JPS5923878Y2 - 磁気ばね装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は磁気結合させたねじをばねとして利用する磁
気ばね装置に関する。

従来、各種の機器に用いられているコイルばねは、設計
する際に用途に応じてばね定数、ばね自由長、コイル径
などの設計値が計算されてがら製作される。

しかしながら、設計値にもとづいて作られたコイルばね
であっても、材質の不均一や加工条件の変化などによっ
て設計値と一致したばね定数のコイルばねを得ることは
非常に難がしい。

また、ばね自由長やコイル径に制限があるときには、ば
ね定数の設計範囲が限られてしまう。

さらに、ばね定数の大きいばね、すなわち剛性が非常に
高いばねを必要とするときには、いくつかの剛性の高い
ばねを並列に組合せて使用することがある。

しかしながら、ばねの占める空間が限定されているとき
には、たくさんのばねを並列に使用することができない
などの欠点があった。

この考案は上記事情にもとづきなされたもので゛、その
目的とするところは、内面にめすねじが形成された鉄心
に、外周におすねじが形成された作動軸を微少間隔を介
して挿入するとともに、この作動軸の回転を規制するガ
イドを設け、上記めすねしとおすねじとを磁気結合する
ことによって上記作動軸の軸方向に作用する力をこの作
動軸の軸方向の変位によって吸収するようにし、ばね定
数を必要に応じて任意に調節することができるようにし
たものであって、従来のコイルばねとは全く異質の磁気
ばね装置を提供することにある。

以下、この考案の一実施例を第１図乃至第３図にもとづ
いて説明する。

図中１は円筒状に形成されたケースで、このケース１の
上端面には挿通孔２ａが穿設された蓋２が設けられてい
る。

上記ケース１には上部スペーサ３と磁気コアとしての鉄
心４および下部スペーサ５が順次嵌入されている。

上記鉄心４は断面形状がほぼコ字状の筒状に形成され、
その凹部内に直流電源（図示せず）に接続された励磁コ
イル６を有し、がつ上記凹部を除く内周面にはめすねじ
７か゛刻設されている。

上記上部スペーサ３と下部スペーサ５とは、非磁性体で
内周面に段部を有する段付き円筒状に形成され、それぞ
れの段部にはスラストベアリング３ａ。

５ａが設けられている。

これらのスラストベアリング３ａ、５ａによって上下動
自在に磁性体からなる作動軸８が、その一端側を上記蓋
２の挿通孔２ａから突出させて挿入されている。

この作動軸８の外周面には、そのほぼ全長にわたって上
記約すねじ７と同一ピッチでおすねに９が形成されてお
り、そのねじ山とめすねじ７とのねし山との間にはわず
がな間隙が形成されている。

このおすねじ９の谷部骨は、非磁性体９ａで上記おすね
じ９のねし山と谷との凹凸をなくすようにモールドされ
ている。

また、上記作動軸８には案内溝１０が形成され、この案
内溝１０と係合するように上記蓋２にはガイド１１が設
けられ、作動軸８の動きを軸方向だけに規制している。

さらに、作動軸８の上端部には負荷台１２がわじ込まれ
、この負荷台１２を回転することによって第１図に示す
長さＬ、すなわちばね自由長りを変えることができるよ
うになっている。

つぎに、上記構成の作用について説明する。

まず、負荷台１２のねし込み量と作動軸８の挿入位置と
によってばね自由長りを決定する。

このとき、めすねじ７とおすねじ９とのねし山は対向す
るようにして、負荷台１２のねし込み量を調整してばね
自由長りを微調整する。

そして、励磁コイル６を直流電源によって付勢すると、
上記励磁コイル６によって発生する磁束がめすねじ７と
おすねじ９とのねし山間を流れて閉磁路を形成するので
、このめすねじ７とおすねし９とは磁気結合する。

このときの磁気結合力は、励磁コイル６を付勢する電流
値、めすねじ７とおすねじ９との対向するねし山数、こ
れらのねし山の幅などに比例する。

そののち、負荷台１２に加重Ｆを加えると、作動軸８は
上記加重Ｆに応しガイド１１に沿って軸方向に変位する
。

作動軸８が変位してめすねじ７とおすねじ９とのねし山
の対向状態が゛第２図に示すように変化すると、これら
のねし山間には復元力が発生する。

この復元力は第３図に示すように変位量および励磁コイ
ル６を付勢する電流値に比例する。

したがって、負荷台１２に加重Ｆを加えて作動軸８が変
位すると、第３図から分かるようにこの変位量に比例し
て復元力が働くので、上記加重Ｆと磁気復元力とは作動
軸８が一定量変位したところで釣り合う。

これは、上記作動軸８がばわ作用を呈することを示して
いる。

さらに、作動軸８の変位によって発生する復元力は励磁
コイル６を付勢する電流値により増加するので、電流値
を変えることによって加重Ｆに対する作動軸８の変位量
、すなわちばね定数を調節することができる。

なお、上記の一実施例では断面形状がほぼコ字状の筒状
の鉄心を用い、この鉄心に励磁コイルを内蔵したが、鉄
心の形状は第４図に示す形状であってもよい。

以下、第４図にもとづいて説明する。なお、同一部分に
は同一記号を付して説明を省略する。

すなわち、断面形状がほぼコ字状に形成された連結体２
０の両端に半割状の鉄心２１ ａ、 ２１ ｂを設ける
とともに、上記連結体２０の中間部２０ Ｈに励磁コイ
ル６を巻回しである。

このように鉄心２１ ａ、 ２１ ｂを半割状にするこ
とによって、おすねじ９に対向するめすねに７のねし山
数を増加させることができるので、大きな磁気結合力を
得ることができる。

また、上記の実施例では励磁コイルを用いてめすねしと
おすねじとを磁気結合したが、これらのねじを永久磁石
にすれば励磁コイルを用いないでめすねしとおすねじと
を磁気結合することができる。

さらに、作動軸の動きを規制するガイドについては蓋に
固定して設けたが、この蓋の挿通孔の一部を突出させて
ガイドとしてもよく、要は作動軸の動きを軸方向だけに
規制するものであればよい。

以上述べたようにこの考案においては、内面にめすねじ
が形成された磁気コアに、外周面におすねじが形成され
た作動軸を上記ねじのねし山間に微少間隔を作って挿入
するとともに、この作動軸の回転を規制するガイドを設
け、上記めすねしとおすねじとをこれらのねし山間に通
る磁束により磁気結合することによって上記作動軸の軸
方向に作用する力を、この作動軸の軸方向の変位によっ
て増加する磁気復元力と釣り合うようにしたがら、常に
一定のばね定数をもつすぐれたばね装置とすることがで
きる。

また、上記めすねしとおすねじとの磁気結合力を変える
ことによって任意のばね定数が得られる。

また、負荷台のねじ込み量や作動軸の挿入位置によって
ばね自由長を調節することができるなど従来のコイルば
ねでは得られなかった利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の概略的構成を示す断面図
、第２図は同じく第１図の要部を拡大した断面図、第３
図は同じく変位量と復元力との関係を示すグラフ、第４
図はこの考案の他の実施例を示す断面図である。 ４、２１ ａ、 ２１ ｂ・・・・・・鉄心（磁気コア
）、７・曲・めすねし、８・・・・・・作動軸、９・・
・・・・おすねじ、１１・・・・・・力゛イド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一定ピッチのめすねじが形成された磁気コアと、外周面
   に上記めすねじと同一ピッチのおすねじが形成され上記
   磁気コアにねし山間に微少間隙を保って挿入された作動
   軸と、この作動軸の回転を規制するガイドと、上記めす
   ねしとおすねじとのねし山間を通る磁束を発生しこのね
   し山間を通る磁束によって上記おすねしとめずねじとを
   磁気結合するとともに上記作動軸の軸方向に作用する力
   で上記ねし山の対向状態がずれたときにそのずれを補正
   する復元力を発生する励磁手段とを具備したことを特徴
   とする磁気ばね装置。