JPH0248127B2 - - Google Patents
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- JPH0248127B2 JPH0248127B2 JP59187035A JP18703584A JPH0248127B2 JP H0248127 B2 JPH0248127 B2 JP H0248127B2 JP 59187035 A JP59187035 A JP 59187035A JP 18703584 A JP18703584 A JP 18703584A JP H0248127 B2 JPH0248127 B2 JP H0248127B2
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ヨークに巻回されているコイルを励
磁して生じる電磁力によつてヨークと磁気結合さ
れる移動体を移動可能とする電磁石に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an electromagnet that enables a movable body magnetically coupled to a yoke to be moved by an electromagnetic force generated by exciting a coil wound around the yoke.
背景技術
ヨークに巻回されコイルを励磁し、ヨークと移
動体であるプランジヤの間隙内での磁束を利用し
て、力の形で出力を出しプランジヤを移動可能と
するプランジヤや形電磁石は広く知られている。
この電磁石の性能を評価する指標として、効率、
電磁力、応答性がある。消費電力に対する電磁力
で定義される効率は、ジユール損失を下げること
によつて高くなる。また電磁力は磁性材料から成
る電磁石の寸法と材質に依存する。可動鉄心であ
るプランジヤのコアの断面積を大きくするほど磁
束を多く通すことができるので電磁力は大きくな
り、また飽和磁束密度の高い磁性材料ほど磁束の
飽和する点が高くなり大きな電磁力を得ることが
できる。電磁石の応答性とはプランジヤの時間的
応答性を意味し、瞬時に大きな電流を流し、速や
かに電磁力を立上げると高い応答性が得られるこ
とが知られているつまり大きな磁束を瞬時に誘起
することによつて高い応答性を得ることができ
る。しかし、大きな磁束を短い時間で発生させる
と、プランジヤに大きなうず電流が誘導され、そ
の分電磁力の生成が妨げられ、応答性を高めるこ
とができなくなる。つまり、入力れた電気気エネ
ルギーが有効に運動エネルギーに変換されず、う
ず電流による熱エネルギーとなると高速性が阻害
される。BACKGROUND TECHNOLOGY Plungers and shaped electromagnets are widely known, which excite a coil wound around a yoke and utilize the magnetic flux within the gap between the yoke and the plunger, which is a moving body, to generate an output in the form of force and enable the plunger to move. It is being
Efficiency,
It has electromagnetic force and responsiveness. Efficiency, defined as electromagnetic force versus power consumption, is increased by lowering the Joule loss. The electromagnetic force also depends on the dimensions and material of the electromagnet made of magnetic material. The larger the cross-sectional area of the plunger core, which is the movable iron core, the more magnetic flux can pass through it, which increases the electromagnetic force, and the higher the saturation magnetic flux density of the magnetic material, the higher the point at which the magnetic flux saturates, resulting in a larger electromagnetic force. be able to. The responsiveness of an electromagnet refers to the temporal responsiveness of a plunger, and it is known that high responsiveness can be obtained by instantaneously flowing a large current and quickly building up electromagnetic force.In other words, a large magnetic flux is instantly induced. By doing so, high responsiveness can be obtained. However, if a large magnetic flux is generated in a short period of time, a large eddy current is induced in the plunger, which hinders the generation of electromagnetic force, making it impossible to improve responsiveness. In other words, input electrical energy is not effectively converted into kinetic energy, and when it becomes thermal energy due to eddy currents, high speed performance is hindered.
発明が解決しようとする問題点
うず電流の大きさは、磁束の時間変化率と、プ
ランジヤを形成する磁性材料の比抵抗の逆数に比
例する。比抵抗の高い磁性材料を使用すれば、う
ず電流が小さくなつて応答性を高めることができ
ることになる。しかし磁性材料の比抵抗の大きさ
には限界があり、充分な大きさの比抵抗を有する
磁性材料は存在せず、したがつてうず電流を小さ
くすることができない。圧粉鉄心のような比較的
比抵抗の大きな磁性材料が実現されているが、飽
和磁束密度が小さいため、定められた寸法で充分
な電磁力を得ることができない。つまり、充分な
電磁力Fをうるためには重量mが大きくなり、加
速度F/mはかえつて低下するので応答性を高め
ることができない。うず電流を小さくする先行方
法の方法として、電流の流れる断面積を小さくし
て電気抵抗を大きくするために、けい素鋼板を積
層して実現されているものがあるが、けい素鋼板
を軸に平行な方向に積層してプランジヤを構成す
るのは、加工が難しいということが構造上外力に
対して、脆弱で破壊しやすいなどの欠点を有す
る。また電磁石の寸法(具体的にはプランジヤ断
面積)を大きくすれば、大きな電磁力Fを得るこ
とができるが、質量mも大きくなるので加速度
(F/m)を大きくすることができない。したが
つて従来技術では瞬時に大きな加速度を得ること
が難しく、上述のような電磁石を構造部品とする
装置の能力向上を制限している。Problems to be Solved by the Invention The magnitude of eddy current is proportional to the time rate of change of magnetic flux and the reciprocal of the resistivity of the magnetic material forming the plunger. If a magnetic material with high resistivity is used, eddy current will be reduced and responsiveness will be improved. However, there is a limit to the specific resistance of a magnetic material, and there is no magnetic material that has a sufficiently large specific resistance, so it is not possible to reduce the eddy current. Magnetic materials with relatively high resistivity, such as dust cores, have been realized, but because of their low saturation magnetic flux density, it is not possible to obtain sufficient electromagnetic force with specified dimensions. That is, in order to obtain a sufficient electromagnetic force F, the weight m becomes large, and the acceleration F/m decreases, making it impossible to improve responsiveness. Previous methods to reduce eddy currents include laminating silicon steel sheets in order to reduce the cross-sectional area through which the current flows and increase electrical resistance. Constructing a plunger by laminating them in parallel directions has the disadvantage that it is difficult to process and is structurally fragile and easily broken by external forces. Further, if the dimensions of the electromagnet (specifically, the plunger cross-sectional area) are increased, a large electromagnetic force F can be obtained, but the mass m also becomes large, making it impossible to increase the acceleration (F/m). Therefore, with the prior art, it is difficult to instantaneously obtain a large acceleration, which limits the ability to improve the performance of devices using electromagnets as structural components as described above.
本発明の目的は、応答性が高く、瞬時に大きな
電磁力を得ることができる堅牢な電磁石を提供す
ることである。 An object of the present invention is to provide a robust electromagnet that has high responsiveness and can instantaneously obtain a large electromagnetic force.
問題点を解決するための手段
本発明は、
(a) 移動体2であつて、
(a1) 筒部2aと、その筒部2aを支持する端板
部2b,2cと、端板部2b,2cから軸線
方向外方に突出して設けられる軸部2dとを
有し、
(a2) 筒部2aは、
非磁性材料から成る第1非磁性材料部2e
〜2gと、
これらの第1非磁性材料部2e〜2gの相
互間に介在され、強磁性材料から成る第1強
磁性材料部とを有する、そのような移動体2
と、
(b) 固定体3であつて、
(b1) 筒体2aを外囲する筒体21と、筒体21
の外周に筒体21の軸線方向に間隔をあけて
巻回されるコイル10〜13と、
(b2) 各コイル10〜13の端部と外周部とをそ
れぞれ取り囲み、強磁性材料から成るコイル
枠14〜17と、
(b3) コイル枠14〜17の相互間にそれぞれ介
在され、非磁性材料から成る磁気遮蔽板18
〜20とを有し、
(b4) 筒体21は、
非磁性材料から成り、各コイル10〜13
によつて外囲され、かつ各コイル10〜13
の軸線方向の長さよりも短い第2非磁性材料
部21a〜21dと、
これらの第2非磁性材料部21a〜21d
の相互間に介在され、強磁性材料から成り、
コイル枠10〜13の半径方向内方端に連な
る第2強磁性材料部とを有し、
第2非磁性材料部21a〜21dの両端部
a1,a2は、対応する各コイル10〜13
の端部10aよりも軸線方向内方にあり、
移動体2の第1非磁性材料部2e〜2gの
一端部e1は、移動体2の軸線方向移動範囲
の第1位置と第2位置とにおいて、第2非磁
性材料部21a〜21dの一方端部a1の軸
線方向左右にそれぞれあり、これによつて第
1強磁性材料部と第2強磁性材料部とが軸線
方向に離れ、または軸線方向に重なる、その
ような固定体3と、
(c) 固定体3に固定され、軸部2d,36を、そ
の軸線方向に移動自在に案内支持する機体22
とを有し、
(d) 第1強磁性材料部は、スリツト31〜33に
よつて周方向に分断されていることを特徴とす
る電磁石である。Means for Solving the Problems The present invention provides (a) a movable body 2, which includes (a1) a cylindrical portion 2a, end plate portions 2b and 2c that support the cylindrical portion 2a; (a2) The cylindrical portion 2a has a first non-magnetic material portion 2e made of a non-magnetic material.
2g, and a first ferromagnetic material part made of a ferromagnetic material and interposed between the first nonmagnetic material parts 2e to 2g.
and (b) a fixed body 3, (b1) a cylinder 21 surrounding the cylinder 2a, and a cylinder 21.
(b2) a coil frame made of a ferromagnetic material that surrounds the end and outer circumference of each coil 10 to 13, respectively, and is wound around the outer circumference of the cylinder body 21 at intervals in the axial direction of the cylinder body 21; 14 to 17, and (b3) a magnetic shielding plate 18 made of a non-magnetic material and interposed between the coil frames 14 to 17, respectively.
(b4) The cylindrical body 21 is made of a non-magnetic material, and each coil 10 to 13
and each coil 10 to 13
second nonmagnetic material portions 21a to 21d shorter than the length in the axial direction; and these second nonmagnetic material portions 21a to 21d.
are interposed between each other and are made of ferromagnetic material,
and a second ferromagnetic material portion continuous to the radially inner ends of the coil frames 10 to 13, and both end portions a1 and a2 of the second nonmagnetic material portions 21a to 21d are connected to the corresponding coils 10 to 13.
The one end e1 of the first non-magnetic material portions 2e to 2g of the movable body 2 is located inward in the axial direction from the end 10a of the movable body 2 in the first and second positions of the axial movement range of the movable body 2. , respectively on the left and right sides in the axial direction of one end a1 of the second non-magnetic material portions 21a to 21d, whereby the first ferromagnetic material portion and the second ferromagnetic material portion are separated in the axial direction or separated in the axial direction. (c) a body 22 that is fixed to the fixed body 3 and guides and supports the shaft parts 2d and 36 so as to be movable in the axial direction thereof;
(d) The first ferromagnetic material portion is an electromagnet characterized in that it is divided in the circumferential direction by slits 31 to 33.
作 用
本発明に従えば、移動体2を構成する筒部2a
は、第1非磁性材料部2e〜2gと、第1強磁性
材料部とが軸線方向に交互に介在されて、構成さ
れ、固定体3の筒体21は、第2非磁性材料部2
1a〜21dと、第2強磁性材料部とが軸線方向
に交互に配置されて構成され、コイル枠14〜1
7は、コイル10〜13の端部と外周面とをそれ
ぞれ取り囲んでおり、コイル枠10〜13の半径
方向内方端に第2強磁性材料部が連なるように構
成されており、コイル枠14〜17の相互間に
は、非磁性材料から成る磁気遮蔽板19〜20が
それぞれ介在されているので、各コイル10〜1
3毎に磁気回路Sが個別的に形成される。このよ
うに磁気回Sが各コイル10〜13毎に分割され
て局在化されるので、第1および第2強磁性材料
部の磁気飽和を生じにくくすることができ、こう
して複数の磁気回路Sによつて移動体2の磁気力
の増大を図ることができ、この磁気力の増大は、
高速化に有利に作用する。Effect According to the present invention, the cylindrical portion 2a constituting the moving body 2
is constituted by first non-magnetic material parts 2e to 2g and first ferromagnetic material parts interposed alternately in the axial direction, and the cylindrical body 21 of the fixed body 3 is composed of the second non-magnetic material parts 2
1a to 21d and second ferromagnetic material portions are arranged alternately in the axial direction, and the coil frames 14 to 1
7 surrounds the ends and outer circumferential surfaces of the coils 10 to 13, respectively, and is configured such that the second ferromagnetic material portion continues to the radially inner end of the coil frames 10 to 13, and the coil frame 14 Since magnetic shielding plates 19 to 20 made of non-magnetic material are interposed between coils 10 to 17, each coil 10 to 1
A magnetic circuit S is individually formed every three. Since the magnetic circuit S is divided and localized for each of the coils 10 to 13 in this way, magnetic saturation of the first and second ferromagnetic material parts can be made difficult to occur, and thus the plurality of magnetic circuits S The magnetic force of the moving body 2 can be increased by
This has an advantageous effect on speeding up.
さらにまた本発明に従えば、移動体2の第1強
磁性材料部は、スリツプ30〜33によつて周方
向に分断されているので、渦電流の循環路を遮断
することができ、電気抵抗を大きくし、渦電流を
小さくすることができる。 Furthermore, according to the present invention, since the first ferromagnetic material portion of the movable body 2 is divided in the circumferential direction by the slips 30 to 33, the circulation path of eddy current can be interrupted, and the electrical resistance can be increased and the eddy current can be reduced.
さらにまた本発明に従えば、筒部2aは第1非
磁性材料部2e〜2gと第1強磁性材料部とが軸
線方向に交互に配置されて構成され、また固定体
3の筒体21は、第2非磁性材料部21a〜21
dと第2強磁性材料部とが軸線方向に交互に配置
されて構成され、したがつて第1および第2非磁
性材料部2e〜2g,21a〜21dにおける渦
電流の発生を確実に防ぐことができる。こうして
励磁初期における印加エネルギーの一部が渦電流
に転換されることがなく、その分、励磁エネルギ
ーを増すことができ、これによつて磁気力を増加
することができるようになる。 Furthermore, according to the present invention, the cylindrical portion 2a is constituted by first non-magnetic material portions 2e to 2g and first ferromagnetic material portions arranged alternately in the axial direction, and the cylindrical portion 21 of the fixed body 3 is , second nonmagnetic material portions 21a to 21
d and the second ferromagnetic material portions are arranged alternately in the axial direction, thereby reliably preventing the generation of eddy currents in the first and second nonmagnetic material portions 2e to 2g, 21a to 21d. Can be done. In this way, a part of the applied energy at the initial stage of excitation is not converted into eddy current, and the excitation energy can be increased accordingly, thereby making it possible to increase the magnetic force.
実施例
第1図は本発明の基礎となる構成を示す電磁石
1の分解斜視図であり、第2図はその電磁石1の
断面図である。内部空間内に油が充填されるウエ
ツトタイプの電磁石1は、油圧回路に使用される
ダブルソレノイド形の電磁制御弁における操作手
段として利用される。電磁石1は、その基本構成
要素として、中空円筒状の移動体2と、その移動
体2を外囲するように備えられる固定体3とを有
する。移動体2は、直円筒部2aと、その直円筒
部2aを支持する端板部2b,2cと、端板部2
b,2cの中心部を貫通し直円筒部2aと同軸の
軸部2dとからなる。また移動体2は、軸部2d
と参照符2e〜2gで示されている部分が非磁性
材料で形成され、その他の部分が強磁性材料で形
成される。直円筒部2aの強磁性材料部が後述す
るコイル10,11,12,13が励磁されて形
成される磁気回路の一部となり、本発明ではその
磁気回路で発生するうず電流の発生を小さくする
とともに軽量化のために、直円筒部2aは薄肉構
造とする。端板部2b,2cには、移動体2がそ
の軸線方向に移動するとき、電磁石1の内部空間
内の油による流動抵抗が生じないように、複数の
透孔2h〜2kが設けられている。移動体2の軸
部2dが軸受4,5によつて軸線方向に案内さ
れ、移動体2はその軸線方向に変位自在となつて
いる。Embodiment FIG. 1 is an exploded perspective view of an electromagnet 1 showing the basic structure of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the electromagnet 1. A wet type electromagnet 1 whose internal space is filled with oil is used as an operating means in a double solenoid type electromagnetic control valve used in a hydraulic circuit. The electromagnet 1 has, as its basic components, a hollow cylindrical moving body 2 and a fixed body 3 provided so as to surround the moving body 2. The moving body 2 includes a right cylindrical portion 2a, end plate portions 2b and 2c that support the right cylindrical portion 2a, and an end plate portion 2.
It consists of a shaft portion 2d that penetrates the center portions of b and 2c and is coaxial with the right cylindrical portion 2a. Further, the moving body 2 has a shaft portion 2d
The parts indicated by 2e to 2g are made of non-magnetic material, and the other parts are made of ferromagnetic material. The ferromagnetic material portion of the right cylindrical portion 2a becomes part of a magnetic circuit formed by exciting coils 10, 11, 12, and 13, which will be described later, and in the present invention, the generation of eddy currents generated in the magnetic circuit is reduced. At the same time, in order to reduce the weight, the right cylindrical portion 2a has a thin wall structure. A plurality of through holes 2h to 2k are provided in the end plate parts 2b and 2c so that when the moving body 2 moves in the axial direction, flow resistance due to oil in the internal space of the electromagnet 1 does not occur. . A shaft portion 2d of the movable body 2 is guided in the axial direction by bearings 4 and 5, so that the movable body 2 can be freely displaced in the axial direction.
従来技術のプランジヤ形電磁石では、移動体で
あるプランジヤが中実体であり、プランジヤの半
径方向に電磁力が働く場合、プランジヤを支持す
る軸が細いときにはその軸にたわみが生じ、プラ
ンジヤの軸方向移動が妨げられ、故障の原因とな
る。しかし本実施例では、移動体2は筒体を一対
の端板で支持する構造を有し、この端板は単一の
軸によつて支持され、この軸は端板近くの軸受
4,5において軸線方向に移動自在にされる。し
たがつて移動体2にその半径方向の電磁力が作用
しても、この軸部2dのたわみが抑制される。こ
の結果、軸部2dを細くして重量を軽くし、応答
速度を向上することができる。 In conventional plunger-type electromagnets, the moving object, the plunger, is a solid body, and when an electromagnetic force acts in the radial direction of the plunger, when the shaft supporting the plunger is thin, the shaft deflects, causing the plunger to move in the axial direction. This may interfere with the operation and cause a malfunction. However, in this embodiment, the movable body 2 has a structure in which a cylinder is supported by a pair of end plates, and this end plate is supported by a single shaft, and this shaft is supported by bearings 4 and 5 near the end plates. is made freely movable in the axial direction. Therefore, even if a radial electromagnetic force acts on the movable body 2, the deflection of the shaft portion 2d is suppressed. As a result, the shaft portion 2d can be made thinner, the weight can be reduced, and the response speed can be improved.
固定体3は、非磁性材料から成るボビン6,
7,8,9にそれぞれ巻回されたコイル10,1
1,12,13と、コイル10,11,12,1
3の端部と外周部とを取り囲む強磁性材料から成
るコイル枠14,15,16,17と、コイル枠
14,15,16,17のそれぞれ側面の間に介
在され磁気絶縁する非磁性材料から成る磁気遮蔽
板である環状板18,19,20と、ボビン6〜
9およびコイル枠14〜17の内周面に外周面が
密着して配置される直円筒状の筒体21とから成
る。筒体21において、参照符21a,21b,
21c,21dで示されている部分は非磁性材料
から成り、その他の部分は強磁性材料から成る。
コイル枠14は、ボビン16の側面と密着される
環状板14a,14bと、コイル10の外周を覆
うように配置され、環状板14a,14bを接続
する円筒14cとで形成される。同様にして、コ
イル枠15は環状板15a,15bおよび円筒1
5cで形成され、コイル枠16は環状円板16
a,16bおよび円筒16cで形成され、コイル
枠17は環状円板17a,17bおよび円筒17
cで形成される。前記移動体2および固定体3
は、基体22、ケーシング23、支持体24およ
び蓋体25によつて形成される空間内に収納され
る。基体22は、貫通孔22aに嵌着される軸受
5を介して移動体2の軸部2dの一端を保持し、
一方の突出円筒部22bで固定体3の筒体21の
一端を保持する。突出円筒部22bに設けられた
凹溝22cには、Oリング46が電磁石1の内部
空間の油が外部に漏出しないように配置されてい
る。他方の突出円筒部22dは、電磁制御弁の弁
部との接続の便宜ために形成されている。固定体
3は、内壁が円筒状であるケーシング23に密着
して嵌入され、ケーシング23と蓋体25に設け
られた貫通孔23a〜23d,25a〜25dを
挿通し、基体22のねじ穴22e〜22hと螺合
されるボルト26〜29を締め付けて固定され
る。基体22にねじ穴22e〜22hを設ける代
わりに貫通孔とし、電磁制御弁の弁部(図示せ
ず)にねじ穴を配して、ボルト26〜29で電磁
石と弁部を組立てるようにしてもよい。支持体2
4は、蓋体25の凹所25eに嵌合され、小径部
24aで固定体3の筒体21の他端を保持すると
ともに、貫通孔24bに嵌着される軸受4を介し
て移動体2の軸部2dの他端を保持する。支持体
24の軸方向に形成された溝24cおよび半径方
向に形成された溝24dは、移動体2が移動する
とき、空間内の油がその抵抗とならないように形
成されている。蓋体25の凹所25eの周壁に形
成されている凹溝25fには、電磁石1の内部空
間内の油が漏出しないようにOリング30が嵌着
されている。 The fixed body 3 includes a bobbin 6 made of a non-magnetic material,
Coils 10 and 1 wound around coils 7, 8, and 9, respectively.
1, 12, 13 and coils 10, 11, 12, 1
Coil frames 14, 15, 16, 17 made of a ferromagnetic material surrounding the ends and outer periphery of the coil frames 14, 15, 16, 17, and non-magnetic materials interposed between the respective side surfaces of the coil frames 14, 15, 16, 17 for magnetic insulation. annular plates 18, 19, 20, which are magnetic shielding plates, and bobbins 6-
9 and a right cylindrical cylindrical body 21 whose outer circumferential surface is placed in close contact with the inner circumferential surfaces of the coil frames 14 to 17. In the cylinder 21, reference marks 21a, 21b,
The parts indicated by 21c and 21d are made of non-magnetic material, and the other parts are made of ferromagnetic material.
The coil frame 14 is formed of annular plates 14a, 14b that are in close contact with the side surfaces of the bobbin 16, and a cylinder 14c that is arranged to cover the outer periphery of the coil 10 and connects the annular plates 14a, 14b. Similarly, the coil frame 15 includes annular plates 15a, 15b and a cylinder 1.
5c, and the coil frame 16 has an annular disk 16
a, 16b and a cylinder 16c, and the coil frame 17 is formed of annular disks 17a, 17b and a cylinder 17
formed by c. The moving body 2 and the fixed body 3
is housed in a space formed by the base body 22, the casing 23, the support body 24, and the lid body 25. The base body 22 holds one end of the shaft portion 2d of the movable body 2 via the bearing 5 fitted in the through hole 22a,
One end of the cylindrical body 21 of the fixed body 3 is held by one protruding cylindrical portion 22b. An O-ring 46 is disposed in the groove 22c provided in the protruding cylindrical portion 22b to prevent oil in the internal space of the electromagnet 1 from leaking to the outside. The other protruding cylindrical portion 22d is formed for convenience of connection with the valve portion of the electromagnetic control valve. The fixed body 3 is fitted tightly into the casing 23 whose inner wall is cylindrical, and is inserted through the through holes 23a to 23d, 25a to 25d provided in the casing 23 and the lid 25, and is inserted into the screw holes 22e to 22e of the base body 22. It is fixed by tightening the bolts 26 to 29 that are screwed together with 22h. Instead of providing the screw holes 22e to 22h in the base body 22, through holes may be used, the screw holes are arranged in the valve part (not shown) of the electromagnetic control valve, and the electromagnet and the valve part are assembled with bolts 26 to 29. good. Support 2
4 is fitted into the recess 25e of the lid 25, holds the other end of the cylinder 21 of the fixed body 3 with the small diameter portion 24a, and supports the movable body 2 via the bearing 4 fitted into the through hole 24b. Hold the other end of the shaft portion 2d. The grooves 24c formed in the axial direction and the grooves 24d formed in the radial direction of the support body 24 are formed so that when the movable body 2 moves, oil in the space does not act as resistance. An O-ring 30 is fitted into a groove 25f formed in the peripheral wall of the recess 25e of the lid 25 to prevent oil in the internal space of the electromagnet 1 from leaking.
第2図のセクシヨンを拡大して示す第3図を
参照して、磁気回路を形成する構成要素について
さらに詳しく説明する。第3図1には移動体2の
端板部2bが支持体24の内端面24eと接触す
る移動体2の第1の位置が示され、第3図2には
移動体2の端板部2cが基体22の内端面22i
と接触する移動体2の第2の位置が示されてい
る。コイル10は、軸線方向に単位長さ当たり一
様な巻き数でコイル素線が巻回され構成される。
筒体21の非磁性材料部21aの一端部a1は、
コイル10の軸線方向の長さLのほぼ中央位置に
配置され、その他端部a2はコイル10の端部1
0aよりも軸線方向内方に配置される。非磁性材
料部2eの一端部e1は、移動体2が第1位置に
あるとき前記一端部a1と他端部a2間の位置に
あり、移動体2が第2位置にあるとき前記一端部
a1に関して前記他端部a2の反対側にあるよう
に配置される。コイル10が励磁されると、仮想
線Sで示されるように磁気回路が形成される。コ
イル11,12,13が励磁されるときも同様に
して磁気回路が形成される。このとき第3図の参
照符Aで示した領域を通る磁束によつて移動体2
は半径方向の電磁力を受け、第3図の参照符Bで
示した領域を通る磁束により移動体2は軸方向
(右向き)の吸引電磁力を受ける。 The components forming the magnetic circuit will be described in more detail with reference to FIG. 3, which is an enlarged view of the section of FIG. 2. FIG. 3 1 shows a first position of the movable body 2 where the end plate portion 2 b of the movable body 2 contacts the inner end surface 24 e of the support body 24 , and FIG. 3 2 shows the end plate portion of the movable body 2 . 2c is the inner end surface 22i of the base 22
A second position of the mobile body 2 in contact with is shown. The coil 10 is constructed by winding a coil wire with a uniform number of turns per unit length in the axial direction.
One end a1 of the non-magnetic material portion 21a of the cylinder 21 is
It is arranged at approximately the center position of the length L in the axial direction of the coil 10, and the other end a2 is the end 1 of the coil 10.
It is arranged inward in the axial direction from 0a. One end e1 of the non-magnetic material portion 2e is located between the one end a1 and the other end a2 when the movable body 2 is in the first position, and is located between the one end a1 and the other end a2 when the movable body 2 is in the second position. The second end a2 is located on the opposite side of the second end a2. When the coil 10 is excited, a magnetic circuit is formed as shown by the imaginary line S. A magnetic circuit is similarly formed when the coils 11, 12, and 13 are excited. At this time, the moving body 2 is
receives a radial electromagnetic force, and the moving body 2 receives an axial (rightward) attracting electromagnetic force due to the magnetic flux passing through the region indicated by reference numeral B in FIG.
次に電磁石1の動作について説明する。各コイ
ル10〜13は、インダクタンスが大きくならな
いように電源に対して並列に接続されている。移
動体2が前記第1位置にあつてコイル10〜13
が励磁されると、固定体3と移動体2との間に働
く4つの磁気回路の吸引力によつて、移動体2が
前記第2位置に移動する。コイル10〜13が消
磁されると、移動体2は外力によつて第2位置に
戻される。 Next, the operation of the electromagnet 1 will be explained. Each coil 10-13 is connected in parallel to the power supply so that the inductance does not become large. When the movable body 2 is in the first position, the coils 10 to 13
When the fixed body 3 and the movable body 2 are excited, the movable body 2 moves to the second position due to the attractive force of the four magnetic circuits acting between the fixed body 3 and the movable body 2. When the coils 10 to 13 are demagnetized, the movable body 2 is returned to the second position by an external force.
本発明では、磁気回路を構成するコイル枠14
〜17、筒体21および移動体の筒部1aの強磁
性材料部は、うず電流が生じにくいように電気抵
抗を高くする薄肉構造造としたので、コイル10
〜13が励磁されと、前記吸引力がうず電流によ
つて小さくされることなく急速に立ちあげること
ができる。このように磁性材料を薄くするここと
によつてうず電流を小さくした例として、薄いけ
い素鋼板を積層して成るトランスがある。磁束が
通る磁性体を薄くすれば電気抵抗が高くなるの
で、うず電流を小さくすることができる。例えば
中実体のプランジヤにおいてその断面積を小さく
すれば電気抵抗が高くなり、うず電流を低減する
ことができるが、プランジヤの断面積を小さくす
れば、負荷(電磁弁の弁部)を動かすのに必要な
力を得ることができなくなる。磁路の断面積を確
保しつつ、電気抵抗を高くするために薄肉円筒構
造は有利に働く。ばねや流体による外力に抗して
負荷を動かすために必要な力は、磁路断面積を確
保することにより得られ、本発明では移動体2の
直径を加減して実施することがきる。さらに移動
体2を薄肉円筒としたため、その重量を極めて軽
くすることができるので、加速度を大きくするの
に有利な構造である。またコイル枠14をけい素
鋼板を積層して形成すると、さらにうず電流を小
さくすることもできる。 In the present invention, the coil frame 14 constituting the magnetic circuit is
~17. The ferromagnetic material of the cylinder 21 and the cylinder part 1a of the movable body has a thin structure that increases electrical resistance so that eddy currents are less likely to occur.
13 is excited, the attractive force can be rapidly raised without being reduced by eddy currents. An example of reducing eddy current by making the magnetic material thinner is a transformer made of laminated thin silicon steel plates. If the magnetic material through which the magnetic flux passes is made thinner, the electrical resistance will increase, so eddy currents can be reduced. For example, if you reduce the cross-sectional area of a solid body plunger, the electrical resistance will increase and eddy current can be reduced. You won't be able to get the power you need. A thin cylindrical structure works advantageously to increase electrical resistance while ensuring the cross-sectional area of the magnetic path. The force required to move the load against the external force of a spring or fluid can be obtained by ensuring the cross-sectional area of the magnetic path, and in the present invention this can be achieved by adjusting the diameter of the moving body 2. Furthermore, since the movable body 2 is formed into a thin cylinder, its weight can be extremely lightened, and this structure is advantageous for increasing acceleration. Furthermore, if the coil frame 14 is formed by laminating silicon steel plates, the eddy current can be further reduced.
本発明では、上述の構成のように移動体2と固
定体3で容易に複数の磁気回路を形成することが
でき、移動体2を高速度で移動するための電磁力
を大きくすることが可能となる。磁気回路の速数
は、負荷であるスプールの重量や戻しばねの強さ
や流体反力により適宜選ぶことができる。負荷が
小さい場合には、単一の磁気回路を取ることによ
つて小型でしかも低価格化を実現することができ
る。また複数の磁気回路とすれば、2つ目以降の
磁気回路は端板が省略できるので、発生電磁力の
割合に比べ可動部重量を小さくすることができ、
加速度を大きくするのに有利となる。 In the present invention, it is possible to easily form a plurality of magnetic circuits with the movable body 2 and the fixed body 3 as in the above-described configuration, and it is possible to increase the electromagnetic force for moving the movable body 2 at high speed. becomes. The speed of the magnetic circuit can be appropriately selected depending on the weight of the spool that is the load, the strength of the return spring, and the fluid reaction force. When the load is small, a single magnetic circuit can be used to achieve a smaller size and lower cost. In addition, if there are multiple magnetic circuits, the end plate can be omitted from the second and subsequent magnetic circuits, so the weight of the moving parts can be reduced compared to the proportion of the electromagnetic force generated.
This is advantageous for increasing acceleration.
第4図は、本発明の一実施例の移動体2を示す
斜視図である。移動体3の直円筒部2aの強磁性
材料部の一部を軸線方向に切り欠いてスリツト3
0,31,32,33を形成すると、うず電流の
循環路が遮断され、さらにうず電流を小さくする
ことができる。 FIG. 4 is a perspective view showing a moving body 2 according to an embodiment of the present invention. A part of the ferromagnetic material part of the right cylindrical part 2a of the moving body 3 is cut out in the axial direction to form a slit 3.
0, 31, 32, and 33, the circulation path of the eddy current is interrupted, and the eddy current can be further reduced.
第5図は、移動体2の他の実施例を示す電磁石
1の断面図である。第5図において、第2図に示
されている構成と類似する部分には同一の参照符
を付す。この実施例で注目すべきは、移動体2の
直円筒部2aを一方の端板部2cのみで支持する
ようにし、前述の実施例における軸部2dを廃し
たことである。移動体2の移動の伝達は、軸受3
4,35で支持される軸36によつて行なわれ
る。このような構造を取ることによつて、さらに
移動体2の軽量化を図ることができ、高速化に有
利となる。移動体2の摺動面の仕上げ精度を高く
することによつて、摩擦を低減することが可能あ
り、たウエツトタイプでは摺動面に油が存在する
ので、前述の実施例に比べ、摩擦のために高速性
が阻害されることはない。 FIG. 5 is a sectional view of the electromagnet 1 showing another embodiment of the moving body 2. FIG. In FIG. 5, parts similar to those shown in FIG. 2 are given the same reference numerals. What should be noted in this embodiment is that the right cylindrical portion 2a of the movable body 2 is supported by only one end plate portion 2c, and the shaft portion 2d in the previous embodiment is eliminated. The movement of the moving body 2 is transmitted by the bearing 3.
This is done by means of a shaft 36 supported by 4, 35. By adopting such a structure, it is possible to further reduce the weight of the moving body 2, which is advantageous for increasing the speed. By increasing the finishing accuracy of the sliding surface of the moving body 2, it is possible to reduce friction.In the wet type, oil is present on the sliding surface, so compared to the above embodiment, friction is reduced. high speed is not hindered.
効 果
以上のように本発明によれば、磁路の断面積を
減ずることなく、うず電流に対する抵抗を大きく
することができるので、応答性が高く、瞬時に大
きな電磁力を得ることができ、高速で負荷(例え
ばスプール)を駆動することができる。また、電
磁石の小型化も容易に実現することができる。特
に本発明によれば、磁気遮蔽板18〜20をコイ
ル枠14〜17の相互間にそれぞれ介在して、各
コイル10〜13毎に個別的に磁気回路Sを形成
するようにしたので、第1および第1強磁性材料
部およびコイル枠14〜17の磁気飽和を生じに
くくし、これら複数の磁気回路Sの全体によつ
て、移動体2の移動のための磁気力の増大を図る
ことができ、これによつて高速化を図ることがで
きる。Effects As described above, according to the present invention, the resistance to eddy current can be increased without reducing the cross-sectional area of the magnetic path, so responsiveness is high and large electromagnetic force can be instantaneously obtained. Loads (eg spools) can be driven at high speeds. Further, the electromagnet can be easily miniaturized. In particular, according to the present invention, the magnetic shielding plates 18 to 20 are interposed between the coil frames 14 to 17, respectively, and the magnetic circuit S is formed individually for each coil 10 to 13. 1 and the first ferromagnetic material portion and the coil frames 14 to 17, and the magnetic force for moving the moving body 2 can be increased by the entirety of the plurality of magnetic circuits S. This makes it possible to increase the speed.
また移動体2の筒部2aは第1非磁性材料部2
e〜2gと、第1強磁性材料部とが軸線方向に交
互に配置されて構成されており、したがつて薄く
構成することができ、また第1非磁性材料部での
渦電流の発生を防ぐことができる。 Further, the cylindrical portion 2a of the movable body 2 is a first non-magnetic material portion 2.
e~2g and the first ferromagnetic material portion are arranged alternately in the axial direction, so that the structure can be made thin and the generation of eddy current in the first non-magnetic material portion can be prevented. It can be prevented.
さらにまた第1強磁性材料部はスリツト31〜
33によつて周方向に分断されているので、印加
エネルギーの一部が渦電流に転換されるのを抑制
し、その分、励磁エネルギーを増大して磁気力を
増加することが可能となる。 Furthermore, the first ferromagnetic material portion has slits 31 to 31.
33 in the circumferential direction, it is possible to suppress a part of the applied energy from being converted into an eddy current, thereby increasing the excitation energy and the magnetic force accordingly.
第1図は本発明の基礎となる構成を示す電磁石
1の分解斜視図、第2図は電磁石1の断面図、第
3図は第2図のセクシヨンを拡大して示す図、
第4図は本発明の一実施例の移動体2を示す斜視
図、第5図は移動体2の他の実施例を示す図であ
る。
1……電磁石、2……移動体、3……固定体、
10,11,12,13……コイル、30,3
1,32,33……スリツト。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an electromagnet 1 showing the basic structure of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the electromagnet 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a section of FIG. 2.
FIG. 4 is a perspective view showing a moving body 2 according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the moving body 2. 1... Electromagnet, 2... Moving object, 3... Fixed object,
10, 11, 12, 13...Coil, 30, 3
1, 32, 33...slit.
Claims (1)
部2b,2cと、端板部2b,2cから軸線
方向外方に突出して設けられる軸部2dとを
有し、 (a2) 筒部2aは、 非磁性材料から成る第1非磁性材料部2e
〜2gと、 これらの第1非磁性材料部2e〜2gの相
互間に介在され、強磁性材料から成る第1強
磁性材料部とを有する、そのような移動体2
と、 (b) 固定体3であつて、 (b1) 筒体2aを外囲する筒体21と、筒体21
の外周に筒体21の軸線方向に間隔をあけて
巻回されるコイル10〜13と、 (b2) 各コイル10〜13の端部と外周部とをそ
れぞれ取り囲み、強磁性材料から成るコイル
枠14〜17と、 (b3) コイル枠14〜17の相互間にそれぞれ介
在され、非磁性材料から成る磁気遮蔽板18
〜20とを有し、 (b4) 筒体21は、 非磁性材料から成り、各コイル10〜13
によつて外囲され、かつ各コイル10〜13
の軸線方向の長さよりも短い第2非磁性材料
部21a〜21dと、 これらの第2非磁性材料部21a〜21d
の相互間に介在され、強磁性材料から成り、
コイル枠10〜13の半径方向内方端に連な
る第2強磁性材料部とを有し、 第2非磁性材料部21a〜21dの両端部
a1,a2は、対応する各コイル10〜13
の端部10aよりも軸線方向内方にあり、 移動体2の第1非磁性材料部2e〜2gの
一端部e1は、移動体2の軸線方向移動範囲
の第1位置と第2位置とにおいて、第2非磁
性材料部21a〜21dの一方端部a1の軸
線方向左右にそれぞれあり、これによつて第
1強磁性材料部と第2強磁性材料部とが軸線
方向に離れ、または軸線方向に重なる、その
ような固定体3と、 (c) 固定体3に固定され、軸部2d,36を、そ
の軸線方向に移動自在に案内支持する機体22
とを有し、 (d) 第1強磁性材料部は、スリツト31〜33に
よつて周方向に分断されていることを特徴とす
る電磁石。[Scope of Claims] 1 (a) A movable body 2, which includes: (a1) a cylindrical portion 2a, end plate portions 2b, 2c supporting the cylindrical portion 2a, and portions extending from the end plate portions 2b, 2c in the axial direction; (a2) The cylindrical portion 2a has a first non-magnetic material portion 2e made of a non-magnetic material.
2g, and a first ferromagnetic material part made of a ferromagnetic material and interposed between the first nonmagnetic material parts 2e to 2g.
and (b) a fixed body 3, (b1) a cylinder 21 surrounding the cylinder 2a, and a cylinder 21.
(b2) a coil frame made of a ferromagnetic material that surrounds the end and outer circumference of each coil 10 to 13, respectively, and is wound around the outer circumference of the cylinder body 21 at intervals in the axial direction of the cylinder body 21; 14 to 17, and (b3) a magnetic shielding plate 18 made of a non-magnetic material and interposed between the coil frames 14 to 17, respectively.
(b4) The cylindrical body 21 is made of a non-magnetic material, and each coil 10 to 13
and each coil 10 to 13
second nonmagnetic material portions 21a to 21d shorter than the length in the axial direction; and these second nonmagnetic material portions 21a to 21d.
are interposed between each other and are made of ferromagnetic material,
and a second ferromagnetic material portion continuous to the radially inner ends of the coil frames 10 to 13, and both end portions a1 and a2 of the second nonmagnetic material portions 21a to 21d are connected to the corresponding coils 10 to 13.
The one end e1 of the first non-magnetic material portions 2e to 2g of the movable body 2 is located inward in the axial direction from the end 10a of the movable body 2 in the first and second positions of the axial movement range of the movable body 2. , respectively on the left and right sides in the axial direction of one end a1 of the second non-magnetic material portions 21a to 21d, whereby the first ferromagnetic material portion and the second ferromagnetic material portion are separated in the axial direction or separated in the axial direction. (c) a body 22 that is fixed to the fixed body 3 and guides and supports the shaft parts 2d and 36 so as to be movable in the axial direction thereof;
(d) The first ferromagnetic material portion is circumferentially divided by slits 31 to 33.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18703584A JPS6165409A (en) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | Electromagnet |
US06/771,772 US4746887A (en) | 1984-09-06 | 1985-09-03 | Hollow cylindrical movable body for an electromagnet |
AT85306316T ATE54224T1 (en) | 1984-09-06 | 1985-09-05 | ELECTROMAGNETIC TRIGGER. |
EP85306316A EP0174808B1 (en) | 1984-09-06 | 1985-09-05 | Electromagnetic actuator |
DE8585306316T DE3578481D1 (en) | 1984-09-06 | 1985-09-05 | ELECTROMAGNETIC TRIGGER. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18703584A JPS6165409A (en) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | Electromagnet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6165409A JPS6165409A (en) | 1986-04-04 |
JPH0248127B2 true JPH0248127B2 (en) | 1990-10-24 |
Family
ID=16199036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18703584A Granted JPS6165409A (en) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | Electromagnet |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100784220B1 (en) * | 2007-05-08 | 2007-12-10 | 김영국 | A coil of electromagnetic |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4941055A (en) * | 1972-08-28 | 1974-04-17 |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP18703584A patent/JPS6165409A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4941055A (en) * | 1972-08-28 | 1974-04-17 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6165409A (en) | 1986-04-04 |
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