JP2018098421A

JP2018098421A - Solenoid

Info

Publication number: JP2018098421A
Application number: JP2016243558A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　康広; Yasuhiro Suzuki; 鈴木　　康広; 英治熊谷; Eiji Kumagai
Original assignee: Simotec Co Ltd
Current assignee: Simotec Co Ltd
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-15
Also published as: JP6831967B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solenoid in which suction force of a plunger can be increased without increasing the size.SOLUTION: A solenoid 10 is configured so that a plunger 20 can advance and retract to and from a frame via an insertion hole 12a, by changing over electrification and blockage of a current to a coil 30. When the plunger 20 evacuates to the frame, a facing surface 20g formed on the frame side in a flange 20b faces the circumference of the insertion hole 12a, and a notch 20c is formed annularly in the flange 20b at the radial inside part of the facing surface 20g.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ソレノイド（ソレノイドアクチュエータ）に関する。 The present invention relates to a solenoid (solenoid actuator).

従来、電気機器等において、コイルの内部に磁性体であるプランジャを挿入し、コイルへの電流の通電と遮断とを切換えることにより、プランジャをフレームから進退可能としたソレノイドが用いられている（例えば、特許文献１を参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an electric device or the like, a solenoid is used that allows a plunger to advance and retreat from a frame by inserting a plunger, which is a magnetic body, into a coil and switching between energization and interruption of current to the coil (for example, , See Patent Document 1).

特開２０１３−２２２８６４号公報JP 2013-222864 A

また、プランジャの径方向に鍔部を突出して形成し、プランジャがフレームに退避した際に鍔部をフレームに当接させることにより、プランジャに流れる磁束の量を多くしたソレノイドが知られている。しかし、このようなソレノイドにおいて、鍔部とフレームとが対向する際に磁束の方向がプランジャの進退方向に対して斜めになることにより、コイルによるプランジャの吸着力を充分に得ることができない場合があった。一方、同じ形状でプランジャの吸着力を大きくしようとすると、ソレノイドが大きくなるという問題があった。このため、サイズを大きくすることなくプランジャの吸着力を高めることができるソレノイドが求められていた。 There is also known a solenoid that increases the amount of magnetic flux flowing through the plunger by forming a flange protruding in the radial direction of the plunger and bringing the flange into contact with the frame when the plunger is retracted to the frame. However, in such a solenoid, when the flange portion and the frame face each other, the direction of the magnetic flux is inclined with respect to the forward / backward direction of the plunger, so that the plunger attracting force by the coil may not be sufficiently obtained. there were. On the other hand, when trying to increase the attracting force of the plunger with the same shape, there is a problem that the solenoid becomes large. For this reason, the solenoid which can raise the adsorption | suction power of a plunger, without enlarging a size was calculated | required.

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、サイズを大きくすることなくプランジャの吸着力を高めることができるソレノイドを提供することである。 The present invention has been made in view of the above situation, and the problem to be solved by the present invention is to provide a solenoid that can increase the attracting force of the plunger without increasing the size.

以下では、上記課題を解決するための手段を説明する。 Hereinafter, means for solving the above problems will be described.

即ち、請求項１においては、磁性体で形成され、挿通孔が開口されたフレームと、前記フレームの内部に収容されたコイルと、磁性体で形成され、その基端部が前記コイルに挿入されるとともに、その先端部が前記フレームの挿通孔から延出されたプランジャと、前記プランジャを前記フレームから延出する方向に付勢するバネと、を備え、前記コイルへの電流の通電と遮断とを切換えることにより、前記プランジャが前記挿通孔を介して前記フレームから進退可能に構成されたソレノイドであって、前記プランジャの先端部における前記フレームからの延出部分には、前記プランジャが前記フレームに退避した際に前記挿通孔の周囲に接触又は近接して対向する鍔部が半径方向外側に突出して形成され、前記鍔部は、前記鍔部の前記フレーム側の面における半径方向内側部分が円環状に切欠かれて形成されるものである。 That is, according to the first aspect of the present invention, a frame made of a magnetic material and having an insertion hole opened therein, a coil accommodated in the frame, and a magnetic material, the base end portion of which is inserted into the coil. And a plunger whose tip is extended from the insertion hole of the frame, and a spring that urges the plunger in a direction extending from the frame, and energizing and interrupting the current to the coil. The solenoid is configured so that the plunger can be advanced and retracted from the frame through the insertion hole, and the plunger is attached to the frame at a portion extending from the frame at the distal end portion of the plunger. When retracted, a flange portion that contacts or is close to the periphery of the insertion hole is formed to protrude outward in the radial direction, and the flange portion is the frame of the flange portion. In which the radially inner portion of the surface of the side is formed cut away in an annular shape.

請求項２においては、前記鍔部の前記フレーム側と反対の面における半径方向外側部分がテーパ状に形成されるものである。 According to a second aspect of the present invention, the radially outer portion of the flange opposite to the frame side is formed in a tapered shape.

本発明に係るソレノイドは、サイズを大きくすることなくプランジャの吸着力を高めることができる、という効果を奏する。 The solenoid according to the present invention has an effect that the attracting force of the plunger can be increased without increasing the size.

本発明の一実施形態に係るソレノイドを示す斜視図。The perspective view which shows the solenoid which concerns on one Embodiment of this invention. ソレノイドの正面図。The front view of a solenoid. 図２におけるＸ−Ｘ線断面図。XX sectional drawing in FIG. プランジャの斜視図。The perspective view of a plunger. 鍔部とフレームとの対向部分における拡大断面図。The expanded sectional view in the opposing part of a collar part and a flame | frame.

図１から図３を用いて、本発明の第一実施形態に係るソレノイド１０について説明する。本明細書においては、各図に示す矢印でソレノイド１０における方向を規定している。図１から図３に示すように、本実施形態に係るソレノイド１０はオープンフレーム型の直動型ソレノイドである。ソレノイド１０はフレーム（本体フレーム１１及び蓋フレーム１２）、プランジャ２０、バネ２１、コイル３０等で構成される。フレーム及びプランジャ２０は鉄系の磁性体で形成されている。 The solenoid 10 which concerns on 1st embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. 1-3. In this specification, directions in the solenoid 10 are defined by arrows shown in the drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, the solenoid 10 according to the present embodiment is an open frame type direct acting solenoid. The solenoid 10 includes a frame (main body frame 11 and lid frame 12), a plunger 20, a spring 21, a coil 30, and the like. The frame and plunger 20 are made of an iron-based magnetic material.

フレームは前後方向が開口した筒状部材であり、本体フレーム１１と蓋フレーム１２とが組合わされて形成される。本体フレーム１１は板状の部材を同じ方向に二回屈曲させて形成される。本体フレーム１１は前方、左側方、及び後方が開口した部材であり、正面視で９０度倒したＵ字状に形成されている。本体フレーム１１の上面及び下面の左側端部には係合片１１ａ・１１ａが形成されている。また、本体フレーム１１の右側面中央部には孔部１１ｂが形成されている（図３を参照）。 The frame is a cylindrical member that opens in the front-rear direction, and is formed by combining the main body frame 11 and the lid frame 12. The main body frame 11 is formed by bending a plate-like member twice in the same direction. The main body frame 11 is a member having an opening at the front, left side, and rear, and is formed in a U shape that is tilted 90 degrees in a front view. Engagement pieces 11 a and 11 a are formed at the left end portions of the upper surface and the lower surface of the main body frame 11. Further, a hole 11b is formed in the central portion of the right side surface of the main body frame 11 (see FIG. 3).

蓋フレーム１２は中央部分に挿通孔１２ａが開口された板状部材であり、上下の両辺に係合溝１２ｂ・１２ｂが形成されている。この係合溝１２ｂ・１２ｂに本体フレーム１１の係合片１１ａ・１１ａが係合し、本体フレーム１１の左側方に蓋フレーム１２が組付けられることにより、本体フレーム１１と蓋フレーム１２とからなるフレームが構成される。 The lid frame 12 is a plate-like member having an insertion hole 12a opened in the center portion, and engaging grooves 12b and 12b are formed on both upper and lower sides. The engaging pieces 11a and 11a of the main body frame 11 are engaged with the engaging grooves 12b and 12b, and the cover frame 12 is assembled to the left side of the main body frame 11, whereby the main body frame 11 and the cover frame 12 are formed. A frame is constructed.

フレームの内部にはコイル３０が収容されている。詳細には図３に示す如く、フレームの内部に円筒状のボビン１３が配設され、ボビン１３に銅線が巻回されることによりコイル３０が構成されている。コイル３０の表面には絶縁テープ３０ａが巻き付けられている。また、コイル３０には二本のリード線３１・３２が接続されており、リード線３１・３２には図示しないコネクタを介して電源に接続されている。この電源からの電圧をＯＮ／ＯＦＦすることにより、コイル３０に流れる電流の通電と遮断とが切換えられる。なお、コイル３０には図示しない温度ヒューズが設けられる。 A coil 30 is accommodated inside the frame. Specifically, as shown in FIG. 3, a cylindrical bobbin 13 is disposed inside the frame, and a coil 30 is formed by winding a copper wire around the bobbin 13. An insulating tape 30 a is wound around the surface of the coil 30. Further, two lead wires 31 and 32 are connected to the coil 30, and the lead wires 31 and 32 are connected to a power source via a connector (not shown). By turning on / off the voltage from the power source, the current flowing through the coil 30 is switched between energization and interruption. The coil 30 is provided with a temperature fuse (not shown).

図４に示す如く、プランジャ２０は棒状に形成された磁性体であり、先端部である左側端部が蓋フレーム１２の挿通孔１２ａから延出された状態で、基端部である右側端部がコイル３０におけるボビン１３の内部に挿入されている。プランジャ２０の左側端部にはフランジ部２０ａが半径方向外側に突出して形成されている。また、プランジャ２０の左側端部におけるフレームからの延出部分には、鍔部２０ｂが半径方向外側に突出して形成されている。また、プランジャ２０の右側端部には本体部２０ｅよりも縮径された縮径部２０ｆが形成されている。 As shown in FIG. 4, the plunger 20 is a magnetic body formed in a rod shape, and a right end portion that is a base end portion in a state in which a left end portion that is a distal end portion extends from an insertion hole 12 a of the lid frame 12. Is inserted into the bobbin 13 of the coil 30. A flange portion 20a is formed on the left end portion of the plunger 20 so as to protrude outward in the radial direction. In addition, a flange portion 20b is formed to protrude radially outward from a portion of the left end portion of the plunger 20 that extends from the frame. Further, a diameter-reduced portion 20f having a diameter smaller than that of the main body portion 20e is formed at the right end portion of the plunger 20.

コイル３０の内部には、右側端部にストッパー２２が設けられている。ストッパー２２は右端部が本体フレーム１１の孔部１１ｂに挿入されることにより固定される。ストッパー２２の左側面にはテーパ状の凹部２２ａが形成されており、凹部２２ａの内部にプランジャ２０の縮径部２０ｆが挿入される。 Inside the coil 30, a stopper 22 is provided at the right end. The stopper 22 is fixed by inserting the right end portion into the hole 11 b of the main body frame 11. A tapered recess 22a is formed on the left side surface of the stopper 22, and the reduced diameter portion 20f of the plunger 20 is inserted into the recess 22a.

プランジャ２０の先端部には、フランジ部２０ａと蓋フレーム１２との間に圧縮バネ２１が介挿されている。この圧縮バネ２１により、プランジャ２０は蓋フレーム１２から延出する方向（左側方）に付勢されている。 A compression spring 21 is inserted between the flange portion 20 a and the lid frame 12 at the distal end portion of the plunger 20. The plunger 20 is urged by the compression spring 21 in the direction (left side) extending from the lid frame 12.

上記の如く構成されたソレノイド１０においては、コイル３０への電流の通電と遮断とを切換えることにより、プランジャ２０が挿通孔１２ａを介してフレームから進退可能とされる。詳細には、コイル３０への電流が遮断されている際には、圧縮バネ２１の付勢力により、プランジャ２０は左側方に突出する。一方、コイル３０に電流が通電されると、コイル３０に生じる磁力によりプランジャ２０が吸引され、プランジャ２０はフレーム及びコイル３０の内部に退避する。この際、図５中の矢印ｍに示す如く、プランジャ２０の鍔部２０ｂと蓋フレーム１２との間に磁界が生じることにより、鍔部２０ｂと蓋フレーム１２との間に互いに引き付けあう力が発生する。なお、本実施形態において、ソレノイド１０にはコイル３０の通電時にプランジャ２０を吸引するプル型が採用されているが、ソレノイド１０として通電時にプランジャ２０を押し出すプッシュ型を採用することも可能である。 In the solenoid 10 configured as described above, the plunger 20 can be advanced and retracted from the frame via the insertion hole 12a by switching between energization and interruption of the current to the coil 30. Specifically, when the current to the coil 30 is interrupted, the plunger 20 protrudes to the left by the urging force of the compression spring 21. On the other hand, when a current is passed through the coil 30, the plunger 20 is attracted by the magnetic force generated in the coil 30, and the plunger 20 is retracted inside the frame and the coil 30. At this time, as indicated by an arrow m in FIG. 5, a magnetic field is generated between the flange portion 20 b of the plunger 20 and the lid frame 12, thereby generating a pulling force between the flange portion 20 b and the lid frame 12. To do. In the present embodiment, the solenoid 10 employs a pull type that attracts the plunger 20 when the coil 30 is energized, but a push type that pushes the plunger 20 when energized can also be employed as the solenoid 10.

本実施形態に係るソレノイド１０においては図３及び図５に示す如く、プランジャ２０がフレームに退避した際に、鍔部２０ｂにおけるフレーム側（右側）に形成された対向面２０ｇが挿通孔１２ａの周囲と近接して対向する。そして、鍔部２０ｂには、対向面２０ｇにおける半径方向内側部分が円環状に切欠かれた切欠き部２０ｃが形成される。なお、プランジャ２０がフレームに退避した際に、鍔部２０ｂの対向面２０ｇが挿通孔１２ａの周囲に接触する構成としても差し支えない。 In the solenoid 10 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 5, when the plunger 20 is retracted to the frame, the opposing surface 20g formed on the frame side (right side) of the flange portion 20b is the periphery of the insertion hole 12a. Opposite and close. And the notch part 20c by which the radial direction inner side part in the opposing surface 20g was notched circularly is formed in the collar part 20b. In addition, when the plunger 20 retracts | saves to a flame | frame, it does not interfere even if the opposing surface 20g of the collar part 20b contacts the circumference | surroundings of the insertion hole 12a.

上記の如く構成することにより、鍔部２０ｂが蓋フレーム１２と引き付けあう際の磁界の方向を、図５中の矢印ｍに示す如くプランジャ２０の進退方向に揃えることが可能となる。具体的には、切欠き部２０ｃで鍔部２０ｂと蓋フレーム１２との間にエアギャップを形成することにより、図５中の矢印ｇ１に示すような、プランジャ２０の進退方向から傾いた方向の磁界の発生を抑制することができるのである。このように、本実施形態に係るソレノイド１０によれば、鍔部２０ｂと蓋フレーム１２との間に生じる磁界の方向をプランジャ２０の進退方向である左右方向に揃えることができる。これにより、プランジャ２０を吸引する力を大きくすることができるため、ソレノイド１０のサイズを大きくすることなくプランジャ２０の吸着力を高めることができるのである。 By configuring as described above, it is possible to align the direction of the magnetic field when the flange portion 20b is attracted to the lid frame 12 with the forward / backward direction of the plunger 20 as indicated by the arrow m in FIG. Specifically, by forming an air gap between the flange portion 20b and the lid frame 12 at the notch portion 20c, as shown by an arrow g1 in FIG. Generation of a magnetic field can be suppressed. Thus, according to the solenoid 10 according to the present embodiment, the direction of the magnetic field generated between the flange portion 20b and the lid frame 12 can be aligned in the left-right direction, which is the forward / backward direction of the plunger 20. Thereby, since the force which attracts | sucks the plunger 20 can be enlarged, the attraction | suction force of the plunger 20 can be raised, without enlarging the size of the solenoid 10. FIG.

また、本実施形態に係るソレノイド１０においては図３及び図５に示す如く、鍔部２０ｂのフレーム側と反対の面（左側面）における半径方向外側部分には、テーパ状に切り欠かれたテーパ面２０ｄが形成されている。 Further, in the solenoid 10 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 5, a taper that is notched in a tapered shape is formed on the radially outer portion of the surface (left side surface) opposite to the frame side of the flange portion 20 b. A surface 20d is formed.

上記の如く構成することにより、鍔部２０ｂが蓋フレーム１２と引き付けあう際のプランジャ２０の吸着力をより高めることが可能となる。具体的には、鍔部２０ｂの半径方向外側の部分を切り欠くことにより、図５中の矢印ｇ２に示すような、プランジャ２０の進退方向から傾いて斜めに発生する磁界を抑制することができるのである。これにより、鍔部２０ｂと蓋フレーム１２との間に生じる磁界の方向をプランジャ２０の進退方向である左右方向に揃えることができるため、ソレノイド１０のサイズを大きくすることなくプランジャ２０の吸着力をより高めることができるのである。 By configuring as described above, it is possible to further increase the attracting force of the plunger 20 when the flange portion 20b is attracted to the lid frame 12. Specifically, by cutting out the radially outer portion of the flange portion 20b, a magnetic field generated obliquely from the forward / backward direction of the plunger 20 as shown by an arrow g2 in FIG. 5 can be suppressed. It is. Thereby, since the direction of the magnetic field generated between the flange portion 20b and the lid frame 12 can be aligned in the left-right direction, which is the forward / backward direction of the plunger 20, the attracting force of the plunger 20 can be increased without increasing the size of the solenoid 10. It can be increased.

１０ソレノイド
１１本体フレーム（フレーム）
１２蓋フレーム（フレーム）
１２ａ挿通孔
２０プランジャ
２０ｂ鍔部
２０ｃ切欠き部
３０コイル 10 Solenoid 11 Body frame
12 Lid frame
12a insertion hole 20 plunger 20b collar 20c notch 30 coil

Claims

A frame formed of a magnetic material and having an insertion hole;
A coil housed inside the frame;
A plunger that is formed of a magnetic material and whose base end is inserted into the coil, and whose tip extends from the insertion hole of the frame;
A spring for biasing the plunger in a direction extending from the frame,
A solenoid configured to be able to advance and retract from the frame through the insertion hole by switching between energization and interruption of current to the coil,
An extended portion from the frame at the distal end portion of the plunger is formed with a flange portion that protrudes radially outward in contact with or close to the periphery of the insertion hole when the plunger is retracted to the frame. ,
The solenoid is characterized in that the flange portion is formed by notching a radially inner portion of the flange-side surface of the flange portion in an annular shape.

2. The solenoid according to claim 1, wherein a radially outer portion of a surface of the flange opposite to the frame side is formed in a tapered shape.