JP2005277245A - Solenoid - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solenoid whose axial length can be made smaller than in a common solenoid and a necessary thrust can be obtained over a long stroke. <P>SOLUTION: There are provided a first coil 20, a second coil 21 disposed inside the first coil; a movable magnetic pole 11 movably disposed between the first coil 20 and the second coil 21; a first stator 18 disposed on the peripheral side of the movable magnetic pole 11 and on the upper surface side of the second coil 20; a second stator 19 disposed inside the movable magnetic pole 11 and on the upper surface side of the second coil; a first fixed magnetic pole 12, disposed on the peripheral side of the movable magnetic pole 11 and on the lower surface side of the first coil 20 and having a magnetic pole portion 12a directed to the inside, and a second fixed magnetic pole 13 disposed on the inner side of the movable magnetic pole 11 and on the lower surface side of the second coil 21 and having a magnetic pole portion 13a directed to the outside, so that a first magnetic circuit 32 and a second magnetic circuit 33 are constituted by the currents in two coils and the magnetic fluxes thereof join together in the movable magnetic pole 11 and flow to the fixed magnetic poles 12 and 13 to move the movable magnetic pole 11 toward lower surface side. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ソレノイドに係わり、特に2つのコイルをもつ直動型ソレノイドの構造、及び動作原理に関するものである。   The present invention relates to a solenoid, and more particularly to the structure and operating principle of a direct acting solenoid having two coils.

直動型ソレノイドの基本的な構造は磁束を発生させるコイル、磁束の発生により動作する可動磁極、可動磁極との間で吸着力を発生する固定磁極、ソレノイドの磁気回路を形成し筐体となるケースから構成されている。   The basic structure of a direct acting solenoid is a casing that forms a coil that generates magnetic flux, a movable magnetic pole that operates by generating magnetic flux, a fixed magnetic pole that generates an attractive force between the movable magnetic pole, and a magnetic circuit of the solenoid. It consists of a case.

一般的なソレノイドは推力や可動磁極の動作範囲であるストロークを確保するために磁束発生の基となるコイルのコイルワイヤー巻き数を多くしたり、磁極の寸法形状を軸方向に長く取ったりする傾向にある。そのため、コイル周辺の固定磁極や磁気回路を構成するケースも軸方向に長くなる。   General solenoids tend to increase the number of coil wire turns of the coil that is the basis of magnetic flux generation to ensure thrust and the stroke that is the operating range of the movable magnetic pole, and take the dimension and shape of the magnetic pole longer in the axial direction It is in. For this reason, the fixed magnetic pole around the coil and the case constituting the magnetic circuit are also elongated in the axial direction.

しかしながら、近年ソレノイドを小型化したいという強い要求がある。この場合でも、軸方向の寸法を制限される事になるが、吸引力やストロークまで犠牲にすることは出来ない。このため、小型化には限界があった。(例えば特許文献1。)。   However, in recent years, there is a strong demand for downsizing the solenoid. Even in this case, although the dimension in the axial direction is limited, the suction force and the stroke cannot be sacrificed. For this reason, there was a limit to downsizing. (For example, patent document 1).

特許文献1は一般的なソレノイドの応用例であり、動作する可動磁極とそれを吸引する固定磁極が軸方向に伸び、その間にコイルを配し、ケースはコイルを覆う様に形成されている。このソレノイドは小型の部類に入るが、テレホンカードやプリペイドカードなどの穴をあけるという目的がある以上、吸引力やストロークの確保は必要であり、かつソレノイドの周辺機器の関係からより軸方向への寸法制限が厳しくなってきている。
特開平9−260137(3頁、図1)
Patent Document 1 is an application example of a general solenoid, in which a movable magnetic pole that operates and a fixed magnetic pole that attracts the movable magnetic pole extend in the axial direction, a coil is disposed therebetween, and a case is formed so as to cover the coil. Although this solenoid is a small category, it is necessary to secure suction force and stroke as long as it has the purpose of making holes in telephone cards, prepaid cards, etc., and more in the axial direction due to the peripheral devices of the solenoid. Dimensional restrictions are getting stricter.
JP-A-9-260137 (3 pages, FIG. 1)

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、一般的なソレノイドよりも軸方向に対する寸法取りを最小限にできるように工夫されたものであり、必要な推力とストロークを得ることができるソレノイドを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has been devised so that dimensioning in the axial direction can be minimized as compared with a general solenoid, and necessary thrust and stroke can be obtained. An object is to provide a solenoid.

上記の課題を解決するために第1のコイルと、前記第1のコイルの内周側に位置する第2のコイルと、前記第1のコイルと前記第2のコイルの間に移動可能に配された可動磁極と、前記可動磁極の外周側にあり、前記第1のコイルの上面側に位置する第1のステータと、前記可動磁極の内周側にあり、前記第2のコイルの上面側に位置する第2のステータと、前記可動磁極の外周側にあり、前記第1のコイルの下面側に位置すると共に、磁極部を内周側へ向けた第1の固定磁極と、前記可動磁極の内周側にあり、前記第2のコイルの下面側に位置すると共に、磁極部を外周側へ向けた第2の固定磁極を有することを特徴とするものとした。 In order to solve the above problem, the first coil, the second coil located on the inner peripheral side of the first coil, and the first coil and the second coil are movably disposed. A movable stator, a first stator located on an outer peripheral side of the movable magnetic pole and located on an upper surface side of the first coil, an inner peripheral side of the movable magnetic pole, and an upper surface side of the second coil A second stator located on the outer peripheral side of the movable magnetic pole, located on the lower surface side of the first coil, and having a magnetic pole portion directed toward the inner peripheral side, and the movable magnetic pole The second fixed magnetic pole is located on the lower surface side of the second coil and the magnetic pole portion faces the outer peripheral side.

さらに、前記第1のコイルの外周側に位置し、前記第1のステータと前記第1の固定磁極とを固着している第1のケース部材と、前記第2のコイルの内周側に位置し、前記第2のステータと前記第2の固定磁極とを固着している第2のケース部材の組合せとすることとした。   A first case member positioned on an outer peripheral side of the first coil and fixing the first stator and the first fixed magnetic pole; and positioned on an inner peripheral side of the second coil. The second case member is fixed to the second stator and the second fixed magnetic pole.

また、前記ソレノイドにおいて、前記第1のステータ、前記第1のケース部材、前記第1の固定磁極、前記可動磁極で構成される第1の磁気回路と、前記第2のステータ、前記第2のケース部材、前記第2の固定磁極、前記可動磁極で構成される第2の磁気回路との2つの磁気回路を有し、前記可動磁極は前記第1の固定磁極との間に第1のギャップを有し、さらに前記可動磁極は前記第2の固定磁極との間にも第2のギャップを有し、前記第1の磁気回路と前記第2の磁気回路を巡る磁束の流れを前記可動磁極において合流させ同方向にすることで、前記第1のギャップと前記第2のギャップを通過する磁束により前記可動磁極を軸方向へむけて推力を発生するようにした。   In the solenoid, the first stator, the first case member, the first fixed magnetic pole, the first magnetic circuit including the movable magnetic pole, the second stator, the second stator There are two magnetic circuits, a case member, the second fixed magnetic pole, and a second magnetic circuit composed of the movable magnetic pole, and the movable magnetic pole has a first gap between it and the first fixed magnetic pole. And the movable magnetic pole has a second gap between the movable magnetic pole and the second fixed magnetic pole, and the flow of magnetic flux around the first magnetic circuit and the second magnetic circuit is changed to the movable magnetic pole. By combining them in the same direction, the magnetic flux passing through the first gap and the second gap is directed toward the movable magnetic pole in the axial direction to generate thrust.

また、前記ソレノイドの前記第1の固定磁極と前記第2の固定磁極のどちらか一方を前記可動磁極の軸方向へずらすことにより、前記第1のギャップと前記第2のギャップとがその軸方向において異なる位置に存在させることも可能である。   Further, by shifting one of the first fixed magnetic pole and the second fixed magnetic pole of the solenoid in the axial direction of the movable magnetic pole, the first gap and the second gap are moved in the axial direction. It is also possible to exist in different positions.

本発明は2つのコイルで磁束を供給し、1つの可動磁極と2つの固定磁極に対して2つの磁気回路を構成させることになるので、前記可動磁極と前記固定磁極の2つの磁極間で推力を発生することができ、また、2つの固定磁極のうち、どちらか一方を可動磁極の軸方向にずらして配置することで、長いストロークに渡って推力を発生させて可動磁極を移動させることができる。   In the present invention, magnetic flux is supplied by two coils, and two magnetic circuits are formed for one movable magnetic pole and two fixed magnetic poles. Therefore, thrust is generated between the two magnetic poles of the movable magnetic pole and the fixed magnetic pole. In addition, one of the two fixed magnetic poles can be shifted in the axial direction of the movable magnetic pole to generate a thrust over a long stroke and move the movable magnetic pole. it can.

また、従来形式では1つのコイルから必要な推力を得るために必要な磁束を発生させていたが、本発明によれば磁束を発生するコイルを2箇所に分散できるので、磁気回路の構成の自由度が増し、利用目的に応じて柔軟に対応することが可能となる。   Further, in the conventional type, a magnetic flux necessary for obtaining a necessary thrust is generated from one coil. However, according to the present invention, since the coil generating the magnetic flux can be distributed in two places, the configuration of the magnetic circuit can be freely set. Increasing the degree, it becomes possible to respond flexibly according to the purpose of use.

本発明の実施の形態においては、2つのコイルを外周と内周に配し、前記2つのコイルの間に可動磁極をおき、2つの固定磁極の磁極部を外周側と内周側の径方向においてギャップをもって配された形としたので、2つのコイルで発生させたそれぞれの磁束を前記可動磁極の間に合流し供給することになる。また、2つの固定磁極の磁極部どちらか一方を可動磁極の軸方向にずらせて配置することで長いストロークに渡って推力を発生させることができることに特徴がある。以下に、この特徴を有する実施例について説明する。   In the embodiment of the present invention, two coils are arranged on the outer circumference and the inner circumference, a movable magnetic pole is placed between the two coils, and the magnetic pole portions of the two fixed magnetic poles are arranged radially on the outer circumference side and the inner circumference side. Therefore, the magnetic fluxes generated by the two coils are joined and supplied between the movable magnetic poles. Further, it is characterized in that thrust can be generated over a long stroke by arranging one of the magnetic pole portions of the two fixed magnetic poles shifted in the axial direction of the movable magnetic pole. An embodiment having this feature will be described below.

図1は、本発明の第1の実施例に係るソレノイドの説明図であり、図2は、本発明の第1の実施例に係るソレノイドの可動磁極とソレノイド本体の説明図である。図1及び図2において、10はソレノイド、11は可動磁極、11aは可動磁極の磁極部、11bは可動磁極の作用板、11cは可動磁極の分岐部分、12は第1固定磁極、12aは第1固定磁極の磁極部、13は第2固定磁極、13aは第2固定磁極の磁極部、14及び15はギャップ、16は第1のケース部材、17は第2のケース部材、18は第1ステータ、19は第2ステータ、20は第1コイル、21は第2コイル、22はプレート、22aは穴、23はスリーブ、24はネジを示す。また、図1及び図2で示す上側を上面側、下側を下面側とし、他の図面でも同様とする。   FIG. 1 is an explanatory view of a solenoid according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view of a movable magnetic pole and a solenoid body of the solenoid according to the first embodiment of the present invention. 1 and 2, 10 is a solenoid, 11 is a movable magnetic pole, 11a is a magnetic pole portion of the movable magnetic pole, 11b is an action plate of the movable magnetic pole, 11c is a branching portion of the movable magnetic pole, 12 is a first fixed magnetic pole, and 12a is a first magnetic pole. Magnetic pole part of one fixed magnetic pole, 13 is a second fixed magnetic pole, 13a is a magnetic pole part of the second fixed magnetic pole, 14 and 15 are gaps, 16 is a first case member, 17 is a second case member, and 18 is a first A stator, 19 is a second stator, 20 is a first coil, 21 is a second coil, 22 is a plate, 22a is a hole, 23 is a sleeve, and 24 is a screw. Moreover, the upper side shown in FIG.1 and FIG.2 is made into the upper surface side, and the lower side is made into the lower surface side, and it is the same also in other drawings.

ソレノイド10は第1コイル20と第2コイル21の径方向の間に可動磁極11を配し、それぞれのコイルの上面側には第1ステータ18と第2ステータ19、下面側には第1固定磁極12と第2固定磁極13を配している。2つの固定磁極の磁極部12aと13aはギャップ14と15をおいて、可動磁極11の磁極部11aの外周側と内周側に向かいあわせになるように配されている。第1のケース部材16は第1固定磁極12と第1ステータ18を固着しており、第2のケース部材17も第2固定磁極13と第2ステータ19を固着している。   The solenoid 10 has a movable magnetic pole 11 disposed between the first coil 20 and the second coil 21 in the radial direction. The first stator 18 and the second stator 19 are provided on the upper surface side of each coil, and the first fixed is provided on the lower surface side. A magnetic pole 12 and a second fixed magnetic pole 13 are arranged. The magnetic pole portions 12a and 13a of the two fixed magnetic poles are arranged so as to face the outer peripheral side and the inner peripheral side of the magnetic pole portion 11a of the movable magnetic pole 11 with gaps 14 and 15 therebetween. The first case member 16 fixes the first fixed magnetic pole 12 and the first stator 18, and the second case member 17 also fixes the second fixed magnetic pole 13 and the second stator 19.

本発明の実施例1においては可動磁極11と第1固定磁極12と第1のケース部材16と第1ステータ18を巡る第1の磁気回路と、可動磁極11と第2固定磁極13と第2のケース部材17と第2ステータ19とを巡る第2の磁気回路を構成し、磁束を可動磁極11で合流することで可動鉄心11を直線的に動作するようにしたことを特徴とするものである。
以下に、ソレノイド10の主要な構成について説明する。
In the first embodiment of the present invention, the movable magnetic pole 11, the first fixed magnetic pole 12, the first case member 16, the first magnetic circuit around the first stator 18, the movable magnetic pole 11, the second fixed magnetic pole 13, and the second magnetic circuit. A second magnetic circuit that surrounds the case member 17 and the second stator 19 is configured, and the movable iron core 11 is linearly operated by merging the magnetic flux with the movable magnetic pole 11. is there.
Below, the main structures of the solenoid 10 are demonstrated.

可動磁極11は磁性材料で形成されており、上面側は円周方向に対し複数に分岐する分岐部分11cをもち、円盤状に形成された作用板11bにネジ24で固定されている。上面側の外周側には適当な間隔をおいて第1ステータ18、内周側も適当な間隔をおいて第2ステータ19を配している。   The movable magnetic pole 11 is formed of a magnetic material, and the upper surface side has a branching portion 11c that branches into a plurality in the circumferential direction, and is fixed to a working plate 11b formed in a disk shape with a screw 24. A first stator 18 is arranged on the outer peripheral side on the upper surface side with an appropriate interval, and a second stator 19 is arranged on the inner peripheral side with an appropriate interval.

下面側は磁極部11aがあり、ギャップ14をおいて第1固定磁極12の磁極部12aと、またギャップ15おいて第2固定磁極13の磁極部13aと向かい合う形となっている。   On the lower surface side, there is a magnetic pole part 11 a, which faces the magnetic pole part 12 a of the first fixed magnetic pole 12 with a gap 14 and faces the magnetic pole part 13 a of the second fixed magnetic pole 13 with a gap 15.

そして第1コイル20と第2コイル21にそれぞれ反対方向の電流を流すことで、2つのコイルで発生した磁束は第1ステータ18から可動磁極11へ、ギャップ14を介して第1固定磁極12を巡る第1の磁気回路が構成され、また第2ステータ19から可動磁極11へ、ギャップ15を介して第2固定磁極13を巡る第2の磁気回路が構成されることになる。さらにこの2つの磁気回路に流れる磁束は可動磁極11において合流し、ギャップ14とギャップ15の間で下面側に向け推力が発生するので、可動磁極11は下面側軸方向に向かって移動することとなる。   Then, by causing currents in opposite directions to flow through the first coil 20 and the second coil 21, the magnetic flux generated by the two coils passes from the first stator 18 to the movable magnetic pole 11 and passes through the first fixed magnetic pole 12 via the gap 14. A first magnetic circuit that circulates is configured, and a second magnetic circuit that circulates from the second stator 19 to the movable magnetic pole 11 through the second fixed magnetic pole 13 via the gap 15 is configured. Further, the magnetic fluxes flowing in the two magnetic circuits are merged at the movable magnetic pole 11, and a thrust is generated between the gap 14 and the gap 15 toward the lower surface side. Therefore, the movable magnetic pole 11 moves toward the lower surface side axial direction. Become.

第1固定磁極12は磁性材料で形成されており、磁極部12aを内周側に向けている。第1固定磁極12の外周側には第1のケース部材16が固着しており、上面側には第1コイル20が存在している。さらに磁極部12aと可動磁極11の磁極部11aとは径方向で向かい合い、その間にギャップ14が存在している。   The first fixed magnetic pole 12 is made of a magnetic material, and the magnetic pole portion 12a faces the inner peripheral side. The first case member 16 is fixed to the outer peripheral side of the first fixed magnetic pole 12, and the first coil 20 is present on the upper surface side. Furthermore, the magnetic pole part 12a and the magnetic pole part 11a of the movable magnetic pole 11 face each other in the radial direction, and a gap 14 exists between them.

第2固定磁極13は磁性材料で形成されており、磁極部13aを外周側に向けている。第2固定磁極13の内周側には第2のケース部材17が固着しており、外周側は可動磁極11と摺動するスリーブ23が配されている。第2固定磁極13の上面側には第2コイル21が存在し、さらに磁極部13aと可動磁極11の磁極部11aとは径方向で向かい合い、その間にギャップ15が存在している。   The second fixed magnetic pole 13 is made of a magnetic material, and the magnetic pole part 13a faces the outer peripheral side. A second case member 17 is fixed to the inner peripheral side of the second fixed magnetic pole 13, and a sleeve 23 that slides with the movable magnetic pole 11 is disposed on the outer peripheral side. The second coil 21 exists on the upper surface side of the second fixed magnetic pole 13, and the magnetic pole part 13 a and the magnetic pole part 11 a of the movable magnetic pole 11 face each other in the radial direction, and a gap 15 exists therebetween.

第1コイル20は可動磁極11の外周側に位置し、上面側には第1ステータ18、下面側には第1固定磁極12,外周側には第1のケース部材16が存在している。第1コイル20に電流を流すと、可動磁極11と第1固定磁極12と第1のケース部材16と第1ステータ18からなる第1の磁気回路に磁束を供給する。   The first coil 20 is located on the outer peripheral side of the movable magnetic pole 11, and the first stator 18 exists on the upper surface side, the first fixed magnetic pole 12 on the lower surface side, and the first case member 16 exists on the outer peripheral side. When a current is passed through the first coil 20, a magnetic flux is supplied to a first magnetic circuit including the movable magnetic pole 11, the first fixed magnetic pole 12, the first case member 16, and the first stator 18.

第2コイル21は可動磁極11の内周側に位置し、上面側には第2ステータ19、下面側には第2固定磁極13、内周側には第2のケース部材17が存在している。第2コイル21に電流を流すと、可動磁極11と第2固定磁極13と第2のケース部材17と第2ステータ19からなる第2の磁気回路に磁束を供給する。   The second coil 21 is located on the inner peripheral side of the movable magnetic pole 11, and the second stator 19 exists on the upper surface side, the second fixed magnetic pole 13 on the lower surface side, and the second case member 17 exists on the inner peripheral side. Yes. When a current is passed through the second coil 21, a magnetic flux is supplied to a second magnetic circuit including the movable magnetic pole 11, the second fixed magnetic pole 13, the second case member 17, and the second stator 19.

したがって、2つの磁気回路に流れる磁束は可動磁極11において合流することになり、ギャップ14とギャップ15の間で下面側に向け推力が発生するので、可動磁極11は下面側軸方向に向かって移動することとなる。   Accordingly, the magnetic fluxes flowing in the two magnetic circuits are merged at the movable magnetic pole 11, and a thrust is generated between the gap 14 and the gap 15 toward the lower surface side, so that the movable magnetic pole 11 moves toward the lower surface side axial direction. Will be.

第1のケース部材16は筒状の磁性材料で形成されており、第1コイル20の外周側に位置し、下面側は第1固定磁極12の外周側と固着している。また、上面側はプレート22と第1ステータ18の外周側と固着している。第1コイル20に電流を流した時には可動磁極11、第1固定磁極12、第1ステータ18とともに第1の磁気回路を構成する。   The first case member 16 is formed of a cylindrical magnetic material, is located on the outer peripheral side of the first coil 20, and the lower surface side is fixed to the outer peripheral side of the first fixed magnetic pole 12. Further, the upper surface side is fixed to the outer peripheral side of the plate 22 and the first stator 18. When a current is passed through the first coil 20, the first magnetic circuit is configured together with the movable magnetic pole 11, the first fixed magnetic pole 12, and the first stator 18.

第2のケース部材17は筒状の磁性材料で形成されており、第2コイル21の内周側に位置し、下面側は第2固定磁極13の内周側と固着している。また、上面側はプレート22と第2ステータ19の内周側と固着している。第2コイル21に電流を流した時には可動磁極11、第2固定磁極13、第2ステータ19とともに第2の磁気回路を構成する。   The second case member 17 is formed of a cylindrical magnetic material, is located on the inner peripheral side of the second coil 21, and the lower surface side is fixed to the inner peripheral side of the second fixed magnetic pole 13. Further, the upper surface side is fixed to the inner side of the plate 22 and the second stator 19. When a current is passed through the second coil 21, the movable magnetic pole 11, the second fixed magnetic pole 13, and the second stator 19 constitute a second magnetic circuit.

第1ステータ18は磁性材料で形成されており、第1コイル20の上面側に位置し、外周側で第1のケース部材16と固着している。内周側には適当な間隔をおいて可動磁極11が存在し、第1コイル20に電流を流した時には可動磁極11、第1固定磁極12、第1のケース部材16とともに第1の磁気回路を構成する。   The first stator 18 is made of a magnetic material, is positioned on the upper surface side of the first coil 20, and is fixed to the first case member 16 on the outer peripheral side. The movable magnetic pole 11 is present at an appropriate interval on the inner peripheral side. When a current is passed through the first coil 20, the first magnetic circuit together with the movable magnetic pole 11, the first fixed magnetic pole 12, and the first case member 16 is provided. Configure.

第2ステータ19は磁性材料で形成されており、第2コイル21の上面側に位置し、内周側で第2のケース部材17と固着している。第2ステータ19の外周側にはスリーブ23を間において可動磁極11が存在し、第2コイル21に電流を流した時には可動磁極11、第2固定磁極13、第2のケース部材17とともに第2の磁気回路を構成する。   The second stator 19 is made of a magnetic material, is located on the upper surface side of the second coil 21, and is fixed to the second case member 17 on the inner peripheral side. The movable magnetic pole 11 exists on the outer peripheral side of the second stator 19 with the sleeve 23 therebetween, and when the current flows through the second coil 21, the movable magnetic pole 11, the second fixed magnetic pole 13, and the second case member 17 together with the second case member 17. The magnetic circuit is configured.

プレート22は第1ステータ18と第2ステータ19の上面側に配され、外周側は第1のケース部材16、内周側は第2のケース部材17に固着されている。また、可動磁極11の上面側は円周方向に複数に分岐されている分岐部分11cとなっているので、穴22aを設けて、可動磁極11の分岐部分11cを挿通させるとともに、適当な隙間を保ち可動磁極11の移動の障害にならないようにしている。可動磁極11を境に外周側の第1のケース部材16、第1ステータ18、第1コイル20、第1固定磁極12の第1の組立品と、内周側の第2ステータ19、第2のケース部材17、第2コイル21、第2固定磁極13、スリーブ23の第2の組立品を固定させるとともに位置関係を保持する。   The plate 22 is arranged on the upper surface side of the first stator 18 and the second stator 19, and the outer peripheral side is fixed to the first case member 16, and the inner peripheral side is fixed to the second case member 17. Further, since the upper surface side of the movable magnetic pole 11 is a branched portion 11c branched into a plurality in the circumferential direction, a hole 22a is provided so that the branched portion 11c of the movable magnetic pole 11 is inserted and an appropriate gap is provided. Thus, the movable magnetic pole 11 is prevented from moving. The first case member 16 on the outer peripheral side, the first stator 18, the first coil 20, the first fixed magnetic pole 12 first assembly, the inner peripheral second stator 19, the second The second assembly of the case member 17, the second coil 21, the second fixed magnetic pole 13, and the sleeve 23 is fixed and the positional relationship is maintained.

ギャップ14は第1の磁気回路にあり、第1固定磁極12の磁極部12aと可動磁極11の磁極部11aとの間にある隙間である。   The gap 14 is in the first magnetic circuit, and is a gap between the magnetic pole part 12 a of the first fixed magnetic pole 12 and the magnetic pole part 11 a of the movable magnetic pole 11.

ギャップ15は第2の磁気回路にあり、第2固定磁極13の磁極部13aと可動磁極11の磁極部11aとの間にある隙間である。   The gap 15 is in the second magnetic circuit, and is a gap between the magnetic pole part 13 a of the second fixed magnetic pole 13 and the magnetic pole part 11 a of the movable magnetic pole 11.

作用板11bは上面側において可動磁極11をネジ24で固定している。可動磁極11が下面側に移動する際には作用板11bを介して、外部に動作を伝え、反対に外部からの復帰動作を可動磁極11に伝えている。また、可動磁極11が下面側に移動したときにはプレート22と当接することで可動磁極11の移動範囲を制限している。   The action plate 11 b fixes the movable magnetic pole 11 with a screw 24 on the upper surface side. When the movable magnetic pole 11 moves to the lower surface side, the operation is transmitted to the outside via the action plate 11b, and on the contrary, the return operation from the outside is transmitted to the movable magnetic pole 11. Further, when the movable magnetic pole 11 moves to the lower surface side, the moving range of the movable magnetic pole 11 is limited by contacting the plate 22.

スリーブ23は非磁性材料で形成されており、可動磁極11の内周側に位置し、第2固定磁極13と第2ステータ19に挿通されている。   The sleeve 23 is made of a nonmagnetic material, is located on the inner peripheral side of the movable magnetic pole 11, and is inserted through the second fixed magnetic pole 13 and the second stator 19.

さらに本発明の実施の形態に係わるソレノイドの動作について説明する。図3〜図4はソレノイドの磁気回路の構成から動作に至るまでの説明図であり、符号は図1及び図2と同じものを示す。   Further, the operation of the solenoid according to the embodiment of the present invention will be described. 3 to 4 are explanatory diagrams from the configuration of the magnetic circuit of the solenoid to the operation, and the reference numerals are the same as those in FIGS.

2つの磁気回路を巡る磁束を可動磁極11で合流し、推力を発生させ、移動させることが目的であるため、電流は図3に示すように第1コイル20は電流方向30へ、第2コイル21は電流方向31へ流すこととする。   Since the purpose is to generate magnetic force and move the magnetic fluxes around the two magnetic circuits by the movable magnetic pole 11, the first coil 20 moves in the current direction 30 as shown in FIG. 21 flows in the current direction 31.

これにより可動磁極11、第1固定磁極12、第1のケース部材16、第1ステータ18を巡る第1の磁気回路が構成される。さらに可動磁極11、第2固定磁極13、第2のケース部材17、第2ステータ19を巡る第2の磁気回路も構成される。   As a result, a first magnetic circuit is formed around the movable magnetic pole 11, the first fixed magnetic pole 12, the first case member 16, and the first stator 18. Furthermore, a second magnetic circuit that surrounds the movable magnetic pole 11, the second fixed magnetic pole 13, the second case member 17, and the second stator 19 is also configured.

図4で示すように第1コイル20で発生した磁束は可動磁極11から第1固定磁極12、第1のケース部材16、第1ステータ18から成る第1の磁気回路32を流れる。同じように第2コイル21で発生した磁束は可動磁極11から第2固定磁極13、第2のケース部材17、第2ステータ19から成る第2の磁気回路33を流れる。   As shown in FIG. 4, the magnetic flux generated by the first coil 20 flows from the movable magnetic pole 11 to the first magnetic circuit 32 including the first fixed magnetic pole 12, the first case member 16, and the first stator 18. Similarly, the magnetic flux generated by the second coil 21 flows from the movable magnetic pole 11 to the second magnetic circuit 33 including the second fixed magnetic pole 13, the second case member 17, and the second stator 19.

このとき、可動磁極の内部は第1の磁気回路32と第2の磁気回路33が共有し、互いに反発しあいながら同一方向に磁束が流れる状態となる。   At this time, the first magnetic circuit 32 and the second magnetic circuit 33 are shared inside the movable magnetic pole, and the magnetic flux flows in the same direction while repelling each other.

別々のコイルで発生した磁束は可動磁極11で合流することで、第1固定磁極12の磁極部12aと第2固定磁極13の磁極部13aが可動磁極11を吸引するという形で作用する。そしてこの場合、2つの固定磁極12及び13の磁極部12a、13aは同じ軸上にあることから大きな力を得ることができるのである。   The magnetic fluxes generated by the separate coils are combined at the movable magnetic pole 11, so that the magnetic pole portion 12 a of the first fixed magnetic pole 12 and the magnetic pole portion 13 a of the second fixed magnetic pole 13 act in a manner that attracts the movable magnetic pole 11. In this case, since the magnetic pole portions 12a and 13a of the two fixed magnetic poles 12 and 13 are on the same axis, a large force can be obtained.

図5は、本発明の第2の実施例に係るソレノイドの説明図である。図5において、符号は図1及び図2と同じものを示す。   FIG. 5 is an explanatory diagram of a solenoid according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the reference numerals indicate the same as those in FIGS.

図5は図1と基本構造が同じであるが、第2固定磁極13の磁極部13aを第1固定磁極12の磁極部12aに対し、可動磁極11の軸方向下面側へずらした構造としている。また、第1固定磁極12の磁極部12aは部分的に上面側軸方向に伸びる形状としているが、これはソレノイド10の推力が長いストロークに渡って発生するよう考え出されたものである。   FIG. 5 has the same basic structure as FIG. 1, but has a structure in which the magnetic pole part 13 a of the second fixed magnetic pole 13 is shifted to the lower side in the axial direction of the movable magnetic pole 11 with respect to the magnetic pole part 12 a of the first fixed magnetic pole 12. . In addition, the magnetic pole portion 12a of the first fixed magnetic pole 12 has a shape that partially extends in the axial direction on the upper surface side. This is designed so that the thrust of the solenoid 10 is generated over a long stroke.

図6は図5に対し、可動磁極11が移動する前の状態を示す。第1コイル20及び第2コイル21にそれぞれ反対方向の電流を流すと、可動磁極11は第1固定磁極12との間で第1の磁気回路32が構成され、また第2固定磁極13との間でも第2の磁気回路33が構成されるので、可動磁極11は下面側に向かって移動する。   FIG. 6 shows a state before the movable magnetic pole 11 moves with respect to FIG. When currents in opposite directions are passed through the first coil 20 and the second coil 21, the first magnetic circuit 32 is formed between the movable magnetic pole 11 and the first fixed magnetic pole 12. Since the second magnetic circuit 33 is also formed in between, the movable magnetic pole 11 moves toward the lower surface side.

図7においては可動磁極11が第1固定磁極12の磁極部12aに近づいた時の状態を示す。この状態において可動磁極11と第1固定磁極12との間で発生する軸方向の推力は小さくなり、第2固定磁極13との間で発生している軸方向の推力が大きくなってくるので、さらに可動磁極11は下面側方向に移動することになる。   FIG. 7 shows a state when the movable magnetic pole 11 approaches the magnetic pole part 12 a of the first fixed magnetic pole 12. In this state, the axial thrust generated between the movable magnetic pole 11 and the first fixed magnetic pole 12 is reduced, and the axial thrust generated between the movable magnetic pole 11 and the first fixed magnetic pole 13 is increased. Furthermore, the movable magnetic pole 11 moves in the lower surface side direction.

最終的に図5に示すように可動磁極11が下面側に移動し、作用板11bがプレート22と当接し停止する。これら一連の動作について図8に示す推力線図を基に説明する。   Finally, as shown in FIG. 5, the movable magnetic pole 11 moves to the lower surface side, and the action plate 11b comes into contact with the plate 22 and stops. A series of these operations will be described based on the thrust diagram shown in FIG.

第1固定磁極12の磁極部12aで発生した軸方向の推力がAであり、一定の推力を得るストロークの範囲がA´である。同様に第2固定磁極13の磁極部13aで発生した軸方向の推力がBであり、一定の推力を得るストロークの範囲がB´である。この異なる位置で発生する2つの推力が合成されCで示す推力のカーブとなり、スロトークの範囲は、A´+B´=C´になる。したがって、第1固定磁極12と第2固定磁極13の磁極部12a、13aを軸方向にずらしたことによって、長いストロークに渡って推力を発生させることが可能となるのである。   The axial thrust generated at the magnetic pole portion 12a of the first fixed magnetic pole 12 is A, and the stroke range for obtaining a constant thrust is A ′. Similarly, the axial thrust generated at the magnetic pole portion 13a of the second fixed magnetic pole 13 is B, and the stroke range for obtaining a constant thrust is B ′. The two thrusts generated at the different positions are combined to form a thrust curve indicated by C, and the range of the throttle talk is A ′ + B ′ = C ′. Therefore, by shifting the magnetic pole portions 12a and 13a of the first fixed magnetic pole 12 and the second fixed magnetic pole 13 in the axial direction, it becomes possible to generate thrust over a long stroke.

本発明の第1の実施例に係るソレノイドの説明図である。It is explanatory drawing of the solenoid which concerns on 1st Example of this invention. 図1に示した第1の実施例に係るソレノイドの可動磁極とソレノイド本体の説明図である。It is explanatory drawing of the movable magnetic pole and solenoid main body of the solenoid which concern on 1st Example shown in FIG. 図1に示したソレノイドの動作を示す断面図である。It is sectional drawing which shows operation | movement of the solenoid shown in FIG. 図1に示したソレノイドの動作を示す断面図である。It is sectional drawing which shows operation | movement of the solenoid shown in FIG. 本発明の第2の実施例に係るソレノイドの説明図である。It is explanatory drawing of the solenoid which concerns on the 2nd Example of this invention. 図5に示したソレノイドの動作を示す断面図である。It is sectional drawing which shows operation | movement of the solenoid shown in FIG. 図5に示したソレノイドの動作を示す断面図である。It is sectional drawing which shows operation | movement of the solenoid shown in FIG. 図5に示したソレノイドの推力線図である。FIG. 6 is a thrust diagram of the solenoid shown in FIG. 5.

符号の説明Explanation of symbols

10 ソレノイド
11 可動磁極
11a 可動磁極の磁極部
11b 可動磁極の作用板
11c 可動磁極の分岐部分
12 第1固定磁極
12a 第1固定磁極の磁極部
13 第2固定磁極
13a 第2固定磁極の磁極部
14 ギャップ
15 ギャップ
16 第1のケース部材
17 第2のケース部材
18 第1ステータ
19 第2ステータ
20 第1コイル
21 第2コイル
22 プレート
22a 穴
23 スリーブ
24 ネジ
30 第1コイルの電流方向
31 第2コイルの電流方向
32 第1の磁気回路
33 第2の磁気回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solenoid 11 Movable magnetic pole 11a Movable magnetic pole part 11b Movable magnetic pole action plate 11c Movable magnetic pole branch part 12 First fixed magnetic pole 12a First fixed magnetic pole part 13 Second fixed magnetic pole 13a Second fixed magnetic pole part 14 Gap 15 Gap 16 First case member 17 Second case member 18 First stator 19 Second stator 20 First coil 21 Second coil 22 Plate 22a Hole 23 Sleeve 24 Screw 30 Current direction 31 of first coil 31 Second coil Current direction 32 of the first magnetic circuit 33 second magnetic circuit

Claims (4)

第1のコイルと、
前記第1のコイルの内周側に位置する第2のコイルと、
前記第1のコイルと前記第2のコイルの間に移動可能に配された可動磁極と、
前記可動磁極の外周側にあり、前記第1のコイルの上面側に位置する第1のステータと、
前記可動磁極の内周側にあり、前記第2のコイルの上面側に位置する第2のステータと、
前記可動磁極の外周側にあり、前記第1のコイルの下面側に位置すると共に、磁極部を内周側へ向けた第1の固定磁極と、
前記可動磁極の内周側にあり、前記第2のコイルの下面側に位置すると共に、磁極部を外周側へ向けた第2の固定磁極を有することを特徴とするソレノイド。
A first coil;
A second coil located on the inner peripheral side of the first coil;
A movable magnetic pole movably disposed between the first coil and the second coil;
A first stator located on the outer peripheral side of the movable magnetic pole and located on the upper surface side of the first coil;
A second stator located on the inner peripheral side of the movable magnetic pole and located on the upper surface side of the second coil;
A first fixed magnetic pole located on the outer peripheral side of the movable magnetic pole, located on the lower surface side of the first coil, and having the magnetic pole portion directed toward the inner peripheral side;
A solenoid having a second fixed magnetic pole on an inner peripheral side of the movable magnetic pole, located on a lower surface side of the second coil, and having a magnetic pole portion directed toward the outer peripheral side.
さらに、前記第1のコイルの外周側に位置し、前記第1のステータと前記第1の固定磁極とを固着している第1のケース部材と、
前記第2のコイルの内周側に位置し、前記第2のステータと前記第2の固定磁極とを固着している第2のケース部材を有することを特徴とする請求項1に記載のソレノイド。
Further, a first case member located on the outer peripheral side of the first coil and fixing the first stator and the first fixed magnetic pole,
2. The solenoid according to claim 1, further comprising: a second case member that is located on an inner peripheral side of the second coil and fixes the second stator and the second fixed magnetic pole. .
前記ソレノイドにおいて、前記第1のステータ、前記第1のケース部材、前記第1の固定磁極、前記可動磁極で構成される第1の磁気回路と、
前記第2のステータ、前記第2のケース部材、前記第2の固定磁極、前記可動磁極で構成される第2の磁気回路との2つの磁気回路を有し、
前記可動磁極は前記第1の固定磁極との間に第1のギャップを有し、
さらに前記可動磁極は前記第2の固定磁極との間にも第2のギャップを有し、
前記第1の磁気回路と前記第2の磁気回路を巡る磁束の流れを前記可動磁極において合流させ同方向にすることで、前記第1のギャップと前記第2のギャップを通過する磁束により前記可動磁極を軸方向へむけて推力を発生するようにしたことを特徴とする請求項1及び請求項2に記載のソレノイド。
In the solenoid, a first magnetic circuit including the first stator, the first case member, the first fixed magnetic pole, and the movable magnetic pole;
Having two magnetic circuits, the second stator, the second case member, the second fixed magnetic pole, and a second magnetic circuit composed of the movable magnetic pole;
The movable magnetic pole has a first gap between the movable magnetic pole and the first fixed magnetic pole;
Further, the movable magnetic pole has a second gap also between the second fixed magnetic pole,
The flow of magnetic flux around the first magnetic circuit and the second magnetic circuit is merged in the movable magnetic pole so as to be in the same direction, so that the movable magnetic flux can be moved by the magnetic flux passing through the first gap and the second gap. 3. The solenoid according to claim 1, wherein thrust is generated by directing the magnetic pole in the axial direction.
前記ソレノイドにおいて、前記第1の固定磁極と前記第2の固定磁極のどちらか一方を前記可動磁極の軸方向へずらすことにより、前記第1のギャップと前記第2のギャップとがその軸方向において異なる位置に存在することを特徴とする請求項1から請求項 3までのいずれかに記載のソレノイド。   In the solenoid, by shifting one of the first fixed magnetic pole and the second fixed magnetic pole in the axial direction of the movable magnetic pole, the first gap and the second gap are moved in the axial direction. The solenoid according to any one of claims 1 to 3, wherein the solenoid exists at different positions.
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