JPH0119372Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この考案は電磁アクチユエータ、例えば電磁弁
等に使用される電磁アクチユエータの改良に関す
る。 従来の電磁アクチユエータとしては第１図に示
すようなものが知られている（例えば特開昭55−
123069号公報参照）。同図において１は有底円筒
状のケースであり、このケース１内にはコイル２
が巻回されたコア３が固定されている。コア３と
ケース１の底壁面との間には該コア３に対して接
近、離隔移動可能なアマチユア（以下、可動鉄片
４）が配設されており、該可動鉄片４にはその先
端部がケース１より突出する作動ロツド５が固着
されている。詳しくは、円板状の可動鉄片４は作
動ロツド５のフランジ５ａにねじ６結合されてお
り、その一端面４ａはコア３の内端面３ａと対向
して配置されている。作動ロツド５はその中間軸
部がコア３の軸孔７を遊貫し、その基端はケース
１の底壁に固定されたストツパ８に対向して配設
されている。９は作動ロツド５をストツパ８に向
かつて付勢するスプリングであり、このスプリン
グ９は作動ロツド５の先端部に固着されたフラン
ジ部材１０と固定部材１１との間に介装されてい
る。なお、１２は電源とコイル２とを接続するリ
ード線である。 したがつて、この電磁アクチユエータは、通電
により生じたコイル２の起磁力によりコア３およ
び可動鉄片４を磁化し、可動鉄片４を主磁極（コ
ア３の内端面３ａ）に引付ける結果、作動ロツド
５を駆動（図中下動）することになる。また、コ
イル２への非通電時はスプリング９により作動ロ
ツド５はストツパ８に当接し、可動鉄片４はコア
３より離隔している。このとき、主磁極（コア３
の内端面３ａ）と作用極（可動鉄片４の一端面４
ａ）との間隙（ストローク）はシム１３により調
節されている。 しかし、このような電磁アクチユエータにあつ
ては、コイルの起磁力を一定とすると、可動鉄片
を吸引する電磁力は、互いに対向配置された主磁
極面と作用極面の面積によつて決定される構成と
なつていたため、大きな電磁力を得たい場合には
上記両磁極面の面積を大きくする必要が生じ、電
磁アクチユエータ自体の外形が大きくなつてしま
うという問題点が生じていた。 かかる問題点を解決しようとするものとして
は、例えば特開昭56−49674号公報に記載のもの
がある。このものは、円周方向に突出しかつ軸方
向に間隔を置いて設けられた複数の磁極体と、こ
れらの磁極体のうち隣接する磁極体を電流が供給
されたとき互いに反対の極性に帯磁させる巻線と
を有するステータ機構と、環状をなし前記ステー
タ機構を囲みその内周面に前記ステータ機構の磁
極体と対応して補完的に磁極体が設けられたアマ
チユアとで構成された電磁装置において、前記ス
テータ機構は互いに面接触する中心部が設けられ
たステータ部の積み重ねと、磁極体を形成するリ
ム部とからなり、またアマチユアはそれぞれが一
つの磁極体を形成する環状部の積み重ねからな
り、前記ステータ機構とアマチユアとが順次交互
に組み立てられている。この場合、上記ステータ
機構上に上記アマチユアを被せる方法で組み立て
ることはできないから、上記アマチユアとステー
タ機構とを順次交互に組み立てることが必要にな
る。 しかしながら、このような従来の電磁アクチユ
エータにあつては、ステータ機構とアマチユア
は、各々ステータ部と環状部の積層構造となつて
おり、ステータ機構とアマチユアとを順次交互に
組み立てる構成となつていたため、組み立てに非
常に手間がかかることに加え、ステータ機構とア
マチユアのクリアランスを一定にでき難く精度向
上を図ることは困難であつた。 この考案はこのような従来の問題点に着目して
なされたもので、コイルが巻回されたコアと、コ
アに吸引される可動鉄片と、可動鉄片に連動する
作動ロツドと、を備えた電磁アクチユエータにお
いて、上記コアの主磁極と可動鉄片の作用極とを
中心軸方向に多段に対向配置し、かつ、これらの
両極を扇形に一体形成することにより、上記問題
点を解決することを目的としている。 以下、この考案を図面に基づいて説明する。 第２〜第６図はこの考案の一実施例を示すもの
である。まず、構成を説明する。第２図におい
て、２１は有底円筒形のケースであり、このケー
ス２１内にはコア２２が配置、収納されている。
コア２２は、ケース２１の軸線と同一軸線を有す
る軸部２３と、ケース２１の開口端部に螺着され
る取付フランジ部２４と、軸部２３の両側に水平
に突出する複数の主磁極部２５と、を有してい
る。これらの主磁極部２５は、第４ａ図に示すよ
うに、軸部２３の中心軸線（コア２２の中心軸
線）と垂直な平面内で左右対称の（一対の）扇形
（扇形の中心角は略直角である）に形成され、か
つ、第４ｂ図に示すように、該中心軸線方向に等
間隔に複数段設けられている。これらの各段の主
磁極部２５間の軸部２３にはそれぞれコイル２６
が巻付けられており（軸部２３には複数段のコイ
ル２６が巻付けられている）、これらの複数段の
コイル２６は各段交互に順逆方向に巻付けられて
いる。２７は軸部２３および取付フランジ部２４
に形成された貫通孔であり、この貫通孔２７は軸
部２３の中心軸線方向に延在してその両端は軸部
２３の上端面および取付フランジ部２４の下端面
にそれぞれ開口している。また、第２図中、２８
は電源とコイル２６とを接続するリード線であ
る。このようにコア２２により閉止されたケース
２１内には、一体にねじ結合されたアマチユア
（以下、可動鉄片３０）および作動ロツド３１が
収納されており、この可動鉄片３０および作動ロ
ツド３１は一体となつて該ケース２１内でその中
心軸線方向に（第２図中上下方向に）往復動可能
に設けられている。可動鉄片３０は、第２，３図
に示すように、前記コア２２を包み込むように大
略円筒状に形成されており、コア２２の中心軸線
と同一の中心軸線を有する円筒部３２と、この円
筒部３２から内方に向かつて水平に突出する複数
の作用極部３３と、を有している。これらの作用
極部３３は、第５ａ図に示すように、円筒部３２
からその中心軸線に対して垂直な平面内で左右対
称の（一対の）扇形（中心角は略直角）に形成さ
れ、かつ、第５ｂ図に示すように、該中心軸線方
向に等間隔に複数段形成されている。すなわち、
これらの作用極部３３は前記主磁極部２５と同一
形状で、同一段数設けられ、これらの両極部２
５，３３は所定間隔（ストローク）離れて対向す
るように配置されている。作動ロツド３１の上部
フランジ３４にはねじ３５によつて可動鉄片３０
の上端部が固着されており、また、その中間軸部
３６はコア２２の貫通孔２７に遊貫されてその下
端はケース２１より下方に突出している。また、
３７はケース２１の底壁部（第２図中上端部）に
シム３８を介して固定されたストツパであり、こ
のストツパ３７には作動ロツド３１の上端が当接
可能になされている。なお、３９は作動ロツド３
１の上端部が挿入されるストツパ孔であり、この
ストツパ孔３９の側壁には、作動ロツド３１の上
端部にその軸方向に沿つて形成された突起部４０
に係合して作動ロツド３１の軸回りの位置決めを
する溝４１が形成されている。ケース２１より突
出した作動ロツド３１の下端部にはフランジ４２
が固着されており、このフランジ４２と固定部材
４３との間にはスプリング４４が介装されてい
る。すなわち、このスプリング４４に付勢された
作動ロツド３１がストツパ３７に当接することに
より前記両磁極部２５，３３間の間隙（ストロー
ク）は所定値に保持されている。なお、このスト
ロークは前記シム３８の厚さを変更することによ
り調節する。また、この電磁アクチユエータを電
磁弁に使用する場合は作動ロツド３１の先端部を
弁体に連結する。 次に作用について説明する。 まず、コイル２６の通電時について説明する。
コイル２６への通電によりコイル２６に起磁力が
生じ、可動鉄片３０の作用極部３３をコア２２の
主磁極部２５に引付ける方向の電磁力が生じる。
この結果、作動ロツド３１はスプリング４４に抗
して駆動（第２図中下動）される。このとき、第
６ａ図に示すように、コイル２６が各段交互に順
逆方向に巻回されているため、隣合うコイル２６
に流れる電流の方向は互いに逆になり磁束の流れ
は同図中二点鎖線で示す方向になる。なお、各コ
イル２６間にはほとんど相互誘導は生じない。こ
こで、第６ｂ図に示す従来の電磁アクチユエータ
とこの実施例での電磁アクチユエータ（第６ａ
図）とを比較する。その結果、次表に示すよう
に、コイルの全巻数Ｎ、作用面（working face）
の総面積nSおよび電磁力Ｆを両アクチユエータ
において同一とすると、この考案ではコイル２６
への電流は従来よりもｎ倍流す必要があるが、時
定数から明らかなように応答性はn²倍向上し、さ
らに、ケース２１の外径は大幅に小さくなる。

【表】 次に、コイル２６の非通電時について説明する
と、コイル２６に起磁力が生じないため、コア２
２に可動鉄片３０を引付ける吸引力が生じず、作
動ロツド３１がスプリング４４に付勢されること
により可動鉄片３０はコア２２より離隔する。す
なわち、作動ロツド３１は第２図中上方へ移動し
て、主磁極部２５と作用極部３３との間には所定
の間隙が形成される。 また、この電磁アクチユエータの組み立てにあ
つてコア２２と可動鉄片３０との組み付けは、可
動鉄片３０内に、それぞれ扇形に形成された両磁
極部２５，３３が重ならないように、コア２２を
挿入して、その後、コア２２をその軸回りに回動
して両磁極部２５，３３が重なり合うように（対
向するように）配置する。すなわち、扇形するこ
とによりコア２２と可動鉄片３０との組み付けが
極めて容易となる。 なお、上述の実施例にあつては両磁極部２５，
３３を各段において左右対称に一対（二葉）形成
しているが、この考案にあつては各一対に限られ
ることなく、これらの両磁極部２５，３３を単葉
あるいは三葉以上で形成する場合もある。 さらに、この電磁アクチユエータの用途は前述
した電磁弁の他に往復動用アクチユエータその他
がある。 以上説明してきたように、この考案によれば、
その構成を、扇形に形成された複数段の主磁極を
一体形成したコアと、該コアの各段の主磁極間
に、その巻回方向が各段交互に順逆となるように
巻回されたコイルと、該コアの各主磁極と所定間
隔離隔して対向配置される複数の作用極を一体形
成した可動鉄片と、該可動鉄片に連結された作動
ロツドと、を備え、前記作用極にはコアの軸方向
からのコアの挿入を許容する開口部を設けた電磁
アクチユエータとしたため、所定の電磁力を得る
のに該アクチユエータの外径を大幅に小さくする
ことができる。また、その組み立てが容易であ
り、かつ、応答性が極めて良好な電磁アクチユエ
ータを得ることができる。 さらに、従来例のようにステータ機構とアマチ
ユア（それぞれ本実施例の主磁極２５と作用極３
３に相当）とを順次交互に組み立てるのではな
く、主磁極２５とコア２２および作用極３３と可
動鉄片３０は各々別々に一体形成されているため
両者のクリアランスを一定にすることができ、精
度を格段に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電磁アクチユエータを示すその
縦断面図、第２図はこの考案に係る電磁アクチユ
エータの一実施例を示すその縦断面図、第３図は
同アクチユエータの要部を示す一部破断斜視図、
第４図は同アクチユエータのコアを示すもので同
ａ図は平面図、同ｂ図は縦断面図、第５図は同じ
くアクチユエータの可動鉄片を示す第４図と同様
の図、第６図は同実施例の作用を示すもので同ａ
図はこの考案に係るもの、同ｂ図は従来に係るも
のである。 ２２……コア、２５……主磁極、２６……コイ
ル、３０……可動鉄片、３１……作動ロツド、３
３……作用極。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 扇型に形成された複数段の主磁極を一体形成し
   たコアと、該コアの各段の主磁極間に、その巻回
   方向が各段交互に順逆となるように巻回されたコ
   イルと、該コアの各主磁極と所定間隔離隔して対
   向配置される複数の作用極を一体形成した可動鉄
   片と、該可動鉄片に連結された作動ロツドと、を
   備え、前記作用極にはコアの軸方向からのコアの
   挿入を許容する開口部を設けたことを特徴とする
   電磁アクチユエータ。