JPS6189608A - 電磁アクチユエイタ− - Google Patents

電磁アクチユエイタ−

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JPS6189608A
JPS6189608A JP59211862A JP21186284A JPS6189608A JP S6189608 A JPS6189608 A JP S6189608A JP 59211862 A JP59211862 A JP 59211862A JP 21186284 A JP21186284 A JP 21186284A JP S6189608 A JPS6189608 A JP S6189608A
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JP
Japan
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core
magnetic flux
yoke
iron
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Pending
Application number
JP59211862A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuneo Kamitsubara
上津原 常男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IWASAKI GIKEN KOGYO KK
Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Original Assignee
IWASAKI GIKEN KOGYO KK
Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
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Priority to AT85904866T priority patent/ATE48048T1/de
Priority to US06/860,344 priority patent/US4746886A/en
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1638Armatures not entering the winding
    • H01F7/1646Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F7/00Magnets
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    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607Armatures entering the winding
    • H01F7/1615Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F7/00Magnets
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    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/121Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position
    • H01F7/122Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position by permanent magnets

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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】 〔&朶上の利用分野〕 本発明は、電磁継電器、’+を磁開閉器、電磁弁、電磁
施錠器具、電磁ブレーキ、電磁クラッチ、電磁振動機等
の機械力を電気的に制御する電磁アクチュエイターに関
するものである。
〔従来の技術〕
従来、産業、民生の各分野に広範に活用されている電磁
アクチュエイターは、電磁石の吸引力とスプリングの抗
力を組合せたものが一般的で、一部に゛電磁石とスプリ
ングおよび保持用水入磁石を組合せた自己保持(ラッチ
ング)特性のものがある。
第5図(a)(b)は、従来、最も一般的に知られてい
るプシンジャーA!! ’+u (a yクチユニイタ
−の動作原理を説明するための構造模式図で、固定鉄心
lに巻回した電気巻線4より成る固定子と。
固定鉄心1に対し、I8躍11在に変移【1[能とした
柱状IIf動欽心2ど 電気巻線4の、鴫仙屯時に1ノ
・1ル鉄、l−1とtii動鉄心2との間に 間]隙1
aを保持させるけ械ツノを作用させるためのスプリング
3とで構成される。
第5図(a)は電気巻線4の箇通屯11rの状7F1を
小しており、柱状のiif動鉄心2はW ’jl鉄・し
lにに、Jし スプリング3の矢印3方向に作用する抗
力によって、間隙1aを維持する機械的安定状ずミにあ
る。
トー記状i山において、電気巻線4に、第51閾(′b
)図示の軸取を実施すれば &A1東7か誘起されてス
プリング3の矢印3方向に作用する抗力に打勝つ磁気吸
引力が発生、固定鉄心1に対して柱!、1;1打助鉄心
2は、矢印3方向と反対方向に移動吸ノ1し図、]<さ
れていない電気接ぐ札、ブイ杯等に機械的操り力を作用
させる。
1−記の操作力は 電気巻線4のIIf1屯中は当然そ
の作用を持続し、d心停止によってスプリング3の矢印
3方向の抗力でa5図(a)lり示の機械的安定状F、
に復旧する。
次に 第6図(a)(b)は保))用水久ωイ5を付/
IIIした11己保)へにノf/グ)特性をもつ2 J
iの他の電磁アクチュエイ々−の動性” I!+f理を
説1p1するための構造模式[くで 第5114(a)
(b)のブラ/ツヤ−型取(滋アクチュエイターの固更
鉄、lJ1と柱状iif動鉄心2で形成される磁気回路
に1 水入磁石5の起磁力を直夕1に挿入するように構
成される。
第614(a)において 電気巻線4に通電か無い場合
は 水久磁イ」5の起磁力による磁束6のh用とスプリ
ング3の抗力は」・衡し、固定鉄・ulとOf動鉄心2
は間隙1aを介し潜熱した第1の機械酌交)I:状tt
を維持する。
次に、電気!!5線4に第61%(a)図示極性のパル
ス状通電を実施し磁シに7を誘起させれば、磁束6との
1を畳によりスプリング3の矢印3方向に作用する抗力
に打勝つ磁気吸引力が発生して、rr(動鉄心2は1I
III定鉄心1に吸71され、第61図(b)図示の第
2のけ械的安疋伏善に変移し図示されていない電気接点
、力杯“9に機械的操作力を作用させさらに、第6@ 
(b)図示の第2の機械的安定状態で、1し気巻線4に
第6IAI(a)図示のパルス状通電を天地すれば、磁
束6を11I殺する磁束7を誘起して磁気吸引力を械殺
し、iiI動鉄心2はスプ1、I/グ3の矢印3力向に
作用する抗力で第6図1′a;’[a小の第1の機械的
安定状態にj(旧し、その状i5を保持する。
〔発明か解決しようとする問題点〕
しかし、λ東の1514 (a)(b)(711ブラン
ーヤーヤ)アクチュエイターは1次記の問題点がゐっだ
(a)操作力t f’li用させる間 6屯を持続させ
る14・波のため ・し力消費が大きし・。
(b)従って制御用電力消費か友きい。
(C) 1hカ消費に伴なう、V気巻線の温度上シjの
1i)1 &’Jのため七ωアクチュエイターの形状が
大型化する。
また、」−述の第6図(a)(b)の従来の他の重心ア
クチュエ・rターは、瞬間的なパルス状通電で機械的な
双安)1状嗟の相11間の丸移操りをuI i&:とじ
、微少な心力消費で1v制御できる長所を4する反面、
電気巻線4で励磁する磁気回路に大きなレラクタンスを
もつ永久耐715を直列に挿入している構造から、上述
の’A 5図(a)  (b)のプラノツヤ−型゛市磁
アクチュエイタ−1こ比し、数イ8以1−の励磁アンペ
アターノを必要とするので、励磁電源容にの増大、ある
いは電気巻線の大型化か避けられないという問題−ヱが
あった。
未発11f1は、F−述の問題・j!、を解決するため
に提、iされたもので、微少屯a ’i< ’−で制υ
1できるr′、′、ig度、省iし力の小型 ?!1純
でi6丈な電磁アクチュエイターを提供することを目的
とする。
〔問題侭を解決するための「1)〕 ここで、本未発の+ii+提(11見を、第2図(a)
(b)を不明して説1!IIする。
第2i4(a)は本発明の・υノI′I原理模式図、第
214(b)は従来のプランツヤ−型電磁アクチュエイ
ターの動作原Jltl模式図である。
まず第21y5(a)の(発明な構成する水久磁(I5
1こよる磁束のuj動鉄心2シこおける左I−1力向へ
の分流をそれぞれφa、φb、電気巻線4の通゛屯によ
って1.A起される磁束をφ工、第21N(b)の従来
のブラノンヤー型電磁アクチュエイターを構成する゛電
気O線4の通電によって誘起される磁束をφioとし、
スプリング3の矢印3方向に作用する抗力をFs、比例
′IE数には両名とも同一とし、単純化のため漏洩磁束
を無視すれば1本発明と従来の電磁アクチュエイター・
の通電時の吸引力Fa、Fbはそれぞれ次式で示される
Fa=K(φa十φi) 2−Fs  −(1)Fb=
K(ψ1o)2−Fs     ・・・(2)ここで、
式の単純化のためFsを無視し、φa=α・φl   
      ・・・(3)Φi=ψ10       
     ・・・(4)の条%でFaとFbの比を求め
れば、前記の各式%式%) が求められ、第3図に示されるように、aの数値の変化
に(↑ない1本発明は従来装置に比較し 同一)励磁ア
ンペアターンで数倍の吸引力を発生し11+ること紮弘
している。
次に(1)(2)  (3)式において、Fa=Fb 
           ・・・(6)とすれば φ1o=(α+1)φi      ・・・(7)の関
係式が得られ、第4図に示されるようにαの数値の変化
に伴ない、本発明は従来装置に比較し、同一吸引力の場
合数分の−の励磁アンペアターンしか要しないことt示
している。
本発明は、上述の前提知見に基づき成立するもので、微
少電源容部、で制御できる高感度、省電力の小型、単純
で鎮火な゛電磁アクチュエイターである。
〔実施例〕
以下、本発明を図面を参虜してその実施例に基づいて説
明する。
第1図(a)(b)は、本発明の一実施例の説明図で1
図示されない筒状のボビンに巻回した電気在線4と、ボ
ビンの−・端から固定鉄心lを装置し、固定鉄心1の装
71側の第1の磁極面1aに第1の端面2aを接尊自1
rに変移IJ丁能とした柱状のL+動鉄心2を配設する
次に可動鉄心2の他力の第2の端面2dに近接ニアた第
1の側面部2cと第1の間隙2eを介してに、1面する
第2の磁極面2fを石する継鉄Lbが固定鉄心1に連結
される。
次に 継鉄1oに回極性の第3の磁極面が接石し ’−
n 3の磁極面とy4極性の:tS4の磁極面を可動鉄
心2の一力の第1の端面2aと側面部2Cとの中間の第
2の側面部2bに第2の間隙2gを介して対面させた永
久磁石5を配置す:る。
さらに、f、!、I定鉄心工または継□鉄1bとttr
動鉄心2の間に、可動鉄心2の軸方向である矢印3a方
向にn、用させる抗力をもつスプリング3を配置する。
吹に、本実施例の動作について説明する。
まず A I +A(a )の状た゛で゛電気巻線4に
超重していない場1)、可動鉄心2は国憲鉄心1に対し
、永久磁石5の起磁力による磁束6の作用に基づく吸引
力とスプリング3の矢印3a方向に作用する抗力の1L
衡によって1間隙1cを介して第1の機械的安定状態に
ある。
この状態で、゛電気巻線4に第1図(a)図示極性のパ
ルス状通電を実施すれば、磁束7を誘起。
磁束6と重畳しスプリング3の矢印3a方向に作用する
抗力に打勝つ磁気吸引力が可動鉄心2に作用して、第1
図(b)1,2小の固定鉄心1との吸着状7ミニ、すな
わち第2の機械的安定状態に変移し。
その状態を保持する。
この第2の機械的安定状!Eにおいて、電気巻線4に第
1図(b)図示極性のパルス状通電を実施すれば、第1
図(b)図示方向の磁束7が誘起。
磁束6と相殺し磁気吸引力が減少し、固定鉄心lと可動
鉄心2の吸着は、スプリング3の抗力によって中外され
第1図(a)図示の第1の機械的安定状態に変移、復1
11シてその状態を維持する。
以」二、双安疋動作の本発明の一実施例について説りj
したか、第ill (a)(b) の人7(、′Ii!
例と回−・の構成および通゛市操作で 磁束67および
スプリング3の抗力の浄用値の組合上、設定調整で、・
し気巻謀4の無通電時には、第1図(a)または(b)
+4.Rの前記第1または第2の機械的安定状iiの何
れか一力のみの安定状■を保持し −心待のみ固定鉄心
1に対する可動鉄心2の状態を、第N、J(a)または
(b)図示位置に変移させ、し1示されていない屯気接
由1、jf杯等に機械力を11用させる単安定機能で作
用させることもできる。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように下記の(Ωれた効果を奏
する。
(1)同一の電気巻線のアンペアターンで数倍の吸引力
を発生し得る。
(2)数分の1の、U気巻線のアンペアターンで[【1
1−の吸引力を発生し1″Iる。
(3)同一の構造で単安定、双安定の機能を発トドでき
る。
(4)J記の44.性から次の1体的11f徴がある。
(a)冴ゼレb、源容H,Hか小さくてよい。
(b ) l’:+“、感度、省・E力である。
(C)小型1.軽;、1である。
L’、 d )構造?l”純で:耐水、耐11.防塵等
の構造か容易である。
このため、本発明は、太陽・E池、乾屯池等の微少な′
1シ源を利用して、1’l+ld度の小型、軽星の省゛
1シカ特性をもつ市磁虜′市器、・k心弁、・k気施錠
装置5毛心篩その他の各種産業、民生分テ2に提供でき
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
:jTj1図(a)(b)は未発明ノー・実施9+ ノ
説1!II図、m2fQ(a)は本発明のBX理模式j
;j、(b)は従来の電磁アクチュエ・rターの原理模
式図、第3図および第4図は第1図(a)  ぐb)の
実施例の特性図、第5図(a)(b)は従来の′屯磁ア
クチュエイターの説明図、第61d(a)(b)は従来
の他の屯磁アクチュエfターの説明lくである。 1・・ペノ、1定鉄心         2・・・uf
動鉄心3・・・スプリング     4・・・上気巻線
5・・・水入(磁石    6,7・・・磁束量  願
  人     上  j1!   原  常  男代
 理 人   jす埋土 小 杉 什 馬方埋土 * 
藤 和 則 第1図 永スka石 第2図 (a) 第4図 互 (Q) 4′ 第6 (a) (b) 図 (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ボビンと、該ボビンに巻回した電気巻線と、該ボビ
    ンの一端に装着した固定鉄心と、該固定鉄心の該ボビン
    への装着側の第1の磁極面に第1の端面が接離自在に変
    移可能に配設した柱状の可動鉄心と、該可動鉄心の第2
    の端面に近接した第1の側面部に第1の間隙を介して対
    面する第2の磁極面を有し、該固定鉄心に連結した継鉄
    と、該継鉄に接着した回極性の第3の磁極面を有し、該
    可動鉄心の該第1の端面と該第1の側面部との中間の第
    2の側面部に該第3の磁極面と異極性の第4の磁極面を
    第2の間隙を介して対面させた永久磁石と、該可動鉄心
    の軸方向の変移に対し機械的抗力を作用させ、該固定鉄
    心または該継鉄と該可動鉄心の間に配置したスプリング
    とで構成したことを特徴とする電磁アクチュエーター。
JP59211862A 1984-10-09 1984-10-09 電磁アクチユエイタ− Pending JPS6189608A (ja)

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CN85102911.6A CN1003822B (zh) 1984-10-09 1985-04-18 电磁执行机构
KR2019900700005U KR910000597Y1 (ko) 1984-10-09 1985-05-09 전자 액츄에이터
AU49573/85A AU575444B2 (en) 1984-10-09 1985-09-26 Electromagnetic actuator
DE8585904866T DE3574307D1 (en) 1984-10-09 1985-09-26 Electromagnetic actuator
EP85904866A EP0198085B1 (en) 1984-10-09 1985-09-26 Electromagnetic actuator
AT85904866T ATE48048T1 (de) 1984-10-09 1985-09-26 Elektromagnetischer schalter.
US06/860,344 US4746886A (en) 1984-10-09 1985-09-26 Electromagnetic actuator
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63240006A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気駆動装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS596503A (ja) * 1982-07-02 1984-01-13 Sumitomo Special Metals Co Ltd 自己保持型ソレノイド

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