JPH0314208B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電磁弁その他の機械を作動させる為
の電磁石に関し、詳しくはその電磁石において用
いられている固定鉄心及びその製造方法に関す
る。

そして本発明の目的は渦流損失の少ない電磁石
の固定鉄心及びその製造方法を提供することであ
る。

本発明のもう一つの目的は、丈夫な構造の電磁
石の固定鉄心及びその製造方法を提供することで
ある。

以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。第１図において、電磁弁装置は弁装置１と、
その弁装置を作動させる為の電磁石２とを有す
る。まず弁装置１について説明する。本体４の内
部にはスプール進退用の空間５や油路６が形成さ
れている。又本体４には油圧源（例えばポンプ）
を接続する為のポート７、油タンクに対する接続
を行なう為のポート８、被駆動装置例えば油圧シ
リンダに対する接続を行なう為のポート９，１０
を備えており、それらのポートは前記スプール進
退用の空間５或いは油路６に連通している。スプ
ール進退用の空間５には周知のスプール１１が第
１図において左右方向への移動を自由に備えてあ
る。スプール１１の左右両端には夫々ばね座１２
が取付けてあり、それらのばね座１２と後に述べ
る各電磁石の連結体との間にはスプール戻しばね
１３が夫々介在させてある。これらのスプール戻
しばね１３はスプール１１を第１図に示す様な中
立位置に位置させる為のものであり、夫々圧縮ば
ねが用いてある。上記弁本体４の一部には凹部１
４が形成されており、そこには接続端子箱１５，
１５が備えられている。各接続端子箱１５は、絶
縁材料で形成されたケース１６の内部に、接続端
子１７及びそれに接続したソケツト１８を備えて
構成されている。上記接続端子１７には上記電磁
石を作動させる為の電源を供給する様にした電線
が接続される。上記端子箱１５を納めた凹部１４
は蓋１９によつて閉ざされる。尚この蓋１９には
周知の透孔が設けられて上記電線が引出される様
になつている。

次に電磁石２について説明する。この電磁石は
前記弁装置１に機械的な作動を行なわせる為の駆
動体２０とその駆動体２０に磁力を及ぼす様にし
た励磁体２１とを含む。駆動体２０は中空の容器
２２を有する。この容器２２は弁装置における本
体４への連結を行なう為の連結体２３と、後に述
べる可動鉄心を収納する為の収納体２４を有す
る。まず連結体２３は連結部２５を有してそれが
前記本体４に螺着してある。又連結体２３は筒状
部２６を有して前記収納体２４との連結を図る様
になつている。更に又連結体２３は鍔部２３ａを
有しており、この鍔部２３ａが本体４の端面に当
接することによつて本体４と連結体２３との連結
が確実に行なわれる様になつている。尚上記連結
体２３は一般には鉄材等の磁性材で形成されるが
非磁性の金属を用いて形成してもよい。次に収納
体２４は可動鉄心の進退のガイドをする様にした
筒部材２７とそれを一体に形成されている端部材
２８とを有する。これら筒部材２７、端部材２８
は磁性材料で形成されているが、非磁性材料で形
成してもよい。筒部材２７の一端には中間筒２９
の一端がその全周にわたつて残すところなく溶接
手段によつて固定されている。この中間筒２９は
後述のコイルの内側でしかも可動鉄心の進退する
空間の外側に位置している。従つて後述の可動鉄
心や固定鉄心を通るべき磁束がこの中間筒２９を
通らぬよう非磁性材料で形成してある。中間筒２
９の他端は前記連結体２３における筒状部２６の
先端と全周にわたり残すところなく溶接固定して
ある。その結果、中空容器２２の内部が密閉され
ている。上記端部材２８には連結部３０が雄ねじ
の形で形成されている。又端部材２８には透孔３
１が形成され、そこには手動操作用のプツシユピ
ン３２が第１図において左方向への移動を可能に
備えさせてある。尚透孔３１とプツシユピン３２
との間からの油漏れはＯリング３３によつて防止
されている。次に上記中空容器２２の内部には、
固定鉄心３４が連結体２３に近い位置において固
定的に備えられており、又可動鉄心３５が第１図
において左右方向への進退を自在に備えさせてあ
る。これら固定鉄心３４及び可動鉄心３５の構造
については後に述べる。

次に上記信駆動２０の周囲に備えさせた励磁体
２１について説明する。この励磁体２１は前記中
空容器２２の周囲を包囲する筒状のコイル４１
と、そのコイル４１で発生された磁束を前記固定
鉄心３４及び可動鉄心３５に及ぼす為のヨーク４
２とを有する。これらコイル４１、ヨーク４２は
ケース４３内に固定的に納められている。尚第１
図に示されるケース４３はコイル４１、ヨーク４
２を埋め込んだ状態で合成樹脂材料を型成形して
形成されたモールドケースの例を示す。然しその
ケースは従来よりよく知られているように金属或
いは合成樹脂材料で中空に形成しておき、その内
部にコイル或いはヨークを後工程で挿入する様に
してもよい。上記ケース４３の一部にはプラグホ
ルダー４４が固定的に設けられており、そのプラ
グホルダー４４によつてプラグ４５が固定的に保
持されている。このプラグ４５には前記コイル４
１のリード線４１ａが接続されている。又上記プ
ラグ４５は前記ソケツト１８に対して抜差し自在
に挿入してある。更に上記ケース４３の一部には
凹部４６が形成されており、そこには弁装置にお
ける本体４から突設させたピン４７が嵌合されて
いる。これら凹部４６、ピン４７は励磁体２１が
駆動体２０の周囲で回動することを防止する為の
ものである。

次に上記励磁体２１を固定する為の固定具５０
について説明する。この固定具５０は合成樹脂材
料を型成形して環状に形成されている。この固定
具５０は前記連結部３０に螺合するようにした螺
合部５１と前記励磁体２１におけるケース４３の
端面を押す様にした環状の押圧部５２とを有して
いる。

次に前記固定鉄心３４について第２図乃至第９
図を参照して詳しく説明する。この固定鉄心３４
は中央部の結束体５５とその周囲に配設した鉄心
主体部５６とから成る。結束体５５は二つの要素
５７，５８を結合させて構成してある。尚上記結
束体５５はS10C或いはS45C等の高力材を例えば
その材料として用いて形成される。上記各要素５
７，５８はその周囲に結合部５９を有している。
これらの結合部５９は断面がアリ溝状に形成され
ており、その先端は環状の引止爪６０となつてい
る。上記要素５７は又その中心部に透孔６１を備
えており、そこには可動鉄心３５の動きをスプー
ル１１に伝える為のプツシュロッド６２が第１図
において左右方向への移動を自在に挿通してあ
る。次に鉄心主体部５６は第８図、第９図に夫々
示される様な鉄心素片６４，６５を複数材ずつ用
いて構成されている。それらの鉄心素片６４，６
５は第３図に明示される様に交互に並べてあり、
また各々は結束体５５を中心とする放射状となる
様に配列されている。上記鉄心素片６４は例えば
珪素鋼板で形成され、又鉄心素片６５は磁性鋼板
で形成してあつて、主体部５６に渦電流が生じ難
いようになつている。鉄心素片６５は外周側の部
分に至る程厚く、内周側の部分に至る程薄く形成
されている。その結果、上記各素片６４，６５を
順次重ねていくことにより、それら全体が前記結
束体５５の周囲に環状に並ぶ様になつている。尚
上記素片６４，６５は両方共に珪素鋼板で形成し
てもよい。また両方共に磁性鋼板で形成してもよ
いが、その場合には任意の表面処理によつて表面
の電気抵抗が高くなるようにして用いるとよい。
このように素片を一種類の材料で作る場合には、
第８図及び第９図に示されるように形状の相互に
異なるものを作る必要はなく、複数枚を密に並べ
たときにそれらが放射状となり得るような厚みを
もつた単種類の素片にすればよい。上記各鉄心素
片６４，６５の外周部分には固定用の凹部６８が
夫々形成されている。これら各鉄心素片６４，６
５の各凹部６８は、相互に連続して第２図に示さ
れる様な凹溝７０を形成している。上記素片６
４，６５は又、クマトリコイルを存置させる為の
凹部６９を備えている。これらの凹部６９も又第
３図に示される様に凹溝７２を形成す。その凹溝
７２には第５図に明示される様にクマトリコイル
７３が埋め込まれる。尚このクマトリコイル７３
は例えば銅等の導電性の良好な材料で形成され
る。その形成手段としては切削加工或いはプレス
打抜加工等任意の手段が用いられる。

次に可動鉄心３５について第１１図乃至第１３
図を参照して説明する。この可動鉄心３５は前記
固定鉄心３４と均等に構成されている。即ち結束
体７５は二つの要素７７，７８から成り、それら
の要素は引止爪８０を持つた結合部７９を有して
いる。一方結束体７５の周囲の鉄心主体部７６
は、夫々珪素鋼板で形成された複数枚の鉄心素片
８１と、夫々磁性鋼板で形成された複数枚の鉄心
素片８２とを、それらが結束体７５の軸心を中心
に放射状に並ぶ様に重ねて形成されている。更に
各鉄心素片８１，８２は係合爪８４を持つた結合
部８３を有しており、この結合部８３が前記結束
体７５の結合部７９と結合させてある。次に、上
記可動鉄心３５の主体部７６はその周側面に油流
通溝８５を有する。この溝８５は可動鉄心の長手
方向即ち進退方向に長く形成してある。その形成
は半径方向の寸法が小さい素片８１′，８２′を用
いることによつて形成してある。上記主体部７６
においては又固定鉄心３４と対向する側の面に油
流通溝８６が形成してある。この溝８６は一部の
素片８１′の長手方向の寸法即ち可動鉄心３５の
軸線方向の寸法を小さくすることによつて第１３
図に明示される様に形成してある。更に又、上記
可動鉄心３５において結束体７５の要素７７には
上記溝８６に接続する油流通溝８７が形成してあ
る。尚相互に対向する位置にある溝８７，８７相
互の間の寸法Ｌは、前記プツシユロツド６２の直
径よりも小さく形成してある。従つて可動鉄心３
５が固定鉄心３４に吸着された状態においても溝
８７の一部が透孔６１と繋がり、そこを油が流通
することができる。

上記構成のものにあつては、外部から引込まれ
た電線を介して接続端子１７に電源が供給される
とその電源はソケツト１８、プラグ４５を介して
コイル４１に送られる。この様に電源が供給され
てコイル４１に電流が流れると、ヨーク４２、可
動鉄心３５、固定鉄心３４から成る磁気回路に磁
束が通る。その結果可動鉄心３５は固定鉄心３４
に向けて吸引されてその方向に移動する。この可
動鉄心３５の移動はプツシユロツド６２を介して
スプール１１に伝えられ、そのスプール１１が第
１図において左方に移動する。その結果ポート７
とポート９が連通し、ポート１０とポート８とが
連通する。尚上記電磁弁装置にあつては、中空容
器２２内は油路６から透孔６１を通して流入した
油で満たされている。しかし可動鉄心３５には油
流通溝８５が形成されている為、そこを通つて可
動鉄心３５の右側と左側との間での油の流通が行
なわれることができる。従つて容器２２内の油の
存在が可動鉄心３５の移動に支障をきたすことは
ない。次に上記の様な通電が断たれるとコイル４
１による磁束の発生がなくなる。その為可動鉄心
３５は固定鉄心３４に吸引されなくなる。すると
第１図においてスプール１１の左側に備えられた
スプール戻しばね１３の付勢力により、スプール
１１は第１図に示される様な中立位置に戻る。又
そのスプール１１の動きによつてプツシユロツド
６２を介して可動鉄心３５は第１図に示される様
な位置に戻される。この場合、可動鉄心３５が固
定鉄心３４にぴつたりと吸着していても、可動鉄
心３５の端面には油流通溝８６，８７が形成され
ており、それらを介して透孔６１と油流通溝８５
とが連通している為、油の移動はスムーズに行な
われる。従つて固定鉄心３４からの可動鉄心３５
の離反は円滑に行なわれる。

上記の様にコイル４１に通電して可動鉄心３５
を作動させる場合、コイル４１に流される電流が
交流であつても固定鉄心３４及び可動鉄心３５で
の渦流損失を小さくすることができ、上記電流の
エネルギーを可動鉄心３５の作動の為に効率よく
用いることができる。即ち上記のようなコイル４
１への通電によつて磁束が固定鉄心３４及び可動
鉄心３５を通る場合、ヨーク４２がそれら固定鉄
心３４及び可動鉄心３５の外周側に備えられてい
る為、上記固定鉄心３４及び可動鉄心３５を通る
磁束は、それらの中心部ではなく主としてそれら
の外周側の部分即ち主体部５６，７６を通る。然
し上記主体部５６，７６は多数の鉄心素片を放射
状に並べて構成してあつて、そこには渦電流が流
れにくい構造となつている。従つて上記の様にコ
イル４１への通電によつて可動鉄心３５を作動さ
せる場合、鉄心３４，３５での渦流損失が小さく
なる。

又上記のような作動の場合、可動鉄心３５の負
荷当り面即ちロツド６２に当接する面がロツド６
２に衝突するとその衝撃の反力がロツド６２から
結束体７５に対しその軸線方向（第１図左右方
向）に加わる。この反力は結合部７９及びそれに
結合している結合部８３を介して全ての素片に同
様に加わる。従つて上記のような衝突が繰り返し
行なわれても多数の素片相互にずれが生じるよう
なことは極めて少ない。

次に上記電磁石における駆動体２０の製造手順
について説明する。まず駆動体２０における固定
鉄心３４の製造は次のようにして行なう。即ち、
先ず第６図に示されるような結束体要素５７、第
７図に示されるような結束体要素５８を各々１個
と第８図の素片６４、第９図の素片６５を夫々多
数枚準備する。次に第１０図Ａに示されるように
予め準備された治具９０に要素５７を任意の手段
で固定する。例えば治具９０における位置決棒９
１が透孔６１に挿通されるようにする。然る後、
多数の素片６４，６５を第３図に示すような配列
順序となるように、１枚ずつ乃至は数枚ずつ順々
に要素５７の周囲に放射状に配設する。この場合
各素片の結合部６６を要素５７の結合部５９に結
合させた状態にする。次に、所定枚数の素片を並
べ終えたならば、要素５８を結合部５９が結合部
６６に結合するように要素５７に対し圧入手段で
嵌め付ける。以上のような操作が済めば、各素片
における結合部６６が結束体５５の結合部５９に
結合していることにより、各素片の結合爪６７が
引止爪６０に引止められて、各素片が結束体５５
から離反することが阻止される。次に符号９２で
示される箇所をかしめて要素５８を要素５７に確
実に固定し、また符号９３で示される箇所を溶接
して、要素５７，５８及びこれらと各素片とを確
実に一体化固定する。然る後、主体部５６の外周
面を研磨処理（例えばセンターレス研磨）して、
その直径を中空容器２２における筒状部２６及び
中間筒２９の内側にぴつたりと入る大きさにす
る。又固定鉄心３４における両端面（第４図にお
ける左右の端面）を夫々切削して平坦面に仕上げ
る。尚上記研磨処理及び切削処理の後或いはそれ
に先だつて、クマトリコイル７３を凹溝７２に組
込む。この作業はコイル７３を凹溝７２内に嵌め
込むと共に、第３図において符号１０１で示され
る箇所を第５図に示される様に変形させ、コイル
７３が凹溝７２の側壁に当接してそこに固定され
る様にする。これにより固定鉄心３４が完成す
る。

次に上記可動鉄心３５の組立ては前記固定鉄心
３４の場合と均等に行なわれる。即ち結束体７５
に主体部７６を組付けた後、符号９４で示される
箇所をかしめて要素７７，７８を相互に固定し、
然る後、符号９５，９６で示される箇所を夫々溶
接して要素７７，７８及びそれらと各素片８１，
８２，８１′，８２′を確実に一体化固定する。然
る後主体部７６の外周面を研磨処理する。これに
より可動鉄心３５が完成する。

一方、上記作業とは別に中空容器２２における
連結体２３及び収納体２４を形成す。収納体２４
を形成する場合、筒部材２７と中間筒２９とを予
め溶接し、その内周面を研磨処理して可動鉄心３
５の進退作動に支障を来たさない様にしておく。

次に中空容器２２の内部に固定鉄心３４、可動
鉄心３５、プツシユピン３２等を組付けて駆動体
２０を完成させる。この作業はまず連結体２３に
おける筒状部２６の内部に固定鉄心３４を嵌め込
む。一方収納体２４における透孔３１にプツシユ
ピン３２を挿通し、また収納体２４の内部に可動
鉄心３５を収納する。然る後収納体２４における
中間筒２９の先端を上記固定鉄心３４に被せ付け
る。そして筒状部２６の先端と中間筒２９の先端
とを相互に突き合わせ、そこを全周にわたつて溶
接する。この溶接の場合、筒状部２６の先端と中
間筒２９の先端とが突き合わされた部分において
はその背後に固定鉄心３４の凹溝７０が存在して
いる。従つて上記突き合わせ部分を加熱してそこ
を溶接する場合、その部分から溶接用の熱が周囲
に逸散し難く（突き合わせ部分が低温化し難く）、
その結果、上記突き合わせ部分の溶接を容易に然
も作業性良く行なうことができる。又この溶接の
場合上記突き合わされた端部と凹溝７０との間に
おいて膨張するガスは複数の素片６４，６５の間
に残されている僅かな隙間を通して流出する。上
記溶接により上記突き合わせ部分においては、第
４図に示される如く凹溝７０の内部に向けて突出
する凸部１００（裏波と称されているもの）が形
成される。この凸部１００は当然のことながら凹
溝７０の周囲全周に渡つて生じており、中空容器
２２に対する固定鉄心３４の移動が阻止される状
態となつている。以上の様な作業によつて筒状部
２６と中間筒２９とが相互に連結されて内部の密
封されらた中空容器２２が完成すると共に、その
容器２２に対して固定鉄心３４が固定され、駆動
体２０が完成する。

次に上記弁装置１及びソレノイド２から成る電
磁弁装置の組立手順について説明する。先ず駆動
体２０の連結部２５を弁本体４のねじ孔に螺着す
ることによつて駆動体２０を弁装置１に結合させ
る。次に励磁体２１をその駆動体２０の外周側に
被せつける。次に固定具５０の螺合部５１を連結
部３０に螺合させる。そして押圧部５２がケース
４３を押圧する状態までこの固定具５０を締め
る。これにより電磁弁装置の組立作業は完了す
る。尚第１図においてはその一部のみを図示する
が、弁装置１の左側にも右側と同様の電磁石が連
結される。

次に、上記可動鉄心は、前述の様な構造のもの
に限らず、従来よりよく知られている無垢材で形
成されたものあるいは通常の積層構造のものを用
いてもよい。

次に第１４図は固定鉄心における一部の構造の
異なる例を示すものである。図において、鉄心主
体部５６ｅの外周面において鉄心素片６４ｅ，６
５ｅ相互の間には微細な溝１０２が形成されてい
る。この溝１０２は、素片６４ｅ，６５ｅを夫々
プレス打抜によつて製造する場合にそれらの素片
６４ｅ，６５ｅの端部が変形され、そのような変
形部を有する素片６４ｅ，６５ｅを重合させるこ
とによつて形成されたものであり、固定鉄心の軸
線方向に長く形成されている。この様な溝１０２
が形成されていると、前記連結体における筒状部
と収納体における中間筒とを溶接する場合に、そ
れらの突き合わせ部分と前記凹溝との間からガス
が生じたりあるいはそれが膨張したりしても、そ
のガスは上記の溝１０２を通つて抜け出ることが
できる。尚この様な溝１０２は、複数の素片６４
ｅ，６５ｅが極めて密接して重ね合わされて、そ
れらの間に上記溶接時のガスが逃げ出る隙間が殆
どない場合に大きい効果を有する。尚機能上前図
のものと同一又は均等構成と考えられる部分に
は、前図と同一の符号にアルフアベツトのｅを付
して重複する説明を省略した。又次図のものにお
いても同様の考えでｆを付して重複する説明を省
略する。

次に第１５図は溝１０２ｆの形成方法の異なる
例を示すもので、素片６４ｆの半径方向の寸法を
素片６５ｆの半径方向の寸法よりも僅かに小さく
形成して、そこに溝１０２ｆが形成される様にし
た例を示すものである。尚これは素片６５ｆの寸
法を小さくすることによつて形成してもよい。

以上のように本発明にあつては前記目的を達成
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は電
磁弁装置の縦断面図、第２図は固定鉄心の拡大側
面図、第３図は固定鉄心の拡大正面図、第４図は
−線断面図、第５図は鉄心主体部に対するク
マトリコイルの固定構造を示す−線断面部分
図、第６図及び第７図は夫々結束体要素の斜視
図、第８図及び第９図は夫々鉄心素片の斜視図、
第１０図は固定鉄心の組立て過程を示す図、第１
１図は可動鉄心の拡大側面図、第１２図は可動鉄
心の拡大正面図、第１３図は−線断面
図、第１４図及び第１５図は夫々固定鉄心の部分
構造の異なる例を示す部分図。 ４３……ケース、４１……コイル、３４……固
定鉄心、３５……可動鉄心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空のケース内にはコイルと固定鉄心と可動
   鉄心とを備え、上記コイルへの通電により生ずる
   磁束によつて、上記可動鉄心が固定鉄心に向けて
   移動するようにしてある電磁石において、上記固
   定鉄心は中心の結束体とその外周側に配設した鉄
   心主体部とから成り、上記鉄心主体部は上記可動
   鉄心の軸芯に対して放射状となるように並設され
   た複数の鉄心素片から成り、しかも上記結束体と
   複数の鉄心素片とは、結束体に設けた結合部に各
   鉄心素片に夫々設けた対応結合部を結合させるこ
   とによつて一体に結合してあることを特徴とする
   電磁石の固定鉄心。 ２ 中空のケース内にはコイルと固定鉄心と可動
   鉄心とを備え、上記コイルへの通電により生ずる
   磁束によつて、上記可動鉄心が固定鉄心に向けて
   移動するようにしてあり、しかも上記固定鉄心は
   中心の結束体とその外周側に配設した鉄心主体部
   とから成り、上記鉄心主体部は上記可動鉄心の軸
   芯に対して放射状となるように並設された複数の
   鉄心素片から成る電磁石の固定鉄心を製造する方
   法にあつて、上記方法は結束体とその周囲に放射
   状に配設すべき多数の鉄心素片とを用意するステ
   ツプと、上記結束体の周囲に上記多数の鉄心素片
   を放射状に配列するステツプと、上記結束体とそ
   の周囲に配列された鉄心素片とを一体に結合する
   ステツプとを含むことを特徴とする電磁石の固定
   鉄心の製造方法。