JPS59220905A - ケ−ス式トリツプソレノイド - 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】 本発明は磁気的トリップソレノイド９に係り、更に詳細
にいえば、作動位置に、磁気的に自己保持するケース入
り式回暢または線形ソレノイドゝに係るものである。

産業上の利用分野 永久磁石装置はソレノイド電機子またはプランジャをそ
の２つの位置のうちの１つ、通常では付勢位置に保持す
るため種々の開放フレーム型線形ソレノイドに応用され
て来た。コイルに送る電流を取除いた後に永久磁石は電
機子をそのような付勢位置に保持する。そのようなトリ
ップソレノイド゛を次いで短時間逆方向パルスを付勢コ
イルに印加することにより引外して従来技術の戻しばね
の作用で消勢位置に戻すよう電機子を引外す。

非常に成功した型式のソレノイドはケース入りソレノイ
ドである。１つの型式のケース入りソレノイドは回転ソ
レノイドで、このソレノイドは、たとえば、１９５０年
２月７日付で許可された米国特許第２．４９６，８８０
号と１９４８年５月１８日付で許可された米国特許第２
，５６６，５７１号とに示した如く軸線方向ストローク
を回転ストロークに変えるため相対的に運動する部品間
に補完する傾斜したボールレースな使用する。別の型式
では、ボールとボールレースとは省略しソレノイド９は
軸線方向ストロークのみを生じ線形すなわち押し引きソ
レノイド９として知られている。

従来の技術 ケース入り式回転ンレノイドの力対ストローク曲線を修
正すなわち調節できる種々の装置が使用され、こ」しら
装置には１９５２年４月３日付で許可された米国特許第
３，０２７．７７２号に示した装置が含まれ、この装置
ではソレノイドを付勢位置に保持するために必要な電流
を減少できるようにするためボールレースの深い端部に
戻り止めが設けである。

しかしながら、この米国特許に示した装置はソレノ、イ
ドを付勢位置に保持するためコイルに幾分電流を流して
置く必要があるのでトリップソレノイドの機能を果さな
い。

発明の構成 問題点を解決するための手段 作用 本発明はケース入りソレノイドに係り、更に詳細にいえ
ば、ソレノイド電機子をその移動したすなわち付勢した
位置に掛は止めすなわち保持する永久磁石を含む前記型
式のソレノイドに係るものである。永久磁石は環として
形成し軸線方向に成極しケースとその上に重ねた環状板
との間に位置決めできる。回転式では、ボールレースが
上に重ねた板に部分的に形成され、ボールレースの合わ
さる半分部分は従来通り電機子板に形成されこれら半分
部分間に・「−ルを封じ込める。磁束は回路内のケース
に効率的に指向され、この回路はケース、極、電機子お
よび上に重ねたボールレース板を含みまた適宜電機子板
および個々のボールも含む。ソレノイドをその移動した
位置から引外すためコイルを脈動さぜると作業ギャップ
にわたる磁束の大部分を一次的に消去するが永久磁石を
通る磁束を逆方向にしそれにより永久磁石を減磁しない
よう保護することにはならない。

本発明の１つの面によれば、トリップソレノイド９には
カップ状のソレノイドケースが形成され、環状の電気的
コイルがこのケース内に収容されてイル。ベースがコイ
ル付近でケースの開放端部ニ収容され、ケースの底端は
電機子を収容するよう開放している。電機子にはケース
の外部に位置決めした板が形成されまた電機子板とカッ
プ状ケースとの間に永久磁石が位置決めされている。本
発明の他の１つの面によれば、磁石と電機子との間で磁
石に追加の環状板が支持され、本発明の更に別の面によ
れば、軸線方向運動を回転運動に変えるため電機子板と
磁石に支持された環状板とに補完−Ｊ−るボールレース
が形成されている。

本発明を一層容易に理解させるため以下に際会」図面を
参照して説明する。

実施例 本発明の好ましい実施例を示す添付図面を参照すると、
本発明に係るケース入り回転ソレノイドがほぼカップ状
のケース１ｏを含んだものとして示しである。ケース１
ｏはほぼ円筒形の側壁１１と平たい底壁１２とを有して
いるのでカップ状とみなせる。

ケース１０は強磁性材を絞って成形され環状の電気的付
勢コイル１３を収容している。図示した如く正確に巻い
た自立コイルかボビンに巻いたコイルでも巨いコイル１
３けケースの軸線方向深さより軸線方向深さを浅くして
ケース１ｏの底壁１２に圧接シテケース内にきつ（はま
っている。

これもまた強磁性材を成形して作ったベース１４がケー
ス１０の開放した端部に収容されそれに固定されている
。ベース１４には中心極１５が設げてあり、この極はコ
イル１３内（（部分的に延び平たい極面１７で終ってい
る。ベース１４は軸受２ｏを収容するため中心に孔が設
けである。

ケース１０の平たい底壁１２には中心の電機子−１コ２
５が設けである。電機子２８がこの開口２５を貫通して
延びベースの極面１７がら間隔をあけた極面２９で終っ
ている。はぼ円筒形の電機子板３０が電機子の外方部分
に取り付けである。電機子板：（ｏは電機子に恒久的に
取付けられるよう電機子に形成された稜にはめて屯ねる
ことが好ましい。ンレノイ１ごシャフト３２が電機子と
軸受２ｏとを貫通して延びシャフト３２に形成したぎざ
３３が電・機子とシャフトとを互いに固着する。

電機子板３ｏには第４図に拡大図面にして示した如くシ
ャフト３２の軸線と同心にした３つの弧状に間隔をあけ
たボールレース３５が設けである。３つの同じボールレ
ースが電機子板３ｏの内面に好ましいのは正確なプレス
加工により１２００間隔にして形成さ」ｔている。これ
もまた強磁性何で作った環状の７ト一ルレース面４ｏに
補完するボールＬ／　−，７，３８が形成されている。

ボールレース板４（）はＴＵａＰ板３０の下に横たわる
関係にして受けられてぃて軸受ボール伺が補完するボー
ルレース間にはめ込んである。第４図に拡大部分図で示
しであるように、ボールレースはその弧状通路を中心と
して傾斜していて従ってボールが第４図に示した如くそ
れぞれの深い端部に達すると、ソレノイドはその十分に
付勢した位置にありそれ以上の回転を機械的に防上され
る。電機子はこの例ではコイル状の戻しばね５０である
任意適当な手段により最初の位置に戻され、とのばね５
０は内端がシャフト３２に形成された平坦部に固着され
外端が舌片５２（第１図）の形状で、この舌片はばね保
持ディスク５８に形成した複数のやり状稜５５の任意１
つに選択的に係合できる。保持ディスク５８はベース１
４とケース１０トの同一平面上の外面に適当に固着され
ている。

永久磁石＋ＫＯの形式の保持磁石手段がボールレース板
４０とケースの側壁１２の平たい外面との間に位置決め
されている。図示した永久磁石６０は環であるが、板４
０とケース１０との間に位置決めされた１対の弧状か半
円形の磁石か複数の円形に配置された小さい磁石の如き
個々の磁石を使用することも本発明の範囲に入るもので
ある。磁石６０は向かい合って軸線方向（（間隔をあげ
た平たい表面に反対の極が形成されるようその厚味が配
向されている。

磁石（ｉｏは電機子板：３０とボールレース板４０との
外径とほぼ同じ外径を有していてこぢんまりした構造に
することが好ましい。

磁石（１０の下面は接着剤によりケースに接合され上面
は接着剤により板４０に接合されている。磁石（５０が
上下の平たい表面にそれぞれ反対の極を有しているので
、磁束はこれら極を軸線方向に延び板３０を第４図に示
した如く間の間隙６３を極限して下にあるボールレース
板４０に最も接近した位置に保持する傾向がある。この
位置でもまた電機子２８と極１５との間に最小の間隙が
存在し、この位置はソレノイドの付勢すなわち移動位置
に相等する。

磁石６０はアルニコ（Ａｌｎｉｃｏ　）　Ｖ、セラミッ
クまたはサマリウムコバルトの如き任意適当な永久保磁
拐で作ることができる。磁力が犬であり、従って、一層
薄いか小さい磁石（５０を使用できるようにするという
理由でサマリウムコバルトが好ましい。ポリテトラフロ
ロエチレン（Ｔｅｆｌｏｎ　）スＩＪ　−７’　６６を
ボールレース板４０と磁石６０との内面に支持して電機
子２８用の第２の支持面すなわち支え面を形成すること
が好ましい。電機子２８にかかる側部負荷を軸受２０が
安全巨容易に支えることのできる場合にはスリーブ６６
は省略できる。コイルボビンを使用する場合には、スリ
ーブ６６をボビン壁の１つの一体の延長部として形成で
きる。回転部品を包囲して磁石６０を保護するためダス
トカバー６８を使用できる。

コイル１３を付勢すると、磁束経路が極１５と電機子２
８との間Ｋｔ電機子板０とケース１ｏとの間の磁束経路
よりも短がく形成されて電機子板３ｏをボール軸受ｌＩ
４上を第４図に示した位置にまで転動する。

コイル１３をイ」勢すると磁石からの磁束がコイルによ
りケースと電機子との間に形成された磁束を増大し、従
って、ソレノイドの作用力を増大する。

次いで、コイル１３から電流を取除くことができ、電機
子をその移動位置、すなわち、第４図に示した位置に磁
石によって保持する。電機子を例外して最初のすなわち
休止位置に戻すことが所望の場合には、コイルに電流パ
ルスを瞬時に短時間反対力向（（送りそれにより電機子
２８と極１５との間の磁束を瞬間的に消去するだけで良
い。軸受４４を経て電機子板：損とボールレース板４ｏ
およびケースノ側壁１２との間に磁石で誘起した磁束は
コイル１３を通る電流の流れ方向を短時間逆にすること
によっては十分消去されないがそれでもなお電機子と極
との間のそれらの作用面において磁束を消去すると電機
子を解放してそれをばね５ｏにより体止位ｊｆに戻すの
に十分である。従って、このことに関して、磁石と電機
子の一部分とがボールレース板４０とケースＩＯと共に
磁石６０用の２次磁束経路を形成し、この２次磁束径路
はコイル１３への電流の流れ方向を逆にする間磁石が減
極すなわち＠磁するのを防止する。

本発明を特に回転ソレノイｌ−’に関連１．て説明した
。しかしながら、回転ソレノイドの製造に使用した部品
の構造はボールレースとボールとを取除くことにより非
常に効率の良いケース入りの軸方向または押し−引きソ
レノイドの設泪に有利に利用できる。コイルを付勢する
と、電機子とケースとの間にある吸引作用が生じてコイ
ルは極に強力に吸収される。従って、電機子板とケース
との間に外部磁石を使用するとトリップ式軸方向ソレノ
イドを形成し、そのような構造が同一符号に１００を加
えた第５図に断面で示しである。従って、ケース１１０
は本発明の軸方向実施例におけるケース１０とほぼ同じ
で曳い。同様に、電気的付勢コイル１１３もコイル１３
と同じかほぼ同じで良く、内方に向いた１ｌ１５を有す
る（−ス１１４も回転ソレノイドの対応する部品と同じ
かほぼ同じで良い。第５図に示した特定の形式の極は平
たい面の極であるがそのような軸方向ソレノイドでは、
所望に応じて円錐形の極面またはその他の形状の極を使
用することも当業者の考え得ることである３゜コイル状
戻しばね５０はこの実施例では使用しないので示してな
い。ソレノイドにより作動せしめられる機器（（関係し
たある外部の戻しばねが通常では電機子を図示したその
最初の位置に戻すために使用されることは叩解できよう
。

本発明の押し−引きソレノイドもまた軸線方向に配向し
た磁石１６０の外面に重ねた環状板１４０を使用する。

板１４０はボールレースを形成するようプレス成形され
ないので幾分薄くしである点で板４０とは相應している
。しかしながら、作用空隙を′極減し固定子すなわち極
と電機子とが金属同士接触するのを防止するため非磁性
の電機子ストッパを使用することが好ましい。この場合
に、ストン・ξは非磁性材の層１４１から成るものが有
利で、この層はソレノイド゛が付勢位置にあると電機子
板１３０と接触する板１４０の上面に接触（７しかも電
機子と極との極面間に僅かに空隙を保持する真ちうのリ
ングかまたはその他の適当なプラスチック重合体のリン
グで良い。従って、極１１５の面と電機子１２８の向か
い合う面との間の作業空隙１５９の」法（、ま阪１３０
と層１４１との間の空隙１６３より僅かに友きい。ある
いはまた、非磁性材のストッパな電機子の面１２９か電
機子１２８と極１１５との間に位置決めすることもでき
る。− 第５図の実施例は前記したと同じ原叩に従い作用する１
、押し−引きソレノイドは消勢位置で示してあり、コイ
ル１１３を付勢すると、電機子板１３０は、ｌｔ電機子
２８と極１１５との空隙にわたり大部分の引っ張りすな
わち吸引力が生じてスは−サ１４１に圧接するよう引か
れる。図示してないが外部の戻しばねすなわち力は、も
ちろん、電力をコイルから取除くと電機子１２８をその
消勢位置に保持するに十分でなければならない。しかし
ながら、一度び付勢されると磁石１６０はコイル１１３
が反対方向に脈動せしめられると戻しばねの力に抵抗し
て電機子な移動位置に保持する。

従って、本発明がケースの外部にケースと電機子板との
間に装着した磁石を含む回転式と軸方向式との非常に小
ぢんまりしたケース人りソレノイド作動子を提供するも
のであることが判る。

以上説明した形式の装置は本発明の好ましい実施例を構
成するものであるが、本発明がこれら型式の装置にのみ
限定されるものでな（前記した特許請求の範囲内で種々
変更できることは叩解する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転式トリップソレノイドの分解
図、第２図は第３図のほぼ２−２線に沿い切断して示し
た垂直断面図、第３図はダストカバーを取除いて示した
縮少上面図、第４図は第３図のほぼ４−４線に沿い切断
して示した拡大垂直断面図、第５図は本発明して係る軸
方向トリップソレノイド９の断面図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　底部（１２）を有し開放端部が形成されてい
   るカップ状ケース（１１）と、ケースの開放端部に収容
   されたベース（１４）と、ベースとケースの底部との間
   でケース内に収容された電気的コイル（１３）とを含み
   、ケースの底部には貫通して延びる電機子（２８）を収
   容する開口が形成され、電機子がベース（１４）から間
   隔をあけた極面（２９）を有し、電機子がケースの外部
   でケースの底部から間隔をあけた関係にして板（３０）
   を支持し、板（３０）が電機子の軸線に対し垂直に延び
   ているケース式トリップソレノイドにおいて、ケースの
   外部でケースの底部（１２）と電機子板（３０）との間
   に永久磁石（６０）が位置決めされていることを特徴と
   するケース式トリップソレノイド。
2. （２）板（４０）が電機子板（３０）と磁石（６０）の
   軸線方向に向いた表面の間に位置決めされている特許請
   求の範囲第１項のケース式トリップソレノイドゝ。
3. （３）電機子の軸線方向運動を回転運動に変えるため両
   方の板間に補完するボールレースが形成されている特許
   請求の範囲第２項のケース式トリップソレノイド９゜
4. （４）磁石が環状で軸線方向に間隔をあけた平たい反対
   表面に反対の極が形成されている特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のケース式トリップソレノイド。
5. （５）磁石がケースに接着剤で接合され環状板（４０）
   が磁石に接着剤により接合されている特許請求の範囲第
   ２項ないし第４項のケース式トリップソレノイド。
6. （６）電機子を極から遠ざかる方向に押圧して両者の間
   の空隙を増大するようばね（５０）が位置決めされ、磁
   石がコイルから電流を取除くと電機子を戻しばね（５０
   ）の復帰力にさからい保持するに十分な磁力を有してい
   る特許請求の範囲第１項ないし第５項のケース式ンレノ
   イト９゜