JPH04286103A - 永久磁石可動型電磁石 - Google Patents
永久磁石可動型電磁石Info
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- JPH04286103A JPH04286103A JP4980991A JP4980991A JPH04286103A JP H04286103 A JPH04286103 A JP H04286103A JP 4980991 A JP4980991 A JP 4980991A JP 4980991 A JP4980991 A JP 4980991A JP H04286103 A JPH04286103 A JP H04286103A
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- Electromagnets (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石可動型電磁石
に関し、詳しくは、乾電池等の微小電源でも作動する高
感度特性をもつラッチング動作の永久磁石可動型電磁石
に関する。
に関し、詳しくは、乾電池等の微小電源でも作動する高
感度特性をもつラッチング動作の永久磁石可動型電磁石
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、固定鉄心に巻装したコイルに通電
し、この通電をオン・オフすることによって、可動鉄心
を吸引又は解放させる技術はよく知られている。また、
図４は、可動子１、固定子鉄心２、永久磁石３、コイル
４、非磁性体５、動作間隙６とスプリング７によって構
成される電磁石である。図４（ａ）は、可動子１が固定
子２と動作間隙６離間している状態、図４（ｂ）は可動
子１が固定子２に吸着されている状態をそれぞれ示して
いる。
し、この通電をオン・オフすることによって、可動鉄心
を吸引又は解放させる技術はよく知られている。また、
図４は、可動子１、固定子鉄心２、永久磁石３、コイル
４、非磁性体５、動作間隙６とスプリング７によって構
成される電磁石である。図４（ａ）は、可動子１が固定
子２と動作間隙６離間している状態、図４（ｂ）は可動
子１が固定子２に吸着されている状態をそれぞれ示して
いる。
【０００３】すなわち、図４は実線矢印方向の永久磁石
３による磁束と、パルス状の電流をコイル４に通電した
ときの点線矢印方向の磁束との重畳効果によって、双位
置安定作動するものである。
３による磁束と、パルス状の電流をコイル４に通電した
ときの点線矢印方向の磁束との重畳効果によって、双位
置安定作動するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術は、次のような本質的な問題点がある。 （１）電磁石の吸引力は、可動子の所要動作ストローク
が増加するに伴い、指数関数的に減少するので、実用上
、動作ストローク１ｍｍ以上、所要吸引力数百ｇ程度の
電磁石においては、電磁石の高感度動作、小型及び軽量
化には限度がある。 （２）上記の電磁石の特性によって、固定子と可動子の
吸引動作の終了時に吸引力の上昇が過大となって固定子
と可動子間に大きな衝撃が発生し、例えば磁極面の損耗
、騒音の発生、或は可動子のチャタリング等、好ましく
ない現象を誘起する。 （３）従来技術においては、固定子と可動子の引離し操
作は、両者の磁極面間に作用する磁束を零とし吸着力を
消失させることによっている。しかし、周知の鉄心材の
残留磁束による磁気的吸着力が残存しているために、電
磁石の動作の信頼性を損う恐れが多い。
術は、次のような本質的な問題点がある。 （１）電磁石の吸引力は、可動子の所要動作ストローク
が増加するに伴い、指数関数的に減少するので、実用上
、動作ストローク１ｍｍ以上、所要吸引力数百ｇ程度の
電磁石においては、電磁石の高感度動作、小型及び軽量
化には限度がある。 （２）上記の電磁石の特性によって、固定子と可動子の
吸引動作の終了時に吸引力の上昇が過大となって固定子
と可動子間に大きな衝撃が発生し、例えば磁極面の損耗
、騒音の発生、或は可動子のチャタリング等、好ましく
ない現象を誘起する。 （３）従来技術においては、固定子と可動子の引離し操
作は、両者の磁極面間に作用する磁束を零とし吸着力を
消失させることによっている。しかし、周知の鉄心材の
残留磁束による磁気的吸着力が残存しているために、電
磁石の動作の信頼性を損う恐れが多い。
【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決する永久磁石可動型電磁石を提供することを課題と
するものである。
解決する永久磁石可動型電磁石を提供することを課題と
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するために提案されたものであり、次の技術手段を
採った。すなわち、■コイルを巻装した磁性体からなる
固定子と、■固定子と所定の動作間隙を介して対向する
と共に永久磁石の両磁極を所要寸法の非磁性体を介して
橋絡する磁極片からなる可動子とからなり、コイルに所
要極性のパルスを通電して、固定子と可動子の磁極面間
に吸引又は反発力を発生させることを特徴とする永久磁
石可動型電磁石である。
解決するために提案されたものであり、次の技術手段を
採った。すなわち、■コイルを巻装した磁性体からなる
固定子と、■固定子と所定の動作間隙を介して対向する
と共に永久磁石の両磁極を所要寸法の非磁性体を介して
橋絡する磁極片からなる可動子とからなり、コイルに所
要極性のパルスを通電して、固定子と可動子の磁極面間
に吸引又は反発力を発生させることを特徴とする永久磁
石可動型電磁石である。
【０００７】前記固定子と前記可動子の複数個をそれぞ
れ所要ピッチで連接対向させて新固定子及び新可動子を
形成し、新固定子の複数個のコイルに同時に所要極性の
パルスを通電すれば、新固定子と新可動子動間に所要の
歩進駆動力を発生させることができる。
れ所要ピッチで連接対向させて新固定子及び新可動子を
形成し、新固定子の複数個のコイルに同時に所要極性の
パルスを通電すれば、新固定子と新可動子動間に所要の
歩進駆動力を発生させることができる。
【０００８】
【作用】図１は本発明の第１の実施例を示す模式構造図
である。図１は、固定鉄心２にコイル４を巻装した固定
子と、永久磁石３の両磁極を、非磁性体５を介在させた
磁極片１よりなる可動子と、固定子と可動子の磁極面間
に介在する動作間隙６及び動作間隙保持用のスプリング
７によって構成されている。図１（ａ）、（ｂ）図は、
それぞれ、固定子と可動子間が離間している状態及び吸
着している状態を示している。
である。図１は、固定鉄心２にコイル４を巻装した固定
子と、永久磁石３の両磁極を、非磁性体５を介在させた
磁極片１よりなる可動子と、固定子と可動子の磁極面間
に介在する動作間隙６及び動作間隙保持用のスプリング
７によって構成されている。図１（ａ）、（ｂ）図は、
それぞれ、固定子と可動子間が離間している状態及び吸
着している状態を示している。
【０００９】まず、図１（ａ）に示すように、永久磁石
３による実線矢印の磁束が存在している状態で、コイル
４にパルス状電流を通電することによって点線矢印の磁
束が誘起されると、動作間隙６における両磁束の重畳の
作用で、可動子１と固定子２間に吸引力が発生し、動作
間隙６は消失し、図１（ｂ）に示す状態となり、パルス
状電流の通電を中止した後も、図１（ｂ）に実線矢印で
示す永久磁石の磁束によって、可動子１と固定子２の吸
着状態は保持される。次に、この状態において、コイル
４にパルス状通電を行い、図１（ｂ）に示す点線矢印方
向の磁束を発生させると、永久磁束３による実線矢印の
磁束との重畳効果によって、固定子２と可動子１の磁極
面間に反発力が作用して、動作間隙６は図１（ａ）に示
すように復旧する。ここで、スプリング７は、可動子の
位置保持の作用と、可動子の動作に補助的に作用するも
のである。
３による実線矢印の磁束が存在している状態で、コイル
４にパルス状電流を通電することによって点線矢印の磁
束が誘起されると、動作間隙６における両磁束の重畳の
作用で、可動子１と固定子２間に吸引力が発生し、動作
間隙６は消失し、図１（ｂ）に示す状態となり、パルス
状電流の通電を中止した後も、図１（ｂ）に実線矢印で
示す永久磁石の磁束によって、可動子１と固定子２の吸
着状態は保持される。次に、この状態において、コイル
４にパルス状通電を行い、図１（ｂ）に示す点線矢印方
向の磁束を発生させると、永久磁束３による実線矢印の
磁束との重畳効果によって、固定子２と可動子１の磁極
面間に反発力が作用して、動作間隙６は図１（ａ）に示
すように復旧する。ここで、スプリング７は、可動子の
位置保持の作用と、可動子の動作に補助的に作用するも
のである。
【００１０】すなわち、本発明は永久磁石の磁束とコイ
ル通電による磁束の重畳による高感度動作特性と、可動
子と固定子の吸着を引離す際に対し反発力を発生させる
という従来の電磁石にない顕著な作用を発揮し、特にそ
の反発力は動作間隙６が微小な程大きいという望ましい
特徴をもっている。次に、図２は本発明の第２の実施例
を示す模式構造図で、図示の番号は図１と共通である。 すなわち、本発明の第１の実施例の固定子を、１２０度
のピッチで円周上に配列した固定子２と、両端面を磁極
面とする円柱状永久磁石３の磁極間を、非磁性体５を介
在させ１８０度のピッチで円周上に配列した磁極面をも
つ可動子１、及び磁極片軸と共通軸で当接したシャフト
８よりなり、可動子１は動作間隙６、６ａ、６ｂを介し
て固定子磁極面と対面、軸を中心として回動可能に構成
され、固定子コイル４、４ａ、４ｂに、それぞれ所要極
性のパルス状通電を同時に実施して、例えば固定子と可
動子間に、動作間隙６と６ａで反発力、動作間隙６ｂに
吸引力を作用させて、可動子を時計方向に６０度歩進さ
せその状態を保持させることができる。すなわち、コイ
ル３個のパルス状通電極性の選択、組み合わせの同時通
電の操作度数によって、可動子回転方向と歩進度数を任
意に操作し得るよう構成されている。
ル通電による磁束の重畳による高感度動作特性と、可動
子と固定子の吸着を引離す際に対し反発力を発生させる
という従来の電磁石にない顕著な作用を発揮し、特にそ
の反発力は動作間隙６が微小な程大きいという望ましい
特徴をもっている。次に、図２は本発明の第２の実施例
を示す模式構造図で、図示の番号は図１と共通である。 すなわち、本発明の第１の実施例の固定子を、１２０度
のピッチで円周上に配列した固定子２と、両端面を磁極
面とする円柱状永久磁石３の磁極間を、非磁性体５を介
在させ１８０度のピッチで円周上に配列した磁極面をも
つ可動子１、及び磁極片軸と共通軸で当接したシャフト
８よりなり、可動子１は動作間隙６、６ａ、６ｂを介し
て固定子磁極面と対面、軸を中心として回動可能に構成
され、固定子コイル４、４ａ、４ｂに、それぞれ所要極
性のパルス状通電を同時に実施して、例えば固定子と可
動子間に、動作間隙６と６ａで反発力、動作間隙６ｂに
吸引力を作用させて、可動子を時計方向に６０度歩進さ
せその状態を保持させることができる。すなわち、コイ
ル３個のパルス状通電極性の選択、組み合わせの同時通
電の操作度数によって、可動子回転方向と歩進度数を任
意に操作し得るよう構成されている。
【００１１】本発明の第１及び第２の実施例について、
本発明の特徴である非磁性体６の作用について説明する
。周知の通り、永久磁石の起磁力による磁路において、
永久磁石は、その減磁曲線上に、外部磁路のパーミアン
ス係数線との交点を初期動作点とするリコイル線上で動
作する。従って本発明の電磁石のように、可動子の変位
によって外部磁路のパーミアンスが大きく変化する場合
に、永久磁石の磁気エネルギー積を効果的に利用し、高
感度で小型・軽量の電磁石を製作するには、非磁性体５
の寸法で、外部磁路のパーミアンスを調節して、永久磁
石の初期動作点を最適値に設定することが必要である。 即ち、非磁性体５の寸法は、永久磁石の最適初期動作点
の設定の作用をなすものである。
本発明の特徴である非磁性体６の作用について説明する
。周知の通り、永久磁石の起磁力による磁路において、
永久磁石は、その減磁曲線上に、外部磁路のパーミアン
ス係数線との交点を初期動作点とするリコイル線上で動
作する。従って本発明の電磁石のように、可動子の変位
によって外部磁路のパーミアンスが大きく変化する場合
に、永久磁石の磁気エネルギー積を効果的に利用し、高
感度で小型・軽量の電磁石を製作するには、非磁性体５
の寸法で、外部磁路のパーミアンスを調節して、永久磁
石の初期動作点を最適値に設定することが必要である。 即ち、非磁性体５の寸法は、永久磁石の最適初期動作点
の設定の作用をなすものである。
【００１２】
【実施例】本発明は、図１及び図２の実施例だけでなく
、従来技術の各種多様の電磁石の諸形式に本発明を適用
し、容易に高感度化、小型・軽量化を図ることができる
。ここで、その効果的な１実施例として、本発明を従来
のプランジャー型電磁石に適用した例を、図３の模式構
造図を示す。図示番号は図１と共通で、２１、２２はヨ
ークを示す。ここで非磁性体５をゴム等の弾性体を使用
すれば永久磁石等の部品加工寸法のばらつきの吸収や永
久磁石等の衝撃緩和の手段としても好適である。なお、
図３（ａ）は断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の鉄心
及び永久磁石の変形例を示し、図３（ｃ）は図３（ｂ）
のＢ−Ｂ矢視断面図を示したものでで。すなわち、図３
（ｂ）、図３（ｃ）では、中空型円筒永久磁石３を用い
非磁性体５が永久磁石３にはめ込まれている。
、従来技術の各種多様の電磁石の諸形式に本発明を適用
し、容易に高感度化、小型・軽量化を図ることができる
。ここで、その効果的な１実施例として、本発明を従来
のプランジャー型電磁石に適用した例を、図３の模式構
造図を示す。図示番号は図１と共通で、２１、２２はヨ
ークを示す。ここで非磁性体５をゴム等の弾性体を使用
すれば永久磁石等の部品加工寸法のばらつきの吸収や永
久磁石等の衝撃緩和の手段としても好適である。なお、
図３（ａ）は断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の鉄心
及び永久磁石の変形例を示し、図３（ｃ）は図３（ｂ）
のＢ−Ｂ矢視断面図を示したものでで。すなわち、図３
（ｂ）、図３（ｃ）では、中空型円筒永久磁石３を用い
非磁性体５が永久磁石３にはめ込まれている。
【００１３】なお、図２の第２の実施例では、回動歩進
駆動する例であるが、当然、直線歩進駆動させるように
構成してもよい。
駆動する例であるが、当然、直線歩進駆動させるように
構成してもよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明の電磁石は、メカトロニクス、特
に乾電池等の微小容量電源の電子装置の広範な分野で、
下記のような優れた効果を発揮する。すなわち、１．優
れた高感度特性を発揮する。 ２．小型・軽量化が容易である。 ３．磁極面間の反発力を利用して、特に固定子と可動子
の離隔動作特性を改善することが可能で、従来のスプリ
ング力を補助手段として簡略化できる。 ４．前項により、従来の直流電磁石の問題である残留磁
気対策が不要となり、動作信頼性が向上する。 ５．前項、前々項によって、ストロークと吸引力間の特
性の改善が可能となり、固定子と可動子の吸引動作時の
衝撃の改善が可能となる。 ６．多安定歩進の電磁操作の高感度化ができる。 ７．構造が単純、頑丈で量産に適する。
に乾電池等の微小容量電源の電子装置の広範な分野で、
下記のような優れた効果を発揮する。すなわち、１．優
れた高感度特性を発揮する。 ２．小型・軽量化が容易である。 ３．磁極面間の反発力を利用して、特に固定子と可動子
の離隔動作特性を改善することが可能で、従来のスプリ
ング力を補助手段として簡略化できる。 ４．前項により、従来の直流電磁石の問題である残留磁
気対策が不要となり、動作信頼性が向上する。 ５．前項、前々項によって、ストロークと吸引力間の特
性の改善が可能となり、固定子と可動子の吸引動作時の
衝撃の改善が可能となる。 ６．多安定歩進の電磁操作の高感度化ができる。 ７．構造が単純、頑丈で量産に適する。
【図１】本発明の第１の実施例の説明図であり、図１（
ａ）及び図１（ｂ）はそれぞれ、可動鉄心が固定鉄心に
離間及び吸着している状態を示す。
ａ）及び図１（ｂ）はそれぞれ、可動鉄心が固定鉄心に
離間及び吸着している状態を示す。
【図２】本発明の第２の実施例の説明図であり、図２（
ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断
面図である。
ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断
面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明をプランジャー型電磁石
に適用した断面の説明図であり、図３（ｂ）は、図３（
ａ）の鉄心及び永久磁石の変形例を示し、図３（ｃ）は
図３（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
に適用した断面の説明図であり、図３（ｂ）は、図３（
ａ）の鉄心及び永久磁石の変形例を示し、図３（ｃ）は
図３（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】従来例の説明図であり、図４（ａ）及び図４（
ｂ）はそれぞれ、可動鉄心が固定鉄心に離間及び吸着し
ている状態を示す。
ｂ）はそれぞれ、可動鉄心が固定鉄心に離間及び吸着し
ている状態を示す。
１ 可動子
２ 固定子
３ 永久磁石
４、４ａ、４ｂ コイル
５ 非磁性体
６、６ａ、６ｂ 動作間隙
７ スプリング
８ シャフト
Claims (2)
- 【請求項１】 コイルを巻装した磁性体からなる固定
子と、該固定子と所定の動作間隙を介して対向すると共
に永久磁石の両磁極を所要寸法の非磁性体を介して橋絡
する磁極片からなる可動子とからなり、該コイルに所要
極性のパルスを通電して、該固定子と該可動子の磁極面
間に吸引又は反発力を発生させることを特徴とする永久
磁石可動型電磁石。 - 【請求項２】 前記固定子と前記可動子の複数個をそ
れぞれ所要ピッチで連接対向させて新固定子及び新可動
子を形成し、該新固定子の複数個のコイルに同時に所要
極性のパルスを通電し、該新固定子と該新可動子動間に
所要の歩進駆動力を発生させることを特徴とする永久磁
石可動型電磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4980991A JPH04286103A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 永久磁石可動型電磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4980991A JPH04286103A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 永久磁石可動型電磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04286103A true JPH04286103A (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=12841461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4980991A Withdrawn JPH04286103A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 永久磁石可動型電磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04286103A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001307919A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Genesis:Kk | ハイブリッド型磁石 |
| JP2002025819A (ja) * | 2000-05-01 | 2002-01-25 | Genesis:Kk | ハイブリッド形磁石を用いた磁力式吸着装置 |
| JP2002110418A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Genesis:Kk | 吸引基本構造体 |
| FR2979745A1 (fr) * | 2011-09-06 | 2013-03-08 | Schneider Electric Ind Sas | Actionneur electromagnetique de manoeuvre d'un contacteur electrique |
| WO2019021531A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | 三菱電機株式会社 | 電磁アクチュエータおよび油圧調整機構 |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP4980991A patent/JPH04286103A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001307919A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Genesis:Kk | ハイブリッド型磁石 |
| JP2002025819A (ja) * | 2000-05-01 | 2002-01-25 | Genesis:Kk | ハイブリッド形磁石を用いた磁力式吸着装置 |
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| WO2019021531A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | 三菱電機株式会社 | 電磁アクチュエータおよび油圧調整機構 |
| JP6469325B1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-02-13 | 三菱電機株式会社 | 電磁アクチュエータおよび油圧調整機構 |
| US11398332B2 (en) | 2017-07-26 | 2022-07-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Electromagnetic actuator and hydraulic pressure adjustment mechanism |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |