JP2001217121A - ソレノイド用固定鉄心の固定方法およびソレノイド組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い加締め強度が得られるソレノイド用の固
定鉄心の固定方法、および、係る固定方法を用いて成さ
れる磁気効率の良いソレノイド組立体を提供する。 【解決手段】 筒状の励磁コイル４内に嵌挿された固定
鉄心２を当該励磁コイル４の磁気回路を形成する固定ヨ
ーク３に固定する方法である。前記固定ヨーク３に設け
た取付孔９に前記固定鉄心２の一端を嵌合する。そし
て、プレス加工により当該固定鉄心の露出端面２ａに端
面の略中央を横断する溝状の可塑性変形８を生じさせ、
その際の応力で前記固定鉄心２を周方向に押し広げる。
この拡径により、前記固定鉄心２が前記固定ヨーク３に
固定される。係る方法によれば、可塑性変形８で生じる
応力が効率的に固定鉄心２の周方向に伝達されるため、
嵌合部分の鉄心径を効率よく太らせることができ、十分
な加締め強度を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はソレノイド組立体に
関し、更に詳しくは、固定鉄心と固定ヨークの好適な取
付に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のソレノイド組立体を示す図
である。図示のように、従来のソレノイド組立体１は、
筒状のボビン７に巻回された励磁コイル４とその空芯部
に嵌挿された円棒状の固定鉄心２とこの固定鉄心２の一
端２ａを固定して前記励磁コイル４を囲む磁気回路（磁
路）の一部を形成する鋼板製のＬ字形固定ヨーク３とを
有している。

【０００３】また、磁気遮蔽部材である非磁性のくま取
り板５が嵌着された前記固定鉄心２の他端側には、前記
固定ヨーク３の一端部に揺動自在に取り付けされた可動
鉄片Ｋが当該鉄心端面に相対向するように所定のクリア
ランスｄを持って配設されており、励磁コイル４への通
電により固定鉄心２が着磁され、その磁着力で対向する
可動鉄片Ｋを吸着するようになっている。係る構造のソ
レノイドは、例えば、クラッチ付きモータのクラッチ開
閉機構の駆動等に使用されている。尚、符号６は前記励
磁コイル４を通電するための給電端子である。

【０００４】ところで、固定鉄心２を固定する方法とし
て、例えば、図３（ｂ）に示すようなパンチによる加締
め工法が一般的に知られている。本例では、Ｌ字形固定
ヨーク３の底板に設けた取付孔９に固定鉄心２の一端を
嵌合した後、パンチにより鉄心端面２ａの縁部に沿って
溝状の可塑性変形８（加締め跡８）を生じさせ、その際
の外向き応力によって嵌合部分の固定鉄心を周方向に押
し広げることにより、前記固定鉄心２の一端を前記固定
ヨーク３の取付孔９に固着するものである。図４は加締
め冶具を使用した従来の加締め工法を示している。この
加締め冶具３０は先端部に４箇の突起部３０ａが輪状に
形成されており、これら突起部３０ａにて取付孔９より
露出した固定鉄心２の端面２ａを上方から所定の加締め
力にて押圧することにより、鉄心端面２ａの周縁部分に
凹状の可塑性変形８を生じさせるものである。

【０００５】尚、加締め加工の容易さから、従来前記固
定鉄心２として純鉄が使用されているが、半面、純鉄は
透磁率が低く強力な磁着力が得られないことから、これ
に代わるものとして、例えば、珪素鉄鋼のような透磁率
の高い鉄系焼結体も使用されている。但し、鉄系焼結体
は硬質で靱性に劣り衝撃によってクラックが生じ易いた
め、本来、加締め加工は難しいとされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、加締め加工
による固定鉄心の固定は部品点数も少なく安価な方法で
あるが、上記した従来の加締め方法には次のような問題
点があった。

【０００７】すなわち、図３（ｂ）のようにパンチの位
置を鉄心端面２ａの周縁部分に設定すると、可塑性変形
で生じる応力が固定鉄心２の周方向だけでなく内側にも
分散し、そして、周方向から内側に伝達された応力は各
々相殺されてしまうため、パンチの際の加締め力が効率
良く固定鉄心２の周方向へと伝達されない。特に、上記
した珪素鉄鋼製のような硬質の固定鉄心２では、嵌合部
分の鉄心が思うように拡径されないため、十分な加締め
強度が得られないという問題がある。この加締め強度の
低下は、固定鉄心２と固定ヨーク３との接触を甘くし磁
路における接続部の磁気抵抗を増大させるため、ソレノ
イドの磁気特性を低下させる要因となっていた。

【０００８】また、このような場合、十分な加締め強度
を得るために加締め力を大きくして深くパンチを入れる
と、幅狭である固定鉄心２の周縁部と加締め跡８の縁部
との間にクラックが生じ十分な加締め強度が得られなか
ったり、図４の破線で示すように、固定鉄心２がパンチ
の際の衝撃によって太鼓状に変形し、不良品となる場合
もある。また、胴部が太鼓状に変形して軸方向の寸法が
縮小した固定鉄心２が、その後のスプリングバック現象
によって徐々に元の形状に復帰するため、ソレノイドの
組立時に好適に設定した固定鉄心２と可動鉄片Ｋのクリ
アランスｄが変化し、ソレノイドの磁着動作を不安定に
するという問題も発生した。

【０００９】本発明は、前記従来の加締め加工の問題点
を解消するために成されたもので、高い加締め強度で固
定することができるソレノイド用固定鉄心の固定方法、
および、係る固定方法を用いて成される磁気効率の良い
ソレノイド組立体を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載のソレノイド用固定鉄心の固定方法は、筒状の励磁コ
イル（４）内に嵌挿された固定鉄心（２）を当該励磁コ
イル（４）の磁気回路を形成する固定ヨーク（３）に固
定する方法であって、前記固定ヨーク（３）に設けた取
付孔（９）に前記固定鉄心（２）の一端を嵌合した後、
パンチ加工にて、当該固定鉄心（２）の露出端面（２
ａ）に当該端面の略中央を横断するように溝状の可塑性
変形（８）を生じさせて前記固定鉄心（２）を周方向に
押し広げることにより、当該固定鉄心（２）を前記固定
ヨーク（３）に固定するようにしたことを特徴とするも
のである。

【００１１】上記方法では、鉄心端面の中央部にパンチ
を入れることにより、その際、鉄心端面の中央に生ずる
応力を効率的に周方向に伝達できるため、嵌合部分の鉄
心径を効果的に太らせることができ、小さな加締め力で
十分な加締め強度を得ることができる。

【００１２】また、請求項２に記載のソレノイド用固定
鉄心の固定方法は、前記可塑性変形（８）がＶ溝状であ
ることを特徴とするものであ。変形をＶ溝状にすること
により加締め加工時の抵抗を小さくでき、さらに加締め
効率を向上できる。

【００１３】また、請求項３に記載のソレノイド組立体
は、筒状の励磁コイル（４）内に嵌入された固定鉄心
（２）を当該励磁コイル（４）の磁気回路を形成する固
定ヨーク（３）に固定して成るソレノイド組立体（１）
において、前記固定鉄心（２）が、その露出端面（２
ａ）の略中央を横断する溝状の可塑性変形（８）で生じ
た鉄心径の拡大によって前記固定ヨーク（３）に設けた
取付孔（９）に固定されて成ることを特徴とするもので
ある。上記構成では、固定鉄心と固定ヨークの固定を強
固に行えるため固定鉄心と固定ヨークとの接触を確実に
でき、よって、磁路における接続部の磁気抵抗をより小
さくした磁気効率の良いソレノイドを実現できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１、図２に基づいて本発
明の一実施形態を説明する。図１はソレノイド組立体の
側面図、図２は加締め冶具を使用した本発明の加締め工
法を示す図である。尚、説明を簡略化するため、以下の
説明において従来と共通する部分については同一の符号
を用いた。

【００１５】本実施形態は、筒状のボビン７に巻回され
た励磁コイル４、その空心部に嵌挿された円柱状の固定
鉄心２、この固定鉄心２の一端を固定して前記励磁コイ
ル４を囲む磁路の一部を形成するＬ字形の板状固定ヨー
ク３、非磁性材より成るくま取り板５等で構成されるソ
レノイド組立体１であり、その構成は図３に基づいて説
明した従来型のソレノイド組立体１と同様であるが、従
来型とは固定鉄心２の加締め加工が相違している。

【００１６】すなわち、従来型は、図３（ｂ）に示すよ
うに固定ヨーク３の取付孔９に固定鉄心２の一端２ａを
嵌合した後、端面縁部に沿って４箇所に溝状のパンチを
入れて可塑性変形８を生じさせるようにしたが、本実施
形態では、図１に示すように鉄心端面２ａの直径方向に
入れた溝状のパンチで可塑性変形８（加締め跡８）を生
じさせるものである。このように、鉄心端面の周縁部に
変えて、鉄心端面の中央部にパンチを入れることによ
り、その際の可塑性変形で生じる応力を全て効率的に周
方向に伝達できるため嵌合部分の鉄心径を効率よく太ら
せることができ、よって、珪素鉄鋼製のような硬質の固
定鉄心２であっても十分な加締め強度を得ることができ
る。尚、図１では加締め跡８を−形としたが、これに限
定されるものではなく、＋形としても同様の効果を得る
ことができる。

【００１７】また、固定鉄心２の周縁部と加締め跡８の
縁部の間は従来より幅広であるから、パンチの衝撃によ
るクラックが生じ難くなり、よって、不良品の発生を減
少できる。尚、本実施形態では、図示のように両端に僅
かな縁部を残す形でパンチ加工したが、敢えて縁部を残
さなくとも加締め強度に悪影響を及ぼすことはない。

【００１８】図２に示すように、本実施形態で使用する
加締め冶具２０は、所定厚の平板状部材で成り、先端側
に向けて直線的に刃先２０ａを薄くし、側断面形状が略
Ｖ字状を成すように形成されている。このＶ字状の刃先
２０ａを鉄心端面２ａの中央に配置し上方より所定の加
締め力にて押圧することにより、鉄心端面２ａの直径方
向に１筋のＶ溝状の可塑性変形８を生じさせるものであ
る。冶具の刃先をＶ字状にすることにより、加締め冶具
２０と固定鉄心２との接触面積を小さくでき、パンチの
際の抵抗を和らげることができるから、より小さな加締
め力で深い可塑性変形８を生じさせることができる。従
って、パンチの衝撃を和らげて固定鉄心２の太鼓状の変
形を小さくすることができ、従来問題となっていたスプ
リングバック現象による弊害を極力なくすことができ
る。これにより、固定鉄心２と可動鉄片Ｋとのクリアラ
ンスを常に一定に維持することができ、よって、ソレノ
イドの磁着動作が安定する。

【００１９】ここで、従来と本実施形態よる固定鉄心の
固定方法における効果を比較すると、同寸法の固定鉄心
２を同じ強さの加締め力でそれぞれパンチ加工した場
合、本実施形態は従来に対し、固定鉄心２のスプリング
バック量を１／１０以下に抑えることができ、且つ、加
締め強度においても従来の約２倍の強度を得ることがで
きた。加締め強度を改善することで磁路における接続部
の磁気抵抗を小さくでき、磁気効率の良いソレノイドを
実現できる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
ソレノイド用固定鉄心の固定方法によれば、固定ヨーク
の取付孔に固定鉄心の一端を嵌合した後、パンチ加工に
て当該固定鉄心の露出端面に端面の略中央を横断するよ
うに溝状の可塑性変形を生じさせ、その際の固定鉄心の
拡径によって固定鉄心を固定するようにしたので、可塑
性変形で生じる応力が効率的に鉄心の周方向に伝達され
るため、小さな加締め力で嵌合部分の鉄心径を効率よく
太らせることができ、これにより加締め強度が向上す
る。従って、珪素鉄鋼製のような硬質で靱性に劣る固定
鉄心でもクラックを生じることなく十分な加締め強度を
得ることができる。

【００２１】また、請求項２に記載のソレノイド用固定
鉄心の固定方法によれば、可塑性変形をＶ溝状としたの
で、パンチの際の抵抗を小さくでき、小さな加締め力で
深い可塑性変形を生じさせることができるため、固定鉄
心をより強固に加締めることができる。

【００２２】また、請求項３に記載のソレノイド組立体
によれば、上記本発明の固定鉄心の固定方法を用いてソ
レノイド組立体を成したので、固定鉄心と固定ヨークの
固定が強固となり、これにより磁路における接続部の磁
気抵抗を小さくできるため、磁気効率の良いソレノイド
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るソレノイド組立体の側面図であ
る。

【図２】本発明の固定鉄心の加締め加工を示す図であ
る。

【図３】従来のソレノイド組立体を示す図で、（ａ）は
正面図、（ｂ）は側面図である。

【図４】従来の固定鉄心の加締め加工を示す図である。

【符号の説明】

１ ソレノイド組立体 ２ 固定鉄心 ２ａ 固定鉄心の端面 ３ 固定ヨーク ４ 励磁コイル ８ 可塑性変形（加締め跡） ９ 取付孔

フロントページの続き (72)発明者 橋本 幹夫 静岡県裾野市千福46番地の１ 株式会社東 富士製作所内 Ｆターム(参考） 5E048 AA08 AB06 AC08 AD18 CA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の励磁コイル（４）内に嵌挿された
   固定鉄心（２）を当該励磁コイル（４）の磁気回路を形
   成する固定ヨーク（３）に固定する方法であって、 前記固定ヨーク（３）に設けた取付孔（９）に前記固定
   鉄心（２）の一端を嵌合した後、パンチ加工にて、当該
   固定鉄心（２）の露出端面（２ａ）に当該端面の略中央
   を横断するように溝状の可塑性変形（８）を生じさせて
   前記固定鉄心（２）を周方向に押し広げることにより、
   当該固定鉄心（２）を前記固定ヨーク（３）に固定する
   ようにしたことを特徴とするソレノイド用固定鉄心の固
   定方法。
2. 【請求項２】 前記可塑性変形（８）がＶ溝状であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のソレノイド用固定鉄心
   の固定方法。
3. 【請求項３】 筒状の励磁コイル（４）内に嵌入された
   固定鉄心（２）を当該励磁コイル（４）の磁気回路を形
   成する固定ヨーク（３）に固定して成るソレノイド組立
   体（１）において、 前記固定鉄心（２）が、その露出端面（２ａ）の略中央
   を横断する溝状の可塑性変形（８）で生じた鉄心径の拡
   大によって前記固定ヨーク（３）に設けた取付孔（９）
   に固定されて成ることを特徴とするソレノイド組立体。