JP3007809U - 電磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一対の樹脂性コイル枠１１，１１間に上下面
が幅広で左右側面が幅狭な鉄芯３を介設し、この鉄芯に
樹脂性絶縁層１２を介してコイルを巻いてなる電磁石に
おいて、絶縁層１２は、鉄芯３の上下面の周縁部並びに
左右側面を覆うものであることを特徴とする電磁石。 【効果】 樹脂成形性が向上し、鉄芯の左右側面を覆っ
た絶縁層の厚みを薄くできるので、所定のコイル巻きス
ペースにおけるコイルの巻数を多くして、アンペアター
ンを増加させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電磁石の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図６は従来の電磁石用コイルブロックのコイルを巻かない状態の斜視図、図７ は図６の７−７線拡大断面図である。 従来の電磁石用コイルブロック１０１は、一対の樹脂性コイル枠１０２，１０ ２間に上下面が幅広で左右側面が幅狭な鉄芯１０３を介設し、この鉄芯１０３の 左右側面に樹脂性絶縁層１０４，１０４を一体成形し、この絶縁層１０４，１０ ４を介してコイル（図示せず）を巻いてなる。

【０００３】 絶縁層１０４は、厚み寸法がｔ１１、鉄芯１０３の上下面からの突出高さがｔ １２に設定される。 絶縁層１０４の成形方法としては、一般に金型のキャビティ内（図示せず）に 溶融樹脂を注入し、この溶融樹脂をコイル枠１０２，１０２間に均一に流して硬 化することで、絶縁層１０４を成形する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

コイル枠１０２，１０２間に確実に絶縁層１０４を形成するためには、溶融樹 脂が流れ易いようにキャビティを大きくする必要があり、特に、コイル枠１０２ ，１０２間距離Ｌ０が長い程大きく必要とする。このため、絶縁層１０４の厚み 寸法ｔ１１が大きくなるので、絶縁層１０４，１０４間の外幅寸法Ｗ０も大きく なる。従って、所定のコイル巻きスペース１０５におけるコイルの巻数が少なく 、アンペアターンを増加させるための阻害要因となる。

【０００５】 そこで、本考案の目的は、所定のコイル巻きスペースにおけるコイルの巻数を 多くして、アンペアターンを増加させることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するべく本考案の電磁石は、一対の樹脂性コイル枠間に上下面 が幅広で左右側面が幅狭な鉄芯を介設し、この鉄芯に樹脂性絶縁層を介してコイ ルを巻いてなる電磁石において、鉄芯の上下面の周縁部並びに左右側面を絶縁層 で覆ったことを特徴とする。

【０００７】 更に、前記絶縁層をコイル枠と一体に形成する。

【０００８】

【作用】

鉄芯の左右側面を覆った絶縁層の厚みが薄くなり、所定のコイル巻きスペース におけるコイルの巻数を多くすることで、アンペアターンが増加する。

【０００９】

【実施例】

本考案の実施例を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向 きに見るものとする。 図１は本考案に係る電磁石の組立断面図であり、電磁石１はコイルブロック２ と、このコイルブロック２の磁極（後述する略コの字状の鉄芯３の立上がり部） ３ａ，３ｂ間に圧入で固定され、鉄芯３との間で磁気回路を形成する平板状継鉄 ６と、この平板状継鉄６の上面に中央部から偏った位置に形成された凹部６ａと 、この凹部６ａに配設された矩形状永久磁石７と、この矩形状永久磁石７の上面 に当接し、且つ中心線Ｘ位置を支点として回転して、端部８ａ、端部８ｂがそれ ぞれ磁極３ａ、磁極３ｂと接触する接極子８とからなり、シングルステイブル型 （単安定型）有極電磁石を構成する。

【００１０】 コイルブロック２は、一対の樹脂性コイル枠１１，１１間に介設された略コの 字状の鉄芯３と、この鉄芯３に樹脂性絶縁層１２を介して巻かれたコイル４とか らなる。 コイルブロック２は、電源端子２ａ、２ｂ間（図２参照）に予め極性が決定さ れた電源電圧を印加することにより、コイル４に流れる電流方向に対応（右手親 指の法則）した磁極３ａ，３ｂの極性（Ｎ極、Ｓ極）が設定され、一方、コイル ４の巻数とコイル４に流れる電流値の積（アンペアターン、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ものである。

【００１１】 矩形状永久磁石７は、凹部６ａ内に配設されるように凹部６ａの形状並びに寸 法に合せて形成され、更に、凹部６ａの底面と接する下面側がＳ極、上面側がＮ 極となるように磁化されている。

【００１２】 凹部６ａ及び矩形状永久磁石７は磁極３ａ側（この図で左側）に偏った位置に ある。このため、コイルブロック２が無励磁状態において、矩形状永久磁石７の 磁力によって形成される磁気回路は、常に磁極３ａ側に偏っている。 また、平板状継鉄６には、中心線Ｘを中心として凹部６ａの容積が少ない側（ この図で右側）の磁気抵抗を増加するような、上下貫通孔や切欠きからなる磁気 抵抗調整部６ｂが形成されている。

【００１３】 このように、電磁石１は、平板状継鉄６の中心線Ｘから偏った一方の位置（こ の図で左側位置）に矩形状永久磁石７が配設され、且つ、平板状継鉄６の他方の 位置（この図で右側位置）に磁気抵抗調整部６ｂが形成された（磁気抵抗を増加 ）ことにより、コイルブロック２の無励磁状態において、接極子８が磁極３ａに 接触する単安定状態となる。

【００１４】 接極子８の下側には、中心線Ｘ上で矩形状永久磁石７と接触する部分に山型凸 部８ｃが突設され、接極子８は山型凸部８ｃを支点として回転運動し、接極子８ の端部８ａ、端部８ｂがそれぞれ磁極３ａ、磁極３ｂに接触するように構成する 。

【００１５】 図２は本考案に係るコイルブロックのコイルを巻かない状態の斜視図、図３は 図２の３−３線拡大断面図である。 コイルブロック２の鉄芯３は、上下面が幅広で左右側面が幅狭な矩形断面であ り、一対の樹脂性コイル枠１１，１１間（コイル枠１１，１１の内端間の距離Ｌ １）に介設されている。鉄芯３の上下面の周縁部並びに左右側面は、樹脂性絶縁 層１２で覆われている（鉄芯３は、上下面の中央部のみ表面が露出する。）。

【００１６】 絶縁層１２は、鉄芯３の上下面の周縁部を厚み寸法ｔ１で覆う上下絶縁層部１ ３と、鉄芯３の左右側面を厚み寸法ｔ２で覆う左右絶縁層部１４とからなる。厚 み寸法ｔ１は、上記図６〜図７に示す従来技術の突出高さｔ１２と変らず、同一 である。

【００１７】 すなわち、鉄芯３の上下面は上下絶縁層部１３によって、長手方向周縁部（コ イル枠１１内端側の周縁部）が長さ寸法Ｌ２で覆われ、幅方向周縁部が幅寸法Ｗ １で覆われている。このため、鉄芯３の長手方向中央部は、絶縁層１２で断面コ の字状に覆われることになる（断面コの字状部分の長さ寸法Ｌ３＝Ｌ１−Ｌ２− Ｌ２）。 なお、絶縁層１２は、一対の樹脂性コイル枠１１，１１と一体に形成されてい る。

【００１８】 次に、コイル枠１１，１１及び絶縁層１２の成形方法を説明する。 金型（図示せず）に鉄芯３をセットし、キャビティ内に溶融樹脂を注入する。 溶融樹脂は各コイル枠１１，１１を成形するキャビティ側から、鉄芯３の長手 方向中央側に流れるように注入される。

【００１９】 絶縁層１２の長手方向中央部が断面コの字状とされ、この断面コの字状部分の 長さ寸法Ｌ３が距離Ｌ１よりも短くされているので、溶融樹脂が中央部まで流れ 易くなり、絶縁層１２は、上記図７に示す従来技術の厚み寸法ｔ１１より薄い厚 み寸法ｔ２で、極めて均一な厚みに成形される。 従って、厚み寸法ｔ２が薄くなるので、所定のコイル巻きスペース２０におけ るコイル４の巻数を多くすることができ、アンペアターンが増加する。

【００２０】 次に、電磁石１の組立手順を図４に基づき説明する。 図４は本考案に係る電磁石の組立手順の説明図である。 先ず、鉄芯３にコイル４を巻いてコイルブロック２となし、次に、このコイル ブロック２に平板状継鉄６を圧入する。 その後、平板状継鉄６の凹部６ａ内に矩形状永久磁石７を配設する。 最後に、この矩形状永久磁石７上に接極子８を配設して、組立を完了する。 このように、電磁石１を一方向から組立ることが可能である。

【００２１】 次に、上記構成の電磁石の動作を図５に基づき説明する。 図５（ａ）〜（ｃ）は電磁石の動作説明図である。 図５（ａ）はコイルブロック２に電源電圧が印加されていない無励磁の安定状 態を示し、接極子８は端部８ａ，８ｂが矩形状永久磁石７の磁化状態によって共 にＮ極となり、一方、磁極３ａは前述した構成から常にＳ極、磁極３ｂはＮ極の 状態にあるため、接極子８は磁極３ａ側に接触した安定状態となっている。 この状態では、磁極３ａ→平板状継鉄６→矩形状永久磁石７→接極子８→磁極 ３ａのループで磁気回路が形成され、磁束Φ１が矢印の向きに発生する。

【００２２】 無励磁状態から、図５（ｂ）のようにコイルブロック２に予め極性が決定され た電源電圧を印加した励磁直後、コイルブロック２で構成される電磁石は、例え ば磁極３ａがＳ極からＮ極、磁極３ｂはＮ極からＳ極に変化するため、接極子８ と磁極３ａには反発力、接極子８と磁極３ｂには吸引力が作用する。 この状態では、図５（ａ）の磁束Φ１に加え、電源電圧の印加に伴う鉄芯３→ 平板状継鉄６→鉄芯３のループで磁気回路が形成され、磁束Φ２が発生する。

【００２３】 図５（ｃ）は接極子８が磁極３ａ側から離れて磁極３ｂ側に接触した反転状態 を示す。 この状態では、矩形状永久磁石７により、磁極３ｂ→平板状継鉄６→矩形状永 久磁石７→接極子８→磁極３ｂのループで磁気回路が形成されて磁束Φ３が発生 するとともに、電磁石により、鉄芯３→平板状継鉄６→矩形状永久磁石７→接極 子８→磁極３ｂ→鉄芯３のループで磁気回路が形成されて磁束Φ４が発生する。

【００２４】 この状態から電源電圧を除くと、平板状継鉄６の磁極３ｂ側の磁気抵抗が磁極 ３ａ側より大きく、また、矩形状永久磁石７が磁極３ａ側に偏って配置されてい るため、矩形状永久磁石７の磁力による磁束が磁束Φ３よりも大きくなり、接極 子８は磁極３ａ側に接触して単安定状態を保つ。

【００２５】 なお、上記実施例において電磁石１は、コイル４が巻かれる鉄芯３の上下面の 周縁部並びに左右側面が樹脂性絶縁層１２で覆われたことを特徴とし、シングル ステイブル型（単安定型）有極電磁石やラッチング型（双安定型）有極電磁石を 利用した電磁継電器、ソレノイド、モータ等に適用できる。

【００２６】

【考案の効果】

本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。 請求項１の電磁石は、一対の樹脂性コイル枠間に上下面が幅広で左右側面が幅 狭な鉄芯の、上下面の周縁部並びに左右側面を樹脂性絶縁層で覆ったことにより 、樹脂成形性が向上し、鉄芯の左右側面を覆った絶縁層の厚みを薄くできるので 、所定のコイル巻きスペースにおけるコイルの巻数を多くして、アンペアターン を増加させることができる。そして、樹脂性絶縁層の厚みを薄くしたにもかかわ らず、電気絶縁性を維持し、小型でアンペアターンの大きい高性能の電磁石とな る。

【００２７】 請求項２の電磁石は、絶縁層をコイル枠と一体に形成したので、成形性が良い 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る電磁石の組立断面図

【図２】本考案に係るコイルブロックのコイルを巻かな
い状態の斜視図

【図３】図２の３−３線拡大断面図

【図４】本考案に係る電磁石の組立手順の説明図

【図５】本考案に係る電磁石の動作説明図

【図６】従来のコイルブロックのコイルを巻かない状態
の斜視図

【図７】図６の７−７線拡大断面図

【符号の説明】

１…電磁石、２…コイルイルブロック、３…鉄芯、３
ａ，３ｂ…磁極、４…コイル、６…平板状継鉄、６ａ…
凹部、７…矩形状永久磁石、８…接極子、８ａ，８ｂ…
端部、８ｃ…山型凸部、１１…樹脂性コイル枠、１２…
樹脂性絶縁層、１３…上下絶縁層部、１４…左右絶縁層
部、２０…コイル巻きスペース。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の樹脂性コイル枠間に上下面が幅広
   で左右側面が幅狭な鉄芯を介設し、この鉄芯に樹脂性絶
   縁層を介してコイルを巻いてなる電磁石において、前記
   絶縁層は、前記鉄芯の上下面の周縁部並びに左右側面を
   覆うものであることを特徴とする電磁石。
2. 【請求項２】 前記絶縁層は、前記コイル枠と一体に形
   成されていることを特徴とする請求項１記載の電磁石。