JPH0246011Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 この考案は、有極リレーの接点開閉などに使わ
れる電磁石装置に関する。

〔背景技術〕

従来、磁気回路として効率の良いブリツジ型磁
気回路が得られる、４空隙バランスアマチユア方
式の電磁石装置は、永久磁石をコイルの軸方向の
側部に配置していた。このため、電磁石装置全体
の大きさが大きくなり、リレーとして応用した場
合、超薄型リレーを得ることができなかつた。

〔考案の目的〕

この考案は、以上のことに鑑み、小型で薄型
の、ブリツジ型磁気回路が得られる電磁石装置を
提供することを目的としている。

〔考案の開示〕

この考案は、上記の目的を達成するために、コ
イルが巻回された鉄心を有し、この鉄心一端を磁
極部とし、鉄心他端にヨークが設けられ、このヨ
ークが鉄心に対向して延びており、このヨーク先
端を、鉄心磁極部に対向する磁極部とする電磁石
ブロツクと、２枚の磁性体片の各側面中間部が永
久磁石をその着磁方向両端から挟んでおり、各磁
性体片は対向して延びており、その両端をそれぞ
れ対向磁極部とする接極子ブロツクとを備え、接
極子ブロツクが、前記コイルの軸方向の端部に配
置され、かつ、鉄心磁極部およびヨーク磁極部
が、接極子ブロツクの２組の対向磁極部の１組と
もう１組にそれぞれ臨むようにして、両ブロツク
が組合わされており、コイルと永久磁石の働きで
接極子ブロツクが鉄心およびヨークを含む面に垂
直な面内で正逆回動するようになつており、コイ
ル枠の一部が接極子ブロツクを挟む形の突出部と
なつていて、これらの突出部が前記回動の支点と
なつている電磁石装置を要旨としている。以下、
この考案の実施例を示す図面とともに詳しく説明
する。

第１図は、この考案の第１の実施例である。同
図に見るように、この電磁石装置は、電磁石ブロ
ツク１と接極子ブロツク２とを備えている。電磁
石ブロツク１は、コイルＣが巻回されたコイル枠
３の軸方向の穴に挿入された鉄心４を有してい
る。この鉄心４の一端を磁極部５とし、鉄心４の
他端にヨーク６が設けられている。このヨーク６
は、鉄心４に対向して延びており、その先端を、
鉄心４の磁極部５に対向する磁極部７としてい
る。接極子ブロツク２は、２枚の磁性体片８，９
の各側面中間部が永久磁石１０をその着磁方向両
端から挟んでおり、各磁性体片８，９の両端をそ
れぞれ対向磁極部８ａ，９ａおよび８ｂ，９ｂと
している。接極子ブロツク２は、コイルＣの軸方
向端部に配置されている。これら両ブロツク１，
２は、接極子ブロツク２の２組の対向磁極部８ａ
と９ａ、および８ｂと９ｂがそれぞれつくる間隔
に、電磁石ブロツク１の２つの磁極部５，７がそ
れぞれ臨む（挿入される）ように組合わされてい
る。接極子ブロツク２は、コイルＣと永久磁石１
０の働きで、接極子ブロツク２を挟むように形成
されているコイル枠３からの突出部（図中１１お
よび１２）を支点として鉄心４およびヨーク６を
含む面に垂直な面（第２図ａの紙面）内で正逆回
動するようになつている。すなわち、コイルＣに
電流を通じ、鉄心４の磁極部５をＳ極に、ヨーク
６の磁極部７をＮ極にそれぞれ励磁すると、接極
子ブロツク２は、磁極部間（８ａと５、９ａと
５、８ｂと７、および９ｂと７）の同極反発、異
極吸引により、コイル枠３からの突出部１１およ
び１２を支点として第２図ａで見て逆時計方向に
回動し、第２図ａに見るような状態になる。電磁
石の励磁をやめても、永久磁石１０の磁束による
閉磁路が形成されているため、この電磁石装置は
無励磁中もその状態を保つている。コイルＣに先
とは逆向きの電流を通じ、鉄心４の磁極部５をＮ
極に、ヨーク６の磁極部７をＳ極にそれぞれ励磁
すると、接極子ブロツク２は、先と同様にして、
第２図ａで見て時計方向に回動し、磁極部９ａと
５、および８ｂと７がそれぞれ接するような状態
（図示省略）になる。電磁石の励磁をやめても、
永久磁石１０の磁束による閉磁路が形成されてい
るため、この電磁石装置は無励磁中もこの状態を
保つている。この電磁石装置は、ラツチング型で
ある。

第１の実施例の電磁石装置は、接極子ブロツク
が正逆回動した状態のいずれか一方のときに、接
極子ブロツクの永久磁石の磁束による閉磁路が形
成されないようにするか、あるいは、一方の状態
の閉磁路よりも、もう一方の状態の閉磁路のほう
が相対的に強くなるようにすると、シングルステ
イブル型になる。たとえば、鉄心の磁極部の、接
極子ブロツクの対向磁極部と対する面のうちいず
れか一方を切取つたり、いずれか一方に、切欠部
を設けたり、穴を設けたり、レシジユアルプレー
トを設けたり、あるいは突出部を設けたりすれば
よい。または、ヨークの磁極部を今述べたように
変化させてもよい。または、接極子ブロツクの４
つの対向磁極部のいずれか１つ、あるいは、対角
位置にある２つの対向磁極部の、電磁石ブロツク
の磁極部と対する部分を切取つたり、長さを短く
したり、その部分に切欠部を設けたり、穴を設け
たり、レシジユアルプレートを設けたり、突出部
を設けたり、あるいは、その部分を内側または外
側に屈曲させたりすればよい。

このようにして得られたシングルステイブル型
の電磁石装置は、無励磁状態にしたときの復帰が
外部力によらず、自身の永久磁石によつてなさ
れ、無励磁状態中に、励磁状態にするのと逆極性
の電流をコイルを通じても、まつたく動作しない
ものである。

第１の実施例では、鉄心４の磁極部５とヨーク
６の磁極部７とは、接極子ブロツク２の対向磁極
部８ａと９ａ、および８ｂと９ｂに挟まれる方向
（第２図ａ中、縦方向）の厚み（以下、鉄心の磁
極部の厚み、ヨークの磁極部の厚みは、それぞれ
この方向の厚みを指す。）が等しく、接極子ブロ
ツク２は、永久磁石１０の中心を通り着磁方向に
垂直な面について対称形になつている。この永久
磁石１０は、着磁方向両端部が着磁方向と直交し
ているため、２つの磁性体片８，９は平行に延び
ており、対向磁極部８ａと９ａ、および８ｂと９
ｂは、それぞれ間隔が等しくなつている。

ところで、第１の実施例では、第１図にみるよ
うに、ヨーク６の、鉄心４との対向部分は、板厚
方向（第２図ａ中、横方向）が、鉄心４の板厚方
向（第２図中、縦方向）と垂直となるように配置
されており、ヨーク６の高さ（第２図ａ中、縦方
向）が鉄心・コイル部分の高さ（第２図ａ中、縦
方向）と同じかそれ以上となるようにしている。
この場合、ヨークの高さで電磁石装置の高さが決
まる。また、接極子ブロツクの正逆移動もその範
囲に納まるようにすれば、外部に動きしろが不必
要になるので好ましい。

また、第１の実施例では、第１図に見るよう
に、鉄心４とヨーク６とを上記したように配置し
ているので、鉄心４の磁極部５とヨーク６の磁極
部７とは、厚みが同じであるが、横幅（第２図ａ
中、横方向）が異なつている。このため、両磁極
部５，７は、接極子ブロツク２の対向磁極部８
ａ，９ａ，８ｂおよび９ｂがそれぞれ接する際に
与える衝撃に対する機械的強度が異なつている。
すなわち、磁極部７は、磁極部５よりも機械的強
度が弱く、折れ曲がつたり、折れたりする危険が
ある。このような時には、第２図ｂに示す第２の
実施例のように、横幅の狭い磁極部（たとえば
７）の厚みを、横幅の広い磁極部（たとえば５）
の厚みよりも厚くすればよい。ところが、このよ
うにすると、上記したような接極子ブロツク２だ
と、鉄心４およびヨーク６を含む面に垂直な面
（第２図ｂの紙面）での正逆移動の支点の位置を、
厚みの厚い磁極部側へ片寄せる必要が生じる（た
とえば１３，１４）。このため、その磁極部の厚
みによつては、支点の位置がコイル枠３の外にな
ることがある。これを解決するには、たとえば、
つぎに示すように、厚みが相対的に薄くなつてい
る磁極部（たとえば５）が間に挿入されている１
組の対向磁極部を、厚みが相対的に厚くなつてい
る磁極部（たとえば７）が間に挿入されているも
う１組の対向磁極部に比べ、間隔が相対的に狭く
なるようにすればよい。第２図ｃに示す第３の実
施例のように、厚みが相対的に薄くなつている磁
極部５が挿入されている１組の対向磁極部１５
ａ，１６ａをいずれも内側に同角度だけ屈曲させ
て、もう１組の対向磁極部１５ｂ，１６ｂに比
べ、間隔を相対的に狭くすることができる。この
ときの支点が１８，１９である。この接極子ブロ
ツク１７は、永久磁石１０の中心を通り着磁方向
に垂直な面について対称形になつている。１５，
１６は磁性体片である。あるいは、厚みが相対的
に厚くなつている磁極部が挿入されている１組の
対向磁極部をいずれも外側に同角度だけ屈曲させ
てもよい。この電磁石装置は、第１、第２の実施
例と同様に、ラツチング型であり、同様に動作す
る。第２図ｄの第４の実施例のように、接極子ブ
ロツク２０は、２つの磁性体片２２，２３がハの
字形に配置されていてもよい。すなわち、両者２
２，２３が永久磁石２１の着磁方向と斜交してお
り、両斜交方向が同一平面内になるように磁性体
片２２，２３がそれぞれ対向してその斜交方向に
延びており、かつ、永久磁石２１の中心を通り着
磁方向に垂直な面について対称形になつているよ
うにする。このようにして、厚みが相対的に薄く
なつている磁極部５が挿入されている１組の対向
磁極部２２ａ，２３ａの間隔を、もう１組の対向
磁極部２２ｂ，２３ｂの間隔よりも相対的に狭く
することができる。このときの支点が２４，２５
である。この電磁石装置も、第１、第２、第３の
実施例と同様にラツチング型であり、同様に動作
する。

第２、第３、第４の実施例の電磁石装置は、第
１の実施例の電磁石装置と同様にしてシングルス
テイブル型にすることができる。また、それらを
シングルステイブル型にしたものは、第１の実施
例をシングルステイブル型にしたものと同様の特
性がある。さらに、たとえば、つぎに示すように
してもシングルステイブル型にすることができ
る。第３図ａの第５の実施例は、第１、第２また
は第３の実施例のものをシングルステイブル型に
したものである。同図ａにみるように、厚みが相
対的に薄くなつている磁極部５が挿入されている
１組の対向磁極部２６ａ，２７ａのいずれか一方
（たとえば、２７ａ）を内側に屈曲させて、もう
１組の対向磁極部２６ｂ，２７ｂに比べその間隔
をせまくすることにより、シングルステイブル型
が得られる。あるいは、磁極部５が挿入されてい
る１組の対向磁極部を両方とも内側に屈曲させ、
両者の屈曲角度が異なるようにしたり、厚みの厚
い磁極部７が挿入されている１組の対向磁極部の
一方を外側に屈曲させたり、これら両者を外側に
屈曲させて、両者の屈曲角度が異なるようにした
りしてもよい。第３図ａは、その励磁状態であ
る。接極子ブロツク２８がコイル枠３の一部２
９，３０を支点にして鉄心（図示されず）および
ヨーク６を含む面に垂直な面（第３図ａの紙面）
内で左に揺動した状態で、対向磁極部２７ｂとヨ
ーク６の磁極部７とは接しているのに、対向磁極
部２６ａと鉄心の磁極部５とは接していない。こ
のため、磁気回路が、もう一方の状態に比べ、相
対的に弱くなり、励磁をやめると、接極子ブロツ
ク２８は先と同様に右に揺動して、対向磁極部２
７ａと磁極部５、および対向磁極部２６ｂと磁極
部７がそれぞれ接し、閉磁路を形成する。無励磁
中は、この状態を保つている。第３図ｂの第６の
実施例は、第１、第２または第４の実施例のもの
をシングルステイブル型にしたものである。同図
ｂに見るように、接極子ブロツク３１は、２つの
磁性体片３３，３４がハの字形になつている。す
なわち、両者３３，３４の一方（たとえば、３
３）が永久磁石３２の着磁方向と直交しており、
もう一方（たとえば３４）が永久磁石３２の着磁
方向と斜交しており、直交方向および斜交方向が
同一平面内になるように、両磁性体片３３，３４
がそれぞれ対向して延びている。当然、この接極
子ブロツク３１は、永久磁石３２の中心を通り着
磁方向に垂直な面について非対称形である。この
ようにして、シングルステイブル型が得られる。
あるいは、２つの磁性体片がそれぞれ永久磁石の
着磁方向と斜交しており、両斜交方向が同一平面
内になるように、両磁性体片が対向して延びてお
り、かつ、その接極子ブロツクが、永久磁石の中
心を通り着磁方向に垂直な面について非対称形で
あれば、シングルステイブル型が得られる。第３
図ｂは、第６の実施例の励磁状態である。接極子
ブロツク３１がコイル枠３の一部３５，３６を支
点にして鉄心（図示されず）およびヨーク６を含
む面に垂直な面（第３図ｂの紙面）内で左に揺動
した状態で、対向磁極部３４ｂとヨーク６の磁極
部７とは接しているのに、対向磁極部３３ａと鉄
心の磁極部５とは接していない。このため、もう
一方の状態に比べ、磁気回路が相対的に弱くな
り、励磁をやめると、接極子ブロツク３１は先と
同様にして右に揺動して、対向磁極部３４ａと磁
極部５、および対向磁極部３３ｂと磁極部７がそ
れぞれ接し、閉磁路を形成する。無励磁中は、こ
の状態を保つている。

第２図ａ〜ｄ、第３図ａ，ｂは、第１図におい
て、電磁石装置を矢印Ａ方向に見た場合の、正面
一部分図である。これらの図中、第１図と同じ番
号を付したものは、同じものを指している。

なお、鉄心およびヨークを含む面に垂直な面
は、たとえば第２図ａ〜ｄ、第３図ａ，ｂにおい
て、紙面および紙面に垂直で縦方向に広がる面の
２つがあるが前者を選択すれば、電磁石装置の小
型化にはより好ましくなる。

この考案の電磁石装置は、以上の６つの実施例
に限られるものではない。たとえば、つぎに示す
ようなものがある。鉄心磁極部およびヨーク磁極
部の数は、上記の実施例のように１つずつ限られ
るわけではなく、２つ以上でもよい。たとえば、
ヨーク磁極部をコ字形となるように２つ設け、そ
の間に接極子ブロツクの１組の対向磁極部を臨ま
せ、もう１組の対向磁極部は、鉄心磁極部を間に
臨むようにしてもよい。鉄心とヨークとは最初か
ら一体に形成されていてもよいし、別々に形成さ
れたのち、かしめどめなどで一体化されてもよ
い。鉄心と磁極部、ヨークと磁極部もそれぞれ最
初から一体に形成されていてもよいし、別々に形
成されたのち一体化されてもよい。鉄心、ヨーク
の形状も、両者が平板状であつてもよく、棒状そ
の他の形状であつてもよい。ただ、鉄心、ヨーク
が上記の実施例のような形状であれば、ヨーク側
は、外部と磁気遮蔽されるので好ましい。コイル
枠の形状も、第１図に示すものに限られず、普通
の糸巻き状やその他の形状でもよい。ただ、コイ
ル枠の形状が第１図に示すようなものだと、鉄心
側の外部との磁気遮蔽が出来るので好ましい。シ
ングルステイブル型の電磁石装置にするには、上
記したようにするほか、鉄心磁極部またはヨーク
磁極部のそれぞれの磁性体片に対する面のうちい
ずれか一方は、他方よりも相対的に接触面積が小
さくなるようにするか、いずれか一方は全く磁性
体片と接触しないようにすればよい。あるいは、
接極子ブロツクの４つの対向磁極部のうちのいず
れか１つ、または対角位置にある２つの対向磁極
部を短くしたり、切欠いたり、穴をあけたりして
もよい。両ブロツクの接触しあう磁極部のうちい
ずれか一方または、両方に非磁性体片を設けると
レシジユアルプレート（またはレシジユアルギヤ
ツプ）つきの電磁石装置ができあがる。レシジユ
アルプレートつきの電磁石装置は、コイルの電流
（電圧）を０にしても残る残留磁気による吸引が
防がれ、コイルの電流（電圧）をある程度以下に
すれば吸引が解除されるなど、吸引反発や復帰が
スムーズに行われ、吸引特性がよくなる。この場
合、磁性体片に対する鉄心磁極部の両面、磁性体
片に対するヨーク磁極部の両面、接極子ブロツク
の１組の対向磁極部、もう１組の対向磁極部のそ
れぞれにおいて、両者に設ける非磁性体の厚みを
同じにしたり変えたり、大きさを同じにしたり変
えたりするなどして、レシジユアルプレートつき
の、ラツチング型、シングルステイブル型の電磁
石装置をそれぞれつくることができる。

〔考案の効果〕

この考案の電磁石装置は、以上に見てきたよう
に、鉄心一端に設けられたヨークが鉄心と対向し
て延びており、それぞれの先端を磁極部とする電
磁石ブロツクのコイルの軸方向端部に接極子ブロ
ツクが配置され、接極子ブロツクが鉄心およびヨ
ークを含む面に垂直な面内で正逆回動するように
なつている。このため、従来の、コイルの軸方向
側部に、永久磁石を有する接極子ブロツクを配置
したバランスアマチユア式電磁石装置と比べる
と、たとえば、鉄心・コイルが同じ大きさであつ
ても、接極子ブロツクを小さくすることができ、
電磁石装置全体を薄く、かつ、小さくすることが
できる。接極子ブロツクが小さくなるので、鉄
心、コイルも小さくでき、結果として電磁石装置
全体も小型、薄型にすることができる。また、こ
の考案の電磁石装置は、４空隙バランスアマチユ
ア式であるので、従来のものと同様、高効率であ
る。この電磁石装置を用いれば、高効率で、しか
も、小型、薄型のリレーをつくることができる。
コイル枠の一部が接極子ブロツクを挟む形の突出
部となつていて、接極子ブロツクの正逆回動の支
点を、これらの突出部で構成するようにしている
ため、接極子ブロツクは両支点突出部の間で、そ
の支持される姿勢や位置を自由に変えることが出
来る。そのため、これら突出部の形成位置や接極
子ブロツクの寸法に多少のバラツキが生じても、
接極子ブロツクの磁性体片の鉄心、ヨークへの当
たりを常に正確確実に維持させることが出来るの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の１実施例の斜視図、第２
図ａ〜ｄ、第３図ａ，ｂは、この考案の実施例の
正面一部分図である。 １……電磁石ブロツク、２，１７，２０，２
８，３１……接極子ブロツク、３……コイル枠、
４……鉄心、５……鉄心の磁極部、６……ヨー
ク、７……ヨークの磁極部、８，９，１５，１
６，２２，２３，２６，２７，３３，３４……磁
性体片、８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１５ａ，１５
ｂ，１６ａ，１６ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，
２３ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，３３
ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ……接極子ブロツク
の対向磁極部、１０，２１，３２……永久磁石、
１１，１２，１３，１４，１８，１９，２４，２
５，２９，３０，３５，３６……コイル枠一部の
支点、Ｃ……コイル。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) コイルが巻回された鉄心を有し、この鉄心一
   端を磁極部とし、鉄心他端にヨークが設けら
   れ、このヨークが鉄心に対向して延びており、
   このヨーク先端を、鉄心磁極部に対向する磁極
   部とする電磁石ブロツクと、２枚の磁性体片の
   各側面中間部が永久磁石をその着磁方向両端か
   ら挟んでおり、各磁性体片は対向して延びてお
   り、その両端をそれぞれ対向磁極部とする接極
   子ブロツクとを備え、接極子ブロツクが、前記
   コイルの軸方向の端部に配置され、かつ、鉄心
   磁極部およびヨーク磁極部が、接極子ブロツク
   の２組の対向磁極部の１組ともう１組にそれぞ
   れ臨むようにして、両ブロツクが組合わされて
   いて、コイルと永久磁石の働きで接極子ブロツ
   クが鉄心およびヨークを含む面に垂直な面内で
   正逆回動するようになつており、コイル枠の一
   部が接極子ブロツクを挟む形の突出部となつて
   いて、これらの突出部が前記回動の支点となつ
   ている電磁石装置。 (2) 鉄心の磁極部は、接極子ブロツクの対向磁極
   部に挟まれる方向の厚みが、ヨークの磁極部の
   同じ方向の厚みよりも相対的に薄くなつている
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の電磁石装
   置。 (3) 接極子ブロツクの鉄心側の１組の対向磁極部
   は、もう１組の対向磁極部に比べ、間隔が相対
   的に狭くなつている実用新案登録請求の範囲第
   ２項記載の電磁石装置。 (4) １組の対向磁極部となる磁極部のいずれもが
   内側に屈曲することにより、対向磁極部間隔が
   相対的に狭くなつている実用新案登録請求の範
   囲第３項記載の電磁石装置。 (5) １組の対向磁極部となる磁極部のうちいずれ
   か一方が内側に屈曲することにより、対向磁極
   部間隔が相対的に狭くなつている実用新案登録
   請求の範囲第３項記載の電磁石装置。 (6) ２つの磁性体片がハの字形に配置されること
   により、対向磁極部間隔が相対的に狭くなつて
   いる実用新案登録請求の範囲第３項記載の電磁
   石装置。