线圈轴及电磁铁装置的制作方法

本发明涉及线圈轴及电磁铁装置。

背景技术：

现有的电磁铁装置在卷绕有线圈的线圈轴的内部具有贯穿的可动铁芯。由于该线圈轴和可动铁芯是可动的，因此由于可动铁芯的可动导致线圈轴磨损。如果线圈轴磨损，则从线圈轴产生的可动磨损粉末增加，可动时的可动铁芯的摩擦力增加。由此，可动铁芯的动作变得不稳定，电磁铁装置的寿命降低。因此，通过对可动铁芯施加硬聚氯乙烯的覆膜，或者，在可动铁芯设置凹凸面，在凹部内蓄油，由此提高可动性，确保寿命。作为现有技术，公开了上述这样的线圈轴和可动铁芯可动的电磁铁装置。

专利文献1：日本特开平3-83304号公报

专利文献2：日本特开2010-212016号公报

技术实现要素：

然而，在现有技术中，即使在可动铁芯施加硬聚氯乙烯的膜厚的情况下，由于电磁接触器等的开闭，硬聚氯乙烯的膜厚逐渐剥落，可动铁芯从剥落的部分处对线圈轴进行磨削，导致产生可动磨损粉末。另外，在现有技术中，在可动铁芯设置凹凸面，在凹部内蓄油的情况下，由于油的逐年劣化，可动铁芯和线圈轴有可能粘连。

如上所述，现有技术存在下述问题，即，由于上述硬聚氯乙烯的膜厚的剥落导致可动磨损粉末增加，或者可动铁芯和线圈轴粘连。

本发明就是为了解决该课题而提出的，其目的在于，减少线圈轴和可动铁芯的可动磨损，使可动磨损粉末变少。

本发明涉及的线圈轴在主体卷绕线圈而进行使用，在主体的中央设置筒中空部，

该线圈轴在如下电磁铁装置中使用，即，在从该筒中空部的两个开口部中的任一方插入了可动铁芯的状态下，将两个开口部维持在几乎相同的高度，通过对线圈通电所产生的磁力而使可动铁芯可动，在线圈轴中，

在两个开口部与中间点之间的各个范围，在筒中空部的内周面形成与可动铁芯的下半部分的局部相对的第1凸起和第2凸起，

在可动铁芯可动时，由第1凸起和第2凸起对可动铁芯进行支撑。

发明的效果

在本发明中，通过具有本发明涉及的凸起部，从而能够减少线圈轴与可动铁芯的可动磨损，与现有的电磁铁装置相比能够进一步地提高可动铁芯的可动性。

附图说明

图1是从横向观察本发明涉及的实施方式1的电磁铁装置的剖视图。

图2是表示本发明涉及的实施方式1的图1的A1区域的详细图。

图3是表示本发明涉及的实施方式1的图1的B1区域的详细图。

图4是表示本发明涉及的实施方式1的图1的A1区域的剖视图。

图5是表示本发明涉及的实施方式1的图1的A2区域的剖视图。

图6是从横向观察本发明涉及的实施方式1的线圈轴的剖视图。

图7是从横向观察本发明涉及的实施方式3的电磁铁装置的剖视图。

图8是从横向观察本发明涉及的实施方式3的线圈轴的剖视图。

图9是表示本发明涉及的实施方式3的图8的线圈轴的C-C方向的剖视图。

图10是表示本发明涉及的实施方式3的图8的线圈轴的D-D方向的剖视图。

具体实施方式

实施方式1.

下面，使用图1、图2以及图3对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明不限定于本实施方式。

图1是从横向观察本发明涉及的实施方式1的电磁铁装置的剖视图。在图1中，对电磁铁装置的各结构进行说明。

1是形成为U字型的固定铁芯。2是永磁铁，该永磁铁的一个磁极面(例如S极面)与以该固定铁芯1的开口部为中心的内侧面的上部和下部抵接。3是辅助铁芯，该辅助铁芯分别抵接于与固定铁芯1的内侧面的上部和下部抵接的永磁铁2的另一个磁铁面(例如N极面)。4是线圈。5是在表面卷绕有线圈4的线圈轴。此外，该线圈轴5如图1所示，配置为与上述的辅助铁芯3的另一侧抵接。另外，该线圈轴5为非磁体的材质，在主体的中央设置有筒中空部。6是在将线圈轴5的两个开口部维持在几乎相同高度的状态下，从两个开口部中的任一方进行插入而设置的可动铁芯。此外，该可动铁芯6在电磁铁装置动作时，沿图1所示的箭头方向在线圈轴5的筒中空部中自由地可动。7～10是在可动铁芯可动的方向上连结于可动铁芯6的两侧部的可动铁芯板。该可动铁芯板7～10与可动铁芯6的可动联动地进行移动。在这里的电磁铁装置是开闭器。

下面，对为了减少线圈轴5与可动铁芯6的可动磨损粉末而特征性的结构及其原理进行说明。

如果将配置有可动铁芯板9、10侧定义为入口侧，将配置有可动铁芯板7、8侧定义为出口侧，则在本发明的实施方式中，在从入口侧与该出口侧之间的中间点至入口侧为止的范围、以及从中间点至出口侧为止的范围，在筒中空部的内部形成分别与可动铁芯6的下半部分或上半部分的局部相对的凸起。

在本发明的实施方式中，在两个开口部与中间点之间的各个范围，在筒中空部的内部形成有与可动铁芯6的下半部分的局部相对的凸起。并且，在可动铁芯6可动时，由上述2个凸起对可动铁芯6进行支撑。例如，在从作为两个开口部中的一者的入口与作为其相反侧开口部的出口之间的中间点至入口为止的范围，形成第1凸起，在从中间点至出口为止的范围，形成第2凸起，在可动铁芯6可动时，由第1凸起和第2凸起对可动铁芯6进行支撑，可动铁芯6可动。

如图1所示，在该实施方式1中对如下的一个例子进行说明，即，在从线圈轴5的筒中空部的两个开口部至中间点为止的各个范围A1、A2，在与可动铁芯6的下半部分相对的筒中空部处设置第1凸起11A1、第2凸起11A2，在从入口至中间点为止的范围B1，在与可动铁芯6的上半部分相对的筒中空部处设置第3凸起11B1。

在图1中，在可动铁芯6可动的方向上，第1凸起设置于从筒中空部的入口与作为其相反侧的开口部的出口之间的中间点至入口为止的范围的下方，第2凸起相对于筒中空部的两个开口部的中心轴，在从上述的中间点至出口为止的范围的下方设置于与第1凸起对称的位置A2。这些凸起部在电磁铁装置ON或者OFF的动作过程中与可动铁芯6相接触，可动铁芯6可动。

在该实施方式1中，关于沿水平方向可动的可动铁芯6，在线圈轴5的筒中空部之中的入口侧的可动铁芯6的铅垂方向下方A1处设置的第1凸起11A1和在出口侧的可动铁芯6的铅垂方向下方A2处设置的第2凸起11A2成为相对于筒中空部的中心轴相对的配置。另外，在可动铁芯6的铅垂方向上方B1处设置第3凸起。

图2是该实施方式1中的线圈轴5的图1的A1区域的详细图。在图2中，11A1是在电磁铁装置成为ON或者OFF的状态下在线圈轴5的筒中空部的入口侧的内周面处，在可动铁芯6可动的方向上配置于可动铁芯6的铅垂方向下方A1处的第1凸起。该第1凸起11A1具有：接触部11a，其在可动铁芯6可动时与该可动铁芯6相接触；以及倾斜部11b，其将该接触部11a与筒中空部的内周面之间的高度差平缓地连接。该接触部11a具有沿着线圈轴5的筒中空部的内周面的圆周形成的表面。在电磁铁装置的ON或者OFF动作过程中的情况下，接触部11a与可动铁芯6相接触，能够抑制可动铁芯6可动的方向以外的动作。另外，该第1凸起11A1对可动铁芯6的重量进行支撑。在图1的从出口至中间点为止的区域A2，设置有第2凸起11A2。该第2凸起11A2具有与第1凸起11A1相同的结构和功能。

12是非凸起部。在电磁铁装置ON或者OFF的动作过程中，可动铁芯6在线圈轴5的筒中空部之中可动。此时，可动铁芯6在与第1凸起11A1和第2凸起11B1的接触部11a相接触的状态下可动。该可动的结果为，产生可动磨损粉末。该可动磨损粉末由于可动铁芯6的可动而经由倾斜部11b向非凸起部12落下，因此不会积存于接触部11a。

图3是该实施方式1中的图1的B1区域的详细图。在图3中，11B1是在电磁铁装置成为ON或者OFF的状态下，在线圈轴5的筒中空部的入口侧的内周面处在可动铁芯6可动的方向上配置于可动铁芯6的铅垂方向上方B1处的第3凸起。该第3凸起11B1与图2的第1凸起11A1相同地，具有接触部11a和倾斜部11b，该接触部11a具有沿着线圈轴5的筒中空部的内周面的圆周形成的表面。另外，这些凸起部的材质与线圈轴5相同，为非磁体。

另外，在电磁铁装置ON或者OFF动作过程中，第1凸起11A1和第2凸起11A2的接触部11a与可动铁芯6相接触，此时作用有摩擦力。由于试图避免该摩擦力的动作导致可动铁芯6翘起。因此，在动作时，沿与可动铁芯6的重力方向相反的方向设置的第3凸起11B1对可动铁芯6的翘起进行抑制。

图4是从线圈轴5的入口侧观察到的剖视图。图5是从线圈轴5的出口侧观察到的剖视图。另外，在图4、图5中示出了各个凸起的形状。

图6是从横向观察线圈轴5的剖视图。在图6中示出了，在线圈轴5的下方设置第1凸起11A1、第2凸起11A2，在上方设置第3凸起11B1。

上述的第1凸起11A1、第2凸起11A2、以及第3凸起11B1的形状为如图4、图5所示的剖面呈拱状。

作为一个例子，在将线圈轴5的直径设为11.6mm、将可动铁芯的直径设为11mm的情况下，图2和图3所示的第1凸起11A1、第2凸起11B1的尺寸为，在可动铁芯6可动的方向上的接触部11a的长度为3mm、倾斜部11b的长度为3mm。凸起不限定于这里的形状和长度。

下面，对该实施方式1中的动作进行说明。

可动铁芯6沿图1的箭头方向(X方向、Y方向)而在线圈轴5的筒中空部中可动。如果对线圈4施加电压，则通过从线圈4产生的磁场，可动铁芯6、与可动铁芯6连结的可动铁芯板7、8、9、10抵抗未图示的弹簧的恢复力而被驱动，可动铁芯板8、10向U字型的固定铁芯1进行吸附。吸附的结果为，电磁铁装置成为ON状态。

此外，在解除线圈4的励磁时，可动铁芯6、可动铁芯板7、8、9、10通过未图示的弹簧的力而返回。在可动铁芯板9吸附于辅助铁芯3时，电磁铁装置成为OFF状态，能够通过永磁铁2的力而保持OFF状态。

在上述这样的电磁铁装置的基本构造中，在电磁铁装置成为ON或者OFF状态的情况下，在线圈轴5与可动铁芯6之间具有间隙，因此线圈轴5与可动铁芯6之间为不接触的状态。在电磁铁装置ON或者OFF的动作过程中，可动铁芯6在线圈轴5的筒中空部的内部可动。因此，在现有技术中，可动铁芯6与线圈轴5相接触，在电磁铁装置ON或者OFF的动作过程中，可动铁芯6的下部与线圈轴5的筒中空部的下部相接触，向可动铁芯6可动的方向可动。在该实施方式1中，由下方的第1凸起11A及第2凸起11A2从下方对可动铁芯6进行支撑，同时进行可动动作，因此第1凸起11A1及第2凸起11A2与可动铁芯6成为面接触，可动磨损粉末与现有技术中接触的情况相比变少。因而，与现有技术相比，可动磨损粉末减少。

此外，所产生的滑动磨损粉末由于可动铁芯6的滑动而经由倾斜部11b向非凸起部12落下，因此不会积存于接触部11a，不会影响滑动。

在这里，在电磁铁装置ON或者OFF的动作过程中的可动铁芯6可动的方向上，可动铁芯6的可动磨损主要是由于与在线圈轴5的筒中空部的内周面的下方设置的凸起之间的可动所产生的。在该实施方式1中产生的线圈轴5的筒中空部的下方的可动磨损，是在入口侧的下端部A1设置的第1凸起11A1的接触部以及在出口侧的下端部A2设置的第2凸起11A2的接触部与可动铁芯6之间的可动磨损。但是，由于第1凸起11A1及第2凸起11A2与可动铁芯6为面接触，因此可动磨损粉末与现有技术相比变少。因而，与现有技术相比，可动磨损粉末减少。另外，即使所产生的可动磨损粉末积存于非凸起部12，由于可动磨损粉末少，因此也不会影响可动。其结果，可动铁芯6在线圈轴5的筒中空部中的可动是稳定的。

以上，对实施方式1的结构进行了说明，但关于该实施方式1的在线圈轴5的上方设置的凸起，不限定于第3凸起11B1的配置。也可以在两个开口部与中间点之间的各个范围，在与可动铁芯6的上半部分的局部相对的筒中空部的内部配置凸起。

在该实施方式1中，能够对可动铁芯6的可动方向以外的多余的动作、例如纵向的动作进行抑制，并且减少可动损耗，因此也能够抑制可动磨损粉末的产生。另外，即使产生了可动磨损粉末，所产生的可动磨损粉末也会经由倾斜部11b而向非凸起部12落下。由此，在凸起部的接触部11a不积存可动磨损粉末，因此能够对可动铁芯6的摩擦力的增加进行抑制。因而，能够在线圈轴5的筒中空部中确保可动铁芯6的顺滑且稳定的动作。另外，能够使电磁铁装置的寿命变长。

在该实施方式1中，在线圈轴5的筒中空部的内周面处配置于对称的位置的凸起部为通常的圆锥形状、半圆形状等前端凸起的形状的情况下，由于与可动铁芯6接触的面变小，因此磨损变快，可动磨损粉末变多。

另外，在为轴承等的形状的情况下，与可动铁芯6接触的面变大，随之摩擦变大。由此，在设置通常的前端凸起或者轴承等的情况下，会影响ON或者OFF的动作。

在这里，为了方便说明，对在线圈轴5的筒中空部的两端的上方及下方设置凸起的情况进行了说明，但此外，凸起的配置位置不限定于在线圈轴5的两端设置。

另外，关于该实施方式1的凸起，不限定于如第1凸起11A1那样的形状和结构。例如，第1凸起11A1也可以是由多个凸起构成的。在该情况下，这些多个凸起配置于对隔着可动铁芯6的最低点的可动铁芯6的侧面的至少2个点进行支撑的位置，以使得在通过线圈4通电所产生的磁力而使可动铁芯6在筒中空部内可动的情况下，可动铁芯6的最低点不与入口的下端相接触。

另一方面，第2凸起也可以是由如第1凸起这样的多个凸起构成的。如上所述，在第1凸起或第2凸起是由多个凸起构成的情况下，在可动铁芯6可动时，由第1凸起11A1或第2凸起11A2对可动铁芯6的单侧进行支撑，夹着可动铁芯6的另一侧的下半部分的侧面而进行支撑。另外，在第1凸起11A1和第2凸起11A2两者是由多个凸起构成的情况下，在可动铁芯6可动时，夹着可动铁芯6的下半部分的侧面而对两侧一起进行支撑。

实施方式2.

下面，使用图1对本发明的实施方式2进行说明。对与实施方式1共通的结构要素，标注相同标号而进行说明。

在上述实施方式1的电磁铁装置中，第1凸起11A1、第2凸起11A2在与可动铁芯6可动的方向垂直的方向上，设置于线圈轴5的筒中空部的入口侧的内周面处的相对于可动铁芯6的铅垂下方的区域A1、线圈轴5的筒中空部的出口侧的内周面处的相对于可动铁芯6的铅垂下方的区域A2，第3凸起11B1设置于入口侧的线圈轴5的筒中空部的内周面的可动铁芯6的铅垂上方B1。本发明的实施方式2在配置有实施方式1的第1凸起11A1、第2凸起11A2、以及第3凸起11B1的基础上，还在线圈轴5的筒中空部的出口侧的内周面的可动铁芯6的铅垂上方B2设置第4凸起。

即，如图1所示，在该实施方式2中，在线圈轴5的筒中空部的入口侧的内周面的可动铁芯6的铅垂下方A1和铅垂上方B1分别设置凸起，并且在出口侧的内周面的可动铁芯6的铅垂下方A2和铅垂上方B2分别设置凸起。在该结构中，在可动铁芯6可动的方向上，在线圈轴5的入口侧及出口侧，在筒中空部的内周面的可动铁芯6的下方A1及A2设置有对可动铁芯6进行支撑的凸起部，另外，在线圈轴5的入口侧及出口侧，在筒中空部的内周面的可动铁芯6的上方B1及B2设置有对可动时的可动铁芯6的翘起进行抑制的凸起部。即，第3凸起和第4凸起在可动铁芯6可动时对可动铁芯6的翘起进行抑制。

并且，在本发明的实施方式2中，通过在线圈轴5的筒中空部的内周面设置的凸起，可以与实施方式1相同地，得到线圈轴5与可动铁芯6的可动稳定化的效果。

实施方式3.

下面，使用图7、图8、图9以及图10对本发明的实施方式3进行说明。对与上述实施方式共通的结构要素，标注相同标号而进行说明。

图7是该实施方式3的设置有凸起的电磁铁装置的剖视图。在图7中，在线圈轴5的筒中空部的入口侧的下方A1和出口侧的上方B1分别设置凸起，在配置这2个凸起的基础上，还设置多个未图示的凸起。在这里，对在分别以第1凸起11A1、第2凸起11B1为基准而左右偏转120度后的位置设置凸起的情况进行说明。

图8是本发明涉及的实施方式中的线圈轴5的剖视图。在线圈轴5的入口的下方设置第1凸起，在出口的上方设置第2凸起。

图9表示图8的线圈轴5的从C-C方向观察的情况下的剖视图。图6是在与可动铁芯6可动的方向垂直的方向上，在线圈轴5的筒中空部的入口侧的内周面设置的多个凸起部。

如图9所示，第1凸起11A1在可动铁芯6可动的方向上，设置于图7的线圈轴5的筒中空部的入口侧的内周面的可动铁芯6的铅垂下方的区域A1。在以该第1凸起11A1为基准而左右偏转120度后的位置处，还设置有两个凸起部11C、11D。即，在线圈轴5的筒中空部的入口侧的内周面配置有3个凸起部11A1、11C、11D。凸起部11C在线圈轴5的筒中空部的内周面的圆周之上配置于从第1凸起11A1向左120度的位置。另外，凸起部11D在线圈轴5的筒中空部的内周面的圆周之上配置于从第1凸起11A1向右120度的位置。此外，配置角度不限于120度。

图10表示图8的线圈轴5的从D-D方向观察的情况下的剖视图。图10是在可动铁芯6可动的方向上，在出口侧的线圈轴5的筒中空部的内周面设置的多个凸起部。

如图10所示，第2凸起部11B1在可动铁芯6可动的方向上，设置于图7的线圈轴5的筒中空部的出口侧的内周面处的相对于可动铁芯6的铅垂上方的区域B1。与图9相同地，在以第2凸起11B1为基准而左右偏转120后的位置处，还设置有两个凸起部11E、11F。入口侧与出口侧相同地，在线圈轴5的筒中空部的内周面也配置3个凸起部11B1、11E、11F。凸起部11E在线圈轴5的筒中空部的内周面的圆周之上配置于从第2凸起11B1向左120度的位置。另外，凸起部11F在线圈轴5的筒中空部的内周面的圆周之上配置于从第2凸起11B1向右120度的位置。此外，配置角度不限于120度。

该实施方式3的电磁铁装置具有在线圈轴5的筒中空部的内周面的圆周表面处设置多个的凸起。通过配置这些凸起，从而在电磁铁装置ON或者OFF的动作过程中，不仅上下方向，而且还能够对左右方向、倾斜方向的可动铁芯6的动作进行抑制，能够确保稳定的可动。

实施方式4.

下面，对本发明的实施方式4进行说明。

该实施方式4是在入口侧和出口侧对实施方式3的配置进行了替换，以在出口侧的下方设置的凸起为基准而在左右偏转120度后的位置处进一步设置2个凸起部，以在入口侧的上方设置的凸起为基准而在左右偏转120度后的位置处进一步设置2个凸起。

实施方式4通过在入口侧和出口侧对实施方式3的配置进行置换，从而与实施方式3的效果相同地，在电磁铁装置ON或者OFF的动作过程中，不仅上下方向，而且还能够对左右方向以及倾斜方向的可动铁芯6的动作进行抑制，能够确保稳定的可动。

在上述的实施方式1至实施方式4中，仅使用在线圈轴的两端侧互相对称地配置的凸起而进行了说明，但配置不限于对称。

工业实用性

本发明的电磁铁装置能够利用于开闭器、电磁接触器等。

标号的说明

1固定铁芯，2永磁铁，3辅助铁芯，4线圈，5线圈轴，6可动铁芯，7～10可动铁芯板，11A1第1凸起，11B1第3凸起(实施方式1)，11B1第2凸起(实施方式3)，11C凸起部，11D凸起部，11E凸起部，11F凸起部，11a接触面，11b倾斜部，12非凸起部。