JPS59165405A - 直流自己保持型電磁石 - 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】 この発明は、直流電源で使用される自己保持型のプラン
ジャ型電磁石（以下ソレノイドという）に関するもので
ある。

従来、自己保持型のソレノイドとしては第１図（＝示す
ものであった。

まず、その構造について図にもとづいて説明する。

図において、（１）は中央に穴を有した上蓋（１ｂ）と
それと係合する筐体部（１ａ）とからなるフレーム、（
２）はそのフレーム内に中空部を有したボビン（３）に
巻かれたコイル、（４）はそのコイルの中空部内を可動
し、、一方に引戻しバネ（５）を有した可動鉄心、（６
）は上記、引戻しバネ（５）とは逆方向でフレーム（１
ａ）の下部に固着された固定鉄心、（７）はフレーム（
１ａ）の上部に内蔵された永久磁石である。

次に、その動作について説明する。通常（動作前）は可
動鉄心（４）は引戻しバネ（５）の力により固定鉄心（
６）Ｃ二吸着されることなく固定鉄心（６）から離れて
いる。そのため可動鉄心（４）と固定鉄心（６）との空
隙による磁気抵抗が大きく永久磁石（７）から発生す　
、る磁界も可動鉄心（４）を固定鉄心（６）に吸着させ
る力を有していない。動作時は永久磁石（７）が発生す
る磁界と同一方向の磁界を発生するようにコイルに直流
の励磁電流を通電する。磁化された可動鉄心（４）の漏
洩磁束と励磁コイル電流との間に作用する力により、可
動鉄心（４）は固定鉄心（６）方向に移動し固定鉄心（
６）に密着停止する。この状態で励磁電流を切る。この
時、可動鉄心（４）は固定鉄心（６）に密着しておりギ
ャップがほぼ零となっている為、鉄心間［４＋　＋６１
の磁気抵抗は小さく、永久磁石（７）の磁界の強さによ
り可動鉄心（４）は固定鉄心（６）にバネの力により打
ち勝ち吸着保持される。

又、可動鉄心（４）を最初の位置に戻す為には、永久磁
石の磁界を打ち消す方向に、つまり吸引時とは逆の方向
に電流を流してやれば良い。

以上の通り、従来の保持型ソレノイドは永久磁石を用い
ている為、長手方向に磁石の厚み分長くなり小型化でき
ないと共に１部品点数が多く材料費がかかると共（：１
組み立て工数も多（高価格となるという欠点であった。

この発明は、上記の従来のものの欠点を除去する為のも
のであり、可動鉄心（４）及び固定鉄心（６）（二手硬
質磁性材料を用いることにより構造を簡単（＝し、１価
で小型化にしたソレノイドを提供するものである。

以下、この発明の一実施例について図（＝もとづき説明
する。

第２図はこの発明を示す断面図であり、同一符号は第１
図と同じであるため詳細の説明は省略するが、フレーム
（１）は軟質磁性材料から構成されて（・る。（８１，
＋９１は第１図と同じく可動鉄心と固定鉄心であるが、
材質が半硬質磁性材料より構成されている。又、従来例
と異なる点のもう１つに永久磁石を保有していないこと
である。

次に動作（二ついて説明する。動作前は、従来の自己保
持型ソレノイドと同様で、可動鉄心（８）は引戻しバネ
（５）の力により固定鉄心（９）から離れている。

可動鉄心（８）、固定鉄心（９）ともに消磁された状態
であり、この状態では磁界はほとんど発生していな一翫
。

動作時、つまり可動鉄心（８）を固定鉄心（９）に吸収
する時は、コイルに直流の励磁電流を通電する。この時
の吸引力は次式で表わされる。

Ｆ、−吸引力（却／ｆ）、Ｎ−コイルの巻数■＝励磁電
流（４） ｌａ＝可動鉄心と固定鉄心間の長さく一可動鉄心のスト
ローブ） Ｓ−鉄心の断面積（、ｔ？） 上式のように磁化された可動鉄心（８）の漏洩磁束と励
磁コイル電流との間に作用する吸引力（ｐｏ）により可
動鉄心（８）は固定鉄心（９）方向に移動し、固定鉄心
（９）に密着停止する。この状態で励磁電流を切る。

可動鉄心（９）、固定鉄心（８）は共に半硬質磁性材料
よりなる為、コイルに流れる励磁電流により磁化され、
磁化の方向が同一である弱い磁石となる。従って可動鉄
心（８）と固定鉄心（９）の対向する部分の極性はお互
いが異極となり９両鉄心間は磁気に関するクーロンの法
則により９次式により吸引力が発生する。

Ｆ−両極間に作用する力■ μＯ＝真空の透磁率（Ｈ／／ｒ＋１） ｍＬｍ２−両鉄心各々の磁極の強さくＷｂ）ｒ　＝　２
極間の距離（＠ なお、可動鉄心（８）と固定鉄心（９）間の距離（ｒ）
は非常に小さいので（２）式によＱ、その保持力は非常
に大きくなる。つまり引戻しバネ（５）に十分対抗して
、可動鉄心（８）は固定鉄心（９）に吸着保持される。

可動鉄心（８）を最初の位置に戻す為には、最初に流し
た方向と逆方向に消磁電流を流してやれば床い。この消
磁電流により、半硬質磁性材料からなる可動。

固定画鉄心＋８１　＋９１は消磁される。つまり互いの
持つ磁極が消え、（２）式で示したｍｌ、　ｍ２がそれ
ぞれほぼ零となり９両極間に作用する力（巧はおよそ零
となる。よって引戻しバネ（５）の力により可動鉄心（
８）は元の位置に戻る。

上記、一実施例では、可動、固定鉄心ｆ８）、　＋９１
が各々１個であったが１つのフレームに対し、複数個づ
つ保有することも可能である。次に他の実施例について
第３図にもとづき説明する。第３図は。

可動、固定鉄心（８１，（９１を各々２個づつ設けたも
のである。図において、同一符号は第２図と同じである
ため説明を省略する。

なお、この実施例では、フレーム（１）を構成する上蓋
（１ｂ）と可動鉄心（ｓａ）、　（ｓｂ）は固着され、
引戻しバネ（５）は、上記、上蓋（１ｂ）の中央部に係
止された状態を示すものである。このような構成にした
場合、フレームの上蓋（１ｂ）と可動鉄心（ｓａ）、　
（８ｂ）との間のギャップがなくなり、磁気抵抗の小さ
い閉磁路が得られ、吸着保持力の強いソレノイドが得ら
れる。

以上のとおり、この発明は、可動、固定画鉄心に半硬質
磁性材料を使いて構成したことにより。

構造が簡単で小型となり、且つ安価な自己保持型電磁石
が得られる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の直流自己保持型ソレノイドの側面を示
す断面図、第２図は、この発明の一実施例によるソレノ
イドの側面を示す断面図、第３図は、この発明の他の実
施例のソレノイド側面を示す断面図である。 図において、（１）はフレーム、（２）はコイル、（３
）はボビン、（４）は可動鉄心、（５）は引戻しバネ、
（６）は固定鉄心、　ｆ８１．　ｆ９１は半硬質磁性材
料よりなる可動鉄心、および固定鉄心である。なお９図
中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人大岩増雄 図面の浄書（内容に変更なし） 第１図 乙 第２は 第３図 ３ｂ　　　ｆｂ　　　　　　　　　雀　　　３久手続補
正書（方式） 特許庁長官殿　　　　　　　　　　　　　　漠−１、事
件の表示　　　特願昭５８−３９５８７号２、発明の名
称 直流自己保持型電磁石 ３、補正をする者 ５、補正命令の日付　　昭和５８年６月２８日（発送日
）願書、明細書の全文９図面 ７、補正の内容 願書、明細書９図面の浄書（内容に変更なし）８、添付
書類の目録 願書、明細書１図面　　　　　各１通 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央に穴を有した上蓋とそれと係合する筐体部と
   からなるフレーム、そのフレーム内に中空部を有したコ
   イル、そのコイルの中空部内を可動し、一方に引戻しバ
   ネを有した可動鉄心、上記。 引戻しバネとは逆方向でフレームの下部に固着した固定
   鉄心とからなるものにおいて、上記フレームを軟質磁性
   材料、可動鉄心及び固定鉄心を半硬質磁性材料より構成
   したことを特徴とする直流自己保持型電磁石。
2. （２）中央に複数の穴を有した上蓋とそれと係合する筐
   体部とからなるフレーム、そのフレーム内に中空部を有
   したコイル、そのコイルの中央部内を可動する可動鉄心
   、上記フレームの下部に固着した固定鉄心を各々複数有
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直流
   自己保持型電磁石。