JPS583205A - 有極電磁石装置 - 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】 この発＠櫨、電＊ｉｉ電−などに用いる自己保持形の有
極電磁石装置に輿するものである。

最近、ＩＯなどの中導体素子と同じくらい小さくかつ薄
いプリント基板専用の有極リレーが多く生産さ九るよう
になってきている。このよう“な−極リレーは半導体回
路において直接トテンジスタで駆動する方が望ましいた
め、コイルの醜費電力や励磁電流が小さいことが要求さ
れる。

第１１８１１はこのようなＩ！求に千′って員嵩された
リレー用の有極電磁石装置を示している。この間におい
て、ｓｌは軟質磁性材からなる１窒鉄心で、−直線に延
′びる基１１３１ｍと、この基１１１１ｍの両端に設け
られたＩｆＩ部、５１１１．５１・とからなり−全体と
してコ字形を呈しているａ５２は■電鉄ｔ５１の基部３
１ｍに巻回されたコイｉｗ、５５はアマチユアである。

このア！チシγｓｓは棒状の永久磁石ｓ４と軟質磁性体
からなる鉄片３ｓとな−２点鎖線で概略的に示した合成
樹脂などの非磁性体３６により一体連結してなる。上記
永久磁石５４の肩極は固定鉄心ｓ１０指ａｌｊ＄１ｂ上
に、１極は指＃＆５１・上にそれぞれ配置されている。

ｔた、鉄片５５は永久磁石ｓ４と並行に固定鉄心ｓ１の
下１に配置され、上記非磁性体ｓ６に形成された軸５７
を中心に、永久磁石ｓ４とともに上下方向に揺動できる
ようになっている。

上起構疵において、コイルｓ２に通電しないと會には、
永久磁石ｓ４の電極は固定鉄心ｓ１０１０指１ｂに、１
極は指部５１・にそれぞれ自らの磁力で吸着している。

つぎ輪コイに５２に通電して永久磁石ｓ４が１＃成して
いる磁束と逆方向の磁束な発生させる。そうすると、永
久−石３４の菖極トｍ５ｉ１ｆｌｋ心５１１３８８５１
　ｂｉｌｌＪ：ヒ！Ｉ１ｍト指１１Ｅ５１・間に反発力
が、指部５１％、３１・と鉄片３ｓとの間に吸引力がそ
れぞｈ作用し、アマチユア５ｓは軸５７を中心に上方へ
回―する。コイｋｓ１への通電なしゃ断すると、ＩＩｔ
Ｆ鉄心５１および鉄片５５が吸質磁性体であるから、残
留磁化がなく、再び永久磁石５４の電極がＷ定鉄心５１
の指部５Ｉｂ＆：、８極が指部３１＋ｅにそれぞれ自ら
の磁力で吸着する。すなわち、アマチユア５５としては
下方へ圃−することになる。

つぎに、上起膚極電磁石を自己保持形、つまりコイルに
所定方向の磁束が発生するように通電すると、アマチユ
アがその方向に応じた状１Ｉｃ−動し〜そののち通電を
停止しても、その状態が保持される−１にしようとすれ
ば、鉄片５ｓを半硬質磁性材にするか永久磁石に置きか
えｈばよい、永久磁石にする場合、この永久磁石は第１
１−の永久磁石５４０箇極、ｇ極と磁極が反対方向を崗
〈ように配置される。半硬質磁性材では残留磁化が大き
いので、また永久磁石では自らの磁力によりそれぞれ自
己保持効果が得られる。

しかし、上記各構成の有極電磁石は、永久磁石と固定鉄
心ｔｎｒｔｘとの間に働く吸引力が、コイル励磁時のア
マチユアの回転力に青する抵抗力あるいは負荷として作
用するため、コイルは千九に打ち勝つ磁束を発生させね
ばならず、大きな消費電力ｅｌｌＬ、た。

この発明は上記のような欠点を解消するためになされた
もので、コイｐｗ　ｅ　ｇ４費電力を低減する一方、ア
マチユアの吸引回動力を増大できる自己保持形の有極電
磁石装置を提供することを目的としている。

以下、この発明の実施例を図−にもとづいて説明する・ 第１１ｉｌｌｌはこの発明にかか為自己保持形の有極電
磁石装置を示している。この−において、１は軟質磁性
体からなるｌｉ定軟鉄心、−直線に延びる基１１１＆と
、この基＠１’ｍの両端に設けられた指部１−ｋ　、　
１　＠とからなり、全体としてコ字形を呈している。、
２′は固定゛鉄心−１ｉ指躯１ｂ、１・に巻回されたコ
イルである。６．４は固定鉄心１に対して固定配置の継
鉄で、軟質鎌・性材からなる、一方の継鉄３はｉａｉ＊
鉄心１の指ｔＩ＆１　ｍ　、　１・の表面（上１ｉ）に
対向する平面を、゛か゛つ他方ｒｋｌＩ鉄４は指ｌＩｃ
１　ｋ　、　１・の裏−（下面）に対向する平面をそれ
でれ有している。Ｓはアマチユアで、２本の棒状の永久
磁石６．７と２点鎖線で概略的に示した合１樹脂などの
非磁性体８により一体連結してなる。上記一方の永久磁
石６の電極はＷ＊鉄心１０指謳１ｅの表■と−この表■
傭の継鉄５の上述した平−との閾に配置され、かつｊ極
は他方の指部１）の表−と、この表−側の継鉄ｓの他方
の早■との間に配置されている。また、他方の永久磁石
７の璽極は固定鉄心１の１１１都１ｍの嘉−と、この裏
■側の継鉄４の上述した平−との目に配置され、かつ−
極は他方の指部１・の畠■と、この嘉■側の継鉄４の他
方の平■との間に配置Ｍｈでいる。

すなわち、２本の永久磁石６．７の電極と１極とは互い
に灰層方向の関係にある。また、上記非鐵・性体８に一
体ｍｌ！成されたー―眉の軸！により、永久磁石６．７
が矢印’　ａ　％の方向に、つ會＠ｌｌｌ電鉄心１の表
裏方向に往復動できるようになっている。なお、固定鉄
心１−纏鉄５．４、永久−石６゜７はたとえば打抜き篇
工により形成される。

上記構１において、コイ＃２に通電しないとき、つｆり
無励磁の状態においてけ、永久磁石７の１極、ｇ極は継
鉄４に、永久磁石６の電極、Ｉ櫃は固定鉄心１０指Ｗｈ
１１．１′麺に自らの磁力で量れぞれ吸着している。第
２ｇはこめと會の磁束の流れを表わしたもので、永久磁
石７で発生する一東φデＭ、は電極を出て、継鉄４内な
通り％１極に帰る１つの閉磁ＷＩＩ憂形鳴している。玄
だ、永久−石６で発生する磁束φデにｗａ　１４１　を
出て、固定鉄心１のＪ１部１ｃ１、基部１＆、指部１１
を通って３極に帰る１つの閉磁路を廖虞している。なお
、鎖ｚＷｉにおいて、矢印１はアマチ島ア５の保持方向
を示している。

つぎに、コイ身２ｃ特電方向の通電な行ない、永久磁石
６．７が形成している磁束と逆方向の磁束を発生させる
。そうすると、永久−石７の両極。

中ｆ＠Ｙａｋ叡４から、永久磁石６の慕極　Ｓ＠は１定
鉄心１の指部（＠、１％からそれぞれ吸着を解かれる１
間時に、永久磁石７の両極、１極は固定鉄心１の指ＩＥ
　１　＠　＃　１　ｋに、永久磁石６の璽極。

ａ極は継鉄３にそれヤれ吸着する。第ｓｍおよび第４１
１はこのときの磁束の流れな表わしたものである。

第５８！Ｉにおいて、コイＮ２で発生する磁束φ■は固
定鉄心１０指纒１・を出て継鉄５および４の一端より他
端へ流れ−この他端より指部１ｂ、基部ｔａｂ指ｓ１１
・に帰る磁路を形成している。ｔた、コイに２で発生す
る磁束参ＺＷは永久磁石６゜７で発生する磁束φＰＨ１
、φ？菖ｔと逆方向に流れ、これらな打ち消すように作
用している。い會叙に、コイ＃！の励磁電流を・から次
第に増加事せ、発生する磁束φ菖菖が同様に増加してい
く場合を考えると、永久磁石６．７で発生する磁束φＰ
滅璽、φＰＭ。

は磁気抵抗が次第に増大していくことになるため、次第
に滅央していく、また一方では、永久−石７で発生する
磁束φＰＭ、は点纏で示すように璽極を出て、固定鉄心
１０指［１ｋ、基部１　ａ　ｓ指−１・を通って壽極に
帰゛る磁路を＊ＩＩＣＬ−かつ永久−石６で発生する磁
束φデｌ１１ｗはもう１つの点線で示すように璽極を出
て、継鉄鼻を遷って８極に帰る一路を＊＊する。つまり
コイに２で発生する磁束φ鷺滅と順方向の流れをもつ磁
路を形成する。そして、上鮎の磁気抵抗が増大するにつ
れてこの磁路を流れる磁束φＰＭＩｌ＊φデＭｆ＋はし
だいに増大していく嶋最後には磁束φν城嘗とφＰＭ、
　　による吸引力に鎌東φＮ輩と磁束φＰ菖、１．φＰ
Ｍ−による吸引力が打ち勝ち、ア！チェア５は軸９を中
心に矢印ｒの状態から第４図に示す矢印ｑの状態に――
する。＠４１！においては、コイに２で発生する磁束φ
層麗に対し、永久磁石６．７の髪生ずる磁束φＰＭ、　
、φＰＭ、は完全に順方向の流れとなっている。

さらに、コイに２の通電を停止して無！ＩＩＷＩｌ状態
にすると、永久磁石７の電極、Ｓ極は固定鉄心１の＠ｌ
Ｅ１　ｂ　、　１・に、永久磁石６の電極、Ｉ極は義Ｉ
／Ｉｋｓに自らの磁力で吸着して動作な保持したままに
なっている＊ｓｓｇはこのときの磁束の流れを表わした
もので、永久磁石７で発生する磁束φν菖、は璽極を出
て、ｍ定鉄心１０指部１′にへ基部１ｍ、＠ｗｈ１・な
通つで３極に帰る１つの閉磁路を形成してい゛る。會た
、永久磁石６で発生する磁束φＰＭ、は璽極を出て、継
鉄３を通って８極に帰るもう１つのＭｉｌｌｉ路をＩｉ
ｌ成している。　″つぎに、一述と嬬逆にコイ＃２に通
電を行ない、一連とは逆方向の磁束を形成させる。この
場合、アマチ＆ＹＳｕ軸！を中心にして第５Ｉｉｉに示
す矢印ｑの状態からＩｌｌ■に示す矢印Ｐｆｉ状態に回
動する。つまり一述とは逆の動作をする。この動作はＩ
１１鴫上、方向が逆になるだけであり、すべての過程は
前述とｔｉｅで′あるからその説明は１略する。

上εＩＩＩｍにおいては、コイに１を励磁して）！チェ
ア４を回動するとき、自己保持用の１つの永久磁石６．
７の磁束がコイ−２でｌｌＩ！にする磁束に対して順方
向に流れるので、コイに！の消費電力が低減される。ｔ
た％２つの永久磁石′６．７で２つの磁気−路−ｌ！！
成されることにより、２つの未久礁□石６．７の磁束が
直列゛に流りる場合にくらべて、アマ２チシア５の゛吸
引回動力が増大する。

な−お、第６ｗＪのように、永久磁石Ｓ、’４ｆｉ矢印
Ｐ、Ｑの方向への往復動は、直線ガイド機構１０にそっ
て行なう゛ことができる。ｔた、上鮎実總例で示したコ
イル２は固定鉄心１０基部１＆に設けることができる。

また、第７図のよ−うに、２つの継鉄Ｓ、４ｔ！連結片
１１により一体的に連處することができる。

第８ｍ−第１０図は上述した有極霊鎌′石を継電器に用
いた例を示す、この図において、上述の有極電磁石のコ
イル２は合成樹脂からなるスプール１２を介してｍ電鉄
心１の基部１１に設けられている。！ｉ定鉄心１の１１
躯１−０１・の下端は一舎１樹脂からなる端子台１３の
上１ｉ１Ａａに設けられた孔１ｊＳ１＊、１５拳に圧入
ｉｉＩ定されている。端子台１５の上５１１！ｍには、
さらに、ビン１３＆が一体形成８九、このビン１５礁に
は２枚の継鉄６．４の連結板１１に設けられた孔１１亀
が嵌入さｈでいる。ビン１５直は孔１１＆の上部に突出
し−その突出部は連結板１１に熱かしめされ、これによ
り連結板１１を端子台１５の上１ｉ　１５　ａにＩＩ定
している。継鉄Ｓ、４とその連結片１１とは１枚の鉄板
の打抜きおよび折―加工からなる一体成形品である。１
１鉄５．４の連結板１１と反対側端部はλプ町１２の両
端つば謳１２ｍ、１２１ｓを挾んで適正寸法に保持され
ている。

アマチユアＳは２本の永久磁石６．７を非磁性体６によ
り一体連結してなる゛、非磁性体６はその両ｔｓ部に固
定鉄も１の指部１１．１・が嵌入する切欠ＩＩＩ　ａ　
ａ　ｅ　ｓ　ｂを有し、かつ当験切欠部８１゜８ｂの端
部には、１１１ｗ１の軸９をｊｌｉｌ成する回動用の球
状の把持部６６．６直が一体Ｉ＃成されている。

一方の把持ｌ１１８・は固定鉄心１０指部１−の基部な
一他方の把持部８直は指＄ｌ＠の基部をそれでれ挾み、
これによりアマチユア５が両Ｉｌ都１ＮＩ。

１・関に回動自在に支持されている。上記把持部８・、
８櫨はスプー＃１２の両端つば藝１１１゜１２にとこれ
に一体Ｊ！ｌｌ１ｌＩｌさ九た６慕１２・、１２直とに
係合することにより、２本の永久磁石６゜７の両極、ｇ
極を固定鉄心１の指部１ｂ、１ｏに適正に層内させてい
る。アマチユア５の非磁性体８には、さらに左右の可動
接触片１５．１＆を駆動するカード部ａ・、８ｆが一体
形威されている。

すなわち、第＊＊において、アマチユア５が矢印Ｐの方
向へ回動して、永久磁石７が左側の纏＃４に、永久−石
６がｆＩｉ定鉄心１の指ＩＩＮ　ｈ　、　１・にそれぞ
ｔｓ＠着したとき、一方のカード部ａ・で左側の可＊＊
蝕片１５な外方へたわませ、その接点ＩＳｍを左側の固
定端子１７の接点１７ｍより離間させるとともに、それ
會で反対側のカード部８ｆで押し戻されていた可−接触
片１６が自らのばね力により復帰し、その接点１６＆が
右側の固定端子１８の接点１８＆に当接するように、か
つアマす具ア５が矢印ｑの方向へ回動したときは、上記
と逆動作により、接点ＩＳｍ、１７ａ間がＷＩ成−接点
１４ｍ、１８ａｌｌがｇ＊するようになっている。

上巳可動接触片１５．１４とこれに対応した固定端子１
７，１＠とは左右２組ずつ配置されている・各可動接触
片１５．１！の基Ｗ＆およびそのリード片１５ｂ、１４
−の基部そして２１１のコイル端子１９＆〜１９１の基
部は合一樹脂からなる左右１対の絶縁台２０ｍ、２４１
塾にインナー）成形により゛設けられている。この絶縁
台２０亀、２０ｂはコイル２を謹むようにして［１！鉄
心１の指部１１ｅ、１ｓの基１ｃ設けられた孔１４，１
ｓに位置決めされるとともに、接着剤に、より指部１ｂ
。

１・に固定されている。一方、上記固定端子１７゜１８
の基部−上記１−ド片１５に、１４１１が接続される外
部導出片１ｓ・、１６・そしてコイル端子１９＆〜１？
ａが接続される外部導出片１９・〜１９１は上述した端
子台１５にインナ−）成形により設けられている。

上記コイ＃２は互いに遠巻きの２つ＃）：ｌイに＃Ａか
らなり、そのうち、一方のコイ＃躯にコイル端子１９　
ｍ　、　１９　ｂヨＱＲ１＆シたとき、アマチェγ５が
たとえば矢印１の方向へ回動し一他方のコイｋｆＩ＆に
コイに端子１９・、１９亀より通電したとき、アマチユ
ア５が矢印儀の方向へ■―するようになっている。なお
、２１は合１樹脂からなるケースである。

以上の説明から解るように、この発明によれば、コイｋ
ｆＪｆＲ費電力を羞滅するとともに、アマチユアの吸引
１−力を増大できる有極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閣はこの発明の一実施例にかかる有極電磁石装置の
斜視図−第２８ｉ１〜第５図は動作説明図、第６ｗＩお
よび第７図は上記有極電＃１１石装置の蜜形ｉｊｌ　ｅ
　ｙＲを斜視図、ｓｓＷは上鮎有極電［５６１１１ｒｔ
用いた継電−の分解斜視図、第９図はｌ１ｌＩｌ！！電
−の組立状態の一部切欠正１１Ｗ、第１０図は同継電器
の一躯切欠偶１１ｍ、第１１１Ｎは従来の有極電磁石装
置の斜視間である。 １−鉄心、１＆−基部、１麺、１１−指部、２−コイル
、５．４−＠鉄、５−アマチユア、６゜７−永久磁石、
８−非磁性体、 第１１ 本２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 口）はぼ−直線に駕びる基部の両端に指部な設けてなる
   コ字形の鉄心と、この鉄心の基ａＣｔたは指部に巻回さ
   れたコイルと、上記鉄心の両ａｒｍの表裏両■に層内す
   る平■をもった線銃と一冨極と８極とが互い＊１ｍ友肉
   ０宜本の永久磁石を非磁性体により一体連結し、かつ上
   記鉄６の表裏方向に往復動するようにしたア！ｔ１丁と
   を有し、上記一方の永久磁石の両磁極は上記鉄心の両指
   部の表−側とこの指部の表−偶と焉向した継鉄の平面と
   の間に配置し、かつ他方の永久磁石の両磁極は鉄心の両
   指部の畠−偏ととのｔｉｉｍ＃）ｓｒｍ傭と対向した継
   鉄の平−との関に配置したことを特徴とする有極電磁石
   装置。