(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状に形成されコイルが巻回されるボビンと、前記ボビンの内周面に配設される固定鉄心と、前記固定鉄心に対して移動可能に配設される可動鉄心と、を備える電磁石であって、
前記固定鉄心の前記可動鉄心側端部は段状の凹部に形成されるとともに、
前記可動鉄心の前記固定鉄心側端部は前記段状の凹部に対向する段状の凸部が形成され、
前記固定鉄心の段状の凹部と前記可動鉄心の段状の凸部とは、段部数が異なるように形成され、
前記可動鉄心が前記固定鉄心に吸着される際、前記固定鉄心の段状の凹部と前記可動鉄心の段状の凸部とが、それぞれ一部で当接するように形成されていることを特徴とする電磁石。
【請求項２】
前記固定鉄心の凹部が中段面と底面とを有する２段の段状凹部に形成され、前記可動鉄心の凸部端面が前記固定鉄心の凹部の中段面に当接可能に形成されることを特徴とする請求項１記載の電磁石。
【請求項３】
前記固定鉄心の凹部が中段面と底面とを有する２段の段状凹部に形成され、前記可動鉄心の端部端面が前記固定鉄心の凹部の端部端面に当接可能に形成されることを特徴とする請求項１記載の電磁石。
【請求項４】
前記可動鉄心の凸部が先端面と中段面とを有する２段の段状凸部に形成され、前記固定鉄心の凹部の底面に当接可能に形成されることを特徴とする請求項１記載の電磁石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁石に関し、さらに詳しくは、可動鉄心が固定鉄心に吸着解除される際に発生する残留磁気を防止することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電磁石はコイルに通電されるとヨーク、可動鉄心、固定鉄心との間に磁束が発生し、その磁力によって、可動鉄心が固定鉄心側に近づくように移動される。そして、コイルへの通電が解除されると磁束は消滅し、可動鉄心はばね等によって元の位置に復帰される。コイルへの通電が解除されて可動鉄心が元の位置に戻る際、可動鉄心と固定鉄心との間に残留磁気があれば、僅かな磁力のため可動鉄心は固定鉄心に吸引され戻りが遅くなり、例えばバルブの性能に影響してしまう。そのため、電磁石には、通常、可動鉄心と固定鉄心との間に、非磁性材の残留磁気防止用スぺーサが可動鉄心に固定されている。
【０００３】
従来の残留磁気防止用スぺーサは、図４乃至図８に示されているように、各種状態で可動鉄心に配設されている。
【０００４】
図４の電磁石Ｓ３においては、ケース２１内に、コイル２２が巻回されるボビン２３が配設され、ボビン２３内の一方に固定鉄心２５が固定されるように配設されている。ボビン２３内の他方に可動鉄心２７が、２段の径に形成されたピン２８がその小径部２８ａが圧入されるように配設され、ピン２８の大径部２８ｂは固定鉄心２５の軸穴２５ａ内を摺動可能に嵌合されている。さらに、可動鉄心２７の固定鉄心２５と対する側には、図示しないバルブに連結されるようにバルブ連結ピン２９がその軸心に沿って固着されている。そして、可動鉄心２７の端面とピン２８の大径部２８ａとの間に挟まれるように、残留磁気防止用スぺーサ２６がピン２８の小径部２８ａの外周に支持されて配設されている。
【０００５】
そして、コイル２２が通電されると、可動鉄心２７は固定鉄心２５側に可動鉄心２７の端面が残留磁気防止用スぺーサ２６に当接するまで吸引されて図示しないバルブを作動し、コイル２２の通電が解除されると、可動鉄心２７は図示しないばねによって元の位置に復帰されると同時に前記バルブを復帰させる。
【０００６】
図５に示される電磁石Ｓ４においては、残留磁気防止用スぺーサ３６は可動鉄心３７に圧入されたピン３８の大径部３８ｂに支持される点で、図３の電磁石Ｓ３と異なるが、ピン３８の大径部３８ｂが固定鉄心３５の軸穴３５ａ内を摺動することや他の構成は図３の電磁石Ｓ３と同様である。
【０００７】
図６に示される電磁石Ｓ５においては、残留磁気防止用スぺーサ４６は可動鉄心４７に、固定鉄心４５側に向かってボルト４８で固定されている。固定鉄心４５にはボルト４８の頭部が遊嵌される穴部４５ａが形成されている。
【０００８】
図７に示される電磁石Ｓ６においては、残留磁気防止用スぺーサ５６は接着剤によって可動鉄心５７の固定鉄心５５側に固着されている。
【０００９】
なお、図５乃至図７の電磁石の可動鉄心３７、４７、５７の固定鉄心３５、４５、５５側と対する側には、いずれも、図示しないバルブに連結されるバルブ連結ピン３９、４９、５９が、可動鉄心３７、４７、５７に圧入されている。
【００１０】
さらに、図８に示される電磁石Ｓ７においては、残留磁気防止用スぺーサ８６は、パイプ８３内に配置される固定鉄心８５の可動鉄心８７側端面で、固定鉄心８５の外周縁に沿って配置されている。残留磁気防止用スぺーサ８６はリング状で全周に対して一部が欠損するように形成され、外側に向かって付勢するようにばね型に形成されている。そして、端部に凹部を有する固定鉄心８５の凹部より外側の外周縁部に配置されると、パイプ８３の内周面を押圧するように取り付けられる。可動鉄心８７が固定鉄心８５に吸着される際、端部に凸部を有する可動鉄心８７の凸部より外側の外周縁部が残留磁気防止用スぺーサ８６に当接するため、可動鉄心８７が吸着解除されると残留磁気は残らず、可動鉄心８７は即座に復帰できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の電磁石における、可動鉄心への残留磁気防止用スぺーサの固定は、次の点において、課題が残されている。
【００１２】
図４・図５における電磁石Ｓ３、Ｓ４では、ピン２８、３８を新たに製作しなければならず、部品の増加になるばかりでなく、固定鉄心２５、３５にピン２８、３８をガイドする穴２５ａ、３５ａを形成するため加工コストがアップする。また、図５の電磁石においては、ピン３８が固定鉄心３５の穴３５ａより抜ける場合には残留磁気防止用スぺーサ３６が落下しやすい。
【００１３】
図６における電磁石Ｓ５においては、ボルト４８止めであるためボルト４８のねじが緩むと、ボルト４８の頭部が他部品に干渉したり、ボルト４８が抜けて残留磁気防止用スぺーサ４６が落下しやすい。また、図７における電磁石Ｓ６においては、残留磁気防止用スぺーサ５６は接着剤で固着してあるため、接着剤が剥れて落下しやすい。
【００１４】
さらに、図８における電磁石Ｓ７においては、残留磁気防止用スぺーサ８６は変形や欠損の問題が発生するおそれがあったり、また、部品が増えるためコストが高くなる。
【００１５】
この発明は、上述の課題を解決するものであり、従来の残留磁気スぺーサを削除することによってコスト低減を図り、残留磁気スぺーサの不具合を発生させることなく確実に残留磁気を減少できる電磁石を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわる電磁石では、上記の課題を解決するために、以下のように構成するものである。すなわち、
中空状に形成されコイルが巻回されるボビンと、前記ボビンの内周面に配設される固定鉄心と、前記固定鉄心に対して移動可能に配設される可動鉄心と、を備える電磁石であって、
前記固定鉄心の前記可動鉄心側端部は段状の凹部に形成されるとともに、
前記可動鉄心の前記固定鉄心側端部は前記段状の凹部に対向する段状の凸部が形成され、
前記固定鉄心の段状の凹部と前記可動鉄心の段状の凸部とは、段部数が異なるように形成され、
前記可動鉄心が前記固定鉄心に吸着される際、前記固定鉄心の段状の凹部と前記可動鉄心の段状の凸部とが、それぞれ一部で当接するように形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また好ましくは、前記固定鉄心の凹部が中段面と底面とを有する２段の段状凹部に形成され、前記可動鉄心の凸部端面が前記固定鉄心の凹部の中段面に当接可能に形成されることを特徴とするものであればよい。
【００１８】
また、前記固定鉄心の凹部が中段面と底面とを有する２段の段状凹部に形成され、前記可動鉄心の端部端面が前記固定鉄心の凹部の端部端面に当接可能に形成されることを特徴とするものであってもよい。
【００１９】
さらに、前記可動鉄心の凸部が先端面と中段面とを有する２段の段状凸部に形成され、前記固定鉄心の凹部の底面に当接可能に形成されることを特徴とするものであってもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態による電磁石Ｓ１を示すものである。ケース１内に、コイル２が巻回されるボビン３が配設され、ボビン３の側部に隣接するようにヨーク４が配設されている。ボビン３・ヨーク４は中空状に形成され、ボビン３の内周面には、固定鉄心６が嵌合固着されている。
【００２２】
また、ボビン３には、可動鉄心７が固定鉄心６に対して接近離隔するように移動可能に嵌合される。可動鉄心７の固定鉄心６側と対する側にピン９が配置され、ピン９の先端部はバルブ体Ｂに移動可能に配置されるスプールＳが接続され、スプールＳの移動により油圧回路の油圧流路口が開閉できるように構成されている。また、ピン９の回りにはコイルばね１０が配設されている。なお、電磁石Ｓ１はバルブ体Ｂを挟んで両側に配置され（いわゆるダブルソレノイド）、コイルばね１０はバルブ体Ｂの反対側に配置される可動鉄心を固定鉄心から離隔する方向に付勢し、図１における電磁石Ｓ１の可動鉄心７は、一方の電磁石に配置されるコイルばねによって、固定鉄心６から離隔される。
【００２３】
固定鉄心６の可動鉄心側端部には、端面６１から内方に向かって凹部６２が形成されて、凹部６２は中段面６３、底面６４を有する２段の段状凹部に形成されている。また、可動鉄心７の固定鉄心側端部には、端面７１から外方に向かって、固定鉄心６の凹部６２と対向するように凸部７２が形成されている。そして、可動鉄心７の凸部端面７３が固定鉄心６の中段面６３に当接可能に形成される。
【００２４】
可動鉄心７の凸部端面７３と固定鉄心６の中段面６３との当接幅は片肉厚Ｌが１〜３ｍｍ前後であり、固定鉄心６の中段面６３と底面６４の長さＨは約０．２〜０．５ｍｍ位に形成されている。従って、可動鉄心７が固定鉄心６に吸着されて可動鉄心７の凸部端面７３が固定鉄心６の中段面６４に当接された状態では、その当接幅は小さく、可動鉄心７と固定鉄心６との隙間は僅かである。これによって、可動鉄心７が固定鉄心６との吸着解除された状態では、その残留磁気が残っていてもその磁力は小さく、残留磁気の影響は少ない。
【００２５】
このように構成される電磁石Ｓ１のコイル２に通電がされると、ヨーク２・固定鉄心６・可動鉄心７に磁束が発生し、可動鉄心７が固定鉄心６に向かって、図中、左方向に移動する。可動鉄心７の移動とともにスプールが左方向に移動され、油圧が流れるように作動される。
【００２６】
コイル２への通電が解除されると磁束は消滅し、可動鉄心７はコイルばね１０により、図１中、右方向に移動する。この時、可動鉄心７と固定鉄心６との間には残留磁気が僅かに残るが、可動鉄心７と固定鉄心６との当接面が小さいので可動鉄心７はスムーズに移動され、スプールの応答遅れを生じることはない。
【００２７】
図２〜３は、可動鉄心７と固定鉄心６の端部の別の形態を示すものであり、図２において、固定鉄心１１の可動鉄心側端部には、端面１１ａから内方に向かって凹部１２が形成されて、凹部１２は中段面１２ａ、底面１２ｂを有する２段の段状凹部に形成されている。また、可動鉄心１３の固定鉄心側端部には、端面１３ａから外方に向かって、固定鉄心１１の凹部１２と対向するように凸部１４が形成されている。そして、可動鉄心１３の端面１３ａが固定鉄心１１の端面１１ａに当接可能に形成される。可動鉄心１３の端面１３ａと固定鉄心１１の端面１１ａとの当接幅は、前述と同様、片肉厚Ｌ1 は１〜３ｍｍ前後であり、固定鉄心１１の端面１１ａと中段面１２ａの長さＨ1 は約０．２〜０．５ｍｍ位に形成されている。従って、可動鉄心１３が固定鉄心１１に吸着されて可動鉄心１３の端面１３ａが固定鉄心１１の端面１１ａに当接された状態では、その当接幅は小さく、可動鉄心１３と固定鉄心１１との隙間は僅かである。これによって、可動鉄心１３が固定鉄心１１との吸着解除された状態では、その残留磁気が残っていてもその磁力は小さく、残留磁気の影響は少ない。
【００２８】
また、図３において、固定鉄心１６の可動鉄心側端部には、端面１６ａから内方に向かって凹部１７が形成されて、凹部１７は底面１７ａを有している。また、可動鉄心１８の固定鉄心側端部には、端面１８ａから外方に向かって、固定鉄心１６の凹部１７と対向するように凸部１９が形成されている。凸部１９は、凸部端面１９ａ、中段面１９ｂを有する２段の段状凸部に形成されている。そして、可動鉄心１８の凸部端面１９ａが固定鉄心１６の底面１７ａに当接可能に形成される。可動鉄心１８の凸部端面１８ａと固定鉄心１６の底面１７ａとの当接幅は、前述と同様、片肉厚Ｌ2 は１〜３ｍｍ前後であり、可動鉄心１８の凸部端面１９ａと中段面１９ｂの長さＨ2 は約０．２〜０．５ｍｍ位に形成されている。従って、可動鉄心１８が固定鉄心１６に吸着されて可動鉄心１８の凸部端面１９ａが固定鉄心１６の底面１７ａに当接された状態では、その当接幅は小さく、可動鉄心１８と固定鉄心１６との隙間は僅かである。これによって、可動鉄心１８が固定鉄心１６との吸着解除された状態では、その残留磁気が残っていてもその磁力は小さく、残留磁気の影響は少ない。
【００２９】
上記のように可動鉄心と固定鉄心との吸着する際に、その当接面を少なくすることによって、吸着解除する際、残留磁気防止用スぺーサを使用せずに、残留磁気の影響を減少することができる。
【００３０】
なお、本形態においては、可動鉄心は固定鉄心に対して、バルブ側と反対の位置に配設されるタイプで説明しているが、本発明の電磁石はこれに限るものではなく、可動鉄心が固定鉄心とバルブとの間に位置するタイプで使用されるものであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
上述のように、本発明の電磁石によれば、電磁石は、
中空状に形成されコイルが巻回されるボビンと、前記ボビンの内周面に配設される固定鉄心と、前記固定鉄心に対して移動可能に配設される可動鉄心と、を備えている。前記固定鉄心の前記可動鉄心側端部に端面から内方に向かって凹部が形成されるとともに、前記可動鉄心の前記固定鉄心側端部には端面から外方に向かって前記凹部に対向する凸部が形成されている。そして、前記可動鉄心が前記固定鉄心に吸着される際、前記固定鉄心の端部と前記可動鉄心の端部とが、それぞれ一部で当接するように形成されているので、その当接面が小さく、残留磁気を減少することができる。従って、残留磁気防止用スぺーサを使用せずに残留磁気の影響を減少することができ、そのため、スぺーサを使用する際に発生する落下の恐れや、スぺーサをなくすことによる部品点数の削減（コスト低減）を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による電磁石を示す断面図
【図２】可動鉄心と固定鉄心の別の形態を示す一部断面図
【図３】可動鉄心と固定鉄心のさらに別の形態を示す一部断面図
【図４】従来の電磁石における残留磁気防止用スぺーサが装着された状態を示す図
【図５】従来の電磁石における残留磁気防止用スぺーサが装着された状態を示す図
【図６】従来の電磁石における残留磁気防止用スぺーサが装着された状態を示す図
【図７】従来の電磁石における残留磁気防止用スぺーサが装着された状態を示す図
【図８】従来の電磁石における残留磁気防止用スぺーサが装着された状態を示す図
【符号の説明】
Ｓ１…電磁石
２…コイル
３…ボビン
６、１１、１６…固定鉄心
７、１３、１８…可動鉄心
１１ａ、１６ａ、６１…固定鉄心の端面
１２、１７、６２…凹部
１２ａ、６３…中断面
１２ｂ、１７ａ、６４…底面
１３ａ、１８ａ、７１…可動鉄心の端面
１４、１９、７２…凸部
１９ａ、１９ａ、７３…凸部端面
１９ｂ…中断面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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