JPS5939007A - 自己保持型ソレノイド吸着、釈放方法 - 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】 この発明は永久磁石を用いて自己保持を行う自己保持型
ソレノイド（以下、電磁式ソレノイドと云う）の改良に
関する。

電磁式ソレノイドはプランジャーと固定コアとの吸着保
持状態を永久磁石の磁束により維持することを特徴とす
るもので、保持状態の維持に電力を必要とする電磁式ソ
レノイドと比較し、省エネルギータイプである長所を有
する。

他方、電磁式ソレノイドでは電源１ＯＮ−ＯＦＦするこ
とによりプランジャーと固定コアとの張引、吸着保持状
態の維持及び釈放が行えるが、電磁式ソレノイドでは釈
放時に電源極性を変更する必要があるだめ、交流電源を
利用する場合は半波整流あるいは全波整流する整流回路
か用いられ、直流電源を利用する場合においても、電源
極性を変換する装置、あるいは釈放専用コイルを設ける
等の必要があるとでれてきた。従って従来から使用され
ている電磁式ソレノイドは電磁式ソレノイＦに比較して
必要部品が多く回路的に複雑になる欠点があった。

本発明は如上の欠点を解消する電磁式ソレノイドを提供
しようとするもので、電磁式ソレノイドにおいて吸着保
持状態の釈放を、従来不適当と考えられてきた交流電流
を励磁コイルに通電することによって行える点を特徴と
する。

本発明の電磁式ソレノイドは、発明者が種々実験を繰り
返した結果、自己保持状態でのプランジヤーの磁束密度
を飽和あるいは略々飽和とすることによって、交流磁界
の方向か永久磁石による磁界と同一方向の時には磁束密
度Ｂｐの増加はめまりなく、永久磁石による磁界と反対
方向に磁界が加えられた時には、印加起磁力に比例して
減少するとの知見に基いて完成式れたものである。

第１図は本発明の一実施例に係る電磁式ソレノイドの縦
断正面図でろって、（１）のプランジャーと１の固定コ
アが非磁性のパイプ（３）内に収容され、この非磁性パ
イプ（３）はフレームヨーク（２）内に収容される。非
磁性パイプ（３）とフレームヨーク（２）の間には希土
類永久磁石を中にして、その上側に吸引用励磁コイル（
４）、下側に釈放用励磁コイル（４）が配設てれる。（
６）はプランジャー（１）を固定コア（１′）から引離
す方向ＶＣ＠＜バネであり、同図は吸引用励磁コイル（
４）に交流電流を一時通電することでプランジャー（１
）と固定コア（１′）とが吸引、吸着した状態を示して
いる。いったん吸着したプランジャー（１）と固定コア
（１）間には永久磁石（５）からの磁束が流れ、大きい
吸着力が生じバネ（６）の力に打ちかち保持状態が維持
きれる。

プランジャー（１）と固定コア（１）間の吸着を釈放す
るには釈放用励磁コイ／ｌ／（４）に交流を一時的に通
電することにより行なわれる。次にその釈放作用につい
て説明する。なお第１　＋ｍには吸引用、釈放用それぞ
れ専用の励磁コイルを用いた例を示しだが、単一コイル
を使用しても、釈放時にインピーダンスを直列に入れる
ようにすれば可能であるし他の実施例ではコイル設計を
適切に行なうことで単一コイルにより吸引吸着ならびに
釈放も可能であった。

第２図に示すプランジャーの磁化曲線において、自己保
持状態におけるプランジャーの磁束密度（Ｂａ）Ｕ永久
磁石による磁界により磁化曲線上Ａ点の位置で示される
。

こ！で釈放用励磁コイ・ルに交流電流■を通電すると、
プランジャーに交流磁界が加わり、Ａ点の位置はＡ、Ｂ
、Ａ、Ｃと変化し、それに伴いプランジャーの磁束密度
も変化する。このとき図示の前記Ａ点が略々飽和状態に
位置する場合、前記交流磁界の方向が永久磁石による磁
界と同一方向に加えられた時には磁束密度Ｂｐの増加は
殆んどなく、永久磁石による磁界と反対方向に磁界が加
えられた時は印加起磁力に比例して減少する。

このようなプランジャーの磁束密度の変化に伴い、プラ
ンジャーと固定コアの吸着面における吸着力も同様に変
化する。

第３図にプランジャーに発生する吸着力（磁束の２乗に
比例する）と時間との関係を示す。図中、Ｆｍで示す破
線は永久磁石による吸着力、Ｆｓｐで示す破線はプラン
ジャーに付加烙れるバネ（第１図６）力を表わしている
。

プランジャー（１）に発生する吸着力は永久磁石と釈放
用励磁コイルとによる合成吸着力（Ｆｍ−１−ＦｃＤｕ
）でろＤ　ｔｏ　＋　Ｇ　／領域ではバネ力Ｆｓｐよシ
強く、’ｉＬ／＋ｔ、２領域ではバネ力Ｆｓｐの方が強
い。

プランジャーに発生する合成吸着力Ｆｍ＋　ＦｃＤｕが
ｔ　／　ｌ　ｔ　、２領域にくるとバネ力Ｆｓｐにより
プランジャーは吸着状態から釈放され、−同定コアとプ
ランジャーとの間に空隙か生ずる。でらにｔｓ、　ｔ３
領域に移行した時、プランジャーは吸引状態となり、こ
の吸引力が強すぎると再度吸着され、プランジャーは振
動を起こすこととなる。しかし、本発明においては前述
のごとく、’Ｑａ、　ｔ３領域においてプランジャーに
おける磁束密度の増加は少なく、すなわち吸着力の増加
が少なく設定てれている。

一方、永久磁石（第１図５）による吸引吸着力はプラン
ジャーと固定コアとの空隙の増加とともに急激に減衰す
る性質を有しているから、前記永久磁石と釈放用励磁コ
イル（第１図４）との合成吸引吸着力も、空隙の増加と
ともに急激に減衰する。

従って、ｆ：、＋／、　ｔ、２領域におけるこの空隙の
発生と空隙がない場合にプランジャーに作用する力（Ｆ
ｍ＋Ｆｃｏｉｔ−Ｆｓｐ　）が小δくなるごとく設定で
れている２つの効果によりｔｓ、　ｔ３領域での合成吸
引吸着力は吸着時よりも急激に低下してお９、従って実
際にはしｘ、ｔｓの領域の永久磁石と励磁コイルによる
吸着力はＦｓｐ　Ｊニジ小豆〈なシ、交流に基〈振動を
起こすことなく完全な釈放が維持逓れるものと推察ちれ
る。

上記したように、本発明の自己保持型ソレノイドヲ製作
するに当って使用する永久磁石の特性、プランジャー等
からなる磁気回路等をして自己保持状態でのプランジャ
ーの磁束密度が飽和あるいは略々飽和となるよう考慮す
ることによって、釈放用励磁コイル（４）に交流を通電
しても振動することなく、完全釈放が可能となるのであ
って、以下に実施例について記載する。

第１図に例示の構造の自己保持型ソレノイドにおいて、
プランジャー（１）の材質５Ｓ４１、直径１２ｆとし、
まだ永久磁石（５）として、ＳｍＣ（ｂからなる希土類
永久磁石の磁気特性（ＢＨ）ｍａｘ　＝　１８ＭＧ○ｅ
のものを使用した。プランジャー（１）と固定コア（１
）との吸引、吸着状態において筒用交流６０Ｈｚ８Ｖｆ
ｆｉ釈放用励磁コイル（４′）に通電したところ、瞬時
にして完全に釈放された。８■より下ではプランジャー
は振動し釈放できなかった。さらに電圧を１５■に上昇
させたが、振動を起すことなく釈放てれ、広い電圧範囲
にて釈放可能でめった。

以上の如く、本発明は電磁式ソレノイドの吸引釈放を従
来不適切と考えられていた交流電流を励磁コイルに通電
することによって可能としたもので、部品の数の低減を
はかれるとともに回路的にも複雑な構造を必要とせず、
まだ交流電流の使用も励磁コイルに瞬時通電するだけで
あるから、プランジャーを珪素鋼板等の積層材で構成す
る等の発熱に関する配慮の必要がなく、直流電流を通電
するタイプと同様な一体ブロック状のプランジャーを用
いることで、製作面においても安価となり１極めて工業
的価値の高い電磁式ソレノイドを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るソレノイドの縦断正面
図。第２図はプランジャーの磁化曲線図。 第３図はプランジャーに発生する吸着力と時間との関係
を示す曲線図である。 １ニブランジヤー、ｌ：固定コア１．４：吸引用励磁コ
イル、４′：釈放用励磁コイル、５：永久磁石、６：バ
ネ 出願人　　住友特殊金属株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）永久磁石を使用する自己保持型ソレノイドにおい
   て、自己保持状態でプランジャーの磁束密度を飽和、あ
   るいは略々飽和となし、釈放は励磁コイルに交流電流を
   瞬時流すことにより行われることを特徴とする自己保持
   型ソレノイド。
2. （２）吸引、吸着が励磁コイルに交流電流を瞬時流すこ
   とによシ行われることを特徴とする特許請求の範囲（１
   ）に記載の自己保持型ソレノ′イＦ。