JPS591412Y2 - 往復駆動型電磁石 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は往復駆動型電磁石に関するものである。

従来この種の往復駆動型電磁石として第１図に示すよう
に非磁性材よりなる筒状ケース１′に内挿された２個の
筒状励磁コイル７ａ、７ｂ内に軟磁性材よりなる円柱状
プランジャー８が摺動自在に設けられ、プランジャ８の
両端面に対向して軸方向に磁化された筒状の永久磁石６
′の同一極面がそれぞれ一定間隔をもって配設されたも
のがあり、各励磁コイル７ ａ 、７ ｂに流す電流の
方向を逆向きとし、励磁コイル７ ａ 、７ ｂをスイ
ッチにて選択することによりプランジャ８の磁化方向を
変えプランジャ８の両端面と永久磁石６′との吸引力お
よび反発力にて出力軸９を往復駆動するようにしたもの
があった。

しかしながらこのような従来例にあっては往復駆動時に
プランジャ８が永久磁石６に衝突することになり、一般
に硬くてもろい硬磁性材にて形成される永久磁石６′は
機械的に破壊され易く、またこのような衝突がくり返さ
れることにより永久磁石６′が劣化するという欠点をも
っていた。

本考案は上記の欠点を解決することを目的とするもので
ある。

以下実施例について図を用いて説明する。

第２図は本考案の一実施例を示すもので、１は軟磁性材
にて形成された筒状ケースであり、両端面の各中央には
軸孔４が設けられており、この軸孔４の内がわ開口縁に
はそれぞれ同突壁５ ａ 、５ ｂが設けられている。

この筒状ケース１に半径方向に磁化した筒状永久磁石６
が嵌合されており、同突壁５ ａ 、５ ｂの各端面は
同一極性に磁化されている。

この永久磁石６に内挿された筒状励磁コイル７内には軟
磁性材よりなる円柱状プランジャ８が設けられており、
上記プランジャ８から突設した出力軸９は非磁性材より
なる軸受け１０を介して軸孔４に嵌挿されており、プラ
ンジャ８は側周突壁５ａ、５ｂの端面間にて摺動自在と
なっており、側周突壁５ ａ 、５ ｂの端面には非磁
性材よりなる薄板１１が取着されている。

図中１２はコイル枠である。なおプランジャ８を円筒形
とし出力軸９にプランジャ８を外挿するようにしてもよ
く、また出力軸９を筒状ケース１の両端面から突出させ
ても良い。

以下第３図に示す本考案実施例の模式図および動作説明
図に基いて動作を説明する。

いまプランジャ８が励磁されておらずプランジャ８が永
久磁石６により磁化（Ｓ極）された同突壁５ａに吸着さ
れ、第１の安定位置にある場合、励磁コイル７に電流を
流しプランジャ８を図のような極性に励磁すると、同突
壁５ａの端面と対向しているプランジャ８の端面（以下
Ｓ端面と称す）と同突壁５ａの端面との間には対向間隔
Ｘに逆比例した反発力Ｆ１ａが生じるとともに同突壁５
ｂの端面と対向しているプランジャ８の端面（以下Ｎ端
面と称す）と同突壁５ｂの端面との間にはその対向間隔
Ｙに逆比例した吸引力Ｆ２ｂが生じ、プランジャ８は反
発力Ｆ１ａと吸引力Ｆ ２ ｂとの合成力にて矢印Ａの
方向へ移動し、プランジャ８のＮ端面と同突壁５ｂの端
面が当接した状態で第２の安定位置となる。

一方電源Ｅの極性を反転すれば同様にしてプランジャ８
は第１の安定位置に戻ることになる。

このようにして励磁コイル７に流す電流の向きを変える
ことにより出力軸９は直線的に往復駆動される機械的出
力が得られるようになっており、プランジャ８が同友定
位置にある場合、励磁コイル７に流れる電流をしゃ断し
ても永久磁石６により磁化された側周突壁５ａ、５ｂの
うちいずれかがプランジャ８を吸着することになるので
、自己保持機能を有することになる。

この場合プランジャ８の往復駆動時の衝撃は薄板１１．
同突壁５ａ、５ｂ、および筒状ケース１を介して永久磁
石６に加わることになるので、永久磁石６に加わる衝撃
力は大巾に小さくなり、永久磁石６がプランジャ８の往
復駆動時の衝撃により破壊されることがなく、シかも劣
化することもないことになる。

なお同突壁５ ａ 、５ ｂの端面にウレタンゴム、テ
フロンあるいはポリエステルなどの樹脂フィルムよりな
る薄板１１を取着することにより、プランジャ８が同突
壁５ ａ 、５ ｂに衝突する際の衝撃が大巾に緩和さ
れるとともに消音効果も得られることになる。

ところで実施例の場合磁化された軟磁性材同士が対向す
るようになっているが、磁化された２個の軟磁性材の同
一極を対向させる場合一般的には当然反発力が生じると
考えられるが、実際には両歌磁性材の同一極面の対向間
隔が極端に小さいとき、すなわち当接したとき、起磁力
がほぼ等しいものが対向する以外は逆に吸引力が生じる
ことになる。

このことは前述の模式図について言えば、プランジャ８
のＳ端面が同突壁５ａに吸着されて当接した第１の安定
位置にある場合、プランジャ８のＳ端面と同突壁５ａと
がたとえ同一極性になったとしても反発力Ｆ１ａが発生
せず第３図すに示すように対向間隔Ｘの小さい間は吸引
力Ｆ ２ ａが発生することになる。

この吸引力Ｆ ２ ａがプランジャ８のＮ端面と同突壁
５ｂの端面との間の吸引力Ｆ２ｂより大きい場合、プラ
ンジャ８は所定の磁化方向に励磁されているにもかかわ
らず矢印Ａ方向には移動しないという不都合が発生する
ことになる。

実施例においては非磁性材よりなる薄板１１を側周突壁
５ａ、５ｂの端面に取着しているので、この薄板１１の
厚みを反発力Ｆ １ ａが最も大きくなる対向間隔Ｘと
略一致させることにより、前記不都合が発生することが
なく、プランジャ８は反発力Ｆ １ａと吸引力Ｆ２ｂの
合成力で矢印Ａの方向へ移動する。

この場合プランジャ８のＮ端面と同突壁５ｂの端面との
対向間隔Ｙが大きく吸引力Ｆ ２ ｂが小さい場合、当
然プランジャ８のＳ端面と同突壁５ａの端面との対向間
隔Ｘが小さくなり最も大きな反発力Ｆ １ａが得られる
ので、プランジャ８の起動がスムースに行なわれるとと
もに出力軸９には起動出力の大きな往復駆動出力が得ら
れることになる。

なお反発力が最も大きくなる同一極同士の対向間隔Ｘは
磁性材料の組成や磁性材料の熱処理によって異なるが一
般的には０．２〜２．０ｍｍの範囲となっている。

また自己保持機能すなわち無励磁のプランジャ８と同突
壁５ａ、５ｂとの吸引力を大きくするには薄板１１の厚
みをできるだけ（Ｑ、５ｍｍ以下）薄くするとともに同
突壁５ａ、５ｂを半硬磁性材とすれば良く、同友定位置
での保持機能に差をもたせる場合には側周突壁５ａ、５
ｂに取着する薄板１１として厚みを異なったものを用い
るかあるいはいずれか一方の同突壁５ａ、５ｂを半硬磁
性材とすれば良い。

本考案は上述のように両端面に内方に突出した同突壁を
有する軸孔を形成した軟磁性材よりなる筒状ケースに半
径方向に磁化した筒状永久磁石を嵌合することにより上
記同突壁の端面を同一極性に磁化し、上記永久磁石に内
挿された筒状励磁コイル内に軟磁性材よりなる円柱状プ
ランジャを設け、上記プランジャの両端面から突設した
出力軸を軸孔に嵌挿してプランジャを側周突壁の端面間
にて摺動自在とし、側周突壁の端面に非磁性体よりなる
薄板を取着しており、プランジャの往復駆動時の衝撃が
薄板、および筒状ケースを介して永久磁石に加わること
になるので、永久磁石に加わる衝撃力が緩和され永久磁
石の破壊あるいは劣化が発生しないという利点があり、
また非磁性材よりなる薄板を介して磁化された軟磁性材
よりなるプランジャと側突壁が対向することになるので
、磁化された軟磁性材同士の対向間隔が小さい場合に見
られる同一極同士を対向させても反発力が生じず逆に吸
引力が発生するという不都合な現象が起きないという利
点をもっており、また筒状ケースを軟磁性材にて形成す
ることにより、１個の永久磁石にて対向する同一極性の
磁極面を得るための磁路として筒状ケースを用いており
、磁路を形成するためのヨークを必要としないものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の断面図、第２図は本考案−実施例の断
面図、第３図ａは同上の模式図、同図すは同上の動作説
明図である。 １は筒状ケース、４は軸孔、５ａ、５ｂは側突壁、６は
永久磁石、７は励磁コイル、８はプランジャ、９は出力
軸、１１は薄板である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 両端面に内方に突出した同突壁を有する軸孔を形成した
   軟磁性材よりなる筒状ケースに半径方向に磁化した筒状
   永久磁石を嵌合することにより上記同突壁の端面を同一
   極性に磁化し、上記永久磁石に内挿された筒状励磁コイ
   ル内に軟磁性材よりなる円柱状プランジャを設け、上記
   プランジャの両端面から突設した出力軸を軸孔に嵌挿し
   てプランジャを側周突壁の端面間にて摺動自在とし、側
   周突壁の端面に非磁性体よりなる薄板を取着して成る往
   復駆動型電磁石。