JPH0383304A - 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、３相モータの開閉用の電磁接触器等に適用
される電磁石装置に関するものである。

〔従来の技術〕

電磁石装置は、たとえば特公昭５８−２０９８３６号に
開示されているように、コイルの励磁によりアーマチュ
アを作動する。

〔発明が解決しようとする３ｍ１ｌｌ）ところが、この
電磁石装置は、コイル枠とアーマチュアとが直接摺動す
るため摩擦が大きく、そのためコイル枠が摩耗するとい
う欠点があった。

また、アーマチュアの残留ギャップをレシジュアルプレ
ートで確保していたため、部品点数が多くなるという欠
点があった。

さらに、アーマチュアの動作速度が速いため／＜ランス
が発生しやすいという欠点があった。

したがって、この発明の目的は、摩耗を低減できる電磁
石装置を提供するとともに、部品点数の少ない電磁石装
置を提供し、かつバウンスを低減できる電磁石装置を提
供することである。

（Ｌｌａを解決するための手段〕 請求項（１１の電磁石装置は、コイルと、このコイル内
にコイル軸方向に移動自在に設けられた可動部を有する
とともに前記可動部の少なくとも一端側に前記コイルの
一端部より突出する接極子を設けたアーマチュアと、前
記接極子に対して前記コイルの前記一端部側および前記
コイルの前記一端部と反対側の少なくとも一方にコイル
軸方向と同方向に対向する第１の磁極部を有するととも
に前記コイルの他端部側で前記可動部に対向する第２の
磁極部を有するコークと、前記第１の磁極部に対して前
記接極子を介して前記コイル軸方向と同方向に対向する
一方の磁極を有するとともに前記ヨークに磁気結合する
他方の磁極を有する永久磁石部と、前記アーマチュアを
前記永久磁石部の前記一方の磁極側に付勢する復帰ばね
とを備えた電磁石装置において、前記ヨークの前記第１
の磁極部に対向する前記接極子の表面および前記永久磁
石部の前記一方の磁極に対向する前記接極子の表面の少
なくともいずれか一方を、樹脂で被覆したことを特徴と
するである。

請求項（２）の電磁石装置は、請求項（１）の樹脂の被
覆位置に代えて、前記樹脂でアーマチュアの前記コイル
内の摺動部分の表面を覆っているものである。

請求項（３）の電磁石装置は、請求項（１）の樹脂の被
覆位置に代えて、前記樹脂で前記アーマチュアの動作速
度を遅延させる重量となるように前記アーマチュアの一
部を被覆しているものである。

請求項（４）の電磁石装置は、請求項（１）の樹脂の被
覆位置に代えて、前記樹脂で前記アーマチュアの全体を
被覆しているものである。

〔作用〕

請求項ｉｌ＋の’ｒ１ＭＪ石装置によれば、コイルの無
励磁では復帰ばねにより、接極子が永久磁石部の一方の
磁極に吸引されるように付勢される。一方コイルの励磁
により、接極子がヨークの第１の磁極部に吸引される。

この場合、コイルの励磁時に永久磁石部を含まないでヨ
ークおよびアーマチュアによる閉磁路を形成するため、
アーマチュアの吸引力を増大できるとともに感度を向上
でき、低消費電力化が可能になる。また永久磁石部を除
去することにより、ヨークとコイルとアーマチュアとを
交流型の？１（ｆｆ石装置に共用することができ、部品
の共通化が可能となり低コストにできる。とくに、アー
マチュアの残留ギャップを＆Ｔｉ　ｒ：ｄする酊すなわ
ち、ヨークの第１の磁極部に対向する接極子の表面およ
び永久磁石部の一方の磁極に対向する接極子の表面の少
なくともいずれか一方を樹脂で被覆したため、樹脂の非
磁性により従来のレシジュアルプレートが不要になり、
部品点数を削減することができる。

請求項（２）の電磁石装置によれば、樹脂でアーマチュ
アのコイル内の摺動部分の表面を覆っているため、アー
マチュアの摺動部分の摩擦によるコイル内の摩耗を低減
することができる。

請求項（３）の電磁石装置によれば、樹脂でアーマチュ
アの動作速度を遅延させる重量となるようにアーマチュ
アの一部を被覆しているため、アーマチュアの動作速度
を遅延でき、バウンスを低減することができる。

請求項（４）の！磁石装置によれば、樹脂でアーマチュ
アの全体を被覆しているため、部品点数を削減でき、摩
耗を低減でき、しかもバウンスを低減することができる
。

〔実施例〕

この発明の第１の実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。すなわち、この１１電磁石装置は、コイル
ｌと、アーマチュア２と、ヨーク３と。

永久磁石部５′と、復帰ばね１５と、樹脂５０からなる
。

コイル１は、コイル枠６の外周に巻線７を巻回してなる
。コイル枠６の中空部８は円筒形をなしている。

アーマチュア２は、コイル１内のコイル軸方向に移動自
在に設けられた可動部９を有するとともに可動部９の少
なくとも一端側にコイル１の一端部より突出する接極子
１０を設けている。第２図に示すように可動部９は円柱
状を実施例とし、中空部８内に摺動自在に支持されてい
る。また前記接極子１０は平板状を実施例として略中央
部の孔１０ａに可動部９の端部の細径部９ａを嵌着しか
しめ等により磁気的かつ機械的に結合し、全体として略
丁字形を形成している。

ヨーク３は、接極子１０に対してコイル１の一端部側に
前記コイル軸方向と同方向に対向する第１の磁極部１２
を有するとともにコイル１の他端部側で可動部９に対向
する第２の磁極部１３を有する。このヨーク３は、第１
の磁極部１２を有するコ字形板２５と第２の磁極部１３
を形成する筒体２６とからなり、第１のｉｆｆ極部１２
は接極子１０にギャップＧ、をおいてコイル軸方向と同
方向に対向し、第２の磁極部１３は可動部９の側部に一
定のギャップＧ２をおいて接近する状態に対向している
。なお、筒体２６の内径はコイル枠６の中空部８の内径
と同じであり、中空部８の一端に筒体２６を収納するた
め中空部８の一端に凹部を形成している。２７は筒体２
６に嵌合する切欠、２８は復帰ばね１５を遊嵌させる切
欠である。

永久磁石部５′は、第１の磁極部１２に対して接極子１
０を介して前記コイル軸方向と同方向に対向する一方の
磁極Ｓを有するとともにヨーク３に磁気結合する他方の
磁極Ｎを有する。この永久磁石部５′は、永久磁石５と
この永久磁石５の磁Ｆ！ｉｓに一端部が磁気結合された
補助ヨーク４からなり、補助ヨーク４の他端１４を永久
磁石部５′の一方の磁極Ｓとし、永久磁石５の磁極Ｎを
永久磁石部５′の他方のＭ１極Ｎとしている。

補助ヨーク４は、略り字形板を実施例とし、他端１４と
接極子１０との間にギャップＧ３を形成している。２９
はコイル枠６に係合する切欠である。

永久磁石５は、ヨーク３の中間部と補助ヨーク４の一端
に磁極Ｎ、Ｓが対面するようにその間に設けられる板状
体を実施例としており、実施例ＮＳの磁化方向がコイル
ｌのコイル軸方向と直角となるように配設される。

復帰ばね１５は、アーマチュア２を永久磁石部５′の一
方のＭ１極Ｓ側すなわち補助ヨーク４の他端１４の方向
に付勢している。この復帰はね１５は、通常接点部の復
帰ばねたとえば！磁接触器のばね負荷系を兼ね、アーマ
チュア２のばね負荷として作用する。

樹脂５０は、ヨーク３の第１の磁極部Ｉ２に対向する接
極子１０の表面５０ａを被覆している。

樹脂５０は、たとえば硬質塩化ビニル樹脂の約０、３　
ｍｌ厚さの板状体を実施例とし、表面５０ａにたとえば
シリコン系接着剤を塗布して接着される。

この電磁石装置の組立は、コイル枠６に巻線７を巻回す
る。永久磁石５の磁極Ｓ側に補助ヨーク４の一端を接着
剤で固着する。また接極子１０の表面に樹脂５０を接着
するとともに、アーマチュア２の可動部９の細径部９ａ
を接極子１０の中心の孔１０ａにかしめ結合する。そし
て、ヨーク３の筒体２６を中空部８の端部に挿入し固着
するとともに可動部９を中空部８に摺動自在に挿入し、
また永久磁石部５′の補助ヨーク４の他＠１４をコイル
枠６の一端部に位置するように永久磁石部５′をコイル
枠６の側部に固定し、さらにその外側にヨーク３のコ字
形板２５を被せる。

この′ｒ！１磁石装置の動作について、説明する。すな
わち、第３図はアーマチュア２が復帰状態にあり、コイ
ル１が励磁されていないときであり、永久磁石部５′に
よる磁気吸引力と復帰ばね１５との力の関係からこの状
態が安定状態となる。この場合、永久磁石５の発生した
磁束は経路Φ１　（細線矢印）を流れる。すなわち、永
久磁石５の磁極Ｎ−ヨーク３−第２の磁極部１３−ギャ
ップＧ２−アーマチュア２の可動部９−←接極子ＩＯ−
ギャップＧ３−補助ヨーク４の他＠１４−補助ヨーク４
−永久磁石５の磁極Ｓとなる。

また、磁束Φ、の一部は、永久磁石５の磁極Ｎ−ヨーク
３−第１の磁極部１２−樹脂５０を含むギャップＧ１−
接極子１０−ギャップＧ３−補助ヨーク４の他端１４−
補助ヨーク４−永久磁石５の磁極Ｓを流れる。こうして
、アーマチュア２はギャップＧ３を閉じた状態に保持さ
れる。

この第３図において、コイル１にアーマチュア２の可動
部９を流れる経路Φ１の磁束の方向と反対向きに磁束が
流れるように通電すると、その磁束は経路Φ２　（破線
矢印）を通る。すなわち、一つの磁路は、アーマチュア
２の可動部９→ギヤツブＧ２−第２の磁極部１３→ヨー
ク３−永久磁石５−補助ヨーク４→その他端１４−ギャ
ップＧ３−接極子１〇−可動部９となり、他の磁路はア
ーマチュア２の可動部９−ギャップＧ２−第２の磁極部
１３→ヨーク３→第１の磁極部１２→ギヤノブＧ１−接
極子１〇−可動部９となる。そして前者の磁路において
永久磁石５の磁束とコイル１の磁束はギャップＧ３で打
ち消しあい、後者の磁路の磁束は永久磁石５の磁束とギ
ャップＧ１で重なりあう、その結果、アーマチュア２は
第３図で右の方向に移動して第１図に示すようになり、
樹脂５０が第１の磁極部１２に接して残留ギャップのみ
が確保された状態にギャップＧ１を閉し、後者の磁路に
より永久磁石５を通らない磁気的な閉ループを形成する
。このとき、アーマチュア２はコイル３を励磁したこと
による磁気吸引力と復帰ばね１５の反力の差で磁気的に
保持される。一方アーマチュア２を復帰する場合、コイ
ル１の励磁電圧を下げて、磁気吸引力が復帰ばね１５の
ばね力よりも小さくなったときギャップＧ３を閉しる位
置まで復帰する。

この実施例によれば、コイル１の無励磁では復帰ばね１
５により、接極子１０が永久磁石部５′の一方の磁極Ｓ
に吸引されるように付勢される。

一方コイル１の励磁により、接極子１ｏがヨーク３の第
１の磁極部１２に吸引される。この場合、コイルｌのｗ
Ｉ磁時に永久磁石部５′を含まないでヨーク３およびア
ーマチュア２による閉磁路を形成するため、アーマチュ
ア２の吸引力を増大できるとともに感度を向上でき、低
消費電力化が可能になる。また永久磁石部５′を除去す
ることにより、ヨーク３とコイル１とアーマチュア２と
を交流型の電磁石装置に共用することができ、部品の共
通化が可能となり低コストにできる。

とくに、アーマチュア２の残留ギャップを確保する面す
なわち、ヨーク３の第１の磁極部１２に対向する接極子
１０の表面を樹脂５０で被覆したため、樹脂の非磁性に
より従来のレシジュアルプレートが不要になり、部品点
数を削減することができる。

なお、前記実玲例は第１の磁極部１２が接極子ｌＯに対
してコイル１の一端部と反対側に位置しているが、コイ
ルｌの一端部側に位置してもよい。

また、実施例はヨーク３の第１の磁極部１２に対向する
表面５０ａに樹脂５０を被覆しているが、永久磁石部５
′の一方の磁極Ｓに対向する接極子１０の表面またはそ
の両面を樹脂５０で被覆してもよい。

第４図はこの実施例の変形例で、電磁接触器に適用する
ためコイル枠６のフランジ部３０にレバー３１の軸３２
の軸受は部３３を設けるとともにアーマチュア２の接極
子１０にレバー保合部３４を設け、さらに接極子１０と
反対側を動作ばね３５で付勢している。また軸受は部３
３に対応して接極子１０および樹脂５０の一対の角縁部
に切欠３６゜３７を形成している。３８はレバー３１に
より駆動される接点ブロックである。

この発明の第２の実施例を第５０および第６同に示す、
すなわち、この電磁石装置は、第１の実８１　例の樹脂
５０に代えて、アーマチュア２のコイル枠６との摺動部
の表面を円筒状の樹脂５１で被覆している。この場合、
ヨーク３の筒体２６は磁性体であり、摩耗が少ないので
コイル枠６との摺動部のみに樹脂５１を被覆している。

この実施例によれば、コイル枠６の摩耗を防止でき、し
たがってアーマチュア２のがたつきを防止することがで
きる。その他は第１の実施例と同様である。なお、可動
部９の全体を樹脂５１で被覆してもよい。

この発明の第３の実施例を第７図および第８図に示す、
すなわち、この電磁石装置は、第１の実施例の樹脂５０
に代えて、アーマチュア２の接極子１０の周縁部にアー
マチュア２の動作速度を遅延させる重量を有する樹脂５
２を接着または同時成形している。

アーマチュア２の重量約２０ｇに対し、樹脂の重量を約
５ｇ程度とすると、ｔｍ磁石装置可動部分（アーマチュ
ア２＋樹脂）の動作速度を遅延させることができること
が実験によりｆｌＬＷされている。したがって、バウン
スを低減でき、とくにリレー等に通用した場合の接点バ
ウンスを防止することができる。その他は第１の実施例
と同様である。

この発明の第４の実施例を第９図ないし第１１図に示す
、すなわち、このｉＭ１石装置は、第１の実施例の樹脂
５０に代えて、アーマチュア２の全体を樹脂５３で被覆
したものである。樹脂５３は、第１１図のように、可動
部９を被覆する円筒部５４と、接極子ｌＯに冠合するキ
ャンプ部５５と、接極子１０の可動部９側を被覆するカ
バ一部５６からなり、接着剤により接着されている。

この実施例によれば、コイル枠６の摩耗、残留ギャップ
の確保およびバウンス防止が可能になる。

その他は第１の実施例と同様である。

〔発明の効果〕

請求項（１）の１ｆ磁石装置は、コイルの励磁時に永久
磁石部を含まないでヨークおよびアーマチュアによる閉
磁路を形成するため、アーマチュアの吸引力を増大でき
るとともに感度を向上でき、低消費電力化が可能になる
。また永久磁石部を除去することにより、ヨークとコイ
ルとアーマチュアとを交流型の電磁石装置に共用するこ
とができ、部品の共通化が可能となり低コストにできる
。とくに、アーマチュアの残留ギャップを確保する面す
なわち、ヨークの第１の磁極部に対向する接極子の表面
および永久磁石部の一方の磁極に対向する接極子の表面
の少なくともいずれか一方を樹脂で被覆したため、樹脂
の非磁性により従来のレシジュアルプレートが不要にな
り、部品点数を削減することができるという効果がある
。

請求項（２）の電磁石装置は、樹脂でアーマチュアのコ
イル内の摺動部分の表面を覆っているため、アーマチュ
アの摺動部分の摩擦によるコイル内の摩耗を低減するこ
とができる。

請求項（３）の！磁石装置は、樹脂でアーマチュアの動
作速度を遅延させる重量となるようにアーマチュアの一
部を被覆しているため、アーマチュアの動作速度を遅延
でき、バウンスを低減することができる。

請求項（４）のｉｉｍ石装蓋装置樹脂でアーマチュアの
全体を被覆しているため、部品点数を削減でき、摩耗を
低減でき、しかもバウンスを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ｍ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図は磁束を示す説明図、第４図は変
形例の分解斜視口、第５図は第２の実施例の断面間、第
６図はその分解斜視口、第７図は第３の実施例の断面間
、第８図はその分解斜視図、第９図は第４の実施例の断
面間、第１０図はその分解斜視図、第１１図はアーマチ
ュアの分解斜視図である。 １・・・コイル、２・・・アーマチュア、３・・・ヨー
ク、５′・・・永久磁石部、９・・・可動部、１０・・
・接極子、１２・・・第１の磁極部、 １３・・・第２の磁極部、 ５ ・・・復帰ばね、 ５０〜５３　・・・樹月旨、 Ｓ・・・磁極 １・・・コイル Ｎ。 Ｓ・・・磁極 第 図 第 図 第 ３ 図 第 図 第 １ 図 第 ６ 第 ８ ３１− ） 図 手続補正書（帥 平成　１年１１月　２日 平成 １年特 許 願第２２０８１３号 ２゜ 発明の名称 １ｉ磁石装置 ３、補正をする者 ５、補正命令の日付 自発補正 ６、補正により増加する請求項の数 ７、補正の対象 ｆｌｌ　　明細書第１６頁第１９行目、第１８頁第４行
目、「バウンス」とあるを「接点バウンス」と訂正する
。 （２）図面の第４図を別紙のとおり訂正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）コイルと、このコイル内にコイル軸方向に移動自
   在に設けられた可動部を有するとともに前記可動部の少
   なくとも一端側に前記コイルの一端部より突出する接極
   子を設けたアーマチュアと、前記接極子に対して前記コ
   イルの前記一端部側および前記コイルの前記一端部と反
   対側の少なくとも一方にコイル軸方向と同方向に対向す
   る第１の磁極部を有するとともに前記コイルの他端部側
   で前記可動部に対向する第２の磁極部を有するヨークと
   、前記第１の磁極部に対して前記接極子を介して前記コ
   イル軸方向と同方向に対向する一方の磁極を有するとと
   もに前記ヨークに磁気結合する他方の磁極を有する永久
   磁石部と、前記アーマチュアを前記永久磁石部の前記一
   方の磁極側に付勢する復帰ばねとを備えた電磁石装置に
   おいて、前記ヨークの前記第１の磁極部に対向する前記
   接極子の表面および前記永久磁石部の前記一方の磁極に
   対向する前記接極子の表面の少なくともいずれか一方を
   、樹脂で被覆したことを特徴とする電磁石装置。
2. （２）前記樹脂は、前記ヨークの前記第１の磁極部に対
   向する前記接極子の表面および前記永久磁石部の前記一
   方の磁極に対向する前記接極子の表面の少なくともいず
   れか一方に代えて、前記アーマチュアの前記コイル内の
   摺動部分の表面を覆っている請求項（１）記載の電磁石
   装置。
3. （３）前記樹脂は、前記ヨークの前記第１の磁極部に対
   向する前記接極子の表面および前記永久磁石部の前記一
   方の磁極に対向する前記接極子の表面の少なくともいず
   れか一方に代えて、前記アーマチュアの動作速度を遅延
   させる重量となるように前記アーマチュアの一部に被覆
   されている請求項（１）記載の電磁石装置。
4. （４）前記樹脂は、前記ヨークの前記第１の磁極部に対
   向する前記接極子の表面および前記永久磁石部の前記一
   方の磁極に対向する前記接極子の表面の少なくともいず
   れか一方に代えて、前記アーマチュアの全体を被覆して
   いる請求項（１）記載の電磁石装置。