JP3693080B2 - Linear solenoid - Google Patents

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JP3693080B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気回路の構成を改良したリニアソレノイドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、リニアソレノイドは、特開平5−126275号公報に示すように例えば油圧制御弁の駆動源として用いられている。このものは、図5に示すように、ハウジングを兼ねる筒状のヨーク70内に樹脂モールドされた筒状のコイル71を配置すると共に、このコイルの内周部に円筒状の固定鉄心72を配置し、この固定鉄心72の内周部にベアリング73を介してシャフト74を軸方向に摺動自在に挿通支持している。このシャフト74の一端は、油圧制御弁69のスプール75の端部に当接し、該シャフト74の他端には、固定鉄心72に吸引される可動鉄心76が嵌着され、該可動鉄心76の外周面がヨーク70の内周面に微小隙間を介して対向している。これにより、ヨーク70→可動鉄心76→固定鉄心72→ヨーク70の経路で磁気回路が構成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構成では、ヨーク70と可動鉄心76との間及び可動鉄心76と固定鉄心72との間の双方にエアギャップが存在するため、磁気回路の磁気抵抗がかなり大きくなり、その分、エアギャップ部分の対向面積を大きくしないと、必要な電磁吸引力(磁束通過量)を確保することができず、リニアソレノイドが大型化するという欠点がある。
【0004】
近年、図6に示すように、ヨーク77と可動鉄心78との間のエアギャップ部分の対向面積を大きくするために、ヨーク77に、コイル79の内周側に延在する筒状部77aを一体に形成し、このヨーク77の筒状部77aの内周面に可動鉄心78の外周面を微小隙間を介して対向させる構成が考えられている。このものでは、ヨーク77→筒状部77a→可動鉄心78→固定鉄心82→ヨーク77の経路で磁気回路が構成される。
【0005】
しかし、この構成では、ヨーク77と可動鉄心78との間のエアギャップ部分の対向面積を大きくするために、可動鉄心78の軸方向寸法を長くする必要があると共に、筒状部77aを介在させるためにリニアソレノイドの径寸法も大きくする必要があり、やはり、リニアソレノイドが大型化する欠点がある。
【0006】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、磁気回路の低磁気抵抗化(電磁吸引力増大)と小型化とを両立させることができるリニアソレノイドを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、筒状のヨークの内側にコイルを配置すると共に、このコイルの内側に固定鉄心を配置し、この固定鉄心の軸方向端面に可動鉄心を対向させると共に、この可動鉄心の外周面を前記ヨークの内周端面に微小隙間を介して対向させて成るリニアソレノイドにおいて、ヨークの側端面開口に磁性材料で形成した磁性カバーを取り付けると共に、この磁性カバーと可動鉄心との間の両者が対向する位置に、磁性材料で形成した磁性ばね部材を前記磁性カバーと前記可動鉄心とに磁気的に接触させるように介在させた構成としたものである。この構成では、ヨーク→エアギャップ→可動鉄心を経由する第1の磁気回路と、ヨーク→磁性カバー→磁性ばね部材→可動鉄心を経由する第2の磁気回路とが並列に設けられた構成となる。この場合、第1の磁気回路は、ヨークと可動鉄心との間にエアギャップが存在するため、磁気抵抗が比較的大きいが、磁性ばね部材側の第2の磁気回路は、磁性カバーと磁性ばね部材と可動鉄心とが互いに磁気的に接触し、エアギャップが存在しないため、磁気抵抗が極めて小さい。このため、コイルに流す電流が比較的少ない領域(低電流領域)では、磁束は、主として、エアギャップの無い磁気抵抗の小さい第2の磁気回路を通って流れる。これにより、リニアソレノイド自体の体格を大きくすることなく、低電流領域での電磁吸引力を容易に増大でき、低電流領域で理想とするリニアに近い吸引力特性を得ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をスプール弁型油圧制御弁に適用した第1の実施形態を図1乃至図3に基づいて説明する。まず、スプール弁型油圧制御弁の駆動源となるリニアソレノイド11全体の構成を図1に基づいて説明する。リニアソレノイド11のハウジングを兼ねるヨーク12は、磁性材料により円筒形に形成され、その内側には、円筒形の固定鉄心13が同心状に配置され、この固定鉄心13の左端部に一体に形成された鍔状のフランジ部13aがヨーク12の左端部にかしめ付けられている。この固定鉄心13の外周には、樹脂14で円筒状にモールド成形されたコイル15が嵌合装着され、該固定鉄心13の長さは、コイル15の左半分以上を嵌合する長さに形成されている。
【0014】
そして、コイル15の内径空洞部の右側部分には、円柱ブロック状の可動鉄心16が固定鉄心13に対向して軸方向に摺動自在に収容され、この可動鉄心16の外周面がコイル15のモールド樹脂14の内周面に微小隙間を介して対向している。モールド樹脂14の内周面には、軸方向に延びる複数本の油溝(図示せず)がモールド成形時に同時に形成され、リニアソレノイド11の内部に充填された油が可動鉄心16の摺動時に各油溝を自由に流動できるようになっている。
【0015】
また、可動鉄心16の外周面のうちのモールド樹脂14から右側に突出する部分の外周面は、ヨーク12の右端部内周に一体に形成された厚肉円環状のサイドギャップ形成部17の内周端面に微小隙間を介して対向している。これにより、ヨーク12と可動鉄心16との間に、ヨーク12→サイドギャップ形成部17→エアギャップ→可動鉄心16の経路で第1の磁気回路が構成される。
【0016】
上記可動鉄心16の右端面中心部には、段付き円柱状のボス部16aが一体に形成され、このボス部16aが弾性を有する磁性材料(例えばSUS420等)により形成された磁性の板ばね18の中心に固定されている。この板ばね18は、図2に示すように、中心部18aの回りに複数の開口部18bを打ち抜くことで、外周円環部18cと中心部18aとを複数本のばね片部18dで連結した形状となっており、中心部18aには取付孔18eが打ち抜き形成されている。そして、組付時には、板ばね18の取付孔18eに可動鉄心16のボス部16aの先端小径部を嵌め込んだ状態で、該ボス部16aの先端小径部に磁性材料製のワッシャ16b(図1参照)を嵌め込んで、該ボス部16aの先端小径部をかしめることで、可動鉄心16のボス部16aを磁性の板ばね18の中心に固定している。
【0017】
この磁性の板ばね18の外周円環部18cは、ヨーク12の右端縁と、非磁性材料(例えばSUS304等)により形成されたカバー19との間に挟み付けられた状態でヨーク12の右端部にかしめにより固定されている。これにより、ヨーク12と可動鉄心16との間に、ヨーク12→磁性の板ばね18→可動鉄心16の経路で第2の磁気回路が構成され、この第2の磁気回路が前述した第1の磁気回路(ヨーク12→サイドギャップ形成部17→エアギャップ→可動鉄心16)と並列に設けられている。
【0018】
一方、可動鉄心16の左側面中心部に形成された穴部20に、非磁性材料(例えばSUS304等)により形成されたシャフト21が圧入固定され、このシャフト21が固定鉄心13の内径中空部に軸受部材22を介して軸方向(左右方向)にスライド自在に挿通され、このシャフト21の先端が固定鉄心13から左側に少量突出している。
【0019】
次に、固定鉄心13と可動鉄心16との吸引面の形状を説明する。固定鉄心13の可動鉄心16側の端面に円形の凹部23が同心状に形成され、この凹部23を取り囲む円環状凸部の端面に環状吸引面24が形成されている。この環状吸引面24は、固定鉄心13の端面外周部全周に同一幅で形成されている。
【0020】
これに対応して、可動鉄心16のうちの固定鉄心13側の部分に、凹部23に出入り可能なテーパ吸引面25が該凹部23と同心状に形成されている。この可動鉄心16の外周部には、テーパ吸引面25の最大径の位置に段差面26が形成され、この段差面26が環状吸引面24に対向している。この段差面26は、可動鉄心16の外周部全周に同一幅で形成されている。更に、可動鉄心16の固定鉄心13側の端面には、真鍮等の非磁性材料で形成された非磁性スペーサ27が固着されている。
【0021】
この場合、環状吸引面24と段差面26との間のギャップが非磁性スペーサ27と凹部23の底面との間のギャップよりも大きくなるように設定されている。これにより、非磁性スペーサ27は、可動鉄心16の左方向への移動を規制するストッパとして機能すると共に、最大吸引時に可動鉄心16の段差面26やテーパ吸引面25が環状吸引面24に当接することを防ぎ、可動鉄心16が固定鉄心13に吸着保持されることを防止する役割も果たす。
【0022】
尚、コイル15のモールド樹脂14には、コネクタハウジング29が一体成形され、このコネクタハウジング29にインサート成形されたターミナル28とコイル15とが電気的に接続されている。
【0023】
以上のように構成されたリニアソレノイド11の左端面には、スプール弁30が組み付けられている。以下、このスプール弁30の構成を説明する。スプール弁30は、アルミダイキャストにより円筒状に形成されたスリーブ31内にスプール32を摺動可能に収納して構成したものである。そして、スリーブ31の右端部がリニアソレノイド11のヨーク12の左端部にかしめ付けられ、スプール32の右端がリニアソレノイド11のシャフト21の左端に当接している。スリーブ31には、右側から順番に、ドレンポート34、出力ポート35、入力ポート36、フィードバックポート37が形成されている。
【0024】
一方、スプール32には、第1及び第2の大径部38,39が形成され、各大径部38,39の外周面とスリーブ31の内周面との間に微小の環状隙間(クリアランス)が形成されている。そして、スプール32が軸方向に移動すると、油圧源から供給される作動油が入力ポート36から出力ポート35へ流れる環状隙間の長さと、出力ポート35からドレンポート34へ流れる環状隙間の長さとの比率が変化し、その結果、出力ポート35から流出する作動油の出力圧力が変化する。
【0025】
一方、スリーブ31の左端部には、リターンスプリング44を収納するスプリング収納室43が左端面を開口するように形成され、このスプリング収納室43の開口部に調整ねじ45を螺合することで、スプリング収納室43の左端面開口が封止されている。この調整ねじ45とスプール32との間には、リターンスプリング44が装着され、このリターンスプリング44の弾発力によってスプール32がリニアソレノイド11側(右側)に付勢され、それによって該スプール32の右端がシャフト21の左端に当接した状態に保持されている。
【0026】
以上説明した第1の実施形態では、可動鉄心16とシャフト21をスプール弁30側に付勢する板ばね18を磁性材料で形成し、この磁性の板ばね18に可動鉄心16を取り付けたので、ヨーク12と可動鉄心16との間の磁気回路は、ヨーク12→サイドギャップ形成部17→エアギャップ→可動鉄心16を経由する第1の磁気回路と、ヨーク12→磁性の板ばね18→可動鉄心16を経由する第2の磁気回路とが並列に設けられた構成となる。この場合、第1の磁気回路は、従来と同じく、ヨーク12のサイドギャップ形成部17と可動鉄心16との間にエアギャップが存在するため、磁気抵抗が比較的大きいが、磁性の板ばね18側の第2の磁気回路は、ヨーク12と磁性の板ばね18と可動鉄心16が互いに接触し、エアギャップが存在しないため、磁気抵抗が極めて小さい。このため、コイル15に流す電流が比較的少ない領域(低電流領域)では、磁束は、磁性の板ばね18側の第2の磁気回路をも通って流れる。従って、低電流領域では、第2の磁気回路(ヨーク12→磁性の板ばね18→可動鉄心16)→固定鉄心16→フランジ部13a→ヨーク12の経路での磁束が追加して流れ、可動鉄心16と固定鉄心16との間に磁束通過量に応じた電磁吸引力が働く。
【0027】
ところで、従来(図5、図6)の構成でも、固定鉄心や可動鉄心の径寸法や軸方向寸法を大きくして、エアギャップ部分の対向面積を増加させれば、図3に示すように、電磁吸引力を増加することができる。しかし、この場合には、リニアソレノイドが大型化する欠点がある。しかも、微妙な電磁吸引力の調整を行う際に要求される低電流領域での電磁吸引力特性のリニアリティ(直線性)が不足し、制御特性を改善することができない。
【0028】
これに対し、本実施形態では、低電流領域では、エアギャップの無い板ばね18側の第2の磁気回路で磁束が追加されるため、低電流領域での磁束通過量を従来より増加させることができる。これにより、リニアソレノイド11自体の体格を大きくすることなく、低電流領域での電磁吸引力を容易に増大できて、低電流領域で理想とするリニアに近い吸引力特性を得ることができ、制御特性向上とリニアソレノイド11の小型化とを両立させることができる。
【0029】
一方、図6に示す従来構成では、コイル79と可動鉄心78との間にヨークの筒状部77aを介在させるスペースが必要となり、これがリニアソレノイドの径寸法の大型化を招く原因となる。これを避けるために、可動鉄心78を小径化して筒状部77aのスペースを確保すると、可動鉄心78と固定鉄心82とのエアギャップ部分の対向面積が減少してしまい、このエアギャップ部分の磁気抵抗が大きくなって電磁吸引力が減少してしまう。
【0030】
これに対し、本実施形態では、板ばね18側の第2の磁気回路が存在するため、その分、第1の磁気回路(ヨーク12→サイドギャップ形成部17→エアギャップ→可動鉄心16)を通過させる磁束が少なくて済む。従って、コイル15と可動鉄心16との間にヨーク12の一部を介在させる必要がなく、図1に示すように、可動鉄心16の外周面をコイル15のモールド樹脂14の内周面に微小隙間を介して対向させることができる。これにより、リニアソレノイド11の径寸法を大きくすることなく、可動鉄心16と固定鉄心13とのエアギャップ部分の対向面積を増加させることができて、このエアギャップ部分の磁気抵抗も小さくでき、これも電磁吸引力の増大につながる。
【0031】
一方、図4に示す本発明の第2の実施形態では、可動鉄心16を支持する板ばね60を非磁性材料(例えばSUS304等)により形成し、その代りに、カバー61を磁性材料(例えばSUS420等)により形成すると共に、この磁性カバー61と可動鉄心16のボス部16aとの間の両者が対向する位置に、磁性材料で形成したスプリング等の磁性ばね部材62を磁性カバー61と可動鉄心16とに磁気的に接触させるように介在させ、これら磁性カバー61と可動鉄心16とを磁性ばね部材62で磁気的に短絡させている。可動鉄心16と板ばね60との固定方法や、板ばね60と磁性カバー61をヨーク12に固定する方法は、前述した第1の実施形態と同じである。その他の構成も、前述した第1の実施形態と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。
【0032】
この第2の実施形態では、磁性カバー61と磁性ばね部材62とが前述した第1の実施形態の磁性の板ばね18と同じ磁気的な役割を果たし、第2の磁気回路がヨーク12→磁性カバー61→磁性ばね部材62→可動鉄心16の経路で構成される。これにより、エアギャップの無い磁性カバー61側の第2の磁気回路にも磁束が流れ、前述した第1の実施形態と同じ作用・効果が得られる。
【0033】
この場合、磁性ばね部材62と可動鉄心16のボス部16aとは、磁気的に接触していれば良い。ここで、磁気的に接触とは、両者が直に接触する場合の他、可動鉄心16のボス部16aにかしめ付けられた磁性のワッシャ16bに磁性ばね部材62を接触させることで、磁性ばね部材62と可動鉄心16とを磁性のワッシャ16bで磁気的に短絡させるようにしても良い。
【0034】
尚、本発明のリニアソレノイドは、油圧制御弁の駆動源として用いる場合に限定されず、軸方向位置の微調整を必要とする種々の装置の駆動源として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示すスプール弁型油圧制御弁の縦断正面図
【図2】磁性の板ばねの正面図
【図3】電磁吸引力と電流との関係を示す特性図
【図4】本発明の第2の実施形態を示す主要部の拡大縦断正面図
【図5】従来のスプール弁型油圧制御弁の縦断正面図
【図6】従来の他の例を示すスプール弁型油圧制御弁の縦断正面図
【符号の説明】
11…リニアソレノイド、12…ヨーク、13…固定鉄心、13a…フランジ部、14…モールド樹脂、15…コイル、16…可動鉄心、16a…ボス部、17…サイドギャップ形成部、18…磁性の板ばね、21…シャフト、23…凹部、24…環状吸引面、25…テーパ吸引面、26…段差面、27…非磁性スペーサ、30…スプール弁、31…スリーブ、32…スプール、60…非磁性の板ばね、61…磁性カバー、62…磁性ばね部材。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear solenoid having an improved magnetic circuit configuration.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a linear solenoid has been used as a drive source of, for example, a hydraulic control valve as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-126275. As shown in FIG. 5, a cylindrical coil 71 resin-molded is arranged in a cylindrical yoke 70 that also serves as a housing, and a cylindrical fixed iron core 72 is arranged on the inner periphery of the coil. A shaft 74 is inserted into and supported by the inner periphery of the fixed iron core 72 through a bearing 73 so as to be slidable in the axial direction. One end of the shaft 74 is in contact with the end of the spool 75 of the hydraulic control valve 69, and the other end of the shaft 74 is fitted with a movable iron core 76 that is attracted to the fixed iron core 72. The outer peripheral surface is opposed to the inner peripheral surface of the yoke 70 through a minute gap. As a result, a magnetic circuit is constituted by a path of the yoke 70 → the movable iron core 76 → the fixed iron core 72 → the yoke 70.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional configuration, since an air gap exists between both the yoke 70 and the movable iron core 76 and between the movable iron core 76 and the fixed iron core 72, the magnetic resistance of the magnetic circuit is considerably increased. If the facing area of the air gap portion is not increased, a necessary electromagnetic attractive force (magnetic flux passage amount) cannot be ensured, and there is a disadvantage that the linear solenoid is enlarged.
[0004]
In recent years, as shown in FIG. 6, in order to increase the facing area of the air gap portion between the yoke 77 and the movable iron core 78, a cylindrical portion 77 a extending on the inner peripheral side of the coil 79 is provided on the yoke 77. A configuration is considered in which the outer peripheral surface of the movable iron core 78 is opposed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 77a of the yoke 77 through a minute gap. In this device, a magnetic circuit is constituted by a path of yoke 77 → cylindrical portion 77a → movable iron core 78 → fixed iron core 82 → yoke 77.
[0005]
However, in this configuration, in order to increase the facing area of the air gap portion between the yoke 77 and the movable iron core 78, it is necessary to increase the axial dimension of the movable iron core 78, and the cylindrical portion 77a is interposed. Therefore, it is necessary to increase the diameter of the linear solenoid, and there is a drawback that the linear solenoid is increased in size.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances. Accordingly, the object of the present invention is to provide a linear solenoid capable of achieving both reduction in magnetic resistance (increase in electromagnetic attraction force) and reduction in size of a magnetic circuit. There is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
[0012]
In the present invention, a coil is arranged inside a cylindrical yoke, a fixed iron core is arranged inside the coil, a movable iron core is opposed to an axial end surface of the fixed iron core, and an outer peripheral surface of the movable iron core is arranged. In the linear solenoid configured to face the inner peripheral end face of the yoke through a minute gap, a magnetic cover formed of a magnetic material is attached to the opening of the side end face of the yoke, and both the magnetic cover and the movable iron core face each other. In this position, a magnetic spring member made of a magnetic material is interposed so as to be in magnetic contact with the magnetic cover and the movable iron core. In this configuration, the first magnetic circuit via the yoke → air gap → movable iron core and the second magnetic circuit via the yoke → magnetic cover → magnetic spring member → movable iron core are provided in parallel. . In this case, since the first magnetic circuit has an air gap between the yoke and the movable iron core, the magnetic resistance is relatively large. However, the second magnetic circuit on the magnetic spring member side includes the magnetic cover and the magnetic spring. Since the member and the movable iron core are in magnetic contact with each other and there is no air gap, the magnetic resistance is extremely small. For this reason, in the region where the current flowing through the coil is relatively small (low current region), the magnetic flux mainly flows through the second magnetic circuit having no air gap and having a small magnetic resistance. Thereby, the electromagnetic attraction force in the low current region can be easily increased without increasing the size of the linear solenoid itself, and an ideal attraction force characteristic close to the linear can be obtained in the low current region.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a spool valve type hydraulic control valve will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the entire linear solenoid 11 serving as a drive source for the spool valve type hydraulic control valve will be described with reference to FIG. A yoke 12 that also serves as a housing of the linear solenoid 11 is formed in a cylindrical shape by a magnetic material, and a cylindrical fixed iron core 13 is concentrically disposed on the inside thereof, and is integrally formed at the left end portion of the fixed iron core 13. A flange-like flange portion 13 a is caulked to the left end portion of the yoke 12. A coil 15 molded in a cylindrical shape with a resin 14 is fitted and mounted on the outer periphery of the fixed core 13, and the length of the fixed core 13 is formed to fit over the left half of the coil 15. Has been.
[0014]
A cylindrical block-shaped movable iron core 16 is accommodated in the right side portion of the inner diameter cavity of the coil 15 so as to be slidable in the axial direction so as to face the fixed iron core 13. It faces the inner peripheral surface of the mold resin 14 through a minute gap. A plurality of oil grooves (not shown) extending in the axial direction are formed simultaneously on the inner peripheral surface of the mold resin 14 at the time of molding, and the oil filled in the linear solenoid 11 is moved when the movable iron core 16 slides. Each oil groove can flow freely.
[0015]
The outer peripheral surface of the outer peripheral surface of the movable iron core 16 that protrudes to the right from the mold resin 14 is the inner periphery of the thick annular ring-shaped side gap forming portion 17 integrally formed on the inner periphery of the right end of the yoke 12. It faces the end face through a minute gap. As a result, a first magnetic circuit is formed between the yoke 12 and the movable iron core 16 by a path of the yoke 12 → the side gap forming portion 17 → the air gap → the movable iron core 16.
[0016]
A stepped columnar boss 16a is integrally formed at the center of the right end surface of the movable iron core 16, and the boss 16a is a magnetic leaf spring 18 formed of an elastic magnetic material (for example, SUS420). It is fixed at the center. As shown in FIG. 2, the leaf spring 18 is formed by punching a plurality of openings 18b around a center portion 18a, thereby connecting the outer ring portion 18c and the center portion 18a with a plurality of spring pieces 18d. The mounting hole 18e is punched and formed in the center portion 18a. At the time of assembly, a washer 16b (FIG. 1) made of a magnetic material is fitted to the tip small diameter portion of the boss portion 16a in a state where the tip small diameter portion of the boss portion 16a of the movable iron core 16 is fitted in the mounting hole 18e of the leaf spring 18. The boss portion 16a of the movable iron core 16 is fixed to the center of the magnetic leaf spring 18 by fitting the reference portion) and caulking the small diameter portion of the boss portion 16a.
[0017]
The outer peripheral annular portion 18c of the magnetic leaf spring 18 is a right end portion of the yoke 12 in a state of being sandwiched between a right end edge of the yoke 12 and a cover 19 formed of a nonmagnetic material (for example, SUS304). It is fixed by caulking. As a result, a second magnetic circuit is formed between the yoke 12 and the movable iron core 16 by a path of the yoke 12 → the magnetic leaf spring 18 → the movable iron core 16, and this second magnetic circuit is the first magnetic circuit described above. The magnetic circuit (yoke 12 → side gap forming part 17 → air gap → movable iron core 16) is provided in parallel.
[0018]
On the other hand, a shaft 21 formed of a non-magnetic material (for example, SUS304) is press-fitted and fixed in a hole 20 formed in the central portion of the left side surface of the movable iron core 16. The shaft 21 is slidably inserted in the axial direction (left-right direction) through the bearing member 22, and the tip of the shaft 21 protrudes from the fixed iron core 13 to the left by a small amount.
[0019]
Next, the shape of the suction surfaces of the fixed iron core 13 and the movable iron core 16 will be described. A circular recess 23 is formed concentrically on the end surface of the fixed core 13 on the movable core 16 side, and an annular suction surface 24 is formed on the end surface of the annular projection surrounding the recess 23. The annular suction surface 24 is formed with the same width on the entire outer periphery of the end surface of the fixed iron core 13.
[0020]
Correspondingly, a tapered suction surface 25 that can enter and exit the recess 23 is formed concentrically with the recess 23 at a portion of the movable iron core 16 on the fixed core 13 side. A stepped surface 26 is formed at the position of the maximum diameter of the tapered suction surface 25 on the outer peripheral portion of the movable iron core 16, and the stepped surface 26 faces the annular suction surface 24. The step surface 26 is formed with the same width on the entire outer periphery of the movable iron core 16. Further, a nonmagnetic spacer 27 made of a nonmagnetic material such as brass is fixed to the end surface of the movable iron core 16 on the fixed iron core 13 side.
[0021]
In this case, the gap between the annular suction surface 24 and the step surface 26 is set to be larger than the gap between the nonmagnetic spacer 27 and the bottom surface of the recess 23. Thereby, the nonmagnetic spacer 27 functions as a stopper for restricting the leftward movement of the movable iron core 16, and the stepped surface 26 and the taper suction surface 25 of the movable iron core 16 abut against the annular suction surface 24 at the time of maximum suction. This also prevents the movable iron core 16 from being adsorbed and held by the fixed iron core 13.
[0022]
Note that a connector housing 29 is integrally formed with the mold resin 14 of the coil 15, and a terminal 28 insert-molded into the connector housing 29 and the coil 15 are electrically connected.
[0023]
A spool valve 30 is assembled to the left end surface of the linear solenoid 11 configured as described above. Hereinafter, the configuration of the spool valve 30 will be described. The spool valve 30 is configured by slidably storing a spool 32 in a sleeve 31 formed into a cylindrical shape by aluminum die casting. The right end of the sleeve 31 is caulked to the left end of the yoke 12 of the linear solenoid 11, and the right end of the spool 32 is in contact with the left end of the shaft 21 of the linear solenoid 11. In the sleeve 31, a drain port 34, an output port 35, an input port 36, and a feedback port 37 are formed in order from the right side.
[0024]
On the other hand, the spool 32 is formed with first and second large diameter portions 38, 39, and a minute annular gap (clearance) is formed between the outer peripheral surface of each large diameter portion 38, 39 and the inner peripheral surface of the sleeve 31. ) Is formed. When the spool 32 moves in the axial direction, the length of the annular gap where hydraulic oil supplied from the hydraulic source flows from the input port 36 to the output port 35 and the length of the annular gap where the hydraulic fluid supplied from the output port 35 flows to the drain port 34. As a result, the output pressure of the hydraulic oil flowing out from the output port 35 changes.
[0025]
On the other hand, a spring storage chamber 43 for storing the return spring 44 is formed at the left end portion of the sleeve 31 so as to open the left end surface, and an adjustment screw 45 is screwed into the opening portion of the spring storage chamber 43. The opening of the left end surface of the spring storage chamber 43 is sealed. A return spring 44 is mounted between the adjusting screw 45 and the spool 32, and the spool 32 is biased toward the linear solenoid 11 (right side) by the elastic force of the return spring 44. The right end is held in contact with the left end of the shaft 21.
[0026]
In the first embodiment described above, the leaf spring 18 that urges the movable iron core 16 and the shaft 21 toward the spool valve 30 is formed of a magnetic material, and the movable iron core 16 is attached to the magnetic leaf spring 18. The magnetic circuit between the yoke 12 and the movable iron core 16 includes a first magnetic circuit that passes through the yoke 12 → the side gap forming portion 17 → the air gap → the movable iron core 16, and the yoke 12 → the magnetic leaf spring 18 → the movable iron core. The second magnetic circuit via 16 is provided in parallel. In this case, in the first magnetic circuit, since an air gap exists between the side gap forming portion 17 of the yoke 12 and the movable iron core 16 as in the prior art, the magnetic resistance is relatively large. In the second magnetic circuit on the side, the yoke 12, the magnetic leaf spring 18 and the movable iron core 16 are in contact with each other, and there is no air gap, so the magnetic resistance is extremely small. For this reason, in a region where the current flowing through the coil 15 is relatively small (low current region), the magnetic flux flows through the second magnetic circuit on the magnetic leaf spring 18 side. Accordingly, in the low current region, the magnetic flux in the path of the second magnetic circuit (yoke 12 → magnetic leaf spring 18 → movable iron core 16) → fixed iron core 16 → flange portion 13a → yoke 12 flows and flows. An electromagnetic attractive force corresponding to the amount of magnetic flux passing acts between 16 and the fixed iron core 16.
[0027]
By the way, even in the conventional configuration (FIGS. 5 and 6), if the diameter and axial dimensions of the fixed iron core and the movable iron core are increased to increase the facing area of the air gap portion, as shown in FIG. The electromagnetic attractive force can be increased. However, in this case, there is a drawback that the linear solenoid becomes larger. In addition, the linearity (linearity) of the electromagnetic attractive force characteristic in the low current region required when performing fine adjustment of the electromagnetic attractive force is insufficient, and the control characteristic cannot be improved.
[0028]
On the other hand, in the present embodiment, in the low current region, the magnetic flux is added by the second magnetic circuit on the leaf spring 18 side without the air gap. Can do. Thereby, without increasing the size of the linear solenoid 11 itself, the electromagnetic attractive force in the low current region can be easily increased, and an ideal linear attractive force characteristic can be obtained in the low current region. It is possible to achieve both improvement in characteristics and miniaturization of the linear solenoid 11.
[0029]
On the other hand, in the conventional configuration shown in FIG. 6, a space for interposing the tubular portion 77a of the yoke between the coil 79 and the movable iron core 78 is required, which causes an increase in the diameter of the linear solenoid. In order to avoid this, when the diameter of the movable iron core 78 is reduced to secure the space of the cylindrical portion 77a, the facing area of the air gap portion between the movable iron core 78 and the fixed iron core 82 is reduced, and the magnetism of the air gap portion is reduced. The resistance increases and the electromagnetic attractive force decreases.
[0030]
On the other hand, in this embodiment, since the second magnetic circuit on the leaf spring 18 side exists, the first magnetic circuit (yoke 12 → side gap forming portion 17 → air gap → movable iron core 16) is correspondingly provided. Less magnetic flux to pass through. Therefore, there is no need to interpose part of the yoke 12 between the coil 15 and the movable iron core 16, and the outer circumferential surface of the movable iron core 16 is minutely placed on the inner circumferential surface of the mold resin 14 of the coil 15 as shown in FIG. It can be made to oppose through a clearance gap. Thus, the facing area of the air gap portion between the movable iron core 16 and the fixed iron core 13 can be increased without increasing the diameter of the linear solenoid 11, and the magnetic resistance of the air gap portion can be reduced. Will also lead to an increase in electromagnetic attraction.
[0031]
On the other hand, in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the leaf spring 60 that supports the movable iron core 16 is formed of a nonmagnetic material (for example, SUS304), and instead, the cover 61 is formed of a magnetic material (for example, SUS420). and forming a like), the position where both are opposed between the boss portion 16a of the magnetic cover 61 and the movable core 16, the magnetic spring member 62 magnetic cover 61 and the movable core 16, such as a spring formed of a magnetic material The magnetic cover 61 and the movable iron core 16 are magnetically short-circuited by a magnetic spring member 62. The method for fixing the movable iron core 16 and the leaf spring 60 and the method for fixing the leaf spring 60 and the magnetic cover 61 to the yoke 12 are the same as in the first embodiment described above. Other configurations are also the same as those of the first embodiment described above, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
[0032]
In the second embodiment, the magnetic cover 61 and the magnetic spring member 62 play the same magnetic role as the magnetic leaf spring 18 of the first embodiment described above, and the second magnetic circuit is replaced by the yoke 12 → magnetic. It is constituted by a path of the cover 61 → the magnetic spring member 62 → the movable iron core 16. As a result, the magnetic flux also flows through the second magnetic circuit on the magnetic cover 61 side without the air gap, and the same operation and effect as the first embodiment described above can be obtained.
[0033]
In this case, the magnetic spring member 62 and the boss portion 16a of the movable iron core 16 may be in magnetic contact. Here, the magnetic contact means that the magnetic spring member 62 is brought into contact with the magnetic washer 16b that is caulked to the boss portion 16a of the movable iron core 16 in addition to the case where both are in direct contact with each other. 62 and the movable iron core 16 may be magnetically short-circuited by a magnetic washer 16b.
[0034]
The linear solenoid of the present invention is not limited to use as a drive source for a hydraulic control valve, and can be used as a drive source for various devices that require fine adjustment of the axial position.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal front view of a spool valve type hydraulic control valve showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of a magnetic leaf spring. FIG. 3 is a characteristic showing a relationship between electromagnetic attraction force and current. FIG. 4 is an enlarged vertical front view of the main part showing a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a vertical front view of a conventional spool valve type hydraulic control valve. Vertical view of valve-type hydraulic control valve [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Linear solenoid, 12 ... York, 13 ... Fixed iron core, 13a ... Flange part, 14 ... Mold resin, 15 ... Coil, 16 ... Movable iron core, 16a ... Boss part, 17 ... Side gap formation part, 18 ... Magnetic board Spring, 21 ... Shaft, 23 ... Recess, 24 ... Annular suction surface, 25 ... Tapered suction surface, 26 ... Stepped surface, 27 ... Non-magnetic spacer, 30 ... Spool valve, 31 ... Sleeve, 32 ... Spool, 60 ... Non-magnetic Leaf spring, 61 ... magnetic cover, 62 ... magnetic spring member.

Claims (1)

筒状のヨークの内側にコイルを配置すると共に、このコイルの内側に固定鉄心を配置し、この固定鉄心の軸方向端面に可動鉄心を対向させると共に、この可動鉄心の外周面を前記ヨークの内周端面に微小隙間を介して対向させて成るリニアソレノイドにおいて、
前記ヨークの側端面開口に磁性材料で形成した磁性カバーを取り付けると共に、この磁性カバーと前記可動鉄心との間の両者が対向する位置に、磁性材料で形成したばね部材を前記磁性カバーと前記可動鉄心とに磁気的に接触させるように介在させたことを特徴とするリニアソレノイド。
A coil is arranged inside the cylindrical yoke, a fixed iron core is arranged inside the coil, the movable iron core is opposed to the axial end surface of the fixed iron core, and the outer peripheral surface of the movable iron core is arranged inside the yoke. In a linear solenoid that is opposed to the peripheral end face through a minute gap,
The side end face opening is attached a magnetic cover which is formed of a magnetic material of the yoke, at a position where both are opposed between the magnetic cover and the movable iron core, the movable spring member formed of a magnetic material and the magnetic cover A linear solenoid characterized by being interposed so as to be in magnetic contact with an iron core .
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