JPH0666288U - プランジャ型電磁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作回数の寿命を、従来の数万〜数十万回だ
ったのを一千万回以上に高めること。 【構成】 固定鉄芯５に巻かれた電磁コイル１の磁気的
吸引力により、プランジャを構成する可動鉄芯８がスリ
ーブ３の内側を往復動するようになっている。上記スリ
ーブ３は、上下両端がフランジ４と固定鉄芯５に固定さ
れ且つヨーク２に固定されており、可動鉄芯８にねじ込
んで一体化された可動軸７は、フランジ４に固定された
可動軸ガイド９によって、角柱部７ａが軸方向に案内さ
れ、且つ鍔７ｂを介して圧縮スプリング１０によって上
方に付勢されている。スプリング１０の内側に設置され
たストッパ１１により、電磁コイル１に通電したとき、
可動鉄芯８が固定鉄芯５に吸い付いて密着する直前に停
止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プランジャ型電磁石を使用する電磁駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のプランジャ型電磁駆動装置は、図３（ａ）に示すように、電磁コイル１ がヨーク２に包まれた形になっており、該電磁コイル１の中心部に取付けられる スリーブ３には、上下両端部にフランジ４と固定鉄芯５がそれぞれロー付けなど の適当な手段で固定され、該スリーブ３はまた、固定鉄芯５のおねじと固定ナッ ト６によりヨーク２に固定されている。

【０００３】 一方、可動軸７は、可動鉄芯８にねじ込まれて一体に連結されており、また、 該可動軸７の中間部は角柱７ａに加工されていて、同図（ｂ）に示すような四角 穴９ａが穿設され且つフランジ４にボルト９ｂ（中心軸で図示されている。）を 介して取付けられた可動軸ガイド９に、摺動可能に嵌入され、該可動軸７の軸方 向の往復動を案内している。また、スプリング１０は、コイル形の圧縮ばねから なり、可動軸７の鍔７ｂと可動軸ガイド９との間に取付けられ、電磁コイル１の 通電時の磁気的吸引力に抗して付勢されている。

【０００４】 次に、作用について説明すると、電磁コイル１に通電されていない図示の状態 で、可動軸７はスプリング１０によって上端位置に保持されている。このため、 可動鉄芯８と固定鉄芯５の間には、図示のような隙間ｃが存在している。

【０００５】 次いで、電磁コイル１に通電すると、発生した磁力線の作用によって可動鉄芯 ８は固定鉄芯５に吸い付けられてゆくが、可動鉄芯８に取付けられた可動軸７も 、角柱部７ｂが可動軸ガイド９の角穴９ａに案内されて、回転せずに固定鉄芯５ の方向に移動する。この時、スプリング１０は可動軸７の（図で下向きの）移動 によって縮められて付勢される。 この状態で電磁コイル１の通電を止めると、可動鉄芯８と可動軸７は、スプリ ング１０の復元力によって上昇し、図示の位置に戻る。

【０００６】 図４は、可動鉄芯８の先端角度θによって、ストロークに対応する吸引力がど のように変化するかの一般例を説明する、縦軸に吸引力、横軸にストロークをと って示した比較線図である。

【０００７】 一般に、吸引開始時の吸引力は、この機構にとって、確実な動作をさせるとい う意味で重要である。ストロークが約３ｍｍ以上の場合は、図４の先端４５°の 可動鉄芯８−１のように、先端角度が９０°未満が採用される。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来のプランジャ型電磁駆動装置には、次のような問題点があった。 （ｉ）電磁コイル１に通電して、可動鉄芯８が固定鉄芯５に吸い付けられると きに、可動鉄芯８の先端テーパ凸部と固定鉄芯５のテーパ凹部がこすれながら動 作するため、可動鉄芯８の停止位置（図３では下方端）がバラついてしまうとい う問題点があった。

【０００９】 （ii）一般に可動鉄芯８と固定鉄芯５の材質には、残留磁気を少なくするとい う目的から、両方とも純鉄かそれに近いものが使用される。このため、上記（ｉ ）で可動鉄芯８が吸い付けられた時には同種材料の摩擦によるカジリ現象が発生 して停止位置のバラツキと共に、電磁コイルの通電を止めても、可動鉄芯８が上 昇しないという問題の発生することがある。

【００１０】 （iii)上記（ｉ）と（ii）の現象のために、可動鉄芯８又は固定鉄芯５の削ら れた粉（鉄粉）が発生するが、この粉も磁性を帯びるため、可動鉄芯８又は固定 鉄芯５に付着する。これによって、上記（ｉ）の停止位置のバラツキや、（ii） のカジリの原因ともなるという問題点がある。

【００１１】 （iv）上記（ｉ）〜（iii)の問題のため、従来のものの動作回数の寿命（問題 を発生するまでの回数）は、数万〜数十万回であった。

【００１２】 本考案は、上記した従来技術の問題点を解決するもので、動作回数の寿命を一 千万回以上にするプランジャ型電磁駆動装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案は、固定鉄芯に巻かれた電磁コイルの磁 気的吸引力を用いて、プランジャを構成する可動鉄芯を往復動させるようにした プランジャ型電磁駆動装置において、可動鉄芯の停止位置を一定に制限するスト ッパを静止部側に設けて、可動鉄芯を固定鉄芯に接触させないようにすると共に 、可動鉄芯を軸方向に案内する軸受を静止部側に設けて、可動鉄芯を電磁コイル の中心部に取付けたスリーブ内面に接触させないようにしたことを特徴としてい る。

【００１４】 上記ストッパは、可動鉄芯に一体に連結された可動軸と、該可動側の外側に設 けられ電磁コイルの磁気的吸引力に抗して付勢されたコイルスプリングとの間に 、該可動軸に設けられた鍔と対向して静止部側に載置された筒形のスリーブによ って構成したことを特徴とし、また、上記軸受は、可動鉄芯に一体に連結された 可動軸に角柱部を設け、該角柱部に嵌合する角穴を有する可動軸ガイドによって 構成し、同様に、上記可動軸を丸軸に形成し、該丸軸に嵌合する丸穴を有する軸 方向用ベアリングを設置し、該丸軸に回転止め部材を取付けて軸受を構成したこ とを特徴としている。

【００１５】

【作用】

上記のように構成されているので、電磁コイルに通電した時、発生した磁力線 の作用によって可動鉄芯が固定鉄芯に吸い付けられてゆく途中で、可動鉄芯に連 結された可動軸の鍔がストッパの上端に当るため、可動鉄芯は固定鉄芯とは接触 しないで停止する。従って、可動鉄芯の停止位置がバラつくこともなく、また、 両鉄芯の接触に基づく上記した問題点も生じない。

【００１６】 また、可動鉄芯は軸受によって軸方向に案内されるので、該可動鉄芯がスリー ブ内面に接触することが防止される。 これによって、動作回数の寿命を一千万回以上にすることが可能となる。

【００１７】

【実施例】

次に、本考案の実施例を図面と共に説明する。 図１（ａ）は、本考案の一実施例を示すプランジャ型電磁駆動装置の縦断面図 、同図（ｂ）は要部平面図であって、図中、図３（ａ）（ｂ）に記載した符号と 同一の符号は同一ないし同類部分を示すものとする。

【００１８】 図において、電磁コイル１はヨーク２に包まれた形になっており、該電磁コイ ル１の中心部に取付けられるスリーブ３には、両端部にフランジ４と固定鉄芯５ がそれぞれロー付けなどの適当な手段で固定され、該スリーブ３はまた、固定鉄 芯５のおねじと固定ナット６によりヨーク２に固定されている。

【００１９】 一方、可動軸７は、可動鉄芯８にねじ込まれて一体に連結されており、また、 該可動軸７の中間部は角柱７ａに加工されていて、同図（ｂ）に示すような四角 穴９ａが穿設され且つフランジ４にボルト９ｂ（中心軸で図示されている。）を 介して取付けられた可動軸ガイド９に、摺動可能に嵌入され、該可動軸７の軸方 向の往復動を案内している。また、スプリング１０は、コイル形の圧縮ばねから なり、可動軸７の鍔７ｂと可動軸ガイド９との間に取付けられ、電磁コイル１の 通電時の磁気的吸引力に抗して付勢されていることは従来例（図３）と変りはな いが、本実施例では、特に、筒形のストッパ１１が、上記スプリング１０と可動 軸７との間に、固定せずに設置されている。

【００２０】 次に、作用について説明すると、電磁コイル１に通電されていない図示の状態 で、可動軸７はスプリング１０によって上端位置に保持されている。このため、 可動鉄芯８と固定鉄芯５の間には、図示のような隙間ｃが存在している。

【００２１】 次いで、電磁コイル１に通電すると、発生した磁力線の作用によって可動鉄芯 ８は固定鉄芯５に吸い付けられてゆくが、可動鉄芯８に取付けられた可動軸７も 、角柱部７ｂが可動軸ガイド９の角穴９ａに案内されて、回転せずに固定鉄芯５ の方向に移動する。

【００２２】 移動する途中で、可動軸７の鍔７ｂがストッパ１１の端部に当るため、可動鉄 芯８は固定鉄芯５とは接触しないで停止する。この時、スプリング１０は圧縮さ れて付勢される。 この状態で電磁コイル１の通電を止めると、可動鉄芯８と可動軸７は、スプリ ング１０の復元力によって上昇し、図示の位置に戻る。

【００２３】 上記した実施例において、ストッパ１１をスプリング１０の内側に設置してコ ンパクトにまとめる形とした構造について説明したが、上記の代りに、スリーブ ３内部や可動軸７の上方部に設けてもよい。

【００２４】 同様に、可動鉄芯８をスリーブ３の内面に接触させないように軸方向に案内す る軸受として、可動軸ガイド９をフランジ４に固定して設ける構造について説明 したが、該軸受をスリーブの内部や可動軸７の上方部に設けてもよい。

【００２５】 また、可動軸７を軸方向に案内する軸受手段として、角柱部７ａと角穴９以外 にも種々の設計変更が可能である。図２は、その一例を示す要部説明図であって 、可動軸７を断面丸形の丸軸に形成し、該丸軸７に嵌合する丸穴１２ａを有する 軸方向用ベアリング１２を設置し、該丸軸７の回転を止めるために、上端部７ｃ を、一端を軸１３に支持された揺動レバー１４の他端に、ピン７ｄを介して連結 して、可動鉄芯８を軸方向に案内する軸受を構成している。

【００２６】 また、本考案の電磁駆動装置は、鉄芯が移動する方式の、直流式のみならず交 流式などの電磁駆動装置すべてに適用することができ、動作回数寿命を大巾に向 上させることができるものである。なお、交流式の場合、可動鉄芯と固定鉄芯と の間にクリアランスが存在するとコイルの発熱につながるために、交流式に使用 するには、電圧，電流等に注意が必要である。

【００２７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、固定鉄芯に巻かれた電磁コイルの磁気 的吸引力を用いて、プランジャを構成する可動鉄芯を往復動させるようにしたプ ランジャ型電磁駆動装置において、可動鉄芯の停止位置を一定に制限するストッ パを静止部側に設けると共に、可動鉄芯を軸方向に案内する軸受を静止部側に設 けたことにより、プランジャ型電磁駆動装置の電磁コイルに通電した時に、可動 鉄芯が固定鉄芯に接触する直前に停止させることができると共に、軸受により可 動鉄芯がスリーブ内面に接触することが防止できるので、両鉄芯の接触に基づく 前記した問題点も生ぜず、一千万回以上の動作回数の寿命を確保することが可能 となる。

【００２８】 また、可動鉄芯に連結された可動軸と、該可動側の外側に設けられ電磁コイル の磁気的吸引力に抗して付勢されたコイルスプリングとの間に、該可動軸に設け られた鍔と対向して筒形のスリーブを静止部側に載置して設けてストッパを構成 したことにより、装置全体をコンパクトに構成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示し、（ａ）は縦断面図、
（ｂ）は要部平面図である。

【図２】本考案の他の実施例を示す要部説明図である。

【図３】従来例を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は要
部平面図である。

【図４】可動鉄芯の先端角度による、磁気的吸引力とス
トロークとの関係の変化を示す比較線図である。

【符号の説明】

１ 電磁コイル ２ ヨーク ３ スリーブ ４ フランジ ５ 固定鉄芯 ６ 固定ナット ７ 可動軸 ７ａ 角柱部 ８ 可動鉄芯 ９ 可動軸ガイド ９ａ 角穴 １０ スプリング １１ ストッパ １２ 軸方向用ベアリング １２ａ 丸穴 １４ 揺動レバー

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定鉄芯に巻かれた電磁コイルの磁気的
   吸引力を用いて、プランジャを構成する可動鉄芯を往復
   動させるようにしたプランジャ型電磁駆動装置におい
   て、可動鉄芯の停止位置を一定に制限するストッパを静
   止部側に設けて、可動鉄芯を固定鉄芯に接触させないよ
   うにすると共に、可動鉄芯を軸方向に案内する軸受を静
   止部側に設けて、可動鉄芯を電磁コイルの中心部に取付
   けたスリーブ内面に接触させないようにしたことを特徴
   とするプランジャ型電磁駆動装置。
2. 【請求項２】 可動鉄芯に一体に連結された可動軸と、
   該可動側の外側に設けられ電磁コイルの磁気的吸引力に
   抗して付勢されたコイルスプリングとの間に、該可動軸
   に設けられた鍔と対向して筒形のスリーブを静止部側に
   載置して設けてストッパを構成したことを特徴とする請
   求項１記載のプランジャ型電磁駆動装置。
3. 【請求項３】 可動鉄芯に一体に連結された可動軸に角
   柱部を設け、該角柱部に嵌合する角穴を有する可動軸ガ
   イドを設置して軸受を構成したことを特徴とする請求項
   １記載のプランジャ型電磁駆動装置。
4. 【請求項４】 可動鉄芯に一体に連結された可動軸を丸
   軸に形成し、該丸軸に嵌合する丸穴を有する軸方向用ベ
   アリングを設置し、該丸軸に回転止め部材を取付けて軸
   受を構成したことを特徴とする請求項１記載のプランジ
   ャ型電磁駆動装置。