JPH0353446Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、自己保持型電磁石駆動装置に係り、
更に詳しくは、可動鉄心が固定鉄心に一旦吸着さ
れた後には励磁コイルの通電を止めても永久磁石
により可動鉄心が固定鉄心に保持されるよう構成
されている自己保持型電磁石駆動装置の改良に関
する。

〔背景技術とその問題点〕

自己保持型の電磁石駆動装置は可動鉄心を固定
鉄心に吸着保持させている間継続して励磁コイル
を通電させる必要がなく、消費電力が少なくて済
むため、従来より広範に利用されているが、近時
は更に、動作時の励磁コイルの通電電流を少なく
するために可動鉄心を含む磁路に対してバイパス
磁路を設けた構造が提案されている。

例えば、第４図に示される従来装置につき説明
すると、図中、ヨーク１の開口端部には固定板２
が固定されるとともに、ヨーク１内にはボビン３
に巻回された励磁コイル４が保持され、励磁コイ
ル４内には可動鉄心５および固定鉄心６が配置さ
れ、固定鉄心６とヨーク１との間には永久磁石７
が介装され、一方、可動鉄心５は付勢手段たるバ
ネ８により固定鉄心６から離隔する方向に付勢さ
れている。また、固定鉄心６とヨーク１との間に
はギヤツプ９が形成されている。

第５図には前記従来装置の磁気回路が電気回路
に置き換えて示され、図中、抵抗r₁は固定板２の
開口部の磁気損失に相当し、抵抗r₂は可動鉄心５
と固定鉄心６の吸着面における磁気損失に基づ
き、抵抗r₃はギヤツプ９における磁気損失に基づ
くものである。永久磁石７より発生する磁束は主
磁路とバイパス磁路を形成し、主磁路は、
永久磁石７→ヨーク１→固定板２→可動鉄心５→
固定鉄心６→永久磁石７→に相当し、バイパス磁
路は、永久磁石７→ヨーク１→ギヤツプ９→固
定鉄心６→永久磁石７→に相当している。また、
コイル磁路は、励磁コイル４に可動鉄心５を固
定鉄心６から離脱させるための電流を通電させた
ときに生じる磁路であり、可動鉄心５→固定板２
→ヨーク１→ギヤツプ９→固定鉄心６→可動鉄心
５→に相当している。

このような従来例においてバイパス磁路を設
けた理由は次の通りである。即ち、可動鉄心５を
固定鉄心６から離脱させる際には、可動鉄心５を
吸着保持している固定鉄心６の磁力作用を励磁コ
イル４に通電することにより生ずる磁力作用によ
り打消す必要があるが、永久磁石７はそれ自身極
めて大きな磁気抵抗体であり、励磁コイル４で生
じた磁束を永久磁石７内にその逆方向に通過させ
ることは極めて困難である。従つて、励磁コイル
４で生じた磁束を永久磁石７内に通過させなけれ
ばならない場合には励磁コイル４を極めて大型と
したり、或いは励磁コイル４に通ずる電流を極め
て大きなものとさせなければならない。そこで、
励磁コイル４で発生する磁束が永久磁石７を通過
しなくとも済むように前記バイパス磁路を設
け、これによりバイパス磁路がない場合に比較
して励磁コイル４に通ずる電流を低減させても主
磁路を打消すに足るだけの磁束が励磁コイル４
により形成されるようにしたわけである。

しかしながら、従来、バイパス磁路を設ける
ときには、固定鉄心６とヨーク１との間に所定の
間隙を設けて前記ギヤツプ９を形成させていた。
これは永久磁石７で発生する磁束の大部分がバイ
パス磁路に流入することがないように磁気抵抗
の比較的大きなギヤツプ９を設けて主磁路の磁
束を低減させ過ぎないようにさせていた。しかし
ながら、前記ギヤツプ９はコイル磁路にとつて
も大きな磁気抵抗となるものであり、そのため、
この点から、可動鉄心５を固定鉄心６から離脱さ
せるに必要な励磁コイル４の通電電流の大きさは
必ずしも十分に低減されたものとは言えないもの
であつた。

また、上述のようなバイパス磁路を設ける技
術的事項は明確化されているものの、その実効を
奏するようすることおよび全体的な機械的強度、
組立調整容易性、経済性を具備すべきことの観点
から見た場合には多くの問題を有していた。すな
わち、ボビン３の位置出し用に固定板２を設ける
構造ゆえにヨーク１と固定板２との組立調整等が
難しいばかりかこれらと可動鉄心５との間に磁気
抵抗を生じさせた、また固定鉄心６とヨーク１と
の間にギヤツプ９を設けるために固定鉄心６をボ
ビン３に嵌挿させるべき小径部２８を有する段付
形状としなければならず小型化を防げた。これは
また固定鉄心６、ボビン３等をヨーク１の一方側
から挿入させて組立なければならないのでヨーク
１を一体的構造とすることができなかつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、可動鉄心を固定鉄心から離脱
させるに必要な励磁コイルに通電する電流を更に
低減させることを可能にしかつ全体的強度、精度
をを上げて小型化できる自己保持型電磁石駆動装
置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本考案は、上記従来問題点を除去すべくなされ
たもので永久磁石および励磁コイルの磁力作用に
より可動鉄心が固定鉄心に着脱され、可動鉄心が
固定鉄心に一旦吸着された後には励磁コイルの通
電を止めても永久磁石の磁力作用だけで可動鉄心
が固定鉄芯に保持され、可動鉄心を固定鉄心から
離脱させるには永久磁石の吸着作用を打ち消すよ
う励磁コイルに通電する自己保持型電磁石駆動装
置において、ヨークを底板部と前記永久磁石を支
持する端板部と前記可動鉄心が貫通される貫通孔
を有する端板部とから形成し、平板形状とされた
前記固定鉄心を該ヨークに配設された前記永久磁
石と前記励磁コイルが巻回されたボビンとの間に
挿入することによつて該ヨークに装着し、前記励
磁コイルから発生される磁束を前記永久磁石を通
過させることなく磁路を形成するよう構成とし前
記目的を達成しようとするものである。

本考案は上記の構成とされているから、励磁コ
イルから発生された磁束を永久磁石を介すること
なく固定鉄心を挿入して形成したバイパス磁路を
通すようにしたからすなわち、永久磁石を通過さ
せることなくコイル電路を形成したから、励磁コ
イルの消費電力を小さくしても十分な離脱力を確
保することができる。また、固定鉄心を平板形状
とできたので容易に組立調整できるとともに精
度、経済を向上できる。また、全体的強度を高め
つつ小型化することができる。

〔実施例〕

本考案に係る自己保持型電磁石駆動装置の一実
施例を図面を参照しながら説明する。

本考案は第１図、第２図に示され、前出第４
図、第５図に示された従来の自己保持型電磁石駆
動装置の構成要素と同一部分については同一の番
号を付している。

第２図において、ヨーク１は一枚板状の磁性材
からプレス加工等により折曲されてなり、底板部
１５とこの底板部１５の両端側には起立する端板
部１０，１１が設けられ全体として側面がコ字型
に形成されている。また、端板部１０には貫通孔
１２が設けられ、底板部１５の中央部分には切欠
部１４，１４を有する一対の固定部１３，１３が
設けられている。

さて、ボビン３は外周面に励磁コイル４を巻回
するための凹部が設けられた円筒形とされ、一端
面にはヨーク１の端板部１０に設けられた貫通孔
１２の大径部２２に嵌挿可能な突条リング２３が
設けられている。この突条リング２３の寸法はヨ
ーク１の端板部１０の板厚より小さいものとされ
ている。従つて、ボビン３は突条リング２３を大
径部２２に嵌挿させかつ両端縁部を底板部１５に
当接させることによりヨーク１に対し正確に位置
づけされる。なお、ボビン３には図示しない端子
基礎部および端子が一体的に設けられている。

また、可動鉄心５はヨーク１の端板部１０の貫
通孔１２およびボビン３のシリンダ穴２４に摺動
可能に挿入され、先端側には垂直な吸着面２５が
設けられ基端側には第１図において右方向に常時
付勢するための付勢手段としてのバネ８が連結さ
れている。また可動鉄心５には穴１９を介し非固
定的に被嵌された補助ヨーク１８が設けられてい
る。この補助ヨーク１８はフランジ板状とされヨ
ーク１の端板部１０に当接離反可能であつて貫通
孔１２と可動鉄心５との間のギヤツプに起因する
磁気抵抗の増大を防止しようとするものである。

一方ヨーク１の端板部１１には永久磁石７が取
付けられている。また、この永久磁石７とボビン
３の端面との間には平板形状の固定鉄心６が挿入
されている。固定鉄心６には可動鉄心５の吸着面
２５と対応させた吸着面２６が設けられ、またそ
の周面の一部はヨーク１の底板部１５と直接接触
され両者６，１，１５の間に磁気損失を招くギヤ
ツプが生じないようされている。但し、上記直接
接触とは、組立などから微小のクリアランスが生
じる場合を含む、概念である（以下の直接接触も
同様とする。）なお、ヨーク１と固定鉄心６との
接触面積を増すには固定鉄心６の周面の一部を平
面加工しておくとよい。

なお、ヨーク１と固定鉄心６との間には、永久
磁石７の磁力バラツキに対する動作点の調整を行
うための調整板が改装されているが考案の要旨と
直結しないので図示および説明を省略する。

次に本実施例のような構成における組立方法を
述べると、ヨーク１の端板部１１に永久磁石７を
取付ける。次に永久磁石７と端板部１０との間の
十分な空間を利用して励磁コイル４と巻回したボ
ビン３を第１図において上方から挿入し、ボビン
３の突条リング２３を端板部１０の大径部２２に
嵌挿する。これにより、ボビン３はヨーク１に対
し正確に必出位置決めされつつ装着される。その
後永久磁石７とボビン３の端面との間に同じく上
方から平板状の固定鉄心６を挿入する。続いて補
助ヨーク１８を被嵌した可動鉄心５を貫通孔１２
に通しボビン３のシリンダ穴２４へ装着させる。
このようにして簡単、迅速な組立が達成される。
このことは、従来の如く固定鉄心６とヨーク１と
の間のギヤツプをなくすこと、従つて固定鉄心６
は平板状とすることができること、これがためボ
ビン３を挿入させるに十分な永久磁石７とヨーク
１の端板部１０との間の寸法を確保できること、
またボビン３を上方側から挿入できるからヨーク
１自体を一体成形することができかつ、端板部１
０に従来の如くＵ字状とせず丸状の貫通孔１２を
設けられることまた、従来の如き固定板２を不要
とできること、従つて端板部１０のねじれ変形等
を生じさせ難いから全体的にヨーク１の強度を高
められその結果ヨーク１に対するボビン３、可動
鉄心５の位置出しが精度よく行われること、とい
うような一連不可分的な構成をもつて達成できる
ものである。

続いて前出第５図に示した従来装置における磁
力回路を参照しながら本実施例の使用状態を述べ
ると、主磁路は、永久磁石７→ヨーク１，１
１，１５，１０→補助ヨーク１８→可動鉄心５→
固定鉄心６→永久磁石７に相当し、この可動鉄心
５を含む主磁路に対するバイパス磁路は、永
久磁石７→ヨーク１，１１，１５→固定鉄心６→
永久磁石７に相当する。また、磁気抵抗r₁は、貫
通孔１２近傍のヨーク１，１０と可動鉄心５との
間における磁束の損失に基づくものであり、磁気
抵抗r₂は吸着面２５，２６における磁束の損失に
基づくものであり、磁気抵抗r₃は固定鉄心６とヨ
ーク１，１５との間における磁気損失に基づくも
のである。ここに、本実施例では、固定鉄心６が
ヨーク１の底板部１５に直接接触しており、これ
ら間にギヤツプがないので磁気抵抗r₃を極めて小
さいものとすることができる。さらに、可動鉄心
５とヨーク１の端板部１０とに接触する補助ヨー
ク１８が設けられているから貫通孔１２と可動鉄
心５との〓間を可動鉄心５の摺動に便宜なものと
選定しても磁気抵抗r₁は増大せずこれまた磁気損
失を減少させることができる。

これがため、励磁コイル４により発生されるコ
イル磁路はヨーク１，１５→固定鉄心６→可動
鉄心５→補助ヨーク１８→ヨーク１０，１２に相
当するから、磁気抵抗r₁，r₃も従来例と比較して
極めて小さい値となる。従つて、特に、磁気抵抗
r₃が極減するので励磁コイル４への通電電流を軽
減させても主磁路を打消すに足るだけのコイル
磁路が形成され円滑な可動鉄心５の離脱を図る
ことができる。

このような本実施例によれば、主磁路の他に
バイパス磁路を設け、更に、このバイパス磁路
における磁気抵抗r₃を極めて小さい値としてあ
るため、主磁路を打消すために励磁コイル４に
通電する通電電流を低減させることができ、従つ
て、可動鉄心５を固定鉄心６から離脱させる際の
励磁コイル４の消費電力（解除電力）を減少させ
ることができる。補助ヨーク１８も磁気抵抗r₁を
小さくするからその効果を助長する。例えば、第
３図には本実施例における可動鉄心５を固定鉄心
６から離脱させるに必要な励磁コイル４の消費電
力が、従来装置（ギヤツプが大きい場合…磁気抵
抗r₃が大きい場合、および、ギヤツプを減らした
場合…磁気抵抗r₃をやや小さな値とさせた場合）
との比較で示してあり、この図からも解るよう
に、本実施例によれば、ギヤツプ９が大きい場合
の従来装置と比較して10分の１程度、ギヤツプを
減らした場合の従来例と比較して３分の１程度の
消費電力とすることができる。

従つて、本実施例は電池駆動等の電源容量の少
ない場合の使用に好適なものとできる。

また、上記消費電力低減化のため固定鉄心６を
ヨーク１，１５に接触するようしたので従来の如
くボビン３にその小径部２８を嵌挿させる装着方
法をとらないから平板形状とすることができ、固
定鉄心６自体の加工容易化はもとよりボビン３を
図で上方から挿入するに十分な空間を確保するこ
とができる。従つて、ヨーク１をプレス等による
一体成形によつて製造することが可能となり性能
的にも経済的にも有利である。これは固定部１
３，１３をも一体的に設けられるから材料的ロス
もなくすることができる。また、ボビン３等を可
動鉄心５の軸方向の一方向から押込んでヨーク１
に装着させなくともよいから組立調整を迅速かつ
容易に行うことができる。また、ヨーク１の端板
部１０には丸状の貫通孔１２を設けられるからボ
ビン３の位置出しを確実に行うことができるばか
りか従来の如く固定板１２あるいはＵ字状の切欠
部を設けなくてよいのでヨーク１の端板部１０相
当または固定板１２のねじれ変形等を誘起させず
性能、取扱、寿命、経済性を満足する電磁石駆動
装置を確立することができる。

さらに、全体として小型化することができるか
ら全長10mm程度の電磁石駆動装置を製作すること
ができるので利用分野を拡大させることができ
る。

以上の実施例によれば、ヨーク１を全体コ字型
としたが、さらに第１図に二点鎖線で示したよう
な上蓋２１を設けることができる。こうするとコ
イル磁路をより効率的に作用させることができ
る。

〔考案の効果〕

上述のように本考案によれば、可動鉄心を固定
鉄心から離脱させるに必要な励磁コイルに通電す
る電流を更に低減させることを可能にするととも
に迅速かつ容易な組立ができるという優れた効果
を有する自己保持型電磁石駆動装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る自己保持型電磁石駆動装
置の一実施例を示す側断面図、第２図は同じくヨ
ークの斜視図、第３図は同じく励磁コイルの消費
電力を示す線図、第４図は従来の自己保持型電磁
石駆動装置の一例を示す側断面図および第５図は
従来のバイパス磁路を設けた自己保持型電磁石駆
動装置の磁気回路図である。 １……ヨーク、３……ボビン、４……励磁コイ
ル、５……可動鉄心、６……固定鉄心、７……永
久磁石、１０，１１……端板部、１２……貫通
孔、１５……底板部、１８……補助ヨーク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 永久磁石および励磁コイルの磁力作用により可
   動鉄心が固定鉄心に着脱され、可動鉄心が固定鉄
   心に一旦吸着された後には励磁コイルの通電を止
   めても永久磁石の磁力作用だけで可動鉄心が固定
   鉄芯に保持され、可動鉄心を固定鉄心から離脱さ
   せるには永久磁石の吸着作用を打ち消すよう励磁
   コイルに通電する自己保持型電磁石駆動装置にお
   いて、ヨークを底板部と前記永久磁石を支持する
   端板部と前記可動鉄心が貫通される貫通孔を有す
   る端板部とから形成し、平板形状とされた前記固
   定鉄心を該ヨークに配設された前記永久磁石と前
   記励磁コイルが巻回されたボビンとの間に挿入す
   ることによつて該ヨークに装着し、前記励磁コイ
   ルから発生される磁束を前記永久磁石を通過させ
   ることなく磁路を形成したことを特徴とする自己
   保持型電磁石駆動装置。