JPS5923371Y2 - dc solenoid - Google Patents

dc solenoid

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Publication number
JPS5923371Y2
JPS5923371Y2 JP1979183613U JP18361379U JPS5923371Y2 JP S5923371 Y2 JPS5923371 Y2 JP S5923371Y2 JP 1979183613 U JP1979183613 U JP 1979183613U JP 18361379 U JP18361379 U JP 18361379U JP S5923371 Y2 JPS5923371 Y2 JP S5923371Y2
Authority
JP
Japan
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plunger
yoke
diameter
thrust
solenoid
Prior art date
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Expired
Application number
JP1979183613U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56101619U (en
Inventor
尚孝 神谷
一郎 渡辺
Original Assignee
神谷電子工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 神谷電子工業株式会社 filed Critical 神谷電子工業株式会社
Priority to JP1979183613U priority Critical patent/JPS5923371Y2/en
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は全体の寸法に比してストロークと吸引推力の
大きくとれる双安定自己保持型直流ソレノイドに関する
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a bistable self-holding DC solenoid that has a large stroke and suction thrust compared to its overall dimensions.

双安定自己保持型直流ソレノイドは既にいく種類か製作
され使用されている。
Several types of bistable self-holding DC solenoids have already been manufactured and used.

これはヨークの中に、丁度真中に永久磁石を同極が対向
するよう設け、永久磁石の両側に励磁コイルを取付け、
励磁コイル、永久磁石の中ヘプランジャを進退自在に差
込んだものである。
This is done by placing a permanent magnet in the middle of the yoke so that the same poles are facing each other, and attaching excitation coils on both sides of the permanent magnet.
A plunger is inserted into the excitation coil and permanent magnet so that it can move forward and backward.

プランジャは、ヨークの前後端に固着した2つの固定鉄
心に吸引されている時は安定である。
The plunger is stable when it is attracted by two fixed iron cores fixed to the front and rear ends of the yoke.

いづれの固定鉄心に吸引されていても同様に安定である
ので双安定という。
It is called bistable because it is equally stable no matter which fixed core it is attracted to.

磁束は永久磁石からプランジャを通り、吸引側の固定鉄
心、ヨークを通って永久磁石に戻る。
The magnetic flux passes from the permanent magnet, through the plunger, through the fixed iron core on the attraction side, and the yoke, and returns to the permanent magnet.

2状態間の遷移は、励磁コイルにパルス電流を印加する
事によって戊される。
The transition between the two states is effected by applying a pulsed current to the excitation coil.

このような双安定直流ソレノイドとしては、特開昭54
−42647号、特開昭52−10561号、実開昭5
3−98953号、実開昭53−98954号、実開昭
5294160号、実公昭52−50356号、実開昭
50−91050号等の考案、発明がなされている。
As such a bistable DC solenoid, Japanese Patent Application Laid-open No. 54
No.-42647, JP-A No. 52-10561, JP-A No. 52-10561
Ideas and inventions have been made such as No. 3-98953, Japanese Utility Model Application No. 53-98954, Japanese Utility Model Application No. 5294160, Japanese Utility Model Application Publication No. 52-50356, and Japanese Utility Model Application Publication No. 50-91050.

双安定直流ソレノイドは、プランジャの前後方に固定鉄
心を有し、これはヨークに固着しである。
A bistable DC solenoid has fixed iron cores at the front and rear of the plunger, which are fixed to the yoke.

プランジャは固定鉄心に吸引されて安定する。The plunger is attracted to the fixed iron core and becomes stable.

固定鉄心の役割は、磁気抵抗を減する事と、プランジャ
のストッパーとして機能することの2つの役割を果す。
The fixed core has two roles: to reduce magnetic resistance and to function as a plunger stopper.

永久磁石が無く、励磁コイルとスプリングの2作用で吸
引、復帰させていた最も普通の直流ソレノイドにあって
は、プランジャのストロークがソレノイド朴形寸法によ
って制限されなかった。
In the most common DC solenoid, which did not have a permanent magnet and was attracted and returned by the two actions of an excitation coil and a spring, the stroke of the plunger was not limited by the size of the solenoid.

このため、プランジャ後方の固定鉄心を比較的長くして
も差支えなかった。
For this reason, the fixed core behind the plunger can be made relatively long.

また、固定鉄心とプランジャの当接面が平面であると、
吸引力の及ふ゛距離が短かかった。
Also, if the contact surface between the fixed core and the plunger is flat,
The range of suction power was short.

磁気抵抗が大きいからである。This is because magnetic resistance is large.

そこで個定鉄心とプランジャの当接面を凹凸嵌合する傾
斜面にする事も多い。
Therefore, the contact surface between the individual core and the plunger is often made into an inclined surface that fits into the concave and convex portions.

永久磁石を使った双安定自己保持型ソレノイドに於ても
、同様の考えに立つ技術者が多く、固定鉄心にかなりの
スペースを割いているようである。
It seems that many engineers are following the same idea when it comes to bistable self-retaining solenoids using permanent magnets, and they are devoting a considerable amount of space to the fixed iron core.

直流ソレノイドは、保持力の他、ストロークも性能のひ
とつである。
In addition to holding power, a DC solenoid also has stroke performance.

同じ外形寸法のソレノイドであれば、プランジャのスト
ロークもより長い方が優れているといえる。
For solenoids with the same external dimensions, it can be said that a longer plunger stroke is better.

双安定ソレノイドの場合、プランジャの両端が固定鉄心
で閉じられる。
In the case of bistable solenoids, both ends of the plunger are closed with fixed iron cores.

一方のヨークの内面から対向するヨークの内面までの距
離をl、プランジャのストロークをS、プランジャの拡
径部の長さをmとする。
The distance from the inner surface of one yoke to the inner surface of the opposing yoke is l, the stroke of the plunger is S, and the length of the enlarged diameter portion of the plunger is m.

また固定鉄心の軸方向の厚みをtl、tlとすると、 l= s +m+ tx + tlである。Also, if the axial thickness of the fixed core is tl, tl, l=s+m+tx+tl.

通常の、永久磁石を使わない直流ソレノイドに於ても同
じことであるが、固定鉄心とプランジャの当接面の形状
には工夫が凝される。
The same is true for normal DC solenoids that do not use permanent magnets, but the shape of the contact surface between the fixed core and the plunger is carefully designed.

プランジャと固定鉄心とが平坦面で当合するようになっ
たものがある。
Some have a plunger and a fixed iron core that come into contact with each other on a flat surface.

磁束の向きが面に直交するので、吸引時の保持力は強い
Since the direction of the magnetic flux is perpendicular to the surface, the holding force during attraction is strong.

ところが、離隔した状態から吸引状態へ遷移する時の動
的な吸引力に劣る。
However, the dynamic suction force when transitioning from the separated state to the suction state is inferior.

ストロークが短かいものにしか使えない。プランジャと
固定鉄心とが円錐面で接触するようになっているものも
ある。
Can only be used for short strokes. In some types, the plunger and the fixed core are in contact with each other through a conical surface.

離隔した際にも、一部近接している部分があるので、磁
気抵抗は比較的低くできる。
Even when they are separated, there are some parts that are close to each other, so the magnetic resistance can be kept relatively low.

吸引力の及ぶ範囲が広い。ストロークは、平坦面のもの
に比して長くできる。
Wide range of suction power. The stroke can be longer than that of a flat surface.

しかし、両者が密合している時の保持力は弱い。However, when the two are in close contact with each other, the holding force is weak.

傾斜面であるから、磁力が軸方向の引力に全て有効では
ないからである。
Because the surface is inclined, the magnetic force is not entirely effective against the axial attractive force.

傾斜面を付すには、プランジャが雌型、固定鉄心が雄型
になる場合がある。
To provide an inclined surface, the plunger may be a female type and the fixed core may be a male type.

逆に、プランジャが雄型、固定鉄心が雌型になる場合も
ある。
Conversely, there are cases where the plunger is male and the fixed core is female.

プランジャの拡径部の長さmが小さいと、軸と垂直な方
向にガタつきが生じ易い。
If the length m of the expanded diameter portion of the plunger is small, looseness is likely to occur in the direction perpendicular to the axis.

プランジャが摺動筒(スリーブ)の中で軸と垂直方向に
傾くと摩擦力が増加する。
When the plunger is tilted within the sleeve in a direction perpendicular to the axis, the frictional force increases.

この為円滑な摺動運動が妨げられる。This prevents smooth sliding movement.

プランジャ、摺動筒の磨滅も著しい。プランジャと摺動
筒の間には5/100〜10/100 mmのクリヤラ
ンスを取るからである。
The plunger and sliding tube are also significantly worn. This is because a clearance of 5/100 to 10/100 mm is required between the plunger and the sliding tube.

そこで多くの場合、プランジャを雌型に、固定鉄心を雄
型にする。
Therefore, in many cases, the plunger is made female and the fixed iron core is made male.

例えば、実開昭53−98953号、実開昭53i89
54号等はこのような雌雄形状を明らかにしている。
For example, Utility Model Application No. 53-98953, Utility Model Application No. 53i89
No. 54 and others reveal such male and female shapes.

双安定型の場合、2つの固定鉄心の間に挾まれた狭い空
間をプランジャが運動するから、摺動特性を損わない為
、プランジャの拡径部の長さmを十分とるには、このよ
うな取合わせしか無いようにみえる。
In the case of a bistable type, the plunger moves in a narrow space sandwiched between two fixed iron cores, so this is necessary to ensure that the length m of the expanded diameter part of the plunger is sufficient so as not to impair the sliding characteristics. It seems that there are only such arrangements.

単安定型の場合はプランジャが一方の穴より外へ出るの
で長さmを充分とる事ができる。
In the case of a monostable type, the plunger comes out from one hole, so a sufficient length m can be secured.

したがってプランジャの後部を雄型に固定鉄心を雌型に
する場合の方が多い。
Therefore, it is more common for the rear part of the plunger to be male and the fixed iron core to be female.

ところが双安定型ソレノイドの場合、プランジャと固定
鉄心の端面を平坦面とするのが最も多い 例えば、実公昭52−50356号、実開昭50−91
050号、実開昭52−94160号、特開昭53−1
0561号等は、平坦面のものを採用している。
However, in the case of bistable solenoids, the end faces of the plunger and fixed core are most often flat surfaces, for example, as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 52-50356 and Japanese Utility Model Application Publication No. 50-91.
No. 050, Utility Model Publication No. 52-94160, JP-A No. 53-1
No. 0561 and the like employ flat surfaces.

これらは、ストロークの短いものにしか使えないと考え
られる。
It is thought that these can only be used for short strokes.

第3図は従来の双安定自己保持型直流ソレノイドの1例
を示す縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional bistable self-holding DC solenoid.

ソレノイドは断面矩形状のヨーク1と、永久磁石2,2
と、励磁コイル3a、3bと、プランジャ4′、固定鉄
心5’、6’等よりなる。
The solenoid includes a yoke 1 with a rectangular cross section and permanent magnets 2, 2.
, excitation coils 3a, 3b, plunger 4', fixed cores 5', 6', etc.

プランジャ4′、固定鉄心5’、6’、ヨーク1は磁性
体で、ブツシュロッド10′は非磁性体である。
The plunger 4', fixed cores 5' and 6', and yoke 1 are made of magnetic material, and the bushing rod 10' is made of non-magnetic material.

同極が対向する永久磁石2,2・・・・・・の作用で、
プランジャ4′は後方の固定鉄心5′にも、前方の固定
鉄心6′にも吸引されることができ、その状態を保持で
きる。
Due to the action of permanent magnets 2, 2... with the same poles facing each other,
The plunger 4' can be attracted to both the fixed iron core 5' at the rear and the fixed iron core 6' at the front, and can maintain that state.

前後の位置変位は、励磁コイル3a、3bに瞬間的な電
流を通じる事によりなされる。
The forward and backward positional displacement is achieved by passing an instantaneous current through the excitation coils 3a and 3b.

電流の向きを逆転すれば、逆方向に遷移させることか′
できる。
If you reverse the direction of the current, will it make a transition in the opposite direction?
can.

これは従来よく用いられる平坦面21をプランジャ前面
に、円錐面22を後面に使ったものである。
This uses a conventionally commonly used flat surface 21 on the front surface of the plunger and a conical surface 22 on the rear surface.

ここで、前とはブツシュロッド10′の方向Fをいい、
後とはその反対方向Rをいうものとする。
Here, the front refers to the direction F of the bush rod 10',
"Back" refers to the opposite direction R.

プランジャに着眼して、プランジャと固定鉄心の対隅関
係が平坦面21であるようなのを平型と呼び、プランジ
ャが窪んでいるもの(後面24のように)を凹型と呼ぶ
Focusing on the plunger, one in which the opposite corner relationship between the plunger and the fixed iron core is a flat surface 21 is called a flat type, and one in which the plunger is recessed (like the rear surface 24) is called a concave type.

そしてプランジャが突出しており、固定鉄心が窪んでい
るものを凸型と呼ぶことにする。
A type in which the plunger protrudes and the fixed core is recessed is called a convex type.

第3図の例は、前方か゛平型、後方が凹型となっている
In the example shown in Fig. 3, the front is flat and the rear is concave.

プランジャ拡径部を長くとるため凸型は採用されない。A convex type is not used because the expanded diameter portion of the plunger is long.

前方が平型であるので、前方への遷移Fの際に吸引推力
か゛不足しがちである。
Since the front is flat, suction thrust tends to be insufficient during forward transition F.

そこでコイルスプノング23をブツシュロッド10′に
附加して吸引推力を補ってやる必要がある。
Therefore, it is necessary to add a coil spong 23 to the bush rod 10' to supplement the suction thrust.

後方が凹型になっているので後方への吸引推力はより大
きい。
Since the rear is concave, the suction thrust toward the rear is greater.

しかし、これをあまり増大させる事ができない。However, this cannot be increased much.

円錐の凹部24を深くするとブツシュロッド10’の埋
込部25か細くなりすぎ弱くなるからである。
This is because if the conical recess 24 is made deeper, the embedded portion 25 of the bushing rod 10' becomes too thin and weak.

平型又は凹型のプランジャを使うと固定鉄心の軸方向厚
みtl、t2を薄くする事ができ、プランジャ拡径部の
長さmを長くできる。
If a flat or concave plunger is used, the axial thicknesses tl and t2 of the fixed core can be made thinner, and the length m of the expanded diameter portion of the plunger can be made longer.

凸型構造のプランジャは双安定自己保持型ソレノイドに
使われたことがないようである。
It appears that convex-shaped plungers have never been used in bistable self-retaining solenoids.

これは、固定鉄心の厚みtl、t2を増し、プランジャ
の拡径部長さmを減するので、プランジャの摺動特性が
劣化する、という通念があるからであろう。
This is probably because there is a common belief that increasing the thicknesses tl and t2 of the fixed core and decreasing the length m of the enlarged diameter portion of the plunger deteriorates the sliding characteristics of the plunger.

しかし、本考案者は、吸引推力を増すには、凹型より凸
型のプランジャの方が優れている事に気づいた。
However, the present inventor realized that a convex plunger is better than a concave plunger in increasing suction thrust.

現に、単安定自己保持型ソレノイドや磁石のない頻用タ
イプのソレノイドで゛は凸型のプランジャが採用される
事が多い。
In fact, convex plungers are often used in monostable self-holding solenoids and frequently used solenoids without magnets.

プランジャ拡径部mの長さの制限が無いからである。This is because there is no restriction on the length of the plunger enlarged diameter portion m.

本考案者は凸型のプランジャでありながら、プランジャ
拡径部mの長さが充分取れるにはどうすればよいのか、
という問題について熟考した。
The inventor of the present invention wondered what could be done to ensure a sufficient length of the enlarged diameter part m of the plunger, even though it is a convex plunger.
I pondered the issue.

そして、次の着想を得た。Then, I got the following idea.

プランジャ端部の凸部がヨークの中にある必要はなく、
外へ出せば良い、という事である。
The convex part at the end of the plunger does not need to be inside the yoke.
It's okay to just take it outside.

つまりプランジャの両端に縮径凸部を作るが、吸引時に
は凸部端面がヨーク内面より外方へ突出するようにする
わけである。
In other words, diameter-reducing convex portions are formed at both ends of the plunger, but the end surfaces of the convex portions are made to protrude outward from the inner surface of the yoke during suction.

すると、ストロークSも、プランジャ拡径部の長さmも
減する事なく凸型プランジャを作る事ができる。
Then, a convex plunger can be made without reducing either the stroke S or the length m of the plunger enlarged diameter portion.

本考案の要点はここにある。This is the main point of this idea.

以下、実施例を示す図面によって本考案の構成、作用及
び効果を説明する。
Hereinafter, the structure, operation, and effects of the present invention will be explained with reference to drawings showing embodiments.

第1図は本考案の実施例に係る直流ソレノイドの縦断面
図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a DC solenoid according to an embodiment of the present invention.

このソレノイドは、ヨーク1、永久磁石2,2,2、励
磁コイル3 a 、3 b、プランジャ4、固定鉄心5
,6等より成る。
This solenoid consists of a yoke 1, permanent magnets 2, 2, 2, exciting coils 3a, 3b, plunger 4, and fixed iron core 5.
, 6 etc.

ヨーク1は矩形断面の磁性体より成る。The yoke 1 is made of a magnetic material with a rectangular cross section.

この例ではコの字断面板14と平板15を組合わせて、
閉じた磁路を形成している。
In this example, a U-shaped cross section plate 14 and a flat plate 15 are combined,
It forms a closed magnetic path.

永久磁石2,2・・・・・・は同極が内方へ対向するよ
う、ヨーク1内のほぼ゛中間位置に固定される。
The permanent magnets 2, 2, . . . are fixed at substantially intermediate positions within the yoke 1 so that the same poles face inward.

永久磁石は2〜4個使うが、3個の場合が多い。Two to four permanent magnets are used, but three are often used.

励磁コイル3 a 、3 bは永久磁石2,2の前後に
設けられる。
Excitation coils 3 a and 3 b are provided before and after permanent magnets 2 and 2.

プランジャを動かす為に瞬間的に通電される。It is momentarily energized to move the plunger.

電流の方向を切換えれば、プランジャの前後進運動を実
現できる。
By switching the direction of the current, the plunger can be moved back and forth.

2つの励磁コイル3a3bには同時に同方向の電流が加
えられる。
Currents in the same direction are simultaneously applied to the two exciting coils 3a3b.

プランジャ4は磁性体で作られる。Plunger 4 is made of magnetic material.

前縮径凸部8と後縮径凸部9が拡径部7の前後に形成さ
れている。
A front reduced diameter convex portion 8 and a rear reduced diameter convex portion 9 are formed before and after the enlarged diameter portion 7.

つまり、前述の定義では凸型プランジャである。In other words, it is a convex plunger according to the above definition.

固定鉄心5,6は、中心に穴の開いた薄いリング状で、
ヨーク1の前、後にかしめて取付けられる。
The fixed cores 5 and 6 are thin ring-shaped with a hole in the center.
It can be attached to the front and rear of yoke 1 by caulking.

重要な事は、プランジャが縮径凸部8,9を有し、凸部
8,9の外端面Sが、その凸部の方向に吸引された時、
ヨーク1の内面Tよりも外側にある、ということである
The important thing is that the plunger has diameter-reducing convex portions 8 and 9, and when the outer end surface S of the convex portions 8 and 9 is sucked in the direction of the convex portions,
This means that it is located outside the inner surface T of the yoke 1.

つまり、縮径凸部の高さH1,H2が固定鉄心の軸方向
厚みt、、1.に対し Hl)tx H2〉t2 という関係にある。
That is, the heights H1 and H2 of the diameter-reducing convex portion are the axial thickness t of the fixed core, 1. Hl)tx H2>t2.

こうすると、プランジャの長さが長くなるから、凸型で
あっても拡径部7の長さmを長くとれる。
In this case, since the length of the plunger becomes longer, the length m of the enlarged diameter portion 7 can be increased even if it is a convex type.

プランジャのガタは起らないわけである。This means that the plunger does not rattle.

しかも凸型であるので、吸引推力を大きくとる事ができ
る。
Moreover, since it is convex, a large suction thrust can be obtained.

プランジャ4の前縮径凸部8は雌螺になっておりこの先
に、非磁性のブツシュロッド10が固着される。
The front diameter-reducing convex portion 8 of the plunger 4 has a female thread, and a non-magnetic bushing rod 10 is fixed to the tip thereof.

永久磁石2,2・・・・・・とスリーブ13の間には継
鉄12を介装させ、磁束の漏れを防ぐ。
A yoke 12 is interposed between the permanent magnets 2, 2, . . . and the sleeve 13 to prevent leakage of magnetic flux.

この例では後縮径凸部9は、固定鉄心5を貫き、後端よ
りとび出ている。
In this example, the rear diameter-reducing convex portion 9 penetrates through the fixed iron core 5 and protrudes from the rear end.

第2図は他の実施例を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another embodiment.

これは前方へ吸引された状態を示す。This shows the state of being sucked forward.

この例では前縮径凸部8が離郷になっている。In this example, the front diameter-reducing convex portion 8 is separated.

ここへ非磁性のブツシュロッド10の雄螺端を螺込んで
ある。
The male threaded end of a non-magnetic bushing rod 10 is screwed into this.

その他の点は第1の実施例と異ならない。Other points are the same as the first embodiment.

作用を述べる。Describe the action.

第1図に於て、プランジャ4、固定鉄心5、ヨーク1、
永久磁石2を通る磁束が存在する。
In Figure 1, plunger 4, fixed core 5, yoke 1,
There is a magnetic flux passing through the permanent magnet 2.

この磁束のエネルギーで、プランジャ4と固定鉄心5は
密会、安定である。
Due to the energy of this magnetic flux, the plunger 4 and the fixed iron core 5 are brought into close contact and stable.

励磁コイル3a、3bに左廻りの電流を瞬間的に流すと
、コイル3bの磁束は永久磁石2の磁束をうち消す。
When a counterclockwise current is instantaneously passed through the excitation coils 3a and 3b, the magnetic flux of the coil 3b cancels the magnetic flux of the permanent magnet 2.

コイル3aの磁束はプランジャ4を前へ引寄せる。The magnetic flux of the coil 3a draws the plunger 4 forward.

このためプランジャは前進し、前固定鉄心に密合する。Therefore, the plunger moves forward and comes into close contact with the front fixed core.

この状態も安定である。励磁コイルに逆方向の電流を流
すと、コイル3aによる磁束は永久磁石2の磁束を打消
す。
This state is also stable. When a current in the opposite direction is passed through the excitation coil, the magnetic flux from the coil 3a cancels the magnetic flux from the permanent magnet 2.

コイル3bによる磁束はプランジャ4を後へ引戻す。The magnetic flux from the coil 3b pulls the plunger 4 back.

縮径凸部8,9のエツジ11と、固定鉄心5,6のエツ
ジ16.16とが離隔時にも極めて接近している。
The edges 11 of the diameter-reducing convex portions 8, 9 and the edges 16, 16 of the fixed cores 5, 6 are extremely close to each other even when they are separated.

このため励磁コイルに通電した時に生ずる吸引推力が大
きい。
Therefore, the attraction thrust generated when the excitation coil is energized is large.

磁束Φはエツジ11.16を結ぶように集中し、エツジ
に表面磁荷が生じ、互に吸引し合うからである。
This is because the magnetic flux Φ is concentrated so as to connect the edges 11 and 16, surface magnetic charges are generated on the edges, and they attract each other.

磁気抵抗が小さいからといってもよい。さらに、磁束密
度がエツジ間で高くなり、マックスウェル応力(磁束密
度×磁場)が大きいからと表現する事もできる。
It may be because the magnetic resistance is low. Furthermore, it can also be expressed that the magnetic flux density becomes high between the edges, and the Maxwell stress (magnetic flux density x magnetic field) is large.

凸型にして吸引推力が大きいにも拘わらず、拡径部7の
長さmは短縮されない。
Despite having a convex shape and having a large suction thrust, the length m of the enlarged diameter portion 7 is not shortened.

縮径凸部8,9がヨーク1内に位置するという常套的制
限を外し、ヨーク内端面Tより外側へ突出するよう構成
したからである。
This is because the diameter-reducing convex portions 8 and 9 are configured to protrude outward from the inner end surface T of the yoke, without the usual restriction that they are located within the yoke 1.

本考案は、双安定自己保持型直流ソレノイドに於て、吸
引推力の大きい凸型プランジャを初めて採用した。
This invention is the first to use a convex plunger with a large suction thrust in a bistable self-holding DC solenoid.

しかも吸引時にヨーク内面Tより、プランジャの縮径凸
部の端面Sが外部へ出るようにしたので、固定鉄心の厚
み1..1.、を抑える事ができる。
Moreover, since the end surface S of the diameter-reducing convex portion of the plunger is made to protrude outside from the inner surface T of the yoke during suction, the thickness of the fixed core is 1. .. 1. , can be suppressed.

プランジャの拡径部の長さmを長くでき、摺動特性が安
定している。
The length m of the expanded diameter part of the plunger can be increased, and the sliding characteristics are stable.

実際に第1図のものと、第3図の従来例の吸引推力を比
較してみる。
Let's actually compare the suction thrust of the conventional example shown in Fig. 1 and that shown in Fig. 3.

第4図は、本考案の実施例に係る直流ソレノイドの前推
力F1、後推力R1と、第3図の従来型ソレノイドの前
推力F2、後推力R2とが、励磁コイルのパルス電圧に
対して、どのように変化するかを示す実験グラフである
FIG. 4 shows the front thrust F1 and rear thrust R1 of the DC solenoid according to the embodiment of the present invention, and the front thrust F2 and rear thrust R2 of the conventional solenoid in FIG. 3, with respect to the pulse voltage of the exciting coil. , is an experimental graph showing how it changes.

磁石、励磁コイルの巻数、直流抵抗、ヨークの寸法など
は全て同一である。
The magnet, the number of turns of the excitation coil, the DC resistance, the dimensions of the yoke, etc. are all the same.

すなわち、ストロークはいずれも 5.5m 永久磁石端面磁束密度は 7000Gaussプラン
ジャ大径部寸法は 9MQx18m巻数は 25
0 X 2 巻線の直流抵抗は 11Ω ヨーク寸法は 25簡×25箇×31・4簡
磁石サイズ(3個とも)4.5wx5atX11.5w
従来型ソレノイドの前推力F2は最も小さい。
In other words, the stroke is 5.5m, the magnetic flux density on the end face of the permanent magnet is 7000 Gauss, the large diameter part of the plunger is 9MQx18m, and the number of turns is 25.
DC resistance of 0 x 2 winding is 11Ω Yoke dimensions are 25 pieces x 25 pieces x 31 4 pieces magnet size (all 3 pieces) 4.5w x 5at x 11.5w
The front thrust F2 of the conventional solenoid is the smallest.

これは、第3図のプランジャ前面が平坦面21であるこ
とに起因する。
This is due to the fact that the front surface of the plunger in FIG. 3 is a flat surface 21.

29Vの印加電圧で、最大吸引推力276gにすぎない
At an applied voltage of 29V, the maximum suction thrust is only 276g.

従来型ソレノイドの後推力R2は、傾斜面22の為、や
や改善されている。
The rear thrust R2 of the conventional solenoid is slightly improved due to the inclined surface 22.

印加電圧27Vで最大吸引推力360gを示した。The maximum suction thrust was 360 g at an applied voltage of 27 V.

ここで吸引推力とは、負荷をかけておいて励磁コイルに
励起電圧をかけたとき、プランジャが動きうる最大負荷
の力(ダラム重)で定義する。
Here, the attraction thrust is defined as the maximum load force (Durham force) that allows the plunger to move when a load is applied and an excitation voltage is applied to the excitation coil.

本実施例では、27■で最大の吸引前推力F1を示し、
このとき455gに達した。
In this example, the maximum pre-suction thrust F1 is shown at 27■,
At this time, the weight reached 455g.

従来例の約1.6倍である。This is approximately 1.6 times that of the conventional example.

また、後推力R1は30Vで最大に達し、540gに達
した。
Further, the rear thrust R1 reached its maximum at 30V and reached 540g.

従来例の約1.5倍である。このように、本考案のプラ
ンジャは前後ともに、吸引推力が従来例より太きくなる
This is approximately 1.5 times that of the conventional example. In this way, the plunger of the present invention has a greater suction thrust than the conventional plunger both at the front and the rear.

吸引時の保持力は、 本考案のソレノイド(第1図) 後方保持力 4.3時 前方保持力 4.3々 従来例(第3図)のソレノイド 後方保持力 2.8即 前方保持力 4゜3に!9 である。The holding power during suction is Solenoid of this invention (Fig. 1) Rear holding force 4.3 hours Forward holding force 4.3 Solenoid of conventional example (Fig. 3) Rear holding force 2.8 instant Forward holding force increased to 4°3! 9 It is.

後方保持力というのは、後方の固定鉄心5とプランジャ
後端面の間に働く保持力をいう。
The rear holding force refers to the holding force that acts between the rear fixed iron core 5 and the rear end face of the plunger.

前方へ引くために要する最小牽引力を測って求める。Measure and find the minimum traction force required to pull it forward.

従来例ソレノイドの後方保持力が弱いのは、傾斜面22
になっていて、磁束の軸方向成分か弱くなることに対応
する。
The backward holding force of the conventional solenoid is weak because of the inclined surface 22.
This corresponds to the fact that the axial component of the magnetic flux becomes weaker.

第1図のソレノイドの縮径凸部8,9はいずれも4.5
mmφであるが、前方の凸部8は螺を切っであるから、
磁気抵抗が高くなり、第4図に示すように、前推力F1
は後推力R1よg小さくなる。
The diameter-reducing convex portions 8 and 9 of the solenoid in Fig. 1 are both 4.5
mmφ, but the front convex part 8 is threaded, so
The magnetic resistance increases, and as shown in Figure 4, the forward thrust F1
is smaller than the rear thrust R1 by g.

この例では、縮径凸部8,9は単なる円柱状であるが、
円錐台状にしても良いのは勿論である。
In this example, the diameter-reducing convex portions 8 and 9 are simply cylindrical, but
Of course, it may also be shaped like a truncated cone.

ヨーク後方、前方の強度が充分あれば、固定鉄心5,6
を省くこともできる。
If there is sufficient strength at the rear and front of the yoke, the fixed cores 5 and 6
can also be omitted.

以上詳しく説明したように、本考案は、プランジャの両
端に縮径凸部を設けて、吸引推力を大きくとりながら、
プランジャの拡径部の長さmも長くできるので軸垂直方
向のガタつきが少い。
As explained in detail above, the present invention provides diameter-reducing convex portions at both ends of the plunger to increase the suction thrust.
Since the length m of the enlarged diameter portion of the plunger can also be increased, there is little wobbling in the direction perpendicular to the axis.

結局、プランジャのストロークを長くでき、或は同一電
流に対する吸引推力を大きくできるので、消費電力も少
なくて済む。
After all, the stroke of the plunger can be lengthened or the suction thrust can be increased for the same current, so power consumption can be reduced.

このように有用な考案である。This is a useful idea.

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

第1図は本考案の実施例に係る直流ソレノイドの縦断面
図、第2図は他の実施例に係る直流ソレノイドの縦断面
図、第3図は従来例のソレノイド縦断面図、第4図は印
加電圧を横軸とし、本考案のソレノイドの前後吸引推力
F、、 R,と従来例の前後吸引推力F2.R2との実
験結果を示すグラフ。 1・・・・・・ヨーク、2・・・・・・永久磁石、3・
・・・・・励磁コイル、4・・・・・・プランジャ、5
,6・・・・・・固定鉄心、7・・・・・・プランジャ
の拡径部、8,9・・・・・・縮径凸部、10・・・・
・・ブツシュロッド、11・・・・・・凸部のエツジ、
12・・・・・・継鉄、13・・・・・・スリーブ、1
6・・・・・・固定鉄心のエツジ、l・・・・・・ヨー
ク内面間距離、m・・・・・・プランジャ拡径部長さ、
tl。 t2・・・・・・固定鉄心の厚さ、Hl、R2・・・・
・・縮径凸部高さ、S・・・・・・ストローク、F・・
・・・・前推力、R・・・・・・後推力、S・・・・・
・縮径凸部外端面、T・・・・・・ヨーク内端面。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a DC solenoid according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a DC solenoid according to another embodiment, FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a conventional solenoid, and FIG. The horizontal axis represents the applied voltage, and the longitudinal suction thrust F, R, of the solenoid of the present invention and the longitudinal suction thrust F2. of the conventional example. A graph showing experimental results with R2. 1...Yoke, 2...Permanent magnet, 3.
...Exciting coil, 4...Plunger, 5
, 6... Fixed iron core, 7... Expanded diameter part of plunger, 8, 9... Diameter reduced convex part, 10...
...Bush rod, 11...Edge of convex part,
12...Yoke, 13...Sleeve, 1
6... Edge of fixed iron core, l... Distance between yoke inner surfaces, m... Length of plunger expanded diameter section,
tl. t2... Thickness of fixed core, Hl, R2...
・・Height of diameter reduction convex part, S・・・Stroke, F・・
...Forward thrust, R...Rear thrust, S...
・Outer end surface of the diameter-reducing convex portion, T...Inner end surface of the yoke.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 矩形断面の磁性体で作られたヨーク1と;ヨーク1の前
端板と後端板の中央に夫々嵌着した短筒状の固定鉄心5
,6と;ヨーク1内の略中間位置に同極が対向するよう
設けた永久磁石2,2・・・・・・と、ヨーク1内で永
久磁石2,2・・・・・・の両側に設けた励磁コイル3
a 、3 bと、励磁コイル3a、3b及び永久磁石
2,2の中へ進退自在に設けられ磁性体より戊るプラン
ジャ4とから構成される双安定自己保持形直流ソレノイ
ドに於て、前記プランジャ4の前後に縮径凸部8,9を
夫々形威し、プランジャ4の吸着時には固定鉄心内へ挿
通せしめた縮径凸部の段部端面と固定鉄心の内側端面と
の平面を夫々接当させると共に、前記吸着されている側
の縮径凸部の端面Sがヨーク1の内側面Tよりも外方に
あるよう構成したことを特徴とする双安定自己保持形直
流ソレノイド。
A yoke 1 made of a magnetic material with a rectangular cross section; a short cylindrical fixed core 5 fitted into the center of the front end plate and rear end plate of the yoke 1, respectively;
, 6; Permanent magnets 2, 2... provided at approximately midpoints in the yoke 1 so that the same poles face each other, and permanent magnets 2, 2...... provided in the yoke 1 on both sides Excitation coil 3 installed in
a, 3b, and a plunger 4 made of a magnetic material and provided so as to be freely retractable into the excitation coils 3a, 3b and the permanent magnets 2, 2. Diameter-reducing protrusions 8 and 9 are formed at the front and rear of the plunger 4, respectively, and when the plunger 4 is attracted, the stepped end surfaces of the diameter-reducing protrusions inserted into the fixed core are brought into contact with the planes of the inner end surfaces of the fixed core, respectively. A bistable self-holding type DC solenoid characterized in that the end surface S of the diameter-reducing convex portion on the sucked side is located outward from the inner surface T of the yoke 1.
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JPS5276672A (en) * 1976-01-26 1977-06-28 Jidosha Denki Kogyo Kk Electromagnetic responding device

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