JPH0722047B2 - 電磁アクチュエ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガス流遮断装置等に利用される永久磁石を用
いた電磁アクチュエータに関する。

従来の技術 従来から省電力タイプの電磁アクチュエータとして永久
磁石を用いて状態を保持し、電磁コイルは瞬間励磁のた
めだけに使用する型式の電磁アクチュエータが使用され
ている。特に近年、ガス消費量計測用のメータの中に組
み込み電池電源を用いマイクロコンピュータで制御しガ
スを遮断するマイコンガス遮断装置のガス遮断弁として
前記電磁アクチュエータの需要が高くなっている。特に
ガス洩れ警報器と連動させる場合や、ガスの安全使用を
監視する場合は電磁アクチュエータの作動状態を示す信
号を必要とすることが多い。

第５図は、作動状態の信号を取出し得る電磁アクチュエ
ータの従来例で、２個の永久磁石1a,1bのＳ極を相対し
て配設し、双方の永久磁石1a,1bの外向するＮ極に接し
てコの字形のヨーク４を配設し、ヨーク４底面のほぼ中
心に固定鉄芯２を固定し、永久磁石1a,1bの相対するＳ
極の中心を取り固定鉄芯２と吸着可能に可動鉄芯３を配
設し、永久磁石１、ヨーク４、固定鉄芯２、可動鉄芯３
で、永久磁石による磁気回路Ａを形成し吸着面10におい
て可動鉄芯３を固定鉄芯２に吸着保持してる。可動鉄芯
３をとりかこんで電磁コイル５が配設され、電流印加に
より永久磁石による磁気回路Ａと逆方向に可動鉄芯３を
励磁し、吸着面10での吸着力を減少させる。固定鉄芯３
にバネ受け９が固定され、バネ受け９と永久磁石１の間
にバネ８が圧縮されて配設されている。電磁コイル５へ
の電流印加により吸着面10での吸着力が減少した結果、
ついにバネ８の反力の方が吸着力より大となり、可動鉄
芯３が吸着面10より離脱し、電磁アクチュエータが作動
する。永久磁石1bのＳ極の近傍にリードスイッチ７の一
方の端子を配設し、他方の端子をヨーク４の近傍に配設
している。可動鉄芯３が固定鉄芯２に吸着保持されてい
る状態では永久磁石による磁気回路Ａは閉回路となり、
ヨーク４、固定鉄芯２、可動鉄芯３の外部へのもれ磁束
は比較的少なくリードスイッチ７を磁化し作動させるに
充分ではないため、リードスイッチ７は非作動状態を示
す。可動鉄芯３が固定鉄芯２より離脱した作動状態にお
いては永久磁石による磁気回路Ａは閉回路とならず、も
れ磁束は比較的多く、このもれ磁束の一部は永久磁石1b
のＮ極よりヨーク４、リードスイッチ７を経て永久磁石
1bのＳ極に至るリードスイッチ７を経る磁気回路Ｂを形
成する。このため、リードスイッチ７は磁化されリード
スイッチ７は作動状態を示す。

上記のようにリードスイッチ７を用いて電磁アクチュエ
ータの作動、非作動状態を電気的信号としてとり出すこ
とができる。

第６図は、電磁アクチュエータの他の従来例で、永久磁
石１のＳ極に底面を接してコの字形のヨーク4aを配設
し、ヨーク4aの両端に接して中央に穴を持つ平板のヨー
ク4bを配設し、永久磁石１のＮ極に接して固定鉄芯２を
配設し、ヨーク4bの穴を貫通し固定鉄芯２と吸着可能に
可動鉄芯３を配設し、永久磁石１、固定鉄芯２、可動鉄
芯３、ヨーク4b、4aで、永久磁石による磁気回路Ａを形
成し、吸着面10において可動鉄芯３を固定鉄芯２に吸着
保持している。可動鉄芯３をとりかこんで電磁コイル５
が配設され、これへの電流印加により永久磁石による磁
気回路Ａと逆方向に可動鉄芯３を励磁し吸着面10での吸
着力を減少させ、バネ８の反力によって可動鉄芯３が吸
着面10より離脱し、電磁アクチュエータが作動する。

第６図の電磁アクチュエータは第５図の電磁アクチュエ
ータに比べて構造が単純で、作動が安定しており、高価
な永久磁石も小型でよいため、近年特に注目されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第６図の電磁アクチュエータは、作動時
に永久磁石１のＳ極側はヨーク4a、4b、可動鉄芯３であ
るのに対しＮ極側は固定鉄芯２のごく近傍のみとなるた
め、第５図に示すような電磁アクチュエータの作動をあ
らわすリードスイッチ７を取付ける固定鉄芯２とヨーク
4a又は4b、もしくは、固定鉄芯２と可動鉄芯３の間に配
置しなければ作動しない。しかし、可動鉄芯３は電磁コ
イル５に覆われているため、リードスイッチを近接配置
できない。また、ヨーク4bは固定鉄芯２に近く常時比較
的多くの磁束がもれているため、リードスイッチは常時
作動状態であるか又は全く作動しない可能性が高く、電
磁アクチュエータの作動に応じてリードスイッチが作動
する配置を決定するのが困難である。このため、第６図
の電磁アクチュエータの作動、非作動状態の情報をリー
ドスイッチを用いて得ることは実際はほとんど不可能に
近いという問題がある。

本発明は上記従来例の問題点を解消するもので、電磁ア
クチュエータの作動状態を示す信号を、電磁アクチュエ
ータの動作に支障なく電気的に得ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、少くとも永久磁
石、固定鉄芯、可動鉄芯、ヨークとで形成した前記永久
磁石による磁気回路と、前記可動鉄芯をとりかこんで配
置され電流印加により前記可動鉄芯を励磁する電磁コイ
ルと、可動鉄芯の作動状態を検出する検出手段と、前記
永久磁石、前記固定鉄芯、検出手段用ヨーク、検出手
段、前記ヨークとで形成した前記検出手段を通る磁気回
路とをそなえた電磁アクチュエータを提供するものであ
る。

作用 本発明の電磁アクチュエータの構成によると、固定鉄芯
と可動鉄芯が吸着している非作動状態においては、永久
磁石、固定鉄芯、可動鉄芯、ヨークとで形成した前記永
久磁石による磁気回路は閉回路となるため、前記永久磁
石より、前記固定鉄芯、検出手段用ヨーク、検出手段前
記ヨークを経て形成した検出手段を通る磁気回路を通過
する磁束は比較的少なく、前記検出手段は作動しない。
一方前記固定鉄芯から前記可動鉄芯が離脱している作動
状態においては、前記永久磁石による磁気回路は閉回路
とならないため前記永久磁石より発する磁束は前記固定
鉄芯から前記可動鉄芯へ、又は前記固定鉄芯から前記ヨ
ークへと空気中の磁気ギャップを通過する磁路を形成す
る。この時前記検出手段用ヨークが前記固定鉄芯の近傍
にあるため、前記検出手段を経る磁気回路の磁気ギャッ
プが前記永久磁石による磁気回路の磁気ギャップより充
分小さくなり、磁束は磁気抵抗の高い空気中を通過する
よりもむしろ、より磁気抵抗の低い前記検出手段を経る
磁気回路を通過する。このため前記検出手段を経る磁気
回路を通過する磁束は比較的多くなるため前記検出手段
は作動する。この様に前記検出手段を用いて電磁アクチ
ュエータの作動、非作動状態を電気信号としてとり出す
ことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例の電磁アクチュエータを図面を
参照して説明する。

本発明の一実施例の電磁アクチュエータは第１図又は第
２図に示す様な構造になっている。永久磁石１のＳ極に
底面を接してコの字形のヨーク4aを配設し、ヨーク4aに
接して中央に穴を持つ平板のヨーク4aを配設し、永久磁
石１のＮ極に接して固定鉄芯２を配設し、ヨーク4bの穴
を貫通し固定鉄芯２と吸着可能に可動鉄芯３を配設し、
永久磁石１、固定鉄芯２、可動鉄芯３、ヨーク4a、4b
で、永久磁石１による磁気回路Ａを形成し、吸着面10に
おいて可動鉄芯３を固定鉄芯２に吸着保持してる。可動
鉄芯３をとりかこんで電磁コイル５が配設され、電流印
加により永久磁石１による磁気回路Ａと逆方向に可動鉄
芯３を励磁し吸着面10での吸着力を減少させ、バネ８の
反力によって可動鉄芯３が吸着面10より離脱し、電磁ア
クチュエータが作動する。第１図は電磁アクチュエータ
が作動していない状態、第２図は電磁アクチュエータが
作動している状態を示す図である。固定鉄芯２の近傍に
はリードスイッチ用ヨーク６が配設され、そしてリード
スイッチ用ヨーク６とヨーク4bの間にリードスイッチ７
が配設されていて、永久磁石１より、固定鉄芯２、リー
ドスイッチ用ヨーク６、リードスイッチ７、ヨーク4a,4
bを経て、リードスイッチを経る磁気回路Ｂが形成され
ている。

第１図に示した様に、固定鉄芯２と可動鉄芯３が吸着し
ている電磁アクチュエータの非作動状態においては、永
久磁石１による磁気回路Ａは閉回路となるため、リード
スイッチ７を経る磁気回路Ｂを通過する磁束は比較的少
なく、リードスイッチ７は作動しない。一方、第２図に
示した様に固定鉄芯２から可動鉄芯３が離脱している作
動状態においては、永久磁石１による磁気回路Ａは閉回
路とならないため永久磁石１より発する磁束は固定鉄芯
２から可動鉄芯３へ、又は固定鉄芯２からヨーク4aへと
空気中の磁気ギャップを通過する磁路を形成する。この
時、リードスイッチ用ヨーク６が固定鉄芯２の近傍にあ
るため、リードスイッチ７を経る磁気回路Ｂの磁気ギャ
ップが永久磁石１による磁気回路Ａの磁気ギャップより
充分小さくなり、磁束は磁気抵抗の高い空気中を通過す
るよりも、むしろ、より磁気抵抗の低いリードスイッチ
を経る磁気回路を通過する。このためリードスイッチ７
を経る磁気回路Ｂを通過する磁束は比較的多くなるため
リードスイッチ７は第２図の如く作動する。この様にリ
ードスイッチ７を用いて電磁アクチュエータの作動、非
作動状態を電気信号としてとり出すことができる。

次に本発明の他の実施例の電磁アクチュエータを第３図
に示した。なお、第１図又は第２図の電磁アクチュエー
タと同様である部分に同一符号を付して詳細な説明を省
略し、異なる部分を中心に説明する。第３図に示した様
に固定鉄芯２の近傍にリードスイッチ用ヨーク6aを配設
し、さらにリードスイッチ用ヨーク6aの近傍にリードス
イッチ用ヨーク6bを配設し、一方ヨーク4bを延長する形
状でリードスイッチ用ヨーク6cを配設し、リードスイッ
チ用ヨーク6bとリードスイッチ用ヨーク6cの間にリード
スイッチ７を配設し、永久磁石１より、固定鉄芯２、リ
ードスイッチ用ヨーク6a、リードスイッチ用ヨーク6b、
リードスイッチ７、リードスイッチ用ヨーク6c、ヨーク
4a,4bを経て、リードスイッチを経る磁気回路が形成さ
れている。第３図の様な電磁アクチュエータの構成でも
第１図の電磁アクチュエータと同様に、リードスイッチ
７を用いて電磁アクチュエータの作動、非作動状態を電
気信号としてとり出すことができる。

さらに、本発明の他の実施例の電磁アクチュエータを第
４図に示した。なお、第１図又は第２図の電磁アクチュ
エータと同様の部分には同一符号をつけて詳細な説明を
省略し、異なる部分を中心に説明する。磁性体で、かつ
雄ネジ11を有するリードスイッチ用ヨーク6dを形成し、
非磁性体のコイルボビン5aの一部に雌ネジ部12を設け、
これにリードスイッチ用ヨーク6dを挿入し、リードスイ
ッチ用ヨーク6dを回転させリードスイッチ用ヨーク6dの
位置を移動させることによってリードスイッチ７を経る
磁気回路Ｂの磁気ギャップを変化させることができる。
この結果、永久磁石１の総磁束のバラツキやリードスイ
ッチ７の感動値のバラツキ等を吸収し、リードスイッチ
７の作動を安定させることができるため、リードスイッ
チ７を用いて電磁アクチュエータの作動、非作動状態を
確実に電気信号としてとり出すことができる。

発明の効果 以上の様に本発明はリードスイッチ用ヨークを設けてリ
ードスイッチを経る磁気回路を設けているから、以下に
示す効果が期待できる。

（イ）従来リードスイッチを用いて電磁アクチュエータ
の作動、非作動状態の情報を得ることが困難であった処
の、永久磁石の着磁方向に前記永久磁石をはさんで固定
鉄芯、ヨークを配した構造の電磁アクチュエータの作
動、非作動状態の情報をリードスイッチを用いて電気信
号として容易にとり出すことができる。

（ロ）リードスイッチ用ヨークの形状を適切に設定する
ことによって、リードスイッチの配置場所の制約が比較
的少なくできる。

（ハ）なお、リードスイッチ用ヨークの位置を移動させ
ることによって、永久磁石の総磁束のバラツキやリード
スイッチの感動値のバラツキ等を吸収し、リードスイッ
チを用いて電磁アクチュエータの作動、非作動状態を確
実に電気信号としてとり出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電磁アクチュエータの
要部を切欠した断面図、第２図は第１図の電磁アクチュ
エータの作動状態を示す要部を切欠した断面図、第３図
は本発明の他の実施例を示す電磁アクチュエータの要部
切欠の断面図、第４図は本発明の他の実施例を示す電磁
アクチュエータの断面図、第５図、第６図は従来の電磁
アクチュエータの要部切欠断面図を示したものである。 １……永久磁石、２……固定鉄芯、３……可動鉄芯、４
……ヨーク、５……電磁コイル、６……リードスイッチ
用ヨーク、７……リードスイッチ、Ａ……永久磁石によ
る磁気回路、Ｂ……リードスイッチを経る磁気回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも永久磁石、固定鉄芯、可動鉄
   芯、ヨークとで形成した前記永久磁石による磁気回路
   と、前記可動鉄芯をとりかこんで配置され電流印加によ
   り前記可動鉄芯を励磁し、固定鉄芯から可動鉄芯を離脱
   させる電磁コイルと、前記可動鉄芯の作動状態を検出す
   る検出手段と、前記永久磁石、前記固定鉄芯、検出手段
   用ヨーク、前記検出手段、前記ヨークとで形成した前記
   検出手段を通る磁気回路を備えた電磁アクチュエータ。
2. 【請求項２】永久磁石の着磁方向に前記永久磁石をはさ
   んで固定鉄芯、ヨークを配設し、前記固定鉄芯のごく近
   傍に検出手段用ヨークを配設し、前記ヨークと前記検出
   手段用ヨークとの間に検出手段を配設した特許請求の範
   囲第１項記載の電磁アクチュエータ。
3. 【請求項３】検出手段用ヨークの位置を移動させること
   によって検出手段を通る磁気回路の磁気ギャップを変化
   させることのできる特許請求の範囲第１項記載の電磁ア
   クチュエータ。