JPS6298703A

JPS6298703A - 電磁石装置

Info

Publication number: JPS6298703A
Application number: JP60240117A
Authority: JP
Inventors: Mitsuki Nagamoto; 永本　光樹
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1987-05-08
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: JPH0773087B2

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】〔技術分野］この発明は、有極型の電磁石装置に関する。

〔背景技術〕従来、リレーにおいて、２つの磁性体片が永久磁石を着
磁方向両端から挟んで丁字形になった接極子ブロックと
、コ字形磁性体片の中央辺にコイルを巻回してなる電磁
石ブロックとを備え、コ字形磁性体片の両端の磁極部が
それぞれ丁字形の接極子ブロックの２つの磁性体片の間
に臨むように組合わせた電磁石装置が用いられることが
あったこのような電磁石装置は、バランスアマチュア形
と称されるが、接極子ブロック（可動部）が回転する回
転方式なので、可動部が平行スライドするものを形成す
るのが困難であった。

〔発明の目的〕

この発明は、以上のことに鑑みて、可動部が平行スライ
ドする電６〃石装置を提供することを目的とする。

〔発明の開示］この発明は、上記の目的を達成するために、コイルが巻
回されている鉄心、および、この鉄心の両端に磁気的に
つながっている接極部をそれぞれ有する電磁石ブロック
と、２つの永久磁石、および、前記鉄心の軸方向にずれ
た位置にある中間磁極部とこれを挟む端部磁極部をそれ
ぞれ有し、前記２つの端部磁極部の一方と中間磁極部と
の間に前記２つの永久磁石の一方が介在するとともに、
前記２つの端部磁極部のもう一方と中間磁極部との間に
前記２つの永久磁石のもう一方が介在することによって
、前記２つの端部磁極部と中間磁極部とが異なる極性を
持つようになっている永久磁石ブロックとを備え、前記
永久磁石ブロックが前記コイルの少なくとも一側方に配
置されているとともに、前記接極部がそれぞれ前記端部
磁極部と中間磁極部との間にしｎんでいて、励磁極性の
変化により、前記鉄心および接極部が正逆移動するよう
になっている電磁石装置を要旨としている。

以下に、この発明を、実施例をあられす図面に基づき詳
しく説明する。

第１図は、この発明の第１の実施例をあられす。第１図
にみるように、この電磁石装置は、電磁石ブロック１と
永久磁石ブロック２とを備えている。

電磁石ブロック１は、コ字形磁性体片３の中央辺３Ｃが
鉄心になっていて、コ字形磁性体片３の２つの対辺の先
端部３ａ、３ｂがそれぞれ接極部となっている。鉄心３
Ｃは、コイル４が巻回されているコイル枠５の軸方向の
穴に挿入されている。鉄心３ｃがコイル枠５に案内され
て動くようになっていると、部品数を増やさずに、動き
をスムーズに安定にすることができる。コ字形磁性体片
３は、３つの回線形磁性体片がかしめなどにより一体化
されてなっている。

永久磁石ブロック２は、２つの永久磁石６，６、および
、鉄心３ｃの軸方向にずれた位置にある中間磁極部７ａ
、７ｂとこれらを挟む端部磁極部３ａ、９ａをそれぞれ
有している。２つの端部磁極部の一方８ａと中間磁極部
７ａ、７ｂとの間に２つの永久磁石の一方６が介在する
とともに、２つの端部磁極部のもう一方９ａと中間磁極
部７ａ、７ｂとの間に２つの永久（玉石のもう一方６が
介在することによって、２つの端部磁極部８ａ、９ａと
中間仔多極部７ａ、７ｂとが異なる極性を持つようにな
っている。すなわち、２つの永久（■石６．６は、着Ｃ
〃方向をいずれも鉄心３ｃの軸方向に、沿わせるように
して、それぞれの同極（たとえば、Ｓ極）を丁字形の共
通磁性体片７の脚部に両側からつながっている。共通磁
性体片７は、電（〃石ブロック１の側に位置するその両
翼部の各先端が均等に延びていずれも中間磁極部７ａ、
７ｂになっている。これらの両翼部が延びる長さを変え
ることにより、移動ストロークを調節することができる
。２つの永久磁石６，６の異極（たとえば、Ｎ極）がそ
れぞれ直線形の２つの別のる〃外体片８．９の側面につ
ながっている。２つの別の磁性体片８．９の一端部が電
磁石プロ、り１のほうへ均等に延びて端部磁極部３ａ、
９ａになっている。

この電磁石装置はラッチング型である。

共１１ＴＩ　磁性体片７は、２つの回線形磁性体片がか
しめなどにより一体化されて丁字形になっているが、打
抜きなどにより最初から一体に形成されていてもよい。

永久磁石ブロック２がコイル４の一側方に配置されて適
宜のものに固定されているとともに、２つの接極部３ａ
、３ｂがそれぞれ端部磁極部８ａ、９ａと中間磁極部７
ａ、７ｂとの間にＦ５Ｍんでいて、励磁極性の変化によ
り、口字形磁性体片３、すなわち、鉄心３ｃおよび接極
部３ａ、３ｂが正逆（矢印Ｃ，Ｄ方向）に平行スライド
して移動するようになっている。

第２図（ａ）、　（ｂｌは、第２の実施例をあられして
いる。第２図［８）、　（ｂ）にみるように、この電磁
石装置は、中央辺１３ｃが鉄心になっているとともに、
２つの対辺の先端部１３ａ、１３ｂが接極部となってい
る口字形磁性体片１３が、打抜き、打抜折曲などにより
最初から一体に形成されたものである以外は、第１の実
施例と同じであり、同じものは同じ番号、記号を付して
いる。口字形磁性体片がこのように形成されていると、
寸法精度よく、少ない工程で得ることができる。

第３図は、第３の実施例をあられしている。第３図にみ
るように、この電磁石装置は、永久磁石ブロック２の共
通磁性体片１７が口字形であって、その２つの対辺に外
側から小さな２つの永久磁石１６．１６の同極（たとえ
ば、Ｓ極）がつながっているとともに、その２つの対辺
が電磁石ブロック１のほうへ均等に延びてそれぞれの先
端部１７ａ、１７ｂが中間磁極部になっている以外は、
第２の実施例と同じであり、同じものには同じ番号、記
号を付している。口字形の共通磁性体片１７も、３つの
直線磁性体片がかしめなどにより一体化されてなってい
てもよいが、打抜き、打抜折曲などにより最初から一体
に形成されたものであれば、寸法精度よく、少ない工程
で得られる。口字形の共通磁性体片１７の中央辺の長さ
は、電磁石ブロックのコイルの長さにより調節される。

鉄心１３ｃおよび接極部１３ａ、１３ｂはともに励磁極
性の変化により、正逆（矢印Ｃ，Ｄ方向）に平行スライ
ドして移動し、図に実線および一点鎖線で示す状態にな
る。

第４図は、第４の実施例をあられしている。第４図にみ
るように、この電磁石装置は、永久磁石ブロック２の共
通磁性体片２７が直線形であって、その両側から２つの
永久磁石６，６の同極（たとえば、Ｓ極）がつながって
いるとともに、その一端部２７ａが電磁石ブロック１の
ほうへ延びて中間磁極部になっており、電磁石ブロック
１の鉄心２３Ｃおよび接極部２３ａ、２３ｂがＣ字形磁
性体片２３である以外は、第１の実施例と同じであり、
同じものには同じ番号、記号を付している。Ｃ字形磁性
体片２３は、打抜き、打抜折曲などにより最初から一体
に形成されていてもよいが、直線形磁性体片の両端に２
つのＬ字形磁性体片をかしめなどにより一体化するなど
して形成してもよい。鉄心２３ｃおよび接極部２３ａ、
２３ｂはともに励磁極性の変化により、正逆（矢印Ｃ，
Ｄ方向）に平行スライドして移動し、図に実線および一
点鎖線で示す状態になる。

第５図は、第５の実施例をあられしている。第５図にみ
るように、この電磁石装置は、電磁石ブロック１の鉄心
２４ｃおよび接極部２４ａ、２４ｂが別のＣ字形磁性体
片２４である以外は、第４の実施例と同じであり、同じ
ものには同じ番号。

記号を付している。ここでは、Ｃ字形磁性体片２４は、
口字形磁性体片の両端にそれぞれ両側方へ延びる直線形
磁性体片をかしめなどにより一体化するなどして形成し
ている。これらの直線形磁性体片が口字形磁性体片の両
端でそれぞれ両側方へ均等に延びていればラッチング型
にできるし、不均等に延びていればシングルステーブル
型にできる。鉄心２４ｃおよび接極部２４ａ、２４ｂは
ともに励磁極性の変化により、正逆（矢印Ｃ，Ｄ方向）
に平行スライドして移動し、図に実線および一点鎖線で
示す状態になる。

第１〜第５の実施例は、いずれもラッチング型のもので
あり、その動作を、第２の実施例を代表して第２図（ａ
）、　（ｂｌを参照しながら説明する。

鉄心１３ｃおよび接極部１３ａ、１３ｂ　（口字形磁性
体片１３）が第２図（ａｌに示す状態にあるときに、コ
イル４に、ある極性の電流を通じて接極部１３ａをＳ極
に、接極部１３ｂをＮ極にそれぞれ励磁すると、同極反
発・異極吸引により、口字形磁性体片１３は矢印り向き
に平行スライドして第２図（ｂｌに示す状態になる。こ
の状態にあるときに、コイル４に、先とは逆の極性の電
流を通じて接極部１３ａをＮ極に、接極部１３ｂをＳ極
にそれぞれ励磁すると、同極反発・異極吸引により、コ
字形磁性体片１３は矢印Ｃ向きに平行スライドして第２
図（ａｌに示す状態になる。ラッチング型のときは、そ
れぞれの状態でコイルの励磁をやめると、そのままその
状態が保たれる。

この発明にかかる電磁石装置は、鉄心および接極部が正
方向および逆方向にそれぞれ動いた状態で、永久磁石に
より形成される磁気回路の磁気抵抗を同じくするか差を
つけたりするかで、上記のようにラッチング型が得られ
たり、シングルステーブル型が得られたりする。シング
ルステーブル型の例を少しあげると、第１図に示したも
のにおいて、たとえば、一点鎖線で示す部分（Ａおよび
／またはＢ）を除いて、端部磁極部が電磁石ブロックの
ほうへ不均等に延びるようにしたり、中間磁極部が不均
等に延びるようにしたり、あるいは、第６図に示す電磁
石装置のように、２つの永久磁石２５．２６を着磁方向
の長さが異なるものであるようにすることなどである。

なお、第６図は第６の実施例をあられし、永久磁石ブロ
ックは２つの永久磁石以外筒４の実施例と同じであり、
電磁石ブロックは第３の実施例と同じであるので、同じ
ものには同じ番号、記号を付している。この発明にかか
る電磁石装置でシングルステーブル型のものは、無励磁
になったときに、磁気回路の磁気抵抗の小さい状態への
復帰が外部の力によらず行われる。また、励磁状態をも
たらす極性の電流と逆極性の電流をコイルに通じても、
動作しないなお、第１図に示したものにおいて、一点鎖
線で示す部分Ａおよび／またはＢを除いてシングルステ
ーブル型にした場合、鉄心および磁極部が矢印り向きに
動いた状態では、磁極部８ａおよび／または７ｂに当接
していないので磁気抵抗が大きい。すなわち、これが励
磁状態である。コイルの励磁をやめると、鉄心および接
極部は矢印Ｃ向きに動き、第１図に示す状態になる。こ
の状態だと磁気抵抗が小さいのでコイルの励磁を行って
いない間はこの状態（無励磁状態）を保っている。

第７図（ａｌ、　（ｂｌは第７の実施例をあられしてい
る。この電磁石装置は、第１図に示したものにおいて、
永久磁石ブロック２がコイル４の両側方に１つずつあり
、Ｈ字形磁性体片３３の中央辺３３ｃが鉄心になってい
て、４つの先端部３３’ａ、３３２’、３３ｂ、３３ｂ
’がそれぞれ接極部となっている以外は、第１の実施例
と同じ構造をしている。従って、鉄心および接極部の動
作、シングルステーブル型化などは、第１の実施例のも
のと同様になっている。同じものは同じ番号、記号を付
している。第７図（ａ）および（ｂｌは、それぞれ、鉄
心および接極部が正方向および逆方向に移動した状態を
あられしている。なお、第７の実施例のものは、第１の
実施例のものに比べて、対称形なので、鉄心および接極
部の動作が安定し、感度よく動作する。

この発明にかかる電磁石装置は、鉄心および接極部が正
逆方向にそれぞれ移動したときに、接極部と磁極部との
吸引し合う部分がレジデュアルギヤツブ（非磁性体片お
よび／または空隙）を介するようにすることも可能であ
る。レジデュアルギヤツブつきの電磁石装置は、コイル
の電流（電圧）をＯにしても残る残留磁気による吸引が
防がれ、コイルの電流（電圧）をある程度以下にすれば
吸引が解除されるなど、吸引反発や復帰がよりスムーズ
に行われ、吸引特性がよりよくなる。

なお、この発明にかかる電磁石装置は、上記実施例に限
られない。２つの永久磁石は着磁方向がマチマチになる
ように配置されてもよい。コイル枠およびコイルが鉄心
とともに動いてもよい。中間磁極部が２つあってこれら
が磁気的につながれていなくて、端部磁極部同士が磁気
的につながっていてもよい。中間磁極部が２つあって、
それぞれその一方が、その他方を間にして反対側にある
端部磁極部との間に永久磁石が介在するようであっても
よい。

この発明にかかる電磁石装置は、永久磁石ブロックを電
磁石ブロックとほぼ同一平面上に配置すると、薄型（第
１図などのようにみて紙面に垂直な方向の厚みが薄いこ
と）の電磁石装置とすることができる。その薄型化は、
コイル部分の厚みにまで小さくすることができる。２つ
の永久磁石を着磁方向の一方と他方とに配置するように
すると、鉄心の軸゛方向と２つの永久磁石の着磁方向を
ほぼ平行にすることができ、しかもコンパクトに構成す
ることができる。また、可動部（鉄心および接極部）が
平行スライドして正逆移動するので、ストロークを大き
くできる。このため、この発明の電磁石装置を、たとえ
ば、リレーに応用すると、接点間隔の大きなリレー、お
よび／または、小型、薄型のリレーなどの実現が容易に
なる。また、第７の実施例のような構造にすると、コイ
ルを２つの永久磁石と磁性体片（ヨーク）でとりまいて
いるような構造になり、漏洩磁束を少なくすることがで
きるので、高効率であり、近接の磁気部品（リレーなど
）との相互干渉をなくすことができる。なお、この発明
の電磁石装置はリレー以外にも用いることができる。

〔発明の効果〕

この発明にかかる電磁石装置は、以上にみてきたような
ものであるので、可動部（鉄心および接極部）が平行ス
ライドして正逆移動するものが容易に構成できる。この
ため、ストロークを太き（とることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はコイルおよびコイル枠を断面にして第１の実施
例をあられした平面図、第２図（ａ）、　（ｂ）は第２
の実施例の平面図、第３図は第３の実施例の平面図、第
４図は第４の実施例の平面図、第５図は第５の実施例の
平面図、第６図は第６の実施例の平面図、第７図（ａｌ
、　（ｂ）は第７の実施例の平面図であり、第２図ｔａ
ｒ、　（ｂｌ　〜第７図ｆａｌ、　（ｂｌはコイルを模
式的に描き、コイル枠を省略している。１・・・電磁石ブロック　２・・・永久磁石ブロック３
ａ、３ｂ、１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ。２４ａ、２４ｂ、３３ａ、３３ａ’、３３ｂ、３３　ｂ
　”　・・・接極部　３ｃ、１３ｃ、２３ｃ、２４ｃ、
３３ｃ・・・鉄心　４・・・コイル　６，１６，２５゜
２６　・・・永久磁石　７ａ、７ｂ、１７ａ、１７ｂ。２７ａ・・・中間磁極部　３ａ、９ａ・・・端部磁極部
代理人　弁理士　　松　本　武　彦第１図ｚ第２図（ａ）　　　　　　　　　（ｂ）第３図　　　　　　　第４図第５図　　　　　　　　　　第６− り

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コイルが巻回されている鉄心、および、この鉄心
の両端に磁気的につながっている接極部をそれぞれ有す
る電磁石ブロックと、２つの永久磁石、および、前記鉄
心の軸方向にずれた位置にある中間磁極部とこれを挟む
端部磁極部をそれぞれ有し、前記２つの端部磁極部の一
方と中間磁極部との間に前記２つの永久磁石の一方が介
在するとともに、前記２つの端部磁極部のもう一方と中
間磁極部との間に前記２つの永久磁石のもう一方が介在
することによって、前記２つの端部磁極部と中間磁極部
とが異なる極性を持つようになっている永久磁石ブロッ
クとを備え、前記永久磁石ブロックが前記コイルの少な
くとも一側方に配置されているとともに、前記接極部が
それぞれ前記端部磁極部と中間磁極部との間に臨んでい
て、励磁極性の変化により、前記鉄心および接極部が正
逆移動するようになっている電磁石装置。
（２）永久磁石ブロックにおける２つの永久磁石が、着
磁方向をいずれも鉄心の軸方向に沿わせるようにしてそ
れぞれの同極を共通磁性体片に両側からつなげていると
ともにそれぞれの異極を別の２つの磁性体片につなげて
いて、前記別の２つの磁性体片がいずれも電磁石ブロッ
クのほうへ延びて各先端部が端部磁極部になっていると
ともに、前記共通磁性体片が電磁石ブロックのほうへ延
びて先端部が中間磁極部になっている特許請求の範囲第
１項記載の電磁石装置。
（３）共通磁性体片がＴ字形であって、その脚部に両側
から２つの永久磁石の同極がつながっているとともに、
電磁石ブロックの側に位置するその両翼部の各先端が均
等に延びていずれも中間磁極部になっており、２つの別
の磁性体片がいずれも直線形であって、それらの側面に
前記２つの永久磁石の異極がそれぞれつながっていると
ともに、それらの一端部が電磁石ブロックのほうへ均等
に延びて端部磁極部になっていて、ラッチング型である
特許請求の範囲第２項記載の電磁石装置。
（４）共通磁性体片がコ字形であって、その２つの対辺
に外側から２つの永久磁石の同極がつながっているとと
もに、前記２つの対辺が電磁石ブロックのほうへ均等に
延びてそれぞれの先端部が中間磁極部になっており、２
つの別の磁性体片がいずれも直線形であって、それらの
側面に前記２つの永久磁石の異極がそれぞれつながって
いるとともに、それらの一端部が電磁石ブロックのほう
へ均等に延びて端部磁極部になっていて、ラッチング型
である特許請求の範囲第２項記載の電磁石装置。
（５）共通磁性体片が直線形であって、その両側から２
つの永久磁石の同極がつながっているとともに、その一
端部が電磁石ブロックのほうへ延びて中間磁極部となっ
ており、２つの別の磁性体片もいずれも直線形であって
、それらの側面に前記２つの永久磁石の異極がそれぞれ
つながっているとともに、それらの一端部が電磁石ブロ
ックのほうへ均等に延びて端部磁極部になっていて、ラ
ッチング型である特許請求の範囲第２項記載の電磁石装
置。
（６）共通磁性体片がＴ字形であって、その脚部に両側
から２つの永久磁石の同極がつながっているとともに、
電磁石ブロックの側に位置するその両翼部の各先端が不
均等に延びていずれも中間磁極部になっており、２つの
別の磁性体片がいずれも直線形であって、それらの側面
に前記２つの永久磁石の異極がそれぞれつながっている
とともに、それらの一端部が電磁石ブロックのほうへ均
等に延びて端部磁極部になっていて、シングルステーブ
ル型である特許請求の範囲第２項記載の電磁石装置。
（７）共通磁性体片がＴ字形であって、その脚部に両側
から２つの永久磁石の同極がつながっているとともに、
電磁石ブロックの側に位置するその両翼部の各先端が均
等に延びていずれも中間磁極部となっており、２つの別
の磁性体片がいずれも直線形であって、それらの側面に
前記２つの永久磁石の異極がそれぞれつながっていると
ともに、それらの一端部が電磁石ブロックのほうへ不均
等に延びて端部磁極部になっていて、シングルステーブ
ル型である特許請求の範囲第２項記載の電磁石装置。
（８）共通磁性体片が直線形であって、その両側から２
つの永久磁石の同極がつながっているとともに、その一
端部が電磁石ブロックのほうへ延びて中間磁極部になっ
ており、２つの別の磁性体片もいずれも直線形であって
、それらの側面に前記２つの永久磁石の異極がそれぞれ
つながっているとともに、それらの一端部が電磁石ブロ
ックのほうへ均等に延びて端部磁極部になっていて、前
記２つの永久磁石が着磁方向の長さの異なるものであっ
て、シングルステーブル型である特許請求の範囲第２項
記載の電磁石装置。
（９）電磁石ブロックは、コ字形磁性体片の中央辺が鉄
心になっていて、前記コ字形磁性体片の２つの対辺の先
端部がそれぞれ接極部となっている特許請求の範囲第３
項または第４項、もしくは、第６項ないし第８項のいず
れかに記載の電磁石装置。
（１０）電磁石ブロックは、Ｃ字形磁性体片の中央辺が
鉄心になっていて、前記Ｃ字形磁性体片の両先端部がそ
れぞれ接極部となっている特許請求の範囲第５項記載の
電磁石装置。
（１１）永久磁石ブロックがコイルの両側方に１つずつ
ある特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記
載の電磁石装置。
（１２）電磁石ブロックは、Ｈ字形磁性体片の中央辺が
鉄心になっていて、Ｈ字形磁性体片の４つの先端部がそ
れぞれ接極部となっている特許請求の範囲第１１項記載
の電磁石装置。