JPS5936884Y2 - 電磁マグネツト - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電磁マグネツ１へ、特に励磁電力を小さくする
ことができる電磁マグネッＩ・に関するものである。

ラインプリンタ等に於ける電磁マグネットは、動作時間
の正確さと、繰返し動作時間の短いことが要求されるも
のであり、又多数の電磁マグネットが配置される関係上
、励磁電力が小さいことも要望される。

従来ラインプリンタ等に用いられる電磁マグネットは、
例えば第１図に示す構成を有するものであり、はぼＵ字
状の鉄心１の磁極１ａ。

１ｂにコイル４ａ、４ｂが設けられ、磁極１ａ。

１ｂに吸引される可動鉄心２は支持片５に固定され、こ
の支持片５と鉄心１に固定した腕片１Ｃとをピン３で枢
着し、支持片５の右端にハンマ（図示せず）が形成され
ているものである。

このように鉄心１と可動鉄心２との対向間隙は２個所で
あり、その対向面積が同一であれば磁気吸引力も同じも
のとなるが、この吸引力を回動トルクに変換し、回動ス
トロークとの積として外部にエネルギが取出される。

この場合、磁極１ａ。１ｂの吸引力をＦｌ 、Ｆ２ 、
枢着点がら吸引中心までの距離をｒｌ、Ｆ２とすると、
トルクＴはＴ＝ｒ１Ｆ１＋ｒ２Ｆ２ となり、又この吸引力を発生させる為の磁束Φは、起磁
力をＵとすると、 となる。

なおΣＲは、鉄心１と可動鉄心２との磁気抵抗Ｒｆ及び
対向間隙δ１，６２の磁気抵抗Ｒ，，Ｒ２の１総和であ
り、それぞれの面積をＳ。

、Ｓｌ、Ｓ２、鉄心の透磁率をμ、対向間隙の透磁率を
μｇとすると、次のように表わされる。

通常各部の面積Ｓ。

、Ｓｌ、Ｓ２はそれぞれ同一の面積Ｓであり、又対向間
隙全体の磁気抵抗を特徴とする特許 となり、吸引力Ｆ１．Ｆ２を発生させることについて、
対向間隙δ１．δ２は等価であるか゛、トルクとして外
部に取出す場合、モーメントの腕の長さｒｌ。

ｒ２によって重み付けされ、腕の長さの長い外側の方の
比重が大きくなる。

このようなことは、吸引力を角加速度として、可動鉄心
２の等価質量を加速する場合、磁気側からみて等価の吸
引力がトルクに変換されたとき、異なる重み付けによっ
て出力側の特性が低下することになる。

本考案は、モーメントの腕の長い部分での吸引力を大に
し、且つ磁気抵抗を低下させて励磁電力を小にし得るよ
うにすることを目的とするものである。

以下実施例について詳細に説明する。第２図は、本考案
の一実施例の側面図であり、鉄心１１は、コイル１４を
設けてその一端を磁極１１ａとした一方の脚部と、磁極
１１ ｂと枢着部１１ Ｃとを形成した他方の脚部と、
それらの脚部を連結する連結脚部とにより、はぼＵ字形
に形成されている。

又可動鉄心１２は、ピン１３により枢着部１１Ｃに回動
可能に支持されており、この枢着部１１ Ｃに於ける対
向面積Ｓ３も磁気回路の一部を形成しているものである
。

枢着部１１ Ｃに回動可能に支持された可動鉄心１２に
作用する力は、支持片１５を介して図示を省略したハン
マの駆動力等になる。

又回動可能に支持された可動鉄心１２と対向する磁極１
１ ａの面積Ｓ１よりも磁極１１ ｂの面積Ｓ２を大き
くシ、且つ磁極１１ ａを一端に形成した脚部の断面積
よりも、磁極１１ ｂ及びそれに近接して枢着部１１
Ｃを形成した脚部の断面積を大きくしたものである。

即ち、可動鉄心１２の枢着点から遠い位置にある磁極１
１ ａの面積Ｓ１より、枢着点に近い位置にある磁極１
１ ｂの面積Ｓ２を大きくし、このような面積の関係と
同様に、枢着点から遠い位置にある脚部の断面積より、
枢着点に近い位置にある脚部の断面積を大きくして、枢
着点に近い位置にある脚部側の磁気抵抗を小さくするも
のである。

脚部の断面積の関係と対向面積との関係はほは゛同様の
ものとなるので、以下対向面積をもとに説明する。

磁極１１ ａの磁束Φ１は、コイル１４のアンペアター
ンをＮＩとし、可動鉄心１２と磁極１１ ａ、 １１ｂ
、枢着部１１ Ｃとの対向面積及び対向間隙をそれぞれ
Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３．δ１．δ２．δ３とすると、となり
、又対向間隙δ２．δ３を通る磁束をΦ２．Φ３とし、
漏洩磁束がないと仮定すると、 Φ１＝Φ２＋Φ３ ・・・・・・（２
）で゛あって、トルクＴは吸引力Ｆとモーメントの腕Φ の長さｒとの積であり、吸引力はＦ＝ｇであるから、 形状パラメータとして を用いて（１）。

（３）式を書替えると、 電磁マグネットの励磁初期に於いて、可動鉄心１２が吸
引され始めたときは、対向間隙の磁気抵抗Ｒｇが鉄心１
１の磁気抵抗Ｒｆより大きく、そのときの磁束Φ１ｏは 又可動鉄心１２が吸引されたときには、対向間隙δ１，
６２が零になり、そのときの磁束Φ１１は従って吸引開
始のときのトルクＴ。

と吸引終了時のトルクＴ１とは、 で表わされる。

形状による特性変化は（）内の形状パラメータによる部
分の比較によって判ることになり、ｒｌ、Ｓｌ、δ１．
ＮＩ、 Ｒｆを一定とすると、従来例の第１図に示す
構成及び本考案の実施例の第２図に示す構成に於いて、
対向面積Ｓ１．Ｓ２の関係及び枢着部１１ Ｃの対向面
積Ｓ３に応じて（）内は次表に示すものとなる。

即ち、Ａ、Ｂは枢着部１１ Ｃの対向面積Ｓ３が零の従
来例、Ｃ，Ｄは枢着部１１ Ｃの対向面積Ｓ３が形成さ
れたものであり、又Ｂ、 ＣはＳｌ〈Ｓ２関係の構成に
ついてのものである。

従ってＳｌ〈Ｓ２の関係の構成にすることにより、可動
鉄心が吸引開始される時点のトルク５ｌ−５２の関係の
構成のものより大きくなり、又Ｓ３が付加されることに
よって更にトルクが増加する。

本考案は、単一のコイルでもって、前述の如く鉄心の面
積をＳｌ〈Ｓ２の関係とすると共に枢着部１１ Ｃに可
動鉄心１２との対向面積Ｓ３が形成される構成としたも
のであって、励磁条件等を従来例と等しくした場合、可
動鉄心１２の吸引開始初期のトルクを大きくすることが
できる。

又吸引終了時点のトルクは、鉄心の磁気抵抗Ｒｆが一定
とすれば、Ｓｌ〈Ｓ２の関係とすることによりトルクが
小さくなるが、実際には、コイル１４を設けた脚部の断
面積より磁極ｉ１ ｂ及び枢着部１１ Ｃを形成した脚
部の断面積を大きくしたことによって、従来例より磁気
抵抗Ｒｆが小さくなり、従って同一起磁力で磁束が増大
しているので、（９）式の（）俳′ 内が小さくなったとしても、 の項が大きくなる
から、トルクＴ１は従来例より大きくなる。

前述の如く、トルクを大にすることができるものである
から、従来例と同一のトルクとするには、励磁電力をそ
れだけ小さくすることができるものとなる。

又コイル１４が単一であるから、製作が容易になる利点
がある。

又ラインプリンタの電磁マグネットの如く動作時間の正
確さを要求される場合には、可動鉄心の吸引開始初期の
トルクが大きいことは、加速度が大きくなって動作時間
が短くなり、又変動を少なくする点で非常に有効である
。

第３図及び第４図は鉄心１１と可動鉄心１２との概略斜
視図を示し、鉄心１１の対向面積の小さい磁極１１ ａ
にコイルが設けられ、枢着部１１ Ｃの孔と可動鉄心１
２に固着した支授片１５の孔とにピンを挿入して、可動
鉄心１２がそのピンを中心として磁極１１ ａ、 １１
ｂに吸引されるように組立てるものである。

第５図は本考案の他の実施例の斜視図であり、１１Ａは
鉄心、１２Ａは可動鉄心、１４Ａはコイル、１６はスト
ッパ、１７は可動鉄心１２Ａを回動可能に支持する為の
支持板であり、この支持板１７の近傍に於いて、可動鉄
心１２Ａと鉄心１１Ａとの対向間隙が一定となる円弧面
の部分が形成されている。

以上説明したように、本考案は、コイル１４．１４Ａを
巻回しその一端を磁極１１ ａとした一方の脚部と、一
端を磁極１１ ｂとすると共にそれに近接して枢着部１
１ Ｃを形成した他方の脚部と、それらの脚部を連結す
る連結脚部とにより、はぼＵ字形の鉄心１１．ＩＩＡを
構威し、コイル１４．１４Ａを巻回した一方の脚部の断
面積よりも、枢着部１１ Ｃと磁極１１ ｂとを形成し
た他方の脚部の断面積を大きくすると共に、可動鉄心１
２，１２Ａと対向する磁極１１ ａの対向面積Ｓ１より
も磁極１１ ｂの対向面積Ｓ２を大きくし、又枢着部１
１ Ｃと可動鉄心１２．１２Ａとの対向間隙を、可動鉄
心の回動範囲内で一定となるように構成したものであり
、コイル１４．１４Ａを巻回した一方の脚部の断面積は
、コイル１４゜１４Ａとの関係で成る制約があるが、他
方の脚部の断面積は制約がなく、磁極１１ ｂの対向面
積Ｓ２と枢着部１１ Ｃの対向面積Ｓ３とに対応した大
きさの脚部の断面積とすることができるので、磁気抵抗
を小さくする上で有効となる。

なお対向面積だけを大きくして脚部の断面積を小さくし
た場合は、磁気抵抗を小さくすることができないと共に
、断面積の小さい脚部に於いて磁気飽和が生じるから、
所望の磁束密度を得ることができないものとなる。

又枢着部１１ Ｃより遠い位置の磁極１１ ａによる可
動鉄心１２，１２Ａの吸引力が大きくなり、モーメント
の腕が長いことにより、可動鉄心１２，１２Ａの吸引力
が大きくなり、モーメントの腕が長いことにより、可動
鉄心１２．１２Ａによるトルクを大きくすることができ
る。

従って所望のトルクを得る為の励磁電力を小さくするこ
とができる。

なお可動鉄心から外部にトルクを取出す構成としては、
第２図に示す支持片１５を介して取出すか、第５図に示
すように可動鉄心１２Ａの枢着部分から遠い先端から取
出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電磁マグネットの側面図、第２図は本考
案の一実施例の側面図、第３図及び第４図は、鉄心及び
可動鉄心の概略斜視図、第５図は本考案の他の実施例の
斜視図である。 １１、ＩＩＡは鉄心、１２，１２Ａは可動鉄心、１１ａ
。 １１ ｂは磁極、１１ Ｃは枢着部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 可動鉄心と、コイルと、はぼＵ字形の鉄心とを有し、該
   鉄心は、前記コイルを巻回しその一端を前記可動鉄心に
   対向する磁極とした一方の脚部と、一端を前記可動鉄心
   に対向する磁極として且つ該磁極に近接して接して前記
   可動鉄心を枢着する枢着部を形成した他方の脚部と、前
   記一方の脚部と他方の脚部との他端を連結する連結脚部
   とから成り、前記枢着部と前記可動鉄心との対向間隙を
   前記可動鉄心の回動範囲内で一定どし、且つ前記一方の
   脚部の断面積よりも前記他方の脚部の断面積を大きくす
   ると共に、前記可動鉄心と対向する前記一方の脚部の磁
   極の対向面積よりも、前記可動鉄心と対向する前記他方
   の脚部の磁極の対向面積を大きくしたことを特徴とする
   電磁マグネット。