JPS63133603A - 電磁石装置 - Google Patents

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］ 本発明は、電磁継電器等に用いた場合好適な電磁石装置
に関する。

［背景技術］ 電磁継電器に用いる電磁石装置としては、第６図の如き
ものが一般的である。すなわちヨークｌは、Ｌ字状のヨ
ーク片１ａに固定鉄心１ｂを固着してＦ字状とし、さら
に固定鉄心１ｂにコイルｌＣを巻装して磁路の一部を構
成している。接極子２は、ヨーク１の開放端間、すなわ
ちヨーク片１ａの端部と固定鉄心１ｂの端部間を跨ぐよ
うにヨーク片１ａの端部に角変位（回動）可能に支持さ
れる。この接極子２は、復帰ばね３にてばね付勢されて
おり、一端部２ａがヨーク（固定鉄心１ａ）の一端部１
ｄと吸引釈放動作するものであって、磁路の残部を構成
する。電磁継電器として用いる場合、接極子２に可動接
点４を設けた可動接点ばね５を固定する。６は固定接点
である。

このものは、コイルＩＣが励磁されると、接極子２は支
持点を動作支点として角変位（回動）しながら固定鉄心
１ｂに吸引され、その状態でコイルＩＣが消磁されると
、接極子２は復帰ばね３のばね力により固定鉄心１ｂか
ら釈放される。つまりこのものは、吸引釈放動作におけ
る動作支点と接極点の距離ａが一定である。

ところで電磁継電器に用いる電磁石装置は、接点接触圧
の健保や接点切り換え動作の高速化あるいは低消費電力
化のため、入力を増大させることなく接極子を駆動する
力（接点に加わる力）が増大できるということが望まれ
る。そこで上記した従来の電磁石装置について、例えば
動作支点と接極点の距離ａを大小に設定し、回転角θと
接極子を駆動する力Ｆの関係がどのようになるかを求め
てみると第７図のようになった。破線Ａは距離ａが大、
破線Ｂは距離ａが小のものである。これに・　　よれば
、接極子２の一端部２ａと固定鉄心１ａの空隙が小さい
（θが小）場合は、磁気吸引力には殆ど差がないので距
離ａが大のものの力Ｆが大きくなり、空隙が大きい（θ
が大）場合は、空隙の磁気抵抗の増大により磁気吸引力
に大きな差が生じて距離ａが大のものの力Ｆが小さくな
る。結局動作支点と接極点の距離ａを大小に設定しても
、接極子を駆動する力Ｆに対しては一長一短があり、総
合的に力Ｆを大きくすることは困難である。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みてなしたものであってその目
的とするところは、電磁石装置の入力を増大することな
く接極子を駆動する力が増大させられる電磁石装置の提
供にある。

［発明の開示］ 本発明の電磁石装置は、接極子を、その吸引釈放動作に
おける動作支点と接極点の距離が、吸引時は大きく釈放
時は小さくなるような接極子支持部材に軽圧接させて配
設したことを特徴とする。

本発明によれば、動作支点と接極点の距離が一定である
従来のものに比して、接極子が動作中のどのような位置
にあっても接極子を駆動する力が増大させられるものと
なる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて
説明する。

１）はヨークで、ヨーク片１２．固定鉄心１３、コイル
１４からなる。ヨーク片１２は、Ｌ字状に折曲形成され
、垂直部Ｌ２ａの端部には後述する接極子と略同中に切
除された接極子収容部１２ｂが設けである。固定鉄心１
３は、垂直部１２ａに平行的となるようヨーク片１２の
水平部１２Ｃの略中夫に固着される。固定鉄心１３の固
着されていない側の端部は、やや大径の吸引部１３ａと
なる。コイル１４は、固定鉄心１３の外周にコイル枠１
５を介して巻装される。このヨーク１）は、ヨーク片１
２と固定鉄心１３により磁路の一部、すなわちＵ字状磁
路を構成している。

１６は接極子で、ヨーク１）の開放端間、すなわちヨー
ク片１２の垂直部端部と固定鉄心１３の吸引部１３ａ端
部間を跨ぐように配設される。接極子１６の一端部１６
ａはヨーク１）の一端部、すなわち固定鉄心１３の吸引
部１３ａと吸引釈放動作する。この接極子１６は、磁路
の残部を構成する。

さらに接極子１６の配設構造を詳述すると、接極子１６
は接極子支持部材１７に軽圧接させられている。接極子
支持部材１７は、器台１８等に一体的あるいは別体に設
けられるもので、その接触面１７ａは側面的にみて垂直
部１２ａに対応する位置から固定鉄心１３の吸引部１３
ａの近傍にわたり、ヨーク１）に向かって凸の連続的な
曲面に形成されている。接極子１６の他端部１６ｂは接
極子収容部１２ｂと略同中、厳密には吸引釈放動作がで
き得る程度の微少間隙が介在する巾であって、接極子収
容部１２ｂに収容され、そして他端部１６ｂから中間部
１６ｃまでが接触面１７ａに接触し得るよう復帰ばね１
９にて軽くばね付勢されている。従って接極子１６と接
触面１７ａの接触点Ｔは、他端部１６ｂから中間部１６
Ｃまでの部分において接極子１６の動作状態に応じ移動
する。

２１は先端に可動接点２２を設けた可動接点ばねで、基
端が器台１８に固定され中間部が接極子１６に固定され
る。２３は固定接点板２４に設けた固定接点である。

（動作） 第３図（ａ）は、コイル１４が励磁された状態で、接極
子１６の一端部１６ａが固定鉄心１３の吸引部１３ａに
吸引されている。この場合接極子１６と接極子支持部材
１７の接触点Ｔ１は、接極点から最も遠い位置にあり、
従って動作支点と接極点の距離ａが大きくなる。

第３図（ｂ）は、コイル１４が消磁された状態で、復帰
ばね１９のばね力により接極子１６の一端部１６ａは固
定鉄心１３の吸引部１３ａから釈放されている。この場
合接極子１６と接極子支持部材１７の接触点Ｔ２は、接
極点から最も近い位置にあり、従って動作支点と接極点
の距離ａが小さくなる。またこれらの吸引接触動作にお
いて、動作支点と接極点の距離ａは連続的に変化するこ
ことなる。

第４図は、本案と従来例について、回転角θと接極子を
駆動する力Ｆの関係を対比したもので、実線Ｐが本案の
もの、破線Ａ、Ｂは第７図のＡ。

Ｂと同様のものである。本案のものは、回転角θがどの
ような値であっても力Ｆが大きくなっている。

この点について理論的に検討してみると、電磁石装置の
磁気回路は、第５図のような等価回路で表される。等価
回路において、Ｕはコイルが発生する起磁力（電流×巻
数）　、　Ｕｇは空隙での起磁力、　Ｒｇは空隙の磁気
抵抗、　Ｒｉはヨークの磁気抵抗。

φは磁束である。従って磁気吸引力Ｆｒｒｌは、１　　
　　ｄＰｇ Ｆｍ＝　−Ｕｇ　− ２ｄｘ ただし、Ｐｇは空隙のパーミアンス、Ｘは空隙？。

これの接極子の動作支点回りのモーメンｌ−Ｍは、１　
　　　ｄＰｇ 門＝　−ｕｇ　− ２ｄθ　　　　　　　（×−ａθ） ただし、θは接極子の開度（回転角）。

この式に、Ｕｇ＝Ｕ　ＸＲｇ／　（Ｒｉ＋Ｒｇ）　、　
Ｐｇ＝ｕ　　Ｓ／（ａθ）　＋　Ｒｇ＝１／　Ｐｇを代
入すると、門＝−□□ ２ＲｉμＳ　　　　　　ａθ２ −　＋　２　Ｒｉθ＋□ ａ　　　　　　　μＳ ただし、μは真空透磁率、Ｓは接極部面積、ａは動作支
点から接極点までの距離。

この式はａ−μ　Ｓ　Ｒｉ　／θで極大値をとる。従っ
て、動作支点から接極点までの距離ａをμＳ　Ｒｉ／θ
に近い値にとればモーメント門が大きくとれる。そして
距離ａは回転角θに反比例の関係にあるので、回転角θ
が小で距離ａが大、回転角θが大で距離ａが小となるよ
うにすれば、接極子を駆動する力Ｆが総合的に大きくで
きるのである。

なお、本実施例では、ヨークがＦ字状のもので説明した
が、Ｅ字状のものにも通用できる。また接極子支持部材
１７の接触面は、連続的な曲面でなく２個以上の段形状
にしてもよい。

［発明の効果］ 本発明の電磁石装置は、接極子を、その吸引釈放動作に
おける動作支点と接極点の距離が、吸引時は大きく釈放
時は小さくなるような接極子支持部材に軽圧接させて配
設したから、動作支点と接極点の距離が一定である従来
のものに比して、接極子が動作中のどのような位置にあ
っても接極子を駆動する力が増大させられるものとなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、第２図は、
その斜視図、 第３図（ａ）（ｂ）は、動作説明図、 第４図は、特性図、 第５図は、磁気回路の等価回路図、 第６図は、従来例の断面図、 第７図は、その特性図である。 １）・−ヨーク、１２・−ヨーク片、１３・−・固定鉄
心、１３　ａ−吸引部、１４・−・コイル、１６−接極
子、１６　ａ　・−ｍ一端部、１６ｂ−他端部、１６ｃ
ｍ−一中間部、１７−接極子支持部材、ｌ　７　ａ　−
接触面、１９−復帰ばね、Ｔ・−接触点。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コイルを巻装して磁路の一部を構成するヨークと
   、該ヨークの開放端間を跨ぐように配設され一端部が該
   ヨークの一端部と吸引釈放動作して磁路の残部を構成す
   る接極子とを含む電磁石装置において、前記接極子を、
   その吸引釈放動作における動作支点と接極点の距離が、
   吸引時は大きく釈放時は小さくなるような接極子支持部
   材に軽圧接させて配設したことを特徴とする電磁石装置
   。
2. （２）前記接極子支持部材は、前記接極子との接触面が
   連続的な曲面に形成されている特許請求の範囲第（１）
   項記載の電磁石装置。