JPS583206A - 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】 この発明−社、電磁−電器などに用いる自己保持形の有
極電磁石装置に関すｈものである。

最近、ＩＣなどの半導体素子と閂じくらい小さくかつ薄
いプリント基板専用Ｏ有極リレーが多く生寓され為よう
になって亀でいる。このような有極リレーは半導体囲路
において直接トランジスタで駆動する方が望ｔＬいため
、コイルＯ消費電力中動磁電流が小さいことが要求され
為。

第１ＯｌｌＩはこのような要求にそって提案されたリレ
ー用Ｏ有極電磁石装置を示して％ｆ＆み、ζＯＩＩにお
いて、４１は軟質磁性材からなゐ固定鉄心で、−直線に
蔦びる基部４１＆と、この基部４１＆の両端および中央
に設けられ九指１＄４１ｍ、４１０．４１１とから壜夛
、全体として１字廖を呈している。４２は上記固定鉄心
４１の中央の指部４１０に巻回されたコイル、４３はア
ｉチェアである。

このアマチュア４３は２本の永久磁石４４．４５と軟質
磁性材からなる鉄片４６とを、２点鎖線で概略的に示し
九合成樹脂などＯ非磁性体４７により一体連結してなぁ
、上記永久磁石４４．４５のｅ極は固定鉄心４１の中央
の指部４１１上に、かつ磁極は両側の指部４１ｂ、４１
ａ上にそれぞれ配置されている。ｔた、鉄片４６は永久
磁石４４．４５と並行に固定鉄心４１の下部に配置され
、上記非磁性体４７に形成された軸４８を中心に、永久
磁石４４．４５とともに上下方内へ揺動できるようにな
っている。

上記構成において、コイル４２に通電しないときには、
永久磁石４４は固定鉄心４１の指部４１１．４１Ｃに、
永久磁石４５は指部４ＩＱ、４１＋１にそれぞれ自らの
磁力で吸着していゐ。つぎにコイル４２に通電して永久
磁石４４．４５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、永久磁石４４．４５ＯＮ極と固
定鉄心４１０指部４１１）、４１１１問およびＳ極と指
部４１０間に反発力が、指部４１１）、４１ｅ、４１（
ｌと鉄片４６との間に吸引力がそれぞれ作用し、アマチ
ュア４３は軸を中心に上方へ回動する。コイル４２への
通電をし中断すると、固定鉄心４１ｓＰよび鉄片４６が
軟質磁性体であるから、残留磁化がなく、再び永久磁石
４４．４５の磁極が固定鉄心４１の指１１Ａ４１ｂ、４
１Ａに、８極が指部４１０にそれぞれ自らの磁力で吸着
する。すなわち、アマチュア４３としては下方へ回動す
ることになる。

つぎに、上記有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、アマチュ
アがその方向に応じた状態に回動し、そののち通電を停
止しても、その状態が保持される構成にしようとすれば
、鉄片４６を半硬質磁性材にするか永久磁石に置きかえ
ればよい、永久磁石にする場合、この永久磁石は第１０
図の永久磁石４４．４５ＯＮ極、Ｓ極と磁極が反対方向
を向くように配置される。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
心の指部との間に働く吸引力が、コイル励磁時のアマチ
ュアの回転力に対する抵抗力あるいは負荷として作用す
る丸め、コイルはそれＫｌち勝つ磁束を発生させねばな
らず、大きな消費電力を要した。

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、コイルの消費電力を低減する一方、アマチュア
の吸引回動力を増大あるいは装置の小形化を実現できる
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面に−とづいて説明する。

第１図はこの発明にかかる自己保持形の有極電磁石装置
を示している。この図において、２１は軟質磁性体から
なる固定鉄心で、−直線に鷺びる基部２１ａと、この基
部２１１Ｌの両端および中央に設けられた３本の指部２
１ｂ、２１０．２１６とから構成され、全体として扁平
な通学形を呈している。２２は上記固定鉄心２１の基部
２１ａに巻回されたコイルである。２３は軟質磁性体か
らなる継鉄で、固定鉄心２１０３本の指部２１ｂ。

２１０．２１１１に対向スル平ｆｆ１２３ｔ）、２３（
！。

２３（ｌをもって固定配置されている。２４はアマチュ
アで、固定鉄心２１と継鉄２３との間に位置する２本の
永久磁石２５．２６を２点鎖線で概略的に示した合成樹
脂などの非磁性体２７に設けてなる。上記永久磁石２５
．２６のＮ極は固定鉄心２１０両側の指部２１１）、２
１ｄに、８極紘中央の指部２１０にそれぞれ対向配置さ
れている。また、非磁性体２７に一体形成された回動用
の軸２８によシ、永久磁石２５・２６が矢印Ｐ、Ｑの方
向に、つまり固定鉄心２１と継鉄２．３との間を往復動
できるようになっている。なお、固定鉄心２１、継鉄２
３．永久磁石２５．２−６はたとえば打抜き加工によっ
て形成される。

上記構成において、コイル２２に通電しないとき、つま
）無励磁の状態においては、永久磁石２５．２６の舅極
、Ｂ極は自らの磁力で継鉄２３に吸着している。このと
きの磁束の流れを第２図に示゛す。第２図において、永
久磁石２５．２６で発生した磁束φＰＭＩ　、φＴＩＭ
２はＮ極を出て継鉄２３を通電、８極に帰る閉磁路を形
成している。なお、第２図において、矢印Ｐはアマチュ
ア２４の保持方向を示している。

つぎに、コイル２２ｆＣ＠定方向の通電を行ない、永久
磁石２５．２６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、永久磁石２５．２６は継鉄２
３から吸着を解かれると同時に、固定鉄心２１に吸着す
る。第３図、第４園はこのときの磁束の流れを表わした
ものである。

第３図において、コイル２２０発生する磁束φＩ輩は固
定鉄心２１の中央の指部２１Ｃを出て継鉄２３の中央へ
、さらにこの中央より両端へと分流し、両側の指部２１
ｂ、２１改、基部２１ａを通って中央の指部２１Ｃに帰
る磁路を形成している。また、コイル２２で発生する磁
束−ＫＭは永久磁石２５．２６で発生する磁束φＰＭ１
．φＰＭ２と逆方向に流れ、これらを打ち消すように作
用している。いま仮に、コイル２２の励磁電流を０か゛
ら次第に増加させ、発生する磁束φＢ’Ｍが同様に増加
していく場合を考えると、永久磁石２５、−２６で発生
する磁束φＰＭＩ、’φＰＭ２は磁気抵抗が次第に増大
していくことになるため、次第に減少していく。また、
一方では、永久磁石２５で発生する磁束φＰＭＩは点線
で示すようにＮ極を出て、固定鉄心２１０指部２１ｂ、
基部２１１Ｌ、指部゛２１Ｃを通らてＢ極に帰る磁路を
形成し、かつ永久磁石２６七発生する磁束゛φＰＭ２は
もう１つの点線で示すように磁極を出て、固定鉄心２１
の指部２１（１，基部２１ａ、指部２１０を通って８極
に帰る磁路を形成する。つまりコイル２２で発生する磁
束φ！Ｍと順方向の流れをもつ磁路を形成する。そして
上記の磁気抵抗が増大するにつれてこの磁路を流れる磁
束−ＰＭｌｌ、φＰ　Ｍ　ｇｌはしだいに増大していく
、最後には磁束φＰＭＩとφＰＭ２による吸引力に磁束
φＩＩＩＭと磁束φＰＭ１１．φＰＭ２１による吸引力
が打ち勝ち、アマチュア２４は軸２８を中心に矢印Ｐの
状態から第４図に示す矢印Ｑの状態に回動する。第４図
においては、コイル２２で発生する磁束φＭＭに対し、
永久磁石２５．２６で発生する磁束φＰＭＩ１、−ＫＭ
２１は完全に順方向の流れとなっている。

さらに、コイル２０通電を停止して無励磁状態にすると
、永久磁石２５のＮ極、ＳＷａ固定鉄心２１０指部２１
ｂ、２１Ｑに、永久磁石２６ＯＮ極、８極は指部２１（
１，２１ｅＫ自らの磁力でそれ”ぞれ吸着して動作を保
持したままになっている。

第５図はこのときの磁束の流れを表わし是もので、永久
磁石２５で発生する磁束φＰＭＩは磁極を出て、固定鉄
心２１の指部２１ｂ、基部２１ａ、指部２１Ｑを通って
８極に帰る１つの閉磁路を形成している。また、永久磁
石２６で発生する磁束φＰ　Ｍ　２　ハＮ極を出て指部
２１ｄ、基部ｚｌ＆、指部２１０を通って８極に帰るも
う１つの閉磁路を形成している。

つぎに、前述とは逆にコイル２２に通電を行ない、前述
とは逆方向の磁束を形成させる。この場合、アマチュア
２４社軸２８を中心にして第５図に示す矢印Ｑの状態か
ら第２図に示す矢印Ｐの状態に回動する。つまり前述と
は逆の動作をする。

この動作は構成上、方向が逆になるだけであシ、すべて
の過程は前述と同様であるからその説明は省略する。

上記構成においては、コイル２２を励磁してアマチュア
２４を回動するとき、自己保持用の２つの永久磁石２５
．２６の磁束がコイル２２で発生する磁束に対して順方
向に流れるので、コイル２２の消費電力が低減される。

また、２つの永久磁石２５．２６で２つの磁気回路が形
成されることにより、２つの永久磁石２５．２６の磁束
が直列に動力が増大する・その結果・テ′チ゛ア２４°
吸引回動力を従来と同一とした場合には、永久磁石２５
．２６の厚さを薄く１て装置の小形化を図ることができ
る。

なお、第６図のように、永久磁石２５．２６の矢印Ｐ、
ｑの方向への往復動は、直線ガイド機構２９にそって行
なうことがア自る。を九、上記実施例で示し九コイル２
２は固定鉄心２１の基部ｚｌａや両側の指部２１ｍ）、
２１１１に設けることができる。

第７図〜第９図は上記有極電磁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２２
は合成樹脂からなるスプール３゜を介して固定鉄心２１
の中央の指部２１０に設けられている。スプール３０の
一方のつば部３０＆には軸受溝４０．４０が形成され、
この軸受溝４０．４０にはアマチュア２４の回動用の軸
２８　、２８が嵌着されている。アマチュア２４は棒状
の永久磁石２５．２６を非磁性体２７に設けてなるもの
で、この非磁性体２７には、さらに、上記回動用の軸２
８．２８．可動接触片３１．３１に対するカード３２．
３２とが一体形成されている。上記カード３２．３２は
、第９図において、アマチュア２４が矢印ｑの方向へ回
動したとき、つまり第５図のように永久磁石２５が固定
鉄心２１の指部２１に１．２１Ｃに、永久磁石２６が指
部２１Ｃ０２１（ｌにそれぞれ吸着したとき、可動接触
片３１．３１を押圧してたわめ、その先端に設けた接点
３３．３３を固定端子３４．３４の接点３５．３５に圧
着させる。アマチュア２４が矢印Ｐの方向へ回動したと
き、つま〕第２図のように永久磁石２５．２６が継鉄２
３に吸着したとき、可動接触片３１．３１は自らのばね
力によシ復帰し、各接点３３．３５間は開成する。

固定鉄心２１．継鉄２３は合成樹脂からなる箱形ペース
３６内に圧入あるいは接着剤などで固定されている。こ
のベース３６の底部には上記固定端子３４　、ａ４．可
動接触片３１．３１の基部を固着した固定端子３７．３
７．４本のコイル端子３８２Ｌ〜３８（１がインサート
成形により設けられている。上述したコイル２２は互い
に逆巻きの２つのコイル部からなシ、そのうち、一方の
コイル部にコイル端子３８ａ＃３８１Ｌより通電したと
き、永久磁石２５．２６がたとえば固定鉄心２１に吸着
し、かつ他方のコイル部にコイル端子３８Ｃ１３８１１
より通電し九とき、永久磁石２５．２６が継鉄２３側に
吸着するようになっている。３９はベース３６内の電磁
石装置を被ったケースであり、このケース３９の内部に
は上述し九アマチュア２４の回動用の軸２８．２Ｂに対
応して、この軸２８の軸受溝４０からの抜は出しを防止
する抜止片３９ａが一体形成されている。

以上の説明から解るように、この発明によれば、コイル
の消費電力を低減する一方、アマチュアの吸引回動力を
増、大あるいは装置の小形化を実現できる自己保持形の
有極電磁石装置を提供することがで亀る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発ＷＯ−ＩＩ施例にかかる有極電磁石装置
の斜視図、第２図〜第５図は同有極電磁石装置の動作説
明図、第６図は上記有極電磁石装置の変形例を示す斜視
図、第７図は１記有極電磁石装置を用いた継電器の一部
切欠平面図、第８図は第７図の８−８＃断面図、第９図
は第７図の９−９８断面図、第１０図は従来例の斜視図
である。 ２１−・・鉄心、２１　＆　・・・基部、２１ｂ、２１
ｃ。 ２１ｄ・・・指部、２２・・・コイル、２３・・・継鉄
、２３ｂ、２３Ｃ，２３（１・・・平面、２５．２６川
永久磁石特杵出願人　立石電機株式会社 第２図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （υ　はぼ−直線に・蔦びゐ基部の両端および中央に指
   部を設けてなる１字形Ｏ鉄心と、この鉄心の基部壜た社
   指１１Ｋ＊ｌＩされたコイ□ルと、上記鉄心０３本の指
   部に対向する平面をもつ九−鉄と、上記鉄心と継鉄との
   間にあって磁極と８極とのいずれかが上記鉄心の中央の
   指部に対向し、反対側の磁極が上記鉄心ｏｙ４端の指部
   に対向する磁極構成Ｏ永久磁石とを有し、上記コイルへ
   の通電に応じて上記鉄心と継鉄との間を上記永久磁石が
   往復動すべく構成し次ことを＊＊とすｂ有極電磁石装置
   。