JPH01184802A - 有極ヒンジ形電磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電磁接触器や電磁継電器等の駆動部に使用す
る有極ヒンジ形電磁石に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、従来の有極ヒンジ形電磁石を用いた電磁接触
器の原理的構成説明図である。

第３図において、（１）はほぼコ字状の固定鉄心、（１
ａ）および（１ｂ）は該固定鉄心（１）の主および副磁
極部である。（２）は固定鉄心（１）におけるコ字状の
開放端側に配置された可動鉄心、（３）は操作コイルで
ある。主磁極部（１ａ）には操作コイル（３）が巻回さ
れ、この操作コイル（３）の内部を貫通して外側にＬ字
形に延長された副磁極部（１ｂ）に磁気的に連結されて
いる。（４）は可動接点、（５）は固定接点、（６）は
両接点（４）と（５）の接触圧を与える押バネである。

（７）は可動鉄心（２）に連結され可動接点（４）を運
ぶクロスバ−１（８）は引外しバネである。引外しバネ
（８）は操作コイル（３）が励磁されていないときに、
可動接点（４）を元の位置に戻すと共に外部衝撃などに
よる接点の接触等の誤動作を防止するためのものである
。

（９）は可動鉄心（２）の固定鉄心（１）における、例
えばヒンジのような支持手段よりなる支点部である。

上述のような構成の装置において、操作コイル（３）が
励磁されていない時は、引外しバネ（８）の拡張力が働
いていて第３図に示すような状態にある。ここで、操作
コイル（３）が励磁されると、可動鉄心（２）と固定鉄
心（１）との間に吸引力が動き、可動鉄心（２）は引外
しバネ（８）の力に反抗して支点部（９）を支点に時計
方向に回転する。この可動鉄心（２）の時計方向の回転
に伴ってクロスバ−（７）を介して可動接点（４）が図
の右方に移動し、固定接点（５）に接触して電磁接触器
がＯＮ状態になる。

次に、この状態で操作コイル（３）の励磁を解くと、可
動鉄心（２）に作用していた引外しバネ（６）の力が働
いて可動鉄心（２）が反時計方向に回転する。この結果
、可動接点（４）が固定接点（５）から離れて、電磁接
触器が元のＯＦＦ状態に戻る。このようにして電磁石の
電磁力を利用して、電磁接触器をＯＮ・ＯＦＦ制御する
ことができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述のように従来の電磁石は、接点を接触させるための
吸引力を操作コイルの起磁力だけで発生していた。また
、ＯＦＦ状態における可動接点の接触等の誤動作を防止
するために、上記吸引力と反対方向の力を加える引外し
バネにバネ定数の大きいバネを選ぶ必要がある。したが
って、操作コイルの入力電流をそれに応じて大きく選定
し、かつ巻線数の多いコイルを作る必要もあって形状が
大形になるという問題点もあった。

本発明は、この様な従来の電磁石の問題点を解決するた
めに成されたもので、入力電流が低くしかも構造が小形
な直流操作方式の有極ヒンジ形の電磁石を提供せんとす
るものである。

［問題を解決するための手段］ 本発明に関わる電磁石は、固定鉄心の磁気回路の途中に
永久磁石を配置したものである。

「作　　用］ 可動鉄心が開放している時は、固定鉄心を含む永久磁石
の磁気回路が作られてその吸引力によって可動鉄心が開
放状態を保持する。操作コイルに励磁電流が流れて固定
鉄心が磁化されると、瞬間的に永久磁石の磁束が打ち消
され、電磁力によって可動鉄心が固定鉄心の方向に吸引
される。吸引された可動鉄心が固定鉄心に接触すると、
これらで形成する磁気回路に永久磁石と電磁石の両方の
磁束が流れて磁束密度が高くなって吸引力が加算される
。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の実施例の構成説明図、第２図（イ）〜
（ハ）は動作説明図である。

第１図において、前述の第３図の従来装置に対応する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。（ＩＣ）
はほぼ“７の字”形に形成された固定鉄心（１）の第２
副磁極部（片）で、その−端が主磁極部（１ａ）の磁極
付近に連結され途中が操作コイル（３）の外側に伸びて
いて他端が可動鉄心（２）の自由端に外側から対向して
いる。

（１０）は第１副磁極部（１ｂ）の外側面に設けられた
永久磁石、（１１）は該永久磁石（１０）の外側のＳ極
に固着された磁極片である。而して、磁極片（１１）の
先端にはヒンジ（９）が設けられていて、このヒンジ（
９）を介して可動鉄心（２）が磁極片（１１）に取付け
られている。

（１２）は、可動鉄心（２）と上記第２副磁極部（ＩＣ
）との当接部である。

なお、ここでは操作コイル（３）に励磁電流を流入する
と、図示のように可動鉄心（２）側がＳ極に他方がＮ極
になる電磁場が形成されるようになっている。

上述のような構成の本発明の動作を、第２図の（イ）〜
（ハ）を併用して説明する。

操作コイル（３）が非励磁状態にあるとき、即ち操作コ
イル（３）に励磁電流が流れていない時の状態が第２図
の（イ）に示されている。この状態では、永久磁石（１
０）のＮ極から出た磁束φは実線で示すように、第１副
磁極部（１ｂ）→主磁極部（１ａ）−第２副磁極部（Ｉ
Ｃ）−可動鉄心（２）および磁極片（１１）を通る磁気
回路（Ｃ１）を経てＳ極に到達する。この場合、第２副
磁極部（１Ｃ）の当接部（１２）において可動鉄心（２
）に上記磁束φに基ずく吸引力が働き、この可動鉄心（
２）が第２副磁極部（ＩＣ）に引き付けられて、可動鉄
心（２）の開放状態が安定に保持される。このため、振
動のような外部衝撃が加わっても、可動鉄心（２）が移
動して可動接点が固定接点に接触して引き起こされるよ
うな誤動作の虞は生じない。

ここで、操作コイル（３）に励磁電流を流入すると電磁
力に伴う磁束Φが発生し、瞬間的に（ロ）図の破線で表
したような磁気回路（Ｃ２）が形成される。この電磁力
による磁束Φの磁気回路（Ｃ２）と前記永久磁石（１０
）の磁束φの磁気回路（Ｃ１）とは当接部（１２）の付
近において磁路を共通にしており、両磁束φとΦがここ
で互いに打消しあうことになる。この結果、可動鉄心（
２）が事実上磁束Φに基づく電磁力で吸引され、矢印Ａ
で示すように急速に固定鉄心（１）側に吸引されること
になる。そして、可動鉄心（２）が固定鉄心（１）に接
触すると、（ハ）図に示すようにな磁束Φおよび磁束φ
のそれぞれが通る２つの磁気回路（Ｃ３）と（Ｃ４）が
作られる。図から明らかのように、これら２つの磁気回
路（Ｃ３）と（Ｃ４）を通る磁束Φと磁束φとは、いず
れも可動鉄心（２）に固定鉄心（１）側に向かう加算し
た強力な吸引力を与えることになる。したがって、電磁
石の駆動動作が正確かつ確実に行われ、低い励磁電流で
駆動することができる。このような状態で、可動接点（
４）が固定接点（５）に接触して、電磁接触器の電路が
ＯＮ状態になって負荷回路に所定の電流を流すことがで
きる。

更に、このＯＮ状態において、操作コイル（３）の励磁
を解くと、引外しバネ（８）が作用して（イ）図の状態
に戻り、前述したように実線の磁気回路（Ｃ１）が形成
される。而して、再び可動鉄心（２）の開放状態が、磁
束φによって磁気的に安定に保持されることになる。

なお、上述の実施例では本発明の電磁石を電磁接触器に
適用した場合を挙げて説明したが、電磁継電器や電磁バ
ルブ或いはその他の電磁制御機器にも本発明は適用でき
る。また、永久磁石を副磁極部の外側に設けたが副磁極
部の途中に配置してもよく、永久磁石と電磁石の磁極の
方向も実施例に限定するものでもなく、要するに固定鉄
心と可動鉄心で形成する磁気回路の途中に永久磁石を配
置したものであればよい。更に、操作コイルの励磁また
は非励磁で、０Ｎ−ＯＦＦ制御する単安定形を例示して
説明したが、操作コイルに流す電流の極性を０Ｎ−ＯＦ
Ｆ時に逆又は非励磁にすることによる双安定形にも適用
することができる。この場合、引き外しバネを省略する
ことも可能であり、このようにすれば装置の構成が一層
簡単にできる特長がある。

［発明の効果］ 本発明によれば、固定鉄心と可動鉄心で形成する磁気回
路の途中に永久磁石を配置し、この永久磁石の吸引力を
電磁石の駆動動作に利用するように構成した。この結果
、低い励磁電流で電磁石を駆動できると共に、操作コイ
ルの巻数も少なくなって小型に構成できる。また、原理
上は、可動鉄心を固定鉄心から反発させるためのバネの
ようなトルク手段を省略することもできる。

よって、本発明によれば、簡単かつ小形な構成で、消費
電力の少ない有極ヒンジ形の電磁石を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成説明図、第２図（イ）、
（ロ）、（ハ）は本発明の動作説明図、第３図は従来の
有極ヒンジ形電磁石を用いた電磁接触器の原理的構成説
明図である。 図において、（１）は固定鉄心、（１ａ）は主磁極部、
（１ｂ）は第１副磁極部、（ＩＣ）は第２副磁極部、（
２）は可動鉄心、（３）は操作コイル、（４）は可動接
点、（５）は固定接点、（６）は押バネ、（７）はクロ
スバ−１（８）は引外しバネ、（９）はヒンジまたは支
点部、（１０）は永久磁石、（１１）は磁極片、（１２
）は当接部である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　操作コイルと、該操作コイルが巻回された主磁極部、
   該主磁極部から外側にＬ字形に延長され磁極付近にヒン
   ジを設けた第１副磁極部および前記主磁極部の磁極付近
   から外側に延長され先端付近に当接部を設けた第２副磁
   極部を有する固定鉄心と、前記固定鉄心の開放端側に配
   置され前記のヒンジにより回動可能に支持され自由端側
   が前記第２副磁極部の当接部に当接する可動鉄心とを具
   備し、 前記第１副磁極部付近に永久磁石を配置して該永久磁石
   の磁気力を電磁石の駆動動作に利用したことを特徴とす
   る有極ヒンジ形電磁石。