JP2019201135A - Electromagnet device and manufacturing method of electromagnet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可動鉄心と固定鉄心とを備えた電磁石装置およびこの電磁石装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an electromagnet device including a movable iron core and a fixed iron core, and a method for manufacturing the electromagnet device.
交流操作型の電磁石装置においては、投入操作時に可動鉄心と固定鉄心との間に配設されているコイルに交流電圧を印加することにより発生する電磁力によって可動鉄心が固定鉄心側に引き寄せられ、可動鉄心と固定鉄心との磁極面同士が当接し、吸着状態となる。また、開放操作時においては、コイルに印加された交流電圧を取り去ると上記電磁力が消滅して、可動鉄心を固定鉄心から遠ざける方向に押すばねの反発力によって可動鉄心と固定鉄心との磁極面同士が離れる。 In the AC operation type electromagnet device, the movable iron core is attracted toward the fixed iron core by electromagnetic force generated by applying an AC voltage to the coil disposed between the movable iron core and the fixed iron core during the closing operation. The magnetic pole surfaces of the movable iron core and the fixed iron core come into contact with each other, and are in an attracted state. During the opening operation, when the AC voltage applied to the coil is removed, the electromagnetic force disappears, and the magnetic pole surface between the movable core and the fixed core is caused by the repulsive force of the spring that pushes the movable core away from the fixed core. They are separated from each other.
このような交流操作型の電磁石装置においては、可動鉄心と固定鉄心との間に作用する電磁力は電源周波数の2倍周期の脈動波形であり、磁化された可動鉄心の吸引力が周波数とともに時間的変化する。このため、動作時における可動鉄心と固定鉄心とは正常な使用条件下においても常に微小振動しており、微小振動に伴う振動音が発生する。また、可動鉄心と固定鉄心との磁極面の面粗さの悪化等の理由により可動鉄心と固定鉄心との磁極面同士が面接触できない状態においては、電磁力が減少し、ばねの反発力との大小関係に応じて比較的大きな振動および振動に伴う騒音が発生することがある。これらの騒音は、可動鉄心と固定鉄心とのミクロな変位での衝突音であり、うなり音と呼ばれている。 In such an AC operation type electromagnet device, the electromagnetic force acting between the movable iron core and the fixed iron core is a pulsating waveform having a cycle twice the power supply frequency, and the attracting force of the magnetized movable iron core is increased with time. Change. For this reason, the movable iron core and the fixed iron core at the time of operation always vibrate even under normal use conditions, and vibration sound accompanying the minute vibration is generated. In addition, in a state where the magnetic pole surfaces of the movable iron core and the fixed iron core cannot contact each other due to deterioration of the surface roughness of the magnetic pole surfaces of the movable iron core and the fixed iron core, the electromagnetic force is reduced and the repulsive force of the spring is reduced. Depending on the magnitude relationship, relatively large vibrations and noise associated with the vibrations may occur. These noises are collision sounds caused by micro displacement between the movable iron core and the fixed iron core, and are called roaring sounds.
電磁石装置においては、動作音を下げる工夫がなされている。特許文献1には、塊状の鉄心と、塊状のアーマチュアとの衝突面である磁極面に塗布した磁性流体の粘性抵抗により、投入操作時における鉄心とアーマチュアとの衝突を和らげて動作音を下げることが開示されている。また、鉄心の磁極面に磁性流体を保持する具体的な方法として、磁極面に凹溝または貫通穴を設けて、磁極面に凹溝または貫通穴における毛細管現象により磁性流体を保持することが示されている。
The electromagnet device is devised to reduce the operation sound. In
しかしながら、上記特許文献1に記載されているように磁極面に磁性流体を塗布する技術を、複数の電気鉄板を積層して構成した積層鉄心を用いた電磁石装置に適用すると、電磁石の投入操作と開放操作とを繰り返した場合に、磁性流体が毛細管現象により積層鉄心の電気鉄板と電気鉄板との隙間の奥部に拡散してしまう。このため、積層鉄心を用いた電磁石装置に、特許文献1に記載された技術を適用しても、磁性流体が磁極面に長期間保持されず、長期間にわたってうなり音を解消することができない、という問題があった。
However, when the technique for applying a magnetic fluid to the magnetic pole surface as described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、長期間にわたってうなり音を解消可能な電磁石装置を得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the electromagnet apparatus which can eliminate a beating sound over a long period of time.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電磁石装置は、固定鉄心と、固定鉄心と向き合い、固定鉄心に近づく方向と固定鉄心から離れる方向とへの往復移動が可能とされて、往復移動の方向と垂直な方向に複数の鉄板が積層されて構成された可動鉄心と、可動鉄心を固定鉄心から遠ざける方向に押すばねと、ばねのばね荷重に抗して可動鉄心を固定鉄心側に引き寄せて可動鉄心の磁極面と固定鉄心の磁極面とを接触させる電磁力を励磁時に発生させる励磁コイルと、を備える。また、電磁石装置は、可動鉄心の磁極面と、隣り合う鉄板間の隙間における可動鉄心の磁極面に隣接する領域と、に配置された磁性流体と、隣り合う鉄板の各々に密着して隙間内に配置され、隙間における磁性流体の拡散を防止するバリア層と、を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the electromagnet device according to the present invention is capable of reciprocating in a direction facing the fixed iron core and a direction away from the fixed iron core, facing the fixed iron core. The movable iron core is formed by laminating a plurality of iron plates in a direction perpendicular to the reciprocating direction, a spring that pushes the movable iron away from the fixed iron core, and the movable iron core against the spring load of the spring. And an exciting coil that generates an electromagnetic force that is attracted to the fixed iron core and contacts the magnetic pole surface of the movable iron core and the magnetic pole surface of the fixed iron core during excitation. In addition, the electromagnet device is in close contact with the magnetic fluid disposed in the gap between the adjacent iron plates and the magnetic fluid disposed in the gap between the adjacent iron plates and the region adjacent to the pole surface of the movable iron core. And a barrier layer that prevents diffusion of the magnetic fluid in the gap.
本発明によれば、長期間にわたってうなり音を解消可能な電磁石装置が得られる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that an electromagnet device capable of eliminating beat noise over a long period of time is obtained.
以下に、本発明の実施の形態にかかる電磁石装置および電磁石装置の製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an electromagnet device and an electromagnet device manufacturing method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる電磁石装置100の斜視図である。図1においては、バリア層7の記載を省略している。図2は、本発明の実施の形態1にかかる電磁石装置100の縦断面図であり、図1におけるII−II線に沿った断面図である。図2は、本発明の実施の形態1にかかる電磁石装置100の可動鉄心1を構成する2枚の第1の電気鉄板10間における縦断面を示している。尚、図2において第1の電気鉄板10は紙面奥行き方向に積層されている。図3は、本発明の実施の形態1にかかる電磁石装置100の縦断面図であり、図1におけるIII−III線に沿った要部断面図である。図3は、本発明の実施の形態1にかかる電磁石装置100の可動鉄心1の磁極面1aの周囲における電気鉄板の積層方向に沿った断面を示している。図4は、本発明の実施の形態1にかかる可動鉄心1および固定鉄心2の磁極面を拡大して示す縦断面図である。
FIG. 1 is a perspective view of an
本実施の形態1にかかる電磁石装置100は、可動鉄心1と、固定鉄心2と、ボビン3に巻回された励磁コイル4と、ばね8と、を備える。可動鉄心1と固定鉄心2とは、可動鉄心1と固定鉄心2との磁極面が互いに向かい合う状態で対向配置されている。電磁石装置100は、励磁コイル4に交流電圧が印加されて動作する交流操作型の磁石装置である。
The
可動鉄心1は、可動鉄心1を構成する第1の鉄板であって同一寸法を有する複数の第1の電気鉄板10が、平行に積層されて構成された積層鉄心である。可動鉄心1は、固定鉄心2と向き合い、固定鉄心2に近づく方向と固定鉄心2から離れる方向とへの往復移動が可能とされて、往復移動の方向と垂直な方向に複数の鉄板が積層されて構成されている。図1においては、第1の電気鉄板10の積層方向は、矢印Aの方向に対応する。可動鉄心1は、棒状の本体部11と、本体部11の長手方向の両端から突出した第1の脚部12および第2の脚部13と、本体部11の長手方向の中央部から突出した第3の脚部14と、を有するE形状を呈する。
The
第1の脚部12の先端面は、可動鉄心1が固定鉄心2と当接する磁極面である磁極面1aとされている。第2の脚部13の先端面は、可動鉄心1が固定鉄心2と当接する磁極面である磁極面1bとされている。磁極面1aおよび磁極面1bは、研削加工により平滑化されている。また、磁極面1aおよび磁極面1bは、錆を防止する処理が施されている。
The front end surface of the
固定鉄心2は、固定鉄心2を構成する第2の鉄板であって同一寸法を有する複数の第2の電気鉄板20が平行に且つ等間隔で積層されて構成された積層鉄心である。固定鉄心2は、可動鉄心1と向き合い、可動鉄心1の往復移動の方向と垂直な方向に複数の鉄板が積層されて構成されている。図1においては、第2の電気鉄板20の積層方向は、矢印Aの方向に対応する。固定鉄心2は、棒状の本体部21と、本体部21の長手方向の両端から突出した第1の脚部22および第2の脚部23と、本体部21の長手方向の中央部から突出した第3の脚部24と、を有するE形状を呈する。
The fixed
第1の脚部22の先端面は、固定鉄心2が可動鉄心1と当接する磁極面である磁極面2aとされている。第2の脚部23の先端面は、固定鉄心2が可動鉄心1と当接する磁極面である磁極面2bとされている。磁極面2aおよび磁極面2bは、研削加工により平滑化されている。また、磁極面2aおよび磁極面2bは、錆を防止する処理が施されている。また、磁極面2aおよび磁極面2bには、隈取コイル6が埋め込まれている。
The front end surface of the
電磁石装置100は、可動鉄心1と固定鉄心2とを、電気鉄板が積層されて構成された積層鉄心とされているため、鉄心の生産性向上および鉄心の内部で生じる渦電流損の低減による可動鉄心1を固定鉄心2に吸着させる電磁力の向上が図られている。
In the
ボビン3に巻回された励磁コイル4は、ボビン3が固定鉄心2の第3の脚部24に嵌め込まれて固定されることにより、第3の脚部24の周囲に、すなわち固定鉄心2の周囲に配置されている。励磁コイル4は、交流電圧が印加される励磁時に電流が流れることにより、磁束を生じて可動鉄心1を固定鉄心2に吸着させる電磁力を発生させるためのコイルである。
The
ばね8は、可動鉄心1を固定鉄心2から遠ざける方向に押す押しばねであり、圧縮されるほど、ばね荷重が大きくなる。ばね荷重はたわみ量によって生じる力である。ばね8は、たとえば円錐状に巻かれたコイルバネであり、可動鉄心1の第3の脚部14に嵌め込まれて、可動鉄心1の凹部と励磁コイル4との間に配置される。可動鉄心1の凹部は、可動鉄心1における、第1の脚部12および第2の脚部13と、第3の脚部14との間である。なお、ばね8の形状および配置位置は限定されない。励磁コイル4の非通電時には、可動鉄心1を固定鉄心2から遠ざける方向に押すばね8の抗力によって固定鉄心2と可動鉄心1とは離間している。
The
つぎに、可動鉄心1の特徴について説明する。可動鉄心1の磁極面1aおよび磁極面1bには、外周縁部を除いた領域に磁性流体5が配置されている。磁性流体5は、マグネタイトまたはマンガン亜鉛フェライトといった強磁性微粒子と、強磁性微粒子の表面を覆う界面活性剤と、水または油からなるベース液との3成分を含んで構成されて、磁性を帯びた流体である。
Next, features of the
磁性流体5は、図3に示すように、可動鉄心1を構成する各第1の電気鉄板10における磁極面1a,1b上に塗布されて配置されている。磁極面1a,1b上に塗布された磁性流体5は、磁極面1a,1b上だけではなく、隣り合う第1の電気鉄板10間の隙間15における可動鉄心1の磁極面1a,1b隣接する領域に、毛細管現象によって矢印Cの方向に吸い上げられて保持されている。すなわち、磁性流体5は、隙間15における、第1の電気鉄板10の面内方向に平行な面内において磁極面1a,1bに隣接する領域であって磁性流体5が保持される保持領域16に、毛細管現象によって吸い上げられて保持されている。保持領域16は、毛細管現象によって磁性流体5が保持される、隙間15において予め決められた領域である。
As shown in FIG. 3, the
また、可動鉄心1の磁極面1a,1bは、図4に示すように、第1の電気鉄板10の端面に存在する凹凸を磁性流体5が埋めることで凹凸が解消されて平坦とされている。これにより、磁極面同士が面接触して当接した状態における、すなわち可動鉄心1の磁極面1aと固定鉄心2の磁極面2aとが面接触して当接するとともに可動鉄心1の磁極面1bと固定鉄心2の磁極面2bとが面接触して当接した状態における磁極面1aの表面の凹凸起因した磁気抵抗が減少して可動鉄心1の動作における磁気効率が向上するので、可動鉄心1を固定鉄心2に吸着させる電磁力が増加して可動鉄心1と固定鉄心2との間の吸引力が向上し、電磁石装置としての動作性能が向上するとともにうなり音を解消することができる。
Further, as shown in FIG. 4, the magnetic pole surfaces 1a and 1b of the
このように可動鉄心1の磁極面1aに配置された磁性流体5は、可動鉄心1の磁極面1aと固定鉄心2の磁極面2aとの衝突を磁性流体5の粘性抵抗により和らげて、磁極面面1aと磁極面2aとが衝突した際の電磁石装置100の動作音およびうなり音を解消することができる。同様に、可動鉄心1の磁極面1bに配置された磁性流体5は、可動鉄心1の磁極面1bと固定鉄心2の磁極面2bとの衝突を磁性流体5の粘性抵抗により和らげて、磁極面1bと磁極面2bとが衝突した際の電磁石装置100の動作音およびうなり音を解消することができる。
Thus, the
また、隙間15において、保持領域16に隣接する領域には、磁性流体5の拡散を防止するバリア層7が、隣り合う第1の電気鉄板10の各々の対向面に密着して設けられている。すなわち、保持領域16は、隙間15においてバリア層7によって区画されている。このように隙間15における保持領域16の周囲の領域にバリア層7を設けることにより、隙間15において第1の電気鉄板10の面内において磁極面1a,1bから離れる方向に、すなわち磁極面1a,1bから可動鉄心1の内部に磁性流体5が拡散することを防止できる。すなわち、隙間15にバリア層7を設けることにより、第1の電気鉄板10の面内において保持領域16からバリア層7を超えた領域に磁性流体5が拡散することを防止できる。
In the
電磁石装置100では、隙間15において、保持領域16より本体部11側にバリア層7を設けることにより、保持領域16から本体部11側に磁性流体5が拡散することを防止している。また、電磁石装置100では、保持領域16より第1の脚部12の側面側および第2の脚部13の側面側にバリア層7を設けることにより、保持領域16から第1の脚部12の側面側および第2の脚部13の側面側に磁性流体5が拡散することを防止できる。
In the
バリア層7が存在しない場合には、電磁石装置100の投入操作と開放操作とを繰り返すにしたがって、磁性流体5が毛細管現象により隙間15の奥部に拡散してしまい、磁性流体5が磁極面1a,1bに長期間保持されないという現象が生じる。
When the
電磁石装置100では、隙間15において、第1の電気鉄板10の面内において磁極面1a,1bから離れる方向への磁性流体5の拡散をバリア層7が防止するので、磁極面1a,1bに保持される磁性流体5が減少または無くなることが防止される。これにより、電磁石装置100では、磁性流体5を可動鉄心1の磁極面1a,1bに長期にわたって保持することが可能とされている。
In the
そして、可動鉄心1の磁極面1a,1bに配置された磁性流体5は、電磁石装置100の投入操作と開放操作とを繰り返すことにより、固定鉄心2の磁極面2a,2bにも付着して、可動鉄心1の磁極面1a,1bと固定鉄心2の磁極面2a,2bに存在する微細な凹凸を埋める作用を有する。すなわち、図4に示すように、固定鉄心2の磁極面2a,2bも、磁極面2a,2bの表面の凹凸を磁性流体5が埋めることで凹凸が解消されて平坦となる。この結果、固定鉄心2側においても可動鉄心1側と同様に、上述した磁極面同士が面接触して当接した状態における、可動鉄心1と固定鉄心2との間の吸引力が向上し、電磁石装置100としての動作性能が向上するとともにうなり音を解消させる効果が得られる。
And the
バリア層7は、非磁性材料により構成されている。また、バリア層7を構成する非磁性材料として、磁性流体5をはじく特性を有する材料を用いることにより、磁性流体5の拡散防止の効果がさらに高まる。なお、バリア層は、強磁性体であってもよい。
The
本実施の形態1では、バリア層7は、非磁性材料であって熱で溶融する接着剤である加熱溶融性接着剤により構成される。バリア層7を加熱溶融性接着剤により構成することにより、後述するように、バリア層7の形成と、第1の電気鉄板10同士の固着とを同時に行うことができる。
In the first embodiment, the
可動鉄心1の磁極面1aおよび磁極面1bにおいて、磁性流体5が配置されている領域の外観の色は、磁性流体5の色となる。たとえば磁性流体5の色が黒色である場合には、平滑化されて銀系の色の光沢を有する磁極面1aおよび磁極面1bにおいて、磁性流体5が配置されている領域の外観は、磁性流体5の色である黒色となる。
In the
つぎに、本実施の形態1にかかる電磁石装置100の動作について説明する。投入操作時において、ボビン3に巻回された励磁コイル4に交流電圧が印加されると、励磁コイル4が発生する磁束により可動鉄心1と固定鉄心2との間には磁気吸引力が発生する。このため、ばね8のばね荷重に抗して、可動鉄心1が固定鉄心2に引き寄せられ、可動鉄心1の磁極面1aと固定鉄心2の磁極面2aと、および可動鉄心1の磁極面1bと固定鉄心2の磁極面2bとは当接し、吸着状態となる。また、開放操作時においては、励磁コイル4に印加された交流電圧を取り去ると上記磁気吸引力が消滅して、ばね8の抗力によって、可動鉄心1の磁極面1aと固定鉄心2の磁極面2aと、および可動鉄心1の磁極面1bと固定鉄心2の磁極面2bとが離れる。図1および図2においては、投入操作時および開放操作時における可動鉄心1の往復移動の方向は、矢印Bの方向に対応する。
Next, the operation of the
つぎに、電磁石装置100の製造方法について説明する。まず、可動鉄心1の製造方法について説明する。図5は、本発明の実施の形態1にかかる電磁石装置100における可動鉄心1の製造方法の手順を示すフローチャートである。図6は、本発明の実施の形態1にかかる可動鉄心1の製造において、第1の電気鉄板10に加熱溶融性接着剤7aが配置された状態を示す要部断面図である。図7は、本発明の実施の形態1にかかる可動鉄心1の製造において、第1の電気鉄板10が積層された状態を示す要部断面図である。図8は、本発明の実施の形態1にかかる可動鉄心1の製造において、隙間15にバリア層7が形成された状態を示す要部断面図である。
Next, a method for manufacturing the
まず、ステップS10において、図6に示すように、可動鉄心1に用いられる各第1の電気鉄板10における他の第1の電気鉄板10に対向させる面における、保持領域16を囲むバリア層7の所望の形成領域に、熱で溶融する接着剤である加熱溶融性接着剤7aを配置する。加熱溶融性接着剤7aは、バリア層7としての機能と、第1の電気鉄板10同士を固着する接着剤としての機能とを有する。たとえば、第1の電気鉄板10の面内においてバリア層7の形状に設けられた加熱溶融性接着剤7aのフィルムを保持領域16の周りの領域に付着させる。
First, in step S10, as shown in FIG. 6, the
つぎに、ステップS20において、図7に示すように、加熱溶融性接着剤7aのフィルムが配置された複数の第1の電気鉄板10を積層させる。これにより、隣り合う第1の電気鉄板10間の隙間15に加熱溶融性接着剤7aが配置される。
Next, in step S20, as shown in FIG. 7, the several 1st
つぎに、ステップS30において、積層された複数の第1の電気鉄板10を加熱する。これにより、図8に示すように、隙間15にバリア層7が形成される。加熱溶融性接着剤7aは、加熱されることにより一旦溶融し、冷却されることにより固化して隣り合う第1の電気鉄板10同士を固着するとともにバリア層7となる。また、バリア層7は、隙間15において、隣り合う第1の電気鉄板10の各々に密着する。これにより、隙間15における所望の位置へのバリア層7の形成と、加熱溶融性接着剤7aによる接着による各第1の電気鉄板10の位置ずれが防止された第1の電気鉄板10同士の強固な固着と、を同時に行うことができる。
Next, in step S30, the plurality of stacked first
つぎに、ステップS40において、可動鉄心1の磁極面1a、1bに磁性流体5を塗布する。これにより、磁極面1a,1bに塗布された磁性流体5は、図3に示すように各第1の電気鉄板10における磁極面1aに保持されるとともに、隣り合う第1の電気鉄板10間の隙間における磁極面1a,1bに隣接する領域に毛細管現象によって吸い上げられて保持される。これにより、第1の電気鉄板10における磁極面1aおよび隣り合う第1の電気鉄板10間の隙間に磁性流体5が配置される。
Next, in step S <b> 40, the
以上の処理により、可動鉄心1が形成される。
The
つぎに、固定鉄心2が形成される。固定鉄心2は、上述した可動鉄心1の製造方法と同様の方法により形成することができる。可動鉄心1の製造方法と同様の方法により形成することで、可動鉄心1と同様に固定鉄心2を構成する各第2の電気鉄板20の1枚1枚の表面における、磁性流体5が毛細管現象によって保持される保持領域16の周りにバリア層7が設けられた構造を有する固定鉄心2を形成することができる。なお、固定鉄心2は、積層された複数の第2の電気鉄板20をリベットによって締め付けることにより固定して作成されてもよい。
Next, the fixed
つぎに、励磁コイル4が巻回されたボビン3が、固定鉄心2の第3の脚部24に嵌め込まれて固定される。ボビン3の固定方法は、特に限定されない。つぎに、ばね8が、可動鉄心1の第3の脚部14に嵌め込まれて固定される。ばね8の固定方法は、特に限定されない。そして、可動鉄心1と固定鉄心2とを、可動鉄心1と固定鉄心2との磁極面が互いに向かい合う状態で対向配置することにより、電磁石装置100が得られる。なお、励磁コイル4が巻回されたボビン3を固定する工程と、ばね8を固定する工程と、の順序は問わない。
Next, the
上述したように、本実施の形態1にかかる電磁石装置100は、可動鉄心1および固定鉄心2が積層鉄心とされているため、鉄心の内部で生じる渦電流損の低減による可動鉄心1を固定鉄心2に吸着させる電磁力の向上が図られている。
As described above, in the
また、電磁石装置100は、バリア層7を備えることにより、磁性流体5を可動鉄心1の磁極面1a,1bに長期にわたって保持することが可能とされている。これにより電磁石装置100は、可動鉄心1の磁極面1a,1bに配置された磁性流体5による、可動鉄心1と固定鉄心2との磁極面が衝突した際の電磁石装置100の動作音およびうなり音を解消する効果を長期にわたって持続させることが可能な、高品質な電磁石装置を提供できる。
The
また、電磁石装置100は、可動鉄心1および固定鉄心2の磁極面の表面の凹凸を磁性流体5が埋めることで、可動鉄心1と固定鉄心2との間の吸引力が向上するため、電磁石装置としての動作性能が向上する。そして、電磁石装置100は、可動鉄心1の磁極面1a,1bに凹溝または貫通穴を設けていないため、可動鉄心1と比較して透磁率が大きく劣る磁性流体5が凹溝または貫通穴に配置されることにより、可動鉄心1の動作における磁気効率を低下させることがない。
Further, in the
したがって、本実施の形態1にかかる電磁石装置100によれば、長期間にわたってうなり音を解消可能な電磁石装置が得られ、品質および動作性能ともに向上した電磁石装置を提供することができる。
Therefore, according to the
実施の形態2.
図9は、本発明の実施の形態2にかかる電磁石装置200の縦断面図であり、図2に対応する図である。電磁石装置200は、保持領域16の代わりに保持領域17を有し、バリア層7の代わりにバリア層71を有する点が、上述した実施の形態1にかかる電磁石装置100と異なる。電磁石装置200の保持領域17は、電磁石装置100の保持領域16と第1の電気鉄板10の面内における形状が異なる。電磁石装置200のバリア層71は、電磁石装置100のバリア層7と形状が異なる。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the
すなわち、保持領域17は、第1の電気鉄板10の積層方向に沿って見た場合に、すなわち第1の電気鉄板10の積層方向に沿って見た断面視において、可動鉄心1が固定鉄心2から離れる方向に向けて凸となる方物線状とされている点が保持領域16と異なる。したがって、バリア層71は、第1の電気鉄板10の積層方向に沿って見た場合に、磁極面1a,1b側の外形形状の一部が、可動鉄心1が固定鉄心2から離れる方向に向けて凸となる方物線状とされている点がバリア層7と異なる。第1の電気鉄板10の面内において、保持領域17における磁極面1a,1bに垂直な奥行きの最大長さは、保持領域16と同じである。また、第1の電気鉄板10の面内において、保持領域17における磁極面1a,1bに沿った幅は、バリア層7と同じである。
That is, when the holding
奥行きの最大長さおよび幅が同じである条件においては、第1の電気鉄板10の面内において、半円形状を有する保持領域17の面積が、長方形状を有する保持領域16の面積よりも小さくなる。したがって、このため、電磁石装置200の隙間15に保持可能な磁性流体5の量は、電磁石装置100の隙間15に保持可能な磁性流体5の量よりも少なくなり、磁性流体5の使用量が少なくて済む。
Under the condition that the maximum length and the width of the depth are the same, the area of the holding
上述した電磁石装置200は、実施の形態1にかかる電磁石装置100と同様の効果を有する。また、電磁石装置200は、実施の形態1にかかる電磁石装置100と比較して磁性流体5の使用量を低減することができるので、電磁石装置100と比較して製造コストを抑制することができる。
The
実施の形態3.
図10は、本発明の実施の形態3にかかる電磁石装置300の縦断面図であり、図2に対応する図である。電磁石装置300は、バリア層7が突出部72を有する点が、上述した実施の形態1にかかる電磁石装置100と異なる。突出部72は、第1の電気鉄板10の積層方向および電磁力による可動鉄心1の往復移動の方向に垂直な方向において互いに向かい合う方向に突出した、可動鉄心1の磁極面1a,1bに隣接する突出部である。すなわち、突出部72を有することにより、バリア層7は、第1の電気鉄板10の面内において可動鉄心1の磁極面1a,1bに隣接する領域の一部が開口されたC形状を有する。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of an
バリア層7が突出部72を有することにより、図10における左側または右側が下を向いて、電磁力による可動鉄心1の往復運動の方向が水平を向くように電磁石装置100が設置された場合においても、磁性流体5が隙間15から漏れることを抑制でき、磁性流体5を可動鉄心1の磁極面1a,1bに長期にわたって保持することが可能とされている。すなわち、突出部72は、磁性流体5の漏れ止めとして機能する。
When the
上述した電磁石装置300は、実施の形態1にかかる電磁石装置100と同様の効果を有する。また、電磁石装置300は、電磁力による可動鉄心1の往復運動の方向が水平を向くように電磁石装置300が設置された場合においても、磁性流体5を可動鉄心1の磁極面1a,1bに長期にわたって保持することができ、電磁石装置300の動作音およびうなり音を解消する効果を長期にわたって持続させることができる。
The
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 可動鉄心、1a,1b,2a,2b 磁極面、2 固定鉄心、3 ボビン、4 励磁コイル、5 磁性流体、6 隈取コイル、7,71 バリア層、7a 加熱溶融性接着剤、8 ばね、10 第1の電気鉄板、11,21 本体部、12,22 第1の脚部、13,23 第2の脚部、14,24 第3の脚部、15 隙間、16,17 保持領域、20 第2の電気鉄板、72 突出部、100,200,300 電磁石装置。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記固定鉄心と向き合い、前記固定鉄心に近づく方向と前記固定鉄心から離れる方向とへの往復移動が可能とされて、前記往復移動の方向と垂直な方向に複数の鉄板が積層されて構成された可動鉄心と、
前記可動鉄心を前記固定鉄心から遠ざける方向に押すばねと、
前記ばねのばね荷重に抗して前記可動鉄心を前記固定鉄心側に引き寄せて前記可動鉄心の磁極面と前記固定鉄心の磁極面とを接触させる電磁力を励磁時に発生させる励磁コイルと、
前記可動鉄心の磁極面と、隣り合う前記鉄板間の隙間における前記可動鉄心の磁極面に隣接する領域と、に配置された磁性流体と、
隣り合う前記鉄板の各々に密着して前記隙間内に配置され、前記隙間における前記磁性流体の拡散を防止するバリア層と、
を備えることを特徴とする電磁石装置。 A fixed iron core,
Facing the fixed iron core, reciprocating in the direction approaching the fixed iron core and in the direction away from the fixed iron core is possible, and a plurality of iron plates are stacked in a direction perpendicular to the reciprocating movement direction. A movable iron core,
A spring that pushes the movable iron core away from the fixed iron core;
An excitation coil that generates an electromagnetic force during excitation that draws the movable iron core toward the fixed iron core against the spring load of the spring to bring the magnetic pole surface of the movable iron into contact with the magnetic pole surface of the fixed iron;
A magnetic fluid disposed on the magnetic pole surface of the movable iron core and a region adjacent to the magnetic pole surface of the movable iron core in a gap between the adjacent iron plates;
A barrier layer disposed in the gap in close contact with each of the adjacent iron plates, and preventing diffusion of the magnetic fluid in the gap;
An electromagnet device comprising:
を特徴とする請求項1に記載の電磁石装置。 The barrier layer is made of a non-magnetic material;
The electromagnet device according to claim 1.
を特徴とする請求項2に記載の電磁石装置。 The barrier layer is made of a heat-meltable adhesive and is used to fix the adjacent iron plates together,
The electromagnet device according to claim 2.
を特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の電磁石装置。 The barrier layer defines a holding region in which the magnetic fluid is held in the gap, and in the cross-sectional view seen along the stacking direction of the iron plates, the holding core has the movable iron core separated from the fixed iron core. It is a rectangular shape that is convex in the direction of leaving,
The electromagnet device according to any one of claims 1 to 3.
を特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の電磁石装置。 The barrier layer defines a holding region in which the magnetic fluid is held in the gap, and a part of a region adjacent to the magnetic pole surface of the movable iron core is opened in the surface of the iron plate. Having a modified C shape,
The electromagnet device according to any one of claims 1 to 3.
を特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の電磁石装置。 The irregularities on the surface of the magnetic pole surface of the fixed iron core are filled with magnetic fluid,
The electromagnet device according to any one of claims 1 to 5.
前記可動鉄心を形成する工程と、
前記可動鉄心の磁極面と、隣り合う前記鉄板間の隙間における前記可動鉄心の磁極面に隣接する領域と、に磁性流体を配置する工程と、
前記固定鉄心を形成する工程と、
前記可動鉄心に、前記可動鉄心を前記固定鉄心から遠ざける方向に押すばねを固定する工程と、
固定鉄心に、前記ばねのばね荷重に抗して前記可動鉄心を前記固定鉄心側に引き寄せて前記可動鉄心の磁極面と前記固定鉄心の磁極面とを接触させる電磁力を励磁時に発生させる励磁コイルを固定する工程と、
前記固定鉄心と前記可動鉄心とを、前記固定鉄心の磁極面と前記可動鉄心の磁極面とが向かい合う状態で対向配置する工程と、
を含み、
前記可動鉄心を形成する工程は、
前記複数の鉄板における他の前記鉄板に対向させる面の、隣り合う前記鉄板の隙間内において前記磁性流体が保持される保持領域を囲む領域に、前記磁性流体の拡散を防止するバリア層を配置する工程と、
前記バリア層が配置された前記複数の鉄板を積層する工程と、
前記積層された前記複数の鉄板を固定して、隣り合う前記鉄板の隙間内において前記バリア層を隣り合う前記鉄板の各々に密着させる工程と、
を有することを特徴とする電磁石装置の製造方法。 A movable iron core comprising a fixed iron core and a structure in which a plurality of iron plates are stacked in a direction perpendicular to the reciprocating movement direction, wherein the reciprocating movement is possible in a direction approaching the fixed iron core and a direction away from the fixed iron core. A method of manufacturing an electromagnet device comprising:
Forming the movable iron core;
Disposing a magnetic fluid between the magnetic pole surface of the movable iron core and a region adjacent to the magnetic pole surface of the movable iron core in a gap between the adjacent iron plates;
Forming the fixed iron core;
Fixing a spring that pushes the movable iron core in a direction away from the fixed iron core to the movable iron core;
An excitation coil that generates an electromagnetic force during excitation by attracting the movable iron core toward the fixed iron core against the spring load of the spring against the fixed iron core to bring the magnetic pole surface of the movable iron core into contact with the magnetic pole surface of the fixed iron core Fixing the
A step of disposing the fixed iron core and the movable iron core so that the magnetic pole surface of the fixed iron core and the magnetic pole surface of the movable iron core face each other;
Including
The step of forming the movable iron core includes
A barrier layer for preventing diffusion of the magnetic fluid is disposed in a region surrounding the holding region where the magnetic fluid is held in the gap between the adjacent iron plates on the surface of the plurality of iron plates facing the other iron plate. Process,
Laminating the plurality of iron plates on which the barrier layers are disposed;
Fixing the plurality of stacked iron plates, and in close contact with each of the adjacent iron plates in the gap between the adjacent iron plates;
The manufacturing method of the electromagnet apparatus characterized by having.
を特徴とする請求項7に記載の電磁石装置の製造方法。 The barrier layer is made of a heat-meltable adhesive and fixes the adjacent iron plates;
The method of manufacturing an electromagnet device according to claim 7.
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