JPH0226004A - 有極電磁石装置 - 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〕 この発明は、電磁継電器等に適用される有極電磁石装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第１６図および第１７図に従来例を示す、すなわち、第
１６図の有極電磁石装置は、中間部にコイル５０が巻装
されたコ字形のヨーク５１の両端部５２．５３の内側に
ヨーク５１の両端部５２：５３を連結するように一極（
Ｎ）が中央部に位置し他極（Ｓ）が両端部に位置する永
久磁石５４が配置されている。永久磁石５４の中央部に
は支点部５５を有し、支点部５５にアーマチュア５６の
中央支脚５７が支持されて両端部の側面を磁極部として
回転運動をする。

第１７図に他の従来例を示す、すなわち、この有極ｉ磁
石装置は、コ字形のヨーク５１の中央部に永久磁石５８
を設け、永久磁石５８とヨーク５１の両端部５２．５３
との間に２つのコイル５９゜６０を設けて電気的に同方
向となるように接続している。そして、永久磁石５８の
ヨーク５１と反対側の極（Ｎ）を支点としてアーマチュ
ア５６が回動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、第１６図の有極電磁石装置は、コ字形のヨー
ク５１の内側に永久磁石５４が配置されているため、装
置を薄形化するときコイル５０の巻きスペースか小さく
なるという欠点があった。

またこの有極ｉｍ石装置はラッチング型であるが、シン
グル型の場合、アーマチュア５６の吸引力をストローク
の中間点において非対称にするため永久磁石５４の着磁
をずらす必要があるが、非常にばらつきやすいという欠
点があった。

第１７図の有極電磁石装置は、永久磁石５８をヨーク５
１の中心付近に位置づけるためコイル５９゜６０を２個
にする必要があり、かつ両コイルを接続する必要があっ
た。また永久磁石５８とコイルボビンのスペース分コイ
ル５９．．６０の巻きスペースが小さくなってしまう欠
点があった。

したがって、この発明の目的は、コイルのスペースを小
さくすることなくまたコイルを２個にすることなく薄形
化できるとともに、ラッチング型およびノングル型の実
現が容易な有極電磁石装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の有極電磁石装置は、ヨークと、このヨークの
中間部に巻装されたコイルと、前記ヨークの両端部にそ
れぞれ設けられて相互に同じ磁化の大きさを有するとと
もに相互に同極となる一極を前記両端部に向けた一対の
永久磁石と、中間部が軸支されて前記ヨークの両端部お
よび前記永久磁石の他極に両端部が接近離間するアーマ
チュアとを備えている。

また、永久磁石の形状を簡単にし吸引力を増すため、永
久磁石の他極に磁性体片を設けている。

また、シングル型の有極電磁石装置として、前記一対の
永久磁石は異なる磁化の大きさにしたり、前記永久磁石
を前記ヨークの一端部のみに設けている。

〔作用〕

この発明の構成によれば、アーマチュアの両端部のいず
れか一方がヨークの両端部の一方に接近すると接近側の
磁気抵抗が小さくなり永久磁石の吸引力が増大するので
吸着される。ヨークとアーマチュアの吸着側を流れる磁
束と反対向きの磁束が流れるようにコイルに通電すると
、吸着側のアーマチュアの吸引力が弱くなり、反対に離
間している側の吸引力が強くなってアーマチュアが回動
する。この場合、永久磁石がヨークの両端部に配置され
るため、を橿電磁石装置自体を薄形化する場合に従来の
ようにコイルスペースを小さくすることがな（、またコ
イルを２個にすることがなく、高効率化を図ることがで
きる。

また、永久磁石から発生した磁束が１通る経路がアーマ
チュアの両端部のみであるので非常に短く、またアーマ
チュアの両端部とヨークの両端部との間の磁束はそれぞ
れ独立に往復経路を形成しており従来の２倍となるので
、一定の吸引力を得るのに永久磁石を小形化できかつ低
コスト化することができる。

さらに、各永久磁石の一極をヨークの両端部に向は他極
に磁性体片を設けると、永久磁石の形状を簡単にするこ
とができる。

また一対の永久磁石の磁化の大きさを異ならせたり、永
久磁石をヨークの一端部のみに設けると、簡単にシング
ル型の有極電磁石装置とすることができ、従来のように
着磁をずらす構成をとる必要がないのでばらつきがない
。

〔実施例〕

この発明の第１の実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。すなわち、この有極電磁石装置は、ヨーク
１と、このヨーク１の中間部に巻装されたコイル２と、
ヨーク１の両ｆａ　部３　、　４　ニそれぞれ設けられ
て相互に同じ磁化の大きさを有するとともに相互に同極
となる一極を両端部３４に向けた一対の永久磁石５．６
と、中間部が軸支されてヨーク１の両端部３．４および
永久磁石５．６の他極に両端部７．８が接近離間するア
ーマチュア９とを備えている。

ヨーク１はコ字形を実施例とし、両端部３．４はその両
端片を実施例としている。

コイル２はヨーク１に嵌装されたコイル枠１０に巻装さ
れている。

永久磁石５，６は、角筒形を実施例とし、両端部３．４
に嵌着される。永久磁石５．６は内周面が磁極Ｎで外周
面が磁極Ｓとなるように着磁されており、磁束Φ１．φ
２は第１図のように流れる。

アーマチュア９は矩形状の平板を実施例とし、中央部の
両側に軸１）を突設し、軸１）をケース（図示せず）の
軸受け（図示せず）に軸支している。

この実施例によれば、アーマチュア９の両端部７．８の
いずれか一方たとえば端部８がヨーク１の端部４に接近
すると接近側の磁気抵抗が小さくなり離間側の磁気抵抗
が大きくなり、このため磁束Φ１が増して磁束Φ２が減
り、その結果永久磁石６によるアーマチュア９の吸引力
が増大するのでアーマチュア９が吸着される。ヨーク１
とアーマチュア９の吸着側を流れる磁束Φ１と反対向き
の磁束Φ３が流れるようにコイル２に通電すると、アー
マチュア９の吸着側の吸引力が弱くなり、反対に離間し
ている側の吸引力が強くなってアーマチュア９が回動す
る。アーマチュア９の回動によりアーマチュア９の端部
７がヨーク１の端部３に接近すると前記と同様な作用で
磁束φ１が大きくなりφ２が小さくなってアーマチュア
９の端部７が端部３に吸着され、アーマチュア９は第１
図と反対の状態となる。また磁束Φ２の端部３を通る方
向と反対向きに磁束Φ３　（前記と反対向き）を流すと
アーマチュア９が反対向きに回動する。

この場合、永久磁石５．６がヨーク１の両端部に配置さ
れるため、有極電磁石装置自体を薄形化する場合に従来
のようにコイルスペースを小すくすることがな（、また
コイル２を２個にすることがなく、高効率化を図ること
ができる。

また、永久磁石５．６から発生した磁束Φ１゜Φ２が通
る経路がアーマチュア９の両端部７．８のみであるので
非常に短く、またアーマチュア９の両端部７．８とヨー
ク１の両端部３．４との間の磁束Φ１．Φ２はそれぞれ
独立に往復経路を形成しており従来の２倍となるので、
一定の吸引力を得るのに永久磁石５．６を小形化できか
つ低コスト化することができる。

この発明の第２の実施例を第４図および第５図に示す、
すなわち、この有極電磁石装置は、第１の実施例におい
て永久磁石５を削除して、永久磁石６のみとしたもので
ある。無励磁時の吸引力として働く磁束は２Φ１であり
、第５図の無励磁吸引力特性Ｑ１となる。また励磁時は
端部８であるＮＣ側が２Φ１−Φ３、端部７であるＮＣ
側においてはΦユの磁束が吸引力として働き、第５図の
励磁吸引力特性Ｑ２となる。したがって、前記実施例が
ラッチング型であったのに対して、この実施例はばね荷
重を考慮することにより、簡単にシングル型を実現する
ことができる。また、従来例と比較して永久磁石の着磁
の位置をずらす必要がないのでばらつきが少ない。

この発明の第３の実施例を第６図および第７図に示す。

すなわち、この有極電磁石装置は、永久磁石５，６の磁
化の大きさを異ならせたものであり、端部８であるＮＣ
側に吸引力として働く磁束２Φ１、端部７であるＮｏ側
に吸引力として働く磁束２Φ２の磁束の量の差によって
吸引力のつり合いの位置をずらし、第７図のような無励
磁吸引力持性Ｑ３を得る。Ａはストロークの中心、から
のずれ距離である。また励磁時には磁束Φ３かによる吸
引力が発生するがＮＣ側は２Φ１−Φ３による吸引力と
なり、ＮＣ側は２Φ２＋Φ３による吸引力となるので、
第７図の励磁吸引力特性Ｑ゛４となる。したがって、ば
ね荷重を考慮することにより前記第２の実施例と同様に
簡単にシングル型を実現することができる。その他第２
の実施例と同様な効果がある。

この発明の第４の実施例を第７図ないし第１３図に示す
、すなわち、この有極電磁石装置は、第１の実施例にお
いて、永久磁石５，６の一極Ｓを両端部３．４に向け、
他極Ｎに磁性体片１２．１３をそれぞれ設け、チーマチ
１フ９０回動によりアーマチュア９の両端部７．８がヨ
ーク１の両端部３．４および前記磁性体片１２．１３に
接近離間するようにしている。

永久磁石５，６は板厚方向に着磁した平板を実施例とし
ている。

磁性体片１２．１３も永久磁石５．６とほぼ同形状の平
板を実施例としている。

第１Ｏ図は無励磁状態を示す。同図（ａｌは端部８であ
るＮＣ側が閉じてＮｏ側が開いているので、磁気抵抗の
違いにより流れる磁束はΦ１〉φ２となる。つまりＮＣ
側に吸着された状態になる。つぎに同図（ｂｌの場合、
アーマチュア９の両端部７８とヨーク１０両端部３，４
が等間隔に離れているので、磁束Φ１．Φ２が同じにな
り吸引力Ｆ１゜Ｆ２がつりあいアーマチュア９に加わる
全体の吸引力−〇となる。同図（Ｃ１においては同図（
ａｌと反対にΦ１〈Φ２となりＮｏ側に吸引される。第
１２図の吸引力特性において、Ｃ５はこのときの無励磁
吸引力特性である。

第１）図は励磁状態を示し、第１）図（δ）は第１０図
ｆａｔにおいてコイル２に通電し、コイル２に発生した
磁束Φ３は永久磁石５．６を通らず、アーマチュア９と
ヨーク６のみの閉磁路を構成しているので、同図（ａｌ
の方向に磁束Φ３が流れるとＮＣ側では２Φ、−Φ３の
磁束が吸引力Ｆ３となり、Ｎ。

側では２Φ２＋Φ３の磁束が吸引力Ｆ４として働く、そ
の結果、２Φ３の分だけＮＣ側の吸引力が減少し、そし
てＮｏ側に近づくにつれてＦ３＞Ｆ。

からＦ３＜Ｆ、となる、その結果、アーマチュア９は第
１Ｉ図（司から同図（ｂｌを経て同図（Ｃ１となり、第
１２図の励磁吸引力持性Ｑ６となる。したがもて、ばね
荷重やアーマチュア９のストロークの範囲を規制するこ
とによりラッチング動作が可能になる。また反対向きに
磁束Φ３をコイル２によって供給することにより、第１
）図（Ｃ１から同図（ｂｌをへて同図ｔａｌの状態に回
動する。

この発明の第５の実施例を第１４図に示す。すなわちこ
の有極電磁石装置は、第４の実施例において永久磁石５
を削除した例で、第２の実施例と同様にシングル型が実
現される。

この発明の第６の実施例を第１５図に示す。すなわちこ
の有極電磁石装置は、第４の実施例において永久磁石の
磁化の大きさを異ならせたもので、第３の実施例と同様
にシングル型が実現される。

〔発明の効果〕

この発明の有極電磁石装置によれば、永久磁石がヨーク
の両端部に配置されるため、有極電磁石装置自体を薄形
化する場合に従来のようにコイルスペースを小さくする
ことがなく、またコイルを２個にすることがなく、高効
率化を図ることができる。

また、永久磁石から発生した磁束が通る経路がアーマチ
ュアの両端部のみであるので非常に短く、またアーマチ
ュアの両端部とヨークの両端部との間の磁束はそれぞれ
独立に往復経路を形成しており従来の２倍となるので、
一定の吸引、力を得るのに永久磁石を小形化できかつ低
コスト化することができるという効果がある。

さらに、各永久磁石の一極をヨークの両端部に向は他極
に磁性体片を設けると、永久磁石の形状を簡単にするこ
とができるという効果がある。

また一対の永久磁石の磁化の大きさを異ならせたり、永
久磁石をヨークの一端部のみに設けると、簡単にシング
ル型の有極電磁石装置とすることができ、従来のように
着磁をずらす構成をとる必要がないのでばらつきがない
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の断面図、第２図はそ
の分解斜視図、第３図はヨークと永久磁石の分解斜視図
、第４図は第２の実施例の断面図、第５図はその吸引力
特性図、第６図は第３の実施例の断面図、第７図はその
吸引力特性図、第８図は第４の実施例の断面図、第９図
は分解斜視図、第１０図はヨークの分解斜視図、第１）
図は無励磁状態の動作状態を示す断面図、第１２図は励
磁状態の動作状態を示す断面図、第１３図はその吸引力
特性図、第１４図は第５の実施例の断面図、第１５図は
第６の実施例の断面図、第１６図および第１７図はそれ
ぞれ従来例の断面図である。 １・・・ヨーク、 ２・・・コイル、 ３゜ ４゜ ７゜ ８・・・両 端部、 ５゜ ６・・・永久磁石、 ９・・・アーマチュア 第 図 第 図 Ｊ’−７ナコ７の スト口−り 第 図 ストロ−２ 第 図 第 図 第 図 第１２ 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヨークと、このヨークの中間部に巻装されたコイ
   ルと、前記ヨークの両端部にそれぞれ設けられて相互に
   同じ磁化の大きさを有するとともに相互に同極となる一
   極を前記両端部に向けた一対の永久磁石と、中間部が軸
   支されて前記ヨークの両端部および前記永久磁石の他極
   に両端部が接近離間するアーマチュアとを備えた有極電
   磁石装置。
2. （２）前記永久磁石の前記他極に磁性体片をそれぞれ設
   け、前記アーマチュアの回動により前記アーマチュアの
   両端部が前記ヨークの両端部および前記磁性体片に接近
   離間することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の有極電磁石装置。
3. （３）前記一対の永久磁石に代えて、１個の永久磁石を
   前記ヨークの一端部に設けた特許請求の範囲第（１）項
   または第（２）項記載の有極電磁石装置。
4. （４）前記一対の永久磁石に代えて、相互に異なる磁化
   の大きさを有する一対の永久磁石を前記ヨークの両端部
   に設けた特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記
   載の有極電磁石装置。