JP6241733B2

JP6241733B2 - Long stroke solenoid

Info

Publication number: JP6241733B2
Application number: JP2013268162A
Authority: JP
Inventors: 一城平泉
Original assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Current assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: JP2015126038A

Description

本発明は、電磁力によって可動板を駆動するロングストロークソレノイドに関する。 The present invention relates to a long stroke solenoid that drives a movable plate by electromagnetic force.

従来のソレノイドは磁気吸引力を用いるため、ロングストローク化のためには複数のコイル構造を用いていたが、特許文献１に記載されているように、各段の空隙を等しくするために、構造が複雑でトラブルが多かった。 Since the conventional solenoid uses a magnetic attractive force, a plurality of coil structures have been used to achieve a long stroke. However, as described in Patent Document 1, a structure is used in order to equalize the gaps at each stage. There were many troubles.

特開２００６−３３４２１４号公報JP 2006-334214 A

従来のロングストロークソレノイドは、構造が複雑で製造コストが大きく、動作初期時の推力が非常に弱い、ということがあった。 Conventional long stroke solenoids have a complicated structure, a high manufacturing cost, and a very low thrust at the initial stage of operation.

導線を矩形状もしくは楕円状に巻いたコイルの内部を長手方向に摺動可能に設置された非磁性体のロッドに、前記ロッドに固着された強磁性体の板と、摺動可能な１枚又は複数の強磁性体の板を連設し、連設した前記強磁性体の板をバネで保持したものにおいて、コイルに電流を流すと摺動可能な前記強磁性体の板が反発して距離を保つようにした。

A non-magnetic rod installed inside a coil in which a conductive wire is wound in a rectangular or elliptical shape so as to be slidable in the longitudinal direction, a ferromagnetic plate fixed to the rod, and a slidable sheet Or, in the case where a plurality of ferromagnetic plates are connected in series and the connected ferromagnetic plates are held by a spring, the slidable ferromagnetic plate repels when a current is passed through the coil. I kept the distance.

コイルの内側に非磁性体のケースを取付け、コイルの外周に強磁性体のケースを取付けた。 A non-magnetic case was attached to the inside of the coil, and a ferromagnetic case was attached to the outer periphery of the coil.

本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。第１に導線を巻いたコイルの両端に、可動板を連設したロッドを保持したシンプルな構造としたため、故障が少ない。 Since this invention is the above structure, the following effects are acquired. First, since a simple structure in which a rod provided with a movable plate is held at both ends of a coil wound with a conducting wire, there are few failures.

第２に連設した可動板を何枚にでもできるので、ロッドのストロークの長さを自由に選択することができる。 Secondly, since any number of movable plates can be provided continuously, the stroke length of the rod can be freely selected.

第３に装置を小型化でき、かつ大型化もできる。 Thirdly, the apparatus can be reduced in size and increased in size.

本発明のロングストロークソレノイドの基本の概念図である。It is a basic conceptual diagram of the long stroke solenoid of the present invention. （ａ）はコイルに通電する前の図（ｂ）はコイルに通電した説明図である。FIG. 6A is an explanatory diagram of energizing the coil before energizing the coil. 導線を矩形状に巻き、内側ケースと外側ケースを取付けた図である。It is the figure which wound the conducting wire in the rectangular shape and attached the inner case and the outer case. 本発明のロングストロークソレノイドの基本的な作動原理図である。It is a basic operation principle diagram of the long stroke solenoid of the present invention.

以下に、本発明に係るロングソレノイド１０を、図１を参照して説明する。
図１に示すようにロングソレノイド１０は、導線を矩形状もしくは楕円状に巻いたコイル１１内部を長手方向に摺動可能に設置された非磁性体のロッド１２に、前記ロッド１２に固着された強磁性体の板１４と、摺動可能な１枚および複数の強磁性体の可動板１３を連設し、連設した前記強磁性体の可動板１３をバネ１５で保持したものにおいて、コイル１１に電流を流すと摺動可能な前記強磁性体の可動板１３が反発して距離を保つようにした。 Below, the long solenoid 10 which concerns on this invention is demonstrated with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, a long solenoid 10 is fixed to a rod 12 made of a non-magnetic material that is slidable in a longitudinal direction inside a coil 11 in which a conducting wire is wound in a rectangular or elliptical shape. A ferromagnetic plate 14, one slidable movable plate and a plurality of ferromagnetic movable plates 13 are connected in series, and the connected ferromagnetic movable plate 13 is held by a spring 15. The movable plate 13 made of a slidable ferromagnetic material is repelled when an electric current is passed through it to keep the distance.

図２に電流を流す前後の形態を示す。図２（ａ）で通電する前は可動板１３と固定版１４はバネ１５に押付けられて、コイル１１の中で反移動方向に押付けられた状態にある。次に図２（ｂ）で、ここでコイル１１に通電すると可動板１３同士、及び可動板１３と固定板１４が反発し、バネ１５を抑える方向に力が働き、固定板１４は移動方向に押付けられることになる。これと同時にロッド１２は前進することになる。 FIG. 2 shows a form before and after flowing current. Before energization in FIG. 2A, the movable plate 13 and the fixed plate 14 are pressed against the spring 15 and are pressed in the anti-movement direction in the coil 11. Next, in FIG. 2B, when the coil 11 is energized here, the movable plates 13 and the movable plate 13 and the fixed plate 14 repel each other, and a force acts in a direction to suppress the spring 15, and the fixed plate 14 moves in the moving direction. It will be pushed. At the same time, the rod 12 moves forward.

図３に示すようにロングソレノイド２０は、導線を矩形状もしくは楕円状巻いたコイル１１の両端部に保持された、強磁性体の可動板１３を固着させた非磁性のロッド１２に摺動可能な１枚および数枚の強磁性体の可動板１３を連設し、連設した前記強磁性体の可動板１３をバネ１５で保持したものにおいて、コイル１１に電流を流すと摺動可能な前記強磁性体の可動板１３同士、及び可動板１３と固定板１４が反発して距離を保つようにした。
導線巻いたコイル１１の内側には非磁性体のケース２２、外側には強磁性体のケース２１とによってコイル１１は保持されている。 As shown in FIG. 3, the long solenoid 20 is slidable on a non-magnetic rod 12 which is held at both ends of a coil 11 in which a conducting wire is wound in a rectangular or elliptical shape and which has a ferromagnetic movable plate 13 fixed thereto. A single and several ferromagnetic movable plates 13 are connected in series, and the ferromagnetic movable plates 13 held by springs 15 are slidable when a current is passed through the coil 11. The movable plates 13 of the ferromagnetic material and the movable plate 13 and the fixed plate 14 are repelled to keep a distance.
The coil 11 is held by a non-magnetic case 22 on the inside of the coil 11 wound with a conductive wire and a ferromagnetic case 21 on the outside.

図４にコイル１１に電流が流れた時、コイル１１には右ネジの法則により上向きの磁力線が発生する。さらにこの磁力線により可動板１３及び固定板１４には下側がＮ極で上側がＳ極の磁場が発生する。それぞれの可動板１３と固定板１４に同じような磁場が発生するので、それらはお互いに反発し、ある距離を保つことになる。この距離は磁場の強さ、即ち電流値が大きくなると距離が大きくなり、また可動板１３及び固定板１４の厚みが厚くなるほど距離は大きくなる。
また、コイル１１に流す電流の向きを逆にすると、前記磁力線の向きは下向きに発生することになる。 In FIG. 4, when a current flows through the coil 11, upward magnetic lines of force are generated in the coil 11 according to the right-handed screw law. Furthermore, the magnetic field lines generate a magnetic field having a lower N pole and an upper S pole on the movable plate 13 and the fixed plate 14. Since the same magnetic field is generated in each movable plate 13 and fixed plate 14, they repel each other and keep a certain distance. The distance increases as the strength of the magnetic field, that is, the current value increases, and the distance increases as the thickness of the movable plate 13 and the fixed plate 14 increases.
Further, when the direction of the current flowing through the coil 11 is reversed, the direction of the magnetic field lines is generated downward.

本発明のコイル１１に流す電流は直流である。 The current flowing through the coil 11 of the present invention is a direct current.

次に可動板１３及び固定板１４の特性について述べる。可動板１３及び固定板１４は強磁性体で、例えば鉄系材料などである。可動板１３及び固定板１４は矩形が望ましいが円形でもよい。可動板１３及び固定板１４の厚みが厚いほど大きな推力が発生する。可動板１３及び固定板１４は同じ厚みであることが望ましいが、板厚の違うものが混在してもよい。可動板１３の枚数が多い方がストロークが長くなる。 Next, the characteristics of the movable plate 13 and the fixed plate 14 will be described. The movable plate 13 and the fixed plate 14 are ferromagnetic materials, for example, iron-based materials. The movable plate 13 and the fixed plate 14 are preferably rectangular, but may be circular. As the thickness of the movable plate 13 and the fixed plate 14 increases, a larger thrust is generated. Although it is desirable that the movable plate 13 and the fixed plate 14 have the same thickness, those having different plate thicknesses may be mixed. The larger the number of movable plates 13, the longer the stroke.

可動板１３及び固定板１４の厚みが薄く設定した時（例えば１ｍｍ）は可動板１３の摺動部にガタが発生しないように図示しないブッシュを固定して、ガタの発生を防止する。 When the thickness of the movable plate 13 and the fixed plate 14 is set to be thin (for example, 1 mm), a bush (not shown) is fixed so that the sliding portion of the movable plate 13 does not generate backlash, thereby preventing backlash.

ロッド１２は非磁性体でＳＵＳ、銅、真鍮、アルミ合金、プラスチック、セラミック、木材、コンクリートのようなものでもよい。 The rod 12 is a non-magnetic material such as SUS, copper, brass, aluminum alloy, plastic, ceramic, wood, concrete.

本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。第１に導線を巻いたコイルの両端に、可動板を連設したロッドを保持したシンプルな構造としたため、故障が少ない。
第２に連設した可動板を何枚にでもできるので、ロッドのストロークの長さを自由に選択することができる。
第３に装置を小型化でき、かつ大型化もできる。 Since this invention is the above structure, the following effects are acquired. First, since a simple structure in which a rod provided with a movable plate is held at both ends of a coil wound with a conducting wire, there are few failures.
Secondly, since any number of movable plates can be provided continuously, the stroke length of the rod can be freely selected.
Thirdly, the apparatus can be reduced in size and increased in size.

ダイカストマシン、射出成型機、押出プレス等。 Die casting machine, injection molding machine, extrusion press etc.

１１コイル
１２ロッド
１３可動板
１４固定板
１５バネ
２１外側ケース
２２内側ケース 11 Coil 12 Rod 13 Movable plate 14 Fixed plate 15 Spring 21 Outer case 22 Inner case

Claims

A non-magnetic rod installed inside a coil in which a conductive wire is wound in a rectangular or elliptical shape so as to be slidable in the longitudinal direction, a ferromagnetic plate fixed to the rod, and a slidable sheet Or, in the case where a plurality of ferromagnetic plates are connected in series and the connected ferromagnetic plates are held by a spring, the slidable ferromagnetic plate repels when a current is passed through the coil. Long stroke solenoid characterized by maintaining distance.

The long stroke solenoid according to claim 1, wherein a nonmagnetic case is attached to the inside of the coil, and a ferromagnetic case is attached to the outer periphery of the coil.