JP5712419B2 - solenoid - Google Patents

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暁生 島田
暁生 島田
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Description

本発明は、ソレノイドに関し、特に一定の推力が要求されるソレノイドに関する。   The present invention relates to a solenoid, and more particularly to a solenoid that requires a certain thrust.

固定磁極に対して可動磁極が瞬時に吸着するストロークが短いソレノイドに対して、可動磁極の吸着まで時間を要する、すなわちストロークが長いソレノイドは、可動磁極の動作中の推力(吸引力)の強さと安定性が同時に求められるものが多い。特に、比例ソレノイドでは、コントロールストローク領域の長さ、並びに、コントロールストローク領域における吸引力の強さ及び安定性が同時に要求されていることが特に多い。   For solenoids with a short stroke that the movable magnetic pole attracts instantaneously to the fixed magnetic pole, it takes time to attract the movable magnetic pole. That is, a solenoid with a long stroke has a strong thrust (attraction force) during operation of the movable magnetic pole. Many things require stability at the same time. In particular, in the proportional solenoid, the length of the control stroke area and the strength and stability of the suction force in the control stroke area are often required at the same time.

そこで、長いストロークを持つソレノイドにおいて、吸引力等を改善するために様々な構造が提案されている。図6は、従来技術に係るソレノイドの構造を示す断面図である。図6において、50はソレノイド、51は固定ヨーク、52は凸部、53は可動ヨーク、54は突出部、54aは外周面、54bは内周面、54cは端面、55は中央部、56は先端である。   Therefore, various structures have been proposed in order to improve the suction force and the like in a solenoid having a long stroke. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a solenoid according to the prior art. In FIG. 6, 50 is a solenoid, 51 is a fixed yoke, 52 is a convex portion, 53 is a movable yoke, 54 is a protruding portion, 54a is an outer peripheral surface, 54b is an inner peripheral surface, 54c is an end surface, 55 is a central portion, and 56 is The tip.

図6は、特開2006−222199公報に開示されているソレノイドを示している。図6に示すように、ソレノイド50の固定ヨーク51の先端面の縁部には、軸方向に突出した環状の凸部52が形成されており、この凸部52の外周面は、先端側に向かうほど径方向内側に位置するように所定角度で傾斜したテーパ状に形成されている。また、可動ヨーク53は、その先端面の縁部に固定ヨーク51側に突出した突出部54を有している。突出部54は、可動ヨーク53の全周に亘って環状に形成されており、その外周面54aは可動ヨーク53の軸線ALとほぼ平行に延出する。一方、突出部54の内周面54bは、先端側に向かうほど径方向外側に位置するように、可動ヨーク53の軸線ALに対して所定角度θで傾斜したテーパ状に形成される。突出部54の先端には、可動ヨーク53の軸線ALとほぼ直交する方向に延出する端面54cが形成されている。   FIG. 6 shows a solenoid disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-222199. As shown in FIG. 6, an annular convex portion 52 protruding in the axial direction is formed at the edge portion of the distal end surface of the fixed yoke 51 of the solenoid 50, and the outer peripheral surface of this convex portion 52 is on the distal end side. It is formed in a tapered shape inclined at a predetermined angle so as to be located radially inward as it goes. In addition, the movable yoke 53 has a protruding portion 54 that protrudes toward the fixed yoke 51 at the edge of the front end surface. The protruding portion 54 is formed in an annular shape over the entire circumference of the movable yoke 53, and the outer peripheral surface 54 a extends substantially parallel to the axis AL of the movable yoke 53. On the other hand, the inner peripheral surface 54b of the protruding portion 54 is formed in a tapered shape that is inclined at a predetermined angle θ with respect to the axis AL of the movable yoke 53 so as to be positioned radially outward as it goes toward the distal end side. An end face 54 c extending in a direction substantially orthogonal to the axis AL of the movable yoke 53 is formed at the tip of the projecting portion 54.

以上のように、可動ヨーク53の先端に内周面54bが傾斜した環状の突出部54が形成されたソレノイド50では、可動ヨーク53の突出部54の端面54cから固定ヨーク51の先端へと軸方向に流れる軸方向磁束Φ1が、可動ヨーク53の突出部54の外周面54aから固定ヨーク51の凸部52の内周面へと径方向に流れる径方向磁束Φ2よりも小さくなる(Φ1<Φ2)。これは、突出部54の内周面54bが、固定ヨーク51側に向かうほど径方向外側に位置するように傾斜しているため、突出部54を流れる磁束の向きが径方向外側へと変化することと、可動ヨーク53の先端の中央部55と固定ヨーク51の先端56との間隔が従来よりも大きくなることによる。   As described above, in the solenoid 50 in which the annular protrusion 54 with the inner peripheral surface 54 b inclined is formed at the tip of the movable yoke 53, the shaft extends from the end surface 54 c of the protrusion 54 of the movable yoke 53 to the tip of the fixed yoke 51. The axial magnetic flux Φ1 flowing in the direction is smaller than the radial magnetic flux Φ2 flowing in the radial direction from the outer peripheral surface 54a of the protrusion 54 of the movable yoke 53 to the inner peripheral surface of the convex portion 52 of the fixed yoke 51 (Φ1 <Φ2 ). This is because the inner peripheral surface 54b of the protruding portion 54 is inclined so as to be positioned radially outward as it goes toward the fixed yoke 51, so that the direction of the magnetic flux flowing through the protruding portion 54 changes radially outward. This is because the distance between the central portion 55 at the front end of the movable yoke 53 and the front end 56 of the fixed yoke 51 is larger than the conventional one.

以上の構成によれば、ソレノイド50を大型化せずに推力を高めることができるが、吸引力の安定性を増大し、コントロールストローク領域の長さをさらに伸ばすことはできない。   According to the above configuration, the thrust can be increased without increasing the size of the solenoid 50, but the stability of the suction force can be increased and the length of the control stroke region cannot be further increased.

特開2006−222199公報JP 2006-222199 A

本発明は、上記課題を解決するために、ソレノイドにおいて、推力の安定性を増大し、コントロールストローク領域の長さをさらに伸ばすことが可能な構造を有するソレノイドを提供することを目的とする。   In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a solenoid having a structure capable of increasing the stability of thrust and further extending the length of a control stroke region.

請求項1に記載の発明は、コイルと、該コイルの近傍に配置されると共に筒状部が形成された固定磁極と、前記コイルへの通電時に先端側が前記筒状部に進入して前記固定磁極に吸着される可動磁極とを有するソレノイドにおいて、前記固定磁極は、前記筒状部の内周面のうち少なくとも前記筒状部の先端部から第1の距離内にある第1の領域が前記可動磁極の中心軸と平行な面となるように形成され、前記筒状部の外周面のうち前記筒状部の前記先端部から第2の距離内にある第2の領域が前記可動磁極の中心軸と平行な面となるように形成され、前記筒状部の前記外周面のうち前記筒状部の前記先端部から前記第2の距離を超え、かつ、前記筒状部の前記先端部から第3の距離内にある第3の領域が前記筒状部の肉厚が前記筒状部の基端側に向かって漸次増大するような傾斜面に形成され、前記第1の距離が前記第2の距離よりも長いことを特徴とするソレノイドである。   According to the first aspect of the present invention, the coil, the fixed magnetic pole disposed in the vicinity of the coil and formed with the cylindrical portion, and the distal end side enters the cylindrical portion when the coil is energized, and the fixing is performed. In the solenoid having a movable magnetic pole attracted to the magnetic pole, the fixed magnetic pole has a first region at least within a first distance from a distal end portion of the cylindrical portion of the inner peripheral surface of the cylindrical portion. A second region that is formed to be parallel to the central axis of the movable magnetic pole and is within a second distance from the tip of the cylindrical portion of the outer peripheral surface of the cylindrical portion is the movable magnetic pole. It is formed so that it may become a field parallel to a central axis, and it exceeds the 2nd distance from the tip part of the cylindrical part among the peripheral surfaces of the cylindrical part, and the tip part of the cylindrical part A third region within a third distance from the wall of the cylindrical portion is the proximal end of the cylindrical portion It is formed on the inclined surface so as to increase gradually toward a solenoid which the first distance is equal to or longer than the second distance.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記コイルの近傍に配置されると共に、前記可動磁極が摺動可能に挿入されている筒状部が形成された補助磁極をさらに有することを特徴とするソレノイドである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the auxiliary magnetic pole according to the first aspect of the invention, wherein the auxiliary magnetic pole is formed in the vicinity of the coil and has a cylindrical portion into which the movable magnetic pole is slidably inserted. Furthermore, it is a solenoid characterized by having.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記補助磁極は、前記筒状部が前記固定磁極の前記筒状部に向かって延在していることを特徴とするソレノイドである。   The invention according to claim 3 is the solenoid according to claim 2, wherein the auxiliary magnetic pole has the cylindrical portion extending toward the cylindrical portion of the fixed magnetic pole. It is.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記補助磁極は、前記筒状部に前記固定磁極の前記筒状部寄りの部分の肉厚が薄くなるような段差部が形成されていることを特徴とするソレノイドである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect, the auxiliary magnetic pole has a stepped portion such that a thickness of a portion of the fixed magnetic pole near the cylindrical portion is reduced on the cylindrical portion. The solenoid is characterized by being formed.

請求項5に記載の発明は、請求項3又は請求項4に記載の発明において、前前記補助磁極は、前記筒状部と前記固定磁極の前記筒状部との間隙が前記固定磁極の前記筒状部の前記第1の領域と前記第2の領域との間の肉厚よりも大きくなるように配置されていることを特徴とするソレノイドである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the third or fourth aspect, the front auxiliary magnetic pole has a gap between the cylindrical portion and the cylindrical portion of the fixed magnetic pole. It is a solenoid characterized by being arranged so that it may become larger than the thickness between the 1st field and the 2nd field of a cylindrical part.

請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発明において、前記固定磁極は、前記筒状部の中空部に段差部が形成され、前記固定磁極の前記筒状部の前記段差部に当接するように設けられたエアギャップブッシュをさらに有することを特徴とするソレノイドである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the fixed magnetic pole has a step portion formed in a hollow portion of the cylindrical portion, and the fixed magnetic pole The solenoid further includes an air gap bush provided so as to contact the stepped portion of the cylindrical portion.

請求項7に記載の発明は、請求項6にいずれか一項に記載の発明において、前記固定磁極は、前記第3の距離が前記第1の距離から前記エアギャップブッシュの厚さを差し引いた長さと等しい又はほぼ等しいことを特徴とするソレノイドである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the sixth aspect, the third magnetic pole is obtained by subtracting the thickness of the air gap bush from the first distance. A solenoid characterized by being equal to or approximately equal to the length.

請求項1に記載の発明によれば、内周面のうち少なくとも筒状部の先端部から第1の距離内にある第1の領域が可動磁極の中心軸と平行な面であり、筒状部の外周面のうち筒状部の先端部から第2の距離内にある第2の領域が可動磁極の中心軸と平行な面であるので、両者の間の部分は肉厚が一定であり、かつ、可動磁極の中心軸と平行になる。そして、筒状部の外周面のうち先端部から前記第2の距離を超え、かつ、筒状部の先端部から第3の距離内にある第3の領域が筒状部の肉厚が前記筒状部の基端側に向かって漸次増大するような傾斜面に形成しているので、筒状部の外周面は可動磁極の中心軸と平行な平坦面と登り勾配になるような傾斜面とが連続する構成になり、内周面は少なくともこの平坦面と平行となる。この構成は、発明者の知見によると、第2の距離内にある部分の肉厚が一定で可動磁極の中心軸と平行な部分によって、推力に寄与する磁束量の変化を低減する効果があるので、吸着力の変化を低減する、つまり、推力の安定性を増大し、同時にコントロールストローク領域の長さをさらに伸ばすことができる。   According to the first aspect of the present invention, at least the first region within the first distance from the distal end portion of the cylindrical portion of the inner peripheral surface is a surface parallel to the central axis of the movable magnetic pole, and is cylindrical. Since the second region within the second distance from the tip of the cylindrical portion is the surface parallel to the central axis of the movable magnetic pole, the thickness between the two is constant. And parallel to the central axis of the movable magnetic pole. And the third region that exceeds the second distance from the distal end portion of the outer peripheral surface of the tubular portion and is within the third distance from the distal end portion of the tubular portion has a thickness of the tubular portion as described above. Since it is formed in an inclined surface that gradually increases toward the base end side of the cylindrical portion, the outer peripheral surface of the cylindrical portion is an inclined surface that is ascending with a flat surface parallel to the central axis of the movable magnetic pole. And the inner peripheral surface is at least parallel to the flat surface. According to the inventor's knowledge, this configuration has an effect of reducing a change in the amount of magnetic flux that contributes to thrust by a portion parallel to the central axis of the movable magnetic pole while the thickness of the portion within the second distance is constant. Therefore, it is possible to reduce the change in the adsorption force, that is, to increase the stability of the thrust, and at the same time, further increase the length of the control stroke region.

請求項2に記載の発明によれば、補助磁極によって空間に放射される磁束を補足できるので、ストローク全体に渡って推力を増大できるので、推力調整のために可動磁極の吸着方向と直交する又はこれに近い方向への磁束の流れを増大させることによる推力の損失を補うことができる。   According to the second aspect of the present invention, since the magnetic flux radiated to the space by the auxiliary magnetic pole can be supplemented, the thrust can be increased over the entire stroke, so that it is orthogonal to the attracting direction of the movable magnetic pole for adjusting the thrust or Thrust loss caused by increasing the flow of magnetic flux in a direction close to this can be compensated.

請求項3に記載の発明によれば、補助磁極の筒状部が固定磁極の筒状部の先端側に向かって延在しているので、空間に放射される磁束を補足でき、さらに固定磁極の筒状部と補助磁極との間の空間を有効に活用できるので、ソレノイドを大型化せずに推力の増大と安定性とを確保することができる。   According to the third aspect of the present invention, since the cylindrical portion of the auxiliary magnetic pole extends toward the tip side of the cylindrical portion of the fixed magnetic pole, the magnetic flux radiated to the space can be supplemented, and the fixed magnetic pole Since the space between the cylindrical portion and the auxiliary magnetic pole can be effectively utilized, it is possible to ensure an increase in thrust and stability without increasing the size of the solenoid.

請求項4に記載の発明によれば、補助磁極の筒状部に固定磁極の筒状部寄りの部分の肉厚が薄くなるような段差部を形成することによって補助磁極と固定磁極との間を流れる寄生的な磁束の流れを低減することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the step portion between the auxiliary magnetic pole and the fixed magnetic pole is formed by forming the step portion in the cylindrical portion of the auxiliary magnetic pole so that the thickness of the portion near the cylindrical portion of the fixed magnetic pole is reduced. The flow of the parasitic magnetic flux flowing through can be reduced.

請求項5に記載の発明によれば、補助磁極の筒状部と固定磁極の筒状部との間隙を可動磁極の筒状部の第1の領域と第2の領域との間の肉厚よりも大きくなるようにしたことによって補助磁極と固定磁極との間を流れる寄生的な磁束の流れを低減することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the gap between the cylindrical portion of the auxiliary magnetic pole and the cylindrical portion of the fixed magnetic pole has a thickness between the first region and the second region of the cylindrical portion of the movable magnetic pole. By making it larger than this, it is possible to reduce the flow of parasitic magnetic flux that flows between the auxiliary magnetic pole and the fixed magnetic pole.

請求項6に記載の発明によれば、固定磁極の筒状部の段差部に当接するようにエアギャップブッシュを設けたので、比例ソレノイドにおいて不要となる可動磁極の固定磁極への吸着直前の過大な推力の発生を防止できる。ひいては、可動磁極の元の位置への復帰時間を短縮できると共に、復帰用のスプリングを小さくしてソレノイドの小型化を図ることができる。   According to the sixth aspect of the present invention, since the air gap bushing is provided so as to abut on the step portion of the cylindrical portion of the fixed magnetic pole, an excessive amount immediately before the movable magnetic pole is attracted to the fixed magnetic pole becomes unnecessary in the proportional solenoid. Can be prevented. As a result, the return time of the movable magnetic pole to the original position can be shortened, and the return spring can be reduced to reduce the size of the solenoid.

請求項7に記載の発明によれば、第3の距離が第1の距離からエアギャップブッシュの厚さを差し引いた長さと等しい又はほぼ等しいので、固定磁極の筒状部の先端側から見て登り勾配となる外周面の傾斜面の終端と筒状部の内周面における可動磁極の中心軸と平行な面の終端とが可動磁極の中心軸上において同じ位置となる。したがって、外周面の傾斜面の終端が可動磁極の停止位置と一致するので、外周面の傾斜面を過剰に形成することがなくなる。   According to the seventh aspect of the present invention, since the third distance is equal to or substantially equal to the length obtained by subtracting the thickness of the air gap bush from the first distance, the third distance is viewed from the distal end side of the cylindrical portion of the fixed magnetic pole. The end of the inclined surface of the outer peripheral surface that becomes the climbing gradient and the end of the surface parallel to the central axis of the movable magnetic pole on the inner peripheral surface of the cylindrical portion are at the same position on the central axis of the movable magnetic pole. Therefore, since the end of the inclined surface of the outer peripheral surface coincides with the stop position of the movable magnetic pole, the inclined surface of the outer peripheral surface is not excessively formed.

本発明の実施の形態に係るソレノイドの断面図であり、(a)は非通電状態、(b)は通電状態を示す。It is sectional drawing of the solenoid which concerns on embodiment of this invention, (a) shows a non-energized state, (b) shows an energized state. 本発明の実施の形態に係るソレノイドを示す図であり、(a)は正面図、(b)は左側面図である。It is a figure which shows the solenoid which concerns on embodiment of this invention, (a) is a front view, (b) is a left view. 本発明の実施例と比較例との主要部の構成を示す断面図であり、(a)及び(b)は比較例、(c)は本発明の実施例を示す。It is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the Example and comparative example of this invention, (a) and (b) shows a comparative example, (c) shows the Example of this invention. 本発明の実施例と比較例との比較実験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the comparative experiment of the Example and comparative example of this invention. 磁場解析を行った別の比較例における主要部の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the principal part in another comparative example which performed the magnetic field analysis. 従来技術に係るソレノイドの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the solenoid which concerns on a prior art.

以下に、本発明の実施の形態に係るソレノイドを図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るソレノイドの断面図であり、(a)は非通電状態、(b)は通電状態を示す。図1において、10はソレノイド、20は固定磁極、21は推力調整部、22は外周面、23は内周面、24は先端面、25は筒状部、26は傾斜面、27は鍔状部、28は貫通孔、29はエアギャップブッシュ、30は補助磁極、31は筒状部、32は先端面、33は鍔状部、34は貫通孔、35は段差部、36はケース、37はかしめ部、38はコイル、39はボビン、40は可動磁極、41はシャフト、42はエンドキャップ、43は鍔状部である。また、図2は、本発明の実施の形態に係るソレノイドを示す図であり、(a)は正面図、(b)は左側面図である。図2において用いた符号は、すべて図1と同じものを示す。なお、図1を始めとする各図面において、スプリング、リング、スリーブ、引き出し(リード)線、接続端子は、本発明と関連性の薄い部品であるので、記載と説明を省略する。さらに、コイル38については、線条を繰り返し巻回した細かい態様の記載を省略する。   A solenoid according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a solenoid according to an embodiment of the present invention, where (a) shows a non-energized state and (b) shows an energized state. In FIG. 1, 10 is a solenoid, 20 is a fixed magnetic pole, 21 is a thrust adjusting portion, 22 is an outer peripheral surface, 23 is an inner peripheral surface, 24 is a tip surface, 25 is a cylindrical portion, 26 is an inclined surface, and 27 is a bowl shape. Part, 28 is a through hole, 29 is an air gap bush, 30 is an auxiliary magnetic pole, 31 is a cylindrical part, 32 is a tip surface, 33 is a bowl-shaped part, 34 is a through hole, 35 is a step part, 36 is a case, 37 The crimping part, 38 is a coil, 39 is a bobbin, 40 is a movable magnetic pole, 41 is a shaft, 42 is an end cap, and 43 is a bowl-shaped part. FIG. 2 is a view showing a solenoid according to the embodiment of the present invention, in which (a) is a front view and (b) is a left side view. The reference numerals used in FIG. 2 are the same as those in FIG. In addition, in each drawing including FIG. 1, since a spring, a ring, a sleeve, a lead-out (lead) wire, and a connection terminal are parts that are not related to the present invention, description and explanation are omitted. Further, for the coil 38, description of a fine aspect in which the wire is repeatedly wound is omitted.

図2に示すように、ソレノイド10は、略円筒形状のケース36に内部構造が収納されている。ケース36は、シャフト41が突出する側の開口部は固定磁極20の鍔状部27によって閉止されており、反対側の開口部はエンドキャップ42をかしめ部37でかしめることによって閉止されている。また、図1に示すように、ソレノイド10の内部構造は、直動する構成要素として、可動磁極40及びシャフト41を設けている。また、直動する構成要素と共に磁気回路を構成して直動する構成要素を作動及び支持する固定的構成要素として、固定磁極20、補助磁極30及びケース36を設けている。   As shown in FIG. 2, the solenoid 10 has an internal structure housed in a substantially cylindrical case 36. In the case 36, the opening on the side from which the shaft 41 protrudes is closed by the flange portion 27 of the fixed magnetic pole 20, and the opening on the opposite side is closed by caulking the end cap 42 with the caulking portion 37. . As shown in FIG. 1, the internal structure of the solenoid 10 is provided with a movable magnetic pole 40 and a shaft 41 as components that move linearly. Further, a fixed magnetic pole 20, an auxiliary magnetic pole 30, and a case 36 are provided as fixed components that actuate and support the components that move linearly by forming a magnetic circuit together with the components that move linearly.

このような構成を持つソレノイド10は、コイル電流の大きさを適宜調整して、図示していないスプリングの弾発力と可動磁極40の推力とが拮抗している状態を作り出すことによって、可動磁極の位置を任意に制御することができる、いわゆる比例ソレノイドとして使用されるものである。なお、ケース36の大きさ又は外形等は図2に示したものに限定されるものではなく、防水性、防油性など求められる機能に応じて適宜変更することが可能である。また、本発明に係るソレノイドは、比例ソレノイドとして使用されるものに限られるものではなく、吸引力の安定性と、コントロールストローク領域の長さが必要とされるチューブラソレノイドなどのソレノイドに好ましく適用できる。   The solenoid 10 having such a configuration appropriately adjusts the magnitude of the coil current to create a state in which the spring force (not shown) and the thrust of the movable magnetic pole 40 are antagonized. Is used as a so-called proportional solenoid. Note that the size, outer shape, and the like of the case 36 are not limited to those shown in FIG. 2, and can be appropriately changed according to required functions such as waterproofness and oilproofness. Further, the solenoid according to the present invention is not limited to that used as a proportional solenoid, but can be preferably applied to a solenoid such as a tubular solenoid that requires stability of suction force and length of a control stroke region. .

次に、ソレノイド10の直動する構成要素について述べる。ソレノイド10の可動磁極40は、長く肉厚の円筒状に形成されており、中心軸に沿って形成された中空部にはシャフト41が嵌合されている。また、後述するように、コイル38へ通電すると、固定磁極20及び補助磁極30の貫通孔の内部を摺動して固定磁極20に吸着される。このときの吸着力が推力となる。なお、固定磁極20の筒状部25の内部にはエアギャップブッシュ29が挿入されているので、可動磁極40が固定磁極20に突き当たって直接接触することはない。   Next, the components of the solenoid 10 that move directly will be described. The movable magnetic pole 40 of the solenoid 10 is formed in a long and thick cylindrical shape, and a shaft 41 is fitted in a hollow portion formed along the central axis. Further, as will be described later, when the coil 38 is energized, it slides inside the through holes of the fixed magnetic pole 20 and the auxiliary magnetic pole 30 and is attracted to the fixed magnetic pole 20. The attracting force at this time becomes the thrust. Since the air gap bush 29 is inserted inside the cylindrical portion 25 of the fixed magnetic pole 20, the movable magnetic pole 40 does not hit the fixed magnetic pole 20 and come into direct contact therewith.

シャフト41は、丸棒状に形成されており、可動磁極40の中空部に中間部が嵌合されている。さらに、先端部が固定磁極20の貫通孔を通って外部に露出している。コイル38へ通電していないときには、図示していないスプリングの弾発力によってエンドキャップ42側に付勢され、基端部がエンドキャップ42に当接した状態となる。また、コイル38へ通電しているときには、固定磁極20の貫通孔から大きく突出した状態となる。   The shaft 41 is formed in a round bar shape, and an intermediate portion is fitted into the hollow portion of the movable magnetic pole 40. Further, the tip portion is exposed to the outside through the through hole of the fixed magnetic pole 20. When the coil 38 is not energized, it is urged toward the end cap 42 by the elastic force of a spring (not shown), and the base end is in contact with the end cap 42. Further, when the coil 38 is energized, the coil 38 protrudes greatly from the through hole of the fixed magnetic pole 20.

さらに、直動する構成要素を作動及び支持するソレノイド10の固定的な構成要素について説明する。固定磁極20は、円盤状に形成された鍔状部27と、鍔状部27からエンドキャップ42側に向かって形成された筒状部25とを備えている。鍔状部27は、ケース36のシャフト41の先端部側に圧入によって嵌合される部分であり、外面中央に凹部が形成されている。筒状部25は、可動磁極40の動作に大きな影響を持つ部分であり、可動磁極40及びシャフト41の中心軸に沿ってエンドキャップ42側に延在している。また、筒状部25の中空部は、シャフト41の先端部側が縮径するような段差部49が形成されており、段差部49に当接するようにエアギャップブッシュ29を挿入してある。なお、ソレノイド10の用途によっては、エアギャップブッシュ29を省略してもよい。   Furthermore, the fixed components of the solenoid 10 that actuates and supports the linearly moving components will be described. The fixed magnetic pole 20 includes a bowl-shaped part 27 formed in a disk shape and a cylindrical part 25 formed from the bowl-shaped part 27 toward the end cap 42 side. The bowl-shaped portion 27 is a portion that is fitted into the distal end side of the shaft 41 of the case 36 by press-fitting, and a recess is formed in the center of the outer surface. The cylindrical portion 25 is a portion that has a great influence on the operation of the movable magnetic pole 40, and extends toward the end cap 42 along the central axis of the movable magnetic pole 40 and the shaft 41. Further, the hollow portion of the cylindrical portion 25 is formed with a stepped portion 49 whose diameter is reduced at the tip end side of the shaft 41, and an air gap bush 29 is inserted so as to contact the stepped portion 49. Note that the air gap bush 29 may be omitted depending on the application of the solenoid 10.

さらに、筒状部25は、その先端側を推力調整部21としている。推力調整部21は、本発明の中核となる部分であり、ソレノイド10の推力を安定させると共に、コントロールストローク領域を長くする役割を持つ。また、推力調整部21は、可動磁極40及びシャフト41の中心軸に沿ってエンドキャップ42側に筒状に延びている。推力調整部21の外周面22と内周面23とは、可動磁極40及びシャフト41の中心軸に対して平行な円筒状の面となっている。したがって、推力調整部21の厚さは全体にわたって均一となっている。推力調整部21の外周面22よりも鍔状部27寄りの面は鍔状部27に向かって登り勾配となるような傾斜面26として形成されている。傾斜面26は、推力の急増を緩和する役割を持つ。なお、推力調整部21の外周面22と傾斜面26とは連続的に形成されており、後述する理由によって両者の間には段差部を形成していない。   Further, the cylindrical portion 25 has a thrust adjustment portion 21 on the tip side. The thrust adjustment unit 21 is a core part of the present invention, and has a role of stabilizing the thrust of the solenoid 10 and lengthening the control stroke region. The thrust adjustment unit 21 extends in a cylindrical shape toward the end cap 42 along the central axis of the movable magnetic pole 40 and the shaft 41. The outer peripheral surface 22 and the inner peripheral surface 23 of the thrust adjusting unit 21 are cylindrical surfaces parallel to the central axis of the movable magnetic pole 40 and the shaft 41. Therefore, the thickness of the thrust adjusting unit 21 is uniform throughout. A surface closer to the flange-shaped portion 27 than the outer peripheral surface 22 of the thrust adjusting portion 21 is formed as an inclined surface 26 that has an upward gradient toward the flange-shaped portion 27. The inclined surface 26 has a role of mitigating a sudden increase in thrust. In addition, the outer peripheral surface 22 and the inclined surface 26 of the thrust adjusting unit 21 are formed continuously, and no stepped portion is formed between them for the reason described later.

補助磁極30は、外部への磁束の発散を低減して推力を増大させる機能を持つ。また、補助磁極30は、円環状に形成された鍔状部33と、鍔状部33から固定磁極20側に向かって形成された筒状部31とを備えている。鍔状部33は、ケース36のかしめ部37側に圧入によって嵌合されている。さらに、エンドキャップ42がかしめ部37で固定されていることによって、鍔状部33も固定磁極20側に押さえつけられるように固定されている。   The auxiliary magnetic pole 30 has a function of increasing thrust by reducing the divergence of magnetic flux to the outside. The auxiliary magnetic pole 30 includes a ring-shaped portion 33 formed in an annular shape and a cylindrical portion 31 formed from the flange-shaped portion 33 toward the fixed magnetic pole 20 side. The hook-shaped portion 33 is fitted into the caulked portion 37 side of the case 36 by press-fitting. Further, since the end cap 42 is fixed by the caulking portion 37, the hook-shaped portion 33 is also fixed so as to be pressed against the fixed magnetic pole 20 side.

筒状部31は、その中空部を可動磁極40が摺動するものである。また、コイル38への通電時に可動磁極40の外周面の広い範囲への磁束の流れを生成して、可動磁極40のストロークの変化に伴って発生する推力の増減を抑制する役割を果たす。すなわち、可動磁極40と固定磁極20との間を流れる磁束のうち、可動磁極40の推力に寄与する磁束量の全磁束量に対する割合は、ストロークに応じて急変しやすい。筒状部31は、可動磁極40の外周面と広い面積において対向しているので、空中に拡散するなどして推力に寄与しない磁束の発生を抑制して、補助磁極30、可動磁極40及び固定磁極20を流れる磁束量を増大する。ひいては、これらを流れる磁束量が増大することによって、可動磁極40の推力に寄与する磁束量の全磁束量に対する割合の変化を相対的に小さくする効果を持っている。   The cylindrical part 31 is one in which the movable magnetic pole 40 slides in the hollow part. Further, it generates a flow of magnetic flux over a wide range of the outer peripheral surface of the movable magnetic pole 40 when the coil 38 is energized, and plays a role of suppressing increase / decrease in thrust generated with a change in the stroke of the movable magnetic pole 40. That is, of the magnetic flux flowing between the movable magnetic pole 40 and the fixed magnetic pole 20, the ratio of the magnetic flux amount contributing to the thrust of the movable magnetic pole 40 to the total magnetic flux amount is likely to change suddenly according to the stroke. Since the cylindrical portion 31 is opposed to the outer peripheral surface of the movable magnetic pole 40 in a wide area, the generation of a magnetic flux that does not contribute to thrust by being diffused in the air is suppressed, and the auxiliary magnetic pole 30, the movable magnetic pole 40, and the fixed magnetic pole 30 are fixed. The amount of magnetic flux flowing through the magnetic pole 20 is increased. As a result, by increasing the amount of magnetic flux flowing through them, there is an effect of relatively reducing the change in the ratio of the magnetic flux amount contributing to the thrust of the movable magnetic pole 40 to the total magnetic flux amount.

なお、筒状部31は、比例ソレノイド以外の用途などにおいては、固定磁極20側に向かって延在する長さをさらに短くしてもよい。さらに、段差部35から固定磁極20側の部分のすべてを省略してもよい。また、比例ソレノイドとして使用する場合には、特に推力の安定性が求められるので、筒状部31を推力調整部21に向けて長く延ばすことが望ましい。ただし、筒状部31の先端面32と推力調整部21の先端面24とが接近しすぎると、コイル38への通電時に、ケース36、補助磁極30及び固定磁極20を流れる寄生的な磁気回路を生じるので、先端面32と先端面24との間隙は推力調整部21の厚さよりも大きくすることが望ましい。   In addition, the cylindrical part 31 may further shorten the length extending toward the fixed magnetic pole 20 side in applications other than the proportional solenoid. Further, all of the portion on the fixed magnetic pole 20 side from the step portion 35 may be omitted. Further, when used as a proportional solenoid, the stability of the thrust is particularly required, so that it is desirable to extend the cylindrical portion 31 toward the thrust adjusting portion 21 for a long time. However, if the distal end surface 32 of the cylindrical portion 31 and the distal end surface 24 of the thrust adjusting portion 21 are too close, a parasitic magnetic circuit that flows through the case 36, the auxiliary magnetic pole 30, and the fixed magnetic pole 20 when the coil 38 is energized. Therefore, it is desirable that the gap between the tip surface 32 and the tip surface 24 be larger than the thickness of the thrust adjustment unit 21.

ケース36は、略円筒状に形成されており、シャフト41の先端部側の内周面には、固定磁極20の鍔状部27を圧入するための段差部が形成されている。また、エンドキャップ42側はかしめによって変形し、エンドキャップ42の鍔状部43及び補助磁極30の鍔状部33の周側面に密着している。コイル38は、コイルボビン39に巻回されたコイルワイヤであり、両端部は図示していないが、引き出し線としてケース36の外部に引き出されている。コイルボビン39は、固定磁極20の鍔状部27と補助磁極30の鍔状部33とに挟まれた状態で固定されている。   The case 36 is formed in a substantially cylindrical shape, and a step portion for press-fitting the flange-like portion 27 of the fixed magnetic pole 20 is formed on the inner peripheral surface on the tip end side of the shaft 41. Further, the end cap 42 side is deformed by caulking, and is in close contact with the peripheral side surfaces of the flange portion 43 of the end cap 42 and the flange portion 33 of the auxiliary magnetic pole 30. The coil 38 is a coil wire wound around a coil bobbin 39, and both ends are not drawn, but are drawn out of the case 36 as lead wires. The coil bobbin 39 is fixed in a state of being sandwiched between the flange portion 27 of the fixed magnetic pole 20 and the flange portion 33 of the auxiliary magnetic pole 30.

エアギャップブッシュ29は、固定磁極20の筒状部25の内部に固定磁極20と可動磁極40との間に介在するように設けられている。可動磁極40が固定磁極20に対して非常に接近すると、ソレノイド10の推力は非常に大きくなるが、比例ソレノイドにとってこの非常に大きな推力は必要ないものとなる。エアギャップブッシュ29の厚さは、推力が過大になるストロークに合わせて設定されており、これを設けることによって可動磁極40の可動範囲を狭めている。また、可動磁極40が固定磁極20に吸着されないようにすると、図示していないスプリングによってエンドキャップ42側に復帰する時間を短縮できる利点がある。また、図示していないスプリングの負荷を低減し、ひいてはソレノイド10の小型化を図ることができる利点もある。   The air gap bush 29 is provided inside the cylindrical portion 25 of the fixed magnetic pole 20 so as to be interposed between the fixed magnetic pole 20 and the movable magnetic pole 40. When the movable magnetic pole 40 is very close to the fixed magnetic pole 20, the thrust of the solenoid 10 becomes very large, but this very large thrust is not necessary for the proportional solenoid. The thickness of the air gap bush 29 is set according to the stroke in which the thrust becomes excessive, and the movable range of the movable magnetic pole 40 is narrowed by providing this. Further, if the movable magnetic pole 40 is not attracted to the fixed magnetic pole 20, there is an advantage that the time for returning to the end cap 42 side by a spring (not shown) can be shortened. Further, there is an advantage that the load of a spring (not shown) can be reduced and the solenoid 10 can be downsized.

なお、推力調整部21の先端面24から傾斜面26の鍔状部27側の終端までの可動磁極40及びシャフト41の中心軸に沿った長さと、推力調整部21の先端面24からエアギャップブッシュ29の可動磁極40側の面までの可動磁極40及びシャフト41の中心軸に沿った長さとは、等しくなるように設定している。これは、傾斜面26が可動磁極40の推力を調整するものであって、可動磁極40の可動範囲を超えて形成しても無意味であることによる。すなわち、ギャップブッシュ29の可動磁極40側の面は、可動磁極40の停止位置となるので、この面に合わせて傾斜面26を形成すれば不要な切削加工をすることなくなるという利点がある。なお、ギャップブッシュ29を設けない場合には、筒状部25の内周面のうち、推力調整部21の先端面24から傾斜面26の鍔状部27側の終端までの可動磁極40及びシャフト41の中心軸に沿った長さよりも長くなる部分を傾斜面として形成してもよい。このような傾斜面は、比例ソレノイド以外のソレノイドにおいて、推力調整に有用となる場合がある。   Note that the length along the central axis of the movable magnetic pole 40 and the shaft 41 from the distal end surface 24 of the thrust adjusting portion 21 to the terminal end of the inclined surface 26 on the flange portion 27 side, and the air gap from the distal end surface 24 of the thrust adjusting portion 21. The length along the central axis of the movable magnetic pole 40 and the shaft 41 up to the surface of the bush 29 on the movable magnetic pole 40 side is set to be equal. This is because the inclined surface 26 adjusts the thrust of the movable magnetic pole 40, and it is meaningless to form it beyond the movable range of the movable magnetic pole 40. That is, the surface of the gap bush 29 on the side of the movable magnetic pole 40 serves as a stop position for the movable magnetic pole 40. Therefore, if the inclined surface 26 is formed in accordance with this surface, there is an advantage that unnecessary cutting is not performed. When the gap bush 29 is not provided, the movable magnetic pole 40 and the shaft from the distal end surface 24 of the thrust adjustment portion 21 to the terminal end of the inclined surface 26 on the flange portion 27 side of the inner peripheral surface of the tubular portion 25 are provided. A portion longer than the length along the central axis of 41 may be formed as an inclined surface. Such an inclined surface may be useful for thrust adjustment in a solenoid other than a proportional solenoid.

エンドキャップ42は、シャフト41の基端側を閉止する蓋である。ケース36のかしめ部37をかしめることによって鍔状部43がケース36に固定される。なお、ソレノイド10の用途によっては、エンドキャップ42を肉厚の磁性材で形成して磁気回路の一部とし、補助磁極30を省略してもよい。さらに、エンドキャップ42と補助磁極30との両方を磁気回路の一部としてもよい。   The end cap 42 is a lid that closes the proximal end side of the shaft 41. The hook-like portion 43 is fixed to the case 36 by caulking the caulking portion 37 of the case 36. Depending on the application of the solenoid 10, the end cap 42 may be formed of a thick magnetic material so as to be a part of the magnetic circuit, and the auxiliary magnetic pole 30 may be omitted. Furthermore, both the end cap 42 and the auxiliary magnetic pole 30 may be part of the magnetic circuit.

さらに、ソレノイド10の動作について説明する。コイル38に通電していないときには、図1(a)に示すように、図示していないスプリングの弾発力によって、シャフト41が基端側に押圧され、基端部がエンドキャップ42に当接した状態となる。コイル38に通電すると、固定磁極20、ケース36、補助磁極30及び可動磁極40に磁気回路を生成することによって、可動磁極40に対して固定磁極20への吸引力を生じて摺動し、図1(b)に示すように、可動磁極40がエアギャップブッシュ29に当接した状態となる。なお、本発明においては、固定磁極20に推力調整部21を設けたことによって、可動磁極40の摺動時における推力の変動が低減され、結果としてコントロールストロークが長くなっている。   Further, the operation of the solenoid 10 will be described. When the coil 38 is not energized, as shown in FIG. 1A, the shaft 41 is pressed to the proximal end side by the spring force (not shown), and the proximal end portion contacts the end cap 42. It will be in the state. When the coil 38 is energized, a magnetic circuit is generated in the fixed magnetic pole 20, the case 36, the auxiliary magnetic pole 30, and the movable magnetic pole 40, thereby generating an attractive force to the fixed magnetic pole 20 and sliding on the movable magnetic pole 40. As shown in FIG. 1B, the movable magnetic pole 40 is in contact with the air gap bush 29. In the present invention, by providing the thrust adjusting unit 21 in the fixed magnetic pole 20, fluctuations in thrust when the movable magnetic pole 40 slides are reduced, and as a result, the control stroke is lengthened.

次に、本発明の実施例及び比較例の実験結果について説明する。図3は、本発明の実施例と比較例との主要部の構成を示す断面図であり、(a)及び(b)は比較例、(c)は本発明の実施例を示す。図3において用いた符号は、すべて図1と同じものを示す。なお、図3に記入した寸法単位はmmである。また、図4は、本発明の実施例と比較例との比較実験の結果を示すグラフである。なお、図4において、x軸の原点は、可動磁極40がエアギャップブッシュ29に当接したときのストロークとなり、それぞれ固定磁極から(a)が1.6mm、(b)及び(c)が2.0mmの距離となる。   Next, experimental results of Examples and Comparative Examples of the present invention will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the embodiment of the present invention and a comparative example, (a) and (b) are comparative examples, and (c) is an embodiment of the present invention. The reference numerals used in FIG. 3 are the same as those in FIG. In addition, the dimension unit entered in FIG. 3 is mm. FIG. 4 is a graph showing the results of a comparative experiment between an example of the present invention and a comparative example. In FIG. 4, the origin of the x-axis is a stroke when the movable magnetic pole 40 contacts the air gap bush 29, and (a) is 1.6 mm, (b) and (c) are 2 from the fixed magnetic pole, respectively. The distance is 0.0 mm.

この実験では、従来技術に係る比例ソレノイドにおいて一般的に見られるところの、固定磁極20の筒状部25に傾斜面26を形成した比較例と、本発明に係る固定磁極20の筒状部25の先端側に推力調整部21を設けた実施例との推力を測定して比較した。比較例については、図3(a)及び(b)に示す構成としている。また、実施例は、図3(c)に示すように、推力調整部21を設け、可動磁極40及びシャフト41の中心軸方向の長さを0.7mm、厚さを0.3mm、推力調整部21の先端面24と筒状部31の先端面32との間隙を2.7mmとした。また、以上説明した部分以外の構成は、それぞれ図1に示すものとした。   In this experiment, a comparative example in which the inclined surface 26 is formed on the cylindrical portion 25 of the fixed magnetic pole 20 and the cylindrical portion 25 of the fixed magnetic pole 20 according to the present invention, which are generally found in the proportional solenoid according to the prior art. The thrust was measured and compared with the example in which the thrust adjusting portion 21 was provided on the tip side of the. About a comparative example, it is set as the structure shown to Fig.3 (a) and (b). Further, in the embodiment, as shown in FIG. 3C, a thrust adjusting unit 21 is provided, the length of the movable magnetic pole 40 and the shaft 41 in the central axis direction is 0.7 mm, the thickness is 0.3 mm, and the thrust is adjusted. The gap between the tip surface 24 of the part 21 and the tip surface 32 of the cylindrical part 31 was 2.7 mm. The configuration other than the portions described above is as shown in FIG.

以上の実験の結果、図4に示すように、本発明の実施例(c)では、可動磁極40がエアギャップブッシュ29に当接したときのストローク2.0mmから13.0mmまでの範囲において、推力の変動が0.1N以下となった。したがって、本発明の実施例(c)では、2.0mmから13.0mmまでの範囲が比例ソレノイドのコントロークストローク領域として十分実用性があることが分かった。これに対して、比較例(a)及び(b)では、推力の変動が0.1N以下となる範囲が8.0mm以下となり、コントロールストローク領域が本発明の実施例(c)よりも相当に狭いものになった。また、本発明の実施例(c)の場合、2.0mmから13.0mmまでの範囲の中間領域におけるストロークの変動が0.1Nよりもかなり小さいものとなり、中間領域のおける変動が0.1Nに近かった比較例(b)よりも推力の安定性が高かった。   As a result of the above experiment, as shown in FIG. 4, in Example (c) of the present invention, in the range from the stroke 2.0 mm to 13.0 mm when the movable magnetic pole 40 contacts the air gap bush 29, The fluctuation of thrust became 0.1N or less. Therefore, in Example (c) of this invention, it turned out that the range from 2.0 mm to 13.0 mm has sufficient practicality as a control stroke area of a proportional solenoid. On the other hand, in Comparative Examples (a) and (b), the range in which the variation in thrust is 0.1 N or less is 8.0 mm or less, and the control stroke region is considerably larger than that in Example (c) of the present invention. It became narrow. In the case of the embodiment (c) of the present invention, the stroke variation in the intermediate region in the range from 2.0 mm to 13.0 mm is considerably smaller than 0.1 N, and the variation in the intermediate region is 0.1 N. The stability of the thrust was higher than that of the comparative example (b) that was close to.

図5は、磁場解析を行った別の比較例における主要部の構成を示す断面図である。図5において、44は薄型推力調整部、45は段差部、46はくちばし状推力調整部、47は第2傾斜面、48は内周傾斜面であり、その他の符号は図1と同じものを示す。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part in another comparative example in which magnetic field analysis is performed. In FIG. 5, 44 is a thin thrust adjusting portion, 45 is a stepped portion, 46 is a beak-like thrust adjusting portion, 47 is a second inclined surface, 48 is an inner peripheral inclined surface, and other symbols are the same as those in FIG. Show.

発明者は、図4に示した本発明の実施例(c)の推力調整部21に近い構成を持つ別の比較例を想定し、想定した比較例の固定磁極の構成に対して磁場解析を行って評価した。比較例とした固定磁極は、まず、図5(a)に示すように、推力調整部の肉厚を薄くした薄型推力調整部44とし、傾斜面26との間に段差部45を形成したもの。次に、図5(b)に示すように、推力調整部をくちばし状に先端がとがったくちばし状推力調整部46としたもの。なお、傾斜面26とこのくちばし状推力調整部46の第2傾斜面47とは傾斜角が若干異なるものとした、さらに、図5(c)に示すように、筒状部25の内周面23側に内周傾斜面49を形成している。推力調整部21は、図1と同じ長さで、かつ、同じ厚さであるが、内周傾斜面49を形成したことによって、図1のものよりも筒状部25の外周面側に若干寄っている。   The inventor assumes another comparative example having a configuration close to the thrust adjustment unit 21 of the embodiment (c) of the present invention shown in FIG. 4 and performs magnetic field analysis on the configuration of the fixed magnetic pole of the assumed comparative example. Went and evaluated. As shown in FIG. 5A, the fixed magnetic pole as a comparative example is a thin thrust adjusting portion 44 in which the thickness of the thrust adjusting portion is reduced, and a step 45 is formed between the inclined surface 26 and the fixed magnetic pole. . Next, as shown in FIG. 5 (b), the thrust adjusting portion is a beak-like thrust adjusting portion 46 with a beak-like tip. The inclined surface 26 and the second inclined surface 47 of the beak-like thrust adjusting portion 46 are slightly different in inclination angle. Furthermore, as shown in FIG. 5C, the inner peripheral surface of the cylindrical portion 25 An inner peripheral inclined surface 49 is formed on the 23 side. The thrust adjustment portion 21 has the same length and the same thickness as those in FIG. 1, but is slightly closer to the outer peripheral surface side of the cylindrical portion 25 than that in FIG. 1 by forming the inner peripheral inclined surface 49. It is close.

以上について発明者が解析した結果によれば、図5の(a)、(b)及び(c)のいずれもが推力の変動を低減する能力において、図4に示した本発明の実施例(c)に劣っていた。これは、図5の(a)及び(b)のものよりも推力調整部21の方が肉薄に形成されていることによるものと推測される。さらに、図5の(c)のものは、推力調整部48と可動磁極40との間隙が推力調整部21と可動磁極40との間隙よりも大きく、この間隙の差が効果を低減しているものと推測される。また、段差部45又は内周傾斜面49は、可動磁極等の構成によって多少異なるが、逆に推力の変動要因になることが分かった。また、内周傾斜面49の形成範囲や形成位置を順次変えながら解析したところ、内周傾斜面49のような傾斜面を推力調整部21及び傾斜面26を設けた範囲、つまり、筒状部25を外周側から見て推力調整部21又は傾斜面26と重なり合う範囲に設けると、推力の変動要因になりやすいことが分かった。したがって、筒状部25の内周面は、筒状部25を外周側から見て推力調整部21又は傾斜面26と重なり合う範囲において、可動磁極40及びシャフト41の中心軸と平行な面とすることが望ましい。   According to the results analyzed by the inventor, the embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is capable of reducing the variation in thrust by any of (a), (b) and (c) of FIG. It was inferior to c). This is presumably due to the fact that the thrust adjusting portion 21 is formed thinner than those shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). Further, in FIG. 5C, the gap between the thrust adjustment unit 48 and the movable magnetic pole 40 is larger than the gap between the thrust adjustment unit 21 and the movable magnetic pole 40, and this gap difference reduces the effect. Presumed to be. In addition, it has been found that the stepped portion 45 or the inner peripheral inclined surface 49 slightly varies depending on the configuration of the movable magnetic pole or the like, but conversely becomes a factor of fluctuation in thrust. Further, when the analysis is performed while sequentially changing the formation range and the formation position of the inner peripheral inclined surface 49, the inclined surface such as the inner peripheral inclined surface 49 is the range in which the thrust adjusting portion 21 and the inclined surface 26 are provided, that is, the cylindrical portion It has been found that if 25 is provided in a range overlapping with the thrust adjusting portion 21 or the inclined surface 26 when viewed from the outer peripheral side, it is likely to cause a thrust fluctuation. Therefore, the inner peripheral surface of the cylindrical portion 25 is a surface parallel to the central axis of the movable magnetic pole 40 and the shaft 41 in a range where the cylindrical portion 25 is overlapped with the thrust adjusting portion 21 or the inclined surface 26 when viewed from the outer peripheral side. It is desirable.

以上説明したように、この実施の形態に係るソレノイド10は、固定磁極20の筒状部25の先端側に推力調整部21を設けたことによって、コイル38に通電して可動磁極40に対して固定磁極20への吸引力を生じて摺動しているときに、推力が変化することを低減できる。また、同様の構造を有する従来技術に係るソレノイドよりもコントロールストローク領域の長さを伸ばすことができる。また、推力調整部21の厚さは全体にわたって均一であるので、固定磁極20を切削加工などによって簡単に形成することができる。さらに、補助磁極30の筒状部31を推力調整部21に向かって長く延びるように形成して、可動磁極40の外周面と広い面積において対向させて、空中に拡散するなどして推力に寄与しない磁束の発生を抑制し、補助磁極30、可動磁極40及び固定磁極20を流れる磁束量を増大する。ひいては、これらを流れる磁束量が増大することによって、可動磁極40の推力に寄与する磁束量の全磁束量に対する割合の変化を相対的に小さくすることができる。   As described above, the solenoid 10 according to this embodiment is configured such that the coil 38 is energized with respect to the movable magnetic pole 40 by providing the thrust adjusting portion 21 on the distal end side of the cylindrical portion 25 of the fixed magnetic pole 20. It is possible to reduce the change in thrust when sliding is generated by generating an attractive force to the fixed magnetic pole 20. Further, the length of the control stroke region can be extended as compared with the solenoid according to the related art having the same structure. Further, since the thickness of the thrust adjusting portion 21 is uniform throughout, the fixed magnetic pole 20 can be easily formed by cutting or the like. Further, the cylindrical portion 31 of the auxiliary magnetic pole 30 is formed so as to extend long toward the thrust adjusting portion 21, and is opposed to the outer peripheral surface of the movable magnetic pole 40 over a wide area, thereby contributing to the thrust by diffusing in the air. Generation of the magnetic flux not to be transmitted is increased, and the amount of magnetic flux flowing through the auxiliary magnetic pole 30, the movable magnetic pole 40 and the fixed magnetic pole 20 is increased. As a result, when the amount of magnetic flux flowing through these increases, the change in the ratio of the magnetic flux amount contributing to the thrust of the movable magnetic pole 40 to the total magnetic flux amount can be made relatively small.

なお、本発明は以上に説明した内容に限定されるものではなく、例えば、ケースを有底円筒状の形状にする、ケースを略ロ字状のフレームにする、双方向ソレノイドとしてコイルを2個備えた構造とする、補助磁極をケースの外側に設ける、可動磁極の先端部を円錐台形状に形成すると共に固定磁極の筒状部の中空部の奥側を可動磁極の先端部に合わせて円錐台形状に形成する、シャフトを設けずに可動磁極の一部がケースの外部に突出した構成にする、シャフトをバルブの弁体と一体的に設ける、可動磁極と固定磁極との間隙を油路の一部として利用する、などの構成については、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限りにおいて種々の変形を加えることが可能である。   The present invention is not limited to the above-described contents. For example, the case has a bottomed cylindrical shape, the case has a substantially square frame, and two coils as a bidirectional solenoid. The auxiliary magnetic pole is provided outside the case, the tip of the movable magnetic pole is formed in a truncated cone shape, and the hollow side of the cylindrical portion of the fixed magnetic pole is aligned with the tip of the movable magnetic pole. It is formed in a trapezoidal shape, and a part of the movable magnetic pole protrudes outside the case without providing a shaft. The shaft is provided integrally with the valve body of the valve. The gap between the movable magnetic pole and the fixed magnetic pole is an oil passage. Various modifications can be made to the configuration used as a part of the invention without departing from the scope described in each claim.

10 ソレノイド
20 固定磁極
21 推力調整部
22 外周面
23 内周面
24 先端面
25 筒状部
26 傾斜面
27 鍔状部
28 貫通孔
29 エアギャップブッシュ
30 補助磁極
31 筒状部
32 先端面
33 鍔状部
34 貫通孔
35 段差部
36 ケース
37 かしめ部
38 コイル
39 ボビン
40 可動磁極
41 シャフト
42 エンドキャップ
43 鍔状部
44 薄型推力調整部
45 段差部
46 くちばし状推力調整部
47 第2傾斜面
48 内周傾斜面
49 段差部
50 ソレノイド
51 固定ヨーク
52 凸部
53 可動ヨーク
54 突出部
54a 外周面
54b 内周面
54c 端面
55 中央部
56 先端
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solenoid 20 Fixed magnetic pole 21 Thrust adjustment part 22 Outer peripheral surface 23 Inner peripheral surface 24 Front end surface 25 Cylindrical part 26 Inclined surface 27 Gutter-shaped part 28 Through-hole 29 Air gap bush 30 Auxiliary magnetic pole 31 Cylindrical part 32 Front end surface 33 Gutter-shaped Portion 34 through-hole 35 step portion 36 case 37 caulking portion 38 coil 39 bobbin 40 movable magnetic pole 41 shaft 42 end cap 43 flange-like portion 44 thin thrust adjusting portion 45 step portion 46 beak-like thrust adjusting portion 47 second inclined surface 48 inner circumference Inclined surface 49 Stepped portion 50 Solenoid 51 Fixed yoke 52 Protruding portion 53 Movable yoke 54 Protruding portion 54a Outer peripheral surface 54b Inner peripheral surface 54c End surface 55 Central portion 56 Tip

Claims (6)

コイルと、該コイルの近傍に配置されると共に筒状部が形成された固定磁極と、前記コイルへの通電時に先端側が前記筒状部に進入して前記固定磁極に吸着される可動磁極とを有するソレノイドにおいて、
前記固定磁極は、前記筒状部の内周面のうち少なくとも前記筒状部の先端部から第1の距離内にある第1の領域が前記可動磁極の中心軸と平行な面となるように形成され、
前記筒状部の外周面のうち前記筒状部の前記先端部から第2の距離内にある第2の領域が前記可動磁極の中心軸と平行な面となるように形成され、
前記筒状部の前記外周面のうち前記筒状部の前記先端部から前記第2の距離を超え、かつ、前記筒状部の前記先端部から第3の距離内にある第3の領域が前記筒状部の肉厚が前記筒状部の基端側に向かって漸次増大するような傾斜面に形成され、
前記第1の距離が前記第2の距離よりも長く、
前記第3の距離が前記第1の距離から前記エアギャップブッシュの厚さを差し引いた長さと等しい又はほぼ等しいことを特徴とするソレノイド。
A coil, a fixed magnetic pole disposed in the vicinity of the coil and formed with a cylindrical portion, and a movable magnetic pole whose tip side enters the cylindrical portion and is attracted to the fixed magnetic pole when the coil is energized Having a solenoid,
In the fixed magnetic pole, at least a first region of the inner peripheral surface of the cylindrical portion that is within a first distance from the tip of the cylindrical portion is a surface parallel to the central axis of the movable magnetic pole. Formed,
A second region within a second distance from the tip of the cylindrical portion of the outer peripheral surface of the cylindrical portion is formed to be a surface parallel to the central axis of the movable magnetic pole,
A third region of the outer peripheral surface of the tubular portion that exceeds the second distance from the tip portion of the tubular portion and that is within a third distance from the tip portion of the tubular portion. It is formed on an inclined surface such that the thickness of the cylindrical portion gradually increases toward the proximal end side of the cylindrical portion,
It said first distance is rather long than the second distance,
The solenoid according to claim 3, wherein the third distance is equal to or substantially equal to a length obtained by subtracting a thickness of the air gap bush from the first distance .
前記コイルの近傍に配置されると共に、前記可動磁極が摺動可能に挿入されている筒状部が形成された補助磁極をさらに有することを特徴とする請求項1に記載のソレノイド。   2. The solenoid according to claim 1, further comprising an auxiliary magnetic pole disposed in the vicinity of the coil and formed with a cylindrical portion into which the movable magnetic pole is slidably inserted. 前記補助磁極は、前記筒状部が前記固定磁極の前記筒状部に向かって延在していることを特徴とする請求項2に記載のソレノイド。   The solenoid according to claim 2, wherein the cylindrical portion of the auxiliary magnetic pole extends toward the cylindrical portion of the fixed magnetic pole. 前記補助磁極は、前記筒状部に前記固定磁極の前記筒状部寄りの部分の肉厚が薄くなるような段差部が形成されていることを特徴とする請求項3に記載のソレノイド。   4. The solenoid according to claim 3, wherein the auxiliary magnetic pole has a stepped portion formed in the cylindrical portion so that a thickness of a portion of the fixed magnetic pole near the cylindrical portion is reduced. 前記補助磁極は、前記筒状部と前記固定磁極の前記筒状部との間隙が前記固定磁極の前記筒状部の前記第1の領域と前記第2の領域との間の肉厚よりも大きくなるように配置されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のソレノイド。   In the auxiliary magnetic pole, a gap between the cylindrical portion and the cylindrical portion of the fixed magnetic pole is larger than a thickness between the first region and the second region of the cylindrical portion of the fixed magnetic pole. The solenoid according to claim 3 or 4, wherein the solenoid is arranged to be large. 前記固定磁極は、前記筒状部の中空部に段差部が形成され、
前記固定磁極の前記筒状部の前記段差部に当接するように設けられたエアギャップブッシュをさらに有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のソレノイド。
The fixed magnetic pole has a stepped portion formed in a hollow portion of the cylindrical portion,
The solenoid according to any one of claims 1 to 5, further comprising an air gap bush provided so as to abut on the step portion of the cylindrical portion of the fixed magnetic pole.
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