JPH057847B2 - - Google Patents

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JPH057847B2
JPH057847B2 JP61127655A JP12765586A JPH057847B2 JP H057847 B2 JPH057847 B2 JP H057847B2 JP 61127655 A JP61127655 A JP 61127655A JP 12765586 A JP12765586 A JP 12765586A JP H057847 B2 JPH057847 B2 JP H057847B2
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magnetic piece
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Haruo Ichikawa
Yasuto Hirota
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Fuji Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607Armatures entering the winding
    • H01F7/1615Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/22Polarised relays
    • H01H51/2209Polarised relays with rectilinearly movable armature

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 利用分野 この発明は、永久磁石と電磁コイルの合成吸引
力によつて可動ブロツクを駆動し、接点の開閉を
行う有極電磁石装置に関する。
(ロ) 従来技術 従来、有極電磁石装置として第4図に示す4磁
気ギヤツプ方式の構成が知られている。第4図に
おいて、符号1は外ヨーク(第1磁片)であり、
コ字状に成形され、中央片1aとその両側の脚片
1bとからなる。この外ヨーク1の中央片1aの
中央には永久磁石2のN極の磁極面が当接され、
永久磁石2のS極の磁極面は内ヨーク(第2磁
片)3の中央片3aに当接して固定側を構成して
いる。内ヨーク3はL字状に成形され、中央片3
aと脚片3bとからなる。内ヨーク3の内側には
電磁コイル4巻装されており、この電磁コイル4
内にはプランジヤ(可動磁極棒)5が貫通して配
置される。プランジヤ5の対向する端面には夫々
アーマチユア(第3磁片、第4磁片)6,7の中
央部が固着される。さらに、アーマチユア6,7
の各外側面、即ち外ヨーク1の脚片1aと対向す
る側の面には非磁性板8が設けられている。前記
プランジヤ5、アーマチユア6,7及び非磁性板
8から可能ブロツクが構成され、前記外ヨーク1
の両脚片1b間を移動する。
第4図において、外ヨーク1の脚部1bとアー
マチユア6との間、アーマチユア6と内ヨーク3
の脚片3bとの間、内ヨーク3の中央片3aの端
部とアーマチユア7との間及びアーマチユア7と
外ヨーク1との間に夫々対応して磁気ギヤツプ
A,B,C,Dが形成される。なお、第4図にお
いて、実線の矢印は永久磁石の磁束の方向を、X
は前記可動ブロツクの動作方向を夫々示し、さら
に同図は電磁コイル4に電圧が印加されてない、
可動ブロツクの復帰時を示している。
第5図は、第4図に示す有極電磁石装置の磁気
吸引力及びばね荷重特性を示している。第5図に
おいて、横軸は可能ブロツクのストロークを示し
磁気ギヤツプAの長さにほぼ相当し、縦軸は磁気
吸引力及びばね荷重の大きさを示す。第5図中、
実線で示す合成吸引力P′2は永久磁石2と電磁コ
イル4の磁束とのベクトル合成となり、、X方向
に働く。なお、合成吸引P′1は電磁コイル4に定
格電圧を印加した場合の合成吸引力を、合成吸引
力P′2は電磁コイル4に許容される最低電圧(こ
の例では定格電圧の70%)における合成吸引力を
夫々示している。P′mは永久磁石2の吸引力を示
し、該吸引力が復帰側で負方向に作用しているこ
とは、可動ブロツクが動作方向Xと反対方向Yに
保持されることを意味する。
さらに第5図において、可動ブロツクにはその
動作方向Xと反対方向Yに復帰スプリング(図示
せず)の破線で示すばね荷重P′3が常時加えられ
る。そして、可動ブロツクが動作方向Xへと移動
する所定位置から前記バネ荷重P′3に加えて主接
点用接触スプリングと補助接点接触スプリング
(共に図示せず)により発生するバネ荷重P′4が加
わるため、その合成バネ荷重P′5は吸引側におい
て第5図中、一点鎖線で示す特性となる。
(ハ) この発明が解決しようとする問題点 有極電磁石装置が電磁接触器として有効に動作
するためには、第5図において合成ばね荷重P′5
を合成吸引力P′2以下に設定する必要がある。と
ころで、永久磁石の吸引力P′mは復帰側において
負側、即ちY方向へと大きく働いているため、復
帰側における合成吸引力P′2は復帰スプリングの
バネ荷重P′3よりも小さくなり、可能ブロツクの
吸引側への動作ができなくなる。そこで、従来、
動作方向Xへさらにばね荷重PXを加えることに
より、第5図中、一点鎖線に示すように合成ばね
荷重P′5の特性が合成吸引力P′2よ小さくなるよう
にばね荷重特性を変更している。このように、電
磁接触器としてのばね荷重特性が複雑化し、装置
の構成が複雑になる欠点があつた。
また、第5図から分るように、永久磁石2の吸
引力P′nは負側へと大きく作用するため、電磁コ
イル4の吸引力を加えた合成吸引力P′2又はP′1
小さくなり、このため電磁接触器として使用する
場合の接点圧力が十分確保できない欠点があつ
た。
この発明の目的は、復帰側の永久磁石吸引力を
小さく抑えてばね荷重特性を簡単にし、併せて十
分な接点圧力が得られる、高感度コンタクタとし
て使用できる有極電磁石装置を提供することであ
る。
(ニ) 問題点を解決するための手段 この発明による有極電磁石装置は、永久磁石の
一方を磁極面にコ字形の第1磁片の中央片を当接
させ、他方の磁極面にL字形の第2磁片の中央片
を当接させて固定側を構成すると共に、電磁コイ
ル内を貫通した可動磁極棒の対向する端面に夫々
対応して第3磁片および第4磁片の中央を固着し
て可動ブロツクを構成している。
そして、前記第1磁片の一方の脚方と第3磁片
間、第2磁片の脚片と第4磁片間、第4磁片と第
1磁片の他方の脚片間に夫々対応して第1、第
2、第3の磁気ギヤツプが前記可能ブロツクの吸
引側から復帰側に向かつて順次形成されている。
(ホ) 作用 前記第1及び第2の磁気ギヤツプには可動ブロ
ツクに対し吸引側のX方向へ吸引力が働き、第3
の磁気ギヤツプには復帰側のY方向へ吸引力が働
く。このため、復帰側の永久磁石の吸引力は小さ
くなり、永久磁石と電磁コイルとの合成吸引力は
大きくなる。
(ヘ) 実施例 第1図はこの発明を分り易く説明するために第
4図と対応して示したこの発明の構成及び動作原
理図である。第1図において、第4図に示す外ヨ
ーク1、永久磁石2、内ヨーク3、電磁コイル
4、プランジヤ5、アーマチユア6,7、非磁性
板8と夫々対応した外ヨーク11、永久磁石1
2、内ヨーク13、電磁コイル14、プランジヤ
15、アーマチユア16,17、非磁性板18が
示されている。第1図において第4図の構成と主
に以下の点で相違する。非磁性板18は対をなす
外ヨーク(第1磁片)11の両脚片11bの内側
に夫々取付けられている。永久磁石12の他方の
磁極面(S極側)は内ヨーク13(第2磁片)の
中央片13aの端部に当接され、内ヨーク13の
脚片13bはアーマチユア17(第4磁片)と対
向して配置される。対をなすL字形の内ヨークは
2個を一体としてコ字形に形成しても良く、磁気
回路はL字形の場合と変らない。前記プランジヤ
(可動磁極棒)15及びアーマチユア16,17
によつて可能ブロツクが構成されている。上記構
成により、可能ブロツクの吸引側(第1図中、X
方向)から復帰側(第1図中、Y方向)に向つて
順次、外ヨーク11の一方の脚片11bとアーマ
チユア16との間に第1の磁気ギヤツプEが、内
ヨーク13の脚片13bとアーマチユア17との
間に第2の磁気ギヤツプFが、アーマチユア17
と外ヨーク11の他方の脚片11bの間に第3の
磁気ギヤツプGが夫々形成されている。
第2図はこの発明の有極電磁石装置を高感度コ
ンタクタに使用した具体的な一実施例を示し、同
図Aは横断面図を、同図Bは縦断面図を夫々示し
ている。第2図において、第1図の要素と同一要
素は同一符号を付して示している。第2図におい
て、高感度コンタクタは大略接点機構部と有極電
磁石装置部とからなり、接点機構部は上部ケース
21に、有極電磁石装置部は下部ケース22に
夫々収納され、両部はレバー23によつて連結さ
れると共に絶縁板24によつて仕切られている。
前記接点機構部はレバー23と連結する支え2
5が設けられ、この支え25には主接点3極の場
合として3個の可動接点26とその接触スプリン
グ27、1個の補助可動接点28とその補助接点
接触スプリング29が設けられている。さらに支
え25には復帰スプリング30が取付けられてい
る。前記可動接点26と28が接触するための固
定接点31が上部ケース21内に収納されてい
る。しかして、前記可能ブロツクには、支え25
及びレバー23を介して復帰スプリング30によ
る荷重がX方向に常時加えられ、さらに支え25
がX方向に移動するに伴なつて3個の接触スプリ
ング27及び補助接触スプリング29によるX方
向への加重が加算される。
次に、この発明の有極電磁石装置を使用した前
述の高感度コンタクタの動作について、第1図及
び第3図を参照して説明する。第1図Aは電磁コ
イル14に電圧が印加されていない復帰時を示
し、磁気吸引力としては、第1図Aにおいて実線
の矢印によつて示す永久磁石12よる磁束により
発生する。第3図は前述の第5図に対応し、本発
明の高感度コンタクタの磁気吸引力及びばね荷重
の両特性を示している。復帰時における永久磁石
12の吸引力Pmは、永久磁石12→外ヨーク1
1→磁気ギヤツプE→可動ブロツク→磁気ギヤツ
プF→永久磁石12によつて形成される磁気回路
と、永久磁石12→外ヨーク11→磁気ギヤツプ
G→アーマチユア17→磁気ギヤツプF→内ヨー
ク13→永久磁石12とによつて形成される磁気
回路とにより生じる。前記磁気ギヤツプE,F,
Gに夫々発生する吸引力をPE,PF,PGとすると、
永久磁石12による吸引力PnはPn=PE+PF−PG
となり、その値は第3図に示すようにY方向に働
くわずかな力となる。第3図においてP1,P2
P3,P5は夫々第5図におけるP′1,P′2,P′3,P′5
と対応している。合成ばね荷重P5は復帰スプリ
ング30のばね荷重P3と、3個の接触スプリン
グ27のばね荷重P41と、補助接点接触スプリン
グ29のばね荷重P42との和となる。
次に、電磁コイル14に電圧が印加されると、
電磁コイル14による磁束が発生し、永久磁石1
2と合成吸引力P2(又はP1)は合成ばね荷重P5
り大きくなつて可動ブロツクはX方向へと移動
し、第1図Bに示す吸引状態になる。第1図Bに
おいては、第1図Aに示した経路の磁気回路に加
えて、電磁コイル14によつて発生した破線の矢
印により示す磁束が通す、外ヨーク11→磁気ギ
ヤツプE→可動ブロツク→磁気ギヤツプG→外ヨ
ーク11の経路の磁気回路が形成される。そし
て、合成吸引力P2(又はP1)は第1図Bにおける
各磁気ギヤツプE,F,Gの各吸引力P′E,P′F
P′G(P′E>PE、P′F>PF、P′G<PG)の合成でP2
P′E+P′F−P′Gとなる。
第3図から明らかなように、本装置による永久
磁石の吸引力Pnの特性は第5図に示す従来の永
久磁石の吸引力P′nの特性と比較して吸引側で大
きく上昇すると共に復帰側で小さく抑えられてい
る。このため、従来のように復帰側においてばね
荷重PXを新たに加えてばね荷重特性を複雑化す
る必要はない。また、永久磁石の吸引力特性が吸
引側で上昇していることから、合成吸引力特性
P2も吸引側において上昇が大きく、したがつて、
高い接点圧力を得ることができる。
(ト) 効果 この発明の有極電磁石装置は、復帰時の永久磁
石による吸引力を小さく作用させることができ、
少ない消費電力により大きい合成吸引力を得るこ
とができる。したがつて、この有極電磁石装置を
利用した高感度コンタクタのばね荷重特性を簡単
にできるので、安価でしかも特性の安定した、接
点圧力の高い優れた高温度コンタクタを実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図A,Bはこの発明の有極電磁石装置の構
成及び動作原理を説明する図、第2図A,Bは第
1図の有極電磁石装置を用いた高感度コンタクタ
の構成例を示す断面図、第3図は第2図の高感度
コンタクタのストロークに対する磁気吸引力特性
及びばね荷重特性を示す図、第4図は従来の有極
電磁装置の構成及び動作原理を説明する図、第5
図は第4図の有極電磁石装置の磁気吸引力特性及
び同装置へのばね荷重特性を示す図である。 11……外ヨーク(第1磁片)、12……永久
磁石、13……内ヨーク(第2磁片)、14……
電磁コイル、15……プランジヤ(可動磁極棒)、
16……アーマチユア(第3磁片)、17……ア
ーマチユア(第4磁片)、E……第1の磁気ギヤ
ツプ、F……第2の磁気ギヤツプ、G……第3の
磁気ギヤツプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 永久磁石吸引力と電磁コイルによる吸引力と
    の合成吸引力により可動ブロツクを駆動させそし
    てばね荷重により復帰させる有極電磁石装置にお
    いて、 永久磁石の一方の磁極面にコ字形の第1磁片の
    中央片を当接させ、他方の磁極面に可動ブロツク
    の復帰側に曲折するひとつのL字形の第2極片の
    中央片を当接させて固定側を構成すると共に、電
    磁コイル内を貫通した可動磁極棒の対向する端面
    に夫々対応して第3磁片および第4磁片の中央を
    固着して前記可動ブロツクを構成し、 前記第1磁片の一方の脚片と第3磁片間、第2
    磁片の脚片と第4磁片間、第4磁片と第1磁片の
    他方の脚片間に夫々対応して第1、第2、第3の
    磁気ギヤツプが前記可動ブロツクの吸引側から復
    帰側に向かつて順次形成されている、ことを特徴
    とする有極電磁石装置。
JP61127655A 1986-06-02 1986-06-02 有極電磁石装置 Granted JPS6379304A (ja)

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EP87107299A EP0248272B1 (en) 1986-06-02 1987-05-19 Polarized electromagnet device
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