JPS6130010A - 有極電磁石 - Google Patents

有極電磁石

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JPS6130010A
JPS6130010A JP15058184A JP15058184A JPS6130010A JP S6130010 A JPS6130010 A JP S6130010A JP 15058184 A JP15058184 A JP 15058184A JP 15058184 A JP15058184 A JP 15058184A JP S6130010 A JPS6130010 A JP S6130010A
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JP
Japan
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yoke
magnetic pole
iron core
end portion
movable block
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Nobuo Mikami
三上 信夫
Yuichi Kamo
加茂 裕一
Katsuto Kojima
克人 小嶋
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/22Polarised relays
    • H01H51/2227Polarised relays in which the movable part comprises at least one permanent magnet, sandwiched between pole-plates, each forming an active air-gap with parts of the stationary magnetic circuit

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  • Electromagnetism (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁継電器等に使用する有極電磁石に関する。
〔従来技術〕
従来、この種の有極電磁石の構造として実開昭59−9
455号公報、特開昭57−188816号公報および
特開昭59−14234号公報に記載されたものが提案
されている。第11図および第12図を参照すると、こ
れら従来例記載の電磁石の各々は、2枚の磁極板5およ
び6と永久磁石7とを含む可動ブロック4と、コイル3
が巻回されこれら磁極板5および6の間に一端が配置さ
れた鉄心1と、この鉄心1の他端に一端が磁気接続され
他端が2又に分岐して前記磁極板5および6の外側に配
置されたヨーク2とを備え、鉄心1の端部1aとその両
側に配置されたヨーク端部2aおよび2bとで形成され
る2つの励磁空間と可動ブロック4の磁極板5と6との
間に形成される励磁空間とが重ねられることによジョー
ク端2a、磁極板5.鉄心端部1a、磁極板6およびヨ
ーク端2bが層をなすよう励磁空間を形成している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
階層状に配置された鉄心端部1aとヨーク端部2a 、
2bとの間にそれぞれ形成される2つの励磁空間内に挿
入配置された磁極板5および6によシ可動ブロック4は
第11図中の矢印方向に平行移動するよう遊支時されて
いる。この遊支時機構としては、例えば、実開昭59−
9455号公報記載の構造のようにコイルスプールつげ
部に設けたガイド突起に可動ブロックのカード部を横方
向スライド自在に嵌入させたもの、特開昭57−188
816号公報記載の構造のように可動ブロックに平衡ば
ねを設けたもの等考えられる。しかし、これらの従来構
造によると、鉄心ならびにヨーク配置の寸法精度または
可動ブロックの寸法精度が十分でない場合、例えば、第
13A図および第13B図に示すように、鉄心端部1a
とヨーク端部2aとの間隔!、と鉄心端部1aとヨーク
端部2bとの間隔りとが一致しない場合(11>it 
) 、第13A図に示すように、可動ブロック4がヨー
ク端mpza側に移動するとき、磁極板5および6に働
く反発力と吸引力の合力Fは磁極板5および6の全面に
働く。このため、磁極板6が鉄心端部1aに接触すると
、磁極板5はヨーク端部2aに接触できず間隙が生じる
。同様に、可動ブロック4がヨーク端部2b側に移動し
たときは第13B図に示すように、鉄心端部1aと磁極
板5との間に間禰が生じて磁気抵抗の変動が起こるため
安定した接点動作を行なえないという事態が生じる0 また、第14A図および第14B図に示すように、可動
ブロック4を保持するカード16はコイルボビン等(図
示されていない)に設けた支持ガイド15によシ遊支持
されている0このカード16の両側部に紘それぞれ接点
はね駆動部17が設けられている。カード16の移動に
より接点ばね駆動部17がカード16の両側にそれぞれ
配置された接点はね18を抑圧、開放することによシ接
点ばね18に設置された接点(図示されていない)を切
シ換える。この接点はね駆動部17は磁極板5および6
に働く反発力と吸引力の合力Fを効率よく伝えるよう磁
極板5および60表面上の空間内に設けることが望まし
い。特に、2枚の磁極板5および6のそれぞれの重心を
結ぶ直線上付近に設けるのが理想的である。しかし、従
来の有極電磁石構造においては、磁極板5,6の両性側
にはヨーク端部2aお、よび2bが設けであるため、第
14A図に示すように、ヨーク端部2a 、 2bの上
側に接点ばね駆動部17を設けたシ、第14B図に示す
ように、カード16がヨーク端部2a12bをまたぐよ
うな形状を採用している。この結果、第14A図に示す
構造では、接点はね駆動部17が理想的な位tItをは
ずれてしまい、第14B図に示す構造では接点ばね駆動
部17の位置は理想的だがカード16の形状が複雑で構
造的強度が得に〈<、強度増加のためにはカード16の
高さ。
厚みを太きくしなけれはならず、結局構造が大型化し効
率のよい電磁継電器が得られないという欠点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明における有極電磁石は、それぞれが第1の端部と
第2の端部とを有する;字形の2枚の磁極板を永久磁石
の両磁極に1枚づつ固定してなる可動ブp、りと、励磁
用コイルが巻回され一端部が前記可動ブロックの2枚の
磁極板によシ形成される2組の端部の一方の組の端部間
に挿入配置された鉄心と、この鉄心に磁気接続し前記可
動ブロックの2枚の磁極板によシ形成される2組の端部
のうちの他方の組の少なくとも1つの端部の外側に配置
されたヨークとを備えたことを特徴とする。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図を参照すると、本発明の第1の実施例は、それぞ
れが第1の端部5aおよび6aと第2の端部5bおよび
6bとを有するコ字形磁極板5および6が永久磁石7の
両磁極に固定されてなる可動ブロック4と、コイル3が
巻回され端部1aが前記端部5aと68との間に挿入配
置された鉄心1と、この鉄心の他端部と一体形成されて
なる一端部と2又に分岐し前記端部5bおよび6bの外
側にそれぞれ対向配置された2つの他端部2aおよび2
bとを有するヨークとから構成されている。
可動ブロックは永久磁石7の磁極方向(図中矢印方向)
に平行移動するよう図示されていない遊支持機構によシ
遊支持されている0可動ブロック4の磁極板5および6
にはそれぞれ永久磁石7の磁極と同じ磁極が生じるので
、磁極板5および6の端部5aと6aとの間および端部
5bと6bとの間には静磁場が生じる。鉄心1に巻回さ
れたコイル3に電流を流すことによシ鉄心端部1aには
磁極が発生し、また、鉄心1と磁気接続されたヨーク2
の端部2aおよび2bには鉄心端部1aと反対の磁極が
発生する。
次に、第2A図および第2B図を参照し本発明の動作原
理を説明する。まず、第2A図を参照すると、可動ブロ
ック4がヨーク端部2a側に吸引保持された状態が示さ
れている。永久磁石7の磁束ψmaは、永久磁石7のN
極−磁極板5の第2の端55b−ヨーク端部2a−鉄心
端部1a−磁極板6の第1の端部6a−永久磁極7の8
極の径路で閉磁路を形成して自己保持している。ここで
、鉄心端部1aが8極となるようコイル3に電流工を流
すと、鉄心端部1aと磁極板5の第1の端部5aとの間
には吸引力、鉄心端部1aと磁極板6の第1の端部6a
との間には反発力、ヨーク端部2aと磁極板5の第2の
端部5bとの間には反発力、ヨーク端部2bと磁極板6
の第2の端部6bとの間には吸引力がそれぞれ働き、と
の結果、各吸引力反発力の合力はほぼ可動ブロック4の
重心近くに働き、可動ブロック4はヨーク端部2b側へ
平行移動し第2B図に示す状態をとる。永久磁石7の磁
束ψmbは永久磁石7のN極−磁極板5の第1の端部5
a−鉄心端部1a−ヨーク端部2b−磁極板6の第2の
端部6b−永久磁石7のS極の径路で閉磁路を形成して
自己保持する。
第3図および第4図に本発明の有極電磁石を電磁継電器
に応用した例を示す。永久磁石7と2枚のコ字形磁極板
5および6から構成された可動ブロック4は、カード1
1の可動ブロック保持部12により保持され、カードブ
ロック10を構成する。
カード110両側後部に設けた接点ばね駆動部13の上
端からそれぞれ前方にL字形をなすようガイド溝14が
一体形成されている。コイルブロック20は、コイル3
が巻回されたコイルボビン21に下方からヨーク2を組
み合わせ、コイルボビン21の挿入孔22より挿入され
た鉄心1をヨーク2の嵌合穴2cに打込み組み合わせる
ことにより構成される。つば部23にはガイドビン24
が2つ設けられており、それぞれのガイドピン24がカ
ードブロック10のそれぞれのガイド溝14にはめ込ま
れる。つば部25にはコイル端子26が設けられている
。ボディー30は中央部にコイルブロック20と嵌合す
る嵌合溝31を有し、嵌合溝31の両側には接点ばね3
2の一端がばね固定子33に溶接固定され、他端は自由
端となるよう配置されている。接点ばね32の自由端両
側面に対向して内側および外側に固定端子34が設けら
れている。接点ばね32の自由端は、ばね自体の弾性力
によりそれぞれ内側の固定端子34に接触している。ボ
ディー30にカバー40を取シ付けることによシミ磁継
電器が構成される。詳述すると、コイルブロック20は
ボディー30の嵌合溝31に嵌合され、コイルボビン2
1の有するガイドビン24にカード11の有するガイド
溝14をはめ込むようカードブロック10は上方から嵌
合装着される。ガイド溝14の内幅はガイドビン24の
外径よりも大きく、ガイド溝14の深さはガイドビン2
4の高さより小さいので、カードブロック10はそれぞ
れのガイド溝14内においてガイドビン24の頂点で支
持されている。このように、カードブロック10はガイ
ドビン24の2点支持により永久磁石7の磁極方向に摺
動して平行移動可能に遊支持される。カードブロック1
0の平行移動によシ接点ばね駆動部13が、その両側に
配置された接点ばね32を抑圧、開放することにより接
点ばね32は固定接点34と接触、開離し接点位置を切
換える。
第5図および第6図を参照して本発明の作用効果を説明
する。
第6図は鉄心とヨークとの寸法精度が十分でなく、鉄心
端部1aとヨーク端部2aとの間隔!1と鉄心端部1a
とヨーク端部2bとの間隔Isが一致していない(11
>It)状態における鉄心端部1aヨ一ク端部2a、2
b、磁極板5,6のそれぞれの端部5a、5b、5aお
よび6bの位置関係を示している。磁極板端部5a、6
bおよび5b。
6aKそれぞれ反発力および吸引力が働くと、その合力
Fによシ可動子4がヨーク端部2a側に平行移動する。
ここで、可動子4は第3図によシ述べたように、コイル
ボビンのガイドビン(図示せず)により遊支持されてい
る。鉄心1aと磁極板6の第1の端部6aとが接触する
とき、ヨーク端部2aと磁極板5の第2の端部5bとは
まだ接触しておらず間隙が存在する。磁極板5の第2の
端部5bおよび磁極板6の第2の端部6bに働く吸引力
および反発力によシ、可動ブロック4は支点Pを中心に
回転力Qを受けて遊支持の範囲内で時計方向に回転し傾
斜し、磁極板5の第2の端部5bとヨーク端部2aとは
接触する。このように、有極電磁石の製造時に多少の寸
法誤差が存在しても磁極板と鉄心、ヨークは接触可能と
なるので磁気抵抗の変動の少ない安定な接点動作が可能
となる。
次に、第6図は本発明の有極電磁石を用いて第3図およ
び第4図に示す電磁継電器を構成する場合の接点ばね駆
動部の構造を示している。ヨーク端部2a、2bは鉄心
端部1aよシ下方に位置しているので、磁極板5.6の
外側には空間があシ、第6図に示すように、可動ブロッ
ク4が平行移動する際に働く吸引2反発力の合力Fの位
置に無理なく接点はね駆動部13を設けることができ、
カードブロック10も充分な強度を得ることができる。
この結果、安定した接点動作が達成でき、特に動作累積
回数が増加したときにも動作を安定に行なえる。
なお、第1の実施例においては、ヨーク2の形状を上方
から見て丁字形状に分岐しヨーク端部2aおよび2bが
上方へ屈折した形状となるよう構成したが、ヨーク端部
2aおよび2bが上方に屈折せずにほぼ7字形に分岐し
た形状に構成してもよいO 次に、本発明の第2の実施例について詳細に説明する。
第7図を参照すると、第2の実施例においては、磁気抵
抗の増加のために、ヨーク端部2aを用いずに、鉄心端
部1aの磁極板6の第1の端部6aに対向する位置に薄
板状の磁気的絶縁材料から形成されたレシジャル板8が
取り付けられている。
また、第G図に示す本発明の作用効果を達成するために
第1の実施例におけるヨーク端部2aの位置に非磁性合
金等の非磁性体をストッパー9として圧着等によシ設け
ている。レシジャル板8はコイルの通電を断ったときの
磁性部材の残留磁束による復旧障害を除去するために使
用される。
次に本発明の第2の実施例の動作原理を第8A図および
第8B図を参照して説明する。第8A図に示すように、
可動ブロック4がヨーク端部2b側に吸引保持された非
励磁状態では永久磁石の磁束ψmbは、永久磁石7のN
極−磁極板5の第1の端部5a−鉄心端部1a−ヨーク
端部2b−磁極板6の第2の端部6b−永久磁石7のS
極の径路で閉磁路を形成して自己保持している。ここで
、鉄心端部1aがN極となるようコイル3に電流■を流
すと、各部に働く吸引力または反発力のために可動ブロ
ック4は第8B図に示す状態となる。
このとき、可動ブロック4に働く力は永久磁石の磁束ψ
maとコイル3による磁束ψCとの和によるため、ヨー
ク2と磁極板5との間の磁気抵抗が大きくても大きな力
が得られる。
次に第9図を参照すると、本発明の第3の実施例におい
ては、鉄心1のコイル巻回部分が円柱状となっており、
鉄心端部1aのみを所定の厚さの板状にしである。本実
施例によれば、鉄心1に巻回されるコイル3の平均局長
が小さくなるため、駆動電力を小さくすることが可能と
なり、高感度で経済的な有極電磁石が得られる。鉄心形
状が、−辺がaの正方形断面の場合のコイル周長lsと
直径がaの円柱の場合のコイル周長lpとの比は、ha
、/Is = 2av’F/4a=v’F/2中0,8
9 となる。
なお、第9図では電流保持形の有極電磁石を示している
が、自己保持形の有極電磁石にも適用できる。
第10図を参照すると1本発明の第4の実施例において
は、ヨーク端部2aとヨーク端部2bの磁極板5または
6との接触面積が異なるようにしている。このため、永
久磁石7からみた磁気抵抗に差を生じるので、可動ブロ
ック4は非励磁状態のとき磁気抵抗の小さなヨーク端部
2b側に吸引保持されている。また、ヨーク端部2aの
接触面積を小さくする代りに磁極板5の第2の端部5b
の接触面積を小さくしても同様な効果が期待できる。
〔発明の効果〕
以上のように、鉄心端部とこの鉄心に磁気接続されたヨ
ーク端部とをずらして対向配置しかつ可動ブロックの2
枚の磁極板にそれぞれ鉄心端部と対向する第1の端部と
ヨーク端部と対向する第2の端部とを設けた構成を採用
した本発明においては、可動ブロックに働く吸引力と反
発力の合力位置にヨーク端部が位置しないので可動ブロ
ックを保持するカードの接点ばね駆動部を設けるための
空間が大きくとれる。この結果、構造的強度の大きく、
可動ブロックの保持状態における磁気抵抗の変動のない
動作の安定した有極電磁石が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の斜視図、第2A図およ
び第2B図は本発明の第1の実施例の動作原理を示す図
、第3図および第4図はそれぞれ本発明の第1の実施例
を応用した電磁継電器の分解斜視図および組立状態斜視
図、第5図および第6図は本発明の作用効果を示す図、
第7図は本発明の第2の実施例の斜視図、第8A図およ
び第8B図は本発明の第2の実施例の動作原理を示す図
、第9図は本発明の第3の実施例の斜視図、第10図は
本発明の第4の実施例の斜視図、第11図および第12
図は従来の有極電磁石の構造例の斜視図および動作原理
を示す図、第13A図、第13B図、第14A図および
第14B図は従来例における問題点を示す図である。 1・・・・・・鉄心、la・・曲鉄心端部、2・・・・
・・ヨーク、2a、2b・・・・・・ヨーク端部、2c
・・・・・・嵌合穴、3・・・・・・コイル、4・・・
・・・可動ブロック、5,6・・・・・・磁極板、5a
、6a・・・・・・磁極板の第1の端部、5b。 6b・・・・・・磁極板の第2の端部、7・・・・・・
永久磁石、8・・・・・・レシジャル板、9・・・・・
・ストッパー、10・・・・・・カードブロック、11
・・・・・・カード、12・旧・・可動ブロック保持部
、13・・用接点ばね駆動部、14・・・・・・ガイド
溝、15・・・・・・支持ガイド、16・・・・・・カ
ード、17・・・・・・接点ばね駆動部、18・・・・
・・接点ばね、20・・・・・・コイルブロック、21
・−・・・・コイルボビン、22・・・・・・挿入孔、
23・・団・つげ部、24・・・・・・ガイドビン、2
5・・・・・・つば部、26・・・・・・コイル端子、
30・・・・・・ボディー、31・・・・・・嵌合溝、
32・・・・・・接点ばね、33・・・・・・ばね固定
子、34.35・・・・・・固定端子、40・・・・・
・カバー。 パ 代理人 弁理士  丙 原   叡・・・ 2,7;\
、 呆/図 第3図 第4図 第5冊 66図 爲/図 第10図 筋71図 第1図 第13A図 叢だ8図 第#A図 叢/4B図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)それぞれが第1の端部と第2の端部とを有するコ
    字形の2枚の磁極板を永久磁石の両磁極に1枚づつ固定
    してなる可動ブロックと、励磁用コイルが巻回され一端
    部が前記可動ブロックの2枚の磁極板により形成される
    2組の端部の一方の組の端部間に挿入配置された鉄心と
    、この鉄心に磁気接続し前記可動ブロックの2枚の磁極
    板により形成される2組の端部のうちの他方の組の少な
    くとも1つの端部の外側に配置されたヨークとから構成
    されたことを特徴とする有極電磁石。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載の有極電磁石において
    、前記ヨークの一端部を前記鉄心の他端部に磁気接続し
    、前記ヨークの他端部を前記可動ブロックの2枚の磁極
    板により形成される2組の端部のうちの他方の組の少な
    くとも1つの端部の外側に配置したことを特徴とする有
    極電磁石。
  3. (3)特許請求の範囲第1項記載の有極電磁石において
    、前記2枚の磁極板により形成される2組の端部のうち
    の他方の組の2つの端部の外側に対向配置された2つの
    ヨーク端部の前記2枚の磁極板と接触する面積がそれぞ
    れ異なるようにしたことを特徴とする有極電磁石。
  4. (4)特許請求の範囲第1項記載の有極電磁石において
    、前記可動ブロックの有する2枚の磁極板間に挿入配置
    された前記鉄心端部にレシジャル板を設けたことを特徴
    とする有極電磁石。
  5. (5)特許請求の範囲第1項の記載の有極電磁石におい
    て、前記鉄心の励磁用コイル巻回部分を円柱状としたこ
    とを特徴とする有極電磁石。
JP15058184A 1984-07-20 1984-07-20 有極電磁石 Granted JPS6130010A (ja)

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US06/756,358 US4614927A (en) 1984-07-20 1985-07-18 Polarized electromagnetic relay
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DE8585305154T DE3567314D1 (en) 1984-07-20 1985-07-19 Polarized electromagnetic relay
CA000487106A CA1241362A (en) 1984-07-20 1985-07-19 Polarized electromagnetic relay

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