JPH01184804A - 有極ヒンジ形電磁石 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電磁接触器や電磁線７ｔｆ器等の駆動部に使
用する有極ヒンジ形電磁石に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、従来のａ極ヒンジ形電磁石を用いた電磁接触
器の原理的構成説明図である。

第３図において、（１）は固定鉄心、（１ａ）および（
１ｂ）は該固定鉄心（１）の主磁極部および副磁極部で
ある。（２）は可動鉄心、（３）は操作コイルである。

主磁極部（１ａ）は操作コイル（３）の内部を貫通し、
操作コイル（３）の外側にＬ字形に延長された副磁極部
（１ｂ）に磁気的に結合されている。（４）は可動接点
、（５）は固定接点、（６）は両接点（４）と（５）の
接触圧を与える押バネである。（７）は可動鉄心（２）
に連結され可動接点（４）を運ぶクロスバ−１（８）は
引外しバネである。引外しバネ（８）は操作コイル（３
）が励磁されていないときに、可動接点（４）を元の位
置に戻すと共に外部衝撃などによる接点の接触等の誤動
作を防止するためのものである。（９）は可動鉄心（２
）の固定鉄心（１）における、例えばヒンジのような支
持手段より成る支点部である。

上述のような構成の装置において、操作コイル（３）が
励磁されていない時は、引外しバネ（８）の拡張力が働
いていて第３図に示すような状態にある。ここで、操作
コイル（３）が励磁されると、可動鉄心（２）と固定鉄
心（１）との間に吸引力が働き、可動鉄心（２）は引外
しバネ（８）の力に反抗して支点部（９）を支点に時計
方向に回転する。この可動鉄心（２）の時計方向の回転
に伴ってクロスバ−（７）を介して可動接点（４）が図
の右方に移動し、固定接点（５）に接触して電磁接触器
がＯＮ状態になる。

次に、この状態で操作コイル（３）の励磁を解くと、可
動鉄心（２）に作用していた引外しバネ（６）の力が働
いて可動鉄心（２）が反吐方向に回転する。この結果、
可動接点（４）が固定接点（５）から離れて、電磁接触
器が元のＯＦＦ状態に戻る。このようにして電磁石の電
磁力を利用して、電磁接触器をＯＮ・ＯＦＦ制御するこ
とができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述のように従来の電磁石は、接点を接触させるための
吸引力を操作コイルの起磁力だけで発生していた。また
、ＯＦＦ状態における可動接点の接触等の誤動作を防止
するために、上記吸引力と反対方向の力を加える引外し
バネにバネ定数の大きいバネを選ぶ必要がある。したが
って、操作コイルの入力電流をそれに応じて大きく選定
し、かつ巻線数の多いコイルを作る必要もあって形状が
大形になるという問題点もあった。

本発明は、この様な従来の電磁石の問題点を解決するた
めに成されたもので、入力電流が低くしかも構造が小形
な直流操作方式の有極ヒンジ形の電磁石を提供せんとす
るものである。

［問題を解決するための手段］ 本発明に関わる電磁石は、可動鉄心に永久磁石を配置し
たものである。

［作　　用］ 可動鉄心が開放している時は、固定鉄心の１部を含む永
久磁石の磁気回路が作られてその起磁力によって可動鉄
心が開放状態を保持する。操作コイルに励磁電流が流れ
て固定鉄心が磁化されると、瞬間的に永久磁石の起磁力
が打ち消され、電磁力によって可動鉄心が固定鉄心の方
向に吸引される。

吸引された可動鉄心が固定鉄心に接触すると、これらで
形成する磁気回路に永久磁石と電磁石の両方の磁束が流
れて磁束密度が高くなって吸引力が加算される。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の実施例の構成説明図、第２図（イ）〜
（ハ）は動作説明図である。

第１図において、前述の第３図の従来装置に対応する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。ただし、
この実施例では固定鉄心（１）が、ほぼＥ字状に形成さ
れ、可動鉄心（２）は主磁極部（２ａ）と副磁極部（２
ｂ）からなっている。

（１ｃ）はＬ字形に曲げられた固定鉄心（１）の第２副
磁極部で、主磁極部（１ａ）に連結され途中が操作コイ
ル（３）の外側に伸びていて他端が可動鉄心（２）の自
由端に対向している。（１０）は可動鉄心（２）におけ
る主磁極部（２ａ）の内側面に設けられた永久磁石で、
Ｎ極側が副磁極部（２ｂ）に固着されている。而して、
副磁極部（２ｂ）の先端は、固定鉄心（１）の第２副磁
極部（１ｃ）に当接していて当接部（１２）を構成して
いる。

なお、ここでは操作コイル（３）に励磁電流を流入する
と、図示のように固定鉄心（１）における可動鉄心（２
）側がＮ極に他方がＳ極に磁化されるようになっている
。

上述のような構成の本発明の動作を、第２図の（イ）〜
（ハ）を併用して説明する。

操作コイル（３）が非励磁状態にあるとき、即ち電磁石
のＯＦＦ状態が第２図の（イ）に示されている。この状
態では、永久磁石（１０）のＮ極から出た磁束φは実線
で示すように、副磁極部（２ｂ）−第２副磁極部（１ｃ
）−節１副磁極部（１ａ）および主磁極部（２ａ）を通
る磁気回路（Ｃ１）を経てＳ極に到達する。この場合、
第２副磁極部（１ｃ）の当接部（１２）において可動鉄
心（２）に上記磁束φに基ずく吸引力が働き、この可動
鉄心（２）の副磁極部（２ｂ）が第２副磁極部（ＩＣ）
に引き付けられて、可動鉄心（２）の開放状態が安定に
保持される。このため、振動のような外部衝撃が加わっ
ても、可動鉄心（２）が移動して接点を接触させるよう
な誤動作が発生するような虞はない。

ここで、操作コイル（３）に励磁電流を流入すると磁束
Φが発生し、瞬間的に（ロ）図の破線で表したような磁
気回路（Ｃ２）が形成される。この磁束Φの磁気回路（
Ｃ２）と前記磁束φの磁気回路（Ｃ１）とは当接部（１
２）の付近において磁路を共通にしており、両磁束φと
Φがここで互いに打消しあうことになる。この結果、磁
束φによる可動鉄心（２）に加わる吸引力がなくなって
、矢印Ａで示すように可動鉄心（２）が急速に固定鉄心
（１）に吸引されることになる。そして、磁束Φに基づ
く電磁力で吸引された可動鉄心（２）が固定鉄心（１）
に接触すると、（ハ）図に示すようにな磁束Φおよび磁
束φのそれぞれが通る２つの磁気回路（Ｃ３）と（Ｃ４
）が作られる。図から明らかのように、これら２つの磁
気回路（Ｃ３）と（Ｃ４）を通る磁束Φと磁束φとは、
いずれも可動鉄心（２）に固定鉄心（１）側に向かう加
算した強力な吸引力を与えることになる。したがって、
電磁石の駆動動作が正確かつ確実に行われ、低い励磁電
流で駆動することができる。このような状態で、可動接
点（４）が固定接点（５）に接触して、電磁接触器の電
路がＯＮ状態になって負荷回路に所定の電流を流すこと
ができる。

更に、このＯＮ状態において、操作コイル（３）の励磁
を解くと、引外しバネ（８）が作用して（イ）図の状態
に戻り、前述したように実線の磁気回路（Ｃ１）が形成
される。而して、再び可動鉄心（２）の開放状態が、磁
束φによって磁気的に保持されることになる。

なお、上述の実施例では本発明の電磁石を電磁接触器に
適用した場合を挙げて説明したが、電磁ｉ電器や電磁バ
ルブ或いはその他の電磁制御機器にも本発明は適用でき
葛。また、永久磁石と電磁石の磁極の方向は実施例に限
定するものでもなく、要するに固定鉄心と可動鉄心で形
成する磁気回路の途中に永久磁石を配置したもので在れ
ばよい。

更に、操作コイルの励磁または非励磁で、ＯＮ・ＯＦＦ
制御する単安定形を例示して説明したが、操作コイルに
流す電流の極性をＯＮφＯＦＦ時に逆又は非励磁にする
ことによる双安定形にも適用することができる。この場
合、引き外しバネを省略することも可能であり、このよ
うにすれば装置の構成が一層簡単にできる特長がある。

［発明の効果］ 本発明によれば、固定鉄心と可動鉄心で形成する磁気回
路の途中に永久磁石を配置し、この永久磁石の吸引力を
電磁石の駆動動作に利用するように構成した。この結果
、低い励磁電流で電磁石を駆動できると共に、操作コイ
ルの巻数も少なくなって小型に構成できる。また、原理
上は、可動鉄心を固定鉄心から反発させるためのトルク
を省略することもできる。

よって、本発明によれば、簡単かつ小形な構成で、消費
電力の少ない有極ヒンジ形の電磁石を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成説明図、第２図（イ）、
（ロ）、（ハ）は本発明の動作説明図、第３図は従来の
有極ヒンジ形電磁石を用いた電磁接触器の原理的構成説
明図である。 図において、（１）は固定鉄心、（１ａ）は主磁極部、
（１ｂ）は第１副磁極部、（１ｃ）は第２副磁極部、（
２）は可動鉄心、（２ａ）は可動鉄心（２）の主磁極部
、（２ｂ）は可動鉄心（２）の副磁極部、（３）は操作
コイル、（４）は可動接点、（５）は固定接点、（６）
は押バネ、（７）はクロスバ−１（８）は引外しバネ、
（９）は支点部、（１０）は永久磁石、（１２）は当接
部である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　操作コイルと、ほぼＥ字状で前記操作コイルを巻回し
   た中央の主磁極部および該主磁極部から外側の両側に延
   長された第１および第２副磁極部を有する固定鉄心と、
   該固定鉄心の開放端側に配置され前記第１副磁極部の磁
   極付近に設けられたヒンジに回動可能に支持され自由端
   が第２副磁極部の磁極付近に設けられた当接部に当接す
   る可動鉄心とを具備し、 前記可動鉄心に永久磁石を配置して操作コイルの非励磁
   状態において前記可動鉄心の自由端側を第２副磁極部の
   当接部に当接して前記永久磁石の吸引力を可動鉄心と第
   ２副磁極部との間に与えると共に、操作コイルの励磁状
   態において前記可動鉄心の自由端側を主磁極部に当接さ
   せて前記永久磁石の吸引力を固定鉄心と可動鉄心との間
   に与えるようにしたことを特徴とする有極ヒンジ形電磁
   石。