JP2016004801A - Solenoid - Google Patents

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重晴 山本
Shigeharu Yamamoto
重晴 山本
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase an attraction force acting on a mover relatively without causing any up-sizing, while enhancing reliability, in a solenoid having a self-holding function for holding the mover.SOLUTION: A solenoid includes a cylindrical coil 1 generating a first magnetic flux M1 upon electrification, a yoke 2 forming a magnetic circuit, through which the first magnetic flux M1 flows, on the periphery of the coil 1, a magnet 3 facing the end face of the coil 1, while coming into contact with the inner periphery 2b1 of the yoke 2, and disposed while spaced apart by a predetermined distance from the outer peripheral member 2a of the yoke 2 in the radial direction, and generating a second magnetic flux M2 flowing through the magnetic circuit in the opposite direction from the first magnetic flux M1, and a mover 4 of magnetic material facing the magnet 3, and disposed to be able to contact with the outer peripheral member 2a, while spaced apart by a predetermined distance from the magnet 3 in the axial direction.

Description

本発明は、可動子を保持する自己保持機能を有するソレノイドに関する。   The present invention relates to a solenoid having a self-holding function for holding a mover.

ソレノイドの一形式として、特許文献1に示されているものが知られている。特許文献1のソレノイド8は、特許文献1の図1に示すように、励磁コイル10、励磁コイル10の内周面内側に配設された磁性体のプランジャ9、永久磁石19および固定鉄心18を備えている。プランジャ9は、永久磁石19によって生じる吸引力により、プランジャ9の端面と固定鉄心18の端面とが突き当たる位置に保持されている。この場合、プランジャ9に作用する吸引力は、永久磁石19によって生じる磁束の密度(磁束密度)および磁束が作用する面積(吸着面積)によって定まる。この吸着面積は、固定鉄心18の端面に対向するプランジャ9の端面の面積によって定まる。
ここで、プランジャ9に作用する吸引力を大きくするために、プランジャ9の端面の面積を大きくすることは、プランジャ9が励磁コイル10の内周面内側に配設されていることから、励磁コイル10の径を大きくする必要があるため、コイル2の大きさに影響を及ぼす。また、プランジャ9に作用する吸引力を大きくするために、永久磁石19の磁束密度を高くすることは、コスト面に影響を及ぼす。
As a type of solenoid, one disclosed in Patent Document 1 is known. As shown in FIG. 1 of Patent Document 1, the solenoid 8 of Patent Document 1 includes an exciting coil 10, a magnetic plunger 9, a permanent magnet 19, and a fixed iron core 18 disposed on the inner peripheral surface of the exciting coil 10. I have. The plunger 9 is held at a position where the end surface of the plunger 9 and the end surface of the fixed iron core 18 abut against each other by the attractive force generated by the permanent magnet 19. In this case, the attractive force acting on the plunger 9 is determined by the density of the magnetic flux generated by the permanent magnet 19 (magnetic flux density) and the area where the magnetic flux acts (attraction area). This adsorption area is determined by the area of the end surface of the plunger 9 that faces the end surface of the fixed iron core 18.
Here, in order to increase the attractive force acting on the plunger 9, the area of the end surface of the plunger 9 is increased because the plunger 9 is disposed inside the inner peripheral surface of the excitation coil 10. Since the diameter of 10 needs to be increased, the size of the coil 2 is affected. Further, increasing the magnetic flux density of the permanent magnet 19 to increase the attractive force acting on the plunger 9 affects the cost.

これに対し、ソレノイドの一形式として、特許文献2に示されているものが知られている。特許文献2のソレノイド1は、特許文献2の図1に示すように、ソレノイドコイル2、ソレノイドコイル2の前端部に配設された磁性体16、ソレノイドコイル2の内周面内側を移動可能に配設されたプランジャ20、磁性体16と対向するようにプランジャ20に固定された円板状のマグネットアッセンブリ30を備えている。プランジャ20は、マグネットアッセンブリ30と磁性体16とが接触する位置に、マグネットアッセンブリ30と磁性体16との吸引力によって保持される。マグネットアッセンブリ30は、ソレノイドコイル2の内側ではなく、磁性体16が配設されたソレノイドコイル2の前端部に対向するように配設されているため、ソレノイドコイル2の大きさにかかわらず、マグネットアッセンブリ30と磁性体16とが接触する面積(吸着面積)を比較的大きくすることができる。このように、ソレノイド1は、コイル2の大型化を招くことなく、磁性体16とマグネットアッセンブリ30との吸引力を比較的大きくすることができる。   On the other hand, what is shown by patent document 2 is known as one type of solenoid. As shown in FIG. 1 of Patent Document 2, the solenoid 1 of Patent Document 2 is movable on the inner side of the solenoid coil 2, the magnetic body 16 disposed at the front end of the solenoid coil 2, and the solenoid coil 2. A disc-shaped magnet assembly 30 is provided which is fixed to the plunger 20 so as to face the arranged plunger 20 and the magnetic body 16. The plunger 20 is held by the attractive force of the magnet assembly 30 and the magnetic body 16 at a position where the magnet assembly 30 and the magnetic body 16 are in contact with each other. Since the magnet assembly 30 is disposed not to the inside of the solenoid coil 2 but to face the front end of the solenoid coil 2 on which the magnetic body 16 is disposed, regardless of the size of the solenoid coil 2, the magnet assembly 30 is magnetized. The area (adsorption area) where the assembly 30 and the magnetic body 16 come into contact can be made relatively large. As described above, the solenoid 1 can relatively increase the attractive force between the magnetic body 16 and the magnet assembly 30 without increasing the size of the coil 2.

特許4277719号公報Japanese Patent No. 4277719 特許1842066号公報Japanese Patent No. 1842066

しかしながら、上述した特許文献2に記載のソレノイド1においては、プランジャ20とマグネットアッセンブリ30とが固定されているため、プランジャ20の移動とともにマグネットアッセンブリ30も移動する。よって、プランジャ20が移動して、マグネットアッセンブリ30と磁性体16とが接触するときに発生する衝撃が、マグネットアッセンブリ30を構成する永久磁石32に直接的に作用するため、永久磁石32の割れが発生する恐れがある。永久磁石32に衝撃がかかることは、ソレノイド1の信頼性に影響を及ぼす。   However, in the solenoid 1 described in Patent Document 2 described above, since the plunger 20 and the magnet assembly 30 are fixed, the magnet assembly 30 moves as the plunger 20 moves. Therefore, since the impact generated when the plunger 20 moves and the magnet assembly 30 and the magnetic body 16 contact each other directly acts on the permanent magnet 32 constituting the magnet assembly 30, the permanent magnet 32 is cracked. May occur. The impact on the permanent magnet 32 affects the reliability of the solenoid 1.

そこで、本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、可動子を保持する自己保持機能を有するソレノイドにおいて、大型化を招くことなく可動子に作用する吸引力を比較的大きくするとともに、信頼性を向上することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and in a solenoid having a self-holding function for holding the mover, the suction force acting on the mover is made relatively large without causing an increase in size. At the same time, it aims to improve reliability.

上記の課題を解決するため、請求項1に係るソレノイドは、第一面と、第一面とは異なる第二面と、径方向外側の周面を延びる外周面と、径方向内側の周面に延びる内周面とを有し、かつ、通電されることにより第一磁束を発生する筒状のコイルと、コイルの外周面に沿って延びる外周部と、コイルの内周面に沿って延びる内周部と、コイルの第一面に沿って延び、かつ、外周部の一端部と内周部の一端部とを連結する連結部と、を備え、第一磁束が流れる磁気回路を形成するヨークと、コイルの第二面に対向し、かつ、ヨークの外周部および内周部のうちの一方に接触するとともに、ヨークの外周部および内周部のうちの他方からコイルの径方向に所定距離離れて配設され、第一磁束が流れる方向と反対方向に磁気回路を流れる第二磁束を発生するマグネットと、マグネットに対向するとともに、ヨークの外周部および内周部のうちの他方と接触可能に、かつ、マグネットからコイルの軸方向に所定距離離れて配設された磁性体の可動子と、を備えたソレノイドであって、可動子は、ヨークの外周部および内周部のうちの他方に接触する第一位置と、ヨークの外周部および内周部のうちの他方から、コイルの軸方向において、第一位置よりもさらに離れた第二位置との間を移動し、可動子が第一位置に位置する場合、コイルが通電されていないとき、第二磁束によって発生し、可動子をマグネットに向けて吸引する第一吸引力により、第一位置に保持され、コイルが通電されておらず、可動子が第一吸引力によって第一位置に保持されている場合、第一吸引力が可動子に対して作用する方向と反対方向に、第一吸引力より小さい所定外力が外部部材によって可動子に作用するとき、コイルが通電されて第一磁束が発生することにより、第一吸引力が所定外力より小さい第二吸引力に変更されることにより、第一位置から第二位置に移動し、可動子が第二位置に位置する場合、外部部材による所定外力と、少なくとも第二磁束によって発生し、可動子をマグネットに向けて吸引する第三吸引力とが可動子に作用するとき、所定外力が取り除かれることにより、第二位置から第一位置に移動する。
これによれば、マグネットがコイルの第二面に対向するように配設され、可動子がマグネットに対向するように配設されているため、可動子がコイルの内周面内側に配設されている場合に比べて、マグネットによって生じる第二磁束が作用する可動子の面積(吸着面積)を大きくすることができる。よって、コイルの大型化を招くことなく可動子に作用する吸引力を比較的大きくすることができる。
また、マグネットは、可動子に固定されていないため、可動子が移動する場合においても移動せず、かつ、可動子から所定距離離れて空間をおいて配設されている。これにより、可動子が移動して、可動子とヨークの外周部および内周部のうちの他方とが接触するときに発生する衝撃が、マグネットに直接的に作用しない。よって、マグネットの割れの発生が抑制されるため、ソレノイドの信頼性を向上することができる。
In order to solve the above problems, a solenoid according to claim 1 includes a first surface, a second surface different from the first surface, an outer peripheral surface extending from a radially outer peripheral surface, and a radially inner peripheral surface. A cylindrical coil that generates a first magnetic flux when energized, an outer peripheral portion that extends along the outer peripheral surface of the coil, and an inner peripheral surface that extends along the inner peripheral surface of the coil. An inner peripheral portion and a connecting portion that extends along the first surface of the coil and connects one end portion of the outer peripheral portion and one end portion of the inner peripheral portion to form a magnetic circuit through which the first magnetic flux flows. The yoke faces the second surface of the coil, contacts one of the outer peripheral portion and inner peripheral portion of the yoke, and is predetermined in the radial direction of the coil from the other of the outer peripheral portion and inner peripheral portion of the yoke. A second magnetic flux that is arranged at a distance and flows through the magnetic circuit in a direction opposite to the direction in which the first magnetic flux flows. And a mover made of a magnetic material facing the magnet and capable of contacting the other of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the yoke and spaced apart from the magnet in the axial direction of the coil by a predetermined distance. The mover has a first position in contact with the other of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the yoke, and the other of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the yoke. In the axial direction, when moving between the second position further away from the first position and the mover is located at the first position, the mover is generated by the second magnetic flux when the coil is not energized. If the coil is not energized and the mover is held in the first position by the first suction force, the first suction force is maintained. Is made for the mover When a predetermined external force smaller than the first attractive force acts on the mover by the external member in a direction opposite to the direction in which the first attracting force is applied, the coil is energized to generate the first magnetic flux, whereby the first attractive force is smaller than the predetermined external force. When the mover is moved from the first position to the second position and the mover is located at the second position by being changed to the two attractive forces, the mover is generated by a predetermined external force by the external member and at least the second magnetic flux. When the third attraction force attracted toward the magnet acts on the mover, the predetermined external force is removed, and the second position is moved to the first position.
According to this, since the magnet is disposed so as to face the second surface of the coil and the mover is disposed so as to face the magnet, the mover is disposed inside the inner peripheral surface of the coil. Compared with the case where it has, the area (attraction | suction area) of the needle | mover which the 2nd magnetic flux produced by a magnet acts can be enlarged. Therefore, the attractive force acting on the mover can be made relatively large without increasing the size of the coil.
Further, since the magnet is not fixed to the mover, it does not move even when the mover moves, and is disposed at a predetermined distance from the mover. Thereby, the impact that occurs when the mover moves and the other of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the yoke comes into contact does not directly act on the magnet. Therefore, since the occurrence of magnet breakage is suppressed, the reliability of the solenoid can be improved.

また、請求項2に係る発明は、請求項1に係るソレノイドにおいて、ヨークの外周部および内周部のうちの一方のマグネットが接触する部位には、コイルの径方向に延びるフランジ部が、ヨークの外周部および内周部のうちの他方からコイルの径方向に所定距離離れて全周に亘って形成されている。
これによれば、フランジ部によって、ヨークの外周部および内周部のうちの一方のマグネットが接触する部位の面積を大きくすることができるため、第二磁束をさらに大きくすることができる。よって、可動子に作用する吸引力をさらに大きくすることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the solenoid according to the first aspect, a flange portion extending in a radial direction of the coil is provided at a portion where one of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the yoke contacts. The outer periphery and the inner periphery of the coil are formed over the entire circumference at a predetermined distance in the radial direction of the coil.
According to this, since the area of the part which one magnet of the outer peripheral part and inner peripheral part of a yoke contacts can be enlarged by a flange part, a 2nd magnetic flux can be enlarged further. Therefore, the suction force acting on the mover can be further increased.

また、請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に係るソレノイドにおいて、可動子をマグネットに向けて押圧するスプリングをさらに備え、スプリングの押圧力は、可動子が第一位置に位置するとき、スプリングの押圧力と第二吸引力との合力の大きさが所定外力の大きさよりも小さくなるように設定されている。
これによれば、スプリングが可動子をマグネットに向けて押圧するため、可動子を第二位置から第一位置に確実に復帰させることができる。
The invention according to claim 3 is the solenoid according to claim 1 or 2, further comprising a spring that presses the mover toward the magnet, and the pressing force of the spring is such that the mover is positioned at the first position. In this case, the magnitude of the resultant force of the pressing force of the spring and the second suction force is set to be smaller than the magnitude of the predetermined external force.
According to this, since the spring presses the mover toward the magnet, the mover can be reliably returned from the second position to the first position.

また、請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3の何れか一項に係るソレノイドにおいて、可動子には、所定外力が作用する非磁性体のシャフトが固定されている。
これによれば、可動子には、所定外力が作用するシャフトが固定されているため、所定外力を可動子に確実に作用させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the solenoid according to any one of the first to third aspects, a non-magnetic shaft on which a predetermined external force acts is fixed to the mover.
According to this, since the shaft on which the predetermined external force acts is fixed to the mover, the predetermined external force can be reliably applied to the mover.

本発明の一実施形態におけるソレノイドの軸方向断面図であり、可動子が第一位置に保持されている状態を示している。It is an axial direction sectional view of a solenoid in one embodiment of the present invention, and shows the state where a mover is held in the 1st position. 図1に示すソレノイドの軸方向断面図であり、可動子が第二位置に位置している状態を示している。It is an axial sectional view of the solenoid shown in FIG. 1, and shows a state where the mover is located at the second position. 図1に示す可動子に作用する吸引力を示す図である。It is a figure which shows the attractive force which acts on the needle | mover shown in FIG. 本発明の一実施形態の変形例におけるソレノイドの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a solenoid in a modification of one embodiment of the present invention.

以下、本発明による可動子を保持する自己保持機能を有するソレノイドの一実施形態について図面を参照しながら説明する。ソレノイド10は、図1に示すように、コイル1、ヨーク2、マグネット3、可動子4、シャフト5、複数の軸受6、スプリング7および保持部材8を備えている。   Hereinafter, an embodiment of a solenoid having a self-holding function for holding a mover according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the solenoid 10 includes a coil 1, a yoke 2, a magnet 3, a mover 4, a shaft 5, a plurality of bearings 6, a spring 7, and a holding member 8.

コイル1は、導線が円筒状に巻かれたものである。コイル1は、一方(図1の左側)の端面である第一面1a、他方(図1の右側)の端面である第二面1b、径方向外側の周面に延びる外周面1cおよび径方向内側に延びる内周面1dを有している。また、コイル1は、例えば樹脂性のボビン(図示なし)に巻かれている。導線の両端は、ソレノイド10の外部に引き出されており、電流制御装置(図示なし)に接続されている。電流制御装置は、コイル1に供給される直流電流を制御するものである。具体的には、電流制御装置は、コイル1に直流電流を供給または遮断する制御を行う。また、コイル1は、通電されることにより、図2に破線にて示す第一磁束M1を発生する。   The coil 1 is a conductive wire wound in a cylindrical shape. The coil 1 includes a first surface 1a which is one end surface (left side in FIG. 1), a second surface 1b which is the other end surface (right side in FIG. 1), an outer peripheral surface 1c extending radially outward and a radial direction. It has an inner peripheral surface 1d extending inward. The coil 1 is wound around, for example, a resin bobbin (not shown). Both ends of the conducting wire are drawn out of the solenoid 10 and connected to a current control device (not shown). The current control device controls a direct current supplied to the coil 1. Specifically, the current control device performs control for supplying or interrupting a direct current to the coil 1. Further, the coil 1 is energized to generate a first magnetic flux M1 indicated by a broken line in FIG.

ヨーク2は、磁気回路を形成するものである。ヨーク2は、鉄等の磁性体によって形成され、図1に示すように、外周部材(特許請求の範囲の外周部)2a、ベース部材2bおよびフランジ部材2cを備えている。外周部材2aは、コイル1の外周面1cに沿って延びる円筒状に形成されている。また、ベース部材2bは、コイル1の内周面1dに沿って延びる円筒状に形成された内周部2b1およびコイル1の第一面1aに沿って延びる端面部(特許請求の範囲の連結部に相当)2b2を備えている。内周部2b1の一端部(図1の左側の端部)の開口部周縁と端面部2b2の内周縁とが連続して形成されている。また、端面部2b2の外周縁と外周部材2aの一端部(図1の左側の端部)の開口部周縁とが、例えばかしめられることにより接合(連結)されている。このように、端面部2b2は、外周部材2aの一端部と内周部2b1の一端部(図1の左側の端部)とを連結する。また、外周部材2aおよび端面部2b2は、ソレノイド10の外郭を構成する。   The yoke 2 forms a magnetic circuit. The yoke 2 is formed of a magnetic material such as iron and includes an outer peripheral member (outer peripheral portion of claims) 2a, a base member 2b, and a flange member 2c as shown in FIG. The outer peripheral member 2 a is formed in a cylindrical shape extending along the outer peripheral surface 1 c of the coil 1. The base member 2b includes a cylindrical inner peripheral portion 2b1 extending along the inner peripheral surface 1d of the coil 1 and an end surface portion extending along the first surface 1a of the coil 1 (the connecting portion in the claims). 2b2. An opening peripheral edge of one end portion (left end portion in FIG. 1) of the inner peripheral portion 2b1 and an inner peripheral edge of the end surface portion 2b2 are continuously formed. Moreover, the outer periphery of the end surface part 2b2 and the opening part periphery of the one end part (left side edge part of FIG. 1) of the outer peripheral member 2a are joined (connected) by caulking, for example. Thus, the end surface portion 2b2 connects the one end portion of the outer peripheral member 2a and the one end portion (the left end portion in FIG. 1) of the inner peripheral portion 2b1. Further, the outer peripheral member 2 a and the end surface portion 2 b 2 constitute an outer shell of the solenoid 10.

フランジ部材2cは、フランジ部2c1および円筒部2c2を備えている。フランジ部2c1は、内周部2b1の他端(図1の右側の端)から、径方向外側に延びるように、全周に亘って形成されている。また、フランジ部2c1は、外周部材2aから径方向に所定距離離れて形成されている。具体的には、フランジ部2c1の外周面と外周部材2aの内周面とが所定距離離れるように第一隙間G1が設けられている。第一隙間G1は、フランジ部2c1と外周部材2aとの間で、磁気回路に流れる磁束が短絡しない大きさに設定されている。円筒部2c2は、内周部2b1と嵌合する部位である。円筒部2c2は、内周部2b1に、例えば圧入されることにより固定されている。円筒部2c2は、フランジ部2c1の内周縁から軸方向に突出するように形成されている。また、円筒部2c2の内周面と内周部2b1の内周面とは略同一面となるように設定されている。これらによって、コイル1が通電された場合、ヨーク2によって形成される磁気回路には、第一磁束M1が図2に破線にて示す方向に流れる。   The flange member 2c includes a flange portion 2c1 and a cylindrical portion 2c2. The flange portion 2c1 is formed over the entire circumference so as to extend radially outward from the other end (the right end in FIG. 1) of the inner peripheral portion 2b1. The flange portion 2c1 is formed at a predetermined distance from the outer peripheral member 2a in the radial direction. Specifically, the first gap G1 is provided so that the outer peripheral surface of the flange portion 2c1 and the inner peripheral surface of the outer peripheral member 2a are separated by a predetermined distance. The first gap G1 is set to such a size that the magnetic flux flowing in the magnetic circuit is not short-circuited between the flange portion 2c1 and the outer peripheral member 2a. The cylindrical part 2c2 is a part that fits with the inner peripheral part 2b1. The cylindrical portion 2c2 is fixed by being press-fitted into the inner peripheral portion 2b1, for example. The cylindrical portion 2c2 is formed so as to protrude in the axial direction from the inner peripheral edge of the flange portion 2c1. The inner peripheral surface of the cylindrical portion 2c2 and the inner peripheral surface of the inner peripheral portion 2b1 are set to be substantially the same surface. Thus, when the coil 1 is energized, the first magnetic flux M1 flows in the magnetic circuit formed by the yoke 2 in the direction indicated by the broken line in FIG.

マグネット3は、永久磁石である。マグネット3は、円板状に形成されている。マグネット3は、図1に示すように、一方面(図1の左側の面)がコイル1の第二面1bに対向し、かつ、フランジ部2c1の端面(図1の右側の端面)に接触している。マグネット3とフランジ部2c1とは、例えば接着により固定されている。マグネット3は、外周部材2aから径方向に所定距離離れて配設されている。具体的には、マグネット3の外周面と外周部材2aの内周面とが所定距離離れるように第二隙間G2が設けられている。第二隙間G2は、マグネット3と外周部材2aとの間で、マグネット3によって生じる第二磁束M2が短絡しない大きさに設定されている。また、第二磁束M2は、図1および図2に示すように、第一磁束M1の方向と反対方向に磁気回路を流れている。さらに、マグネット3には、シャフト5を貫通する貫通穴3aが形成されている。   The magnet 3 is a permanent magnet. The magnet 3 is formed in a disc shape. As shown in FIG. 1, the magnet 3 has one surface (the left surface in FIG. 1) facing the second surface 1b of the coil 1 and is in contact with the end surface (the right end surface in FIG. 1) of the flange portion 2c1. doing. The magnet 3 and the flange portion 2c1 are fixed by adhesion, for example. The magnet 3 is disposed at a predetermined distance from the outer peripheral member 2a in the radial direction. Specifically, the second gap G2 is provided so that the outer peripheral surface of the magnet 3 and the inner peripheral surface of the outer peripheral member 2a are separated by a predetermined distance. The second gap G2 is set to a size such that the second magnetic flux M2 generated by the magnet 3 is not short-circuited between the magnet 3 and the outer peripheral member 2a. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the second magnetic flux M2 flows through the magnetic circuit in the direction opposite to the direction of the first magnetic flux M1. Further, the magnet 3 is formed with a through hole 3 a penetrating the shaft 5.

可動子4は、例えば鉄等の磁性体によって形成されている。可動子4は、円板状に形成されている。可動子4は、一方面(図1の左側の面)が、マグネット3の他方面(図1の右側の面)に対向するとともに、外周部材2aの他端面(図1の右側の端面)に接触可能に配設されている。図1に示す可動子4は、外周部材2aの他端面に接触する第一位置P1に位置している状態を表している。また、可動子4は、マグネット3から軸方向に所定距離離れて配設されている。具体的には、可動子4の一方面とマグネット3の他方面とが軸方向に所定距離離れるように第三隙間G3が設けられている。第三隙間G3は、可動子4が移動することにより発生する衝撃が、マグネット3に直接的に作用しない大きさに設定されている。なお、第二磁束M2によって発生する可動子4に作用する吸引力を大きくするためには、第三隙間G3を小さく設定する。また、可動子4には、シャフト5の一端部(図1の右側の端部)が固定されている。例えば可動子4に雌ねじ、シャフト5の一端部に雄ねじが形成され、可動子4とシャフト5とがねじ部にて固定されている。   The mover 4 is formed of a magnetic material such as iron. The mover 4 is formed in a disc shape. The mover 4 has one surface (the left surface in FIG. 1) facing the other surface (the right surface in FIG. 1) of the magnet 3 and the other end surface (the right end surface in FIG. 1) of the outer peripheral member 2a. It is arranged so that it can contact. The mover 4 shown in FIG. 1 represents the state located in the 1st position P1 which contacts the other end surface of the outer peripheral member 2a. The mover 4 is disposed at a predetermined distance from the magnet 3 in the axial direction. Specifically, a third gap G3 is provided so that one surface of the mover 4 and the other surface of the magnet 3 are separated from each other by a predetermined distance in the axial direction. The third gap G3 is set to such a magnitude that the impact generated by the movement of the mover 4 does not directly act on the magnet 3. In order to increase the attractive force acting on the mover 4 generated by the second magnetic flux M2, the third gap G3 is set small. Further, one end of the shaft 5 (the right end in FIG. 1) is fixed to the mover 4. For example, a female screw is formed on the mover 4, and a male screw is formed on one end of the shaft 5, and the mover 4 and the shaft 5 are fixed by the screw portion.

シャフト5は、例えばステンレス等の非磁性体によって円柱状に形成されている。シャフト5は、複数の軸受6を介して、ヨーク2の内側に軸方向に移動可能に配設されている。シャフト5の長さは、他端部(図1の左側の端部)がヨーク2から突出する長さに設定されている。軸受6は、例えばすべり軸受である。   The shaft 5 is formed in a cylindrical shape by a nonmagnetic material such as stainless steel. The shaft 5 is disposed inside the yoke 2 via a plurality of bearings 6 so as to be movable in the axial direction. The length of the shaft 5 is set such that the other end (the left end in FIG. 1) protrudes from the yoke 2. The bearing 6 is a slide bearing, for example.

スプリング7は、可動子4の他方面側に配設され、可動子4をマグネット3に向けて押圧するものである。スプリング7は、例えばコイルばねである。保持部材8は、ソレノイド10の外郭を構成するとともに、スプリング7を保持するものである。保持部材8は、例えばステンレス等の非磁性体によって、有底円筒状に形成されている。さらに、保持部材8には、底面中央部に貫通穴8a、および、貫通穴8aの周縁から軸方向に可動子4側に円筒状に突出する突出部8bが形成されている。   The spring 7 is disposed on the other surface side of the mover 4 and presses the mover 4 toward the magnet 3. The spring 7 is, for example, a coil spring. The holding member 8 constitutes the outline of the solenoid 10 and holds the spring 7. The holding member 8 is formed in a bottomed cylindrical shape by a nonmagnetic material such as stainless steel. Further, the holding member 8 is formed with a through hole 8a at the center of the bottom surface and a protruding portion 8b protruding in a cylindrical shape toward the mover 4 in the axial direction from the periphery of the through hole 8a.

次に、ソレノイド10における可動子4の作動について説明する。はじめに、図1に示すように、可動子4が第一位置P1に保持されている場合について説明する。この場合、コイル1が通電されていないため、第一磁束M1が発生していない。よって、磁気回路には、第二磁束M2のみが流れている。このとき、可動子4には、第一吸引力F1が図1の左方向に作用する。すなわち、第一吸引力F1は、可動子4が第一位置P1に位置する場合、コイル1が通電されていないとき、第二磁束M2のみによって発生し、可動子4をマグネット3に向けて吸引する吸引力Fである。吸引力Fとは、第一磁束M1および第二磁束M2の少なくとも一方によって生じ、可動子4をコイル1およびマグネット3に向けて吸引する力である。   Next, the operation of the mover 4 in the solenoid 10 will be described. First, as shown in FIG. 1, the case where the mover 4 is held at the first position P1 will be described. In this case, since the coil 1 is not energized, the first magnetic flux M1 is not generated. Therefore, only the second magnetic flux M2 flows through the magnetic circuit. At this time, the first suction force F1 acts on the mover 4 in the left direction in FIG. That is, the first attraction force F1 is generated only by the second magnetic flux M2 when the mover 4 is located at the first position P1 and the coil 1 is not energized, and the mover 4 is attracted toward the magnet 3. Is the suction force F. The attractive force F is a force that is generated by at least one of the first magnetic flux M1 and the second magnetic flux M2 and attracts the mover 4 toward the coil 1 and the magnet 3.

また、可動子4には、スプリング7から第一押圧力Fs1が図1の左方向に作用している。第一押圧力Fs1は、可動子4が第一位置P1に位置する場合における可動子4に作用するスプリング7からの押圧力Fsである。すなわち、可動子4は、第一吸引力F1および第一押圧力Fs1よって、第一位置P1に保持される。   Further, a first pressing force Fs1 is applied to the mover 4 from the spring 7 in the left direction in FIG. The first pressing force Fs1 is a pressing force Fs from the spring 7 that acts on the mover 4 when the mover 4 is located at the first position P1. That is, the mover 4 is held at the first position P1 by the first suction force F1 and the first pressing force Fs1.

また、シャフト5の他端部には、ソレノイド10の外部から外部部材(図示なし)によって所定外力Fgが図1の右方向に作用する。シャフト5と可動子4とが固定されているため、可動子4に所定外力Fgが作用する。ここで、可動子4が第一位置P1に位置する場合、第一吸引力F1と第一押圧力Fs1との合力が、所定外力Fgより大きくなるように(F1+Fs1>Fg)、第二磁束M2の大きさおよびスプリング7のばね定数等が設定されている。これにより、所定外力Fgが可動子4に作用する場合においても、可動子4が第一位置P1に保持される。   Further, a predetermined external force Fg acts on the other end of the shaft 5 from the outside of the solenoid 10 by an external member (not shown) in the right direction in FIG. Since the shaft 5 and the mover 4 are fixed, a predetermined external force Fg acts on the mover 4. Here, when the mover 4 is located at the first position P1, the second magnetic flux M2 is set so that the resultant force of the first attractive force F1 and the first pressing force Fs1 is larger than the predetermined external force Fg (F1 + Fs1> Fg). And the spring constant of the spring 7 are set. Thereby, even when the predetermined external force Fg acts on the mover 4, the mover 4 is held at the first position P1.

次に、可動子4が第一位置P1から第二位置P2に移動する場合について説明する。第二位置P2は、図2に示すように、可動子4が外周部材2aの他端面から、コイル1の軸方向において、図2の右側に第一位置P1よりもさらに離れた位置である。可動子4を第一位置P1から第二位置P2に移動させる場合、コイル1が電流値Iαにて所定時間通電される。所定時間は、可動子4が外周部材2aの他端面から離れるために十分な時間である。所定時間は、例えば、0.5秒である。そして、コイル1が電流値Iαにて通電されるにより、図3に示すように、吸引力Fが、第一吸引力F1(点A)から第一磁束M1によって第二吸引力F2(点B)に低下する。第二吸引力F2は、コイル1に電流値Iαが通電されたときの第一位置吸引力Fp1である。第一位置吸引力Fp1は、可動子4が第一位置P1に位置する場合、第一磁束M1および第二磁束M2の少なくとも一方によって発生し、可動子4をコイル1およびマグネット3に向けて吸引する吸引力Fである。   Next, the case where the mover 4 moves from the first position P1 to the second position P2 will be described. As shown in FIG. 2, the second position P2 is a position where the mover 4 is further away from the other end surface of the outer peripheral member 2a on the right side of FIG. When the mover 4 is moved from the first position P1 to the second position P2, the coil 1 is energized for a predetermined time at the current value Iα. The predetermined time is sufficient time for the mover 4 to move away from the other end surface of the outer peripheral member 2a. The predetermined time is, for example, 0.5 seconds. When the coil 1 is energized at the current value Iα, as shown in FIG. 3, the attractive force F is changed from the first attractive force F1 (point A) to the second attractive force F2 (point B) by the first magnetic flux M1. ). The second attractive force F2 is the first position attractive force Fp1 when the coil 1 is supplied with the current value Iα. The first position attractive force Fp1 is generated by at least one of the first magnetic flux M1 and the second magnetic flux M2 when the movable element 4 is located at the first position P1, and attracts the movable element 4 toward the coil 1 and the magnet 3. Is the suction force F.

ここで、第一位置吸引力Fp1について、図3のグラフを用いて説明する。第一位置吸引力Fp1は、実線にて示されている。第一位置吸引力Fp1は、コイル1に通電される電流値Iに応じて変化する。具体的には、コイル1が通電されず、電流値Iがゼロの場合、第一位置吸引力Fp1は、上述した第一吸引力F1である(点A)。そして、コイル1が通電され、電流値Iがゼロから大きくなると、第一磁束M1が発生する。第一磁束M1と第二磁束M2とは磁気回路を流れる方向が反対方向であることにより(図2参照)、第一磁束M1が第二磁束M2を打ち消すように作用する。これにより、第一位置吸引力Fp1は、第一吸引力F1(点A)から低下する。そして、電流値Iが、ゼロから第一磁束M1と第二磁束M2とが等しくなるまで大きくなると、第一位置吸引力Fp1は、ゼロになる(点C)。さらに、この状態(点C)から電流値Iが大きくなると、第一磁束M1が第二磁束M2より大きくなるため、第一磁束M1による第一位置吸引力Fp1が生じる。したがって、第一位置吸引力Fp1がゼロから大きくなる。すなわち、第二吸引力F2(点B)は、電流値Iαに応じて変化する。   Here, the first position suction force Fp1 will be described using the graph of FIG. The first position suction force Fp1 is indicated by a solid line. The first position attractive force Fp1 changes according to the current value I applied to the coil 1. Specifically, when the coil 1 is not energized and the current value I is zero, the first position attractive force Fp1 is the above-described first attractive force F1 (point A). When the coil 1 is energized and the current value I increases from zero, the first magnetic flux M1 is generated. The first magnetic flux M1 and the second magnetic flux M2 act so that the first magnetic flux M1 cancels the second magnetic flux M2 because the directions in which the magnetic circuit flows are opposite directions (see FIG. 2). Thereby, the first position suction force Fp1 decreases from the first suction force F1 (point A). When the current value I increases from zero until the first magnetic flux M1 and the second magnetic flux M2 become equal, the first position attractive force Fp1 becomes zero (point C). Further, when the current value I increases from this state (point C), the first magnetic flux M1 becomes larger than the second magnetic flux M2, so that a first position attractive force Fp1 is generated by the first magnetic flux M1. Therefore, the first position suction force Fp1 increases from zero. That is, the second attractive force F2 (point B) changes according to the current value Iα.

ここで、第二吸引力F2と第一押圧力Fs1との合力が所定外力Fgより小さくなるように(F2+Fs1<F3)、電流値Iαの範囲Ihが設定されている。範囲Ihは、電流制御装置に供給される電圧のばらつきやコイル1の温度変化等によって、電流値Iαが変化する範囲である。このように、コイル1が通電されることにより、可動子4を第一位置P1に保持する第一吸引力F1が第二吸引力F2に変更されることにより、第二吸引力F2と第一押圧力Fs1との合力が所定外力Fgより小さくなるため、可動子4が第一位置P1から第二位置P2へ移動する。   Here, the range Ih of the current value Iα is set so that the resultant force of the second suction force F2 and the first pressing force Fs1 is smaller than the predetermined external force Fg (F2 + Fs1 <F3). The range Ih is a range in which the current value Iα changes due to variations in voltage supplied to the current control device, temperature changes of the coil 1, and the like. As described above, when the coil 1 is energized, the first suction force F1 that holds the mover 4 at the first position P1 is changed to the second suction force F2. Since the resultant force with the pressing force Fs1 is smaller than the predetermined external force Fg, the mover 4 moves from the first position P1 to the second position P2.

可動子4が第二位置P2に位置する場合、図2に示すように、可動子4には、所定外力Fgと第一押圧力Fs1より大きい第二押圧力Fs2とが作用する。第二押圧力Fs2は、可動子4が第一位置P1から第二位置P2に移動した場合、スプリング7が圧縮されることにより生じる押圧力Fsである。さらに、この場合、可動子4には、第二位置吸引力Fp2(特許請求の範囲の第三吸引力に相当)が作用する。第二位置吸引力Fp2は、可動子4が第二位置P2に位置する場合に、少なくとも第二磁束M2によって発生する可動子4をコイル1およびマグネット3に向けて吸引する吸引力Fである。可動子4が第二位置P2に位置する場合は、可動子4が第一位置P1に位置するときに比べ、可動子4とコイル1およびマグネット3とが離れているため、可動子4に作用する磁束の密度が低い。したがって、第二位置吸引力Fp2の大きさは、第一位置吸引力Fp1の大きさ以下になる。第二位置吸引力Fp2は、図3にて一点破線にて示されている。第二位置吸引力Fp2は、第一位置吸引力Fp1と同様に、電流値Iによって生じる第一磁束M1に変化に応じて変化する。   When the mover 4 is located at the second position P2, as shown in FIG. 2, a predetermined external force Fg and a second pressing force Fs2 larger than the first pressing force Fs1 act on the mover 4. The second pressing force Fs2 is a pressing force Fs generated when the spring 7 is compressed when the mover 4 moves from the first position P1 to the second position P2. Further, in this case, a second position suction force Fp2 (corresponding to the third suction force in the claims) acts on the movable element 4. The second position attractive force Fp2 is an attractive force F that attracts the movable element 4 generated by at least the second magnetic flux M2 toward the coil 1 and the magnet 3 when the movable element 4 is positioned at the second position P2. When the mover 4 is located at the second position P2, the mover 4 and the coil 1 and the magnet 3 are separated from each other as compared to when the mover 4 is located at the first position P1. Magnetic flux density is low. Therefore, the magnitude of the second position suction force Fp2 is equal to or less than the magnitude of the first position suction force Fp1. The second position suction force Fp2 is indicated by a one-dot broken line in FIG. Similar to the first position attractive force Fp1, the second position attractive force Fp2 changes according to the change in the first magnetic flux M1 generated by the current value I.

また、本実施形態においては、可動子4が第二位置P2に位置する場合、コイル1が通電されないように設定されている。これにより、可動子4には、図3に示す点Dにおける第二位置吸引力Fp2が作用する。点Dにおける第二位置吸引力Fp2は、電流値Iがゼロであるため、第二磁束M2のみによって発生する。
これらにより、第二位置P2は、具体的には、第二位置吸引力Fp2と第二押圧力Fs2との合力と、所定外力Fgとがつり合う場合には、それらの力がつり合う位置、あるいは、所定外力Fgが第二位置吸引力Fp2と第二押圧力Fs2との合力よりも大きい場合には、可動子4の他方面が突出部8bの端面8b1(図2参照)に突き当たる位置、あるいは、所定外力Fgを発生する外部部材が可動子4を所定量X1だけ図2の右方向に移動させる場合、第一位置P1から所定量X1だけ図2の右方向に離れた位置である。本実施形態においては、図2に示すように、第二位置P2は、第一位置P1から所定量X1だけ図2の右方向に離れた位置である。そして、可動子4は、所定外力Fgが作用している間は、第二位置P2に位置する。
Moreover, in this embodiment, when the needle | mover 4 is located in the 2nd position P2, it sets so that the coil 1 may not be supplied with electricity. Thereby, the second position suction force Fp2 at the point D shown in FIG. The second position attractive force Fp2 at the point D is generated only by the second magnetic flux M2 because the current value I is zero.
Accordingly, the second position P2 is specifically the position where the resultant force of the second position suction force Fp2 and the second pressing force Fs2 and the predetermined external force Fg are balanced, or When the predetermined external force Fg is larger than the resultant force of the second position suction force Fp2 and the second pressing force Fs2, the position where the other surface of the movable element 4 abuts against the end surface 8b1 (see FIG. 2) of the protruding portion 8b, or When the external member that generates the predetermined external force Fg moves the mover 4 to the right in FIG. 2 by a predetermined amount X1, it is a position away from the first position P1 by the predetermined amount X1 in the right direction in FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the second position P2 is a position away from the first position P1 by a predetermined amount X1 in the right direction in FIG. And the needle | mover 4 is located in the 2nd position P2, while the predetermined external force Fg is acting.

さらに、可動子4が、第二位置P2から第一位置P1に復帰する場合について説明する。可動子4は、図2に示すように、第二位置P2に保持されている状態から、所定外力Fgが取り除かれたときに、第二位置P2から第一位置P1に復帰する。所定外力Fgが取り除かれることにより、可動子4には、図2の左向きに作用する第二位置吸引力Fp2および第二押圧力Fs2のみが作用するためである。   Furthermore, the case where the needle | mover 4 returns from the 2nd position P2 to the 1st position P1 is demonstrated. As shown in FIG. 2, the mover 4 returns from the second position P2 to the first position P1 when the predetermined external force Fg is removed from the state held at the second position P2. This is because by removing the predetermined external force Fg, only the second position suction force Fp2 and the second pressing force Fs2 acting in the left direction in FIG.

本実施形態によれば、第一面1aと、第一面1aとは異なる第二面1bと、径方向外側の周面を延びる外周面1cと、径方向内側の周面に延びる内周面1dとを有し、かつ、通電されることにより第一磁束M1を発生する筒状のコイル1と、コイル1の外周面1cに沿って延びる外周部材2aと、コイル1の内周面1dに沿って延びる内周部2b1と、コイル1の第一面1aに沿って延び、かつ、外周部材2aの一端部と内周部2b1の一端部とを連結する端面部2b2と、を備え、第一磁束M1が流れる磁気回路を形成するヨーク2と、コイル1の第二面1bに対向し、かつ、ヨーク2の内周部2b1に接触するとともに、ヨーク2の外周部材2aからコイル1の径方向に所定距離離れて配設され、第一磁束M1が流れる方向と反対方向に磁気回路を流れる第二磁束M2を発生するマグネット3と、マグネット3に対向するとともに、ヨーク2の外周部材2aと接触可能に、かつ、マグネット3からコイル1の軸方向に所定距離離れて配設された磁性体の可動子4と、を備えたソレノイド10であって、可動子4は、ヨーク2の外周部材2aに接触する第一位置P1と、ヨーク2の外周部材2aから、コイル1の軸方向において、第一位置P1よりもさらに離れた第二位置P2との間を移動し、可動子4が第一位置P1に位置する場合、コイル1が通電されていないとき、第二磁束M2によって発生し、可動子4をマグネット3に向けて吸引する第一吸引力F1により、第一位置P1に保持され、コイル1が通電されておらず、可動子4が第一吸引力F1によって第一位置P1に保持されている場合、第一吸引力F1が可動子4に対して作用する方向と反対方向に、第一吸引力F1より小さい所定外力Fgが外部部材によって可動子4に作用するとき、コイル1が通電されて第一磁束M1が発生することにより、第一吸引力F1が所定外力Fgより小さい第二吸引力F2に変更されることにより、第一位置P1から第二位置P2に移動し、可動子4が第二位置P2に位置する場合、外部部材による所定外力Fgと、少なくとも第二磁束M2によって発生し、可動子4をマグネット3に向けて吸引する第二位置吸引力Fp2とが可動子4に作用するとき、所定外力Fgが取り除かれることにより、第二位置P2から第一位置P1に移動する。
これによれば、円板状に形成されたマグネット3がその一方面をコイル1の他端面に対向するように配設され、円板状に形成された可動子4がその一方面をマグネット3の他方面に対向するように配設されているため、可動子4がコイル1の内周面1d内側に配設されている場合に比べて、マグネット3によって生じる第二磁束M2が作用する可動子4の面積(吸着面積)を大きくすることができる。よって、コイル1の大型化を招くことなく可動子4に作用する吸引力Fを比較的大きくすることができる。
さらに、可動子4に作用する吸引力Fを比較的大きくするために、マグネット3の材料を、比較的高コストである磁束密度の高い材料に変更することを回避することができる。
また、マグネット3は、可動子4に固定されていないため、可動子4が移動する場合においても移動せず、かつ、可動子4から所定距離離れて配設されている。これにより、可動子4が移動して、可動子4と外周部材2aとが接触するときに発生する衝撃が、マグネット3に直接的に作用しない。よって、マグネット3の割れの発生が抑制されるため、ソレノイド10の信頼性を向上することができる。
According to this embodiment, the 1st surface 1a, the 2nd surface 1b different from the 1st surface 1a, the outer peripheral surface 1c which extends the circumferential surface of radial direction outer side, and the inner peripheral surface extended to the circumferential surface of radial direction inner side 1d, and a cylindrical coil 1 that generates a first magnetic flux M1 when energized, an outer peripheral member 2a that extends along the outer peripheral surface 1c of the coil 1, and an inner peripheral surface 1d of the coil 1. An inner peripheral portion 2b1 extending along the first surface 1a of the coil 1, and an end surface portion 2b2 connecting one end portion of the outer peripheral member 2a and one end portion of the inner peripheral portion 2b1. The yoke 2 that forms a magnetic circuit through which one magnetic flux M1 flows and the second surface 1b of the coil 1 are in contact with the inner peripheral portion 2b1 of the yoke 2 and the diameter of the coil 1 from the outer peripheral member 2a of the yoke 2 In the direction opposite to the direction in which the first magnetic flux M1 flows. A magnet 3 for generating a second magnetic flux M2 flowing through the air circuit, and facing the magnet 3 so as to be in contact with the outer peripheral member 2a of the yoke 2 and arranged at a predetermined distance from the magnet 3 in the axial direction of the coil 1. The movable body 4 is a solenoid 10 having a magnetic body 4, and the movable body 4 includes a first position P 1 in contact with the outer peripheral member 2 a of the yoke 2 and an outer peripheral member 2 a of the yoke 2. In the axial direction, when moving between the second position P2 further away from the first position P1 and the mover 4 is located at the first position P1, the second magnetic flux M2 when the coil 1 is not energized. The first attracting force F1 that attracts the mover 4 toward the magnet 3 is held at the first position P1, the coil 1 is not energized, and the mover 4 is first activated by the first attracting force F1. In one position P1 When held, when the predetermined external force Fg smaller than the first suction force F1 acts on the mover 4 by the external member in the direction opposite to the direction in which the first suction force F1 acts on the mover 4, the coil 1 Is generated and the first magnetic flux M1 is generated, whereby the first attractive force F1 is changed to the second attractive force F2 smaller than the predetermined external force Fg, thereby moving from the first position P1 to the second position P2. When the mover 4 is located at the second position P2, the predetermined external force Fg by the external member and the second position attraction force Fp2 generated by at least the second magnetic flux M2 and attracting the mover 4 toward the magnet 3 are movable. When acting on the child 4, the predetermined external force Fg is removed to move from the second position P2 to the first position P1.
According to this, the disk-shaped magnet 3 is disposed so that one surface thereof faces the other end surface of the coil 1, and the disk-shaped movable element 4 has its one surface facing the magnet 3. Therefore, the second magnetic flux M2 generated by the magnet 3 acts as compared with the case where the mover 4 is disposed inside the inner peripheral surface 1d of the coil 1. The area (adsorption area) of the child 4 can be increased. Therefore, the attractive force F acting on the mover 4 can be made relatively large without increasing the size of the coil 1.
Furthermore, in order to make the attractive force F acting on the mover 4 relatively large, it is possible to avoid changing the material of the magnet 3 to a material having a relatively high cost and high magnetic flux density.
Further, since the magnet 3 is not fixed to the mover 4, the magnet 3 does not move even when the mover 4 moves, and is disposed at a predetermined distance from the mover 4. Thereby, the impact generated when the mover 4 moves and the mover 4 comes into contact with the outer peripheral member 2 a does not directly act on the magnet 3. Therefore, since the cracking of the magnet 3 is suppressed, the reliability of the solenoid 10 can be improved.

また、ソレノイド10において、ヨーク2の内周部2b1のマグネット3が接触する部位には、コイル1の径方向に延びるフランジ部2c1が、ヨーク2の外周部材2aからコイル1の径方向に所定距離離れて全周に亘って形成されている。
これによれば、フランジ部2c1によって、内周部2b1の他端面とマグネット3の一方面とが接触する面積を大きくすることができるため、第二磁束M2をさらに大きくすることができる。よって、可動子4に作用する吸引力Fをさらに大きくすることができる。
Further, in the solenoid 10, a flange portion 2 c 1 extending in the radial direction of the coil 1 is disposed at a predetermined distance in the radial direction of the coil 1 from the outer peripheral member 2 a of the yoke 2 at a portion where the magnet 3 of the inner peripheral portion 2 b 1 of the yoke 2 contacts. It is separated and formed over the entire circumference.
According to this, since the area where the other end surface of the inner peripheral portion 2b1 and one surface of the magnet 3 come into contact with each other can be increased by the flange portion 2c1, the second magnetic flux M2 can be further increased. Therefore, the suction force F acting on the mover 4 can be further increased.

また、ソレノイド10において、可動子4をマグネット3に向けて押圧するスプリング7をさらに備え、スプリング7の押圧力Fsは、可動子4が第一位置P1に位置するとき、スプリング7の第一押圧力Fs1と第二吸引力F2との合力の大きさが所定外力Fgの大きさよりも小さくなるように設定されている。
これによれば、スプリング7が可動子4をマグネット3に向けて押圧するため、可動子4を第二位置P2から第一位置P1に確実に復帰させることができる。
また、例えばソレノイド10が車両に用いられた場合において、車両の走行によって生じる振動がソレノイド10に作用する場合においても、可動子4を第一位置P1に確実に保持することができる。
The solenoid 10 further includes a spring 7 that presses the mover 4 toward the magnet 3, and the pressing force Fs of the spring 7 is such that when the mover 4 is located at the first position P 1, the first push of the spring 7 is performed. The magnitude of the resultant force between the pressure Fs1 and the second suction force F2 is set to be smaller than the magnitude of the predetermined external force Fg.
According to this, since the spring 7 presses the mover 4 toward the magnet 3, the mover 4 can be reliably returned from the second position P2 to the first position P1.
In addition, for example, when the solenoid 10 is used in a vehicle, the movable element 4 can be reliably held at the first position P1 even when vibration generated by traveling of the vehicle acts on the solenoid 10.

また、ソレノイド10において、可動子4には、所定外力Fgが作用する非磁性体のシャフト5が固定されている。
これによれば、可動子4には、所定外力Fgが作用するシャフト5が固定されているため、所定外力Fgを可動子4に確実に作用させることができる。
Further, in the solenoid 10, a non-magnetic shaft 5 on which a predetermined external force Fg acts is fixed to the mover 4.
According to this, since the shaft 5 on which the predetermined external force Fg acts is fixed to the mover 4, the predetermined external force Fg can be reliably applied to the mover 4.

なお、上述した実施形態において、ソレノイドの一例を示したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を採用することもできる。例えば、第一磁束M1および第二磁束M2の磁気回路を流れる方向を、図1および図2に示す方向とはそれぞれ逆方向になるように、コイル1およびマグネット3を構成するようにしても良い。
また、可動子4が第二位置P2に位置する場合に、コイル1に通電するようにしても良い。また、可動子4を第二位置P2から第一位置P1に復帰させる場合に、コイル1に通電するようにしても良い。この場合、第一磁束M1および第二磁束M2の少なくとも一方によって生じる第二位置吸引力Fp2によって、可動子4が第二位置P2から第一位置P1に移動する。
In the above-described embodiment, an example of the solenoid is shown, but the present invention is not limited to this, and other configurations can be adopted. For example, the coil 1 and the magnet 3 may be configured such that the directions of the first magnetic flux M1 and the second magnetic flux M2 flowing in the magnetic circuit are opposite to the directions shown in FIGS. .
Further, when the mover 4 is positioned at the second position P2, the coil 1 may be energized. Further, when the mover 4 is returned from the second position P2 to the first position P1, the coil 1 may be energized. In this case, the movable element 4 moves from the second position P2 to the first position P1 by the second position attractive force Fp2 generated by at least one of the first magnetic flux M1 and the second magnetic flux M2.

また、上述した実施形態において、ソレノイド10は、スプリング7を備えているが、スプリング7を備えないようにしても良い。この場合、可動子4が第二位置P2から第一位置P1に復帰することができるように、第二位置吸引力Fp2がゼロにならないように、電流値Iの範囲Ihを設定すると良い。また、ソレノイド10の姿勢を、コイル1より上方に可動子4が位置するようにして、可動子4の自重にて、可動子4が第二位置P2から第一位置P1に復帰できるようにすると良い。   In the embodiment described above, the solenoid 10 includes the spring 7, but the spring 7 may not be included. In this case, it is preferable to set the range Ih of the current value I so that the second position attractive force Fp2 does not become zero so that the mover 4 can return from the second position P2 to the first position P1. Further, when the mover 4 is positioned above the coil 1 so that the mover 4 can return from the second position P2 to the first position P1 by its own weight. good.

また、上述した実施形態において、シャフト5は、図1および図2に示すように、他端部がヨーク2から突出するように配設されているが、図4に示すように、保持部材8から突出するようにしても良い。この場合、軸受6を保持部材8の貫通穴8aに配設すると良い。また、シャフト5がソレノイド10の外郭から突出しないように、シャフト5の長さを設定しても良い。また、シャフト5を備えずに、所定外力Fgを可動子4に直接的に作用させるようにしても良い。   In the above-described embodiment, the shaft 5 is disposed such that the other end projects from the yoke 2 as shown in FIGS. 1 and 2, but as shown in FIG. You may make it protrude from. In this case, the bearing 6 may be disposed in the through hole 8 a of the holding member 8. Further, the length of the shaft 5 may be set so that the shaft 5 does not protrude from the outline of the solenoid 10. Further, the predetermined external force Fg may be directly applied to the mover 4 without providing the shaft 5.

また、上述した実施形態において、図1および図2に示すように、内周部2b1の他端にフランジ部2c1が形成されているとともに、マグネット3の一方面とフランジ部2c1の端面とが接触するように配設され、可動子4の一方面と外周部材2aの他端面とが接触可能に配設されている。これに代えて、図4に示すように、外周部材2aの他端にフランジ部材2dのフランジ部2d1を、外周部材2aの他端から径方向内側に突出するように、内周部2b1から径方向に所定距離離れて全周に亘って形成するとともに、マグネット3の一方面とフランジ部2d1の端面とが接触するように配設され、可動子4の一方面と内周部2b1の他端面とが接触可能に配設されるようにしても良い。この場合、マグネット3は、内周部2b1から径方向に所定距離離れて配設される。   Further, in the above-described embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a flange portion 2c1 is formed at the other end of the inner peripheral portion 2b1, and one surface of the magnet 3 and the end surface of the flange portion 2c1 are in contact with each other. It arrange | positions so that the one surface of the needle | mover 4 and the other end surface of the outer peripheral member 2a may be contacted. Instead, as shown in FIG. 4, the flange portion 2d1 of the flange member 2d is provided at the other end of the outer peripheral member 2a, and the diameter is extended from the inner peripheral portion 2b1 so as to protrude radially inward from the other end of the outer peripheral member 2a. It is formed over the entire circumference at a predetermined distance in the direction, and is arranged so that one surface of the magnet 3 and the end surface of the flange portion 2d1 are in contact with each other, and the one surface of the mover 4 and the other end surface of the inner peripheral portion 2b1 May be arranged so as to be in contact with each other. In this case, the magnet 3 is disposed at a predetermined distance in the radial direction from the inner peripheral portion 2b1.

また、上述した実施形態において、フランジ部2c1およびフランジ部2d1の一方とマグネット3とが接触しているが、ヨーク2がフランジ部材2cおよびフランジ部材2dを備えないようにして、外周部材2aおよび内周部2b1の一方の他端面とマグネット3とを接触させるようにしても良い。
また、上述した実施形態において、シャフト5が軸受6を介して支持されているが、軸受6を備えないようにしても良い。この場合、ヨーク2の内周面または貫通穴8aにてシャフト5を支持するようにしても良い。
In the above-described embodiment, one of the flange portion 2c1 and the flange portion 2d1 and the magnet 3 are in contact with each other, but the yoke 2 is not provided with the flange member 2c and the flange member 2d, so that the outer peripheral member 2a and the inner member 2 The other end face of the peripheral portion 2b1 and the magnet 3 may be brought into contact with each other.
In the above-described embodiment, the shaft 5 is supported via the bearing 6, but the bearing 6 may not be provided. In this case, the shaft 5 may be supported by the inner peripheral surface of the yoke 2 or the through hole 8a.

また、上述した実施形態において、コイル1は、円筒状に形成されているが、これに代えて、径方向断面形状を筒状に形成するようにしても良い。また、マグネット3および可動子4は、円板状に形成されているが、これに限定されず、平面視が方形状の板状に形成するようにしても良い。また、マグネット3および可動子4の外表面が曲面を有するように形成しても良い。   In the above-described embodiment, the coil 1 is formed in a cylindrical shape. However, instead of this, the radial cross-sectional shape may be formed in a cylindrical shape. Moreover, although the magnet 3 and the needle | mover 4 are formed in disk shape, it is not limited to this, You may make it form in planar view planar shape. Moreover, you may form so that the outer surface of the magnet 3 and the needle | mover 4 may have a curved surface.

1…コイル、1a…第一面、1b…第二面、1c…外周面、1d…内周面、2…ヨーク、2a…外周部材(外周部)、2b1…内周部、2b2…端面部(連結部)、2c1…フランジ部、3…マグネット、4…可動子、5…シャフト、6…軸受、7…スプリング、10…ソレノイド、F1…第一吸引力、F2…第二吸引力、Fg…所定外力、Fp1…第一位置吸引力、Fp2…第二位置吸引力(第三吸引力)、Fs1…第一押圧力、Fs2…第二押圧力、G1…第一隙間、G2…第二隙間、G3…第三隙間、I…電流値、M1…第一磁束、M2…第二磁束、P1…第一位置、P2…第二位置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coil, 1a ... 1st surface, 1b ... 2nd surface, 1c ... Outer peripheral surface, 1d ... Inner peripheral surface, 2 ... Yoke, 2a ... Outer peripheral member (outer peripheral part), 2b1 ... Inner peripheral part, 2b2 ... End surface part (Connection part) 2c1 ... flange part, 3 ... magnet, 4 ... mover, 5 ... shaft, 6 ... bearing, 7 ... spring, 10 ... solenoid, F1 ... first suction force, F2 ... second suction force, Fg ... predetermined external force, Fp1 ... first position suction force, Fp2 ... second position suction force (third suction force), Fs1 ... first pressing force, Fs2 ... second pressing force, G1 ... first gap, G2 ... second Gap, G3 ... third gap, I ... current value, M1 ... first magnetic flux, M2 ... second magnetic flux, P1 ... first position, P2 ... second position.

Claims (4)

第一面と、前記第一面とは異なる第二面と、径方向外側の周面を延びる外周面と、径方向内側の周面に延びる内周面とを有し、かつ、通電されることにより第一磁束を発生する筒状のコイルと、
前記コイルの外周面に沿って延びる外周部と、前記コイルの内周面に沿って延びる内周部と、前記コイルの第一面に沿って延び、かつ、前記外周部の一端部と前記内周部の一端部とを連結する連結部と、を備え、前記第一磁束が流れる磁気回路を形成するヨークと、
前記コイルの第二面に対向し、かつ、前記ヨークの外周部および内周部のうちの一方に接触するとともに、前記ヨークの外周部および内周部のうちの他方から前記コイルの径方向に所定距離離れて配設され、前記第一磁束が流れる方向と反対方向に前記磁気回路を流れる第二磁束を発生するマグネットと、
前記マグネットに対向するとともに、前記ヨークの外周部および内周部のうちの他方と接触可能に、かつ、前記マグネットから前記コイルの軸方向に所定距離離れて配設された磁性体の可動子と、を備えたソレノイドであって、
前記可動子は、
前記ヨークの外周部および内周部のうちの他方に接触する第一位置と、前記ヨークの外周部および内周部のうちの他方から、前記コイルの軸方向において、前記第一位置よりもさらに離れた第二位置との間を移動し、
当該可動子が前記第一位置に位置する場合、前記コイルが通電されていないとき、前記第二磁束によって発生し、当該可動子を前記マグネットに向けて吸引する第一吸引力により、前記第一位置に保持され、
前記コイルが通電されておらず、当該可動子が前記第一吸引力によって前記第一位置に保持されている場合、前記第一吸引力が当該可動子に対して作用する方向と反対方向に、前記第一吸引力より小さい所定外力が外部部材によって当該可動子に作用するとき、前記コイルが通電されて前記第一磁束が発生することにより、前記第一吸引力が前記所定外力より小さい第二吸引力に変更されることにより、前記第一位置から前記第二位置に移動し、
当該可動子が第二位置に位置する場合、前記外部部材による前記所定外力と、少なくとも前記第二磁束によって発生し、当該可動子を前記マグネットに向けて吸引する第三吸引力とが当該可動子に作用するとき、前記所定外力が取り除かれることにより、前記第二位置から前記第一位置に移動するソレノイド。
A first surface; a second surface different from the first surface; an outer peripheral surface extending from a radially outer peripheral surface; and an inner peripheral surface extending to a radially inner peripheral surface; A cylindrical coil that generates the first magnetic flux by
An outer peripheral portion extending along an outer peripheral surface of the coil, an inner peripheral portion extending along an inner peripheral surface of the coil, an end portion extending along the first surface of the coil, and one end portion of the outer peripheral portion and the inner portion A yoke that forms a magnetic circuit through which the first magnetic flux flows, and a coupling portion that couples one end of the peripheral portion;
Opposite the second surface of the coil and in contact with one of the outer peripheral portion and inner peripheral portion of the yoke and from the other of the outer peripheral portion and inner peripheral portion of the yoke in the radial direction of the coil A magnet that is disposed at a predetermined distance and generates a second magnetic flux that flows through the magnetic circuit in a direction opposite to the direction in which the first magnetic flux flows;
A magnetic mover that faces the magnet and is capable of contacting the other of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the yoke and spaced from the magnet in a predetermined distance in the axial direction of the coil; A solenoid comprising
The mover is
From the first position in contact with the other of the outer peripheral portion and inner peripheral portion of the yoke and the other of the outer peripheral portion and inner peripheral portion of the yoke, in the axial direction of the coil, further than the first position Move between the distant second positions,
When the mover is positioned at the first position, the first attracting force is generated by the second magnetic flux and attracts the mover toward the magnet when the coil is not energized. Held in position,
When the coil is not energized and the mover is held in the first position by the first suction force, the direction in which the first suction force acts on the mover is opposite to When a predetermined external force smaller than the first attractive force acts on the mover by an external member, the first magnetic force is generated by energizing the coil, whereby the first attractive force is smaller than the predetermined external force. By changing to the suction force, it moves from the first position to the second position,
When the movable element is located at the second position, the predetermined external force by the external member and the third attractive force that is generated by at least the second magnetic flux and attracts the movable element toward the magnet are the movable element. A solenoid that moves from the second position to the first position when the predetermined external force is removed.
前記ヨークの外周部および内周部のうちの一方の前記マグネットが接触する部位には、前記コイルの径方向に延びるフランジ部が、前記ヨークの外周部および内周部のうちの他方から前記コイルの径方向に所定距離離れて全周に亘って形成されている請求項1記載のソレノイド。   A flange portion extending in a radial direction of the coil is disposed at a portion where the magnet contacts one of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the yoke, and the coil extends from the other of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the yoke. The solenoid according to claim 1, wherein the solenoid is formed over the entire circumference at a predetermined distance in the radial direction. 前記可動子を前記マグネットに向けて押圧するスプリングをさらに備え、
前記スプリングの押圧力は、前記可動子が前記第一位置に位置するとき、前記スプリングの押圧力と前記第二吸引力との合力の大きさが前記所定外力の大きさよりも小さくなるように設定されている請求項1または請求項2記載のソレノイド。
A spring that presses the mover toward the magnet;
The pressing force of the spring is set so that the magnitude of the resultant force of the pressing force of the spring and the second suction force is smaller than the magnitude of the predetermined external force when the mover is located at the first position. The solenoid according to claim 1 or 2, wherein
前記可動子には、前記所定外力が作用する非磁性体のシャフトが固定されている請求項1乃至請求項3の何れか一項記載のソレノイド。   The solenoid according to any one of claims 1 to 3, wherein a non-magnetic shaft on which the predetermined external force acts is fixed to the mover.
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