JP6078434B2 - ソレノイド装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のプランジャを有するソレノイド装置に関する。

複数の電磁コイルと、複数のプランジャと、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。

そして、上記ソレノイド装置は、各プランジャを個別の電磁コイルによって進退動作させるよう構成されている。これにより、複数のプランジャのうち進退動作させたいプランジャに対応する電磁コイルに通電し、或いは通電を切ることで、当該プランジャを固定コアに対して進退させることができる。

特開２０１０−２８７４５５号公報

しかしながら、上記ソレノイド装置において、複数のプランジャを固定コアに吸引した複数吸引状態を維持するために、電磁コイルへの通電を維持する必要がある。それゆえ、複数吸引状態を長時間維持する必要がある場合、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、消費電力を低減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少なくとも１個の電磁コイルと、
上記磁束が通る磁気回路の一部を構成する固定コアと、
上記固定コアと共に上記磁気回路を構成し、上記電磁コイルへの通電、非通電の切り替えに伴って上記固定コアに対してそれぞれ進退するよう構成された複数のプランジャとを備え、
上記磁気回路の一部には、該磁気回路に形成される上記磁束の抵抗となる磁気抵抗部が設けてあり、
上記複数のプランジャは、少なくとも１個の上記電磁コイルへの通電によって上記固定コアに吸引されるよう構成されており、
上記磁気抵抗部は、上記固定コアの一部を上記磁路の方向に分断するギャップによって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。

上記ソレノイド装置において、上記磁気回路の一部には上記磁気抵抗部が設けてある。これにより、効率的に複数吸引状態を維持することができる。すなわち、磁気抵抗部を磁気回路の適切な部位に設けることにより、電磁コイルによって生じる磁束を、磁気回路における複数のプランジャのそれぞれを含む複数の閉磁路に適切に形成することが可能となる。それゆえ、電磁コイルによる複数吸引状態の維持を効果的に実現することができる。その結果、ソレノイド装置における消費電力を低減することができる。

以上のごとく、本発明によれば、消費電力を低減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、ソレノイド装置が複数吸引状態にある電磁継電器の断面図。 実施例１における、磁気抵抗部が形成された底部コアの底面図。 実施例１における、磁気抵抗部に低透磁率部材を配置した底部コアの底面図。 実施例１における、直流電源とインバータとの間に電磁継電器を用いた回路図。 参考例における、磁気抵抗部が形成された底部コアの底面図。 実施例３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３における、ソレノイド装置の第１のプランジャと第２のプランジャが吸引状態にある電磁継電器の断面図。 実施例３における、ソレノイド装置を複数吸引状態とした電磁継電器の断面図。 実施例３における、ソレノイド装置を複数吸引状態に維持している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５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５における、ソレノイド装置の第１のプランジャが吸引状態にある電磁継電器の断面図。 実施例５における、ソレノイド装置を複数吸引状態とした電磁継電器の断面図。 実施例５における、ソレノイド装置を複数吸引状態に維持している電磁継電器の断面図。 実施例６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６における、ソレノイド装置を複数吸引状態とした電磁継電器の断面図。 実施例６における、ソレノイド装置を複数吸引状態に維持している電磁継電器の断面図。 実施例７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７における、固定コアの斜視図。

上記ソレノイド装置は、例えば、複数のスイッチ部を備えた電磁継電器に用いることができる。すなわち、複数のプランジャの進退動作によって、それぞれ異なるスイッチ部を開閉するよう構成することができる。
本明細書において、複数のプランジャが固定コアに吸引された状態を、複数吸引状態という。また、上記磁気抵抗部は、磁気回路における他の部位よりも磁気抵抗が大きい部分をいい、例えば、プランジャの一部に設けてもよいし、固定コアの一部に設けてもよい。

また、上記複数のプランジャが上記固定コアに吸引された複数吸引状態は、１個の上記電磁コイルへの通電によって維持されるよう構成されていることが好ましい。この場合には、複数の電磁コイルを用いることなく、複数のプランジャの吸引状態を維持することができるため、その消費電力を低減することができる。特に、複数のプランジャを固定コアへ吸引した状態を長時間維持する場合にも、その消費電力を大幅に低減することができる。

また、上記複数のプランジャが、上記固定コアによって磁気的に並列接続されていることが好ましい。この場合には、１個の電磁コイルによる複数吸引状態の維持を効果的に実現することができる。

また、上記磁気抵抗部は、上記固定コアの一部を磁路の方向に分断するギャップによって構成されている。これにより、磁気抵抗部を容易に形成することができる。

上記ギャップには、上記固定コアよりも透磁率の低い低透磁率部材が配置されていてもよい。この場合にも、磁気抵抗部を容易に形成することができる。また、固定コアの剛性を向上させることができる。

また、上記磁気抵抗部は、上記固定コアにおける磁路の方向に対して直交する断面の断面積を他の部分よりも小さくした小断面積部によって構成することもできる。この場合には、上記小断面積部の断面積を十分に小さくすることで、磁気飽和を生じさせることにより、所定の閉磁路における磁束を適切に制限することもできる。

（実施例１）
上記ソレノイド装置の実施例につき、図１〜図５を用いて説明する。
本例のソレノイド装置１は、図１、図２に示すごとく、通電により磁束を発生する電磁コイル２と、磁束が通る磁気回路の一部を構成する固定コア３と、固定コア３と共に磁気回路を構成する複数のプランジャ４とを備えている。複数のプランジャ４は、電磁コイル２への通電、非通電の切り替えに伴って固定コア３に対してそれぞれ進退するよう構成されている。

磁気回路の一部には、磁気回路に形成される磁束の抵抗となる磁気抵抗部５が設けてある。
複数のプランジャ４は、電磁コイル２への通電によって固定コア３に吸引されるよう構成されている。
複数のプランジャ４が固定コア３に吸引された複数吸引状態は、１個の電磁コイル２への通電によって維持されるよう構成されている。

本例において、プランジャ４は２個配設されている。２個のプランジャ４（４ａ、４ｂ）は互いに別体に構成されている。そして、２個のプランジャ４が、固定コア３によって磁気的に並列接続されている。２個のプランジャ４は、互いに平行に配されており、電磁コイル２への通電、非通電の切り替えによって、互いに平行に進退するよう構成されている。また、２つのプランジャ４の並び方向（以下において、適宜「Ｘ方向」という。）において、電磁コイル２は、２つのプランジャ４の間に配設されている。そして、電磁コイル２の軸方向は、プランジャ４の進退方向（以下において、適宜「Ｚ方向」という。）と平行となっている。

固定コア３は、電磁コイル２の内側を貫通するように配された中央コア３１と、プランジャ４とＺ方向に対向して配置される対向コア３２と、中央コア３１とプランジャ４とを磁気的に連結する上部コア３３と、中央コア３１と対向コア３２とを磁気的に連結する底部コア３４とを有する。中央コア３１は１個であり、対向コア３２は２個である。これにより、中央コア３１と上部コア３３と第１のプランジャ４ａと対向コア３２と底部コア３４とによって、１つの閉磁路〔後述する磁束φ１（図２）が形成される閉磁路〕が形成される。同様に、中央コア３１と上部コア３３と第２のプランジャ４ｂと対向コア３２と底部コア３４とによって、他の１つの閉磁路〔後述する磁束φ２（図２）が形成される閉磁路〕が形成される。これら２つの閉磁路は、１つの中央コア３１を共有している。なお、「上部」、「底部」等の表現は、便宜的なものであり、上部コア３３及び底部コア３４の位置関係を特に限定するものではない。以下においても、これらと同様の表現は、特に示さない限り、位置関係を限定するものではない。

また、プランジャ４は、その少なくとも一部が磁性体部４１からなる。本例においては、プランジャ４における磁性体部４１が、上部コア３３に対して摺動しつつ、対向コア３２に対して対向している。そして、磁性体部４１における対向コア３２と反対側に、樹脂製の当接部４２が設けてある。プランジャ４は、当接部４２において、固定接点支持部１５２に当接するよう構成されている。

プランジャ４と対向コア３２との間には、プランジャ４を対向コア３２から離れる方向へ付勢するプランジャ押圧部材１１が設けてある。プランジャ押圧部材１１は、例えばコイルばねによって構成することができる。
また、磁気抵抗部５は、底部コア３４の一部に形成されている。本例において、磁気抵抗部５は、固定コア３（底部コア３４）の一部を磁路の方向に分断するギャップによって構成されている。磁気抵抗部５を構成するギャップは、図３に示すごとく、空隙（エアギャップ）としておいてもよいし、図４に示すごとく、ギャップには、固定コア３よりも透磁率の低い低透磁率部材５１を配置してもよい。低透磁率部材５１としては、例えば樹脂を用いることができる。ギャップに樹脂等の低透磁率部材５１を配置した場合、磁気抵抗部５をエアギャップによって構成した場合に比べ、固定コア３の剛性を向上させることができる。

図１、図２に示すごとく、本例のソレノイド装置１は、電磁継電器１０に用いられている。電磁継電器１０のケース１４内には、ソレノイド装置１と２個のスイッチ部１５とが収納されている。個々のスイッチ部１５は、可動接点１５１を支持する導体からなる１個の可動接点支持部１５２と、固定接点１５３を支持する導体からなる２個の固定接点支持部１５４とを備える。ケース１４の上壁と可動接点支持部１５２との間には、可動接点支持部１５２をＺ方向における固定接点支持部１５４側へ押圧する接点押圧部材１２が配設されている。接点押圧部材１２も、コイルばね等によって構成することができる。ただし、接点押圧部材１２はプランジャ押圧部材１１よりも押圧力（ばね定数）が小さい。

ソレノイド装置１の２個のプランジャ４の当接部４２は、２個の固定接点支持部１５２のそれぞれに当接することができるよう構成されている。そして、図１、図２に示すごとく、プランジャ４を進退動作させることにより、可動接点１５１と固定接点１５３とを接離させている。これにより、可動接点支持部１５２を通して２個の固定接点支持部１５４の間に電流が流れるオン状態（図２参照）と、電流が流れないオフ状態（図１参照）とを切り替えることができるよう構成されている。

具体的には、オフ状態（図１）から、電磁コイル２へ通電することにより、図２に示すごとく、第１のプランジャ４ａを含む閉磁路と、第２のプランジャ４ｂを含む閉磁路との双方に、それぞれ磁束φ１、φ２が形成され、２つのプランジャ４が、それぞれ固定コア３（対向コア３２）に吸引される。これにより、プランジャ４に押し上げられていた可動接点支持部１５２がソレノイド装置１側へ移動し、可動接点１５１が固定接点１５３に接触し、オン状態（図２）となる。

そして、２つのスイッチ部１５（１５ａ、１５ｂ）がオン状態となった後においては、電磁コイル２への通電を維持することで、オン状態を維持する。また、オン状態からオフ状態に切り換える際には、電磁コイル２への通電を切ることで、固定コア３によるプランジャ４の吸引を解除する。これにより、プランジャ押圧部材１１の付勢力により、２つのプランジャ４が可動接点支持部１５２を押し上げるように駆動して、スイッチ部１５が切断されることとなる。

本例のソレノイド装置１を備えた電磁継電器１０は、図５に示すごとく、インバータ６１と直流電源６との接続に用いられる。インバータ６１は直流電源６の直流電力を交流電力に変換しており、この交流電力によって三相交流モータ６３を駆動するよう構成されている。電磁継電器１０は、上述した２つのスイッチ部１５を有する。この２個のスイッチ部１５のうち一方のスイッチ部１５ａは、直流電源６の正電極とインバータ６１との間を繋ぐ正側電力ライン６４に設けられ、他方のスイッチ部１５ｂは、直流電源６の負電極とインバータ６１との間を繋ぐ負側電力ライン６５に設けられている。そして、制御回路６２からの信号によって電磁継電器１０のオン状態とオフ状態とを切り替えることにより、インバータ６１を直流電源６に接続したり、遮断したりすることができる。図５に示す電源システムは、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車において用いることができる。

電磁継電器１０をオン状態からオフ状態に切り替える際に、２個のスイッチ部１５（１５ａ、１５ｂ）のうち一方のスイッチ部１５が溶着することがある。この場合でも、他方のスイッチ部１５をオフにすることができれば、インバータ６１に流れる直流電流Ｉを遮断できるよう構成されている。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記ソレノイド装置１において、複数吸引状態は、１個の電磁コイル２への通電によって維持されるよう構成されている。それゆえ、複数の電磁コイル２を用いることなく、複数のプランジャ４の吸引状態を維持することができるため、その消費電力を低減することができる。

また、磁気回路の一部には磁気抵抗部５が設けてある。これにより、１個の電磁コイル２によって複数吸引状態（図２）を容易に実現することができる。すなわち、磁気抵抗部５を磁気回路の適切な部位に設けることにより、１個の電磁コイル２によって生じる磁束φ１、φ２を、磁気回路における複数のプランジャ４のそれぞれを含む複数の閉磁路に適切に形成することが可能となる。それゆえ、１個の電磁コイル２による複数吸引状態の維持を効果的に実現することができる。

より具体的に説明すると、上記のような２つの閉磁路が存在する場合、電磁コイル２へ通電したとき、２つの閉磁路のうち、より磁気抵抗が小さい閉磁路に、まず磁束φ１が形成されることとなる。これにより、第１のプランジャ４ａが固定コア３（底部コア３２）に吸引される。これにより、さらに、この一方の閉磁路の磁気抵抗が小さくなるため、他方の閉磁路に磁束φ２が形成され難くなる。ここで、一方の閉磁路に磁気抵抗部５がないと、電磁コイル２に大きな電流を流して大きな起磁力を生じさせても、他方の閉磁路への磁束φ２の形成が困難となる。

すなわち、プランジャ４ａが吸引された場合、磁束φ１が通る磁気回路の磁気抵抗は極小となり、仮に磁気抵抗部５がないと、磁束φ１は非常に大きくなる。その結果、磁束φ１と磁束φ２との共通の磁気回路である中央コア３１における磁束密度が大きくなり、磁気飽和に近づいていく。つまり、中央コア３１の部分の磁気抵抗が高くなる。その結果、磁束φ２が小さく制限されてしまい、プランジャ４ｂの吸引が難しくなる。
そこで、閉磁路に磁気抵抗部５を設けることにより、一方の閉磁路に形成される磁束φ１の大きさを制限することで、他方の閉磁路へも十分に磁束φ２が形成されるようにすることができる。

これにより、２つの閉磁路に形成される磁束φ１、φ２の大きさのばらつきを抑制することができる。その結果、電磁コイル２に流す電流を特に大きくしなくても、２つのプランジャ４を安定して吸引することができ、複数吸引状態を維持する際に消費する消費電力を抑制することができる。

特に、複数のプランジャ４を固定コア３へ吸引した状態を長時間維持する場合に、その消費電力を大幅に低減することができる。つまり、本例のように、インバータ６１と直流電源６との間に接続される電磁継電器１０にソレノイド装置１を用いる場合、インバータ６１の稼働時は、常に２つのスイッチ部１５（１５ａ、１５ｂ）をオン状態とすることとなる。この２つのスイッチ部１５をオン状態に保つために、２つのプランジャ４（４ａ、４ｂ）を固定コア３へ吸引しておく複数吸引状態を保つ必要がある。つまり、インバータ６１の稼働時は、常時、複数吸引状態を保つ必要がある。それゆえ、１個の電磁コイル２への通電で複数吸引状態を維持することができ、しかも、特に大きな電流を電磁コイル２に流さなくても複数吸引状態を維持することができるということは、ソレノイド装置１の消費電力を大きく低減することができるということとなる。
また、本例のソレノイド装置１は、電磁コイル２が１個であるため、製造コストの低減及び小型化が容易である。

また、本例のソレノイド装置１においては、磁気抵抗部５が、固定コア３の一部を磁路の方向に分断するギャップによって構成されている。それゆえ、後述する参考例に示すような小断面積部５２（図６）を磁気抵抗部５として設ける場合に比べ、磁気設計が容易となる。すなわち、小断面積部５２によって磁気抵抗部５を構成する場合、１つの電磁コイル２で複数のプランジャ４を吸引保持するためには、先に吸引したプランジャ４を含む閉磁路を飽和させる必要がある。

ここで、プランジャ４の吸引しはじめにおいては小断面積部５２の磁気抵抗は小さいが、吸引完了付近においては、プランジャ４と対向コア３２との間のギャップが小さくなることにより、閉磁路全体の磁気抵抗が小さくなり、小断面積部５２における磁束密度が大きくなる。このとき、先に吸引したプランジャ４を含む閉磁路が通過する小断面積部５２が磁気飽和して、磁気抵抗が高くなるようにする必要がある。つまり、１つの磁気コイル２によって複数吸引状態を維持するのに適切な磁気抵抗を磁気回路にもたせるためには、磁気飽和の領域を的確に見定める必要がある。ところが、ＢＨカーブは固体差をもつため、個体差を考慮した磁気設計が必要となる。
これに対して、本例のように、ギャップによって磁気抵抗部５を構成した場合、ギャップの距離と面積とによって一定の磁気抵抗値を容易に設計できるというメリットがある。

以上のごとく、本例によれば、消費電力を低減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。

（参考例）
本例は、図６に示すごとく、磁気抵抗部５が、固定コア３における磁路の方向に対して直交する断面の断面積を他の部分よりも小さくした小断面積部５２によって構成した例である。
すなわち、固定コア３の一部に貫通孔３５を設けることにより、上記小断面積部５２を形成し、これを磁気抵抗部５としている。
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例の場合にも、実施例１と同様に、磁気抵抗部５を設けることにより、特に大きな電流を電磁コイル２に流すことなく、２つの閉磁路に磁束を十分に形成することができる。また、小断面積部５２の断面積を十分に小さくすることで、磁気飽和を生じさせることにより、所定の閉磁路における磁束を適切に制限することもできる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図７に示すごとく、２個の電磁コイル２と３個のプランジャ４とを備えたソレノイド装置１の例である。
２個の電磁コイル２（２ａ、２ｂ）の軸方向と、３個のプランジャ４（４ａ、４ｂ、４ｃ）の軸方向とは、すべて平行である。２つの電磁コイル２ａ、２ｂのうち一方の電磁コイル２ａは、第１のプランジャ４ａと第２のプランジャ４ｂとの間に配置されている。また、他方の電磁コイル２ｂは、第２のプランジャ４ｂと第３のプランジャ４ｃとの間に配置されている。

本例のソレノイド装置１においては、固定コア３が、２個の中央コア３１と３個の対向コア３２とを有する。そして、中央コア３１とプランジャ４とをつなぐように、上部コア３３が配設され、中央コア３１と対向コア３２とをつなぐように、底部コア３４が配設されている。そして、底部コア３４に磁気抵抗部５が形成されている。

本例のソレノイド装置１も、電磁継電器１０に用いられている。電磁継電器１０は、３個のプランジャ４（４ａ、４ｂ、４ｃ）のそれぞれによって接離する３個のスイッチ部１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）を有する。

次に、本例のソレノイド装置１（電磁継電器１０）の作動の一例を説明する。
まず、３個のスイッチ部１５がオフとなっている状態（図７の状態）から、一方の電磁コイル２ａへ通電することにより、図８に示すごとく、第１のプランジャ４ａを含む閉磁路と、第２のプランジャ４ｂを含む閉磁路とに、磁束φ１、φ２が形成され、２つのプランジャ４が、それぞれ固定コア３（対向コア３２）に吸引される。これにより、２つのプランジャ４（４ａ、４ｂ）にそれぞれ押し上げられていた２つの可動接点支持部１５２がソレノイド装置１側へ移動し、可動接点１５１が固定接点１５３に接触し、２つのスイッチ部１５ａ、１５ｂがオン状態となる。
このとき、第１の電磁コイル２ａの内側を通りつつ第３のプランジャ４ｃを通る閉磁路にも、磁束φ３は形成され得るが、この閉磁路の磁気抵抗は比較的大きいため、この段階では第３のプランジャ４ｃは対向コア３２に吸引されない。

なお、この閉磁路の磁気抵抗は、第２の電磁コイル２ｂの内側の中央コア３１と、第３のプランジャ４ｃと対向する対向コア３２との間における底部コア３４に設けられた磁気抵抗部５によって調整することができる。

次いで、第１の電磁コイル２ａへの通電を維持しつつ、図９に示すごとく、第２の電磁コイル２ｂへも通電する。これにより、第２の電磁コイル２ｂから第３のプランジャ４ｃにも磁束が流れ、第３のプランジャ４ｃを含む閉磁路にも十分に磁束φ４が形成され、第３のプランジャ４ｃが、固定コア３（対向コア３２）に吸引される。これにより、スイッチ部１５ｃもオン状態となる。

このように、３つのプランジャ４が対向コア３２に吸引された複数吸引状態においては、上述の３つの閉磁路における磁気抵抗が小さくなっている。そこで、図１０に示すごとく、２つの電磁コイル２のうちの１つ（例えば第２の電磁コイル２ｂ）への通電を切って、他の１つの電磁コイル２（例えば第１の電磁コイル２ａ）による起磁力のみによって３つのプランジャ４の吸引状態を維持する。これにより、３個のプランジャ４を対向コア３２に吸引させておく複数吸引状態を、低い消費電力にて維持することができる。

その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例の場合には、３個のプランジャ４を備えたソレノイド装置１において、消費電力を低減することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例４）
本例は、図１１に示すごとく、１個の電磁コイル２と２個のプランジャ４とを有するソレノイド装置１であって、一方のプランジャ４（４ａ）を電磁コイル２の内側に配置した例である。
具体的には、第１のプランジャ４ａが電磁コイル２の内側に配置され、第２のプランジャ４ｂが電磁コイル２の外側に配置されている。そして、２つのプランジャ４ａ、４ｂは、互いに平行に配置されている。

また、固定コア３は、各プランジャ４に対向配置された２つの対向コア３２と、両者をつなぐ底部コア３４と、２つのプランジャ４を磁気的につなぐ上部コア３３とを有する。また、固定コア３は、底部コア３４と上部コア３３とを電磁コイル２の外側においてつなぐ側部コア３６を有する。側部コア３６は、Ｘ方向において、電磁コイル２に対して第２のプランジャ４ｂから遠い側の側面に隣接する位置に配置されている。そして、底部コア３４のうち、第１のプランジャ４ａに対向する対向コア３２と側部コア３６との間の領域の一部に、磁気抵抗部５が形成されている。

次に、本例のソレノイド装置１（電磁継電器１０）の作動の一例を説明する。
まず、２個のスイッチ部１５がオフとなっている状態（図１１の状態）から、電磁コイル２に通電すると、第１のプランジャ４ａと側部コア３６とを含む閉磁路に磁束が形成される。これにより、第１のプランジャ４ａが対向コア３２に吸引され、スイッチ部１５ａがオンとなる。

第１のプランジャ４ａが対向コア３２に吸引されることにより、２つのプランジャ４ａ、４ｂを含む閉磁路の磁気抵抗が小さくなる。このとき、第１のプランジャ４ａと側部コア３６とを含む閉磁路の磁気抵抗も小さくなるが、磁気抵抗部５の存在によって、この閉磁路に形成される磁束の大きさは制限される。それゆえ、他方の閉磁路（２つのプランジャ４ａ、４ｂを含む閉磁路）にも、十分な磁束が形成されることとなる。これにより、第２のプランジャ４ｂも対向コア３２に吸引され、第２のスイッチ部１５ｂもオンとなる。

この２つのプランジャ４が吸引された複数吸引状態においては、１つの電磁コイル２への通電により、上記２つの閉磁路に十分に磁束が形成される。そして、１つの電磁コイル２への通電によって、２つのプランジャ４の吸引状態を維持し、２つのスイッチ部１５のオン状態を維持することができる。

その他は、実施例１と同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

（実施例５）
本例は、図１２に示すごとく、２個の電磁コイル２と２個のプランジャ４とを備えたソレノイド装置１の例である。
２つのプランジャ４（４ａ、４ｂ）のそれぞれは、２つの電磁コイル２（２ａ、２ｂ）のそれぞれの内側に配置されている。固定コア３は、２つのプランジャ４にそれぞれＺ方向に対向配置された２個の対向コア３２（第１の対向コア３２ａ、第２の対向コア３２ｂ）を有する。２個の対向コア３２（３２ａ、３２ｂ）は、それぞれ底部コア３４（第１の底部コア３４ａ、第２の底部コア３４ｂ）に接続されている。また、第１のプランジャ４ａと第２のプランジャ４ｂとは、第１連結コア３７１によって磁気的に連結されている。また、第１のプランジャ４ａと第２の底部コア３４ｂとは、第２連結コア３７２によって磁気的に連結されている。第２連結コア３７２の一部は、Ｘ方向において、２つの電磁コイル２の間に配置されている。

また、第１の底部コア３４ａと第１のプランジャ４ａとは、第１の電磁コイル２ａにおける第２の電磁コイル２ｂと反対側の外側を通る第１の側部コア３６ａによって連結されている。また、第２の底部コア３４ｂと第２のプランジャ４ｂとは、第２の電磁コイル２ｂにおける第１の電磁コイル２ａと反対側の外側を通る第２の側部コア３６ｂによって磁気的に連結されている。そして、第２の底部コア３４ｂにおける対向コア３２ｂと側部コア３６ｂとの間の一部に、磁気抵抗部５が形成されている。

次に、本例のソレノイド装置１の作動の一例を説明する。
２個のプランジャ４がいずれも対向コア３２に吸引されていない状態（図１２の状態）から、第１の電磁コイル２ａに通電する。これにより、図１３に示すごとく、第１のプランジャ４ａと第１の側部コア３６ａを含む閉磁路に磁束φ１が形成され、第１のプランジャ４ａが対向コア３２ａに吸引される。

次いで、第２の電磁コイル２ｂにも通電することで、図１４に示すごとく、第２のプランジャ４ｂと第２の側部コア３６ｂを含む閉磁路に磁束φ２が形成され、第２のプランジャ４ｂが対向コア３２ｂに吸引される。そして、２つのプランジャ４がそれぞれ固定コア３（対向コア３２）に吸引されていることで、２つのプランジャ４と第１連結コア３７１と第２連結コア３７２とを含む閉磁路の磁気抵抗が小さくなっている。また、磁束φ２が形成された閉磁路には磁気抵抗部５が形成されているため、この閉磁路に形成される磁束φ２の大きさは制限される。それゆえ、第２の電磁コイル２ｂへの通電に伴い、２つのプランジャ４と第１連結コア３７１と第２連結コア３７２とを含む閉磁路にも、磁束φ３が形成される。

そして、２つのプランジャ４が対向コア３２に吸引された複数吸引状態を維持するにあたり、消費電力を低減すべく、図１５に示すごとく、第１の電磁コイル２ａへの通電を切る。すなわち、一旦複数吸引状態が得られると、その状態においては磁束φ３が形成された閉磁路の磁気抵抗が小さいため、特に大きな起磁力を生じなくても複数吸引状態を維持することができる。それゆえ、第２の電磁コイル２ｂへの通電のみによって、複数吸引状態を維持することができる。

その他は、実施例１と同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

（実施例６）
本例は、図１６〜図１８に示すごとく、２個の電磁コイル２と２個のプランジャ４とを有するソレノイド装置１の例である。
本例のソレノイド装置１においては、固定コア３の一部を構成する２つの対向コア３２（第１の対向コア３２ａ、第２の対向コア３２ｂ）のそれぞれが、２つの電磁コイル２のそれぞれの内側を貫通している。そして、各対向コア３２に対してＺ方向に対向するように、２個のプランジャ４（４ａ、４ｂ）が配設されている。プランジャ４は、上部コア３３と対向コア３２とを磁気的につなぐように配置されている。そして、各プランジャ４は、対向コア３２及び上部コア３３に対してＺ方向に進退するよう構成されている。

また、上部コア３３と底部コア３４とは、第１の側部コア３６ａと第２の側部コア３６ｂとによって、連結されている。側部コア３６ａ、３６ｂは、Ｘ方向に並んで配置された２つの電磁コア２に対して、Ｘ方向の外側に配置されている。そして、底部コア３４における第１の対向コア３２ａと第１の側部コア３６ａとの間の一部と、底部コア３４における第２の対向コア３２ｂと第２の側部コア３６ｂとの間の一部と、底部コア３４における第１の対向コア３２ａと第２の対向コア３２ｂとの間の一部とに、それぞれ磁気抵抗部５が形成されている。

なお、本例においては、プランジャ４の形状が、実施例１のソレノイド装置１のものとは異なる。すなわち、プランジャ４における磁性体部４１が略円盤状となっており、その中央部からＺ方向に突出するように当接部４２が形成されている。これらの基本的な機能については、実施例１に示したものと同様である。

次に、本例のソレノイド装置１の作動の一例を説明する。
２個のプランジャ４がいずれも対向コア３２に吸引されていない状態（図１６の状態）から、第１の電磁コイル２ａに通電する。これにより、第１の対向コア３２ａと第１の側部コア３６ａを含む閉磁路に磁束φ１（図１７参照）が形成され、第１のプランジャ４ａが対向コア３２ａに吸引される。

次いで、第２の電磁コイル２ｂにも通電することで、図１７に示すごとく、第２の対向コア３２ｂと第２の側部コア３６ｂを含む閉磁路に磁束φ２が形成され、第２のプランジャ４ｂが対向コア３２ｂに吸引される。これにより、２つのプランジャ４が対向コア３２に吸引された複数吸引状態が得られる。そして、２つのプランジャ４がそれぞれ固定コア３（対向コア３２）に吸引されていることで、２つの対向コア３２と底部コア３４と上部コア３３とを含む閉磁路の磁気抵抗が小さくなっている。また、第１の対向コア３２ａと第１の側部コア３６ａを含む閉磁路、及び第２の対向コア３２ｂと第２の側部コア３６ｂを含む閉磁路のそれぞれには、磁気抵抗部５が形成されているため、これらの閉磁路に形成される磁束φ１、φ２の大きさは制限される。それゆえ、２つの対向コア３２と底部コア３４と上部コア３３とを含む閉磁路にも磁束φ３が形成される。

そこで、２つのプランジャ４が対向コア３２に吸引された複数吸引状態を維持するにあたり、消費電力を低減すべく、図１８に示すごとく、いずれか一方の電磁コイル２（第２の電磁コイル２ｂ）への通電を切る。これにより、第１の電磁コイル２ａへの通電のみによって、複数吸引状態を維持することができる。

その他は、実施例１と同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

なお、本例においては、第１の対向コア３２ａと第２の対向コア３２ｂとの間における底部コア３４にも磁気抵抗部５が設けてあるが、この磁気抵抗部５を設けない構成とすることもできる。かかる構成においても、上記と同様のソレノイド装置の動作を実現することができる。また、複数吸引状態の維持を第１の電磁コイル２ａによって行うことを前提とすれば、第２の対向コア３２ｂと第２の側部コア３６ｂとの間における底部コア３４にも、磁気抵抗部５を設けなくてもよい。

（実施例７）
本例は、図１９、図２０に示すごとく、１個の電磁コイル２と、その軸方向の両側にそれぞれ対向配置された２個のプランジャ４とからなる、ソレノイド装置１の例である。
固定コア３は、電磁コイル２の内側を貫通する対向コア３２と、電磁コイル２に対してＸ方向の外側の双方にそれぞれ配置された２つの側部コア３６と、側部コア３６とプランジャ４とを磁気的に連結する底部コア３４及び上部コア３３とを有する。また、Ｚ方向における底部コア３４と電磁コイル２との間の位置に、側部コア３６と対向コア３２とを磁気的に連結する中間コア３８が設けてある。そして、中間コア３８の一部に、磁気抵抗部５が形成されている。

次に、本例のソレノイド装置１の作動の一例を説明する。
２個のプランジャ４がいずれも対向コア３２に吸引されていない状態（図１９の状態）から、電磁コイル２に通電する。これにより、対向コア３２と第１のプランジャ４ａと中間コア３８とを含む閉磁路に磁束が形成され、第１のプランジャ４ａが対向コア３２に吸引される。

この状態においては、第１のプランジャ４ａと第２のプランジャ４ｂとの双方と対向コア３２とを含む閉磁路の磁気抵抗も小さくなる。また、中間コア３８には磁気抵抗部５が形成されているため、対向コア３２と中間コア３８と第１のプランジャ４ａとを含む閉磁路に形成される磁束の大きさは制限される。そのため、第１のプランジャ４ａと第２のプランジャ４ｂとの双方を含む閉磁路にも十分な磁束が形成されて、第２のプランジャ４ｂも第１のプランジャ４ａに続いて対向コア３２に吸引される。
そして、上記２つの閉磁路には、それぞれ十分な磁束が形成されるため、２つのプランジャ４が対向コア３２に吸引された複数吸引状態を、１個の電磁コイル２への通電によって維持することができる。

その他は、実施例６と同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例６において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例６と同様の構成要素等を表す。

ソレノイド装置の構成及び作動方法については、上述の実施例に示したものに限られず、種々の態様が考えられる。
また、ソレノイド装置は、電磁継電器以外にも、種々の用途に用いることができる。

１ ソレノイド装置
２、２ａ、２ｂ 電磁コイル
３ 固定コア
４、４ａ、４ｂ、４ｃ プランジャ
５ 磁気抵抗部

Claims (6)

1. 通電により磁束を発生する少なくとも１個の電磁コイル（２、２ａ、２ｂ）と、
   上記磁束が通る磁気回路の一部を構成する固定コア（３）と、
   上記固定コア（３）と共に上記磁気回路を構成し、上記電磁コイル（２、２ａ、２ｂ）への通電、非通電の切り替えに伴って上記固定コア（３）に対してそれぞれ進退するよう構成された複数のプランジャ（４、４ａ、４ｂ、４ｃ）とを備え、
   上記磁気回路の一部には、該磁気回路に形成される上記磁束の抵抗となる磁気抵抗部（５）が設けてあり、
   上記複数のプランジャ（４、４ａ、４ｂ、４ｃ）は、少なくとも１個の上記電磁コイル（２、２ａ、２ｂ）への通電によって上記固定コア（３）に吸引されるよう構成されており、
   上記磁気抵抗部（５）は、上記固定コア（３）の一部を上記磁路の方向に分断するギャップによって構成されていることを特徴とするソレノイド装置（１）。
2. 上記複数のプランジャ（４、４ａ、４ｂ、４ｃ）が上記固定コア（３）に吸引された複数吸引状態は、１個の上記電磁コイル（２、２ａ、２ｂ）への通電によって維持されるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド装置（１）。
3. 上記複数のプランジャ（４、４ａ、４ｂ、４ｃ）が、上記固定コア（３）によって磁気的に並列接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のソレノイド装置（１）。
4. 上記ギャップは、上記固定コア（３）における上記磁路の方向に直交する方向の全体にわたり、一定の寸法にて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のソレノイド装置（１）。
5. 上記ギャップには、上記固定コア（３）よりも透磁率の低い低透磁率部材（５１）が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のソレノイド装置（１）。
6. 上記電磁コイル（２、２ａ、２ｂ）は複数個配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のソレノイド装置（１）。

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