JPS63240006A - 磁気駆動装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は永久磁石等の磁力を利用し駆動力を得る装置に
関するものである。

従来の技術 従来この種の磁気駆動装置としては、第８図、第９図に
示すものがある。その構成を説明すると、電磁コイル１
の外側に固定継鉄２が設けられ、前記電磁コイル１の内
側には可動鉄心３が摺動自在に設けられている。前記固
定継鉄２には前記可動鉄心３が吸着される吸着鉄心４が
固定されている０５及び６は永久磁石であり固定継鉄２
と可動鉄心３０間に位置し、各々が対向するように固定
されている。７は可動鉄心３を前記吸着鉄心４から離脱
させる方向に付勢されているスプリングである。

８は永久磁石の磁束、９は電磁コイルの磁束を示す。１
０は非磁性材料で出来た底板である。（例えば実公昭５
９−２３３６９号公報） 次に従来における吸着状態の動作を第８図により説明す
ると、永久磁石５及び６から出た磁束は可動鉄心３→吸
着鉄心４→固定継鉄２→氷久磁石５及び６の経路で磁路
を形成し、可動鉄心３と吸着鉄心４は互い忙吸着した状
態を保持する。次に離脱時における動作を第９図により
説明すると、可動鉄心３と吸着鉄心４が吸着している状
態で電磁コイル１に通電すると、電磁コイル１で発生し
た磁束は磁束９のごとく永久磁石５及び６の磁束８の方
向に対し逆方向に発生する。この結果永久磁石５及び６
からの磁束８と電磁コイル１からの磁束９は互いに打ち
消し合い可動鉄心３と吸着鉄心４は吸着力を失いスプリ
ング７の付勢力により第９図のごとく可動鉄心３と吸着
鉄心４は離脱状態となる。

このような構成においては、可動鉄心３と吸着鉄心４の
離脱時に電磁コイル１で発生した磁束を有効に利用出来
ないと言う問題があった。即ち電磁コイル１で発生した
磁束９は、可動鉄心３→固定継鉄２→吸着鉄心４の磁路
を形成するが永久磁石５及び６が存在する位置において
は、可動鉄心３と固定継鉄２の距離が永久磁石５及び６
の幅だけ離れている為、磁気抵抗が大きくなシ磁束を有
効に利用する閉磁路になっていなかった。従って電磁コ
イル１が大きくなっていた。

このような電磁コイルで発生した磁束を有効に出来ない
と言う欠点を解決する手段としては、第６図、第７図に
示すような自己保持ソレノイドが考えられている。その
構成を説明すると、第６図、第７図において電磁コイル
１１の外側に固定継鉄１２が設けられ、前記電磁コイル
１１の内側には可動鉄心１３が摺動自在に設けられてい
る。前記固定継鉄１２には前記可動鉄心１３が吸着され
る吸着鉄心１４が固定されている。１５及び１６は永久
磁石であり固定継鉄１２と可動鉄心１３０間に位置し、
各々が対向するように固定されている。

１７及び１８は補助継鉄であり一端は固定継鉄１２に固
定され他端は可動鉄心１３近傍まで延出されている。１
９は前記可動鉄心１３を前記吸着鉄心１４から離脱させ
る方向に付勢するスプリングである。２０及び２１は永
久磁石１５．１６の磁束、２２は電磁コイル１１の磁束
を示す。

次に吸着状態の動作を第６図により説明すると、永久磁
石１５及び１６から出た磁束２０及び２１は、可動鉄心
１３→吸着鉄心１４→固定継鉄１２→氷久磁石１５及び
１６の第１の経路と、可動鉄心１３→補助継鉄１８→固
定継手１２→氷久磁石１５及び１６の第２の経路を形成
し、可動鉄心１３と吸着鉄心１４は互いに吸着した状態
を保持する。

次に離脱時における動作を第７図によシ説明すると、可
動鉄心１３と吸着鉄心１４が吸着している状態で電磁コ
イル１１に通電すると、電磁コイル曾１で発生した磁束
は磁束２２のごとく永久磁石１５及び１６の磁束２０の
方向に対し逆方向に発生する。この結果永久磁石１５及
び１６からの磁束２０と電磁コイル１１からの磁束２２
は互いに打ち消し合い可動鉄心１３と吸着鉄心１４は吸
着力を失いスプリング１９の付勢力により第７図のごと
く可動鉄心１３と吸着鉄心１４は離脱状態設けることに
より可動鉄心１３と固定継鉄１２の間の磁気抵抗が小さ
くなり可動鉄心１３と吸着鉄心１４の離脱時に電磁コイ
ル１１で発生した磁束２２は有効に利用出来、従来の欠
点を無くしている。しかしながら前記補助継鉄１７及び
１８を設けた結果、可動鉄心１３と吸着鉄心１４が吸着
している時に永久磁石１５及び１６の磁束を前記可動鉄
心１３と吸着鉄心１４を吸着する力として有効に利用出
来ないと言う欠点を持っている。

即ち、第６図の吸着状態において、永久磁石１５及び１
６からは可動鉄心１３→吸着鉄心１４→固定継鉄１２→
氷久磁石１５及び１６の第１経路を形成する磁束２ｏと
、可動鉄心１３→補助継鉄１７及び１８→固定継鉄１２
→氷久磁石１５及び１６の第２経路を形成する磁束２１
が発生する。

ここで前記第２経路の方が第１経路に比べ磁気抵抗が小
さいため永久磁石１５及び１６から出た磁束の多くは第
２経路を通るととＫなる。その結果永久磁石１５及び１
６から出た磁束を可動鉄心１３と吸着鉄心１４を吸着さ
せる力としては小さくなり、磁束を有効に利用出来ない
と言う欠点を持っている。従って永久磁石１５及び１６
が大きくなっていた。

本発明は、このような問題を解決するもので、可動鉄心
の吸着状態においては永久磁石の磁束を前記可動鉄心の
吸着に有効に利用でき、前記可動鉄心の離脱時において
は磁気反転手段の磁束を前記可動鉄心の離脱に有効に利
用できる構成の磁気駆動装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の磁気駆動装置の技
術的な手段は、移動自在で固定鉄心に吸着可能な可動鉄
心と、前記可動鉄心が前記固定鉄心に吸着する状態を保
持する第１の磁路を形成するための永久磁石と、前記可
動鉄心を前記固定鉄心から離脱させる第２の磁路を形成
する磁気反転手段とを備えた構成としたものである。

作用 本発明は上記した構成によって次のような作用慟 となるものである。即ち、可動鉄心が固定鉄心に吸着し
ている状態にあっては、永久磁石からの磁束を可動鉄心
と吸着鉄心が吸着する第１の磁路に導くことＫより効率
よく吸着させることができる。

また前記可動鉄心を固定鉄心から離脱する時には、磁気
反転手段の永久磁石への対向面を永久磁石の磁極と反対
の磁極とすることにより、永久磁石からの磁束の多くを
前記磁気反転手段を通り再び前記永久磁石へ戻る第２の
磁路に導くことにより前記第１の磁路を通る磁界の多く
が第２の磁路を通る為、前記可動鉄心と吸着鉄心の吸着
力が極減し、前記両者は離脱することになる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。第１図、第２図、第３図において、固定継鉄２３と吸
着鉄心２４で構成された固定鉄心２５の内側には、前記
吸着鉄心２４に選択的に吸着可能な可動鉄心２６が非磁
性のガイド筒２７内を摺動自在に設けられている。固定
鉄心２５を構成する固定継鉄２３は底面２８と脚部２９
．３０を有する略コ字形状で構成され、前記脚部２９と
可動鉄心２６の間には永久磁石３１が固定されている。

一方、前記永久磁石３１に対して略対向位置には、磁気
反転手段である電磁石３２が設けられている。この電磁
石ａ２は固定継鉄２３の脚部３０に一端が固定された磁
極鉄心３３と、この磁極鉄心３３の外周に設けられた電
磁コイル３４で構成されている。スプリング３５は可動
鉄心２６を吸着鉄心２４から離脱する方向に設けられて
いる。３６は非磁性材料で構成された底板であり３７は
磁束を示す。

次に本発明における一実施例の動作を第２図、第３図を
用いて説明する。先ず吸着状態を第２図により説明する
と、永久磁石３１から出た磁束３７は可動鉄心２６→吸
Ｍ鉄心２４→固定継鉄２３→氷久磁石３１の第１の磁路
を形成し、可動鉄心２６は吸着鉄心２４に吸着した状態
を保持する。

次に離脱時における動作を第３図により説明すると、可
動鉄心２６と吸着鉄心２４が吸着している状態で、電磁
石３２に通電し永久磁石３１に対向する磁極鉄心３３の
面を、前記永久磁石３１の面（Ｎ極）と反対極（Ｓ極）
にすると、永久磁石３１から出た磁束３７０大部分は可
動鉄心２６→磁極鉄心３３→固定継鉄２３→氷久磁石３
１の第２の磁路を形成し、可動鉄心２６と吸着鉄心２４
の吸着力は小さくなり、可動鉄心２６はスプリング３５
の付勢力により吸着鉄心から離脱される。

本実施例においては、永久磁石３１の一端が固定継鉄２
３の脚部２９内面に密着すると共に、他端は可動鉄心２
６に近接している構成であるため可動鉄心２６を吸着鉄
心２４に吸着させるための磁束は効率よく形成すること
ができると共に電磁石３２の磁極鉄心３３も一端が固定
継鉄２３に固定され、他端は可動鉄心２６に近接して設
けられているため、可動鉄心２６を離脱させるための磁
東３７を効率よく形成できると言う効果を持ち合せてい
る。即ち本実施例は従来に於ける各々の欠点を解消した
構成である。

第４図、第５図は本発明における自己保持型ソレノイド
をパルプのアクチェータとして利用した自己保持型電磁
弁を示したものである。

第４図、第５図における構成を説明すると。

３８は固定継鉄３９とＤ　ＩＪング４０を持った吸着鉄
心４１で構成された固定鉄心である。４２は前記吸着鉄
心４１に一端が吸着される可動鉄心であり、前記可動鉄
心４２の他端には弁体４３が設けられており、スプリン
グ４４で開成方向に付勢されている。４５は弁本体であ
り、４６は可動鉄心４２のガイド筒であり０リング４７
によりシールされている。４８は永久磁石、４９は電磁
石を示す。５０は非磁性の底板、５１．５２は各々弁本
体４５の入口、出口を示すものであり、５３は磁束を示
す。

次に動作を説明する。弁開成時には、電磁石４９に通電
し電磁石４９の永久磁石４８に対向する面に、前記対向
する永久磁石４８の極と同じ極に着磁する。その結果磁
束５３のごと〈永久磁石４８からの磁束と、電磁石４９
からの磁束が合成され、可動鉄心４２と吸着鉄心４１は
第４図のごとく吸着状態となシ弁体４３は開成される。

この開成状態を保持するには電磁石４９に連続通電し開
成状態を保持する。前記可動鉄心４２と吸着鉄心４１の
吸着状態においては吸着力が大きくなるため一般には、
吸着後は電磁石４９への電流を少なくし少い消費電力で
吸着保持する方法が用いられている。

次に弁閉時における動作を説明すると、第４図の弁開状
態で電磁石４９０通電方向を逆方向に通電する。即ち第
５図のように電磁石４９の永久磁石４８に対向する面ｔ
Ｓ極とする。その結果、永久磁石４８から出た磁束５３
は可動鉄心４２→電磁石４９→固定継手３９→氷久磁石
４８の磁路を形成し、可動鉄心４２と吸着鉄心４１の吸
着力は減少し、スプリング４４の付勢力により弁体４３
は閉成される。

本実施例によれば、電磁石４９の通電方向を切り換える
ことにより、電磁石４９の力を弁開動作及び弁閉動作と
して効率よく作用させることが出来る自己保持型電磁弁
構成を実現したものである。

尚、上記実施例の弁開手段、及び弁開保持手段は前記実
施例に限定されるものではなく、弁開手段としては、弁
を直接機械的に開成する手段や、弁開保持手段としては
永久磁石のみで吸着する手段その他等があり、その他を
含めこれらをまとめると、弁開手段は１氷久磁石の磁力
士電磁石の磁力で自動開成。２氷久磁石の磁力で開成（
機械的外力により弁を開成）３氷久磁石士他の永久磁石
の反転動作により開成。弁開保持手段としては１氷久磁
石＋電磁石で保持。２氷久磁石で保持、弁閉手段として
は１電磁石の逆通電。２前記その他の永久磁石の反転動
作によシ閉成。等があり、これらの組合せで各種用途に
適した動作の弁を構成することができるものである。

発明の効果 以上のように本発明の磁気駆動装置は移動自在であり、
固定鉄心と選択的に吸着可能な可動鉄心と、前記可動鉄
心の近傍に設けられ、前記可動鉄心が前記固定鉄心に吸
着する状態を保持するよう第１の磁路を形成する永久磁
石と、前記可動鉄心の近傍に設けられ前記可動鉄心を前
記固定鉄心から離脱させる第２の磁路を形成する磁気反
転手段を構成することに・よシ次のような効果を有する
。

（１）　　吸着状態を保持する磁束が形成する第１の磁
路に対して、磁気反転手段により第２の磁路を形成し、
第１の磁路の磁束を第２の磁路に置き換えることによシ
離脱させるため、従来の第１の磁路上において吸着させ
る磁束の方向と反対方向の磁束が互いに打消し合って離
脱する手段に比べ磁気反転手段の磁力としては小さくな
る。

（２）その結果、磁気反転手段の大きさは小さくなり小
型低コストとなる。

（３）永久磁石等の磁気反転手段を用いることにより、
電気を用いずに吸着、離脱の動作が可能であり、その用
途は広く実用的効果が大きい。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す磁気駆動装置である自
己保持型ソレノイドの斜視図、第２図、第３図は第１図
の断面図、第４図、第５図は本発明の自己保持型ソレノ
イドを用いた自己保持電磁弁の断面図、第６図、第７図
は従来例における自己保持型ソレノイドの断面図、第８
図、第９図は他の従来例だおける自己保持型ソレノイド
の断面図である。 ２４・・・・・・固定鉄心、２６・・・・・・可動鉄心
、３１・・・・・・永久磁石、３２・・・・・・磁気反
転手段（電磁石）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２４
−一一同定欽＋Ｃ ２６−−−町ｖＪ欽曵′ ３１−一一永久、ｆｆ１石 ３２−一一磁気反秋号役 （電層Ｉ９ 第１図 第　２　図 嬉４図 Ｍ　ｓ　図 第６図 ２ｎ 第８図 第　９　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動自在であり、固定鉄心と選択的に吸着可能な
   可動鉄心と、前記可動鉄心の近傍に設けられ、前記可動
   鉄心が前記固定鉄心に吸着する状態を保持するよう第１
   の磁路を形成する永久磁石と、前記可動鉄心の近傍に設
   けられ前記可動鉄心を前記固定鉄心から離脱させる第２
   の磁路を形成する磁気反転手段とを備えた磁気駆動装置
   。
2. （２）固定鉄心は底面と両脚部を有する略コ字状で底面
   に吸着面を形成し、可動鉄心は前記固定鉄心底面の直角
   方向へ移動自在に設けられ、永久磁石及び磁気反転手段
   は前記固定鉄心の脚部と可動鉄心の間に設けた特許請求
   の範囲第１項記載の磁気駆動装置。
3. （３）磁気反転手段は永久磁石に対して略対向位置に設
   けた特許請求の範囲第２項記載の磁気駆動装置。
4. （４）磁気反転手段は電磁石で構成した特許請求の範囲
   第１項記載の磁気駆動装置。
5. （５）電磁石は固定鉄心の脚部に一端が固定された磁極
   鉄心と、この外周に設けた電磁コイルで構成した特許請
   求の範囲第４項記載の磁気駆動装置。