JPH02312205A - 単安定電磁石 - 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〕 この発明は、３相モータの開閉用の電磁接触器やリレー
などに適用される単安定電磁石に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の単安定電磁石として、クラツバ形電磁石
、Ｅ形電磁石などの磁気回路中に永久磁石を含まないい
わゆる無極型の電（１石が一般的であった。この無極型
の電磁石は低コストではあるが、コイルの発生磁束しか
アーマチュアの駆動力に利用できないため、ある吸引力
幅を得るために消費電力を大きくする必要があった。

これに対して、近年電磁石の低消費電力化のため磁気回
路中に永久磁石を含ませた存掻電磁石装置が提案されて
いる（たとえば特公昭６２−１７３３３号１実公昭５８
−１０３２７号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

特公昭６２−１７３３３号の単安定ｉｉｍ石は、永久磁
石の磁束もアーマチュアの馴動力に利用できるのである
吸引力幅を得るときに無極型に比べて低消費電力にする
ことができる。しかし、双安定用の電６■石構造である
ため、一般的なｔｍ接触器などの片寄ったばね負荷には
不向きであった。

また、実公昭５８−１０３２７号の単安定電磁石は、無
極型と有極型の前記従来例との中間的な特性すなわち有
極であるため低消費電力が図れるが、前記従来例と異な
り、非対象の磁気回路であるため片寄ったばね負荷に適
した特性を有している。しかし、アーマチュアの復帰側
において永久磁石の磁束が閉ループを作る構成であるた
め復帰方向への力が非常に大きくなり、そのためばね負
荷との整合においてアーマチュアを動作側に付勢するば
ね（動作ばね）が必要になるなどの欠点を有していた。

したがって、この発明の目的は、動作ばねを必要とする
ことなく片寄ったばね負荷に適用できる有極の単安定！
磁石を提供することである。

課題を解決するための手段 請求項（１）の単安定電磁石は、少なくとも一対の第１
の磁極部を有する第１の磁性体と、前記一対の第１の磁
極部に対向する一対の第２の磁極部を有する第２の磁性
体と、前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との間に磁
束が流れるように前記第１の磁性体および第２の磁性体
の少なくとも一方を励磁するコイルと、前記第１の磁極
部と前記第２の磁極部の一方の近傍に配置されて前記第
１の磁極部と前記第２の磁極部の間に前記コイルによる
磁束の流れの方向と同方向の磁束を供給する永久磁石と
を備え、前記第１の磁性体および前記第２の磁性体の少
なくとも一方を前記第１のｃ１部と第２の磁極部とが接
近離間する方向に往復動作可能にしたものである。

請求項（２）の羊皮定電る９石は、請求項＋１１におい
て、前記永久磁石の磁化方向が前記第１の６ｉｌ性体ま
たは前記第２の磁性体の移動方向とほぼ平行であり、か
つ前記永久磁石の前記磁化方向の長さが前記第１の磁性
体または第２の磁性体の移動範囲以上となるようにした
ものである。

（作用〕 請求項（１）の単安定ｉＪ　６１１石によれば、コイル
を励磁すると第１の磁極部および第２の磁極部が接近す
るように第１の磁性体および第２の磁性体の可動側が動
作する。この場合、コイルの励磁による磁束が永久磁石
を含まないで第１の磁性体および第２の磁性体による閉
磁路を形成することができる。さらに永久磁石により発
生する磁束を前記コイルによる磁束に重畳させるので第
１の磁性体または第２の磁性体の可動側の吸引力を増大
でき、消費電力を低減できる。一方第１の磁性体または
第２の磁性体の可動側の復帰位置においては永久磁石の
磁束が閉ループを作らない構成となるので、動作側の第
１の磁性体または第２の磁性体の復帰方向には永久磁石
の磁束はほとんど作用せず、従来のような動作ばねを必
要とすることなく片寄ったばね負荷に適用でき、ばね負
荷と整合しやすい吸引力特性が得られる。

請求項（２）の単安定電磁石によれば、第１の磁性体ま
たは第２の磁性体の可動側の移動範囲の全体に永久磁石
の磁束が作用するので、移動範囲の全体において、効率
的にアーマチュアの吸引力を増大することができる。

［実施例〕 この発明の第１の実施例を第１図ないし第３Ｍに基づい
て説明する。すなわち、この単安定電磁石は、第１の磁
性体１と、コイル２と、第２の磁性体３と、永久磁石４
とを有する。

第１の磁性体１および第２の磁性板３はそれぞれ略Ｅ字
形を実施例とし、第２の磁性体３を可動側としている。

コイル２は第】の磁性体１および第２の磁性体３の中央
肩部５，６にまたがって巻装されている。第１の磁性体
１は一対の第１の磁極部８．８′を有し、この場合第１
の磁極部８は２個となり、第２の磁性体３は一対の第１
の磁極部８，８′に直線的な往復動作により接離する一
対の第２の磁極部７．７′を有する。そして、第２の磁
極部７．７′はコイル２の励磁により第１の磁極部８．
８′に吸着される。無励磁時は復帰ばね（図示せず）な
どにより復帰位置に戻る。

永久磁石４は第１の磁性体１の第１の磁極部８゜８′の
近傍に直接同定されている。永久磁石４は一対を実施例
とし、第１の磁性体ｌに磁ｉｓが磁気結合されて同定さ
れている。また永久磁石４の磁化方向は第２の磁極部７
，７′の移動方向とほぼ平行であり、永久磁石４の磁化
方向の長さは永久磁石４の第２の磁極部７．７′の移動
範囲よりも長く形成している。

この実施例によれば、第３図ｔａ＋に示すように、電ｉ
ｆｆ石の復帰状態において、永久磁石４の磁化力により
磁束Φ１は第２の磁性板３．第１の磁性体ｌを経由して
流れるが、磁気回路が粗なる結合であるので第２の磁性
体３を復帰方向に吸引する力はほとんど作用しない、一
方、一部の磁束Φ２は第２の磁極部７，７′と第１の磁
極部８．８′との間を経由して流れるが、この磁気回路
も粗なる結合であるので第２の磁性体３を復ｉＭ方向に
吸引する力はほとんど作用しない、したがって、第２の
磁性体３を復帰方向に吸引する力はほとんど作用しない
ので、従来のような動作ばねを必要とすることなく片寄
ったばね負荷に適用できる。

ついで、コイル２を励磁すると、第２の磁性体３が直線
的に動き、第２の磁極部７，７′が第１の磁極部８．８
′に吸着されるように第２の磁性体３が動作する。この
場合、第３図（ｂｌに示すようにコイル２の励磁により
発生した磁束Φ３は前述の磁束Φ１とは逆方向に流れる
ように構成されており、永久磁石４を含まないで第１の
磁性体ｌおよび第２の磁性体３による閉磁路を流れると
ともに、永久磁石４により発生する磁束Φ２をコイル２
の励磁により発生する磁束φ３に重畳させることになる
。よってコイル２の起磁力を増加するに従い第１の磁性
体１と第２の磁性体３の間に生じる吸引力が増大する一
方、永久磁石４の磁束φ２により第２の磁性体３の動作
側への吸引力を増大できるため、コイル２の消費電力を
低減できる。

しかも永久磁石４を第１の磁性体１に直接同定したため
、永久磁石４から得られる磁束の増大により吸引力を増
大できるので消費電力をより一層低減することができる
。

また第２の磁性体３の接離部７の移動範囲の全体に永久
磁石４の磁束φ２が作用するので、効率的に第２の磁性
体３の吸引力を増大することができ、消費電力を低減で
きる。

次ぎに、コイル２に流れる電流を切ると復帰ばね（図示
せず）などにより、第２の磁性体３は第３図ｆａ）に示
す状態に復帰する。

この発明の第２の実施例を第４図ないし第６図に示す、
すなわち、この単安定電磁石は、第２の磁性体３を８字
形に代えて、■形に形成したものであり、その他は第１
の実施例と同様である。

第７図は、その変形例で永久磁石４を第２の磁性体３に
同定したものである。

なお、永久磁石４の一極と接触するヨーク１の間に別部
材を介在してもよい。また前記実施例は永久磁石４が一
対であったが、１個でもよい、また永久磁石４の磁極Ｓ
をヨークｌに磁気結合させたが、反対の磁極Ｎを磁気結
合させてもよい、また永久磁石４をヨーク１に直接固定
したが、ヨーりｌを保持するケース（図示せず）などに
固定してもよい、さらに永久磁石４を第１の磁性体ｌ側
に同定したが、第７図のように第２の磁性体３側に固定
してもよい。

また第２の磁性体３を可動にしたが、第１の磁性体１が
可動であっても、また第１の磁性体１および第２の磁性
体３の双方が可動であってもよい。

またコイル２は第１の磁性体ｌと第２の磁性体３の双方
にまたがって巻装したが、いずれか一方に設けてもよい
し、一対用意してそれぞれに巻装してもよい。

〔発明の効果〕

請求項（１）の単安定ＴＬ電磁石、第１の磁極部または
第２の磁極部の近傍に永久磁石を配設したため、コイル
の励磁による磁束が永久磁石を含まないで第１の磁性体
および第２の磁性体による閉磁路を形成することができ
るとともに、永久磁石により発生する磁束を前記コイル
による磁束に重畳させるので第２の磁性体の吸引力を増
大でき、消費電力を低減できる。一方策２の磁性体の復
帰位置においては、永久磁石の磁束が閉ループを作らな
い構成となるので、第２の磁性体の復帰方向には永久磁
石はほとんど作用せず、従来のような動作ばねを必要と
することなく片寄ったばね負荷に適用でき、ばね負荷と
整合しやすい吸引力特性が得られる。

請求項（２）の単安定を磁石は、永久磁石の磁化方向の
長さが接離部の移動範囲以上であるため、第２の磁性体
の接離部の移動範囲の全体に永久磁石の磁束が作用する
ので、移動範囲の全体において効率的に第２の磁性体の
吸引力を増大することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の斜視図、第２図はそ
の平面図、第３図は動作状態の説明図、第４図は第２の
実施例の斜視図、第５図はその平面図、第６図はその動
作状態の説明図、第７図は変形例の平面図である。 ｌ・・・第１の磁性体、２・・・コイル、３・・・第２
の磁性体、４・・・永久磁石、７，７′・・・第２の磁
極部、８．８′・・・第１の磁極部 １　図 第　２　争 ＜ｂ＞ 茅　４　Ｚ ｊｌ　５　図 第６図 （ａ） 手続補正書（自発 平成　１年　８月　４日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一対の第１の磁極部を有する第１の磁
   性体と、前記一対の第１の磁極部に対向する一対の第２
   の磁極部を有する第２の磁性体と、前記第１の磁極部と
   前記第２の磁極部との間に磁束が流れるように前記第１
   の磁性体および第２の磁性体の少なくとも一方を励磁す
   るコイルと、前記第１の磁極部と前記第２の磁極部の一
   方の近傍に配置されて前記第１の磁極部と前記第２の磁
   極部の間に前記コイルによる磁束の流れの方向と同方向
   の磁束を供給する永久磁石とを備え、前記第１の磁性体
   および前記第２の磁性体の少なくとも一方を前記第１の
   磁極部と第２の磁極部とが接近離間する方向に往復動作
   可能にした単安定電磁石。
2. （２）前記永久磁石の磁化方向は前記第１の磁性体また
   は前記第２の磁性体の移動方向とほぼ平行であり、かつ
   前記永久磁石の前記磁化方向の長さが前記第１の磁性体
   または第２の磁性体の移動範囲以上である請求項（１）
   記載の単安定電磁石。