JP2020107688A6 - solenoid - Google Patents
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Abstract
【課題】プランジャと固定鉄心の吸着部およびプランジャとの摺動面にスペーサーを介さないことで、スペーサーの摩耗や割れの心配が無く、容易に残留磁気の低減を図ることを目的とする。
【解決手段】ソレノイド10は、プランジャ14と固定鉄心16の吸着部16aおよびプランジャ14との摺動面以外の箇所かつ、コイル磁路28内にてボディ段付部とガイド鍔部18aとの間の最短の磁路を形成し得る位置にコイル磁路28と直交する磁気ギャップを形成する。
【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To easily reduce residual magnetism without worrying about wear or cracking of a spacer by not interposing a spacer between a suction portion of a plunger and a fixed iron core and a sliding surface between the plunger.
SOLUTION: A solenoid 10 is provided between a body stepped portion and a guide flange portion 18a in a coil magnetic path 28 at a location other than a sliding surface between a plunger 14 and a suction portion 16a of a fixed iron core 16 and a plunger 14. A magnetic gap orthogonal to the coil magnetic path 28 is formed at a position where the shortest magnetic path can be formed.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、ソレノイドに係り、詳しくは車載されたパーキングロック装置に使用するロックソレノイドに関する。 The present invention relates to a solenoid, and more particularly to a lock solenoid used in an in-vehicle parking lock device.
自動車などに利用するパーキングロック装置では、各シフト状態をロックするために磁力ロック装置が用いられている。 In the parking lock device used for automobiles and the like, a magnetic force lock device is used to lock each shift state.
例えば、特許文献1では車両に搭載され、パーキングロック状態およびパーキングロック解除状態を形成するパーキングロック装置であって、第1方向に往復移動して前記パーキングロック状態と前記パーキングロック解除状態とを切替可能な第1移動部材と、前記第1移動部材に設けられた被当接部と当接可能な当接部を有し且つ前記第1方向と直交する直交方向に移動する第2移動部材を有し、前記被当接部と前記当接部との当接によって前記第1移動部材の移動が規制されるように磁力により前記第2移動部材をロック可能な磁力ロック装置を更に備える、ことを特徴とするパーキングロック装置が示されている。
For example, in
この第2移動部材のロックが可能な磁力ロック装置として、特許文献1にはソレノイドを用いた構造が開示されている。このソレノイドは、コイルの非励磁状態および励磁状態のいずれにおいても、外力が加わらない状態で、ロックシャフト(ロック部材)およびプランジャがリヤキャップ側(エンドプレート側)に移動するのを規制する構造となっている。
As a magnetic force locking device capable of locking the second moving member,
特許文献1で開示されたソレノイドの場合、第2移動部材の移動を規制するためのロック部材を強い力で保持する状態、すなわちソレノイドの電磁力を発生させた状態(励磁状態)を維持する時間が長い。そして電磁力を解除(非励磁状態)することで、第2移動部材の移動が可能となる。しかし、この励磁状態から非励磁状態に切替動作を行った際に、ソレノイドに発生した残留磁気が影響でロック部材が動かず、強いてはパーキングロック状態および解除状態に切り替えられないといった動作への悪影響が考えられる。
In the case of the solenoid disclosed in
ここで、通常ソレノイドに内蔵されるスプリングはリターンスプリングとして、ソレノイドの電磁力による吸着方向とは反対の方向に弾発作用するものである。そのため、ソレノイドを励磁状態から非励磁状態にした時に、リターンスプリングの弾発作用は残留磁気による吸着保持力の影響よりはるかに大きい力でプランジャを元の位置に戻す方向へ弾発する。そのため、リターンスプリングを有するソレノイドでは残留磁気の影響を気にすることは少ない。しかし、特許文献1で開示されたソレノイドのスプリングの弾発力の方向は、ソレノイドの電磁力の方向と同じであるため、残留磁気の影響を無視することが出来ずに、動作に悪影響をもたらしやすい。
Here, the spring normally built in the solenoid acts as a return spring in a direction opposite to the suction direction due to the electromagnetic force of the solenoid. Therefore, when the solenoid is changed from the excited state to the non-excited state, the elastic action of the return spring rebounds in the direction of returning the plunger to the original position with a force far larger than the influence of the adsorption holding force by the residual magnetism. Therefore, in a solenoid having a return spring, the influence of residual magnetism is less of a concern. However, since the direction of the elastic force of the solenoid spring disclosed in
このような残留磁気の影響に対する従来の対策としては、プランジャと固定鉄心の叩き位置(吸着部)に非磁性体のスペーサーを介在させるものが一般的に多く知られている(例えば特許文献2)。この構造により、残留磁気の影響を抑えることができる。 As a conventional countermeasure against the influence of such residual magnetism, it is generally known that a spacer made of a non-magnetic material is interposed at the tapping position (adsorption portion) of the plunger and the fixed iron core (for example, Patent Document 2). .. With this structure, the influence of residual magnetism can be suppressed.
しかし、特許文献2に示されるプランジャと固定鉄心の吸着部に非磁性体を介する構造は、繰り返し作動により摩耗しやすいという問題がある。また、特許文献1に示されるパーキングロック装置に用いるソレノイドにおいては、摩耗等による残留磁気の増加や摩耗によりスペーサーが破損し欠片が隙間に噛みこむといったことが起こると、パーキングロックが解除できなくなるなど車両そのものの走行動作に直接悪影響を与えかねない。
However, the structure in which a non-magnetic material is interposed between the plunger and the suction portion of the fixed iron core shown in
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、プランジャと固定鉄心の吸着部およびプランジャとの摺動面にスペーサーを介さないことで、スペーサーの摩耗や割れの心配が無く、容易に残留磁気の低減を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and by not passing a spacer between the suction portion of the plunger and the fixed iron core and the sliding surface of the plunger, there is no concern about wear or cracking of the spacer, and the spacer can be easily used. The purpose is to reduce the residual magnetism.
上記目的を達成するために、本発明に係るソレノイドは、
円筒軸方向に開口部を有する円筒状のボディと、前記ボディの一端に配置された固定鉄心と、前記ボディ内に配置されるコイルと、前記コイルに内挿されるガイドと、前記ガイドに摺動自在に嵌挿されるプランジャと、を備えるソレノイドであって、
前記コイルの励磁状態では前記ボディと前記ガイドと前記プランジャと前記固定鉄心とを巡回する前記コイルの磁路が発生し、
前記ボディのボディ段付部と前記ガイドのガイド鍔部との間に前記コイルの軸方向の磁気ギャップを設けていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the solenoid according to the present invention is
A cylindrical body having an opening in the cylindrical axis direction, a fixed iron core arranged at one end of the body, a coil arranged in the body, a guide inserted in the coil, and sliding on the guide. A solenoid equipped with a plunger that can be freely inserted.
In the excited state of the coil, a magnetic path of the coil that circulates between the body, the guide, the plunger, and the fixed iron core is generated.
It is characterized in that a magnetic gap in the axial direction of the coil is provided between the body stepped portion of the body and the guide flange portion of the guide.
本発明に係るソレノイドによれば、ソレノイドのボディとガイドの間に磁気ギャップを設けることで単純な構造であっても、残留磁気の影響を低減して、ソレノイドの動作を行うことができる。 According to the solenoid according to the present invention, by providing a magnetic gap between the body and the guide of the solenoid, the influence of residual magnetism can be reduced and the solenoid can be operated even with a simple structure.
以下に、図1から図5を用いて、本発明の実施形態に関するソレノイドについて説明する。 Hereinafter, the solenoid according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
図1および図3(a)に示すように、第一の実施形態のソレノイド10は、ボディ12内にコイル13およびプランジャ14とスプリング17を有している。そして、コイル13内のプランジャ14にはコイル13の励磁により磁路28が発生する。コイルの磁路28は、磁路28がコイルの励磁状態のとき、ボディ12とガイド18とプランジャ14と固定鉄心16とを巡回する。この磁路28の電磁力による押し付け力Aの方向とスプリング押し付け力Bの方向とは同一であり、プランジャ14はピン15を介してロック部材11を外部に突き出す方向に保持力を有している。なお、図1の電磁力による押し付け力A、スプリング押し付け力Bおよび外力Cの矢印は、力の向きを示したイメージ図である。
As shown in FIGS. 1 and 3A, the
ソレノイド10は、円筒軸方向に開口部を有する円筒状のボディ12内に固定鉄心16を圧入し、さらに圧入リング21が圧入されている。圧入リング21は鍔部21aを有し、ボディ12と鍔部21aとの間には隙間27が形成され、鍔部21aはコイル13を着座させている。なお、圧入リング21の圧入しろは微調整することができるようにしてあり、コイル13の設置と同時に行うようにした圧入リング21の圧入時にコイル軸方向のコイル13の位置を調整できる。なお、本実施形態における固定鉄心16は、ボディ12に圧入する構造としているが、固定鉄心16をボディ12と一体化する構成としても良い。
The
ソレノイド10は、コイル13の設置面(圧入リング鍔部21a)とは反対の面に非磁性体リング20を介し、コイル13にガイド18を内挿し、ガイド鍔部18aとコイル13で非磁性体リング20を挟んで固定している。
The
図2に示すように、非磁性体リング20は嵌合部20aを有し、コイル13の内筒部と位置あわせして、コイル13と同軸に合わせている。開口部20bは、ガイド鍔部18aに設けられる図示しない段付穴やコイル13に形成される図示しない嵌合部と一体成形するために用いられるコイル13のモールド樹脂の通り穴である。なお本実施形態では、コイル13と非磁性体リング20とガイド18とはモールド樹脂により一体成形にして固定しているが、一体成形としなくてもよく、その場合は、開口部20bを設けなくてもよい。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、ガイド18の内径側には、プランジャ14が摺動自在に嵌挿されており、プランジャ14にはコイル13の励磁にて発生した磁路28により電磁力による押し付け力Aの力の方向が発生し、固定鉄心16の吸着部16aにプランジャ14が吸着する。プランジャ14にはピン15が圧入してあり、ピン15を介してロック部材11を支持している。ピン15とプランジャ14には、プランジャ14がコイル軸方向に動作しやすいように呼吸穴24を形成している。
As shown in FIG. 1, a
ロック部材11は、スリーブ25内に軸受23を介して内挿されていて、スリーブ25はボディ12をカシメることで固定している。また、ロック部材11の動作範囲は、軸受23と止め部材26でロック部材11のコイル軸方向の移動および回転方向を規制している。
The
プランジャ14のピン15の圧入側の面と反対方向の面にはスプリング17が介在しており、エンドプレート22のスプリング保持部22aでスプリング17を保持し、スプリング17の弾発力によりスプリング押し付け力Bを発生させている。
A spring 17 is interposed on the surface of the
エンドプレート22は、ボディ12にカシメ固定する。さらにエンドプレート22のバネ性を持たせたバネ部22bにて、プレート19とガイド18と非磁性体リング20とコイル13とを圧入リング鍔部21aの方向に押し付けてコイル軸方向の固定をしている。なお、第一の実施形態では、ガイド鍔部18aとエンドプレート22との間にプレート19を介しているが、ガイド鍔部18aとプレート19とは一体化させても良い。
The
<第二の実施形態>
次に、本発明の第二の実施形態に係るソレノイドについて説明する。本実施形態に係るソレノイドは、図3(b)に示す構造であり、ボディ段付部12aとガイド鍔部18aとの間にエアギャップGを形成している点で第一の実施形態に係るソレノイド10と相違する。さらに非磁性体リング20は、ボディ段付部12aの内径より短い。また、非磁性体リング20は、非磁性体リング20の直径方向端部とボディ段付部12aとの間の最短距離がエアギャップG以上にボディ段付部12aと離れた位置に配置されている。それ以外の第二の実施形態のソレノイド10の構成は、第一の実施形態のソレノイド10と同一である。
<Second embodiment>
Next, the solenoid according to the second embodiment of the present invention will be described. The solenoid according to the present embodiment has the structure shown in FIG. 3B, and is related to the first embodiment in that an air gap G is formed between the body stepped portion 12a and the guide collar portion 18a. It is different from the
<第三の実施形態>
次に、本発明の第三の実施形態に係るソレノイドについて説明する。本実施形態に係るソレノイドは、図3(b)に示す構造ではあるが第二の実施形態の変形例であり、第二の実施形態の非磁性体スペーサー20の変わりに磁性体スペーサー30を介している点で第二の実施形態に係るソレノイド10と相違する。そして、第二の実施形態と同じくボディ段付部12aとガイド鍔部18aとの間にエアギャップGを形成している。さらに磁性体リング30はボディ段付部12aの内径より短い。また、磁性体リング30は、磁性体リング30の直径方向端部とボディ段付部12aとの間の最短距離がエアギャップG以上にボディ段付部12aと離れた位置に配置されている。このように配置することで、ボディ段付部12aと磁性体リング30との間が磁路28の最短距離とはならない構造とした。それ以外の第三の実施形態のソレノイド10の構成は、第一および第二の実施形態のソレノイド10と同一である。
<Third embodiment>
Next, the solenoid according to the third embodiment of the present invention will be described. Although the solenoid according to this embodiment has the structure shown in FIG. 3B, it is a modified example of the second embodiment, and the solenoid has a
第一乃至第三の実施形態に係るソレノイド10は、以上のように構成されるものであり、次に動作およびその作用効果について説明する。
The
ソレノイド10は、コイル13の非励磁状態および励磁状態のいずれにおいても、外力Cが加わらない場合、図1に示す状態を維持する。励磁状態のソレノイド10には、電磁力による押し付け力Aとスプリング押し付け力Bの合力でロック部材11を外側へ突き出す(ロックする)方向に力が加わる。非励磁状態のソレノイド10には、スプリング押し付け力Bのみの力となるため、スプリング押し付け力Bよりも大きい外力Cだけでロック部材11を押し込む(ロック解除)方向に移動させることができる。この構造によりソレノイド10は、励磁による吸引力の調整および非励磁と外力Cの大小で複数パターンのロック部材11の動作制御が可能となる。
The
そして本発明は、プランジャ12と固定鉄心16の吸着部16aおよびプランジャ14との摺動面以外の箇所かつ、コイル磁路28内にてボディ段付部12aとガイド鍔部18aとの間の最短の磁路を形成し得る位置にコイル磁路28と直交する磁気ギャップGを形成する。この磁気ギャップGにより、励磁状態から非励磁状態に切り替えた際における残留磁気の影響を低減して、プランジャ14の動作を速やかに行えるようにした。また、磁気ギャップGの形成手段は、非磁性体リング20によって磁気ギャップGを形成する以外にもエアギャップGによって磁気ギャップGを形成する場合も同様の効果を得ることができる。なお、磁気ギャップGがコイル磁路28を形成しない位置に有している場合は、本発明の効果が得られないことは言うまでもない。
In the present invention, the shortest distance between the body stepped portion 12a and the guide flange portion 18a in the coil
磁気ギャップGの隙間の大きさを調整することで、磁気抵抗を調整し吸引力の微調整をすることも可能である。隙間は、コイル軸方向に0.05mm〜0.3mmの厚さを持つように形成することが望ましい。 By adjusting the size of the gap of the magnetic gap G, it is also possible to adjust the magnetic resistance and finely adjust the attractive force. It is desirable that the gap is formed so as to have a thickness of 0.05 mm to 0.3 mm in the coil axial direction.
図4は発明者が本特許構造の磁気ギャップGを設けることによる残留磁気への影響を評価したものである。グラフにおける従来構造は、図3(C)の従来構造であり、(I)は、図3(a)第一の実施形態(非磁性体リング20によるギャップG)、(II)は図3(b)の形状における第二の実施形態(非磁性体リング20かつエアギャップG)、(III)は図3(b)の形状における第三の実施形態(磁性体リング30かつエアギャップG)のソレノイド10をそれぞれ表す。この評価は残留磁気を想定し極小電圧をかけた状態でプランジャ14と吸着部16aにおいて発生する保持力の比較である。残留磁気による保持力は少ないほど良く、磁気ギャップGを形成することで従来構造に対して、(I)、(II)、(III)いずれも40%程度残留磁気による影響を低下させ、改善を図ることが出来た。
FIG. 4 is an evaluation of the influence of the inventor on the residual magnetism by providing the magnetic gap G of the patented structure. The conventional structure in the graph is the conventional structure of FIG. 3 (C), FIG. 3 (I) is the first embodiment (gap G by the non-magnetic ring 20) of FIG. 3 (a), and FIG. The second embodiment (
また図5は、定格電圧を付与した状態でプランジャ14と吸着部16aにおける保持力の比較を行ったものである。評価するソレノイド10の対象構造は図4と同じである。この評価では、磁気ギャップGを設けたことにより本来の使用状態におけるソレノイド10の保持力が変わらないことを確認するために評価したものである。この結果から従来構造に対して、(I)、(II)、(III)のいずれもほぼ変わらない保持力を有しており、実際の使用状態においても然したる影響は与えないことが分かる。
Further, FIG. 5 compares the holding forces of the
なお第一乃至第三の実施形態のソレノイド10では、ガイド18とガイド鍔部18aは一体成形としているが、別体にしてコイルの磁路28を形成する構造としても良い。
In the
また第三の実施形態のソレノイド10においては、磁性体リング30とガイド鍔部18aは別体であるが、磁性体リング30とガイド鍔部18aを一体成形にして、ボディ段付部12aとガイド鍔部18aとの間の最短の磁路28を形成し得る位置にエアギャップGを形成するガイド形状であってもよい(例えば、ガイド鍔部に溝もしくは段付部を形成して、溝部もしくは段付部でエアギャップGを形成する)。さらにエアギャップGの形成においては、ボディ12とコイル13との間、もしくはボディ12とガイド鍔部18aとの間に係合部を設けるなどしてエアギャップGを形成しやすくするのもよい。
Further, in the
なお、第一乃至第三の実施形態のソレノイド10はすべて、スプリング10の押し付け力Bがロックする方向に向いている。しかし、本発明は、スプリング10の替わりにロックを解除する方向のリターンスプリングを有する構造やスプリング10が無い構造においても、本発明のボディ段付部12aとガイド鍔部18a間の磁気ギャップGの構成は残留磁気の影響を少なくするための効果を得ることができる。
All the
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明は実施例の構造に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内においては、種主の形状で実施し得ることはいうまでもない。また、本発明の用途においてもパーキングロック装置に使用するロックソレノイドに限らず、ソレノイドバルブや他の装置におけるロックソレノイド等様々な用途に活用が可能であることはいうまでもない。 Although the embodiment for carrying out the present invention has been described above with reference to examples, the present invention is not limited to the structure of the examples, and the seed owner is used as long as the gist of the present invention is not deviated. It goes without saying that it can be carried out in shape. Further, it goes without saying that the application of the present invention is not limited to the lock solenoid used in the parking lock device, and can be used in various applications such as a solenoid valve and a lock solenoid in other devices.
10 ソレノイド
11 ロック部材
12 ボディ 12a ボディ段付部
13 コイル
14 プランジャ
15 ピン
16 固定鉄心 16a 吸着部
17 スプリング
18 ガイド 18a ガイド鍔部
19 プレート
20 非磁性体リング 20a 嵌合部 20b 開口部
21 圧入リング 21a 圧入リング鍔部
22 エンドプレート 22a スプリング保持部 22b バネ部
23 軸受
24 呼吸穴
25 スリーブ
26 止め部材
27 空間
28 コイル磁路
30 磁性体リング
A 電磁力による押し付け力
B スプリング押し付け力
C 外力
G 磁気ギャップ
10
Claims (5)
前記コイルの励磁状態では前記ボディと前記ガイドと前記プランジャと前記固定鉄心とを巡回する前記コイルの磁路が発生し、
前記ボディのボディ段付部と前記ガイドのガイド鍔部との間に前記コイルの軸方向の磁気ギャップを設けていることを特徴としたソレノイド。 A cylindrical body having an opening in the cylindrical axis direction, a fixed iron core arranged at one end of the body, a coil arranged in the body, a guide inserted in the coil, and sliding on the guide. A solenoid equipped with a plunger that can be freely inserted.
In the excited state of the coil, a magnetic path of the coil that circulates between the body, the guide, the plunger, and the fixed iron core is generated.
A solenoid characterized by providing an axial magnetic gap of the coil between the body stepped portion of the body and the guide flange portion of the guide.
前記スプリングの弾発方向と前記磁路を介した前記コイルの励磁によるプランジャの押し付け方向が同一であることを特徴とした請求項1に記載のソレノイド。 It has a spring that brings the plunger into close contact with the fixed iron core.
The solenoid according to claim 1, wherein the elastic direction of the spring and the pressing direction of the plunger by the excitation of the coil via the magnetic path are the same.
The solenoid according to claim 1 to 3, wherein the magnetic gap is a non-magnetic material.
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