JP2010098037A - Bidirectional latching solenoid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プランジャが双方向に作動して自己保持(ラッチング)される双方向ラッチングソレノイドに関するものである。 The present invention relates to a bi-directional latching solenoid in which a plunger operates bi-directionally and is self-holding (latching).
従来、この種の双方向ラッチングソレノイドは、筒状のボビンの中央外周にマグネット(磁石)を配置し、マグネットの両側におけるボビンの外周に2つのコイルを巻回している(例えば、特許文献1)。 Conventionally, in this type of bidirectional latching solenoid, a magnet (magnet) is arranged on the outer periphery of the center of a cylindrical bobbin, and two coils are wound around the outer periphery of the bobbin on both sides of the magnet (for example, Patent Document 1). .
この従来技術では、2つのコイルのうちいずれか一方のコイルに通電し、通電するコイルを切り換えることでプランジャを双方向に作動させ、コイルへの通電を遮断したときにはマグネットの吸着力によりプランジャを自己保持(ラッチング)するようになっている。
しかしながら、この従来技術では、コイルを2つ使用するので、部品コストの上昇を招くのみならず、コイルとの電気接続箇所が多く生産性が良くないので、製造コストの上昇をも招くという問題がある。また、コイルを2つ使用することにより体格の大型化を招くという問題もある。 However, in this prior art, since two coils are used, not only the cost of components is increased, but also there are many electrical connection points with the coil, and the productivity is not good, so that the manufacturing cost is also increased. is there. There is also a problem that the use of two coils causes an increase in the size of the physique.
本発明は上記点に鑑みて、コストの低減および体格の小型化を図ることを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to reduce costs and downsize a physique.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、1つのコイル(10)と、
コイル(10)により誘起された磁束の磁路を構成する磁性体部材(11、12、20)と、
コイル(10)により誘起された磁束により作動するプランジャ(13)とを備え、
プランジャ(13)が磁石(13a)を有し、
コイル(10)に対する通電方向を切り換えることでプランジャ(13)を双方向に作動させ、
コイル(10)への通電が遮断されているときには、プランジャ(13)が磁石(13a)の磁力によって保持されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, one coil (10),
A magnetic member (11, 12, 20) constituting a magnetic path of magnetic flux induced by the coil (10);
A plunger (13) actuated by magnetic flux induced by the coil (10),
The plunger (13) has a magnet (13a);
The plunger (13) is operated bidirectionally by switching the energization direction to the coil (10),
When energization to the coil (10) is interrupted, the plunger (13) is held by the magnetic force of the magnet (13a).
これによると、コイル(10)を1つのみ使用するので、上記従来技術のようにコイルを2つ使用するものに比べて、部品コストを低減できるのみならず、コイル(10)との電気接続箇所の低減により生産性が向上し、ひいては製造コストを低減できるので、コストの低減を図ることができるとともに、体格の小型化を図ることができる。 According to this, since only one coil (10) is used, not only can the cost of parts be reduced compared to the case of using two coils as in the prior art, but also electrical connection with the coil (10). The productivity is improved by reducing the number of parts, and thus the manufacturing cost can be reduced. Therefore, the cost can be reduced and the size of the physique can be reduced.
具体的には、請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載の双方向ラッチングソレノイドにおいて、コイル(10)に通電がなされているときには、磁石(13a)の一方の極と磁性体部材(12)との間の反発力、および磁石(13a)の他方の極と磁性体部材(12)との間の吸引力によりプランジャ(13)が作動し、
コイル(10)への通電が遮断されているときには、磁石(13a)の一方の極の磁力によりプランジャ(13)が磁性体部材(12)に吸引されて保持されるようにすればよい。
Specifically, as in the invention according to claim 2, in the bidirectional latching solenoid according to claim 1, when the coil (10) is energized, one of the poles of the magnet (13a) is magnetic. The plunger (13) is actuated by the repulsive force between the body member (12) and the attractive force between the other pole of the magnet (13a) and the magnetic body member (12),
When energization of the coil (10) is interrupted, the plunger (13) may be attracted and held by the magnetic member (12) by the magnetic force of one pole of the magnet (13a).
また、具体的には、請求項3に記載の発明のように、請求項1に記載の双方向ラッチングソレノイドにおいて、コイル(10)に所定方向に通電がなされているときには、磁石(13a)の一方の極と磁性体部材(20)との間の反発力と、磁石(13a)の他方の極と磁性体部材(20)との間の反発力との差によりプランジャ(13)が作動し、
コイル(10)に前記所定方向と逆方向に通電がなされているときには、磁石(13a)の一方の極と磁性体部材(20)との間の吸引力と、磁石(13a)の他方の極と磁性体部材(20)との間の吸引力との差によりプランジャ(13)が作動し、
コイル(10)への通電が遮断されているときには、磁石(13a)の一方の極と磁性体部材(20)との間の吸引力と、磁石(13a)の他方の極と磁性体部材(20)との間の吸引力との差によりプランジャ(13)が磁性体部材(12)に吸引されて保持されるようにしてもよい。
Specifically, as in the invention according to claim 3, in the bidirectional latching solenoid according to claim 1, when the coil (10) is energized in a predetermined direction, the magnet (13a) The plunger (13) is actuated by the difference between the repulsive force between one pole and the magnetic member (20) and the repulsive force between the other pole of the magnet (13a) and the magnetic member (20). ,
When the coil (10) is energized in the direction opposite to the predetermined direction, the attractive force between one pole of the magnet (13a) and the magnetic member (20) and the other pole of the magnet (13a) The plunger (13) is actuated by the difference between the attractive force between the magnetic member (20) and the magnetic member (20),
When energization of the coil (10) is interrupted, the attractive force between one pole of the magnet (13a) and the magnetic member (20), the other pole of the magnet (13a), and the magnetic member ( The plunger (13) may be attracted and held by the magnetic member (12) due to the difference between the attraction force and 20).
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態を図1に基づいて説明する。本実施形態における双方向ラッチングソレノイドは、例えば、オートマチック車両のエンジンキーをロックするキーロックソレノイド等に用いられるものである。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The bidirectional latching solenoid in the present embodiment is used, for example, as a key lock solenoid that locks an engine key of an automatic vehicle.
図1は本実施形態における双方向ラッチングソレノイドの断面図である。双方向ラッチングソレノイドは1つのコイル10を有している。コイル10は、筒状のボビン(図示せず)の外周に巻回されている。
FIG. 1 is a sectional view of a bidirectional latching solenoid in the present embodiment. The bidirectional latching solenoid has one
コイル10の内部(より具体的には、ボビンの内部)には、磁性体にて円柱状に形成されたコア(磁性体部材)11が挿入されている。 Inside the coil 10 (more specifically, inside the bobbin), a core (magnetic member) 11 formed in a cylindrical shape with a magnetic material is inserted.
コイル10は、磁性体にてU字状に形成されたヨーク(磁性体部材)12の内部に収納されている。ヨーク12の底部12aにはコア11の一端部が当接している。これにより、コア11およびヨーク12は、コイル10により誘起された磁束の磁路を構成する。
The
ヨーク12の開口部には、プランジャ13が配置されている。プランジャ13は、ヨーク12の幅方向(図1の左右方向)に延びる円筒状の磁石13aと、磁石13a内を貫通するシャフト13bとを有している。
A
磁石13aは、その軸方向(図1の左右方向)にN極とS極とが配置されている。シャフト13bは非磁性体で形成され、その両端部は、ヨーク12のうち磁石13aの軸方向両側に位置する部位に設けられた貫通穴12bを貫通してヨーク12の外部まで延びている。シャフト13bは、ヨーク12の貫通穴12bと摺動可能になっていてプランジャ13を支持している。
As for the
ヨーク12の開口部(図1の上端部)には、磁石13aのN極側の端面およびS極側の端面と対向してプランジャ13の停止位置を規制するストッパ面12c、12dが形成されている。
Stopper
次に、上記構成における作動を図2に基づいて説明する。図示の都合上、図2ではシャフト13bおよびヨーク12の貫通穴12bを省略している。また、図示の都合上、図2では断面に施すべきハッチングを省略しており、図2(b)〜(d)では符号を省略している。図2(b)、(d)中、コイル10内に示した記号は、コイル10を流れる電流の方向を表している。
Next, the operation in the above configuration will be described with reference to FIG. For convenience of illustration, the
図2(a)は、コイル10に通電していない時の一状態を示している。この状態では、磁石13aのS極の磁力によりプランジャ13がヨーク12の一方のストッパ面12cに吸着して保持されている。
FIG. 2A shows one state when the
図2(b)は、図2(a)の状態からコイル10に所定方向に通電した時の作動を示している。コイル10に所定方向に通電すると、コイル10で発生した磁束によりヨーク12の両ストッパ面12c、12dがS極になる。
FIG. 2B shows an operation when the
このため、磁石13aのS極とヨーク12の一方のストッパ面12cとの間の反発力、および磁石13aのN極とヨーク12の他方のストッパ面12dとの間の吸引力によりプランジャ13がヨーク12の他方のストッパ面12dに向かって作動する。
For this reason, the
その結果、プランジャ13がヨーク12の他方のストッパ面12dに吸着されることとなる。ちなみに、この状態では、コア11はN極になっている。
As a result, the
図2(c)は、図2(b)の作動の後にコイル10への通電を遮断した時の状態を示している。この状態では、磁石13aのN極の磁力によりプランジャ13がヨーク12の他方のストッパ面12dに吸着して保持される。
FIG. 2 (c) shows a state when the power supply to the
図2(d)は、図2(c)の状態からコイル10に逆方向に通電した時の作動を示している。ここで、「コイル10に逆方向に通電する」とは、図2(b)における通電方向と逆方向に通電することを意味している。
FIG. 2D shows the operation when the
コイル10に逆方向に通電すると、ヨーク12の両ストッパ面12c、12dがN極になるので、磁石13aのS極とヨーク12の一方のストッパ面12cとの間の吸着力、および磁石13aのN極とヨーク12の他方のストッパ面12dとの間の反発力によりプランジャ13がヨーク12の一方のストッパ面12cに向かって作動する。
When the
その結果、プランジャ13がヨーク12の一方のストッパ面12cに吸着されることとなる。ちなみに、この状態では、コア11はS極になっている。
As a result, the
そして、図2(c)の作動の後にコイル10への通電を遮断すると、図2(a)に示す状態、つまり、磁石13aのS極の磁力によりプランジャ13がヨーク12の一方のストッパ面12cに吸着して保持される状態になる。
When the current to the
本実施形態によると、コイル10を1つのみ使用するので、上記従来技術のようにコイルを2つ使用するものに比べて、部品コストを低減できるのみならず、コイルとの電気接続箇所の低減により生産性が向上し、ひいては製造コストを低減できるので、コストの低減を図ることができる。
According to the present embodiment, since only one
また、コイル10を1つのみ使用するので、上記従来技術のようにコイルを2つ使用するものに比べて体格の小型化を図ることができる。
In addition, since only one
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、プランジャ13がコイル10の径方向(図1の左右方向)に作動するが、本第2実施形態では、図3、図4に示すように、プランジャ13がコイル10の軸方向(図3の上下方向)に作動する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the
図3は本実施形態における双方向ラッチングソレノイドの断面図である。本実施形態における双方向ラッチングソレノイドは、上記第1実施形態と同様に、例えば、オートマチック車両のエンジンキーをロックするキーロックソレノイド等に用いられるものである。 FIG. 3 is a sectional view of the bidirectional latching solenoid in the present embodiment. The bidirectional latching solenoid in the present embodiment is used for, for example, a key lock solenoid that locks an engine key of an automatic vehicle, as in the first embodiment.
本実施形態では、第1実施形態のコア11を廃止し、コイル10の内部(より具体的には、ボビンの内部)に、プランジャ13を同軸状に挿入している。
In the present embodiment, the
コイル10により誘起された磁束の磁路を構成するヨーク(磁性体部材)20は、磁性体にてU字状に形成されてコア11を収納する。ヨーク20の底部20aにはプランジャ13のシャフト13bの一端部が貫通する貫通穴20bが設けられている。
A yoke (magnetic member) 20 constituting a magnetic path of magnetic flux induced by the
ヨーク12のうちコイル10よりも開口部側の部位(図3の上端側の部位)には、ヨーク20の幅方向内側に向かって環状に突出する突出部20cが形成されている。ヨーク20の開口部(図3の上端部)には、非磁性体にて環状に形成されたストッパ21が配置されている。
A
この環状のストッパ21の中心穴には、プランジャ13のシャフト13bの他端部が貫通している。ストッパ21の板面は、磁石13aのN極側の端面と対向してプランジャ13の停止位置を規制する。
The other end of the
次に、上記構成における作動を図4に基づいて説明する。図示の都合上、図4では断面に施すべきハッチングを省略しており、図4(b)〜(d)では符号を省略している。図4(b)、(d)中、コイル10内に示した記号は、コイル10を流れる電流の方向を示している。
Next, the operation in the above configuration will be described with reference to FIG. For convenience of illustration, hatching to be applied to the cross section is omitted in FIG. 4, and reference numerals are omitted in FIGS. 4 (b) to 4 (d). In FIGS. 4B and 4D, the symbols shown in the
図4(a)は、コイル10に通電していない時の一状態を示している。この状態では、磁石13aの磁力によりプランジャ13がヨーク20の突出部20cに吸引されて保持されている。
FIG. 4A shows one state when the
このことを詳細に説明すると、プランジャ13が図4(a)の位置にある場合には、磁石13aのN極とヨーク20の突出部20cとの間の吸引力が、磁石13aのS極とヨーク20の突出部20cとの間の吸引力よりも大きくなるように、磁石13aおよびヨーク12の各寸法が設定されている。
This will be described in detail. When the
このような両吸引力の差によりプランジャ13に図4(a)の矢印方向(図4(a)の上方向)の力が作用する。このような力がプランジャ13に作用している時にストッパ21が磁石13aのN極側の端面を規制するので、プランジャ13が図4(a)の位置に保持されることとなる。
Due to the difference between the two suction forces, a force in the direction of the arrow in FIG. 4A (upward in FIG. 4A) acts on the
図4(b)は、図4(a)の状態からコイル10に所定方向に通電した時の作動を示している。コイル10に所定方向に通電すると、コイル10で発生した磁束によりヨーク20の底部20aがN極になり、ヨーク20の突出部20cがS極になる。
FIG. 4B shows an operation when the
これにより、磁石13aのS極とヨーク20の底部20aとの間で吸引力(以下、底部20a側の吸引力と言う。)が発生するとともに、磁石13aのN極とヨーク20の突出部20cとの間でも吸引力(以下、突出部20c側の吸引力と言う。)が発生する。
Thereby, an attractive force (hereinafter referred to as an attractive force on the bottom 20a side) is generated between the S pole of the
このときの底部20a側の吸引力が突出部20c側の吸引力よりも大きくなるように、磁石13aおよびヨーク12の各寸法が設定されている。このため、両吸引力の差によりプランジャ13がヨーク12の底部12aに向かって作動する。
The dimensions of the
図4(c)は、図4(b)の作動の後にコイル10への通電を遮断した時の状態を示している。この状態では、磁石13aの磁力によりプランジャ13がヨーク12の底部12aに吸着して保持される。
FIG. 4C shows a state when the power supply to the
より具体的には、磁石13aのS極とヨーク12の底部12aとの間の吸引力が、磁石13aのN極とヨーク20の突出部20cとの間の吸引力よりも大きくなるので、この両吸引力の差によりプランジャ13がヨーク12の底部12aに吸着して保持されることとなる。
More specifically, since the attractive force between the S pole of the
図4(d)は、図4(c)の状態からコイル10に逆方向に通電した時の作動を示している。ここで、「コイル10に逆方向に通電する」とは、図4(b)における通電方向と逆方向に通電することを意味している。
FIG. 4D shows the operation when the
コイル10に逆方向に通電すると、ヨーク12の底部12aがS極になり、ヨーク20の突出部20cがN極になる。これにより、磁石13aのS極とヨーク12の底部12aとの間で反発力(以下、底部20a側の反発力と言う。)が発生するとともに、磁石13aのN極とヨーク20の突出部20cとの間でも反発力(以下、突出部20c側の反発力と言う。)が発生する。
When the
このとき、底部12a側の反発力が突出部20c側の反発力よりも大きくなるので、この両反発力の差によりプランジャ13がヨーク20の突出部20c側(図4(d)の上方側)に向かって作動することとなる。
At this time, the repulsive force on the
そして、図4(c)の作動の後にコイル10への通電を遮断すると、図4(a)に示す状態、つまり、磁石13aの磁力によりプランジャ13がヨーク20の突出部20cに吸引されて保持される状態になる。
When the
本実施形態においても、コイル10を1つのみ使用するので、上記第1実施形態と同様に、コストの低減を図ることができるとともに、体格の小型化を図ることができる。
Also in the present embodiment, since only one
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、本発明による双方向ラッチングソレノイドの具体的構成の一例を示したものに過ぎず、これに限定されることなく、プランジャが磁石を有し、1つのコイルに対する通電方向を切り換えることでプランジャを双方向に作動させ、コイルへの通電が遮断されているときにはプランジャが磁石の磁力によって保持される構成であれば、種々変形が可能である。
(Other embodiments)
In addition, each said embodiment is only what showed an example of the specific structure of the bidirectional | two-way latching solenoid by this invention, It is not limited to this, A plunger has a magnet and the electricity supply direction with respect to one coil If the plunger is operated bi-directionally by switching and the energization to the coil is interrupted, the plunger is held by the magnetic force of the magnet, and various modifications are possible.
例えば、上記第1実施形態では、コア11を円柱状に形成しているが、円柱以外の柱状に形成してもよい。また、上記第1実施形態では、コア11とヨーク12とを別体に形成しているが、コア11とヨーク12とを一体に形成してもよい。また、上記第各実施形態では、ヨーク12、20をU字状に形成しているが、ヨーク12、20を有底円筒状に形成してもよい。
For example, in the first embodiment, the
10 コイル
11 コア(磁性体部材)
12 ヨーク(磁性体部材)
13 プランジャ
13a 磁石
10
12 Yoke (magnetic member)
13
Claims (3)
前記コイル(10)により誘起された磁束の磁路を構成する磁性体部材(11、12、20)と、
前記コイル(10)により誘起された磁束により作動するプランジャ(13)とを備え、
前記プランジャ(13)が磁石(13a)を有し、
前記コイル(10)に対する通電方向を切り換えることで前記プランジャ(13)を双方向に作動させ、
前記コイル(10)への通電が遮断されているときには、前記プランジャ(13)が前記磁石(13a)の磁力によって保持されることを特徴とする双方向ラッチングソレノイド。 One coil (10);
Magnetic members (11, 12, 20) constituting magnetic paths of magnetic flux induced by the coil (10);
A plunger (13) actuated by magnetic flux induced by the coil (10),
The plunger (13) has a magnet (13a);
The plunger (13) is operated bidirectionally by switching the energization direction to the coil (10),
The bidirectional latching solenoid is characterized in that when the energization to the coil (10) is cut off, the plunger (13) is held by the magnetic force of the magnet (13a).
前記コイル(10)への通電が遮断されているときには、前記磁石(13a)の一方の極の磁力により前記プランジャ(13)が前記磁性体部材(12)に吸引されて保持されることを特徴とする請求項1に記載の双方向ラッチングソレノイド。 When the coil (10) is energized, the repulsive force between one pole of the magnet (13a) and the magnetic member (12), and the other pole of the magnet (13a) and the magnetism The plunger (13) is operated by a suction force between the body member (12) and
When energization to the coil (10) is interrupted, the plunger (13) is attracted and held by the magnetic member (12) by the magnetic force of one pole of the magnet (13a). The bidirectional latching solenoid according to claim 1.
前記コイル(10)に前記所定方向と逆方向に通電がなされているときには、前記磁石(13a)の一方の極と前記磁性体部材(20)との間の吸引力と、前記磁石(13a)の他方の極と前記磁性体部材(20)との間の吸引力との差により前記プランジャ(13)が作動し、
前記コイル(10)への通電が遮断されているときには、前記磁石(13a)の一方の極と前記磁性体部材(20)との間の吸引力と、前記磁石(13a)の他方の極と前記磁性体部材(20)との間の吸引力との差により前記プランジャ(13)が前記磁性体部材(12)に吸引されて保持されることを特徴とする請求項1に記載の双方向ラッチングソレノイド。 When the coil (10) is energized in a predetermined direction, the repulsive force between one pole of the magnet (13a) and the magnetic member (20) and the other pole of the magnet (13a). And the plunger (13) is activated by the difference between the repulsive force between the magnetic member (20) and the magnetic member (20),
When the coil (10) is energized in the direction opposite to the predetermined direction, the attractive force between one pole of the magnet (13a) and the magnetic member (20), and the magnet (13a) The plunger (13) is actuated by the difference in attractive force between the other pole of the magnetic member (20),
When energization to the coil (10) is interrupted, the attractive force between one pole of the magnet (13a) and the magnetic member (20), and the other pole of the magnet (13a) The bidirectional mechanism according to claim 1, wherein the plunger (13) is attracted and held by the magnetic member (12) due to a difference with an attraction force between the magnetic member (20) and the magnetic member (20). Latching solenoid.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120110 |