JPS6254406A - 電磁石鉄心 - 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〕 本発明は固定鉄心に対して、可動鉄心が接離駆動される
電磁石の鉄心に関するものである。　　−〔従来の技術
〕 電磁継電器に使用する電磁石は通常第５図に示すように
可動鉄心（２１）にコイル（図示しない）を巻きつけ、
このコイルに電流を通電することによって可動鉄心（２
１）を固定鉄心（２２）に吸着させ、通電解除によって
離間させるようにしているものであるが、通電回数が多
くなると鉄心内に残留磁気が生じて通電を解除しても可
動鉄心（２１）と固定鉄心（２２）が離間しない状態が
生じる。そこで従来は、第５図に示すように、可動鉄心
（２１）または固定鉄心（２２）の対向面に硬質クロム
メッキを施して非磁性層を形成することが行なわれてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこの方法では、非磁性層を所望の例えば０．１ｍ
程度の薄層に均一形成することが困難であり、ａ気特性
が不安定となる問題点を有していた。

本発明は係る問題点を解決するためになされたもので、
非磁性層を所望の厚さに均一に形成し通電を解除する時
、確実に可動鉄心が固定鉄心から離間するｔ磁石鉄心を
得ることを目的としている。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明に係る電磁石鉄心は、可動鉄心と固定鉄心の少な
くとも一方側の対向面上に、磁性基板に薄膜非磁性層が
圧接合板されたスペーサ板を密着配置したものである。

〔作用〕

本発明に係る電磁石鉄心では、磁性基板に、薄膜非磁性
層ｉ８Ｅ接合板してスペーサ板を構成したから、薄膜非
磁性層を所望の厚さに均一に形成することができ、磁気
特性を不安定にすることなく、通電解除時の可動鉄心の
吸着を防止することができる。

〔発明の災施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、（２１）は司動鉄心であって、強磁性
体のブロックまたは鋼板を積層してＣ字形に形成され、
その両端面が固定鉄心（２２）と対向する接触面（２６
）、　（２７）　　となっている。−刃固定鉄心（２２
）も強磁性体のブロックまたは鋼板を積層して略直方体
に形成され、その可動鉄心（２１）に対向する面には、
磁性基板（２５）に薄、ａ非磁性層（２４）が圧接合板
されたスペーサ板（２３）がレーザ溶接されている。

第２図はスペーサ板（２３）を固定鉄心（２２）にレー
ザ溶接する状況を示す図であり、これについて説明する
。

まず磁性基板（２５）が鋼板、薄膜非磁性層（２４）が
オーステナイト系ステンレス薄板である実施例を第３図
に示す。この磁性基板（２５）の金属板と薄膜非磁性層
（２４）の金属板とを重ね合わせてスペーサ板（２３）
を作る方法としては、これら金属板（２４）＃　（２５
）　　の約１０倍相度の厚さの金属板同志を重ねて加熱
し、１／１０　　程度まで熱間圧延して作られる方法が
一般的であり、薄膜非磁性層（２４）の金属板の非磁性
的性質は保持されたままで、両金属板とも同率に圧延さ
れ、両者の接合面は冶金的に完全に結合される。この圧
延により非磁性層は均一に形成されるものである。この
スペーサ板（２３）を固定鉄心（２２）に重ね合わせ、
複数個所で貫通溶接するためのレーザ溶接装置の溶接ヘ
ッド（３３）はノズル（３１）　％ノズル（３１）に内
蔵される対物加工レンズ（３０）　、クールドガス入口
（３２）などから構成され、レーザ発振器（図示しない
）から発振されたレーザ光（２９）は、対物加工レンズ
（３０）で集束されて、溶接されるスペーサ板（２３）
の略表面上に焦点を結び、アルゴンまたはヘリウムなど
の不活性ガスの雰囲気中で溶接が行なわれる。

レーザ溶接される実施例を示す第２図では、横方向に４
個所の溶接個所（２８）で直線溶接されているが、太線
で示す溶接部断面（３４）において、固定鉄心（２２）
との溶着幅（Ｃ）および固定鉄心（２２）への溶込み深
さくｄ）は、電磁石としての繰り返し衝撃に耐えるだけ
大きくする必要がおるが、この場合全面溶接でなく部分
溶接になるので、スペーサ板（２３）の全厚さくａ＋ｂ
）も充分大きくする必要がある。ところが薄膜非磁性層
（２４）の厚さくａ）　は通電解除時の可動鉄心の吸着
防止が目的であり、この厚さをあまり厚くすると通電時
の可動鉄心の吸着が確実に行なわれなくなるので略０．
１ｆｌ程度が適正厚さになるが、この程度の厚さの金属
板だけでは、薄すぎて電磁石としての耐衝撃性が確保さ
れないのに対して、スペーサ板（２３）の磁性基板（２
５）の金属板の厚さくｂ）を任意の大きさまで厚くする
ことにより電磁石としての耐衝撃性を確保することがで
きるようになる。

すなわち、薄膜非磁性層（２４）の金属板の厚さく、）
　　は可動鉄心（２１）の適正な吸着、離間特性から薄
めの厚さに決定され、磁性基板（２５）の金属板の厚さ
くｂ）は、電磁石の耐衝撃性確保の観点から厚めに決定
されるので、通電解除時の可動鉄心（２１）の吸着が防
止され、かつ通電時には確実な可動鉄心の吸着が行なわ
れ、しかも電磁石としての耐衝撃性が確保された電磁石
鉄心を得ることができる。

なお、スペーサ板（２３）を固定鉄心（２２）に重ね合
わせ、レーザ溶接により複数個所で両者を貫通溶接する
際、溶接される場所として、可動鉄心（２１）の接触面
（２６）、　（２７）　　が吸着時に接触しない固定鉄
心（２２）側の場所を選ぶ方が、固定鉄心（２２）側の
接触面の平坦度が高精度に確保されるから、電磁石とし
ての吸着動作、離間動作を安定に行なうことができる。

また、上記実施例ではスペーサ板（２３）として第３図
に示すように磁性基板（２５）の片面に薄膜非磁性層（
２４）の金属板を熱間圧延により張合わせた鴨合を説明
したが、第４図に示すように磁性基板（２５）の金属板
の両面に、片面の場合の板厚より薄い薄膜非磁性＃（２
４）＃　（３５）の金属板を熱間圧延により圧接したも
のを用いてもよい。

さらにまた、スペーサ板（２３）を作る方法として上記
熱間圧延にかわって爆発圧接法により作られたものを用
いてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では磁性基板に薄膜非磁性層を圧
接合板してスペーサ板を構成したから、薄膜非磁性層を
所望の厚さに均一に形成することができ、このスペーサ
板を電磁石の可動鉄心と固定鉄心の少なくと４−刃側の
対向面上に密着配置したので、磁気特性を不安定にする
ことなく、通電解除時の残留磁気による可動鉄心の吸着
を防止するどとができるという効果をあげることができ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による電磁石鉄心を示す斜視
口、第２図は本発明の一実施例による固定鉄心を作る方
法を示す斜視図、第３図は本発明の一実施例に用いるス
ペーサ板を示す斜視図、第４図はその他の実施例に用い
るスペーサ板を示す斜視図、第５図は従来の電磁石鉄心
を示す斜視図である。 図面におい−Ｃ％　　（２１）は可動鉄心、（２２）は
固定鉄心、（２３）はスペーサ板、（２４）は薄膜非磁
性ｊＪ、（２５）は磁性基板である。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （ほか２名） 第１図 策２図 第３図 第４図 第５図 手続補正書（自発） １、事件の表示　　　特願昭　６０　１６７０１２８２
、発明の名称 電磁石 ３、補正をする者 代表者志岐守哉 ５、補正の対象　　　− 明細書 １、発明の名称 電磁石 ２、特許請求の範囲 （１）固定鉄心に対して、可動鉄心が接離駆動される電
磁石桂杢いて、可動鉄心と固定鉄心の少なくとも一方の
＋Ｓ　摺面上に、磁性基板に鉄心の残留磁気による吸着
を防止する薄膜非磁性層が圧接合板されたスペーサ板を
実質的に密着配設レムことを特徴とする調奥五。 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は電ｌａ石、特に固定鉄心に対し可動鉄心が接離
駆動される電磁石において、直流又は交流を整流した電
流により励磁される電磁石の改良に関するものである。 ［従来の技術］ 電磁接触器等に使用する電磁石は、通常、固定鉄心にコ
イルを巻きつけ、このコイルに電流を通電することによ
り、可動鉄心を固定鉄心に吸着させ、通電解除によって
離間させるようにしているものであるが、鉄心内に残留
磁気が生じて通電を解除しても、可動鉄心と固定鉄心と
が離間しない状態が生じやすい。 そこで、可動鉄心または固定鉄心の接触面に、硬質クロ
ムメッキを施して非磁性層を形成し、もって両鉄心の残
留磁気による吸着を防止することが提案された。 しかし、この硬質クロムメッキによる非磁性層形成の場
合は、非磁性被膜を均一に形成することが困難であると
共に、所望の膜厚を形成することができず、従って磁気
特性が不安定となる上、耐摩耗性、耐衝撃性の点でも問
題点を有していて実用土、本方法は採用できなかった。 このため、第５図に示されるような実開昭５８−４６４
１２号公報に開示されている電磁石が提案された。 同図に於ける電磁石は、可動鉄心（２１）または固定鉄
心（２２）の接触面に、ステンレスなどの非磁性体から
なるスペーサ板（１）をろう付けすることにより、非磁
性層を形成し、もって両鉄心の残留磁気による吸着を防
止するものである。 ［発明か解決しようとする問題点］ 従来に於ける電磁石は以上のように構成されているので
、ステンレスなどの非磁性体からなるスペーサ板（１）
をろう付けして非磁性層を形成する場合は、硬質クロム
メッキによる非磁性層形成の場合の上述した欠点を除去
できるものの、スペーサ板（１）を鉄心の接触面に配設
する際に、レーザー溶接等の低熱歪溶接を行うことがで
きないという問題点があった。 即ち、スペーサ板（１）の厚さは、その厚さをあまり厚
くすると通電時の可動鉄心の吸着が確実に行われなくな
るので、略０．１〜０．２８程度が適正厚さであるが、
この程度の厚さの金属板だけでは、薄すぎて繰返し荷重
で溶接部近傍から板厚方向に破断を生じ電磁石としての
耐衝撃性が確保されなくなる等の理由から、ステンレス
などの非磁性体からなるスペーサ板（１）をレーザ溶接
などの低熱歪溶接できない。 従って、スペーサ板（１）をろう付けする必要があった
ため、加熱炉で長時間バッチ処理で加熱する必要があり
、量産性が悪いという問題点が生じた。 また、加熱時間が長いために、ろう付けされる鉄心が熱
変形し接触面の平坦度が悪くなり、平押し加工による修
正を行わないと、吸着動作が不安定になる等の問題点も
あった。 本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
あり、電磁石の耐衝撃性が確保され、ろう付けとは別個
の固着手段が適用でき、量産性の良い、かつスペーサ板
の平坦度が良好であり、通電解除時の残留磁気による可
動鉄心の吸着を防止できる電磁石を２＋’４ることを目
的とするものである。 ［問題点を解決するための手段〕 本発明による電磁石は、可動鉄心と固定鉄心の少なくと
も一方の接触面上に、磁性基板に鉄心の残留磁気による
吸着を防止する薄膜非磁性層が圧接合板されたスペーリ
゛板を、実質的に密着配設したしのでおる。 ［作用］ 本発明による電磁石は、磁性基板に薄膜非磁性層を圧接
合板してスペーサ板を構成したことにより、前記スペー
サ板を鉄心に固着する際に、ろう付は以外の固着手段、
例えば、レーザ溶接等の低熱歪溶接によって部分的に固
着しても、その磁性基板にて薄膜非磁性層が繰返し荷重
にて破断するのを防止でき、電磁石としての耐衝撃性が
確保される。 従って、ろう付けとは別個の固着手段が適用でき、量産
性が良い、スペーサ板の平坦度が良好な電磁石を得るこ
とができる。 ［発明の実施例］ 以下、本発明の好適な一実施例を図面に基づいて説明す
る。 第１図には、本発明像る電磁石が示されておりり、可動
鉄心（２１）は強磁性体のブロックまたは鋼板を積層し
てＣ字形に形成され、前記両端面が固定鉄心（２２）と
対向する接触面（２６）、（２７）となっている。 一方、固定鉄心（２２）も強磁性体のブロックまたは鋼
板を積層して略直方体に形成され、その可動鉄心（２１
）に対向する面には、磁性基板（２５）に薄膜非磁性層
（２４）が圧接合板されたスペーサ板（２３）がレーザ
溶接されている。 次に、スペーサ板（２３）を固定鉄心（２２）にレーザ
溶接する状況を第２図及び第３図を用いて説明する。 まず、スペーサ板（２３）について説明する。 第３図には、磁性基板（２５）が鋼板、薄膜非磁性１ｍ
（２４＞がオーステナイト系ステンレス薄板である実施
例が示されている。前記磁性基板（２５）の金属板と薄
膜非磁性層（２４）の金屈板とを重ね合わせてスペーサ
板（２３）を作る方法としては、これら金属板（２４）
、（２５）の約数１０倍程度の厚さの金属板同士を重ね
て加熱し、１／数１０程度まで熱間圧延して作られる方
法が一般的である。 そして、該方法では、薄膜非磁性層（２４）の金属板の
非磁性的性質は保持されたまま、両金属板とも同率に圧
延され、両者の接合面は冶金的に完全に結合される。ま
た、前記圧延により非磁性層は均一に形成されるもので
ある。 次に、前述したスペーサ板（２３）を固定鉄心（２２）
に重ね合わせ、複数個所で貫通溶接するためのレーザ溶
接装置の溶接ヘッド（３３）を第２図に示す。 レーデ溶接装置の溶接ヘッド（３３）はノズル（３１）
、ノズル（３１）に内蔵される対物加工レンズ（３０）
　、シールドガス入口（３２）などから構成され、レー
ザ発成器（図示しない）から発振されたレーザ光（２９
）は、対物加工レンズ（３０）で集束されて、溶接され
るスペーサ板（２３）の略表面上に焦点を結び、アルゴ
ンまたはヘリウムなどの不活性ガスの雰囲気中で溶接が
行なわれる。 また、第２図の実施例では、横方向に４個所の溶接個所
（２８）で直線溶接されている。 図において、太線で示す溶接部断面（３４）における固
定鉄心（２２）との溶着幅をＣ１及び固定鉄心（２２）
への溶込み深さをｄとすると、溶着幅Ｃ及び溶込み深さ
ｄは、電磁石としての繰り返し衝撃に耐えるだけ大きく
する必要がある。 史じ１．″の場合、全面溶接でなく部分溶接になるので
、前述した第３図に示されたスペーサ板（２３）の全厚
ざ（薄膜非磁性層（２４）の厚さａ十磁性基板（２５）
の金属板の厚さｂ）も充分大きくする必要がある。とこ
ろが、薄膜非磁性層（２４）の厚ざａは通電解除時の可
動鉄心の吸着防止が目的であり、この厚さをあまり厚く
すると通電時の可動鉄心の吸着が確実に行なわれなくな
るで略０．１〜０．２Ｍｒ１程度が適正厚さとなる。 しかし、この程度の厚さの金属板だけでは、博すぎて繰
返し荷重で溶接部近傍から板厚方向に破断を生じ、電磁
石としての耐衝撃性が確保されないが、前記スペー１ノ
板（２３）の磁性基板（２５）の金属板の厚ざｂを任意
の大きざまで厚くすることにより電ｆ１１石としての耐
衝撃性を確保することができるよう、になる。 即ち、油膜非磁性層（２４）の金属板の厚さくａ）は可
動鉄心（２１）の適正な吸着、離間特性から薄めの厚さ
に決定され、磁性基板（２５）の金属板の厚ざｂは、電
磁石の耐衝撃性確保の観点から厚めに決定されるので、
通電解除時の可動鉄心（２１）の吸着が防止され、かつ
通電時には確実な可動鉄心の吸着が行なわれ、しかも、
電磁石としての耐衝撃性が確保された電磁石を得ること
ができる。 イ、・お　ｉ’＋ｒ１記実施例においては、スペーサ板
（２３）を固定鉄心（２２）側に固着したものについて
説明したが、そのスペーサ板（２３）を可動鉄心（２１
）側、あるいは両鉄心（２１＞、（２２＞に固着しても
同様の効果を奏する。 更に、スペーサ板（２３）を可動鉄心（２１）または固
定鉄心（２２）に重ね合わせ、レーザ溶接により複数個
所で両者を貫通溶接する際に、溶接する場所として、鉄
心の吸着時に鉄心同士が接触しない鉄心部分（上記実施
例の場合は、可動鉄心（２１）の接触面（２６）（２７
）と接触しない固定鉄心部分）を選択すると、スペーサ
板（２３）を固着する側の鉄心の接触面の平坦度が高精
度に確保され、電磁石としての吸着動作、離間動作を安
定に行なうことができる。 まｌこ、スペーサ板（２３）を固定鉄心（２２）に部分
的に溶接する方法としてレーザ溶接を実施例として記載
したが、熱歪が小さく鉄心の接触面の平坦度が高精度に
確保される溶接方法であればどの上うな溶接方法でもよ
く、例えば、電子ビーム溶接、抵抗シーム溶接などを用
いても同様の効果を奏する。 また、侍記実施例ではスペーサ板（２３）として第３図
に示すように磁性基板（２５）の片面に薄膜非磁性層（
２４）の金属板を熱間圧延により張合わせた場合を説明
したが、第４図に示すように磁性基板（２５）の金属板
の両面に、片面の場合の板厚より薄い薄膜非磁性層（２
４＞、（３５）の金属板を熱間圧延により圧接したもの
を用いても同様の効果を得ることができる。 この第４図の実施例の場合、電磁石の長期間使用＜；ｐ
により薄膜非磁性層（２４）が摩耗して消滅したとして
も、残りの薄膜非磁性層（３５）にて残留磁気による鉄
心の吸着を防止できる。 前記第３図、第４図実施例において、スペーサ板（２３
）を作る方法として熱間圧延によるものを示したが、爆
発圧接法により作られたものを用いて・し同様の効果を
奏する。 ［発明の効果］ 以」のように、本発明によれば、可動鉄心と固定鉄心の
少なくと・ｂ一方の接触面に、磁性基板に鉄心の残留磁
気による吸着を防止する薄膜非磁性層がＩＪ接合板され
たスペーサ板を、実質的に密狐配９シ゛りる構成とした
ので、そのスペーサ板を鉄心に同名する際、加熱炉によ
る長時間加熱を要するろう付けとは別個の固着手段、例
えば、レーザ溶接等のろう付けに比し固着処理時間が短
くて済む低熱歪溶接によって部分的に固着しても、その
磁性基板にて薄膜非磁性層が繰返し荷重にて破断するの
を防止できる電磁石としての耐衝撃性を確保された電ｖ
ｉ１石を１ｑることができる。 輩つＣ１本発明によれば、スペーサ板を鉄心に固着させ
るために、ろう付けに比し固着処理時間が短くて済むレ
ーザ溶接などの低熱歪溶接による部分固着を採用するこ
とか可能となり、ひいては回度性がよく、かつ平押し加
工などによる修正を行わなくてもスペーサ板の平坦度が
良好で吸着動作が安定な、通電解除時の残留磁気による
可動鉄心の吸着を防止できる電磁石を（ｑることか可能
となる。 ４、図面の簡単な説明 ｐ′Ｈ−！図は本発明の好適な一実施例による電磁石を
示す斜視図、第２図は本発明の一実施例による固定鉄心
を作る方法を示す斜視図、第３図は本発明の一実施例に
用いるスペーサ板を示す斜視図、はその他の実施例に用
いるスペーサ板を示す斜視図、第５図は従来の電磁石を
示す斜視図である。 図面において、（２１）は可動鉄心、（２２）はＰ１１
定鉄心、（２３）はスペーサ板、（２４）は薄膜：）１
磁性層、（２５）は磁性基板である。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （他２名） 手続補正書（自発） 昭和６１年　９月２５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定鉄心に対して、可動鉄心が接離駆動される電
   磁石の鉄心において、可動鉄心と固定鉄心の少なくとも
   一方側の対向面上に、磁性基板に薄膜非磁性層が圧接合
   板されたスペーサ板を密着配置し、前記薄膜非磁性層に
   より、残留磁気による吸着を防止するようにしたことを
   特徴とする電磁石鉄心。