JPH0246707A - 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、小型で高感度、かつ、安価な電磁石に関する
。

［従来の技術］ 従来、電磁石は第５図あるいは第６図に示されるように
ヨーク１と、ヨーク１に固定される固定片２と、固定片
２に対して移動方向８に沿って移動する可動片３と、ヨ
ーク１．固定片２および可動片３とから成る磁路にボビ
ンＩＯを介して巻回され１通電されることにより可動片
３を固定片２に対して移動させる電気者ＩＩ　４と、固
定片２に対して可動片３を離隔するように付勢するスプ
リング５とから成る。

また、第５図の電磁石は、さらに、磁束６を発生する永
久磁石７を有する。

〔発明が解決しようとする課題Ｊ 一般に、動作ストローク数ｍｍ、吸引力１Ｋｇ以下程度
の小型プランジャー型電磁石の動作間隙の磁束密度は、
所要励磁アンペアターンの合理的経済設計のため０．２
ないし０．６　Ｗ　ｂ　／　ｍ　”程度に設定されるが
、鉄心部の磁束密度は周知のように１．０ないし１．２
Ｗｂ／ｍ２程度が許容される。

しかし、上述の第５図あるいは第６図の従来装置は、そ
の構造上から固定片２、可動片３の鉄心断面積と動作間
隙の断面積がほぼ等しくする必要があるため、鉄心部磁
束密度は動作間隙の磁束密度と同じく、０．２ないし０
．６　Ｗ　ｂ　／　ｍ　”となり、鉄心断面積は磁束密
度上必要な値の２倍ないし５倍の断面積となる。

従って、これに巻き回す所要アンペアターンの電線所要
長、すなわち、ｆ１７４ｍが増大して高価となり、装置
の大型化を招き、高感度動作特性を損なう問題点がある
。

また、永久磁石７の磁化方向は同心円筒形状とし円筒内
外面を各々Ｎ、５ｌｉｉ極面とすれば磁極面積の差が大
きく、永久磁石の特性から、磁石構造に無理があると共
に、他の形状の永久磁石を採用しても構造上、有効な永
久磁石７の容積が得に（い。

さらに、永久磁石７の起磁力を大きくして高感度特性を
増大しようとすれば、可動片３と永久磁石Ｔの磁極面の
間の磁束密度が上昇して、これに起因する可動片３の半
径方向の吸引力の不均衡が発生し、可動片３の移動際の
摩擦力が増大し、電磁石の動作寿命を短くするという問
題点があった。

そこで、本発明は上述の問題点を解決するために提案さ
れたも′ので、小型軽量で高感度特性を有する安価な電
磁石を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ヨークと、該ヨークに固定される固定片と、
該固定片に対して移動する可動片と、該ヨーク、固定片
および可動片とから成る磁路に巻回され１通電されるこ
とにより該可動片を該固定片に対して移動させる電気巻
線と、該固定片に対して該可動片を離隔するように付勢
するスプリングとから成るＮＦＩＢ石を改良するもので
。

該ヨークの内面と該可動片の一方の磁極面が該移動方向
と平行に対面し、該可動片の他方の磁極面は該固定片の
鉄心部の断面積に比較し広い断面積を有する磁極面に対
し該移動方向と垂直に対面するように形成されたことを
特徴とする電磁石である。

さらに、本発明はヨークの端面あるいは該端面に連結し
た磁極面と該可動片の一方のＭ１磁極は互いに該移動方
向と垂直に対面するように、かつ、該ヨークの端面磁極
面あるいは該端面に連結した磁極面は該固定片の鉄心部
の断面積に比較し広い断面積を有するように形成され、
該固定片の磁極面と該可動片の他方の磁極面が該移動方
向と平行に対面するように形成されたことを特徴とする
電磁石である。

さらに、本発明は、筒状に形成され、該移動方向に磁化
され、一方の磁極面が該ヨークに、他方のＦｉ１極面が
磁極片を介して該固定片と磁気的に連結される永久磁石
を設け、該固定片の一端部が該永久磁石の筒内部を通過
して該ヨークと接続され、縮小されて磁気飽和部が形成
され、または、該固定片の一端部に微小非磁性体が挿入
され磁気抵抗部が形成される。

〔作用１ 本発明によれば、ｌ１ｆ１極面は該固定片の鉄心部の断
面積に比較し広い断面積を有するように形成されるため
、固定片鉄心の断面積を動作間隙断面積に比較し磁気飽
和に達しない範囲で狭くできる。

このため、所要アンペアターン対して、電気巻線平均長
が短くなり、銅線使用量を削減でき、装置が小型、軽量
、かつ、安価となり、構造が単純となり看産に適する。

また、可動片の移動方向に平行な１ｉｔ１１４面積は軸
方向長を長くして所要長に増大できるのでこの部分の磁
束密度を減少して、その不均衡が是正され、可動片の移
動の際の摩擦の増大が防止される。

〔実施例１ 以下、本発明を図面を参照してその実施例に基づいて説
明する。

第１図（ａ）、第１図（ｂ）は本発明の第１の実施例の
断面図である。

第６図の従来装置と構成は共通するが以下の点において
異なる。

固定片２に対しては非磁性体ガイド９を介してか可動片
３は移動する。

ヨークｌの内面１ａと可動片３の一方の磁極面３ａが可
動片３の移動方向８と平行に対面し、可動片３の他方の
磁極面３ｂは固定片２の鉄心部２ｄの断面積に比較し広
い断面積を有する磁極面２ａに対し移動方向８と垂直に
対面するように形成される。

第１図（ｃ）は本発明の第２の実施例の断面図である。

動作間隙１２に対面する固定片２の磁極面２ａと可動片
３の磁極面３ｂは互いに嵌合するテーパ状の凹部２ｃ、
凸部３ｃを有し、ストロークの大きな範囲で大きな吸引
力を発生できる。

第２図（ａ）、第２図（ｂ）は本発明の第３の実施例の
断面図である。

第１図（ａ）（ｂ）と構成は共通するが、以下の構成要
素がさらに加わり、電気巻１１４の通電による磁束と永
久磁石７ａの磁束の重畳効果を利用し大きな吸引力を発
生する。

第２図（Ｃ）に示されるように、筒状に形成され、可動
片３の移動方向８に磁化され、一方の磁極面７ｂがヨー
クｌに、他方の磁極面７ｃが磁極片■１を介して固定片
２と磁気的に連結される永久磁石７ａを設ける。

さらに、固定片２の一端部が永久磁石７ａの円筒内部を
通過してヨークｌと接続され、かつ、縮小して磁気飽和
部２ｂが形成される。

この縮小された磁気飽和部２ｂの代わりに非磁性体を挿
入して磁気抵抗部を設けても良い。

また１図示はされないが第１図（Ｃ）の実施例のように
固定片２の磁極面２ａと可動片３の磁極面３ｂに互いに
嵌合するようにテーパ状の凸部と凹部を設けても良い。

第３図（ａ）、第３図（ｂ）は本発明の第４の実施例の
断面図である。

第１図（ａ）（ｂ）と構成は共通するが、以下の点が異
なる。

ヨークｌの端面磁極面あるいは該端面に連結したＦｉＢ
極面１ｂと可動片３の一方の１ｉｆ１極面３ａは互いに
移動方向８と垂直に対面するように形成される。

また、ヨークｌの端面磁極面あるいは該端面に連結した
磁極面ｔｂは固定片２の鉄心部２ｄの断面積に比較し広
い断面積を有するように形成される。

さらに、固定片２の磁極面２ａと可動片３の他方の磁極
面３ｂが移動方向８と平行に対面するように形成される
。

第４図（ａ）、第４図（ｂ）は本発明の第５の実施例の
断面図である。

第３図（ａ）（ｂ）の実施例に第２図（ａ）（ｂ）の実
施例と同様に磁極片１１．永久磁石７ａおよび磁気飽和
部２ｂが設けられたものである。

この縮小された磁気飽和部２ｂの代わりに非磁性体を挿
入して磁気抵抗部を設けても良い。

以上の第３図（ａ）（ｂ）、第４図（ａ）（ｂ）の実施
例において、ヨーク１の端面ＦＩＢ極面あるいは該端面
に連結した磁極面ｔｂおよび可動片３の一方の１ｉｔｌ
極面３ａに互いに嵌合するテーパ状の凹凸部を設けても
良いことは第１図（Ｃ）の実施例と同様である。

以上の実施例において、第１〜４図（ａ）、第１図（ｃ
）は固定片２と可動片３との離隔状態、第１〜４図（ｂ
）は吸着状態を示す６ ［発明の効果］ 本発明は以上説明したように、固定片の鉄心部の断面積
を磁気飽和に達しない範囲で狭くできるので、所要アン
ペアターン対して、電気巻線の銅線使用量を削減でき、
装置が小型、軽量、かつ。

安価となり、構造が単純となり量産に適する６さらに、
磁極片の挿入により動作空隙の磁束密度と鉄心部自体の
磁束密度を各々最適値に設計できるので、所定アンペア
ターンに対する電磁石の動作を高感度化できる。

次に、永久磁石を溝用する場合は永久磁石が可動片の移
動方向中央に位置しないため、電気巻線を左右に分割す
ることはなく、コストが低下する。

固定片の一端部に磁気飽和部あるいは磁気抵抗部が形成
されるため、可動片と永久磁石磁極面間の磁束密度の不
均衡が是正される。このため、可動片の移動の際の摩擦
を回避でき、動作寿命が延長するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、第１図（ｂ）は本発明の第１の実施例の
断面図、第１図（ｃ）は本発明の第２の実施例の断面図
、第２図（ａ）、第２図（ｂ）は本発明の第３の実施例
の断面図、第２図（ｃｌは永久磁石の構成図、第３図（
ａ）、第３図（ｂ）は本発明の第４の実施例の断面図、
第４図（ａ）、第４図（ｂ）は本発明の第５の実施例の
断面図、第５図は従来装置の断面図、第６図は他の従来
装置の断面図である。 ｌ−・・ヨーク　　　　　２・−・固定片２ｂ・・−磁
気飽和部　　３・・・可動片４・・−電気巻線　　　　
５・−・スプリング７ａ・−永久磁石　　　８・・・移
動方向（ａ） 出　願　人　ミック工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ヨークと、該ヨークに固定される固定片と、該固定
   片に対して移動する可動片と、該ヨーク、固定片および
   可動片とから成る磁路に巻回され、通電されることによ
   り該可動片を該固定片に対して移動させる電気巻線と、
   該固定片に対して該可動片を離隔するように付勢するス
   プリングとから成る電磁石において、 該ヨークの内面と該可動片の一方の磁極面 が該移動方向と平行に対面し、該可動片の他方の磁極面
   は該固定片の鉄心部の断面積に比較し広い断面積を有す
   る磁極面に対し該移動方向と垂直に対面するように形成
   されたことを特徴とする電磁石。 ２　該可動片の他方の磁極面と、該磁極面と対面する該
   固定片の磁極面は互いに嵌合するようにテーパ状の凹凸
   部に形成された請求項 １記載の電磁石。 ３　ヨークと、該ヨークに固定される固定片と、該固定
   片に対して移動する可動片と、該ヨーク、固定片および
   可動片とから成る磁路に巻回され、通電されることによ
   り該可動片を該固定片に対して移動させる電気巻線と、
   該固定片に対して該可動片を離隔するように付勢するス
   プリングとから成る電磁石において、 該ヨークの端面あるいは該端面に連結した 磁極面と該可動片の一方の磁極面は互いに該移動方向と
   垂直に対面するように、かつ、該ヨークの端面磁極面あ
   るいは該端面に連結した磁極面は該固定片の鉄心部の断
   面積に比較し広い断面積を有するように形成され、該固
   定片の磁極面と該可動片の他方の磁極面が該移動方向と
   平行に対面するように形成されたことを特徴とする電磁
   石。 ４　該ヨークの端面磁極面あるいは該端面に連結した磁
   極面と該可動片の一方の磁極面は互いに互いに嵌合する
   ようにテーパ状の凹凸部に形成された請求項３記載の電
   磁石。 ５　筒状に形成され、該移動方向に磁化され、一方の磁
   極面が該ヨークに、他方の磁極面が磁極片を介して該固
   定片と磁気的に連結される永久磁石を設け、該固定片の
   一端部が該永久磁石の筒内部を通過して該ヨークと接続
   され、縮小されて磁気飽和部が形成され、または、該固
   定片の一端部に微小非磁性体が挿入され磁気抵抗部が形
   成される請求項１ないし４記載の電磁石。