JPS6229111A

JPS6229111A - プランジヤ型電磁石

Info

Publication number: JPS6229111A
Application number: JP60168241A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ando; 安藤　祐一; Nobuaki Tsugawa; 津川　信明; Kenji Iio; 飯尾　謙二; Shinji Toriyama; 通山　真二
Original assignee: IWASAKI GIKEN KOGYO KK; MIYAZAKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: IWASAKI GIKEN KOGYO KK; MIYAZAKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 1985-07-29
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1987-02-07

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、永久磁石を含むプランジャ型電磁石の改良
に関する。

（ロ）従来の技術従来の永久磁石を用いたプランジャ型電磁石としては、
例えば第５図、第６図に示すものがある。

第５図のプランジャ型電磁石は、ボビンａに２個の励磁
コイルｂｓｃが巻回されるとともに、この２個の励磁コ
イルｂ、ｃ間に永久磁石ｄが介設され、さらにボビンａ
内にはヨークｅに固設された固定鉄心ｆと可動鉄心ｇが
設けられて構成されている。このプランジャ型電磁石で
は、励磁コイルｂに通電すると、永久磁石ｄによる磁束
と励磁コイルｂによる磁束が重畳されて、可動鉄心ｇを
固定鉄心ｆ側に吸引する力が働き、可動鉄心ｇは固定鉄
心ｆに吸着される。吸着後、励磁コイルｂの通電をオフ
しても、永久磁石ｄの磁力により、可動鉄心ｇは吸着状
態で保持される。可動鉄心ｇの解放は、励磁コイルＣに
通電することにより行われる。

第６図のプランジャ型電磁石は、励磁コイルｂを１個と
するとともに、固定鉄心ｆと可動鉄心ｇ間に、解放用の
バネｈを設けている。このプランジャ型電磁石は、励磁
コイルｂに通電すると、第５図のものと同様にして、可
動鉄心ｇが固定鉄心ｆに吸着される。そして、通電をオ
フしても、やはり永久磁石ｄの磁性で自己保持されてお
り、励磁コイルｂに逆電流が流されると、可動鉄心ｇが
解放される。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記例にも示すように、従来のプランジャ型電磁石は、
固定鉄心と可動鉄心の磁極面が軸方向に垂直な面で対面
するものであるため、ストローク長さの大きいものを得
ようとすれば、解放時の固定鉄心と可動鉄心の磁極面間
距離を大きくせねばならず、そのため、可動鉄心を吸引
する時には大きな励磁アンペアターンを要し、駆動電力
の増大、形状の大型化を招くという問題があった。

また、従来のものでは、永久磁石によるラッチング動作
の無通電時の吸着保持力の調節が困難であった。

この発明は、上記に鑑み、小型・小電力で大きなストロ
ーク長さが取れる、しかも必要によって無通電時の吸引
保持力を調節し得るプランジャ型電磁石を提供すること
を目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段この発明のプランジャ型電磁石は、固定鉄心、可動鉄心
、電気巻線及び永久磁石を含み、前記永久磁石が発する
磁束に前記電気巻線通電による磁束を重畳させ、前記両
鉄心の磁極面間に吸引力を発生させ、この吸引力で可動
鉄心の機械的変移を行うものにおいて、前記固定鉄心又
は可動鉄心のいずれか一方の磁極面を筒体内側面に形成
するとともに、これに対面する他方の鉄心の磁極面を、
前記筒体内側面と同一軸を持ち、この軸の方向に摺動変
移自在に挿入配置した柱状体の前記軸方向の平行側面及
び直角端面に形成している。

（ホ）作用このプランジャ型電磁石では、電気巻線に通電すると、
この通電によって生じる磁束と永久磁石の磁束が重畳し
て、その合成磁力により、可動鉄心が固定鉄心に吸着さ
れる。この場合、一方の鉄心磁極面が筒体内側面に形成
され、他方の鉄心磁極面が柱状体の前記筒体の軸方向に
平行な側面及び直角端面に形成され、両磁極面を結ぶ距
離は短（なり、空隙磁路が小さいので、大きなストロー
クを取るわりには小型の電気巻線、小電力で駆動できる
。

（へ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図、第２図は、この発明の一実施例プランジャ型電
磁石の説明図である。

このプランジャ型電磁石１は、中央部の大径筒部３と、
その両端に連設される小径筒部４．５からなる固定鉄心
２と、前記大径筒部３内に設けられる励磁コイル（電気
巻線）６及び永久磁石７と、小径筒部４．５と励磁コイ
ル６及び永久磁石７で形成される筒内に配置される円柱
状の可動鉄心８とから構成されている。

このプランジャ型電磁石１では、励磁コイル６に通電し
ない状態、つまり解放状態で、可動鉄心８は第１図に示
す状態にあり、固定鉄心２の磁極面は小径筒部４の筒内
側面４ａに形成され、これに対応する可動鉄心８の磁極
面は、筒体の軸方向に平行な側面８ａと、軸方向に直角
な端面８ｂに形成され、ここでは固定鉄心２と可動鉄心
８の磁極は軸方向に対し４５°の角度で対峙している。

次に、このプランジャ型電磁石１の動作について説明す
る。

今、励磁コイル６に通電しない時、第１図に示す状態で
安定しているものとする。

この状態で、永久磁石７の起磁力による磁束は、漏洩を
無視すれば、図示のφａ１．φｂ、と分流し、磁束φａ
、４よ可動鉄心８の磁極面８ａ、８ｂを経て、固定鉄心
２の小径筒部３の磁極面３ａに入り、磁束φｂ、は可動
鉄心８を磁束φａ、とは逆方向に通り、固定鉄心２の小
径筒部４の磁極面４ａに入る。

それぞれの磁束量は、各々その磁路の磁気抵抗値に逆比
例して所定値に設定される。また、磁束φａ、φｂ１に
よる合成機械的作用力は零となる。

この状態で、次に励磁コイル６に通電し、こめ通電によ
り発生する磁束をφｉとし、その方向を第１図の通りと
する。これにより、可動鉄心８に作用する機械的吸引力
はＦ＋　＝　　Ｋ　（（−φａ１−φ１）２−（φｂ、−
φｉ）”）＋ただし　ｆｂ：バネ等によるφｂ方向の力で示される。

この機械的作用力Ｆ１が負の値の場合、可動鉄心８は吸
着され、第２図に示す位置まで変移する。

そして、Ｆ’ｚ　＝−Ｋ　（（−φａｔ　−φｉ）”−（＋１’
ｂｚ−φｉ）”）　＋ｆ　ｂの負の値の保持力によって
、第２図の状態が保持される。

次に、この状態で励磁コイル６の通電を停止すると、可
動鉄心８にはＦｓ　−−Ｋ　（φ”ａｚ　−φｚｂｚ）　＋　ｆ　ｂ
の吸着力が作用する。この場合、Ｆ、が負の値であれば
、第２図の状態が保持される。しかし、Ｆ。

が正の値の場合は、第１図の状態に復帰する。なお、小
径筒部４の端部に、ラフチングカを強めるために磁性体
ｖｉ１０が設けられている。

ここで、磁束φａ２、φｂ２の値は、空隙９ａ、９ｂの
値、磁性体板１ｏの有無等により、容易にｒｔｌｉ節・
設定が可能である。

ところで、Ｆ３が負の値の条件では、上記のように、励
磁コイル６に通電がない場合、可動鉄心８は第２図に示
す状態に保持されているが、この状態で、第２図に示す
方向の磁束φｉが生じる極性の電流を励磁コイル６に流
してやると、Ｆ、　＝−Ｋ　（（−φａ２＋φｉ）”−
（φｂ２＋φｉ　）２）　＋ｆｂの吸引力が可動鉄心８
に作用し、Ｆ４が正の値となる条件で、可動鉄心８を第
１図の状態に復帰させることができる。

このプランジャ型電磁石１では、解放時に通電すると、
上記のように磁極面４ａと磁極面８ａ、８ｂに磁束が集
中し、空隙９ａが小さいので、初期駆動力が大となる。

第３図、第４図は、この発明の他の実施例を示すプラン
ジャ型電磁石の説明図である。

この実施例プランジャ型電磁石１１は、ポビン１２に２
個の励磁コイル（電気巻線）１３．１４が巻回されると
ともに、この２個の励磁コイル１３．１４間に永久磁石
１５が介設されている。なお１６は、補助磁性片である
。

また、励磁コイル１３．１４及び永久磁石１５を囲撓し
て、磁路形成用のヨーク１７が設けられ、このヨーク１
７に固設される固定鉄心１８と、可動鉄心１９がボビン
１２内に挿設されている。

固定鉄心１８は、凹状の磁極部２０を備え、この磁極部
２０の凹状底部に、さらに凹部２１を設けている。また
、可動鉄心１９は、前記固定鉄心１８の凹状の磁極部２
０に対面して、凸状の磁極部２２を備え、この磁極部２
２の凸状頂部に、さらに凹部２３を設けている。凹部２
１と凹部２３間にバネ２４が介設され、このバネ２４に
抗し、あるいはバネ２４力により、可動鉄心１９の凸状
磁極部２２が固定鉄心１８の凹状磁極部２０に挿脱変移
自在に構成されている。

このプランジャ型電磁石１１では、励磁コイル１３．１
４に通電しない状態、つまり解放状態で、可動鉄心１９
は第３図に示す位置にある。この状態では、固定鉄心１
８の凹状磁極部２０の底部と可動鉄心１９の凸状磁極部
２２の頂部間は距離りで、比較的大であるが、凹状磁極
部２０の周縁壁部２０ａと凸状磁極部２２の頂部２２ａ
との距離及びヨーク１７の先端１７ａと可動鉄心１９と
の距離は微小である。そのため、ここで励磁コイル１３
を通電すると、この通電により磁束と永久磁石１５によ
る磁束が重畳して、可鉄心１９は固定鉄心１８に吸引さ
れ、第４図に示す状態に吸着保持されるこの状態では、ヨーク１７の先端１７ａと可動鉄心１９
との距離が大となるので、永久磁石１５よりの磁束は、
大部分が可動鉄心１９の凸状磁極部２２の頂部２２ａと
固定鉄心１８の凹状磁極部２０の周壁部の接面に集中す
ることになる。つまり、強力な保持力が得られる。ここ
で、励磁コイル１３の通電をオフしても、保持力が高い
と可動鉄心１９は第４図の状態に保持されたままである
。

励磁コイル１４に通電すると、バネ２４力とこの励磁コ
イル１４による磁力が前記保持力を越え、可動鉄心１９
は吸着保持を解かれ、第３図に示す状態に復帰する。

（ト）発明の効果この発明によれば、可動鉄心のストローク距離に対し、
解放時の固定鉄心と可動鉄心の磁極面間距離が小さいの
で、所定のストロークを得るのに、小型・小電力でよい
し、逆に所定の電ノコで大きなストロークのプランジャ
型電磁石を得ることができる。

その上、可動鉄心の長さを適宜選定し、吸着時における
非吸着部の固定鉄心と可動鉄心の距離を設定・変更すれ
ば、無通電時の保持力を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、この発明の一実施例プランジャ型電
磁石の説明図であり、第１図は、可動鉄心解放時を示す
説明図、第２図は、可動鉄心吸着時を示す説明図、第３
図、第４図は、この発明の他の実施例プランジャ型電磁
石の説明図であり、第３図は、可動鉄心解放時を示す説
明図、第４図は、可動鉄心吸着時を示す説明図、第５図
、第６図は、従来のプランジャ型電磁石を示す図である
。１・１１；プランジャ型電磁石、２・１８：固定鉄心、６・１３・１４：励磁コイル、７・１５：永久磁石、８・１９：可動鉄心。特許出願人　　　　　　　　岩崎技研工業株式会社（ほ
か１名）代理人　　　　　弁理士　　中　村　茂　信第１図２：圓定註・（− 第３図１８：圓定欽ｌ（・第５図ｊｌ！６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定鉄心、可動鉄心、電気巻線及び永久磁石を含
み、前記永久磁石が発する磁束に前記電気巻線通電によ
る磁束を重畳させ、前記両鉄心の磁極面間に吸引力を発
生させ、この吸引力で可動鉄心の機械的変移を行うプラ
ンジャ型電磁石において、前記固定鉄心又は可動鉄心のいずれか一方の磁極面を筒
体内側面に形成するとともに、これに対面する他方の鉄
心の磁極面を、前記筒体内側面と同一軸を持ち、この軸
方向に摺動変移自在に挿入配置して柱状体の前記軸方向
の平行側面及び直角端面に形成してなることを特徴とす
るプランジャ型電磁石。
（２）前記筒体内側面の一方の端部に磁性体板が設けら
れた特許請求の範囲第１項記載のプランジャ型電磁石。
（３）前記固定鉄心及び可動鉄心は、相対する磁極部の
一方を軸方向断面が凹状に、磁極部の他方を軸方向断面
が凸状となるように形成し、凹状部と凸状部を挿脱変移
自在に配置した特許請求の範囲第１項記載のプランジャ
型電磁石。
（４）前記固定鉄心と可動鉄心は、解放時に両鉄心の離
隔距離を比較的小さくし、吸着時に非吸着端側の離隔距
離が前記解放時の離隔距離よりも大となるように、前記
可動鉄心の軸方向長さを選定してなる特許請求の範囲第
１項記載のプランジャ型電磁石。