JPH11307341A - 電磁マグネットのヨーク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気特性の優れた電磁マグネットのヨークを
製造することを目的とする。 【解決手段】 中空筒状の軸部材２３ｂと中央部に挿通
孔３０を有する周壁部材２３ａを、炭素含有率がねずみ
鋳鉄に含有されている炭素量の約１／１５以下の含有率
である磁性金属鋼にて製作し、かつ、前記軸部材２３ｂ
の外周面には所定深さの段差部４６を形成し、この段差
部４６に前記周壁部材２３ａの挿通孔３０を当接して両
者をかしめ接合することにより、電磁マグネット１０ａ
のヨーク２３の製造を可能としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁マグネットの
コイル周囲に磁路を形成するためのヨークと該ヨークを
製造する方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、巻上機を駆動する電動機
のブレーキ装置に使用する電磁マグネットは、そのヨー
クを図９に示すように、鋳物砂からなる鋳型を用いた鋳
造作業によって製作していた。前記鋳造を行う場合、図
９（ａ）に示す下型１に、鋳造する製品の型枠となる木
型２を配置し、この木型２の周囲に十分な成型性を有す
る鋳物砂３を充填して突き固める。この後、前記木型２
を下型１から取出すことによって、前記鋳物砂３は木型
２の形状をそのまま正確に下型１にうつし取った状態で
鋳型４を形成する。

【０００３】つづいて、図示しない木型によって湯溜り
５，湯道６等の湯口系を鋳物砂３にて形成した上型７を
図９（ｂ）に示すように、下型１上に乗載し、前記湯溜
り５から鋳物の溶湯８を鋳型４内に注ぎ込む。このと
き、溶湯８には適正な強度維持と、湯流れを良好に保つ
うえから一般に、炭素含有率が３〜３．３％程度のねず
み鋳鉄を使用していた。

【０００４】前記湯溜り５から注湯した溶湯８は、湯道
６を通って鋳型４内に流れ込み、鋳型４に充填される。
そして、鋳型４内に充満した溶湯８が凝固し冷却したら
鋳型４内の鋳物を下型１から取り出し、その鋳物の鋳造
時に付着した表面の砂や酸化物等の排除と、突起部分の
研磨処理等を行って、例えば、図１０に示すような図示
しない巻上機等のブレーキ装置９に使用する電磁マグネ
ット１０のヨーク１１を形成していた。

【０００５】次に、図１０により電磁マグネット１０を
使用した前記ブレーキ装置９の概略構成を説明する。図
１０において、１２はヨーク１１の中央に形成された円
柱孔１３にボス部１２ａを進退可能に挿入した可動鉄心
で、前記円柱孔１３を設けてヨーク１１と一体に形成し
た固定鉄心１４の基部に、圧縮バネ１５を介して常時固
定鉄心１４から遠ざかる方向に付勢された状態で取付け
られている。１６は前記図示しない巻上機等を駆動する
電動機１７の回転子軸１８先端に装着したブレーキディ
スクで、その外周縁の可動鉄心１２と対応する側面には
制動用のブレーキパッド１９が止着され、前記電磁マグ
ネット１０のコイル２０を励磁・消磁することにより駆
動する可動鉄心１２と接離して、電動機１７に制動力を
付与したり解除したりする。

【０００６】前記電磁マグネット１０の組立に際して
は、ヨーク１１内にコイル２０を挿入して樹脂モールド
を行う。次に固定鉄心１４の円柱孔１３に圧縮バネ１５
を挿入したら、可動鉄心１２のボス部１２ａを前記円柱
孔１３に挿入することにより、前記可動鉄心１２は固定
鉄心１４の円柱孔１３に進退可能に、かつ、ヨーク１１
の周縁に形成した取付孔２１に挿入した取付突起２２に
て回動不能に取付けられて電磁マグネット１０を形成す
る。

【０００７】そして、前記コイル２０が通電により励磁
されると、可動鉄心１２は圧縮バネ１５の付勢力に抗し
てコイル２０の吸引作用によって固定鉄心１４側（右
方）へ移動して、ブレーキディスク１６のブレーキパッ
ド１９から離反する。これにより電動機１７はその制動
が解除されて回転し前記図示しない巻上機を駆動する。

【０００８】また、コイル２０への通電を断つと、可動
鉄心１２はその吸引作用が解かれ、圧縮バネ１５の付勢
力によりブレーキディスク１６のブレーキパッド１９に
衝接して電動機１７に制動力を付与し、その回転を停止
させていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】然るに、前記ヨーク１
１を図示しない例えば、巻上機の駆動源となる電動機１
７のブレーキ装置９に使用する電磁マグネット１０に用
いた場合、前記電磁マグネット１０は巻上機に吊持され
る重量物の重量に抗して電動機１７に制動力を付与した
り、解放しなければならないため、大きな吸引力を必要
としていた。ところが、前記電磁マグネット１０に使用
するヨーク１１は、鋳型への鋳込みの際その湯流れ等を
良くするために、ねずみ鋳鉄はその炭素含有率が３〜
３．３％程度のものを使用していたが、コイル２０を励
磁したとき、ヨーク１１に発生する磁束密度は、炭素含
有量が多くなるに伴って順次低下し、前記可動鉄心１２
を所要の吸引力で吸引することが困難であった。

【００１０】そこで、前記問題点を解決するために、例
えば、可動鉄心１２に充分な吸引力を付与するため、電
磁マグネット１０の起磁力＝ＮＩ（Ｎはコイル２０の巻
数、Ｉはコイル２０に流れる電流の積の値を示す）を大
きく設定することが考えられるが、この場合は、コイル
２０の巻数Ｎを増加させることは、電磁マグネット１０
の大型化を招くことは必定となり、また、コイル２０に
通電する電流の積の値Ｉを大きくすることは、前記コイ
ル２０のジュール熱Ｉ₁ ² Ｒ（Ｒは電磁マグネットの直
流抵抗、Ｉ₁ はコイルの励磁電流）を増加させてコイル
２０自体が発熱により焼損してしまうといった問題があ
った。

【００１１】本発明は、前記問題点に鑑みて、電磁マグ
ネットの大型化やコイルの発熱等の問題を解消させた磁
気および吸引特性に優れた電磁マグネットのヨークとそ
の製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の電磁マグネット
のヨークは、中空筒状の軸部材と中央部に挿通孔を有す
る有底筒状の周壁部材とを、炭素含有量がねずみ鋳鉄に
含有されている炭素量の約１／１５以下の含有率である
磁性金属鋼にて形成し、前記軸部材の頂部を周壁部材の
挿通孔に嵌合し、かつ、かしめ手段にて周壁部材に止着
して構成したことを特徴とする。

【００１３】また、本発明の電磁マグネットのヨークの
一部を構成する軸部材は、固定鉄心として使用され、こ
の固定鉄心に可動鉄心が吸引されたとき、該可動鉄心と
固定鉄心との間に所定の間隙を形成するように構成した
ことを特徴とする。

【００１４】さらに、本発明の電磁マグネットのヨーク
を製造する方法は、磁性金属鋼板を円形に打抜き、か
つ、その中央部に円状の挿通孔を穿孔する工程と、前記
挿通孔を穿孔した円形状の磁性金属鋼板を所定の曲率で
曲成加工する工程と、前記曲成加工した磁性金属鋼板の
外周縁をコイルを包囲する長さで直角に折曲して有底円
筒状の側壁部を有する周壁部材を成形加工する工程と、
磁性金属鋼をその外周面に段差部を設けて中空円筒状の
軸部材を形成する工程と、前記有底筒状に成形した周壁
部材の挿通孔に中空円筒状に形成した軸部材の段差部を
衝合し、かつ、前記挿通孔から突出する軸部材の頂部外
周縁を複数箇所押潰して軸部材を周壁部材にかしめ接合
する工程とを備えたことを特徴とする。

【００１５】本発明は、前記のように電磁マグネットの
ヨークを、炭素含有量がねずみ鋳鉄に含有されている炭
素量の約１／１５以下程度の含有率である金属材料を用
いて製作するようにしたので、該ヨークを電磁マグネッ
トのヨークとして使用した場合、その磁気特性は良好と
なり、充分な吸引力を得て可動鉄心を作動させることが
できる。

【００１６】また、本発明の電磁マグネットのヨーク
は、固定鉄心を構成する軸部材に可動鉄心を吸引させた
とき、前記可動鉄心と固定鉄心との間に所定の間隙が形
成するようにしたので、電磁マグネットの磁気回路にお
けるインダクタンスは小さくなり、コイルへの通電を停
止した場合、可動鉄心は残留磁気の影響による吸引動作
を継続することなく瞬時に釈放動作を行うことを可能と
した。

【００１７】また、前記ヨークは鋼板を帽子状に押圧成
形して形成した周壁部材と、中空円筒状に形成した軸部
材をかしめ接合することによって電磁マグネットのヨー
クを形成するようにしたので、前記ヨークをその製造工
程において連続作業により生産することが可能となり、
しかも、前記ヨークを鋳型成形した場合のように、その
表面を特別に研磨処理する工程を必要としないので、電
磁マグネットにおけるヨークの生産性を著しく向上させ
るとともに、その製造原価を効果的に低減することがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図８によって説明する。なお、図１において図１
０に示す従来と同一箇所は同一符号を付して説明する。
図１は、例えば、図１０に示す巻上機等のブレーキ装置
９に使用する電磁マグネット１０の従来のヨーク１１に
代えて用いるヨーク２３を示す縦断面図であり、このヨ
ーク２３は、ＪＩＳＧ３１３１に示されている熱間圧延
軟鋼板（ＳＰＨＣ）からなる周壁部材２３ａと、ＪＩＳ
Ｇ３１０２に示されている機械構造用炭素鋼（Ｓ２０
Ｃ）からなる固定鉄心１４ａを構成する軸部材２３ｂと
によって構成されている。つづいて、前記熱間圧延軟鋼
板（ＳＰＨＣ）と機械構造用炭素鋼（Ｓ２０Ｃ）の性質
について説明する。

【００１９】ヨーク２３の周壁部材２３ａを形成する熱
間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）は、炭素（Ｃ）の含有率が
０．１５％以下であり、これは鋳造時に鋳型に流し込む
ねずみ鋳鉄の炭素含有率（３〜３．３％）に比べて１／
２０程度に相当するものである。一般的に炭素含有量の
少ない軟鋼は磁気特性に優れており、前記熱間圧延軟鋼
板（ＳＰＨＣ）によって構成したヨーク２３は、発生す
る磁束密度が従来の鋳型成形品に使用されるねずみ鋳鉄
と比較して飛躍的に増加する。

【００２０】また、前記熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）は
非常に曲げ性に優れた素材であり、外力による加工変形
に耐え、製品に要求される強度と加工精度を保持するこ
とが可能な素材であるため、プレス加工に適した材料で
ある。

【００２１】前記ヨーク２３の軸部材２３ｂを形成する
機械構造用炭素鋼（Ｓ２０Ｃ）は、炭素の含有率が０．
１８〜０．２３％で、これも前記鋳造の際に使用される
ねずみ鋳鉄の炭素含有率（３〜３．３％）と比較して約
１／１５程度に相当するため、その磁気特性はねずみ鋳
鉄に比して十分良好である。また、前記機械構造用炭素
鋼（Ｓ２０Ｃ）は硬度が高いため、構造物の軸芯として
使用するのに非常に適した素材である。

【００２２】次に、前記図１に示す電磁マグネット１０
ａのヨーク２３を製造する場合について説明する。図２
は所定の板厚を有する単一の熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨ
Ｃ）２４を、その外枠形状が円形の打抜装置２５によっ
て打抜加工する状態を上方から示す図であり、前記打抜
装置２５は図３に縦断面図で示すように、中央部に先端
が尖鋭化された円形の打抜ポンチ２６が下方（熱間圧延
軟鋼板（ＳＰＨＣ）２４側）に向けて備えられ、また、
前記打抜装置２５の外周縁には鋭い刃角を有する円形の
剪断切刃２７が、前記打抜ポンチ２６と一体となって具
備されている。

【００２３】一方、前記熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）２
４を乗載する第１の枠型２８は、前記打抜装置２５の打
抜ポンチ２６，剪断切刃２７と対応する位置で、これら
打抜ポンチ２６，剪断切刃２７を遊嵌する嵌合溝２９が
形成されており、この枠型２８上に前記熱間圧延軟鋼板
（ＳＰＨＣ）２４を載置し、打抜装置２５を図３（ａ）
に示す位置から同図（ｂ）に示す位置まで降下駆動させ
て、前記熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）２４を打抜加工す
ると、前記熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）２４は、その中
央部に固定鉄心１４ａを止着する円形の挿通孔３０を穿
孔した円形薄板３１を形成する。

【００２４】そして、前記挿通孔３０を穿孔した円形薄
板３１は、ヨーク２３の製造に際し最初に、図４（ａ）
に示すように、すり鉢状に曲成した成形穴３２を有する
第２の枠型３３上に該成形穴３２を跨ぐようにして乗載
し、円形薄板３１の上方から、図４（ｂ）に示すよう
に、先端が前記成形穴３２と同等の曲率を備えて略球面
状に構成した押圧体３４を図示しないプレス等の押圧手
段によって押圧降下する。この結果、前記円形薄板３１
は図４（ｂ）に示すように、押圧体３４により枠型３３
の成形穴３２内に押込まれ、所定の曲率で曲げ加工（湾
曲成形）される（図４（ｂ）参照）。

【００２５】つづいて、前記曲げ加工された円形薄板３
１は、図５（ａ）に示す中央部に一段深い円形溝３５を
形成した円状の成形穴３６を有する第３の枠型３７上
に、前記成形穴３６を跨いで載置し、前工程の湾曲成形
時と同様、成形穴３６と合致するように形成した凸形押
圧体３８を、図示しないプレス等の押圧手段により押圧
降下し、前記湾曲成形した円形薄板３１を枠型３７の成
形穴３６内に嵌合させる（図５（ｂ）参照）。

【００２６】このとき、前記円形薄板３１は前工程によ
って所定の曲率で湾曲成形されているので、図５（ａ）
に示す凸型押圧体３８を枠型３７の成形穴３６内に嵌合
する際、前記円形薄板３１は事前に成形穴３６側に押圧
される方向に曲成しやすい状態に湾曲されているため、
良好に成形穴３６内に嵌合させることができる。

【００２７】なお、前記凸型押圧体３８を成形穴３６内
に押圧降下するときは、成形穴３６上に跨がって載置し
た円形薄板３１が図５（ａ）に示す左右方向にずれた状
態で成形穴３６内に押込まれることのないように、円形
薄板３１の中央部に穿孔した挿通孔３０に凸型押圧体３
８の突部３８ａが確実に挿通したことを確認した後で、
前記凸型押圧体３８を成形穴３６内に進入させるとよ
い。これにより、前記円形薄板３１は図５（ｂ）に示す
ように、中央部に固定鉄心１４ａを取付ける挿通孔３０
を備え、外周に垂直に起立した側壁部を有する有底円筒
状の周壁部材２３ａを形成することができる。

【００２８】次に、図６，７により図１に示すヨーク２
３に取付けられる固定鉄心１４ａを構成する軸部材２３
ｂを製造する場合について説明する。ヨーク２３の軸部
材２３ｂは、図６（ａ）に示すように円柱状の機械構造
用炭素鋼（Ｓ２０Ｃ）３９を、内周側に軸受４０を備え
たチャック４１にねじ４２を締付けることによって、心
押し台４３の支持軸４４，４４ａに回転可能に支持され
る。そして、図示しない駆動源により支持軸４４を回転
させると、前記機械構造用炭素鋼（Ｓ２０Ｃ）３９は図
６（ａ）に示すチャック４１に支えられた状態で図の矢
印方向に回転する。

【００２９】前記心押し台４３の支持軸４４，４４ａに
支持されて回転する機械構造用炭素鋼（Ｓ２０Ｃ）３９
は、その外周を図示しない刃物台に抜脱可能に取付けた
切削工具４５を図６（ａ）に示す矢印方向（機械構造用
炭素鋼３９の軸方向）に平行移動させて切削することに
より、前記機械構造用炭素鋼（Ｓ２０Ｃ）３９の外周に
一定の深さを有する段差部４６を形成する。

【００３０】つづいて、前記切削工具４５を、同図
（ｂ）に示すような刃角の鋭い切削工具４７と交換
し、、この切削工具４７を図６（ｂ）に示す矢印方向
（機械構造用炭素鋼３９と直交する垂直方向）に垂直移
動させることにより、回転する機械構造用炭素鋼（Ｓ２
０Ｃ）３９からヨーク２３の軸部材２３ｂとなる加工対
象部材４８（軸部材２３ｂの原型）を所定の長さ寸法で
切断する。

【００３１】前記機械構造用炭素鋼（Ｓ２０Ｃ）３９か
ら切断された加工対象部材４８は、図７に示すように、
切屑の排出口４９を備えた載置台５０上に前記排出口４
９を閉塞する状態で、左右前後より挟持手段５１，５１
によって締付・固定する（図７においては、作図上左右
の挟持手段５１，５１のみ記載）。そして、前記加工対
象部材４８はその軸方向上端の中央部に、上方よりねじ
切り刃（以下、ドリル）５２を回転させながら降下させ
ることにより、前記加工対象部材４８の軸芯に前記ドリ
ル５２と同径の貫通孔５３を穿孔して、図１に示すヨー
ク２３の軸部材２３ｂを形成する。

【００３２】このとき、前記加工対象部材４８は、ドリ
ル５２による切削によって切屑が発生するが、前記切屑
は載置台５０に形成した排出口４９から適宜排出される
ため、前記ドリル５２が発生する切屑との間で余分な摩
擦抵抗を生じることなく良好に穴あけ作業を行うことが
できる。

【００３３】そして、前記軸部材２３ｂは、その段差部
４６を周壁部材２３ａの挿通孔３０と衝合させて、図８
（ａ）に示すように、第４の枠型５４に形成した取付溝
５５内に一体的に嵌込固定する。前記取付溝５５内に嵌
込まれた軸部材２３ｂは、周壁部材２３ａの挿通孔３０
から上方に突出する段差部４６の上端外周縁の数箇所
を、先端に押付突起５６を備えた押圧体５７により、図
８（ｂ）に示すように上端外周縁の数箇所を押潰して、
前記周壁部材２３ａと固定鉄心１４ａを構成する軸部材
２３ｂとを押潰部にて抜脱不能にかしめ接合することに
より、図１に示すような電磁マグネット１０ａのヨーク
２３を形成する。

【００３４】なお、図１中６０は前記固定鉄心１４ａを
構成する軸部材２３ｂの貫通孔５３の開口部５３ａに、
例えば、図示しないねじ等により締付固定される蓋体
で、圧縮バネ１５を介在させることにより、可動鉄心１
２のボス部１２ａが軸部材２３ｂの貫通孔５３内に摺動
可能に取付けられる。

【００３５】このように形成されたヨーク２３は、図１
のように軸部材２３ｂの外側にコイル２０を挿入して樹
脂モールドすることにより、図１０に示す巻上機等のブ
レーキ装置９の電磁マグネット１０ａを構成する。そし
て、図示しない電源部からの通電により図１に示すコイ
ル２０が励磁されると、ヨーク２３はその内部に磁束の
磁路を形成して、可動鉄心１２を固定鉄心１４ａ側（図
１０の右方）に圧縮バネ１５の付勢力に抗して吸引動作
する。これにより、前記可動鉄心１２はブレーキディス
ク１６のブレーキパッド１９から離反して、図１０に示
すブレーキ装置９の制動を解除し、図示しない巻上機を
駆動する。

【００３６】また、コイル２０への通電が断たれると、
前記可動鉄心１２はその吸引作用が解かれ、圧縮バネ１
５の付勢力により図１０においてその左方へ移動してブ
レーキディスク１６のブレーキパッド１９に衝接し、回
転駆動する電動機１７に制動力を付与して、例えば、巻
上機に吊持される重量物を任意の高さで瞬時に停止させ
ることができる。

【００３７】前記ヨーク２３を構成する周壁部材２３ａ
と軸部材２３ｂは、図１に示すように、それぞれ軸方向
の長さ寸法が異なるようにして形成してある。即ち、軸
部材２３ｂの長さ寸法を周壁部材２３ａの長さ寸法より
やや短くして間隙Ｌを形成する。前記間隙Ｌを設けるの
は、コイル２０を励磁して可動鉄心１２を吸引した場
合、前記可動鉄心１２と軸部材２３ｂとの間に間隙Ｌが
形成されることにより、コイル２０への通電を断って可
動鉄心１２の吸引作用を解除すると、前記間隙Ｌの存在
によってヨーク２３から固定鉄心１４ａに流れる磁束
は、前記間隙Ｌの部位で流れが阻害され電磁エネルギー
を早急に減退させることができる。

【００３８】即ち、電磁マグネット１０ａの磁気回路に
おけるインダクタンスを小さくして、電磁マグネット１
０ａの過渡現象を短時間に終了させることにより、前記
可動鉄心１２をコイル２０への通電解除とほぼ同時に釈
放することができるようになる。この結果、図示しない
巻上機等に使用されるブレーキ装置９を構成する電磁マ
グネット１０ａは、例えば、巻上機に吊持される重量物
をコイル２０への通電を断つことによって所望の高さで
急停止させることができ、ブレーキ装置９の信頼性を著
しく向上させることができる。なお、前記間隙Ｌの寸法
は、本発明者等の実験結果より、例えば、Ｌ＝Ａ／１０
にて設定すると、電磁マグネット１０ａの磁気回路のイ
ンダクタンスを所望の範囲で小さくできることを確認し
た。

【００３９】また、前記ヨーク２３の周壁部材２３ａと
軸部材２３ｂは、それぞれ、材質が周壁部材２３ａは熱
間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）を使用し、軸部材２３ｂは機
械構造用炭素鋼（Ｓ２０Ｃ）を使用しているので、前記
ヨーク２３の炭素含有率は、ヨーク２３全体としても
０．２３％以下に制限される。

【００４０】これは、通常の鋳型成形に用いられるねず
み鋳鉄に含まれている炭素（３〜３．３％）の約１／１
５以下程度に相当するものである。この結果、前記ヨー
ク２３内に発生する磁束の密度は、ねずみ鋳鉄を使用し
た鋳型成形によってヨーク２３を製造した場合と比べて
格段に増加して磁気特性を飛躍的に向上させることがで
きる。

【００４１】したがって、前記磁気特性の良い材質から
なるヨーク２３を、例えば、図１０に示す電動機１７に
制動力を付与するブレーキ装置９の電磁マグネット１０
ａに使用すれば、コイル２０を励磁することによって、
前記ヨーク２３には可動鉄心１２および固定鉄心１４ａ
を介して相当量の磁束が良好に流れ、前記可動鉄心１２
を固定鉄心１４ａに非常に大きな吸引力で吸引動作する
ことができる。

【００４２】これにより、前記可動鉄心１２と固定鉄心
１４ａ間には、付勢力の充分大きな圧縮バネ１５を介在
させることが可能となり、コイル２０を消磁した場合、
可動鉄心１２は圧縮バネ１５の大きな付勢力により、図
１０に示すブレーキディスク１６のブレーキパッド１９
に衝接して、電動機１７に充分大きな制動力を付与する
ことができるため、前記ヨーク２３を、図示しない巻上
機等のブレーキ装置９を構成する電磁マグネット１０ａ
に使用した場合、重量の重い物体を吊持する巻上機を任
意の位置で安全に急停止させることが可能となる。

【００４３】また、一般的に、可動鉄心１２の吸引作用
を解除する場合においては、ヨーク２３自体が磁気特性
に優れた材料を使用している関係上、コイル２０への通
電を断っても電磁マグネット１０ａは残留磁気の影響を
受けて吸引動作をしばらくの時間継続しようとするが、
本発明は、可動鉄心１２と固定鉄心１４ａとの間に間隙
Ｌが形成されているので、ヨーク２３に流れる磁束は、
前記間隙Ｌによってその流れが阻害され、電磁マグネッ
ト１０ａの磁気回路におけるインダクタンスを小さくし
て、電磁エネルギーを急速に減少させることとなるた
め、電磁マグネット１０ａの過渡現象を短時間で終了さ
せることができる。

【００４４】この結果、前記可動鉄心１２はコイル２０
への通電を断つことにより、瞬時にその吸引作用を解除
することができ、図１０に示すブレーキ装置９の電動機
１７を急速に停止させて、前記ブレーキ装置９が使用さ
れる図示しない巻上機は、吊下げる重量物を適切な高さ
位置で停止させることができ、前記重量物が惰性で降下
するという問題を確実に防ぐことができる。

【００４５】前記のように、本発明は、所定の板厚を有
する熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）２４をプレス成形する
ことにより、ヨーク２３の円筒状の周壁部材２３ａを形
成し、また、円柱状の機械構造用炭素鋼（Ｓ２０Ｃ）３
９を切削・剪断加工することにより、ヨーク２３の軸部
材２３ｂを形成して、前記周壁部材２３ａの挿通孔３０
と軸部材２３ｂの段差部４６を当接して両者を一体的に
組合わせ、これら、周壁部材２３ａの挿通孔３０と軸部
材２３ｂの段差部４６とをかしめ接合することにより、
電磁マグネット１０ａのヨーク２３を製造するものであ
る。

【００４６】この結果、前記電磁マグネット１０ａのヨ
ーク２３は、その製造をほぼ連続的に行うことができ、
その生産性を著しく向上させることができる。なお、前
記のようにして形成したヨーク２３は、段落番号［００
０６］で説明した手順で電磁マグネット１０ａの組立を
行い、例えば、巻上機等のブレーキ装置９を構成する電
磁マグネット１０ａに使用するものである。

【００４７】また、本発明の電磁マグネット１０ａのヨ
ーク２３は、炭素含有率の低い材質によって形成される
ため、その磁気特性は鋳型成形する場合に用いられるね
ずみ鋳鉄に比して非常に良好であり、該ヨーク２３を巻
上機等のブレーキ装置９を構成する電磁マグネット１０
ａに使用した場合にも、前記電磁マグネット１０ａは充
分な大きさの力で可動鉄心１２を吸引・釈放動作させる
ことができ、前記巻上機等の駆動を迅速・適切に行うこ
とが可能となる。

【００４８】

【発明の効果】本発明の電磁マグネットのヨークは、炭
素の含有率が従来のねずみ鋳鉄と比較して約１／１５以
下程度の材質を用いて構成するようにしたので、電磁マ
グネットのコイルを励磁した際にヨーク内に形成される
磁束密度は、前記ねずみ鋳鉄を鋳型成形して形成したヨ
ークと比較して飛躍的に増加する。それにより、前記電
磁マグネットはコイルの巻数を増加させたり、コイルに
通電する電流の積の値を大きくすることなく磁気特性を
向上することができ、充分に大きな力で可動鉄心を吸引
・釈放動作させて、巻上機等を良好に駆動させることが
できる。

【００４９】また、本発明は、可動鉄心と固定鉄心との
間に小間隙を形成し、電磁マグネットの磁気回路におけ
るインダクタンスを必要に応じて小さくするようにした
ので、電磁マグネットのヨークを磁気特性に優れた材料
によって形成した場合でも、コイルへの通電を解除した
際には、可動鉄心は残留磁気の影響による吸引動作を継
続することなく迅速に釈放動作を行えるため、巻上機等
のブレーキ装置として最適の電磁マグネットの製造が可
能となり利便である。

【００５０】さらに、本発明は、プレス加工して形成し
た周壁部材と切削・剪断加工して形成した軸部材とをか
しめ接合して電磁マグネットのヨークを製造するように
したので、従来の鋳型成形によって製造したヨークのよ
うに、表面を研磨処理するといった時間と手間のかかる
作業を完全に省略することができ、しかも、前記ヨーク
の製造はほぼ自動的に連続して行うことができるた
め、、ヨークの生産性を飛躍的に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁マグネットのヨークの構造を示す
縦断面図である。

【図２】熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）を打抜装置によっ
て打抜加工する状態を説明する平面図である。

【図３】（ａ）は熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）を打抜装
置によって打抜加工する前の状態を示す断面図である。
（ｂ）は熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）を打抜装置によっ
て打抜加工した後の状態を示す断面図である。

【図４】（ａ）は円状薄板を押圧片によって曲げ加工す
る前の状態を示す断面図である。（ｂ）は前記円状薄板
を押圧片によって曲げ加工した後の状態を示す断面図で
ある。

【図５】（ａ）は曲げ加工した円状薄板を凸型押圧片に
よって成形加工する前の状態を示す断面図である。
（ｂ）は前記円状薄板を凸型押圧片によって成形加工し
た後の状態を示す断面図である。

【図６】（ａ）は軸部材に段差部を形成する工程を説明
する側面図である。（ｂ）は前記軸部材を切断・形成す
る工程を説明する側面図である。

【図７】軸部材に貫通孔を穿孔する工程を説明する要部
断面図である。

【図８】（ａ）は周壁部材と軸部材をかしめ接合する前
の状態を示す断面図である。（ｂ）は周壁部材と軸部材
をかしめ接合した状態を示す断面図である。

【図９】（ａ）は鋳型成形時に使用される下型に木枠に
よって鋳物部を形成する工程を説明する縦断面図であ
る。（ｂ）は前記鋳物部に溶湯を流込む状態を示す縦断
面図である。

【図１０】ブレーキ装置に使用する電磁マグネットの内
部構造を示す縦断面図である。

【符号の説明】

９ ブレーキ装置 １０，１０ａ 電磁マグネット １１，２３ ヨーク １２ 可動鉄心 １４，１４ａ 固定鉄心 １５ 圧縮バネ ２３ａ 周壁部材 ２３ｂ 軸部材 ２４ 熱間圧延軟鋼板 ２５ 打抜装置 ２８，３３，３７，５４ 枠型 ３１ 円形薄板 ３４，３８，５７ 押圧体 ３９ 機械構造用炭素鋼 ４６ 段差部 ５６ 押付突起 Ｌ 間隙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部を円筒状に成形したヨークに囲繞さ
   れたコイルの励磁によって、固定鉄心に可動鉄心を吸引
   動作させるようにした電磁マグネットにおいて、前記ヨ
   ークは、中空筒状の軸部材と中央部に挿通孔を有する有
   底筒状の周壁部材とを、炭素含有量がねずみ鋳鉄に含有
   されている炭素量の約１／１５以下の含有率である磁性
   金属鋼にて形成し、前記軸部材の頂部を周壁部材の挿通
   孔に嵌合し、かつ、かしめ手段により周壁部材に止着し
   て構成したことを特徴とする電磁マグネットのヨーク。
2. 【請求項２】 前記軸部材は、固定鉄心を構成してこの
   固定鉄心に可動鉄心が吸引されたとき、該可動鉄心と固
   定鉄心との間に所定の間隙を形成するように構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の電磁マグネットのヨー
   ク。
3. 【請求項３】 磁性金属鋼板を円形状に打抜き、かつ、
   その中央部に円状の挿通孔を穿孔する工程と、前記挿通
   孔を穿孔した円形状の磁性金属鋼板を所定の曲率で曲成
   加工する工程と、前記曲成加工した磁性金属鋼板の外周
   縁をコイルを包囲する長さで直角に折曲して有底円筒状
   の側壁部を有する周壁部材を成形加工する工程と、磁性
   金属鋼をその外周面に段差部を設けて中空円筒状の軸部
   材を形成する工程と、前記有底円筒状に成形した周壁部
   材の挿通孔に中空円筒状に形成した軸部材の段差部を衝
   合し、かつ、前記挿通孔から突出する軸部材の頂部外周
   縁を複数箇所押潰して軸部材を周壁部材にかしめ接合す
   る工程とを備えたことを特徴とする電磁マグネットのヨ
   ーク製造方法。