JP2598613B2

JP2598613B2 - 有極電磁石

Info

Publication number: JP2598613B2
Application number: JP11850194A
Authority: JP
Inventors: 光樹永本
Original assignee: 光樹永本
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: JPH07326272A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は構成が単純な有極電磁
石に係り、特に接極子の配置を変えるだけで、ラッチン
グ型有極電磁石、またはシングルステイブル型有極電磁
石が構成できる有極電磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の有極電磁石の一実施例断面
図であり、（ａ）図に従来のラッチング型有極電磁石、
（ｂ）図にシングルステイブル型有極電磁石を示す。

【０００３】従来の有極電磁石１１は、略コの字型の鉄
芯１２Ｂにコイル１２Ａを巻いて組立てたコイルブロッ
ク１２と、鉄芯１２Ｂの磁極１３Ａおよび磁極１３Ｂ間
にレーザ溶接等で固定した山型永久磁石１４と、山型永
久磁石１４の頂点に接した支点１５Ａを中心として回転
運動する接極子１５とから構成される。

【０００４】山型永久磁石１４を、例えば長手方向の両
端がＳ極、（ａ）図のように山型の頂点ＣをＮ極に磁化
した場合にはラッチング型有極電磁石が構成され、
（ｂ）図のように山型の頂点Ｃから所定の距離ｘの位置
をＮ極に磁化した場合にはシングルステイブル型有極電
磁石が構成される。

【０００５】接極子１５は、支点１５Ａを中心にシーソ
運動し、コイルブロック１２に予め決められた極性の電
源が印加された場合にのみ一方の磁極（例えば、磁極１
３Ａ）から他方の磁極（例えば、磁極１３Ｂ）へ接続が
切替えられる。

【０００６】（ａ）図のラッチング型有極電磁石の場
合、中心線Ｃを対称軸にして磁極１３Ａ側および磁極１
３Ｂ側の磁気回路が対称（磁気抵抗が等しい）に形成さ
れているとともに、山型永久磁石１４も中心線ＣがＮ
極、両端がＳ極に磁化されているため、無励磁状態の山
型永久磁石１４による磁化作用は、中心線Ｃを対称軸に
して磁極１３Ａ側および磁極１３Ｂ側に等しく作用す
る。

【０００７】無励磁状態で何等かの作用により、例えば
接極子１５が磁極１３Ａ側に接触した状態から、コイル
ブロック２に所定極性の電源が印加されると電磁石が形
成され、電磁石の作用で接極子１５が磁極１３Ａ側から
離れ、磁極１３Ｂ側に接触した状態となる。

【０００８】この状態から電源を除いても接極子１５と
磁極１３Ｂとの接触が保たれ、所定極性と逆の電源が印
加されると接極子１５が反転して磁極１３Ａと接触した
状態となる。このように、無励磁状態において、接極子
１５と磁極１３Ａ、および接極子１５と磁極１５Ｂがそ
れぞれ接触する２つの安定状態を形成する（ａ）図のラ
ッチング型有極電磁石が構成される。

【０００９】一方、（ｂ）図のシングルステイブル型有
極電磁石の場合、中心線Ｃを対称軸にして磁極１３Ａ側
および磁極１３Ｂ側の磁気回路が対称（磁気抵抗が等し
い）に形成されるが、山型永久磁石１４は山型の頂点Ｃ
から所定の距離ｘの位置がＮ極に磁化されるため、無励
磁状態の山型永久磁石１４による磁化作用は、中心線Ｃ
を対称軸にして磁極１３Ａ側に偏るため、磁極１３Ａ側
に磁極１３Ｂ側よりも強い磁力が作用し、無励磁状態で
は常に接極子１５が磁極１３Ａに接触するシングルステ
イブル型有極電磁石が構成される。

【００１０】この状態からコイルブロック２に所定極性
の電源が印加されると電磁石が形成され、電磁石の作用
で接極子１５が磁極１３Ａ側から離れ、磁極１３Ｂ側に
接触した状態となる。また、接極子１５が磁極１３Ｂ側
に接触した状態から電源を除くと、山型永久磁石１４の
磁化作用により、接極子１５は反転して接極子１５が磁
極１３Ａに接触する初期の状態に復旧する。

【００１１】このように、従来の有極電磁石１１は、山
型永久磁石１４を鉄芯１２Ｂの磁極１３Ａおよび磁極１
３Ｂ間にレーザ溶接等で固定し、山型永久磁石１４の長
手方向両端をＳ極に磁化し、中央または中心から偏らせ
た位置をＮ極に磁化することにより、それぞれラッチン
グ型有極電磁石、またはシングルステイブル型有極電磁
石が構成される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の有極電磁石１１
は、永久磁石に山型永久磁石１４を用いて山型永久磁石
１４の頂点に接した接極子１５の支点１５Ａを中心とし
て回転運動するよう構成されているため、山型永久磁石
１４の寸法に精度が要求されるとともに、形状が複雑と
なりコストアップを招く課題がある。

【００１３】また、山型永久磁石１４と接極子１５の位
置関係を適切に保つため、山型永久磁石１４を鉄芯１２
Ｂの対向する磁極１３Ａおよび磁極１３Ｂ間にレーザ溶
接等で固定することが要求され、組立てが煩雑になる課
題がある。

【００１４】さらに、山型永久磁石１４のＮ極の磁化位
置をラッチングタイプとシングルステイブルタイプで別
にしなければならず、また磁化した山型永久磁石１４は
目視チェックでラッチングタイプなのかシングルステイ
ブルタイプかの区別ができないため、磁化作業や管理が
煩わしい課題がある。

【００１５】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は構成が単純で組立やすく、
接極子の配置する位置を変えるだけでラッチング型有極
電磁石、およびシングルステイブル型有極電磁石の双方
が構成できる有極電磁石を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る有極電磁石は、永久磁石を矩形状永久磁
石で形成するとともに、矩形状永久磁石の長手方向中心
部、および長手方向中心部から両方向の所定位置に接極
子の回転支点部と係合する係合用凹部を設けたことを特
徴とする。

【００１７】また、この発明に係る有極電磁石は、接極
子の回転支点部を矩形状永久磁石の長手方向中心部に設
けた係合用凹部に係合し、ラッチング型有極電極を構成
したことを特徴とする。

【００１８】さらに、この発明に係る有極電磁石は、接
極子の回転支点部を矩形状永久磁石の長手方向中心部か
ら両方向の所定位置に設けた係合用凹部のいずれか一方
に係合し、シングルステイブル型有極電磁石を構成した
ことを特徴とする。

【００１９】

【作用】この発明に係る有極電磁石は、永久磁石を矩形
状永久磁石で形成するとともに、矩形状永久磁石の長手
方向中心部、および長手方向中心部から両方向の所定位
置に接極子の回転支点部と係合する係合用凹部を設けた
単純な構成で、ラッチング型有極電磁石およびシングル
ステイブル型有極電磁石を構成することができる。

【００２０】また、この発明に係る有極電磁石は、接極
子の回転支点部を矩形状永久磁石の長手方向中心部に設
けた係合用凹部に係合するだけで、ラッチング型有極電
磁石を構成することができる。

【００２１】さらに、この発明に係る有極電磁石は、接
極子の回転支点部を矩形状永久磁石の長手方向中心部か
ら両方向の所定位置に設けた係合用凹部のいずれか一方
に係合するだけで、シングルステイブル型有極電磁石を
構成することができる。

【００２２】

【実施例】図１〜図４にこの発明に係る有極電磁石の構
成を示す。図１にこの発明に係る有極電磁石の全体構成
図、図２にこの発明に係る有極電磁石の組立図、図３に
この発明に係る構成を適用したラッチング型有極電磁石
の断面図、図４にこの発明に係る構成を適用したシング
ルステイブル型有極電磁石の断面図を示す。

【００２３】図１〜図２において、有極電磁石１は、略
コの字型の鉄芯２Ｂにコイル２Ａを巻いたコイルブロッ
ク２と、コイルブロック２の磁極３Ａ、３Ｂ間に圧入し
て固定し、鉄芯２Ｂとの間で磁気回路を形成する平板状
継鉄４と、平板状継鉄４に設けられた凹部４Ａに配置し
た矩形状永久磁石５と、例えば山型凸形状の回転支点部
６Ｃを支点として回転し、端部６Ａ、端部６Ｂがそれぞ
れ磁極３Ａ、磁極３Ｂと接触する接極子６とから構成す
る。

【００２４】コイルブロック２は電磁石を形成し、コイ
ル電極（＋）２ａ、コイル電極（−）２ｂ間に予め極性
が決定された電源を印加することにより、コイル２Ａに
流れる電流の方向に対応（右手親指の法則）した磁極３
Ａ、３Ｂの極性（Ｎ、Ｓ極）が設定され、一方、コイル
２Ａの巻数とコイル２Ａに流れる電流値の積（起磁力）
に比例し、磁気回路の抵抗（磁気抵抗）に反比例した磁
束を発生する。

【００２５】平板状継鉄４は、図２に示すように、コイ
ルブロック２の磁極３Ａ、磁極３Ｂ間の中心線Ｘを対称
軸とし、長手方向両側に対称に形成された溝状の凹部４
Ａを備え、矩形状永久磁石５を収容する。また、平板状
継鉄４は、長手方向両端部を磁極３Ａおよび磁極３Ｂ間
に圧入して固定し、鉄芯２Ｂとともに磁気回路を形成す
る。

【００２６】矩形状永久磁石５は、平板状継鉄４に設け
られた凹部４Ａ内に収容可能なよう、凹部４Ａの形状に
合せて矩形状に形成し、凹部４Ａの底面と接する面側を
Ｓ極、反対面側がＮ極となるよう磁化する。

【００２７】矩形状永久磁石５には、図２に示すよう
に、長手方向中心部にコイルブロック２の磁極３Ａ、磁
極３Ｂ間の中心線Ｘに沿って、例えば半円形状の溝で形
成した係合用凹部５Ａを設け、接極子６の長手方向中心
部に設けた、例えば半球の山型凸形状をした回転支点部
６Ｃが係合するよう構成する。

【００２８】また、矩形状永久磁石５には、コイルブロ
ック２の磁極３Ａ、磁極３Ｂ間の中心線Ｘから長手両方
向の所定位置ｄに係合用凹部５Ａと同じ半円形状の溝で
形成した係合用凹部５Ｂおよび係合用凹部５Ｃも設け、
回転支点部６Ｃが係合するよう構成する。

【００２９】接極子６は、長手方向中心（中心線Ｘ）に
沿って、例えば半球状の回転支点部６Ｃを形成し、矩形
状永久磁石５の係合用凹部５Ａ、５Ｂおよび５Ｃのそれ
ぞれに係合し、回転支点部６Ｃを中心として回転し、端
部６Ａ、端部６Ｂがそれぞれ磁極３Ａ、磁極３Ｂに接触
するよう構成する。

【００３０】また、接極子６は、長手方向の長さを磁極
６Ａ、磁極６Ｂ間距離よりも長く形成し、回転支点部６
Ｃを矩形状永久磁石５の係合用凹部５Ｂまたは係合用凹
部５Ｃに係合用凹部させた場合でも、端部６Ａ、端部６
Ｂがそれぞれ磁極３Ａ、磁極３Ｂに接触するよう構成す
る。

【００３１】有極電磁石１の組立ては、図２に示すよう
に、コイルブロック２の磁極３Ａ、磁極３Ｂ間に平板状
継鉄４の長手方向両端を圧入して固定し、平板状継鉄４
の凹部４Ａ内に矩形状永久磁石５を収納した後、矩形状
永久磁石５の係合用凹部５Ａ、または係合用凹部５Ｂ、
５Ｃのいずれか一方に接極子６の回転支点部６Ｃを係合
することにより、一方向の単純な組立が可能となる。

【００３２】有極電磁石１の組立に際し、接極子６の回
転支点部６Ｃを矩形状永久磁石５の係合用凹部５Ａに係
合させると図３のラッチング型有極電磁石９が構成され
る。一方、接極子６の回転支点部６Ｃを矩形状永久磁石
５の係合用凹部５Ｂ、５Ｃのいずれか一方（例えば５
Ｃ）に係合させると図４のシングルステイブル型有極電
磁石１０が構成される。このように、接極子６を矩形状
永久磁石５上に配置した状態で、ラッチング型有極電磁
石９かシングルステイブル型有極電磁石１０かの区別が
目視チェックで容易にできる。

【００３３】図３において、回転支点部６Ｃが係合用凹
部５Ａに係合され、垂直方向の中心線Ｚを対称軸にして
磁極３Ａ側および磁極３Ｂ側の磁気抵抗が対称に形成さ
れるとともに、矩形状永久磁石５も中心線Ｚに対称に配
置されるため、コイル電極（＋）２ａ、コイル電極
（−）２ｂ間に電源が印加されていない無励磁状態では
矩形状永久磁石５の磁化作用による磁力が磁極３Ａ側お
よび磁極３Ｂ側に均等に作用し、２つの安定状態を有す
るラッチング型有極電磁石９が構成される。図３には、
無励磁状態に何等かの原因により、接極子６の端部６Ａ
が磁極３Ａと接触した１つの安定状態を示す。

【００３４】この状態から、コイル電極（＋）２ａ、コ
イル電極（−）２ｂ間に所定の極性の電源を印加する
と、コイルブロック２が電磁石を形成して電磁石の磁化
作用により磁極３Ｂ側に強い磁力が作用し、接極子６は
磁極３Ｂ側に回転して接極子６の端部６Ｂが磁極３Ｂに
接触する。

【００３５】接極子６の端部６Ｂが磁極３Ｂに接触した
状態で、電源を除いても同じ状態を保ち、無励磁状態の
もう１つの安定状態が形成される。さらに、この状態か
ら、コイル電極（＋）２ａ、コイル電極（−）２ｂ間に
所定の極性と逆の電源を印加すると、コイルブロック２
が形成する電磁石の磁化作用により磁極３Ａ側に強い磁
力が作用し、接極子６は磁極３Ａ側に回転して接極子６
の端部６Ａが磁極３Ａに接触する。このように、無励磁
状態で２つの安定状態を形成するラッチング型有極電磁
石９が構成される。

【００３６】一方、図４において、回転支点部６Ｃが係
合用凹部５Ｃに係合され、垂直方向の中心線Ｚから所定
距離ｄだけ磁極３Ｂ側に偏った位置に有極電磁石の回転
軸が形成され、回転軸を中心として矩形状永久磁石５が
非対称に配置されるため、コイル電極（＋）２ａ、コイ
ル電極（−）２ｂ間に電源が印加されていない無励磁状
態では矩形状永久磁石５の磁化作用による磁力が磁極３
Ａ側に強く作用し、接極子６は磁極３Ａ側に回転して磁
極３Ａと接極子６の端部６Ａが接触し、１つの安定状態
を有するシングルステイブル型有極電磁石１０が構成さ
れる。

【００３７】この状態から、コイル電極（＋）２ａ、コ
イル電極（−）２ｂ間に所定の極性の電源を印加する
と、ラッチング型有極電磁石９と同様に、コイルブロッ
ク２が電磁石を形成して電磁石の磁化作用により磁極３
Ｂ側に強い磁力が作用し、接極子６は磁極３Ｂ側に回転
して接極子６の端部６Ｂが磁極３Ｂに接触する。

【００３８】また、端部６Ｂが磁極３Ｂに接触した状態
から電源を除くと、矩形状永久磁石５の磁化作用による
磁力が磁極３Ａ側に強く作用し、接極子６は磁極３Ａ側
に回転して磁極３Ａと接極子６の端部６Ａが接触する初
期の状態に復旧する。このように、無励磁状態で１つの
安定状態のみを形成するシングルステイブル型有極電磁
石１０が構成される。なお、回転支点部６Ｃが係合用凹
部５Ｂに係合しても、無励磁状態に接極子６の端部６Ｂ
が磁極３Ｂに接触した１つの安定状態のみを形成するシ
ングルステイブル型有極電磁石１０が構成される。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る有
極電磁石は、永久磁石を矩形状永久磁石で形成し、矩形
状永久磁石の長手方向中心部、および長手方向中心部か
ら両方向の所定位置に接極子の回転支点部と係合する係
合用凹部を設け、接極子の回転支点部の係合位置を変え
るのみでラッチング型有極電磁石およびシングルステイ
ブル型有極電磁石を構成することができるで、同一部品
を用いて有極電磁石の共用化を実現することができる。

【００４０】よって、構成が単純で組立やすく、経済性
および生産性に優れた有極電磁石を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る有極電磁石の全体構成図

【図２】この発明に係る有極電磁石の組立図

【図３】この発明に係る構成を適用したラッチング型有
極電磁石の断面図

【図４】この発明に係る構成を適用したシングルステイ
ブル型有極電磁石の断面図

【図５】従来の有極電磁石の一実施例断面図

【符号の説明】

１…有極電磁石、２…コイルイルブロック、２Ａ…コイ
ル、２Ｂ…鉄芯、２ａ，２ｂ…コイル電極、３Ａ，３Ｂ
…磁極、４…平板状継鉄、４Ａ…凹部、５…矩形状永久
磁石、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…係合用凹部、６…接極子、６
Ａ，６Ｂ…端部、６Ｃ…回転支点部、９…ラッチング型
有極電磁石、１０…シングルステイブル型有極電磁石。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コの字型の鉄芯にコイルが巻かれ、対向
する両端が磁極を形成するコイルブロックと、前記対向
する磁極間に挿入して固定し、磁気バイパス回路を形成
する平板状継鉄と、この平板状継鉄に設けられた凹部に
装着し、厚み方向に互いに異なる極性に磁化した永久磁
石と、この永久磁石に接触し、電磁石の作用により回転
運動して前記磁極に接触する接極子とを備えた有極電磁
石において、前記永久磁石を矩形状永久磁石で形成するとともに、こ
の矩形状永久磁石の長手方向中心部、およびこの長手方
向中心部から両方向の所定位置に前記接極子の回転支点
部と係合する係合用凹部を設けたことを特徴とする有極
電磁石。
【請求項２】前記接極子の回転支点部を前記矩形状永
久磁石の長手方向中心部に設けた前記係合用凹部に係合
し、ラッチング型有極電極を構成したことを特徴とする
請求項１記載の有極電磁石。
【請求項３】前記接極子の回転支点部を前記矩形状永
久磁石の長手方向中心部から両方向の所定位置に設けた
前記係合用凹部のいずれか一方に係合し、シングルステ
イブル型有極電磁石を構成したことを特徴とする請求項
１記載の有極電磁石。