JPWO2015151259A1 - 釈放形電磁石装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

この発明に係わる釈放形電磁石装置は、前記ボビン、前記電磁コイル、前記トランスファーヨーク、前記永久磁石が内部空間に収容されるヨークは、前記ボビンの前記第１ボビン枠体側に位置し前記ボビンの貫通穴に連通する貫通穴を有するプランジャ貫通側ヨーク体を配置し、前記プランジャ貫通側ヨーク体から前記永久磁石側にそれぞれ折曲された中央側ヨーク体を配置し、前記中央側ヨーク体から前記ボビンの貫通穴中心側にそれぞれ折曲されて前記永久磁石と当接するとともに両端面がヨーク閉じ合わせ部を形成する永久磁石側ヨーク体を配置して構成されるものである。

Description

この発明は、例えば配線用遮断器、漏電遮断器などの回路遮断器の引き外し装置として用いられる釈放形電磁石装置およびその製造方法に関するものである。

周知のように、配線用遮断器、漏電遮断器などの回路遮断器は、その回路遮断器が接続されている回路に短絡若しくは漏電等が発生したときに、これを検出して発生する引外し信号に基づいて自動的に引外し機構がトリップして前述の回路を遮断するように構成されている。このような回路遮断器は、引外し信号に基づいて通電される電磁コイルとこの電磁コイルの通電時に釈放されて移動するプランジャとを有する釈放形電磁石装置を備え、この釈放形電磁石装置のプランジャの移動により引外し機構をトリップさせて回路を遮断する。

釈放形電磁石装置は、電磁コイル、ヨーク、永久磁石、プランジャおよび釈放ばね等から構成される。プランジャは、永久磁石によりヨークと吸着保持しているが、同時に、釈放ばねが吸着を引き剥がす方向に付勢している。常時は、釈放ばねの付勢力よりも永久磁石の吸着力が上回るため、プランジャは吸着保持しているが、引外し信号の検出時には、永久磁石の磁力を弱める極性で電磁コイルに電流が通電され、吸着力が釈放ばねの付勢力より小さくなると、釈放ばねの力によりプランジャはヨークより開離して回路遮断器の引外し動作を行う。

従来、回路遮断器に用いられている釈放形電磁石装置としては、例えば特許文献１や図１８に開示されるものがある。特許文献１には、主ヨークの開口端を端部ヨークにより閉塞した釈放形電磁石装置が開示されている。このような釈放形電磁石装置の詳細を図１８の断面図に基づいて説明する。図１８において、ヨーク１は、永久磁石２を保持する底部側ヨーク体１ａと、この底部側ヨーク体１ａから折曲され開口端１ｂを有する主ヨーク１ｃと、主ヨーク１ｃの開口端１ｂを閉塞する端部ヨーク１ｄとにより構成されている。底部側ヨーク体１ａと主ヨーク１ｃ内に、永久磁石２と、トランスファーヨーク３と、中央部５ａに貫通穴５ｂを備え第１ボビン枠体５ｃと第２ボビン枠体５ｄとの間の前記中央部５ａの外周面に電磁コイル４が装着されるボビン５と、ボビン５の貫通穴５ｂに挿入された第１の挿通パイプ６とを収容した後に、主ヨーク１ｃの開口端１ｂを端部ヨーク１ｄにより閉塞することにより、端部ヨーク１ｄ、主ヨーク１ｃ、底部側ヨーク体１ａからなるヨーク１が構成される。

ボビン５の第２ボビン枠体５ｄの内周側には切り欠き部５ｅが形成され、第１の挿通パイプ６の一方側６ａが径方向外側に折曲されてボビン５の第２ボビン枠体５ｄの切り欠き部５ｅに係合され、第１の挿通パイプ６がボビン５から抜け出ないようにしている。第１の挿通パイプ６の他方側６ｂはボビン５の第１ボビン枠体５ｃより軸方向外側に出ないように配置されている。

端部ヨーク１ｄの中央部には第１の挿通パイプ６の内径と同一径あるいは少し大きめの径の貫通穴１ｄ１を有するボス部１ｄ２が設けられている。プランジャ７をその一方側７ａから端部ヨーク１ｄのボス部１ｄ２の貫通穴１ｄ１、第１の挿通パイプ６の内周側に挿通し、プランジャ７の第１挿通部７ｂは第１の挿通パイプ６内を軸方向に移動可能となっている。

プランジャ７の第２挿通部７ｃは端部ヨーク１ｄのボス部１ｄ２の貫通穴１ｄ１に位置し、その径は第１挿通部７ｂの径より小さい径に構成されている。プランジャ７の他方側７ｄの径は第２挿通部７ｃ径よりさらに小さい径に構成され、プランジャ７の他方側７ｄとプランジャ７の第２挿通部７ｃとの間に段付き部７ｅが構成されている。プランジャ７の第２挿通部７ｃの外周面には第２の挿通パイプ８が嵌挿され、端部ヨーク１ｄのボス部１ｄ２の貫通穴１ｄ１内を軸方向に移動可能となっている。

第２の挿通パイプ８の一方側８ａは、プランジャ７の一方側７ａが永久磁石２の吸着力によりトランスファーヨーク３に当接しているときに第１の挿通パイプ６の他方側６ｂに突き当たらない位置とするとともに、第２の挿通パイプ８の他方側８ｂは、プランジャ７の他方側７ｄとプランジャ７の第２挿通部７ｃとの間に構成された段付き部７ｅに沿うようプランジャ７の他方側７ｄの外周面側に折曲されている。

プレート９は、プランジャ７の他方側７ｄの軸端部側に配置されて固定支持体１０により固定され、プレート９とプランジャ７の段付き部７ｅに沿うように折曲された第２の挿通パイプ８の他方側８ｂとの間でプランジャ７の他方側７ｄに嵌挿されたプレートばね１１のばね力によりプレート９は固定支持体１０に押圧されて固定される。

釈放ばね１２は、プレート９とヨーク１の端部ヨーク１ｄとの間で端部ヨーク１ｄのボス部１ｄ２外周側に配置され、プランジャ７の一方側７ａが永久磁石２の吸着力によりトランスファーヨーク３に当接しているときに、プランジャ７をトランスファーヨーク３から離反させる付勢力が維持されるように釈放ばね１２を配置している。

特許第５２４８９８２号公報

上述した従来の釈放形電磁石装置においては、ヨーク１が主ヨーク１ｃと貫通穴１ｄ１を有するボス部１ｄ２が設けられた端部ヨーク１ｄとの二つで構成されており、部品点数が増えるとともに、主ヨーク１ｃと端部ヨーク１ｄとをかしめなどで接合すると、主ヨーク１ｃと端部ヨーク１ｄとの接合部に生じる磁気抵抗の管理が難しく釈放特性が安定しないという問題があった。

また、プランジャ７は第１挿通部７ｂ、その第１挿通部７ｂの径より小さい径の第２挿通部７ｃ、さらに、その第２挿通部７ｃの径より小さい径の他方側７ｄという３段階の径からなるものとなり、複雑な形状となっているという問題があった。

また、プランジャ７を挿通させるためのパイプは、ボビン５の貫通穴５ｂに挿入された第１の挿通パイプ６と、プランジャ７の第２挿通部７ｃの外周面に嵌挿された第２の挿通パイプ８という２つのパイプで構成されており、部品点数が増えるとともに、第１の挿通パイプ６の一方側６ａを径方向外側に折曲してボビン５の第２ボビン枠体５ｄに形成した切り欠き部５ｅに係合させ、第１の挿通パイプ６がボビン５から抜け出ない構造とした複雑な形状となっているという問題があった。

以上のように、部品点数が多い構成であるとともに複雑な形状となっているので、それらの組立作業に多大の手間と労力を要し、組立作業に時間がかかるという問題があった。

また、永久磁石２とトランスファーヨーク３の位置決めは、ボビン５の第２ボビン枠体５ｄからヨーク１の底部側ヨーク体１ａ側に僅かに突出する突出部５ｆ内にトランスファーヨーク３が係合することにより行われるが、突出部５ｆはヨーク１の底部側ヨーク体１ａ側に僅かに突出するだけであり、永久磁石２とトランスファーヨーク３の位置決めを安定して確実に行われるものとは言い難いものがあるという問題があった。

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あり、その目的は、安定した釈放特性を得ることができる釈放形電磁石装置を提供するものである。
また、部品点数を削減して組立作業の簡易化を図ることができる釈放形電磁石装置を提供するものである。

この発明に係わる釈放形電磁石装置は、中央部に貫通穴を備え、第１ボビン枠体と第２ボビン枠体との間の前記中央部の外周面に電磁コイルが装着されるボビンと、前記ボビンの前記第２ボビン枠体側に配置されるトランスファーヨークと、前記トランスファーヨークに配置される永久磁石と、前記ボビン、前記電磁コイル、前記トランスファーヨーク、前記永久磁石が内部空間に収容されるヨークと、前記ボビンの前記貫通穴に挿入される挿通パイプと、前記挿通パイプの内周に挿入され、前記トランスファーヨークに当接、離反する方向に移動するプランジャと、前記プランジャを前記トランスファーヨークから離反する方向に付勢する釈放ばねとを備え、前記プランジャは、前記永久磁石の吸着力により前記トランスファーヨークに当接した位置に保持され、前記電磁コイルが通電されたときに前記永久磁石の吸着力が減じられ、前記釈放ばねの付勢力により前記トランスファーヨークから離反する方向に釈放される釈放形電磁石装置において、前記ヨークは、前記ボビンの前記第１ボビン枠体側に位置し前記ボビンの貫通穴に連通する貫通穴を有するプランジャ貫通側ヨーク体を配置し、前記プランジャ貫通側ヨーク体から前記永久磁石側にそれぞれ折曲された中央側ヨーク体を配置し、前記中央側ヨーク体から前記ボビンの貫通穴中心側にそれぞれ折曲されて前記永久磁石と当接するとともに両端面がヨーク閉じ合わせ部を形成する永久磁石側ヨーク体を配置して構成されるものである。

また、この発明に係わる釈放形電磁石装置の製造方法は、ボビンの中央部に貫通穴を備え、第１ボビン枠体と第２ボビン枠体との間の前記中央部の外周面に電磁コイルを装着する工程と、前記ボビンの前記第２ボビン枠体に設けた囲繞部内にトランスファーヨークと永久磁石を収容する工程と、前記ボビンの前記第２ボビン枠体の前記囲繞部内に前記トランスファーヨークと前記永久磁石を収容した組立体を前記ボビンの前記第１ボビン枠体側に位置し前記ボビンの前記貫通穴に連通する貫通穴を有するプランジャ貫通側ヨーク体を配置し、前記プランジャ貫通側ヨーク体から前記永久磁石側にそれぞれ折曲された中央側ヨーク体を配置し、前記中央側ヨーク体から前記ボビンの前記貫通穴中心側にそれぞれ折曲されて前記永久磁石と当接するとともに両端面がヨーク閉じ合わせ部を形成する永久磁石側ヨーク体を配置して構成されるヨークに挿入する工程と、挿通パイプの一方側から前記ヨークの前記プランジャ貫通側ヨーク体の前記貫通穴、前記ボビンの前記貫通穴に前記挿通パイプの他方側が前記ヨークの前記プランジャ貫通側ヨーク体に当接するまで挿入する工程と、プランジャの他方側にプレートばねを嵌挿させ、前記プランジャの他方側の先端部をプレートの貫通穴に挿通させ、固定支持体により前記プランジャに前記プレート、前記プレートばねを固定した後、前記プランジャに釈放ばねを嵌挿し、前記プランジャの一方側から前記挿通パイプ内に挿通していき、前記プランジャ１０７の挿通部が前記挿通パイプ内まで挿入することにより、前記釈放ばねは前記挿通パイプの他方側と前記プレートとの間に所定の付勢力を持つように配置する工程とを備えたものである。

この発明に係る釈放形電磁石装置によれば、ボビン、電磁コイル、トランスファーヨーク、永久磁石が内部空間に収容されるヨークをボビンの第１ボビン枠体側に位置しボビンの貫通穴に連通する貫通穴を有するプランジャ貫通側ヨーク体を配置し、プランジャ貫通側ヨーク体から永久磁石側にそれぞれ折曲された中央側ヨーク体を配置し、中央側ヨーク体からボビンの貫通穴中心側にそれぞれ折曲されて永久磁石と当接するとともに両端面がヨーク閉じ合わせ部を形成する永久磁石側ヨーク体を配置して構成したことにより、安定した釈放特性を得ることができる釈放形電磁石装置を得ることができる。
また、部品点数を削減して組立作業の簡易化を図ることができる釈放形電磁石装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置を示す分解展開斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるヨークを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとを組み立てた状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとの組立体とトランスファーヨークと永久磁石とを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石との組立体をヨークに収容する前の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石との組立体をヨークに収容した状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石とヨークとの組立体に挿通パイプを収容する前の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石とヨークとの組立体に挿通パイプを収容した状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石とヨークと挿通パイプとの組立体にプランジャを収容する前の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるプランジャの分解展開斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるプランジャと固定支持体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石とヨークと挿通パイプとの組立体にプランジャを収容した状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係わる釈放形電磁石装置におけるヨークを示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係わる釈放形電磁石装置におけるヨークを示す斜視図である。 この発明の実施の形態４に係わる釈放形電磁石装置におけるヨークを示す斜視図である。 従来の釈放形電磁石装置を示す断面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図１４に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置を示す断面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置を示す分解展開斜視図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるヨークを示す斜視図である。図４はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとを示す斜視図である。図５はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとを組み立てた状態を示す斜視図である。図６はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとの組立体とトランスファーヨークと永久磁石とを示す斜視図である。図７はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石との組立体をヨークに収容する前の状態を示す斜視図である。図８はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石との組立体をヨークに収容した状態を示す斜視図である。図９はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石とヨークとの組立体に挿通パイプを収容する前の状態を示す斜視図である。図１０はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石とヨークとの組立体に挿通パイプを収容した状態を示す斜視図である。図１１はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石とヨークと挿通パイプとの組立体にプランジャを収容する前の状態を示す斜視図である。図１２はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるプランジャの分解展開斜視図である。図１３はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるプランジャと固定支持体を示す斜視図である。図１４はこの発明の実施の形態１に係わる釈放形電磁石装置におけるボビンと電磁コイルとトランスファーヨークと永久磁石とヨークと挿通パイプとの組立体にプランジャを収容した状態を示す斜視図である。

これら各図おいて、磁性材料から構成されるヨーク１０１は、ボビン１０２の第１ボビン枠体１０２ｃ側に位置しボビン１０２の中央部１０２ｂに形成された貫通穴１０２ａに連通しその貫通穴１０２ａとほぼ同径に構成される貫通穴１０１ａ１を有するプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａを配置し、プランジャ貫通側ヨーク体１０１ａから永久磁石１０３側にそれぞれ折曲された中央側ヨーク体１０１ｂを配置し、中央側ヨーク体１０１ｂからボビン１０２の貫通穴１０２ａ中心側にそれぞれ折曲されて永久磁石と当接するとともに両端面１０１ｃ１がヨーク閉じ合わせ部１０１ｄを形成する永久磁石側ヨーク体１０１ｃを配置して構成される。すなわち、ヨーク１０１は、単一の板を矩形に折曲加工して永久磁石１０３と当接する永久磁石側ヨーク体１０１ｃの両端面１０１ｃ１の位置でヨーク閉じ合わせ部１０１ｄを形成して構成される。ヨーク閉じ合わせ部１０１ｄは後述するプランジャ１０７の軸方向と直交する方向に例えば直線的に設けられた場合を示している。

ボビン１０２の第１ボビン枠体１０２ｃとボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄとの間の中央部１０２ｂの外周面に電磁コイル１０４が装着される。ボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄには永久磁石側ヨーク体１０１ｃに僅かな空隙を残して延在する囲繞部１０２ｄ１が設けられ、この囲繞部１０２ｄ１内に磁性材料から構成されるトランスファーヨーク１０５が収容されることにより位置決めが行われ、トランスファーヨーク１０５に位置決めされた永久磁石１０３もトランスファーヨーク１０５が位置決めされることにより囲繞部１０２ｄ１内で位置決めされる。

ヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの貫通穴１０１ａ１およびボビン１０２の貫通穴１０２ａに非磁性材料から構成される挿通パイプ１０６が挿通され、挿通パイプ１０６の一方側１０６ａはトランスファーヨーク１０５に当接しない位置まで延在し、挿通パイプ１０６の他方側１０６ｂはプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの外方でプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの貫通穴１０１ａ１より径方向外側に伸長する後述する釈放ばね１１１を受ける受け座１０６ｂ１をなす一体の構成体としている。

挿通パイプ１０６の内周にプランジャ１０７の挿通部１０７ａが挿入され、プランジャ１０７が挿通パイプ１０６内をトランスファーヨーク１０５に当接、離反する方向に移動し、プランジャ１０７の一方側１０７ｂがトランスファーヨーク１０５に当接、離反する構成となっている。プランジャ１０７の挿通部１０７ａのプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの外方に位置する箇所でその挿通部１０７ａの径より小さい径のプランジャ１０７の他方側１０７ｃが配置され、プランジャ１０７の挿通部１０７ａとプランジャ１０７の他方側１０７ｃとの間に段付き部１０７ｄが構成されている。

プレート１０８は、プランジャ１０７の他方側１０７ｃの軸端部側に配置されて固定支持体１０９により固定され、プレート１０８とプランジャ１０７の段付き部１０７ｄとの間でプランジャ１０７の他方側１０７ｃに嵌挿されたプレートばね１１０のばね力によりプレート１０８は固定支持体１０９に押圧されて固定される。

釈放ばね１１１は、プレート１０８と挿通パイプ１０６の他方側１０６ｂの受け座１０６ｂ１との間でプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの外方に位置するプランジャ１０７の挿通部１０７ａの外周側に配置され、プランジャ１０７の一方側１０７ｂが永久磁石１０３の吸着力によりトランスファーヨーク１０５に当接しているときに、プランジャ１０７をトランスファーヨーク１０５から離反させる付勢力が維持されるように釈放ばね１１１を配置している。

次に、以上のように構成されたこの発明の釈放形電磁石装置の動作について説明する。回路遮断器（図示せず）のリセット操作により、プランジャ１０７をリセット位置に配置した状態が図１である。このとき、永久磁石１０３の磁束は、磁束経路Ｘにて示すように、Ｎ極からトランスファーヨーク１０５、プランジャ１０７、挿通パイプ１０６、ヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａ、中央側ヨーク体１０１ｂ、永久磁石側ヨーク体１０１ｃを経由してＳ極へ戻る。永久磁石１０３の吸着力をＦｍ、釈放ばね１１１の付勢力をＦｓとすると、プランジャ１０７はＦｍ−Ｆｓの力でトランスファーヨーク１０５に吸着されている。すなわち、図１は永久磁石１０３の吸着力によりプランジャ１０７の一方側１０７ｂがトランスファーヨーク１０５に当接している状態を示しており、永久磁石１０３による磁束回路Ｘが形成されている。永久磁石１０３の吸着力は釈放ばね１１１の付勢力よりも大きな吸着力であり、プランジャ１０７は永久磁石１０３の吸着力によりトランスファーヨーク１０５に吸着保持されている。

回路遮断器（図示せず）が短絡や漏電を検知し、引き外し信号に基づいて電磁コイル１０４が通電されると、磁束回路Ｙにて示すように、プランジャ１０７、トランスファーヨーク１０５、ヨーク１０１の永久磁石側ヨーク体１０１ｃ、中央側ヨーク体１０１ｂ、プランジャ貫通側ヨーク体１０１ａ、挿通パイプ１０６を経由してプランジャ１０７へ戻る。このように、永久磁石１０３の吸着力を打ち消すように磁束が発生する。そして、永久磁石１０３の吸着力Ｆｍが釈放ばね１１１の付勢力Ｆｓよりも小さくなると、プランジャ１０７が釈放ばね１１１の付勢力Ｆｓによりトランスファーヨーク１０５から離反して図１の紙面上においてヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの外方上部側へ突出移動し、図示しない引き外し機構が回路の引き外しを行う。

この実施の形態１による釈放形電磁石装置においては、上述した従来の釈放形電磁石装置のように、ヨーク１が主ヨーク１ｃと貫通穴１ｄ１を有するボス部１ｄ２が設けられた端部ヨーク１ｄとの二つで構成され、主ヨーク１ｃと端部ヨーク１ｄとの接合部に生じる磁気抵抗の管理が難しく釈放特性が安定しないという問題を解決するものである。

この実施の形態１におけるヨーク１０１は、単一の板を矩形に加工したものであり、ボビン１０２の第１ボビン枠体１０２ｃ側に位置しボビン１０２の中央部１０２ｂに形成された貫通穴１０２ａに連通しその貫通穴１０２ａとほぼ同径に構成される貫通穴１０１ａ１を有するプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａを配置し、プランジャ貫通側ヨーク体１０１ａから永久磁石１０３側にそれぞれ折曲された中央側ヨーク体１０１ｂを配置し、中央側ヨーク体１０１ｂからボビン１０２の貫通穴１０２ａ中心側にそれぞれ折曲されて永久磁石と当接するとともに両端面１０１ｃ１がヨーク閉じ合わせ部１０１ｄを形成する永久磁石側ヨーク体１０１ｃを配置して構成される。すなわち、ヨーク１０１は、単一の板を矩形に折曲加工して永久磁石１０３と当接する永久磁石側ヨーク体１０１ｃの両端面１０１ｃ１の位置でヨーク閉じ合わせ部１０１ｄを形成して構成したものであり、上述した従来のものの接合部に生じるメッキ膜厚や空隙が除去され磁束の変動を著しく低減することができるので、安定した釈放特性を確保することができる。

また、プランジャ１０７は、挿通部１０７ａと他方側１０７ｃの２段階の径で構成され、上述した従来のもののように、第１挿通部７ｂ、その第１挿通部７ｂの径より小さい径の第２挿通部７ｃ、さらに、その第２挿通部７ｃの径より小さい径の他方側７ｄという３段階の径からなるものではなく、簡単な形状とすることができる。

また、挿通パイプ１０６は、ヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの貫通穴１０１ａ１およびボビン１０２の貫通穴１０２ａに挿通され、挿通パイプ１０６の一方側１０６ａはトランスファーヨーク１０５に当接しない位置まで延在する何等折曲加工していなものであり、挿通パイプ１０６の他方側１０６ｂはプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの外方でプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの貫通穴１０１ａ１より径方向外側に伸長する釈放ばね１１１を受ける受け座１０６ｂ１をなす一つの構成体としているので、上述した従来のもののように、ボビン５の貫通穴５ｂに挿入された第１の挿通パイプ６と、プランジャ７の第２挿通部７ｃの外周面に嵌挿された第２の挿通パイプ８という２つのパイプで構成されたものではなく、しかも、第１の挿通パイプ６の一方側６ａを径方向外側に折曲してボビン５の第２ボビン枠体５ｄに形成した切り欠き部５ｅに係合させ、第１の挿通パイプ６がボビン５から抜け出ない構造とした複雑な形状ではなく、簡単な構造の一つの構成体とすることができるので、部品点数を減らして簡易な組立を実現することができる。

また、挿通パイプ１０６は、ヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの貫通穴１０１ａ１およびボビン１０２の貫通穴１０２ａに挿通させており、ヨーク１０１とボビン１０２との位置ずれを抑制することができる。

また、挿通パイプ１０６は、非磁性材料で構成され、ヨーク１０１とプランジャ１０７の磁気ギャップを確保するので、プランジャガイドとしての機能を持つ。

また、挿通パイプ１０６の固定について、挿通パイプ１０６の他方側１０６ｂはプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの外方でプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの貫通穴１０１ａ１より径方向外側に伸長する釈放ばね１１１を受ける受け座１０６ｂ１を設けており、釈放ばね１１１の付勢力によって挿通パイプ１０６はヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａに押し付けられ位置が定まるので、接着などの作業が不要であり、組立作業の簡易化を図ることができる。

以上のように、部品点数を減らすことができるとともに簡易な形状とすることができるので、それらの組立作業を多大の手間と労力を要することなく、簡易な組立作業を行うことができ、組立作業を簡易に短時間で行うことができる。

また、永久磁石１０３とトランスファーヨーク１０５の位置決めは、ボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄに永久磁石側ヨーク体１０１ｃに僅かな空隙を残して延在する囲繞部１０２ｄ１を設け、この囲繞部１０２ｄ１内に、磁性材料から構成されるトランスファーヨーク１０５およびトランスファーヨーク１０５に位置決めされた永久磁石１０３を収容するだけで、安定した確実に位置決めを行うことができる。

次に、上述した実施の形態１における釈放形電磁石装置の組立手順について説明する。図２は釈放形電磁石装置の全体の分解展開斜視図を示している。図３は実施の形態１におけるヨーク１０１を示す斜視図であり、ヨーク１０１を、単一の板を矩形に加工したものであり、貫通穴１０１ａ１を有するプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａと、プランジャ貫通側ヨーク体１０１ａから永久磁石１０３側にそれぞれ折曲された中央側ヨーク体１０１ｂと、中心側にそれぞれ折曲されて永久磁石と当接するとともに両端面１０１ｃ１がヨーク閉じ合わせ部１０１ｄを形成する永久磁石側ヨーク体１０１ｃとから構成する。

このように、単一の板を矩形に加工してヨーク１０１を形成しているので、上述した従来のもののように、底部側ヨーク体１ａから折曲され開口端１ｂを有する主ヨーク１ｃとその主ヨーク１ｃの開口端１ｂを閉塞する端部ヨーク１ｄとの二つでヨーク１を構成するものに対し、部品点数を削減することができるともに接合部もないので磁気抵抗もなく釈放特性を安定させることができる。

まず、図５に示すように、電磁コイル１０４をボビン１０２の第１ボビン枠体１０２ｃとボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄとの間の中央部１０２ｂの外周面に装着する。図６に示すように、電磁コイル１０４が装着されたボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄに設けた囲繞部１０２ｄ１内にトランスファーヨーク１０５を収容してトランスファーヨーク１０５の位置決めを行い、トランスファーヨーク１０５の凹部に永久磁石１０３を装着して位置決めを行う。これらトランスファーヨーク１０５と永久磁石１０３をボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄに設けた囲繞部１０２ｄ１内に収容するだけで、安定して確実に簡単に位置決めを行うことができる。また、トランスファーヨーク１０５は取付ねじ１１２によりボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄの囲繞部１０２ｄ１に保持される。

このように、ボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄにトランスファーヨーク１０５と永久磁石１０３の全体を収容する囲繞部１０２ｄ１を設けたことにより、トランスファーヨーク１０５と永久磁石１０３の位置決めを安定して簡単に確実に行うことができる。また、ボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄの貫通穴１０２ａ側には上述した従来のもののように切り欠き部５ｅを形成しておらず、簡素な構造である。

次に、図７および図８に示すように、トランスファーヨーク１０５と永久磁石１０３をボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄに設けた囲繞部１０２ｄ１内に収容した組立体をヨーク１０１の開口部よりそのヨーク１０１の空間内に挿入していき、ヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの貫通穴１０１ａ１にボビン１０２の貫通穴１０２ａが一致する位置まで挿入する。

このように、ボビン１０２の第２ボビン枠体１０２ｄの貫通穴１０２ａ側には上述した従来のもののように切り欠き部５ｅを形成していないので、上述した従来のもののように第１の挿通パイプ６の一方側６ａを径方向外側に折曲してボビン５の第２ボビン枠体５ｄに形成した切り欠き部５ｅに係合させ、第１の挿通パイプ６がボビン５から抜け出ない構造とするような複雑な形状ではなく、極めて簡素な構造であり、組立性も簡易なものとなる。

さらに、図９および図１０に示すように、挿通パイプ１０６をヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの外方よりその挿通パイプ１０６の一方側１０６ａからヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの貫通穴１０１ａ１、ボビン１０２の貫通穴１０２ａに順次挿入していき、挿通パイプ１０６の径方向外側に伸長する他方側１０６ｂをヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａに当接させる。

このように、一つの挿通パイプ１０６をその挿通パイプ１０６の一方側１０６ａからヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａの貫通穴１０１ａ１、ボビン１０２の貫通穴１０２ａに挿通パイプ１０６の他方側１０６ｂがヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａに当接するまで挿入するだけであり、上述した従来のもののようにボビン５の貫通穴５ｂに挿入された第１の挿通パイプ６と、プランジャ７の第２挿通部７ｃの外周面に嵌挿された第２の挿通パイプ８という２つのパイプで構成されたものと比べて部品点数を削減することができ、簡素な構成とすることができる。

また、上述した従来のもののように第１の挿通パイプ６のボビン１０２の貫通穴１０２ａへ挿通して固定する構造が複雑で、第２の挿通パイプ８のプランジャ７の第２挿通部７ｃの外周面への嵌着も複雑であるのに対し、この実施の形態１においては一つの挿通パイプ１０６をその挿通パイプ１０６の他方側１０６ｂがヨーク１０１のプランジャ貫通側ヨーク体１０１ａに当接するまで挿入するだけであり、極めて簡易な挿入作業とすることができる。なお、挿通パイプ１０６の一方側１０６ａは上述した従来のもののように径方向外側に折曲しておらず、トランスファーヨーク３と所定の距離をおいて対峙しているのみで何等の加工をしていなので簡素な構造である。

そして、図１１から図１４に示すように、プランジャ１０７の他方側１０７ｃにプレートばね１１０を嵌挿させ、そのプランジャ１０７の他方側１０７ｃの先端部をプレート１０８の貫通穴１０８ａに挿通させ、固定支持体１０９によりプランジャ１０７にプレート１０８、プレートばね１１０を固定した後、そのプランジャ１０７に釈放ばね１１１を嵌挿し、プランジャ１０７の一方側１０７ｂから挿通パイプ１０６内に挿通していき、プランジャ１０７の挿通部１０７ａが挿通パイプ１０６内まで挿入することにより、釈放ばね１１１は挿通パイプ１０６の他方側１０６ｂである受け座１０６ｂ１とプレート１０８との間に所定の付勢力を持つように配置される。

このように、プランジャ１０７は、挿通部１０７ａと他方側１０７ｃの２段階の径で構成しており、上述した従来のもののように、プランジャ７は第１挿通部７ｂ、その第１挿通部７ｂの径より小さい径の第２挿通部７ｃ、さらに、その第２挿通部７ｃの径より小さい径の他方側７ｄという３段階の径からなるものではなく、簡単な形状である。しかも、上述した従来のもののように第２挿通部７ｃはなくその第２挿通部７ｃに設けていた第２の挿通パイプ８もないので、極めて簡素化した構造とすることができる。

なお、永久磁石１０３への着磁は、図１０に示す組立体の状態か、あるいは図１４に示す組立体の状態のいずれかにおいて行われ、永久磁石１０３の吸着力によりプランジャ１０７がトランスファーヨーク１０５に吸着保持される。

以上のように、釈放形電磁石装置の各部品の構成を簡素化するとともに部品点数を削減したことにより、それらの組立作業を多大の手間と労力を要することなく、簡易な組立作業を行うことができ、組立作業を簡易に短時間で行うことができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図１５に基づいて説明する。図１５はこの発明の実施の形態２に係わる釈放形電磁石装置におけるヨークを示す斜視図である。

上述した実施の形態１においては、ヨーク１０１の永久磁石側ヨーク体１０１ｃの両端面１０１ｃ１の位置に形成されたヨーク閉じ合わせ部１０１ｄはプランジャ１０７の軸方向と直交する方向に例えば直線的に設けられた場合について述べたが、この実施の形態２においては、ヨーク１０１の永久磁石側ヨーク体１０１ｃの両端面１０１ｃ１の位置に形成されたヨーク閉じ合わせ部１０１ｅを互いに係合する凹凸を設けた構成としたものである。

この実施の形態２においては、ヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｅは三角形状の凸部と三角形状の凹部とを互い係合させたものであり、上述した実施の形態１よりも磁気特性を向上させることができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図１６に基づいて説明する。図１６はこの発明の実施の形態３に係わる釈放形電磁石装置におけるヨークを示す斜視図である。

上述した実施の形態２においては、ヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｅは三角形状の凸部と三角形状の凹部とを互い係合させた場合について述べたが、この実施の形態３においては、ヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｆは四角形状の凸部と四角形状の凹部とを互い係合させたものであり、上述した実施の形態２と同様の効果を奏する。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４を図１７に基づいて説明する。図１７はこの発明の実施の形態４に係わる釈放形電磁石装置におけるヨークを示す斜視図である。

上述した実施の形態１においては、ヨーク１０１の永久磁石側ヨーク体１０１ｃの両端面１０１ｃ１の位置に形成されたヨーク閉じ合わせ部１０１ｄはプランジャ１０７の軸方向と直交する方向に例えば直線的に設けられた場合について述べたが、このように矩形に成形されたヨーク１０１は成形後に外力が加わるとたわみ変形し易いので、ヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｄが開いて磁気特性に影響を及ぼす可能性が生じる。上述した実施の形態２におけるヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｅは三角形状の凸部と三角形状の凹部とを互い係合させ、上述した実施の形態３におけるヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｆは四角形状の凸部と四角形状の凹部とを互い係合させており、それらヨーク閉じ合わせ部１０１ｅ，１０１ｆが開いたとしても凹凸係合は維持されるので、磁気特性への影響を抑制することができる。

しかし、この実施の形態４においては、ヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｇの形状を入り組んだ形に凹凸係合させることにより、ヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｇが変形せずに開かない構造としている。すなわち、ヨーク１０１の永久磁石側ヨーク体１０１ｃの両端面１０１ｃ１における凸先端部の寸法が凸根元部の寸法よりも大きく、両端面１０１ｃ１における凹先端部の寸法が凹根元部の寸法よりも小さく構成されている。ヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｇの凹凸係合は、凸先端部が凹根元部に係合し、凸根元部は凹先端部に係合するものである。このように両端面１０１ｃ１が構成されているので、ヨーク１０１の永久磁石側ヨーク体１０１ｃを折曲してヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｇの凹凸係合させることにより、ヨーク１０１のヨーク閉じ合わせ部１０１ｇが開くのを阻止でき、磁気特性に何等影響を及ぼすことがない。

以上のように、ヨークは、単一の板を矩形に折曲加工して永久磁石と当接する永久磁石側ヨーク体の両端面の位置でヨーク閉じ合わせ部を形成して構成したものであり、ヨークのヨーク閉じ合わせ部は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、その他のヨーク閉じ合わせ部の形状とすることもできる。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

この発明は、安定した釈放特性を得ることができる釈放形電磁石装置の実現に好適である。

この発明に係わる釈放形電磁石装置は、中央部に貫通穴を備え、第１ボビン枠体と第２ボビン枠体との間の前記中央部の外周面に電磁コイルが装着されるボビンと、前記ボビンの前記第２ボビン枠体側に配置されるトランスファーヨークと、前記トランスファーヨークに配置される永久磁石と、前記ボビン、前記電磁コイル、前記トランスファーヨーク、前記永久磁石が内部空間に収容されるヨークと、前記ボビンの前記貫通穴に挿入される挿通パイプと、前記挿通パイプの内周に挿入され、前記トランスファーヨークに当接、離反する方向に移動するプランジャと、前記プランジャを前記トランスファーヨークから離反する方向に付勢する釈放ばねとを備え、前記プランジャは、前記永久磁石の吸着力により前記トランスファーヨークに当接した位置に保持され、前記電磁コイルが通電されたときに前記永久磁石の吸着力が減じられ、前記釈放ばねの付勢力により前記トランスファーヨークから離反する方向に釈放される釈放形電磁石装置において、前記ヨークは、前記ボビンの前記第１ボビン枠体側に位置し前記ボビンの貫通穴に連通する貫通穴を有するプランジャ貫通側ヨーク体と、前記プランジャ貫通側ヨーク体から前記永久磁石側にそれぞれ折曲された中央側ヨーク体と、前記中央側ヨーク体から前記ボビンの貫通穴中心側にそれぞれ折曲されて前記永久磁石と当接するとともに両端面がヨーク閉じ合わせ部を形成する永久磁石側ヨーク体とにより構成され、前記挿通パイプの一方側は前記トランスファーヨークと離間して配置されるものである。

Claims (7)

1. 中央部に貫通穴を備え、第１ボビン枠体と第２ボビン枠体との間の前記中央部の外周面に電磁コイルが装着されるボビンと、前記ボビンの前記第２ボビン枠体側に配置されるトランスファーヨークと、前記トランスファーヨークに配置される永久磁石と、前記ボビン、前記電磁コイル、前記トランスファーヨーク、前記永久磁石が内部空間に収容されるヨークと、前記ボビンの前記貫通穴に挿入される挿通パイプと、前記挿通パイプの内周に挿入され、前記トランスファーヨークに当接、離反する方向に移動するプランジャと、前記プランジャを前記トランスファーヨークから離反する方向に付勢する釈放ばねとを備え、前記プランジャは、前記永久磁石の吸着力により前記トランスファーヨークに当接した位置に保持され、前記電磁コイルが通電されたときに前記永久磁石の吸着力が減じられ、前記釈放ばねの付勢力により前記トランスファーヨークから離反する方向に釈放される釈放形電磁石装置において、前記ヨークは、前記ボビンの前記第１ボビン枠体側に位置し前記ボビンの貫通穴に連通する貫通穴を有するプランジャ貫通側ヨーク体を配置し、前記プランジャ貫通側ヨーク体から前記永久磁石側にそれぞれ折曲された中央側ヨーク体を配置し、前記中央側ヨーク体から前記ボビンの貫通穴中心側にそれぞれ折曲されて前記永久磁石と当接するとともに両端面がヨーク閉じ合わせ部を形成する永久磁石側ヨーク体を配置して構成されることを特徴とする釈放形電磁石装置。
2. 前記ヨークは、単一の板を矩形に加工し前記永久磁石と当接する前記永久磁石側ヨーク体の両端面の位置で前記ヨーク閉じ合わせ部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の釈放形電磁石装置。
3. 前記挿通パイプは、前記プランジャ貫通側ヨーク体の前記貫通穴と前記ボビンの前記貫通穴に挿入され、一方側が前記トランスファーヨーク側に延在し、他方側が前記プランジャ貫通側ヨーク体の外方で前記プランジャ貫通側ヨーク体の前記貫通穴より径方向外側に伸長する受け座をなすことを特徴とする請求項１に記載の釈放形電磁石装置。
4. 前記挿通パイプは、前記プランジャ貫通側ヨーク体の前記貫通穴と前記ボビンの前記貫通穴に前記プランジャ貫通側ヨーク体の外方側から挿入され、前記ヨークと前記ボビンのずれを矯正する構造を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の釈放形電磁石装置。
5. 前記釈放ばねは、前記挿通パイプの他方側の前記受け座に保持されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の釈放形電磁石装置。
6. 前記ヨークの前記永久磁石側ヨーク体の両端面に位置する前記ヨーク閉じ合わせ部は、互いに係合する凹凸を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の釈放形電磁石装置。
7. ボビンの中央部に貫通穴を備え、第１ボビン枠体と第２ボビン枠体との間の前記中央部の外周面に電磁コイルを装着する工程と、前記ボビンの前記第２ボビン枠体に設けた囲繞部内にトランスファーヨークと永久磁石を収容する工程と、前記ボビンの前記第２ボビン枠体の前記囲繞部内に前記トランスファーヨークと前記永久磁石を収容した組立体を前記ボビンの前記第１ボビン枠体側に位置し前記ボビンの前記貫通穴に連通する貫通穴を有するプランジャ貫通側ヨーク体を配置し、前記プランジャ貫通側ヨーク体から前記永久磁石側にそれぞれ折曲された中央側ヨーク体を配置し、前記中央側ヨーク体から前記ボビンの前記貫通穴中心側にそれぞれ折曲されて前記永久磁石と当接するとともに両端面がヨーク閉じ合わせ部を形成する永久磁石側ヨーク体を配置して構成されるヨークに挿入する工程と、挿通パイプの一方側から前記ヨークの前記プランジャ貫通側ヨーク体の前記貫通穴、前記ボビンの前記貫通穴に前記挿通パイプの他方側が前記ヨークの前記プランジャ貫通側ヨーク体に当接するまで挿入する工程と、プランジャの他方側にプレートばねを嵌挿させ、前記プランジャの他方側の先端部をプレートの貫通穴に挿通させ、固定支持体により前記プランジャに前記プレート、前記プレートばねを固定した後、前記プランジャに釈放ばねを嵌挿し、前記プランジャの一方側から前記挿通パイプ内に挿通していき、前記プランジャ１０７の挿通部が前記挿通パイプ内まで挿入することにより、前記釈放ばねは前記挿通パイプの他方側と前記プレートとの間に所定の付勢力を持つように配置する工程とを備えた釈放形電磁石装置の製造方法。

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