JPH01198005A - 電磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固定コア、可動コアおよび電磁コイルを備え
た電磁石に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、電磁石は、固定コアと、これに対して進退する可
動コアと、この可動コアを作動させる電磁コイルとを備
え、電磁コイルへ電流が供給されることにより磁力が発
生し、スプリングの付勢力に抗して可動コアが固定コア
側へ吸引されて移動するようになっている。

このような電磁石では、可動コアを移動させる吸引力は
、可動コアの移動ストロークが大きくなるにつれて、次
第に増加していく、そのため、供給する電流が一定であ
ると、可動コアの移動ストロークに関係なく可動コアの
吸引力を一定に保つことはできなかった。

その対策として、第８図に示すように、固定コア２の端
部に、先端につれて細くなるテーパ部２ａを形成し、こ
のテーパ部２ａを可動コアｌの端部に嵌合させることに
より、可動コア１の移動ストロークに関係なく可動コア
１の吸引力を一定に保つようにしている（特公昭６１−
４１１２３号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この方法では、可動コア１の移動ストロ
ークが大きい側の吸引力をテーバ部２ａにより強制的に
下げることにより、吸引力をほぼ一定としているため、
必要な吸引力を得るためには大きな電磁コイルが必要で
あるという問題があった。

そこで、本発明は、可動コアの移動ストロークに関係な
く、一定の電流供給によって生じる電磁コイルの磁力に
よる可動コアの吸引力を一定に保つことができるととも
に、可動コアを移動させるために必要な磁力を小さくす
ることができる小型化の可能な電磁石を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、本発明では、固定コアの端
部に可動コアと嵌合するテーパ部を先端につれて細くな
るように形成し、電磁コイルに通電して可動コアを固定
コアに吸引させる電磁弁であって、可動コアと嵌合する
嵌合孔を有するプレート部材に先端につれて径が広がる
テーパ面を形成するとともに、可動コアに嵌合孔のテー
パ面に対応したテーパ部を設け、可動コアの所定ストロ
ーク範囲内において、可動コアに作用する吸引力を電磁
コイルに通電する一定電流に対してほぼ一定となるよう
にした。

〔実施例〕

以下図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図において、符号２は磁性体で形成された固定コア
で、固定コア２の外周には円筒状のボビン１３に巻線さ
れた電磁コイル５が配設されており、この電磁コイル５
にはリード線１２を介して電流が供給される。固定コア
２内には、軸方向に貫通孔が形成されており、この貫通
孔内にはシャフト１１が移動可能に通されている。シャ
フト１１の途中には大径部１１ａが形成されており、こ
の大径部１１ａには可動コア１が一体的に固着されてい
る。

固定コア２の一端には円板状の円板プレート３が絞めに
より固定されており、他端側には可動コア１と嵌合する
貫通孔４０を有する中間プレート４が配設されている。

また、円板プレート３と中間プレート４とは円筒状の円
筒ヨーク６によって電磁コイル５を外周より覆うように
連結されており、中間プレート４にはサイドプレート７
が固定されている。

シャフト１１は、非磁性材料で形成されるとともに、サ
イドプレート７内に配設された軸受８と、固定コア２０
貫通孔内に配設された軸受９とにより軸方向に往復動可
能に支承されている。シャフト１１および可動コア１は
スプリング１５によって第１図中左方へ付勢されるとと
もに、電磁コイル５に電流が供給されると発生する磁力
によって吸引されてスプリング１５の付勢力に抗して図
中右方へ移動する。なお、スプリング１５は、磁力によ
る可動コア１の移動ストロークが大きくなるにつれて、
可動コア１を図中左方へ付勢する付勢力が逐次小さくな
るように設定されている。また、可動コア１の図中左方
への最大移動はストッパ１４により規制されるとともに
、非磁性体で形成されたストッパ１０により可動コア１
が急激に移動しないようになっている。

固定コア２の端部には、可動コア１と嵌合するテーパ部
２ａが形成されており、このテーパ部２ａは先端につれ
て径が細くなるように形成されている。また、可動コア
１と嵌合する中間プレート４の貫通孔４０は、可動コア
ｌの外周と平行に形成された平行面４１と、この平行部
４１と連続して先端につれて径が大きくなるように形成
されたテーパ面４２とから構成され、可動コア１の端部
にはテーパ面４２と嵌合するテーパ部１ａが形成されて
いる。

次に、上記構成からなる本実施例の作動を説明する。電
磁コイル５に電流が供給されていない状態では、可動コ
ア１およびシャフト１１はスプリング１５により図中左
方へ付勢されており、第１図に示すようになっている。

この状態からリード線１２を介して電磁コイル５へ所定
の電流が供給されると、電磁コイル５は励磁されて、第
２図に示すように、固定コア２から円板プレート３、円
筒プレート６、中間プレート４および可動コア１を通っ
て固定コア２へ戻る磁路が形成される。そのため、固定
コア２と可動コア１との間および、可動コア１と中ｒ１
１プレート４との間に吸引力が生じ、可動コア１はスプ
リング１５の付勢力に抗して第１図中右方へ移動する。

ここで、固定コア２と可動コアｌとの間に生じる吸引力
は、可動コア１が固定コア２のテーバ部りａ内に位置す
る場合には、第３図に示す固定コア２のテーパ部２ａの
寸法比ｆｆｉ／Ｌによって決定することができ、第４図
に示すように寸法比ｌ／Ｌを大きくすれば可動コア１の
移動ストロークに伴う吸引力は小さくなる。

一方、可動コアｌと中間プレート４との間に生じる吸引
力は、中間プレート４のテーパ面４２と可動コア１のテ
ーパ部１ａとが平行となるように対応して形成されてい
るので、可動コアｌの移動ストロークにつれて、中間プ
レート４のテーパ面４２と可動コアｌのテーパ部１ａと
のエアギャップが小さくなり、その吸引力は増加する。

そのため、可動コア１は、固定コア２のテーパ部２ａの
寸法比１ｔ／Ｌによって決定される吸引力と、中間プレ
ート４のテーパ面４２と可動コア１のテーパ部１ａとに
より生じる吸引力とによって吸引され、スプリング１５
の付勢力とつり合う位置まで移動し、その位置で停止す
る。

第５図は、本実施例において、電磁コイル５へ供給する
電流■を種々変化させた実験結果であり、スプリング１
５の弾性特性は実線Ａで示されている。第５図に示すよ
うに、電流Ｉを変化させることにより、可動コアｌのス
プリング１５とのつり合い位置（交点Ｂｌ　ｒ　　Ｂｇ
　＊　・・・・・・、Ｂ、）を変化させることができる
。

また、第６図は一定電流値における吸引特性を示すもの
であり、実線が本実施例の特性を示し、鎖線および一点
鎖線は従来技術の特性を示している。鎖線および一点鎖
線で示す従来技術は第８図に示すような固定コア２のテ
ーパ部２ａのみを形成したもので、鎖線は可動コアｌの
移動ストロークが大きい側の吸引力をテーパ部２ａの形
状を変え強制的に下げることにより、吸引力を可動コア
ｌの移動ストロークに関係なく一定としたもので、−点
鎖線はストロークが大きい側の吸引力を下げない場合を
示す。

第６図から明らかなように、本実施例によれば、固定コ
ア２にテーパ部２ａを形成するとともに、中間プレート
４にテーパ面４２、可動コアｌにテーパ部１ａを形成す
るという簡易な構成で、一定の電流供給に対する電磁コ
イル５による可動コイル１の吸引力を移動ストロークに
関係なく一定にすることができるとともに、可動コアｌ
の吸引力を増加させることができる。そのため、可動コ
ア１を移動させるために必要とする磁力が小さくてすみ
、電磁コイル５を小型化することができる。

なお、本発明者らが試験研究を行ったところ、第１図に
示す実施例では、可動コアｌの移動ストロークが３閣で
、中間プレート４のテニバ面４２および可動コアｌのテ
ーパ部１ａのテーパ角度を軸線に対して２５６〜４５°
に設定することにより、一定電流に対してほぼ一定の吸
引力が得られることが確認された。

なお、本発明は前記実施例１に限定されるものではなく
、その主旨を逸脱しない限り種々変形可能であり、第７
図に示すように、可動コア、１のテーパ部１ａは別体と
して、圧入により連結固定するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、固定コアの端部
にテーパ部を形成するとともに、プレート部材にテーパ
面を形成し、可動コアにテーパ部を設けるという簡易な
構成で、一定の電流供給に対する電磁コイルによる可動
コアの吸引力を、可動コアの移動ストロークに関係なく
一定にすることができるとともに、可動コアの吸引力を
増加させることができる。そのため、可動コアを移動さ
せるために必要とする磁力は小さくてすみ、電磁コイル
を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例に関するもので、第１
図は本実施例の構成を示す断面図、第２図は本実施例の
磁路を示す断面図、第３図は本実施例の固定コア２のテ
ーパ部２ａ部分の拡大図、第４図は本実施例の固定コア
２のテーパ部２ａの寸法比１／Ｌと吸引力との関係を示
す図、第５図は本実施例の電磁コイル５へ供給する電流
Ｉを変化させた場合における可動コアｌの移動ストロー
クと吸引力との関係を示す図、第６図は一定電流値にお
ける移動ストロークと吸引力との関係を示す図、第７図
は本発明の他の実施例を示す断面図、第８図は従来の電
磁石を示す断面図である。 １・・・可動コア、ｌａ・・・テーパ部、２・・・固定
コア。 ２ａ・・・テーパ部、３・・・円板プレート、４・・・
中間プレート（プレート部材）、４０・・・貫通孔（嵌
合孔）。 ４１・・・平行面、４２・・・テーパ面、訃・・電磁コ
イル。 ６・・・円筒プレート、７・・・サイドプレート、８．
９・・・軸受、１１・・・シャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定コアの端部に可動コアと嵌合するテーパ部を先端に
   つれて細くなるように形成し、電磁コイルに通電して前
   記可動コアを前記固定コアに吸引させる電磁石であって
   、前記可動コアと嵌合する嵌合孔を有するプレート部材
   に先端につれて径が広がるテーパ面を形成するとともに
   、前記可動コアに前記嵌合孔のテーパ面に対応したテー
   パ部を設け、前記可動コアの所定ストローク範囲内にお
   いて、前記可動コアに作用する吸引力を電磁コイルに通
   電する一定電流に対してほぼ一定となるようにした電磁
   石。