JPH0155563B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、アマチヤとヨークとで構成される磁
気回路中に永久磁石を介在させ、その永久磁石の
磁束にコイルの起磁力を重畳させることによつて
アマチヤを移行させるいわゆる、有極型電磁石装
置に関する。

従来技術 第１図は、先行技術における有極型電磁石装置
の基本構造図である。磁性材料から成るＵ字型の
ヨーク１は、内側面を接極面とした左側片２およ
び右側片３、ならびに左右側片２，３を連ねる水
平片４を有する。ヨーク５は、ヨーク１の左右側
片２，３より短い長さで、水平片４と対面する。
ヨーク５の左右外側面を接極面６，７としてい
る。永久磁石８はヨーク１とヨーク５との間に介
在し、その磁化軸方向が垂直となる。ヨーク１、
ヨーク５、および永久磁石８を１ブロツクとして
上下に配置する。アマチヤ９は、水平移行型とな
り、水平棒１２とアマチヤプレート１０，１１と
から成る。アマチヤプレート１０は、その内外両
側面を接極面１３，１４としている。アマチヤプ
レート１１は、その内外両側面を接極面１５，１
６としている。アマチヤプレート１０の接極面１
３がヨーク５の接極面６に対峙し、アマチヤプレ
ート１０の接極面１４がヨーク１の左側片２の接
極面１７に対峙する。アマチヤプレート１１の接
極面１５がヨーク５の接極面７に対峙し、アマチ
ヤプレート１１の接極面１６がヨーク１の接極面
１８に対峙する。接極面６と接極面１３との間は
エヤーギヤツプ１９を有し、接極面１４と接極面
１７との間はエヤーギヤツプ２０を有する。また
接極面７と接極面１５との間はエヤーギヤツプ２
１を有し、接極面１６と接極面１８との間はエヤ
ーギヤツプ２２を有する。コイル２３にはアマチ
ヤ９の水平棒１２が貫通している。

永久磁石８の磁束は実線ｘで、コイル２３の磁
束は破線ｙで示す。永久磁石８の磁束ｘは次のよ
うに流れる。永久磁石８のＮ極→ヨーク１→エヤ
ーギヤツプ２０および２２→アマチヤプレート１
０および１１→エヤーギヤツプ１９および２１→
ヨーク５→永久磁石８のＳ極となる。

コイル２３の磁束ｙは次のように流れる。コイ
ル２３→水平棒１２→アマチヤプレート１０→エ
ヤーギヤツプ１９→ヨーク５→エヤーギヤツプ２
１→アマチヤプレート１１→水平棒１２となる。

また、アマチヤプレート１０からエヤーギヤツ
プ２０→ヨーク１→エヤーギヤツプ２２→アマチ
ヤプレート１１→水平棒１２ともなる。

したがつて磁束ｘ，ｙによつてアマチヤ９は、
軸線２５の方向にそつて第１図の右に移行する。
コイル２３に流れる電流の向きを逆にすれば、ア
マチヤ９は第１図の左に移行する。

一般にこのような有極型電磁石装置は、外部に
取り付けられたばね負荷（図示せず）を駆動させ
ることに利用される。第１図に示した有極型電磁
石装置による磁気吸引力およびばね負荷との整合
状態を示すと、第２図のようになる。第２図にお
いて、曲線Ａはコイル２３の定格励磁状態におけ
る吸引力特性を示し、曲線Ｂはコイル２３の感動
励磁状態における吸引特性を示し、曲線Ｃはコイ
ル２３の開放励磁状態における吸引力特性を示
し、曲線Ｄはコイル２３の無励磁状態における吸
引力特性を示す。また曲線Ｅはばね負荷を示す。
さらに第２図において、左端のラインＬ１は、エ
ヤーギヤツプ２０，２１が閉じる位置を示し、右
端のラインＬ２はエヤーギヤツプ１９，２２が閉
じる位置を示す。

第２図から明らかなように、コイル２３が無励
磁状態では、エヤーギヤツプ２０，２１を閉じる
状態で安定し、コイル２３に感動電圧を印加する
と、エヤーギヤツプ１９，２２を閉じる状態に移
行する。このばね負荷が第２図のようにアマチヤ
９の移動量の一部に片寄つている場合、第１図の
有極型電磁石装置では、磁気吸引力とばね負荷の
整合が容易ではない。たとえば第２図に示す点ａ
および点ｂで、アマチヤ９の吸引力がばね負荷に
負けて、アマチヤ９が途中で止まるという問題が
生じたり、アマチヤ９の保持力が不足し耐振およ
び耐衝性特性が劣るという問題がある。

目 的 本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、
ばね負荷に負けて途中で止まらないようにアマチ
ヤを移行させる有極型電磁石装置を提供すること
である。

実施例 第３図は、本発明の一実施例の基本構造図を示
す。磁性材料から成るＵ字型の第１ヨーク３０
は、左側片３１および内側面を接極面とした右側
片２、ならびにこれらの左右側片３１，３２を連
らねる水平片３３を有する。第２ヨーク３４は、
第１ヨーク３０の左右側片３１，３２間より短い
長さで、水平片３３と対峙する。この第２ヨーク
３４の右外側面を接極面３５としている。永久磁
石３６は第１ヨーク３０と第２ヨーク３４との間
に介在し、その磁化軸方向が垂直となる。第１ヨ
ーク３０、第２ヨーク３４、および永久磁石３６
を１ブロツクとして上下に配置する。アマチヤ３
７は、水平移行型となり、水平棒３８とアマチヤ
プレート３９とから成る。アマチヤプレート３９
は、その内外両側面を接極面４０，４１としてい
る。このアマチヤプレート３９の接極面４０が第
２ヨーク３４の接極面３５に対峙し、アマチヤプ
レート３９の接極面４１が第１ヨーク３０の右側
片３２の接極面４２に対峙する。接極面３５と接
極面４０との間はエヤーギヤツプ４３を有し、接
極面４１と接極面４２との間はエヤーギヤツプ４
４を有する。コイル４５にはアマチヤ３７の水平
棒３８が貫通している。

永久磁石３６の磁束は実線Ｘで、コイル４５の
磁束は破線Ｙで示す。永久磁石３６の磁束Ｘは次
のように流れる。

永久磁石３６のＮ極→第１ヨーク３０の水平片
３３→第１ヨーク３０の右側片３２→エヤーギヤ
ツプ４４→アマチヤプレート３９→エヤーギヤツ
プ４３→第２ヨーク３４→永久磁石３６のＳ極と
なる。

また、Ｎ極→水平片３３→左側片３１→エヤー
ギヤツプ４６→水平棒３８→アマチヤプレート３
９→エヤーギヤツプ４３→第２ヨーク３４→Ｓ極
ともなる。

コイル４５に矢符の方向の電流ｉを流すと、コ
イル４５の磁束Ｙは次のように流れる。

コイル４５→アマチヤ３７の水平棒３８→エヤ
ーギヤツプ４６→第１ヨーク３０→エヤーギヤツ
プ４４→アマチヤプレート３９→水平棒３８とな
る。また、水平片３３から永久磁石３６→第２ヨ
ーク３４→エヤーギヤツプ４３→アマチヤプレー
ト３９→水平棒３８ともなる。

そこで、エヤーギヤツプ４３，４４を観察する
と、永久磁石３６とコイル４５との磁束Ｘ，Ｙの
方向はエヤーギヤツプ４３においては互に反対方
向、エヤーギヤツプ４４においては同一方向とな
つている。

したがつて、第１ヨーク３０と第２ヨーク３４
とアマチヤ３７とは磁束Ｘ，Ｙの同一方向で重畳
して吸引力が作用し、反対方向では互に打消して
反発力が作用するから、第３図ではアマチヤ３７
が矢符Ｗで示す方向に水平移行して、アマチヤ３
７のアマチヤプレート３９と第１ヨーク３０の右
側片３２とが吸着する。

このときの磁束Ｙは次のように流れる。

水平棒３８→エヤーギヤツプ４６→第１ヨーク
３０→アマチヤプレート３９→水平棒３８とな
る。この磁気回路の磁気抵抗は非常に小さいの
で、アマチヤ３７の磁気吸引力は急激に大きいも
のとなる。

この吸着状態の維持はコイル４５に流れる電流
を遮断しても永久磁石３６の磁束で行なわれる。

アマチヤ３７を上記とは逆に左方向に水平移行
させるときは、コイル４５に上記とは逆向の電流
を流し、起磁束Ｙを第３図とは逆に作用させる。
エヤーギヤツプ４３，４４は上記とは反転し、エ
ヤーギヤツプ４３で同一方向、エヤーギヤツプ４
４で反対方向となり、アマチヤ３７は矢符Ｗで示
す方向とは逆向きの左方向に水平移行する。吸着
状態の維持は上記と同様永久磁石３６の磁束でな
される。

以上から観察すると、コイル４５の起磁束Ｙが
磁気抵抗の大きい永久磁石３６を通過しなくても
よい磁路を有するのでコイル４５の吸引力は高感
度となる。また、アマチヤ３７はコイル４５およ
び永久磁石３６を固定しない単独動作を行ない、
質量は最小限度となる。

一般にこのような有極型電磁石装置は、外部に
取り付けられたばね負荷（図示せず）を駆動させ
ることに利用される。第３図に示した有極型電磁
石装置による磁気吸引力およびばね負荷との整合
状態を示すと、第４図のようになる。第４図にお
いて曲線Ｆはコイル４５の定格励磁状態における
吸引力特性を示し、曲線Ｇはコイル４５の感動励
磁状態における吸引力特性を示し、曲線Ｈはコイ
ル４５の開放励磁状態における吸引力特性を示
し、曲線Ｊはコイル４５の無励磁状態における吸
引力特性を示す。また曲線Ｋはばね負荷を示す。
さらに第４図において、左端のラインＬ１はエヤ
ーギヤツプ４３が閉じる位置を示し、右端のライ
ンＬ２はエヤーギヤツプ４４が閉じる位置を示
す。

第４図から明らかなように、コイル４５が無励
磁状態では、エヤーギヤツプ４３を閉じる状態で
安定し、コイル４５に感動電圧を印加すると、エ
ヤーギヤツプ４４を閉じる状態に移行する。ばね
負荷が第４図のようにアマチヤ３７の移動量の一
部に片寄つている場合、たとえば点ｌおよび点ｍ
でもアマチヤ３７の吸引力の方がばね負荷より大
きいため、アマチヤ３７は途中で止まることなく
移行することができる。この有極型電磁石装置の
磁気吸引力特性は、アマチヤ３７が矢符Ｗ方向に
移行するにつれて磁気吸引力が急激に増加する様
な特性である。

効 果 以上のように本発明によれば、第１ヨークおよ
び第２ヨークの各接極面と離合する水平移行型の
アマチヤの片面を第１ヨークおよび第２ヨークの
左右側片のうち一方と対峙するアマチヤプレート
を形成することによつて、アマチヤの移行に伴な
い磁気吸引力が急激に増加し、片寄つた外部のバ
ネ負荷に対しても容易に整合が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術における有極型電磁石装置の
基本構造図、第２図は第１図に示した有極型電磁
石装置による磁気吸引力およびばね負荷との整合
状態を示すグラフ、第３図は本発明の一実施例の
基本構造図、第４図は第３図に示した有極型電磁
石装置による磁気吸引力およびばね負荷との整合
状態を示すグラフである。 ３０……第１ヨーク、３１……左側片、３２…
…右側片、３３……水平片、３４……第２ヨー
ク、３５……接極面、３６……永久磁石、３７…
…アマチヤ、３９……アマチヤプレート、４６…
…エヤーギヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内側面を接極面とした左右側片とこの左右側
   片を連ねる水平片とでなるＵ字型の第１ヨーク
   と、 この左右側片間より短い長さで水平片と対峙す
   るとともに左右外側面のうち片面を接極面とした
   第２ヨークと、 この第１ヨークの水平片と第２ヨークとの間に
   は磁化軸方向が垂直となつて介在する永久磁石で
   あつて、第１ヨーク、第２ヨーク、および永久磁
   石を１ブロツクとして上下に配置し、 さらに上下の第１ヨーク、第２ヨークの各接極
   面と離合する水平移行型のアマチヤであつて、こ
   のアマチヤの一端は上下の第１ヨークおよび第２
   ヨークの左右側片のうち一方と対峙するアマチヤ
   プレートを有し、他端は上下の第１ヨークの左右
   側片のうち他方との間にできるエヤギヤツプに挿
   通したことを特徴とする電磁石装置。