランジャ３ｂ、第１連結ヨーク４１、第２連結部４４２、第２連結ヨーク４２、第２固定コア５ｂからなる。

なお、図１に示すごとく、ソレノイド装置１を両非通電状態にして、第１プランジャ３ａが非吸引位置にあるときは、接離部３１が第１連結ヨーク４１から離隔し、これらの間の磁気抵抗が大きくなる。そのため、この両非通電状態から、図３に示すごとく、第２電磁コイル２ｂのみ通電した状態に切り替えても、磁束Φは第３磁気回路Ｃ３を流れにくく、接離部３１が第１連結ヨーク４１に吸引されない。したがって、２本のプランジャ３のうち第２プランジャ３ｂのみが吸引される。

また、図４に示すごとく、両通電状態にした場合には、第１電磁コイル２ａの磁束Φが第１磁気回路Ｃ１を流れ、これによって生じた磁力により、第１プランジャ３ａが第１固定コア５ａに吸引されると共に、第２電磁コイル２ｂの磁束Φが第２磁気回路Ｃ２を流れ、これによって生じた磁力により、第２プランジャ３ｂが第２固定コア５ｂに吸引される。また、第１プランジャ３ａが第１固定コア５ａに吸引されると、接離部３１が第１連結ヨーク４１に接近し、これらの間の磁気抵抗が小さくなる。そのため、第２電磁コイル２ｂの磁束Φが第３磁気回路Ｃ３を流れやすくなる。

本例の作用効果について説明する。本例のソレノイド装置１は、両通電状態（図４参照）にしたときに、第２電磁コイル２ｂの磁束Φが第３磁気回路Ｃ３に流れる。そして、この両通電状態から、第２電磁コイル２ｂへの通電を維持したまま第１電磁コイル２ａへの通電を停止したとき（図５参照）は、第２電磁コイル２ｂの磁束Φが第２磁気回路Ｃ２と第３磁気回路Ｃ３とを流れることにより生じる磁力によって、第２プランジャ３ｂを第２固定コア５ｂに吸引しつつ、第１プランジャ３ａを吸引位置に保持する。したがって、第１電磁コイル２ａに通電しなくても、第２電磁コイル２ｂへの通電のみによって、２本のプランジャ３ａ，３ｂを同時に吸引でき、スイッチ１９ａ，１９ｂをオンにして、電子機器６３（図６参照）に電力を供給できる。本例ではこのように、電子機器６３への電力供給時には、第１電磁コイル２ａに通電する必要がないため、電磁コイル２による消費電力を低減することができる。

また、本例のソレノイド装置１は、第１通電状態（図２参照）にすると、２本のプランジャ３のうち第１プランジャ３ａのみが固定コア５に吸引される。また、両非通電状態（図１参照）から第２通電状態（図３参照）にすると、第２電磁コイル２ｂの磁束Φは第３磁気回路Ｃ３に流れないため、２本のプランジャ３のうち第２プランジャ３ｂのみが固定コア５に吸引される。そのため、第１プランジャ３ａと第２プランジャ３ｂを別々に、固定コア５に吸引させることができる。これにより、スイッチ１９ａ，１９ｂが溶着しているか否かの確認をすることが可能になる。

また、図１、図７に示すごとく、本例の接離部３１はプランジャ本体部３０よりも拡径している。第１プランジャ３ａが吸引位置に移動したときに、接離部３１は貫通孔４１２の周辺部４２７に接触する。
したがって、第１プランジャ３ａが吸引位置に移動したときに、接離部３１を、貫通孔４１２の周り全てに接触させることができる。そのため、接離部３１と第１連結ヨーク４１との接触面積を増やすことができる。したがって、図４に示すごとく、第２電磁コイル２ｂの磁束Φが第３磁気回路Ｃ３に流れた場合に、接離部３１に強い磁力が生じる。これにより、第１プランジャ３ａを吸引位置に確実に保持することが可能になる。

また、本例では図４に示すごとく、貫通孔４１２の内周面とプランジャ本体部３０との間に隙間ｄが形成されている。
したがって、両通電状態にしたときに、第２電磁コイル２ｂの磁束Φが、貫通孔４１２の内周面とプランジャ本体部３０との間を通過しにくくなる。そのため、第２電磁コイル２ｂの磁束Φが周辺部４２７と接離部３１との間を流れやすくなり、強い磁力で接離部３１を吸引することができる。また、上記構成にすると、プランジャ本体部３０が、磁力によって貫通孔４１２の内周面に強く引き付けられることを抑制できる。そのため、第１プランジャ３ａの進退動作をスムーズに行うことができる。

また、図３に示すごとく、本例のプランジャ３は、該プランジャ３の径方向に突出した鍔部３８を有する。そして、電磁コイル２への通電により発生した磁束Φが鍔部３８を流れるよう構成されている。
このようにすると、磁束Φが鍔部３８を流れるため、プランジャ３に流れる磁束Φの量を多くすることができる。そのため、電磁コイル２へ通電した際に、プランジャ３に発生する磁力をより強くすることができ、プランジャ３を強い磁力で吸引することが可能になる。

以上のごとく、本例によれば、個々のプランジャを個別に固定コアに吸引でき、かつ、複数のプランジャを同時に吸引する際には、電磁コイルの消費電力を小さくすることができるソレノイド装置を提供することができる。

（実施例２）
本例は、ヨーク４の形状を変更した例である。図８に示すごとく、本例のソレノイド装置１は、第１連結部４３２と第２連結部４４２とを、それぞれ２枚備える。２枚の第１連結部４３２ａ，４３２ｂは、Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する方向（Ｙ方向）において第１電磁コイル２ａを挟む位置に形成されている。また、２枚の第２連結部４４２ａ，４４２ｂは、Ｙ方向において、第２電磁コイル２ｂを挟む位置に形成されている。

本例の作用効果について説明する。本例では、第１連結部４３２と第２連結部４４２とをそれぞれ２枚備えるため、電磁コイル２から発生し第１連結部４３２又は第２連結部４４２を流れる磁束Φの量を増やすことができる。そのため、プランジャ３の吸引力を強くすることができる。また、ヨーク４の形状を簡素化でき、組付性を向上することができる。

その他は、実施例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符合と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成等を表す。

（実施例３）
本例は、第２プランジャ３ｂの進退方向を逆にした例である。図９、図１０に示すごとく、本例では、第２電磁コイル２ｂと、第２プランジャ３ｂと、第２固定コア５ｂと、第２スイッチ１９ｂとを、第１電磁コイル２ａ等に対してＺ方向に反対向きに配置した。第１電磁コイル２ａを通電すると、第１プランジャ３ａはケース１８の底壁１８１に近づく方向に移動し、第２プランジャ３ｂは、第２電磁コイル２ｂに通電すると、底壁１８１から遠ざかる方向に移動する。

本例のソレノイド装置１は、実施例１と同様に、第１連結ヨーク４１と、第２連結ヨーク４２とを備える。第１連結ヨーク４１はコア接続ヨーク４３に連結している。第１連結ヨーク４１と第２連結ヨーク４２とは、第２連結部４４２によって接続されている。

第１プランジャ３ａは、実施例１と同様に、プランジャ本体部３０と、接離部３１とを備える。本例では、第１プランジャ３ａが吸引位置（図１０参照）に移動したときには、接離部３１が第２連結ヨーク４２接近して、これらの間隔が相対的に狭くなる。また、第１プランジャ３ａが非吸引位置（図９参照）に移動したときには、接離部３１が第２連結ヨーク４２から離隔して、これらの間隔が相対的に広くなる。

上記構成にすると、電磁継電器１０を、例えば車両内のように振動が生じやすい場所でも使用することができる。すなわち、電磁コイル２ａ，２ｂへの通電によって、各プランジャ３ａ，３ｂを同一方向に吸引する場合は、振動が生じてプランジャ３ａ，３ｂが同時に同一方向に移動したときに、２個のスイッチ１９ａ，１９ｂが同時にオンしてしまう可能性が考えられる。そのため、意図しない時に電子機器６３（図６参照）に電力が供給される可能性が考えられる。しかしながら、２本のプランジャ３ａ，３ｂを、電磁コイル２によって互いに異なる方向に吸引するよう構成すれば、振動が生じて２本のプランジャ３ａ，３ｂが同一方向に移動したときでも、２個のスイッチ１９ａ，１９ｂのうち一方のスイッチ１９はオフさせることができる。そのため、この場合に、電子機器６３に電力が供給されることを防止できる。

なお、本例では、第２プランジャ３ｂを、第１プランジャ３ａに対して１８０°異なる方向に進退するよう構成したが、この角度は任意でよく、例えば９０°異なるようにしてもよい。

（実施例４）
本例は、電磁コイル２と、プランジャ３と、固定コア５と、スイッチ１９の数を変更した例である。図１１に示すごとく、本例の電磁継電器１０は、電磁コイル２と、プランジャ３と、固定コア５と、スイッチ１９をそれぞれ３個備える。本例における第１電磁コイル２ａ、第２電磁コイル２ｂ、第１プランジャ３ａ、第２プランジャ３ｂ、第１固定コア５ａ、第２固定コア５ｂ、第１スイッチ１９ａ、第２スイッチ１９ｂは、実施例１と同様の構造を有する。本例ではこれらの他に、第３電磁コイル２ｃ、第３プランジャ３ｃ、第３固定コア５ｃ、第３スイッチ１９ｃを備える。第３プランジャ３ｃは、第３電磁コイル２ｃへの通電に伴って、Ｚ方向に進退動作する。第３固定コア５ｃは、Ｚ方向において、第３プランジャ３ｃに対向する位置に配されている。第３スイッチ１９ｃは、第３プランジャ３ｃが第３固定コア５ｃに吸引されたときにオンとなり（図１２参照）、第３プランジャ３ｃが吸引されないときはオフになる（図１１参照）。

本例のソレノイド装置１は図１１、図１２に示すごとく、第３電磁コイル２ｃの磁束Φが通過し第３プランジャ３ｃが摺接する第３プランジャ用ヨーク４９を備える。第３プランジャ用ヨーク４９には、第３プランジャ用挿通孔４２８が形成されている。この第３プランジャ用挿通孔４２８に第３プランジャ３ｃを挿通してある。また、第３プランジャ用ヨーク４９には、第２コア接続ヨーク４５が連結している。第２コア接続ヨーク４５は、第３固定コア５ｃに接続した第３コア接続部４５１と、該第３コア接続部４５１と第３プランジャ用ヨーク４９とを繋ぐ第３連結部４５２とを有する。第３コア接続部４５１と、第１コア接続部４３１との間には、これらの間に磁束Φが流れることを抑制する第２切欠部４９２が形成されている。また、第３プランジャ用ヨーク４９と第２連結ヨーク４２とは、一枚のヨーク材から構成されており、一体化している。

図１１〜図１４に示すごとく、本例の第３プランジャ３ｃは、第１電磁コイル２ａ又は第２電磁コイル２ｂへの通電によって生じた磁束Φの影響を受けず、第３電磁コイル２ｃへの通電によって生じた磁束Φの影響のみを受けて進退動作する。また、第１プランジャ３ａ及び第２プランジャ３ｂは、第３電磁コイル２ｃの磁束Φの影響を受けて進退動作しないよう構成されている。

すなわち、３個の電磁コイル２（２ａ〜２ｃ）のうち、第３電磁コイル２ｃのみ通電すると（図１２参照）、第３電磁コイル２ｃの磁束Φは第４磁気回路Ｃ４を流れ、これによって生じた磁力によって、３つのプランジャ３のうち第３プランジャ３ｃのみが固定コア５（第３固定コア５ｃ）に吸引される。これに伴って、第３スイッチ１９ｃがオンになる。第４磁気回路Ｃ４は、第３プランジャ３ｃ、第３プランジャ用ヨーク４９、第２コア接続ヨーク４５、第３固定コア５ｃからなる。
また、３個の電磁コイル２のうち第１電磁コイル２ａのみ通電すると（図１３参照）、実施例１と同様に、第２プランジャ３ｂは吸引されず、第１プランジャ３ａのみが吸引される。これに伴って、第１スイッチ１９ａがオンになる。この際、第３プランジャ３ｃは吸引されない。
また、３個の電磁コイル２のいずれも通電しない状態（図１１参照）から、第２電磁コイル２ｂのみ通電した状態に切り替えると（図１４参照）、実施例１と同様に、第１プランジャ３ａは吸引されず、第２プランジャ３ｂのみが吸引される。これに伴って、第２スイッチ１９ｂがオンになる。この際、第３プランジャ３ｃは吸引されない。

また、本例では、３つの電磁コイル２のうち第１電磁コイル２ａと第３電磁コイル２ｃのみ通電すると（図１５参照）、第２プランジャ３ｂを吸引することなく、第１プランジャ３ａと第３プランジャ３ｃを吸引する。これにより、第１スイッチ１９ａと第３スイッチ１９ｃがオンになる。

また、本例では図１６に示すごとく、３個の電磁コイル２を全て通電すると、３本のプランジャ３が全て吸引される。これにより、３個のスイッチ１９ａ〜１９ｃが全てオンになる。第３電磁コイル２ｃの磁束Φは第４磁気回路Ｃ４を流れ、第１電磁コイル２ｃの磁束Φは第１磁気回路Ｃ１を流れる。また、第２電磁コイル２ｂの磁束Φは、第２磁気回路Ｃ２と第３磁気回路Ｃ３とを流れる。

この後、図１７に示すごとく、第１電磁コイル２ａと第３電磁コイル２ｃの通電を停止すると、第２電磁コイル２ｂの磁束Φが第２磁気回路Ｃ２と第３磁気回路Ｃ３とを流れることにより生じる磁力によって、第２プランジャ３ｂを吸引しつつ、第１プランジャ３ａを吸引位置に保持する。第３プランジャ３ｃは吸引解除される。

次に、本例の電磁継電器１０を用いた回路の説明をする。図１８に示すごとく、本例では、直流電源６と電子機器６３とを、正側配線６４および負側配線６５によって接続している。負側配線６５には第１スイッチ１９ａを設け、正側配線６４には第２スイッチ１９ｂを設けてある。正側配線６４と負側配線６５との間には、平滑コンデンサ６１が接続している。また、第３スイッチ１９ｃとプリチャージ抵抗６２とを直列接続した直列体６７が、第２スイッチ１９ｂに並列接続されている。

本例では、電子機器６３に電力を供給する前に、各スイッチ１９が溶着しているか否かを確認する。まず、第３スイッチ１９ｃのみをオンし（図１２参照）、電流センサ６９が電流を検知するか否かを確認する。電流を検知した場合は、第１スイッチ１９ａが溶着していると判断する。続いて、第１スイッチ１９ａのみをオンし（図１３参照）、電流センサ６９が電流を検知するか否かを確認する。電流を検知した場合は、第２スイッチ１９ｂ又は第３スイッチ１９ｃが溶着していると判断する。その後、同様に、第２スイッチ１９ｂのみをオンし（図１３参照）、電流センサ６９が電流を検知するか否かを確認する。

全てのスイッチ１９が溶着していないと判断した場合は、電子機器６３への電力供給を開始する。まず、第３電磁コイル２ｃと第１電磁コイル２ａに通電して、第３スイッチ１９ｃと第１スイッチ１９ａをオンにする（図１５参照）。これにより、プリチャージ抵抗６２を介して電流を流し、平滑コンデンサ６１をプリチャージする。プリチャージ抵抗６２を介して電流を流すことにより、突入電流が流れることを抑制し、スイッチ１９の溶着を防止している。また、平滑コンデンサ６１の充電が完了した後は、さらに第２電磁コイル２ｂに通電して、第２スイッチ１９ｂをオンする（図１６参照）。その後、第３電磁コイル２ｃと第１電磁コイル２ａへの通電を停止し（図１７参照）、第２電磁コイル２ｂにのみ通電することによって、第１スイッチ１９ａと第２スイッチ１９ｂの２つのスイッチ１９をオンし続ける。これにより、電子機器６３に電力を供給する。本例では、第１電磁コイル２ａに通電することなく、第２電磁コイル２ｂへの通電のみによって、２個のスイッチ１９ａ，１９ｂをオンすることができ、電子機器６３に電力を供給することができる。そのため、電磁コイル２による消費電力を低減することができる。

また、本例では、図１１に示すごとく、第３プランジャ用ヨーク４９が第２連結ヨーク４２と一体化している。そのため、部品点数を低減することができる。これにより、ソレノイド装置１の製造コストを低減することが可能になる。

なお、本例では、第３プランジャ用ヨーク４９を第２連結ヨーク４２と一体化させたが、第３プランジャ用ヨーク４９を第１連結ヨーク４１と一体化させてもよい。この場合にも、部品点数を低減でき、ソレノイド装置１の製造コストを低減することができる。

（実施例５）
本例は、ヨーク４の形状を変更した例である。図１９に示すごとく、本例のソレノイド装置１は、第１連結部４３２と、第２連結部４４２と、第３連結部４５２とを、それぞれ２枚備える。２枚の第１連結部４３２ａ，４３２ｂは、第１電磁コイル２ａをＹ方向から挟む位置に設けられている。２枚の第１連結部４３２ａ，４３２ｂは、それぞれ、第２連結ヨーク４２と第１コア接続部４３１とを連結している。また、２枚の第２連結部４４２ａ，４４２ｂは、第２電磁コイル２ｂをＹ方向から挟む位置に設けられている。２枚の第２連結部４４２ａ，４４２ｂは、それぞれ、第１連結ヨーク４１と第２連結ヨーク４２とを連結している。また、２枚の第３連結部４５２ａ，４５２ｂは、第３電磁コイル２ｃをＹ方向から挟む位置に設けられている。２枚の第３連結部４５２ａ，４５２ｂは、それぞれ、第３プランジャ用ヨーク４９と第３コア接続部４５１とを連結している。

本例の作用効果について説明する。本例のヨーク４は、第１連結部４３２と、第２連結部４４２と、第３連結部４５２とをそれぞれ２枚備えるため、電磁コイル２から発生し第１連結部４３２、又は第２連結部４４２、又は第３連結部４５２を流れる磁束Φの量を、それぞれ増やすことができる。そのため、プランジャ３の吸引力を強くすることができる。

１ソレノイド装置
２ａ第１電磁コイル
２ｂ第２電磁コイル
３ａ第１プランジャ
３ｂ第２プランジャ
４１第１連結ヨーク
４２第２連結ヨーク
５ａ第１固定コア
５ｂ第２固定コア
Ｃ１第１磁気回路
Ｃ２第２磁気回路

Claims

通電により磁束を発生する第１電磁コイル（２ａ）及び第２電磁コイル（２ｂ）と、
該第１電磁コイル（２ａ）への通電に伴って進退する第１プランジャ（３ａ）と、
上記第２電磁コイル（２ｂ）への通電に伴って進退する第２プランジャ（３ｂ）と、
上記第１プランジャ（３ａ）の進退方向において該第１プランジャ（３ａ）に対向する位置に配された第１固定コア（５ａ）と、
上記第２プランジャ（３ｂ）の進退方向において該第２プランジャ（３ｂ）に対向する位置に配された第２固定コア（５ｂ）と、
上記第１プランジャ（３ａ）と上記第２プランジャ（３ｂ）とを連結する第１連結ヨーク（４１）と、
上記第１プランジャ（３ａ）と上記第２固定コア（５ｂ）とを連結する第２連結ヨーク（４２）と、
上記第１電磁コイル（２ａ）の磁束が流れる第１磁気回路構成ヨーク（４３）とを備え、
上記進退方向における上記第１固定コア（５ａ）を設けた側にて、上記第１磁気回路構成ヨーク（４３）と上記第２連結ヨーク（４２）とは離隔しており、
上記第２連結ヨーク（４２）の、上記第２固定コア（５ｂ）に接続した側とは反対側の端部は、上記第１プランジャ（３ａ）に近接しており、
上記第１電磁コイル（２ａ）と上記第２電磁コイル（２ｂ）との２つの電磁コイル（２）のうち上記第１電磁コイル（２ａ）のみ通電した状態において、該第１電磁コイル（２ａ）の磁束が上記第１磁気回路構成ヨーク（４３）と上記第１プランジャ（３ａ）と上記第１固定コア（５ａ）とを含む第１磁気回路（Ｃ１）を流れることによって生じる磁力により、上記第２プランジャ（３ｂ）を上記第２固定コア（５ｂ）に吸引することなく上記第１プランジャ（３ａ）を上記第１固定コア（５ａ）に吸引し、
上記２つの電磁コイル（２）への通電をいずれも停止した両非通電状態から、該２つの電磁コイル（２）のうち上記第２電磁コイル（２ｂ）のみ通電したときにおいては、該第２電磁コイル（２ｂ）の磁束が上記第２プランジャ（３ｂ）と上記第２固定コア（５ｂ）とを含む第２磁気回路（Ｃ２）を流れることによって生じる磁力により、上記第１プランジャ（３ａ）を上記第１固定コア（５ａ）に吸引することなく上記第２プランジャ（３ｂ）を上記第２固定コア（５ｂ）に吸引し、
上記２つの電磁コイル（２）の双方に通電した両通電状態においては、該２つの電磁コイル（２）の磁束が上記第１磁気回路（Ｃ１）と上記第２磁気回路（Ｃ２）とを流れることによって生じる磁力により、上記第１プランジャ（３ａ）を上記第１固定コア（５ａ）に吸引すると共に、上記第２プランジャ（３ｂ）を上記第２固定コア（５ｂ）に吸引し、上記第２電磁コイル（２ｂ）の磁束の一部が、上記第１連結ヨーク（４１）と上記第１プランジャ（３ａ）と上記第２連結ヨーク（４２）と上記第２固定コア（５ｂ）と上記第２プランジャ（３ｂ）とを含み上記第１磁気回路構成ヨーク（４３）を含まない第３磁気回路（Ｃ３）を流れ、
上記両通電状態から、上記第２電磁コイル（２ｂ）への通電を維持したまま上記第１電磁コイル（２ａ）への通電を停止したときは、上記第２電磁コイル（２ｂ）の磁束が上記第２磁気回路（Ｃ２）と上記第３磁気回路（Ｃ３）とを流れることによって生じる磁力により、上記第２プランジャ（３ｂ）を上記第２固定コア（５ｂ）に吸引しつつ、上記第１プランジャ（３ａ）を、上記第１固定コア（５ａ）に吸引された位置である吸引位置に保持するよう構成されていることを特徴とするソレノイド装置（１）。
請求項１に記載のソレノイド装置（１）において、上記第１プランジャ（３ａ）は、プランジャ本体部（３０）と、該プランジャ本体部（３０）に磁気的に連結した接離部（３１）とを備え、上記吸引位置においては、上記接離部（３１）が上記第１連結ヨーク（４１）又は上記第２連結ヨーク（４２）に接近して、これらの間隔が相対的に狭くなり、上記第１プランジャ（３ａ）が上記第１固定コア（５ａ）に吸引されない非吸引位置においては、上記接離部（３１）が上記第１連結ヨーク（４１）又は上記第２連結ヨーク（４２）から離隔して、これらの間隔が上記吸引位置よりも広くなるよう構成されていることを特徴とするソレノイド装置（１）。
請求項２に記載のソレノイド装置（１）において、上記接離部（３１）は上記プランジャ本体部（３０）よりも拡径しており、上記第１連結ヨーク（４１）又は上記第２連結ヨーク（４２）には、上記プランジャ本体部（３０）を挿通した貫通孔（４１２）が形成され、上記第１プランジャ（３ａ）が上記吸引位置に移動したときに、上記接離部（３１）が上記貫通孔（４１２）の周辺部（４２７）に接触するよう構成されていることを特徴とするソレノイド装置（１）。
請求項３に記載のソレノイド装置（１）において、上記貫通孔（４１２）の内周面と上記プランジャ本体部（３０）との間に、所定の隙間（ｄ）が形成されていることを特徴とするソレノイド装置（１）。
請求項１〜４のいずれか一項に記載のソレノイド装置（１）において、通電により磁束を発生する第３電磁コイル（２ｃ）と、該第３電磁コイル（２ｃ）への通電に伴って進退する第３プランジャ（３ｃ）と、該第３プランジャ（３ｃ）の進退方向において該第３プランジャ（３ｃ）に対向する位置に配された第３固定コア（５ｃ）と、上記第３電磁コイル（２ｃ）の磁束が通過し上記第３プランジャ（３ｃ）が摺接する第３プランジャ用ヨーク（４９）とを備え、上記第３プランジャ（３ｃ）は、上記第１電磁コイル（２ａ）又は上記第２電磁コイル（２ｂ）への通電によって生じた磁束の影響を受けず、上記第３電磁コイル（２ｃ）への通電によって生じた磁束の影響のみを受けて進退動作し、上記第１プランジャ（３ａ）及び上記第２プランジャ（３ｂ）は、上記第３電磁コイル（２ｃ）の磁束の影響を受けて進退動作しないよう構成され、上記第３プランジャ用ヨーク（４９）は、上記第１連結ヨーク（４１）又は上記第２連結ヨーク（４２）と一体化していることを特徴とするソレノイド装置（１）。