JPH0228903A - 電磁石装置 - 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】 〔魔巣上の利用分野〕 この発明は、３相モータの開閉用の電磁接触器等に適用
される電磁石装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第８図に従来例を示す。すなわち、この電磁石装置は、
両端に磁極Ｎ、Ｓを形成し中心に軸部５０を有する永久
磁石５１と、磁極Ｎ、Ｓにそれぞれ設けられて永久磁石
５１の回動方向に延出する延出部５２ａ〜５２ｄを有す
る一対のアーマチュア５３と、永久磁石５１の側部で一
対のアーマチュア５３の延出部５２ａ〜Ｓ２ｄの間に位
置する磁極部５６を両端に有する略Ｕ字形のヨーク５４
と、このヨーク５４の中間部に巻装されたコイル５５と
、永久磁石５１の回動方向の一方向でアーマチュア５３
がヨーク５４の磁極部５６に吸着される復帰位置に付勢
するばね負荷（図示せず）とを備えている。なお、ヨー
ク５４はＬ字形ヨーク５４ａとＵ字形ヨーク５４ｂとを
組み合わせて形成している。

この電磁石装置は、コイル５５の両端のアーマナユア５
３．コークコ４．永久も１石５１の寸法奢コイル軸方向
と垂直方向の中心線Ｍに対して対称にした場合、磁気吸
引力は第１１図に示すようになる。図において、Ｑｌは
定格電圧を印加したときの磁気吸引力特性曲線、Ｑ２は
永久磁石５１のみによる磁気吸引力特性曲線、Ｑ３はＱ
ｌと逆方向に定格電圧を印加したときの磁気吸引力特性
曲線、Ｑ４は双安定動作用のばね負荷線である。

しかし、電磁接触器等の場合には双安定型ではなく、単
安定動作用の電磁石を用いるのが一般的であり、この場
合ばね負荷は第１２図に示すように動作側に片寄ったも
のとなる。第１２図においてＱ、は定格電圧を印加した
ときの磁気吸引力特性曲線、Ｑ２は永久磁石５１のみに
よる磁気吸引力特性曲線、Ｑ４′は単安定動作用のばね
負荷線である。

従来、この種のばね負荷にマツチングできる磁気製′引
力を得るため、第９図に示すようにヨーク５４の磁極部
５６の表面積を左右非対称にしたり、第１０図に示すよ
うにアーマチュア５３の相互の表面積を異ならせたりし
て、コイル５５に対する左右ギャップの磁極面積を変え
る方法、をとっていた、５７はレシジュアルプレートで
ある。

これらの従来例は、部品の寸法を変えるだけでよく、部
品点数が増えないという利点を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、これらの！磁石装置は、動作側あるいは復帰
側の端部における磁気吸引力が、磁極面積を小さくした
ために非常に急峻なものとなる。

そのため厚めのレシジュアルプレート５７を使用する必
要があり、また厚めのレシジュアルプレート５７を用い
るとトータルの磁気ギャップが大きくなり、しかもギャ
ップ対向面積が双安定動作用の第８図の電磁石はどはと
れないので、磁気ギャップの磁気抵抗が大きくなり、そ
のため磁気吸引力幅が小さくなってしまうという問題が
あった。

したがって、これらの電磁石装置は、単安定動作用のば
ね負荷とマツチングしにくいという欠点があった。

したがって、この発明の目的は、単安定動作用のばね負
荷とマツチングしやすい電磁石装置を提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の電磁石装置は、永久磁石の復帰位置でヨーク
を流れる永久磁石の磁束と同方向にヨークに磁束を供給
する補助永久磁石を前記ヨークの一部に構成したもので
ある。

〔作用〕

この発明の構成によれば、ヨークの一部に補助永久磁石
を構成したため、励磁、無励磁の各磁気吸引力特性曲線
が全体的にアーマチュアの復帰側にずれたものとなる。

このため、単安定型のばね負荷とマツチングしやすくな
る。またｌ１ｉｌＩ磁側での吸引力が従来例よりも下が
るため磁気飽和による影響が少なくなる。

〔実施例〕

この発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づいて説
明する。すなわち、この電磁石装置は、永久磁石１と、
アーマチュア２と、ヨーク３と。

コイル４と、補助永久磁石５とを有する。

永久磁石１は、両端に磁極Ｎ、Ｓを形成し中心に軸部６
を有する。軸部６はピンにより形成した軸１４を永久磁
石１の中１１に形成した孔１５に貫通してなり、軸１４
は後述のコイル枠１１の延長部（図示せず）に支持され
ている。軸１４と永久磁石１の磁化方向と直角になる。

アーマチュア２は一対有し、磁極Ｎ、　　Ｓにそれぞれ
設けられて永久磁石１の回動方向の両方向に延出する延
出部７ａ〜７ｄを有する。アーマチュア２は平板状を実
施例とし、同形状のものが永久磁石５の磁極Ｎ、　Ｓに
接着剤により接着固定されている。また永久磁石１はば
ね負荷（図示せず）により直接またはアーマチュア２を
介して一方向（矢印Ａ）に回動付勢されている。ばね負
荷は単独の復帰ばねを用いてもよいが、リレー等の場合
接点ばねで兼用してもよい。

ヨーク３は、永久磁石１の側部でアーマチュア２の延出
部７ａ〜７ｄの間に位置する磁極部１１ａ。

８ｂを両端に有する略Ｕ字形である。ヨーク３は、実施
例ではＬ字形のヨーク片９と、５字形のヨーク片１０と
からなる。延出部７ａ〜７ｄと磁極部８ａ、８ｂとは、
図のように４個のギャップ０１〜Ｇ４をおいてコイル軸
方向と垂直な方向に対向している。

コイル４は、ヨーク３の中間部に巻装されている。コイ
ル４はコイル枠１１の外周に巻線１２を巻回してなる。

コイル枠１１の中空部１３は角柱形をなしている。

補助永久磁石５は、ばね負荷により永久磁石１が回動し
てアーマチュア２がヨーク３の磁極部８ａ。

８ｂに吸着された状態でコーク３を流れる永久磁石１の
磁束と同方向にヨーク３に磁束を供給するように、ヨー
ク３の一部に構成されている。具体的にはヨーク片９．
１０の連結部に介在され磁気的かつ機械的に結合してい
る。補助永久磁石５は薄板状を実施例とし、板厚方向に
着磁されかつコイル軸方向と同方向に磁化方向が向けら
れている。

なお、永久磁石１．アーマチュア２．ヨーク３およびコ
イル４は、コイル軸方向と垂直な中心線１７に対して対
称になっている。

このｔ磁石の組み立ては、第２図に示すように、コイル
枠１１に巻線１２を巻回し、補助永久磁石５を設けたヨ
ーク３をコイル枠１１に組み込む。

永久磁石１に軸１４を貫通し磁極Ｎ、Ｓにそれぞれアー
マチュア２を接着する。

つぎに動作を説明する。第３図はコイル４が励磁されて
なくばね負荷により復帰した復帰状態である。この場合
、永久磁石１の発生した磁束は主に経路Φ１　（実線矢
印）を流れる。すなわち、永久磁石１の磁極Ｎ→アーマ
チュア２の延出部７ａ→ギャップＧ１→磁極部８ａ−ヨ
ーク３のヨーク片１〇−補助永久磁石５−ヨーク片９−
磁極部８ｂ→ギャップＧ４→アーマチュア２の延出部７
ｄ→永久磁石１の磁極Ｓを流れる。また、補助永久磁石
５より発生した磁束は主に経路Φ３　（−点鎖線矢印）
を流れる。ここで、補助永久磁石５の発生する磁束は、
永久磁石１の発生する磁束と同じ方向に流れており、復
帰側の吸引力を大きくする役割を果たしている（第５図
において−の方向）。

一方、第４図はコイル４を励磁した動作状態である。こ
の場合、永久磁石１の発生した磁束は、主に経路Φ１′
　（実線矢印）を流れる。すなわち、永久磁石１の磁ｉ
Ｎ−アーマチュア２の延出部７ｃ−ギャップＧ３−磁極
部８ｂ−ヨーク片９−補助永久磁石５−ヨーク片１０−
磁極部８ａ−ギャップＧ２−アーマチュア２の延出部７
ｂ→永久磁石１の磁極Ｓを流れる。また、補助永久磁石
５より発生した磁束は、主に経路Φ３′　（−点鎖線矢
印）を流れる。動作状態のとき、コイル４の発生した磁
束は経路Φ２　（破線矢印）を流れるように、コイル１
を励磁しており、そのため補助永久磁石５の磁束は永久
磁石１の磁束とコイル１の発生する磁束を打ち消す方向
に働いており、動作側の吸引力は小さくなる（第５図に
おいて−の方向）。

第５図はアーマチュア２の吸引力特性を示し、Ｐ、は補
助永久磁石５を設置した場合の定格電圧を印加したとき
の吸引力特性曲線、Ｐ２は補助永久磁石５を設置した場
合の感動電圧を印加したときの吸引力特性曲線、Ｐ３は
補助永久磁石５を設置した場合の開放電圧を印加したと
きの吸引力特性曲線、Ｐ４は補助永久磁石５を設置した
場合の永久磁石１のみのときの吸引力特性曲線、Ｐ５は
単安定動作用のばね負荷であり、またＰ６は補助永久磁
石５がないときの定格電圧を印加したときの吸引力特性
曲線、Ｐ７は永久磁石１のみのときの吸引力特性曲線で
ある。

この実施例によれば、第６図に示すように、従来の磁極
面積を変えて単安定動作向きとする第９図および第１０
図の電磁石により得られた動作側の端部の急峻な吸引力
特性曲線Ｒ２に比べて、この実施例により得られる動作
側端部の吸引力特性臼＋４ｆＡＰ３の方が傾きおよび伸
びがゆるやかで動作側端部の単安定動作用ばね負荷曲線
Ｐ５より吸引力が上回りに（り、従来例のようにレシジ
ュアルプレート５７を用いて、動作側端部の磁気吸引力
をカントする必要がない。また磁極面積を変えなくてよ
いため、左右対称部品が使える。

また、レシジュアルプレート５７が不要なために、トー
タルの磁気ギャップの対向面積を第９図および第１０図
のように小さくする必要もないので磁気ギャップの磁気
抵抗を小さくすることができ、電磁接触器特有のばね負
荷力が急増する部分の第５図の位置Ｔ付近の磁気吸引力
の変化幅Ｆ１が大きくとれ、このため電磁接触器のよう
な片寄ったばね負荷ともマツチングしやすくなる。

また、補助永久磁石５をコイル枠１１の中空部１３に嵌
め込む構造であるので、補助永久磁石５を固定しやすい
、またアーマチュア２のバランスがよいので安定した動
作が得られる。

第７図はヨーク片９．１０と補助永久磁石５とを固着す
る他の実施例であり、補助永久磁石５の磁極方向の両面
に接着剤１８を塗布し、補助永久磁石５の吸着力士接着
剤１８の接着力でヨーク片９．１０と補助永久磁石５と
を結合している。

〔発明の効果〕

この発明の電磁石装置によれば、ヨークの一部に補助永
久磁石を構成したため、励磁、無励磁の各磁気吸引力特
性曲線が全体的にアーマチュアの復帰側にずれたものと
なる。このため、単安定型のばね負荷とマツチングしや
すくなる。したがって、従来例のようにギャップの磁極
面積を小さくしたり、レシジュアルプレートを設けたり
あるいはこれを厚くしたりする必要がなく、単安定動作
用電磁石として高効率なものを得ることができる。

また励磁側での吸引力が従来例よりも下がるため磁気飽
和による影響が少な（なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図はその分
解斜視図、第３図はその無励磁状態の断面図、第４図は
その励磁状態の断面図、第５図はそのアーマチュアの磁
気吸引力およびばね負荷特性図、第６図はその動作側に
おけるアーマチュアの磁気吸引力およびばね負荷特性図
、第７図は他の実施例の補助永久磁石の取付状態の側面
図、第８図は従来例の断面図、第９図および第１０図は
それぞれ別の従来例の分解斜視図、第１１図は双安定型
の磁気吸引力およびばね負荷特性図、第１２図は単安定
型の磁気吸引力およびばね負荷特性図である。 １・・・永久磁石、２・・・アーマチュア、３・・・ヨ
ーク、４・・・コイル、５・・・補助永久磁石、６・・
・軸部、７ａ〜７ｄ・・・延出部、８ａ、８ｂ・・・磁
極部・・・永久磁石 ・・・アーマチュア ・・・ヨーク ・・・コイル ・・・補助永久磁石 ３ａ。 ８ｂ・・・磁極部 ノー一−Ｎ 第 図 第 図 第 因 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端に磁極を形成し中心に軸部を有する永久磁石と、前
   記磁極にそれぞれ設けられて前記永久磁石の回動方向の
   両方向に延出する延出部を有する一対のアーマチュアと
   、前記永久磁石の側部で前記一対のアーマチュアの前記
   延出部の間に位置する磁極部を両端に有する略Ｕ字形の
   ヨークと、このヨークの中間部に巻装されたコイルと、
   前記永久磁石の回動方向の一方向で前記アーマチュアが
   前記ヨークの磁極部に吸着される復帰位置に付勢するば
   ね負荷とを備えた電磁石装置において、前記永久磁石の
   前記復帰位置で前記ヨークを流れる前記永久磁石の磁束
   と同方向に前記ヨークに磁束を供給する補助永久磁石を
   前記ヨークの一部に構成したことを特徴とする電磁石装
   置。