JPH0719698B2 - 有極形電磁石装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は永久磁石の発生する磁束を打消す方向に励磁コ
イルに磁束を発生せしめ、ヨーク端面に磁気吸着された
可動片を釈放させる有極形電磁石装置に関する。

（従来の技術） 従来、例えば特公昭61−20122号公報には、一対のヨー
クを予め一体に形成したＨ形の磁性部材を用意し、この
磁性部材における磁極面となり得る端面を研摩した後に
磁性部材を非磁性部材にボルト等を用いて固定し、続い
て磁性部材の連結部をカッタ等で切断して一対のヨーク
に分離した後に、これらのヨーク間に永久磁石を介在さ
せるとともに、各ヨークにコイルを装着させた電磁石が
開示されている。

このような構成によれば、ヨークの磁極面となり得る端
面を同一条件で研摩することが可能となり、各ヨークの
磁極面の平行度ならびに同一平面度を確保することがで
きるため、吸着面の密着度を改善することができる。

また、他の従来例として実公昭58−44574号公報には、
強磁性板を加工した固定枠に永久磁石と一対のヨークを
組み込み半田または接着剤等を用いて固定し、各ヨーク
にコイルを装着させた電磁石が開示されている。この電
磁石の磁路は可動片に磁束を供給する主磁路と、この磁
束をバイパスするバイパス磁路とに大別される。このバ
イパス磁路は固定枠によるものと調整片によるものとが
あり、ヨーク基部の上面に調整片を接合することにより
バイパス磁路の磁気抵抗を調整することができる。

このように可動片を含む磁気回路にバイパス磁路を設け
ることにより、動作時の電流を迎え省電力化を図ること
ができる。また、実開昭57−55912号公報に、長板状の
磁性体の長手方向に沿って溝を設けるとともに、この溝
内に非磁性体の金属材を埋設した加工素材をブレス加工
あるいは機械化工により、一対の継鉄とこれら継鉄を連
結する連結部とを一体に構成するとともに、連結部に設
けられている前記溝と埋設されている非磁性体によって
連結部に所要の磁気抵抗を形成する方法により、製造工
程を簡略化したラッチングソレノイドの技術が開示され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来の提案である特公昭61−20122号公報に
あっては、磁性部材と非磁性部材を複数本のボルトを用
いて固定しているため、部品点数が増し組み立てが煩雑
になる問題がある。しかも、磁性部材ならびに非磁性部
材に挿通孔とねじ孔の面倒な加工を要するとともに、磁
性部材の連結部をカッタ等で切断する面倒な加工を要す
るため、生産性が著しく低下してしまう問題がある。

次に、実公昭58−44574号公報にあっては、バイパス磁
路を構成する固定枠に一対のヨークと永久磁石を半田に
より固定しているため、部品点数が増え組み立てが煩雑
になるとともに、組み立て時にヨーク端面の平行度や同
一平面度を確保することが難しく特性にバラツキを生ず
る恐れがある。

しかも、主バイパス磁路のバラツキ要因としては固定枠
の板厚，固定枠のメッキ厚，固定枠の曲げ加工歪み，ヨ
ークのメッキ厚などがあり、その磁気回路は複雑なもの
となる。すなわち、第９図の等価回路に示すように主バ
イパス磁路の磁気抵抗の合成は、固定枠のメッキ厚の磁
気抵抗R1,ヨークのメッキ厚の磁気抵抗R2,ヨークと永久
磁石の磁気抵抗R3,固定枠の板厚のバラツキなどによる
主バイパス磁気抵抗Rsの７種からなり、バイパス磁路の
磁束を所定の範囲に組み立てるには磁性材料，厚さ，長
さを変えた磁性抵抗の異なる多数の微調整片を用意して
バイパス磁路の磁気抵抗を調整する必要がある。このた
め、調整が極めて面倒になるとともに、調整片を多数用
意しなければならずコストの低減を図るうえで不利にな
る。なお、第９図においてRgは可動片とヨーク端面の磁
気抵抗、Raは微調整片の磁気抵抗を示し、Umは永久磁石
の起磁力を示す。

実開昭57−55912号公報に開示された技術は、上記二つ
の技術に比べて、製造工程が簡略化されるものである
が、加工素材自身に溝を形成し、さらに、この溝内に比
較的高価な非磁性体金属を埋設する工程がある。

さらに、連結部の磁気抵抗は溝の加工寸法により決定さ
れる構造であるので、加工素材の長手方向に溝を平等か
つ精度良く形成するために精密加工の工程を必要とす
る。

本発明は、これらの問題点に着目してなされたもので、
一対のヨークとこれらヨークを連結する取付部とを一体
に形成して、ヨークの磁極面の研磨工程や組立て工程を
簡略化するだけでなく、ヨークおよび取付部の製造工程
も簡略化することができる有極形電磁石装置を提供する
ことを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段および作用） 本発明の有極形電磁石装置は、一対のヨークとこれらの
基部を連結しバイパス磁路を形成する取付部とは同一磁
性材料により一体に構成され、しかも取付部はヨークの
厚さより薄い薄板状をなすと共に、そのバイパス磁路の
有効断面積はヨークの有効断面積の比を65％以下に設定
されていることを特徴としている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従い説明する。第１図
および第２図は本発明の有効形電磁石装置の一構成例を
示す平面図と縦断面図である。図中１は対峙せる一対の
ヨーク2,3の基部にバイパス磁路を構成する取付部４を
一体に形成した磁性部材で、取付部４のＬ寸法は取付ネ
ジの頭径よりも若干大きくしてある。この磁性部材１
は、強磁性材料板を例えば、冷間鍛造により一対のヨー
ク2,3と、これらヨーク2,3の厚さより薄い薄板状の取付
部４とを一体に形成したものであり第３図に示すように
全体としてコ字形をなし、ヨーク2,3の基部間を継絡す
る取付部４には強度補強用のリブ部５が形成されてい
る。このリブ部５は断面積を減少させるように三角形状
に形成してある。この場合、取付部４およびリブ部５の
有効断面積の和S1がヨーク2,3の断面積S2の比が65％以
下になるように設定し、磁気飽和が低い磁束で起こるよ
うに工夫されている。また、本実施例ではヨーク2,3の
基端に傾斜部6,7を設けて磁気抵抗を増して、その分リ
ブ部５の断面積を多くして補強を高めるように工夫がな
されている。

この一体化された磁性部材１は、予め磁極面となるヨー
ク2,3の端面を研摩した後に、メッキが施される。この
磁性部材１のヨーク基部に永久磁石10を嵌め込み、接着
あるいは半田付により固定する。

本実施例では、永久磁石10の位置決めを正確に行うため
にヨーク基部に挿入ガイド凹部8,9を形成したが、この
挿入ガイド凹部8,9は無くても構わない。続いて、この
永久磁石10の開放面にバイパス磁路の磁気抵抗を調整す
る強磁性材料よりなる微調整片11を配設し、さらにヨー
ク2,3に励磁コイル12,13を巻装したコイル枠14,15を装
着させて有極形電磁石装置を完成する。この電磁石装置
は第５図（ａ），（ｂ）に示すようにテープレコーダな
どに上向きまたは下向きに実装することができるように
なっている。

ここで、16はスプリング17により図示矢印方向に復帰可
能な可動片で、18,19は電磁石をテープレコーダなどに
ねじ止めするための固定用孔である。

上述した電磁石装置の磁気回路は可動片16に磁束を供給
する主磁路と、この主磁路の磁束をバイパスするバイパ
ス磁路からなり、その等価回路は第４図のようになる。
すなわち、ヨーク2,3とバイパス磁路を構成する取付部
４を一体化することで、取付部４を兼ねた主バイパスの
磁気抵抗Rsとリブ部５の磁気抵抗Rrは不変となり、メッ
キ厚，表面粗さ，固定接着などによって生じるバラツキ
はヨーク2,3と永久磁石10の磁気抵抗R3のみとなり、そ
のバラツキは微調整片11の磁気抵抗Raによって調整する
ことができる。

したがって、このような構成によれば、特性に影響を与
えるバラツキ要因はヨーク2,3と永久磁石10の磁気抵抗R
3のみとなるため、従来例のものに比べて微調整片11の
種類が少なくてすみ、かつ調整も容易に行うことがで
き、組立工数を削減してコストの低減を図ることができ
る。

また、ヨーク2,3と取付部４を一体化させることによ
り、ヨーク2,3の端面を同一条件で研摩できるため、研
摩工程を簡略化でき、かつヨーク2,3の磁極面の平行度
ならびに同一平面度を高精度に仕上げることが可能とな
り吸着面の密着度を著しく向上させ得る。しかも、一体
化により実機取付の際に第５図（ａ）に示すように取付
角度θを正確に組み立てることができるとともに、磁極
面と可動片16の位置合わせを容易に行うことができるこ
とから、特に精密機器の利用に最適である。

また、ヨーク2,3の断面積S2に対して取付部４およびリ
ブ部５の有効断面積の和S1を65％以下に設定することに
より取付部４の強度に必要な厚さを得ることもでき、ま
た、磁気飽和を低い磁束で起こすことができるため、可
動片16の吸着力を高め得るとともに、永久磁石10の断面
積を小さくできる利点がある。しかも、適当な低い釈放
起磁力で可動片16を釈放することができる。

また、ヨーク2,3の基端に傾斜部6,7を設けることによ
り、磁気抵抗を高め保持力を向上させるとともに、ヨー
ク2,3とコイル端子20,21の空間距離を長く取ることがで
きるため、耐圧などの安全性を高めることができる。

また、ヨーク2,3の基部に永久磁石10の挿入ガイド凹部
8,9を設けることにより、永久磁石10の組立が容易とな
りコストの低減を図ることができるとともに、永久磁石
10に対する接着などの接合面積が多くなり接着強度を高
めることができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
要旨を変更しない範囲において種々変形して実施するこ
とができる。

例えば、永久磁石に希土類などのようなエネルギ積の大
きなものを使用し、永久磁石の薄形化を図ることができ
る。この場合、第６図に示すように永久磁石の幅に対応
させてヨーク2,3の基部に段部31,32を形成し、ここに厚
みの薄い永久磁石を嵌合させる。

また、第７図に示すようにヨーク2,3の基部間に設けら
れたリブ部５に切込溝41を形成しバイパス磁路の磁気抵
抗を可変することもできる。しかも、リブ部の形状は三
角形状にこだわるものではなく、例えば湾曲状または台
形状に形成することもできる。

また、第８図に示すようにヨーク2,3の基部間を継絡す
る取付部４より強度補強用のリブ部を除去することもで
きる。

また、バイパス磁路の磁気抵抗を調整する微調整片はヨ
ークの上面のみならず下面または傾斜部に配設すること
もできる。

また、取付部をヨークより薄い薄板状に形成しているの
で、取付空間の省空間化が図れるだけでなく、薄板状を
しているので取付孔の加工が容易で、しかも、取付用ネ
ジは短いもので良い等の効果が期待できる。

［発明の効果］ 以上に述べたように本発明の構成によれば、ヨーク断面
積に対して取付部の有効断面積の比を65％以下に設定
し、ヨークの基端に傾斜部を設けることにより、必要な
取付強度を確保でき、かつ、低い磁束で磁気飽和せしめ
ることができ、また、必要な保持力を持ち低い釈放起磁
力で駆動させることができる。しかも、一対のヨークと
取付部を一体に形成することで金型数を減少させ、組立
作業を簡略化してコストの低減を図るとともに、一対の
ヨークを同一条件で研摩でき各ヨークの磁極面の平行度
ならびに同一平面度を高精度に得ることができる有極形
電磁石装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略的な構成を示す平面
図、第２図は同実施例の縦断面図、第３図は同実施例の
要部である磁性部材を示す斜視図、第４図は同実施例の
磁気回路を示す回路図、第５図（ａ），（ｂ）は同実施
例のそれぞれ異なる実装状態を示す正面図、第６図ない
し第８図は本発明のそれぞれ異なる変形例を説明するた
めの説明図、第９図は従来の電磁石装置の磁気回路を示
す回路図である。 １……磁性部材、2,3……ヨーク、４……取付部、５…
…リブ部、6,7……傾斜部、8,9……挿入ガイド凹部、10
……永久磁石、11……微調整片、12,13……励磁コイ
ル、14,15……コイル枠、16……可動片、17……スプリ
ング、18,19……固定用孔、20,21……コイル端子、31,3
2……段部、41……切込溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 目時 敏夫 東京都港区三田３丁目３番８号 株式会社 広業社通信機器製作所内 (72)発明者 上岡 重信 東京都港区三田３丁目３番８号 株式会社 広業社通信機器製作所内 (56)参考文献 実開 昭57−55912（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】永久磁石で対峙せる一対のヨーク端面に可
   動片を磁気吸着せしめ、前記一対のヨークにそれぞれ装
   着された励磁コイルに前記永久磁石の発生する磁束を打
   ち消す方向に磁束を発生せしめ前記可動片を釈放させる
   ようにした有極形電磁石装置において、前記一対のヨー
   クとこれらの基部を連結しバイパス磁路を形成する取付
   部とは同一磁性材料により一体に構成され、しかも前記
   取付部は前記ヨークの厚さより薄い薄板状とし前記バイ
   パス磁路の有効断面積は前記ヨークの有効断面積に対し
   て65％以下に設定されていることを特徴とする有極形電
   磁石装置。
2. 【請求項２】前記一対のヨークの基端に傾斜部を形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の有極形
   電磁石装置。
3. 【請求項３】前記一対のヨーク基部間を継絡する前記取
   付部にリブを形成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の有極形電磁石装置。
4. 【請求項４】前記一対のヨークの基部に永久磁石の挿入
   ガイドを形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の有極形電磁石装置。