(57)【要約】【課題】駆動力の著しく大きく、無音で動作する小型の電磁プランジャを得ることである。【解決手段】作動子と同軸の所定の巾の軟磁性体円柱を外筐内で往復できるように保持する装置と、外筐内側に固定された円環状の軟磁性体で作られた第１，第２の磁極とそれ等の外側に設けた磁路と、第１，第２の磁極間の円環状の空隙に装着された励磁コイルと、軟磁性体円柱の１端の外周と第１の磁極の内周の全巾を空隙を介して対向し、軟磁性体円柱の他端の外周端部と第２の磁極の内周端部を空隙を介して対向して保持する装置と、励磁コイルの通電により、軟磁性体円柱が第２の磁極に吸引されている区間において、第１の磁極の全巾が軟磁性体円柱外側に対向して保持される装置とにより構成されたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動子と同軸で固着された所定の長さの軟磁性体円柱を外筐内で軸方向に左右に移動できるように支持する装置と、外筐内側に固着され、所定の軸間距離で保持された円環状の軟磁性体で作られた第１，第２の磁極及びそれらの外側の磁路とよりなる固定子と、第１，第２の磁極間の円環状の空隙に装着された励磁コイルと、軟磁性体円柱の１端の外周と第１の磁極の内周の全巾を僅かな空隙を介して対向し、軟磁性体円柱の他端の外周端部と第２の磁極の内周端部を僅かな空隙を介して対向して保持する装置と、励磁コイルに通電することにより、軟磁性体円柱が第２の磁極に吸引されて移動される初期より移動の終了する末期の区間において、第１の磁極の全巾が軟磁性体円柱外側に対向して保持される装置と、作動子の軸方向の移動により駆動される負荷とにより構成されたことを特徴とする小型電磁プランジャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】機械装置の部材を設定ストロークだけ、通電制御により駆動させる手段として利用される。
【背景技術】
【０００２】同じ目的の為の技術で電磁プランジャと呼称されている周知の技術がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】従来の周知の電磁プランジャには次に述べる３つの解決すべき課題がある。
第１の課題  作動時に大きい衝撃音を発生する。
第２の課題  最も出力を必要とする作動の初期に最も駆動力が小さく、出力を必要としない作動の終了時に最も駆動力が大きくなる。
第３の課題  同じ大きさで従来の電磁プランジャより６〜１０倍の出力のものが期待されているがこの手段がない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】作動子と同軸で固着された所定の長さの軟磁性体円柱を外筺内で軸方向に左右に移動できるように支持する装置と、外筐内側に固着され、所定の軸間距離で保持された円環状の軟磁性体で作られた第１，第２の磁極及びそれらの外側の磁路とよりなる固定子と、第１，第２の磁極間の円環状の空隙に装着された励磁コイルと、軟磁性体円柱の１端の外周と第１の磁極の内周の全巾を僅かな空隙を介して対向し、軟磁性体円柱の他端の外周端部と第２の磁極の内周端部を僅かな空隙を介して対向して保持する装置と、励磁コイルに通電することにより、軟磁性体円柱が第２の磁極に吸引されて移動される初期より移動の終了する末期の区間において、第１の磁極の全巾が軟磁性体円柱外側に対向して保持される装置と、作動子の軸方向の移動により駆動される負荷とにより構成されたものである。
【発明の効果】
【０００５】従来の手段と比較して初期の駆動力は１０倍以上で平均値でも６倍以上の駆動力が得られる効果がある。又動作中の機械音の発生が著しく小さくなる効果がある。必要により、往復駆動のできる手段も、付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明装置の外観図
【図２】本発明装置の横断面図
【図３】本発明装置と周知の電磁プランジャの駆動力特性のグラフ
【図４】本発明装置の駆動力発生の特徴を示す説明図
【図５】往復動する本発明装置の横断面図
【発明を実施するための形態】
【０００７】図１以降について本発明の詳細を説明する。各図面の同一記号のものは同じ作用をする部材なので、その重複した説明は省略する。図１は外観を示す図である。円柱状の外筐となる記号２の左右には側板を兼ねる部材４ａと側板３ｂが固着され、作動子１ｂが左右に駆動される。記号４ａ，４ｂは図２につき後述するようにそれぞれ第１，第２の磁極となる。作動子１ｂと軟磁性体円柱１ａは同軸で固定され、空孔３ａを介して点線Ｂで示すように負荷３が連結される。記号３ｂで示す円板の中央空孔により作動子１ｂは矢印Ａ又はその反対方向に滑動するように支持される。記号２ａはスパイラルスプリングで、円板２ｂを介して作動子１ａ，１ｂを矢印Ａと反対方向に弾撥し、図示しない抑止部材により図示の位置に保持されている。
【０００８】図２は図１の横断面図である。図２において、円筒状の軟磁性体（以降は軟鋼と略称する）２は円環状の軟鋼磁極４ａ，４ｂの磁路８となっている。円環状のコア５ａには励磁コイル５が捲着され、内周面には摺動部材となる円環状のプラスチック円環５ｂが固着されている。磁極４ａ，４ｂの外周は外筐２に固着され、内周面を軟鋼円柱１ａの外周が僅かな空隙を介して左右に移動する。側板となる円板３ｂの中央空孔を作動子１ｂは摺動し、磁性体円柱１ａは円環５ｂを摺動する。
【０００９】磁極４ｂの左端の円環状の切欠部４ｃは、磁性体円柱１ａが磁極４ｂに吸引されて移動したときに、切欠部で反対方向の吸引力を発生して側板３ｂと衝合して機械音を発生することを防止する為のものである。次に図４につき動作の説明をする。図４において、従来の手段によると、磁性体円柱１ａの点線９ｆの左側を除去して矢印９ｅの磁束により、矢印ｃ方向の駆動力を得ているが、本発明装置では、磁極４ａ（Ｓ極）による矢印ｃ方向の力を除去している。従って従来の手段より駆動力が減少する筈であるが、反対に６倍位の駆動力となっている。その理由を次に説明する。
【００１０】磁極４ａの磁極面と磁性体円柱１ａの外周面は常時完全に対向しているので、両者間の磁束９ｄの方向は対向面に垂直となり駆動力を発生しない、磁極４ａの左右端の洩れ磁束による駆動力も相殺して零となる。磁極４ｂと磁性体円柱１ａの左端との対向面の磁束は図示の記号９ａ，９ｂ，９ｃのようになる。従って磁束９ａによる駆動力は零となるが、洩れ磁束９ｂ，９ｃにより矢印ｃ方向の駆動力を発生する。かかる洩れ磁束は著しく大きい量の磁束９ｄと閉じられた関係となっているので、大きい磁束となり、前述した磁極４ａ，４ｂの両者により駆動力を得る場合の６倍位の駆動力となる有効な手段となる。
【００１１】対向面の磁束９ａ，９ｄを対向面に垂直とする為には対向面間の距離を０．２ミリメートル以下とすることが実測により確認されている。磁束の径方向の分力を全円周につき合成すると、本発明装置はすべて円形の磁性体なので零となる。従って磁性体円柱１ａに作用する径方向の合力は零となるので、磁性体円柱１ａの軸方向の移動が円滑となる作用効果がある。図３は駆動力の特性を示すグラフである。図３において、よこ軸は作動子の移動ストローク、たて軸は駆動力である。
【００１２】従来の電磁プランジャの場合には曲線７となり、同形の本発明装置の場合には曲線８となる。本発明装置では初期の駆動力が著しく大きくなり前述したように有効な手段を得ることができる。次に本発明の手段により作動子を往復動せしめる装置を説明する。図５において、作動子１１ａ，１１ｂは磁性体円柱１１の左右に同軸で装着される。円環状の外筺１０は非磁性体で作られ、両端部は省略してあるが、両端部の側板には作動子１１ａ，１１ｂの軸受が設けられ、これ等が作動子１１ａ，１１ｂを同軸上で左右に移動できるように支持している。
【００１３】円環状の磁性体磁極１２，１３は外周面は外筐１０の内側に固定される。各磁極の中央部の円環状空間には励磁コイル１２ａ，１３ａが装着される。励磁コイル１３ａに通電すると、磁性体円柱１１の右端は矢印Ｅ方向に磁極巾だけ吸引駆動される。この場合の作用効果は図２の場合と全く同様である。次に励磁コイル１２ａに通電すると、磁性体円柱１１は矢印Ｅと反対方向に磁極巾だけ吸引移動される。本実施例によると、通電の選択により作動子１１ａ，１１ｂを左右に所要ストロークだけ移動でき対応して連設する負荷の駆動を行うことができる作用効果がある。
【実施例】
【００１４】図２に示した寸法のものを試作して、励磁コイルの通電を１０００アンペアターンとしたときに１０ＫｇＷの駆動力を得ることができる。従来の手段に比較すると初期の駆動力は１０倍を越える値となる。
【符号の説明】
【００１５】１ｂ，１１ａ，１１ｂ  作動子
２，１０  外筐
４ａ，４ｂ，１２，１３  磁極
２ａ  スプリング
３  負荷
３ｂ  側板
５，１２ａ，１３ａ  励磁コイル
１ａ，１１  軟磁件体円柱
７，８  グラフの曲線
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ  磁束を示す矢印
【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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