JPH01184803A - 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）との間に吸引力が働き、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）が反吐方向に回転する。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］ 本発明は、中央の主磁極部に操作コイルを巻いた固定鉄
心と、この固定鉄心の開放端に配置されていて一方の副
磁極部にヒンジで取付けられた可動鉄心とを組み合わせ
て、固定鉄心の副磁極部の途中に永久磁石を配置したヒ
ンジ形の電磁石を構成したものである。

［作　　用］ 可動鉄心が開放している時は可動鉄心が両側磁極部の間
を橋絡して、固定鉄心を含む永久磁石の磁気回路が作ら
れてその起磁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起磁力が打ち消され、その電磁
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。ただし、
この実施例においては、固定鉄心（１）が断面ほぼＥ字
状に構成されている。（ＩＣ）は固定鉄心（１）の第２
副主磁極部で、主磁極部（１ａ）に連結され途中が操作
コイル（３）の外側に伸びていて端部が可動鉄心（２）
の自由端に外側から対向している。（１０）は副磁極部
（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）と上記主磁極片（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Ｎ極に他方がＳ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、即ち電磁石
のＯＦＦ状態が第２図の（イ）に示されでいる。この状
態では、永久磁石（１０）のＮ極から出た磁束φは主と
して実線で示すように、第１副磁極部（１ｂ）−第２副
磁極部（ＩＣ）→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（ＩＣ）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、磁束φによる可動鉄心（
２）に加わる吸引力がなくなって、矢印Ａで示すように
可動鉄心（２）が急速に固定鉄心（１）側に吸引される
ことになる。そして、磁束Φに基づく電磁力で吸引され
た可動鉄心（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、ＯＮφＯＦＦ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ＯＮ・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＊、（９）はヒンジまたは支
点部、（ＩＣ）は主磁極片、（１０）は永久磁石、（１
１）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、ほぼＥ字状で前記操作コイルが巻回さ
   れた中央の主磁極部および該主磁極部から両側に延長さ
   れた第１および第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第１副磁極部の磁極付近
   に設けられたヒンジにより回動可能に支持され自由端が
   第２副磁極部の磁極付近に設けられた当接部に当接する
   可動鉄心とを具備し、 前記副磁極部の一方または両方に永久磁石を配置して該
   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
   したことを特徴とする有極ヒンジ形電磁石。