JP7161095B2 - Solenoid with built-in permanent magnet - Google Patents

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JP7161095B2 JP2018101444A JP2018101444A JP7161095B2 JP 7161095 B2 JP7161095 B2 JP 7161095B2 JP 2018101444 A JP2018101444 A JP 2018101444A JP 2018101444 A JP2018101444 A JP 2018101444A JP 7161095 B2 JP7161095 B2 JP 7161095B2
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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 solenoid provided with a permanent magnet.

従来から、ソレノイドは、ソレノイド内のコイルに通電することで電磁力を発生させ、コイル内側の可動鉄心（プランジャ）を吸引し移動させることができる。このようなソレノイドは、一般的にコイルが一つ（単コイル）の場合、コイルの通電によりコイルの動作方向一端の可動鉄心吸着面で可動鉄心を保持している。この可動鉄心吸着面でのコイル保持を維持するためには、コイルの通電をし続ける必要があるため、コイルの発熱や消費電力の増大などの問題があった。 Conventionally, a solenoid can generate an electromagnetic force by energizing a coil in the solenoid to attract and move a movable iron core (plunger) inside the coil. Such a solenoid generally has one coil (single coil), and when the coil is energized, the movable core is held by the movable core attraction surface at one end in the operating direction of the coil. In order to keep the coil held by the movable iron core attraction surface, it is necessary to keep energizing the coil, which causes problems such as heat generation of the coil and an increase in power consumption.

そこで、消費電力を低減しながら可動鉄心の自己保持やコイルの動作方向両端の可動鉄心吸着面で可動鉄心の保持を行う手段として、永久磁石を用いた自己保持型の単コイルソレノイド（例として特許文献１）や双方向性アシスト機能を備えた永久磁石を含んだ単コイルソレノイドが開示されている（例として特許文献２）。 Therefore, a self-holding single-coil solenoid using a permanent magnet (for example, patented Document 1) and a single-coil solenoid including a permanent magnet with a bidirectional assist function are disclosed (as an example, Patent Document 2).

特許文献１には、コイル通電状態から非通電にした時に可動鉄心をスプリングの付勢力に抗して永久磁石にて固定鉄心へ吸着保持させ、コイルに最初の通電方向とは逆方向の電流を通電することで永久磁石の吸着保持を解除している、プランジャ型電磁石が開示されている。 In Patent Document 1, when the coil is de-energized from the energized state, the movable core is attracted and held by the permanent magnet against the biasing force of the spring to the fixed core, and the current is supplied to the coil in the direction opposite to the initial energized direction. A plunger-type electromagnet is disclosed that releases a permanent magnet from attracting and holding by energizing it.

特許文献２には、単コイルが脱エネルギー状態にあるとき永久磁石に引き寄せられて保持ポジションを維持し、単コイルが有エネルギー状態にあるとき永久磁石と反発して押し引き力を発生させる磁極性を有する可動鉄心を含み、可動鉄心を保持するだけでなく、単コイルに通電されると可動鉄心を移動させる双方向性アシスト機能を備える永久磁石を有した単コイルソレノイドが開示されている。 In Patent Document 2, a single coil is attracted to a permanent magnet and maintains a holding position when it is in a de-energized state, and when the single coil is in an energized state, it repels the permanent magnet and generates a pushing/pulling force. Disclosed is a single coil solenoid having permanent magnets with a bi-directional assist function that not only holds the armature but also moves the armature when the single coil is energized.

特開平０２－１６５６０６Japanese Patent Laid-Open No. 02-165606 特開２００５－０６４４９１JP 2005-064491

しかしながら、特許文献１のプランジャ型電磁石では、永久磁石の自己保持を解除するためにコイルに最初の通電方向と逆方向の電流を流すため、ソレノイド制御が複雑化し、コストがアップする。 However, in the plunger-type electromagnet of Patent Literature 1, a current is applied to the coil in the opposite direction to the initial energization direction in order to release the self-holding of the permanent magnet, which complicates the solenoid control and increases the cost.

また、特許文献２の双方向性アシスト機能を備え、永久磁石を有した単コイルソレノイドでは、永久磁石は、非磁性スペーサを介して可動鉄心を引き寄せる必要があり、且つコイル通電時に可動鉄心を反発させることができる磁力を有する必要があるので、磁石を大型化させて保持力を高める必要がある。 In addition, in the single-coil solenoid having a permanent magnet and having the bidirectional assist function of Patent Document 2, the permanent magnet needs to attract the movable core via a non-magnetic spacer, and repel the movable core when the coil is energized. Since it is necessary to have a magnetic force that can hold the magnet, it is necessary to increase the size of the magnet to increase the holding force.

さらに、コイルの磁路の磁束量が、永久磁石の磁路より過大となった場合、永久磁石に逆磁界がかかることで減磁して保持力が低下してしまう。そのため、減磁しないようにするには磁石の磁力およびコイルの磁路設計に大きな制限がかかる。つまりは、コイル通電時の電磁力を上げて可動鉄心の強制開放動作速度を上げようとしても磁石の劣化、保持力低下に係る影響を鑑みた設計を都度行う必要があり、設計工数の増加が問題となる。 Furthermore, when the amount of magnetic flux in the magnetic path of the coil is greater than that of the magnetic path of the permanent magnet, a reverse magnetic field is applied to the permanent magnet, demagnetizing it and reducing the coercive force. Therefore, in order to prevent demagnetization, the magnetic force of the magnet and the magnetic path design of the coil are greatly restricted. In other words, even if an attempt is made to increase the forced opening speed of the moving core by increasing the electromagnetic force when the coil is energized, it is necessary to design each time considering the deterioration of the magnet and the deterioration of the holding force, resulting in an increase in design man-hours. It becomes a problem.

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成の複雑化および大型化を伴うことなく、コイル通電時の電磁力を大きくした場合にも永久磁石の保持力が低下しない永久磁石内蔵型ソレノイドを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its object is to improve the holding force of a permanent magnet even when the electromagnetic force is increased when the coil is energized, without complicating the structure and increasing the size. To provide a solenoid with a built-in permanent magnet in which the magnetic field does not decrease.

上記の目的を達成するために、本発明に係る永久磁石内蔵型ソレノイドは、
円筒軸方向に開口部を有する円筒状のボディと、前記ボディの一端側端面に配置された永久磁石と、前記ボディ内に配置されるコイルと、前記コイルに内挿される可動鉄心と、前記永久磁石をコイル軸方向に規制して磁路を形成する磁石磁路形成用ストッパと、を備える永久磁石内蔵型ソレノイドであって、
前記磁石磁路形成用ストッパは、コイル軸方向に断面凸部形状を有し、
前記断面凸部形状の突出部の内側には前記可動鉄心の移動を規制および吸着する可動鉄心吸着面を有し、
前記可動鉄心吸着面は前記一端側端面よりも前記ボディの外部方向に延出し、
前記ボディと前記磁石磁路形成用ストッパが近接する部分に磁気ギャップを有し、
前記コイルの非通電時に前記永久磁石と前記ボディとガイドと前記可動鉄心と前記可動鉄心吸着面と前記磁石磁路形成用ストッパとの間に形成される第１磁路と、
前記コイルの通電時に前記永久磁石と前記磁石磁路形成用ストッパと前記ボディとの間に形成される前記第１磁路よりも磁路距離が短い第２磁路と、
前記コイル通電時のコイルとガイドと可動鉄心と固定鉄心とボディの間に形成されるコイル磁路と、
前記可動鉄心を非通電時の配置に戻す方向に弾発するリターンスプリングとを有し、
前記ボディと前記磁石磁路形成用ストッパはカバーを介して勘合されており、当該カバーにより前記磁気ギャップが設けられており、
前記カバーは鍔部を有し、
当該鍔部は前記永久磁石のコイル径方向の固定をして、前記鍔部によって前記永久磁石は前記ボディの内径と前記コイルの内径とに対して同心に位置決めされることを特徴としている。


In order to achieve the above object, a permanent magnet built-in solenoid according to the present invention includes:
a cylindrical body having an opening in the axial direction of the cylinder; a permanent magnet disposed on one end face of the body; a coil disposed within the body; a movable iron core inserted in the coil; A permanent magnet built-in solenoid comprising a magnet magnetic path forming stopper that restricts the magnet in the axial direction of the coil to form a magnetic path,
The magnet magnetic path forming stopper has a cross-sectional convex shape in the coil axis direction,
A movable core attraction surface for restricting and attracting the movement of the movable core is provided inside the protruding portion having the convex section shape,
the movable iron core attracting surface extends outward from the body from the one end surface,
a magnetic gap is provided in a portion where the body and the magnet magnetic path forming stopper are adjacent to each other ;
a first magnetic path formed between the permanent magnet, the body, the guide, the movable iron core, the movable iron core attracting surface, and the magnet magnetic path forming stopper when the coil is not energized;
a second magnetic path having a magnetic path distance shorter than that of the first magnetic path formed between the permanent magnet, the magnet magnetic path forming stopper, and the body when the coil is energized;
a coil magnetic path formed between the coil, the guide, the movable iron core, the fixed iron core and the body when the coil is energized;
a return spring that rebounds in a direction to return the movable core to the disposition in the non-energized state,
The body and the magnet magnetic path forming stopper are fitted through a cover, and the magnetic gap is provided by the cover,
The cover has a collar,
The flange portion fixes the permanent magnet in the radial direction of the coil, and the permanent magnet is positioned concentrically with respect to the inner diameter of the body and the inner diameter of the coil by the flange portion .

本発明に係る永久磁石内蔵型ソレノイドによれば、コイル通電時と非通電時とで永久磁石の磁路が切り替わる構造により複雑な構造にすることなく永久磁石の保持力低下を防止できる。 According to the solenoid with a built-in permanent magnet according to the present invention, the magnetic path of the permanent magnet is switched between when the coil is energized and when the coil is not energized, so that a decrease in the holding force of the permanent magnet can be prevented without a complicated structure.

コイル非通電時の本実施形態の永久磁石内蔵型ロックソレノイドの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the permanent magnet built-in lock solenoid of the present embodiment when the coil is not energized; コイル通電開始時の図１に示す永久磁石内蔵型ロックソレノイドの磁路の変化を示す拡大図である。2 is an enlarged view showing a change in magnetic path of the lock solenoid with built-in permanent magnet shown in FIG. 1 when coil energization is started; FIG. コイル通電時可動鉄心フルストローク状態の図１および図２の永久磁石内蔵型ロックソレノイドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the permanent magnet built-in lock solenoid of FIGS. 1 and 2 in a movable iron core full stroke state when a coil is energized;

以下に、図１から図３を用いて、本発明の一実施形態に係る永久磁石内蔵型ロックソレノイドについて説明する。図１は、本実施形態のコイル非通電時の永久磁石内蔵型ロックソレノイドの断面図である。図２は、コイル通電開始時の永久磁石内蔵型ロックソレノイドの磁路の変化を示す拡大図である。図３は、コイル通電時可動鉄心がフルストロークしている状態の永久磁石内蔵型ロックソレノイドの断面図である。 A permanent magnet built-in lock solenoid according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of the permanent magnet built-in lock solenoid when the coil is not energized according to the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged view showing changes in the magnetic path of the permanent magnet built-in lock solenoid when the coil is energized. FIG. 3 is a cross-sectional view of the permanent magnet built-in lock solenoid in a state where the movable iron core is fully stroked when the coil is energized.

図１および図２に示すように、本実施形態に係る永久磁石内蔵型ロックソレノイド１０は、円筒軸方向に開口部を有する円筒状のボディ１１内に永久磁石１２およびコイル１３が配置されている。ボディ１１の一端側端面１１ａに永久磁石１２を設置し、磁石磁路形成用ストッパ１５の磁石軸方向規制面１５ｂによって、永久磁石１２はコイル軸方向の移動が規制されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a permanent magnet built-in lock solenoid 10 according to this embodiment has a permanent magnet 12 and a coil 13 arranged in a cylindrical body 11 having an opening in the axial direction of the cylinder. . A permanent magnet 12 is installed on one end face 11 a of the body 11 , and movement of the permanent magnet 12 in the coil axial direction is restricted by a magnet axial direction restricting surface 15 b of a magnet magnetic path forming stopper 15 .

ボディ１１と磁石磁路形成用ストッパ１５の勘合部２０ａには非磁性体のカバー２０が介在している。このカバー２０の鍔部２０ｂによって永久磁石１２のコイル径方向の固定がされ、永久磁石１２はボディ１１の内径とコイル１３内径に対して同心となるように位置決めされている。 A non-magnetic cover 20 is interposed between the body 11 and the mating portion 20a of the magnet magnetic path forming stopper 15. As shown in FIG. The permanent magnet 12 is fixed in the radial direction of the coil by the collar portion 20b of the cover 20, and the permanent magnet 12 is positioned so as to be concentric with the inner diameter of the body 11 and the inner diameter of the coil 13. As shown in FIG.

ボディ１１には段付部１１ｂが設けられており、ガイド１６を介してコイル１３を勘合する。ガイド着座面１６ａと磁石磁路形成用ストッパ１５との間にはエアギャップの役割を果たす空間３０が形成されている。また、ボディ１１と磁石磁路形成用ストッパ１５との間にはエアギャップ形成のために空間３０ａが形成されている。 The body 11 is provided with a stepped portion 11b into which the coil 13 is fitted via a guide 16. As shown in FIG. A space 30 serving as an air gap is formed between the guide seating surface 16a and the magnet magnetic path forming stopper 15. As shown in FIG. A space 30a is formed between the body 11 and the magnet magnetic path forming stopper 15 to form an air gap.

本実施形態は空間３０、３０ａにて磁石磁路形成用ストッパ１５とボディ１１、磁石磁路形成用ストッパ１５とガイド１６の間にエアギャップを形成しているが、空間３０、３０ａに非磁性体を詰めてもよい。また非磁性体を詰めることで永久磁石１２や磁石磁路形成用ストッパ１５の固定および段付部１１ｂの代替としてガイド着座面１６ａの着座位置としてもよい。 In this embodiment, an air gap is formed between the magnet magnetic path forming stopper 15 and the body 11, and between the magnet magnetic path forming stopper 15 and the guide 16 in the spaces 30 and 30a. You can pack your body. Alternatively, the permanent magnet 12 and the magnet magnetic path forming stopper 15 may be fixed by filling a non-magnetic material, and the seating position of the guide seating surface 16a may be used instead of the stepped portion 11b.

ガイド１６の内径には可動鉄心１４が摺動自在に嵌挿されており、可動鉄心１４はコイル１３の励磁の電磁力によりコイル１３に内挿され、コイル軸方向に移動するようになっている。磁石磁路形成用ストッパ１５の可動鉄心吸着面１５ａは、可動鉄心１４の動作方向の一端を保持しており、且つボディ１１の一端側端面１１ａよりもボディ１１の外部方向に延出している。 A movable iron core 14 is slidably inserted into the inner diameter of the guide 16. The movable iron core 14 is inserted into the coil 13 by the electromagnetic force of the excitation of the coil 13, and moves in the axial direction of the coil. . A movable core attracting surface 15 a of the magnet magnetic path forming stopper 15 holds one end of the movable core 14 in the movement direction, and extends outward from the body 11 beyond the one end surface 11 a of the body 11 .

コイル１３の一方の端部はガイド１６と係合しており、他方の端部は固定鉄心１７と係合されている。固定鉄心１７にはエンドプレート１８が係合され、固定鉄心１７とエンドプレート１８はボディ１１でカシメ固定されている。ボディ１１外周にはフランジ２４を溶接や圧入等で固着し、永久磁石内蔵型ロックソレノイド１０はフランジ２４によって図示しない被固定対象物に固定される。 One end of the coil 13 is engaged with the guide 16 and the other end is engaged with the stationary core 17 . An end plate 18 is engaged with the fixed core 17 , and the fixed core 17 and the end plate 18 are caulked and fixed to the body 11 . A flange 24 is fixed to the outer circumference of the body 11 by welding, press fitting, or the like, and the permanent magnet built-in lock solenoid 10 is fixed to an object to be fixed (not shown) by the flange 24 .

可動鉄心１４にはシャフト部材１４ａが延接されており、シャフト部材１４ａの外周部には可動鉄心１４を非通電時の配置に戻す方向に弾発するリターンスプリング２２が介在している。リターンスプリング２２はスプリングガイド２３で保持されており、シャフト部材１４ａの先端にはロック部材２１を有し、ロック対象物の固定が可能である。 A shaft member 14a extends from the movable iron core 14, and a return spring 22 is interposed in the outer peripheral portion of the shaft member 14a to elastically return the movable iron core 14 to the position when the electric current is not supplied. A return spring 22 is held by a spring guide 23, and a lock member 21 is provided at the tip of the shaft member 14a so that an object to be locked can be fixed.

本実施形態に係る永久磁石内蔵型ロックソレノイド１０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。 The permanent magnet built-in lock solenoid 10 according to the present embodiment is constructed as described above, and the operation and effects thereof will now be described.

図１は、コイル１３に通電がされていない状態であり、可動鉄心１４は、リターンスプリング２２と永久磁石１２によって可動鉄心吸着面１５ａに固定され、保持されている。このとき永久磁石内蔵型ロックソレノイド１０に発生する永久磁石１２の磁束流れはボディ１１とガイド１６と可動鉄心１３と可動鉄心吸着面１５ａと磁石磁路形成用ストッパ１５との間の形成される第１磁路４０となる。 1 shows a state in which the coil 13 is not energized, and the movable core 14 is fixed and held by the return spring 22 and the permanent magnet 12 to the movable core attracting surface 15a. At this time, the magnetic flux flow of the permanent magnet 12 generated in the lock solenoid 10 with built-in permanent magnet is the second flux formed between the body 11, the guide 16, the movable iron core 13, the movable iron core attracting surface 15a, and the magnet magnetic path forming stopper 15. 1 magnetic path 40 is obtained.

本来コイル１３に通電がされていない状態では永久磁石１２の磁束が発生しやすいのは、磁石磁路形成用ストッパ１５と、磁石磁路形成用ストッパ１５とボディ１１の近接する嵌合部２０ａと、ボディ１１間の、第１磁路４０よりも磁路距離が短い図２に示すような第２磁路４１である。しかし、本実施形態では、本来磁束が発生しやすい嵌合部２０ａに非磁性体のカバー２０が介していることで０．１～０．３ｍｍの磁気ギャップＧを設けている。この磁気ギャップＧにより、コイル１３に通電がされていない状態では磁気ギャップが生じない磁性体間の第１磁路４０が優先的に形成されている。 In a state in which the coil 13 is not energized, the magnetic flux of the permanent magnet 12 is likely to be generated in the magnet magnetic path forming stopper 15 and the fitting portion 20a between the magnet magnetic path forming stopper 15 and the body 11. , the second magnetic path 41 as shown in FIG. However, in the present embodiment, the magnetic gap G of 0.1 to 0.3 mm is provided by inserting the non-magnetic cover 20 in the fitting portion 20a where the magnetic flux is likely to be generated. This magnetic gap G preferentially forms the first magnetic path 40 between the magnetic bodies in which no magnetic gap occurs when the coil 13 is not energized.

本実施形態の永久磁石１２は、引用文献２のようにコイル１３が通電されていない状態で非磁性スペーサを介した可動鉄心１４の吸着をする必要が無い。そのため、非磁性体を介するゆえに必要である永久磁石１２の大型化、すなわち磁力低下を見越した保持力増加が不要となる。 The permanent magnet 12 of the present embodiment does not need to attract the movable iron core 14 via the non-magnetic spacer when the coil 13 is not energized as in Cited Document 2. Therefore, it becomes unnecessary to increase the size of the permanent magnet 12, which is necessary because a non-magnetic material is interposed, that is, to increase the holding force in anticipation of a decrease in magnetic force.

コイル１３を励磁し電磁力が発生すると図２および図３に示すようにコイル１３とガイド１６と可動鉄心１４と固定鉄心１７とボディ１１の間に形成されるコイル磁路４２が形成される。このコイル磁路４２が形成されると、コイル磁路４２と永久磁石１２の第１磁路４０の共有磁路となるガイド１６にはコイル１３の磁束で磁束飽和が発生するので、第１磁路４０はコイル通電時においては対向した磁路方向となり通りにくくなる。そのため、永久磁石１２の磁路は、ガイド１６を通過しない磁路として、コイル通電時においては、永久磁石１２と磁石磁路形成用ストッパ１５とボディ１１との間に形成される第１磁路４０よりも磁路距離が短い第２磁路４１を優先的に形成する。 When the coil 13 is excited to generate an electromagnetic force, a coil magnetic path 42 is formed between the coil 13, the guide 16, the movable iron core 14, the fixed iron core 17 and the body 11, as shown in FIGS. When the coil magnetic path 42 is formed, the magnetic flux of the coil 13 causes magnetic flux saturation in the guide 16, which is a shared magnetic path of the coil magnetic path 42 and the first magnetic path 40 of the permanent magnet 12. When the coil is energized, the path 40 becomes difficult to pass through because the direction of the magnetic path is opposite. Therefore, the magnetic path of the permanent magnet 12 does not pass through the guide 16, and when the coil is energized, the first magnetic path formed between the permanent magnet 12, the magnet magnetic path forming stopper 15, and the body 11 The second magnetic path 41 having a shorter magnetic path distance than 40 is preferentially formed.

第２磁路４１は可動鉄心吸着面１５ａを磁路としていない。そのため、コイル非通電時に可動鉄心１４に働いていた永久磁石１２による保持力が無くなるので、可動鉄心１４はリターンスプリング２２の弾発力に打ち勝つだけのコイル１３の電磁力で移動を行うことができ、消費電力を抑えて可動鉄心１４の固定鉄心１７側への吸引・移動が可能となる。消費電力を抑えることができるということはコイル１３の小型化にも寄与することとなる。 The second magnetic path 41 does not use the movable core attraction surface 15a as a magnetic path. Therefore, the holding force of the permanent magnet 12 acting on the movable iron core 14 when the coil is not energized disappears, so that the movable iron core 14 can be moved by the electromagnetic force of the coil 13 that overcomes the elastic force of the return spring 22. , the movable core 14 can be attracted and moved toward the fixed core 17 while suppressing power consumption. Being able to suppress power consumption also contributes to miniaturization of the coil 13 .

さらに、コイル通電時にコイル１３の磁束はガイド１６を通り、永久磁石１２を通過しない構造であるため、永久磁石１２のパーミアンス係数の低下を抑制でき、永久磁石１２の劣化、すなわち保持力の低減を防ぐことができる。 Furthermore, since the magnetic flux of the coil 13 passes through the guide 16 and does not pass through the permanent magnet 12 when the coil is energized, a decrease in the permeance coefficient of the permanent magnet 12 can be suppressed, and deterioration of the permanent magnet 12, that is, a decrease in the coercive force, can be prevented. can be prevented.

また、コイル磁路４２が永久磁石１２を通過しない構造であるため、コイル１３の電磁力を上げて、可動鉄心１４の強制開放速度を上げても永久磁石１２に逆磁界がかかりにくい構造となる。そのため、コイル１３の通電量を上げる際に永久磁石１２の劣化、保持力低下に係る影響を鑑みた設計が必要なく設計変更も容易となり、設計工数の低減を図ることが出来る。 Further, since the coil magnetic path 42 does not pass through the permanent magnet 12, even if the electromagnetic force of the coil 13 is increased to increase the forcible opening speed of the movable iron core 14, the permanent magnet 12 is hardly subjected to a reverse magnetic field. . Therefore, when increasing the energization amount of the coil 13, it is not necessary to design in consideration of the deterioration of the permanent magnet 12 and the deterioration of the holding force.

図１と図３を対比すると分かるように磁石磁路形成用ストッパ１５がコイル軸方向に断面凸部形状を有し、断面凸部形状の突出部の内側には可動鉄心１４の移動を規制および吸着する可動鉄心吸着面１５ａを有することで、非通電時において可動鉄心１４が内包される内包空間１９となっている。内包空間１９を有することで、可動鉄心１４の移動距離を長くできるメリットがある。さらに、先述した磁気ギャップＧを設けることで通電時、非通電時に磁路を変更される構造となっている。 As can be seen by comparing FIG. 1 and FIG. 3, the magnet magnetic path forming stopper 15 has a cross-sectional convex shape in the coil axis direction, and the inside of the cross-sectional convex shape protrusion restricts and restricts the movement of the movable core 14. By having the movable iron core attraction surface 15a to be attracted, an enclosed space 19 is formed in which the movable iron core 14 is enclosed when the power is not supplied. By having the inclusion space 19, there is an advantage that the moving distance of the movable core 14 can be increased. Furthermore, by providing the magnetic gap G described above, the magnetic path can be changed during energization and non-energization.

固定鉄心１７には空洞１７ａを設けており、空洞１７ａ部分を利用し組立時に可動鉄心１４の移動距離（ストローク）測定および調整をすることができ、さらに位置検出を行うためのセンサを設置することも可能である。 A hollow 17a is provided in the fixed core 17, and the hollow 17a portion can be used to measure and adjust the movement distance (stroke) of the movable core 14 during assembly, and a sensor for detecting the position can be installed. is also possible.

本実施形態において、リターンスプリング２２はボディ１１外部に露出した構造となっているがボディ１１内部に内包する構造であってもよい。 In this embodiment, the return spring 22 is exposed outside the body 11, but may be enclosed inside the body 11. FIG.

シャフト部材１４ａを実施形態では永久磁石１２設置側外部方向に延出する設計としたが、固定鉄心１７に設けた空洞部１７ａを介してボディ１１外部にシャフト部材１４ａを延出する設計としてもよい。その場合は、コイル１３通電時に対象物をロックする構造となる。 In the embodiment, the shaft member 14a is designed to extend outward on the installation side of the permanent magnet 12, but it may be designed to extend the shaft member 14a outside the body 11 through a cavity 17a provided in the fixed core 17. . In that case, the object is locked when the coil 13 is energized.

磁気ギャップＧを形成する、カバー２０の形状は、本実施形態の形状に限定されるものではなく、磁石磁路形成用ストッパ１５の外周円筒部とボディ１１の間に磁気ギャップＧを設けられればよく、例えば単純な円筒形状でもよい。その場合、例えば空間３０ａに非磁性体を詰めることで永久磁石１２のコイル径方向の固定等を行えばよい。 The shape of the cover 20 that forms the magnetic gap G is not limited to the shape of this embodiment. well, for example a simple cylindrical shape. In this case, for example, the space 30a may be filled with a non-magnetic material to fix the permanent magnet 12 in the radial direction of the coil.

なお、本実施形態では永久磁石内蔵型ロックソレノイド１０の電磁力をリターンスプリング２２の弾発力に打ち勝ち、コイル通電によって可動鉄心１４が強制的に移動（ロックを解除）する想定で説明を行ったが、リターンスプリング２２の弾発力と同等の電磁力をコイル通電によってかけることで、ロック部材２１にかかる荷重によって可動鉄心１４が動作する状態にすることも可能である。 In this embodiment, the electromagnetic force of the permanent magnet built-in lock solenoid 10 overcomes the elastic force of the return spring 22, and the coil energization forces the movable iron core 14 to move (unlock). However, by applying an electromagnetic force equivalent to the elastic force of the return spring 22 by energizing the coil, it is possible to put the movable iron core 14 into a state in which the load applied to the lock member 21 causes the movable iron core 14 to operate.

１０ 永久磁石内蔵型ロックソレノイド
１１ ボディ
１２ 永久磁石
１３ コイル
１４ 可動鉄心
１５ 磁石磁路形成用ストッパ
１６ ガイド
１７ 固定鉄心
２０ カバー
２２ リターンスプリング
２４ フランジ
４０ 第１磁路
４１ 第２磁路
４２ コイル磁路
Ｇ 磁気ギャップ

10 Lock Solenoid with Built-in Permanent Magnet 11 Body 12 Permanent Magnet 13 Coil 14 Movable Iron Core 15 Magnet Magnetic Path Forming Stopper 16 Guide 17 Fixed Iron Core 20 Cover 22 Return Spring 24 Flange 40 First Magnetic Path 41 Second Magnetic Path 42 Coil Magnetic Path G magnetic gap

Claims (1)

円筒軸方向に開口部を有する円筒状のボディと、前記ボディの一端側端面に配置された永久磁石と、前記ボディ内に配置されるコイルと、前記コイルに内挿される可動鉄心と、前記永久磁石をコイル軸方向に規制して磁路を形成する磁石磁路形成用ストッパと、を備える永久磁石内蔵型ソレノイドであって、
前記磁石磁路形成用ストッパは、コイル軸方向に断面凸部形状を有し、
前記断面凸部形状の突出部の内側には前記可動鉄心の移動を規制および吸着する可動鉄心吸着面を有し、
前記可動鉄心吸着面は前記一端側端面よりも前記ボディの外部方向に延出し、
前記ボディと前記磁石磁路形成用ストッパが近接する部分に磁気ギャップを有し、
前記コイルの非通電時に前記永久磁石と前記ボディとガイドと前記可動鉄心と前記可動鉄心吸着面と前記磁石磁路形成用ストッパとの間に形成される第１磁路と、
前記コイルの通電時に前記永久磁石と前記磁石磁路形成用ストッパと前記ボディとの間に形成される前記第１磁路よりも磁路距離が短い第２磁路と、
前記コイル通電時のコイルとガイドと可動鉄心と固定鉄心とボディの間に形成されるコイル磁路と、
前記可動鉄心を非通電時の配置に戻す方向に弾発するリターンスプリングとを有し、
前記ボディと前記磁石磁路形成用ストッパはカバーを介して勘合されており、当該カバーにより前記磁気ギャップが設けられており、
前記カバーは鍔部を有し、
当該鍔部は前記永久磁石のコイル径方向の固定をして、前記鍔部によって前記永久磁石は前記ボディの内径と前記コイルの内径とに対して同心に位置決めされることを特徴とする永久磁石内蔵型ソレノイド。
a cylindrical body having an opening in the axial direction of the cylinder; a permanent magnet disposed on one end face of the body; a coil disposed within the body; a movable iron core inserted in the coil; A permanent magnet built-in solenoid comprising a magnet magnetic path forming stopper that restricts the magnet in the axial direction of the coil to form a magnetic path,
The magnet magnetic path forming stopper has a cross-sectional convex shape in the coil axis direction,
A movable core attraction surface for restricting and attracting the movement of the movable core is provided inside the protruding portion having the convex section shape,
the movable iron core attracting surface extends outward from the body from the one end surface,
a magnetic gap is provided in a portion where the body and the magnet magnetic path forming stopper are adjacent to each other ;
a first magnetic path formed between the permanent magnet, the body, the guide, the movable iron core, the movable iron core attracting surface, and the magnet magnetic path forming stopper when the coil is not energized;
a second magnetic path having a magnetic path distance shorter than that of the first magnetic path formed between the permanent magnet, the magnet magnetic path forming stopper, and the body when the coil is energized;
a coil magnetic path formed between the coil, the guide, the movable iron core, the fixed iron core and the body when the coil is energized;
a return spring that rebounds in a direction to return the movable core to the disposition in the non-energized state,
The body and the magnet magnetic path forming stopper are fitted through a cover, and the magnetic gap is provided by the cover,
The cover has a collar,
The permanent magnet is characterized in that the flange portion fixes the permanent magnet in the radial direction of the coil, and the permanent magnet is positioned concentrically with respect to the inner diameter of the body and the inner diameter of the coil by the flange portion. Built-in solenoid.
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