JPS6325908A

JPS6325908A - ソレノイド

Info

Publication number: JPS6325908A
Application number: JP62118694A
Authority: JP
Inventors: ウイリアム　イー　ライリー　ジュニア; リチャード　ラガイチス; レイモンド　イー　メスロー
Original assignee: PARUMEKO PLC
Current assignee: PARUMEKO PLC
Priority date: 1986-05-15
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1988-02-03
Also published as: EP0246099A1; US4647890A

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、基本的な電気装置、即ちプランジャの回りに
電磁（電気的）励起コイルを備えたソレノイドに関する
。このソレノイドは、電気エネルギーを直線動作に関連
する機械的エネルギーに変換する。従って、ソレノイド
は押出型あるいは引張型に構成できる。

「従来技術」ソレノイドは電気業界において良く知られている。ソレ
ノイドの基本的電気設計原理が単純で、ブランツヤある
いは固定のコアを取り囲む巻き枠本体に巻回された電磁
励起コイルの組立物を伴っている。

コイルの電流巻線による電磁力がプランジャ上に引付力
を発生させる。このコイルの電流巻線が励起されると、
電磁力がプランジャ上に現れる、。

コイルの磁界の影響に応答するプランジャは、コイル巻
線と巻き枠本体とで形成される円筒軸通路内で摺動する
ようになっている。

「発明が解決しようとする問題点」従来技術においては、コイルの回りに鉄あるいは鋼鉄製
のケースを配置することが公知である。

これら鉄あるいは鋼鉄製のケース即ち筒は向上した磁気
戻り回路を形成する。プランジャに現れる機械的力が特
にプランジャの往復工程の端部方向で増加する。電磁引
付力が筒とプランジャの端部との間に現れる。筒封止さ
れたソレノイドはここ４０年間良好な当該分野の従来的
ソレノイドである。

この分野で単純な組立物のソレノイドが必要になってき
ている。

「問題点を解決するための手段」本発明は改良されたソレノイドの提供を意図することで
ある・。従って、本発明は、巻き枠本体上のコイルと、
巻き枠本体の円筒軸通路内のブランツヤと、磁気戻り回
路とを備え、この磁気戻り回路は、コイルを封止した磁
気透過性の筒と、１個以上の磁気透過性界磁座金部から
なる磁気戻り回路成分によって殆ど形成され、この磁気
戻り回路成分が成型強磁性粒子充填ポリマーを備え、こ
のポリマーの量が強磁性金属の６３容積％を越えないで
含まれるソレノイドを提供する。

「実施例」本発明は、以下に実施例の形態で、添付図面を参照して
説明される。

本発明は、代表的に鉄あるいは鋼鉄製の筒のソレノイド
の磁気戻り回路が充填ポリマー組成によって置換できた
ことの発見から提起された。

驚くことに、ソレノイドの磁気戻り回路は、筒と１個以
上の界磁座金部とを備えた磁気戻り回路の鉄あるいは鋼
鉄成分を部分的あるいは完全に置換した金属充填ポリマ
ーから構成されることが発見された。驚くことに、磁気
戻り回路は、４０容積％の金属負荷を持った金属充填ポ
リマー筒から成型された時に、金属筒を持つ類似のソレ
ノイドと比較した時に８４％の引張効率を持っていた。

４０％充填ポリマー筒から金属ケースのソレノイドの能
力の８４％を持つソレノイドが得られたことは、予期し
ていなかった。

ソレノイドは、通常磁気戻り回路と、巻き枠本体に巻回
されたコイルと、この巻き枠本体の円筒軸通路内で移動
できるプランジャとを備え、磁気戻り回路がコイルを封
止した磁気透過性筒で形成されている。従来、界磁来金
部のような磁気戻り回路の筒および他の部分が打抜鉄板
構造であることが支配的であった。金属筒あるいは座全
部の形成は、内部部品の組立に続いて、油圧パンチプレ
スでのパンチ操作、パリ取りまでに一連の段階が要求さ
れていた。

しかし、本発明によるソレノイドは、コイルを封止した
金属粒子充填ポリマーを備えた磁気戻り回路を用いて製
造される。

ソレノイドの好ましい形態において、ポリマーが有利に
金属充填剤の６３容積％以上を含まず、好ましくは２０
〜６３容積％を含んている。有利なことには磁気戻り回
路が射出成型できる。

驚くことに、原理的に外筒である磁気戻り回路を形成す
る成型ポリマー筒において、４０容積％の金属充填剤の
負荷で、本発明のソレノイドは金属筒を用いた従来のソ
レノイドの８４％の引張効率を持っている。しかし、こ
の引張効率の僅かな妥協は、充填ポリマー筒を射出成型
できる利点による物凄い節約に比べれば、多くの応用例
において無視できる。コイル筒は金型に挿入され、筒が
コイルの回りに成型されて、コイルを金属充填ポリマー
に封入する。プランジャは、コイルに予め挿入あるいは
コイル回りに筒を形成した成型段階後にコイルに挿入で
きる。

磁気戻り回路は、ポリマーがポリカルボネートである限
り、２５０度Ｃ付近の成型温度で例えばバラトンフィー
ルド・プレスを用いて、従来の射出成型法で射出成型で
きる。

ポリマーは、ポリエチレンあるいは他のポリアルケン、
ポリカルボネート、ポリエポキシ、６／６ナイロンのよ
うなポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、あるい
はブチルスチレンあるいはＡＢＳ樹脂のようなポリスチ
レンのような、公知の成型可能なポリマーのいずれから
も無制限で選択できる。ポリエチレンが好ましい。本発
明では、フェノールのような熱硬化性充填樹脂も使用で
きるが、熱可塑性ポリマーが好ましい。

選択された充填剤は軟磁性材料である。軟磁性材料は強
磁性金属である。本発明においては高磁気透過性が好ま
しい。有用な強磁性金属は、鉄、フェライト、フェロス
パニエル（Ｆｅｒｒｏｓｐａｎｉｅｌ）、Ｍ−１４’（
商標）のような低炭素鋼、鉄ニッケル合金、パーマロイ
（商標）　、Ｍｕｍｅｔａｌ　（商標）、Ａｌｌｅｇｈ
ｅｎｙ　４７５０　（商標）　、Ｈｉｐｅｒｎｉｋ　（
商標）のような鉄ニッケル銅合金、Ｖａｎａｄｉｕｍ　
Ｐｅｒｍｅｎｄｕｒ　（商標）のような鉄コバルト合金
および鉄ニッケル・クロム・ンリコン合金である。

第１図には、図示しない巻き枠本体の回りに巻回された
コイル巻線からなるコイル４が示されている。このコイ
ル４は、円周部が金属充填剤３を含有するポリマー成型
体の筒２で封止され、上部および底が鉄製の頂部界磁座
金部６および極界磁座金部７で封止されて成型される。

従って磁気戻り回路の通路は点線で示している。

第２図のソレノイドを参照すると、コイル４が図示しな
い巻き枠本体の回りに巻、口字れたコイル巻線からなり
、プランジャＩが挿入される円筒軸通路を形成している
。このコイル４を完全に封止しているのは、金属充填剤
３を有するポリマー成型体からなる容器２である。

第３図は本発明の組立特別型の最良のモードを示してい
る。第３図のソレノイドは、単一の充填ポリマー容器よ
りむしろ、極室金部２ｃ、極片２ｂおよび界磁座金部２
ａのような多重部品を追加した筒２を示している。保持
座金部８および筒部分２は、明確化のため間隔おいて示
されているが、実際の製造物では接触して組立られる。

非磁性保持座金部８も示されている。製造において、第
２図の単一物が好ましく予期される。

磁気戻り回路は、界磁筒、界磁座金部および極室金部を
含んている。これらの部品を充填ポリマー組成に置換で
きることによって、増産が引張効率を犠牲にしないで、
脅威的に可能となる。

４０容積％の金、属充填ポリマーからなる磁気戻り回路
を持つソレノイドは、全部が鋼鉄製の磁気戻り回路の引
張効率の８４％を脅威的に持っていた。３５容積％の金
属充填ポリマーからなる磁気戻り回路を持つソレノイド
では、全部が鋼鉄製の磁気戻り回路の引張効率の８２％
を脅威的に持っていた。

ポリマー内の金属充填剤のレベルを６３％以上にすると
、引張値が線形的傾斜に近付き始めた。

更に、６３容積％以上の充填剤では、低張力およびに４
［１１１強度に沿って貧弱な外観と同様に脆さか問題と
なる。

第４図は、全部が鉄製のソレノイド用の１対１ラインを
基卒として充填ポリマーソレノイドの電圧■。Ｃにおけ
る引張比率に関する効率を比較している。このグラフは
、ソレノイドの効率が鉄充填剤の重量％か低下するにつ
れて比例的に低下しない脅威的結果を明確に示している
。充填ポリマ−のソレノイドの効率が予想していたより
も脅威的高い。

ソレノイドの磁気戻り回路が金属充填ポリマー組成の射
出成型でき、このソレノイドが１００％金製の磁気戻り
回路を持つソレノイドと比較して差したる引張損失を持
たないことは、従来技術の教示から完全に予想できなか
った。

これら好ましい実施例に対する変更および改良は、本発
明の範囲を逸脱しないで当業者が容易にできる。

実施例磁気戻り回路の部分として鋼鉄製筒を有する従来のソレ
ノイドは、筒用に鉄充填ポリマー成型体を使用した同寸
法のソレノイドと比較した。成型部分は、鋼鉄製筒と同
寸法に製造され、極室金部が置換された。

引張電圧検査は、１３５　（９）ダラムの負荷を７ｉ屑
のストーク間引張れる直流の引張電圧を決定して、ソレ
ノイドの特性を決定するために使用された。

引張型　　金属　　充填　　磁界の圧（Ｖ）　　　重量　　容積％　相対強度鉄製部のソレ
ノイド　　　２６．８　６０．２９　−　　１００％ポ
リマー充填ソレノイド　３２．０　３５．３９４０％　
　８４％ポリマー充填ソレノイド　３２．８５　３３．
１ｇ　３５％　　８２％ポリマー充填ソレノイド　３３
．６　３０．９９　３０％　　８０％ポリマー充填ソレ
ノイド　３４．１　２６．６９２０％　　７９％「発明
の効果」本発明によれば、脅威的に、４０容積％で充填されたポ
リマー充填ソレノイドは、金属を４１％も減少させたの
にも拘わらず、全鉄筒のソレノイドの引張力の８４％を
実現できた。３５容積％で充填されたポリマー充填ソレ
ノイドは、金属を４５％も減少させたのにも拘わらず、
全鉄筒のソレノイドの引張力の８２％を実現できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるソレノイドの好ましい形態の断面
斜視図、第２図は全磁気戻り回路が射出成型充填ポリマ
ーに置換した示す本発明によるソレノイドの断面斜視図
、第３図は磁気戻り回路を置換する射出充填ポリマー片
が多重組立片からなる本発明によるソレノイドの断面斜
視図、第４図は金属充填剤の容積％と、本発明によるソ
レノイドの引張効率を比較するグラフ図である。ｌ・・・プランジャ、２〜２ｃ、６．７・・磁気戻り回
路、４・・・コイル。ｂで／手わ一ネ１１正初」　（方式）１．￥Ｊ′；件の表示昭和６２年特許願第１１８６９４号２、発明の名称ソレノイド３、補正をする者事件との関係　　特許出願人バルメコ　ピーエルシー４、代理人東京都中央区八重洲２丁目１番５ｎ　東京駅前ビル６階
６、補正の対象願書の出願人の住所と代表考の欄、委任状および図面の
第４図。７、補正の内容別組願書、委任状および訳文のとおり、図面のｆｐ書（
内容に変更なし）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）巻き枠本体上のコイル４と、この巻き枠本体の円
筒軸通路内を移動自在なプランジャ１と、磁気戻り回路
２、２ａ〜２ｃ、６、７とを備え、この磁気戻り回路は
、前記コイル４を封止した磁気透過性の筒２と、１個以
上の磁気透過性界磁座金部２ａ、６からなる磁気戻り回
路成分によって略形成され、前記磁気戻り回路成分の少
なくと１個が成型強磁性粒子を充填したポリマーを備え
、このポリマーが強磁性金属の６３容積％を越えない量
含有することを特徴とするソレノイド。
（２）前記成型強磁性粒子を充填したポリマーからなる
磁気戻り回路成分が前記磁気透過性筒２である特許請求
の範囲第１項記載のソレノイド。
（３）前記磁気戻り回路が成型強磁性粒子を充填したポ
リマーからなる特許請求の範囲第１項あるいは第２項記
載のソレノイド。
（４）前記ポリマーは、ポリアルケン、ポリアミド、ポ
リカルボネート、ポリスチレンおよびポリエポキシから
なる群から選択される特許請求の範囲第１項から第３項
までのいづれかに記載のソレノイド。
（５）前記強磁性粒子は、鉄、フェライト、フェロスパ
ニエル、炭素鋼、鉄ニッケル合金、鉄ニッケル銅合金、
鉄コバルト合金、鉄ニッケル・コバルト合金および鉄ニ
ッケル・クロム・シリコン合金からなる群から選択され
る特許請求の範囲第１項から第４項までのいづれかに記
載のソレノイド。
（６）前記ポリマーは、前記強磁性金属の２０〜６３容
積％を含む特許請求の範囲第１項から第５項までのいづ
れかに記載のソレノイド。
（７）円筒軸通路を有する巻き枠本体上にコイル４を巻
回し、巻回コイル４および巻き枠本体を金型内に挿入し
、強磁性粒子金属充填剤および該金属の２０〜６３容積
％濃度のポリマーの混合物からコイル４を封止した筒２
を射出成型して、前記巻き枠本体の円筒軸通路にプラン
ジャ１を挿入することを特徴とする、筒で封止される電
磁励起コイル４が可動プランジャ１を囲む型のソレノイ
ドの製造方法。