JPH0376566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁継電器等に使用する有極電磁石に
関する。

〔従来技術〕

従来、この種の有極電磁石の構造として実開昭
59−9455号公報、特開昭57−188816号公報および
特開昭59−14234号公報に記載されたものが提案
されている。第１１図および第１２図を参照する
と、これら従来記載の有極電磁石の各々は、２枚
の電極板５および６と永久磁石７とを含む可動ブ
ロツク４と、コイル３が巻回されこれら磁極板５
および６の間に一端が配置された鉄心１と、この
鉄心１に他端に一端が磁気接続され他端が２又に
分岐して前記磁極板５および６の外側に配置され
たヨーク２とを備え、鉄心１の端部１ａとその両
側に配置されたヨーク端部２ａおよび２ｂとで形
成される２つの励磁空間と可動ブロツク４の磁極
板５と６との間に形成される励磁空間とが重ねら
れることによりヨーク端部２ａ、電極板５、鉄心
端部１ａ、磁極板６およびヨーク端部２ｂが層を
なすよう励磁空間を形成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

階層状に配置された鉄心端部１ａとヨーク端部
２ａ，２ｂとの間にそれぞれ形成される２つの励
磁空間内に挿入配置された磁極板５および６によ
り可動ブロツク４は第１１図中の矢印方向に平行
移動するように遊支持されている。この遊支持機
構としては、例えば、実開昭59−9455号公報記載
の構造のようにコイルスプールつば部に設けたガ
イド突起に可動ブロツクのカード部を横方向スラ
イド自在に嵌入させたもの、特開昭57−188816号
公報記載の構造のように可動ブロツクに平衡ばね
を設けたものを等考えられる。しかし、これらの
従来構造によると、鉄心ならびにヨーク配置の寸
法精度または可動ブロツクの寸法精度が十分でな
い場合、例えば、第１３Ａ図および第１３Ｂ図に
示すように、鉄心端部１ａとヨーク端部２ａとの
間隔l₁と鉄心端部１ａとヨーク端部２ｂとの間隔
l₂とが一致しない場合（l₁＞l₂）、第１３Ａ図に示
すように、可動ブロツク４がヨーク端部２ａ側に
移動するとき、磁極板５および６に働く反発力と
吸引の合力Ｆは磁極板５および６の全面に働く。
このため、磁極板６が鉄心端部１ａに接触する
と、磁極板５はヨーク端部２ａに接触できず間〓
が生じる。同様に、可動ブロツク４がヨーク端部
２ｂ側に移動したときは第１３Ｂ図に示すよう
に、鉄心端部１ａと磁極板５との間に間〓が生じ
て磁気抵抗の変動が起こるため安定した接点動作
を行なえないという事態が生じる。

また、第１４Ａ図および第１４Ｂ図に示すよう
に、可動ブロツク４を保持するカード１６はコイ
ルボビン等（図示されていない）に設けた支持ガ
イド１５により遊支持されている。このカード１
６の両側部にはそれぞれ接点ばね駆動部１７が設
けられている。カード１６の移動により接点ばね
駆動部１７がカード１６の両側にそれぞれ配置さ
れた接点ばね１８を押圧、開放することにより接
点ばね１８に配置された接点（図示されていな
い）を切り換える。この接点ばね駆動部１７は磁
極板５および６に働く反発力と吸引力の合力Ｆを
効率よく伝えるよう磁極板５および６の表面上の
空間内に設けることが望ましい。特に、２枚の磁
極板５および６のそれぞれの重心を結ぶ直線上付
近に設けるのが理想的である。しかし、従来の有
極電磁石構造においては、磁極板５，６の両外側
にはヨーク端部２ａおよび２ｂに設けてあるた
め、第１４Ａ図に示すように、ヨーク端部２ａ，
２ｂの上側に接点はね駆動部１７を設けたり、第
１４Ｂ図に示すように、カード１６がヨーク端部
２ａ，２ｂをまたぐような形状を採用している。
この結果、第１４Ａ図に示す構造では、接点ばね
駆動部１７が理想的な位置をはずれてしまい、第
１４Ｂ図に示す構造では接点ばね駆動部１７の位
置は理想的だがカード１６の形状が複雑で構造的
強度が得にくく、強度増加のためにはカード１６
の高さ、厚みを大きくしなければならず、結局構
造が大型化し効率のよい電磁継電器が得られない
という欠点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明における有極電磁石は、それぞれが第１
の端部と第２の端部とを有するコ字形の２枚の磁
極板を永久磁石の両磁極に１枚づつ固定してなる
可動フロツクと、励磁用コイルが巻回され一端部
が前記可動ブロツクの２枚の磁極板により形成さ
れる２組の端部の一方の組の端部間に挿入配置さ
れた鉄心と、この鉄心に磁気接続し前記可動ブロ
ツクの２枚の磁極板により形成される２組の端部
のうちの他方の組の少なくとも１つの端部の外側
に配置されたヨークとを備えたことを特徴とす
る。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説
明する。

第１図を参照すると、本発明の第１の実施例
は、それぞれが第１の端部５ａおよび６ａと第２
の端部５ｂおよび６ｂとを有するコ字形磁極板５
および６が永久磁石７の両磁極に固定されてなる
可動ブロツク４と、コイル３が巻回され端部１ａ
が前記端部５ａと６ｂとの間に挿入配置された鉄
心１と、この鉄心の他端部と一体形成されてなる
一端部と２又に分岐し前記端部５ｂおよび６ｂの
外側にそれぞれ対向配置された２つの他端部２ａ
および２ｂとを有するヨーク２とから構成されて
いる。可動ブロツクは永久磁石７の磁極方向（図
中矢印方向）に平行移動するよう図示されていな
い遊支持機構により遊支持されている。可動ブロ
ツク４の磁極板５および６にはそれぞれ永久磁石
７の磁極と同じ磁極が生じるので、電極５および
６の端部５ａと６ａとの間および端部５ｂと６ｂ
との間には静磁場が生じる。鉄心１に巻回された
コイル３に電流を流すことにより鉄心端部１ａに
は磁極が発生し、また、鉄心１と磁極接続された
ヨーク２の端部２ａおよび２ｂには鉄心端部１ａ
と反対の磁極が発生する。

次に、第２Ａ図および第２Ｂ図を参照し本発明
の動作原理を説明する。まず、第２図を参照する
と、可動ブロツク４がヨーク端部２ａ側に吸引保
持された状態が示されている。永久磁石７の磁束
φmaは、永久磁石７のＮ極−磁極板５の第２の
端部５ｂ−ヨーク端部２ａ−鉄心端部１ａ−磁極
板６の第１の端部６ａ−永久磁石７のＳ極の径路
で閉磁路を形成して自己保持している。ここで、
鉄心端部１ａがＳ極となるようコイル３に電流
を流すと、鉄心端部１ａと磁極板５の第１の端部
５ａとの間には吸引力、鉄心端部１ａと磁極板６
の第１の端部６ａとの間には反発力、ヨーク端部
２ａと磁極板５の第２の端部５ｂとの間には反発
力、ヨーク端部２ｂと磁極板６の第２の端部６ｂ
との間には吸引力がそれぞれ働き、この結果、各
吸引反発力の合力はほぼ可動ブロツク４の重心近
くに働き、可動ブロツク４はヨーク端部２ｂ側へ
平行移動し第２Ｂ図に示す状態をとる。永久磁石
７の磁束φmbは永久磁石７のＮ極−磁極板５の
第１の端部５ａ−鉄心端部１ａ−ヨーク端部２ｂ
磁極板６の第２の端部６ｂ−永久磁石７のＳ極の
径路で閉磁路を形成して自己保持する。

第３図および第４図に本発明の有極電磁石を電
磁継電器に応用した例を示す。永久磁石７と２枚
のコ字形磁極板５および６から構成された可動ブ
ロツク４は、カード１１の可動ブロツク保持部１
２により保持され、カードブロツク１０を構成す
る。カード１１の両側後部に設けた接点ばね駆動
部１３の上端からそれぞれ前方にＬ字形をなすよ
うガイド溝１４が一体形成されている。コイルブ
ロツク２０は、コイル３が巻回されたコイルボビ
ン２１に下方からヨーク２を組み合わせ、コイル
ボビン２１の挿入孔２２より挿入された鉄心１を
ヨーク２の嵌合穴２ｃに打込み組み合わせること
により構成される。つば部２３にはガイドピン２
４が２つ設けられており、それぞれのガイドピン
２４がカードブロツク１０のそれぞれのガイド溝
１４にはめ込まれる。つば部２５にはコイル端子
２６が設けられる。ボデイー３０は中央部にコイ
ルブロツク２０と嵌合する嵌合溝３１を有し、嵌
合溝３１の両側には接点ばね３２の一端がばね固
定子３３に溶接固定され、他端は自由端となるよ
うに配置されている。接点ばね３２の自由端両側
面に対向して内側および外側に固定端子３４が設
けられている。接点ばね３２の自由端は、ばね自
体の弾力性によりそれぞれ内側の固定端子３４に
接触している。ボテイー３０にカバー４０を取り
付けることにより電磁継電器が構成される。詳述
すると、コイルブロツク２０はボデイー３０の嵌
合溝３１に嵌合され、コイルボビン２１の有する
ガイドピン２４にカード１１の有するガイド溝１
４をはめ込むようカードブロツク１０は上方から
嵌合装着される。ガイド溝１４の内幅はガイドピ
ン２４の外径よりも大きく、ガイド溝１４の深さ
はガイドピン２４の高さより小さいので、カード
ブロツク１０はそれぞれのガイド溝１４内におい
てガイドピン２４の頂点で支持されている。この
ように、カードブロツク１０はガイドピン２４の
２点支持により永久磁石７の磁極方向に摺動して
平行移動可能に遊支持される。カードブロツク１
０の平行移動により接点ばね駆動部１３が、その
両側に配置された接点ばね３２を押圧、開放する
ことにより接点ばね３２は固定接点３４と接触、
開離し接点位置を切換える。

第５図および第６図を参照して本発明の作用効
果を説明する。

第５図は鉄心とヨークとの寸法精度が十分でな
く、鉄心端部１ａとヨーク端部２ａとの隔離l₁と
鉄心端部１ａとヨーク端部２ｂとの間隔l₂が一致
していない（l₁＞l₂）状態における鉄心端部１ａ
ヨーク端部２ａ，２ｂ、磁極板５，６のそれぞれ
の端部５ａ，５ｂ，６ａおよび６ｂの位置関係を
示している。磁極板端部５ａ，６ｂ及び５ｂ，６
ａにそれぞれ反発力および吸引力が働くと、その
合力Ｆにより可動ブロツク４がヨーク端部２ａ側
に平行移動する。ここで、可動ブロツク４は第３
図により述べたように、コイルボビンのガイドピ
ン（図示せず）により遊技支持されている。鉄心
端部１ａと磁極板６の第１の端部６ａとが接触す
るとき、ヨーク端部２ａと磁極板５の第２の端部
５ｂとはまだ接触しておらず間〓が存在する。磁
極板５の第２の端部５ｂおよび磁極板６の第２の
端部６ｂに働く吸引力および反発力により、可動
ブロツク４は支点Ｐを中心に回転力Ｑを受けて遊
技持の範囲内で時計方向に回転し傾斜し、磁極板
５の第２の端部５ｂとヨーク端部２ａとは接触す
る。このように、有極電磁石の製造特に多少の寸
法誤差が存在しても磁極板と鉄心、ヨークは接触
可能となるので磁気抵抗の変動の少ない安定な接
点動作が可能となる。

次に、第６図は本発明の有極電磁石を用いて第
３図および第４図に示す電磁継電器を構成する場
合の接点ばね駆動部の構造を示している。ヨーク
端部２ａ，２ｂは鉄心端部１ａより下方に位置し
ているので、磁極板５，６の外側には空間があ
り、第６図に示すように、可動ブロツク４が平行
移動する際に働く吸引、反発力の合力Ｆの位置に
無理なく接点ばね駆動部１３を設けることがで
き、カードブロツク１０も充分な強度を得ること
ができる。この結果、安定した接点動作が達成で
き、特に動作累積回路が増加したときも動作を安
定に行なえる。

なお、第１の実施例においては、ヨーク２の形
状を上方から見てＴ字形状に分岐しヨーク端部２
ａおよび２ｂが上方へ屈折した状態となるよう構
成したが、ヨーク端部２ａおよび２ｂが上方に屈
折せずにほぼＹ字形に分岐した形状に構成しても
よい。

次に、本発明の第２の実施例について詳細に説
明する。

第７図を参照すると、第２の実施例において
は、磁気抵抗の増加のために、ヨーク端部２ａを
用いずに、鉄心端部１ａの磁極板６の第１の端部
６ａに対向する位置に薄板状の磁気的絶縁材料か
ら形成されたレシジヤル板８が取り付けられてい
る。また、第５図に示す本発明の作用効果を達成
するために第１の実施例におけるヨーク端部２ａ
の位置に非磁性合金の非磁性体をストツパー９と
して圧着等により設けている。レシジヤル板８は
コイルの通電を断つたときの磁性部材の残留磁束
による復旧障害を除去するために使用される。

次に本発明の第２の実施例の動作原理を第８Ａ
図および第８Ｂ図を参照して説明する。第８Ａ図
に示すように、可動ブロツク４がヨーク端部２ｂ
側に吸引保持された非励磁状態では永久磁石の磁
束φmbは、永久磁石７のＮ極−磁極板５の第１
の端部５ａ−鉄心端部１ａ−ヨーク端部２ｂ−磁
極板６の第２の端部６ｂ−永久磁石７のＳ極の径
路で閉磁路を形成して自己保持をしている。ここ
で、鉄心端部１ａがＮ極となるようコイル３に電
流を流すと、各部に働く吸引力または反発力の
ために可動ブロツク４は第８Ｂ図に示す状態とな
る。

このとき、可動ブロツク４に働く力は永久磁石
の磁束φmaとコイル３による磁束φcとの和によ
るため、ヨーク２の磁極板５との間の磁気抵抗が
大きくても大きな力が得られる。

次に第９図を参照すると、本発明の第３の実施
例においては、鉄心１のコイル巻回部分が円柱状
となつており、鉄心端部１ａのみを所定の厚さの
板状にしてある。本実施例によれば、鉄心１に巻
回されるコイル３の平均周長が小さくなるため、
駆動電力を小さくすることが可能となり、高感度
で経済的な有極電磁石が得られる。鉄心形状が、
一辺がａの正方形断面の場合のコイル周長lsと直
径がａの円柱の場合のコイル周長lpとの比は、 lp／ls＝2a√／4a＝√／２≒0.89となる。
なお、第９図では電流保持形の有極電磁石を示し
ているが、自己保持形の有極電磁石にも適用でき
る。

第１０図を参照すると、本発明の第４の実施例
においては、ヨーク端部２ａとヨーク端部２ｂの
磁極板５または６との接触面積が異なるようにし
ている。このため、永久磁石７からみた磁気抵抗
に差を生じるので、可動ブロツク４は非励磁状態
のとき磁極抵抗の小さなヨーク端部２ｂ側に吸引
保持されている。また、ヨーク端部２ａの接触面
積を小さくする代りに磁極板５の第２の端部５ｂ
の接触面積を小さくしても同様な効果が期待でき
る。

〔発明の効果〕

以上のように、鉄心端部とこの鉄心に磁気接続
されたヨーク端部とをずらして対向配置しかつ可
動ブロツクの２枚の磁極板にそれぞれ鉄心端部と
対向する第１の端部とヨーク端部と対向する第２
の端部とを設けた構成を採用した本発明において
は、可動ブロツクに働く吸引力と反発力の合力位
置にヨーク端部が位置しないので可動ブロツクを
保持するカードの接点ばね駆動部を設けるための
空間が大きくとれる。この結果、構造的強度の大
きく、可動ブロツク保持状態における磁気抵抗の
変動のない動作の安定した有極磁石が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の斜視図、第２
Ａ図および第２Ｂ図は本発明の第１の実施例の動
作原理を示す図、第３図および第４図はそれぞれ
本発明の第１の実施例を応用した電磁継電器の分
解斜視図および組立状態斜視図、第５図および第
６図は本発明の作用効果を示す図、第７図は本発
明の第２の実施例の斜視図、第８Ａ図および第８
Ｂ図は本発明の第２の実施例の動作原理を示す
図、第９図は本発明の第３の実施例の斜視図、第
１０図は本発明の第４の実施例の斜視図、第１１
図および第１２図は従来の有極電磁石の構造例の
斜視図および動作原理を示す図、第１３Ａ図、第
１３Ｂ図、第１４Ａ図および第１４Ｂ図は従来例
における問題点を示す図である。 １……鉄心、１ａ……鉄心端部、２……ヨー
ク、２ａ，２ｂ……ヨーク端部、２ｃ……嵌合
穴、３……コイル、４……可動ブロツク、５，６
……磁極板、５ａ，６ａ……磁極板の第１の端
部、５ｂ，６ｂ……磁極板の第２の端部、７……
永久磁石、８……レシジヤル板、９……ストツパ
ー、１０……カードブロツク、１１……カード、
１２……可動ブロツク保持部、１３……接点ばね
駆動部、１４……ガイド溝、１５……支持ガイ
ド、１６……カード、１７……接点ばね駆動部、
１８……接点ばね、２０……コイルブロツク、２
１……コイルボビン、２２……挿入孔、２３……
つば部、２４……ガイドピン、２５……つば部、
２６……コイル端子、３０……ボデイー、３１…
…嵌合溝、３２……接点ばね、３３……ばね固定
子、３４，３５……固定端子、４０……カバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれが第１の端部と第２の端部とを有す
   るコ字形の２枚の磁極板を永久磁石の両磁極に１
   枚づつ固定してなる可動ブロツクと、励磁用コイ
   ルが巻回され一端部が前記可動ブロツクの２枚の
   磁極板により形成される２組の端部の組合せのう
   ちの一方の組の端部間に挿入配置された鉄心と、
   この鉄心の他端に自己の一端が磁気接続し前記可
   動ブロツクの２枚の磁極板により形成される２組
   の端部の組合せのうちの他方の組の少なくとも１
   つの端部の外側に自己の他端が配置されたヨーク
   とから構成されたことを特徴とする有極電磁石。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の有極電磁石にお
   いて、前記２枚の磁極板により形成される２組の
   端部の組合せのうちの他方の組の２つの端部の外
   側に対向配置された２つのヨーク端部の前記２枚
   の磁極板と接触する面積がそれぞれ異なるように
   したことを特徴とする有極電磁石。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の有極電磁石にお
   いて、前記可動ブロツクの有する２枚の磁極板間
   に挿入配置された前記鉄心端部にレシジヤル板を
   設けたことを特徴とする有極電磁石。 ４ 特許請求の範囲第１項の記載の有極電磁石に
   おいて、前記鉄心の励磁用コイル巻回部分を円柱
   状としたことを特徴とする有極電磁石。