JP2504479B2 - 有極電磁石 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、リレー等の電磁開閉装置に適用される有
極電磁石に関するものである。

〔背景技術〕

第８図および第10図に示すように、コイル30と、この
コイル30を貫通するとともにコイル30の両端側にそれぞ
れ接極子31を設けたプランジャ32と、コイル30の外側に
配置されて接極子31の内側に対向する第１の磁極部33を
形成した第１のヨーク34と、コイル30の外側に配置され
て接極子31の外側に対向する第２の磁極部35を形成した
第２のヨーク36と、第１のヨーク34の中間部と第２のヨ
ーク36の中間部との間に介在された永久磁石37とを備え
た有極電磁石がある。

この有極電磁石は、接極子31と第２の磁極部35との間
の空隙の磁気抵抗R₁,R₂および接極子31と第１の磁極部3
3との間の空隙の磁気抵抗R₃,R₄とすると第９図の等価磁
気回路のようになる。この場合、コイル30の無励磁状態
で、接極子31が第１の磁極部33と第２の磁極部35の間の
略中央に位置するとき、R₁＋R₄とR₂＋R₃がほぼ等しいと
第８図のような高感度の双安定型の有極電磁石を実現で
きる。一方R₁＋R₄とR₂＋R₃に差を設けると第10図のシン
グル型の有極電磁石を実現でき、しかもこのシングル型
は第８図と比較して一方の第１の磁極部33を切断する等
して接極子31に対向する対向面積を他方よりも小さくす
ることにより簡単に達成することができる。

第10図において、38はレシジュアルプレート、39は接
点圧ばね、40は可動接触子、41は可動接点、42は固定接
点である。

また第11図において、Q₁は双安定型の無励磁吸引力曲
線、Q₂は同じく励磁吸引力曲線であり、Q₃はシングル型
の無励磁吸引曲線、Q₄は励磁吸引力曲線、Q₅はばね荷重
である。

しかしながら、このシングル型の有極電磁石は、励磁
状態で第10図のように対向面積の小さい第１の磁極部33
と接極子31とが接近し磁気抵抗R₃が大きいためプランジ
ャ32を保持する吸引力が小さく、第11図のように励磁吸
引力曲線Q₄とばね荷重Q₅との差が小さくなるという欠点
があった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、励磁した場合のプランジャの吸引
力を大きくすることができる有極電磁石を提供すること
である。

〔発明の開示〕

この発明の有極電磁石は、コイルと、このコイルを貫
通するとともに前記コイルの両端側にそれぞれ接極子を
設けたプランジャと、前記コイルの外側に位置されて前
記接極子の内側に対向する第１の磁極部を形成した第１
のヨークと、前記コイルの外側に配置されて前記接極子
の外側に対向する第２の磁極部を形成した第２のヨーク
と、前記第１のヨークの中間部と第２のヨークの中間部
との間に介在された永久磁石とを備えた有極電磁石にお
いて、前記コイルの外側に配置されて一方の前記接極子
の内側に対向する磁極部を有するとともに他方の前記接
極子の外側に対向する磁極部を有する第３のヨークを設
け、前記コイルの無励磁状態で、前記プランジャの前記
接極子が前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との間の
略中央位置のとき、前記一方の接極子と前記第２の磁極
部の間の磁気抵抗と前記他方の接極子と前記第１の磁極
部との間の磁気抵抗との和よりも、前記一方の接極子と
前記第１の磁極部の間の磁気抵抗と前記他方の接極子と
前記第２の磁極部との間の磁気抵抗との和を大としたも
のである。

この発明の構成によれば、コイルを励磁した場合に接
極子と第３のヨークとの間に吸引力が働くため、接極子
が励磁により吸引された位置において第１のヨークおよ
び第２のヨークと接極子との間の磁気抵抗が増大して
も、プランジャの吸引力を増大することができるシング
ル型の有極電磁石を提供することができる。

実施例 この発明の第１の実施例を第１図ないし第５図に基づ
いて説明する。すなわち、この有極電磁石は、コイル１
と，プランジャ２と，第１のヨーク３と，第２のヨーク
４と，永久磁石５と，第３のヨーク６からなる。

コイル１は、コイル枠７に巻装されている。コイル枠
７は中間に貫通孔８を形成し、両端に第１のヨーク3,第
２のヨーク４および第３のヨーク６を保持する支持部９
〜11を有するフランジ12を設けている。

プランジャ２は、コイル１を貫通するとともにコイル
１の両端側にそれぞれ接極子13,14を設けている。すな
わち、プランジャ２は矩形の板状体がコイル枠７の貫通
孔８を貫通し、また板状体の両端に細幅部15を形成し、
接極子13,14の取付孔16を細幅部15に嵌着している。

第１のヨーク３は、コイル１の外側に配置されて接極
子13,14の内側に対向する第１の磁極部17,18を形成して
いる。一方の第１の磁極部17は磁気抵抗が大きくなるよ
うに接極子13に対向する表面積を小さくしている。また
第１の磁極部17,18が支持部９に嵌着して、第１のヨー
ク３がコイル枠７に保持される。

第２のヨーク４はコイル１の外側に配置されて接極子
13,14の外側に対向する第２の磁極部19を形成してい
る。第２のヨーク４は第１のヨーク３の外側に位置し、
第２の磁極部19が支持部10に嵌着して第２のヨーク４が
コイル枠７に保持されている。

永久磁石５は、第１のヨーク３の中間部と第２のヨー
ク４の中間部との間に介在されている。永久磁石５は板
厚方向に着磁され、磁極N,Sで表示している。このた
め、第１の磁極部17,18に磁極Ｓが現れ、第２の磁極部1
9に磁極Ｎが現れる。

第３のヨーク６は、コイル１の外側に配置されて一方
の接極子13の内側に対向する磁極部21を有するとともに
他方の接極子14の外側に対向する磁極部22を有する。第
３のヨーク６の磁極部21,22も支持部11に嵌着されてコ
イル枠７に保持されている。

23はレシジュアルプレート、24はばね荷重となる接点
圧ばねである。

第１図は励磁状態、第２図は無励磁状態である。無励
磁状態では永久磁石５の磁束Φ_１が矢印のように、磁極
Ｎ→第２のヨーク４→第２の磁極部19→接極子13→プラ
ンジャ２→接極子14→第１の磁極部18→第１のヨーク３
→磁極Ｓを流れ、プランジャ２は接極子13が第２の磁極
部19に吸引され、接極子14が第１の磁極部18に吸引され
て安定状態となる。

第４図はこの有極電磁石の等価回路を示し、Rg₁,Rg₂
は接極子13,14と第２の磁極部19との間の磁気抵抗、R
g₃,Rg₄は接極子13,14と第２の磁極部17,18との間の磁気
抵抗である。コイル１の無励磁状態で、プランジャ２の
接極子13,14がそれぞれ第１の磁極部17,18と第２の磁極
部19の略中央位置のとき、第１のヨーク３の構成によ
り、一方の接極子13と第２の磁極部19の間の磁気抵抗Rg
₁と他方の接極子14と第１の磁極部18との間の磁気抵抗R
g₄との和（Rg₁＋Rg₄）よりも、一方の接極子13と第１の
磁極部17の間の磁気抵抗Rg₃と他方の接極子14と第２の
磁極部19との間の磁気抵抗Rg₂との和（Rg₂＋Rg₃）が大
となっている。

また、第５図は吸引力特性曲線を示し、P₁は無励磁吸
引力曲線、P₂はばね荷重、P₃は励磁吸引力曲線である。

第１図に示す励磁状態は、第２図の無励磁状態のプラ
ンジャ２を通過する磁束Φ_１と反対向きに励磁するよう
にコイル１に電流を流すと、接極子13,14に第１の磁極
部18および第２の磁極部19に現れている磁極N,Sと同極
の磁極が現れるので反発力を生じ、離れた側の第１の磁
極部17および第２の磁極部19に吸引される。この場合、
第４図のように磁束Φ_２が第１のヨーク３および第２の
ヨーク４を流れ、第３のヨーク６を考慮しない場合のプ
ランジャ２の吸引力は第５図のように第11図と同じ励磁
吸引力曲線Q₄を示す。一方、励磁状態では第３のヨーク
６の磁極部21,22と接極子13,14との間の磁気抵抗Rg₅,Rg
₆を通じて磁束Φ_３が流れ、接極子13,14と磁極部21,22
間に吸引力が発生するため、全体の励磁吸引力曲線P₃と
なり、励磁吸引力曲線Q₄よりもばね荷重P₂から大きく離
れ、プランジャ２の吸引力は大きくなる。

励磁を解くとばね荷重P₂によりプランジャ２は第２図
の状態に復帰する。

この実施例によれば、コイル１を励磁した場合に接極
子13,14と第３のヨーク６との間に吸引力が働くため、
プランジャ２の吸引力を増大することができる。

特に磁気抵抗（Rg₁＋Rg₄）よりも磁気抵抗（Rg₂＋R
g₃）を大としたシングル型の電磁開閉装置に適用すると
効果が高くなり、小型で高効率な特性が得られる。

この発明の第２の実施例を第６図に示す。すなわち、
この有極電磁石は、第１のヨーク３の磁極部17の接極子
13に対する表面積および第２のヨーク４の一方の磁極部
19の接極子14に対する表面積を極端に小さくして磁気抵
抗Rg₂,Rg₃をより大きくしたものである。この場合の吸
引力特性は第７図のようになる。すなわち、P₄は無励磁
吸引力曲線、P₅は第３のヨーク６がない場合の励磁吸引
力曲線、P₆は第３のヨーク６がある場合の励磁吸引力曲
線である。

〔発明の効果〕

この発明の有極電磁石によれば、コイルを励磁した場
合に接極子と第３のヨークとの間に吸引力が働くため、
接極子が励磁により吸引された位置において第１のヨー
クおよび第２のヨークと接極子との間の磁気抵抗が増大
しても、プランジャの吸引力を増大することができるシ
ングル型の有極電磁石を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の励磁状態の断面図、
第２図は無励磁状態の断面図、第３図は分解斜視図、第
４図は等価磁気回路図、第５図は吸引力特性図、第６図
は第２の実施例の断面図、第７図はその吸引力特性図、
第８図は双安定型の従来例の断面図、第９図はその等価
磁気回路図、第10図はシングル型の従来例の断面図、第
11図は吸引力特性図である。 １……コイル、２……プランジャ、３……第１のヨー
ク、４……第２のヨーク、５……永久磁石、６……第３
のヨーク、13,14……接極子、17,18……第１の磁極部、
19……第２の磁極部、21,22……磁極部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイルと、このコイルを貫通するとともに
   前記コイルの両端側にそれぞれ接極子を設けたプランジ
   ャと、前記コイルの外側に位置されて前記接極子の内側
   に対向する第１の磁極部を形成した第１のヨークと、前
   記コイルの外側に配置されて前記接極子の外側に対向す
   る第２の磁極部を形成した第２のヨークと、前記第１の
   ヨークの中間部と第２のヨークの中間部との間に介在さ
   れた永久磁石とを備えた有極電磁石において、前記コイ
   ルの外側に配置されて一方の前記接極子の内側に対向す
   る磁極部を有するとともに他方の前記接極子の外側に対
   向する磁極部を有する第３のヨークを設け、前記コイル
   の無励磁状態で、前記プランジャの前記接極子が前記第
   １の磁極部と前記第２の磁極部との間の略中央位置のと
   き、前記一方の接極子と前記第２の磁極部の間の磁気抵
   抗と前記他方の接極子と前記第１の磁極部との間の磁気
   抵抗との和よりも、前記一方の接極子と前記第１の磁極
   部の間の磁気抵抗と前記他方の接極子と前記第２の磁極
   部との間の磁気抵抗との和を大とした有極電磁石。