JP4412512B2 - ソレノイドの可動芯材の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパチンコ装置において用いられるソレノイドの可動芯材に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
パチンコ装置にはソレノイドが用いられている。このソレノイドは、図２に示される如く、断面コ字型のヨーク１内にコイル２が巻装されたコイルボビン３と永久磁石４とが配置され、そしてコイルボビン３内において固定鉄芯５の一端がヨーク１に固着されると共に、可動鉄芯（プランジャ）６が設けられた構造を有する。そして、コイル２の励磁により、可動鉄芯６は固定鉄芯５に吸引されて固定鉄芯５の側に駆動される。
【０００３】
ところで、上記のようなソレノイドにおいて、可動鉄芯６の吸引駆動（摺動）に際して、可動鉄芯６は周囲のガイド部材と擦れ合う。従って、可動鉄芯６の動作性を良くする為には、摩擦抵抗を小さくする必要がある。
そこで、従来では、可動鉄芯６の表面にフッ素樹脂や二硫化モリブデン等の固体潤滑剤をコーティングすることが行われていた。
【０００４】
しかし、このようなコーティング手段では、摺動によって徐々にコーティング剤が拭き取られ、長期間の使用後には摩擦抵抗が増大し、可動鉄芯６の動作性が低下する。
このような欠点を解決する為、可動鉄芯６を窒化処理し、その後スケール落としの為にバレル処理し、次いでラップ処理する手法が提案（特開平４−２２１８１０号公報）されている。
【０００５】
この窒化処理・バレル処理・ラップ処理による手法が採用されると、フッ素樹脂や二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を用いなくても、可動鉄芯６の摩擦抵抗が小さくなり、動作性が向上すると謳われている。
しかし、可動鉄芯６に錆が発生した場合、これに起因して可動鉄芯６の動作性は低下した為、長期間の経過後における可動鉄芯６の動作性を確保する為には、耐蝕性に富むことが望まれた。
【０００６】
すなわち、長期間の経過後における可動鉄芯６の動作性を確保する為、上記提案（窒化処理・バレル処理・ラップ処理）の可動鉄芯６には耐蝕性の面において問題が残されており、耐蝕性の向上が望まれた。
又、意外にも、ラップ処理は面倒で、生産性が悪く、従ってラップ処理が不要な手法の開発が望まれた。
【０００７】
従って、本発明が解決しようとする課題は、可動芯材（プランジャ）の摩擦抵抗が小さくて動作性に優れ、特に長期間の使用後にあっても耐蝕性に富んでいて動作性に優れており、しかも製造に際して面倒なラップ処理が不要で生産性が高く、低廉なコストで可動芯材（プランジャ）が得られる技術を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、ソレノイドにおけるコイルの励磁により吸引駆動される可動芯材のラップ処理が不要な製造方法であって、
前記芯材を窒化処理する窒化処理工程と、
前記芯材を酸化処理する酸化処理工程
とを具備し、
ラップ処理を行わない
ことを特徴とするソレノイドの可動芯材の製造方法によって解決される。
【０００９】
特に、ソレノイドにおけるコイルの励磁により吸引駆動される可動芯材のラップ処理が不要な製造方法であって、
前記芯材を窒化処理する窒化処理工程と、
前記芯材を酸化処理する酸化処理工程と、
前記工程の後、前記芯材のスケールを除去するスケール除去処理工程
とを具備し、
ラップ処理を行わない
ことを特徴とするソレノイドの可動芯材の製造方法によって解決される。
【００１０】
更には、ソレノイドにおけるコイルの励磁により吸引駆動される可動芯材のラップ処理が不要な製造方法であって、
前記芯材を窒化処理する窒化処理工程と、
前記芯材を酸化処理する酸化処理工程と、
前記工程の後、前記芯材をバレル処理するバレル処理工程
とを具備し、
ラップ処理を行わない
ことを特徴とするソレノイドの可動芯材の製造方法によって解決される。
【００１３】
上記発明における窒化処理とは、金属材料の表面から活性化窒素を拡散浸透させ、硬質で安定な窒素化合物を生成させる表面硬化処理である。このような窒化処理としては、例えばアンモニアの分解ガスによるガス窒化法、ＮａＣＮ或いはＫＣＮ等のシアン化塩やシアン酸塩を用いる塩浴窒化法、アンモニアガスと一酸化炭素とを含む浸炭性ガスを使うガス軟窒化法、低真空中で窒素ガス或いは窒素ガスを含む混合ガスを用いてグロー放電などにより拡散浸透させるプラズマ窒化法などの手法を適宜採用することが出来るが、本発明では、特に、塩浴窒化法を採用するのが好ましい。
【００１４】
上記発明における酸化処理としては、各種の手法が採用できる。しかし、窒化処理は室温以上の高温で行われることから、窒化処理後には冷却が行われる。この冷却に際して、酸化処理を行うようにすれば、それだけ処理がスムーズになされる。従って、本発明では、酸化処理としては、窒化処理後の芯材の冷却に際して、酸化剤を含む浴に浸漬することで行われる酸化処理が好ましい。
【００１５】
窒化処理・酸化処理の後のバレル処理は、スケール落としの為に行われる。
上記のようにして得られたソレノイドの可動芯材は、表面硬度が向上して摩擦抵抗が小さくなっており、その動作性に優れている。特に、長期間の使用後にあっても動作性に優れている。
そして、注目すべきことには、窒化処理だけでなく、酸化処理も行われていることから、耐蝕性が一層向上している。この為、長期間の使用後にあっても動作性が低下しない。
【００１６】
かつ、窒化処理だけでなく、酸化処理も行われていることから、ラップ処理を行わなくても済み、それだけ生産性が向上し、低廉なコストで可動芯材が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のソレノイドの可動芯材は、ソレノイドにおけるコイルの励磁により吸引駆動される可動芯材であって、前記芯材は窒化処理と酸化処理とが行われてなる。特に、前記芯材は窒化処理と酸化処理とスケール除去処理（特に、バレル処理）とが行われてなる。
【００１８】
本発明のソレノイドの可動芯材の製造方法は、ソレノイドにおけるコイルの励磁により吸引駆動される可動芯材の製造方法であって、前記芯材を窒化処理する窒化処理工程と、前記芯材を酸化処理する酸化処理工程とを具備する。更には、芯材のスケールを除去するスケール除去処理工程（特に、バレル処理工程）を具備する。
【００１９】
以下、更に説明する。
図１は、本発明の一実施形態になるソレノイドの可動芯材（プランジャ）の側面図である。
この可動芯材は、鋼材（ＳＵＭ２４Ｌ）などの磁性材で所定の形状に構成された後、下記条件の処理が順に施されたものである。
【００２０】
第一処理（窒化処理）
下記の条件の塩浴に浸漬
ＣＮ- ＝１〜１０％
ＣＮＯ- ＝３０〜４０％
浸漬温度は５３０〜６００℃
浸漬時間は３０〜１２０分
第二処理（酸化処理（窒化処理後における冷却工程で実施される酸化処理））
下記の条件の塩浴に浸漬
ＮａＮＯ3 ＝１〜２０％
ＮａＮＯ3 ＋ＮａＮＯ2 ＜２５％
ＮａＣＯ3 ＝２０〜４０％
浸漬温度は３００〜４００℃（窒化処理時の温度よりも低温）
浸漬時間は２０〜６０分
第三処理（スケール除去の為のバレル処理）
５０リットル回転バレル機（１５回／分）を用いてスケール落とし
上記のようにして得た可動芯材（本発明）と、上記酸化処理を行わないが、バレル処理の後、ラップ処理（窒化処理・バレル処理・ラップ処理）した可動芯材（比較例１）とについて、表面粗さ（Ｒａ，Ｒｍａｘ，Ｒｚ）、表面硬さ、塩水噴霧試験による耐蝕性などを調べたので、これらの結果を以下に述べる。
【００２１】
処理がなされる前の可動芯材（比較例２）のＲａは０．１８μｍ、Ｒｍａｘは２．１７μｍ、Ｒｚは１．５３μｍであった。
そして、窒化処理・酸化処理・バレル処理された本発明になる可動芯材のＲａは０．２１μｍ、Ｒｍａｘは１．７３μｍ、Ｒｚは１．２３μｍであった。
これに対して、窒化処理・バレル処理・ラップ処理された比較例１になる可動芯材のＲａは０．０９μｍ、Ｒｍａｘは１．０４μｍ、Ｒｚは０．６４μｍであった。
【００２２】
従って、比較例１になる可動芯材は、ラップ処理がなされただけ表面平滑性に優れていることが判る。つまり、本発明の可動芯材の表面粗さは比較例１の可動芯材の表面粗さよりも粗い。しかし、この粗さは、可動芯材の動作性に問題は無いものであった。すなわち、特別にラップ処理しなかった表面粗さでも、可動芯材の動作性は良いものであった。
【００２３】
上記表面処理された可動芯材の動作性の裏付けとして、可動芯材の表面硬さをマイクロビッカース硬度計によって調べた処、両者共、ソレノイドの可動芯材として十分な硬さを持っていることが判った。
すなわち、両者共に動作性は良いことが判った。
しかし、この動作性の優秀さは、可動芯材に腐食などの劣化が起きていない段階でのものである。長期間の経過後における動作性を調べる為には、耐蝕性を考慮しなければならない。
【００２４】
そこで、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に準じて塩水噴霧試験を行ったので、その結果を下記の表−１に示す。
【００２５】
これに対して、酸化処理が行われなかった比較例１になるものは、長期間の経過後にあっては、発錆が起きていることから判る通り、動作性が低下する。
【００２６】
【発明の効果】
▲１▼ 動作性に優れている。
▲２▼ 特に、耐蝕性に優れていることから、長期間の経過後にあっても、動作性に優れている。
▲３▼ ラップ処理しなくて済むことから、製造が簡単であって、コストが低廉である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる可動芯材の側面図
【図２】ソレノイドの概略図
Claims (5)
- ソレノイドにおけるコイルの励磁により吸引駆動される可動芯材のラップ処理が不要な製造方法であって、
前記芯材を窒化処理する窒化処理工程と、
前記芯材を酸化処理する酸化処理工程
とを具備し、
ラップ処理を行わない
ことを特徴とするソレノイドの可動芯材の製造方法。 - ソレノイドにおけるコイルの励磁により吸引駆動される可動芯材のラップ処理が不要な製造方法であって、
前記芯材を窒化処理する窒化処理工程と、
前記芯材を酸化処理する酸化処理工程と、
前記工程の後、前記芯材のスケールを除去するスケール除去処理工程
とを具備し、
ラップ処理を行わない
ことを特徴とするソレノイドの可動芯材の製造方法。 - ソレノイドにおけるコイルの励磁により吸引駆動される可動芯材のラップ処理が不要な製造方法であって、
前記芯材を窒化処理する窒化処理工程と、
前記芯材を酸化処理する酸化処理工程と、
前記工程の後、前記芯材をバレル処理するバレル処理工程
とを具備し、
ラップ処理を行わない
ことを特徴とするソレノイドの可動芯材の製造方法。 - 窒化処理が、塩浴窒化法による窒化処理である
ことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかのソレノイドの可動芯材の製造方法。 - 酸化処理が、窒化処理後の芯材の冷却に際して酸化剤を含む浴に浸漬することで行われる酸化処理である
ことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかのソレノイドの可動芯材の製造方法。
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