JPWO2009040891A1 - 電磁石アクチュエータ - Google Patents

Abstract

腐食性液体に一部が接触する使用条件においても、耐食性に優れ、且つ十分な吸引力が得られる電磁石アクチュエータを提供することを目的とする。この発明に係る電磁石アクチュエータ５０は、腐食性の液体１７を使用する装置に組み込まれる電磁石アクチュエータ５０であって、磁極ピース１と、外周ヨーク６と、底部ヨーク５と、ボビン巻コイル２と、外周ヨーク６の外周面に設けられる段付部６ａと、少なくともボビン巻コイル２及び磁極ピース１に腐食性の液体１７が侵入するのを抑制する防水部８と、腐食性の液体１７内に設けられ、磁極ピース１、外周ヨーク６、及び底部ヨーク５と共に磁気回路を形成する可動板１２とを備え、電磁石アクチュエータ５０自身に又は腐食性の液体１７を使用する装置との間に可動板１２を収容する空間１４を設けると共に、段付部６ａより小径側が腐食性の液体１７を使用する装置に組み込まれることを特徴とする。

Description

この発明は、腐食性液体中などの特殊環境下で使用され、耐食性を要する電磁石に関するものである。

非磁性体を密着挟持した２分割のヨークを有し、ヨークは一対の磁極を形成していることを特徴としており、ヨークを２つの部分に分割し、非磁性体を密着挟持することにより、コイル部を有害な雰囲気から隔離し、しかも、電磁石として作用することを実現する電磁石が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

磁路の一部の磁気回路を形成する磁心であって、磁性複合材料からなり少なくとも磁気回路の両端側に配設された磁性複合材料部と、磁性複合材料部より高磁束密度かつ低比抵抗である高磁束密度材料からなり磁気回路の磁路方向において磁性複合材料部に挟設された高磁束密度材料部と、からなる磁心が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

コイルボビンと、コイルと、ヨークとを具備し、ヨークと、コイルを巻いたコイルボビンとの間に、樹脂を注型したプランジャにおいて、第２の鍔の径Ｗ２を、第１の鍔の径Ｗ１より小さく設定（Ｗ１＞Ｗ２）し、第２の鍔をヨークの開放端側に配置し、コイルを、第１、第２の鍔でテーパー状に巻いたプランジャが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

磁気軸受装置等のアクチュエータに用いられる、ゲイン、位相の周波数特性の良好な電磁石装置を提供するために、被支持体を磁力により非接触で支持する電磁石のヨークを取り囲むように、ステンレス鋼を備えた電磁石装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
特開平４−２０８５０４号公報（第１図） 特開２００５−１５０３０８号公報（第１図） 特開平６−２９５８１７号公報（第１図） 特開平５−１２１２２８号公報（第１図）

しかしながら、上記特許文献１乃至４に記載された従来の電磁石アクチュエータは、腐食性液体環境下で使用する場合、防水、耐食性の点で十分ではなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、腐食性液体に一部が接触する使用条件においても、耐食性に優れ、且つ十分な吸引力が得られる電磁石アクチュエータを提供することを目的とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、腐食性の液体を使用する装置に組み込まれる電磁石アクチュエータであって、
柱状の磁極ピースと、
磁極ピースの周りに配置され、耐食性を有する筒状の外周ヨークと、
磁極ピースと外周ヨークの一方の端部とを連結する底部ヨークと、
磁極ピースに装着され、第１のコイル保持部と、底部ヨーク側の第２のコイル保持部とを有するボビン巻コイルと、
外周ヨークの外周面に設けられ、底部ヨーク側の径より底部ヨークの反対側の径が小さくなる段付部と、
少なくともボビン巻コイル及び磁極ピースに腐食性の液体が侵入するのを抑制する防水部と、
腐食性の液体内に設けられ、磁極ピース、外周ヨーク、及び底部ヨークと共に磁気回路を形成する可動板とを備え、当該電磁石アクチュエータ自身に又は腐食性の液体を使用する装置との間に可動板を収容する空間を設けると共に、段付部より小径側が腐食性の液体を使用する装置に組み込まれることを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、
柱状の磁極ピースと、
磁極ピースの周りに配置され、耐食性を有する筒状の外周ヨークと、
磁極ピースと外周ヨークの一方の端部とを連結する底部ヨークと、
磁極ピースに装着され、第１のコイル保持部と、底部ヨーク側の第２のコイル保持部とを有するボビン巻コイルと、
磁極ピースの底部ヨークと反対側の端部に当接して設けられ、第１のコイル保持部及び外周ヨークの内周面との間に隙間を形成する防水プレートと、
外周ヨークの外周面に設けられ、底部ヨーク側の径より底部ヨークの反対側の径が小さくなる段付部と、
外周ヨークの小径側の外周面に嵌合すると共に外周ヨークの他方の端部に当接し、防水プレートとの間に空間を形成し、防水プレートと対向する面に開口部を形成するカップ状の可動板収容キャップと、
防水プレートと可動板収容キャップとの間の空間に設けられた可動板と、
外周ヨークと防水プレートとの間に形成された隙間を埋める樹脂とを備え、段付部より小径側が腐食性液体を使用する装置に組み込まれることを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、
柱状の磁極ピースと、
磁極ピースの周りに配置され、耐食性を有する筒状の外周ヨークと、
磁極ピースと外周ヨークの一方の端部とを連結する底部ヨークと、
磁極ピースに装着され、第１のコイル保持部と、底部ヨーク側の第２のコイル保持部とを有するボビン巻コイルと、
外周ヨークの外周面に設けられ、底部ヨーク側の径より底部ヨークの反対側の径が小さくなる段付部と、
外周ヨークの小径側の外周面に嵌合すると共に外周ヨークの他方の端部及び磁極ピースの底部ヨークと反対側の端部に当接して設けられ、カップ状の防水キャップと、
防水キャップの外周面に嵌合し、防水キャップとの間に空間を形成し、磁極ピースの底部ヨークと反対側の端部と対向する面に開口部を形成するカップ状の可動板収容キャップと、
防水キャップと可動板収容キャップとの間の空間に設けられた可動板とを備え、段付部より小径側が腐食性液体を使用する装置に組み込まれることを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、
柱状の磁極ピースと、
磁極ピースの周りに配置され、耐食性を有する筒状の外周ヨークと、
磁極ピースと外周ヨークの一方の端部とを連結する底部ヨークと、
磁極ピースに装着され、第１のコイル保持部と、底部ヨーク側の第２のコイル保持部とを有するボビン巻コイルと、
磁極ピースの底部ヨークと反対側の端部に当接して設けられ、第１のコイル保持部及び外周ヨークの内周面との間に隙間を形成する防水プレートと、
外周ヨークの外周面に設けられ、底部ヨーク側の径より底部ヨークの反対側の径が小さくなる段付部と、
外周ヨークの小径側の外周面に嵌合すると共に外周ヨークの他方の端部に当接して設けられ、外周ヨークの内径と略同一寸法の開口部を有するカップ状の防錆キャップと、
可動板とを備え、段付部より小径側が腐食性液体を使用する装置に組み込まれ、防水プレートの下方に可動板を収容する空間を装置との間に形成することを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、磁極ピース及び底部ヨークを鉄材で構成し、外周ヨークをステンレス鋼で構成したことを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、磁極ピースの断面積より、外周ヨークの断面積を大きくしたことを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、外周ヨークに用いたステンレス鋼に塗装処理を施すことを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、外周ヨークを鉄材で構成し、塗装処理を施すことを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、磁極ピースの底部ヨーク側根元に、第２のコイル保持部の端面と密着させてボビン巻コイルの位置決め固定を行うリング状のスペーサを設けたことを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、ボビン巻コイルは、第２のコイル保持部に電力が供給される受電部を備え、受電部は第２のコイル保持部と底部ヨークとの間に形成される結線空間部に設置されることを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、受電部は、端子台と、この端子台に設けられる２本の端子ピンとを備えることを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、２本の端子ピンに、ボビン巻コイルの巻き始め部と巻き終わり部が半田等でコイルの被膜を溶かして接合されることを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、第２のコイル保持部は、外周部に端子ピンへ渡る渡り線を引掛ける掛かりとめ部を有することを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、磁極ピースの底部ヨークと反対側の端部に、端部の面積を拡大する補助吸引部を設けることを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、補助吸引部をリング状磁性材又は円板状磁性材で構成したことを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、補助吸引部外径と外周ヨーク内径との間の距離をＬａ、補助吸引部端部又は前記磁極ピースと可動板との間のギャップをＬｇとすると、
Ｌａ＞２Ｌｇ
の関係を満たすことを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、磁極ピース、底部ヨーク、外周ヨークをそれぞれを別ピースの部品で構成することを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、磁極ピースと底部ヨークとを同一材料とし、外周ヨークを異なる材料で構成する場合は、磁極ピースと底部ヨークとを１部品で構成することを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、底部ヨークと外周ヨークとを同一材料とし、磁極ピースを異なる材料で構成する場合は、底部ヨークと外周ヨークを１部品で構成することを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、磁極ピース、底部ヨーク、外周ヨークを同一材料で構成する場合は、磁極ピース、底部ヨーク、外周ヨークを１部品で構成することを特徴とする。

この発明に係る電磁石アクチュエータは、腐食性液体に接触する外周ヨークを耐食性を有する構成とし、且つ磁極ピースの可動板側端部に防水プレートを設けて外周ヨークと防水プレートの隙間から樹脂を注入して防水構造とすることにより、腐食を防止し、小型で吸引力の大きな電磁石アクチュエータを実現できる。

実施の形態１．
図１乃至図６は実施の形態１を示す図で、図１は電磁石アクチュエータ５０の縦断面図、図２はボビン巻コイル２を省略した電磁石アクチュエータ５０の横断面図、図３はリング状の補助吸引部２０を磁極ピース１に追加した鉄心の縦断面図、図４は円板状の補助吸引部２０を磁極ピース１に追加した鉄心の縦断面図、図５は防水キャップ３０により防水部を形成した電磁石アクチュエータ５０の縦断面図、図６は可動板収容部１６ｂを金属ケース１６に設けた電磁石アクチュエータ５０の縦断面図である。

図１に示すように、電磁石アクチュエータ５０は、略中央部に円柱形状（柱状の一例）を有する磁極ピース１を備える。

円柱形状の磁極ピース１の外周部には、コイル４がボビン３に巻線されたボビン巻コイル２が装着される。ボビン３は両端部に第１のコイル保持部３ａ（後述する防水プレート９側）と、第２のコイル保持部３ｂ（後述する底部ヨーク５側）とを備え、コイル４を保持する。

ボビン巻コイル２の周りには、円筒形（筒状の一例）の外周ヨーク６が配置されている。外周ヨーク６の外周面は段付部６ａを有し、後述する可動板１２側が小径になっている。

底部ヨーク５が、磁極ピース１と外周ヨーク６の一方の端部（大径側）とを連結する。図１の例では、底部ヨーク５は磁極ピース１と一体に形成されている。底部ヨーク５には、ボビン巻コイル２からのリード線を引出すリード口出し部７が外周側に形成されている。

磁極ピース１の端部の底部ヨーク５の反対側の端部（吸引面側）に、防水部８が設けられる。防水部８については後述するが、防水部８は防水プレート９と樹脂１０とにより構成される。

防水部８の防水プレート９の端面と対向し、ギャップ１１を隔てて円板状の可動板１２が配置される。

可動板１２を収容するためのカップ状の可動板収容キャップ１３が、外周ヨーク６の小径側の外周面に嵌合すると共に外周ヨーク６の可動板１２側の端部に当接し、防水プレート９との間に空間１４を形成し、防水プレート９と対向する面に液体流入部１５（開口部）を形成する。

電磁石アクチュエータ５０は、該電磁石アクチュエータ５０の小径側が嵌合する開口部１６ａを有する金属ケース１６（腐食性液体を使用する装置の筐体）に組み込まれる。電磁石アクチュエータ５０は、金属ケース１６の開口部１６ａに、圧入、焼嵌、接着、またはこれらの併用で密閉固着される。電磁石アクチュエータ５０自体が、金属ケース１６の密閉栓の役割を果たしている。

金属ケース１６の内部は、腐食性の液体１７で満たされている。電磁石アクチュエータ５０の段付部６ａを境とする小径側（外周）が腐食性の液体と接触する。

既に述べたように、電磁石アクチュエータ５０の外周部には、吸引面側の径が小となる段付部６ａを有する。電磁石アクチュエータ５０を小径側より金属ケース１６の開口部１６ａに挿入することで、電磁石アクチュエータ５０の位置決め固定を確実に行っている。

磁極ピース１と外周ヨーク６は異なる物性の磁性材料から成る。主磁束を発生する磁極ピース１は、透磁率の大きい炭素鋼などの鉄材で構成する。それに対し外周ヨーク６は、磁極ピース１よりも透磁率が小さく、耐食性の優れたフェライト系ステンレス鋼（例えば、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４３４等）、または、マルテンサイト系ステンレス鋼（例えば、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０等）で構成される。

このように、磁極ピース１の透磁率に対して、外周ヨーク６の透磁率を小さく構成することで、インダクタンスの増加を抑えて、電流の立ち上がり特性を改善しつつ、十分な吸引力を得ることができる。また、腐食性液体中などの特殊環境での使用に耐え得る耐食性に優れた電磁石アクチュエータ５０が得られる。

また、図２に示すように、磁極ピース１の磁路断面積Ｓ１に対し、外周ヨーク６の磁路断面積Ｓ２を大きくなるように構成する。それにより、電磁石アクチュエータ５０の剛性を高めることができる。また、外周ヨーク６の透磁率の低下を断面積の増加で補うことができ、より大きな吸引力が得られる。

また、図３に示すように、磁極ピース１の可動板１２側端部に、補助吸引部２０を設ける。補助吸引部２０は、磁極ピース１と別部品のリング状磁性材料で構成されている。補助吸引部２０は圧入、接着等で磁極ピース１に固定される。補助吸引部２０を設けることにより、磁極ピース１の可動板１２側端部の面積が大きくなり電磁石アクチュエータ５０の吸引力が増加する。

補助吸引部２０外径と外周ヨーク６内径との間の距離をＬａ、補助吸引部２０端部又は磁極ピース１と可動板１２との間のギャップをＬｇとすると、
Ｌａ＞２Ｌｇ
の関係を満たすことにより、効率よく電磁石アクチュエータ５０の吸引力を増加することができる。

図４に示すように、補助吸引部２０を円板状に形成してもよい。円板状の補助吸引部２０は、磁極ピース１の端部に接着等で固着される。作用効果は、図３のものと同じである。

補助吸引部２０は、磁極ピース１と別部品のリング状磁性材（図３）、または、円板状の磁性材（図４）などで構成しても、磁極ピース１と一体に形成してもよい。

また、補助吸引部２０と磁極ピース１を別部品で構成した場合、補助吸引部２０と磁極ピース１を圧入、接着などで固着することで、ボビン巻コイル２の固定を確実に行うことができる。

尚、補助吸引部２０と磁極ピース１を一体に形成した場合も、同様の効果が得られることは言うまでもない。

さらに、別部品で補助吸引部２０を構成する場合、磁極ピース１よりも透磁率の大きい磁性材料で構成することで、更に効率よく電磁石アクチュエータ５０の吸引力を増加することができる。

外周ヨーク６は、磁極ピース１よりも透磁率が小さく、耐食性の優れたフェライト系ステンレス鋼、または、マルテンサイト系ステンレス鋼で構成されることを述べた。外周ヨーク６を炭素鋼などの鉄材で構成し、塗装処理を行う。それにより、腐食性の液体１７中での耐食性を確保し、電磁石アクチュエータ５０の吸引力の増加が図れる。この場合は、磁極ピース１の磁路断面積Ｓ１に対し、外周ヨーク６の磁路断面積Ｓ２を磁気飽和の生じない範囲で小さくすることで、電磁石アクチュエータ５０の小型化が図れる。

また、電磁石アクチュエータ５０に要求される吸引力に応じて、磁極ピース１、底部ヨーク５、外周ヨーク６を磁性を有するステンレス鋼で構成する。それにより、より一層、腐食性の液体１７を使用する装置に組み込まれた場合の耐力性が優れた電磁石アクチュエータ５０が得られる。

また、磁極ピース１、底部ヨーク５、外周ヨーク６のそれぞれを別ピースの部品で構成してもよい。

磁極ピース１と底部ヨーク５とを同一材料とし、外周ヨーク６を異なる材料で構成する場合は、磁極ピース１と底部ヨーク５を１部品で構成してもよい（図１のケース）。

底部ヨーク５と外周ヨーク６とを同一材料とし、磁極ピース１を異なる材料で構成する場合は、底部ヨーク５と外周ヨーク６を１部品で構成してもよい。

磁極ピース１、底部ヨーク５、外周ヨーク６を同一材料で構成する場合は、磁極ピース１、底部ヨーク５、外周ヨーク６を１部品で構成してもよい。

これらの部品は、鍛造、鋳造、絞り加工、切削加工などを適宜選択することで、容易に得ることができる。

磁極ピース１と底部ヨーク５とを１部品で構成、または、底部ヨーク５と外周ヨーク６を１部品で構成、または磁極ピース１と底部ヨーク５と外周ヨーク６とを１部品で構成することで、剛性が高く、振動に強い電磁石アクチュエータ５０が得られる。また、組み立て工程を削減でき、生産性の優れた電磁石アクチュエータ５０が得られる。

図１に示すように、ボビン巻コイル２は、ボビン３とコイル４と備える。ボビン３は、円筒状のコイル巻き部３ｃと、コイル巻き部３ｃの両端に配置されたコイル巻き部３ｃよりも外径の大きい鍔上の第１のコイル保持部３ａ（吸引側）と、第２のコイル保持部３ｂ（底部ヨーク５側）を有する。

コイル４は、ボビン３のコイル巻き部３ｃに所定の巻数のワイヤーを整列状に巻き付けて構成される。

また、ボビン巻コイル２の底部ヨーク５側の第２のコイル保持部３ｂには、コイル４に電力を供給するための受電部２１を有する。受電部２１は端子台２２と端子ピン２３とを備える。ボビン３の第２のコイル保持部３ｂと底部ヨーク５との間に設けた結線空間２４で結線処理される。

第２のコイル保持部３ｂの端面には端子台２２が第２のコイル保持部３ｂと一体で形成される。端子台２２には２本の端子ピン２３が取り付けられる。コイル４の巻き始め部と巻き終わり部とがそれぞれの端子ピン２３にからげられる。そして、半田等でワイヤーの絶縁被膜を溶かして、端子ピン２３にコイル４の巻き始め部と巻き終わり部とを接合している。

また、第２のコイル保持部３ｂの外周部には、掛かりとめ部（図示せず）を有する。掛かりとめ部に、コイル４から端子ピン２３へ渡る渡り線（図示せず）を引っ掛ける。それにより、からげ作業を容易にしている。また、渡り線が外側に出っ張って、外周ヨーク６の内径と干渉するのを防止している。

底部ヨーク５の外周に近い部分に、切り欠き、または開口部で形成されたリード口出し部７を設ける。リード口出し部７を設けることで、ボビン巻コイル２の受電部２１を介して、容易にリード線（図示せず）を引き出すことが可能である。

底部ヨーク５の中心側に対して、磁路断面積の大きい底部ヨーク５の外周に近い部分に切り欠き部、または開口部を設けるので、吸引力を得るための磁路を確保することができる。それにより磁気飽和による吸引力の低下を抑制することができる。

磁極ピース１の根元（底部ヨーク５側）にはリング状のスペーサ２５が装着される。スペーサ２５を第２のコイル保持部３ｂの端面と密着させて、ボビン巻コイル２の位置決め固定を行っている。リング状のスペーサ２５の材質は、十分な強度があれば、磁性材、非磁性材など如何なる材質でもよい。スペーサ２５を炭素鋼などの鉄材、もしくは磁性を有するステンレス鋼などで構成する。それにより、通電時にスペーサ２５が磁路として作用し、磁束密度の大きい磁極ピース１の根元部の磁束密度を緩和させ、吸引力の増加に有効である。

尚、リング状のスペーサ２５の代わりに、磁極ピース１とスペーサ２５を一体構造とし１部品で構成する。または、ボビン巻コイルの第２のコイル保持部３ｂとスペーサ２５を一体構造として１部品で構成する。それらにより、部品点数の削減が図れる。

防水部８は、防水プレート９と樹脂１０とで構成される。その場合、ボビン３端面に対し、磁極ピース１を突出させ、且つ磁極ピース１端面に対し外周ヨーク６端面を突出させる。磁極ピース１端面に接するように外周ヨーク６の内径寸法よりも小さい円板状の非磁性の防水プレート９を設ける。外周ヨーク６と防水プレート９との間には、吸引面側の隙間２７が生じる。この隙間２７から腐食性の液体１７が電磁石アクチュエータ５０内部に侵入しないように、隙間２７を樹脂１０で埋める。樹脂１０を隙間２７に充填する方法としては、注入、インサート成形等がある。防水プレート９と樹脂１０とにより、防水部８が構成される。

樹脂１０の材質として、例えば、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ樹脂（液晶ポリマー）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、ＵＶ樹脂などが使用される。また、防水プレート９は、薄板をプレス抜きすることで、容易に得ることができる。

尚、図１の例では、吸引面側の隙間２７を樹脂１０で埋めて防水部８を設けたが、これに限定されるものではない。例えば、電磁石アクチュエータ５０の固定子側表面の全体を樹脂モールドすることにより、より一層耐食性に優れた電磁石アクチュエータ５０が得られる。この場合は、防水部８は不要となる。

また、図５に示すように、防水プレート９と樹脂１０の代わりに、防水キャップ３０を吸引面側より装着して防水部を形成してもよい。防水キャップ３０の材質は、非磁性で耐食性に優れたオーステナイト系のステンレス鋼（例えば、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１等）である。防水キャップ３０を吸引面側より、焼嵌、圧入、接着などを用いて装着する。防水キャップ３０は、絞り加工などにより容易に製造可能である。尚、外周ヨーク６の段付部６ａから小径側を防水キャップ３０と略同じ形状にして、外周ヨーク６に防水キャップ３０の機能を持たせてもよい。部品点数を減らすことができる。

可動板収容キャップ１３の可動板１２に対向する端面には、開口部で形成された液体流入部１５が設けられている。可動板収容キャップ１３の内部は、腐食性の液体１７で満たされた構造となっている。

図１では、可動板１２の外径寸法は、可動板収容キャップ１３の内径に対して小さく、且つ、外周ヨーク６の内径に対して小さくなっている。しかし、可動板１２の外径寸法を、可動板収容キャップ１３の内径に対して小さく、且つ、外周ヨーク６の内径に対して大きくなるように構成すると以下のような利点がある。即ち、可動板１２は、可動板収容キャップ１３内部で移動可能で、且つ外周ヨーク６端面と可動板１２との間に働く吸引力が向上し（外周ヨーク６端面と可動板１２との間のギャップが小さくなるため）、より大きな吸引力が得られる。

可動板収容キャップ１３の材質は、非磁性で耐食性に優れたオーステナイト系のステンレス鋼（例えば、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１等）である。

このように構成することで、吸引力を低下させることなく、耐食性の優れた電磁石アクチュエータ５０が得られる。

尚、オーステナイト系のステンレス鋼に吹き付け塗装、静電塗装、電着塗装、粉体塗装などの塗装処理を加えることにより、更に耐食性を向上することができる。

外部電源によって受電部２１に電流が供給されると、コイル４に流れる電流によって磁束が発生する。磁性材で構成された磁極ピース１、底部ヨーク５、外周ヨーク６、可動板１２によって磁路が形成される。磁極ピース１端面と可動板１２の間に吸引力が発生し、腐食性の液体１７中の可動板１２を吸引する。

このとき、腐食性の液体１７がダンパーとして作用する。そのため、可動板１２を吸引した際の衝撃力を緩和することができる。

また、電流が供給されていない状態では、吸引力はなくなる。その状態では、可動板１２は液体１７中を浮遊した状態となる。従って、外部から振動が加わった場合でも電磁石アクチュエータ５０の磨耗を防止し、耐久性に優れた電磁石アクチュエータ５０が得られる。

尚、図１及び図５では、可動板１２を収容するために、可動板収容キャップ１３を外周ヨーク６に装着した構成にした。図６に示すように、可動板収容キャップ１３の代わりに、可動板収容部１６ｂを金属ケース１６に設けてもよい。この場合は、可動板収容キャップ１３の代わりに、可動板収容キャップ１３を外周ヨーク６端面までの長さとした磁性を有するステンレス鋼の防錆キャップ４０で構成する。それにより、耐食性を確保しつつ、より吸引力の大きい電磁石アクチュエータ５０を実現できる。

また、可動板収容キャップ１３と防錆キャップ４０以外は、共通仕様となっている。そのため、可動板収容キャップ１３、または防錆キャップ４０の工程を選択的に切り替えるのみで、自動化が可能となる。そのため、生産性に優れた電磁石アクチュエータ５０が実現できる。

実施の形態１を示す図で、電磁石アクチュエータ５０の縦断面図。 実施の形態１を示す図で、ボビン巻コイル２を省略した電磁石アクチュエータ５０の横断面図。 実施の形態１を示す図で、リング状の補助吸引部２０を磁極ピース１に追加した鉄心の縦断面図。 実施の形態１を示す図で、円板状の補助吸引部２０を磁極ピース１に追加した鉄心の縦断面図。 実施の形態１を示す図で、防水キャップ３０により防水部を形成した電磁石アクチュエータ５０の縦断面図。 実施の形態１を示す図で、可動板収容部１６ｂを金属ケース１６に設けた電磁石アクチュエータ５０の縦断面図。

符号の説明

１ 磁極ピース、２ ボビン巻コイル、３ ボビン、３ａ 第１のコイル保持部、３ｂ 第２のコイル保持部、４ コイル、５ 底部ヨーク、６ 外周ヨーク、６ａ 段付部、７ リード口出し部、８ 防水部、９ 防水プレート、１０ 樹脂、１１ ギャップ、１２ 可動板、１３ 可動板収容キャップ、１４ 空間、１５ 液体流入部、１６ 金属ケース、１６ａ 開口部、１７ 液体、２０ 補助吸引部、２１ 受電部、２２ 端子台、２３ 端子ピン、２４ 結線空間、２５ スペーサ、２７ 隙間、３０ 防水キャップ、４０ 防錆キャップ、５０ 電磁石アクチュエータ。

Claims (20)

1. 腐食性の液体を使用する装置に組み込まれる電磁石アクチュエータであって、
   柱状の磁極ピースと、
   前記磁極ピースの周りに配置され、耐食性を有する筒状の外周ヨークと、
   前記磁極ピースと前記外周ヨークの一方の端部とを連結する底部ヨークと、
   前記磁極ピースに装着され、第１のコイル保持部と、前記底部ヨーク側の第２のコイル保持部とを有するボビン巻コイルと、
   前記外周ヨークの外周面に設けられ、前記底部ヨーク側の径より前記底部ヨークの反対側の径が小さくなる段付部と、
   少なくとも前記ボビン巻コイル及び前記磁極ピースに前記腐食性の液体が侵入するのを抑制する防水部と、
   前記腐食性の液体内に設けられ、前記磁極ピース、前記外周ヨーク、及び前記底部ヨークと共に磁気回路を形成する可動板とを備え、当該電磁石アクチュエータ自身に又は前記腐食性の液体を使用する装置との間に前記可動板を収容する空間を設けると共に、前記段付部より小径側が前記腐食性の液体を使用する装置に組み込まれることを特徴とする電磁石アクチュエータ。
2. 柱状の磁極ピースと、
   前記磁極ピースの周りに配置され、耐食性を有する筒状の外周ヨークと、
   前記磁極ピースと前記外周ヨークの一方の端部とを連結する底部ヨークと、
   前記磁極ピースに装着され、第１のコイル保持部と、前記底部ヨーク側の第２のコイル保持部とを有するボビン巻コイルと、
   前記磁極ピースの前記底部ヨークと反対側の端部に当接して設けられ、前記第１のコイル保持部及び前記外周ヨークの内周面との間に隙間を形成する防水プレートと、
   前記外周ヨークの外周面に設けられ、前記底部ヨーク側の径より前記底部ヨークの反対側の径が小さくなる段付部と、
   前記外周ヨークの小径側の外周面に嵌合すると共に前記外周ヨークの他方の端部に当接し、前記防水プレートとの間に空間を形成し、前記防水プレートと対向する面に開口部を形成するカップ状の可動板収容キャップと、
   前記防水プレートと前記可動板収容キャップとの間の空間に設けられた可動板と、
   前記外周ヨークと前記防水プレートとの間に形成された隙間を埋める樹脂とを備え、前記段付部より小径側が腐食性液体を使用する装置に組み込まれることを特徴とする電磁石アクチュエータ。
3. 柱状の磁極ピースと、
   前記磁極ピースの周りに配置され、耐食性を有する筒状の外周ヨークと、
   前記磁極ピースと前記外周ヨークの一方の端部とを連結する底部ヨークと、
   前記磁極ピースに装着され、第１のコイル保持部と、前記底部ヨーク側の第２のコイル保持部とを有するボビン巻コイルと、
   前記外周ヨークの外周面に設けられ、前記底部ヨーク側の径より前記底部ヨークの反対側の径が小さくなる段付部と、
   前記外周ヨークの小径側の外周面に嵌合すると共に前記外周ヨークの他方の端部及び前記磁極ピースの前記底部ヨークと反対側の端部に当接して設けられ、カップ状の防水キャップと、
   前記防水キャップの外周面に嵌合し、前記防水キャップとの間に空間を形成し、前記磁極ピースの前記底部ヨークと反対側の端部と対向する面に開口部を形成するカップ状の可動板収容キャップと、
   前記防水キャップと前記可動板収容キャップとの間の空間に設けられた可動板とを備え、前記段付部より小径側が腐食性液体を使用する装置に組み込まれることを特徴とする電磁石アクチュエータ。
4. 柱状の磁極ピースと、
   前記磁極ピースの周りに配置され、耐食性を有する筒状の外周ヨークと、
   前記磁極ピースと前記外周ヨークの一方の端部とを連結する底部ヨークと、
   前記磁極ピースに装着され、第１のコイル保持部と、前記底部ヨーク側の第２のコイル保持部とを有するボビン巻コイルと、
   前記磁極ピースの前記底部ヨークと反対側の端部に当接して設けられ、前記第１のコイル保持部及び前記外周ヨークの内周面との間に隙間を形成する防水プレートと、
   前記外周ヨークの外周面に設けられ、前記底部ヨーク側の径より前記底部ヨークの反対側の径が小さくなる段付部と、
   前記外周ヨークの小径側の外周面に嵌合すると共に前記外周ヨークの他方の端部に当接して設けられ、前記外周ヨークの内径と略同一寸法の開口部を有するカップ状の防錆キャップと、
   可動板とを備え、前記段付部より小径側が腐食性液体を使用する装置に組み込まれ、前記防水プレートの下方に前記可動板を収容する空間を前記装置との間に形成することを特徴とする電磁石アクチュエータ。
5. 前記磁極ピース及び前記底部ヨークを鉄材で構成し、前記外周ヨークをステンレス鋼で構成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁石アクチュエータ。
6. 前記磁極ピースの断面積より、前記外周ヨークの断面積を大きくしたことを特徴とする請求項５記載の電磁石アクチュエータ。
7. 前記外周ヨークに用いたステンレス鋼に塗装処理を施すことを特徴とする請求項５記載の電磁石アクチュエータ。
8. 前記外周ヨークを鉄材で構成し、塗装処理を施すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁石アクチュエータ。
9. 前記磁極ピースの前記底部ヨーク側根元に、前記第２のコイル保持部の端面と密着させて前記ボビン巻コイルの位置決め固定を行うリング状のスペーサを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁石アクチュエータ。
10. 前記ボビン巻コイルは、前記第２のコイル保持部に電力が供給される受電部を備え、前記受電部は前記第２のコイル保持部と前記底部ヨークとの間に形成される結線空間部に設置されることを特徴とする請求項９記載の電磁石アクチュエータ。
11. 前記受電部は、端子台と、この端子台に設けられる２本の端子ピンとを備えることを特徴とする請求項１０記載の電磁石アクチュエータ。
12. 前記２本の端子ピンに、前記ボビン巻コイルの巻き始め部と巻き終わり部が半田等でコイルの被膜を溶かして接合されることを特徴とする請求項１１記載の電磁石アクチュエータ。
13. 前記第２のコイル保持部は、外周部に前記端子ピンへ渡る渡り線を引掛ける掛かりとめ部を有することを特徴とする請求項１１記載の電磁石アクチュエータ。
14. 前記磁極ピースの前記底部ヨークと反対側の端部に、該端部の面積を拡大する補助吸引部を設けることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁石アクチュエータ。
15. 前記補助吸引部をリング状磁性材又は円板状磁性材で構成したことを特徴とする請求項１４記載の電磁石アクチュエータ。
16. 前記補助吸引部外径と前記外周ヨーク内径との間の距離をＬａ、前記補助吸引部端部又は前記磁極ピースと前記可動板との間のギャップをＬｇとすると、
    Ｌａ＞２Ｌｇ
    の関係を満たすことを特徴とする請求項１４記載の電磁石アクチュエータ。
17. 前記磁極ピース、前記底部ヨーク、前記外周ヨークをそれぞれを別ピースの部品で構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁石アクチュエータ。
18. 前記磁極ピースと前記底部ヨークとを同一材料とし、前記外周ヨークを異なる材料で構成する場合は、前記磁極ピースと前記底部ヨークとを１部品で構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁石アクチュエータ。
19. 前記底部ヨークと前記外周ヨークとを同一材料とし、前記磁極ピースを異なる材料で構成する場合は、前記底部ヨークと前記外周ヨークを１部品で構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁石アクチュエータ。
20. 前記磁極ピース、前記底部ヨーク、前記外周ヨークを同一材料で構成する場合は、前記磁極ピース、前記底部ヨーク、前記外周ヨークを１部品で構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁石アクチュエータ。

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