JP2023141546A - solenoid device - Google Patents

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勇司 高田
Yuji Takada
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Abstract

To provide a solenoid device in which a plunger strengthens suction force in a direction toward the bottom of a core near the end position of the plunger's movement.SOLUTION: A solenoid device 1 includes a cylindrical bobbin 2 having a through hole extending along the axial direction, a coil 3 wound around the outer circumference of the bobbin 2, a cylindrical core 4 made of a magnetic material, disposed in the through hole of the bobbin 3, and having a bottom on one side in the axial direction, and a columnar or cylindrical plunger 8 that is placed inside the core 4 and moves toward the bottom of the core 4 by the magnetic force generated when the coil 3 is energized, and the inner circumferential surface of the core 4 has a tapered slope whose inner diameter gradually decreases from the bottom on one axial side toward the other axial side.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ソレノイド装置に関する。 The present invention relates to a solenoid device.

ソレノイド装置の一例として、特許文献1に記載のソレノイド装置が知られている。特許文献1に記載のソレノイド装置は、軸方向に沿って貫通した筒状のボビンと、ボビンの外周部に巻回されたコイルと、磁性材からなり、貫通孔の軸方向一方側に配置された筒状のコアと、磁性材からなり、貫通孔の軸方向他方側に配置され、コアに対し磁性的に連続しないで隣り合う筒状のヨークと、コアとヨークとを磁気的に不連続な状態で保持する筒状の樹脂部材とを備えている。 As an example of a solenoid device, a solenoid device described in Patent Document 1 is known. The solenoid device described in Patent Document 1 includes a cylindrical bobbin that passes through the bobbin in the axial direction, a coil wound around the outer circumference of the bobbin, and a magnetic material, and is arranged on one side of the through hole in the axial direction. A cylindrical core made of a magnetic material, and a cylindrical yoke that is arranged on the other axial side of the through hole and is not magnetically continuous with the core but adjacent to the core, and a cylindrical yoke that is magnetically discontinuous between the core and the yoke. and a cylindrical resin member that is held in a stable state.

特開2020-126917号公報Japanese Patent Application Publication No. 2020-126917

特許文献1に記載のソレノイド装置は、コアの内周面の全体をストレートに形成してある。つまり、コア内に収納されるプランジャとの間隔が、コアの内周部の口元側と底部側で一定に保たれている。したがって、プランジャの外周部からコアの内周部への磁気の流れは、プランジャのストローク全域で一定に保たれる。 In the solenoid device described in Patent Document 1, the entire inner peripheral surface of the core is formed straight. In other words, the distance from the plunger housed in the core is kept constant on the mouth side and the bottom side of the inner circumference of the core. Therefore, the magnetic flow from the outer circumference of the plunger to the inner circumference of the core remains constant throughout the entire stroke of the plunger.

ソレノイド装置に求められる要件は、ソレノイド装置の用途に応じて異なる。一例として、プランジャがコアの底部に最も近づく移動終了位置の付近において、プランジャがコアの底部に近づく方向への吸引力を強めることが要求される場合がある。しかしながら、コアの内周部がストレートに加工されたソレノイド装置では、上記の要求を満たすことは難しい。 Requirements for a solenoid device vary depending on the use of the solenoid device. As an example, near the end of movement position where the plunger is closest to the bottom of the core, it may be required to increase the suction force in the direction where the plunger approaches the bottom of the core. However, it is difficult to satisfy the above requirements with a solenoid device in which the inner peripheral portion of the core is machined straight.

本発明の目的は、プランジャの移動終了位置の付近において、プランジャがコアの底部に近づく方向への吸引力を強めたソレノイド装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a solenoid device that increases the suction force in the direction in which the plunger approaches the bottom of the core near the end position of the plunger.

本願の例示的な第1発明は、軸方向に沿って貫通した貫通孔を有する筒状のボビンと、ボビンの外周部に巻回されたコイルと、磁性材からなり、ボビンの貫通孔内に配置され、軸方向一方側に底部を有する筒状のコアと、コアの内側に配置され、コイルの通電に伴う磁力によってコアの底部に向かって移動する柱状又は筒状のプランジャとを備え、コアの内周面は、軸方向一方側の底部から軸方向他方側に向かって内径が漸減するテーパー状傾斜面を有するソレノイド装置である。 A first exemplary invention of the present application includes a cylindrical bobbin having a through hole passing through the bobbin along the axial direction, a coil wound around the outer circumference of the bobbin, and a magnetic material. The core includes a cylindrical core that is arranged and has a bottom on one side in the axial direction, and a columnar or cylindrical plunger that is arranged inside the core and moves toward the bottom of the core by magnetic force accompanying energization of the coil. The inner circumferential surface of the solenoid device has a tapered inclined surface whose inner diameter gradually decreases from the bottom on one axial side toward the other axial side.

本願の例示的な第1発明によれば、プランジャの移動終了位置の付近において、プランジャがコアの底部に近づく方向への吸引力を強めたソレノイド装置を提供することができる。 According to the first exemplary embodiment of the present application, it is possible to provide a solenoid device in which the suction force in the direction in which the plunger approaches the bottom of the core is strengthened near the end position of the plunger's movement.

図1は、本発明の一実施形態に係るソレノイド装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a solenoid device according to an embodiment of the present invention. 図2Aは、図1に示すソレノイド装置のプランジャ移動前の状態を示す部分断面図である。FIG. 2A is a partial cross-sectional view showing the state of the solenoid device shown in FIG. 1 before the plunger moves. 図2Bは、図1に示すソレノイド装置のプランジャ移動後の状態を示す部分断面図である。FIG. 2B is a partial cross-sectional view showing the state of the solenoid device shown in FIG. 1 after the plunger has moved. 図3Aは、テーパー無しのフロントコアを用いた場合の磁束の流れを示す部分断面図である。FIG. 3A is a partial cross-sectional view showing the flow of magnetic flux when a non-tapered front core is used. 図3Bは、テーパー有りのフロントコアを用いた場合の磁束の流れを示す部分断面図である。FIG. 3B is a partial cross-sectional view showing the flow of magnetic flux when a tapered front core is used. 図4は、テーパー無しのフロントコアを用いた場合の吸引力特性およびテーパー有りのフロントコアを用いた場合の吸引力特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the suction force characteristics when a non-tapered front core is used and the suction force characteristics when a tapered front core is used. 図5は、図1に示すソレノイド装置の変形例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a modification of the solenoid device shown in FIG. 1. 図6は、図1に示すソレノイド装置の別の変形例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing another modification of the solenoid device shown in FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るソレノイド装置について説明する。
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する3軸をX軸、Y軸およびZ軸を設定する。一例として、X軸とY軸を含むXY平面が水平となり、Z軸が鉛直となる。本明細書において、上下方向、水平方向、上側および下側などの位置関係を表す用語は、単に各部の相対的な位置関係を説明するために使用している。したがって、各部の実際の位置関係等は、これらの用語で示される位置関係等と異なっていてもよい。また、本明細書では、コイルの通電に伴う磁力によってプランジャが移動する方向、つまり、コアの底部側を「軸方向一方側」と言う。また、軸方向一方側の反対側を「軸方向他方側」と言う。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A solenoid device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Note that in the following, for convenience of explanation, three mutually orthogonal axes are set as an X axis, a Y axis, and a Z axis. As an example, an XY plane including an X axis and a Y axis is horizontal, and a Z axis is vertical. In this specification, terms expressing positional relationships such as vertical direction, horizontal direction, upper side, and lower side are used simply to describe the relative positional relationship of each part. Therefore, the actual positional relationship of each part may be different from the positional relationship indicated by these terms. Furthermore, in this specification, the direction in which the plunger moves due to the magnetic force associated with the energization of the coil, that is, the bottom side of the core is referred to as "one axial side." Further, the opposite side to one axial side is referred to as "the other axial side."

図1に示すソレノイド装置1は、ボビン2と、コイル3と、コア4と、プランジャ8と、ピン9と、ケース10とを有している。
ケース10は、筒状の部材である。ケース10は、鉄等の磁性を有する金属材料、すなわち、磁性材で構成されている。
The solenoid device 1 shown in FIG. 1 includes a bobbin 2, a coil 3, a core 4, a plunger 8, a pin 9, and a case 10.
Case 10 is a cylindrical member. The case 10 is made of a magnetic metal material such as iron, that is, a magnetic material.

ケース10の内側には、ボビン2が配置されている。ボビン2は、X軸と平行に延びる貫通孔を有する筒状の部材である。貫通孔の内径は、X軸方向に沿って一定である。ボビン2は、例えば、ポリエステルやポリイミド等の各種樹脂材料で構成されている。 A bobbin 2 is arranged inside the case 10. The bobbin 2 is a cylindrical member having a through hole extending parallel to the X axis. The inner diameter of the through hole is constant along the X-axis direction. The bobbin 2 is made of various resin materials such as polyester and polyimide.

ボビン2の外周部には、導電性を有するコイル3が巻回されている。また、ボビン2の貫通孔内には、コア4が配置されている。コア4は、全体として円筒状に形成されている。コア4は、フロントコア5と、バックコア6とを有している。フロントコア5は、ボビン2の貫通孔内の軸方向一方側に配置される第1コア部材である。バックコア6は、ボビン2の貫通孔内の軸方向他方側に配置される第2コア部材である。フロントコア5およびバックコア6は、鉄等の磁性を有する金属材料、すなわち、磁性材で構成されている。 A conductive coil 3 is wound around the outer periphery of the bobbin 2 . Further, a core 4 is arranged within the through hole of the bobbin 2. The core 4 is formed into a cylindrical shape as a whole. The core 4 has a front core 5 and a back core 6. The front core 5 is a first core member disposed on one side in the axial direction within the through hole of the bobbin 2 . The back core 6 is a second core member disposed on the other axial side within the through hole of the bobbin 2 . The front core 5 and the back core 6 are made of a magnetic metal material such as iron, that is, a magnetic material.

フロントコア5とバックコア6の間には、X軸方向に磁気を流れにくくするための磁気ギャップ部7が設けられている。つまり、コア4は、フロントコア5と、磁気ギャップ部7を介してフロントコア5に隣り合うバックコア6とを含んでいる。磁気ギャップ部7は、例えば、非磁性の樹脂カラー部材で構成される。したがって、フロントコア5とバックコア6は、磁気ギャップ部7の存在によって、X軸方向において磁気的に分離された状態となる。 A magnetic gap portion 7 is provided between the front core 5 and the back core 6 to make it difficult for magnetism to flow in the X-axis direction. That is, the core 4 includes a front core 5 and a back core 6 adjacent to the front core 5 with the magnetic gap section 7 interposed therebetween. The magnetic gap portion 7 is made of, for example, a non-magnetic resin collar member. Therefore, the front core 5 and the back core 6 are magnetically separated in the X-axis direction due to the presence of the magnetic gap portion 7.

なお、磁気ギャップ部7は、非磁性の部材を用いた構成に限定されない。一例として、フロントコア5とバックコア6を単一の部材で形成し、フロントコア5とバックコア6の間に、極肉薄に形成したくびれ部を磁気ギャップ部7として設けてもよい。別の例として、フロントコア5とバックコア6を単一の部材で形成し、フロントコア5とバックコア6の間に、多数の孔を径方向に貫通させて形成した磁気ギャップ部7を設けてもよい。あるいは、フロントコア5とバックコア6を空間的に離間させるだけでもよい。また、フロントコア5またはバックコア6の少なくとも一方の表面に非磁性化加工を施した場合には、フロントコア5とバックコア6を互いに接触するように配置しても構わない。 Note that the magnetic gap portion 7 is not limited to a configuration using a non-magnetic member. As an example, the front core 5 and the back core 6 may be formed of a single member, and an extremely thin constriction portion may be provided between the front core 5 and the back core 6 as the magnetic gap portion 7. As another example, the front core 5 and the back core 6 are formed from a single member, and a magnetic gap portion 7 formed by passing a large number of holes in the radial direction is provided between the front core 5 and the back core 6. You can. Alternatively, the front core 5 and the back core 6 may be simply separated spatially. Further, in the case where at least one surface of the front core 5 or the back core 6 is subjected to a non-magnetizing process, the front core 5 and the back core 6 may be arranged so as to be in contact with each other.

フロントコア5は、軸方向一方側の端部に底部51を有している。フロントコア5の底部51には、フロントコア5の底部51をX軸方向に貫通する開口部52を設けてある。ピン9は、フロントコア5の底部51に設けられた開口部52を通り、軸方向一方側の端部がケース10から突き出るように配置される。 The front core 5 has a bottom portion 51 at one end in the axial direction. The bottom 51 of the front core 5 is provided with an opening 52 that passes through the bottom 51 of the front core 5 in the X-axis direction. The pin 9 is disposed such that it passes through an opening 52 provided in the bottom 51 of the front core 5, and one end in the axial direction protrudes from the case 10.

コア4の内側、すなわち、フロントコア5とバックコア6の内側には、プランジャ8がX軸方向に沿って往復動可能に配置されている。プランジャ8は、内部に空洞を有する円筒状でもよく、内部に空洞を有しない円柱状でもよい。プランジャ8は、鉄等の磁性を有する金属材料、すなわち、磁性材で構成されている。ボビン2、コア4およびプランジャ8は、共通の軸Oを中心として同心状に配置されている。 A plunger 8 is disposed inside the core 4, that is, inside the front core 5 and the back core 6, so as to be able to reciprocate along the X-axis direction. The plunger 8 may have a cylindrical shape with a cavity inside, or may have a cylindrical shape without a cavity inside. The plunger 8 is made of a magnetic metal material such as iron, that is, a magnetic material. The bobbin 2, core 4, and plunger 8 are arranged concentrically about a common axis O.

プランジャ8は、全体としてX軸方向に沿って外径が変化しないストレート形状である。ただし、プランジャ8は、完全なストレート形状であることは要求されず、少なくとも、後述するテーパー状傾斜面に対向する区間の外径が一定であればよい(図2B参照)。また、プランジャ8の軸方向一方側の端部は、C面カットやR面カットなどの面取り加工が施されていてもよい。つまり、「テーパー状傾斜面に対向する区間の外径が一定」とは、プランジャの端部に施される一般的な加工を排除するものではない。 The plunger 8 as a whole has a straight shape whose outer diameter does not change along the X-axis direction. However, the plunger 8 is not required to have a completely straight shape, but only needs to have a constant outer diameter at least in a section facing a tapered inclined surface, which will be described later (see FIG. 2B). Further, the end portion of the plunger 8 on one side in the axial direction may be chamfered such as a C-face cut or an R-face cut. In other words, "the outer diameter of the section facing the tapered inclined surface is constant" does not exclude general processing performed on the end of the plunger.

プランジャ8は、コイル3の通電に伴う磁力によって、軸方向一方側に向かって移動、すなわち、フロントコア5の底部51に向かって移動する。また、コイル3の通電を解除することで、コイルバネ等の不図示の付勢部材の作用によって、軸方向他方側に向かって移動、すなわち、フロントコア5の底部51から離れる方向に移動する。このプランジャ8の往復動は、ピン9を介して不図示の外部装置に伝達される。 The plunger 8 moves toward one side in the axial direction, that is, toward the bottom 51 of the front core 5, due to the magnetic force caused by the energization of the coil 3. When the coil 3 is de-energized, it moves toward the other side in the axial direction, that is, moves away from the bottom 51 of the front core 5 due to the action of a biasing member (not shown) such as a coil spring. This reciprocating motion of plunger 8 is transmitted to an external device (not shown) via pin 9.

ここで、コア4の内周面は、軸方向一方側の底部から軸方向他方側に向かって内径が漸減するテーパー状傾斜面を有している。つまり、コア4の内周面の内径は、軸方向一方側の底部が最大であり、プランジャ8の外径と略同じになるまで軸方向他方側に向かって徐々に小さくなる。本実施形態では、フロントコア5の内周面にテーパー状傾斜面55を設けてある。以下、テーパー状傾斜面55について、図2Aおよび図2Bを参照して説明する。 Here, the inner circumferential surface of the core 4 has a tapered inclined surface whose inner diameter gradually decreases from the bottom on one axial side toward the other axial side. That is, the inner diameter of the inner circumferential surface of the core 4 is maximum at the bottom on one axial side, and gradually decreases toward the other axial side until it becomes approximately the same as the outer diameter of the plunger 8. In this embodiment, a tapered inclined surface 55 is provided on the inner peripheral surface of the front core 5. The tapered inclined surface 55 will be described below with reference to FIGS. 2A and 2B.

図2Aは、プランジャ8の移動前の状態を示している。また、図2Bは、プランジャ8の移動後の状態を示している。図2Aおよび図2Bにおいて、「P1」は、X軸方向におけるプランジャ8の底面81の移動開始位置であり、ストローク開始点とも称される。また、「P2」は、X軸方向におけるプランジャ8の底面81の移動終了位置であり、ストローク終了点とも称される。図2Aおよび図2Bでは、移動開始位置P1をフロントコア5の内側面の上端に合わせてあり、移動終了位置P2をフロントコア5の内側面の下端に合わせてある FIG. 2A shows the state of the plunger 8 before it is moved. Moreover, FIG. 2B shows the state after the plunger 8 has been moved. In FIGS. 2A and 2B, "P1" is the movement start position of the bottom surface 81 of the plunger 8 in the X-axis direction, and is also referred to as the stroke start point. Moreover, "P2" is the movement end position of the bottom surface 81 of the plunger 8 in the X-axis direction, and is also referred to as the stroke end point. In FIGS. 2A and 2B, the movement start position P1 is aligned with the upper end of the inner surface of the front core 5, and the movement end position P2 is aligned with the lower end of the inner surface of the front core 5.

テーパー状傾斜面55は、例えば、フロントコア5の内周面のうち、移動開始位置P1から移動終了位置P2までの区間に設けられる。本実施形態では、フロントコア5の内周面の上端および下端と移動開始位置P1および移動終了位置P2とが一致しているので、フロントコア5の内周面の全体をテーパー状傾斜面55にしてある。一方、バックコア6は、内側面の全体をストレートに形成してある。 The tapered inclined surface 55 is provided, for example, in a section of the inner peripheral surface of the front core 5 from the movement start position P1 to the movement end position P2. In this embodiment, since the upper and lower ends of the inner peripheral surface of the front core 5 coincide with the movement start position P1 and the movement end position P2, the entire inner peripheral surface of the front core 5 is formed into a tapered inclined surface 55. There is. On the other hand, the entire inner surface of the back core 6 is formed straight.

テーパー状傾斜面55は、X軸方向に沿った長さLと、X軸に直交する方向に沿った深さDによって規定することができる。テーパー状傾斜面55の長さLは、テーパー状傾斜面55の上端と下端の間の距離である。テーパー状傾斜面55の深さDは、テーパー状傾斜面55の上端での内径φ1と、テーパー状傾斜面55の下端での内径φ2との差分である。また、テーパー状傾斜面55の傾斜角度θは、長さLと深さDによって定まる。すなわち、θ=tan-1(D/L)である。長さLと深さDの比(L:D)は、望ましくは(2:3)~(2:4)の範囲である。すなわち、L/D=1.5~2であることが望ましい。また、傾斜角度θは、望ましくは0.25°~5°の範囲である。 The tapered inclined surface 55 can be defined by a length L along the X-axis direction and a depth D along the direction perpendicular to the X-axis. The length L of the tapered inclined surface 55 is the distance between the upper end and the lower end of the tapered inclined surface 55. The depth D of the tapered inclined surface 55 is the difference between the inner diameter φ1 at the upper end of the tapered inclined surface 55 and the inner diameter φ2 at the lower end of the tapered inclined surface 55. Further, the inclination angle θ of the tapered inclined surface 55 is determined by the length L and the depth D. That is, θ=tan −1 (D/L). The ratio of length L to depth D (L:D) is preferably in the range of (2:3) to (2:4). That is, it is desirable that L/D=1.5 to 2. Further, the inclination angle θ is preferably in the range of 0.25° to 5°.

上記のようなテーパー状傾斜面55をフロントコア5に設けることで、プランジャ8が移動終了位置P2に近づいた際に、プランジャ8の底面81からフロントコア5の底部51に流れる磁束量を増加させることができる。図3Aには、比較例として、テーパー無しのフロントコア5’を用いた場合の磁束の流れを示してある。テーパー無しのフロントコア5’は、内側面の全体をストレートに形成してある。図3Bには、テーパー有りのフロントコア5を用いた場合の磁束の流れを示してある。テーパー有りのフロントコア5は、上述したようなテーパー状傾斜面55を有している。 By providing the tapered inclined surface 55 as described above on the front core 5, the amount of magnetic flux flowing from the bottom surface 81 of the plunger 8 to the bottom portion 51 of the front core 5 is increased when the plunger 8 approaches the movement end position P2. be able to. FIG. 3A shows the flow of magnetic flux when a front core 5' without a taper is used as a comparative example. The entire inner surface of the non-tapered front core 5' is formed straight. FIG. 3B shows the flow of magnetic flux when a tapered front core 5 is used. The tapered front core 5 has the tapered inclined surface 55 as described above.

図3Aおよび図3Bでは、磁束の流れを黒矢印で表現している。ここで、コイル3の通電に伴ってプランジャ8内を流れる磁束量を6gと仮定する。テーパー無しのフロントコア5’を用いた場合には、図3Aに示すように、プランジャ8の外周面からフロントコア5’の内周面に向かって4gの磁束が流れ、プランジャ8の底面からフロントコア5’の底部に向かって2gの磁束が流れる。これに対し、テーパー有りのフロントコア5を用いた場合には、図3Bに示すように、プランジャ8の外周面からフロントコア5の内周面に向かって2gの磁束が流れ、プランジャ8の底面からフロントコア5の底部に向かって4gの磁束が流れる。 In FIGS. 3A and 3B, the flow of magnetic flux is represented by black arrows. Here, it is assumed that the amount of magnetic flux flowing through the plunger 8 as the coil 3 is energized is 6 g. When a front core 5' without a taper is used, as shown in FIG. A magnetic flux of 2 g flows toward the bottom of the core 5'. On the other hand, when a tapered front core 5 is used, as shown in FIG. 3B, a magnetic flux of 2 g flows from the outer peripheral surface of the plunger 8 toward the inner peripheral surface of the front core 5, and A magnetic flux of 4 g flows from the front core 5 toward the bottom.

つまり、テーパー有りのフロントコア5を用いることで、プランジャ8が移動終了位置P2に近づくにつれて、プランジャ8の外周面とフロントコア5の内周面の間の距離が徐々に大きくなる。したがって、プランジャ8の外周面からフロントコア5の内周面に向かって流れる磁束量が減少していき、これに伴って、プランジャ8の底面からフロントコア5の底部に向かって流れる磁束量が相対的に増加することになる。 That is, by using the tapered front core 5, the distance between the outer peripheral surface of the plunger 8 and the inner peripheral surface of the front core 5 gradually increases as the plunger 8 approaches the movement end position P2. Therefore, the amount of magnetic flux flowing from the outer peripheral surface of the plunger 8 toward the inner peripheral surface of the front core 5 decreases, and as a result, the amount of magnetic flux flowing from the bottom surface of the plunger 8 toward the bottom of the front core 5 decreases. This will result in an increase in

図4には、比較のために、テーパー無しのフロントコア5’を用いた場合の吸引力特性C1と、テーパー有りのフロントコア5を用いた場合の吸引力特性C2とを示してある。図4に示すグラフにおいて、横軸はストローク位置(mm)であり、縦軸は吸引力(N)である。 For comparison, FIG. 4 shows the suction force characteristic C1 when a non-tapered front core 5' is used and the suction force characteristic C2 when a tapered front core 5 is used. In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis is the stroke position (mm), and the vertical axis is the suction force (N).

図4によれば、ストローク位置が0~2.6(mm)の区間では、テーパー無しのフロントコア5’の方がテーパー有りのフロントコア5よりも吸引力が強い。一方、ストローク位置が2.6~3.0(mm)の区間では、テーパー有りのフロントコア5の方がテーパー無しのフロントコア5’よりも吸引力が強くなっている。 According to FIG. 4, in the stroke position range of 0 to 2.6 (mm), the non-tapered front core 5' has a stronger suction force than the tapered front core 5. On the other hand, in the stroke position range of 2.6 to 3.0 (mm), the tapered front core 5 has a stronger suction force than the non-tapered front core 5'.

以上のように、図1に示すソレノイド装置1は、軸方向に沿って貫通した貫通孔を有する筒状のボビン2と、ボビン2の外周部に巻回されたコイル3と、磁性材からなり、ボビン3の貫通孔内に配置され、軸方向一方側に底部を有する筒状のコア4と、コア4の内側に配置され、コイル3の通電に伴う磁力によってコア4の底部に向かって移動する柱状又は筒状のプランジャ8とを備え、コア4の内周面は、軸方向一方側の底部から軸方向他方側に向かって内径が漸減するテーパー状傾斜面を有している。 As described above, the solenoid device 1 shown in FIG. 1 is made of a cylindrical bobbin 2 having a through hole extending in the axial direction, a coil 3 wound around the outer circumference of the bobbin 2, and a magnetic material. , a cylindrical core 4 disposed in the through hole of the bobbin 3 and having a bottom on one side in the axial direction; The inner circumferential surface of the core 4 has a tapered slope whose inner diameter gradually decreases from the bottom on one axial side toward the other axial side.

このように、内周面にテーパー状傾斜面を有するコアを用いることで、プランジャの移動終了位置の付近において、プランジャの底面からコアの底部に向かって流れる磁束量を相対的に増加させることができる。その結果、プランジャがコアの底部に近づく方向への吸引力が強められる。したがって、外乱などによって外部装置からピンを介して伝達される、吸引力とは逆方向の力に対する耐力を高めることが可能である。 In this way, by using a core with a tapered inclined surface on the inner peripheral surface, it is possible to relatively increase the amount of magnetic flux flowing from the bottom of the plunger toward the bottom of the core near the end position of the plunger. can. As a result, the suction force in the direction in which the plunger approaches the bottom of the core is strengthened. Therefore, it is possible to increase the resistance to a force in a direction opposite to the attraction force, which is transmitted via the pin from an external device due to disturbance or the like.

また、コア4は、軸方向一方側に配置されたフロントコア5と、磁気ギャップ部7を介してフロントコア5に隣り合う、軸方向他方側に配置されたバックコア6とを含み、フロントコア5の内周面にテーパー状傾斜面55を設けてある。つまり、フロントコアとバックコアを含むコアによって形成される磁気回路において、プランジャからの磁束が流れ込むフロントコア側にテーパー状傾斜面を設けてある。したがって、プランジャの底面からコアの底部に向かって流れる磁束量を効率よく増加させることができる。 Further, the core 4 includes a front core 5 disposed on one side in the axial direction, and a back core 6 disposed on the other side in the axial direction adjacent to the front core 5 via a magnetic gap part 7. A tapered inclined surface 55 is provided on the inner circumferential surface of 5. That is, in the magnetic circuit formed by the cores including the front core and the back core, a tapered inclined surface is provided on the front core side into which the magnetic flux from the plunger flows. Therefore, the amount of magnetic flux flowing from the bottom of the plunger toward the bottom of the core can be efficiently increased.

また、フロントコア5は、内周面の全体がテーパー状傾斜面55となっている。したがって、フロントコアの全域において、プランジャの外周面からフロントコアの内周面に向かって流れる磁束量を徐々に減少させながら、プランジャの底面からコアの底部に向かって流れる磁束量を相対的に増加させることができる。 Further, the entire inner peripheral surface of the front core 5 is a tapered inclined surface 55. Therefore, while gradually reducing the amount of magnetic flux flowing from the outer circumferential surface of the plunger toward the inner circumferential surface of the front core, the amount of magnetic flux flowing from the bottom surface of the plunger toward the bottom of the core is relatively increased throughout the entire area of the front core. can be done.

ここで、上記の説明では、フロントコア5の内周面の全体をテーパー状傾斜面55にしているが、これは一例に過ぎない。例えば、図5に変形例を示すように、フロントコア5の内周面における底面側の一部区間のみにテーパー状傾斜面56を設けてもよい。また、図6に別の変形例を示すように、フロントコア5の内周面の全体をテーパー状傾斜面57とすると共に、バックコア6の内周面における底面側の一部区間にもテーパー状傾斜面65を設けてもよい。つまり、ソレノイド装置のコアの内周面に対し、ソレノイド装置に求められる要件に応じた任意のテーパー状傾斜面を設けることができる。 Here, in the above description, the entire inner circumferential surface of the front core 5 is made into the tapered inclined surface 55, but this is only an example. For example, as shown in a modified example in FIG. 5, the tapered inclined surface 56 may be provided only in a portion of the bottom surface side of the inner circumferential surface of the front core 5. Further, as shown in another modification example in FIG. 6, the entire inner circumferential surface of the front core 5 is made into a tapered inclined surface 57, and a part of the inner circumferential surface of the back core 6 on the bottom side is also tapered. A shaped inclined surface 65 may be provided. In other words, any tapered inclined surface that meets the requirements of the solenoid device can be provided on the inner peripheral surface of the core of the solenoid device.

また、上記の説明では、ボビン2、コア4およびプランジャ8は、全体として円筒状または円柱状であるが、これに限定されない。例えば、ボビン2、コア4およびプランジャ8は、角筒状または角柱状であってもよい。 Furthermore, in the above description, the bobbin 2, core 4, and plunger 8 have a cylindrical or columnar shape as a whole, but are not limited to this. For example, the bobbin 2, core 4, and plunger 8 may have a prismatic tube shape or a prismatic shape.

以上、本発明に係るソレノイド装置について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ソレノイド装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、ソレノイド装置に任意の構成物が付加されていてもよい。 Although the solenoid device according to the present invention has been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited thereto, and each part constituting the solenoid device may have any configuration that can perform the same function. can be replaced with Moreover, arbitrary components may be added to the solenoid device.

1…ソレノイド装置、2…ボビン、3…コイル、4…コア、5…フロントコア、6…バックコア、7…磁気ギャップ部、8…プランジャ、9…ピン9、10…ケース、51…底部、52…開口部、55,56,57,65:テーパー状傾斜面、O…軸、P1…移動開始位置、P2…移動終了位置、L…長さ、D…深さ、φ1,φ2…内径、θ…傾斜角度

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Solenoid device, 2... Bobbin, 3... Coil, 4... Core, 5... Front core, 6... Back core, 7... Magnetic gap part, 8... Plunger, 9... Pin 9, 10... Case, 51... Bottom, 52...Opening, 55, 56, 57, 65: Tapered inclined surface, O...Axis, P1...Movement start position, P2...Movement end position, L...Length, D...Depth, φ1, φ2...Inner diameter, θ…Inclination angle

Claims (4)

軸方向に沿って貫通した貫通孔を有する筒状のボビンと、
前記ボビンの外周部に巻回されたコイルと、
磁性材からなり、前記ボビンの貫通孔内に配置され、軸方向一方側に底部を有する筒状のコアと、
前記コアの内側に配置され、前記コイルの通電に伴う磁力によって前記コアの底部に向かって移動する柱状又は筒状のプランジャとを備え、
前記コアの内周面は、軸方向一方側の前記底部から軸方向他方側に向かって内径が漸減するテーパー状傾斜面を有するソレノイド装置。
a cylindrical bobbin having a through hole extending along the axial direction;
a coil wound around the outer periphery of the bobbin;
a cylindrical core made of a magnetic material, disposed in the through hole of the bobbin, and having a bottom on one side in the axial direction;
a columnar or cylindrical plunger that is disposed inside the core and moves toward the bottom of the core by magnetic force accompanying energization of the coil;
In the solenoid device, the inner circumferential surface of the core has a tapered inclined surface whose inner diameter gradually decreases from the bottom portion on one axial side toward the other axial side.
前記コアは、前記貫通孔内の軸方向一方側に配置された第1コア部材と、磁気ギャップを介して前記第1コア部材に隣り合う、前記貫通孔内の軸方向他方側に配置された第2コア部材とを含み、
前記第1コア部材の内周面に前記テーパー状傾斜面が設けられる、請求項1に記載のソレノイド装置。
The core includes a first core member disposed on one axial side of the through hole, and a first core member disposed on the other axial side of the through hole adjacent to the first core member via a magnetic gap. a second core member;
The solenoid device according to claim 1, wherein the tapered inclined surface is provided on an inner circumferential surface of the first core member.
前記第1コア部材は、内周面の全体が前記テーパー状傾斜面である、請求項2に記載のソレノイド装置。 The solenoid device according to claim 2, wherein the first core member has an entire inner circumferential surface formed as the tapered inclined surface. 前記プランジャは、前記テーパー状傾斜面に対向する区間の外径が一定である、請求項1から3のいずれか1項に記載のソレノイド装置。

The solenoid device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plunger has a constant outer diameter in a section facing the tapered inclined surface.

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