JP2000331824A

JP2000331824A - 電磁石装置

Info

Publication number: JP2000331824A
Application number: JP11142908A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Oi; 弘志大井; Mutsumi Nagami; 睦永見; Ryuichi Saito; 隆一斉藤; Takanori Nakajima; 隆則中島
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Tamura Electric Works Ltd
Current assignee: Tamura Electric Works Ltd; NTT Inc
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】部品点数を削減するとともに、装置の小型化
と省電力化を図る。【解決手段】励磁巻線３が巻回されたコイルボビン２
の嵌挿孔２ａに鉄心４が嵌合固定され、この鉄心４の上
端４ａに永久磁石５が対向するように設けられている。
永久磁石５は、レバー６を介して鉄心４の延在する方向
の中心線Ｇ−Ｇ上に位置する枢軸７を揺動中心として揺
動自在に支持されている。永久磁石５の永久磁石５の揺
動方向の両端部にＮ極、Ｓ極がそれぞれ着磁されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、励磁巻線への通電
によって一定のストロークを往復動する可動子を備え、
各種切替レバーや接点の開閉機構に採用される電磁石装
置に関し、特に、可動子の保持位置が３箇所設けられた
電磁石装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電磁石装置としては、励磁巻線
が巻回された鉄心を３個並べ、磁性体によって形成され
これら鉄心の端面に対向するようにして各鉄心間を往復
動自在に支持された可動子を備えたものがある。この電
磁石装置は、３個の鉄心を選択的に励磁することによ
り、励磁された鉄心に可動子が吸引され移動することに
よって可動子が３箇所に保持されるものである。

【０００３】また、別の電磁石装置としては、励磁巻線
が巻回された一対の鉄心を並べ、磁性体によって形成さ
れこれら鉄心の端面に対向するようにして各鉄心間を往
復動自在に支持された可動子と、この可動子をこれら一
対の鉄心間の中央位置に保持するばね手段とを備えたも
のがある。この電磁石装置は、一対の鉄心を選択的に励
磁することにより、励磁された鉄心に可動子が吸引され
移動し吸引された位置において保持固定され、鉄心への
励磁を解除すると、ばね手段により鉄心間の中央位置に
保持されるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術のうち、前者の場合には、鉄心を３個設ける
ために部品点数が多くなるだけではなく、装置が大型化
するという問題があった。また、可動子を中央位置に保
持するのに、鉄心を励磁し続けなければならないため、
電力の消費量が大きいという問題もあった。また、後者
の場合には、可動子を鉄心間の中央位置から鉄心側に移
動させるのに、ばね手段の付勢力よりも大きな吸引力が
必要になり、このため励磁巻線の巻き数が増え、装置が
大型化するとともに、消費電力が多くなるという問題が
あった。また、ばね手段を設けるために部品点数が増加
するという問題もあった。

【０００５】本発明は上記した従来の問題に鑑みなされ
たものであり、その第１の目的は部品点数を削減するこ
とにある。また、第２の目的は装置の小型化を図ること
にある。また、第３の目的は省電力化を図ることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、励磁巻線が巻回された鉄心
と、この鉄心の端面に対向し鉄心の延在方向と直交する
方向に揺動するように支持された永久磁石によって形成
した可動子とからなり、この可動子の揺動中心を前記鉄
心の延在方向の中心線を含む面上に設けるとともに、可
動子の揺動方向の両端側にＮ極、Ｓ極を設ける。したが
って、励磁巻線に通電がなされていないときには、可動
子からの磁束によって鉄心の端面が磁化され、可動子と
鉄心とが互いに吸引し合うので可動子が鉄心の端面に対
向する中央位置に保持される。励磁巻線に通電し鉄心の
端面がＮ極に磁化されると、このＮ極に可動子のＳ極が
吸引されるので、可動子が一方向に揺動しその姿勢が保
持される。また、励磁巻線に反対方向の通電を行うと、
鉄心の端面がＳ極に磁化されるので、このＳ極に永久磁
石のＮ極が吸引され、永久磁石が他方向に揺動しその姿
勢が保持される。また、請求項２記載の発明は、請求項
１記載の発明において、前記可動子の揺動方向に前記鉄
心を挟むようにこの鉄心と一体形成された一対のヨーク
を設ける。したがって、可動子に対する鉄心からの磁束
がヨークを介して形成されるために、磁気抵抗が少なく
なる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明に係る電磁石装置の側
面図であって、同図（ａ）は励磁巻線に通電がなされて
いない状態を示し、同図（ｂ）は同じく励磁巻線へ電力
を供給する回路の構成図、同図（ｃ）、（ｄ）は励磁巻
線への通電の方向を互いに逆にした場合の永久磁石の動
作を説明する図である。同図において、全体を符号１で
示すものは電磁石装置であって、励磁巻線３によって励
磁される磁性材によって角柱状に形成された鉄心４と、
この鉄心４の上端に対向し枢軸７を揺動中心として揺動
自在に支持された可動子としての永久磁石５とによって
構成されている。

【０００８】２は合成樹脂によって角筒状に形成された
コイルボビンであって、中心には嵌挿孔２ａが形成さ
れ、上下端に一対の鍔２ｂ，２ｂが一体形成されてい
る。このコイルボビン２の胴部には上述した励磁巻線３
が巻回され、嵌挿孔２ａには、鉄心４が圧入され、上下
端部４ａ，４ｂが鍔２ｂ，２ｂから突出するようにして
嵌合固定されている。永久磁石５は左右の端部５ａ，５
ｂにＮ極とＳ極がそれぞれ形成されるように着磁され、
上端部中央に取り付けられたレバー６を介して枢軸７に
揺動自在に支持されており、この枢軸７は上述した鉄心
４の延在方向の中心線Ｇ−Ｇ線上に位置付けられてい
る。同図（ｂ）に示すように、励磁巻線３には、この励
磁巻線３に電力を供給する直流電源８が接続され、この
直流電源８による電流の方向は、連動動作する一対のス
イッチ９ａ，９ｂを切り替えることにより、正方向と逆
方向に通電されるように構成されている。

【０００９】次に、このような構成の電磁石装置におけ
る永久磁石の動作を説明する。同図（ａ）において、励
磁巻線３に通電がなされていない状態、すなわち無通電
状態においては、鉄心４は励磁巻線３によって励磁され
ることはない。したがって、永久磁石５に対向する上端
部４ａの左右端は、永久磁石５のＮ極とＳ極とによって
Ｓ極とＮ極とにそれぞれ磁化される。このため、永久磁
石５と鉄心４の上端部４ａとは吸引し合い、永久磁石５
は鉄心４の上端部４ａに対向した状態、すなわち枢軸７
を揺動中心として揺動していない中立位置に保持され
る。

【００１０】次に、同図（ｃ）に示すように、励磁巻線
３に通電すると、この励磁巻線３によって、鉄心４の上
端部４ａがＳ極に、下端部４ｂがＮ極になるようにそれ
ぞれ励磁される。鉄心４の上端部４ａがＳ極となること
により、これと対向する永久磁石５のＮ極側となる左端
部５ａが、この上端部４ａに吸引されるので、永久磁石
５は枢軸７を回動中心として図中反時計方向に回動し、
この状態は、励磁巻線３への通電を継続することにより
保持される（以下、この永久磁石５が同図（ｃ０）に示
すように反時計方向に傾動した状態を第１の姿勢とい
う）。

【００１１】励磁巻線３への通電を解除すると、励磁巻
線３による鉄心４への励磁が消磁され、鉄心４の上端部
４ａの左右端部には、永久磁石５のＮ極とＳ極とによっ
てＳ極とＮ極とがそれぞれ磁化されるので、永久磁石５
の左端部５ａが鉄心４の上端部４ａの右端部に吸引され
る。したがって、永久磁石５は枢軸７を回動中心として
図中時計方向に回動し、同図（ａ）に示すように、永久
磁石５が鉄心４の上端部４ａに対向した状態の中立位置
に保持される。

【００１２】この中立位置から、スイッチ９ａ，９ｂを
切り替えて励磁巻線３に逆方向の通電を行うと、同図
（ｄ）に示すように鉄心４の励磁により上端部４ａがＮ
極となり、下端部４ｂがＳ極となる。鉄心４の上端部４
ａがＮ極になることにより、これと対向する永久磁石５
のＳ極に着磁された右端部５ｂが、この上端部４ａに吸
引されるので、永久磁石５は枢軸７を回動中心として図
中時計方向に回動し、この状態は、励磁巻線３への通電
を継続することにより保持される（以下、この永久磁石
５が同図（ｄ）に示すように時計方向に傾動した状態を
第２の姿勢という）。

【００１３】このように、鉄心４が１個であるにもかか
わらず、励磁巻線３を無通電状態としたときと、励磁巻
線３に正方向または逆方向の通電を行うことにより、永
久磁石５を中立位置、第１および第２の姿勢の３箇所に
おいて保持することができる。しかも従来のように永久
磁石５を中立位置に保持するばね手段が不要なため、部
品点数が削減されるだけではなく、装置の小型化が図れ
る。また、ばね手段によって永久磁石５を中立位置に保
持していないので、永久磁石５を中立位置から揺動させ
るときに大きな吸引力が不要になり、このため装置が小
型化できる。また、永久磁石５を中立位置に保持するた
めの電力が不要になるので、省電力化を図ることができ
る。

【００１４】図２は本発明の第２の実施の形態を示す側
面図であって、同図（ａ）は励磁巻線に通電がなされて
いない状態を示し、同図（ｂ）、（ｃ）は励磁巻線への
通電の方向を互いに逆にした場合の永久磁石の動作を説
明する図である。この第２の実施の形態の電磁石装置１
０においては、永久磁石５の揺動方向に鉄心４を挟むよ
うにこの鉄心４と一体形成された一対のヨーク１１，１
１を設けたものである。このヨーク１１を設けたことに
より、永久磁石５に対する鉄心４からの磁束がヨーク１
１を介して効率よく発生し、磁気抵抗が少なくなる。こ
のため、同図（ｂ）、（ｃ）に示す永久磁石５の第１お
よび第２の姿勢における保持状態が安定するとともに、
保持位置の精度が向上する。

【００１５】なお、本実施の形態においては、永久磁石
５の枢軸７を鉄心４の上方に設け、永久磁石５を鉄心４
の上方に吊り下げるようにして支持したが、レバー６を
鉄心４の延在方向と直交する方向に設け、永久磁石５を
水平方向に揺動させるようにしてもよい。すなわち、枢
軸７が鉄心４の延在する方向の中心線Ｇ−Ｇを含む面上
にあればよい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、鉄心を１個だけ設ければよく、しかも可動
子を中立位置に保持するばね手段が不要なため、部品点
数が削減されるだけではなく、装置の小型化が図れる。
また、ばね手段によって可動子を中立位置に保持してい
ないので、可動子を中立位置から揺動させるときに大き
な吸引力が不要になり、このため装置が小型化できると
ともに、省電力化を図ることができる。

【００１７】また、請求項２記載の発明によれば、磁気
抵抗が少なくなるので、可動子の保持位置での保持状態
が安定するとともに、保持位置の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁石装置の側面図であって、
同図（ａ）は励磁巻線に通電がなされていない状態を示
し、同図（ｂ）は励磁巻線に電力を供給する回路の構成
図、同図（ｃ）、（ｄ）は励磁巻線への通電の方向を互
いに逆にした場合の永久磁石の動作を説明する図であ
る。

【図２】本発明に係る電磁石装置の第２の実施の形態
を示す側面図であって、同図（ａ）は励磁巻線に通電が
なされていない状態を示し、同図（ｂ）、（ｃ）は励磁
巻線への通電の方向を互いに逆にした場合の永久磁石の
動作を説明する図である。

【符号の説明】

１，１０…電磁石装置、２…コイルボビン、３…励磁巻
線、４…鉄心、５…永久磁石、６…レバー、７…枢軸、
１１…ヨーク。

フロントページの続き (72)発明者永見睦東京都目黒区下目黒二丁目２番３号株式会社田村電機製作所内 (72)発明者斉藤隆一東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者中島隆則東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 5E048 AC05 AD18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】励磁巻線が巻回された鉄心と、この鉄心の端面に対向し鉄心の延在方向と直交する方向
に揺動するように支持された永久磁石によって形成した
可動子とからなり、この可動子の揺動中心を前記鉄心の延在方向の中心線を
含む面上に設けるとともに、可動子の揺動方向の両端側にＮ極、Ｓ極を設けたことを
特徴とする電磁石装置。
【請求項２】請求項１記載の電磁石装置において、前記可動子の揺動方向に前記鉄心を挟むようにこの鉄心
と一体形成された一対のヨークを設けたことを特徴とす
る電磁石装置。