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公開番号2025017809
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023121075
出願日2023-07-25
発明の名称電磁アクチュエータ及び弁装置
出願人株式会社ミクニ
代理人個人
主分類H01F 7/16 20060101AFI20250130BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】構造の簡素化、低コスト化、機能上の信頼性の向上を図りつつ、磁力線(磁束)の流れを改善して磁気飽和を解消し、大きい推力を得ることのできる、電磁アクチュエータ及び弁装置を提供する。
【解決手段】軸線Sに沿って往復動する可動子50、励磁用のコイル122、可動子に固定されたシャフト60、可動子を移動自在に受け入れる第1内側ヨーク70、コイルの通電により可動子を吸引すると共にシャフトを移動自在に受け入れる第2内側ヨーク80、コイルを囲繞すると共に第1内側ヨーク及び第2内側ヨークに接合された外側ヨーク90,100を備え、第1内側ヨークと外側ヨークの第1接合領域及び/又は第2内側ヨークと外側ヨークの第2接合領域は、軸線を含む断面において、外側ヨークの板厚Tよりも大きい接合長さHd₁+Hs₁,Hd₂+Hs₂を有する。
【選択図】図5

特許請求の範囲【請求項１】
所定の軸線に沿って往復動する可動子と、励磁用のコイルと、前記可動子に固定されたシャフトと、前記可動子を移動自在に受け入れる第１内側ヨークと、前記コイルの通電により前記可動子を吸引すると共に前記シャフトを移動自在に受け入れる第２内側ヨークと、前記コイルを囲繞すると共に前記第１内側ヨーク及び前記第２内側ヨークに接合された外側ヨークと、を備え、
前記第１内側ヨークと前記外側ヨークの第１接合領域及び／又は前記第２内側ヨークと前記外側ヨークの第２接合領域は、前記軸線を含む断面において、前記外側ヨークの板厚よりも大きい接合長さを有する、
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記外側ヨークは、底有り又は底無しの円筒状ヨークと、前記円筒状ヨークの開口端に接合される平板状ヨークを含み、
前記第１内側ヨークは、前記円筒状ヨークに接合され、
前記第２内側ヨークは、前記平板状ヨークに接合されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１内側ヨークは、前記軸線を中心とする第１外周面と、前記第１外周面から径方向に突出する第１環状鍔部を含み、
前記円筒状ヨークは、前記第１外周面に嵌合される内周面と、前記軸線方向において前記第１環状鍔部に接合される環状接合面を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
前記円筒状ヨークは、小径円筒部と、前記小径円筒部より大きい径をなす大径円筒部と、前記小径円筒部と前記大径円筒部を接続する環状平板部を含み、
前記小径円筒部は、前記内周面を画定し、
前記環状平板部は、前記環状接合面を画定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１接合領域において、前記第１環状鍔部の付け根領域と前記円筒状ヨークの間には、空隙が設けられている、
ことを特徴とする請求項４に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項６】
前記円筒状ヨークは、プレス加工されたプレス成型品である、
ことを特徴とする請求項５に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項７】
前記第１環状鍔部は、前記円筒状ヨークと接合される環状平坦面と反対側において、前記円筒状ヨークの前記環状接合面に向けて末広がる環状テーパ面を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項８】
前記第２内側ヨークは、前記軸線を中心とする第２外周面と、前第２外周面から径方向に突出する第２環状鍔部を含み、
前記平板状ヨークは、前記第２外周面に嵌合される内周面を画定する嵌合孔と、前記軸線方向において前記第２環状鍔部に接合される環状接合面を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項９】
前記第２環状鍔部は、前記平板状ヨークと接合される環状平坦面と反対側において、前記平板状ヨークの前記環状接合面に向けて末広がる環状テーパ面を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項１０】
前記円筒状ヨークは、前記平板状ヨークに接合されるフランジ部を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドの電磁力を駆動力とする電磁アクチュエータに関し、特に、直線的に往復動する可動子、磁路を形成する内側ヨーク及び外側ヨークを備えた電磁アクチュエータ及びそれを用いた弁装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の電磁アクチュエータとしては、円柱状をなす固定鉄心と、固定鉄心に対向して可動する円柱状をなす可動鉄心（可動子）と、可動鉄心を往復動自在にガイドする円筒状のガイド部を有する支持筒と、支持筒の周りに配置されたボビン及びボビンに巻回されたコイルと、コイルを囲繞すると共に固定鉄心及び支持筒に接合されたヨークを備えた、ソレノイド装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このソレノイド装置において、ヨークは、円筒部と、円筒部の両端に連続すると共に中央に接合孔を有する二つの円板部を含む形態に形成され、一方の円板部の接合孔に固定鉄心が嵌め込まれて接合され、他方の円板部の接合孔に支持筒が嵌め込まれて接合され、固定鉄心、ヨーク、及び支持筒により、可動鉄心に磁力線を通す磁路が構成されている。
しかしながら、上記接合構造では、ヨークの円筒部は接合孔に近づくほど断面積が小さくなり、一方の円板部と固定鉄心の接合領域及び他方の円板部と支持筒の接合領域を通過する磁束（磁力線の数）に限界を生じる、すなわち、磁気飽和を生じる虞がある。
【０００４】
他の電磁アクチュエータとしては、プランジャと一体的に往復動する第１磁性体部（可動子）と、磁路を形成する第２磁性体部（固定子）と、第２磁性体部の内側に収容されたコイルを備え、第２磁性体部は、第１磁性体部を往復動自在に収容する円筒状の第１磁気受渡部と、プランジャを往復動自在に挿通させる第２磁気受渡部と、コイルを囲繞するヨーク部を含む形態に形成されたアクチュエータが知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００５】
このアクチュエータにおいて、ヨーク部は、円筒部と、円筒部の両端に連続すると共に中央に接合孔を有する二つの円板部を含む形態に形成され、一方の円板部の接合孔に第１磁気受渡部が嵌め込まれて接合され、他方の円板部の接合孔に第２磁気受渡部が嵌め込まれて接合され、第２磁気受渡部、円筒部、及び第１磁気受渡部により、第１磁性体部に磁力線を通す磁路が構成されている。
しかしながら、上記接合構造では、前述同様に、ヨーク部の円筒部は接合孔に近づくほど断面積が小さくなり、一方の円板部と第１磁気受渡部の接合領域及び他方の円板部と第２磁気受渡部の接合領域を通過する磁束に限界を生じる、すなわち、磁気飽和を生じる虞がある。
【０００６】
したがって、上記のような従来の電磁アクチュエータ（ソレノイド装置、アクチュエータ）において、可動子を移動させるための推力を大きくするには、コイルの巻き数を増やす必要があり、それ故に大型化及び高コスト化を招く。そこで、コイルの巻き数を増やすことなく、又、大型化等を招くことなく、磁力線（磁束）の流れを改善して磁気飽和を解消し、所望する推力を得ることのできる構造が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平９－３２０８４０号公報
特開２０１７－４５９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、低コスト化、機能上の信頼性の向上を図りつつ、磁力線（磁束）の流れを改善して磁気飽和を解消し、大きい推力を得ることのできる、電磁アクチュエータ及びそれを用いた弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電磁アクチュエータは、所定の軸線に沿って往復動する可動子と、励磁用のコイルと、可動子に固定されたシャフトと、可動子を移動自在に受け入れる第１内側ヨークと、コイルの通電により可動子を吸引すると共にシャフトを移動自在に受け入れる第２内側ヨークと、コイルを囲繞すると共に第１内側ヨーク及び第２内側ヨークに接合された外側ヨークとを備え、第１内側ヨークと外側ヨークの第１接合領域及び／又は第２内側ヨークと外側ヨークの第２接合領域は、軸線を含む断面において、外側ヨークの板厚よりも大きい接合長さを有する、構成となっている。
【００１０】
上記電磁アクチュエータにおいて、外側ヨークは、底有り又は底無しの円筒状ヨークと、円筒状ヨークの開口端に接合される平板状ヨークを含み、第１内側ヨークは、円筒状ヨークに接合され、第２内側ヨークは、平板状ヨークに接合されている、構成を採用してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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