JPS6348166B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電磁継電器などに使用する交流電磁
石に関するものである。

第４図は従来の交流電磁石を示す。この図にお
いて、１０は励磁コイル１１を巻装したコ字形の
鉄心、１２はアマチユアで、このアマチユア１２
は鉄心１０の一方の磁極部１０ａにヒンジ支持さ
れ、かつ励磁コイル１１への通電にて復帰ばね１
３に抗して他方の磁極部１０ｂに吸着されてい
る。鉄心１０の磁極部１０ｂは二分され、その一
方にはくまとりコイル１４が設けられている。第
５図は上記電磁石の励磁電流Ｉと磁束ψとの波形
を示す。この図から解るように、従来の交流電磁
石においては、くまとりコイル１４を設けること
により、磁極部１０ｂのくまとり部と非くまとり
部とを流れる磁束ψ₁，ψ₂間に位相差をつくり、
一方の磁束が零となるとき、他方の磁束により鉄
心１０とアマチユア１２間の吸引力を保持し、唸
りの発生を防止している。

上記構成においては、唸り防止のために、鉄心
１０の磁極部１０ｂの平面度をかなり厳しく設定
しなければならず、これに対し、くまとりコイル
１４は鉄心１０にかしめ固定するため、そのとき
生じる歪との関係で、適正な平面度の磁極部１０
ｂが得がたく、その結果として、磁極部１０ｂの
平面度の設定に時間がかかり、コスト高となる。
また、使用中に磁極部１０ｂに鉄粉や樹脂などの
埃が付着すると、磁束ψ₁，ψ₂間の位相差が少な
くなり、唸りが発生する。また、小形・薄形の電
磁継電器の電磁石として使用した場合には、継電
器内部の温度上昇が特性などに大きく影響するた
め、励磁コイル１１などの発熱と同様に、くまと
りコイル１４の発熱も継電器の温度上昇の一要因
として重視しなければならない。

また、他の唸り防止策として、第６図のように
ダイオード１５を使用して、第７図のように励磁
電流Ｉを整流するものが知られているが、電源部
からのサージによつてダイオード１５が破壊し、
整流機能が失われ、唸りが発生する危険性があ
る。

この発明は上記観点からなされたもので、くま
とりコイルおよびダイオードを廃止して唸りの発
生を防止するとともに、発熱をおさえ、かつコス
トダウンを実現できる交流電磁石を提供すること
を目的としている。

以下、この発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。

第１図において、２０ａ，２０ｂはコ字形の鉄
心で、両鉄心２０ａ，２０ｂは一定の間隙を保つ
てロ字形に対向配置されている。２１は鉄心２０
ａ，２０ｂ間に配置されたアマチユアで、このア
マチユア２１と鉄心２０ａ，２０ｂ間には１対の
磁気回路２２ａ，２２ｂが形成され、かつ巻方向
が互いに逆向きで直列接続された励磁コイル２３
ａ，２３ｂがスプール２４ａ，２４ｂを介して鉄
心２２ａ，２０ｂに巻装されている。２５ａ，２
５ｂは永久磁石で、各磁気回路２２ａ，２２ｂに
そつて同一極性で相対向し、鉄心２０ａ，２０ｂ
に設けられた切欠部２６ａ，２６ｂに嵌着されて
いる。永久磁石２５ａ，２５ｂを切欠部２６ａ，
２６ｂに嵌着したのは、磁気抵抗を大きくするた
めである。

つぎに上記構成の作用を述べる。いま、第１図
のように、永久磁石２５ａのＮ極が上、Ｓ極が下
にあるものとする。コイル２３ａの無励磁状態で
は、永久磁石２５ａの発生する磁束は、鉄心２０
ａの内部を通るループを形成するので、鉄心外部
へ漏れることはなく、アマチユア２１は永久磁石
２５ａの磁束による吸引力の影響は全く受けな
い。つぎにコイル２３ａに励磁電流が流れ、鉄心
２０ａの上端２７ａがＮ極、下端２７ｂがＳ極に
なると、コイル２３ａの発生する磁束は鉄心内部
を下から上の方向へ流れる。コイル２３ａが励磁
されるまでは、鉄心２０ａには永久磁石２５ａの
磁束が上から下の方向に流れていたが、励磁され
たことにより、鉄心内部の磁気抵抗が大きくな
り、永久磁石２５ａの磁束はアマチユア２１を通
る磁気回路２２ａをたどることになる。したがつ
て、この場合、アマチユア２１を流れる磁束はコ
イル励磁により発生する磁束と永久磁石２５ａの
発生する磁束との和になる。

つぎに上記状態と反対の場合、つまり鉄心２０
ａの上端２７ａにＳ極が、下端２７ｂにＮ極がで
きたとすると、鉄心２０ａの内部ではコイル２３
ａによつて発生した磁束と永久磁石２５ａの磁束
との流れの向きがコイル２３ａ部において上から
下の同方向となる。鉄心２０ａの内部を流れる磁
束の最大量は一定であるので、コイル２３ａの発
生する磁束量は僅かなもので飽和し、このとき、
アマチユア２１を流れる磁束量は僅かなものとな
り、第２図のψ₁で示すような非対称な磁束の波
形が得られる。また、右側のコイル２３ｂを励磁
した場合にも、同様の作用効果によつて第２図の
ψ₂で示すような非対称な磁束の波形が得られる。

つぎに、上記磁束ψ₁，ψ₂の相対関係を説明す
る。左右のコイル２３ａ，２３ｂの巻線方向は互
いに逆向きで直列接続しているので、コイル２３
ａ，２３ｂの発生する磁束は反転している。いま
左側のコイル２３ａが励磁され、鉄心２０ａの上
端２７ａにＮ極、下端２７ｂにＳ極が発生したと
すると、鉄心２０ｂの上端２８ａにはＳ極、下端
２８ｂにはＮ極が発生する。コイル２３ａから磁
束ψ₁、コイル２３ｂから磁束ψ₂が発生したとす
れば、既述した考え方にしたがうと、大きさは
ψ₁＞ψ₂となる。アマチユア２１を通るそれぞれ
の磁束の方向はψ₁は上から下に、ψ₂は逆に下か
ら上に向うものとなる。ψ₁＞ψ₂であるから、ア
マチユア２１を通る磁束の大きさはψ₁〜ψ₂、方
向は上から下向きとなる。つぎに励磁電流が反転
し、左側の鉄心２０ａの上端２７ａがＳ極、下端
２７ｂがＮ極となり、かつ右側の鉄心２０ｂの上
端２８ａがＮ極、下端２８ｂがＳ極になつたとす
ると、上記状態が反転して、アマチユア２１を
ψ₁は下から上へ向つて通り、ψ₂は上から下に向
つて通る。ψ₂＞ψ₁であるから、アマチユア２１
を通る磁束の大きさはψ₂−ψ₁、方向は上から下
向きとなる。すなわち、アマチユア２１を通る磁
束は励磁電流の位相に関係なく、常に上から下へ
流れ、磁束は第２図のψ₁＋ψ₂のように全波整流
される。これにより、直流電磁石とほぼ同様の吸
引特性が得られ、アマチユア２１は唸ることなく
鉄心２０ａ，２０ｂに吸引保持される。

また、上記構成においては、くまとりコイルを
用いていないため、熱の発生がなく、かつ永久磁
石２５ａ，２５ｂは図示のようにスプール２４
ａ，２４ｂで被つて鉄心２０ａ，２０ｂの切欠部
２６ａ，２６ｂに保持したが、この永久磁石２５
ａ，２５ｂは鉄心２０ａ，２０ｂの他の位置にお
いても、接着剤を用いずに、それ自体の磁力で鉄
心に充分固定することができ、したがつて、従来
のようなかしめ作業を必要とするものに対し、コ
ストダウンが可能である。

この発明の他の実施例として、第３図のよう
に、Ｅ形の鉄心２９を用いることができる。この
例では鉄心２９の両側脚部２９ａ，２９ｂに励磁
コイル２３ａ，２３ｂが巻装され、かつ両側脚部
２９ａ，２９ｂの先端部間に中央脚部２９ｃをま
たがつてアマチユア２１が配置されている。

以上の説明から解るように、この発明によれ
ば、永久磁石を採用して唸りの発生を防止すると
とも、発熱をおさえ、かつコストダウンを実現で
きる交流電磁石を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例にかかる交流電磁石
の一部切欠正面図、第２図は励磁電流と磁束の波
形図、第３図は他の実施例にかかる交流電磁石の
一部切欠正面図、第４図は従来の交流電磁石の一
部切欠側面図、第５図は励磁電流と磁束の波形
図、第６図は従来の他の交流電磁石の一部切欠側
面図、第７図は励磁電流と磁束の波形図である。 ２０ａ，２０ｂ……鉄心、２１……アマチユ
ア、２２ａ，２２ｂ……磁気回路、２３ａ，２３
ｂ……励磁コイル、２５ａ，２５ｂ……永久磁
石、２６ａ，２６ｂ……切欠部、２９……鉄心、
２９ａ，２９ｂ……両側脚部、２９ｃ……中央脚
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄心とアマチユア間に１対の磁気回路を形成
   するとともに、各磁気回路において、巻方向が互
   いに逆向きの励磁コイルを鉄心に巻装し、上記１
   対の磁気回路中に、それぞれの磁気回路にそつて
   同一極性で相対向する永久磁石を配置してなる交
   流電磁石。 ２ 鉄心は個々に励磁コイルを巻装したコ字形
   で、その鉄心を間隙を保つてロ字形に対向配置す
   るとともに、両鉄心間にアマチユアを配置した特
   許請求の範囲第１項記載の交流電磁石。 ３ 鉄心はＥ形で、その両側脚部に励磁コイルを
   巻装するとともに、両側脚部の先端部間に中央脚
   部の先端部をまたがつてアマチユアを配置した特
   許請求の範囲第１項記載の交流電磁石。 ４ 磁気回路に切欠部を形成し、この切欠部に永
   久磁石を嵌着した特許請求の範囲第１項、第２項
   または第３項記載の交流電磁石。