JPS6044809B2 - 電磁石装置 - Google Patents

電磁石装置

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JPS6044809B2
JPS6044809B2 JP51137117A JP13711776A JPS6044809B2 JP S6044809 B2 JPS6044809 B2 JP S6044809B2 JP 51137117 A JP51137117 A JP 51137117A JP 13711776 A JP13711776 A JP 13711776A JP S6044809 B2 JPS6044809 B2 JP S6044809B2
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禎二 橋本
秀明 宮川
正憲 打土井
紘 相沢
正 伊藤
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/32Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
    • H01H71/321Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカメラのレリーズ動作を行なうための電磁石
装置の改良に関するものである。
第1図はカメラのレリーズ動作を行なう為の従来の電
磁石機構の構成を示すもので、本出願人より先に出願さ
れ特開昭50−101784号および特開昭50−10
9723号で提案されているものである。
図はアルニコ系永久磁石をはさむ一対の磁路にそれぞ
れ励磁線輪を配置したもので、1はアーマチュア(変位
部材)、2および2’は磁性部材よりなるヨーク、3は
アーマチュア1を上方に付勢するバネ、4は永久磁石、
5および6は励磁線輪、2″はヨーク2、2’の方の磁
路に設けたギャップである。励磁線輪に励磁電流が流れ
ていない状態ではアーマチュア1は永久磁石よりの磁束
によりバネ3に抗してヨーク2、2’の一端に吸着され
ている。 次に第1図の電磁石機構の動作を等価回路を
用いて説明する。
第2図は上記等価回路を示すもので、第2図aは励磁線
輪が励磁されていない状態、第2図をは励磁線輪が励磁
されている状態を示している。第2図aに於いおてRA
はアーマチュア、Rglはアーマチュアとヨークとの間
のギャップ、RYIはヨーク、RY2はヨークのバイパ
ス磁路、Rg2はギャップ2″のそれぞれ等価磁気抵抗
であり、Umは永久磁石の起磁力、Rmは同磁気抵抗で
ある。図の回路において永久磁石によるア”−マチユア
側の磁束をΦ1、バイパス磁路側の磁束をΦ2、ヨーク
とアーマチュアとの接触面積をSとすると、アーマチュ
ア、ヨーク間の吸引力F、はで表わされる。
ここにFはバネ3による引張り力、μは空気の透磁率で
ある。次に励磁線輪5および6に給電して永久磁石によ
る磁束と逆方向の起磁力を与えた場合の等価回路は第2
図bのようになる。
図におけるRN・・・は第2図aにおける同じ部分の磁
気抵抗でありダツシユを付して磁束密度による抵抗値の
変化を表わしてある。なおUl,U2は励磁線輪による
起磁力、Φ1″およびΦ2″は永久磁石による磁束、Φ
3は励磁線輪による磁束を表わしている。図の回路にお
いてアーマチユア、ヨーク間の吸引力F2はて表わされ
る。(2)式においてF2〈0になつたとき、バネの力
でFによりアーマチユアはヨークから解除される。すな
わち励磁線輪による磁束Φ3がある一定値に達するとア
ーマチユアは解除されることになる。ところで、このよ
うな従来の電磁石機構では永久磁石としてアルニコ系の
永久磁石を用いている為、必要な吸引力を得るために第
1図の如く永久磁石を大型化しなければならなかつた。
従つて該永久磁石部分の磁気抵抗が大きくなり励磁線輪
による磁束をこの永久磁石部分に通して永久磁石の磁束
を打ち消す為には励磁線輪に大電流を流し、大きな起磁
力を発生させる必要があり、カメラの如き小容量の電源
しか保有できない装置にとつては極めて不都合であつた
。上述した従来例ではこの用な問題を解決する為、バイ
パス磁路を設け、このバイパス磁路によつて励磁線輪の
Φ3を通過させ、励磁線輪に発生させる起磁力が小さく
てもアーマチユアの解除を可能にし、励磁線輪に大電流
を流さなくても済むようにしていた。しかし、.このよ
うにバイパス磁路を設けることは、その分電磁石機構を
大型化するといつた欠点があり、小型化を要求されるカ
メラの如き装置にとつては、あまり得策とは言えなかつ
た。又、上記アーマチユア1とヨーク2,2″との・吸
着面2a,2″aは高精度に平面性を保つていることが
必要であり、その平面度および平行度は0.5μ以内に
する必要がある。
これに対しヨーク2とヨーク2″とはそれぞれ別個の部
材であり、その間に永久磁石4並びにギヤツプ2″を設
けるものであるからこれらを接着組立てた後、吸着面2
a,2″aを研摩しても前記接着部からのスパンが長い
ため、吸着面2a,2″aに傾斜が生じ易く、平行度が
所望通り高精度にならなかつたり、接着面からの破壊が
生じたりすることが多々生ずる。従つて第1図の如き構
造の電磁石装置はこれを量産する場合における分止まり
が悪い欠点があるものである。本発明は上記の如き従来
の電磁機構の製造上の難点を改良すると共にバイパス磁
路を不要とした新規な構成の安価なレリーズ用電磁石装
置を提供することを目的とするものである。
第3図は本発明によるレリーズ用電磁石装置のj一実施
例を示す正面図並びに側面図である。
第3図図示の如く本実施例の電磁石機構は第1図におけ
る電磁石機構の製作上の困難を除くために、ヨーク部分
一体構造とし、希土類金属による薄型の永久磁石をアー
マチユア部分に配置したものであJる。第3図において
、12は導磁性部材よりなるヨークでコの字状の一体構
造とし、その両アーム上に励磁コイル15,16を巻回
する。11a,11bはアーマチユアであり、これを導
磁性材料により構成される。
11aと11bとの間には平板状の永久磁石14が接着
剤で固着され、アーマチユアとして一体構造とされてい
る。
なお13はアーマチユア構体を図面上方に付勢するバネ
である。なお17a,17bはアーマチユア11の下面
とヨークの両アーム上面との吸着面である。上記の如く
アーマチユア11a,11bと永久磁石14とは接着剤
で固着、一体とされた後その吸着面17a,17bを研
摩して理想的吸着面に仕上げられる。この場合、アーマ
チユアはヨークと異なり、突出部がない為、アーマチユ
ア11a,11b間に傾斜が生じたり、接着面から破壊
が生じるようなことはない。一方ヨーク12は一体構造
であるからその各アーム端面に理想的な吸着面を構成す
ることが容易となる。なお15,16は励磁線輪、13
はアーマチユア11を上方へ付勢するバネである。
第4図は第3図図示の電磁石機構の等価回路であり、第
2図と対応する部分は同一符号で示してある。第4図a
は、励磁線輪が励磁されていないときを示し、RAlは
アーマチユア、Rglはアーマチユア、ヨーク間のギヤ
ツプ、RYはヨークのそれぞれ等価磁気抵抗であり、U
mlは永久磁石の起磁力、Rmlは永久磁石の磁気抵抗
である。図の回路において、永久磁石により生ずる磁束
をΦ、ヨークとアーマチユアとの吸着面積をSとすると
、アーマチユア、ヨーク間の吸引力Fllはで表わされ
る。
ここにf1はバネ13による引張り力、μは空気の透磁
率である。 ノ次に線輪15,16に
給電して永久磁石の磁束とは逆方向の起磁力を与えた場
合の等価回路は第4図bのようになる。図においてRA
lの如く符号にダツシユを付して表わしたものは、第4
図aの同じ部分の磁気抵抗であり、又UllおよびUl
2は励磁線輪15および16による起磁力であり、Φ″
は永久磁石による磁束、Φ13は励磁線輪15,16に
よる磁束を表わす。図の回路において、アーマチユア、
ヨーク間の吸引力Fl。はで表わされる。(4)式にお
いて、Fl。
が負の値となつた時は、バネの力f1によりアーマチユ
アがヨークから解除される。すなわち励磁線輪により生
する磁束Φ13がある一定値に達するとアーマチユアが
解除されることになる。ところで、アーマチユアの一部
に永久磁石を組込むためには、永久磁石は小型でしかも
大きな磁気エネルギーを生ずる磁気部材を用いることが
必要である。
このため本願では永久磁石として希土類磁石を用いてい
る。この希土類磁石材料は単位体積あたりで極めて強力
な磁気エネルギーが得られるが、その可逆透磁率は第1
図の電磁石機構に使用されている磁気材料のアルニコ系
磁石の可逆透磁率に比較して磁気抵抗が高く、磁力線が
通りにくいものである。すなわち希土類磁石のμ″mは
4.4π×10−7(Wb/AT−m)であるのに比較
して第1図図示の従来の電磁石機構に用いられている永
久磁石のアルニコ系磁石では透磁率μmが18?r×1
0−7(Wb/AT−m)程度であり、磁石の厚みを同
一とするとその磁気抵抗は4倍程度になることになる。
従つて永久磁石の厚さを従来に比して約1ハ程度にする
ことにより第1図の永久磁石と同一の磁気抵抗とするこ
とが可能であるが、この場合、第1図の機構と同様にバ
イパス磁路が必要となる。そこで本願では希土類磁石の
磁力線方向の厚みを更に薄くしてバイパス磁路を設けな
いような構成としている。本発明者は、希土類磁石の強
力な磁気エネルギーに鑑み、実験をした結果、第3図図
示の電磁石機構では、第1図図示の電磁石機構に比べて
永久磁石の厚みを約1128としても同程度の吸引力の
得られることがわかつた。
即ち、従来アルニコ系磁石を用いた上記従来の電磁石機
構では全磁路長1=36〔悶〕に対し、永久磁石の厚み
t=4.2〔噸〕がであつたものが、第3図の機構では
同等の全磁路長に対して永久磁石の厚みt1=150〔
μm〕程度で従来と同程度の吸引力が得られたのである
。ここで前述したようにアルニコ系磁石の透磁率μMl
8π×X−7(Wb/AT−m)、希土類磁石の透磁率
μm″は4.47rx10−7(Wb/AT−m)であ
るからとなり、また、アルニコ系磁石の厚みt=4.2
〔?〕、希土類磁石の厚み(=150〔μm〕であるか
らとなり、永久磁石の断面積をSとすれば、アルニコ系
磁石の磁気抵松只m、希土類磁石の磁気抵抗Rmlは、
であるから となつて従来の電磁機構に比べて本願の電磁機構に於け
る永久磁石の磁気抵抗は117程度とすることができる
この為、本願の電磁機構は、バイパス磁路を設けなくと
も、励磁線輪に流す電流を117程度にすることができ
、カメラの如き小容量の電池しか内蔵できない装置であ
つても、十分供給し得る電流値となる。
この場合、全磁路長1と永久磁石tとの関係は、となり
、永久磁石の厚さは全磁路長のほぼ11240となる。
第5図は本発明の他の実施例を示す構成図で、第3図の
装置にアーマチユアにその吸着面以外の部分に適当な調
整板20を配設したものである。
その他の部分は第3図の実施例と同じである。このよう
にすると第5図の装置の等価回路は第1図示の構成の装
置と同じになり、調整板20に透磁率の異なる部材を用
いることによつて励磁電流の作動値を変え得ることも可
能になる。第6図は本発明による電磁駈動制御方式の一
応用例を示す回路接続図である。図において、17はシ
ユミツト回路の如きレベル検出回路、18及び19は電
磁駆動機構の励磁線輪である。図の回路の動作は、まず
スタートスイツチS2を接点1から2への切換えると、
抵抗R4,R5に流れる電流でTr2のベース電位がエ
ミツタ電位より低くなりTr2がオンする。これにより
コンデンサーC2が充電されC2R2の時定数できまる
時間だけTrlがオンする。Trlのオンにより予めR
1を通して充電されていたC1の電荷は電磁駆動機構の
励磁線輪18を通してパルス的に放電し、これによつて
アーマチユアの解除が行なわれ変位機構が駆動される。
スイツチS2−が接点2へ切換えられると同時に、電源
Eより抵抗R6を通して時定回路のコンデンサーC3が
充電され、R6C3の時定数できまる時間ののちにレベ
ル検出回路17が反転してその出力でTr3がオンする
。Tr3のオンにより予めR9を通して充電され.てい
たC5の電荷が電磁駆動機構の励磁線輪19を通してパ
ルス的に放電し、これによつてアーマチユアの解除が行
なわれる。このアーマチユアの解除によつてスイツチS
2は2から1に戻り元の状態に復する。また上記2個の
機械的変位動作を同!じように構成し、第1の装置の線
輪のアンペアターンを第2の線輪のアンペアターンに比
してわずかに小さくしておくと、電源電圧がある程度降
下した場合でも、一方のみが動作し他方が不動作となる
ような誤動作が防止できる。第7図は本発明のレリーズ
用の電磁石機構をカメラの各駆動に用いて一実施例を示
す分解斜視図で、図におけるMgl,Mg2,Mゐ,M
ゐaおよびMg4が本発明によるレリーズ用電磁機構で
ある。
その他の部分については前記1特開昭50−10972
3ノ号ョ公報に詳細に記載してあり、ここでは説明を省
略する。以上の如く本発明のレリーズ用電磁石機構にお
いては、永久磁石をアーマチユア側に組込み、かつこれ
を薄い希土類永久磁石で構成することにより、バイパス
磁路を設けなくとも、弱い駆動電流によつて駆動する電
磁石機構を提供するものであるから、電磁石機構の小型
化が図れると共に製造上の困難も除き得るものでその効
果は極めて高いものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来のレリーズ用電磁石装置の一例を示す構成
図、第2図は第1図示の電磁石装置の等価磁気回路図、
第3図は本発明によるレリーズ用電磁石装置の一実施例
を示す構成図、第4図は第3図示の電磁石装置の等価磁
気回路図、第5図は本発明の他の実施例を示す構成図、
第6図は本発明によるレリーズ用電磁石装置をカメラに
適用した一応用例を示す回路接続図、第7図は本発明の
レリーズ用電磁石装置をカメラの各部駆動に用いた一実
施例を示す分解斜視図である。 1,11・・・・・・アーマチユア、2,2″12・・
ヨーク、3,13・・・・・・バネ、4,14・・・・
・永久磁石、5,6,15,16・・・・・・励磁線輪
、2a,2b,17a,17b・・・・・・吸着面、2
″・・・・・・ギヤツプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 永久磁石の磁力により、離脱力に抗して一対のヨー
    クに吸引保持されるアーマチュアを励磁線輪への給電に
    よつて離脱させる電磁石装置に於いて、上記永久磁石を
    希土類金属で構成し、上記ヨークと上記アーマチュアに
    よつて構成される磁路を横切つて配置すると共に、該永
    久磁石の厚さを上記磁路の全磁路長のほぼ1/240程
    度としたことを特長とする電磁石装置。 2 上記永久磁石は上記アーマチュアに配置されること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電磁石装置。 3 上記電磁石装置は、上記アーマチュアの吸引保持力
    を調整する為のバイパス磁路を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の電磁石装置。
JP51137117A 1976-11-15 1976-11-15 電磁石装置 Expired JPS6044809B2 (ja)

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JPS5361329A JPS5361329A (en) 1978-06-01
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FR2371051A1 (fr) 1978-06-09
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