JP2537881B2

JP2537881B2 - 単安定形ラッチングソレノイドの製造方法

Info

Publication number: JP2537881B2
Application number: JP62160987A
Authority: JP
Inventors: 哲彦松島; 和夫鈴木
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1996-09-25
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JPS646573A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、単安定形ラッチングソレノイドの製造方
法に関し、特に小形にして吸引力のある単安定形ラッチ
ングソレノイドの製造方法に関する。

（従来の技術）近年、ガスメータの小形高性能化のために第５図に示
すようなタービン式ガスメータ１が提案されるようにな
っている。このタービン式ガスメータ１では、ケーシン
グ２内に羽根車室３を形成し、この羽根車室３内にガス
の流入により回転する羽根車４を配設している。そして
羽根車室３に小ノズル５と大ノズル６とを形成し、大ノ
ズル６に対しては単安定形ラッチソレノイド７を設け、
プランジャ８の駆動により開閉することによって、大流
量時と小流量時とで羽根車室３へのガス流入量を切り換
え、広い範囲でガス使用量の計測ができるようにしてい
る。

ところで、このようなタービン式ガスメータ１では全
体的に小形化が望まれ、そのために大ノズル６の開閉を
行う前記単安定形ラッチングソレノイド７も小形のもの
とする要望があった。

しかしながら、このようなソレノイド７を小形化する
とその吸引力が小さくなり、ノズル７の開閉力が弱ま
り、測定が正確に行えなくなる。そのため、従来の単安
定形ソレノイド７では、第６図に及び第７図に示す形状
の比較的小形のものが用いられていた。この従来のラッ
チングソレノイド７は、断面略Ｕ字状の磁性フレーム９
内の中央部に磁性金属製の薄肉のボビンパイプ10を設
け、このボビンパイプ10内で、前記フレーム９の底部11
に固定鉄心12をかしめて固定し、またプランジャ８を挿
通して前記固定鉄心12に接近開離自在に対向させてい
る。そして、このボビンパイプ10の周囲にコイル13を整
然と多重に巻装している。なお、14は希土類永久磁石、
15は磁力線保持板、16はコイル保持板、17はかしめ固定
部、18は２線リード線である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の単安定形ラッチング
ソレノイドでは、その幅W₀や径D₀に比べて高さH₀や長さ
l₀が大きく、 l₀/D₀＞1.5 H₀/W₀＞1.5 の条件に設定しなければ、所要の吸引力のラッチングソ
レノイドが得られないと考えられていた。そこで、この
従来の単安定形ラッチングソレノイド７では、プランジ
ャ８のストローク約3mmのときの吸引力を約100gとする
ためフレームの幅W₀＝約14mm、高さH₀＝約35mmであり、
またコイルの径D₀＝約15mm、長さ＝約28mmの仕様にして
いた。

しかしながら、このようにコイル13の径D₀に対して長
さl₀を長くし、同時にフレーム９の幅W₀に対して高さH₀
を高くするならば全体の形状が大きくなり、ガスメータ
１のケーシング２内に収納して大ノズル６の開閉を行う
場合、ガスメータ１自体が大形化してしまう問題点があ
った。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みなされた
もので、コイルの長さをその径に対して短くし、またフ
レームの高さもその幅に対して小さくしても所要の吸引
力を得ることができ、所定の吸引力を持つ小形の単安定
形ラッチングソレノイドを製造することのできる単安定
形ラッチングソレノイドの製造方法を提供することを目
的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明の単安定形ラッチングソレノイドの製造方法
は、圧延金属板をその圧延方向に細長く切断してフレー
ム素材を得、このフレーム素材を圧延方向に直角な線で
折り曲げることにより断面略Ｕ字状のフレームを得、こ
のフレームの底部に取付け穴を形成し、固定鉄心の底部
に突設したかしめ突起をこの取付け穴に挿入して叩き潰
すことによりかしめ固定し、この後フレーム全体を焼鈍
処理し、金属製ボビンパイプの両端部に比較的厚みのあ
るコイル保持板を配置して両コイル保持板間においてコ
イルを密着巻装してその長さと径との比が約1:1以下で
あるコイル部を形成し、このコイル部を前記フレーム内
に組み付け、このフレームの開口側端部の内側面に希土
類永久磁石を取着し、この永久磁石に両端面が密着する
ように磁力線保持板をフレームの開口部端縁に固着し、
前記コイル部のボビンパイプ内にプランジャを挿入し、
この磁力保持板にてスライド自在に支持することを特徴
とするものである。

（実施例）以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１図および第２図はこの発明の一実施例を使用して
得られた単安定形ラッチングソレノイドの一例を示して
いる。フレーム19は、断面略Ｕ字状に屈曲成形されてお
り、その厚みt₁は約1.4mm、幅W₁は約18mm、高さH₁は約2
5mmとなっている。このフレーム19は、圧延鋼板をプレ
ス成形により屈曲成形して得られるものであり、圧延方
向と直角な方向に折り曲げることによりクラックの発生
を極力抑え、磁路断面積が広くなるように配慮されてい
る。

このフレーム19の幅W₁と高さH₁の比は、W₁:H₁＝約1:
1.4となっており、フレーム19の外形寸法が比較的小形
のものとなっている。

そして、このフレーム19の底部20の中央には、取付け
穴21が形成されており、固定鉄心部材22が取付け穴21に
かしめて固定されている。このかしめ作業では、取付け
穴21に挿通したかしめ突起23を裏側から叩き潰すことに
より取付け穴２にかしめ突起23の部分が完全に密着する
ようにし、磁気ギャップが全く出ないように配慮されて
いる。

フレーム19の開口側端部の内側面には希土類永久磁石
24が固着されている。

コイル部25は、比較的肉厚の薄い金属製ボビンパイプ
26の一端の拡開部27に比較的厚みのあるコイル保持板28
を取付け、このコイル保持板28を一方のガイドとし、ま
たボビンパイプ26の他端にも比較的厚みのあるコイル保
持板29を配設し、両コイル保持板28,29を外側から押え
部材にて支持しながら回転させ、コイル30をボビンパイ
プ26の外周に幾重にも巻装するのである。

このコイル30の径D₁＝約20mm、長さl₁＝約20mmであ
り、l₁:D₁＝約1:1となっている。

コイル部25は、前記フレーム19の内部に開口部側から
挿入され、ボビンパイプ26の一端を固定鉄心22に嵌装し
て組み付ける。そして、ボビンパイプ26内にプランジャ
31が挿入される。また、コイル部25の一方のコイル保持
板28側には磁力線保持板32が組み付けられ、この磁力線
保持板32の両端縁が前記フレーム19の開口部端面に固定
されている。そして、この磁力線保持板32によって前記
プランジャ31が保持されている。

このような構成の単安定形ラッチングソレノイドの製
造工程について次に説明する。

まず磁性圧延材から圧延方向に沿って細長いフレーム
素材を切り出し、このフレーム素材をその圧延方向に直
角な線に沿って折り曲げることにより断面略Ｕ字状のフ
レーム19を形成する。そして、このフレーム19の底部20
に取付け穴21を形成する。なお、この取付け穴21の形成
は、フレーム素材の切り出し時に同時に行うこともでき
る。

続いて、このフレーム19の取付け穴21に、固定鉄心22
の底部に突設されたかしめ突起23を挿入し、このかしめ
突起23を叩き潰すことにより固定鉄心22をフレーム19の
底部20にかしめ固定する。このかしめ工程は正確に行わ
れ、取付け穴21内にかしめ突起23が完全に密着するまで
叩き潰される。

そして、この後に約210℃の温度条件の下に約６時間
放置して焼鈍処理される。

また、肉厚の比較的薄い金属製のボビンパイプ26の一
端の拡開部27に比較的厚みのあるベークライト板のよう
な剛性の高い合成樹脂製のコイル保持板28を組み付け、
ボビンパイプ26の反対側の端部にも同じコイル保持板29
を配置する。そして、両側のコイル保持板28,29間にお
いて、前記ボビンパイプ26の外周にコイル30を幾重にも
密着して巻装してコイル部30を得る。この場合、比較的
肉厚の薄い金属製ボビンパイプ26に対して、その両側に
厚みのあるコイル保持板28,29を配してコイル30をボビ
ンパイプ26の外周に巻着するため、コイル30に強い張力
を与えながら巻着していくことができ、稠密な巻装がで
き、強い磁力線を発生させることのできるコイル部25が
得られる。

このようにして得られたコイル部25は、焼鈍済みの前
記フレーム19の固定鉄心22に対して組み付けられる。

続いて、フレーム19の開口側端部の内側面に希土類永
久磁石24,24を取着し、この永久磁石24,24に密着するよ
うに磁力線保持板32をフレーム19の開口部端縁に組み付
ける。

こうしてフレーム19内にコイル部25を組み付けた後、
コイル部25のボビンパイプ26内にプランジャ31を挿入
し、単安定形ラッチングソレノイドの全体が組み上が
る。

上記の構成の単安定形ラッチングソレノイドの動作に
ついて、次に説明する。

この単安定形ラッチングソレノイドは、第３図に示す
回路構成、及び第４図に示す機械的な構成により使用さ
れる。磁気回路についてまず説明すると、直流電源Ｅに
対してスイッチSW₁,SW₂が設けられており、この両スイ
ッチSW₁,SW₂がコイル30の両端に接続されている。そし
て、前記プランジャ31の突出端部に復旧スプリング33が
取り付けられる。

したがって、プランジャ31が突出した状態において、
一方のスイッチSW₁がオンとなりコイル30にパルス電力
が通電されると、プランジャ31が固定鉄心22に対して吸
引される。この結果、プランジャ31の一端が固定鉄心22
に吸着された状態になる。この後は、コイル30に対する
励磁電流が遮断されても、強力な磁力を持つ永久磁石が
形成する磁気回路により吸着状態が保持される。

続いて、スイッチSW₂をオンとしパルス電力をコイル3
0に与えると、コイル30は逆励磁し、このコイル30の逆
励磁力が永久磁石24の磁力と相殺し、復旧スプリング33
の力によりプランジャ31を元の状態まで突出させること
になる。

今、このように動作する上記実施例による単安定形ラ
ッチングソレノイドについて、ストローク3mmでの吸引
力を、従来例のものと比較した結果は、次のようであっ
た。表．吸引力特性の比較電圧条件本実施例従来例 2.0V 85g 86g 2.5V 109g 110g 3.0V 135g 137g 以上の結果より明らかなように、従来の単安定形ラッ
チングソレノイドでは、コイル13の径D₀と長さl₀との比
がl₀/D₀＞1.5に取られていたものが、本実施例により得
られたものの場合、l₁/D₁＝約1.0であっても従来と同様
の吸引力を実現することができるのである。

そして、このようにコイルの径に対して長さを短くし
ても吸引力を低下させることがないため、コイルの外形
寸法を小形化でき、この結果フレームの小形化も図れる
ことになり、ラッチングソレノイド全体の小形化が図れ
るのである。

なお、上記の実施例では、コイルの径と長さの比l₁/D
₁＝約1.0としたが、この比率は約1.0以下であればよ
く、特に限定されるものではない。また、全体的な寸法
についても、実施例のものに限定されることはない。焼
鈍条件についても特に実施例のものに限定されることは
なく、さらに高温にして短い時間で焼鈍することも可能
である。

さらに、固定鉄心やフレームに電磁用軟鉄材を用いる
ならばプランジャの吸引力をさらに向上させることがで
きることはいうまでもない。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、フレームとして圧延
方向に直角な線に沿って折り曲げられたものを使用して
いるため、折り曲げ成形時にクラックが入らず磁気断面
積を狭めることがなくて、この屈曲部分での磁気損失を
避けることができる。また、フレームに対して固定鉄心
を完全にかしめ固定しているため、固定鉄心とフレーム
との間に磁気ギャップが生じず、この点でも磁気損失の
ない磁気回路を構成できる。さらに、フレームに固定鉄
心を組み付けた後、これを焼鈍処理しているため、磁気
特性を向上させることができる。

一方、コイル部についても、比較的厚みのあるコイル
保持板でボビンパイプの両側を支持してコイルを巻装す
るため、コイルを強い張力を与えながら稠密に巻装する
ことができ、長さの短いコイル部であっても強い磁力発
生源とすることができる。

この結果、本発明により得られる単安定形ラッチング
ソレノイドでは、コイルの長さと径との比が約1.0以下
のものであっても吸引力を低下させることがなく、小形
にして所要の吸引力を持つ単安定形ラッチングソレノイ
ドの製造ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例により得られた単安定形ラ
ッチングソレノイドの斜視図、第２図は上記単安定形ラ
ッチングソレノイドの断面図、第３図は上記単安定形ラ
ッチングソレノイドの磁気回路図、第４図は上記単安定
形ラッチングソレノイドの動作説明図、第５図はタービ
ン式ガスメータの概略断面図、第６図は従来の単安定形
ラッチングソレノイドの斜視図、第７図は上記従来の単
安定形ラッチングソレノイドの断面図である。 19……フレーム、20……底部 21……取付け穴、22……固定鉄心 23……かしめ突起、24……永久磁石 25……コイル部、26……ボビンパイプ 28,29……コイル保持板 30……コイル、31……プランジャ 32……磁力線保持板 D₁……コイルの径、l₁……コイルの長さ W₁……フレームの幅、H₁……フレームの高さ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延金属板をその圧延方向に細長く切断し
てフレーム素材を得、このフレーム素材を圧延方向に直
角な線で折り曲げることにより断面略Ｕ字状のフレーム
を得、このフレームの底部に取付け穴を形成し、固定鉄
心の底部に突設したかしめ突起をこの取付け穴に挿入し
て叩き潰すことによりかしめ固定し、この後フレーム全
体を焼鈍処理し、金属製ボビンパイプの両端部に比較的
厚みのあるコイル保持板を配置して両コイル保持板間に
おいてコイルを密着巻装してその長さと径との比が約1:
1以下であるコイル部を形成し、このコイル部を前記フ
レーム内に組み付け、このフレームの開口側端部の内側
面に希土類永久磁石を取着し、この永久磁石に両端面が
密着するように磁力線保持板をフレームの開口部端縁に
固着し、前記コイル部のボビンパイプ内にプランジャを
挿入し、この磁力保持板にてスライド自在に支持するこ
とを特徴とする単安定形ラッチングソレノイドの製造方
法。