JPS63296320A - 電磁アクチュエ−タ - 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、ガス流遮断装置等に利用される永久磁石を用
いた電磁アクチュエータに関する。

従来の技術 従来から省電力タイプの電磁アクチュエータとして永久
磁石を用いて状態を保持し、電磁フィルは瞬間励磁のた
めだけに使用する型式の電磁アクチュエータが使用され
ている。特に近年、ガス消費量計測用のメータの中に組
み込み電池電源を用いマイクロコンピュータで制御しガ
スを遮断するマイコンガス遮断装置のガス遮断弁として
前記電磁アクチュエータの需要が高くなっている。特に
ガス洩れ警報器と連動させる場合や、ガスの安全使用を
監視する場合は電磁アクチュエータの作動状態を示す信
号を必要とすることが多い。

第５図は、作動状態の信号を取出し得る電磁アクチュエ
ータの従来例で、２個の永久磁石ｌａ。

１ｂのＳ極を相対して配設し、双方の永久磁石１ｍ、１
ｂの外向するＮ極に接してコの字形のヨーク４を配設し
、ヨーク４底面のほぼ中心に固定鉄芯２を固定し、永久
磁石１ａ、Ｉｂの相対するＳ極の中心を通り固定鉄芯２
と吸着可能に可動鉄芯３を配設し、永久磁石１、ヨーク
４、固定鉄芯２、可動鉄芯３で、永久磁石による磁気回
路Ａを形成し吸着面１０において可動鉄芯３を固定鉄芯
２に吸着保持している。可動鉄芯３をとりかこんで電磁
コイル５が配設され、電流印加により永久磁石による磁
気回路Ａと逆方向に可動鉄芯３を励磁し、吸着面１ｏで
の吸着力を減少させる。固定鉄芯３にバネ受け９が固定
され、バネ受け９と永久磁石１の間にバネ８が圧縮され
て配設されている。電磁コイル５への電流印加により吸
着面１゜での吸着力が減少した結果、ついにバネ８の反
力の方が吸着力より大となり、可動鉄芯３が吸着面１０
より離脱し、電磁アクチュエータが作動する。

永久磁石１ｂのＳ極の近傍にリードスイッチ７の一方の
端子を配設し、他方の端子をヨーク４の近傍に配設して
いる。可動鉄芯３が固定鉄芯２に吸着保持されている状
態では永久磁石による磁気回路Ａは閉回路となり、ヨー
ク４、固定鉄芯２、可動鉄芯３の外部へのもれ磁束は比
較的少な（リードスイッチ７を磁化し作動させるに充分
ではないため、リードスイッチ７は非作動状態を示す。

可動鉄芯３が固定鉄芯２より離脱した作動状態において
は永久磁石による磁気回路Ａは閉回路とならず、もれ磁
束は比較的多く、このもれ磁束の一部は永久磁石１ｂの
Ｎ極よりヨーク４、リードスイッチ７を経て永久磁石１
ｂのＳ極に至るリードスイッチ７を経る磁気回路日を形
成する。このため、リードスイッチ７は磁化されリード
スイッチ７は作動状態を示す。

上記のようにリードスイッチ７を用いて電磁アクチュエ
ータの作動、非作動状態を電気的信号としてとり出すこ
とができる。

第６図は、電磁アクチュエータの他の従来例で、永久磁
石１のＳ極に底面を接してコの字形のヨーク４ａを配設
し、ヨーク４−の両端に接して中央に穴を持つ平板のヨ
ーク４ｂを配設し、永久磁石１のＮ極に接して固定鉄芯
２を配設し、ヨーク４ｂの穴を貫通し固定鉄芯２と吸着
可能に可動鉄芯３を配設し、永久磁石１、固定鉄芯２、
可動鉄芯３、ヨーク４ｂ、４ｍで、永久磁石による磁気
回路Ａを形成し、吸着面１０において可動鉄芯３を固定
鉄芯２に吸着保持している。可動鉄芯３をとりかこんで
電磁コイル５が配設され、これへの電流印加により永久
磁石による磁気回路Ａと逆方向に可動鉄芯３を励磁し吸
着面１０での吸着力を減少させ、バネ８の反力によって
可動鉄芯３が吸着面１ｏより離脱し、電磁アクチュエー
タが作動する。

第６図の電磁アクチュエータは第５図の電磁アクチュエ
ータに比べて構造が単純で、作動が安定しており、高価
な永久磁石も小型でよいため、近年特に注目されている
。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第６図の電磁アクチュエータは、作動時
に永久磁石１のＳ極側はヨーク４ａ、４ｂ、可動鉄芯３
であるのに対しＮ極側は固定鉄芯２のごく近傍のみとな
るため、第５図に示すような電磁アクチュエータの作動
をあられすリードスイッチ７を取付ける固定鉄芯２とヨ
ーク４ａ又は４ｂ、もしくは、固定鉄芯２と可動鉄芯３
の間に配置しなければ作動し、ない。しかし、可動鉄芯
３は電磁コイル５に覆われているため、リードスイッチ
を近接配置できない。また、ヨーク４ｂは固定鉄芯２に
近く常時比較的多くの磁束がもれているため、リードス
イッチは常時作動状態であるか又は全く作動しない可能
性が高く、電磁アクチュエータの作動に応じてリードス
イッチが作動する配置を決定するのが困難である。この
ため、第６図の電磁アクチュエータの作動、非作動状態
の情報をリードスイッチを用いて得ることは実際はほと
んど不可能に近いという問題がある。

本発明は上記従来例の問題点を解消するもので、電磁ア
クチュエータの作動状態を示す信創を、電磁アクチュエ
ータの動作に支障なく電気的に得ることを目的とする。

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は、少くとも永久磁
石、固定鉄芯、可動鉄芯、ヨークとで形成した前記永久
磁石による磁気回路と、前記可動鉄芯をとりかこんで配
置され電流印加により前記可動鉄芯を励磁する電磁コイ
ルと、可動鉄芯の作動状態を検出する検出手段と、前記
永久磁石、前記固定鉄芯、検出手段用ヨーク、検出手段
、前記ヨークとで形成した前記検出手段を通る磁気回路
とをそなえた電磁アクチュエータを提供するものである
。

作　　用 本発明の電磁アクチュエータの構成によると、固定鉄芯
と可動鉄芯が吸着している非作動状態においては、永久
磁石、固定鉄芯、可動鉄芯、ヨークとで形成した前記永
久磁石による磁気回路は閉回路となるため、前記永久磁
石より、前記固定鉄芯、検出手段用ヨーク、検出手段前
記ヨークを経て形成した検出手段を通る磁気回路を通過
する磁束は比較的少なく、前記検出手段は作動しない。

一方ｍＩ記固定鉄芯から前記可動鉄芯が離脱している作
動状態においては、前記永久磁石による磁気回路は閉回
路とならないため前記永久磁石より発する磁束は前記固
定鉄芯から前記可動鉄芯へ、又はｍｆ記固定鉄芯から前
記ヨークへと空気中の磁気ギャップを通過する磁路を形
成する。この時前記検出手段用ヨークが前記固定鉄芯の
近傍にあるため、前記検出手段を経る磁気回路の磁気ギ
ャップが前記永久磁石による磁気回路の磁気ギャップよ
り充分小さくなり、磁束は磁気抵抗の高い空気中を通過
するよりもむしろ、より磁気抵抗の低い前記検出手段を
経る磁気回路を通過する。このため前記検出手段を経る
磁気回路を通過する磁束は比較的多くなるため前記検出
手段は作動する。この様に前記検出手段を用いて電磁ア
クチュエータの作動、非作動状態を電気信号としてとり
出すことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例の電磁アクチュエータを図面を
参照して説明する。

本発明の一実施例の電磁アクチュエータは第１図又は第
２図に示す様な構造になっている。永久磁石１のＳ極に
底面を接してコの字形のヨーク４ａを配設し、ヨーク４
ａに接して中央に穴を持つ平板のヨーク４ａを配設し、
永久磁石１のＮ極に接して固定鉄芯２を配設し、ヨーク
４ｂの穴を貫通し固定鉄芯２と吸着可能に可動鉄芯３を
配設し、永久磁石１、固定鉄芯２、可動鉄芯３、ヨーク
４ａ、４ｂで、永久磁石１による磁気回路Ａを形成し、
吸着面１ｏにおいて可動鉄芯３を固定鉄芯２に吸着保持
している。

可動鉄芯３をとりかこんで電磁コイル５が配設され、電
流印加により永久磁石１による磁気回路Ａと逆方向に可
動鉄芯３を励磁し吸着面１ｏでの吸着力を減少させ、バ
ネ８の反力によって可動鉄芯３が吸着面１０より離脱し
、電磁アクチュエータが作動する。

第１図は電磁アクチュエータが作動していない状態、第
２図は電磁アクチュエータが作動している状態を示す図
である。ｂ５１定鉄芯２の近傍にはリードスイッチ用ヨ
ーク６が配設され、そしてリードスイッチ用ヨーり６と
ヨーク４ｂの間にリードスイッチ７が配設されていて、
永久磁石１より、固定鉄芯２、リードスイッチ用ヨーク
６、リードスイッチ７、ヨーク４ｂ、４ｍを経て、リー
ドスイッチを経る磁気回路Ｂが形成されている。

第１図に示した様に、固定鉄芯２と可動鉄芯３が吸着し
ている電磁アクチュエータの非作動状態においては、永
久磁石１による磁気回路Ａは閉回路となるため、リード
スイッチ７を経る磁気回路臼を通過する磁束は比較的少
なく、リードスイッチ７は作動しない。一方、第２図に
示した様に固定鉄芯２から可動鉄芯３が離脱している作
動状態においては、永久磁石１による磁気回路Ａは閉回
路とならないため永久磁石１より発する磁束は固定鉄芯
２から可動鉄芯３へ、又は固定鉄芯２からヨーク４ｍへ
と空気中の磁気ギャップを通過する磁路を形成する。こ
の時、リードスイッチ用ヨーク６が固定鉄芯２の近傍に
あるため、リードスイッチ７を経る磁気回路臼の磁気ギ
ャップが永久磁石１による磁気回路Ａの磁気ギャップよ
り充分小さくなり、磁束は磁気抵抗の高い空気中を通過
するよりも、むしろ、より磁気抵抗の低いリードスイッ
チを経る磁気回路臼を通過する。このためリードスイッ
チ７を経る磁気回路Ｂを通過する磁束は比較的多（なる
ためリードスイッチ７は第２図の如く作動する。この様
にリードスイッチ７を用いて電磁アクチュエータの作動
、非作動状態を電気信号としてとり出すことができる。

次に本発明の他の実施例の電磁アクチュエータを第３図
に示した。なお、第１図又は第２図の電磁アクチュエー
タと同様である部分に同一符号を付して詳細な説明を省
略し、異なる部分を中心に説明する。第３図に示した様
に固定鉄芯２の近傍にリードスイッチ用ヨーク６ａを配
設し、さらにリードスイッチ用ヨーク６ａの近傍にリー
ドスイッチ用ヨーク６ｂを配設し、一方ヨーク４ｂを延
長する形状でリードスイッチ用ヨーク６Ｃを配設し、リ
ードスイッチ用ヨーク６ｂとリードスイッチ用ヨーク６
ｃの間にリードスイッチ７を配設し、永久磁石１より、
固定鉄芯２、リードスイッチ用ヨーク５ａ、　　リード
スイッチ用ヨーク６ｂ、　　リードスイッチ７、リード
スイッチ用ヨーク６ｃ、　　ヨーク４ｂ、４ａを経て、
リードスイッチを経る磁気回路臼が形成されている。第
３図の様な電磁アクチュエータの構成でも第１図の電磁
アクチュエータと同様に、リードスイッチ７を用いて電
磁アクチュエータの作動、非作動状態を電気信号として
とり出すことができる。

さらに、本発明の他の実施例の電磁アクチュエータを第
４図に示した。なお、第１図又は第２図の電磁アクチュ
エータと同様の部分には同一符号をつけて詳細な説明を
省略し、異なる部分を中心に説明する。磁性体で、かつ
雄ネジ１１を有するリードスイッチ用ヨーク６ｄを形成
し、非磁性体のコイルボビン５ａの一部に雌ネジ部１２
を設け、これにリードスイッチ用ヨーク６ｄを挿入し、
リードスイッチ用ヨーク６ｄを回転させリードスイッチ
用ヨーク６ｄの位置を移動させることによってリードス
イッチ７を経る磁気回路臼の磁気ギャップを変化させる
ことができる。この結果、永久磁石１の総磁束のバラツ
キやリードスイッチ７の感動値のバラツキ等を吸収し、
リードスイッチ７の作動を安定させることができるため
、リードスイッチ７を用いて電磁アクチュエータの作動
、非作動状態を確実に電気信号としてとり出すことがで
きる。

発明の効果 以上の様に本発明はリードスイッチ用ヨークを設けてリ
ードスイッチを経る磁気回路を設けているから、以下に
示す効果が期待できる。

（イ）従来リードスイッチを用いて電磁アクチュエータ
の作動、非作動状態の情報を得ることが困難であった処
の、永久磁石の着磁方向に前記永久磁石をはさんで固定
鉄芯、ヨークを配した構造の電磁アクチュエータの作動
、非作動状態の情報をリードスイッチを用いて電気信号
として容易にとり出すことができる。

仲）リードスイッチ用ヨークの形状を適切に設定するこ
とによって、リードスイッチの配置場所の制約が比較的
少なくできる。

（ハ）なお、リードスイッチ用ヨークの位置を移動させ
ることによって、永久磁石の総磁束のバラツキやリード
スイッチの感動値のバラツキ等を吸収し、リードスイッ
チを用いて電磁アクチュエータの作動、非作動状態を確
実に電気信号としてとり出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電磁アクチュエータの
要部を切欠した断面図、第２図は第１図の電磁アクチュ
エータの作動状態を示す要部を切欠した断面図、第３図
は本発明の他の実施例を示す電磁アクチュエータの要部
切欠の断面図、第４図は本発明の他の実施例を示す電磁
アクチュエータの断面図、第５図、第６図は従来の電磁
アクチュエータの要部切欠断面図を示したものである。 １・・・・・・永久磁石、２・・・・・・固定鉄芯、３
・・・・・・可動鉄芯、４・・・・・・ヨーク、５・・
・・・・電磁コイル、６・・印・リードスイッチ用ヨー
ク、７・・・・・リードスイッチ、Ａ・・・・・・永久
磁石による磁気回路、Ｂ・・・・・・リードスイッチを
経る磁気回路。 ／−−一永久値石 ？−面定鉄茫、 第１図　　　　　　　　　３−可動飲芯第２図 に−−−ワードスイッテ用ヨーク 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも永久磁石、固定鉄芯、可動鉄芯、ヨー
   クとで形成した前記永久磁石による磁気回路と、前記可
   動鉄芯をとりかこんで配置され電流印加により前記可動
   鉄芯を励磁し、固定鉄芯から可動鉄芯を離脱させる電磁
   コイルと、前記可動鉄芯の作動状態を検出する検出手段
   と、前記永久磁石、前記固定鉄芯、検出手段用ヨーク、
   前記検出手段、前記ヨークとで形成した前記検出手段を
   通る磁気回路を備えた電磁アクチュエータ。
2. （２）永久磁石の着磁方向に前記永久磁石をはさんで固
   定鉄芯、ヨークを配設し、前記固定鉄芯のごく近傍に検
   出手段用ヨークを配設し、前記ヨークと前記検出手段用
   ヨークとの間に検出手段を配設した特許請求の範囲第１
   項記載の電磁アクチュエータ。
3. （３）検出手段用ヨークの位置を移動させることによっ
   て検出手段を通る磁気回路の磁気ギャップを変化させる
   ことのできる特許請求の範囲第１項記載の電磁アクチュ
   エータ。