JPS6022811B2

JPS6022811B2 - 有極電磁石

Info

Publication number: JPS6022811B2
Application number: JP52155985A
Authority: JP
Inventors: 俊一阿潟浜; 嘉秀板東
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1985-06-04
Also published as: JPS5487857A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は永久磁石を備える有極電磁石に関する。

最近、ＩＣ等の半導体素子と同じくらい小さくかつ薄い
プリント基板専用の有極ＩＪレーが要望されている。

有極ＩＪレーを用いて通信や計測等の分野における高周
波信号、音声信号、直流アナログ信号等の微小信号の切
換を行うという思想があるからである。そのため、有極
ＩＪレーに用いる有極電磁石の小型薄型化が急務とされ
ている。しかしながら、従来の有極電磁石ではその構造
上上記目的を達成することができなかった。

例えば、第１図に示す有極電磁石２１はコイル２１１の
上面から垂直方向に延びる支軸２１３を設け、この支軸
２１３に可動部２１２を回転自在に支持するようにして
構成する。また、第２図に示す有極電磁石２２はコイル
２２１の内部に可動部２２２を回転自在に支持するよう
にして構成する。すなわちコイル２２１の内壁に板バネ
２２４，２２５を当綾させ、この板パネ２２４，２２５
で支軸２２３を侠着支持する。そして、この支軸２２３
で可動部２２２を回転自在に支持するのである。したが
って、前者では厚みのあるコイル２１１に厚みのある可
動部２１２を重ねる構成であり、後者ではコイル２２１
の径が大きくなるため、ともに薄型化を図れない。また
、構造が複雑で部品点数が多く、特に可動部２１２，２
２２を支持する部材を別個に必要とする。組立精度や部
品精度がかなり要求される。さらに空間の利用効率が悪
く、形状が大きくなる等の問題点もある。この発明は上
記に鑑み薄型で空間の利用効率が良く、構造簡単でかつ
組立容易な有極電磁石を提供することを目的としている
。

以下、この発明の実施例について説明する。

第３図はこの発明の第１の実施例としてシングルステー
ブルタイプの有極電磁石１１を示している。シングルス
テーブルタイプの有極電磁石は通常時には可動部が一方
に隅奇され、コイルの特定方向の通電時のみに他方に駆
動されるものである。第３図において、固定鉄心１１２
は欧質磁性体から成り、一直線に延びる基部１１２ａと
、この基部と直角に延びる６本の指部１１２ｂ，１１２
ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆ，１１２ｇとから構
成され、全体として王字をかたどった板状に形成されて
いる。この固定鉄心の指部１１２ｃ，１１２ｆにコイル
１１１ａ，１１１ｂがそれぞれ巻回されている。永久磁
石１１３，１１４は同一形状の長方形の板状に形成され
ている。

可動鉄片１１７，１１８は軟質磁性体から成り、永久磁
石１１３，１１４と同一な形状をしている。合成樹脂部
材１１９，１２０および二点鎖線で概略して示す合成樹
脂部材は非磁性体であり、この永久磁石１１３，１１４
および可動鉄片１１８，１１９のそれぞれの一部を含ん
で成形されている。したがって、永久磁石１１３，１１
４および可動鉄片１１８，１１９は一点鎖線を中心とし
て一体にシーソーのように揺動する。そして、永久磁石
１１３のＳ極、Ｎ極が指部１１２ｂ，１１２ｃとそれぞ
れ対面し、永久磁石１１４のＳ極、Ｎ極が指部１１２ｅ
，１１２ｆに、可動鉄片１１７の両端が指部１１２ｃ，
１１２ｄに、また可動鉄片１１８の両端が指部１１２ｆ
，１１２ｇとそれぞれ対面している。なお、図では明ら
かでないが、永久磁石１１３と可動鉄片１１７とは合
成樹脂部材１１９によって磁気的に絶縁されており、他
方永久磁石１１４と可動鉄片１１８とは合成樹脂部材１
２０によって磁気的に絶縁されている。なお、固定鉄０
１１２、永久磁石１１３，１１４および可動鉄片１１７
，１１８は例えば打抜き加工によって形成できる。この
ような構成で、コイル１１１ａ，１１１ｂを通電しない
ときには、永久磁石１１３のＳ極、Ｎ極および永久磁
石１１４のＳ極、Ｎ極が自らの磁力で指部１１２ｂ，
１１２ｃ，１１２ｅ，１１２ｆに吸引され、永久磁石１
１３，１１４の各Ｓ極が指部１１２ｂ，１１２ｅにそれ
ぞれ吸着されている。なお、このとき永久磁石１１３の
Ｎ極と指部１１２ｃとの間のギャップ、永久磁石１１４
のＮ極と指部１１２ｆとの間のギャップがほとんどなく
なるように合成樹脂部材１１９，１２０の形状等を設定
してある。また、指部１１２ｃ，１１２ｆを折り曲げる
等すればギャップをゼロとすることもできる。したがっ
て、このとき指部１１２ｃ、基部１１２ａおよび指部１
１２ｂのループと、指部１１２ｆ、基部１１２ａおよび
指部１１２ｅのループとがそれぞれ永久磁石１１３，１
１４の閉磁路をほぼ形成する。つぎに、ココィル１１１
ａ，１１１ｂに特定方向の通電を行い、、永久磁石１１
３，１１４が形成している磁束と逆方向の磁束を形成さ
せる。

そうすると、永久磁石１１３のＮ極、Ｓ極および永久磁
石１１４のＮ極、Ｓ極がそれぞれ指部１１２ｂ，１１２
ｃ，１１２ｅ，１１２ｆから反発する。同時に、磁極が
形成された指部１１２ｃ，１１２ｄが可動鉄片１１７を
吸引し、同機な指部１１２ｆ，１１２ｇが可動鉄片１１
８を吸引し、その結果、可動鉄片１１７，１１８のそれ
ぞれの一端が指部１１２ｄ，１１２ｇに吸着される。な
お、可動鉄片１１７の他端と指部１１２ｃとの間のギャ
ップならびに可動鉄片１１８の他端と指部１１２ｆとの
間のギャップはほとんどなくなるように合成樹脂部材１
１９，１２０の形状等を設定してある。また、このギャ
ップをゼロとすることができることは、前述の永久磁石
１１３，１１４の各Ｎ極と指部１１２ｃ，１１２ｆとの
ギャップと同様である。したがって、このとき可動鉄片
１１７、指部１１２ｄ、基部１１２ａおよび指部１１２
ｃのループと可動鉄片１１８、指部１１２ｇ、基部１１
２ａおよび指部１１２ｆのループとがそれぞれコイル１
１１ａ，１１１ｂの閉磁路をほぼ形成する。さらに、コ
イル１１１ａ，１１１ｂの通電を遮断すると、固定鉄心
１１２および可動鉄片１１７，１１８が軟質磁性体で
あるから、残留磁化がなく、再び永久磁石１１３，１１
４の各Ｓ極が指部１１２ｂ，１１２ｅに吸着される。

第４図はこの発明の第２の実施例としてラツチングタィ
プの有極電磁石１２を示している。

ラッチングタイプの有極電磁石はコイルを所定方向に通
電すると、可動部がその方向に応じた状態に駆動され、
そののち通電を停止してもその状態が保持されるもので
ある。第４図に示す有極電磁石１２は第３図に示す有極
電磁石１１の可動鉄片１１７，１１８のかわりに永久
磁石１１５，１１６を設けたものである。永久磁石
１１５，１１６は可動鉄片１１７，１１８と同一形状す
なわち永久磁石１１３？１１４と同一形状であり、打
抜き加工で形成できる。そして、永久磁石１１５，１１
６はそれぞれ永久磁石１１３，１１４に対して順方
向に配置されている。他の構成は第３図と同様である。
まず、コイル１１１ａ，１１１ｂを所定方向に通電して
磁束を形成させると、例えば永久磁石１１３，１１４が
この磁束と順方向になり、他方永久磁石１１５，１１６
が逆方向になる。

したがって、永久磁石１１３，１１４の各Ｓ極は指部１
１２ｂ，１１２ｅにそれぞれ吸着し、他方永久磁石１１
５，１１６の各Ｎ極が指部１１２ｄ，１１２ｇからそれ
ぞれ排斥される。このとき、指部１１２ｃ、基部１１２
ａおよび指部１１２ｂのループがコイル１１１ａおよび
永久磁石１１３の開磁路をほぼ形成し、他方指部１１２
ｆ、基部１１２ａおよび指部１１２ｅのループがコイル
１１１ｂおよび永久磁石１１４の閉磁路をほぼ形成して
いる。したがって、コイル１１１ａ，１１１ｂを通電を
停止しても永久磁石１１３，１１４の各Ｓ極は自らの磁
力で指部１１２ｂ，１１２ｅにそれぞれ吸着される。す
なわち、ラツチングされる。つぎに、前述とは逆方向に
コイル１１１ａ，１１１ｂを通電し前述と逆方向の磁束
を形成させるとする。そうすると、今度は永久磁石１１
５，１１６がこの磁束と日頃方向になり、他方永久磁石
１１３，１１４が逆方向になる。その結果、永久磁石１
１５，１１６の各Ｎ極が指部１１２ｄ，１１２ｇにそれ
ぞれ吸着され、永久磁石１１３，１１４の各Ｓ極が指部
１１２ｂ，１１２ｅからそれぞれ排斥される。なお、構
成の対称性から、この場合もコイル１１１ａ，１１１ｂ
の通電を停止しても、この状態が保持されることは説明
をまたなＬ、。第５図および第６図は第３、第４の実施
例を示している。

第５図および第６図にそれぞれ示す有極電磁石１３，１
４はそれぞれ有極電磁石１１，１２を変形したもので
ある。すなわち、有極電磁石１３，１４（第５図、第６
図）はコイル１１１ａ，１１１ｂを固定鉄心１１２の基
部１１２ａに巻回し、あわせて全体の形状をコイル１１
１ａ，１１１ｂの長手方向に延びるものとしたものであ
る。他の構成は第３図または第４図と同様であるから、
対応する箇所に対応する番号を付して説明を省略した。
なお、以上の実施例では固定鉄心１１２等を固定する
構成としたが、逆に固定鉄心１１２等を可動としてもよ
い。

こうすると、永久磁石１１３，１１４，１１５，１１６
および可動鉄片１１７，１１８を固定する合成樹脂部材
をベースやケースで兼用すすることができる。以上、多
数の実施例について説明したように、この発明によれば
、、ほぼ一直線に延びる基部、同一平面上に並行する第
１組の３本の指部およびこの第１組の指部に対称な第２
組の３本の指部から成る王字形にかたどられた板状の磁
性体鉄心を備え、この鉄心の所定箇所にコイルを巻回し
ている。

そして、４つの板状の磁性体部材を所定間隔を置いて非
磁性体部材で一体化し、そのうちの２つを前記基部の長
手方向に平行な方向に直列に配置したうえそれぞれの両
端を前記第１組の中央の指部に隣り合う指部の先端にそ
れぞれ対面させ、さらに他の２つの磁性体部材を同様な
方向に直列に配置したうえそれぞれの両端を前記第２組
の中央の指部に隣り合う指部の先端にそれぞれ対面させ
ている。こうしてコイルの駆動に応じて各磁性体部材が
鉄０の指部に吸引または擬折され、可動部が固定部に対
してシーソーのように揺動する。したがって、全体の形
状は板状の固定部の上に板状の可動部が積層されるよう
に配置する極めて薄型のものとなる。また、ヒンジ部が
なく、ほとんどワーキングギャップすなわち吸着される
箇所しか磁気回路の切れめがないため、極めて磁気効率
が良い。また、構造もめてシンプルで、部品点数も少な
く、空間の利用効率もよい。また、各部材が板状である
ため、打抜き加工ができ、作業が容易となり、部品精度
も難なく向上できる。また、可動部、固定部とも回転軸
に対して対称な形状であるから、バランスアマチュアタ
イプとなり、耐振動、耐衝撃性が良い。さらに、２つの
磁性体部材を残留磁化がバランスするように選定すれば
ラッチングタィプの有極電磁石にでき、他方、残留磁化
がアンバランスになるように選定すればシングルステー
ブルタイプの有極電磁石にでき、両タイプ間で部品や金
型等の共用が図れる。また、２つの磁性体部材を非磁性
体の合成樹脂のインサート成形で一体化するようにすれ
ば、作業性および部品精度、組立精度が一層向上し、か
つ回転軸を容易に形成できるため可動部を支持するため
の特別な都材を必要としない。また、コイルを王字形の
鉄心の中央の２本の指部に巻回し、そのコイル軸が４つ
の磁性体部村と直角になるようにすれば、磁性体部材の
長さをコイルの長さと無関係に短かくでき経済的で．あ
る。なお、４つの磁性体部材を合成樹脂部材に圧入、接
着等で固定してもよく、また合成樹脂以外の非磁性体部
材で一体化する等、種々の変更が可能なことはもちろん
である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例をそれぞれ示す斜視図、第
３図〜第６図はこの発明の第１〜第４の実施例をそれぞ
れ示す斜視図である。１１〜１４，２１，２２・・・有極電磁石、１１１ａ，
１１１ｂ…コイル、１１２，１１７，１１８・・・鉄心
、１１３，１１４，１１５，１１６・・・永久磁石、１
１９，１２０・・・合成樹脂部材。多ス図多２図努グ図多９図多ク図多〆図

Claims

【特許請求の範囲】１ほぼ一直線に延びる基部、同一平面上に並行する第
１組の３本の指部および前記第１組の指部に対称な第２
組の３本の指部から成る王字形にかたどられた板状の磁
性体鉄心と、前記鉄心の所定箇所に巻回されるコイルと
、非磁性体部材で所定間隔を置いて一体化される４つの
板状の磁性体部材とを有し、さらに前記４つの磁性体部
材うちの２つを前記基部の長手方向に平行な方向に直列
に配置し、かつそれぞれの両端を前記第１組の中央の指
部に隣り合う指部の先端にそれぞれ対面させ、さらに他
の２つの磁性体部材同様な方向に直列に配置し、かつそ
れぞれの両端を前記第２組の中央の指部に隣り合う指部
の先端にそれぞれ対面させる構成とし、これら非磁磁性
体部材で一体化された４つの磁性体部材の全体が、前記
鉄心上で、第１組の中央の指部と第２組の中央の指部と
を結ぶ線を回転軸としてシーソー運動するよう、これら
非磁性体部材で一体化された４つの磁性体部材の全体を
支持する支点部を設け、前記コイルの通電に応じて前記
磁性体部材および非磁性体部材が全体として一体に前記
鉄心に対して相対的にシーソーのように駆動されること
を特徴とする有極電磁石。２前記コイルは前記第１組、第２組のそれぞれの中央
位置の指部に巻回される特許請求の範囲第１項記載の有
極電磁石。