JPH02151006A - チューブ型電磁石における可動鉄心 - 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〕 この発明は可動鉄心がそれの進退方向を案内するように
したパイプの中に収められている構造のチューブ型電磁
石に関し、詳しくはそのようなチューブ型電磁石におけ
る可動鉄心に関する。

〔従来の技術〕

この種の電磁石においては、可動鉄心はその外周面がパ
イプの内面に接触しながら進退するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

可動鉄心が上記のような状態で進退すると、その進退軌
跡は安定する。しかし、その接触による摩擦力が可動鉄
心の動きを阻害する為、可動鉄心の進退の応答速度が遅
くなったり、比例制御弁の場合には、一定電流値での前
進時停止位置と後退時停止位置とに大きな相違量が生じ
たりする問題点があった。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、可動鉄心の進退がパイプによって
安定に案内され、しかもそのようなものであっても、パ
イプの内面に対する可動鉄心の摩擦力を著しく小さくで
きるようにしたチューブ型電磁石における可動鉄心を提
供することである。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的を達成する為に、本願発明は前記請求の範囲記
載の通りの手段を講じたものであって、その作用は次の
通りである。

〔作用〕

コイルに通電すると、それによって生ずる磁力によって
、可動鉄心は固定鉄心に向は吸引され、移動する。その
移動の場合、可動鉄心はその外周の凸部がパイプの内面
に接触して移動する。従って可動鉄心の移動の軌跡は安
定する。また接触による摩擦力は小さく、可動鉄心は軽
快に移動する。

〔実施例〕

以下本願の実施例を示す図面について説明する。

第１図乃至第３図において、本例のｔ磁弁用電磁石Ａは
、周知の弁本体Ｂに取付けることによって比例制御電磁
弁が形成されるようになっている。

上記弁本体Ｂは周知の構造のもので、１は液路（油路と
も呼ばれる）　　２はポート、３は第１図において左右
方向への移動が自在なスプールで、その移動によって弁
の開閉乃至弁の開度の増減が行なわれる。４はばね座５
を介してスプール３に戻し力を加えるようにしたスプー
ル戻しばねで、スプール３の左右両側（図面では右側の
みを示す）に配設されて常時はスプール３を第１図に示
すような中立位置に位置させるようになっている。

次に上記１を磁石Ａについて説明する。この電磁石Ａは
パイプ体Ｃを備え、その内部に可動鉄心を備える故チュ
ーブ形電磁石と呼ばれる。該電磁石は上記パイプ体Ｃと
、その周囲に抜差自在に配設された環状のコイル体りと
、上記パイプ体Ｃの開口部を塞ぐと共にコイル体りを固
定する為のキャンプＥとによって構成してある。

以下上記パイプ体Ｃについて説明する。７はパイプ体Ｃ
における固定鉄心で、純鉄、低炭素鋼などの磁性材料で
形成してある。８は固定鉄心７と一体のパイプで、可動
鉄心の収納用の部分である。

９はパイプ８における導磁部で、純鉄、低炭素鋼などの
磁性材料で形成してあり、一端を非磁性材料例えば銅系
統の金属で形成された磁気遮断部１０を介して上記固定
鉄心７における水平特性形成部７ｂに一体に接続してあ
る。１２は固定鉄心７に一材形成して具備された取付部
で、周囲には弁本体Ｂに対する螺着用の雄ねじ１３が形
成してある。１４は螺着操作用のレンチ掛は部である。

１６はスペーサで、残留磁気防止用のものであり、非磁
性材料（例えば非磁性ステンレス、黄ｗ４）で形成され
る。

次に１８はパイプ８の外周において前記キャンプＥとの
対向部に備えさせた連結用の雄ねじを示す。

次に２４はパイプの内部に具備されている可動鉄心で、
純鉄、低炭素鋼等の磁性材料で形成され、非磁性材料（
例えば非磁性ステンレス）で形成された作動力伝達用の
ピン２５が取付け（圧入又は接着）である。２４ａは液
体流通孔である。上記ピン２５は固定鉄心７に形成した
透孔７ａに貫通され、上記スプール３と対侍するように
なっている。２６は可動鉄心２４の外周面に備えさせた
凸部で、可動鉄心２４の外周面２４ｂとパイプ８の内面
８ａとの摩擦力を減少させる為のものであり、上記外周
面の２箇所に夫々はちまき状に備えである。またこの凸
部２６の頂面２６ａには非磁性メ・７キ例えば無電解ニ
ッケルメッキにッケル９０〜９２％、リン１０〜８％）
が施されて、パイプ８の内面８ａ　（導磁部９の内面）
との磁気的な吸着力が小さくなるようにしてある。尚そ
のメツキは上記頂面２６ａ以外の可動鉄心２４の表面２
４ｂの全域に施してあってもよい。第４図に示される上
記凸部２６の大きさＷ、Ｈは、幅Ｗは小さい程摩擦力を
小さくできるが摩耗による耐久性が低下する。従って、
必要な耐久性が得られる範囲で狭く　（例えば１〜２鶴
）形成するとよい、高さＨは、凸部２６以外の部分の可
動鉄心２４の表面２４ｂがパイプ８の内面８ａと接触し
ないだけの高さがあれば良い。しかじ高過ぎると上記表
面２４ｂと導磁部９の内面との磁気的空隙が大きくなる
為、それらの兼ね合いから、Ｏ，ＯＳ〜０．１　鰭程度
に定めるとよい、上記メツキの厚みは例えば５〜５０μ
鋼にするとよい、このメツキはパイプ８の内面に施して
もよい、上記凸部２６の形成は、例えば可動鉄心２４の
周面を旋削することによって行なう。

他の方法としては、上記メツキを凸部２６として必要な
厚みに形成し、それをもって凸部２６を構成してもよい
。上記凸部２６のうち最も固定鉄心７寄りの位置にある
凸部２６は第１図の拡大図に示されるように、可動鉄心
２４が最も固定鉄心７に近接したときにも磁気遮断部１
０には接触しないようにして、一般に耐摩耗性の低い材
料で形成される磁気遮断部１０の摩耗を防止するとよい
。上記のような凸部２６は、第３図に想像線で示す如き
箇所にも設けて３箇所にしたり、又はそれ以上であって
もよい。

次にコイル体りについて説明する。２７はコイル本体を
示し、ボビン２８にコイル巻線２９を巻装して構成して
ある。３０はリード線を示す。３１．３２は本体２７の
一端及び他端に沿わせて設けられたヨーク、３３は両ヨ
ーク３１．３２を磁気的に接続するヨークで、これらは
いずれも純鉄、低炭素鋼等の磁性材料で形成されており
、これらのヨーク３１〜３３は外部磁気回路体を構成す
る。３４は上記本体２７、ヨーク３１乃至３３を一体化
させている成形体で、ケースをも兼ねるものであり、周
知の耐熱性の高い熱硬化又は熱可塑性の注形樹脂が利用
してある。尚機械的強度を高める為、ガラス粉末が混入
される場合もある。３５はブッシングで、リード線３０
の引き出し部の保護用である。

次にキャンプＥについて説明する。該キャップＥは凹状
に形成され、３７は周側壁、３８は底壁を夫々示す。３
９は周側壁３７の内周面３７ａにおいて上記パイプ体と
の対向部に備えられた雌ねじで、前記樵ねじ１８と対応
形成してある。３７ｂはコイル体押圧部で、周側壁３７
の先端部をもって構成してある。

４０は液体漏れ防止用のパツキンで、０リングが用いで
ある。４１はエアー抜き孔で、上記内周面３７ａに開口
具備させである。４１ａはエアー抜き孔４１における外
部開口部で、周側壁３７の外周面に開口させである。底
壁３８の外面３８ａに開口させてもよい。

４５はコイル体りとキャンプ已におけるコイル体押圧部
３７ｂとの間に介在させた緩み止部材で、例えば波ワツ
シヤが用いである。４６は手動操作用のピンで、底壁３
８に螺合させてあり、自体に備える操作具眼合孔４６ａ
に操作具（例えばヘクスキー）を嵌合させ、それでもっ
て回すことによって可動鉄心２４に向は進退させ、それ
を押動させ得るようになっている。

次に上記ＴＬ磁弁の動作は次の通りである。リード線３
０を介してコイル巻線２９に通電すると、それによって
発生される磁束は可動鉄心２４、固定鉄心７、ヨーク３
１．３３．３２、導磁部９の経路を通る。

その結果、可動鉄心２４には固定鉄心７に向けての吸引
力が及ぶ。この吸引力によって、固定鉄心７の側に向け
て移動する。この移動の場合、凸部２６の頂面２６ａが
パイプ８の内面８ａに軽く当接（上記頂面２６ａを当接
面２６ａとも呼ぶ）し、可動鉄心２４は上記内面に対す
る可動鉄心２４の外周面２４ｂの位置が安定した状態で
移動する。またこの場合、上記内面８ａとは上記狭幅の
頂面が接触するのみで、そこで生ずる摩擦力は非常に小
さいから、可動鉄心２４は極めて円滑に移動する。上記
可動鉄心２４の移動力はピン２５を介してスプール３に
伝えられ、スプール３を移動させる。一方上記コイル巻
線２９への通電を断つと上記磁束が消滅する為、可動鉄
心２４は、スプール３が戻しばね４によって中立位置に
戻される力により、ピン２５を介して第１図に示される
ような位置まで戻される。

次に第５図は上記電磁石Ａの吸引力特性の一例を示すも
のである。前記通電時の可動鉄心２４の動作をこの特性
図に基づいて説明する。第５図において斜線はばね負荷
を示し、スプール戻しばね４によってスプール３に加え
られている力である。

実線の曲線は本例の、破線の曲線は従来品の夫々の特性
を示す。各曲線は夫々付記した電流の場合において可動
鉄心に加わる吸引力を示す。ストロークのＯｍｍは可動
鉄心が固定鉄心に最も接近した位置、ストロークの３　
ａｘは中立状態のスプールに可動鉄心２４のピン２５が
当接しているときの可動鉄心２４の位置である。未通電
状態からコイルに電流例えば０．８Ａを流すと、その電
流による磁力によって可動鉄心２４はばね負荷に抗して
固定鉄心７に向は前進しようとする。この場合凸部２６
の頂面２６ａとパイプ８の内面８ａの摩擦力は上記前進
に対し負荷として加わる。この為、可動鉄心２４を前進
させようとする力は上記磁力から上記摩擦力を差し引い
た力、即ち曲線ａで示される力となる。従って可動鉄心
はこの力とばね負荷とが均り合う点ｂ（ストローク１．
１　龍）まで前進して停止する（前進時停止位置）。

次に電流を１．ＯＡに増加する。すると上記の場合と同
様にして、可動鉄心２４に加わる力は曲線Ｃで示される
力となり、可動鉄心２４は点ｄまで前進して停止する。

次に電流を０．８Ａまで減少させる。するとその電流に
よる磁力は減少する為、可動鉄心２４はばね負荷によっ
て後退され始める。この場合、上記摩擦力はその後退に
対して負荷として加わる。即ちその方向は、電流による
磁力が可動鉄心２４を前進させようとする方向と同方向
である。この為、可動鉄心２４に対してその前進方向に
加わる力は、上記磁力に上記摩擦力を加えた力、即ち曲
線ｅで示される力となる。従って可動鉄心２４はこの力
とばね負荷とが均り合う点ｆ　（ストローク１．０５ｍ
ｍ）まで後退して停止する（後退時停止位置）。

このように、コイルに一定電流例えば０．８Ａを流した
場合における可動鉄心２４の前進時停止位置すと後退時
停止位置ｆとは掻めて近い（相違量Ｇｌ）尚凸部を有し
ない可動鉄心の場合、その外周面とパイプ内周面との摩
擦力が大きい為、上記曲線ａ。

ｅに対応する曲線は夫々ａ１．　ｅｌとなる。従って上
記前進時及び後退時停止位置は夫々ｂ’　（ストローク
１．１５龍）、ｆ’（ストローク１．０鶴）となり、両
者に大きな相違量Ｇ２が生ずる。

以上は比例制御弁を例にとって説明したが、可動鉄心の
吸着状態と解放状態のみとを有する１を磁石の場合には
、両状態間での可動鉄心の移動が摩擦力少なく軽快に行
なわれ、高速作動が可能となる。

次に本願の異なる実施例を示す第６．７図について説明
する。これらの図は凸部２６ｅの形態及びその形成手段
の異なる例を示すものである。

本例において凸部２６ｅは可動鉄心の周方向を等分割す
る位置に局所的に設けてあり、また各々はピンを可動鉄
心２４ｅに設けた孔４７に止着（例えば圧入、打込、接
着）することによって形成されている。

なお、機能上前図のものと同−又は均等構成と考えられ
る部分には、前回と同一の符号にアルファベットのｅを
付して重複する説明を省略した。

〔発明の効果〕

以上のように本発明にあっては、可動鉄心２４はパイプ
８内にあって、パイプ内面８ａにて案内されながら進退
するものであるから、可動鉄心２４の進退軌跡は安定す
る特長があり、伝動部材２５の進退方向に対応合致させ
得る利点がある。

また上記可動鉄心２４の進退どきは、可動鉄心２４の外
周に配設した複数の凸部２６の当接面２６ａをパイプ８
の内面８ａに当接させるだけであるから、可動鉄心の全
外周面に比較して当接面２６ａの合計面積を極めて小さ
く形成することができ、その結果、パイプ８の内面８ａ
に対する可動鉄心２４の摩擦力を掻めて小さなＬのにす
ることのできる効果がある。

このことは、可動鉄心の進退を軽快ならしめて、可動鉄
心２４の高連動化を可能にするは勿論のこと、比例制御
弁に通用した場合には、前記した、一定電流値での前進
時停止位置と後退時停止位置との相違量を減少ならしめ
得る等の有用性がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は電磁弁の縦
断面図、第２図は分解斜視図、第３図は可動鉄心の斜視
図、第４図はＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は吸引力特性
図、第６図は可動鉄心の異なる実施例を示す斜視図、第
７図は第６図の■−■線断面図。 ７・・・固定鉄心、８・・・パイプ、２４・可動鉄心、
２６・・・凸部。 第 図 第 図 ストロ−７く佑Ｐ） 第 図 ■ 第 ワ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　固定鉄心と、固定鉄心に向けての進退を自在にした可
   動鉄心と、上記可動鉄心を案内する為のパイプであって
   、一端が上記固定鉄心に連結され、内部には可動鉄心を
   内装してあるパイプと、上記可動鉄心を作動させる為に
   上記パイプの外周位置に配置させたコイルとからなるチ
   ューブ型電磁石において、上記可動鉄心の外周の複数個
   所には上記パイプ内面に当接させてパイプ内面に対する
   可動鉄心の外周面の位置を定める為の凸部を配設してい
   るチューブ型電磁石における可動鉄心。