JP2000286122A - 省電力電磁石装置 - Google Patents
省電力電磁石装置Info
- Publication number
- JP2000286122A JP2000286122A JP9212599A JP9212599A JP2000286122A JP 2000286122 A JP2000286122 A JP 2000286122A JP 9212599 A JP9212599 A JP 9212599A JP 9212599 A JP9212599 A JP 9212599A JP 2000286122 A JP2000286122 A JP 2000286122A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- electromagnet
- series
- iron core
- energizing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electromagnets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】コイルの温度上昇許容値の範囲において、省電
力で高吸引力を発生し、小形軽量の形状で、可動鉄心の
吸着力の調節を可能とする。 【解決手段】コイルの巻回数が大きく直流抵抗が小さい
第１のコイル１１と、直流抵抗が大きい第２のコイル１
２とを直列に結合して同軸に配設し、通電開始時のみ短
絡する電気接点２１を第２のコイル１２に並列に設け、
固定鉄心と可動鉄心との吸着面の間に、非磁性弾性体を
介装した。
力で高吸引力を発生し、小形軽量の形状で、可動鉄心の
吸着力の調節を可能とする。 【解決手段】コイルの巻回数が大きく直流抵抗が小さい
第１のコイル１１と、直流抵抗が大きい第２のコイル１
２とを直列に結合して同軸に配設し、通電開始時のみ短
絡する電気接点２１を第２のコイル１２に並列に設け、
固定鉄心と可動鉄心との吸着面の間に、非磁性弾性体を
介装した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁石装置に関
し、特に直流電磁石の駆動電力に対して、合理的な省電
力手段を有する電磁石装置に関する。
し、特に直流電磁石の駆動電力に対して、合理的な省電
力手段を有する電磁石装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電磁石は、図４の模式構造断面図
に掲げるように、固定鉄心３０と、固定鉄心の磁極面に
間隙５３を介して対向する磁極面を形成した可動鉄心５
０と、固定鉄心と可動鉄心の間に磁路を形成するヨーク
３１と、固定鉄心と可動鉄心ならびにヨークで形成する
磁路に巻き回し通電によって磁路に磁束を誘起させて可
動鉄心に磁気吸引力を発生させるコイル４０と、コイル
の無通電時に可動鉄心を間隙５３を維持する位置に安定
させるスプリング６０とによって構成される代表的な例
が周知である。
に掲げるように、固定鉄心３０と、固定鉄心の磁極面に
間隙５３を介して対向する磁極面を形成した可動鉄心５
０と、固定鉄心と可動鉄心の間に磁路を形成するヨーク
３１と、固定鉄心と可動鉄心ならびにヨークで形成する
磁路に巻き回し通電によって磁路に磁束を誘起させて可
動鉄心に磁気吸引力を発生させるコイル４０と、コイル
の無通電時に可動鉄心を間隙５３を維持する位置に安定
させるスプリング６０とによって構成される代表的な例
が周知である。
【０００３】そして上記の従来の電磁石の吸引力は、可
動鉄心に作用する磁気吸引力をＦ、コイル５の通電によ
る起磁力をＵ、間隙２のパアミアンスをＰ、可動鉄心の
軸方向の変移をＸとして次記の（１）式で算定すること
ができる。
動鉄心に作用する磁気吸引力をＦ、コイル５の通電によ
る起磁力をＵ、間隙２のパアミアンスをＰ、可動鉄心の
軸方向の変移をＸとして次記の（１）式で算定すること
ができる。
【０００４】 Ｆ＝（Ｕ2／２）×（ｄＰ／ｄＸ） ……（１） 図４に示す電磁石ではコイルに通電することによって、
可動鉄心は、図４の横軸上半部に図示する位置から図４
の横軸下半部に図示する位置に変移し、固定鉄心の磁極
面に吸着して変移を終了する。次に、この状態でコイル
の通電を停止して可動鉄心に作用する磁気吸引力を消滅
させ、コイル通電時にスプリングに貯えられている機械
的エネルギーを放出して、可動鉄心をコイル通電前の図
４の横軸上半部に図示する位置に復帰させるように作用
する。
可動鉄心は、図４の横軸上半部に図示する位置から図４
の横軸下半部に図示する位置に変移し、固定鉄心の磁極
面に吸着して変移を終了する。次に、この状態でコイル
の通電を停止して可動鉄心に作用する磁気吸引力を消滅
させ、コイル通電時にスプリングに貯えられている機械
的エネルギーを放出して、可動鉄心をコイル通電前の図
４の横軸上半部に図示する位置に復帰させるように作用
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記（１）式で示され
る電磁石吸引力特性曲線は、従来の電磁石の代表的な形
式である図４の模式構造断面図に掲げる平面対向磁極面
型の直流電磁石では、間隙２の導磁率をμ、磁極面の対
向する面積をＳとして次式の関係が成立する。
る電磁石吸引力特性曲線は、従来の電磁石の代表的な形
式である図４の模式構造断面図に掲げる平面対向磁極面
型の直流電磁石では、間隙２の導磁率をμ、磁極面の対
向する面積をＳとして次式の関係が成立する。
【０００６】 Ｐ＝μＳ／Ｘ したがって ｄＰ／ｄＸ＝−μＳ／Ｘ2 また起磁力Ｕについては、コイルの電線巻回数をＮ、コ
イルの電源電圧をＥ、通電電流をＩ、コイルの直流抵抗
をＲとすると、Ｕ＝ＮＩ＝ＮＥ／Ｒの式が成立する。従
って、従来の電磁石の吸引力は、μＳ（ＮＥ／Ｒ）2／
２＝κを略一定値であるとして下記の（２）式で算定
し、図５に掲げる吸引力特性曲線を得ることができる。
イルの電源電圧をＥ、通電電流をＩ、コイルの直流抵抗
をＲとすると、Ｕ＝ＮＩ＝ＮＥ／Ｒの式が成立する。従
って、従来の電磁石の吸引力は、μＳ（ＮＥ／Ｒ）2／
２＝κを略一定値であるとして下記の（２）式で算定
し、図５に掲げる吸引力特性曲線を得ることができる。
【０００７】 Ｆ＝μＳ（ＮＥ／Ｒ）2／２Ｘ2＝κ／Ｘ2 ……（２） 従来の電磁石の吸引力特性は、間隙５３の離隔寸法Ｘ、
換言すれば電磁石の所要ストロークの増加に伴ってその
所要吸引力は急激に減少する。また、可動鉄心の吸引の
進行に伴う離隔寸法Ｘの減少と共に、可動鉄心に作用す
る吸引力は急激に増大する。一方、コイルの電源電圧Ｅ
と通電電流Ｉは可動鉄心に作用する吸引力の急激な増大
とは無関係に常に一定値である。
換言すれば電磁石の所要ストロークの増加に伴ってその
所要吸引力は急激に減少する。また、可動鉄心の吸引の
進行に伴う離隔寸法Ｘの減少と共に、可動鉄心に作用す
る吸引力は急激に増大する。一方、コイルの電源電圧Ｅ
と通電電流Ｉは可動鉄心に作用する吸引力の急激な増大
とは無関係に常に一定値である。
【０００８】上記の従来の直流電磁石の吸引力特性は、
各種の電磁石装置の構成にあたって次のような問題点を
提起する。
各種の電磁石装置の構成にあたって次のような問題点を
提起する。
【０００９】（ａ）コイルの許容温度上昇限度の制約の
ためにコイルの電気入力が制限される。このことにより
電磁石の性能が低下し電磁石形状が大型化する。
ためにコイルの電気入力が制限される。このことにより
電磁石の性能が低下し電磁石形状が大型化する。
【００１０】（ｂ）固定鉄心と可動鉄心の接触時に過大
な衝撃を発生する。固定鉄心と可動鉄心の接触時の磁気
吸引力が不必要に過大となり、装置の可動部に有害な衝
撃振動、あるいは衝撃音を発生する。
な衝撃を発生する。固定鉄心と可動鉄心の接触時の磁気
吸引力が不必要に過大となり、装置の可動部に有害な衝
撃振動、あるいは衝撃音を発生する。
【００１１】（ｃ）従来技術では、上記問題点を解決す
る手段として吸引動作終了後にコイルに直列に抵抗器を
挿入して、コイルに加えられる電圧を低下させる手段が
あるが、抵抗器に消費される電力損失の増大と、この電
力損失による抵抗器の過熱が問題となる。また、電磁石
に可動鉄心吸引用と吸着用のそれぞれに適切な専用起磁
力の巻線を設けて、結線を変更して対処する手段を採用
することもあるが、装置の複雑化とコストの高騰を避け
がたい。
る手段として吸引動作終了後にコイルに直列に抵抗器を
挿入して、コイルに加えられる電圧を低下させる手段が
あるが、抵抗器に消費される電力損失の増大と、この電
力損失による抵抗器の過熱が問題となる。また、電磁石
に可動鉄心吸引用と吸着用のそれぞれに適切な専用起磁
力の巻線を設けて、結線を変更して対処する手段を採用
することもあるが、装置の複雑化とコストの高騰を避け
がたい。
【００１２】本発明は、上記の従来技術の問題点を解決
した、小形軽量で高吸引力を発生し更に省電力特性を発
揮する電磁石装置を安価に提供することを課題とする。
した、小形軽量で高吸引力を発生し更に省電力特性を発
揮する電磁石装置を安価に提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明の第一の技術手段は、低抵抗値の第１のコイ
ルと、第１のコイルに直列に接続し、第１のコイルと共
に直流電磁石の磁路を直列に励磁する高抵抗値の第２の
コイルと、第２のコイルに並列に接続し可動鉄心吸引後
に開放する電気接点とからなることを特徴とする省電力
電磁石装置である。第１のコイルの抵抗はコイルの温度
上昇許容値を超過しない通電電流値と通電時間の制約を
考慮して設定する。
めの本発明の第一の技術手段は、低抵抗値の第１のコイ
ルと、第１のコイルに直列に接続し、第１のコイルと共
に直流電磁石の磁路を直列に励磁する高抵抗値の第２の
コイルと、第２のコイルに並列に接続し可動鉄心吸引後
に開放する電気接点とからなることを特徴とする省電力
電磁石装置である。第１のコイルの抵抗はコイルの温度
上昇許容値を超過しない通電電流値と通電時間の制約を
考慮して設定する。
【００１４】次に、本発明の第２の技術手段は、上記第
１の技術手段に、直流電磁石の固定鉄心と可動鉄心との
吸着面の間に、非磁性弾性体を介装したことを特徴とす
る省電力電磁石装置である。この電磁石装置は固定鉄心
と可動鉄心の接触時の衝撃と衝撃音の緩和および磁極面
吸着時の磁極面間のパアミアンス値を均一化させて電磁
石製品の性能バラツキを防止する。
１の技術手段に、直流電磁石の固定鉄心と可動鉄心との
吸着面の間に、非磁性弾性体を介装したことを特徴とす
る省電力電磁石装置である。この電磁石装置は固定鉄心
と可動鉄心の接触時の衝撃と衝撃音の緩和および磁極面
吸着時の磁極面間のパアミアンス値を均一化させて電磁
石製品の性能バラツキを防止する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して前記課題を
解決するための技術手段及び本発明の実施の形態を説明
する。図１に本発明の一実施例の電磁装置の構成を説明
する電気回路図を掲げた。
解決するための技術手段及び本発明の実施の形態を説明
する。図１に本発明の一実施例の電磁装置の構成を説明
する電気回路図を掲げた。
【００１６】直流電磁石の駆動コイル１０は、コイルの
温度上昇許容値を超過しない所定の通電電流値と通電時
間に制約されることを前提条件として、 （ａ）複数の第１のコイル１１、と第２のコイル１２の
直列接続で構成し、オン・オフスイッチ２０を介して電
源に接続して形成される。
温度上昇許容値を超過しない所定の通電電流値と通電時
間に制約されることを前提条件として、 （ａ）複数の第１のコイル１１、と第２のコイル１２の
直列接続で構成し、オン・オフスイッチ２０を介して電
源に接続して形成される。
【００１７】（ｂ）第２のコイル１２は通電開始によっ
てオン動作を実施して所定時限のパルス状の操作を実施
してオフ状態に復帰する電気接点２１を並列に接続す
る。
てオン動作を実施して所定時限のパルス状の操作を実施
してオフ状態に復帰する電気接点２１を並列に接続す
る。
【００１８】ここで、コイル１０を構成する第１、第２
のコイル１１、１２のそれぞれの電線巻回数Ｎ1、Ｎ2と
直流抵抗値Ｒ1、Ｎ2の数値は、たとえば平面対向磁極面
型の直流電磁石の所要ストローク（間隙の寸法Ｘ）にお
ける吸引力Ｆを算定する前記式 Ｆ＝μＳ（ＮＥ／Ｒ）2／２Ｘ2 に、設計条件として与えられる数値を代入して求めるこ
とができる。すなわち、吸引前の間隙の寸法Ｘ1、間隙
の導磁率μ1、磁極面の対向面積Ｓ1、およびコイルの電
源電圧Ｅ1の各数値、吸引後の間隙の寸法Ｘ2、間隙の導
磁率μ2、磁極面の対向面積Ｓ2、およびコイルの電源電
圧Ｅ2の各数値を代入して Ｆ1 ＝μ1Ｓ1（Ｎ1Ｅ／Ｒ1）2／２Ｘ1 2 Ｆ2 ＝μ2Ｓ2｛（Ｎ1＋Ｎ2）Ｅ／（Ｒ1＋Ｒ2）｝2／２
Ｘ2 2 によりそれぞれ適切な吸引力に対応して算定したコイル
の電線巻回数Ｎ1、Ｎ2と、抵抗値Ｒ1 、Ｒ2として定め
ればよい。ただし、コイルの温度上昇許容値を超過しな
い通電電流値と通電時間に制約を考慮して設定する。
のコイル１１、１２のそれぞれの電線巻回数Ｎ1、Ｎ2と
直流抵抗値Ｒ1、Ｎ2の数値は、たとえば平面対向磁極面
型の直流電磁石の所要ストローク（間隙の寸法Ｘ）にお
ける吸引力Ｆを算定する前記式 Ｆ＝μＳ（ＮＥ／Ｒ）2／２Ｘ2 に、設計条件として与えられる数値を代入して求めるこ
とができる。すなわち、吸引前の間隙の寸法Ｘ1、間隙
の導磁率μ1、磁極面の対向面積Ｓ1、およびコイルの電
源電圧Ｅ1の各数値、吸引後の間隙の寸法Ｘ2、間隙の導
磁率μ2、磁極面の対向面積Ｓ2、およびコイルの電源電
圧Ｅ2の各数値を代入して Ｆ1 ＝μ1Ｓ1（Ｎ1Ｅ／Ｒ1）2／２Ｘ1 2 Ｆ2 ＝μ2Ｓ2｛（Ｎ1＋Ｎ2）Ｅ／（Ｒ1＋Ｒ2）｝2／２
Ｘ2 2 によりそれぞれ適切な吸引力に対応して算定したコイル
の電線巻回数Ｎ1、Ｎ2と、抵抗値Ｒ1 、Ｒ2として定め
ればよい。ただし、コイルの温度上昇許容値を超過しな
い通電電流値と通電時間に制約を考慮して設定する。
【００１９】図２は実施例のタイムチャートである。オ
フ状態のスイッチ２０をＴ1の時点でオンとし、電気接
点２１を操作してオンとすると、第１のコイル１１のみ
に図示の電流Ｉaが通電されて電磁石の可動鉄心の吸引
が開始される。そして図２のグラフに掲げるように、所
定時限後のＴ2時点に電気接点２１をオフにすると、第
１のコイル１１と第２のコイル１２の直列回路に図２記
載の電流Ｉbを通電して可動鉄心の吸着状態を保持する
ことができる。またこの可動鉄心の吸着状態は、スイッ
チ２０を例えばＴ3の時点にオフ操作して解除して、電
磁石の可動鉄心を復帰させることができる。
フ状態のスイッチ２０をＴ1の時点でオンとし、電気接
点２１を操作してオンとすると、第１のコイル１１のみ
に図示の電流Ｉaが通電されて電磁石の可動鉄心の吸引
が開始される。そして図２のグラフに掲げるように、所
定時限後のＴ2時点に電気接点２１をオフにすると、第
１のコイル１１と第２のコイル１２の直列回路に図２記
載の電流Ｉbを通電して可動鉄心の吸着状態を保持する
ことができる。またこの可動鉄心の吸着状態は、スイッ
チ２０を例えばＴ3の時点にオフ操作して解除して、電
磁石の可動鉄心を復帰させることができる。
【００２０】ここで、図２に示すＴ1とＴ2との時間間隔
は１秒以下、通常数十ミリ秒の短時限とする。強力な初
期吸引力の電磁石を得るためには、コイルの温度上昇許
容値を超過しない通電電流値と通電時間の許容の範囲内
で第１のコイル１１の電線巻回数Ｎを大きく、直線抵抗
Ｒを小さく設定することが望ましい。ここで、第１のコ
イル１１の電線巻回数Ｎの増加はコイル形状の大型化を
意味するので、第１のコイル１１の直流抵抗値を極力小
さくする手段の採用がより効果的である。
は１秒以下、通常数十ミリ秒の短時限とする。強力な初
期吸引力の電磁石を得るためには、コイルの温度上昇許
容値を超過しない通電電流値と通電時間の許容の範囲内
で第１のコイル１１の電線巻回数Ｎを大きく、直線抵抗
Ｒを小さく設定することが望ましい。ここで、第１のコ
イル１１の電線巻回数Ｎの増加はコイル形状の大型化を
意味するので、第１のコイル１１の直流抵抗値を極力小
さくする手段の採用がより効果的である。
【００２１】また、第２のコイル１２の通電時間は比較
的長時間となる。しかしながらこの通電時間中は、可動
鉄心が固定鉄心に吸着状態である。間隙の寸法Ｘが微小
値で適当な吸着力Ｆを発生させるためには、第２のコイ
ル１２のＮ／Ｒの数値を極力小さく、換言すれば第２の
コイル１２の抵抗値を大きく設定することが望ましい。
すなわち、第２のコイル１２の抵抗値を大きく設定して
第１のコイル１１との直列抵抗値を大きく設定すること
によって、適切な吸着力を発生させると共に、図２に示
す通電電流値Ｉbを小さくして、省エネルギー効果、な
らびにコイルの温度上昇を抑制する効果を発揮すること
ができる。なお、第２のコイル１２の抵抗値を大きく設
定するには、その許容温度上昇の範囲内で、使用する電
線断面積の縮小、あるいは高抵抗の電線材料の選定等の
手段があるが、何れも第２のコイル１２の形状の小形軽
量化に効果的である。
的長時間となる。しかしながらこの通電時間中は、可動
鉄心が固定鉄心に吸着状態である。間隙の寸法Ｘが微小
値で適当な吸着力Ｆを発生させるためには、第２のコイ
ル１２のＮ／Ｒの数値を極力小さく、換言すれば第２の
コイル１２の抵抗値を大きく設定することが望ましい。
すなわち、第２のコイル１２の抵抗値を大きく設定して
第１のコイル１１との直列抵抗値を大きく設定すること
によって、適切な吸着力を発生させると共に、図２に示
す通電電流値Ｉbを小さくして、省エネルギー効果、な
らびにコイルの温度上昇を抑制する効果を発揮すること
ができる。なお、第２のコイル１２の抵抗値を大きく設
定するには、その許容温度上昇の範囲内で、使用する電
線断面積の縮小、あるいは高抵抗の電線材料の選定等の
手段があるが、何れも第２のコイル１２の形状の小形軽
量化に効果的である。
【００２２】さらに、第１のコイル１１、第２のコイル
１２、電気接点２１からなる回路を複数個直列に接続し
て複数の吸着力を発生する多段階の吸着力調節機能を構
成して、例えば電磁ブレーキ等の機構に活用することが
できる。なおオン・オフスイッチ２０と電気接点２１
は、もちろんトランジスター、ＩＣ等の半導体電気接点
を採用することができる。
１２、電気接点２１からなる回路を複数個直列に接続し
て複数の吸着力を発生する多段階の吸着力調節機能を構
成して、例えば電磁ブレーキ等の機構に活用することが
できる。なおオン・オフスイッチ２０と電気接点２１
は、もちろんトランジスター、ＩＣ等の半導体電気接点
を採用することができる。
【００２３】次に、本発明の他の実施例の電磁装置の模
式構造図を図３を参照して、前記課題を解決するための
技術手段とその効果について説明する。
式構造図を図３を参照して、前記課題を解決するための
技術手段とその効果について説明する。
【００２４】図３（ａ）は横断面図（図３（ｂ）のＡ−
Ａ矢視図）である。図（ｂ）は縦断面図（図３（ａ）の
Ｂ−Ｂ矢視図）で、その横軸上半部はコイルに無通電で
可動鉄心が吸引前の位置にある状態を示し、下半部はコ
イルに通電して可動鉄心に吸引して吸着状態にある状態
を示す。なお、この図３に示す電磁石は本発明者が既に
特願平１０−３６２１２１号出願で提供している筒状可
動鉄心型電磁石の模式構造図である。
Ａ矢視図）である。図（ｂ）は縦断面図（図３（ａ）の
Ｂ−Ｂ矢視図）で、その横軸上半部はコイルに無通電で
可動鉄心が吸引前の位置にある状態を示し、下半部はコ
イルに通電して可動鉄心に吸引して吸着状態にある状態
を示す。なお、この図３に示す電磁石は本発明者が既に
特願平１０−３６２１２１号出願で提供している筒状可
動鉄心型電磁石の模式構造図である。
【００２５】固定鉄心３０は、外筒のヨーク３１と内筒
の鉄心３２からなり、外筒と内筒で形成する空間に鉄心
３２に巻線（第１のコイル）４１と巻線（第２のコイ
ル）４２を巻き回して直列に接続したコイル４０を配置
する。また、ヨーク３１の内側面３３と鉄心３２の外側
面３４との間に円筒状の可動鉄心５０が軸方向に進退自
在に配置されている。そして可動鉄心５０の外周面５１
と内周面５２はヨーク３１の内側面３３と鉄心３２の外
側面３４との間に微小間隙を形成する。
の鉄心３２からなり、外筒と内筒で形成する空間に鉄心
３２に巻線（第１のコイル）４１と巻線（第２のコイ
ル）４２を巻き回して直列に接続したコイル４０を配置
する。また、ヨーク３１の内側面３３と鉄心３２の外側
面３４との間に円筒状の可動鉄心５０が軸方向に進退自
在に配置されている。そして可動鉄心５０の外周面５１
と内周面５２はヨーク３１の内側面３３と鉄心３２の外
側面３４との間に微小間隙を形成する。
【００２６】そして、コイル４０に通電していない状態
では、図示のスプリング６０の作用によって図３の横軸
上半部に示す可動鉄心５０の吸引前の位置にあって、可
動鉄心５０の外周面５１と内周面５２はヨーク３１の内
側面３３と鉄心３２の外側面３４と対面しない状態に保
持されている。またコイル４０に通電している状態で
は、可動鉄心５０は図３の横軸下半部に示す位置にスプ
リング６０を圧縮して、鉄心３２の磁極面に微小間隙を
介して吸着している。更にこの吸着状態はコイル４０の
通電を停止してスプリング６０を作用させ、図３の横軸
上半部に示す可動鉄心５０の吸引前の位置に復帰させる
ことができる。
では、図示のスプリング６０の作用によって図３の横軸
上半部に示す可動鉄心５０の吸引前の位置にあって、可
動鉄心５０の外周面５１と内周面５２はヨーク３１の内
側面３３と鉄心３２の外側面３４と対面しない状態に保
持されている。またコイル４０に通電している状態で
は、可動鉄心５０は図３の横軸下半部に示す位置にスプ
リング６０を圧縮して、鉄心３２の磁極面に微小間隙を
介して吸着している。更にこの吸着状態はコイル４０の
通電を停止してスプリング６０を作用させ、図３の横軸
上半部に示す可動鉄心５０の吸引前の位置に復帰させる
ことができる。
【００２７】なお本実施例では、鉄心３２に同軸に設け
た貫通孔の軸受３５に、円筒状の可動鉄心３に固定した
非磁性体ロッド７０を挿通して、可動鉄心５０の運動の
円滑化を図っている。また、ヨーク３１の磁極面との当
接部である可動鉄心５０のフランジ外周部に固定して所
定厚さの非磁性体７１を配置し、鉄心と可動鉄心５０の
吸引時の衝撃と衝撃音の緩和と、磁極面吸着時の磁極面
間のパアミアンス値を均一化による電磁石装置の性能の
バラツキの防止を図ることができる。
た貫通孔の軸受３５に、円筒状の可動鉄心３に固定した
非磁性体ロッド７０を挿通して、可動鉄心５０の運動の
円滑化を図っている。また、ヨーク３１の磁極面との当
接部である可動鉄心５０のフランジ外周部に固定して所
定厚さの非磁性体７１を配置し、鉄心と可動鉄心５０の
吸引時の衝撃と衝撃音の緩和と、磁極面吸着時の磁極面
間のパアミアンス値を均一化による電磁石装置の性能の
バラツキの防止を図ることができる。
【００２８】図３に掲げる本発明の実施例の電磁石試作
品の吸引力特性について説明する。
品の吸引力特性について説明する。
【００２９】試作電磁石の外形寸法及び目標とする電磁
石の性能は次の通りである。
石の性能は次の通りである。
【００３０】 ヨークの外径 ：３４ｍｍ 鉄心の外径 ：１７ｍｍ ヨークの長さ ：３０ｍｍ 最大ストローク ：１２．５ｍｍ ストローク１０ｍｍの吸引力 ：０．５ｋｇ ストローク０．５ｍｍの吸引力：２ｋｇ 第１のコイル ：導体径０．４ｍｍの２種エナメル線 第１のコイル巻回数 ：２６０ 第２のコイル ：導体径０．１ｍｍの２種エナメル線 第２のコイル巻回数 ：１７０ この実施例の吸引特性は表１に示す通りである。
【００３１】
【表１】
【００３２】巻線４１（第１のコイル）と巻線４２（第
２のコイル）を直列に接続したコイル４０に、電圧９Ｖ
で電力２．２Ｗを供給して、ストローク０．５ｍｍの位
置で２．１ｋｇの吸着力を得ることができた。ただしこ
の場合には、本発明の第２の技術手段を適用し、図５に
掲げる非磁性弾性体７１として、固定鉄心に対する可動
鉄心の吸引時の衝撃音の除去と、吸着のストローク位地
の安定化のため、厚さ１ｍｍのゴムシートを配置して測
定した。
２のコイル）を直列に接続したコイル４０に、電圧９Ｖ
で電力２．２Ｗを供給して、ストローク０．５ｍｍの位
置で２．１ｋｇの吸着力を得ることができた。ただしこ
の場合には、本発明の第２の技術手段を適用し、図５に
掲げる非磁性弾性体７１として、固定鉄心に対する可動
鉄心の吸引時の衝撃音の除去と、吸着のストローク位地
の安定化のため、厚さ１ｍｍのゴムシートを配置して測
定した。
【００３３】従来技術の電磁石と上記実験に基づく本発
明の実施例の電磁石装置の吸引特性を、図６のグラフに
対比して掲げた。図６中、従来の電磁石は図４に示すも
ので外形形状は実施例とほぼ同一である。
明の実施例の電磁石装置の吸引特性を、図６のグラフに
対比して掲げた。図６中、従来の電磁石は図４に示すも
ので外形形状は実施例とほぼ同一である。
【００３４】
【発明の効果】本発明の電磁石装置は、コイルの温度上
昇許容値の範囲において、省電力で高吸引力を発生し、
小形軽量の形状で、可動鉄心の吸着力の調節を可能とす
る優れた効果を発揮することができる。
昇許容値の範囲において、省電力で高吸引力を発生し、
小形軽量の形状で、可動鉄心の吸着力の調節を可能とす
る優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す電気回路図である。
【図２】実施例のタイムチャートである。
【図３】実施例の電磁石の構造を示すもので（ａ）横断
面図（Ａ−Ａ矢視図）、（ｂ）そのＢ−Ｂ矢視図であ
る。
面図（Ａ−Ａ矢視図）、（ｂ）そのＢ−Ｂ矢視図であ
る。
【図４】従来の電磁石の縦断面図である。
【図５】従来の吸引特性曲線を示すグラフである。
【図６】実施例の吸引特性曲線を示すグラフである。
１０ コイル １１ 第１のコイル １２ 第２のコイル ２０ スイッチ ２１ 電気接点 ３０ 固定鉄心 ３１ ヨーク ３２ 鉄心 ３３ 内側面 ３４ 外側面 ３５ 軸受 ４０ コイル ４１ 巻線（第１のコイル） ４２ 巻線（第２のコイル） ５０ 可動鉄心 ５１ 外周面 ５２ 内周面 ５３ 間隙 ６０ スプリング ７０ 非磁性体ロッド ７１ 非磁性体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上津原 常男 浦和市白幡３丁目１番９号２−601 Ｆターム(参考） 5E048 AA04 AA08 BA01 CB07
Claims (2)
- 【請求項１】 低抵抗値の第１のコイルと、第１のコイ
ルに直列に接続し、第１のコイルと共に直流電磁石の磁
路を直列に励磁する高抵抗値の第２のコイルと、第２の
コイルに並列に接続し可動鉄心吸引後に開放する電気接
点とからなることを特徴とする省電力電磁石装置。 - 【請求項２】 直流電磁石の固定鉄心と可動鉄心との吸
着面の間に、非磁性弾性体を介装したことを特徴とする
請求項1記載の省電力電磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9212599A JP2000286122A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 省電力電磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9212599A JP2000286122A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 省電力電磁石装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000286122A true JP2000286122A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=14045721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9212599A Pending JP2000286122A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 省電力電磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000286122A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006042585A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Lg Electronics Inc | 往復動式モータ及びこれを備えた往復動式圧縮機 |
| CN108448544A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-24 | 西安交通大学 | 一种限流式低损耗混合直流断路器及工作方法 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP9212599A patent/JP2000286122A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006042585A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Lg Electronics Inc | 往復動式モータ及びこれを備えた往復動式圧縮機 |
| CN108448544A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-24 | 西安交通大学 | 一种限流式低损耗混合直流断路器及工作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4392555B2 (ja) | 双方向アシストを備え、永久磁石を有した単コイルソレノイド、その製造方法、単コイルソレノイドのための非磁性スイッチ、単コイルソレノイドキット | |
| JP4734766B2 (ja) | 磁石可動型電磁アクチュエータ | |
| US8368493B2 (en) | Linear solenoid | |
| JP2002541402A (ja) | 電磁駆動装置 | |
| JP3625584B2 (ja) | 複式電機子ソレノイド | |
| JP2000286122A (ja) | 省電力電磁石装置 | |
| JP2004057958A (ja) | 筒型振動体とその搭載構造 | |
| JP3446549B2 (ja) | リニア電磁ソレノイド | |
| JP3904663B2 (ja) | 磁気吸着保持装置 | |
| JP4754975B2 (ja) | 有極電磁石 | |
| JP3182510B2 (ja) | 挿通型電磁石 | |
| JP3033897B1 (ja) | 電磁石 | |
| JP2004172516A (ja) | 有極電磁石装置 | |
| JPH073609Y2 (ja) | 電磁装置 | |
| JP4722601B2 (ja) | 電磁操作機構およびこれを使用する電力用開閉器、電力用開閉装置 | |
| JPH06196317A (ja) | ソレノイド | |
| JP2771780B2 (ja) | 電磁石 | |
| JP2005353321A (ja) | 遅延型電磁石装置 | |
| JPH075611Y2 (ja) | 電磁装置 | |
| RU1802909C (ru) | Линейный электродвигатель | |
| JPS60262406A (ja) | 電磁石装置 | |
| JPS6178107A (ja) | ハンマ−ソレノイド | |
| JPS6314402Y2 (ja) | ||
| JPH0583993U (ja) | 電磁スイッチ | |
| JPH11332214A (ja) | リニアモータ及びこれを用いた油圧サーボ弁 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001031 |