JPH0737461A - Solenoid actuator - Google Patents

Solenoid actuator

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Publication number
JPH0737461A
JPH0737461A JP18460793A JP18460793A JPH0737461A JP H0737461 A JPH0737461 A JP H0737461A JP 18460793 A JP18460793 A JP 18460793A JP 18460793 A JP18460793 A JP 18460793A JP H0737461 A JPH0737461 A JP H0737461A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mover
gap
solenoid actuator
permanent magnet
magnetic flux
Prior art date
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Pending
Application number
JP18460793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoichi Mizogami
良一 溝上
Teruo Horie
輝雄 堀江
Susumu Kunitomo
進 国友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUNITOMO DENKI SEISAKUSHO KK
Fuji Electric Co Ltd
Aichi Electric Works Co Ltd
Aichi Denki Seisakusho KK
Original Assignee
KUNITOMO DENKI SEISAKUSHO KK
Fuji Electric Co Ltd
Aichi Electric Works Co Ltd
Aichi Denki Seisakusho KK
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Filing date
Publication date
Application filed by KUNITOMO DENKI SEISAKUSHO KK, Fuji Electric Co Ltd, Aichi Electric Works Co Ltd, Aichi Denki Seisakusho KK filed Critical KUNITOMO DENKI SEISAKUSHO KK
Priority to JP18460793A priority Critical patent/JPH0737461A/en
Publication of JPH0737461A publication Critical patent/JPH0737461A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a solenoid actuator having a simple latch structure, which does not consume power during a latch period, and hardly fails. CONSTITUTION:One cross-section of the boundary on which a symmetric axis is sandwiched between a stator 1 and a plunger 2, forms a theta-shape magnetic circuit. Magnetization coils 31, 32 are provided on each two spaces in each space of the theta shape, and a permanent magnet 15 magnetized in the radial direction is provided on a radial direction projected part 14 which corresponds to the center line. Since the length of a first space 41 is shorter than that of a second space, larger amount of flux formed by the permanent magnet 15 flows in the magnetic circuit containing the first gap 41. An electromagnetic attraction force is generated in the left direction, and the plunger 2 can thus be fixed to a left latch position. When the latch is released, current flows in the excitation coils 31, 32, to decrease the flux in the first space 41 and to increase the flux in the second space 42, and the drive force for moving the plunger 2 in the right direction is thus generated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば電磁開閉器の
可動部を駆動する構成のように、電磁力によって可動子
が往復運動をするとともに、移動範囲の両端の位置でい
わゆるラッチされるソレノイドアクチュエータに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solenoid in which a movable element reciprocates by an electromagnetic force and is so-called latched at positions at both ends of a moving range, such as a structure for driving a movable portion of an electromagnetic switch. Regarding actuators.

【0002】[0002]

【従来の技術】ソレノイドアクチュエータはソレノイド
状の励磁コイルに電流を流して磁気回路を励磁して磁束
を生成し、発生した電磁力によって可動子を直線運動さ
せるもので、その両端の位置で可動子を固定する、いわ
ゆるラッチすることが必要とされるのが普通である。
2. Description of the Related Art Solenoid actuators are those in which an electric current is passed through a solenoid-shaped exciting coil to excite a magnetic circuit to generate magnetic flux, and the mover is linearly moved by the generated electromagnetic force. It is usually required to fix the so-called latch.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】可動子をラッチする方
法には、励磁コイルに電流を流し続けて電磁力によって
固定する方法、機械的なラッチ機構を設ける方法があ
る。しかし、前者の電磁力による方法の場合には、ラッ
チの期間が長いと消費する電力が無視できず、特に電池
で駆動する場合には電池の消耗が速いという問題があ
る。また、機械的なラッチ機構は複雑な機械構造部が必
要となるためにソレノイドアクチュエータが大きくかつ
重くなり、また、故障の原因になりやすいという問題が
ある。
As a method of latching the mover, there are a method of continuously supplying a current to the exciting coil and fixing it by an electromagnetic force, and a method of providing a mechanical latch mechanism. However, in the case of the former method using electromagnetic force, there is a problem that the power consumption is not negligible if the latch period is long, and the battery is quickly consumed especially when driven by a battery. Further, since the mechanical latch mechanism requires a complicated mechanical structure, the solenoid actuator becomes large and heavy, and there is a problem that it is likely to cause a failure.

【0004】この発明の目的はこのような問題を解決
し、簡単な構成でしかもラッチ期間に電力を消費せずか
つ故障しにくいラッチ構造を持ったソレノイドアクチュ
エータを提供することにある。
An object of the present invention is to solve such problems and to provide a solenoid actuator having a simple structure, which does not consume power during a latch period and has a latch structure which is hard to fail.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、軸対称の強磁性体からなる固定
子と、この固定子の軸中心を可動に貫く軸対称の可動子
と、可動子を囲んで配置されたソレノイド状の励磁コイ
ルとからなり、励磁コイルに電流を流して固定子と可動
子とで形成される磁気回路を励磁し、電磁力によって可
動子が軸方向に駆動されるソレノイドアクチュエータに
おいて、固定子が、両端のふた部とこれらを連結する円
筒部とからなる缶状のフレーム、円筒部の軸方向中央部
の内径側に突出するリング状の径方向突出部及び両方の
ふた部中央から内側に向かって軸方向に突出する円筒状
の2つの軸方向突出部からなり、可動子が、フレームの
両方のふた部の中心と軸方向突出部とを可動に貫通する
非磁性体からなる棒状の軸及びこの軸の軸方向中央部に
固定して取付けられた筒状の可動子鉄心からなり、励磁
コイルが、フレームの一方のふた部と径方向突出部との
間の空間に設けられた第1の励磁コイル及び径方向突出
部と他方のふた部との間の空間に設けられた第2の励磁
コイルからなり、径方向突出部の最内径面が可動子鉄心
の外径面に空隙を隔てて対向し、一方の軸方向突出部と
可動子鉄心との間の空隙である第1の空隙と他方の軸方
向突出部と可動子鉄心との空隙である第2の空隙との空
隙長の和が可動子の移動可能距離以上の所定の値に設定
されてなり、径方向突出部の一部が半径方向に磁化され
た永久磁石からなるものとする。又は、このソレノイド
アクチュエータの永久磁石が、径方向突出部の一部とし
て設けられる代わりに、可動子鉄心の軸方向中央部に設
けられ軸方向に磁化されてなるものとする。これらの永
久磁石は、リング状であってもよく、又は、周方向に分
割されたものでもよい。又は、前述のソレノイドアクチ
ュエータおいて、2つの軸方向突出部にまたがってその
外径側に密に接し、可動子鉄心の外径面に所定の間隙を
隔てて非磁性体からなる制動管が設けられてなるものと
する。また、第1及び第2の空隙の空隙長の最小値が零
でない所定の値であるものとする。
In order to solve the above problems, according to the present invention, a stator made of an axially symmetric ferromagnetic material and an axially symmetric mover movably penetrating the axial center of the stator are provided. And a solenoid-shaped exciting coil that surrounds the mover, a current is passed through the exciting coil to excite a magnetic circuit formed by the stator and the mover, and the mover is axially moved by an electromagnetic force. In the solenoid actuator driven by, the stator has a can-shaped frame composed of lid portions at both ends and a cylindrical portion connecting these, and a ring-shaped radial protruding portion protruding toward the inner diameter side of the axial center portion of the cylindrical portion. And two cylindrical axial projections that project axially inward from the center of both lids, and the mover movably penetrates the centers of both lids of the frame and the axial projections. Made of magnetic material A shaft and a cylindrical mover iron core fixedly attached to the axial center of the shaft, the exciting coil was provided in the space between one lid of the frame and the radial protrusion. It comprises a first exciting coil and a second exciting coil provided in the space between the radial protrusion and the other lid, and the innermost surface of the radial protrusion forms a gap in the outer diameter surface of the mover core. A gap length between a first gap which is a gap between one axial projection and the mover core, and a second gap which is a gap between the other axial projection and the mover core, facing each other. Is set to a predetermined value that is equal to or larger than the movable distance of the mover, and a part of the radial protrusion is made of a permanent magnet magnetized in the radial direction. Alternatively, the permanent magnet of this solenoid actuator is provided as a part of the radial projection, and is provided in the axial center of the mover core and is magnetized in the axial direction. These permanent magnets may be ring-shaped or may be divided in the circumferential direction. Alternatively, in the aforementioned solenoid actuator, a braking pipe made of a non-magnetic material is provided on the outer diameter surface of the mover iron core across the two axial protruding portions and in close contact with the outer diameter side thereof, with a predetermined gap therebetween. It is supposed to be done. Further, the minimum value of the void lengths of the first and second voids is a predetermined value other than zero.

【0006】[0006]

【作用】この発明の構成において、固定子を、両端のふ
た部とこれらを連結する円筒部とからなる缶状のフレー
ム、円筒部の軸方向中央部の内径側に突出するリング状
の径方向突出部及び両方のふた部中央から内側に向かっ
て軸方向に突出する円筒状の2つの軸方向突出部で構成
し、可動子を、フレームの両方のふた部の中心と軸方向
突出部とを可動に貫通する非磁性体からなる棒状の軸及
びこの軸の軸方向中央部に固定して取付けられた筒状の
可動子鉄心で構成することによって、一方の軸方向突出
部と可動子鉄心との間の空隙である第1の空隙と径方向
突出部を含む磁気回路と、他方の軸方向突出部と可動鉄
心との間の空隙である第2の空隙と径方向突出部を含む
磁気回路との、2つの磁気回路が形成される。
In the structure of the present invention, the stator has a can-shaped frame composed of the lid portions at both ends and the cylindrical portion connecting them, and the ring-shaped radial protrusion protruding toward the inner diameter side of the axial center portion of the cylindrical portion. And two lids, both axially projecting inward from the center of the lid, the mover is pierced through the center and axial projections of both lids of the frame. The rod-shaped shaft made of a non-magnetic material and the cylindrical mover iron core fixedly attached to the axial center of the shaft make it possible to reduce the distance between one axial protrusion and the mover iron core. A magnetic circuit including a first gap which is a gap and a radial protrusion, and a magnetic circuit including a second gap which is a gap between the other axial protrusion and the movable core and a radial protrusion. Two magnetic circuits are formed.

【0007】励磁コイルを、フレームの一方のふた部と
径方向突出部との間の空間に設けられた第1の励磁コイ
ル及び径方向突出部と他方のふた部との間の空間に設け
られた第2の励磁コイルとで構成することによって、2
つの磁気回路のそれぞれに第1と第2の励磁コイルが配
されてそれぞれの磁気回路ごとに励磁することができ
る。第1の空隙と第2の空隙との空隙長の和を可動子の
移動可能距離以上の所定の値に設定し、径方向突出部の
一部を半径方向に磁化された永久磁石で構成することに
よって、永久磁石が生成する磁束は2つの磁気回路に分
流するが、可動子が一方に移動してラッチの状態になっ
たとき、空隙長の違いによって2つの磁気回路の磁気抵
抗が偏り、空隙長の小さい方の磁気回路により多くの磁
束が流れる。その結果、この空隙に大きな電磁力が働い
て可動子をラッチした位置に固定するのに必要なラッチ
力を発生させることができる。ラッチを解除するときに
は、2つの励磁コイルに同じ方向に電流を流して励磁
し、その起磁力によって発生する磁束をラッチされてい
る側の空隙の磁束を減らすようにすると、もう一方の側
の空隙の磁束は増えるので、可動子をラッチしておくた
めの電磁吸引力は減少し、ある一定の起磁力以上に励磁
されると可動子を今までラッチされていた位置とは反対
側の方向に移動する駆動力が働き、ラッチが解除される
とともに可動子は反対側のラッチ位置まで移動する。こ
の位置で止まったときに励磁を切ると、永久磁石が生成
する磁束だけが残って最初のラッチ位置と同様に、この
位置でラッチ力が働いてラッチを維持することができ
る。
A first exciting coil is provided in a space between one lid portion of the frame and the radial projection portion, and an exciting coil is provided in a space between the radial projection portion and the other lid portion of the frame. By constructing with 2 exciting coils, 2
A first and a second exciting coil are arranged in each of the two magnetic circuits so that each magnetic circuit can be excited. The sum of the gap lengths of the first gap and the second gap is set to a predetermined value that is equal to or greater than the movable distance of the mover, and a part of the radial protrusion is formed by a permanent magnet magnetized in the radial direction. As a result, the magnetic flux generated by the permanent magnet is divided into two magnetic circuits, but when the mover moves to one side and enters a latch state, the magnetic resistance of the two magnetic circuits is biased due to the difference in the air gap length. More magnetic flux flows through the magnetic circuit with the smaller air gap length. As a result, a large electromagnetic force acts on this gap to generate a latching force required to fix the mover at the latched position. When releasing the latch, current is applied to the two exciting coils in the same direction for excitation, and the magnetic flux generated by the magnetomotive force is reduced to reduce the magnetic flux in the gap on the latched side. Magnetic flux increases, the electromagnetic attraction force for latching the mover decreases, and when excited above a certain magnetomotive force, the mover moves in the direction opposite to the latched position until now. The moving driving force acts, the latch is released, and the mover moves to the opposite latch position. If the excitation is turned off when stopped at this position, only the magnetic flux generated by the permanent magnet remains, and the latch force can act at this position to maintain the latch as in the initial latch position.

【0008】永久磁石を径方向突出部の一部として設け
る代わりに、可動子鉄心の軸方向中央部に軸方向に磁化
した永久磁石を設けると、この場合も永久磁石が生成す
る磁束によって、両側のラッチ位置で励磁電流なしにラ
ッチを維持するに必要な電磁吸引力が得られ、励磁コイ
ルを前述と同じように励磁することによってラッチが解
かれるとともに可動子を反対方向へ移動させる駆動力が
得られる。
If a permanent magnet magnetized in the axial direction is provided at the axial center of the mover core instead of providing the permanent magnet as a part of the radial projection, the magnetic flux generated by the permanent magnet also causes the permanent magnets on both sides. At the latch position, the electromagnetic attraction force necessary to maintain the latch without the exciting current is obtained, and the exciting coil is excited in the same manner as above to release the latch and the driving force to move the mover in the opposite direction. can get.

【0009】永久磁石は、周方向全体に磁束を生成する
リング状としても、周方向に分割して磁束の生成を周方
向の一部に限定するようにしてもよく、必要とする磁束
量に応じて選択される。また、円筒状の非磁性体の制動
管を2つの軸方向突出部にまたがってその外径側に密に
接し、可動子鉄心の外径面との間に所定の間隙を隔てて
設けることによって、可動子が移動するときの第1と第
2の空隙の空隙長の変化による空気の移動はこの間隙を
通って行われるが、間隙を小さく設定して空気の移動を
制限することによって第1と第2の空隙の間に圧力差が
生じてこれが可動子の移動を妨げる制動力となって働
く。
The permanent magnet may have a ring shape for generating a magnetic flux in the entire circumferential direction, or may be divided in the circumferential direction to limit the generation of the magnetic flux to a part of the circumferential direction. Will be selected accordingly. In addition, by providing a cylindrical non-magnetic braking pipe straddling the two axial protrusions and closely contacting to the outer diameter side thereof, and by providing a predetermined gap with the outer diameter surface of the mover core. , The movement of the air due to the change of the gap length of the first and second gaps when the mover moves is performed through this gap, but by setting the gap small to limit the movement of the air And a second gap causes a pressure difference, which acts as a braking force that prevents the mover from moving.

【0010】第1の空隙及び第2の空隙の空隙長の最小
値を零でない所定の値に設定すると、ラッチの状態での
電磁吸引力が制限され、その結果ラッチを解除し反対方
向に駆動する駆動力が得られる起磁力の範囲が広くな
る。
When the minimum value of the gap lengths of the first gap and the second gap is set to a predetermined value other than zero, the electromagnetic attraction force in the latched state is limited, and as a result, the latch is released and driven in the opposite direction. The range of magnetomotive force for obtaining the driving force is widened.

【0011】[0011]

【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施例を示すソレノイドアクチュエー
タの断面図である。この図において、ソレノイドアクチ
ュエータは、強磁性体からなる固定子1、可動子2及び
ソレノイド状の励磁コイル3とからなっいていずれも同
軸対称構造になっている。
EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.
FIG. 1 is a sectional view of a solenoid actuator showing an embodiment of the present invention. In this figure, the solenoid actuator comprises a stator 1 made of a ferromagnetic material, a mover 2 and a solenoid-shaped exciting coil 3, all of which have a coaxial symmetrical structure.

【0012】固定子1は、継鉄を兼ねる缶状のフレーム
11、フレーム11の図の左右のふた部の内側に取付け
られた軸方向内側に分かって突出して設けられた軸方向
突出部12,13、フレーム11の軸方向中央部に内径
側に突出して設けられた径方向突出部14及びその内径
側端に固定され半径方向に磁化された永久磁石15から
なっている。
The stator 1 is a can-shaped frame 11 that also serves as a yoke, and axially protruding portions 12 and 13 provided on the inner side of the left and right lid portions of the frame 11 in the figure to be prominently protruding inward in the axial direction. The frame 11 is composed of a radial projection 14 provided on the axial center of the frame 11 so as to project to the inner diameter side, and a permanent magnet 15 fixed to the inner diameter side end and magnetized in the radial direction.

【0013】可動子2は、フレーム11の両端のふた部
の中心を貫く非磁性体からなる棒状の軸21及びこれの
軸方向中央に同軸に固定された円筒状の鉄心22とから
なる。固定子1も可動子2も軸方向にも対称になってい
る。すなわち、これらは図の左右方向の中心線に対して
左右対称構造である。ただ、可動子2は左右方向に移動
するのでそれぞれの中心線は一致しない。後述のA−A
断面は固定子1の対称面であり、図では可動子2が最も
左側に移動した状態にあるので、その対称面はA−A断
面よりも左側にある。励磁コイル3は2つのソレノイド
状のコイル31,32が、固定子1と可動子2との間の
空間に設けられている。図から明らかなように、励磁コ
イル3もA−A断面に対して対称である。一般に、励磁
コイル3は動かないので固定子の一部とされるのが普通
であるがここでは区別しておく。
The mover 2 is composed of a rod-shaped shaft 21 made of a non-magnetic material that penetrates through the centers of the lids at both ends of the frame 11, and a cylindrical iron core 22 coaxially fixed to the axial center thereof. Both the stator 1 and the mover 2 are axially symmetrical. That is, they have a bilaterally symmetrical structure with respect to the center line in the left-right direction in the drawing. However, since the mover 2 moves in the left-right direction, the respective center lines do not match. A-A described later
The cross section is the plane of symmetry of the stator 1, and the mover 2 is in the state of being moved to the leftmost side in the figure, so that the plane of symmetry is on the left side of the AA cross section. The exciting coil 3 has two solenoid-shaped coils 31 and 32 provided in a space between the stator 1 and the mover 2. As is clear from the figure, the exciting coil 3 is also symmetrical with respect to the AA cross section. In general, the exciting coil 3 does not move, and therefore it is usually formed as a part of the stator, but here it will be distinguished.

【0014】軸方向突出部12と鉄心21との間に第1
の空隙41が、軸方向突出部13と鉄心21との間には
第2の空隙42がそれぞれ形成さている。図では空隙4
1が小さく空隙42が大きくなっているが、これは可動
子2が左の方に移動して停止した位置にあるからであ
る。すなわち、この図では可動子2が左の位置で固定さ
れたいわゆるラッチされた状態を示している。それでも
空隙41の空隙長が零でないのは可動子2は図示しない
機構によってこの位置に停止しているもので、ラッチの
状態にあっても空隙41が所定の空隙長が保たれるよう
にラッチ位置が設定されている。
A first gap is provided between the axial protrusion 12 and the iron core 21.
41, and a second gap 42 is formed between the axial protrusion 13 and the iron core 21. In the figure void 4
1 is small and the gap 42 is large because the mover 2 is moved to the left and is in a stopped position. That is, this figure shows a so-called latched state in which the mover 2 is fixed at the left position. Still, the reason why the gap length of the gap 41 is not zero is that the mover 2 is stopped at this position by a mechanism (not shown), and the latch 41 keeps the gap 41 at a predetermined gap length even in the latched state. The position is set.

【0015】永久磁石15が生成する磁束は矢印を持つ
鎖線で示すように、径方向突出部14に入って左右に分
かれて磁束51と52になり、フレーム11内を通り軸
方向突出部12,13を通って可動子鉄心21に入り永
久磁石15に戻る。すなわち、左右に分かれた2つの磁
気回路が形成される。空隙42に比べて空隙41の方が
狭いために左の磁気回路の方が右の磁気回路に比べて磁
気抵抗が小さいことから1本の磁束線で示す右の磁気回
路にに流れる磁束52に比べ2本の磁束線で示す左の磁
気回路の方に流れる磁束51の方が大きい。したがっ
て、空隙42で発生する電磁力に比べ空隙41で発生す
る電磁力の方が大きく、その結果、可動部2には左向き
の力としてのラッチ力が与えられているためにその位置
に固定されラッチが維持されている。可動子2はラッチ
力を上回る力が作用しない限りこの位置に固定されるこ
とになる。励磁コイル3には電流は流れていないのでラ
ッチ期間中に電力の消耗はない。
The magnetic flux generated by the permanent magnet 15 enters the radial protrusion 14 and is divided into right and left magnetic fluxes 51 and 52, as shown by the chain line having an arrow, which passes through the frame 11 and the axial protrusion 12, After passing through 13, the movable iron core 21 is entered and the permanent magnet 15 is returned. That is, two magnetic circuits that are divided into left and right are formed. Since the air gap 41 is narrower than the air gap 42, the magnetic resistance of the left magnetic circuit is smaller than that of the right magnetic circuit. Therefore, the magnetic flux 52 flowing in the right magnetic circuit shown by one magnetic flux line is changed. In comparison, the magnetic flux 51 flowing in the left magnetic circuit indicated by the two magnetic flux lines is larger. Therefore, the electromagnetic force generated in the air gap 41 is larger than the electromagnetic force generated in the air gap 42. As a result, the movable portion 2 is fixed at that position because the latching force as the leftward force is applied. Latch is maintained. The mover 2 will be fixed in this position unless a force exceeding the latch force acts. Since no current flows through the exciting coil 3, no power is consumed during the latch period.

【0016】図2は図1のA−A断面図である。この図
において、永久磁石15はリング状をしており、前述の
ように半径方向に磁化されている。したがって、磁束は
全周にわたって生成するので、永久磁石15が生成する
磁束を大きな値にしたいときにはこのような構成が採用
される。図3は図2とは別の実施例を示す図1のA−A
断面図である。この図の図2との違いは永久磁石15A
が周方向に並べられた4つのブロックからなっているこ
とである。永久磁石15Aが存在する周方向空間が図2
に比べて小さいから生成する磁束は図2に比べて小さい
が高価な永久磁石の使用量が少ないという利点を持って
いる。したがって、図2と図3との使い分けは、必要と
する磁束が小さいときには図3でよくより多く必要とす
るときには図2が適している。なお、図3において、永
久磁石15Aの断面形状は、内径側、外径側とも円弧状
で幅方向の面は平行な直線からなっているが、このよう
な形状にこだわるものではなく、扇状でもよく、長方形
断面にして鉄心22や径方向突出部14をこの形状に合
わせて加工する構成を採用することもできる。
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. In this figure, the permanent magnet 15 has a ring shape and is magnetized in the radial direction as described above. Therefore, since the magnetic flux is generated over the entire circumference, such a configuration is adopted when the magnetic flux generated by the permanent magnet 15 is desired to have a large value. FIG. 3 shows an embodiment different from that shown in FIG.
FIG. The difference between this figure and FIG. 2 is the permanent magnet 15A.
Is composed of four blocks arranged in the circumferential direction. The circumferential space in which the permanent magnet 15A exists is shown in FIG.
2 has a merit that the magnetic flux generated is smaller than that of FIG. 2, but the amount of expensive permanent magnets used is smaller than that of FIG. Therefore, FIG. 2 and FIG. 3 are used properly when the required magnetic flux is small and FIG. 2 is suitable when more magnetic flux is required. In FIG. 3, the cross-sectional shape of the permanent magnet 15A is an arc shape on both the inner diameter side and the outer diameter side, and the widthwise surfaces are parallel straight lines, but the shape is not limited to such a shape, and a fan shape is also possible. Of course, it is also possible to adopt a configuration in which the iron core 22 and the radial protrusions 14 are processed into a rectangular cross section in accordance with this shape.

【0017】図4は可動子2が図1の位置に固定された
ラッチの状態にあるときのソレノイドアクチュエータ内
の磁束分布をコンピュータによってシミュレーションし
た結果を示す磁束分布図である。断面構造は図1と同じ
であり、下の水平線が対称軸位置であり、磁界計算上の
座標は同軸円筒座標であり、図の左右の方向が軸方向、
上向きの方向が半径方向である。計算に供されたソレノ
イドアクチュエータの主な諸元は、フレーム11の外径
が114mm、フレーム11の長さが204mm、永久磁石
15はNd系プラスティック磁石、空隙41の空隙長は
3mmである。磁路内の曲線は磁束線を表す。なお、永久
磁石15は図2のように全周にわたって存在するものと
している。図で明らかなように、永久磁石15が生成し
た磁束は両側の磁気回路に分かれて流れるが、空隙41
の空隙長の方が短いために左の磁気回路により多くの磁
束が流れることが分かる。
FIG. 4 is a magnetic flux distribution diagram showing the result of computer simulation of the magnetic flux distribution in the solenoid actuator when the mover 2 is in the state of the latch fixed to the position of FIG. The cross-sectional structure is the same as in FIG. 1, the lower horizontal line is the symmetric axis position, the coordinates in the magnetic field calculation are the coaxial cylindrical coordinates, and the left and right directions in the figure are the axial directions.
The upward direction is the radial direction. The main specifications of the solenoid actuator used for the calculation are that the outer diameter of the frame 11 is 114 mm, the length of the frame 11 is 204 mm, the permanent magnet 15 is an Nd-based plastic magnet, and the gap length of the gap 41 is 3 mm. The curves in the magnetic path represent the magnetic flux lines. The permanent magnet 15 is assumed to exist over the entire circumference as shown in FIG. As is apparent from the figure, the magnetic flux generated by the permanent magnet 15 is divided into the magnetic circuits on both sides and flows, but the gap 41
It can be seen that more magnetic flux flows in the left magnetic circuit because the gap length is shorter.

【0018】ラッチを解いて可動子2を右方向に移動す
るためには励磁コイル3に電流を流して可動子2に右側
への駆動力となる電磁力を与える。図5は励磁コイル3
に電流を流すことによって生ずる起磁力によって生成さ
れる磁束の流れを示す説明図であり、磁束の流れ以外は
図1と同じなので磁束線を明らかにするために部材の符
号と平行斜線の記載を省略してある。この図において、
励磁コイル3に図示の方向に励磁電流を流すと、左の磁
気回路に磁束53、右の磁気回路に磁束54がそれぞれ
生成される。そして、左の磁気回路の磁束53は図1の
磁束51とは反対方向、右の磁気回路の磁束54は磁束
52とは同方向である。したがって励磁コイル3に励磁
電流が流れることによって、空隙41の磁束は減少し空
隙42の磁束は増加することになる。
In order to move the mover 2 to the right by unlatching, a current is passed through the exciting coil 3 to apply an electromagnetic force to the mover 2 as a driving force to the right. Fig. 5 shows exciting coil 3
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a flow of magnetic flux generated by a magnetomotive force generated by passing an electric current through the parts. Since the same as FIG. 1 except for the flow of the magnetic flux, reference numerals of members and parallel diagonal lines are shown in order to clarify magnetic flux lines. Omitted. In this figure,
When an exciting current is passed through the exciting coil 3 in the illustrated direction, a magnetic flux 53 is generated in the left magnetic circuit and a magnetic flux 54 is generated in the right magnetic circuit. The magnetic flux 53 of the left magnetic circuit is in the opposite direction to the magnetic flux 51 of FIG. 1, and the magnetic flux 54 of the right magnetic circuit is in the same direction as the magnetic flux 52. Therefore, when the exciting current flows through the exciting coil 3, the magnetic flux in the air gap 41 decreases and the magnetic flux in the air gap 42 increases.

【0019】図6は励磁電流を変えてソレノイドアクチ
ュエータ内の磁束分布を図4と同じ方法で求めた磁束分
布図であり、図6(a)は励磁コイル3の電流による起
磁力が1.0kAT、図6(b)は2.0kAT、図6
(c)は4.0kAT、図6(d)は8.0kATの場
合のものである。起磁力が0の場合が前述の図4なの
で、図4から始めて図6の上から下に順に見てゆくと起
磁力を増加させていったときの磁束分布の変化が分か
る。図4に対して図6(a)では右の磁気回路の磁束が
増加し左の磁気回路の磁束が減少しているのが分かる。
図6(b)では左右の磁気回路の磁束が略等しくなり、
図6(c)では右の磁気回路の磁束の方がはるかに大き
くなっている。この図までは左右の磁気回路の磁束はい
ずれも永久磁石15が生成したものが分流する形になっ
ており、励磁コイル3の起磁力の大きさによって永久磁
石15が生成する磁束の左右の分担が変わったと言って
よい。更に、図6(d)になると、励磁コイル3の起磁
力が生成する磁束が永久磁石15の磁束を上回って永久
磁石15を通らない磁束成分があることが分かる。
FIG. 6 is a magnetic flux distribution diagram in which the magnetic flux distribution in the solenoid actuator is obtained by changing the exciting current by the same method as in FIG. 4, and FIG. 6A shows a magnetomotive force of 1.0 kAT due to the current of the exciting coil 3. , FIG. 6 (b) is 2.0 kAT, FIG.
6 (c) is for 4.0 kAT, and FIG. 6 (d) is for 8.0 kAT. Since the case where the magnetomotive force is 0 is shown in FIG. 4 described above, the change in the magnetic flux distribution when the magnetomotive force is increased can be seen by starting from FIG. 4 and looking from top to bottom in FIG. In contrast to FIG. 4, it can be seen that in FIG. 6A, the magnetic flux of the right magnetic circuit increases and the magnetic flux of the left magnetic circuit decreases.
In FIG. 6B, the magnetic fluxes of the left and right magnetic circuits are substantially equal,
In FIG. 6C, the magnetic flux in the right magnetic circuit is much larger. Up to this figure, the magnetic flux generated by the permanent magnet 15 is shunted for the magnetic flux of the left and right magnetic circuits, and the left and right sharing of the magnetic flux generated by the permanent magnet 15 depends on the magnitude of the magnetomotive force of the exciting coil 3. It can be said that has changed. Further, FIG. 6D shows that the magnetic flux generated by the magnetomotive force of the exciting coil 3 exceeds the magnetic flux of the permanent magnet 15 and does not pass through the permanent magnet 15.

【0020】図7は励磁コイル3の起磁力と可動子2に
かかる電磁力との関係を示すグラフであり、横軸は起磁
力(kA)、縦軸は可動2にかかる電磁吸引力(kgf)
であり、値が正なのは右方向の力、負なのは左方向の力
である。ラッチ力は起磁力が零のときでFl =約15kg
fである。起磁力ATが大きくなると略放物線状に電磁
吸引力Fが大きくなって起磁力ATmax =4.75kA
のときに最大値Fmax=8.84kgfとなる。したがっ
て、励磁コイル3をATmax に近い値で励磁すれば可動
子2をFmax に近い力で図1の右方向に駆動する駆動力
が得られることになる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the magnetomotive force of the exciting coil 3 and the electromagnetic force applied to the mover 2. The horizontal axis represents the magnetomotive force (kA) and the vertical axis represents the electromagnetic attraction force applied to the movable 2 (kgf). )
The positive value is the force to the right, and the negative value is the force to the left. F l = about 15kg when the latch force is magnetomotive force of zero
f. When the magnetomotive force AT increases, the electromagnetic attraction force F increases in a substantially parabolic shape, and the magnetomotive force AT max = 4.75 kA.
At that time, the maximum value becomes F max = 8.84 kgf. Therefore, if the exciting coil 3 is excited with a value close to AT max , a driving force for driving the mover 2 in the right direction in FIG. 1 with a force close to F max can be obtained.

【0021】図6(d)のように起磁力ATが余り大き
くなるとかえって電磁吸引力は減少してしまう。したが
って、実用上は前述の起磁力ATmax 以上の起磁力を励
磁コイル3に与える必要はない。図8は空隙41の空隙
長を零にしたときの励磁コイル3の起磁力に対する電磁
吸引力の関係を示すグラフであり、図9は空隙長41が
零のソレノイドアクチュエータの起磁力が零のときの磁
束分布図である。図8の図7との違いは、関係を表す曲
線の他に縦軸の目盛りが図7の10倍になっていること
である。また、図9も空隙41,42の寸法以外は全て
図4及び図6と同じである。
If the magnetomotive force AT becomes too large as shown in FIG. 6 (d), the electromagnetic attraction force will decrease. Therefore, in practice, it is not necessary to give the exciting coil 3 a magnetomotive force equal to or larger than the above-mentioned magnetomotive force AT max . FIG. 8 is a graph showing the relationship of the electromagnetic attraction force to the magnetomotive force of the exciting coil 3 when the gap length of the gap 41 is zero, and FIG. 9 is when the magnetomotive force of the solenoid actuator with the gap length 41 of zero is zero. It is a magnetic flux distribution map of. The difference between FIG. 8 and FIG. 7 is that the scale of the vertical axis is 10 times that of FIG. Also, FIG. 9 is the same as FIG. 4 and FIG. 6 except for the dimensions of the gaps 41 and 42.

【0022】これらの図において、空隙長41の空隙長
が零のために左の磁気回路の磁気抵抗が著しく小さいた
めに永久磁石15が生成する磁束の殆どが左の磁気回路
に流れ、しかも図4では左の励磁コイル31が設けられ
ている空間での漏れ磁束成分がかなりあるが図9では非
常に少ないという違いもある。その結果、空隙41の磁
束密度が図4の場合に比べてはるかに大きくなり電磁吸
引力が大きくなっている。図8でのラッチ力はFl =約
150kgfと図7のFl の10倍の値になっている。一
方、最大電磁吸引力Fは、Fmax =8.94kgf、この
ときの起磁力ATは、ATmax =3.75ATとなる。
すなわち、Fmax 、ATmax ともに図7の場合と余り変
わらないことが分かる。
In these figures, the magnetic resistance of the left magnetic circuit is extremely small because the air gap length 41 is zero, so that most of the magnetic flux generated by the permanent magnet 15 flows to the left magnetic circuit. 4 has a considerable leakage magnetic flux component in the space where the left excitation coil 31 is provided, but there is a difference that it is very small in FIG. As a result, the magnetic flux density in the air gap 41 is much larger than in the case of FIG. 4, and the electromagnetic attraction force is large. The latching force in FIG. 8 is F l = about 150 kgf, which is 10 times the value of F l in FIG. On the other hand, the maximum electromagnetic attraction force F is F max = 8.94 kgf, and the magnetomotive force AT at this time is AT max = 3.75 AT.
That is, it can be seen that both F max and AT max are not so different from the case of FIG. 7.

【0023】更に、図7では電磁吸引力Fが正になる起
磁力の範囲は、2〜7.5kATと広い範囲であるのに
対して、図8の場合には2.7〜4.5kATと狭い範
囲になっいる。このことは、ラッチを解除するための励
磁コイル3に流す電流の値の許容範囲が広いことを示し
ており、ラッチ状態での最小空隙長を3mm程度の値にし
ておく方が励磁電流の制御が容易であるという利点があ
ると言える。
Further, in FIG. 7, the range of the magnetomotive force in which the electromagnetic attraction force F becomes positive is as wide as 2 to 7.5 kAT, whereas in the case of FIG. 8, it is 2.7 to 4.5 kAT. It is a narrow range. This indicates that the allowable range of the value of the current flowing through the exciting coil 3 for releasing the latch is wide, and it is preferable to set the minimum air gap length in the latched state to a value of about 3 mm to control the exciting current. It can be said that there is an advantage that it is easy.

【0024】図10はこの発明の別の実施例を示すソレ
ノイドアクチュエータの断面図、図11はそのB−B断
面図であり、図1、図2と同じ部材には同じ符号を、類
似の部材には添字Bを付けて詳しい説明を省く。図10
の図1との違いは、永久磁石の位置が図1では固定子1
の一部であったのに対して、図10では可動子鉄心22
Bと一体に設けられていることである。したがって、径
方向突出部14Bには永久磁石が設けられていず、鉄心
22Bの中央部に永久磁石23が設けられている。この
位置に永久磁石23を設けるのは図の左右対称性を維持
するためである。
FIG. 10 is a sectional view of a solenoid actuator showing another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a sectional view taken along the line B--B of FIG. The subscript B is attached to and the detailed explanation is omitted. Figure 10
1 is different from FIG. 1 in that the position of the permanent magnet in FIG.
In contrast to FIG. 10, the mover core 22
It is provided integrally with B. Therefore, the permanent magnet 23 is provided in the central portion of the iron core 22B, without the permanent magnet being provided in the radial protrusion 14B. The permanent magnet 23 is provided at this position in order to maintain the left-right symmetry of the drawing.

【0025】図1と同様に、この図では可動子2Bが左
側にラッチされている状態であり、そのため空隙41は
空隙42に比べて小さな空隙長になっている。磁気回路
の中の矢印付きの鎖線で示す磁束は左の磁気回路の磁束
55だけを示しているが、もちろん僅かではあるが右の
磁気回路にも磁束は流れている。図12は図10のソレ
ノイドアクチュエータにおいて、励磁コイル3に電流を
流すことによって生ずる起磁力によって生成される磁束
の流れを示す説明図であり、断面構成は図10と同じで
ある。この図は図5と類似であるので詳しい説明を省く
が、図5の磁束53がこの図の磁束56に、図5の磁束
54がこの図の磁束57にそれぞれ相当する。
Similar to FIG. 1, in this figure, the mover 2B is in a state of being latched to the left side, so that the gap 41 has a smaller gap length than the gap 42. The magnetic flux indicated by the chain line with an arrow in the magnetic circuit shows only the magnetic flux 55 of the left magnetic circuit, but of course the magnetic flux also flows in the right magnetic circuit, though it is slight. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the flow of magnetic flux generated by the magnetomotive force generated by passing a current through the exciting coil 3 in the solenoid actuator of FIG. 10, and the sectional configuration is the same as that of FIG. Since this figure is similar to FIG. 5, detailed description thereof will be omitted, but the magnetic flux 53 of FIG. 5 corresponds to the magnetic flux 56 of this figure, and the magnetic flux 54 of FIG. 5 corresponds to the magnetic flux 57 of this figure.

【0026】図13は図10のソレノイドアクチュエー
タにおいて、励磁コイル3に流す電流を変えて磁束分布
を求めた磁束分布図であり、それぞれの起磁力ATの値
は、図13(a)がAT=0、図13(b)がAT=
1.75kAT、図13(c)がAT=2.5kAT、
図13(d)がAT=5.0kATである。前述の図4
及び図6の場合と同様に、図13(a)では、永久磁石
23が生成する磁束の殆どが左の磁気回路を流れてお
り、起磁力を大きくしてゆくとともに、右の磁気回路の
磁束が大きくなる。
FIG. 13 is a magnetic flux distribution chart in which the magnetic flux distribution is obtained by changing the current passed through the exciting coil 3 in the solenoid actuator of FIG. 10. The value of each magnetomotive force AT is AT = AT in FIG. 0, AT = in FIG.
1.75kAT, FIG. 13 (c) shows AT = 2.5kAT,
FIG. 13D shows AT = 5.0 kAT. Figure 4 above
13A, most of the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 flows through the magnetic circuit on the left in FIG. 13A, the magnetomotive force is increased, and the magnetic flux of the magnetic circuit on the right is increased. Grows larger.

【0027】図14は図10のソレノイドアクチュエー
タの起磁力ATと電磁吸引力Fとの関係を示すグラフで
あり、図7に類似で横軸、縦軸も同じなので詳しい説明
を省く。ラッチ時の電磁吸引力はFl =16.8kgf、
最大電磁吸引力Fmax =1.3kgf、このときの起磁力
ATmax =5.0kATである。ラッチ力はFl =1
6.8kgfでラッチ状態を維持し、ラッチ状態を解いて
可動子2Bを駆動するのに最大1.3kgfの電磁吸引力
を発生させることができる。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the magnetomotive force AT of the solenoid actuator of FIG. 10 and the electromagnetic attraction force F. Similar to FIG. 7, the horizontal axis and the vertical axis are the same, and therefore detailed description thereof will be omitted. The electromagnetic attraction force at the time of latch is F l = 16.8kgf,
The maximum electromagnetic attraction force F max = 1.3 kgf, and the magnetomotive force AT max at this time is AT max = 5.0 kAT. Latch force is F l = 1
It is possible to maintain the latched state at 6.8 kgf and generate an electromagnetic attraction force of 1.3 kgf at maximum in order to drive the mover 2B by releasing the latched state.

【0028】この実施例によるソレノイドアクチュエー
タの場合も、前述の空隙41の最小空隙長を零にする代
わりに3mm程度の隙間を残す構成を採用したものであ
り、これを零にした場合との違いは概ね前述と同様であ
る。図15はこの発明の別の実施例を示すソレノイドア
クチュエータの断面図、図16は図15のC−C断面図
である。図15は制動管6がある点を除いて図10と同
じであり、図16は図11とは断面位置が異なる。すな
わち、図11では可動子2Bの左右対称面であるB−B
断面に対する断面図であるのに対して、図16は固定子
1Bの左右対称面であるC−C断面である。図15、図
16において、制動管6は軸方向突出部12,13の外
径に密着し、鉄心22B及び永久磁石23に対しては僅
かの間隙を隔てて配置された円筒状をしたものである。
これまでの断面図では、特に断らなかったが軸方向突出
部12,13と可動子鉄心22又は22Bとは外径が同
じものとして図示してある。それは、これらの間で外径
寸法を特に変える必然性がないからである。したがっ
て、図15、図16における鉄心22Bや永久磁石23
が図10、図11のそれらと同じとすると軸方向突出部
12,13の外径寸法は、異なることになるが、僅かな
差なので符号は同じものとしてある。
In the case of the solenoid actuator according to this embodiment as well, instead of setting the minimum gap length of the gap 41 to zero, a structure of leaving a gap of about 3 mm is adopted, which is different from the case where it is zero. Is almost the same as described above. FIG. 15 is a sectional view of a solenoid actuator showing another embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a sectional view taken along line CC of FIG. 15 is the same as FIG. 10 except that the braking pipe 6 is provided, and FIG. 16 is different from FIG. 11 in cross-sectional position. That is, in FIG. 11, BB, which is a left-right symmetry plane of the mover 2B.
16 is a cross-sectional view with respect to the cross-section, whereas FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line CC of the stator 1B, which is a left-right symmetrical surface. In FIGS. 15 and 16, the braking pipe 6 is in the shape of a cylinder that is in close contact with the outer diameters of the axial protrusions 12 and 13 and is disposed with a slight gap from the iron core 22B and the permanent magnet 23. is there.
In the cross-sectional views so far, although not particularly specified, the axial projections 12 and 13 and the mover iron core 22 or 22B are illustrated as having the same outer diameter. This is because there is no need to change the outer diameter between them. Therefore, the iron core 22B and the permanent magnet 23 in FIGS.
10 and 11 are the same as those in FIGS. 10 and 11, the outer diameters of the axial protrusions 12 and 13 are different, but the reference numerals are the same because they are slight differences.

【0029】制動管6を設けることによって、第1の空
隙41と第2の空隙42とが制動管6と鉄心22Bとの
間の間隙61を介してだけ連通している状態になってお
り、制動管6と軸方向突出部12,13との接触部や固
定子1と軸21との接触部からの空気の漏れはないもの
とすると、第1の空隙41と第2の空隙42との空気は
密封された状態になっている。今、可動子2Bが図15
の状態からラッチが解除されて右方向に駆動され移動し
たとすると、空隙41の空隙長は大きくなり空隙42は
小さくなる。間隙61の寸法が小さいために空隙41,
42の体積の変化に対応した空気の移動が抵抗を受けて
空隙41,42の間で圧力差が生ずる。この圧力差は可
動子2Bの駆動力を減殺する制動力として働く。この制
動力は可動子2Bの移動速度が大きければ大きいほど大
きくなる。すなわち、制動管6を設けることによって駆
動力が働き可動子2Bに移動したときに急激な移動を妨
げる制動が働くことになる。そのため、反対の位置で停
止するときの衝撃力が緩和されて部材の損耗が少なくな
る。
By providing the braking pipe 6, the first gap 41 and the second gap 42 are in communication with each other only through the gap 61 between the braking pipe 6 and the iron core 22B. Assuming that there is no air leakage from the contact portion between the braking pipe 6 and the axial protruding portions 12 and 13 and the contact portion between the stator 1 and the shaft 21, the first gap 41 and the second gap 42 are separated from each other. The air is sealed. Now, the mover 2B is shown in FIG.
If the latch is released from the above state and it is driven to the right and moved, the gap length of the gap 41 increases and the gap 42 decreases. Since the size of the gap 61 is small, the gap 41,
The movement of the air corresponding to the change in the volume of 42 receives resistance, and a pressure difference is generated between the gaps 41 and 42. This pressure difference acts as a braking force that reduces the driving force of the mover 2B. This braking force increases as the moving speed of the mover 2B increases. That is, the provision of the braking pipe 6 causes the driving force to act, and when the movable member 2B is moved, braking that prevents abrupt movement is exerted. Therefore, the impact force when stopping at the opposite position is alleviated, and the wear of the member is reduced.

【0030】制動管6を設けるのは図10の構成のソレ
ノイドアクチュエータだけに限るものではなく、図1の
構成のものに対して適用しても同様の効果を上げること
ができる。
The provision of the brake pipe 6 is not limited to the solenoid actuator having the structure shown in FIG. 10, but the same effect can be obtained by applying the brake pipe 6 to the structure shown in FIG.

【0031】[0031]

【発明の効果】この発明は前述のような構成を採用する
ことによって、永久磁石が生成する磁束によって可動子
のラッチを維持するための電磁吸引力が得られるととに
も、ラッチを解除して反対方向へ移動させるための駆動
力は励磁コイルに電流を流して励磁することによって得
られる。したがって、ラッチ力を得るのに電力を必要と
せず、又は、複雑な機械的なラッチ機構も不要になると
いう効果が得られる。また、制動管を設けることによっ
て簡単な構造でソレノイドアクチュエータ自身に制動作
用を持たせることができるという効果が得られる。ま
た、電磁吸引力が発生する空隙の最小空隙長を零でない
所定の値にすることによって、ラッチ時の電磁吸引力を
低減して、ラッチを解除して可動子を移動させる際の駆
動力を得るに必要な起磁力の許容範囲が広くなるので、
励磁コイルに流す電流の制御が容易になるという効果が
得られる。
According to the present invention, by adopting the above-mentioned structure, the magnetic flux generated by the permanent magnet can provide an electromagnetic attraction force for maintaining the latch of the mover, and the latch can be released. The driving force for moving the magnetic field in the opposite direction is obtained by passing a current through the exciting coil for excitation. Therefore, it is possible to obtain the effect that no electric power is required to obtain the latching force or a complicated mechanical latch mechanism is not required. Further, by providing the braking pipe, it is possible to obtain an effect that the solenoid actuator itself can have a braking action with a simple structure. In addition, by setting the minimum gap length of the gap that generates the electromagnetic attraction force to a predetermined value that is not zero, the electromagnetic attraction force at the time of latching is reduced, and the driving force when releasing the latch and moving the mover is reduced. Since the allowable range of the magnetomotive force required to obtain it becomes wider,
The effect of facilitating the control of the current flowing through the exciting coil is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例を示すソレノイドアクチュエ
ータの断面図
FIG. 1 is a sectional view of a solenoid actuator showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】図2とは別の実施例を示す図1のA−A断面図FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1 showing another embodiment different from that of FIG.

【図4】図1のソレノイドアクチュエータの励磁なしの
ときの磁束分布図
FIG. 4 is a magnetic flux distribution diagram of the solenoid actuator of FIG. 1 without excitation.

【図5】図1のソレノイドアクチュエータの起磁力で生
成される磁束分布の説明図
5 is an explanatory diagram of a magnetic flux distribution generated by a magnetomotive force of the solenoid actuator of FIG.

【図6】図4に対して順次大きくなる起磁力に応じたそ
れぞれの磁束分布図
FIG. 6 is a magnetic flux distribution diagram according to the magnetomotive force that gradually increases with respect to FIG. 4.

【図7】図1のソレノイドアクチュエータの起磁力と電
磁吸引力の関係を示すグラフ
7 is a graph showing the relationship between the magnetomotive force and the electromagnetic attraction force of the solenoid actuator of FIG.

【図8】図7に対してラッチ側の空隙を零にしたときの
起磁力と電磁吸引力の関係を示すグラフ
FIG. 8 is a graph showing the relationship between magnetomotive force and electromagnetic attraction force when the gap on the latch side is set to zero in comparison with FIG.

【図9】図4に対して左側の空隙の寸法を零にしたとき
の磁束分布図
9 is a magnetic flux distribution diagram when the size of the air gap on the left side of FIG. 4 is zero.

【図10】この発明の別の実施例を示すソレノイドアク
チュエータの断面図
FIG. 10 is a sectional view of a solenoid actuator according to another embodiment of the present invention.

【図11】図10のB−B断面図11 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図12】図10のソレノイドアクチュエータの起磁力
で生成される磁束分布の説明図
12 is an explanatory diagram of a magnetic flux distribution generated by a magnetomotive force of the solenoid actuator of FIG.

【図13】図10のソレノイドアクチュエータにおい
て、順次大きくなる起磁力に応じたそれぞれの磁束分布
FIG. 13 is a magnetic flux distribution chart of the solenoid actuator of FIG.

【図14】図10のソレノイドアクチュエータの起磁力
と電磁吸引力との関係を示すグラフ
14 is a graph showing the relationship between the magnetomotive force and the electromagnetic attraction force of the solenoid actuator of FIG.

【図15】この発明の更に別の実施例を示すソレノイド
アクチュエータの断面図
FIG. 15 is a sectional view of a solenoid actuator showing still another embodiment of the present invention.

【図16】図15のC−C断面図16 is a sectional view taken along line CC of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1B 固定子 11,11B フレーム 12,13 軸方向突出部 14,14B 径方向突出部 15 永久磁石 2,2B 可動子 21 軸 22,22B 可動子鉄心 23 永久磁石 3,31,32 励磁コイル 41,42 空隙 6 制動管 61 間隙 1, 1B Stator 11, 11B Frame 12, 13 Axial protrusion 14, 14B Radial protrusion 15 Permanent magnet 2, 2B Mover 21 Shaft 22, 22B Mover iron core 23 Permanent magnet 3, 31, 32 Excitation coil 41 , 42 Gap 6 Braking pipe 61 Gap

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀江 輝雄 名古屋市東区葵3丁目15−31号住友生命千 種ビル 株式会社愛知電機製作所内 (72)発明者 国友 進 愛知県春日井市東野町5丁目20−20 株式 会社国友電気製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Teruo Horie Inventor Teruo Horie 3-15-31 Aoi, Higashi-ku, Nagoya Sumitomo Life Chikusa Building, Aichi Electric Works Co., Ltd. 20−20 Kunitomo Electric Manufacturing Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】軸対称の強磁性体からなる固定子と、この
固定子の軸中心を可動に貫く軸対称の可動子と、可動子
を囲んで配置されたソレノイド状の励磁コイルとからな
り、励磁コイルに電流を流して固定子と可動子とで形成
される磁気回路を励磁し、電磁力によって可動子が軸方
向に駆動されるソレノイドアクチュエータにおいて、固
定子が、両端のふた部とこれらを連結する円筒部とから
なる缶状のフレーム、円筒部の軸方向中央部の内径側に
突出するリング状の径方向突出部及び両方のふた部中央
から内側に向かって軸方向に突出する円筒状の2つの軸
方向突出部からなり、可動子が、フレームの両方のふた
部の中心と軸方向突出部とを可動に貫通する非磁性体か
らなる棒状の軸及びこの軸の軸方向中央部に固定して取
付けられた筒状の可動子鉄心からなり、励磁コイルが、
フレームの一方のふた部と径方向突出部との間の空間に
設けられた第1の励磁コイル及び径方向突出部と他方の
ふた部との間の空間に設けられた第2の励磁コイルから
なり、径方向突出部の最内径面が可動子鉄心の外径面に
空隙を隔てて対向し、一方の軸方向突出部と可動子鉄心
との間の空隙である第1の空隙と他方の軸方向突出部と
可動子鉄心との空隙である第2の空隙との空隙長の和が
可動子の移動可能距離以上の所定の値に設定されてな
り、径方向突出部の一部が半径方向に磁化された永久磁
石からなることを特徴とするソレノイドアクチュエー
タ。
1. A stator comprising an axially symmetric ferromagnetic material, an axially symmetric mover movably penetrating the axial center of the stator, and a solenoid-like exciting coil arranged around the mover. , In a solenoid actuator in which a current is passed through an exciting coil to excite a magnetic circuit formed by a stator and a mover, and the mover is driven in the axial direction by an electromagnetic force, the stator causes the lid parts at both ends and A can-shaped frame consisting of a cylindrical portion to be connected, a ring-shaped radial protruding portion protruding toward the inner diameter side of the axial center portion of the cylindrical portion, and a cylindrical shape protruding axially inward from the center of both lid portions. The rod is composed of two axial protrusions, and the mover is fixed to a rod-shaped shaft made of a non-magnetic material that movably penetrates the center of both lids of the frame and the axial protrusions, and the axial center of this shaft. Tubular mounted It consists of Doko core, exciting coil,
A first exciting coil provided in a space between one lid portion of the frame and the radial protruding portion; and a second exciting coil provided in a space between the radial protruding portion and the other lid portion, The innermost surface of the radial protrusion faces the outer surface of the mover core with a gap, and a first gap, which is a gap between the one axial projection and the mover core, and the other axial direction. The sum of the gap lengths of the protrusion and the second gap, which is the gap between the mover iron core, is set to a predetermined value that is equal to or greater than the movable distance of the mover, and a part of the radial protrusion extends in the radial direction. A solenoid actuator comprising a magnetized permanent magnet.
【請求項2】請求項1記載のソレノイドアクチュエータ
の永久磁石が、径方向突出部の一部として設けられる代
わりに、可動子鉄心の軸方向中央部に設けられ軸方向に
磁化されてなることを特徴とするソレノイドアクチュエ
ータ。
2. The permanent magnet of the solenoid actuator according to claim 1, wherein the permanent magnet is provided as a part of the radial projection and is provided in the axial center of the mover core and is magnetized in the axial direction. Characteristic solenoid actuator.
【請求項3】永久磁石が、リング状であることを特徴と
する請求項1又は2記載のソレノイドアクチュエータ。
3. The solenoid actuator according to claim 1, wherein the permanent magnet has a ring shape.
【請求項4】永久磁石が、周方向に分割されてなること
を特徴とする請求項1又は2記載のソレノイドアクチュ
エータ。
4. The solenoid actuator according to claim 1, wherein the permanent magnet is divided in the circumferential direction.
【請求項5】2つの軸方向突出部にまたがってその外径
側に密に接し、可動子鉄心の外径面に所定の間隙を隔て
て非磁性体からなる制動管が設けられてなることを特徴
とする請求項1,2,3又は4記載のソレノイドアクチ
ュエータ。
5. A braking pipe made of a non-magnetic material is provided on the outer diameter side of the mover core so as to closely contact the outer diameter side of the two axially projecting portions, with a predetermined gap therebetween. The solenoid actuator according to claim 1, 2, 3, or 4.
【請求項6】第1及び第2の空隙の空隙長の最小値が零
でない所定の値であることを特徴とする請求項1,2,
3,4又は5記載のソレノイドアクチュエータ。
6. The minimum value of the void length of the first and second voids is a predetermined value which is not zero, and
The solenoid actuator according to 3, 4, or 5.
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