JP4237376B2 - 電磁デテントコイル装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルに生じる電磁力によって吸着プレートを２位置間で動かす電磁デテントコイル装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば油圧切換弁を駆動するアクチュエータとして、図４に示す電磁デテントコイル装置が用いられる。
【０００３】
これについて説明すると、電磁デテントコイル装置１は、コイル２に生じる電磁力により吸着プレート３を吸着するコア７を備え、吸着プレート３から延びる連結棒４を介して油圧切換弁の弁体を２位置間で駆動する。
【０００４】
コイル２を囲むコア７は磁性材によって形成され、吸着プレート３に接する吸着端面８を有する。コイル２に電流を流すと、コイル２に磁界が発生し、コア７と吸着プレート３は磁気誘導により互いに引き合う力が発生する。
【０００５】
図５に示すように、吸着プレート３がコア７の吸着端面８に当接した吸着位置にある状態では、吸着プレート３とコア７に渡ってコイル２の磁気回路が形成される。
【０００６】
図６に示すように、コイル２に電流が流れない状態では、図示しない弁体を付勢するバネ力により吸着プレート３がコア７から所定距離だけ離れたストロークエンド位置に保持される。
【０００７】
連結棒４の先端にはボルト５がナット６を介して締結される。吸着プレート３はボルト５に対して隙間を持って嵌合し、ナット６との間で軸方向に変位することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電磁デテントコイル装置１にあっては、次のような問題点があった。
（１）コイル２の電磁力が消えるのに伴って吸着プレート３が吸着位置からストロークエンド位置に高速で移動して停止すると、吸着プレート３がナット６に衝突し、両者の衝突部から金属粉が発生したり、強度の低下を招く可能性がある。
（２）図７に示すように、吸着プレート３がコア７に吸着されて移動する過渡状態で、コア７の吸引力のアンバランスによって倒れ、ボルト５等に当たる部位から金属磨耗粉が発生する可能性がある。
（３）吸着プレート３がボルト５のネジ山に摺接する構造のため、ネジ山によって吸着プレート３が削られ、金属磨耗粉が発生する可能性がある。
（４）連結棒４にボルト５をナット６を介して締結する際、ナット６と吸着プレート３の間隔をシム等を介して管理する必要があり、組み立て作業性が悪い。
【０００９】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、耐久性および生産性の高い電磁デテントコイル装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、可動体に連結される吸着プレートと、コイルに生じる電磁力により吸着プレートを吸着するコアとを備え、吸着プレートがコアに吸着される吸着位置とコアから離れるストロークエンド位置との間で移動する電磁デテントコイル装置に適用する。
【００１１】
そして、吸着プレートを可動体に対してその移動方向に変位可能に支持する支持手段と、吸着プレートが可動体に対してその移動方向に変位するのに伴って伸縮する緩衝バネとを備え、支持手段として可動体に螺合するボルトと、吸着プレートを摺動可能に嵌合させるガイドチューブとを備え、ボルトをガイドチューブを介して可動体に締結することを特徴とするものとした。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、ボルトは支持手段として吸着プレートの変位を係止し、緩衝バネが吸着プレートをボルトに押し付けることを特徴とするものとした。
【００１５】
第３の発明は、第１または２の発明において、吸着プレートはボルトに挿通する円筒状の円筒部と、円筒部からコアに対峙するように円盤状に拡がる円盤部とを有し、コアに対峙しない背後外周部を削除したことを特徴とするものとした。
【００１６】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、電磁デテントコイル装置は、電磁力により吸着プレートをコアに吸着し、電磁力が消えるのに伴って吸着プレートがコアから離れ、可動体が吸着プレートと共にストロークエンド位置に移動する。
【００１７】
吸着プレートがストロークエンド位置に停止するとき、吸着プレートの運動エネルギが緩衝バネの弾性エネルギに変換され、吸着プレートが可動体等に衝突することが防止される。この結果、衝突部から金属粉が発生することを回避でき、装置の耐久性を維持できる。
そして、ボルトはガイドチューブを介して可動体に締結されるため、ボルトの螺合位置がガイドチューブを介して決まり、従来装置のようにボルトの螺合位置をシム等を介して管理する必要がなく、組み立て作業性を改善して、生産性を高められる。
【００１８】
第２の発明によると、吸着プレートがコアに吸着されて移動する過渡状態では、吸着プレートが緩衝バネの付勢力によってボルトに係止されているため、コアの吸引力のアンバランスによって倒れることが防止され、ボルト等に当たる部位から金属磨耗粉が発生することを回避できる。
【００２１】
第３の発明によると、吸着プレートはその円盤部がコアに対峙して磁気回路を形成するため、吸着プレートに対するコアの吸着力が維持される。そして、吸着プレートはコアに対峙しない背後外周部が削除されるため、その軽量化がはかれる。吸着プレートを軽量化してその運動エネルギを小さくすることにより、緩衝バネの小型化がはかれ、さらに可動質量を削減することにより電磁デテントコイル装置の応答性を高められる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１に示す電磁デテントコイル装置１は図示しない油圧切換弁の弁体を２位置間で移動させるものである。連結棒４は油圧切換弁の弁体から延びており、本発明の可動体を構成する。連結棒４は油圧切換弁に備えられる図示しない戻しバネによって電磁デテントコイル装置１から離れるストロークエンド方向に付勢されている。
【００２４】
電磁デテントコイル装置１は、磁性材により円盤状に形成される吸着プレート３と、コイル２に生じる電磁力により吸着プレート３を吸着するコア７を備え、吸着プレート３をコア７に吸着される吸着位置とコア７から離れるストロークエンド位置との間で移動させる。
【００２５】
コイル２は線材を円筒状に巻回して形成され、コア７の内部に収装される。コア７はチューブ１４内に収装され、チューブ１４が油圧切換弁の図示しないハウジング側に固定される。コイル２はリード線１３を介して通電されることにより、コイル２の磁界が生じ、コア７を介して吸着プレート３を吸着する。
【００２６】
吸着プレート３はその断面が矩形となる円盤状に形成され、コア７との間でコイル２の磁気回路を形成する。
【００２７】
吸着プレート３は連結棒４の移動方向に変位可能に連結される。連結棒４に対する吸着プレート３の支持手段として、連結棒４に螺合するボルト５と、吸着プレート３を摺動可能に嵌合させるガイドチューブ１１とを備え、ボルト５がガイドチューブ１１を介して連結棒４に締結される。
【００２８】
図２に示すように、ガイドチューブ１１はボルト５の軸部５ｂに嵌合する円筒状をしており、ボルト５の頭部５ａと連結棒４の端面４ａの間に挟持される。ボルト５は連結棒４に螺合するネジ部５ｃを有するが、このネジ部５ｃがガイドチューブ１１に覆われる。
【００２９】
吸着プレート３は、ボルト５の頭部５ａを着座させる座面３ａと、ガイドチューブ１１に摺動可能に嵌合する穴３ｂと、緩衝バネ１２を着座させる座面３ｃとを有する。すなわち、ボルト５の頭部５ａは吸着プレート３の変位を係止する。
【００３０】
吸着プレート３と連結棒４の間に緩衝バネ１２が圧縮した状態で介装される。緩衝バネ１２は吸着プレート３をボルト５の頭部５ａに押し付け、吸着プレート３が連結棒４の移動方向に変位するのに伴って伸縮する。
【００３１】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００３２】
コイル２に通電された状態で手動により戻しバネに抗して連結棒４を吸着方向に移動すると、吸着プレート３がコア７に吸着される。
【００３３】
コイル２の通電が停止されコイル２に生じる電磁力が消えるのに伴って、戻しバネの付勢力によって吸着プレート３がコア７から離れ、連結棒４が吸着プレート３と共にストロークエンド位置に移動する。
【００３４】
吸着プレート３がストロークエンド方向に速度ｖで移動するとき、質量ｍの吸着プレート３には運動エネルギｍ×ｖ²／２が発生するが、吸着プレート３がストロークエンド位置に停止するとき、吸着プレート３の運動エネルギは、緩衝バネ１２の弾性エネルギｋ×Δｘ²／２（ｋ:緩衝バネ１２のバネ定数、Δｘ:撓み量）に変換される。こうして吸着プレート３がストロークエンド位置に停止するときに生じる衝撃は、緩衝バネ１２が収縮することによって吸収され、吸着プレート３が連結棒４に衝突することが防止される。この結果、衝突部から金属粉が発生することを回避でき、吸着プレート３等の強度を維持できる。
【００３５】
吸着プレート３がコア７に吸着されて移動する過渡状態では、吸着プレート３が緩衝バネ１２の付勢力によってボルト５の頭部５ａに押し付けられているため、コア７の吸引力のアンバランスによって倒れることが防止され、ボルト５等に当たる部位から金属磨耗粉が発生することを回避できる。
【００３６】
吸着プレート３はガイドチューブ１１に摺動可能に嵌合しているため、吸着プレート３がボルト５のネジ部５ｃに摺接せず、ネジ山によって吸着プレート３が削られることを回避できる。
【００３７】
ボルト５はガイドチューブ１１を介して連結棒４に締結されるため、ボルト５の螺合位置がガイドチューブ１１を介して決まり、従来装置のようにボルト５の螺合位置をシム等を介して管理する必要がなく、組み立て作業性を改善できる。
【００３８】
次に図３に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００３９】
吸着プレート３はガイドチューブ１１を摺動可能に嵌合させる円筒状の円筒部３ｄと、円筒部３ｄからコア７に対峙するように円盤状に拡がる円盤部３ｅとを有し、コア７に対峙しない背後外周部を削除する構造とする。
【００４０】
この場合、吸着プレート３はその円盤部３ｅがコア７に対峙して磁気回路を形成するため、吸着プレート３に対するコア７の吸着力が維持される。そして、吸着プレート３はコア７に対峙しない背後外周部が削除されるため、例えば数十ｇｒ程度の軽量化がはかれる。こうして吸着プレート３の質量が削減されて運動エネルギが小さくなることにより、緩衝バネ１２の小型化がはかれ、さらに可動質量を削減して電磁デテントコイル装置の応答性を高めることができる。
【００４１】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す電磁デテントコイル装置の断面図。
【図２】同じく図１の一部を拡大した断面図。
【図３】他の実施の形態を示す電磁デテントコイル装置の断面図。
【図４】従来例を示す電磁デテントコイル装置の断面図。
【図５】同じく吸着プレートが吸着位置にある状態を示す断面図。
【図６】同じく吸着プレートがストロークエンド位置にある状態を示す断面図。
【図７】同じく過渡状態を示す断面図。
【符号の説明】
１ 電磁デテントコイル装置
２ コイル
３ 吸着プレート
３ｄ 円筒部
３ｅ 円盤部
４ 連結棒（可動体）
５ ボルト
７ コア
１１ ガイドチューブ
１２ 緩衝バネ

Claims (3)

1. 可動体に連結される吸着プレートと、コイルに生じる電磁力により前記吸着プレートを吸着するコアとを備え、前記吸着プレートが前記コアに吸着される吸着位置と前記コアから離れるストロークエンド位置との間で移動する電磁デテントコイル装置において、前記吸着プレートを前記可動体に対してその移動方向に変位可能に支持する支持手段と、前記吸着プレートが前記可動体に対してその移動方向に変位するのに伴って伸縮する緩衝バネと、を備え、前記支持手段として前記可動体に螺合するボルトと、前記吸着プレートを摺動可能に嵌合させるガイドチューブとを備え、前記ボルトを前記ガイドチューブを介して前記可動体に締結することを特徴とする電磁デテントコイル装置。
2. 前記ボルトは前記支持手段として前記吸着プレートの変位を係止し、前記緩衝バネが前記吸着プレートを前記ボルトに押し付けることを特徴とする請求項１に記載の電磁デテントコイル装置。
3. 前記吸着プレートは前記ボルトに挿通する円筒状の円筒部と、前記円筒部から前記コアに対峙するように円盤状に拡がる円盤部とを有し、前記コアに対峙しない背後外周部を削除したことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁デテントコイル装置。

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