JP5205008B2 - Flat electromagnetic actuator - Google Patents

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Description

本発明は、アクチュエータ本体部の径方向の寸法に対して軸方向の長さを短縮した薄肉の扁平型電磁アクチュエータに関する。   The present invention relates to a thin flat electromagnetic actuator having a reduced axial length with respect to a radial dimension of an actuator body.

従来から、ソレノイドコイルの励磁作用下に発生する電磁力によって可動鉄心を固定鉄心に吸引することにより、弁体を変位させる電磁弁が用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electromagnetic valve that displaces a valve element by attracting a movable iron core to a fixed iron core by an electromagnetic force generated under the excitation action of a solenoid coil has been used.

この種の電磁弁として、本出願人は、例えば、特許文献1に示されるように、可動コアの環状突起部の外周面とハウジングの底部壁面とが部分的に重なり合う位置関係に設定されることにより、可動コアに対する吸引力を向上させつつ、小型化することが可能なリニアソレノイドバルブを提案している。
特開2005−317939号公報(段落0005〜0009、図3)
As this type of solenoid valve, the applicant of the present invention sets the positional relationship in which the outer peripheral surface of the annular protrusion of the movable core and the bottom wall surface of the housing partially overlap, for example, as shown in Patent Document 1. Thus, a linear solenoid valve that can be reduced in size while improving the suction force to the movable core is proposed.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-317939 (paragraphs 0005 to 0009, FIG. 3)

ところで、本出願人の提案に係る前記リニアソレノイドバルブや従来から公知の電磁アクチュエータでは、アクチュエータ本体部及びコイル巻線部が径方向に対して軸方向に長い円筒形状からなる軸方向作動型電磁アクチュエータで構成されているのが、一般的である。これは、電磁アクチュエータを構成するソレノイド部におけるコイルの巻線数が、径方向に増大させた場合と比較して軸方向に増大させた方が巻回量を多くすることができて、磁気吸引力を向上させることができるためである。   By the way, in the linear solenoid valve and the conventionally known electromagnetic actuator according to the applicant's proposal, the axially actuated electromagnetic actuator in which the actuator main body and the coil winding portion are formed in a cylindrical shape that is long in the axial direction with respect to the radial direction. It is generally composed of This is because the amount of winding can be increased by increasing the number of windings of the coil in the solenoid part constituting the electromagnetic actuator in the axial direction as compared with the case where the number of windings is increased in the radial direction. This is because the power can be improved.

しかしながら、近年、例えば、高さ方向(電磁アクチュエータの移動子の変位方向)が制限された環境で好適に使用することができると共に、レイアウトの自由度を向上させるために、軸方向作動型電磁アクチュエータにおいてアクチュエータ本体部及びコイル巻線部が軸方向に短縮された薄型で扁平の電磁アクチュエータが希求されている。   However, in recent years, for example, an axially actuated electromagnetic actuator can be suitably used in an environment where the height direction (the displacement direction of the moving element of the electromagnetic actuator) is limited, and to improve the degree of layout freedom. Therefore, there is a need for a thin and flat electromagnetic actuator in which the actuator body and the coil winding portion are shortened in the axial direction.

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、軸方向作動型電磁アクチュエータであって、従来と同等の磁気吸引力を得ることができ、しかも、アクチュエータ本体部の径方向に対する軸方向の長さを短縮して薄型化を達成することが可能な扁平型電磁アクチュエータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and is an axially actuated electromagnetic actuator, which can obtain a magnetic attraction force equivalent to that of the prior art, and is axial in the radial direction of the actuator body. An object of the present invention is to provide a flat electromagnetic actuator capable of reducing the length of the actuator and achieving a reduction in thickness.

前記の目的を達成するために、本発明は、アクチュエータ本体部と、前記アクチュエータ本体部内に配設され、コイルボビンに巻回されたコイルが積層されて構成される扁平なコイル積層体と、前記コイルに対する通電作用下に吸引テーパ部側に向かって吸引され、肉薄な平板部と内部に縦断面テーパ状の凹部が形成された環状突起部とからなる可動コアと、前記可動コアに設けられ、該可動コアと一体的に変位する移動子と、前記移動子を該移動子の軸方向に変位可能に軸支する軸受け部材と、前記可動コアの凹部に臨み、前記軸受け部材を保持する突出支持部と、前記可動コアに形成された環状突起部を囲繞する円筒状ヨークと、を備え、前記移動子、前記軸受け部材、前記突出支持部、前記可動コアの環状突起部、前記円筒状ヨーク及び前記コイル積層体は、それぞれ同一平面上に位置するように設けられると共に、前記移動子を中心としてそれぞれ半径外方向に向かって順に連設され、前記同一平面は、前記移動子の変位方向と直交する横断面からなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an actuator main body, a flat coil laminate that is formed by laminating coils wound around a coil bobbin and disposed in the actuator main body, and the coil. energization is sucked toward the suction taper portion under the action, a movable core consisting of an annular protruding portion longitudinal sectional tapered recess formed therein and thin flat plate portion, provided on the movable core against, the A mover that is integrally displaced with the movable core, a bearing member that supports the mover so as to be displaceable in the axial direction of the mover, and a protruding support portion that faces the recess of the movable core and holds the bearing member And a cylindrical yoke surrounding an annular protrusion formed on the movable core, the moving element, the bearing member, the protruding support, the annular protrusion of the movable core, the cylindrical yoke and The coil stacks are provided so as to be positioned on the same plane, and are successively arranged in the radially outward direction around the moving element, and the same plane is orthogonal to the displacement direction of the moving element. It is characterized by comprising a transverse section.

本発明によれば、移動子を中心として、軸受け部材、突出支持部、可動コアの環状突起部、円筒状ヨーク及びコイル積層体がそれぞれ半径外方向に沿って順に同一平面(移動子の変位方向と直交する横断面)上に配置され、これらの構成要素は、それぞれ径方向に沿って連設される。   According to the present invention, the bearing member, the projecting support portion, the annular protrusion of the movable core, the cylindrical yoke, and the coil stack are arranged in the same plane along the radially outward direction (the displacement direction of the slider). These components are connected in the radial direction, respectively.

従って、本発明では、径方向に沿ったこのような配置構成を採用することにより、各構成要素が軸方向に沿って延在することが極力抑制され、軸方向の長さが短縮された薄肉の扁平型電磁アクチュエータを得ることができる。この結果、本発明では、例えば、障害物等との関係で高さ方向のスペースが制限された設置環境であっても好適に使用することができ、レイアウトの自由度を向上させることができる。   Therefore, in the present invention, by adopting such an arrangement configuration along the radial direction, it is possible to suppress each component from extending along the axial direction as much as possible and to reduce the axial length. The flat electromagnetic actuator can be obtained. As a result, in the present invention, for example, even in an installation environment in which a space in the height direction is limited in relation to an obstacle or the like, it can be used suitably, and the degree of freedom in layout can be improved.

また、本発明によれば、可動コアの環状突起部に、例えば、縦断面テーパ状の凹部を設けることによって磁束密度が高まり強い磁気吸引力を得ることができるため、軸方向が短縮された扁平型のコイル積層体を形成した場合であっても、従来と同等の磁気吸引力を得ることができる。   In addition, according to the present invention, for example, by providing a concave portion having a tapered longitudinal section on the annular protrusion of the movable core, the magnetic flux density can be increased and a strong magnetic attractive force can be obtained. Even in the case of forming a coil laminate of a mold, a magnetic attraction force equivalent to the conventional one can be obtained.

本発明では、径方向に沿った上記の配置構成を採用することにより、軸方向作動型電磁アクチュエータであって、従来と同等の磁気吸引力を得ることができ、しかも、径方向に対する軸方向の長さを短縮して薄型化を達成することができる。   In the present invention, by adopting the above-described arrangement configuration along the radial direction, it is an axially-actuated electromagnetic actuator, and can obtain a magnetic attraction force equivalent to that of the conventional one. Thinning can be achieved by shortening the length.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る扁平型電磁アクチュエータの縦断面図、図2は、前記扁平型電磁アクチュエータを構成する可動コアが図1の状態から上方に変位した状態を示す縦断面図、図3は、図1のIII−III線に沿った横断面図である。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a flat electromagnetic actuator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state in which a movable core constituting the flat electromagnetic actuator is displaced upward from the state of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.

図1に示すように、扁平型電磁アクチュエータ10は、内部にソレノイド部12が設けられ、軸方向の寸法に対して径方向の寸法が大なる扁平で上端部が閉塞された円筒形状からなるハウジング14を含む。前記ハウジング14は、アクチュエータ本体部として機能するものであり、例えば、SUYB(JIS規格)等の磁性材料によって形成されるとよい。   As shown in FIG. 1, the flat electromagnetic actuator 10 has a cylindrical housing in which a solenoid portion 12 is provided inside, a flat shape whose radial dimension is larger than an axial dimension and whose upper end is closed. 14 is included. The housing 14 functions as an actuator body, and may be formed of a magnetic material such as SUYB (JIS standard), for example.

前記ハウジング14の中心部には、後記するシャフト(移動子)16を挿通させる孔部18が形成され、前記孔部18には、前記シャフト16の上部側外周面を摺動可能に支持する第1平軸受け20aが装着される。前記第1平軸受け20aは、例えば、合金で形成された一層構造の反割りタイプが用いられ、その外周面には、軸方向に沿って延在する複数の連通溝が形成される。なお、前記第1平軸受け20aとして、図示しない二層構造又は多層構造のものを用いてもよい。   A hole 18 through which a shaft (moving element) 16 to be described later is inserted is formed at the center of the housing 14, and a first outer peripheral surface of the shaft 16 is slidably supported in the hole 18. One flat bearing 20a is mounted. The first flat bearing 20a is, for example, a single-layered split type formed of an alloy, and a plurality of communication grooves extending along the axial direction are formed on the outer peripheral surface thereof. The first flat bearing 20a may have a two-layer structure or a multilayer structure (not shown).

また、前記ハウジング14の内壁には、下方側に向かって所定長だけ突出する環状の吸引テーパ部22が膨出形成される。この吸引テーパ部22は、内周側の縦断面が略鉛直面からなり、外周側の縦断面が下方側に向かって徐々に縮径する傾斜面によって構成される。   Further, an annular suction taper portion 22 that protrudes by a predetermined length toward the lower side is bulged and formed on the inner wall of the housing 14. The suction taper portion 22 is configured by an inclined surface whose inner peripheral vertical section is a substantially vertical surface and whose outer peripheral vertical section is gradually reduced in diameter toward the lower side.

この場合、前記ハウジング14の内壁であって吸引テーパ部22の外周側に連続する水平方向に沿った天井面24と、前記吸引テーパ部22の内周側に連続する水平方向に沿った凹部内壁26との間で、鉛直方向に沿った寸法差がΔDからなる段差部が形成される(図4参照)。従って、前記吸引テーパ部22の内側に形成された凹部内壁26は、外側に形成された前記天井面24よりもΔDだけ鉛直上方向に位置するように設けられる。   In this case, the ceiling surface 24 along the horizontal direction that is the inner wall of the housing 14 and continues to the outer peripheral side of the suction taper portion 22, and the inner wall of the recess that extends along the horizontal direction continuous to the inner peripheral side of the suction taper portion 22. 26, a step portion having a dimension difference ΔD along the vertical direction is formed (see FIG. 4). Therefore, the concave inner wall 26 formed inside the suction taper portion 22 is provided so as to be positioned vertically upward by ΔD from the ceiling surface 24 formed outside.

前記ソレノイド部12は、前記ハウジング14の開口する下端部に圧入嵌合される略円盤状の固定コア28と、中心部に貫通孔が形成され半径方向の縦断面が略U字状に形成されたコイルボビン30と、前記コイルボビン30に巻回されたコイル32が積層されて構成される扁平なコイル積層体33(図7(b)参照)と、下方側に向かって徐々に拡径する断面テーパ状の凹部34が形成された可動コア36と、前記可動コア36の中心部に形成された孔部内に固定され該可動コア36と一体的に変位するシャフト(移動子)16とを含む。   The solenoid part 12 has a substantially disk-shaped fixed core 28 press-fitted into the lower end of the housing 14 and a through-hole formed in the central part, and a longitudinal section in the radial direction is substantially U-shaped. The coil bobbin 30 and the coil 32 wound around the coil bobbin 30 are laminated, and a flat coil laminated body 33 (see FIG. 7B) and a cross-sectional taper that gradually increases in diameter toward the lower side. And a shaft (moving element) 16 fixed in a hole formed at the center of the movable core 36 and displaced integrally with the movable core 36.

なお、前記ハウジング14に対して前記固定コア28を圧入嵌合する際、嵌合部位に接着剤を付着しておくとよい。また、前記可動コア36とシャフト16とは、例えば、かしめ等によって一体的に結合されるとよい。前記シャフト16は、例えば、SUS303(JIS規格)等の非磁性材料によって形成されるとよい。   Note that when the fixed core 28 is press-fitted into the housing 14, an adhesive may be attached to the fitting portion. Further, the movable core 36 and the shaft 16 may be integrally coupled by caulking, for example. The shaft 16 may be formed of a nonmagnetic material such as SUS303 (JIS standard), for example.

前記固定コア28の中心部近傍には、上方に向かって所定長だけ突出する環状の突出支持部38が膨出形成され、前記突出支持部38によって形成された縦断面略U字状の窪み部40内には、シャフト16の下部側の外周面を摺動可能に支持する第2平軸受け20bが装着される。前記第2平軸受け20bは、軸受け部材として機能するものであり、前記第1平軸受け20aと同一に構成される。   In the vicinity of the center portion of the fixed core 28, an annular projecting support portion 38 projecting upward by a predetermined length is bulged, and a recess having a substantially U-shaped longitudinal section formed by the projecting support portion 38. A second flat bearing 20b that slidably supports the outer peripheral surface of the lower side of the shaft 16 is mounted in the shaft 40. The second flat bearing 20b functions as a bearing member and is configured in the same manner as the first flat bearing 20a.

また、前記突出支持部38から半径外方向に向かって隣接する部位には、前記突出支持部38よりも厚肉に形成され、且つ上方への高さ寸法が前記突出支持部38よりも大なる円筒状ヨーク42が略鉛直上方向に向かって膨出形成される。なお、前記突出支持部38及び円筒状ヨーク42を含む固定コア28は、例えば、SUYB(JIS規格)等の磁性材料によって形成されるとよい。   Further, a portion adjacent to the projecting support portion 38 in the radially outward direction is formed to be thicker than the projecting support portion 38, and an upward height dimension is larger than that of the projecting support portion 38. A cylindrical yoke 42 is formed to bulge in a substantially vertical upward direction. The fixed core 28 including the projecting support portion 38 and the cylindrical yoke 42 may be formed of a magnetic material such as SUYB (JIS standard), for example.

前記コイルボビン30は、例えば、樹脂製材料によって形成され、中心部に円筒状ヨーク42が挿入される貫通孔を有する円筒部30aと、前記円筒部30aの上端及び下端からそれぞれ半径外方向に略水平方向に向かって所定長だけ略平行に突出する環状フランジ部30bとを有する。この場合、前記コイルボビン30は、前記円筒部30a及び前記環状フランジ部30bが一体的に形成されると共に、円筒部30aの軸方向の長さに対して、環状フランジ部30bの外径寸法が大なる扁平状に設けられる。   The coil bobbin 30 is formed of, for example, a resin material, and has a cylindrical portion 30a having a through hole into which a cylindrical yoke 42 is inserted at the center, and a substantially horizontal direction radially outward from the upper end and the lower end of the cylindrical portion 30a. And an annular flange portion 30b that protrudes substantially parallel to the direction by a predetermined length. In this case, in the coil bobbin 30, the cylindrical portion 30a and the annular flange portion 30b are integrally formed, and the outer diameter of the annular flange portion 30b is larger than the axial length of the cylindrical portion 30a. It is provided in a flat shape.

前記コイルボビン30に巻回されるコイル32は、好ましくは、断面正方形に形成された真四角導線又は断面長方形に形成された平角導線によって形成されるとよい。前記コイル32を真四角導線又は平角導線によって構成することにより、コイルボビン30に巻回されたコイル32同士の接触が面接触となるため、前記コイル32が所定の位置に安定且つ整列した状態で配置される。なお、前記コイル32は、断面円形に形成された丸導線によって形成されても勿論構わない。また、前記コイル32の終端部は、ハウジング14の外部に設けられたターミナルの端子部44を介してリード線46と電気的に接続される。その際、前記ターミナルに代替して図示しないカプラを用いてリード線46とコイル32とを電気的に接続するようにしてもよい。   The coil 32 wound around the coil bobbin 30 is preferably formed by a square wire formed in a square cross section or a flat wire formed in a cross section rectangle. By configuring the coil 32 with a square wire or a flat wire, contact between the coils 32 wound around the coil bobbin 30 becomes surface contact, so that the coil 32 is disposed in a stable and aligned state at a predetermined position. Is done. Of course, the coil 32 may be formed by a round wire formed in a circular cross section. The terminal portion of the coil 32 is electrically connected to the lead wire 46 via a terminal portion 44 of a terminal provided outside the housing 14. At that time, the lead wire 46 and the coil 32 may be electrically connected using a coupler (not shown) instead of the terminal.

前記コイルボビン30の環状フランジ部30bの上面及び下面には、環状溝を介して一組のOリング48a、48bがそれぞれ装着され、前記一組のOリング48a、48bは、ハウジング14の天井面24及び固定コア28の平坦面にそれぞれ接触することでシール機能が営まれる。   A set of O-rings 48 a and 48 b are respectively attached to the upper and lower surfaces of the annular flange portion 30 b of the coil bobbin 30 via an annular groove, and the set of O-rings 48 a and 48 b are attached to the ceiling surface 24 of the housing 14. The sealing function is performed by contacting the flat surface of the fixed core 28.

また、固定コア28と円筒状ヨーク42との結合部位である外周側の裾野部50は、縦断面が円弧状のR部によって形成されている。その際、前記R部と対向するコイルボビン30の円筒部の内壁には、その逃げとして機能するテーパ部52が形成される。   In addition, the outer periphery side skirt portion 50, which is a joint portion between the fixed core 28 and the cylindrical yoke 42, is formed by an R portion having a circular cross section. At this time, a tapered portion 52 that functions as a relief is formed on the inner wall of the cylindrical portion of the coil bobbin 30 that faces the R portion.

可動コア36は、上面が平坦面に形成された平板部36aと、その内部に固定コア28の突出支持部38と所定のクリアランスを介して対向する縦断面略台形状の凹部34が形成された環状突起部36bとから構成され、前記平板部36aと前記環状突起部36bとは一体的に形成される。なお、前記可動コア36は、例えば、SUYB(JIS規格)等の磁性材料によって形成されるとよい。   The movable core 36 is formed with a flat plate portion 36a having a flat upper surface and a concave portion 34 having a substantially trapezoidal cross section facing the protruding support portion 38 of the fixed core 28 via a predetermined clearance. It is comprised from the annular projection part 36b, and the said flat plate part 36a and the said annular projection part 36b are integrally formed. The movable core 36 may be formed of a magnetic material such as SUYB (JIS standard), for example.

この場合、可動コア36の内部に形成された縦断面テーパ状の凹部34によって固定コア28側に向かって所定長だけ突出する環状突起部36bが設けられ、前記可動コア36の環状突起部36bが突出支持部38と円筒状ヨーク42との間に形成された環状空間部53に臨むように構成されることにより、励磁されたときの磁気吸引力を増大させることができる。   In this case, an annular protrusion 36b that protrudes toward the fixed core 28 by a predetermined length is provided by a concave section 34 having a tapered longitudinal section formed inside the movable core 36, and the annular protrusion 36b of the movable core 36 is provided. By being configured to face the annular space 53 formed between the protruding support portion 38 and the cylindrical yoke 42, the magnetic attractive force when excited can be increased.

前記可動コア36の平板部36aの上面に近接するシャフト16の外周面には、平ワッシャからなるリング体54が装着される。前記リング体54は、例えば、SUS310(JIS規格)等の非磁性材料によって形成され、ソレノイド部12における残留磁気を防止するためのスペーサとして機能するものである。   A ring body 54 made of a flat washer is attached to the outer peripheral surface of the shaft 16 adjacent to the upper surface of the flat plate portion 36a of the movable core 36. The ring body 54 is formed of a nonmagnetic material such as SUS310 (JIS standard), for example, and functions as a spacer for preventing residual magnetism in the solenoid portion 12.

シャフト16の上端部は、ハウジング14の孔部18から外部に露呈するように設けられ、前記シャフト16は、その上部側及び下部側が第1平軸受け20a及び第2平軸受け20bにより軸方向に沿って摺動可能に軸支される。この結果、前記シャフト16が一対の第1平軸受け20a及び第2平軸受け20bによって両端支持構造とされることにより、磁気ギャップを小さくして磁気吸引力の向上に寄与することができる。   The upper end portion of the shaft 16 is provided so as to be exposed to the outside from the hole portion 18 of the housing 14, and the upper side and the lower side of the shaft 16 are along the axial direction by the first flat bearing 20 a and the second flat bearing 20 b. And is slidably supported. As a result, the shaft 16 has a both-ends support structure by the pair of first flat bearing 20a and second flat bearing 20b, so that the magnetic gap can be reduced and the magnetic attractive force can be improved.

本実施形態に係る扁平型電磁アクチュエータ10は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。   The flat electromagnetic actuator 10 according to the present embodiment is basically configured as described above. Next, the operation and effects thereof will be described.

なお、ソレノイド部12のコイル32が通電されていないオフ状態では、図1に示されるように、可動コア36が円筒状ヨーク42の空間部内に着座して下方側に位置する初期状態にあるものとする。また、扁平型電磁アクチュエータ10は、中心の孔部18からシャフト16の一端部が露呈するハウジング14を上面とし、固定コア28の底面を下面として図示しない部材上に設置されているものとする。   In the off state where the coil 32 of the solenoid unit 12 is not energized, as shown in FIG. 1, the movable core 36 is in the initial state where it is seated in the space of the cylindrical yoke 42 and positioned on the lower side. And The flat electromagnetic actuator 10 is installed on a member (not shown) with the housing 14 exposing one end of the shaft 16 from the central hole 18 as the upper surface and the bottom surface of the fixed core 28 as the lower surface.

この場合、シャフト16が変位する上下方向(シャフト16の軸方向)を高さ方向とし、前記シャフト16の軸心を中心とする横方向を径方向として以下説明する。   In this case, the vertical direction in which the shaft 16 is displaced (the axial direction of the shaft 16) is defined as the height direction, and the lateral direction centering on the shaft center of the shaft 16 is defined as the radial direction.

そこで、図示しない電源を付勢してコイル32に通電することによりソレノイド部12が励磁されてオン状態となり、図示しない磁気回路が発生する。この磁気回路は、ハウジング14、吸引テーパ部22、可動コア36及び固定コア28を順次経由してハウジング14に復帰する磁束を有する。   Therefore, by energizing a power source (not shown) and energizing the coil 32, the solenoid unit 12 is excited and turned on, and a magnetic circuit (not shown) is generated. This magnetic circuit has a magnetic flux that returns to the housing 14 via the housing 14, the suction taper portion 22, the movable core 36, and the fixed core 28 in order.

前記磁気回路によって発生する電磁力により、可動コア36は、上方側に設けられた吸引テーパ部22に吸引される。そして、可動コア36と一体的に連結されたシャフト16が第1平軸受け20a及び第2平軸受け20bによるガイド作用下に上方に向かって直線状に変位し、前記可動コア36が吸引テーパ部22の凹部内壁26に臨む状態となる(図2参照)。この場合、シャフト16の外周面に係着されたリング体54が吸引テーパ部22の凹部内壁26に当接することにより、前記可動コア36の高さ方向における変位が規制される。   Due to the electromagnetic force generated by the magnetic circuit, the movable core 36 is attracted to the attraction taper portion 22 provided on the upper side. Then, the shaft 16 integrally connected to the movable core 36 is linearly displaced upward under the guide action of the first flat bearing 20a and the second flat bearing 20b, and the movable core 36 is sucked into the tapered taper portion 22. It will be in the state which faces the recessed inner wall 26 (refer FIG. 2). In this case, the ring body 54 engaged with the outer peripheral surface of the shaft 16 comes into contact with the inner wall 26 of the concave portion of the suction taper portion 22, whereby the displacement of the movable core 36 in the height direction is restricted.

なお、ソレノイド部12のコイル32に対する通電を停止することにより前記電磁力が消滅する。その際、可動コア36及びシャフト16は、シャフト16の先端部に連結される図示しない相手側部材に設けられたリターン機構(例えば、図示しないスプール弁に係着された復帰スプリング等)の押圧力によって下方側に変位して初期状態に復帰する。   The electromagnetic force disappears when the energization of the coil 32 of the solenoid unit 12 is stopped. At that time, the movable core 36 and the shaft 16 are pressed by a return mechanism (for example, a return spring engaged with a spool valve (not shown)) provided on a counterpart member (not shown) connected to the tip of the shaft 16. Is displaced downward to return to the initial state.

本実施形態では、図3に示されるように、シャフト16を中心として、第2平軸受け20b、突出支持部38、可動コア36の環状突起部36b、円筒状ヨーク42、コイルボビン30、コイル32(コイル積層体33)及びハウジング14がそれぞれ半径外方向に沿って順に同一平面(シャフト16の変位方向と直交する横断面)上に配置され、これらの構成要素は、それぞれ径方向に沿って連設して構成されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the second flat bearing 20b, the projecting support portion 38, the annular projecting portion 36b of the movable core 36, the cylindrical yoke 42, the coil bobbin 30, the coil 32 ( The coil laminate 33) and the housing 14 are sequentially arranged on the same plane (a cross section perpendicular to the displacement direction of the shaft 16) in order along the radially outward direction, and these components are connected in series along the radial direction. Configured.

従って、本実施形態では、上記のような径方向の配置構成を採用することにより、各構成要素が軸方向に沿って延在することが極力抑制され、軸方向の長さが短縮された薄肉の扁平型電磁アクチュエータ10を得ることができる。この結果、本実施形態では、例えば、障害物等との関係で高さ方向のスペースが制限された設置環境であっても好適に使用することができ、レイアウトの自由度を向上させることが可能な扁平型電磁アクチュエータ10を得ることができる。   Therefore, in this embodiment, by adopting the radial arrangement configuration as described above, it is possible to suppress each component from extending along the axial direction as much as possible, and to reduce the axial length. The flat electromagnetic actuator 10 can be obtained. As a result, in the present embodiment, for example, it can be suitably used even in an installation environment in which the space in the height direction is limited due to an obstacle or the like, and the degree of freedom in layout can be improved. A flat electromagnetic actuator 10 can be obtained.

扁平型電磁アクチュエータ10をこのように構成することにより、駆動源としての選択の自由度が向上する。例えば、図示しない扁平モータに代替して本実施形態に係る扁平型電磁アクチュエータ10を使用した場合、前記扁平型電磁アクチュエータ10では、扁平モータと比較して、回転運動を直線運動に変換する回転−直線変換機構を備えていないため、部品点数を削減してコストの低減化を達成することができると共に、回転運動−直線運動の変換に伴う作動遅延を防止して応答性を向上させることができる。   By configuring the flat electromagnetic actuator 10 in this way, the degree of freedom of selection as a drive source is improved. For example, when the flat electromagnetic actuator 10 according to the present embodiment is used in place of a flat motor (not shown), the flat electromagnetic actuator 10 uses a rotation that converts rotational motion into linear motion compared to a flat motor. Since the linear conversion mechanism is not provided, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced, and the responsiveness can be improved by preventing the operation delay associated with the conversion between the rotational motion and the linear motion. .

また、本実施形態では、可動コア36の内部に形成された縦断面テーパ状の凹部34によって固定コア28側に向かって所定長だけ突出する環状突起部36bが設けられ、前記可動コア36の環状突起部36bが突出支持部38と円筒状ヨーク42との間に形成された環状空間部53に臨むように構成されることにより、励磁されたときの磁気吸引力を増大させて、従来と同等の磁気吸引力を得ることができる。   Further, in the present embodiment, an annular protrusion 36 b that protrudes by a predetermined length toward the fixed core 28 is provided by a concave section 34 having a longitudinal section taper formed inside the movable core 36, and the annular shape of the movable core 36 is provided. The protrusion 36b is configured to face the annular space 53 formed between the protrusion support 38 and the cylindrical yoke 42, thereby increasing the magnetic attractive force when excited, which is equivalent to the conventional case. Can be obtained.

さらに、本実施形態では、ハウジング14の天井面24に隣接する部位に、下方側に向かって突出する吸引テーパ部22を前記天井面24から連続して形成しているため、例えば、図5(a)の比較例に示されるように、従来から設けられていたハウジングの下面に連続し且つ軸方向に沿って延在する円柱部分を削除して、高さ方向の寸法が短縮された扁平な吸引テーパ部22とすることができる(図5(b)参照)。   Furthermore, in this embodiment, since the suction taper part 22 which protrudes toward the downward side is continuously formed in the site | part adjacent to the ceiling surface 24 of the housing 14 from the said ceiling surface 24, FIG. As shown in the comparative example of a), a flat portion in which the dimension in the height direction is shortened by removing the cylindrical portion that is continuous with the lower surface of the housing provided in the past and extends along the axial direction. It can be set as the suction taper part 22 (refer FIG.5 (b)).

同様に、本実施形態では、可動コア36の平板部36aを薄肉にすると共に、環状突起部36bの内部に縦断面テーパ状の凹部34を形成することにより、図6(a)の比較例に示されるように、従来から設けられていた軸方向の円柱部分を削除して、高さ方向の寸法が短縮された扁平な可動コア36とすることができる(図6(b)参照)。   Similarly, in the present embodiment, the flat plate portion 36a of the movable core 36 is thinned, and the concave portion 34 having a longitudinal section taper shape is formed inside the annular projection portion 36b, so that the comparative example of FIG. As shown in FIG. 6, it is possible to delete the cylindrical portion in the axial direction that has been conventionally provided, so that a flat movable core 36 with a shortened dimension in the height direction can be obtained (see FIG. 6B).

同様に、図7(a)及び図8(a)に示される比較例と対比して、本実施形態では、扁平なコイル積層体33(図7(b)参照)及び扁平なハウジング14(図8(b)参照)とすることができる。なお、扁平なコイル積層体33とすることにより、縦断面が軸方向に長尺な比較例に係るコイル積層体と比較して磁気吸引力が低下するおそれがあるが、本実施形態では、前述したように、可動コア36の環状突起部36bに縦断面テーパ状の凹部34を設けることによって、磁束密度が高まり強い磁気吸引力を得ることができる。   Similarly, in contrast to the comparative example shown in FIGS. 7A and 8A, in the present embodiment, the flat coil laminate 33 (see FIG. 7B) and the flat housing 14 (see FIG. 8 (b)). The flat coil laminate 33 may reduce the magnetic attractive force as compared with the coil laminate according to the comparative example whose longitudinal section is elongated in the axial direction. As described above, by providing the annular protrusion 36b of the movable core 36 with the concave section 34 having a tapered longitudinal section, the magnetic flux density increases and a strong magnetic attractive force can be obtained.

さらにまた、本実施形態では、図4に示されるように、ハウジング14の内壁であって吸引テーパ部22の外周側に連続する水平方向に沿った天井面24と、前記吸引テーパ部22の内周側に連続する水平方向に沿った凹部内壁26との間で、鉛直方向に沿った寸法差がΔDからなる段差部が形成されることにより、可動コア36の作動ストローク(変位量)をΔDだけ伸長させることができる。従って、本実施形態では、扁平型電磁アクチュエータ10であっても、ストローク量が大なる軸方向作動型電磁アクチュエータを得ることができる。   Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the ceiling surface 24 along the horizontal direction which is the inner wall of the housing 14 and is continuous with the outer peripheral side of the suction taper portion 22, and the inside of the suction taper portion 22. A step portion having a dimensional difference of ΔD along the vertical direction is formed between the inner wall 26 of the recess along the horizontal direction continuous on the circumferential side, and the operating stroke (displacement amount) of the movable core 36 is set to ΔD. Can only be stretched. Therefore, in this embodiment, even with the flat electromagnetic actuator 10, an axially operated electromagnetic actuator having a large stroke amount can be obtained.

以上から、本実施形態では、電磁吸引力が従来と同様に強く、直進性が良好でヒステリシス特性が良く、しかも作動ストロークを大きく設定することが可能な扁平電磁アクチュエータ10を得ることができる。   From the above, in the present embodiment, it is possible to obtain a flat electromagnetic actuator 10 having a strong electromagnetic attraction force as in the prior art, good straightness, good hysteresis characteristics, and a large operating stroke.

なお、本実施形態では、電磁装置として構成される電磁アクチュエータに基づいて説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図示しない弁機構部を連結してシャフト16の変位動作によって前記弁機構部に配設された図示しない弁体(例えば、スプール弁、ポペット弁等)を駆動させるようにしてもよい。   In the present embodiment, the description is based on an electromagnetic actuator configured as an electromagnetic device. However, the present invention is not limited to this. For example, a valve mechanism (not shown) is connected and the shaft 16 is displaced. You may make it drive the valve body (For example, a spool valve, a poppet valve, etc.) arrange | positioned at the said valve mechanism part not shown.

本発明の実施形態に係る扁平型電磁アクチュエータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the flat type electromagnetic actuator which concerns on embodiment of this invention. 図1に示す扁平型電磁アクチュエータの可動コアが上方に変位した状態の縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state in which a movable core of the flat electromagnetic actuator shown in FIG. 1 is displaced upward. 図1のIII−III線に沿った横断面図である。It is a cross-sectional view along the III-III line of FIG. 図1に示す扁平型電磁アクチュエータの部分拡大縦断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view of the flat electromagnetic actuator shown in FIG. 1. (a)は、比較例に係る吸引テーパ部の縦断面図であり、(b)は、本実施形態に係る吸引テーパ部の縦断面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view of the suction taper part which concerns on a comparative example, (b) is a longitudinal cross-sectional view of the suction taper part which concerns on this embodiment. (a)は、比較例に係る可動コアの縦断面図であり、(b)は、本実施形態に係る可動コアの縦断面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view of the movable core which concerns on a comparative example, (b) is a longitudinal cross-sectional view of the movable core which concerns on this embodiment. (a)は、比較例に係るコイル積層体の縦断面図であり、(b)は、本実施形態に係るコイル積層体の縦断面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view of the coil laminated body which concerns on a comparative example, (b) is a longitudinal cross-sectional view of the coil laminated body which concerns on this embodiment. (a)は、比較例に係るハウジングの縦断面図であり、(b)は、本実施形態に係るハウジングの縦断面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view of the housing which concerns on a comparative example, (b) is a longitudinal cross-sectional view of the housing which concerns on this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 扁平型電磁アクチュエータ
12 ソレノイド部
14 ハウジング
16 シャフト
20a、20b 平軸受け
22 吸引テーパ部
24 天井面
26 凹部内壁
28 固定コア
32 コイル
33 コイル積層体
36 可動コア
36b 環状突起部
38 突出支持部
42 円筒状ヨーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flat type electromagnetic actuator 12 Solenoid part 14 Housing 16 Shaft 20a, 20b Flat bearing 22 Suction taper part 24 Ceiling surface 26 Recess inner wall 28 Fixed core 32 Coil 33 Coil laminated body 36 Movable core 36b Annular protrusion 38 Projection support part 42 Cylindrical shape yoke

Claims (1)

アクチュエータ本体部と、
前記アクチュエータ本体部内に配設され、コイルボビンに巻回されたコイルが積層されて構成される扁平なコイル積層体と、
前記コイルに対する通電作用下に吸引テーパ部側に向かって吸引され、肉薄な平板部と内部に縦断面テーパ状の凹部が形成された環状突起部とからなる可動コアと、
前記可動コアに設けられ、該可動コアと一体的に変位する移動子と、
前記移動子を該移動子の軸方向に変位可能に軸支する軸受け部材と、
前記可動コアの凹部に臨み、前記軸受け部材を保持する突出支持部と、
前記可動コアに形成された環状突起部を囲繞する円筒状ヨークと、
を備え、
前記移動子、前記軸受け部材、前記突出支持部、前記可動コアの環状突起部、前記円筒状ヨーク及び前記コイル積層体は、それぞれ同一平面上に位置するように設けられると共に、前記移動子を中心としてそれぞれ半径外方向に向かって順に連設され、
前記同一平面は、前記移動子の変位方向と直交する横断面からなることを特徴とする扁平型電磁アクチュエータ。
An actuator body,
A flat coil laminate which is arranged in the actuator main body and is formed by laminating coils wound around a coil bobbin;
Is sucked towards the suction taper portion under energizing effect on the coil, a movable core consisting of an annular protruding portion longitudinal sectional tapered recess formed therein and thin flat plate portion,
A movable element provided on the movable core and displaced integrally with the movable core;
A bearing member that pivotally supports the movable element so as to be displaceable in the axial direction of the movable element;
A projecting support that faces the recess of the movable core and holds the bearing member;
A cylindrical yoke surrounding an annular protrusion formed on the movable core;
With
The moving element, the bearing member, the protruding support part, the annular protrusion of the movable core, the cylindrical yoke, and the coil stack are provided so as to be located on the same plane, and the moving element is centered. As shown in FIG.
The flat electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the same plane has a cross section orthogonal to a displacement direction of the moving element.
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