(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーク（１）とコア（２）とを有する電磁石装置であって、前記コアはヨークの一部（１２）の円形孔内に取付られており、ここで前記コアは、シリンダ状のシャフト（２４）と、該シリンダ状シャフト（２４）の取付端部（２３）のほうに向って拡大された円錐状セクション（２５）を有し、ここで前記円錐状セクション（２５）は、前記円形孔（１３）の直径を越えるコア直径を以てヨーク材料内に貫入ねじ込まれるように構成されている当該の電磁石装置において、
前記の円錐状セクション（２５）上にねじ山（２６，２７）が形成されており、前記ねじ山（２６，２７）は、ヨーク（１）の、円錐状に拡大された円形孔（１３）のそれ自体ねじ山のない壁内に自己変形的にねじ込まれていることを特徴とする電磁石装置。
【請求項２】
コア（２）の円錐状セクション（２５）は、取付端部（２３）に向かって円錐状に拡大されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
コア（２）の円錐状セクション（２５）のねじ山は、扁平化したねじ山ウエブ部（２７，２８）を有することを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
ねじ山ウエブ部（２７，２８）は、台形状の横断面を有することを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
ねじ山ウエブ部（２７，２８）は、鋸歯状の横断面を有することを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項６】
コア（２）の円錐状セクション（２５）は、それの軸に対してそれの套面のリード角（α）０．５°〜５°を有することを特徴とする請求項１から５までのうちいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
リード角（α）は１°〜２°であることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
ねじ山（２６，２７）は、ねじ山溝（２６）の均一の直径を有するコア（２）の円錐状セクション（２５）上に設けられていることを特徴とする請求項１から７までのうちいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
コア（２）の円錐状セクション（２５）上のねじ山は、ロール転造ねじ山であることを特徴とする請求項１から７までのうちいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
ヨーク（１）及びコア（２）は軟化焼鈍されていることを特徴とする請求項１から９までのうちいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
円錐状セクション（２５）の取付端部（２３）は旋削工具の収容のため軸方向のプリズム状の切欠部として内側６角形（２９）を有していることを特徴とする請求項１から１０までのうちいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までのうちいずれか１項記載の電磁石装置におけるコア及びヨークの組み立てアセンブリ方法において、
下記のステップを備える、即ち、
ヨークの一部（１２）内にて、円錐状の円形孔（１３）を形成するステップ；
シリンダ状のシャフト（２４）及び該シリンダ状シャフト（２４）の自由端のほうに拡大された円錐状セクション（２５）を有するコア（２）を作成するステップ；
円錐状セクション（２５）上にねじ山（２６，２７）を形成するステップ；
コア（２）のシリンダ状シャフト（２４）を、前記ヨークの一部（１２）の円形孔（１３）を通し、差し通し、ここで、円錐状セクションが円形孔内に固着するまでそのように差し通すようにし、
軸方向力の適用下でねじ山方向にコア（２）をねじ込み、ここで、シリンダ状シャフト（２４）の前記自由端が所定の位置に達するまでそのようにコアをねじ込むようにしたことを特徴とする電磁石装置内でのコア及びヨークの組立アセンブリ方法。
【請求項１３】
前記円形孔（１３）をスタンピングして形成し、円錐状ピンで校正することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
ねじ山（２６，２７）をロール転造方法で形成することを特徴とする請求項１２又は１３記載の方法。
【請求項１５】
ヨーク（１）を、円錐状の円形孔（１３）の形成後に軟化焼鈍することを特徴とする請求項１２から１４までのうちいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
コア（２）を、ねじ山転造の前に軟化焼鈍することを特徴とする請求項１４又は１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明はヨークとコアとを有する電磁石装置であって、前記コアはヨークセクションの丸孔ないし円形孔内に取付られており、ここで前記コアは、シャフト、有利にはシリンダ状のシャフトと、取付端部のほうに向って拡大された円錐状セクションを有し、ここで前記円錐状セクションは丸孔ないし円形孔の直径を越えるるコア直径を以てヨーク材料内に貫入ねじ込まれるように構成されている当該の電磁石装置に関する。
ＥＰ０５９３５１７Ｂからは冒頭に述べた形式の電磁石装置が公知であり、この電磁石装置ではコアがそれのシリンダ状のシャフトを以て外側からヨーク脚部の丸孔を通して差し込まれ、それの端部側の円錐状セクションを以てヨーク脚部の丸孔内に留め付け固定される終端位置の固定的クランピング及び調整セッティングのため、コアはパルス状の衝撃を加えられる。そのようにして、コアの良好な締りばめが得られるが、磁石装置と連結された他のエレメントにて例えばコンタクトにてパルス状の衝撃は不都合な振動及び摩擦を惹起し得る。更に、コアの位置調整はたんに１つの方向でのみ、即ちコア挿入はめ込み方向でしか可能でない。
ＤＥ３１４８０５２Ａ１から既に公知の電磁リレーの巻線コアは微細ねじ山を用いて、同様に相応に微細ねじ山を備えた孔内にねじ山込みにより取付固定されそして位置調整される。但し、前記の精確なねじ継手は、各部分の複雑なコスト高の作製及び取付組立コストを要するのみならず、十分な締りばめさえも生じさせず、その結果付け的な固定手段が必要とされる。而して、例えばプラスチック接着剤を、微細ねじ山上に施したり、又はコアに安全留め付けのため付け固着したナットを備えることが提案される。両者は付加的コストを要し、更にねじ山における固定手段は磁気的結合を損なわせ得、一方付加的止めねじは、付加的コストをも要する。
本発明の目的とするところは冒頭に述べた形式の電磁石装置を次のように改良することにある、即ち、コア及びヨークの良好で信頼性のある連結ないし締結及び磁気的結合が達成され、ここで当該の連結が、精確に而も前方にも、後方にも調整可能であるように改良することにある。
前記目的は本発明では要するに次のようにして達成される、前記の円錐状セクション上にねじ山が形成されており、前記ねじ山は、ヨークの、同様に円錐状に拡大された切り欠き部のそれ自体ねじ山のない壁内に自己変形的（selbstverformend）にねじ込まれているのである。
要するに本発明の電磁石装置では、コアの円錐状セクション及びヨークセクションにおける丸孔の円錐状内壁が既に相互に適合されている。相互内への最終的取付固定及び微細位置定めがねじ込みないし、回し入れ操作によりコアの円錐状セクション上に形成されるねじ山を介して行われ、前記ねじ山は、ねじ込みの際丸孔の滑らかな内側表面内へ埋め込まれる。前記のコア上のねじ山は、比較的簡単に作製し得る。それというのは、ヨーク内での、相互に前以て作成された相補的なめねじ山との整合が必要でなくなるからである。ヨークセクション内へのねじ山付きコアのねじ込みの際の材料排除、押しのけにより、付加手段なしでも優れた締りばねのみならず、両部分間の良好な磁気的結合が得られる。特に良好な結合は次のようにすれば可能である、即ち、コア上でのねじ山を扁平フラットねじ山として構成するのである、即ち、１つのねじ山（ないし多条ねじ山の場合は複数ねじ山）溝の個々の螺旋ターンが溝深さの割に大きな間隔を有するのである。そうすれば扁平なねじ山ウエブ部が形成され得、このねじ山ウエブ部は、横断面が台形状又は片側で一層急峻な側縁の場合にもほぼ鋸歯状である。
コアの円錐状セクションは、それの軸に対してそれの套面のリード角（α）０．５°〜５°を有することが可能である。（及びヨークにおける丸孔状内壁）有利には自動的制御付き工具取付のための円錐状部ないし円錐状セクションシャフト及び円錐状部ないし円錐状セクションスリーブの場合におけると類似して角度を選択するとよい。ここで、軸に対する円錐状部ないし円錐状セクション外套の角度は１°〜２°有利には、ほぼ１．５°ｃ（１°３０′）ないし１°２５′〜１°３０′−所謂モールステーパ（Ｍｏｒｓｅ−Ｋｅｇｅｌ）の場合−。当該のわずかなリード角の場合コアのシャフトを取付セクションを以て連続的に円錐状に構成することも可能である。単数のねじ山溝（ないし複数のねじ山溝）が均一のコア内径を有するようにすればねじ山を円錐状セクション上に特に簡単に作製し得る。ねじ山は円錐状セクションの最も狭い個所では埋め込まれていないか、又はごくわずかしか埋込まれておらず、一方拡大された端部の方に向かって益々深く埋込まれている。特に簡単な作製及び処理は、ロール転造ねじとしての構成の場合可能になる。
磁気的特性の改善のため、有利にはヨークも、コアも軟化焼鈍される。更に軟化焼鈍されたヨークの利点とするところはねじ山付コアのねじ込みの際容易に拡開ないし変形し、その結果過度に高いトルクが必要でないことである。コアにおいて有利となることは、ねじ山のロール転造の前に軟化焼鈍されるとよい。それというのは、ねじ山ロール転造の際材料排除、おしのけにより生ぜしめられた盛り上がり部分がねじ山縁にて所定の硬化を受け、コアをねじ込む際丸孔の、軟化焼鈍されたねじ山の材料内に埋設されるからである。
更に、銅又はグラファイトからなる表面被覆によりねじ込みを容易化し、侵食作用を阻止し得る。このことは、ほぼ付加的なコストなしで行い得る、それというのは、被覆、例えばＣｕで被覆がいずれにしろ腐食防止保護物として好ましいからである。ねじ山は、部分的に或種の潤滑剤として用いられる被覆内のみを延びる。
本発明の電磁石装置におけるコア及びヨークの組立アセンブリのための本発明の方法によれば、実質的に下記のステップを備える；即ち、
ヨークセクションにて、円錐状の丸孔ないし円形孔を形成するステップ；
シリンダ状のシャフト及び自由端のほうに拡大された円錐状セクションを有するコアを作成するステップ；
円錐状セクション上にねじ山を形成するステップ；
コアのシリンダ状シャフトをヨークセクションの丸孔ないし円形孔を通して差し通し、ここで、円錐状セクションが丸孔内に固着するまでそのように差し通すようにし、
軸方向力の適用下でねじ山方向にコアをねじ込み、ここで、シリンダ状シャフトの自由端が所定の位置に達するまでそのようにコアをねじ込むようにしたのである。
次に本発明を図を用いて実施例に即して詳述する。
図１は２つの結合された本発明の電磁石装置を有する２重リレーを示す。
図２及び図３は、図１の電磁石装置のコアを部分的に切り開いて示す斜視図及び側面図である。
図４は、図３のコアを切断線ＴＶで切断して示す拡大詳細断面図である。
図５は、図４と同様の拡大詳細断面図である。
図１に示す２重リレーはそれぞれ１つのヨーク１を有する２つの電磁石装置を有し、前記ヨークは長手方向セクション２２及び横方向セクション１２を有する。横方向セクションの各において、丸形横断面を有するコア２が取り付けられており、これについては更に後述する。それらのコア２の各々は、極面２２を有する極端部２１を有し、この極面２２は、接極子と共に作動エアギャップを形成する。図１に示す２重リレーの例では、２つのヨーク長手方向脚部１１が一体的に相互に接続されており、共通の接極子３は交互に両コア２と共働する。この例から明らかなように、そのような事例においてコアは、ただヨーク脚部１２を通して外から差し込むだけで組み立てることができる。但し、同様に、本発明を、唯一のヨーク及びコアをを有する単一リレーにも適用し得る。
図示の２重リレーはさらに、２つの巻線５に対する支持体として巻き枠４及び接触接点ばね６並びに固定コンタクト７を有する。当該のリレー構成はそれ自体公知であり、本発明に関連して詳述する必要はない。
巻線コア２は、それぞれ取り付け端部２３によりヨークー横方向脚部１２の丸孔１３内に取付られている。前記の丸孔１３は、コア２に適合して、内側（コイル）から外側に向かって拡大されており、コアの直径に次のように適合化されている、即ち後述する貫入ねじ込みにより良好な固定締りばめ及び良好な磁気的結合が得られるように適合されている。
コア２は、図２及び図３に示すように。シリンダ状のシャフト２４を有し、このシャフト２４の直径は、丸孔１３の最も狭い直径より幾らか小であり、その結果外部から容易にヨークセクション１２を通してコイル内に差込まれ得る。更にコア１２は円錐状セクション２５を有し、この円錐状セクション２５は、取付端部２３に向かって円錐状に拡大されている。リードは端部の方に向かってコアの軸に対して角度αを有し、この角度αは、ほぼ０．５〜５°であり得る。有利には、前記角度は既述のように１°〜２°である。猶丸孔１３は、ほぼ同じ勾配を有する。丸孔１３の内側表面が滑らかに保たれているが、ねじ山セクション２５上にはロール転造ねじ山が形成されており、このロール転造ねじ山のねじ山ウエブ部２７はフラット扁平化した上面を有する。このことは、図４に明示されており、図４は、図３中ＩＶにより細部を拡大して切断して示す。これから明らかなように、ねじ山溝２６の深さが、ねじ山Ｓ（１条ねじ山の場合）に比してわずかであり、その結果ねじ山ウエブ部２７は扁平化上面２８を有する、即ち、図４に示すように台形状の横断面を有する。ねじ山の内径は、作製上の理由から有利に等しく保たれ、その結果ねじ山溝２６は、円錐状セクション２５の始めにて、−即ち、それの最も小さい直径のもとでー表面内に埋め込まれず、又は極くわずかしか埋め込まれず、一方、当該の溝は、端部２３に向かって益々深くなっている。図示の１条のねじ山の代わりに多条のねじ山を設けることもできる。図４に示すように、ねじ山溝２６は、ほぼ６０°の開角γを有し、ここで、ねじ山２７の表面２８の幅（端部２３の近傍で）はリードＳのほぼ半分である。例えば、図５の変形において示すように、扁平化鋸歯状の形態のねじ山横断面を設け得る。この場合においてもねじ山ウエブ部２７は、扁平化上面２８を有し、この上面２８は、例えば端部２３の近傍で同じくねじ山リードＳのほぼ半分に相応する。勿論、一層より小さな円錐状部ないし円錐状セクション直径の領域にて、ねじ山ウエブ部は、更に、より広幅である。それというのは、そこではねじ山溝が一層より小さな深さｄを有するからである。丸孔１３内へのコア２のねじ込みないし回し込みのため、取付端部２３からセンタリングして、６角切欠部が形成されており、この６角切欠部は旋削工具の旋削作用を可能にする。勿論６角の代わりに、ねじ切工具の旋削作用を可能にする任意の他の形態をも選定することもできる。
電磁石装置の作製の際、丸孔２３は、有利には、先ず。スタンピングニードルにより事前に成形され、引き続いて、円錐状のピンを用いて円錐状拡大部の形成のため校正される。その後ヨークは軟化焼鈍され、均質な磁気特性を生じさせ、コアの回わしねじ込みの際の相当の柔軟性、しなやかさを設けるとよい。
コアは、通常の形式で、シリンダ状シャフト２４及び円錐状セクション２４ないし円錐状突出部２５並びに６角−切欠部２９を以て作製される。コアは同様に軟化焼鈍され、しかる後、ねじ山ロール転造装置を通して導かれ、ここで円錐状セクション２５上で、既述のフラット平ねじ山がロール転造される。ロール転造により、ねじ山ウエブ部２７の側縁にて材料削除おしのけにより小さな盛り山部３０が形成される。前記盛り山部３０は、わずかな硬化を受け、それにより、コアの回し込みの際、丸孔１３のねじ山の内部表面内へのねじ山の貫入ねじ込みを改善する。
そのようにして準備されたコア２は、既述のように、外部から丸孔１３を通して差し込まれ、遂には円錐状セクション２５は、それのねじ山を以て丸孔１３内に留め付けられるまで差し込まれる。しかる後、円錐状セクションは、適当な旋削工具を以て、そして相当の軸方向力の適用下でさらに回し込まれ、ここでねじ山は、ヨークの材料内に埋め込まれる。コアは、そのようにして、ねじ込み、ないし、回し込みにより、著しく精確にー接極子に対して位置定めされ得、ここでねじ山は、戻し回しにより相当の逆方向位置調整をも可能にする。いずれにしろ、そのようにして、ヨーク内でのコアの良好な締りばめ及びコアとヨークとの間の良好な磁気的結合が保証される。
【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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