JPH0219607B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、永久磁石及び２つの端部位置の間を
変位する可動部分を有し、可動部分は別個の平行
な軸に関して配置される２つのエアギヤツプ領域
を限定するために磁気回路の残りの部分と共動
し、各エアギヤツプ領域は可動部分の運動方向と
平行な方向に２つの反発力を交互に発生し、磁気
回路は、端部が２つのエアギヤツプ領域を限定す
る磁極片を２つの磁極面に有する少なくとも１つ
の永久磁石及び、適切な方法による励磁手段によ
つて磁気回路における磁束の流れの方向を変え、
それにより可動部分を一方の終端位置から他方の
終端位置へ移動させるように磁気回路の一部を包
囲して延在する少なくとも１つの巻線をさらに具
備するような電磁石装置に関する。

〔従来技術〕

フランス特許第2388386号に記載される電磁石
装置は上述の定義に従つて構成されており、その
可動部分、すなわち電機子は平坦な磁極片を含む
永久磁石の形態をとり、永久磁石の軸と平行に動
く。

変位運動を得るためには、永久磁石の一方の側
に２つの磁極片の間に延出する固定ヨークが設け
られ、永久磁石の他方の側には磁極片の外面を限
定する２つの固定相互接続ヨークが設けられるよ
うに構成しなければならない。従つて、磁束経路
は対称形でなく、２つのエアギヤツプにおける力
も等しくないので、適切な案内手段を設けない限
り、電機子は傾斜位置をとる。また、励磁が大き
くなると力は小さくなり、その符号は反転する。
しかしながら、励磁がかなり大きくなれば、散乱
磁束は励磁されないときに作用するのと同じ方向
にさらに引力を発生させると考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような非対称性があるため、電機子の両
側における力の反転は同時には起こらない。従つ
て、巻線が励磁されることにより、励磁が徐々に
大きくなると、符号を反転しない合成力又は電機
子の重量より小さい合成力が発生される場合があ
り、その場合には電機子の運動は阻止される。

巻線が永久磁石から離間して配置され、エアギ
ヤツプにより永久磁石から分離されるので、散乱
磁束又は漏れ磁束は全て量が多い。

また、エアギヤツプは４つの異なる平面に配置
され、磁石の高さ許容差はエアギヤツプ面の位置
決めに影響するので、エアギヤツプを確実に同時
に閉鎖することに関しても構成上の問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の主な目的は上述のような欠点を取除く
ことである。本発明の別の目的は、少なくとも１
つの電機子作動接点を収納する気密ケースに電機
子を独立して配置できるようにすることである。

本発明による永久磁石を有する電磁石装置は、
２つの端部位置の間を変位する可動部分を具備
し、その可動部分は別個の平行な軸に関して配置
される２つのエアギヤツプ領域を限定するために
磁気回路の残りの部分の端部と共動し、各エアギ
ヤツプ領域は可動部分の運動方向と平行な方向に
２つの反発力を交互に発生し、磁気回路は、端部
が２つのエアギヤツプ領域を限定する磁極片を２
つの磁極面に有する少なくとも１つの永久磁石、
適切な方法による励磁手段によつて磁気回路にお
ける磁束の流れの方向を変え、それにより可動部
分を一方の端部位置から他方の端部位置へ移動さ
せるように磁気回路の一部分を包囲して延在する
少なくとも１つの巻線及び異なるエアギヤツプ領
域と関連する逆極性の磁極片の２つの端部が同じ
平面に配置されるように、２つのエアギヤツプ領
域を限定する磁極片の端部を交差させる手段をさ
らに具備する。

本発明による電磁石装置は、磁極面に磁極片を
有する永久磁石の形態をとる少なくとも１つの磁
束経路指示システムを具備し、その永久磁石の周
囲に、永久磁石の磁化方向に対して垂直であり且
つ巻線から延出する磁極片の一方又は他方に向か
う方向をもつ磁界を発生する巻線が配置される。

電磁石装置が２つの磁束経路指示システムを具
備する第１の実施例においては、磁束経路指示シ
ステムは互いに平行であり且つ２つの平行な平面
にそれぞれ配置される磁極片を有し；２つのエア
ギヤツプ領域を限定する磁極片の端部を交差させ
る手段は、異なる磁束経路指示システムと関連し
且つ異なる平面に配置される２つの巻線の同じ側
に配置される磁極片のそれぞれ対応する端部を互
いに接続する２つの中間ヨークの形態をとる。

第２の実施例においては、２つのエアギヤツプ
領域を限定する磁極片の端部を交差させる手段
は、２つの磁極片の舌状の端部において巻線の軸
と平行な軸に沿つた直角屈曲部の形態をとり、４
つの舌状の端部は巻線の軸に関して同じ側で屈曲
され、同じ磁極片と関連する２つの舌状の端部は
異なる平行な平面に配置される。

双安定構成においては、可動部分は、２つのエ
アギヤツプ領域を互いに接続し、それらのエアギ
ヤツプ領域を限定する固定磁極片の端部の対向す
る内面を移動させる平坦なバーの形態をとる。

単安定動作を得る構成においては、可動部分
は、２つの磁極面に可動磁極片を有する永久磁石
の形態をとり、可動磁極片の一端部は巻線の一方
の側に配置される固定磁極片の端部の対向する内
面のいずれか一方と接触する。

一実施例によれば、可動部分は気密ケースに収
納され、気密ケースの薄い壁はエアギヤツプ領域
を限定する固定磁極片の端部の内面と係合する。
従つて、巻線を気密ケース内に収納する必要な
く、また、出願人の欧州特許第0086121号に記載
される装置の場合のように磁気導通路を設ける必
要なく、気密ケース内において電気接点を動作さ
せることができる。

〔実施例〕

第１図から第４図に示される実施例を説明す
る。磁気回路は普通の平坦なバーにより形成され
る運動部分、すなわち電機子１を有する。第１の
永久磁石２は磁極面Ｓに磁極片３を有し、磁極面
Ｎに磁極片４を有する。

第２の永久磁石５はその磁極面Ｎに磁極片６を
有し、磁極面Ｓに磁極片７を有する。永久磁石２
及び磁極片３，４から構成されるユニツト又はシ
ステムの周囲には、ボビン１１に巻付けられた巻
線１０が配置される。同様に、永久磁石４及び磁
極片６，７により形成されるシステム又はユニツ
トの周囲には、ボビン１３に巻付けられた巻線１
２が配置される。巻線は永久磁石及び磁極片のシ
ステムと共に互いに平行に並列する関係で配置さ
れ、磁極片４，７は１つの平面Ｐ１に配置され、
磁極片３，６は平面Ｐ１と平行な平面Ｐ２に配置
される。

巻線１０，１２の一方の側において磁極片３，
４及び６，７は巻線から延出する平坦な端部３
ｂ，４ｂ，６ｂ，７ｂを有する。また、異なる永
久磁石−磁極片システムと関連し、異なる平面Ｐ
１及びＰ２に配置される端部３ｂ及び７ｂは中間
ヨーク８により互いに接続される。端部４ｂ及び
６ｂも同様に中間ヨーク９により互いに接続され
る。しかしながら、中間ヨーク８，９が互いに接
触するのを阻止するために端部４ｂ，６ｂは端部
３ｂ，７ｂより長い。従つて、２つのシステムの
磁極片の間の接続には交差が生じている。たとえ
ば、中間ヨーク８，９はわずかなバヨネツト形湾
曲を有し、ねじ１４により固定することができ
る。

巻線１０，１２の反対側においても、磁極片
３，４，６，７は巻線から延出する平坦な端部３
ａ，４ａ，６ａ，７ａを有し、可動部分すなわち
電機子１は端部３ａ及び４ａの対向する面の間及
び対向する端部６ａ及び７ａの面の間に配置され
る。

従つて、平面Ｐ１及びＰ２に対して垂直な別個
の平行な軸に関して２つのエアギヤツプ領域が限
定される。そのようなエアギヤツプ領域は、平面
Ｐ１及びＰ２に対して垂直であり且つ電機子１の
変位方向と平行である方向をもつ２つの反発力を
それぞれ交互に発生する。上述のような交差があ
るため、異なるエアギヤツプ領域と関連し、磁極
の極性が互いに逆である３ａ及び６ａ又は４ａ及
び７ａのような２つの磁極片の端部は単一の平面
Ｐ２又は単一の平面Ｐ１に配置される。

第５図は電磁石装置の動作を示す展開図であ
る。この場合、２つの巻線１０，１２はそれらの
軸が第５図の平面に配置されるように回動されて
いる。

電機子１はその底部が平面Ｐ１に位置するよう
に図示されている。電機子はＮ極の端部４ａ及び
Ｓ極の端部７ａと接触する。従つて、磁束は矢印
により示される方向に流れる。次に、磁束は２つ
に分割され、部分は中間ヨーク８及び永久磁石
２を通過し、部分は永久磁石５及び中間ヨーク
９を通過する。この磁束の流れは巻線１０及び１
２の磁界Ｈ１及びH′１により発生されている。
それらの磁界が反転されると、永久磁石２の磁束
は端部４ａを介して発生することができなくな
り、反対側の端部４ｂへ導かれるので、中間ヨー
ク９を介して端部６ａへ流れる。同様に、永久磁
石５の磁束は端部６ｂを介して発生することがで
きず、端部６ａにおいて先の磁束に付加される。

従つて、巻線、永久磁石及び磁極片から構成さ
れる各システムは、対向する開いたエアギヤツプ
に磁束を発生し、それにより電機子をその下方の
端部位置から上方の端部位置へ又はそれとは逆の
方向へ移動させるために、エアギヤツプに存在す
る先の磁束を相殺することができる磁束経路指示
装置として作用する。フランス特許第2388386号
に記載される構成とは異なり、巻線の磁界はエア
ギヤツプを通ることなく、その磁界が包囲する磁
石に直接作用し、巻線はエアギヤツプにごく近接
している。また、エアギヤツプは完全に対称形で
あるので、２つのエアギヤツプ領域において発生
される力は全く等しい。

さらに、エアギヤツプを容易に完全に閉鎖する
ことができるが、電機子はその案内に遊びがある
ためにわずかに傾斜すると考えられる。

交差する中間ヨーク８及び９の特徴は、エアギ
ヤツプの面が従来のように４つの平面にあるので
はなく、２つの平面に位置するということであ
る。

第６図は、底部の皿形部材１５を示す第３図と
同様の断面図である。皿形部材の薄い壁は磁極片
の端部４ａ及び７ａの内面と係合する。また、上
部の皿形部材１６は磁極片の端部３ａ及び６ａの
内面と係合する薄い壁を有する。皿形部材１６
は、少なくとも１つの電気接点を収納する閉鎖チ
エンバ（図示せず）により上方へ延長される。そ
の電機子は、他端で電機子１の中心に固着される
絶縁アーム１７により動作される。

接点及び電機子１が配置された後、２つの皿形
部材１５，１６は互いに密封状態で入れ子結合さ
れる。その結果として得られる気密ケースには接
点に使用される金属の性質及び制御される電気的
負荷の性質に適するガスを充満することができ
る。必要に応じて、ケースを磁気回路の残りの部
分から出入れできることは明らかである。薄い壁
は残留磁気防止効果を有し、エアギヤツプ領域に
対して十分に薄いものであれば、力の損失はほと
んどない。

第７図から第９図は電磁石装置の第２の実施例
を示す。

この場合、２つのエアギヤツプ領域を限定する
磁極片の端部を交差させる手段は、２つの磁極片
１０３，１０４の舌状の端部１０３ａ，１０３
ｂ，１０４ａ，１０４ｂにおいて巻線１１０の軸
と平行な軸に沿つた直角屈曲部１０８ａ，１０８
ｂ，１０９ａ，１０９ｂの形態をとる。４つの舌
状端部は巻線の軸に対して同じ側において屈曲さ
れる。それぞれ同じ磁極片１０３，１０４と関連
する２つの舌状の端部１０３ａ，１０３ｂ及び１
０４ａ，１０４ｂは異なる平行な平面Ｐ１，Ｐ２
に配置される。

また、電磁石の可動部分は、磁極面に可動磁極
片１２１，１２２を有する永久磁石１２０であ
る。磁極片１２１の端部１２１ａは、巻線１１０
の一方の側に配置される固定磁極片の端部１０３
ａ又は１０４ａの対向する内面のいずれか一方と
接触する。可動磁極片１２２の別の端部１２２ｂ
は、巻線１１０の他方の側に配置される固定磁極
片の端部１０３ｂ又は１０４ｂの対向する内面の
いずれか一方と接触する。この場合、装置は単安
定装置として動作する。

第６図の実施例と同様に、第７図から第９図の
装置の可動部分１２０，１２１，１２２は気密ケ
ースの内部に配置することができ、ケースの薄い
壁はエアギヤツプ領域を限定する固定磁極片の端
部の内面と係合する。

第７図から第９図に示される単安定装置の動作
は欧州特許第0086121号に記載される装置と同様
である。

従つて、気密ケース内において、その内部に巻
線を収納する必要なく、また、この欧州特許に記
載される装置の場合のように磁気導通路を設ける
必要なく、電気接点を動作させることができる。

さらに、本発明によれば、可動部分に印加され
ず磁束がわずかに非対称であるにもかかわらず、
エアギヤツプを完全に閉鎖することができる。

当然のことながら、本発明は上述の実施例にの
み限定されるのではなく、本発明の範囲から逸脱
せずに様々に変形することができる。

たとえば、第１図から第４図の磁極片３、中間
ヨーク８及び磁極片７のシステムを、磁極片４、
中間ヨーク９及び磁極片６のシステムと同様に一
体の湾曲部材として形成することができるであろ
う。

また、第７図の複合電機子−永久磁石１２０及
び磁極片１２１，１２２−の代わりに、第３図の
平坦な電機子１を使用することができ、その逆も
可能である。さらに、外面に磁極片端部を有する
Ｈ字形の電機子を使用することもできるであろ
う。

対称構成にするために、永久磁石及び磁極片か
ら構成される別のシステムを巻線の反対側に付加
すべきであれば、第１図の装置に単一の巻線のみ
を使用することも可能であろう。付加巻線の導線
は側方アームの永久磁石にも作用する。

第７図から第９図に示される装置は巻線の反対
側に付加される第２の電機子を有していても良
い。この反対の側において舌状の端部１０３ａ，
１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂも延長される。

さらに、第１図に示される種類の２つのシステ
ムを、電磁石装置の中心に共通の電機子１を有す
るように磁極片の端部３ａ，４ａ，６ａ，７ａの
付近に互いに対向するように配置することも可能
である。

鉄心回路の長さと漏れ磁束に関する限り、問題
の理想的な解決方法は、固定磁極片３，４をその
ゴム磁石により分離すると共に、磁極片の第１の
端部が配置される平面Ｐ１及びＰ２の上方におい
て円弧に沿つて螺旋状に湾曲させることである。
この場合、それらの磁極片の第２の端部は平面Ｐ
１及びＰ２に戻され、巻線はそのようにして形成
される部分円環面に配分される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による双安定形態の電磁石装
置の第１の実施例の平断面図、第２図は、第１図
の線−に沿つた側断面図、第３図は、第１図
の前面に対応する端面図、第４図は、第１図の背
面の端面図、第５図は、第１図の電磁石装置にお
ける磁束の流れを示す展開図、第６図は、装置を
気密ケース内に配置した後の第３図と同様の図、
第７図は、単安定形態の第２の実施例の平面図、
第８図は、第７図の線−に沿つた側断面図、
及び第９図は、第７図の線−に沿つた別の側
断面図である。 （符号の説明）、１……電機子、２，５，１０
２，１２０……永久磁石、３，４，６７，１０
３，１０４，１２１，１２２……磁極片、８，９
……中間ヨーク、１０，１２，１１０……巻線、
１０８ａ，１０８ｂ，１０９ａ，１０９ｂ……直
角屈曲部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 永久磁石及び２つの端部位置の間を変位する
   可動部分１，１２０，１２１，１２２を有し、 該可動部分は別個の平行な軸に関して配置され
   る２つのエアギヤツプ領域を限定するために磁気
   回路の残りの部分の端部と共動し、各エアギヤツ
   プ領域は可動部分の運動方向と平行な方向に２つ
   の反発力を交互に発生し、磁気回路は、端部が２
   つのエアギヤツプ領域を限定する磁極片３，４，
   ６，７，１０３，１０４を２つの磁極面に有する
   少なくとも１つの永久磁石２，５，１０２、適切
   な方法による励磁手段によつて磁気回路における
   磁束の流れの方向を変え、それにより可動部分を
   一方の端部位置から他方の端部位置へ移動させる
   ように磁気回路の一部分を包囲して延在する少な
   くとも１つの巻線１０，１２，１１０及び異なる
   エアギヤツプ領域と関連する逆極性の２つの端部
   ３ａ，６ａ，４ａ，７ａ，１０３ａ，１０４ｂ，
   １０３ｂ，１０４ａが同一平面Ｐ１，Ｐ２に配置
   されるように、２つのエアギヤツプ領域を限定す
   る磁極片３，４，６，７，１０３，１０４の端部
   ３ａ，４ａ，６ａ，７ａ，１０３ａ，１０４ａ，
   １０３ｂ，１０４ｂを交差させる手段８，９，１
   ０８ａ，１０８ｂ，１０９ａ，１０９ｂをさらに
   具備する電磁石装置において、該電磁石装置は、
   磁極面に磁極片３，４，６，７，１０３，１０４
   を有する永久磁石２，５，１０２の形態をとる少
   なくとも１つの磁束経路指示システムを具備し、
   該永久磁石の周囲に、該永久磁石の磁化方向（Ｎ
   −Ｓ）に対して垂直であり且つ巻線１０，１２，
   １１０から延出する磁極片の一方３ａ，４ａ，６
   ａ，７ａ，１０３ａ，１０４ａ又は他方３ｂ，４
   ｂ，６ｂ，７ｂ，１０３ｂ，１０４ｂに向かう方
   向をもつ磁界Ｈ１，H′１を発生する巻線１０，
   １２，１１０が配置されることを特徴とする電磁
   石装置。 ２ ２つの磁束経路指示システムを具備する電磁
   石装置において、磁束経路指示システムは互いに
   平行であり且つ２つの平行な平面（それぞれ、Ｐ
   １，Ｐ２）に配置される磁極片（それぞれ３，６
   及び４，７）を有し、２つのエアギヤツプ領域を
   限定する磁極片の端部を交差させる手段は、異な
   る磁束経路指示システムと関連し且つ異なる平面
   Ｐ１，Ｐ２に配置される２つの巻線１０，１２の
   同じ側に配置される磁極片の対応する端部（それ
   ぞれ３ｂ，７ｂ及び４ｂ，６ｂ）を互いに接続す
   る２つの中間ヨーク８，９の形態をとることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電磁石装
   置。 ３ ２つのエアギヤツプ領域を限定する磁極片の
   端部を交差させる手段は、２つの磁極片１０３，
   １０４の舌状の端部１０３ａ，１０３ｂ，１０４
   ａ，１０４ｂにおいて、巻線１１０の軸と平行な
   軸に沿つた直角屈曲部１０８ａ，１０８ｂ，１０
   ９ａ，１０９ｂの形態をとり、４つの舌状の端部
   は巻線の軸に関して同じ側で屈曲され、同じ磁極
   片１０３，１０４と関連する２つの舌状の端部１
   ０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂは異なる
   平行な平面Ｐ１，Ｐ２に配置されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の電磁石装置。 ４ 可動部分は、２つのエアギヤツプ領域を互い
   に接続し、それらのエアギヤツプ領域を限定する
   固定磁極片の端部３ａ，４ａ，６ａ，７ａの対向
   する内面を、双安定動作するように移動させる平
   坦なバー１の形態をとることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項から第３項のいずれか１項に記載
   の電磁石装置。 ５ 可動部分は、２つの磁極面に可動磁極片１２
   １，１２２を有する永久磁石１２０の形態をと
   り、可動磁極片１２１の一端部１２１ａは巻線１
   １０の一方の側に配置される固定磁極片の端部１
   ０３ａ又は１０４ａの対向する内面のいずれか一
   方と接触し、可動磁極片１２２の一端部１２２ｂ
   は巻線１１０の他方の側に配置される固定磁極片
   の端部１０３ｂ又は１０４ｂの対向する内面のい
   ずれか一方と接触し、それにより単安定動作が得
   られることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
   ら第３項のいずれか１項に記載の電磁石装置。 ６ 可動部分１，１２０，１２１，１２２は気密
   ケース１５，１６に収納され、該気密ケースの薄
   い壁１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂはエアギヤ
   ツプ領域を限定する固定磁極片の端部４ａ，７
   ａ，３ａ，６ａの内面と係合することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第５項のいずれか１
   項に記載の電磁石装置。