JP6163337B2 - Solenoid actuator - Google Patents

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Description

本発明は、ソレノイドアクチュエータに関する。   The present invention relates to a solenoid actuator.

特許文献1には、ケース内に設けられるコイルと、ケース底面側に配設されるスリーブと、ケース開口端側に配設されるベースと、コイルに通電することで発生する磁界によって、スリーブとベースの間をケース開口端側に移動するプランジャと、を備えるソレノイドアクチュエータが開示されている。   In Patent Document 1, a coil provided in a case, a sleeve provided on a case bottom side, a base provided on a case opening end side, a sleeve generated by a magnetic field generated by energizing the coil, A solenoid actuator is disclosed that includes a plunger that moves between the bases toward the case opening end.

特開2010−135469号公報JP 2010-135469 A

上記したソレノイドアクチュエータでは、コイルへの通電時に、プランジャをベース側(ケース開口端側)に移動させるプランジャ吸引力が発生する。しかしながら、プランジャの端面がスリーブに近接するような状態、特にプランジャの端面がスリーブに当接する状態では、プランジャの端面とスリーブとの間の磁束密度が高くなる。このようにプランジャ端面における磁束密度が高くなると、プランジャをスリーブ側に引き寄せようとする力が強くなり、プランジャ吸引力が急激に低下してしまう。   The solenoid actuator described above generates a plunger suction force that moves the plunger to the base side (case opening end side) when the coil is energized. However, in a state where the end surface of the plunger is close to the sleeve, particularly in a state where the end surface of the plunger is in contact with the sleeve, the magnetic flux density between the end surface of the plunger and the sleeve is high. When the magnetic flux density at the plunger end surface is increased in this way, the force for attracting the plunger toward the sleeve is increased, and the plunger suction force is rapidly reduced.

プランジャの移動制御範囲(いわゆるコンロールゾーン)内に、プランジャ吸引力が低下する領域が含まれると、その領域においてプランジャのジャンピング等が発生し、プランジャの動作及び当該プランジャによって駆動される駆動対象機器の駆動部の動作が不安定となるおそれがある。   If the plunger movement control range (so-called control zone) includes a region where the plunger suction force decreases, plunger jumping or the like occurs in that region, and the operation of the plunger and the drive target device driven by the plunger There is a possibility that the operation of the drive unit becomes unstable.

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、プランジャを安定的に動作させることが可能なソレノイドアクチュエータを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a solenoid actuator capable of stably operating a plunger.

本発明のソレノイドアクチュエータは、一端が開口端として形成されたケースと、ケース内に設けられるコイルと、ケース軸方向に延設される第1凹部を有し、ケース底面側に配設される第1磁性体と、ケース軸方向に延設されるとともに前記第1凹部に対向して設けられる第2凹部を有し、ケース開口端側に配設される第2磁性体と、前記コイルに通電することで発生する磁界によって、前記第1凹部と前記第2凹部との間をケース開口端に向かって移動するプランジャと、前記コイルの非通電時において、前記プランジャの端面と前記第1凹部の底面との間に、所定距離よりも大きい隙間を形成することで、前記プランジャの端面と前記第1凹部の底面との近接を規制する規制部と、を備え、前記所定距離は、前記コイルの通電時において、前記プランジャの移動制御範囲であるコントロールゾーン内における最小プランジャ吸引力よりも大きいプランジャ吸引力が発生する位置における前記プランジャの端面と前記第1凹部の底面との間の距離である、ことを特徴とする。 The solenoid actuator of the present invention includes a case having one end formed as an open end, a coil provided in the case, and a first recess extending in the case axial direction, and is disposed on the bottom surface side of the case. A magnetic body, a second magnetic body that extends in the axial direction of the case and has a second concave portion that faces the first concave portion, and is disposed on the case opening end side; A plunger that moves between the first recess and the second recess toward the case opening end by a magnetic field generated by the operation, and an end surface of the plunger and the first recess when the coil is not energized. A regulating portion that regulates the proximity between the end surface of the plunger and the bottom surface of the first recess by forming a gap larger than a predetermined distance between the bottom surface and the predetermined distance, Come on when energized The distance between the end surface of the plunger and the bottom surface of the first recess at a position where a plunger suction force larger than a minimum plunger suction force in a control zone that is a movement control range of the plunger is generated. And

本発明によれば、プランジャの端面と第1凹部の底面との近接が規制部によって規制されるので、プランジャが第1凹部の底面に近づきすぎることがなく、第1凹部の底面側のプランジャ端面における磁束密度が高くなることを抑制でき、プランジャ吸引力の低下を防止することができる。したがって、ソレノイドアクチュエータのプランジャを安定的に動作させることが可能となる。   According to the present invention, since the proximity of the end surface of the plunger and the bottom surface of the first recess is restricted by the restricting portion, the plunger does not come too close to the bottom surface of the first recess, and the plunger end surface on the bottom surface side of the first recess. It is possible to suppress the magnetic flux density from increasing, and it is possible to prevent a decrease in plunger attractive force. Accordingly, the plunger of the solenoid actuator can be stably operated.

本発明の第1実施形態によるソレノイドアクチュエータを含むアクチュエータ装置の斜視断面図である。1 is a perspective sectional view of an actuator device including a solenoid actuator according to a first embodiment of the present invention. アクチュエータ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an actuator apparatus. プランジャストローク量とプランジャ吸引力との特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of plunger stroke amount and plunger suction force. 本発明の第2実施形態によるソレノイドアクチュエータを含むアクチュエータ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the actuator apparatus containing the solenoid actuator by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態によるソレノイドアクチュエータを含むアクチュエータ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the actuator apparatus containing the solenoid actuator by 3rd Embodiment of this invention.

(第1実施形態)
以下、図1〜図3を参照して、本発明の第1実施形態によるソレノイドアクチュエータ20を含むアクチュエータ装置1について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the actuator device 1 including the solenoid actuator 20 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1及び図2に示すように、アクチュエータ装置1は、駆動対象機器としてのバルブ装置10と、バルブ装置10を駆動するソレノイドアクチュエータ20と、を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the actuator device 1 includes a valve device 10 as a device to be driven and a solenoid actuator 20 that drives the valve device 10.

バルブ装置10は、作動油(作動流体)が流れる流路に設置されるスプール弁である。バルブ装置10は、円筒状のバルブスリーブ11と、バルブスリーブ11内に摺動自在に設けられるスプール12と、を有している。バルブスリーブ11は、スプール12を収容するハウジングとして構成されており、アルミニウムによって形成されている。スプール12は、ソレノイドアクチュエータ20によって駆動される駆動部として構成されており、バルブスリーブ11内をスリーブ軸方向に移動する。   The valve device 10 is a spool valve installed in a flow path through which hydraulic oil (working fluid) flows. The valve device 10 includes a cylindrical valve sleeve 11 and a spool 12 slidably provided in the valve sleeve 11. The valve sleeve 11 is configured as a housing that accommodates the spool 12 and is formed of aluminum. The spool 12 is configured as a drive unit that is driven by the solenoid actuator 20, and moves in the valve sleeve 11 in the sleeve axial direction.

バルブ装置10は、スプール12の位置に応じて、バルブスリーブ11を通過して流路に流れ込む作動油の流量を調整するように構成されている。   The valve device 10 is configured to adjust the flow rate of the hydraulic oil that flows through the valve sleeve 11 and flows into the flow path according to the position of the spool 12.

図2に示すように、ソレノイドアクチュエータ20は、アクチュエータケースとしてのケース30と、ボビン40に巻き回されたコイル41と、ボビン40の内周面40Cに嵌め込まれるスリーブ50及びベース60と、可動鉄心としてのプランジャ70と、を備える。ソレノイドアクチュエータ20は、コイル41に通電することで発生する磁界によって、プランジャ70を軸方向に移動させる電磁アクチュエータである。   As shown in FIG. 2, the solenoid actuator 20 includes a case 30 as an actuator case, a coil 41 wound around the bobbin 40, a sleeve 50 and a base 60 fitted into the inner peripheral surface 40 </ b> C of the bobbin 40, and a movable iron core. As a plunger 70. The solenoid actuator 20 is an electromagnetic actuator that moves the plunger 70 in the axial direction by a magnetic field generated by energizing the coil 41.

ケース30は、磁性材(例えば鉄)によって形成された有底円筒状部材であって、ソレノイドアクチュエータ20を構成する各種部材を収容する収容枠である。ケース30の先端は開口端30Aであって、この開口端30Aはバルブ装置10のバルブスリーブ11の一端をかしめ固定するかしめ部31として構成されている。   The case 30 is a bottomed cylindrical member formed of a magnetic material (for example, iron), and is a housing frame that houses various members constituting the solenoid actuator 20. The front end of the case 30 is an open end 30A, and the open end 30A is configured as a caulking portion 31 for caulking and fixing one end of the valve sleeve 11 of the valve device 10.

ボビン40は、両端に鍔部40A,40Bを有する円筒状部材である。ボビン40は、電気絶縁性の樹脂によって形成されている。鍔部40A,40Bの間のボビン胴体部の外周面に巻き回された導電性線材がコイル41を構成する。ボビン40の鍔部40Aには、コイル41に電気的に接続されるターミナル42が設けられている。   The bobbin 40 is a cylindrical member having flanges 40A and 40B at both ends. The bobbin 40 is made of an electrically insulating resin. The conductive wire wound around the outer peripheral surface of the bobbin body between the flanges 40A and 40B constitutes the coil 41. A terminal 42 that is electrically connected to the coil 41 is provided on the flange portion 40 </ b> A of the bobbin 40.

ボビン40は、コイル41が巻き回された状態でケース30内に配置される。このように配置された状態では、ボビン40のターミナル42は、ケース30の切欠部32を通じて外部に突出する。ターミナル42を介してコイル41に電流を流すことで、コイル41の周囲に磁界が発生する。   The bobbin 40 is disposed in the case 30 in a state where the coil 41 is wound. In such a state, the terminal 42 of the bobbin 40 protrudes to the outside through the notch 32 of the case 30. By passing a current through the coil 41 via the terminal 42, a magnetic field is generated around the coil 41.

ボビン40の内側には、磁路を構成する部材としてスリーブ50及びベース60が設置される。   Inside the bobbin 40, a sleeve 50 and a base 60 are installed as members constituting a magnetic path.

スリーブ50は、磁性材(例えば鉄)によって形成された円筒状の第1磁性体である。スリーブ50はボビン40の基端寄りの内周面に圧入され、このように圧入された状態においてスリーブ50の基端面はケース30の底面に当接する。   The sleeve 50 is a cylindrical first magnetic body formed of a magnetic material (for example, iron). The sleeve 50 is press-fitted into the inner peripheral surface near the base end of the bobbin 40, and the base end surface of the sleeve 50 abuts against the bottom surface of the case 30 in such a press-fitted state.

ベース60は、磁性材(例えば鉄)によって形成された円筒状の第2磁性体である。ベース60は、その基端部分がボビン40の先端寄りの内周面に圧入されるように構成されている。ボビン40の内側に配設されるベース60及びスリーブ50は軸方向に並んで設置される。ベース60はケース30内において開口端30A側に配置され、スリーブ50はケース30内において底面側に配置される。   The base 60 is a cylindrical second magnetic body formed of a magnetic material (for example, iron). The base 60 is configured such that a base end portion thereof is press-fitted into an inner peripheral surface near the tip end of the bobbin 40. The base 60 and the sleeve 50 disposed inside the bobbin 40 are installed side by side in the axial direction. The base 60 is disposed on the opening end 30 </ b> A side in the case 30, and the sleeve 50 is disposed on the bottom surface side in the case 30.

ベース60及びスリーブ50は、非磁性材によって形成される円筒状のフィラーリング21によって連結されている。フィラーリング21の一端はスリーブ50の先端外周面に形成された環状凹部51に外嵌めされ、フィラーリング21の他端はベース60の基端外周面に形成された環状凹部61に外嵌めされる。このようにフィラーリング21が固定されることで、スリーブ50とベース60とが軸方向に離間した状態となり、スリーブ50の先端とベース60の基端との間に隙間が形成される。   The base 60 and the sleeve 50 are connected by a cylindrical filler ring 21 formed of a nonmagnetic material. One end of the filler ring 21 is fitted into an annular recess 51 formed on the outer peripheral surface of the distal end of the sleeve 50, and the other end of the filler ring 21 is fitted into an annular recess 61 formed on the outer peripheral surface of the base end of the base 60. . By fixing the filler ring 21 in this manner, the sleeve 50 and the base 60 are separated in the axial direction, and a gap is formed between the distal end of the sleeve 50 and the proximal end of the base 60.

ベース60の先端には、径方向外側に突出する鍔部64が形成されている。ベース60がボビン40に取り付けられた状態では、ベース60の鍔部64とボビン40の鍔部40Aが対向する。ベース60の鍔部64とボビン40の鍔部40Aとの間には、リング状のウェーブワッシャ22が配設される。ボビン40は、ウェーブワッシャ22によって鍔部40Bがケース30の底面に当接するように付勢された状態で、ケース30内に設けられる。これにより、ケース30内におけるボビン40のケース軸方向のガタつきを抑制することができる。   At the tip of the base 60, a flange portion 64 that protrudes outward in the radial direction is formed. In a state where the base 60 is attached to the bobbin 40, the flange portion 64 of the base 60 and the flange portion 40A of the bobbin 40 face each other. A ring-shaped wave washer 22 is disposed between the flange portion 64 of the base 60 and the flange portion 40 </ b> A of the bobbin 40. The bobbin 40 is provided in the case 30 in a state in which the flange portion 40 </ b> B is urged by the wave washer 22 so as to contact the bottom surface of the case 30. Thereby, the play of the bobbin 40 in the case 30 in the case axial direction can be suppressed.

プランジャ70は、磁性材(例えば鉄)によって形成された円筒状部材である。プランジャ70は、非磁性体(例えばステンレス鋼)によって形成されたシャフト71の外周面にかしめ固定されている。このように、プランジャ70とシャフト71を別部材とし、プランジャ70をシャフト71にかしめ固定することで、プランジャアッシーとしての組立ばらつき等を低減することが可能となる。   The plunger 70 is a cylindrical member formed of a magnetic material (for example, iron). The plunger 70 is caulked and fixed to the outer peripheral surface of a shaft 71 formed of a nonmagnetic material (for example, stainless steel). As described above, by using the plunger 70 and the shaft 71 as separate members and caulking and fixing the plunger 70 to the shaft 71, it is possible to reduce variations in assembly as a plunger assembly.

シャフト71は、プランジャ70の貫通孔を通じて、当該プランジャ70を軸方向に貫通している。シャフト71は、プランジャ70の両端面から突出し、軸方向に延設される。シャフト71は、その先端面がバルブ装置10のスプール12の端面に当接するように構成されている。プランジャアッシーを構成するプランジャ70及びシャフト71は、スリーブ50及びベース60の内部に移動可能に配設される。   The shaft 71 passes through the plunger 70 in the axial direction through the through hole of the plunger 70. The shaft 71 projects from both end surfaces of the plunger 70 and extends in the axial direction. The shaft 71 is configured such that a tip surface thereof abuts on an end surface of the spool 12 of the valve device 10. The plunger 70 and the shaft 71 constituting the plunger assembly are movably disposed inside the sleeve 50 and the base 60.

スリーブ50の先端側の内部は円形孔状の第1凹部53として形成されており、スリーブ50の基端側の内部は第1凹部53よりも小径の貫通孔52として形成されている。第1凹部53及び貫通孔52は、ケース軸方向に延設されている。貫通孔52の一端はスリーブ50の基端面(ケース底面側端面)に開口し、貫通孔52の他端は第1凹部53の底面に開口する。なお、第1凹部53の内径はプランジャ70の外径よりも僅かに大きく形成されており、貫通孔52の内径はシャフト71の外径よりも大きく形成されている。   The inside of the sleeve 50 at the distal end side is formed as a circular hole-shaped first recess 53, and the inside of the sleeve 50 at the proximal end side is formed as a through hole 52 having a smaller diameter than the first recess 53. The 1st recessed part 53 and the through-hole 52 are extended in the case axial direction. One end of the through hole 52 opens to the base end surface (end surface on the case bottom side) of the sleeve 50, and the other end of the through hole 52 opens to the bottom surface of the first recess 53. The inner diameter of the first recess 53 is slightly larger than the outer diameter of the plunger 70, and the inner diameter of the through hole 52 is larger than the outer diameter of the shaft 71.

一方、ベース60の基端側の内部は円形孔状の第2凹部63として形成されており、ベース60の先端側の内部は第2凹部63よりも小径の貫通孔62として形成されている。第2凹部63及び貫通孔62は、ケース軸方向に延設されている。ベース60の第2凹部63は、スリーブ50の第1凹部53に対向して設けられている。貫通孔62の一端はベース60の先端面(ケース開口端側端面)に開口し、貫通孔62の他端は第2凹部63の底面に開口する。なお、第2凹部63の内径はプランジャ70の外径よりも僅かに大きく形成されており、貫通孔62の内径はシャフト71の外径よりも大きく形成されている。   On the other hand, the inside of the base end side of the base 60 is formed as a circular hole-like second recess 63, and the inside of the base 60 is formed as a through hole 62 having a smaller diameter than the second recess 63. The 2nd recessed part 63 and the through-hole 62 are extended in the case axial direction. The second recess 63 of the base 60 is provided to face the first recess 53 of the sleeve 50. One end of the through hole 62 opens on the tip end surface (end surface on the case opening end side) of the base 60, and the other end of the through hole 62 opens on the bottom surface of the second recess 63. The inner diameter of the second recess 63 is slightly larger than the outer diameter of the plunger 70, and the inner diameter of the through hole 62 is larger than the outer diameter of the shaft 71.

スリーブ50の第1凹部53及びベース60の第2凹部63は、シャフト71に固定されたプランジャ70が軸方向に移動可能なプランジャ室23を形成する。スリーブ50及びベース60の各貫通孔52,62はそれぞれ、シャフト71が軸方向に移動可能なシャフト室24,25を形成する。   The first recess 53 of the sleeve 50 and the second recess 63 of the base 60 form a plunger chamber 23 in which the plunger 70 fixed to the shaft 71 can move in the axial direction. The through holes 52 and 62 of the sleeve 50 and the base 60 respectively form shaft chambers 24 and 25 in which the shaft 71 can move in the axial direction.

スリーブ50の第1凹部53の内周面には、プランジャ70を摺動可能に支持するブッシュ26が設置されている。ブッシュ26は、非磁性材によって形成されている。ブッシュ26の内径は、スリーブ50の第1凹部53及びベース60の第2凹部63の内径より僅かに小さく設定される。ブッシュ26を介してプランジャ70を摺動自在に支持することで、プランジャ70の外周面と第1凹部53及び第2凹部63の内周面との接触が防止される。   A bush 26 that slidably supports the plunger 70 is provided on the inner peripheral surface of the first recess 53 of the sleeve 50. The bush 26 is made of a nonmagnetic material. The inner diameter of the bush 26 is set slightly smaller than the inner diameters of the first recess 53 of the sleeve 50 and the second recess 63 of the base 60. By supporting the plunger 70 slidably via the bush 26, contact between the outer peripheral surface of the plunger 70 and the inner peripheral surfaces of the first recess 53 and the second recess 63 is prevented.

ベース60の第2凹部63の底面には、リング状のワッシャ27が設けられている。ワッシャ27は、非磁性材によって形成されている。このワッシャ27は、プランジャ70の最大駆動位置(最大ストローク量)を規定するストッパ部材として機能する。   A ring-shaped washer 27 is provided on the bottom surface of the second recess 63 of the base 60. The washer 27 is made of a nonmagnetic material. The washer 27 functions as a stopper member that defines the maximum drive position (maximum stroke amount) of the plunger 70.

なお、プランジャ70の外周面には、ベース60側のプランジャ室23と、スリーブ50側のプランジャ室23とを連通する連通溝70Aが軸方向に沿って複数形成されている。したがって、プランジャ室23及びシャフト室24,25は、連通溝70Aを通じて、常時連通した状態となっている。バルブ装置10に連結されるソレノイドアクチュエータ20のベース60及びスリーブ50内は作動油で満たされるが、プランジャ室23及びシャフト室24,25内の作動油はプランジャ70の移動に応じて移動するので、プランジャ70の移動が作動油によって妨げられることがない。   A plurality of communication grooves 70 </ b> A are formed on the outer peripheral surface of the plunger 70 along the axial direction to communicate the plunger chamber 23 on the base 60 side and the plunger chamber 23 on the sleeve 50 side. Therefore, the plunger chamber 23 and the shaft chambers 24 and 25 are always in communication with each other through the communication groove 70A. The base 60 and the sleeve 50 of the solenoid actuator 20 connected to the valve device 10 are filled with hydraulic oil, but the hydraulic oil in the plunger chamber 23 and the shaft chambers 24 and 25 moves in accordance with the movement of the plunger 70. The movement of the plunger 70 is not hindered by the hydraulic oil.

上記のように構成されるソレノイドアクチュエータ20は、バルブ装置10に連結される。バルブ装置10のバルブスリーブ11は、ソレノイドアクチュエータ20のケース30内に挿入される端部にフランジ部11Aを備える。フランジ部11Aは、バルブスリーブ11の端部から径方向外側に突出形成されている。フランジ部11Aは、基端側(ベース60側)に向かって拡径するテーパ状突起として形成されている。   The solenoid actuator 20 configured as described above is connected to the valve device 10. The valve sleeve 11 of the valve device 10 includes a flange portion 11 </ b> A at an end portion inserted into the case 30 of the solenoid actuator 20. The flange portion 11 </ b> A is formed so as to protrude radially outward from the end portion of the valve sleeve 11. 11 A of flange parts are formed as a taper-shaped protrusion which expands toward the base end side (base 60 side).

フランジ部11Aを含むバルブスリーブ11の基端は、ソレノイドアクチュエータ20のケース30の開口端30Aを通じて、当該ケース30内に挿入される。バルブスリーブ11は、その基端面がベース60の先端面に当接するように配置される。ケース30の開口端30Aは外側からバルブスリーブ11のフランジ部11Aに対してかしめられるかしめ部31として構成されており、かしめ部31がテーパ状のフランジ部11Aに覆い被さるように係合することで、バルブ装置10とソレノイドアクチュエータ20とが互いに結合される。ケース30のかしめ部31は、当該ケース30の開口端30Aを内側に曲げ加工することによって形成される。   The proximal end of the valve sleeve 11 including the flange portion 11 </ b> A is inserted into the case 30 through the open end 30 </ b> A of the case 30 of the solenoid actuator 20. The valve sleeve 11 is disposed such that the base end surface thereof is in contact with the front end surface of the base 60. The opening end 30A of the case 30 is configured as a caulking portion 31 that is caulked against the flange portion 11A of the valve sleeve 11 from the outside, and the caulking portion 31 is engaged so as to cover the tapered flange portion 11A. The valve device 10 and the solenoid actuator 20 are coupled to each other. The caulking portion 31 of the case 30 is formed by bending the opening end 30A of the case 30 inward.

上記の通り、バルブスリーブ11のフランジ部11A及びケース30のかしめ部31は、バルブ装置10のバルブスリーブ11とソレノイドアクチュエータ20のケース30を軸方向に連結する連結機構80を構成している。   As described above, the flange portion 11A of the valve sleeve 11 and the caulking portion 31 of the case 30 constitute a connecting mechanism 80 that connects the valve sleeve 11 of the valve device 10 and the case 30 of the solenoid actuator 20 in the axial direction.

アクチュエータ装置1では、ソレノイドアクチュエータ20のコイル41に電流が通電されていない場合、シャフト71は、図示しないスプリングによって付勢されたスプール12を介して図2中右方向に押され、シャフト71の一端がケース30の底面に当接した状態で停止する。この時、プランジャ70は、第1凹部53と第2凹部63によって形成されるプランジャ室23内において初期位置に位置している。   In the actuator device 1, when no current is supplied to the coil 41 of the solenoid actuator 20, the shaft 71 is pushed rightward in FIG. 2 via the spool 12 biased by a spring (not shown), and one end of the shaft 71 is Stops in contact with the bottom surface of the case 30. At this time, the plunger 70 is located at the initial position in the plunger chamber 23 formed by the first recess 53 and the second recess 63.

これに対して、ソレノイドアクチュエータ20のコイル41に電流が通電されると、コイル41の周囲に磁界が発生し、この磁界によってプランジャ70がケース軸方向に移動する。つまり、プランジャ70は、スリーブ50の第1凹部53とベース60の第2凹部63との間を第2凹部63の底面に向かって、図2中左方向に移動する。このプランジャ70の移動に伴って、シャフト71がスプール12を左方向に移動させる。スプール12は、プランジャ吸引力とスプール12を付勢するスプリングの付勢力とが釣り合う位置まで移動する。このようにスプール12が移動することで、バルブスリーブ11を通過して流路に流れ込む作動油の流量が調整される。なお、プランジャ70を左方向に移動させるプランジャ吸引力は、コイル41に通電する電流値を調整することで制御可能となっている。   On the other hand, when a current is passed through the coil 41 of the solenoid actuator 20, a magnetic field is generated around the coil 41, and the plunger 70 moves in the case axial direction by this magnetic field. That is, the plunger 70 moves to the left in FIG. 2 toward the bottom surface of the second recess 63 between the first recess 53 of the sleeve 50 and the second recess 63 of the base 60. As the plunger 70 moves, the shaft 71 moves the spool 12 leftward. The spool 12 moves to a position where the plunger suction force and the biasing force of the spring that biases the spool 12 are balanced. By moving the spool 12 in this way, the flow rate of the hydraulic oil that flows through the valve sleeve 11 and flows into the flow path is adjusted. Note that the plunger suction force that moves the plunger 70 in the left direction can be controlled by adjusting the value of the current supplied to the coil 41.

上述したように、ソレノイドアクチュエータ20では、コイル41への通電時に、プランジャ70をケース30の開口端30A側に移動させるプランジャ吸引力が発生する。図3に示すように、プランジャ吸引力は、通電量を一定とした場合であっても、プランジャ室23内におけるプランジャ70の位置(ストローク量)に応じて変化する。図3において、ストローク量が大きくなることは、プランジャ70がベース60の第2凹部63の底面に近づくことを意味している。   As described above, the solenoid actuator 20 generates a plunger suction force that moves the plunger 70 toward the opening end 30 </ b> A of the case 30 when the coil 41 is energized. As shown in FIG. 3, the plunger suction force changes according to the position (stroke amount) of the plunger 70 in the plunger chamber 23 even when the energization amount is constant. In FIG. 3, increasing the stroke amount means that the plunger 70 approaches the bottom surface of the second recess 63 of the base 60.

また、ソレノイドアクチュエータ20では、プランジャ70の基端面がスリーブ50の第1凹部53の端面に近接するような状態、特にプランジャ70の基端面が第1凹部53の底面に当接する状態の時に、プランジャ70の基端面と第1凹部53の底面との間の磁束密度が高くなる。このようにプランジャ70の基端面側の磁束密度が高くなると、プランジャ70をスリーブ50側に引き寄せようとする力が強くなり、図3の領域Aに示すようにプランジャ吸引力が急激に低下してしまう。   Further, in the solenoid actuator 20, when the proximal end surface of the plunger 70 is close to the end surface of the first recess 53 of the sleeve 50, particularly when the proximal end surface of the plunger 70 is in contact with the bottom surface of the first recess 53. The magnetic flux density between the base end face of 70 and the bottom face of the first recess 53 is increased. When the magnetic flux density on the base end surface side of the plunger 70 is increased in this way, the force for attracting the plunger 70 toward the sleeve 50 is increased, and the plunger suction force is rapidly reduced as shown in the region A of FIG. End up.

このようなプランジャ吸引力の急激な低下を防止するため、本実施形態によるソレノイドアクチュエータ20では、プランジャ70の基端面がスリーブ50の第1凹部53の底面に近づきすぎることを規制している。   In order to prevent such a sudden decrease in the plunger suction force, the solenoid actuator 20 according to the present embodiment restricts the proximal end surface of the plunger 70 from being too close to the bottom surface of the first recess 53 of the sleeve 50.

つまり、図2に示すように、プランジャ70がプランジャ室23内において初期位置(非通電時の位置)にある場合、非磁性体(例えばステンレス鋼)によって形成されたシャフト71がスリーブ50の貫通孔52を通じてケース30の底面に当接することで、プランジャ70の基端面と第1凹部53の底面との間に隙間が形成される。図3に示すようにプランジャ70の基端面と第1凹部53の底面との間隔が距離dより小さくなるとプランジャ吸引力が低下するため、シャフト71がケース30の底面に当接した時のプランジャ70の基端面と第1凹部53の底面との間の隙間は、距離dよりも大きくなるように設定される。   That is, as shown in FIG. 2, when the plunger 70 is in the initial position (non-energized position) in the plunger chamber 23, the shaft 71 formed of a nonmagnetic material (for example, stainless steel) is formed in the through hole of the sleeve 50. By contacting the bottom surface of the case 30 through 52, a gap is formed between the base end surface of the plunger 70 and the bottom surface of the first recess 53. As shown in FIG. 3, when the distance between the base end surface of the plunger 70 and the bottom surface of the first recess 53 becomes smaller than the distance d, the plunger suction force decreases, so the plunger 70 when the shaft 71 contacts the bottom surface of the case 30. The gap between the base end surface and the bottom surface of the first recess 53 is set to be larger than the distance d.

このように、本実施形態のソレノイドアクチュエータ20では、プランジャ70に連結される非磁性のシャフト71と、スリーブ50の貫通孔52と、ケース30の底面とによって、プランジャ70の基端面と第1凹部53の底面との近接を規制する規制部100が構成される。   Thus, in the solenoid actuator 20 of this embodiment, the non-magnetic shaft 71 connected to the plunger 70, the through hole 52 of the sleeve 50, and the bottom surface of the case 30 make the base end surface of the plunger 70 and the first recess. A restricting portion 100 that restricts proximity to the bottom surface of 53 is configured.

上記した本実施形態によるアクチュエータ装置1のソレノイドアクチュエータ20によれば、以下に示す効果を奏する。   The solenoid actuator 20 of the actuator device 1 according to the present embodiment described above has the following effects.

ソレノイドアクチュエータ20は、規制部100によって、当該プランジャ70の端面と第1凹部53の底面との近接が規制されるように構成されている。つまり、ソレノイドアクチュエータ20では、非磁性のシャフト71がスリーブ50の貫通孔52を通じてケース30の底面に当接し、プランジャ70の基端面と第1凹部53の底面との間に隙間が形成されることで、プランジャ70の端面と第1凹部53の底面との近接が規制される。   The solenoid actuator 20 is configured such that the restriction portion 100 restricts the proximity of the end surface of the plunger 70 and the bottom surface of the first recess 53. That is, in the solenoid actuator 20, the nonmagnetic shaft 71 contacts the bottom surface of the case 30 through the through hole 52 of the sleeve 50, and a gap is formed between the base end surface of the plunger 70 and the bottom surface of the first recess 53. Thus, the proximity of the end surface of the plunger 70 and the bottom surface of the first recess 53 is restricted.

これにより、プランジャ70がスリーブ50の第1凹部53の底面に近づきすぎることがなく、プランジャ70の基端面側の磁束密度が高くなることを抑制でき、プランジャ吸引力の低下を防止することができる。したがって、プランジャ70及び当該プランジャ70によって駆動されるスプール12を安定的に動作させることが可能となる。   As a result, the plunger 70 does not get too close to the bottom surface of the first recess 53 of the sleeve 50, the magnetic flux density on the base end surface side of the plunger 70 can be suppressed from increasing, and the plunger suction force can be prevented from decreasing. . Therefore, the plunger 70 and the spool 12 driven by the plunger 70 can be stably operated.

また、規制部を有していない従来のソレノイドアクチュエータでは、プランジャ吸引力が低下する範囲(図3の領域A)をコントロールゾーンから除外するだけでなく、プランジャアッシーの寸法ばらつきや組み立てばらつき等を加味して、図3のコントロールゾーンBに示すように最小ストローク量を大き目に設定する必要があった。このように、従来のソレノイドアクチュエータでは、プランジャアッシーの寸法ばらつき等を考慮すると、第1凹部の底面に近い側のプランジャのストローク領域を有効活用することができなかった。   Further, in a conventional solenoid actuator that does not have a restricting portion, not only the range where the plunger suction force decreases (region A in FIG. 3) is excluded from the control zone, but also the dimensional variation and assembly variation of the plunger assembly are taken into account. Thus, it is necessary to set the minimum stroke amount large as shown in the control zone B of FIG. As described above, in the conventional solenoid actuator, when the dimension variation of the plunger assembly is taken into consideration, the stroke area of the plunger closer to the bottom surface of the first recess cannot be effectively used.

しかしながら、本実施形態によるソレノイドアクチュエータ20では、規制部100によってプランジャ70と第1凹部53の底面の近接が物理的に規制されるため、プランジャアッシーに寸法ばらつき等があっても、図3のコントロールゾーンAに示すように、最小ストローク量をプランジャ吸引力が低下する直前の値に設定することができる。したがって、ソレノイドアクチュエータ20では、従来のソレノイドアクチュエータよりもコントロールゾーンを拡大することが可能となる。   However, in the solenoid actuator 20 according to the present embodiment, since the proximity between the plunger 70 and the bottom surface of the first recess 53 is physically restricted by the restriction portion 100, the control in FIG. As shown in zone A, the minimum stroke amount can be set to a value immediately before the plunger suction force decreases. Therefore, in the solenoid actuator 20, the control zone can be expanded as compared with the conventional solenoid actuator.

さらに、プランジャ70の端面がスリーブ50の第1凹部53の底面に当接することがないので、プランジャ70の端面が薄い油膜を介して第1凹部53の底面に張り付いてしまうこともない。   Furthermore, since the end surface of the plunger 70 does not contact the bottom surface of the first recess 53 of the sleeve 50, the end surface of the plunger 70 does not stick to the bottom surface of the first recess 53 via a thin oil film.

(第2実施形態)
次に、図4を参照して、第2実施形態によるソレノイドアクチュエータ20を含むアクチュエータ装置1について説明する。なお、図4では、第1実施形態と同一の構成部分には第1実施形態と同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
Next, the actuator device 1 including the solenoid actuator 20 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.

図4に示すように、第2実施形態によるソレノイドアクチュエータ20では、プランジャ90は、円筒状ではなく、円柱状に形成されている。プランジャ90の外周面には、ベース60側のプランジャ室23と、スリーブ50側のプランジャ室23とを連通する連通溝90Aが軸方向に沿って複数形成されている。したがって、プランジャ室23及びシャフト室24,25は、連通溝90Aを通じて、常時連通した状態となっている。   As shown in FIG. 4, in the solenoid actuator 20 according to the second embodiment, the plunger 90 is formed in a columnar shape instead of a cylindrical shape. On the outer peripheral surface of the plunger 90, a plurality of communication grooves 90 </ b> A are formed along the axial direction to communicate the plunger chamber 23 on the base 60 side and the plunger chamber 23 on the sleeve 50 side. Therefore, the plunger chamber 23 and the shaft chambers 24 and 25 are always in communication with each other through the communication groove 90A.

プランジャ90の先端面には、非磁性体からなるシャフト91が連結されている。シャフト91は、その先端面がバルブ装置10のスプール12の端面に当接するように成されている。   A shaft 91 made of a non-magnetic material is connected to the distal end surface of the plunger 90. The shaft 91 is configured such that a tip surface thereof abuts on an end surface of the spool 12 of the valve device 10.

また、第2実施形態のソレノイドアクチュエータ20では、プランジャ90の基端面と第1凹部53の底面との近接を規制する規制部100として、リング状のスペーサ92がプランジャ90の基端面と第1凹部53の底面との間に配置される。   In the solenoid actuator 20 of the second embodiment, a ring-shaped spacer 92 is used as the restricting portion 100 that restricts the proximity between the base end surface of the plunger 90 and the bottom surface of the first recess 53. It is arranged between the bottom surface of 53.

スペーサ92は、非磁性体(例えばステンレス鋼)によって形成されており、第1凹部53の底面に当接するように設置されている。スペーサ92の厚さは、プランジャ90がスペーサ92に当接した場合に、当該プランジャ90の基端面と第1凹部53の底面との間隔が距離dより大きくなるように設定される。   The spacer 92 is formed of a non-magnetic material (for example, stainless steel) and is installed so as to contact the bottom surface of the first recess 53. The thickness of the spacer 92 is set so that the distance between the base end surface of the plunger 90 and the bottom surface of the first recess 53 is larger than the distance d when the plunger 90 abuts on the spacer 92.

第2実施形態によるソレノイドアクチュエータ20によれば、第1凹部53内に設けられた非磁性のスペーサ92にプランジャ90が当接することで、プランジャ90の基端面と第1凹部53の底面との近接が規制される。   According to the solenoid actuator 20 according to the second embodiment, the plunger 90 abuts against the nonmagnetic spacer 92 provided in the first recess 53, so that the proximal end surface of the plunger 90 and the bottom surface of the first recess 53 are close to each other. Is regulated.

これにより、プランジャ90がスリーブ50の第1凹部53の底面に近づきすぎることがなく、プランジャ吸引力の低下を防止することができる。したがって、プランジャ90及び当該プランジャ90によって駆動されるスプール12を安定的に動作させることが可能となる。また、ソレノイドアクチュエータ20のコントロールゾーンを従来のソレノイドアクチュエータよりも拡大することが可能となる。   Thereby, the plunger 90 does not come too close to the bottom surface of the first recess 53 of the sleeve 50, and a decrease in the plunger suction force can be prevented. Therefore, the plunger 90 and the spool 12 driven by the plunger 90 can be stably operated. Further, the control zone of the solenoid actuator 20 can be expanded as compared with the conventional solenoid actuator.

なお、スリーブ50に貫通孔52を設けるのではなく、スリーブ50の第1凹部53の底面に窪む穴を形成し、この穴にプランジャ90の基端面に当接可能な非磁性のスペーサ92を設けてもよい。この場合、スペーサ92は円柱等のブロック状に形成され、スペーサ92の厚さはプランジャ90がスペーサ92に当接した場合に当該プランジャ90の基端面と第1凹部53の底面との間隔が距離dより大きくなるように設定される。このような構成の場合にも、第1凹部53内に設けられた非磁性のスペーサ92にプランジャ90が当接することで、プランジャ90の基端面と第1凹部53の底面との近接が規制される。   Instead of providing the through hole 52 in the sleeve 50, a hole that is recessed in the bottom surface of the first recess 53 of the sleeve 50 is formed, and a nonmagnetic spacer 92 that can contact the base end surface of the plunger 90 is formed in this hole. It may be provided. In this case, the spacer 92 is formed in a block shape such as a cylinder, and the thickness of the spacer 92 is the distance between the base end surface of the plunger 90 and the bottom surface of the first recess 53 when the plunger 90 abuts against the spacer 92. It is set to be larger than d. Also in such a configuration, the proximity of the base end surface of the plunger 90 and the bottom surface of the first recess 53 is restricted by the plunger 90 coming into contact with the nonmagnetic spacer 92 provided in the first recess 53. The

(第3実施形態)
次に、図5を参照して、第3実施形態によるソレノイドアクチュエータ20を含むアクチュエータ装置1について説明する。なお、図5では、第1、第2実施形態と同一の構成部分には第1、第2実施形態と同一の符号を付している。
(Third embodiment)
Next, the actuator device 1 including the solenoid actuator 20 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those in the first and second embodiments.

図5に示すように、第3実施形態によるソレノイドアクチュエータ20では、プランジャ90は円柱状に形成されており、プランジャ90の先端面には非磁性のシャフト91が連結されている。   As shown in FIG. 5, in the solenoid actuator 20 according to the third embodiment, the plunger 90 is formed in a columnar shape, and a nonmagnetic shaft 91 is connected to the distal end surface of the plunger 90.

また、第3実施形態のソレノイドアクチュエータ20では、プランジャ90の基端面と第1凹部53の底面との近接を規制する規制部100として、規制シャフト93がケース30の底面に配置される。   In the solenoid actuator 20 of the third embodiment, a restriction shaft 93 is disposed on the bottom surface of the case 30 as the restriction portion 100 that restricts the proximity of the proximal end surface of the plunger 90 and the bottom surface of the first recess 53.

規制シャフト93は、非磁性体(例えばステンレス鋼)によって形成されており、ケース軸方向に延設されている。規制シャフト93は、スリーブ50の貫通孔52を通じて第1凹部53内に突出するように構成されている。第1凹部53の底面からの規制シャフト93の突出量は、プランジャ90が規制シャフト93に当接した場合に、当該プランジャ90の基端面と第1凹部53の底面との間隔が距離dより大きくなるように設定される。   The restriction shaft 93 is made of a non-magnetic material (for example, stainless steel) and extends in the case axial direction. The restriction shaft 93 is configured to protrude into the first recess 53 through the through hole 52 of the sleeve 50. The amount of protrusion of the restriction shaft 93 from the bottom surface of the first recess 53 is such that the distance between the base end surface of the plunger 90 and the bottom surface of the first recess 53 is larger than the distance d when the plunger 90 contacts the restriction shaft 93. Is set to be

このように、ソレノイドアクチュエータ20では、ケース30の底面に固定される規制シャフト93と、スリーブ50の貫通孔52とによって、プランジャ90の基端面と第1凹部53の底面との近接を規制する規制部100が構成される。   As described above, in the solenoid actuator 20, the restriction that restricts the proximity of the proximal end surface of the plunger 90 and the bottom surface of the first recess 53 by the restriction shaft 93 fixed to the bottom surface of the case 30 and the through hole 52 of the sleeve 50. The unit 100 is configured.

第3実施形態によるソレノイドアクチュエータ20によれば、プランジャ90が非磁性の規制シャフト93に当接することで、プランジャ90の基端面と第1凹部53の底面との近接が規制される。   According to the solenoid actuator 20 according to the third embodiment, the proximity of the base end surface of the plunger 90 and the bottom surface of the first recess 53 is restricted by the plunger 90 coming into contact with the nonmagnetic restriction shaft 93.

これにより、プランジャ90がスリーブ50の第1凹部53の底面に近づきすぎることがなく、プランジャ吸引力の低下を防止することができる。したがって、プランジャ90及び当該プランジャ90によって駆動されるスプール12を安定的に動作させることが可能となる。また、ソレノイドアクチュエータ20のコントロールゾーンを従来のソレノイドアクチュエータよりも拡大することが可能となる。   Thereby, the plunger 90 does not come too close to the bottom surface of the first recess 53 of the sleeve 50, and a decrease in the plunger suction force can be prevented. Therefore, the plunger 90 and the spool 12 driven by the plunger 90 can be stably operated. Further, the control zone of the solenoid actuator 20 can be expanded as compared with the conventional solenoid actuator.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

第1から第3実施形態によるアクチュエータ装置1は、ソレノイドアクチュエータ20によってバルブ装置10のスプール12を駆動するように構成されている。しかしながら、ソレノイドアクチュエータ20によってバルブ装置10以外の駆動対象機器の駆動部を駆動するように、アクチュエータ装置1を構成してもよい。   The actuator device 1 according to the first to third embodiments is configured to drive the spool 12 of the valve device 10 by the solenoid actuator 20. However, the actuator device 1 may be configured such that the drive unit of the drive target device other than the valve device 10 is driven by the solenoid actuator 20.

1 アクチュエータ装置
10 バルブ装置(駆動対象機器)
20 ソレノイドアクチュエータ
30 ケース
30A 開口端
41 コイル
50 スリーブ(第1磁性体)
52 貫通孔
53 第1凹部
60 ベース(第2磁性体)
62 貫通孔
63 第2凹部
70 プランジャ
71 シャフト
90 プランジャ
91 シャフト
92 スペーサ
93 規制シャフト
100 規制部
1 Actuator device 10 Valve device (device to be driven)
20 Solenoid actuator 30 Case 30A Open end 41 Coil 50 Sleeve (first magnetic body)
52 Through-hole 53 1st recessed part 60 Base (2nd magnetic body)
62 Through-hole 63 2nd recessed part 70 Plunger 71 Shaft 90 Plunger 91 Shaft 92 Spacer 93 Restriction shaft 100 Restriction part

Claims (4)

一端が開口端として形成されたケースと、
ケース内に設けられるコイルと、
ケース軸方向に延設される第1凹部を有し、ケース底面側に配設される第1磁性体と、
ケース軸方向に延設されるとともに前記第1凹部に対向して設けられる第2凹部を有し、ケース開口端側に配設される第2磁性体と、
前記コイルに通電することで発生する磁界によって、前記第1凹部と前記第2凹部との間をケース開口端に向かって移動するプランジャと、
前記コイルの非通電時において、前記プランジャの端面と前記第1凹部の底面との間に、所定距離よりも大きい隙間を形成することで、前記プランジャの端面と前記第1凹部の底面との近接を規制する規制部と、を備え
前記所定距離は、前記コイルの通電時において、前記プランジャの移動制御範囲であるコントロールゾーン内における最小プランジャ吸引力よりも大きいプランジャ吸引力が発生する位置における前記プランジャの端面と前記第1凹部の底面との間の距離である、
ことを特徴とするソレノイドアクチュエータ。
A case where one end is formed as an open end;
A coil provided in the case;
A first magnetic body having a first recess extending in the case axial direction and disposed on the bottom surface side of the case;
A second magnetic body that extends in the axial direction of the case and has a second recess provided to face the first recess, and is disposed on the case opening end side;
A plunger that moves between the first recess and the second recess toward the case opening end by a magnetic field generated by energizing the coil;
When the coil is not energized, a gap larger than a predetermined distance is formed between the end surface of the plunger and the bottom surface of the first recess , so that the end surface of the plunger and the bottom surface of the first recess are close to each other. and a regulating portion for regulating,
The predetermined distance is the end surface of the plunger and the bottom surface of the first recess at a position where a plunger suction force larger than a minimum plunger suction force in a control zone that is a movement control range of the plunger is generated when the coil is energized. The distance between
A solenoid actuator characterized by that .
前記規制部は、
前記第1磁性体のケース底面側の端面と前記第1凹部の底面に開口するように前記第1磁性体に形成される貫通孔と、
非磁性体によって形成され、前記プランジャから軸方向に延設されるシャフトと、を備え、
前記シャフトが前記貫通孔を通じてケース底面に当接し、前記プランジャの端面と前記第1凹部の底面との間に隙間を形成することで、前記プランジャの端面と前記第1凹部の底面との近接を規制する、
ことを特徴とする請求項1に記載のソレノイドアクチュエータ。
The regulation part is
A through hole formed in the first magnetic body so as to open to an end surface of the first magnetic body on a case bottom surface side and a bottom surface of the first recess;
A shaft formed of a non-magnetic material and extending in the axial direction from the plunger,
The shaft comes into contact with the bottom surface of the case through the through hole, and a gap is formed between the end surface of the plunger and the bottom surface of the first recess, so that the end surface of the plunger and the bottom surface of the first recess are close to each other. regulate,
The solenoid actuator according to claim 1.
前記規制部は、
前記第1磁性体のケース底面側の端面と前記第1凹部の底面に開口するように前記第1磁性体に形成される貫通孔と、
非磁性体によって形成され、ケース底面から前記貫通孔を通じて軸方向に延設されるシャフトと、を備え、
前記プランジャの端面が前記シャフトの端面に当接し、前記プランジャの端面と前記第1凹部の底面との間に隙間を形成することで、前記プランジャの端面と前記第1凹部の底面との近接を規制する、
ことを特徴とする請求項1に記載のソレノイドアクチュエータ。
The regulation part is
A through hole formed in the first magnetic body so as to open to an end surface of the first magnetic body on a case bottom surface side and a bottom surface of the first recess;
A shaft formed of a nonmagnetic material and extending in the axial direction from the bottom surface of the case through the through hole, and
The end surface of the plunger abuts on the end surface of the shaft, and a gap is formed between the end surface of the plunger and the bottom surface of the first recess, so that the end surface of the plunger and the bottom surface of the first recess are close to each other. regulate,
The solenoid actuator according to claim 1.
前記規制部は、非磁性体によって形成されるとともに、前記第1磁性体の前記第1凹部内に配置されるスペーサである、
ことを特徴とする請求項1に記載のソレノイドアクチュエータ。
The restricting portion is a spacer formed of a nonmagnetic material and disposed in the first recess of the first magnetic material.
The solenoid actuator according to claim 1.
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