JPH01168011A - 有極電磁石 - 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、４つの主空隙を有する４空隙ブリッジ型磁気
回路楕成からなる有極電磁石に関するものである。

［背景技術Ｊ 第１１図は従来の電磁開閉装置を示し、この電磁開閉装
置は常閉型（ｂ接、α型）単安定動作タイプであり、第
１２図にその吸引力とバネ負荷特性を示している。第１
１図において、外周にコイル１を巻装したコイルボビン
２内に可動鉄心３がその軸方向移動自在に嵌入されてい
る。この可動鉄心３の両端には夫々接極子４，５が固着
しである。

尚、雨後極子４，５と可動鉄心３とで鉄心部を構成して
いる。フィル１の外側には略し型の磁極片であるヨーク
６．６が夫々配置され、このヨーク６の外側に永久磁石
７，７が夫々配置されている。

また、永久磁石７の外側に磁極片である略コ字型のヨー
ク８が夫々配置され、両ヨーク６．８にて永久磁石７を
はさんでいる。ここで、ヨーク６のＬ型片６ａｉ−ヨー
ク８のＬ型片８ａとの間に一方の接極子４の端部が位ｆ
ｎシ、また、ヨーク８の他方のＬ型片８ｂとヨーク６の
端面との間に他方の接極子５の端部が位置している。こ
れら、＃に極子４゜５とＬ型片（３ａｔ　８　ａ、　８
　ｂとはその磁極面が夫々対向して配置しである。シー
ク８のＬ型片８ａの内側にはレシジュアルプレート９が
設けである。

可動鉄心３の端部には接触子ホルダー１０が取着してあ
り、この接触子ホルダー１０に接点バネ１２により付勢
されている可動接触子１１を設けている。この可動接触
子１１の両側には可動接点１１ｍが固着してあり、可動
接点１１ａに相対する固定接点１３ａを固着した固定接
点板１３が配置しである。また、可動鉄心３を復帰させ
る復帰バネ１４が可動鉄心３の突出方向側に設けられて
いる。

ここで、ヨーク８のＬ型片８ａと接極子４との開を主空
隙■とし、接極子４とヨーク６のＬ型片（３ｍとの間を
主空隙■とし、ヨーク６の端部と接極子５との間を主空
隙■とし、接極子５とヨーク８のＬ型片８ｂとの間を主
空隙■とする。

第１１図（ｂ）は無励磁状態を示し、この状態においで
、永久磁石７の磁束は、Ｎ極がら、ヨーク６→主空隙■
→接極子４→可動鉄心３→接極子５→主空隙■→ヨーク
８を通り永久磁石７のＳ極に流れるφ、を形成する。こ
の状態において、主空隙■及び主空隙■で発生する吸引
力により接極子４，５及び可動鉄心３で構成される可動
鉄心ブッロクは第１１図（ｂ）の状態に保持され、接、
σ１１ａ。

１３ａは開成されている。この状態において、第１１図
（ｂ）に示すように接極子４，５に図示したＮ極、Ｓ極
が発生するようにコイル１を励磁すると、主空隙■では
、接極子４に発生したＮ極と、ヨーク６の永久磁石７に
よるＮ極が対抗し、磁位差は低下し磁束が著しく減少す
る。主空隙■でも同様にＳ極同士となって磁束は減少す
る。

一方、主空隙■と主空隙■では、接極子４とヨーク８、
接極子５とヨーク６とが夫々互いにＮ極、Ｓ極になるの
で、磁位差は増大し、磁束が増大する。従って、主空隙
■と■での吸引力が増加し、主空隙■と■での吸引力が
低下するので、可動鉄心プッロクを保持する力は低下す
る。この吸引力より接点バネ１２の力が太き（なれば、
可動鉄心ブッロクは図の左方向に勤務、第１１図（ａ）
の状態に動作する。この状態では接点１１ａ、１３ａは
開成する。尚、第１１図（ｂ）の磁束φ２は励磁時にお
ける磁束の流れを示している。

この電磁石の構成は、第１３図に示すように４空隙ブリ
ツジ型の磁気回路構成であり、高効率な有極磁気回路構
成として公知なものであり、電磁ｒｌ　１１　！！置に
よく使われている。第１１図ではレシジュアルプレート
９を挿入し、また、ヨーク６の主空隙■側での磁極面積
を小さくして、単安定動作をし易くしている。その吸引
力は第１２図に示す通りである。第１２図の左端が第１
１図（ｂ）の状態で、右端が第１１図（ａ）の状態と対
応している。

この従来例において、接点バネ荷重は、接点の位置ずれ
によるオーバートラベル（ＯＴ　）＠バラツキ、接、α
バネそのもののバラツキ１．接点消耗によるＯＴの減少
等、接点バネ荷重のバラツキ要因が多く、充分な吸引力
の余裕あることが望ましい。

しかし、ヨーク６の端面と接極子５との磁極面とが対向
しており、その閤あ主空隙■が広く磁気抵抗が高く、充
分な吸引力が得られないという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、励
磁時の磁気効率を向上させ、充分な吸引力を得ることを
目的とした有極電磁石を提供するものである。

［発明の開示］ （構成） 本発明は、永久磁石と、該永久磁石をはさむ２つの磁極
片と、コイルが巻装されて上記磁極片と磁気回路を形成
する鉄心部とを１Ｊｃ（ｆｉｌＬ、、上記２つの磁極片
の両端部の間に鉄心部の端部が夫々位置して２つの磁極
片と鉄心部とにより４つの主空隙を形成する４空隙ブリ
ッジ型磁気回路ｈ１成であって、コイルの励磁により鉄
心部が磁極片の長子方向に移動す２る有極電磁石におい
て、無励磁時に１つ若しくは２つの主空隙を構成するい
ずれかの磁極片の磁極面と鉄心部側の磁極面とを非対向
に配置し、磁極片の端部を鉄心部側に、あるいは鉄心部
の端部を磁極片側に延出形成することにより、無励磁時
に１つ若しくは２つの主空隙を心！成する磁極片と鉄心
部との両磁極面を対向させずに配置し、磁極片のｒａ部
を鉄心部側に、あるいは鉄心部の端部を磁極片側に延出
形成して、当該主空隙を狭くして両磁極面間の磁気抵抗
を小さくし、もって励磁時に充分な吸引力を得るように
したことをｖｆ徴とするものである。

（実施例１） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明を示し、同図（ａ）は励磁状態を、同図（ｂ
）は無励磁状態を夫々示している。

本発明は第１図に示すように、Ｌ型片６ａとは反対側の
ヨーク６の端部を接極子５側に延出形成し、接極子５の
長さを両ヨーク６．６開の寸法より短くし、２つのヨー
ク６．６間にもぐり込むようにして、リーケージ型の空
隙にしたものである。すなわち、ヨーク６の接極子５ｇ
Ａの磁極面と、接極子５の磁極面とを対向させずに磁極
面同士が直交する形とし、ヨーク６の端部の磁極面と接
極子５の磁極面との開を主空隙■とし、この主空隙■の
寸法を短くして磁気抵抗を小さくしたものである。

他の構成は第１１図の従来例と同じである。ｆ５２図は
本電磁石装装置の斜視図を示している。

動作原理は第１１図の従来例と全く同じであり、第１図
の無励磁状態においては従来と同様に磁束φ１が流れる
。そして、コイル１を励磁すると、従来と同様に磁束φ
２が流れようとする。この時、主空隙■において、ヨー
ク６の端面の磁極面と接極子５の端面の磁極面との距離
が第１１図の（１１）の場合よりも近く、磁気抵抗は小
さくなりでいる。従って、励磁時、磁束φ２のループ全
体の磁気抵抗は、第１１図（１，）の場合より小さくな
り、励磁効率が良くなる。ｔ５３図はこの場合の吸引力
特性を示している。第３図の動作開始吸引力特性におい
て、実線は本発明の実施例の場合を示し、破線は一従来
例の場合を示している。従って、動作開始時においては
Ｆの吸引力の差が生じ、同じ励磁７ンベアターンで吸引
力は大きくなるものである。

このように構成することにより、励磁時の吸引力が大き
くなり、接点ＯＴのバラツキ、接点消耗等によりバネ荷
重が変動しても、電磁開閉装置の動作電圧は所定値で動
作することができるものである。また、電磁開閉装置の
高感度化も可能であ・る。

ところで、第１図は、可動鉄心３を中心としてヨーク６
．８、永久磁石７が対象に配置された構成であるが、１
４図に示すように、可動鉄心３の片側のみにヨーク６．
８、永久磁石７を配置した構成でも上記と同じ効果が得
られる。尚、この場合、可動鉄心３の両端上り接極子４
，５を一体的に形成している。

（実施例２） 第５図は２ツチングタイプの有極電峨石を示し、ヨーク
６はコ字型に形成してあり、端部のＬ型片６　ａ、　６
　ｂと外側のヨーク８，８のＬ型片８ａ、８ｂとの間に
可動鉄心３に固着した接極子４．５を夫々配置したもの
である。この第５図に示すも！戊から、第６図に示すよ
うに、ヨーク６のＬ型片６ａ。

Ｇ　Ｉ）の部分を削除し、第１図の場合と同様に接極子
４，５を両ヨ７り６，６間の寸法より短くしたものであ
る。ここで、ヨーク８のＬ型片８ａと接極子４との間を
主空隙■とし、接極子４の端部とヨーク６の端部との間
を主空隙■とし、ヨーク６の他方の端部と接極子５の端
部との開を主空隙■とし、接極子５とヨーク８のＬ型片
８ｂとの開を主空隙■としている。

第７図は吸引力特性を示し、実線は第６図の場合を示し
、破線はｆ５５図の場合を示している。

第７図のΔは第６図の場合の吸引力幅を示し、Ｂは第５
図の場合の吸引力幅を示している。そして、Ａ＞Ｂとな
っている。第６図に示すような構成とすることにより、
先の実施例と同様に主空隙をリーケージ型として磁気効
率を向上させて吸引力を向上させることができる。尚、
第７図に示すように、ストロークの最終端付近は、永久
磁石７による吸引力は低下するが、動磁した時の吸引力
幅は増え、励磁効率が改善されるものである。

＠６図は、可動鉄心３を中心としてヨーク６會８、永久
磁石７が対象に配置されたラッチングタイプの構成であ
るが、第８図に示すように、可動鉄心３の片側のみにヨ
ーク６．８、永久磁石７を配置した構成でも上記と同じ
効果が得られる。尚、この場合、可動鉄心３の両端より
接極子４，５を一体的に形成している。

（実施例３） 第９図は第３実施例を示し、先の実施例のヨーク８の両
側のＬ型片８　ｍ、　８　ｂを削除して、ヨーク８の両
端と接極子４，５の端部との間を主空隙としたものであ
る。第９図の場合もラッチングタイプの有極電磁石構成
である。第１０図は第９図の場合の片側構成とした実施
例である。この場合、可動鉄心３の両端より接極子４，
５を一体的に形成してヨーク８側まで延出している。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、永久磁石と、該永久磁石をはさ
む２つの磁極片と、コイルが巻装されて上記磁極片と磁
気回路を形成する鉄心部とを具備し、上記２つの磁極片
の両端部の間に鉄心部の端部が夫々位置して２つの磁極
片と鉄心部とにより４つの主空隙を形成する４空隙ブリ
ッジ型磁気回路構成であって、フィルの励磁により鉄心
部が磁極片の長手方向に移動する有極電磁石において、
無励磁時に１つ若しくは２つの主空隙を構成するいずれ
かの磁極片の磁極面と鉄心部側の磁極面とを非対向に配
置し、磁極片の端部を鉄心部側に、あるいは鉄心部の？
＠部を磁極片側に延出形成したものであるから、無励磁
時に１つ若しくは２つの主空隙を構成する磁極片と鉄心
部との両磁極面を対向させずに配置し、磁極片の端部を
鉄心部側に、あるいは鉄心部の端部を磁極片側に延出形
成して、当該主空隙を狭くして両磁極面間の磁気抵抗を
小さくし、もって励磁時に充分な吸引力を得ることがで
きる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａＨｂ）は本発明の実施例の励磁状態を示す断
面図、及び無励磁状態を示す断面図、第２図は同上の斜
視図、ｆｐＪ３図は同上の吸引力特性を示す特性図、ｔ
ｊＳ４図は同上の片側構成とした実施例を示す断面図、
第５図は同上の他の実施例の従来例となるラッチングタ
イプの有極電磁石の断面図、第６図は同上の他の実施例
の断面図、ｒＪＳ７図は同上の吸引力特性を示す特性図
、第８図は同上の片側構成とした実施例を示す断面図、
第９図は同上の実施例３の断面図、第１０図は同上の片
側構成とした実施例を示す断面図、ｒ５１１図（ａ）（
１，）は従来例の励磁状態を示す断面図、及び無ｒＩＪ
ｈ、磁状態を示す断面図、第１２図は従来例の吸引力特
性を示す特性図、第１３図は同上の等価回路図である。 １はコイル、３は可動鉄心、４，５は接極子、６はヨー
ク、７は永久磁石、８はヨーク、■〜■は主空隙である
。 代理人　弁理士　石　１）長　七 １・・・コイル ６・・・ヨーク ７・・・永久磁石 （ｂ） 第３図 第４図 第５図 第９図 ：１　５ 第１１図 （ｂ） 第１２図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）永久磁石と、該永久磁石をはさむ２つの磁極片と
   、コイルが巻装されて上記磁極片と磁気回路を形成する
   鉄心部とを具備し、上記２つの磁極片の両端部の間に鉄
   心部の端部が夫々位置して２つの磁極片と鉄心部とによ
   り４つの主空隙を形成する４空隙ブリッジ型磁気回路構
   成であって、コイルの励磁により鉄心部が磁極片の長手
   方向に移動する有極電磁石において、無励磁時に１つ若
   しくは２つの主空隙を構成するいずれかの磁極片の磁極
   面と鉄心部側の磁極面とを非対向に配置し、磁極片の端
   部を鉄心部側に、あるいは鉄心部の端部を磁極片側に延
   出形成して成ることを特徴とする有極電磁石。