JP3033897B1 - electromagnet - Google Patents

electromagnet

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JP3033897B1
JP3033897B1 JP10362121A JP36212198A JP3033897B1 JP 3033897 B1 JP3033897 B1 JP 3033897B1 JP 10362121 A JP10362121 A JP 10362121A JP 36212198 A JP36212198 A JP 36212198A JP 3033897 B1 JP3033897 B1 JP 3033897B1
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常男 上津原
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中日電機工業株式会社
ゴコー電工株式会社
常男 上津原
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Abstract

【要約】 【課題】挿通型電磁石は、最大ストローク近傍では高吸
引力を発生するが、プランジャの吸引進行に伴ってプラ
ンジャに作用する吸引力が減少する傾向があり、電磁石
の駆動中の吸引力特性が高くなかった。これを改善す
る。 【解決手段】内筒にコイル20を巻いた二重円筒から成
る固定鉄心10と、二重円筒間に進入退避する円筒状の
可動鉄心30と、コイル通電時に前記可動鉄心を退避位
置に保持する手段40とを備えた電磁石を開発した。
A penetrating electromagnet generates a high attractive force near a maximum stroke, but the attractive force acting on the plunger tends to decrease with the progress of the attractive force of the plunger. Characteristics were not high. Improve this. A fixed iron core composed of a double cylinder with a coil wound around an inner cylinder, a cylindrical movable core that enters and retracts between the double cylinders, and the movable iron core is held at a retracted position when the coil is energized. An electromagnet provided with the means 40 has been developed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁石に関し、詳
しくは、通電によって機械力を発生し、特に微小電気入
力で強力な吸引力を発生すると共に、小形軽量化を可能
とした電磁石に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnet, and more particularly, to an electromagnet which generates mechanical force when energized, and in particular, generates a strong attraction force with a small electric input, and can be reduced in size and weight.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明者は、微小電気入力で強力な吸引
力を発生すると共に小形軽量化を可能とする電磁石を開
示した(特開平10−50518号公報)。この技術は
図8に示すような挿通型電磁石と呼んでいるもので、筒
状ボビンに電線を巻装したコイルと、コイルの磁路を形
成しボビンの両端開口部外側に軸平行磁極面を形成した
ヨークと、ボビンの中空孔内に軸方向に移動自在に挿通
したプランジャとからなる電磁石において、ヨークの一
方の磁極面を軸延長方向に所要長さ延長すると共に、前
記コイルの無通電時の前記プランジャの軸直交端面の無
通電時の軸方向位置を前記ヨークの前記一方の磁極面の
内側端面と略一致させる手段を備えたことを特徴とする
電磁石である。
2. Description of the Related Art The present inventor has disclosed an electromagnet which generates a strong attractive force with a small electric input and which can be reduced in size and weight (Japanese Patent Laid-Open No. 10-50518). This technology
A coil called an insertion-type electromagnet as shown in FIG. 8 , a coil having an electric wire wound around a cylindrical bobbin, and a yoke which forms a magnetic path of the coil and has axially parallel magnetic pole surfaces formed outside both end openings of the bobbin. And a plunger inserted in the hollow hole of the bobbin movably in the axial direction. In the electromagnet, one magnetic pole surface of the yoke is extended in the axial extension direction by a required length, and the plunger when the coil is not energized. An electromagnet comprising means for making the axial position of the end face orthogonal to the axis when no current is applied substantially coincide with the inner end face of the one magnetic pole face of the yoke.

【0003】この電磁石は小さな電磁力で大きな初期吸
引力を得ることができ、高感度の電磁石として小型軽量
で微小電力で作動するものである。
[0003] This electromagnet can obtain a large initial attraction force with a small electromagnetic force, and is a small and light electromagnet which operates with a small amount of power as a highly sensitive electromagnet.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記提案に係る挿通型
電磁石は、固定鉄心の磁極面にプランジャの磁極面を吸
引する旧来の電磁石に比して、所要ストロークが比較的
大きい場合に、微小電気入力で強力な初期吸引力を発生
して小形軽量化を可能とする。しかし、この挿通電型電
磁石は、最大ストローク近傍では高吸引力を発生する
が、プランジャの吸引進行によるストロークの減少に伴
ってプランジャに作用する吸引力が減少する傾向があ
り、電磁石の駆動中の吸引力特性が好ましくなかった。
The penetrating electromagnet according to the above proposal has a small electric force when the required stroke is relatively large as compared with a conventional electromagnet in which the magnetic pole surface of the plunger is attracted to the magnetic pole surface of the fixed iron core. A strong initial suction force is generated at the input to enable small size and light weight. However, this insertion type electromagnet generates a high attraction force near the maximum stroke, but the attraction force acting on the plunger tends to decrease as the stroke decreases due to the progress of the attraction of the plunger. The suction force characteristics were not favorable.

【0005】本発明者は、この点について改善を図るべ
く各種の試作実験の結果、上記のプランジャの吸引進行
に伴う吸引力の低減は、電磁石の磁路におけるインピー
ダンスに起因するとの結論を得た。
The inventor of the present invention has conducted various trial experiments to improve this point, and has concluded that the reduction in the attraction force accompanying the progress of the attraction of the plunger is caused by the impedance in the magnetic path of the electromagnet. .

【0006】図4に模式的電気回路を示した。内部抵抗
Ri、負荷抵抗Roと電源とを直列に結合し、起電力を
Eとし、電源内部抵抗Riを変数とし、Kを比例定数と
し、またRo/Ri=1の場合の出力W値を100%と
して、それぞれのRo/Riの数値に対応する出力W
(%)の数値を算出した。これを表1に取りまとめて記
載した。この値をグラフに示すと図5となる。W(%)
の数値は、Ro/Ri=1すなわち、Ro=Riの条件
が成立するインピーダンス整合状態において最大値を示
し、Ro/Ri<0.5の範囲で急激に減少することが
明らかである。
FIG . 4 shows a schematic electric circuit . Internal resistance Ri, and a load resistor Ro and the power source coupled in series, the electromotive force and E, the power internal resistance Ri as a variable, the K is a proportional constant, also the output W value when Ro / Ri = 1 Assuming 100%, the output W corresponding to each Ro / Ri numerical value
(%) Was calculated. This is summarized in Table 1 and described. FIG. 5 shows this value in a graph. W (%)
Is the maximum value in the impedance matching state in which the condition of Ro / Ri = 1, that is, Ro = Ri is satisfied, and it is apparent that the value rapidly decreases in the range of Ro / Ri <0.5.

【0007】[0007]

【表1】 [Table 1]

【0008】ここで、電磁石の磁路におけるインピーダ
ンス整合について検討する。
Here, the impedance matching in the magnetic path of the electromagnet will be discussed.

【0009】図8に従来の挿通型電磁石の模式構造図を
掲げた。ヨーク50の内部にコイル51を内蔵しヨーク
の磁極面52,53は軸方向に平行に形成されており、
可動鉄心60はその一方の端面61がヨークの一方の磁
極面52より外れた位置にスプリング等により保持され
ており、可動鉄心60の他方の端部近傍62はヨークの
磁極面53に軸方向に軸方向平行に対極している。コイ
ル51に通電した時、可動鉄心60は一方の端面61が
ヨークの磁極面52に牽引され、スプリング等の付勢力
に抗して前進する。前進の最後には可動鉄心の一方の端
面61がヨークの停止端面55に吸着される。コイル通
電による起磁力をUとし、プランジャの動作間隙63の
磁気抵抗をRo、他方の対極面53の摺動部の磁気抵抗
をRi(ヨークとプランジャの鉄心部の磁気抵抗を含
む)とし、そしてこの動作間隙にコイル通電によって貯
えられる磁気エネルギーの変化率、すなわちプランジャ
に作用する吸引力をFとする。図4に示した電気回路の
起動力Eを起磁力Uにおきかえ、Ri,Roを磁気抵抗
とすれば図8に示した磁気回路と図4に示した電気回路
の相似関係から、下記の式が成立する。
FIG . 8 is a schematic structural view of a conventional insertion type electromagnet. The coil 51 is built in the yoke 50, and the magnetic pole surfaces 52 and 53 of the yoke are formed in parallel to the axial direction.
The movable iron core 60 is held by a spring or the like at a position where one end surface 61 is deviated from one magnetic pole surface 52 of the yoke, and a portion 62 near the other end of the movable iron core 60 is axially connected to a magnetic pole surface 53 of the yoke. It is opposite in the axial direction. When the coil 51 is energized, the movable core 60 has one end surface 61 pulled by the magnetic pole surface 52 of the yoke, and moves forward against the urging force of a spring or the like. At the end of the forward movement, one end face 61 of the movable iron core is attracted to the stop end face 55 of the yoke. The magnetomotive force by energizing the coil is U, the magnetic resistance of the operating gap 63 of the plunger is Ro, the magnetic resistance of the sliding portion of the other counter electrode surface 53 is Ri (including the magnetic resistance of the yoke and the core of the plunger), and The rate of change of the magnetic energy stored in the operating gap by energizing the coil, that is, the attraction force acting on the plunger is F. If the starting force E of the electric circuit shown in FIG. 4 is replaced by the magnetomotive force U and Ri and Ro are magnetic resistances, the following equation is obtained from the similarity between the magnetic circuit shown in FIG. 8 and the electric circuit shown in FIG. Holds.

【0010】 F=Ro(U/Ro+Ri)2=KU2/Ri これを図5のグラフに記載するとRo/Ri=1すなわ
ち、Ro=Riの条件が成立する場合にインピーダンス
整合状態となり、プランジャに作用する吸引力Fの数値
が最大値を示す。そして、Ro/Ri<0.5の範囲で
急激に減少することが理解できる。
F = Ro (U / Ro + Ri) 2 = KU 2 / Ri If this is described in the graph of FIG. 5 , Ro / Ri = 1, that is, when the condition of Ro = Ri is satisfied, an impedance matching state is established. The value of the acting suction force F indicates the maximum value. Then, it can be understood that it rapidly decreases in the range of Ro / Ri <0.5.

【0011】すなわち、図8に掲げる従来の挿通型電磁
石は、起磁力Uを一定値とした場合、強力な吸引力を発
生して効果的に小形軽量化を図るためには、下記の2つ
の条件を満足しなければならない。
That is, in the conventional insertion type electromagnet shown in FIG. 8, when the magnetomotive force U is set to a constant value, in order to generate a strong attractive force and effectively reduce the size and weight, the following two types are required. Conditions must be met.

【0012】(1)プランジャの摺動部の間隙の磁気抵
抗(ヨークとプランジャの鉄心部の磁気抵抗を含む)R
iを微小な値に設定する。
(1) Magnetic resistance of the gap between the sliding portions of the plunger (including the magnetic resistance of the yoke and the core of the plunger) R
Set i to a very small value.

【0013】(2)動作間隙の磁気抵抗Roとプランジ
ャの摺動部の間隙の磁気抵抗(ヨークとプランジャの鉄
心部の磁気抵抗を含む)Riとの比、Ro/Riの数値
を0.5乃至2.0の範囲で1.0の近傍の数値に限定
する。
(2) The ratio of the magnetic resistance Ro of the operating gap to the magnetic resistance of the gap between the sliding portions of the plunger (including the magnetic resistance of the yoke and the core of the plunger) Ri, and the numerical value of Ro / Ri is 0.5. It is limited to a numerical value near 1.0 in the range from 2.0 to 2.0.

【0014】図8に掲げる従来の挿通型電磁石は、この
2つの条件を十分に満足させる形状になっているか否か
検討を要する。
It is necessary to examine whether the conventional penetrating electromagnet shown in FIG . 8 has a shape that sufficiently satisfies these two conditions.

【0015】本発明者は、上記知見に基いて、従来の挿
通型電磁石の磁路の形状と構成を改良することによって
上記の2つの条件を十分に満足させ、安価で高性能な電
磁石を開発した。本発明はこのような新規な電磁石を提
供することを課題とする。
The present inventor has developed an inexpensive and high-performance electromagnet which sufficiently satisfies the above two conditions by improving the shape and configuration of the magnetic path of a conventional insertion type electromagnet based on the above findings. did. An object of the present invention is to provide such a new electromagnet.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の技術手段は、コイルを巻回した鉄心及び該コ
イルの外周側に配設されたヨークから成りヨークの一端
は鉄心に結合されヨークの他端はヨークの内面と鉄心の
外面が対向する間隔を設けた固定鉄心と、該間隔内のヨ
ークの内面および鉄心の外面に微少間隙を介してそれぞ
れ対面する外周面および内周面を備え、該間隔内に進退
自在な可動鉄心と、コイル無通電時に前記可動鉄心の内
周面及び外周面がヨーク内面及び鉄心の外面に対面しな
退避位置に可動鉄心を保持する手段とを備えたことを
特徴とする電磁石である。本発明はコイルを巻回した固
定鉄心と、固定鉄心の一端に設けた間隙内の面に対面、
非対面位置に移動する可動鉄心とから構成されている。
Means for Solving the Problems The technical means of the present invention for solving the above-mentioned problems includes an iron core wound with a coil and the core .
One end of the yoke, which is composed of a yoke arranged on the outer peripheral side of the
Is connected to the iron core and the other end of the yoke is
A fixed iron core having an interval facing the outer surface;
The inner surface of the core and the outer surface of the iron core
With an outer peripheral surface and an inner peripheral surface facing each other,
And the movable core freely, of the movable core when the coil not energized
The outer and outer peripheral surfaces do not face the inner surface of the yoke and the outer surface of the iron core.
Further comprising a means for holding the movable iron core to have retracted position is an electromagnet, characterized in. The present invention relates to a fixed coil wound coil.
Facing the fixed core and the surface in the gap provided at one end of the fixed core,
And a movable iron core that moves to a non-face-to-face position.

【0017】固定鉄心及び可動鉄心の軸直角断面は任意
の形状とすることができるが、好ましくは鉄心が円柱又
は内筒であり、ヨークが外筒であり、可動鉄心が円筒で
あると好適である。なお可動鉄心がヨークと鉄心間の間
隔に進入したとき可動鉄心と固定鉄心が互いに密着する
停止吸着面を備えると、吸着ストロークの後端において
吸引力が大となり停止位置が安定するので好適である。
[0017] While a cross section perpendicular to the shaft of the fixed iron core and the movable iron core can be of any shape, preferably the iron core is cylindrical or inner cylinder, the yoke is the outer tube, the variable dynamic core is a cylindrical It is suitable. Contact Yes dynamic iron core yoke and the iron core period of such
It is preferable to provide a stop suction surface where the movable core and the fixed iron core come into close contact with each other when entering the gap, since the suction force becomes large at the rear end of the suction stroke and the stop position is stabilized.

【0018】可動鉄心を退避位置に保持する手段として
は可動鉄心を弁座、スイッチ接点その他、定位置に停止
する部材に組み込んで使用する場合はその安定停止位置
を保つ手段意味する。また、弾性力、重力、流体の浮
力、磁気力等による付勢力に対抗して、可動鉄心と固定
鉄心との間に作用させるスプリング抗力による場合、あ
るいは永久磁石吸引力によって可動鉄心を平衡位置に安
定させる場合は、可動鉄心の平衡保持位置に保つ手段を
意味する。
The valve seat of the movable core as a means for holding the movable iron core to the retracted position, the switch contacts other, to be embedded in an element for stopping in position is meant a means for keeping the stable stop position. Further, the elastic force, gravity, buoyancy of the fluid, against the biasing force by the magnetic force or the like, a movable iron core fixed
If the spring force to act between the core, or when stabilizing the movable iron core to the equilibrium position by the permanent magnet attraction force is meant a means to keep the equilibrium holding position of the movable core.

【0019】また、停止吸着面として円筒状可動鉄心
に、軸に直交する磁極面を配置し、前記コイルに通電す
ることによって、前記固定鉄心の軸に直交する磁極面と
密着させ、旧来の平面対抗形電磁石の吸引力特性を合わ
せ持つようにすることができ、固定鉄心に対する可動鉄
心の吸着保持力を確保できる。
A magnetic pole surface perpendicular to the axis is disposed on the cylindrical movable iron core as a stop suction surface, and by energizing the coil, the magnetic pole surface is brought into close contact with the magnetic pole surface orthogonal to the axis of the fixed iron core. The attractive force characteristics of the opposing electromagnets can be combined, and the holding force of the movable core to the fixed core can be secured.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1に本発明の一実施例の電磁石
を掲げた。図1(a)は横断面図(図1(b)のA−A
矢視図)、図1(b)は縦断面図(図1(a)のB−B
矢視図)を示し、図1(b)の上半分は可動鉄心が退避
位置にある図、下半分はコイルに通電した後の作動状態
にある図である。この筒状可動鉄心型電磁石の模式構造
断面図を参照して前記課題を解決するための技術手段に
ついて説明する。
FIG. 1 shows an electromagnet according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view (AA in FIG. 1B).
1 (b) is a longitudinal sectional view (BB of FIG. 1 (a)).
FIG. 1B shows an upper half in which the movable iron core is at the retracted position, and a lower half in which the coil is energized and in an activated state. Technical means for solving the above-mentioned problems will be described with reference to a schematic structural sectional view of the cylindrical movable iron core electromagnet.

【0021】固定鉄心10は外筒をなすヨーク11と内
筒をなす鉄心13とから成り、内筒と外筒との内面に鉄
心13にコイル20を巻回している。ヨーク11の内面
12と鉄心13の外面14との間に円筒状の可動鉄心3
0が進退自在に配設されている。可動鉄心30の外周面
31、内周面32はそれぞれヨークの内面12、鉄心の
外面14と微小間隙を形成する。図1(b)の上半分に
示すように、可動鉄心が待避状態にある時は、ヨークの
内面12及び鉄心の外面と、可動鉄心の外周面31、内
周面32とは対面しない状態に保たれている。待避位置
はヨークの内面及び鉄心の外面に対して、可動鉄心の外
周面及び内周面が対向しておらず、可動鉄心の軸方向の
変位に対する電磁石のパアミアンスの変化が小さい位置
である。この退避位置に可動鉄心を保持する手段はスプ
リング40等である。
The fixed iron core 10 includes a yoke 11 forming an outer cylinder and an iron core 13 forming an inner cylinder, and a coil 20 is wound around the iron core 13 on the inner surfaces of the inner cylinder and the outer cylinder. The cylindrical movable core 3 is provided between the inner surface 12 of the yoke 11 and the outer surface 14 of the iron core 13.
0 is arranged to be able to move forward and backward. The outer peripheral surface 31 and the inner peripheral surface 32 of the movable core 30 form minute gaps with the inner surface 12 of the yoke and the outer surface 14 of the iron core, respectively. As shown in the upper half of FIG. 1B, when the movable iron core is in the retracted state, the inner surface 12 of the yoke and the outer surface of the iron core do not face the outer peripheral surface 31 and the inner peripheral surface 32 of the movable iron core. Is kept. The retracted position is a position where the outer surface and the inner surface of the movable core are not opposed to the inner surface of the yoke and the outer surface of the iron core, and the change in the electromagnet's paminance with respect to the axial displacement of the movable iron core is small. The means for holding the movable iron core at the retracted position is a spring 40 or the like.

【0022】コイルに通電したときは図1(b)の下半
分に示すように、可動鉄心30はスプリング40を圧縮
してヨーク11と鉄心13との間に進入し、固定鉄心1
0の軸直角磁極面15と可動鉄心30の軸直角磁極面3
5が吸着、当接する。コイルの通電を停止すれば元に復
帰する。
When the coil is energized, the movable core 30 compresses the spring 40 and enters between the yoke 11 and the iron core 13 as shown in the lower half of FIG.
0 perpendicular magnetic pole face 15 and the perpendicular magnetic pole face 3 of the movable core 30
5 adsorbs and abuts. When the energization of the coil is stopped, the coil returns to its original state.

【0023】このような構成を採用することによって、
図8に掲げる従来の挿通型電磁石のプランジャの摺動部
の間隙を零にして、間隙の磁気抵抗を零にし(但しヨー
クとプランジャの鉄心部の微小な磁気抵抗は残る)、ヨ
ークとプランジャの鉄心部の磁気抵抗Roに比して微小
なRi値を設定することが可能である。従って、Ro/
Riの数値を0.5乃至2.0の範囲で1.0の近傍の
数値に設定することが容易にできる。従って、本発明の
電磁石は従来の挿通型電磁石に比して、常に強力な吸引
力を発生するので、効果的に小形軽量化を図るための前
記の二つの条件を満足させることができ、吸引力特性を
改善することができる。
By adopting such a configuration,
The gap between the sliding portions of the plunger of the conventional insertion type electromagnet shown in FIG. 8 is reduced to zero, and the magnetic resistance of the gap is reduced to zero (however, the small magnetic resistance of the yoke and the core of the plunger remains). It is possible to set a small Ri value as compared with the magnetic resistance Ro of the iron core portion. Therefore, Ro /
It is easy to set the value of Ri to a value near 1.0 in the range of 0.5 to 2.0. Therefore, the electromagnet of the present invention always generates a stronger attractive force than the conventional insertion type electromagnet, so that the above two conditions for effectively reducing the size and weight can be satisfied. The force characteristics can be improved.

【0024】実施例では前記円柱状鉄心に同軸に設けた
貫通孔に、軸方向に移動自在な非磁性体ロッド34を同
軸に挿入している。可動鉄心30の運動の円滑化を図る
ため非磁性ロッド34に軸受37を設けることもでき
る。
In this embodiment, an axially movable non-magnetic rod 34 is coaxially inserted into a through hole provided coaxially with the cylindrical iron core. A bearing 37 may be provided on the non-magnetic rod 34 to facilitate the movement of the movable core 30.

【0025】図8に掲げる従来の挿通型電磁石の動作間
隙におけるプランジャの変移に伴うパアミアンスの変化
率、すなわちプランジャに作用する吸引力Fは、プラン
ジャの半径rpに比例するが、図1に掲げる本発明の筒
状可動鉄心型電磁石では、図示の円筒状可動鉄心30の
内側面と外側面の半径の和、rp1+rp2に比例するこ
とが明らかで、両者の動作間隙の磁束密度を同一である
とすれば、図1に掲げる本発明の筒状可動鉄心型電磁石
は、図8に掲げる従来の挿通型電磁石に比して2倍強の
吸引力を発生できることが明らかである。
The rate of change of the permeance due to the displacement of the plunger in the working gap of the conventional insertion type electromagnet shown in FIG . 8 , that is, the attractive force F acting on the plunger is proportional to the radius rp of the plunger. In the cylindrical movable iron core type electromagnet of the present invention, it is clear that the sum of the radii of the inner surface and the outer surface of the illustrated cylindrical movable iron core 30 is proportional to rp 1 + rp 2. if any, cylindrical movable iron core electromagnet of the present invention listed in Figure 1, it is clear that it is possible to generate a suction force of the double intensity as compared to the conventional insertion-type electromagnet listed in Figure 8.

【0026】なお、上述のように、円筒状可動鉄心30
に、軸に直交する磁極面35を配置して、コイル20に
通電することによって、固定鉄心10の軸に直交する磁
極面15と密着させ、該両鉄心間に吸着保持力を発生さ
せ、固定鉄心に対する可動鉄心の吸着保持力を確保する
ことができる。
As described above, the cylindrical movable core 30
A magnetic pole surface 35 perpendicular to the axis is arranged, and the coil 20 is energized to be brought into close contact with the magnetic pole surface 15 perpendicular to the axis of the fixed iron core 10 to generate an adsorption holding force between the two iron cores and fix the core. The suction holding force of the movable iron core to the iron core can be secured.

【0027】本発明の他の実施例について、図2を参照
して説明する。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0028】この実施例は、前記円柱状鉄心10の頂面
に非磁性体ロッド36を同軸に固定し、筒状の可動鉄心
30をこの非極性ロッド36に外嵌した点が異なるる他
は、図1に示す実施例の形態と同一である。図2の例は
所要ストロークの短い電磁石に対して好適な構成であ
る。
This embodiment is different from the first embodiment in that a non-magnetic rod 36 is coaxially fixed to the top surface of the cylindrical core 10 and the cylindrical movable core 30 is fitted to the non-polar rod 36 outside. , Is the same as that of the embodiment shown in FIG. The example of FIG. 2 is a configuration suitable for an electromagnet having a short required stroke.

【0029】本発明の他の実施例について、図3を参照
して説明する。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0030】コイル通電時の、固定鉄心10と可動鉄心
30の吸着保持の特性に対応して、図3に掲げるよう
に、種々の形状の固定鉄心10と可動鉄心30の組合せ
を選択することができる。図3では上半分は可動鉄心3
0が退避位置にある状態を示し、下半分はコイルに通電
した状態を示すものである。
According to the characteristics of the holding and holding of the fixed core 10 and the movable core 30 when the coil is energized, it is possible to select a combination of the fixed core 10 and the movable core 30 having various shapes as shown in FIG. it can. Figure 3 moving core 3 is the upper half in
0 indicates a state in which the retracted position, the lower half Ru der shows a state where the energized coil.

【0031】図3(a)、図3(b)、図3(c)は、
可動鉄心30が軸直角磁極面33を有しそれぞれ強力な
吸着保持力の吸引力特性を発揮できる。この吸引力は
(a)、(b)、(c)の順に大きくなる。なお、図3
記載する各構成では、可動鉄心30が待避位置に保持
する手段としてのスプリングの記載を省略してある。
FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c)
The movable iron core 30 has a magnetic pole surface 33 perpendicular to the axis, and can exhibit a strong attraction force characteristic of a strong attraction and holding force. This suction force increases in the order of (a), (b), and (c). Note that FIG.
In each configuration described in (1) , description of a spring as a means for holding the movable iron core 30 at the retracted position is omitted.

【0032】以上の説明では、固定鉄心の内外筒面及び
可動鉄心の内外周面は円筒面としているが所要の吸引力
特性曲線に対応して、所要ストロークの範囲内で交差し
ない円錐テーパ面、あるいは曲面を選択することができ
る。
In the above description, the inner and outer cylindrical surfaces of the fixed iron core and the inner and outer peripheral surfaces of the movable iron core are cylindrical surfaces, but corresponding to a required suction force characteristic curve, conical tapered surfaces that do not intersect within a required stroke range. Alternatively, a curved surface can be selected.

【0033】[0033]

【発明の効果】図6に示すヨーク11とコイル20と可
動鉄心30とからなり、外形の寸法が16×20×28
mmのほぼ同寸法の挿通型電磁石(比較例)と本発明の
実施例の電磁石について、試作品によって吸引力特性を
比較した。図7はこれを示すグラフで印加電圧32V、
コイル抵抗150Ωの場合の特性を横軸にストローク長
mm、縦軸に吸引力(グラム)をとって示した。曲線7
0は実施例、曲線71は従来の挿通型電磁石の吸引力特
性を示すものである。ストローク長の両端近傍では同様
の吸引力を示すが、ストローク長の中央部近傍では挿通
型電磁石は吸引力の低下が見られる。本発明の電磁石で
はこの部分でも吸引力が大きい。従って、本発明の電磁
石は、省電力で高吸引力を発生でき、小形軽量であり、
構造が単純で量産に適する、などの優れた効果を発揮す
ることが明らかである。
The yoke 11, the coil 20 and the movable core 30 shown in FIG .
The attraction force characteristics of the insertion type electromagnet (comparative example) having the same dimensions of mm and the electromagnet of the example of the present invention were compared by the prototype. FIG. 7 is a graph showing this, with an applied voltage of 32 V,
The characteristics when the coil resistance is 150Ω are shown with the stroke length mm on the horizontal axis and the attractive force (gram) on the vertical axis. Curve 7
0 indicates the embodiment, and curve 71 indicates the attraction force characteristic of the conventional insertion type electromagnet. A similar attractive force is shown near both ends of the stroke length, but a decrease in the attractive force is seen in the insertion type electromagnet near the center of the stroke length. In the electromagnet of the present invention, the attraction force is large even in this portion. Therefore, the electromagnet of the present invention can generate a high attractive force with low power consumption, is small and lightweight,
It is clear that the structure has excellent effects such as simple structure and suitability for mass production.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例の電磁石の(a)横断面図、(b)縦断
面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view of an electromagnet of an embodiment, and FIG.

【図2】実施例の電磁石の(a)横断面図、(b)縦断
面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view of the electromagnet of the embodiment, and FIG.

【図3】実施例の電磁石の変形例を示す縦断面図であ
る。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a modification of the electromagnet of the embodiment.

【図4】模式電気回路(磁気回路)図である。 FIG. 4 is a schematic electric circuit (magnetic circuit) diagram.

【図5】Ro/RiとW(%)又はF(%)との関係を
示すグラフである。
FIG. 5 shows the relationship between Ro / Ri and W (%) or F (%).
It is a graph shown.

【図6】試作電磁石の外形図、(a)側面図、(b)正
面図である。
FIG. 6 is an external view of a prototype electromagnet, (a) side view, and (b) positive.
FIG.

【図7】実施例と比較例の吸引力特性を示すグラフであ
る。
FIG. 7 is a graph showing suction force characteristics of an example and a comparative example.
You.

【図8】従来の挿通型電磁石の縦断面図である。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a conventional insertion type electromagnet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電磁石 10 固定鉄心 11 ヨーク 12 内面 13 鉄心 14 外面 15 磁極面 20 コイル 30 可動鉄心 31 外周面 32 内周面 33 端面 34 非磁性ロッド 35 磁極面 36 非磁性ロッド 37 軸受 40 スプリング 50 ヨーク 51 コイル 52、53 磁極面 55 停止端面 60 可動鉄心 61 一方の端面 62 他方の端部近傍 63 間隙 70、71 曲線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnet 10 Fixed iron core 11 Yoke 12 Inner surface 13 Iron core 14 Outer surface 15 Magnetic pole surface 20 Coil 30 Movable iron core 31 Outer peripheral surface 32 Inner peripheral surface 33 End surface 34 Nonmagnetic rod 35 Magnetic pole surface 36 Nonmagnetic rod 37 Bearing 40 Spring 50 Yoke 51 Coil 52 , 53 Magnetic pole face 55 Stop end face 60 Moving iron core 61 One end face 62 Near other end 63 Gap 70, 71 Curve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−360197(JP,A) 特開 平4−192312(JP,A) 実開 昭56−119607(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 7/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-360197 (JP, A) JP-A-4-192312 (JP, A) Jikai Sho 56-119607 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01F 7/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 コイルを巻回した鉄心及び該コイルの外
周側に配設されたヨークから成りヨークの一端は鉄心に
結合されヨークの他端はヨークの内面と鉄心の外面が対
向する間隔を設けた固定鉄心と、該間隔内のヨークの内
面および鉄心の外面に微少間隙を介してそれぞれ対面す
る外周面および内周面を備え、該間隔内に進退自在な
動鉄心と、コイル無通電時に前記可動鉄心の内周面及び
外周面がヨーク内面及び鉄心の外面に対面しない退避位
置に可動鉄心を保持する手段とを備えたことを特徴とす
る電磁石。
1. An iron core on which a coil is wound and an outside of the coil
It consists of a yoke arranged on the peripheral side and one end of the yoke is
The other end of the yoke is connected to the inner surface of the yoke and the outer surface of the iron core.
And a yoke within the interval.
Face and outer face of the iron core with a small gap
A movable iron core having an outer peripheral surface and an inner peripheral surface which can move forward and backward within the interval, and an inner peripheral surface and an inner peripheral surface of the movable iron core when the coil is not energized.
Electromagnets, characterized in that the outer peripheral surface and means for holding the movable iron core to the retracted position where it does not face the outer surface of the yoke inner surface and core.
【請求項2】 前記鉄心が円柱又は円筒であり、ヨーク
が外筒であり、前記可動鉄心が円筒であることを特徴と
する請求項1記載の電磁石。
2. The electromagnet according to claim 1, wherein the core is a cylinder or a cylinder, the yoke is an outer cylinder, and the movable core is a cylinder.
【請求項3】 前記可動鉄心と固定鉄心が互いに密着す
る停止吸着面を備えたことを特徴とする請求項1又は2
記載の電磁石。
3. The stationary core according to claim 1, wherein the movable core and the fixed core are provided with a stop attraction surface in which the movable core and the fixed core are in close contact with each other.
Electromagnet as described.
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