JP2020027839A - solenoid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ソレノイドに関し、特に、ケースの端面の中心及び近傍部分を円筒状に凹陥させた構成を有するソレノイドに関する。 The present invention relates to a solenoid, and more particularly, to a solenoid having a configuration in which a center of an end face of a case and a vicinity thereof are concavely formed in a cylindrical shape.
直動型のソレノイドには、ケースの一方の端部を閉止している端面板部の中心及び近傍部分をケースの中心軸方向に円筒状に凹陥させてベースを形成したものがある。この円筒状に凹陥させた部分(以下、「円筒状凹陥部」とする)は、ケースの他方の端面側から見ると、ケースの内側、つまり内部空間に突出し、さらにケースの中心軸方向に延びた状態に形成されている。ここで、このような構成を有する従来例について説明する。図13は、特開2009−295711号公報で開示されているソレノイドである。図13において、90はソレノイド、91はプランジャ、92は円錐台状凹部、93は底面、94はケース、95は有底円筒状凹陥部、96は円錐台状凸部、97はコイルボビン、98はコイル、99はスペーサである。
Some direct-acting solenoids have a base formed by cylindrically recessing the center and the vicinity of the end plate closing one end of the case in the direction of the center axis of the case. The cylindrical concave portion (hereinafter, referred to as a “cylindrical concave portion”) projects into the inside of the case, that is, into the internal space when viewed from the other end face side of the case, and further extends in the central axis direction of the case. It is formed in the state where it was set. Here, a conventional example having such a configuration will be described. FIG. 13 shows a solenoid disclosed in JP-A-2009-295711. In FIG. 13, 90 is a solenoid, 91 is a plunger, 92 is a truncated conical recess, 93 is a bottom surface, 94 is a case, 95 is a cylindrical recess with a bottom, 96 is a truncated conical convex portion, 97 is a coil bobbin, 98 is a coil bobbin. The
ソレノイド90は、ケース94の一方の端部を閉止している端面板部を凹陥させ、この凹陥させた部分をベースとしている。すなわち、ケース94は、プランジャ91を配置している側とは反対側の端面の中心及び近傍部分をケースの中心軸方向に円筒状に凹陥させ、ケース94の内側に突出した有底円筒状凹陥部95が形成されている。有底円筒状凹陥部95はケース94をプレス加工することによって形成されており、ケース94と有底円筒状凹陥部95とは一体のものである。また、有底円筒状凹陥部95の先端寄りの部分は、プランジャ91の端部に形成された円錐台状凹部92の傾斜面に対応するように、円錐台状凸部96を形成している。円錐台状凸部96の先端面には、スペーサ99が貼り付けられ、円錐台状凹部92の底面93に当接するようになされている。また、コイルボビン97に巻回されたコイル98に通電すると、プランジャ91は有底円筒状凹陥部95に吸引され、底面93がスペーサ99に当接するところまで移動する。以上のように、円錐台状凹部92と円錐台状凸部96とがいわゆるコニカル型の構成にしているので、プランジャ91のストローク長をフラット型のソレノイドよりも長くしつつ、必要となる吸引力(推力)を確保することが可能となる。
The
以上に説明したソレノイド90によれば、ケース94と有底円筒状凹陥部95とは一体のものであるため、ソレノイド90の部品点数が削減される。また、ケース94と有底円筒状凹陥部95とが継ぎ目なく一体のものであるので、ケース94の内部への異物の侵入や、ケースの内部に滞留している作動油の漏出がない。さらに、プランジャ91の打音の漏出が低減されるなどの利点がある。
According to the
ところで、ソレノイドによっては、プランジャがスプール弁の弁体を兼ねているものがある。例えば、スプール弁の弁体は、非常に高い精度で加工されており、加工費も相対的に大きなものになる。プランジャがスプール弁の弁体を兼ねる場合のように、プランジャの加工費が相対的に大きくなる場合、円錐台状凹部92のような凹部を形成すると、ソレノイドの製造コストを増大させるので、好ましい解決手段とは言い難い。
Incidentally, in some solenoids, a plunger also serves as a valve body of a spool valve. For example, the valve body of the spool valve is machined with very high accuracy, and the machining cost is relatively large. When the processing cost of the plunger is relatively large, such as when the plunger also serves as the valve element of the spool valve, forming a concave portion such as the truncated conical
本発明は、上記課題を解決するために、ケースの端面の中心及び近傍部分を円筒状に凹陥させた構成を有するソレノイドにおいて、より低コストで製造できるソレノイドを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a solenoid having a configuration in which the center and the vicinity of the end surface of a case are cylindrically recessed, which can be manufactured at lower cost.
請求項1に記載の発明は、磁性材料からなると共に、略円筒状に形成された周側板部と、該周側板部の一方の端部を閉止する端面板部とを備えたケースと、前記ケースの内部に設けられると共に、前記ケースの中心軸方向に延びる中空部が形成された巻胴部と、該巻胴部の両端部に設けられた第1の鍔状部及び第2の鍔状部とを備えたコイルボビンと、前記コイルボビンの前記巻胴部にコイルワイヤを巻回して形成されたコイルと、略円柱状、略円筒状、又は、前記端面板部側に底部を備えた略有底円筒状に形成され、かつ、基端寄りの部分が前記コイルボビンの前記巻胴部の内部に配置されると共に、前記コイルに通電したときに前記端面板部側に前記ケースの中心軸方向に直動するように設けられたプランジャを有するソレノイドであって、前記プランジャは、前記端面板部側の端面が前記ケースの中心軸に直交する平坦面に形成されると共に、前記ケースは、前記周側板部と前記端面板部とが一体に形成されると共に、前記端面板部の中心及び近傍部分を前記ケースの内側に凹陥させて形成された有底円筒状凹陥部を備え、該有底円筒状凹陥部は、外径が前記プランジャの外径よりも大きくなるように、かつ、前記底板部が前記プランジャの前記端面板部側の前記端面に正対するように形成され、内径が前記プランジャの外径よりも大きくなるように、かつ、前記ケースの前記底板部の内側面から前記プランジャ側に突出するように設けられると共に、前記プランジャが前記ケースの前記底板部に当接しているとき、又は、前記プランジャが前記ケースの前記底板部に最も接近しているときに前記プランジャとの間に所定の間隙ができるようになされた補助磁極をさらに有することを特徴とするソレノイドである。 The invention according to claim 1, wherein the case includes a peripheral plate formed of a magnetic material and formed in a substantially cylindrical shape, and an end plate that closes one end of the peripheral plate. A winding drum portion provided inside the case and having a hollow portion extending in the central axis direction of the case, and a first flange portion and a second flange portion provided at both ends of the winding drum portion , A coil formed by winding a coil wire around the winding body of the coil bobbin, a substantially cylindrical shape, a substantially cylindrical shape, or a substantially having a bottom portion on the side of the end face plate portion. A bottom cylinder is formed, and a portion near the base end is arranged inside the winding drum portion of the coil bobbin, and when the coil is energized, the end face plate portion side extends in the center axis direction of the case. A solenoid having a plunger provided to move directly The plunger has an end face on the end face plate portion side formed on a flat surface orthogonal to a center axis of the case, and the case has the peripheral plate portion and the end face plate portion integrally formed. A bottomed cylindrical recess formed by recessing the center and the vicinity of the end face plate inside the case, and the bottomed cylindrical recess has an outer diameter larger than the outer diameter of the plunger. The bottom plate is formed so as to face the end surface of the plunger on the side of the end plate, so that the inner diameter is larger than the outer diameter of the plunger, and The plunger is provided so as to protrude from the inner side surface of the bottom plate toward the plunger, and when the plunger is in contact with the bottom plate of the case, or when the plunger is most in contact with the bottom plate of the case. A solenoid, characterized by further comprising an auxiliary magnetic pole has been made to allow a predetermined gap between the plunger when they are.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記補助磁極は、鍛造加工によって前記ケースの前記有底円筒状凹陥部の前記底板部と一体に形成されていることを特徴とするソレノイドである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the auxiliary magnetic pole is formed integrally with the bottom plate portion of the bottomed cylindrical concave portion of the case by forging. Is a solenoid.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記補助磁極は、前記コイルボビンの前記巻胴部の内周面に接するように設けられ、前記コイルボビンは、前記巻胴部によって前記補助磁極を保持していることを特徴とするソレノイドである。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the auxiliary magnetic pole is provided so as to be in contact with an inner peripheral surface of the bobbin of the coil bobbin, and the coil bobbin is provided by the bobbin. A solenoid holding the auxiliary magnetic pole.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記コイルボビンは、前記巻胴部において中間部分が前記第1の鍔状部又は前記第2の鍔状部寄りの部分よりも肉厚が大きいことを特徴とするソレノイドである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the coil bobbin has an intermediate portion in the winding drum portion, the first flange-shaped portion or the second flange-shaped portion. The solenoid is characterized in that the wall thickness is larger than the portion near the flange portion of the solenoid.
請求項1に記載の発明によれば、プランジャの端面板部側の端面をケースの中心軸に直交する平坦面とする一方、ケースの端面板部の内側面からプランジャ側に突出する円環状の補助磁極が設けられているので、プランジャが略円柱状、又は、端面板部側に底部を備えた略有底円筒状というコニカル型に対応しない単純な形状であっても、コニカル型の特長を持つソレノイドを提供できる。 According to the first aspect of the invention, the end face of the plunger on the side of the end face plate portion is a flat surface orthogonal to the center axis of the case, while the annular shape protrudes from the inner side surface of the end face plate portion of the case toward the plunger. Since the auxiliary magnetic poles are provided, even if the plunger has a simple shape that does not correspond to the conical shape, such as a substantially cylindrical shape or a substantially bottomed cylindrical shape having a bottom on the end face plate side, the characteristics of the conical type can be obtained. Can be provided.
請求項2に記載の発明によれば、補助磁極をケースの一部として一体としているので、ソレノイドの部品点数を削減することができる。また、ソレノイドに対する外部からの衝撃や振動によって、補助磁極が傾くことなどがない。 According to the second aspect of the invention, since the auxiliary magnetic pole is integrated as a part of the case, the number of components of the solenoid can be reduced. In addition, the auxiliary magnetic pole does not tilt due to an external impact or vibration on the solenoid.
請求項3に記載の発明によれば、コイルボビンによって補助磁極を保持しているので、ソレノイドの組立工程や、ソレノイドの装着行程などにおいて、補助磁極が所定の位置からずれることを防止でき、ひいては不良品の発生を抑制することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, since the auxiliary magnetic pole is held by the coil bobbin, it is possible to prevent the auxiliary magnetic pole from deviating from a predetermined position in a solenoid assembling process, a solenoid mounting process, and the like. It is possible to suppress the generation of non-defective products.
請求項4に記載の発明によれば、ケースに有底円筒状凹陥部が設けられていることから、ケースの周側板部と有底円筒状凹陥部との間隙となる空間は狭いものとなる。この空間内に補助磁極を配置するためには、コイルボビンの周側板部と有底円筒状凹陥部との間に挿入される部分を薄くせざるを得ない。そうすると、巻胴部の剛性が低下して、例えばコイルワイヤの巻回時などに巻胴部が変形することが考えられる。巻胴部の有底円筒状凹陥部とは反対側の部分においても、構成部材を設ける関係から、その部分を薄くすることが必要になることある。そこで、巻胴部の中間部分について、第1の鍔状部又は前記第2の鍔状部寄りの部分よりも肉厚を意図的に大きくすることによって、巻胴部の剛性が確保される。 According to the fourth aspect of the invention, since the bottomed cylindrical recess is provided in the case, the space serving as a gap between the peripheral side plate portion of the case and the bottomed cylindrical recess is narrow. . In order to arrange the auxiliary magnetic pole in this space, the portion inserted between the peripheral side plate portion of the coil bobbin and the bottomed cylindrical concave portion must be thinned. Then, it is conceivable that the rigidity of the winding drum is reduced and the winding drum is deformed, for example, when winding a coil wire. Even in a portion of the winding drum portion opposite to the bottomed cylindrical concave portion, it may be necessary to make the portion thinner due to the provision of the constituent members. Therefore, the rigidity of the winding drum portion is ensured by intentionally increasing the thickness of the intermediate portion of the winding drum portion than the first flange portion or the portion near the second flange portion.
まず、以下の説明において、プランジャ30の「先端側」は、各面において記載を省略している部分とする。なお、本発明の第1又は第2の実施の形態に係るソレノイドにおいては、スプール弁の弁体として機能する部分となる。プランジャ30の「基端側」は、各面に記載されているところの、有底円筒状凹陥部23又は53に近い側とする。さらに、プランジャ30の「基端面」は、プランジャ30の基端側の端面とする。また、「中心軸」は、ケース20又は50の中心軸と定義し、「中心軸方向」はこの中心軸に沿った方向とする。なお、以下に説明する各実施の形態に係るソレノイドにおいて、ケース20又は50の中心軸とプランジャ30の中心軸とは、互いに一致しているものとする。
First, in the following description, the “distal end side” of the
続けて、本発明の第1の実施の形態に係るソレノイドについて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態における断面図である。図1において、10はソレノイド、20はケース、21は周側板部、22は端面板部、23は有底円筒状凹陥部、24は凹陥周側板部、25は底板部、26は内側面、27はフランジ部、28a及び28bはネジ孔、29は補助磁極、30はプランジャ、31は端面、32は周側面、34は蓋部材、35は接続部材、36及び37はOリング、38はコイル、39はモールド樹脂、40はコイルボビン、41は巻胴部、42は第1の鍔状部、43は第2の鍔状部、44は第2の内周面、45は第3の内周面、46は第4の内周面、47は第1の内周面である。また、図2は、本発明の第1の実施の形態に係るソレノイドの通電状態における断面図である。図2において用いた符号は、すべて図1と同じものを示す。さらに、図3は、本発明の第1の実施の形態に係るソレノイドの正面図である。図3において用いた符号は、すべて図1と同じものを示す。くわえて、図4において、本発明の第1の形態に係るソレノイドを示し、(a)は平面図、(b)は底面図である。図4において用いた符号は、すべて図1と同じものを示す。また、図5は、本発明の第1の形態に係るソレノイドの補助磁極を示し、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は断面図、(d)は補助磁極の周辺部分の拡大断面図である。図5において、29aは内周面、29bは切れ目であり、その他の符号は図1と同じものを示す。
Subsequently, the solenoid according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view of the solenoid according to the first embodiment of the present invention in a non-energized state. In FIG. 1, 10 is a solenoid, 20 is a case, 21 is a peripheral plate, 22 is an end plate, 23 is a cylindrical recess with a bottom, 24 is a concave peripheral plate, 25 is a bottom plate, 26 is an inner surface, 27 is a flange portion, 28a and 28b are screw holes, 29 is an auxiliary magnetic pole, 30 is a plunger, 31 is an end surface, 32 is a peripheral surface, 34 is a cover member, 35 is a connection member, 36 and 37 are O-rings, and 38 is a coil. , 39 is a mold resin, 40 is a coil bobbin, 41 is a winding drum, 42 is a first flange, 43 is a second flange, 44 is a second inner peripheral surface, and 45 is a third inner peripheral. A
まず、第1の実施の形態に係るソレノイドの全体構成の概略について述べる。図1に示すように、ソレノイド10は、記載を省略しているプランジャ30の先端側が図示していないスプール弁の弁体としての機能を持っている。したがって、ソレノイド10は、油圧回路に実装されるものであり、スプール弁に対して一体的に設けられる。これに対して、プランジャ30の基端側は、コイル38への通電によって生成される磁界によって、ケース20、蓋部材34及び補助磁極29と共に磁気回路ができる。この磁気回路によって、プランジャ30の基端側とケース20の有底円筒状凹陥部23との間に吸引力(推力)を生じて、図2に示すように、プランジャ30が有底円筒状凹陥部23側に直動し、プランジャ30の端面31が有底円筒状凹陥部23の内側面26に当接する。さらに、プランジャ30の端面31と、有底円筒状凹陥部23の内側面26とは、中心軸に対して直交するように形成されているので、互いに正対している。なお、端面31又は内側面26において、研磨や面取りなどを施したことによって、磁束の流れを制御することを意図するものではない小さな凹部や曲面が形成されていても構わない。また、この実施の形態に係るソレノイド10では、プランジャ30の先端側をスプール弁の弁体として利用しているが、本発明に係るソレノイドの用途は、スプール弁に限られるものではなく、プランジャがフラット型のON−OFFソレノイドであれば、空気圧回路など油圧回路以外の用途にも好ましく適用できる。
First, an outline of the overall configuration of the solenoid according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the
さらに、ソレノイド10の各構成部品について説明する。ケース20は、ソレノイド10の外殻の役割を持つと共に、コイル38への通電時にはヨークとして機能する。また、ケース20は、図1乃至図3に示すように、プレス加工によって全体として有底円筒状をなすように形成されている。周側板部21は、円筒状に形成されており、プランジャ30の先端側が開口している。この開口部は、別体の蓋部材34によって閉止されている。また、プランジャ30は、先端側の開口部を囲むようにフランジ部27が形成されている。フランジ部27は、ケース20の中心軸に対して直交する平坦な板状に形成されており、さらに図4に示すように、全体として菱形に近い形に形成されている。また、図1に示すように、フランジ部27にはネジ孔28a及び28bが形成されており、ソレノイド10を油圧回路の構成部材への固定を容易にしている。なお、フランジ部27は、他の形に形成されていてもよく、さらに、用途によっては省略してもよい。
Further, each component of the
また、周側板部21のプランジャ30の先端側と反対になる側の底板となる端面板部22が周側板部21と一体に形成されている。さらに、端面板部22は、その中心及び近傍部分を中心軸方向に沿って、かつ、プランジャ30の先端側に円筒状に凹陥させて形成した有底円筒状凹陥部23を備えている。有底円筒状凹陥部23は、プランジャ30の先端側に向かって突出することによって、端面板部22の周辺部分よりもプランジャ30に接近するように構成されている。したがって、有底円筒状凹陥部23は、ベースとしての機能を有していると言える。また、有底円筒状凹陥部23は、円筒状であると共に周側板部21と互いに平行となるように形成された凹陥周側板部24と、プランジャ30の基端面に対向するように形成された底板部25を備えている。プランジャ30の基端面と底板部25の内側面26とは、中心軸に対して直交する平坦面に形成されている。したがって、ソレノイド10のプランジャ30とベースとしての有底円筒状凹陥部23とは、フラット型の特徴を有している。なお、有底円筒状凹陥部23の内側面26上に貼り付き防止や消音のためのスペーサを設けてもよい。
Further, an end
補助磁極29は、図5(a)乃至(c)に示すように、法線における断面が四角形の円環状に形成されている。また、補助磁極29の内径は、図2に示すように、プランジャ30が有底円筒状凹陥部23の内側面26に対して吸着されているときに、内周面29aとプランジャ30の周側面32との間に所定の間隙ができるように設定されている。ところで、各種のソレノイドにおいて、有底円筒状凹陥部23の内側面26に相当する面上にワッシャなどスペーサとなるものを設ける構成がしばしば採用されている。このようなものを設けた場合には、プランジャの端面は、有底円筒状凹陥部23の内側面26に相当する面に当接せずに、ワッシャなどに当接して停止することになる。したがって、有底円筒状凹陥部23の内側面26に相当する面上にワッシャなどスペーサとなるものが設けられている場合には、プランジャがケースの底板部に最も接近しているときにプランジャとの間に所定の間隙ができるように設定することになる。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the auxiliary
また、補助磁極29は、切れ目29bが設けられている。切れ目29bは、ソレノイド10の組立を容易にするために、円環状に形成されたものを僅かに切断することによって形成されている。すなわち、ソレノイド10の組立時には、補助磁極29をコイルボビン40の巻胴部41に圧入することによって、補助磁極29が巻胴部41に保持されるようにしている。そこで、補助磁極29を切れ目29bが閉じるように、つまり、補助磁極29の径が僅かに小さくなるような状態に保持しながら巻胴部41に圧入すると、圧入が容易にできる。さらに、圧入後には、補助磁極29の切れ目29bが開いて巻胴部41により強く当接するので、補助磁極29が巻胴部41により確実に保持される。なお、補助磁極の法線方向における断面形状は、例えば正方形や台形など、ソレノイドに求められる特性に応じて適宜設定することが可能である。
The auxiliary
さらに、補助磁極29は、コイルボビン40の巻胴部41によって保持されている。すなわち、図5(d)に示すように、補助磁極29は、巻胴部41の第1の内周面47側から第2の内周面44に対して圧入されている。したがって、補助磁極29は、第2の内周面44に保持されるので、ソレノイドの組立工程や、ソレノイドの装着行程などにおいて、補助磁極が所定の位置からずれることがない。また、コイル38への通電時には、補助磁極29はケース20、蓋部材34及びプランジャ30と共に磁気回路を生成するが、プランジャ30から補助磁極29に流れる磁束の方向は、中心軸に対して傾斜角を持つ方向、すなわち、コニカル型における磁束の流れに近いものとなるので、ソレノイド10の吸引力の特性もコニカル型に近いものとなる。
Further, the auxiliary
コイルボビン40は、図1に示すように、ケース20の内部に設けられると共に、中心軸方向に延びる中空部が形成された略円筒状の巻胴部41と、巻胴部41の両端部にそれぞれ設けられると共に円環板状に形成された第1の鍔状部42及び第2の鍔状部43を備えている。さらに、巻胴部41の第1の鍔状部42と第2の鍔状部43との間の空間には、コイルワイヤを巻回してコイル38が形成されている。また、ソレノイド10においては、巻胴部41の中空部に作動油が浸入し、滞留するので、コイル38とコイル38の周辺領域に作動油が浸入することを防止するための構成を備えている。すなわち、コイル38と、巻胴部41、第1の鍔状部42及び第2の鍔状部43は、モールド樹脂39によって大部分の領域が覆われており、このモールド樹脂39によって作動油の浸入を防止している。くわえて、巻胴部41の第1の鍔状部42の近傍部分と、第2の鍔状部43の近傍部分とに、Oリング37とOリング36を設けて、巻胴部41の第1の鍔状部42の近傍部分と凹陥周側板部24との間隙と、巻胴部41の第2の鍔状部43の近傍部分と接続部材35及び蓋部材34との間隙をシールドしている。これによって、巻胴部41の中空部側からモールド樹脂39がある側、つまり、巻胴部41の外周側に作動油に浸潤することを防止している。
As shown in FIG. 1, the
また、巻胴部41の内周面は、図1に示すように、中心軸方向において中間領域に形成されると共に最も内径が小さい第4の内周面46と、第4の内周面46よりも蓋部材34側に形成されると共に第4の内周面46よりも内径が大きい第3の内周面45とを形成している。第4の内周面46は、プランジャ30の周側面32との間に作動油の流通に必要な間隙ができる内径に設定されている。また、第3の内周面45は、接続部材35を巻胴部41に圧入するのに好適な内径に形成されている。くわえて、巻胴部41の内周面は、図5に示すように、第4の内周面46の底板部25側に、第2の内周面44と第1の内周面47とを形成している。第2の内周面44は、第1の内周面47よりも僅かに内径が小さく形成されており、前述のように、巻胴部41によって補助磁極29を保持するのに好適な内径に設定されている。第1の内周面47は、有底円筒状凹陥部23を圧入するのに好適な内径に設定されている。同時に、第1の内周面47は、補助磁極29を簡単に挿通できる。そこで、補助磁極29を第1の内周面47側から巻胴部41に挿入し、その後に有底円筒状凹陥部23を第1の内周面47側から巻胴部41に圧入すると、補助磁極29が有底円筒状凹陥部23によって第2の内周面44の部位まで押し込まれるので、補助磁極29は自ずと所定位置に配置される。
As shown in FIG. 1, the inner peripheral surface of the winding
ところで、巻胴部41の中心軸方向における肉厚に注目すると、第4の内周面46を形成した部分は、第1の内周面47及び第2の内周面44を形成した部分、並びに、第3の内周面45を形成した部分よりもその肉厚が大きくなっている。つまり、巻胴部41において中間部分が第1の鍔状部42又は第2の鍔状部43寄りの部分よりも肉厚が大きくなるように形成されている。その理由について述べる。ケース20は、有底円筒状凹陥部23を形成しているので、周側板部21と凹陥周側板部24との間隙の容積は、有底円筒状凹陥部23のような凹陥部を設けていないケースよりも自ずと小さくなる。この小さな間隙に対して、有底円筒状凹陥部23、巻胴部41、コイル38及び補助磁極29を配置する必要があるので、第1の内周面47及び第2の内周面44を形成した部分、つまり、巻胴部41の第1の鍔状部42側の部分の肉厚は可能な限り小さくすることが望ましい。同様に、巻胴部41の第2の鍔状部43側においても、接続部材35を設けるために、第3の内周面45を形成した部分、つまり、巻胴部41の第2の鍔状部43側の部分の肉厚は可能な限り小さくすることが望ましい。しかし、巻胴部41の肉厚をこのように小さくすると、例えばコイルワイヤを巻胴部41に巻回するときなどに、巻胴部41に歪みを生じる可能性が高くなる。そこで、作動油の流通に支障のない範囲において、巻胴部41の中間部分が第1の鍔状部42又は第2の鍔状部43寄りの部分よりも肉厚ができる限り大きくなるように形成して、巻胴部41の剛性を確保している。
By the way, focusing on the thickness of the winding
蓋部材34は、ケース20の開口部に圧入されて、ソレノイド10の外殻の一部になると共に、コイル38への通電時にはヨークの一部となる。さらに、蓋部材34の中央には、円形の開口部が形成されており、ソレノイド10を図示していないスプール弁に接続するための接続部材35が圧入される。なお、蓋部材34は、圧入以外の手段、例えばケースの開口部の曲げ加工やねじ込みなどの手段によってケースに固定されてもよい。プランジャ30は、コイルボビン40の巻胴部41の内部に位置する部分は円柱状であるが、図示していない先端側の部分、すなわち、スプール弁体となるには油路が形成されている。なお、本発明において、プランジャのコイルボビンの巻胴部の内部に進入しない部分は、例えば、外部装置に連結するための開口部を設けるなど円筒以内の任意の形状とすることができる。
The
以上説明した第1の実施の形態に係るソレノイド10においては、プランジャ30のコイルボビン40の巻胴部41の内部に位置する部分を円柱状としているが、円筒状とすることも可能である。図12は、本発明の第1の実施の形態に係るソレノイドの変形例の非通電状態における断面図である。図12において、12はソレノイド、60はプランジャ、61は端面、62は周側面、63はスプリング受け孔、64はスプリング受け面、65は貫通孔、66はスプリングであり、その他の符号は図1と同じものを示す。
In the
ソレノイド12は、プランジャ60において、中心軸に沿って延びる貫通孔65を形成している。貫通孔65は、作動油の流路となる部分であり、図示していない油圧回路に足して接続されている。また、プランジャ60の端面61側にはスプリング受け孔63が形成されている。スプリング受け孔63は、スプリング66を収納するために貫通孔65よりも径が大きく、かつ、プランジャ60の先端側に中心軸に沿って延びるように形成されており、端面61に開口している。また、貫通孔65との段差面は、スプリング66の端部を受けるスプリング受け面64となっており、スプリング66のもう一方の端部は有底円筒状凹陥部23の内側面26が受けている。したがって、プランジャ60の端面61は、ドーナツのような円環状を呈しており、円形であるプランジャ30の端面31とは形状が異なる。なお、プランジャ60の周側面62、及び、図示していないプランジャ60の先端側、並びに、言及していないソレノイド12の形状及び構造は全てソレノイド10と同じである。
In the
続けて、ソレノイド10のコイル38への通電時における磁束の流れの特徴について説明する。図6は、本発明の第1の形態に係るソレノイドにおける磁束の流れを示す断面図である。図6において用いた符号は、すべて図1と同じものを示す。
Next, the characteristics of the flow of the magnetic flux when energizing the
プランジャ30とケース20の有底円筒状凹陥部23が離隔した状態においてコイル38に通電すると、図6に示すように、生成される磁界によって、ケース20、蓋部材34及び補助磁極29と共に磁気回路ができる。この磁気回路によって、プランジャ30の基端側とケース20の有底円筒状凹陥部23及び補助磁極29との間のエアギャップを越える磁束の流れができる。このとき、プランジャ30の基端側の端面31と周側面32との角部と、補助磁極29の内周面29a側の角部との距離が他の部分よりも近いことから、プランジャ30の基端側の角部と補助磁極29の内側の角部との間に磁束の流れが集中する。一方、これらの部分から離れたところ、例えば、プランジャ30の端面31の中央部部分と、有底円筒状凹陥部23の内側面の中央部分との間を流れる磁束は、非常に少なくなる。したがって、ソレノイド10のコイル38への通電時における磁束の流れは、フラット型よりもコニカル型に近いものとなる。また、図12に示したソレノイド12においては、プランジャ60に貫通孔65及びスプリング受け孔63を形成しているので、磁束の流れが若干異なってくるが、磁束の流れはプランジャの周側面近く、つまり、浅い部分に集中的に流れ、中心軸の近傍部分を流れる磁束は非常に少量であるので、ソレノイド12においても同様の作用効果が得られる。なお、図示していないが、ケースの有底円筒状凹陥部側が閉止された有底円筒状に形成したプランジャを有している場合においても、同様の効果が得られる。さらに、プランジャのケースの有底円筒状凹陥部側に凹陥部を形成し、この凹陥部に消音材を圧入して設けた構成においても同様である。つまり、ケースに有底円筒状凹陥部をソレノイドであって、コニカル型でないものにおいて同様の効果が得られる。
When the
以上のように、本発明の第1の実施の形態に係るソレノイド10によれば、プランジャ30の端面板部22側の端面31をケース20の中心軸に直交する平坦面とする一方、ケース20の端面板部22の内側面26からプランジャ30側に突出する円環状の補助磁極29が設けられているので、プランジャ30が略円柱状、又は、端面板部側に底部を備えた略有底円筒状というコニカル型に対応しない単純な形状であっても、コニカル型の特長を持つソレノイドを提供できる。また、コイルボビン40の巻胴部41によって補助磁極29を保持しているので、ソレノイド10の組立工程や、ソレノイド10の装着行程などにおいて、補助磁極29が所定の位置からずれることを防止でき、ひいては不良品の発生を抑制することが可能となる。さらに、ケース20の周側板部21と有底円筒状凹陥部23との間隙となる空間は狭いものとなるので、巻胴部41の第1の鍔状部42側の部分の肉厚は可能な限り薄くせざるを得ないが、巻胴部の剛性が低下することになる。巻胴部21の第2の鍔状部43側においても薄くすることが必要になることある。そこで、巻胴部21の中間部分について、第1の鍔状部42又は前記第2の鍔状部43寄りの部分よりも肉厚を意図的に大きくすることによって、巻胴部21の剛性を確保することができる。
As described above, according to the
さらに、本発明の第2の実施の形態に係るソレノイドについて説明する。図7は、本発明の第2の実施の形態に係るソレノイドの非通電状態における断面図である。図7において、11はソレノイド、50はケース、51は周側板部、52は端面板部、53は有底円筒状凹陥部、54は凹陥周側板部、55は底板部、56は内側面、57はフランジ部、58a及び58aはネジ孔、59は補助磁極部であり、その他の符号は図1と同じものをします。また、図8は、本発明の第2の実施の形態に係るソレノイドの通電状態における断面図である。図8において用いた符号は、すべて図7と同じものを示す。さらに、図9は、本発明の第2の実施の形態に係るソレノイドの正面図である。図9において用いた符号は、すべて図7と同じものを示す。くわえて、図10は、本発明の第2の形態に係るソレノイドを示し、(a)は平面図、(b)は底面図である。図10において用いた符号は、すべて図7と同じものを示す。また、図11は、本発明の第2の実施の形態に係るソレノイドのケースを示す拡大断面図である。図11において、59aは内周面であり、その他の符号は図7と同じものを示す。
Further, a solenoid according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view of a solenoid according to a second embodiment of the present invention in a non-energized state. In FIG. 7, 11 is a solenoid, 50 is a case, 51 is a peripheral plate, 52 is an end plate, 53 is a cylindrical recess with a bottom, 54 is a concave peripheral plate, 55 is a bottom plate, 56 is an inner surface, 57 is a flange portion, 58a and 58a are screw holes, 59 is an auxiliary magnetic pole portion, and other symbols are the same as those in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of a solenoid according to a second embodiment of the present invention in an energized state. 8 are the same as those in FIG. FIG. 9 is a front view of a solenoid according to the second embodiment of the present invention. 9 are all the same as those in FIG. 10 shows a solenoid according to a second embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view and (b) is a bottom view. The reference numerals used in FIG. 10 all indicate the same as those in FIG. FIG. 11 is an enlarged sectional view showing a solenoid case according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 11,
本発明の第2の実施の形態に係るソレノイド11は、図7に示すように、ソレノイド10と同様に、油圧回路に実装されるものであり、スプール弁に対して一体的に設けられる。これに対して、プランジャ30の基端側は、コイル38への通電によって生成される磁界によって、ケース50、蓋部材34及び補助磁極29と共に磁気回路ができる。また、ソレノイド10と同様に、ケース50は、図7乃至図9に示すように、ソレノイド11の外殻の役割を持つと共に、コイル38への通電時にはヨークとして機能する。ところで、ケース50は、鍛造加工によって全体として有底円筒状をなすように形成されている。周側板部51は、円筒状に形成されており、プランジャ30の先端側が開口している。この開口部は、別体の蓋部材34によって閉止されている。また、プランジャ30は、先端側の開口部を囲むようにフランジ部57が形成されている。フランジ部57は、ケース50の中心軸に対して直交する平坦な板状に形成されており、さらに図10に示すように、全体として菱形に近い形に形成されている。また、図7に示すように、フランジ部57にはネジ孔58a及び58bが形成されており、ソレノイド11を油圧回路の構成部材への固定を容易にしている。
As shown in FIG. 7, the
また、周側板部51のプランジャ30の先端側と反対になる側の底板となる端面板部52が周側板部51と一体に形成されている。さらに、端面板部52は、その中心及び近傍部分を中心軸方向に沿って、かつ、プランジャ30の先端側に円筒状に凹陥させて形成した有底円筒状凹陥部53を備えている。有底円筒状凹陥部53は、プランジャ30の先端側に向かって突出することによって、端面板部52の周辺部分よりもプランジャ30に接近するように構成されている。また、有底円筒状凹陥部53は、円筒状であると共に周側板部21と互いに平行となるように形成された凹陥周側板部54と、プランジャ30の基端面に対向するように形成された底板部55を備えている。
Further, an end
補助磁極部59は、図11に示すように、1つの磁性材料から鍛造加工によってケース50と一体に形成されている。また、補助磁極部59は、法線方向における断面が四角形の円環状に形成されている。くわえて、補助磁極部59の内径は、図8に示すように、プランジャ30が有底円筒状凹陥部53の内側面56に対して吸着されているときに、内周面29aとプランジャ30の周側面32との間に所定の間隙ができるように設定されている。したがって、補助磁極部59の内周面59aは、プランジャ30の周側面32と接することがない。
As shown in FIG. 11, the auxiliary
以上に説明したように、ソレノイド11は、コイル38への通電時には、補助磁極29はケース20、蓋部材34及びプランジャ30と共に磁気回路を生成するが、プランジャ30から補助磁極29に流れる磁束の方向は、中心軸に対して傾斜角を持つ方向、すなわち、コニカル型における磁束の流れに近いものとなるので、ソレノイド10の吸引力の特性もコニカル型に近いものとなる。くわえて、補助磁極部59をケース50の一部として一体に形成しているので、ソレノイド11の部品点数を削減することができる。この点は、ソレノイド10の補助磁極29とは全く異なる特徴である。また、ソレノイドに対する外部からの衝撃や振動によって、補助磁極部59が傾くことなどがない。
As described above, when the
本発明は以上に説明した内容に限定されるものではなく、例えば、本発明の第1の実施の形態に係るソレノイド10を比例ソレノイドの構成に適用するなど、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限りにおいて種々の構成にすることが可能である。
The present invention is not limited to the contents described above. For example, the present invention may be applied to the configuration of a proportional solenoid using the
10 ソレノイド
11 ソレノイド
12 ソレノイド
20 ケース
21 周側板部
22 端面板部
23 有底円筒状凹陥部
24 凹陥周側板部
25 底板部
26 内側面
27 フランジ部
28a ネジ孔
28b ネジ孔
29 補助磁極
29a 内周面
29b 切れ目
30 プランジャ
31 端面
32 周側面
34 蓋部材
35 接続部材
36 Oリング
37 Oリング
38 コイル
39 モールド樹脂
40 コイルボビン
41 巻胴部
42 第1の鍔状部
43 第2の鍔状部
44 第2の内周面
45 第3の内周面
46 第4の内周面
47 第1の内周面
50 ケース
51 周側板部
52 端面板部
53 有底円筒状凹陥部
54 凹陥周側板部
55 底板部
56 内側面
57 フランジ部
58a ネジ孔
58a ネジ孔
59 補助磁極部
60 プランジャ
61 端面
62 周側面
63 スプリング受け孔
64 スプリング受け面
65 貫通孔
66 スプリング
90 ソレノイド
91 プランジャ
92 円錐台状凹部
93 底面
94 ケース
95 有底円筒状凹陥部
96 円錐台状凸部
97 コイルボビン
98 コイル
99 スペーサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ケースの内部に設けられると共に、前記ケースの中心軸方向に延びる中空部が形成された巻胴部と、該巻胴部の両端部に設けられた第1の鍔状部及び第2の鍔状部とを備えたコイルボビンと、
前記コイルボビンの前記巻胴部にコイルワイヤを巻回して形成されたコイルと、
略円柱状、略円筒状、又は、前記端面板部側に底部を備えた略有底円筒状に形成され、かつ、基端寄りの部分が前記コイルボビンの前記巻胴部の内部に配置されると共に、前記コイルに通電したときに前記端面板部側に前記ケースの中心軸方向に直動するように設けられたプランジャを有するソレノイドであって、
前記プランジャは、前記端面板部側の端面が前記ケースの中心軸に直交する平坦面に形成されると共に、
前記ケースは、前記周側板部と前記端面板部とが一体に形成されると共に、前記端面板部の中心及び近傍部分を前記ケースの内側に凹陥させて形成された有底円筒状凹陥部を備え、該有底円筒状凹陥部は、外径が前記プランジャの外径よりも大きくなるように、かつ、前記底板部が前記プランジャの前記端面板部側の前記端面に正対するように形成され、
内径が前記プランジャの外径よりも大きくなるように、かつ、前記ケースの前記底板部の内側面から前記プランジャ側に突出するように設けられると共に、前記プランジャが前記ケースの前記底板部に当接しているとき、又は、前記プランジャが前記ケースの前記底板部に最も接近しているときに前記プランジャとの間に所定の間隙ができるようになされた補助磁極をさらに有することを特徴とするソレノイド。 A case made of a magnetic material and having a peripheral plate portion formed in a substantially cylindrical shape, and an end plate portion for closing one end of the peripheral plate portion,
A winding drum portion provided inside the case and having a hollow portion extending in the central axis direction of the case, and a first flange-shaped portion and a second flange provided at both ends of the winding drum portion A coil bobbin having a shape part;
A coil formed by winding a coil wire around the winding body of the coil bobbin;
It is formed in a substantially cylindrical shape, a substantially cylindrical shape, or a substantially bottomed cylindrical shape having a bottom on the side of the end face plate portion, and a portion near a base end is disposed inside the winding drum portion of the coil bobbin. And a solenoid having a plunger provided on the side of the end face plate so as to directly move in the direction of the central axis of the case when the coil is energized,
The plunger is formed such that an end face on the end face plate side is a flat face orthogonal to a central axis of the case,
In the case, the peripheral side plate portion and the end surface plate portion are integrally formed, and a bottomed cylindrical concave portion formed by denting a center and a vicinity portion of the end surface plate portion inside the case is formed. The bottomed cylindrical concave portion is formed such that an outer diameter is larger than an outer diameter of the plunger, and the bottom plate portion is directly opposed to the end surface of the plunger on the side of the end face plate portion. ,
The inner diameter is larger than the outer diameter of the plunger, and is provided so as to protrude from the inner surface of the bottom plate portion of the case toward the plunger, and the plunger contacts the bottom plate portion of the case. The solenoid further comprises: an auxiliary magnetic pole provided with a predetermined gap between the plunger and the plunger when the plunger is closest to the bottom plate of the case.
前記コイルボビンは、前記巻胴部によって前記補助磁極を保持していることを特徴とする請求項1に記載のソレノイド。 The auxiliary magnetic pole is provided so as to be in contact with an inner peripheral surface of the winding drum portion of the coil bobbin,
2. The solenoid according to claim 1, wherein the coil bobbin holds the auxiliary magnetic pole by the winding drum. 3.
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