JP2016051708A - Built-in permanent magnet type solenoid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はソレノイドに係り、さらに詳細には永久磁石を付設した永久磁石内蔵型ソレノイドに関する。 The present invention relates to a solenoid, and more particularly to a permanent magnet built-in type solenoid provided with a permanent magnet.
従来、この種のソレノイドは、コイルの非通電で永久磁石の吸着力で吸引力を発生し、磁束が吸着部を通過している。
コイルに通電するとコイルによって発生した磁束が、磁石の磁束と打ち消すように流れ、磁石の磁束は別部分の磁路を通るようになり、吸着部を通過する磁石の磁束が減少するため、吸引力が低下し、吸引力を解除することができる(例えば、特許文献1参照。)。
Conventionally, this type of solenoid generates an attractive force by the attractive force of a permanent magnet when the coil is not energized, and the magnetic flux passes through the attractive part.
When the coil is energized, the magnetic flux generated by the coil flows to cancel the magnetic flux of the magnet, the magnetic flux of the magnet passes through the magnetic path of another part, and the magnetic flux of the magnet that passes through the attracting part decreases. The suction force can be released (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1ではコイルに通電し始めると、コイルによって発生した磁束は磁石の磁束と対抗する様に流れ、吸着部を通過する磁石の磁束量は減少し、吸引力が低下する。コイルが磁石の磁束をちょうど打ち消しあうだけの量の磁束を、発生した場合、吸着部を通過する磁束はなくなるため、吸引力はほぼ零となる。
ただし、コイルの発生する磁束が磁石の磁束に対して十分大きい場合、吸着部を通る磁束は磁石のものからコイルのものへ切り替わり、再度吸引力を発生し始めるという欠点がある。
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、非通電時に磁石の磁束が通過するメインの第一の磁路と、コイルの磁束が通過する第二の磁路と、コイルが磁束を発生した時に磁石の磁束が切り替わる微小なエアギャップを持ったサブの第三の磁路の、三つの磁路を形成し、吸着部を第二及び第三の磁路から縁切りした箇所に設けることで、コイルが発生する磁束が磁石の磁束に対して大きい場合も、吸着部を通過する磁束量の増加を抑え、確実に吸引力を低下させることができる永久磁石内蔵型ソレノイドを得ることを目的とする。
However, in Patent Document 1, when energization of the coil starts, the magnetic flux generated by the coil flows so as to oppose the magnetic flux of the magnet, the amount of magnetic flux of the magnet passing through the attracting portion decreases, and the attractive force decreases. If the coil generates an amount of magnetic flux that just cancels out the magnetic flux of the magnet, the magnetic flux that passes through the attracting portion disappears, so the attractive force becomes almost zero.
However, when the magnetic flux generated by the coil is sufficiently large relative to the magnetic flux of the magnet, the magnetic flux passing through the attracting portion is switched from that of the magnet to that of the coil, and there is a disadvantage that it begins to generate an attractive force again.
The present invention has been made in order to solve the problem, and the main first magnetic path through which the magnetic flux of the magnet passes when not energized, the second magnetic path through which the magnetic flux of the coil passes, and the coil receives the magnetic flux. Three magnetic paths of the sub third magnetic path with a minute air gap that switches the magnetic flux of the magnet when it is generated are formed, and the attracting portion is provided at the edge cut from the second and third magnetic paths. Therefore, even when the magnetic flux generated by the coil is larger than the magnetic flux of the magnet, an object is to obtain a solenoid with a built-in permanent magnet that can suppress the increase in the amount of magnetic flux passing through the attracting portion and reliably reduce the attractive force. And
前記課題を解決するための発明は、
電磁コイルと、前記電磁コイルの外側の略対称形の固定鉄心と、前記固定鉄心の内側に設けられた可動鉄心と、を備えるソレノイドにおいて、
前記固定鉄心はボディと、前記ボディの内側に装着して該ボディの内径に対して同軸に形成され、外周面が該ボディ内径に対して空隙を形成し、かつ側壁面が前記ボディの側面に係合するように設けられた永久磁石と、側面が前記永久磁石に密着し前記ボディの内径に対して同軸に形成され、外径が前記ボディの内径に対してエアギャップを形成するように設けられたストッパと、で形成し、
前記可動鉄心は前記ガイド部材に摺動自在に嵌挿されたプランジャと、前記プランジャに装着されたピンと、で形成し、さらに、
前記ストッパに対して軸心方向に空隙を設けて前記ボディの内周面に配設された電磁コイルと、
鍔部が前記電磁コイルの端面に係合し外周面が該電磁コイルの内周面に嵌挿されたガイド部材と、
前記プランジャの凹部に遊挿され両端が該プランジャ及び前記ストッパ若しくはカバーの側壁面に支持されたばね部材と、を有し、
前記ボディは前記電磁コイルの端面に係合したヨークを加締めて、前記固定鉄心及び電磁コイルを一体的にボディに形成したことを特徴とする。
The invention for solving the above-mentioned problems is
In a solenoid comprising an electromagnetic coil, a substantially symmetrical fixed iron core outside the electromagnetic coil, and a movable iron core provided inside the fixed iron core,
The fixed iron core is mounted on the inside of the body and coaxially with the inner diameter of the body, the outer peripheral surface forms a gap with respect to the inner diameter of the body, and the side wall surface is on the side surface of the body. Permanent magnets provided to engage with each other, side surfaces are in close contact with the permanent magnets, are formed coaxially with the inner diameter of the body, and are provided with an outer diameter forming an air gap with respect to the inner diameter of the body. Formed with a stopper,
The movable iron core is formed by a plunger slidably inserted into the guide member, and a pin attached to the plunger,
An electromagnetic coil disposed on an inner peripheral surface of the body with a gap in an axial direction with respect to the stopper;
A guide member having a flange engaged with an end surface of the electromagnetic coil and an outer peripheral surface fitted into the inner peripheral surface of the electromagnetic coil;
A spring member loosely inserted into the concave portion of the plunger and having both ends supported by the plunger and a side wall surface of the stopper or cover;
The body is characterized in that the fixed iron core and the electromagnetic coil are integrally formed in the body by caulking a yoke engaged with an end face of the electromagnetic coil.
本発明によれば、非通電時に磁石の磁束が通過するメインの第一の磁路と、メインの第一磁路の途中に存在するコイルの磁束が通過する第二の磁路と、コイルが磁束を発生した時に磁石の磁束が切り替わる微小なエアギャップを持ったサブの第三の磁路と、を形成し、吸着部を第二及び第三磁路から縁切りした箇所に設けることで、コイルが発生する磁束が磁石の磁束に対して大きい場合も、吸着部を通過する磁束量の増加を抑え、確実に吸引力を低下させることができる。 According to the present invention, the main first magnetic path through which the magnetic flux of the magnet passes when not energized, the second magnetic path through which the magnetic flux of the coil existing in the middle of the main first magnetic path, and the coil Forming a sub third magnetic path having a minute air gap in which the magnetic flux of the magnet is switched when the magnetic flux is generated, and providing the adsorbing portion at a position cut off from the second and third magnetic paths. Even when the magnetic flux generated is larger than the magnetic flux of the magnet, an increase in the amount of magnetic flux passing through the attracting portion can be suppressed and the attractive force can be reliably reduced.
以下、本発明に係る永久磁石内蔵型ソレノイドについて好適な実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は永久磁石内蔵型ソレノイド10(以下、ソレノイド10という。)の概略構造を示す略縦断面図である。図1において参照符号11は円板状のボディを示すもので、一端(図1で上端)に側壁面11aを形成し、該側壁面11aに略中央には円形の開口部12が形成されている。
ボディ11の内側には側壁面11aに密着する円筒形状の永久磁石13が設けられており、該永久磁石13はボディ11の内径に対して同心となるように形成され、かつ外径はボディ11の内径に対して空隙が形成されている。永久磁石13には中心部に円形の開口部13aが形成されている。なお、ボディ11の内径と永久磁石13の外径との空隙に非磁性体の物資を埋めてよい。
Hereinafter, preferred embodiments of a permanent magnet built-in solenoid according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a schematic structure of a
A cylindrical
永久磁石13にはその下面に円板状のストッパ14が蜜着しており、該ストッパ14の外径はボディ11の内径に対してエアギャップ15が形成されている。
エアギャップ15は、ストッパ14とプランジャ19との吸着部19aの隙間やガイド17とプランジャ19との摺動方向の隙間よりも大きく設定されている。
ボディ11の内径には円筒形状のコイルボビン(電磁コイル)16が嵌挿されており、該コイルボビン16の内径には鍔部17aを有する円筒形状のガイド17が嵌挿されており、鍔部17aはコイルリボン16の側壁面(図1で上面)に係合している。
A disk-
The
A cylindrical coil bobbin (electromagnetic coil) 16 is inserted into the inner diameter of the
鍔部17aの上面はストッパ14の下面に対して軸心方向に間隔18が形成されるように、ボディ11の内径に形成された段付部11bに着座している。コイルボビン16はボディ11の段付部11bに着座させて、ストッパ14の下面とコイルボビン16の上面との間に間隔18を保持するように形成したが、間隔18に非磁性体の物質を設けてボディ11の段付部11bを廃止してもよい。
The upper surface of the
ガイド17の内径にはプランジャ19が摺動自在に嵌挿されており、コイルボビン16の励磁の電磁力で変位するようになっている。プランジャ19の上面には軸心方向に指向する凹部20にばね部材21が装着されており、該ばね部材21の一端(図1で下端)は凹部20に係合し、他端(図1で上端)はストッパ14の下面に係合するようになっている。参照符号22はプランジャ19に固着されたピンを示すものでばね部材21に遊挿されている。
A
コイルボビン16の下端には円板のリング23が取着されており、該リング23の内径はガイド17の外径に嵌挿されていて、リング23及び該リング23に係合するプレートと共にボディ11に加締められている。これにり、コイルボビン16、ガイド17はボディ11の段付部11aに押し付けられ固定されている。
A
本発明の実施に係るソレノイド10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作ならびに作用効果について説明する。
図1はコイルボビン16に電磁力又は外力によってプランジャ19が前進(図1で上昇)し、ストッパ14に接触し、永久磁石13の磁力によって吸着状態を維持する。この状態では吸着時に通電又は外力が付勢されない。
このとき、ソレノイド10に発生する磁石の磁束流れは図2に示す磁路26のように形成されている。
The
In FIG. 1, the
At this time, the magnetic flux flow of the magnet generated in the
ストッパ14とプランジャ19との接触を解除するために、永久磁石13の磁束と逆向きの磁束となるようにコイルボビン16を励磁にすると、メインの第一の磁路25の途中にある第二の磁路26にコイルの磁束が流れる。第二の磁路26は第一の磁路25の途中に位置するため、コイルの励磁によって第二の磁路26にコイルの磁束が巡ると、第一の磁路25の磁気抵抗が大きくなる。
そうすると磁石の磁束は磁気抵抗の高い第一の磁路25から微小なエアギャップを持った第三の磁路27を通過し始める。これにより、吸着部19aを通過する磁束が減少し、吸引力が減少し、吸引力が減少ためばね部材21の弾発力によってプランジャ19は後退(図2で下降)し、図2の状態になる。
In order to release the contact between the
Then, the magnetic flux of the magnet starts to pass through the third
図2のプランジャ19が後退した位置でコイルの励磁を止めても、プランジャ19が後退したことによって生じたストッパ14とプランジャ19の間の空隙がメインの第一の磁路25上にある。この空隙が、第三の磁路27のエアギャップより大きいため、永久磁石13の磁束は依然として第三の磁路27を通過し、吸着力が弱いためばね部材21の弾発力によりプランジャ19は後退位置で保持される。
Even if the excitation of the coil is stopped at the position where the
図5は他の実施の形態に係る永久磁石内蔵型ソレノイド30の概略構造を示す略縦断面である。図5中、図1の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図5において、プランジャ19に形成される凹部31は該プランジャ19の下面に形成されている。よって、凹部31に嵌挿されるばね部材21の両端はプレート24及び凹部31の底面により支持されている。
このため、永久磁石内蔵型ソレノイド30はコイルリボン16の非励磁、励磁ばね部材21の位置が常にプランジャ19が密着側に押されており、通常時は保持(磁石で固定)されている。通電時のみ磁石の力が打ち消され、可動状態に確保されている。
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing a schematic structure of a permanent magnet built-in
In FIG. 5, the
For this reason, the permanent magnet built-in
10 永久磁石内蔵型ソレノイド 11 ボディ
12 開口部 13 永久磁石
14 ストッパ 15 エアギャップ
16 コイルボビン 17 ガイド
18 間隔 19 プランジャ
20 凹部 21 ばね部材
22 ピン 23 リング
25、26、27 磁路
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記固定鉄心はボディと、前記ボディの内側に装着して該ボディの内径に対して同軸に形成され、外周面が該ボディ内径に対して空隙を形成し、かつ側壁面が前記ボディの側面に係合するように設けられた永久磁石と、側面が前記永久磁石に密着し前記ボディの内径に対して同軸に形成され、外径が前記ボディの内径に対してエアギャップを形成するように設けられたストッパと、で形成し、
前記可動鉄心は前記ガイド部材に摺動自在に嵌挿されたプランジャと、前記プランジャに装着されたピンと、で形成し、さらに、
前記ストッパに対して軸心方向に空隙を設けて前記ボディの内周面に配設された電磁コイルと、
鍔部が前記電磁コイルの端面に係合し外周面が該電磁コイルの内周面に嵌挿されたガイド部材と、
前記プランジャの凹部に遊挿され両端が該プランジャ及び前記ストッパ若しくはリングの側壁面に支持されたばね部材と、を有し、
前記ボディは前記電磁コイルの端面に係合したヨークを加締めて、前記固定鉄心及び電磁コイルを一体的にボディに形成したことを特徴とする永久磁石内蔵型ソレノイド。
In a solenoid comprising an electromagnetic coil, a substantially symmetrical fixed iron core outside the electromagnetic coil, and a movable iron core provided inside the fixed iron core,
The fixed iron core is mounted on the inside of the body and coaxially with the inner diameter of the body, the outer peripheral surface forms a gap with respect to the inner diameter of the body, and the side wall surface is on the side surface of the body. Permanent magnets provided to engage with each other, side surfaces are in close contact with the permanent magnets, are formed coaxially with the inner diameter of the body, and are provided with an outer diameter forming an air gap with respect to the inner diameter of the body. Formed with a stopper,
The movable iron core is formed by a plunger slidably inserted into the guide member, and a pin attached to the plunger,
An electromagnetic coil disposed on an inner peripheral surface of the body with a gap in an axial direction with respect to the stopper;
A guide member having a flange engaged with an end surface of the electromagnetic coil and an outer peripheral surface fitted into the inner peripheral surface of the electromagnetic coil;
A spring member loosely inserted into the concave portion of the plunger and having both ends supported by the plunger and the stopper or the side wall surface of the ring,
A permanent magnet with built-in permanent magnet, wherein the body is integrally formed with the fixed iron core and the electromagnetic coil by caulking a yoke engaged with an end face of the electromagnetic coil.
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