JPS62204503A - 電磁アクチユエ−タ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁粛電器、電磁開閉器、電磁弁。

電磁施錠器具、電磁ブレーキ、電磁クラッチ、電磁振動
機笠の機械力を電気的に制御する電磁アクチュエータに
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、産業、民生の各分野に広範に活用されている電磁
アクチュエータは、例えば、第１３図（ａ）（ｂ）に示
されるようなプランジャー型電磁アクチュエータがある
。

このプランジャー型電磁アクチュエータは固定コアｌに
電気巻線４が巻回され、固定コアｌに対して、柱状可動
コア２は間隙８を介して接離自在に設けられる。

電気巻線４の無通電時に固定コアｌと柱状可動コア２と
の間に１間隙８を保持させるためにスプリング３により
矢印３ａ方向に付勢される。

第１３図（ａ）は電気巻線４の無通電時の状ｊ尻を示し
、可動コア２は固定コア１に対し、スプリング３の矢印
３ａ方向への付勢力によって、間隙８を維持する機械的
安定状ｙ５にある。

に記状態において、電気巻線４に所定方向に通電すれば
、第１３図（ｂ）図示のように第１の磁路６ｂが誘起さ
れてスプリング３の矢印３ａ方向への付勢力に打勝つ磁
気吸引力が発生し、固定コアｌに対して可動コア２は矢
印３ａ方自と反対方向に移動し図示されていない電気接
点、ブｒ棒等に駆動力を作用させる。

′市気巻ｉ４の通電中は第１３図（ｂ）の機械的安定状
態持続し、通電を停止するとスプリング３の矢印３ａ方
向の付勢力で第１３図（ａ）の機械的安定状態に復帰す
る。

次に、第１４図（Ｌ）　　（ｂ）には保持用永久磁石５
を挿入した自己保持（ラッチング）特性の電磁アクチュ
エータが示される。

この゛電磁アクチュエータはプランジャー型電磁アクチ
ュエータにおいて電気巻線４の通電による第１の磁路６
ａ、６ｂに対して永久磁石５が直列に挿入されたもので
、この第１の磁路６ａ。

６ｂは永久磁石５を通過する。

第１４図（ａ）において、電気巻線４に通電されないと
き、永久磁石５による第２の第２の磁路７の作用とスプ
リング３の矢印３ａ方向に作用する抗力は１１衡し、固
定コアｌと可動コア２は間隙８を介し離隔した第１の機
械的安定状態を維持する。

次に、電気巻線４に第１４図（ｂ）図示極性のパルス状
通電を実施し磁路６ｂを誘起させれば、磁路７との重畳
によりスプリング３の矢印３ａ方向に作用する付勢力に
打勝つ磁気吸引力が発生して、可動コア２は固定コアｌ
に吸着され、第１４図（ｂ）図示の第２の機械的安定状
態に変移し図示されていない電気接点、弁棒等に機械的
駆動力を作用させる。

さらに、第１４図（ｂ）図示の第２の機械的安定状態で
、電気巻線４に逆方向のパルス状通電を実施すれば、磁
路７を相殺する磁路６ａを誘起して磁気吸引力を減殺し
、可動コア２はスプリング３の矢印３ａ方向に作用する
付勢力で第１４図（ａ）図示の第１の機械的安定状態に
復旧し、その状態を保持する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述の：ｒＳ１３図（ａ）（ｂ）のプランジャ
ー型電磁アクチュエータは以下の問題点があった。

（ａ）所要吸引力、所要ストロークに必要なアンペアタ
ーンが大きい。

（ｂ）駆動力を作用させる間１通電を持続させる必要の
ため、電力消費が大きい。

（ｃ）電力消費に伴う電気巻線の温度」−昇の制約のた
め電磁アクチュエータの形状が大型化する。

また、上述の第１４図（ａ）（ｂ）のラッチング特性を
持つ従来の他の電磁アクチュエータは。

瞬間的なパルス状通電で機械的な双安定状ｊｆＨの相１
間の変移操作を＋ｊ（能とし、微少な電力消費で制御で
きる長所を有する。

しかしこの反面、電気在線４により第１の磁路６ａ、６
ｂに大きなレラクタンスをもつ永久磁石５を直列に挿入
している構造から、第１３図ＣＦＬ）　　（ｂ）のプラ
ンジャー型電磁アクチュエータに比し、数倍以上の励磁
アンペアターンを必要とする。

このため励磁電源容量の増大、あるいは電気巻線の大型
化が避けられず、また、投入、開放の所要アンペアター
ンの値に大きな差異があるという問題点があった。

そこで、本発明者は、既に、上述の問題点を解決した電
磁アクチュエータを、国際公開ＷＯ３５１０４０４４（
ＰＣＴ／ＪＰ８４１０００ｇ４）、国際公開ＷＯ３６１
００１６８（ＰＣＴ／Ｊ　Ｐ８５１００３１４）　、国
際出願ＰＣＴ／ＪＰ８５１００３１３）、国際出願１）
ＣＴ／Ｊ　Ｐ８５１００　ｓ　３６）で提案した。

この従来装置は第１５図（ａ）（ｂ）に示されるように
電気巻線４による第１の磁路６ａ。

６ｂに対して、永久磁石５の一方の磁極面５ａが固定コ
アｌに固着され、永久磁石５による第２の磁路７を並列
に挿入され、この第２の磁路７は左右に分流する。

この装置においては、第１４図（ａ）（ｂ）の従来装置
とは異なり第１の磁路６ａ、６ｂは永久磁石５を通過せ
ず、固定コア１を通過するため、レラタンスは小さく必
要な励磁アンペアターンは小さくてよく、このため励磁
電源容量を減少させ、ひいては′上気ａ線４を小型化で
き、微少電流で制御できるという効果を奏する。

本発明は、１−述の問題点を解決するために提案された
もので、本発明者により既に提案された。１−述の従来
装置と同様の目的を達成し、効果を奏するもので、微少
電源容ＩＩｉ、かつ、Ｗｋ少電流で制御でき、高感度、
省電力特性を有し、小型、単純で頑丈な電磁アクチュエ
ータを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するためのｐ段〕

本発明は上述の問題点を解決するために提案されたもの
で、固定コア（１）と、該固定コア（１）に対して間隙
（８）を介して接離自在に設けられるｒＩ（動コア（２
）と１通電時に該固定コア（１）および該可動コア（２
）および該間隙（８）に第１の閉ループ状の磁路（６ａ
、６ｂ）が形成されるように該固定コア（１）に巻回さ
れる電気巻線（４）と、該固定コア（１）に固着され、
第２の閉ループ状の磁路（７）を形成する永久磁石（５
）とから成る′電磁アクチュエータを改良するもので、 該永久磁石（５）の少なくとも一方の磁極面（５ａ　、
　５　ｂ）および該磁極面間の少なくとも一箇所の側面
（５ｃ、５ｄ）が該固定コア（１）に固着されることを
特徴とする電磁アクチュエータである。

〔作用〕

本発明によると、永久磁石の少なくとも一方の磁極面お
よび該磁極面間の少なくとも一箇所の側面が固定コアに
固着されるため、電気巻線の通電によるい磁路が永久磁
石を通過せずに固定コアを通過する。

このため、レラクタンスが低下し、惑星なアンンペアタ
ーンが減少し、電気巻線が小型化され、微少電源容量、
かつ、微少電流で制御でき。

高感度、省電力の小型、単純で頑丈な構造となる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面を参照してその実施例に基づいて説
明する。

第１図（ａ）（ｂ）は、本発明の第１の実施例の説明図
である。

固定コア１は円筒状に形成されるが、円筒状に限定され
ない。

この固定コア１に対して間隙８を介して可動コア２が接
離自在に設けられる。

本実施例はいわゆるプランジャー型の電磁アクチュエー
タで　ＩＩｒ動コア２は固定コア１内の間隙８を移動し
、スプリング３により矢印３ａ方向に常時付勢される。

電気巻線４は通電時に固定コアｌと可動コア２と間隙８
に第１の閉ループ状の磁路６ａ。

６ｂが形成されるように固定コアｌに巻回される。

電気巻線４の巻回される位置は特に限定されない。

永久磁石５は固定コア１に対して、磁極面５ｂと側面５
ｃが固着される。

このため、電気巻線４による第１の磁路６ａ。

６ｂは永久磁石５を通過せずに、第１および第２の磁路
６ａ、６ｂ、７は共に固定コア１を通過する。

次に１本実施例の動作について説明する。

電気巻線４に所定方向に通電すると、第１図（ａ）図示
のように第１の磁路°６ａが形成され、永久磁石５によ
る第２の磁路７と相！Ｌに減衰し合い、スプリング３に
よる矢印３ａ方向への付勢力により固定コアｌとｏｆ動
ココア２は第１図（ａ）図示のように離隔する。

次に、逆方向に通電すると第１図（ｂ）図示のように電
気巻ｉ！ａ４による第１の磁束６ｂが形成され、永久磁
石５による第２の磁路７と相互に重畳し合い、スプリン
グ３による矢印３ａ方向への付勢力に打勝ち、固定コア
１と可動コア２とは第１図（ｂ）図示のように当接する
。

これにより１図示されない電磁弁の開閉等を行う。

本実施例と第１３図（ａ）（ｂ）の従来装置との実施デ
ータを比較すると第１２図に示されるように本実施例は
微少゛上流で大きな推力を発生した。

次に、第２図（ａ）（ｂ）を参照して、本発明の第２の
実施例を説明する。

第１図（ａ）（ｂ）の実施例と大部分の構成と動作は同
様であるが、固定コアｌの被覆部１ａが永久磁石５と可
動コア２との間に設けられる。

次に、第３図（ａ）（ｂ）を参照して、本発明の第３の
実施例を説明する。

第１図（ａ）（ｂ）の実施例と大部分の構成と動作は同
様であるが、永久磁石５が固定コアｌ内において、スプ
リング３と反対側端部に設けられている点が異なる。

次に、第４図（ａ）（ｂ）を参照して、本発明の第４の
実施例を説明する。

第３図（ａ）（ｂ）の実施例と大部分の構成と動作は同
様であるが、固定コアｌの被覆部１ａが永久磁石５とｆ
ｆｒ動コア２との間に設けられる点が異なる。

次に、第５図（ａ）（ｂ）を参照して１本発明の第５の
実施例を説明する。

第４図（ａ）（ｂ）の実施例と大部分の構成と動作は同
様であるが、固定コア１の被′Ｂ１部１ａが可動コア２
と当接するように設けられている点が異なる。

また、被覆部１ａを省略してもよい。

次に、第６図を参照して、本発明の第６の実施例を説明
する。

第５図の実施例と大部分の構成と動作は同様であるが、
一対の可動コア２が連接棒２ａにより連接され、永久磁
石５も一対設けられ、双安定に動作する点が異なる。

また、被覆部１ａが設けられていないが設けてもよい。

次に、第７図を参照して、本発明の第７の実施例を説明
する。

第６図の実施例と大部分の構成と動作は同様であるが、
可動コア２は１部材から成り、永久磁石５に当接しない
ように構成されている点が異なる。また、被覆部１ａを
省略してもよい。

次に、第８図を参照して、本発明の第８の実施例を説明
する。

」−述の実施例と異なり、いわゆるフラッパー型の電磁
アクチュエータである。

可動コア２は固定コアｌの被覆部１ａに対して間隙８を
介して接離する。

永久磁石５は両端に一対設けられ、被覆部ｌａに対して
逆極性の磁極面５ａ、５ｂが当接する。

次に、第９図を参照して、本発明のｔＪＳ９の実施例を
説明する。

第８図の実施例と大部分は同様の構成であるが、被覆部
１ａを右しない。

次に、第１０図を参照して、本発明の第１０の実施例を
説明する。

第９図の実施例と大部分は同様の構成であるが、固定コ
ア１の中央゛突出部１ｂに電気巻線４が巻回されている
点において異なる。

次に、第１１図を参照して、本発明の第１１の実施例を
説明する。

第１０図の実施例と異なり、被覆部１ａを有する。

なお、上述の全ての実施例において被覆部１ａを１例え
ば第２図（ａ）（ｂ）の実施例において側面５ｄまで延
長して、永久磁石５の全周囲を覆ってもよい。

また１例えば第２図（ａ）（ｂ）の実施例において永久
磁石５の側面５ｄに固定コア１が当接するように、つま
り、永久磁石５を外側に位置させてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は１以上説明したように構成されるため従来装置
に比較してド記の優れた効果を奏する。

（１）同一の電気巻線のアンペアターンで数倍の吸引力
を発生し得る。

（２）ｆｉ分の１の′上気巻線のアンペアターンで同一
の吸引力を発生しｆＩ）る。

（３）操作電源容部二が小さくでよい。

（４）微少電流で動作するため高感度、省゛屯力特性を
有する。

（５）小型、軽埴である。

（６）構造単純で容易に耐水、１耐圧、防塵等の構造と
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例の第１の機械的安
定状態の説明図、第１図（ｂ）は本発明の第１の実施例
の第２の機械的安定状ｆ島の説明図、第２図（ａ）は本
発明の第２の実施例の第１の機械的安定状態の説明図、
第２図（ｂ）は本発明の第２の実施例の第２の機械的安
定状態の説明図、第３図（ａ）は本発明の第３の実施例
の第１の機械的安定状態の説明図、第３図（ｂ）は本発
明の第３の実施例の第２の機械的安定状態の説明図、第
４図（ａ）は本発明の第４の実施例の第１の機械的安定
状ＩＥの説明図、第４図（ｂ）は本発明の第４の実施例
の第２の機械的安定状５魚の説明図、第５図は本発明の
第５の実施例の説明図、第６図は本発明の第６の実施例
の説明図。 第７図は本発明の第７の実施例の説明図、第８図は本発
明の第８の実施例の説明図、第９図は本発明の第９の実
施例の説明図、第１０図は本発明の第１Ｏの実施例の説
明図、第１１図は本発明の第１１の実施例の説明図、第
１２図は本発明の第１　（ａ）　　（ｂ）　（７）実施
例と第１３図（ａ）（ｂ）の従来装置の特性説明図、第
１３図（ａ）は従来の″Ｉｔｔ磁アクチュエータの第１
の機械的安定状態の説明図、第１３図（ｂ）は第１３図
（ａ）の電磁アクチュエータの第２の機械的安定状態の
説明図、第１４図（ａ）は従来の他の電磁アクチュエー
タの第１の機械的安定状態の説明図。 第１４図（ｂ）は第１４図（ａ）の゛−Ｃ磁アクチュエ
ータの第２の機械的安定状７Ｌの説明図、第１５図（ａ
）は従来のさらに他の電磁アクチュエータの第１の機械
的安定状態の説明図、第１５図（ｂ）は第１５図（ａ）
の電磁アクチユエータの第２の機械的安定状態の説明図
である。 １・・・固定コア １ａ・・・被覆部 ２・・・＋ｉ（動コア ３・・・スプリング ４・・・電気Ｉｉ５線 ５・・・永久磁石 ５ａ、５ｂ・・・磁極面 ５ｃ、５ｄ・・・側面 ６ａ、６ｂ、７・・・磁路 ８・・・間隙 出　願　人　三菱鉱業セメント株式会社岩崎技研Ｔ業株
式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．固定コア（１）と、該固定コア（１）に対して間隙
   （８）を介して接離自在に設けられる可動コア（２）と
   、通電時に該固定コア （１）および該可動コア（２）および該間隙（８）に第
   １の閉ループ状の磁路（６ａ， ６ｂ）が形成されるように該固定コア（１）に巻回され
   る電気巻線（４）と、該固定コア（１）に固着され、第
   ２の閉ループ状の磁路（７）を形成する永久磁石（５）
   とから成る電磁アクチュエータにおいて、 該永久磁石（５）の少なくとも一方の磁極 面（５ａ，５ｂ）および該磁極面間の少なくとも一箇所
   の側面（５ｃ，５ｄ）が該固定コア（１）に固着される
   ことを特徴とする電磁アクチュエータ。