JPS5932086Y2 - 有極電磁ソレノイド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、励磁コイル１の両端間に磁路を構成するヨー
ク２を励磁コイル１の周部に配置した電磁石３と、この
電磁石３の上部に配設して励磁コイル１の中心孔１ａに
対して貫通孔４ａを同一軸に配置したリング状の永久磁
石４と、前記中心孔１ａと貫通孔４ａとで構成せる透孔
内に上下動自在に挿置した磁性材からなるプランジャ５
とを有し、永久磁石４の磁束方向と同一方向に励磁コイ
ル１の磁束方向が形成されるように励磁コイル１に通電
される励磁電流をオンオフ制御自在として戊る有極電磁
ソレノイドに係るものである。

従来の電磁ソレノイドは第１図に示すように電磁石３か
ら突出したプランジャ５の先端に設けたストッパ９と、
電磁石３との間のプランジャ５に復帰スプリング６を配
置してあったので、プランジャ５を吸引する場合に復帰
スプリング６の弾発力に抗して吸引しなければならず大
きな電磁石３を必要とした。

そこで従来、特開昭５２−１４９２６号公報に開示され
ているように、筒状励磁コイルの一端に永久磁石を配設
し、復帰スプリングの弾発力を用いずに常時は永久磁石
にプランジャを吸着させるようにし、また励磁コイルに
通電したときには永久磁石の磁束と励磁コイルの磁束と
の反発力によりプランジャを反発駆動させるようにした
電磁弁装置が開発されているが、かかる従来例にあって
は、永久磁石の磁束方向と励磁コイルによる磁束の方向
とが正反対であるために永久磁石が減磁されやすいとい
う欠点があり、磁気保持力の強い高価な永久磁石が必要
とされるという問題があった。

本考案は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的と
するところは永久磁石を利用することにより、復帰スプ
リングを不要とし、しかも永久磁石が減磁されるおそれ
を少なくした有極電磁ソレノイドを提供するにある。

以下本考案を実施例にて説明する。

第２図は一実施例の断面図である。

電磁石３は、線輪８をコイルボビン７に巻装した励磁コ
イル１と、内部にこの励磁コイル１を網製し上面中心に
は励磁コイル１の中心孔１ａと同軸上に位置する孔２ａ
を有するヨーク２とから構成されたもので、ヨーク２の
上面には、上下面が図示のように異極であるリング状の
永久磁石４を配置しである。

永久磁石４は貫通孔４ａを前記孔２ａと、中心孔１ａと
同一軸になるように上述のように配置されているもので
ある。

しかして磁性材からなるプランジャ５を貫通孔４ａと、
孔２ａと、中心孔１ａとで形成せる透孔内に上下動自在
に挿通して有極電磁ソレノイドを構成する。

今、励磁コイル１を無励磁としていると、永久磁石４の
吸引力により、プランジャ５は第３図に示すように上方
へ吸引されて上端を上方へ突出した状態となる。

ここで励磁コイル１を永久磁石４の磁束方向と同一方向
となるように図示する極性の励磁電流にて励磁すると、
プランジャ５は下方向に吸引されて先端の突出量を第４
図のように少なくした状態となる。

次いで励磁電流を遮断すると、永久磁石４の吸引力によ
りプランジャ５は上方向へ移動し、第３図の状態に復帰
する。

ここで永久磁石４による復帰力は磁性材よりなるプラン
ジャ５を最も位置エネルギーの低い状態（ポテンシャル
の最も低い状態）に移動させようとする力によって得ら
れるもので゛ある。

すなわち永久磁石４とプランジャ５との相対的な位置関
係が第３図に示すような状態どなっているときに、プラ
ンジャ５と永久磁石４とを含む磁気回路は最も磁気抵抗
が低い状態となっており、最も安定している。

次に永久磁石４とプランジャ５との相対的な位置関係が
第４図に示すような状態となっている場合において、励
磁コイル１への通電を切ったときにはプランジャ５と永
久磁石４とを含む磁気回路の磁気抵抗は第３図の状態よ
りも高くなるものであり、したがってプランジャ５には
弱いながらも復帰力が働くものであり、プランジャ５を
比較的スムーズに摺動できるようにしておけば、この復
帰力によってプランジャ５を第４図に示す状態から第３
図に示す状態に復帰させることができるものである。

なお励磁コイル１を第４図に示すような状態に通電した
ときには、プランジャ５は永久磁石４と電磁石３とによ
って生じる磁界の中心部に移動することになり、したが
ってこの場合には永久磁石４による力は制動力として働
くことになって、プランジャ５の移動するストロークは
それだけ短くなるが、これは大した問題ではない。

実際、永久磁石４の力が制動力として働いたとしても電
磁石３の吸引力と永久磁石の吸引力との差の力がプラン
ジャ５を駆動する力として作用するがら、プランジャ５
は必ず駆動されるものであり、このプランジャ５の移動
によって例えばマイクロスイッチのアクチュエータなど
を駆動することは充分に可能なものである。

本考案は、上述のように構成した電磁石の上部に配設し
た励磁コイルの中心孔に対して貫通孔を同一軸に配置し
たリング状の永久磁石と、前記中心孔と貫通孔とで構成
せる透孔内に上下動自在に挿置した磁性材からなるプラ
ンジャとを有し、永久磁石の磁束方向と同一方向に励磁
コイルの磁束方向が形成されるように励磁するようにし
たので、無励磁の場合には永久磁石の吸引力を利用して
プランジャを復帰させるここが可能となるから、復帰ス
プリングが不要となるという効果を奏する。

また本考案にあっては、上述のように永久磁石の磁束方
向と同一方向に励磁コイルの磁束方向が形成されるよう
に励磁コイルに通電される励磁電流をオンオフ制御自在
としたから、励磁コイルの磁束により永久磁石が減磁さ
れるおそれが全くなく、長期間使用しても吸引力が低下
せず、したがって性能の劣化が少ないという効果がある
。

なお、従来、第５図に示すように、操作電磁石の継鉄１
１に固定された中空の操作コイル用ボビン１２に環状操
作コイル１３を設け、この中に電磁吸引力を伝達する非
磁性金属製ロッド１４を取付けた可動鉄心１５を挿入し
、継鉄１１の下部に可動鉄心保持用電磁石の継鉄１６、
保持コイル１７および保持コイル用ボビン１８を設けた
電磁石が、実公昭３９−３２５９９号公報などにおいて
開示されている。

しかしながら、かかる第５図従来例にあっては、可動鉄
心１５の両端部に、動作空隙１９と保持用電磁石空隙２
０とを設けであることから明らかなように、可動鉄心１
５を電磁石の磁極面吸着力のみによって動作させており
、したがって可動鉄心１５に操作時に働く電磁吸引力は
動作スＩ・ローフの変化に応じて大きく変化するという
問題がある。

第６図ａ、ｂはこのことを説明するための動作説明図で
ある。

第６図ａは本考案におけるプランジャの操作時における
ストロークと吸引力との関係を示す図である。

同図において、Ａは励磁コイル１による電磁吸引力であ
り、Ｂは永久磁石４による漏洩吸引力、Ｃは両眼引力を
合成した合成吸引力である。

同図に示すように本考案においてはプランジャ５の復帰
力として永久磁石４による漏洩吸引力Ｂを用いているの
で、プランジャ５の操作時におけるストロークの変化に
対する吸引力の変化が少なく、リレーとして接点ばねの
開閉駆動に使用した場合において接点ばねの負荷特性曲
線とのマツチングが良くなり、能率の良いリレーを形成
出来るという利点か゛ある。

一方、第６図すは第５図実施例における可動鉄心１５の
操作時におけるストロークと吸引力との関係を示す図で
ある。

同図において、Ａは操作コイル１３による電磁吸引力で
あり、Ｂは保持コイル１７による電磁吸引力、Ｃは両眼
引力を合成した合成吸引力である。

同図に示すように、第５図従来例においては可動鉄心１
５の復帰力として保持コイル１７による磁極面吸引力を
利用しているので、可動鉄心１５の操作時におけるスト
ロークの変化に対する吸引力の変化が大きく、リレーと
して接点ばねの開閉駆動に使用した場合において、接点
ばねの負荷特性曲線とのマツチングが悪くなるという問
題があるが、本考案はこのような問題点を解決している
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図は本考案の一実施例の
断面図、第３図、第４図は同上の動作説明図、第５図は
他の従来例の断面図、第６図ａ、ｌ）は本考案と第５図
従来例との動作説明図であす、１は励磁コイル、１ａは
中心孔、２はヨーク、３は電磁石、４は永久磁石、４ａ
は貫通孔、５はプランジャである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 励磁コイルの両端間に磁路を構成するヨークを励磁コイ
   ルの周部に配置した電磁石と、この電磁石の上部に配設
   して励磁コイルの中心孔に対して貫通孔を同一軸に配置
   したリング状の永久磁石と、前記中心孔と貫通孔とで構
   成せる透孔内に上下動自在に挿置した磁性材からなるプ
   ランジャとを有し、永久磁石の磁束方向と同一方向に励
   磁コイルの磁束方向が形成されるように励磁コイルに通
   電される励磁電流をオンオフ制御自在として成る有極電
   磁ソレノイド。