JPH0220122B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 改良されたトリツプ・ソレノイドにおいて、 ほぼ平行なフレーム側部材と端部とを有する開
口フレーム、 アマチユアを収容するように適合された開口を
画定する前記端部内の手段、 環状のアマチユア空どうを画定する前記フレー
ム内のコイル、 軸方向の移動のために前記フレーム開口内に収
容され、前記コイル空どう内に収容された内側端
を有するアマチユア、 前記フレーム内に設けられ、前記アマチユアと
協働する空隙を画定する前記コイルの一端に収容
された前部を有し、前記コイルから外部的に収容
され、前記フレーム側部材に形成された対向の内
側表面に離隔関係に配向された一対の磁石収容表
面を画定する後部を有する磁極片、 前記磁極表面と前記フレーム部材の隣接表面と
の間のスペースに収容され、前記磁極片に隣接す
る前記アーマチユアを保持する初期保持力を与え
るためにそれらの間に接触した一対の厚さ方向に
配向された磁石、 前記フレーム部材と磁気的に接触して前記フレ
ームの端部に収容され、二次磁束路を形成する前
記磁極片に関して離隔された閉止板手段 より成るトリツプ・ソレノイド。

２ 磁束ギヤツプを画定する前記閉止板手段と前
記磁極片との間に配置された非磁性シムを更に備
えた請求の範囲第１項のトリツプ・ソレノイド。

３ 停止部材を画定する前記アーマチユア上の手
段と、前記アーマチユアを収容するために前記開
口内に収容されたスリーブ・ベアリングと、を更
に備え、前記停止部材が前記アーマチユアの前部
において前記スリーブ・ベアリングと係合可能で
ある請求の範囲第１項のトリツプ・ソレノイド。

４ 前記磁石が低廉なセラミツク磁石である請求
の範囲第１項のトリツプ・ソレノイド。

５ 改良されたトリツプ・ソレノイドにおいて、 離隔したフレーム側部材を有するフレーム、 環状のアーマチユア空どうを画定する前記フレ
ーム内のコイル、 前記フレーム上を軸方向に移動するように設け
られ、前記コイル空洞内に収容された内端を有す
るアーマチユア、 前記フレーム内に設けられ、前記アーマチユア
と協働する空隙を画定する前記コイルの一端に収
容される部分を有し、 前記コイルから外部的に収容され、前記フレー
ム部材の対向する内側表面に離隔関係をもつて配
向された一対の磁石収容表面を画定する別の部分
を有する磁極片、 前記磁極表面と前記フレーム部材の隣接表面と
の間のスペースに収容され、それらの間に接触し
て前記磁極片に隣接して前記アーマチユアを保持
する初期保持力を与える一対のセラミツク磁石、 前記フレーム部材と磁気的に接触し、励磁時に
コイルの大部分の磁束が通過する二次磁束路を形
成する前記磁極片に対し離隔された閉止板、 より成るトリツプ・ソレノイド。

６ 請求の範囲第５項記載のトリツプ・ソレノイ
ドにおいて、更に、前記閉止板と前記磁極片との
間に配置されその間の磁束空隙を画定する非磁性
シムを備えることを特徴とするトリツプ・ソレノ
イド。

７ 隔置され全体に平行な平らなフレーム側面部
材を有する全体にＵ字形のフレーム、 アーマチユアの空胴を画定する前記フレーム内
のコイル、 前記フレーム上に軸方向に移動可能に取り付け
られ、前記コイル空胴内に受けられた内側端を有
するアーマチユア、 前記フレーム内に取り付けられ、かつ前記コイ
ルの一端内に受けられ前記アーマチユアの動作空
隙を画定する部分と、前記コイルの外側に受けら
れ一対の平らな磁石収容表面を画定する別の部分
とを有する磁極、前記表面は前記フレーム部材の
対向する平らな内側表面に対し隔置されている、 前記平らな極表面と前記フレーム部材の隣接内
側平面表面との間の空間内に受けられこの空間を
満たし、前記磁極片に隣接する前記アーマチユア
を保持する初期保持力を与えるためにその間に接
触している一対の矩形の厚さ方向に方向づけされ
たセラミツク磁石、 前記フレーム部材に磁気的に接触している矩形
閉止プレート、及び 前記プレートと前記磁極との間にあり前記プレ
ートを前記極に間隔をもつて保持し、附勢された
時に前記コイルの磁束の大部分が通る第２の磁束
経路を形成する非磁性シム手段、 から成る改良されたトリツプ・ソレノイド。

背景技術 本発明は、トリツプ（trip）・ソレノイドに関
し、更に詳細には、長い時間に亘つて通常の引き
込み位置にアーマチヤーを保持する永久磁石を使
用するソレノイドに関する。当該ソレノイドは、
更に、電気コイルを含み、磁石の有効磁束を中和
あるいは打ち消してアーマチヤーを第２の安定位
置に移動させる。また、この電気コイルに流れる
電流の方向を反転させることによつて、アーマチ
ヤーを第１の安定位置に移動させて戻すことがで
きる。

当該技術分野において周知の如く、従来のトリ
ツプ・ソレノイドは、作動エアギヤツプ又は固定
磁極による閉じたエアギヤツプの中を移動するア
ーマチヤーを使用し、シヤント路即ち固定エアギ
ヤツプを含む第２の磁束路を設けている。この固
定エアギヤツプを含む第２の磁路を設ける目的は
２つある。その１つは、電気コイルに所定の電流
を流すことによつてソレノイドを引きはずす（解
放する）位置を決定することである。そして第２
の目的は、磁極とアーマチヤーを介するフレーム
とによつて与えられる磁束路に平行な磁束路を電
気コイルに対して用意し、永久磁石が減磁される
のを防止する。

トリツプ・ソレノイドは、一般に、１つの軸方
向に向けられた保持磁石を有し、該磁石はフレー
ムの一部と固定磁極との間に配置される。磁極そ
れ自体には、横方向に伸びる部分（環状部）があ
り、そこでエアギヤツプを画定するフレームに近
接して終端し、シヤント路を提供している。しか
し、そのシヤント路は、リラクタンスに関して調
節することができない。更に、保持磁石は一般に
コバルトから形成されるので、比較的高価とな
る。

発明の概要 本発明は、磁束（flux flow）用に広い領域が
与えられ、磁束集中即ち密度が比較的低い値に維
持されるように、比較的広い表面領域で動作する
低コストの磁石を用いるようになつたトリツプソ
レノイドに関する。更に、本発明のトリツプソレ
ノイドは、２次即ちシヤント回路内に可変ギヤツ
プを与え、これによりアーマチユアのリリース点
はコイルへ供給される電流と他のパラメータに関
連して選択及び制御され得る。

好適な実施例において、平らなフレーム側面部
材を有する概してＵ字形のオープンフレームが用
いられる。このフレーム側面の内側表面には広い
領域があり、ソレノイドの維持即ち保持用の平ら
な低コスト永久磁石が収容される。磁極片がフレ
ーム内に収容される。この磁極片は内側フレーム
表面に対向する位置関係に設置された協働平面を
有する。セラミツク磁石のような概して平らな厚
み配向の低コスト磁石がフレームと磁極片との間
の空間に収容される。

アーマチユアの反対側の、フレームの一端は、
磁極片と磁石を隣接してその上に置くが中間非磁
性材料で離間された閉鎖板を受けるように開いて
おり、それによつて２次即ちシヤント経路中に効
果的なエアギヤツプ即ち磁束ギヤツプを設ける。
好適には、このギヤツプは非磁性材料のシム又は
セパレータの厚みを適宜に選択することによつて
変更可能である。

従つて本発明の重要な目的は、一対の低コスト
厚み配向磁石を用いる低コストのトリツプソレノ
イドを提供することである。

本発明の他の目的は、トリツプ・ソレノイドを
設けることであり、トリツプ・ソレノイドはほぼ
Ｃ字型又はＵ字型のフレームを有しておりかつソ
レノイドの動作点を決定する可変分流路を有す
る。

本発明の他の目的は、１以上の概して平らな永
久磁石を有するトリツプ・ソレノイドを設け、そ
れにより磁気力を比較的広い面積に渡つて分散さ
せて任意の１つの場所における磁束の集中を減少
させ、もつて低コストのセラミツク磁石の使用を
可能とし比較的高価なコバルト型磁石あるいは更
に高価な希土類磁石の代わりとすることである。

本発明の上記並びにその他の目的及び利点は、
以下の説明、添付図面及び請求の範囲の記載から
明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従つたトリツプ・ソレノイ
ドの長手方向の断面図。第２図は、第１図の線１
−１にほぼ沿つた横断面図。

好ましい実施例の説明 本発明の好ましい実施例を示す図面を参照する
と、トリツプ・ソレノイドは概してＵ字型の開フ
レーム１０を備えており、このフレームは軟鉄又
はその他の適当な強磁性材料から形成される。フ
レーム１０はほぼＵ字型をしており、その閉じた
前端部１２はその中に円形開口部１３を定めてお
り、この開口部１３を通してアーマチユア１５が
磁気的に導体なスリーブ軸受１８内における軸方
向運動のため受けられる。フレーム１０は一対の
平行して離間した平らなフレーム部材２０及び２
１を含む。

スリーブ軸受１８は、このフレームの前方開口
部内に受けられそして実効上アーマチユアをフレ
ームへ磁気的に結合するベースを形成する。環状
の励磁コイル２５は、フレーム１０内に収容さ
れ、アーマチユア１５の内側端を受ける中央開口
又はアーマチユア空どうを画定する。スリーブ・
ベアリング１８は、フレーム１０の閉端１２に対
して接触するように２８で示されたようにフラン
ジ付きであり、内方伸長部分２９の手段によつて
空どう内へ軸方向に伸びており、コイル２５の他
端用の環状サポートを形成する。

コイル２５の内部終端は軟鉄材質で形成された
固定棒３０に都合よく支持される。固定棒３０は
円筒形の内面を有し、前方部分３１はコイル２５
の空胴を通つて一般の平面ポール表面３２の終端
で受けられる。表面３２は第１図のようにアーマ
チユア１５の内部終端により可動エアーギヤツプ
を形成し、その閉塞点を示す。

アーマチユア１５はコイル空胴内の移動できる
ツバ３５に供給され、アーマチユア１５の移動ま
たはトリツプ点を決定するスリーブ２９の終端附
近にツバ３５が近いとき決定手段を供給する。

ポール３０は円筒部分３１から後方に延び、第
２図に見られるように対向する平面マグネツト受
部表面３３および３４を供給する。表面３３およ
び３４はフレームメンバ２０および２１の対向す
る内部平面状表面３５および３６から一定の間隔
が開けられている。

本発明のトリツプソレノイドの磁気手段は一対
の低価格の平面または長方形の陶磁製マグネツト
４０および４１を含み、これらは一方はポール表
面３３および３５を他方はフレーム表面４０およ
び４１を受ける。短い方の寸法に沿つて極性を与
えるマグネツト４０および４１は厚さ方向に極性
を与えるマグネツトとして知られている。すなわ
ち、マグネツトの各自のトツプおよび底表面によ
つて決定される大きなフラツトエリアはマグネツ
トポール表面である。磁石４０及び４１が第１図
に示すように配置されると、フレーム１０と磁極
３０とに比較的大きな面積で接触し、磁石の磁束
がフレーム及び磁極を通して比較的低い密度で広
がることになる。

第２の分路を形成する装置には、長方形状の強
磁性体後方閉塞部材または板５０が含まれる。閉
塞板５０は、フレーム部材２０，２１の端部内側
面に対して近接して受けられるように釣合わさ
れ、１つまたはそれ以上のスペーサくさび５５に
よつてポール３０の後面に対して隔置されボルト
５２によつて支持される。板５０はフレーム部材
２０，２１を貫通して延びる２対のボルト５４に
よつても保持される。

スペーサくさび５５はプラスチツク、真ちゆう
等の非磁性シート材で作られ、その厚みは、アー
マチユア１５に対してマグネツト４０，４１の保
持力を制御しあるいはソレノイドのトリツプ点を
決定するための所望の磁気ギヤツプを形成するの
に十分な大きさに選ばれてよい。

第１図において点線矢印６０，６１で示される
ように、永久磁石４０，４１の形成する磁束路に
は一次磁束路が含まれる。この一次磁束路は、平
面フレーム部材２０，２１の長手部、端部１２と
軸受１８、アーマチユア１５との非作用空気ギヤ
ツプ、アーマチユアと円筒状ポール部３１、およ
びポール３０とマグネツト４０，４１を通る。二
次の、すなわち分路の磁束路はポール３０、磁
石、およびフレーム部材２０，２１と後閉塞板５
０を通り、その作用は板５０とポール３０間の非
磁性くさび５５の厚みを調整することにより適当
に制御され得る。

マグネツト４０，４１により生ずる保持力は本
発明のトリツプソレノイドに有効に利用され、又
低価格のマグネツトも使用することが出来、この
保持力は図示の通常の後退位置にアマチユア１５
を維持する。ソレノイドをトリツプしようとする
時は、電流パルスがコイル２５に加えられ、それ
により、マグネツトにより生ずるフレームを介
し、又アマチユア及びコアを介するフラツクスが
充分減衰されてスプリング、又は他の力の影響下
でアマチユアが前方に動くことを許容される様に
なる。フラツクスは通常マグネツト自体を介して
完全に逆転されず従つてマグネツトは付勢解除さ
れる様にならない。アマチユア１５が前方、即ち
動いた位置にある場合は、アマチユアとポール面
３２との間に形成される作動ギヤツプはかなりあ
り、永久マグネツト４０，４１からのフラツクス
の大部分は閉塞板５０を通過し、可変ギヤツプが
シム５５により画定される。コイル２５は通過電
流を逆転することによりアマチユアを図示の当初
位置に復帰させる様に都合よく使用することが出
来る。

従つて、本発明により経済的な、かつ有効なト
リツプソレノイドが提供されることが判る。シム
５５により画定される可変ギヤツプはソレノイド
のトリツプ受を制御するために容易に調節出来
る。一対の概ね矩形の永久マグネツトで大きい平
坦なポール面が夫々対応するポール３０及びフレ
ーム部材２０，２１の平坦面に接触いるものを使
用することは、低価格のマグネツトの使用を許容
する。

以上説明した装置の形態は本発明の好ましい実
施例を構成するが、本発明はこの厳密な形態の装
置に限られるものではなく、本発明の範囲から外
れることなく、変化を行うことが可能である。