JPH09306731A - 電磁石 - Google Patents

電磁石

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JPH09306731A
JPH09306731A JP12365196A JP12365196A JPH09306731A JP H09306731 A JPH09306731 A JP H09306731A JP 12365196 A JP12365196 A JP 12365196A JP 12365196 A JP12365196 A JP 12365196A JP H09306731 A JPH09306731 A JP H09306731A
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JP
Japan
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iron core
movable
electromagnet
fixed
fixed iron
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JP12365196A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Okita
俊秋 沖田
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Sanmei Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanmei Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動鉄心と固定鉄心のストロークの大きい位
置で、吸引力を大きくすることのできる電磁石を提供す
ること。 【解決手段】 電磁石Sは固定鉄心51と可動鉄心52
とを備えている。可動鉄心52には、可動鉄心本体部5
2aから固定鉄心51側に向かって、小径の段状凸部5
2bと、段状凸部52bより大きい中径の段状凸部52
cと、が形成されている。固定鉄心51には、固定鉄心
本体部51aの可動鉄心52側に、小径の段状凹部51
bと、段状凹部51bより大きい中径の段状凹部51c
と、が形成されている。そして、コイルが通電される、
固定鉄心51の段状凹部51bに、可動鉄心52の段状
凸部が嵌合され始めると磁束はそれぞれ分散され、スト
ロークの大きい位置で吸引力を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、コイル体内に配
設される固定鉄心と、固定鉄心に対して移動可能に配設
される可動鉄心と、を備えて構成される電磁石に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、電磁石は、図7に示されるよう
に、例えば、電磁制御弁B1内で次のように構成されて
いる。
【0003】電磁石S1は、弁体40に連結され、本体
ケース2と、パイプ体10と、環状のコイル体20と、
コイル体20を固定するためのキャップ体30とを備え
て構成されている。本体ケース2は、外周回路体を構成
するヨーク3、4、5が一体形成されて構成され、リー
ド線に接続される外部接続棒6が外周の一部に配設され
ている。
【0004】パイプ体10は、コイル体20内に配設さ
れる固定鉄心11と、固定鉄心11に対して移動可能な
可動鉄心12と、可動鉄心12に取り付けられ固定鉄心
11内を摺動するピン13と、可動鉄心12を案内する
磁性パイプ14、非磁性パイプ15と、を備えて構成さ
れている。可動鉄心12にはスリット状のオイル溝16
が2か所形成され、ピン13の外周には、オイルの通路
としての切欠面17が対向するように2か所形成されて
いる。
【0005】コイル体20は、ケース2内に配設される
ボビン21と、ボビン21に巻回されるコイル22とを
備えて構成されている。
【0006】キャップ体30は、パイプ14の後部に形
成されるおねじに螺合されて取り付けられるキャップ3
1と、キャップ31の後部に取り付けられる手動操作ピ
ン32と、を備えて構成されている。
【0007】このように構成された電磁石S1は、パイ
プ体10のピン13の先端にスプール41を取り付け、
コイル22を通電することによって、固定鉄心11に可
動鉄心12を吸引させ、スプール41を移動させる。そ
して、スプール41の移動によって、弁体40内で形成
される流路42に流れるエアあるいは油の流量を調整す
ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電磁石
は、可動鉄心12の固定鉄心11側の先端部(図中、左
方向)に1段の凸部12aが形成され、固定鉄心11の
可動鉄心12側の先端部(図中、右方向)に、可動鉄心
12の凸部12aが嵌合できるように1段の凹部11a
が形成されている。そして、コイル22が励磁される
と、磁束が固定鉄心11、可動鉄心12間に流れ、可動
鉄心12が固定鉄心11側に接近する。可動鉄心12の
凸部12aは最初、固定鉄心11の先端部より離れて位
置され、可動鉄心12の移動に伴って徐々に固定鉄心1
1に近づいてくる。そして、可動鉄心12の凸部12a
のエッジ部12bが固定鉄心11の凹部11aのエッジ
部11bに最接近し、その後、可動鉄心12は、可動鉄
心12の凸部12aが固定鉄心11の凹部11b内に嵌
合されながら左方向に移動される。一般に、磁束の流れ
は固定鉄心11が可動鉄心に近づくに従って集中するた
め吸引力も大きくなる(図6のグラフ参照)。そして、
可動鉄心12の凸部12aが固定鉄心11の凹部11a
に最接近する時点で、磁束は急激に集中し、吸引力が大
きくなる。
【0009】しかし、固定鉄心11の凹部11aのエッ
ジ部11bと可動鉄心12の凸部12aのエッジ部12
bとが最接近する時点(固定鉄心11と可動鉄心12と
のストロークが約4.0mmの位置)では、そのエッジ
11b、12b間に流れる磁束は飽和しやすく、吸引力
特性は図6の破線で示されるように、ストローク4mm
あたりからストローク0間で略直線状に表される。そし
て、この位置は弁の切り換わり位置になり、吸引力が小
さいと弁の切り替わりが微妙になり、場合によっては弁
の作動に悪影響を与える。
【0010】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、可動鉄心と固定鉄心とのストロークの大きい位置
で、吸引力を大きくすることのできる電磁石を提供する
ことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明にかかわる電磁
石では、上述の課題を解決するために以下の構成にする
ものである。即ち、コイル体内に配設される固定鉄心
と、前記コイル体内で前記固定鉄心に対して移動可能に
配設される可動鉄心と、を備えて構成される電磁石であ
って、前記可動鉄心あるいは前記固定鉄心のいずれか一
方に、少なくとも2段以上の段状凸部が形成され、他方
に段状凸部に対応するように段状凹部が形成されている
ことを特徴とするものである。
【0012】またこの電磁石は、コイル体内に配設され
る固定鉄心と、前記コイル体内で前記固定鉄心に対して
移動可能に配設される可動鉄心と、を備えて構成される
電磁石であって、前記可動鉄心が、前記コイル体内を摺
動する本体部と、前記本体部の前記固定鉄心側に前記本
体部より突出するように形成される小径・中径からなる
2段の段状凸部と、を備えて形成され、前記固定鉄心
が、前記可動鉄心側から、前記可動鉄心の段状凸部に対
応するように小径・中径からなる2段の段状凹部が形成
されていることを特徴とするものである。
【0013】さらに、この電磁石は、コイル体内に配設
される固定鉄心と、前記コイル体内で前記固定鉄心に対
して移動可能に配設される可動鉄心と、を備えて構成さ
れる電磁石であって、前記固定鉄心が、本体部と、前記
本体部の前記可動鉄心側に前記本体部より突出するよう
に形成される小径・中径からなる2段の段状凸部と、を
備えて形成され、前記可動鉄心が、前記固定鉄心側か
ら、前記固定鉄心の段状凸部に対応するように小径・中
径からなる2段の段状凹部が形成されていることを特徴
とするものであってもよい。
【0014】また、前記可動鉄心もしくは固定鉄心に形
成される小径の段状凸部の突出長さが、前記可動鉄心も
しくは固定鉄心に形成される中径の段状凸部の突出長さ
より小さく形成されていることを特徴とするものであっ
てもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。
【0016】なお、本形態の電磁石Sの説明にあたって
は、本体ケース2、ヨーク3、4、5、コイル体20、
キャップ体30は従来の電磁石S1と同様であるため、
符号を同一とし、構成の説明は省略する。
【0017】図1において、パイプ体50は、コイル体
30内に配設される固定鉄心51と、固定鉄心51の軸
穴に支持され移動可能なピン53と、固定鉄心51に対
して移動可能な可動鉄心52と、コイル体30内及び可
動鉄心52の外周面に嵌合される磁性パイプ54、非磁
性パイプ55とを備えて構成されている。可動鉄心52
にはスリット状のオイル溝56が2か所形成され、ピン
53の外周面に、オイルの通路としての切欠面57が対
向するように2か所形成されている。
【0018】可動鉄心52には、図2に示されるよう
に、可動鉄心本体部52aから固定鉄心51側に向かっ
て、小径の段状凸部52bと、段状凸部52bより大き
い中径の段状凸部52cと、が形成されている。
【0019】固定鉄心51には、固定鉄心本体部51a
の可動鉄心52側に、小径の段状凹部51bと、段状凹
部51bより大きい中径の段状凹部51cと、が形成さ
れている。そして、固定鉄心51の段状凹部51bは、
可動鉄心52の段状凸部52bが嵌合されるため、該段
状凸部52bより僅かに大きく形成され、固定鉄心51
の段状凹部51cは、可動鉄心52の段状凸部52cが
嵌合されるため、該段状凸部52cより僅かに大きく形
成されている。
【0020】また、固定鉄心51の段状凹部51bの深
さは、可動鉄心52の段状凸部52bの高さ(突出長
さ)と略同寸法H1に形成され、固定鉄心51の段状凹
部51bの端面から固定鉄心の本体部51aの端面まで
の深さは、可動鉄心52の段状凸部52cの端面から可
動鉄心本体部52aの端面までの高さ(突出長さ)と略
同一寸法H2に形成されている。
【0021】このように形成される電磁石Sにおいて、
コイル22に通電されるとヨーク3、4、5及び固定鉄
心51、可動鉄心52に磁束が流れ可動鉄心52が固定
鉄心51に対して近づくように移動される。可動鉄心5
2が固定鉄心51に接近し、可動鉄心52の段状凸部5
2bが、固定鉄心51の段状凹部51bに嵌合されるよ
うになると、磁束は、固定鉄心51の段状凹部51bの
端面と側面から可動鉄心52の段状凸部52bの端面と
側面間に流れる磁束J1、J2と、固定鉄心51の段状
凹部51cから可動鉄心52の段状凸部52c間に流れ
る磁束J3に分散される。分散される磁束はそれぞれ飽
和されず、固定鉄心51の可動鉄心52に対する吸引力
はJ1、J2、J3、の総和分に相当する。
【0022】これによる吸引力特性は、図5に示される
グラフによって表される。このグラフでは、本形態によ
る電磁石Sの特性は実線で示され、従来の電磁石S1の
特性は破線で示される。本形態の電磁石Sは、従来の電
磁石S1に比べて、固定鉄心51と可動鉄心52とのス
トロークが大きい位置で全体的に吸引力が大きく、さら
に前記ストロークが約2mmのあたりで、ほぼ20kg
fの吸引力が得られる。この2mmの位置は、ちょうど
可動鉄心52の段状凸部52bが固定鉄心51の段状凹
部51bに嵌合を始める位置にあたり、20kgfの吸
引力は、弁体40のスプール41が切り換わるための安
定した力になる。これを従来の電磁石S1と比較する
と、20kgfの吸引力が得られるストロークは0.8
mmあたりになり、可動鉄心の段状凸部52bが固定鉄
心51の段状凹部51bの奥先端(図中左側)近くにな
る。これによって、磁束は分散される方が飽和されずに
集中されることがわかる。
【0023】図3は別の形態を示すものであり、固定鉄
心61に、本体部61aから突出するように、小径の段
状凸部61bと、中径の段状凸部61cが形成され、可
動鉄心52の本体部62aに、小径の段状凹部62b、
中径の段状凹部62cが形成され、図2の場合と全く逆
に形成されている。作用は前述と同様であり、グラフも
同様に表される。
【0024】図4は、可動鉄心52の小径の段状凸部5
2bの突出長さが前述の形態と異なるものを示すもので
あり、その吸引力特性は図6のグラフによって示され
る。前述の形態では、小径の段状凸部52bの突出長さ
H1は中径の段状凸部52cの突出長さH2と略同寸法
に設定するものであるが、小径の段状凸部52bの突出
長さが中径の段状凸部の突出長さより小さくすると、そ
の吸引力特性が変化する。例えば、段状凸部52bの突
出長さH3が、図2のものより略2/3である場合は、
特に、可動鉄心52と固定鉄心51とのストロークが2
mm以内において吸引力を維持したい場合に適し、スト
ローク2mm以内でさらに吸引力を上げようとする場合
には、段状凸部52bの突出長さH4を、図2のものよ
り略1/3の長さに設定すればよいことが試験結果によ
り明らかになっている。
【0025】段状と凸部の突出長さを決定する場合は、
弁の負荷特性によって変わってくるため、弁を選定する
時に適宜に決めることができる。いずれにしても、スト
ロークの大きい位置において吸引力を上げるとともに、
特に弁切り換わり時における吸引力の向上することがで
きる。
【0026】なお、吸引力特性の変化は、上記に限ら
ず、例えば、中径の段状凸部52cの突出長さを変える
ことによっても可能であり、さらに小径の段状凸部52
b、中径の段状凸部52cの外径を変えることによって
も得られる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、電磁石を構成する可動
鉄心あるいは固定鉄心のいずれか一方に、少なくとも2
段以上の段状凸部が形成され、他方に段状凸部に対応す
るように段状凹部が形成されているので、可動鉄心が固
定鉄心に接近する際に磁束が分散され、分散される磁束
群が集中されるので、磁束の飽和がなくなり大きいスト
ロークで吸引力を向上することができる。従って、安定
した弁の切り換わりが行なわれる。
【0028】さらに、前記可動鉄心あるいは前記固定鉄
心のいずれかの小径の段状凸部の突出長さを変えること
によって、吸引力特性を変化させるので、弁の負荷特性
に合わせてその突出長さを決めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による電磁石を示す断面
【図2】図1における可動鉄心と固定鉄心の詳細を示す
【図3】同可動鉄心と固定鉄心の別の形態を示す図
【図4】同可動鉄心と固定鉄心の別の形態を示す図
【図5】吸引力特性を示すグラフ
【図6】可動鉄心と固定鉄心の別の形態による吸引力特
性を示すグラフ
【図7】従来の電磁石を示す断面図
【符号の説明】
20…コイル体 51、61…固定鉄心 51a、61a…固定鉄心本体部 51b、62b…小径の段状凹部 51c、62c…中径の段状凹部 52、62…可動鉄心 52a、62a…可動鉄心本体部 52b、61b…小径の段状凸部 52c、61c…中径の段状凸部 S…電磁石 J1、J2、J3…磁束

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コイル体内に配設される固定鉄心と、前
    記コイル体内で前記固定鉄心に対して移動可能に配設さ
    れる可動鉄心と、を備えて構成される電磁石であって、 前記可動鉄心あるいは前記固定鉄心のいずれか一方に、
    少なくとも2段以上の段状凸部が形成され、他方に段状
    凸部に対応するように段状凹部が形成されていることを
    特徴とする電磁石。
  2. 【請求項2】 コイル体内に配設される固定鉄心と、前
    記コイル体内で前記固定鉄心に対して移動可能に配設さ
    れる可動鉄心と、を備えて構成される電磁石であって、 前記可動鉄心が、前記コイル体内を摺動する本体部と、
    前記本体部の前記固定鉄心側に前記本体部より突出する
    ように形成される小径・中径からなる2段の段状凸部
    と、を備えて形成され、 前記固定鉄心が、前記可動鉄心側から、前記可動鉄心の
    段状凸部に対応するように小径・中径からなる2段の段
    状凹部が形成されていることを特徴とする電磁石。
  3. 【請求項3】 コイル体内に配設される固定鉄心と、前
    記コイル体内で前記固定鉄心に対して移動可能に配設さ
    れる可動鉄心と、を備えて構成される電磁石であって、 前記固定鉄心が、本体部と、前記本体部の前記可動鉄心
    側に前記本体部より突出するように形成される小径・中
    径からなる2段の段状凸部と、を備えて形成され、 前記可動鉄心が、前記固定鉄心側から、前記固定鉄心の
    段状凸部に対応するように小径・中径からなる2段の段
    状凹部が形成されていることを特徴とする電磁石。
  4. 【請求項4】 前記可動鉄心もしくは固定鉄心に形成さ
    れる小径の段状凸部の突出長さが、前記可動鉄心もしく
    は固定鉄心に形成される中径の段状凸部の突出長さより
    小さく形成されることを特徴とする請求項2もしくは請
    求項3記載の電磁石。
JP12365196A 1996-05-17 1996-05-17 電磁石 Pending JPH09306731A (ja)

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