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    公开号:WO1990001780A1
    申请号:PCT/JP1989/000742
    申请日:1989-07-25
    公开日:1990-02-22
    发明作者:Tokio Uetsuhara；Yuichi Ando；Kenji Iio；Kenichiro Kinoshita
    申请人:Mitsubishi Mining & Cement Co., Ltd.；
    IPC主号:H01F7-00
    专利说明:
    [0001] 明 糊 プラ ン ジ ャ ー型電磁石 技 術 分 野
    [0002] 本発明は、 空気、 水、 燃料な ど流体の流れを制御す る電磁弁等に用 い られる ブラ ン ジ ャ 一型電磁石に関す る も のである 。 背 景 技 術
    [0003] プラ ン ジ ャ ー型電磁石は、
    [0004] ( 1 ) 磁性体の固定鉄心に巻回 し た コ イ ルに通電する こ と に よ り 、 可動鉄心に作用す る電磁吸引力を利用す る も のであ る 。
    [0005] ま た 、
    [0006] ( 2 ) コ イ ルに通電す る こ と に よ る起磁力 と 、 永久磁 石の起磁力を磁性体ブラ ン ジ ャ ーに直列に作用 さ せる 所謂ラ ツ チ ン グ型の も の も使用 さ れてい る。
    [0007] し か し なが ら、 上述のブラ ン ジ ャ ー型電磁石には次 の よ う な問題点がある。
    [0008] ① ヨ ーク と プラ ン ジ ャ ー間には間隙を必要と し 、 こ の 間隙 を励磁す る た め の所要ア ン ペ ア タ ー ン が大 き い。 特に ラ ッ チ ン グ型は、 コ イ ルの通電に よ っ て励磁 する磁路に磁気抵抗の大 き い永久磁石を直列に挿入 し てい る ので、 よ り 大 き い励磁ア ンペ ア タ ー ンが必要 と な り 、 電磁石が大型化す る 。
    [0009] ②さ ら に、 間隙部分の磁気吸引力は、 プラ ン ジ ャ ー の外周方向 の磁束密度の ば ら つ き に よ っ て 、 プラ ン ジ ャ ーの外周の一定方向に作用 し 、 プラ ン ジ ャーの作 動摩擦抵抗を増大させる と い う 欠点がある。
    [0010] ③吸引力を作用 さ せる 間、 通電を維持させる必要の あ る型式の電磁石では、 ①の条件 と 相 ま っ て消費電力 が大き く なる。
    [0011] ④電磁石量産時の加工精度、 材質、 或はスプ リ ン グ 抗力の変化等に よ っ て、 コ イ ルの電流が才 フ と なっ て も残留磁束のためにブラ ン ジ ャーが固定鉄心から開離 し な く なる こ と がある。
    [0012] ⑤コ イ ルの電流がオフ と なっ た場合で も永久磁石の 作用 に よ り ブラ ン ジ ャ ーを保持 し てラ ッ チ ング動作す る電磁石においては、 その永久磁石を取除いて も ラ ッ チ ン グ動作が可能であれば電磁石の製造原価が低減さ れる ので、 その よ う な電磁石の出現が望まれている。
    [0013] ⑥従来の電磁石において は、 プラ ンジ ャ ーが固定鉄 4：、に吸引 される際のパー ミ ア ン スのプラ ン ジ ャ ー作動 方向微係数が小さ く て初期吸引力を比較的大き く で き ない と い う 欠点があ っ た。
    [0014] ⑦永久磁石に円環状永久磁石を用いたラ ツ チ ング型 電磁石は、 従来、 永久磁石は半径方向に磁化する必要 があっ た。 従っ て、 内周面 と 外周面の面積差が大き く て、 永久磁石の着磁が困難と なる ので、 円環を複数の 円弧に分割せざる を得ず、 その ため円環状永久磁石の 占積率が悪化 し 、 電磁石が大型化す る のみな らず、 部 品点数が増加 し生産性を阻害 し て いた。 発 明 の 開 示
    [0015] 本発明は、 ブラ ン ジ ャ ー型電磁石を使用する際の、 上述の よ う な各問題点を解決 し て、 電磁石の高感度、 省電力お よ び小型軽量化を図 り 、 使用者側のニーズに 応え る こ と ので き る 、 プラ ン ジ ャ ー型電磁石を提供す る こ と を課題 と す る ものである。
    [0016] 本発明の前提知見を説明する。
    [0017] ①磁路のアンペア'タ ー ンが一定の場合、 電磁石の吸 引力はプラ ン ジ ャ ー と 固定鉄心間のパー ミ ア ンス P の ブラ ン ジ ャ ー作動方向の微係数に比例する。
    [0018] ②磁路に存在す る 間隙が微少で、 磁極片同士が密着 し て い る と き には、 磁路のア ンペア タ ー ンが一定であ れば、 磁束量は略 々一定 と考え られるので、 磁束密度 B が飽和 し ない範囲内では、 磁極片同士の当瘙面の面 積が小さ い程吸着力は大き く で き る。
    [0019] ③磁路の磁気抵抗はその断面積に反比例する。
    [0020] 本発明は、 以上の知見に基づ き 、 次の よ う な手段の 組合せか ら構成さ れ、 電磁石の電源容量並びに電磁石 の小型化を図 り 、 製造 コ ス ト を低減させる こ と を 目 的 と する 。
    [0021] i 磁極片に吸引翼板を設ける 、 磁極片の当接面同 士の形状に工夫を加える等の手段に よ っ て、 磁路の磁 気抵抗を小さ く し 、 ま た、 パー ミ ア ン ス を大き く し て 所定の ア ンペ ア タ ー ン で よ り 大き な吸引力を得る。
    [0022] i i 磁極片の当接面積を調節 し て磁極片同士の吸着 力の増大を図る 。
    [0023] i i i 円環形状の永久磁石の磁化方向を厚み方向に 形成さ せる。
    [0024] 以下本発明の構成を説明する。
    [0025] ( a ) プラ ン ジ ャ ーの固定鉄心と は反対側端部に、 プ ラ ン ジ ャ ー軸方向に直交する ヨ ーク端面に対向 し、 プ ラ ン ジ ャ ーの外径よ り 大き い対向平面を有する磁性体 の吸引翼板を設け、 プラ ン ジ ャ ーの軸方向長さ を所定 長 と した。
    [0026] ( b ) 電磁石がブ ラ ン ジ ャ 一を吸着 していない時、 プ ラ ン ジ ャ ーの軸方向長さ を、 吸引翼板 と 吸引翼板に対 向する ョ ーク端面 と の離間距離がブラ ン ジ ャーと 固定 鉄心間の離間距離に等 し く なる よ う に し た。
    [0027] ( c ) 電磁石がプラ ンジ ャ ーを吸着 し ている時、 ブラ ン ジ ャ ーの軸方向長さ を、 吸引翼板 と ヨ ーク端面は当 接 し 、 ブラ ン ジ ャ ー と 固定鉄心の吸着面は微小間隔を 有する長さ と し た。
    [0028] ( d ) 電磁石がブ ラ ン ジ ャ ーを吸着 し ている時、 ブラ ン ジ ャ ーの軸方向長さ を、 ブラ ン ジ ャー と 固定鉄心の 吸着面は当接 し 、 吸引翼板と ヨ ー ク端面は微小間隔を 有する 長さ と し た： · 考
    [0029] 5
    [0030] ( e ) 吸引翼板 と ブラ ン ジ ャ ーの取付部は吸引翼板を 微小揺動可能に ブ ラ ン ジ ャ ーに遊嵌さ せた。
    [0031] ( f ) ブラ ン ジ ャ ー と 固定鉄心の吸着す る磁極面を、 ブラ ン ジ ャ ー側は複数の円錐台形を先細 り 階段状にプ ラ ン ジ ャ ー と 同一軸心に積層状 と し 、 固定鉄心側は該 ブラ ン ジ ャ ーの各円錐台形に遊嵌 し てプラ ン ジ ャ ー側 と 係止す る 多段階の凹部か ら形成 し 。
    [0032] ( ) ボ ビ ン の一方 ま たは両方の開口端部に、 磁性体 よ り なる 片フ ラ ン ジ付筒体を嵌入装着 し た。
    [0033] ( h ) ヨ ー ク と 固定鉄心お よ びプラ ン ジ ャ ーを一体化 し た構成体を -、 プラ ン ジ ャ ー軸の垂直面で切断 し てな る 固定鉄心側の磁極片 2 個を、 夫 々 の切断面を当接組 合 し て固定磁極片 と 可動磁極片を構成 し 、 固定磁極片 に コ イ ルを揷着固定す る と 共に両磁極片間にスプ リ ン グを揷着保持す る構成 と し た。
    [0034] ( 1 ) ( h ) の電磁石にお いて、 可動磁極片側の固定 磁極片 と の当接面積を所定値に縮小設定 し た。
    [0035] ( J ) ( h ) の電磁石にお いて 、 固定磁極片に、 固定 磁極片に外嵌す る と 共に可動磁極片を遊挿可能と し可 動磁極片が固定磁極片か ら隔離 し て い る と き も可動磁 極片端部表面に遊嵌す る 円筒形磁極片を備えた。
    [0036] ( k ) ( h ) 、 （ i ) 、 （ j ) の電磁石において 、 コ ィ ルの電流をオ フ と し た と き 、 電磁石鉄心の残留磁気 のみでブラ ン ジ ャ ー と 固定鉄心を吸引保持させ、 コ ィ ルに逆方向電流をオ ン す る こ と に よ り ブ ラ ン ジ ャ ーを 固定鉄心から解放させる よ う 構成 し た。
    [0037] ( 1 ) ヨ ークの内面 と プラ ン ジ ャ 一の一方の磁極面が プ ラ ン ジ ャ ー の 移動 方 向 と 平行 に 対面 し 、 プ ラ ン ジ ャ ーの他方の磁極面は固定鉄心の断面積に比較し広 い断面積を有する磁極面に対 しプラ ン ジ ャ ーの移動方 向 と 垂直に対面する よ う に形成 し た。
    [0038] ( m ) ( 1 ) の電磁石のプラ ン ジ ャーの他方の磁極面 と 、 該磁極面と対面する固定鉄心の磁極面は互いに嵌 合する よ う にテ一パ状の凹凸部に形成 した。
    [0039] ( n ) ヨーク の端面或は端面に連結し た磁極面と ブラ ン ジ ャーの一方の磁極面は互いにプラ ン ジ ャーの移動 方向 と垂直に対面する よ う に、 かつ、 ヨ ークの端面磁 極面或は端面に連結 し た磁極面は固定鉄心の断面積に 比較 し広い断面積を有する よ う に形成 し 、 固定鉄心の 磁極面と プラ ン ジ ャ ーの他方の磁極面がブラ ンジ ャー の移動方向 と平行に対面する よ う に形成 し た。
    [0040] ( o ) ( n ) の電磁石の ヨ ーク の端面磁極面或は端面 に連結し た磁極面と ブラ ン ジ ャ ーの一方の磁極面は互 いに嵌合する よ う にテ一パ状の凹凸部に形成 した。
    [0041] 次に、 ラ ッ チ ン グ型のプラ ン ジ ャー型電磁石につい ては、
    [0042] ( P ) 永久磁石は円環形状に形成さ れる と共にブラ ン ジ ャ ー と 同一軸心に プ ラ ン ジ ャ ーを囲繞 し て配設さ れ、 かつ、 磁化方向を円環の厚み方向に形成 した。
    [0043] ( q ) ( P ) の永久磁石は、 固定鉄心の反対側ヨ ーク 端面の磁極 片 と 、 コ イ ル の該磁極片側面上 に ブ ラ ン ジ ャ ー と 同一軸心にブ ラ ン ジ ャ ーを囲繞 し て配設さ れ た円環状磁極片 と の間に揷着 し た。
    [0044] ( Γ j ( q ) の電磁石 2 個を ヨ ーク端面の磁極片面同 士に よ り 当接さ せて左右対称に組合わせ、 2 本のブラ ン ジ ャ ーを共通 1 本に構成 し 、 プラ ン ジ ャ ー軸の両端 側は中心部よ り 直径を小さ く する と 共に、 両端部の固 定鉄心に直径部を遊嵌 し て可動 と す る孔部を設け、 ス プ リ ン グを不要 と し た。
    [0045] ( s ) 固定鉄心 と 反対側 ヨ ー ク端面の磁極片は ヨ ーク 内 に挿入 さ れ 、 磁極 片 を貫通 し て設け ら れた プ ラ ン ジ ャ ーの固定鉄心 と 反対側端部に、 ブラ ン ジ ャ ー軸 と 直交す る と 共 に ヨ ー ク 内面 に 内接す る 吸引翼板 を設 け 、 ブラ ン ジ ャ ー長さ はプラ ン ジ ャ ーが固定鉄心に吸 引 さ れて いない と き 吸引翼板面が ヨ ー ク端面位置に一 致す る長さ と し 、 （ P ) の永久磁石を 、 吸引翼板 と磁 極片 と の間に配設 し た。
    [0046] ( t ) ( s ) の電磁石にお いて 、 永久磁石は、 磁極片 と コ イ ル間に配設さ れる と共に、 永久磁石 と コ イ ル間 にブラ ン ジ ャ ー と 同一軸心にプラ ン ジ ャ ーを囲繞す る 円環状磁極片を配設 し た。
    [0047] ( u ) プラ ン ジ ャ ーの固定鉄心 と は反対側端部に配設 さ れプ ラ ン ジ ャ ー軸方向に直交す る と 共に ヨ ー ク 内面 に内接す る吸引翼板 と 、 吸引翼板のプラ ン ジ ャ ー と は 反対側面上に吸引翼板 と 同一軸心に配設 さ れ円環形状 で 、 かつ、 磁化方向を該円環の厚み方向に形成された 永久磁石 と 、 永久磁石の吸引翼板 と は反対側面上に吸 引翼板 と 同一軸心に配設さ れた円環状磁極片と からな り 、 プラ ン ジ ャ ー長さ はプラ ン ジ ャーが固定鉄心に吸 引 さ れて いない と き 円環状磁極片面が ヨ ーク端面位置 に一致す る長さ と し た。
    [0048] 本発明は以上説明 し たよ う に、 周知の知見を基に し て構成さ れた ものであ り 、 優れた作用効果を有し、 民 生お よ び産業の広範な分野に多大の貢献をする こ と が で き る 。
    [0049] すなわ ち 、
    [0050] @従来と 同一の ア ン ペ ア タ ー ン の電力で従来装置の 数倍の吸引力を発生させる こ と がで き る。
    [0051] ®従来装置の数分の 1 の ア ン ペ ア タ ー ン の電力で従 来 と 同一の吸引力を発生させる こ と がで き る。
    [0052] ©単安定、 双安定等、 種々 の機能の電磁石の製作が 容易にで き る。
    [0053] 上述の特性カ ら 次の よ う な具体的特徴が発揮で き る。
    [0054] ①高感度化、 省エネルギーを図る こ と がで き る 。
    [0055] ②小型、 軽量化で き る 。
    [0056] ③残留磁気を制御する こ と がで き る 。
    [0057] ④構造が単純であ り 量産に適する 。 4
    [0058] 9
    [0059] 図面の簡単な説明
    [0060] 第 1 図〜第 3 図は、 本発明の吸引翼板を設けたブラ ン ジ ャ ー型の電磁石の各実施例の断面図、 第 4 図は、 本発明の吸引翼板 と ブラ ン ジ ャ ーの取付部の断面図、 第 5 図は、 本発明の固定鉄心 と プラ ン ジ ャ ーの吸脱 着面の断面図、 第 6 図は、 本発明のボ ビ ン の実施例の 断面図、 第 7 図は、 本発明の鉄心構造を有する プラ ン ジ ャ ー型電磁石の第 1 の実施例の断面図、 第 8 図は、 第 7 図に示すの電磁石の鉄心吸着磁極面積を小さ く し た第 2 の実施例の断面図、 第 9 図は、 第 7 図に示す鉄 心構造 を有す る 電磁石の第 3 の実施例の断面図 、 第 1 0 図は、 本発明のプラ ン ジ ャ ー と 固定鉄心の吸着面 を広 く し た電磁石の第 1 の実施例の断面図、 第 1 1 図 は、 第 1 0 図に示す電磁石の第 2 の実施例の断面図、 第 1 2 図は、 第 1 0 図に示す電磁石に永久磁石を追加 し た第 3 の実施例の断面図、 第 1 3 図は、 本発明のプ ラ ン ジ ャ ー と 固定鉄心の吸着面構造を持つ電磁石の第 1 の実施例め断面図、 第 1 4 図は、 第 1 3 図に示す電 磁石に永久磁石を追加 し た第 2 の実施例の断面図、 第 1 5 図は、 磁化方向を厚み方向に形成 し た本発明の円 環型永久磁石 を装着 し た実施例の断面図 、 第 1 6 図 は 、 本発明 の永久磁石 を装着 し た他の実施例の断面 図、 第 1 7 図は、 本発明の永久磁石 と 吸引翼板を装着 し た実施例の断面図、 第 1 8 図は、 第 1 7 図に示す電 磁石の他の実施例の断面図、 第 1 9 図は、 本発明の永 久磁石を吸引翼板の外側に装着 し た実施例の断面図、 第 2 0 図は、 本発明の具体例の説明図、 第 2 1 図は、 本発明 と 従来例について、 電磁石の入力 と吸引力 と の 関係を比較 し たグラ フ 、 第 2 2 図〜第 2 5 図は従来例 の断面の説明図である。 明を実施す る ための最良の形態
    [0061] 先ず、 従来技術 を図面に よ り 説明す る 。 第 2 2 図 は、 永久磁石のない従来装置の説明図であ り 、 ヨ ーク 1 0 に固設された固定鉄心 1 2 と 、 固定鉄心 1 2 に当 接す る プ ラ ン ジ ャ ー 1 4 と 、 固定鉄心 1 2 と プ ラ ン ジ ャ ー 1 4 を所定間隔離間させる スプ リ ン グ 1 6 と 、 固定鉄心 1 2 、 プラ ン ジ ャー 1 4及びヨ ーク 1 0 で構 成される回路を通電に よ っ て磁化 しスプ リ ング 1 6 の 付勢力に抗してプラ ン ジ ャ一 1 4 を固定鉄心 1 2 に吸 着させる コ イ ル 1 8 と 、 コ イ ル巻回用ボ ビ ン 2 0等か ら構成さ れている。 図は コ イ ル 1 8 に通電されてお ら ず ブ ラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固 定鉄心 1 2 力 s ス プ リ ン グ 1 6 の付勢力に よ っ て隔離さ れた安定状態を示.す。 こ の状態で コ イ ル 1 8 に所定の通電を行えば、 スプ リ ン グ 1 6 の付勢力に抗 してプラ ン ジ ャー 1 4 は固定鉄心 1 2 に吸着さ れ、 プ ラ ン ジ ャ ー 1 4 に接続さ れる接 点、 弁 （ 図示 し て い な い ） 等を作動さ せ る 。 コ イ ル 1 8 の通電を停止する と 、 第 2 2 図に示す状態に復帰 する 。 ま た、 第 2 3 図お よ び第 2 5 図は、 永久磁石を備え た従来装置例の説明図であ り 、 固定鉄心 1 2 の外に永 久磁石 2 4 、 円環形状永久磁石 2 6 を合わせ用いた も のであ る。 第 2 3 図は コ イ ル 1 8 に通電さ れてお らず プ ラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定鉄心 1 2 がス プ リ ン グ 1 6 の 付勢力に よ て隔離さ れた安定状態を示す。 こ の状態 で コ イ ル 1 8 に 、 永久磁石 2 4 の起磁力 と 同一極性の 起磁力を誘起さ せる よ う に所定の通電を行なえば、 両 起磁力の重畳効果に よ り 、 スプ リ ン グ 1 6 の付勢力に 抗 し てプラ ン ジ ャ ー 1 4 は固定鉄心 1 2 に吸着さ れ、 ブラ ン ジ ャ ー 1 4 に接続さ れる接点、 弁 （図示 してい な い ） 等を作動 さ せ る 。 さ ら に 、 こ の状態で コ イ ル 1 8 の通電を停止 し て も 、 永久磁石 2 4 の作用のみで こ の状態を持続す る 。 コ イ ル 1 8 に永久磁石 2 4 の起 磁力 と逆極性の起磁力を誘起す る よ う に所定の通電を 行 う と 、 第 2 3 図の状態に復帰 し 、 いわゆ る ラ ッ チ ン グ動作を行う 。
    [0062] 第 2 4 図 は 、 従来の 固定鉄心 1 2 と ブ ラ ン ジ ャ ー 1 4 の当接面を示 し た一例である。
    [0063] 第 2 5 図は、 上半分はプラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定鉄心 1 2 が離 間 し て い る 状態 、 下 半分 は ブ ラ ン ジ ャ ー 1 4 が固定鉄心に吸着さ れてい る状態を示 し ている。 なお、 実線は永久磁石に よ る磁力線、 点線は コ イ ルに 通電する こ と に よ り 誘起さ れる磁力線である。
    [0064] 本発明は、 上述 し た よ う な従来例のプラ ン ジ ャ ー型 電磁石の 問題点 を解決す る ため に な さ れた も のであ り 、 以下、 図面に よ り 説明する。
    [0065] 第 1 図 は 、 従来 の ブ ラ ン ジ ャ ー 1 4 の 固 定鉄心 1 2 と は反対側に吸引翼板 2 2 を設け、 コ イ ル 1 8 に 通電 していない と き 、 吸引翼板 2 2 と ヨ ーク 1 0 お よ びブラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定鉄心 1 2 と の間隔 L 、 L 1 は同一 と し て レヽる。
    [0066] 第 1 図において、
    [0067] d …プ ラ ン ジ ャ ーの外径
    [0068] d 。 … ヨ ーク と プラ ン ジ ャ ーの間隙
    [0069] D …吸引翼板の外径 - L …吸引翼板と ヨ ーク と の距離 K , …比例定数
    [0070] と す れ ば 、 吸 引 翼板 と ヨ ー ク 間 のノ 一 ミ ア ン ス P は、
    [0071] P = Κ , π ( D 2 - d 2 ) / L - (1) で示さ れ、 D > d と設定する こ と に よ り パ一 ミ ア ン ス P を大き く 改善する こ と がで き る。
    [0072] ま た 、 第 1 図 に お い て 、 吸引 力 F は励磁ア ン ペ ア タ ー ンが一定の場合には磁束量 Φ は一定と な り 、 ブラ ン ジ ャ ーの断面積を S と すれば、
    [0073] F = K 2 Φ 2 ノ S - (2) が得られる 。 （ 1 ) 式において、
    [0074] D = 2 d 〜 3 d
    [0075] L = 4 d 。 〜 1 ◦ d 0 と なる よ う に設計値を選定すれば、 吸引翼板を設け る こ と に よ り ヨ ー ク と プ ラ ン ジ ャ ー 間 の ノ ー ミ ア ン ス P が大幅に改善さ れ、 コ イ ルに通電 し た と き 、 よ り 大 き な磁束を誘起さ せてプラ ン ジ ャ ー と 固定鉄心間の吸 引 力を増大さ せ、 かつ、 ヨ ー ク と 吸引翼板間のブラ ン ジ ャ ー軸方向の電磁吸引力の重畳効果に よ っ て更に電 磁石の感度を増大さ せる こ と がで き る。
    [0076] ま た 、 プラ ン ジ ャ ーの外周方向の電磁吸引力 も減少 し 、 プラ ン ジ ャ ーの軸方向摩擦抵抗を減少させる こ と 力 で き る 。
    [0077] 第 2 図は、 電磁石が作動時に、 吸引翼板 2 2 がョ ー ク 1 0 と 当接 し 、 プラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定鉄心 1 2 間 に は間隙を有す る構造である 。
    [0078] 第 2 図 に 示す よ う に 、 電磁石が作動時に吸引 翼板 2 2 力 5 ヨ ー ク 1 0 と 当 接す る 場合 は 、 プ ラ ン ジ ャ ー 1 4 と 吸引翼板 2 2 の面積比は、
    [0079] d 2 / ( D 2 - d 2 ) … ( 3 ) と な り 、 残留磁気に よ る吸引力は吸引翼板 2 2 のない 第 2 2 図の場合に比べ大幅に減少する 。
    [0080] 従来の電磁石で は ス プ リ ン グ 1 6 が経年劣化す る と 、 コ イ ル 1 8 の電流がオ フ と な っ て も 、 残留磁束の ためにプラ ン ジ ャ ー 1 4 が固定鉄心 1 2 か ら開離 し な く なる こ と があ り 、 例え ばガス 用電磁弁において ガス が出放 し の状態 と な る よ う な危険性があ る 。 本実施例 は、 こ の よ う な場合で も 、 残留磁束を小さ く し てブラ 4
    [0081] 1 4
    [0082] ン ジ ャ ー 1 4 を固定鉄心 1 2 か ら解放させる こ と がで き る 。
    [0083] 第 3 図は、 電磁石が作動時に、 プラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定鉄心 1 2 は当接し 、 吸引翼板 2 2 と ヨ ーク 1 0 間 δ には間隙を有する構造であ る 。
    [0084] 第 3 図に示す電磁石では、 コ イ ル 1 8 の電流がオ フ と な っ た時、 （ 3 ) 式におけ る 、 D > d の関係から、 鉄 心の残留磁束に よ る吸着力を大き く する こ と が可能で あ り 、 第 2 2 図の場合に比べ、 残留磁気のみでプラ ン
    [0085] 0 ジ ャ ー 1 4 を固定鉄心 1 2 に十分吸着保持させる こ と
    [0086] が可能と な り 、 第 2 3 図の ラ ッ チ ン グ動作電磁石に適 用 すれば永久磁石 2 4 は不必要と なる。
    [0087] すなわち、 第 2 図お よび第 3 図の よ う に構成する こ と に よ り 残留磁気に よ る ブラ ン ジ ャ ー、 固定鉄心間の
    [0088] 5 吸着力を制御する こ と がで き る。
    [0089] 第 4 図は、 吸引翼板 2 2 と プラ ン ジ ャ ー 1 4 の取付 部を示 し 、 吸引翼板 2 2 は 0 リ ング 2 1 を介 してネジ でプラ ン ジ ャ ー 1 4 に微小揺動可能に取付け られてい る 。 従っ て、 コ イ ルに通電時、 プラ ン ジ ャ ー と 固定鉄
    [0090] 0 心並びに ヨ ーク 間の密着を確保 し磁気回路抵抗の低減
    [0091] を図る と 共に、 プラ ン ジ ャ ー と 固定鉄心並びに ヨ ーク 間の製作精度を低下さ せて も よ く 製作コ ス ト の低減が 可能と なる。
    [0092] 第 5 図は、 プラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定鉄心 1 2 の当接 面の形状を改善 し て高感度化を図 っ た も のである 。 第 % --
    [0093] 1 5
    [0094] 5 図にお いて 、
    [0095] U …励磁ア ン ペ ア タ ー ン
    [0096] X … ブラ ン ジ ャ ーの動作方向の空隙長
    [0097] F …吸引力
    [0098] と すれば、
    [0099] 1 d P
    [0100] F = 一 U
    [0101] 2 d x
    [0102] すなわ ち 、 磁路の ア ン ペ ア-タ ー ン を一定 と すれば、 吸 引力 F はブラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定鉄心 1 2 間の図示位 置 （ Δ X ) 近傍にお け る パー ミ ア ン ス P の X に関する 微係数に比例す る 。 従っ て、 プラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定 鉄心 1 2 の当接面を第 5 図に示す形状に構成す る こ と に よ り 、 こ の微係数を大 き く し吸引力を増大さ せる こ と がで き る 。 第 2 4 図 は従来例 を示 し た も の で あ る が、 第 5 図に示す形状の方が吸引力を大き く す る こ と がで き る。
    [0103] 第 6 図は、 ボ ビ ン 2 0 の開口端部に磁性体か ら なる 片フ ラ ン ジ付筒体 4 2 を嵌入装着 し た も のであ り 、 磁 路の断面積を大 き く し て磁気抵抗を減少さ せ、 電磁石 の高感度化を図 っ た も のであ る 。
    [0104] すなわ ち、 磁路の磁気抵抗 R はその断面積 S に反比 例する。
    [0105] R = K z / - ( 5 )
    [0106] 本実施例 は 、 こ の 断面積 S を大 き く し た も の で あ る 。 なお 、 第 6 図 （ a ) は断面図、 第 6 図 （ b ) は第 6 図 （ a ) の B — B 矢視断面図、 第 6 図 （ c ) は第 6 図 （ a ) の C — C矢視断面図である 。
    [0107] 第 7 図は、 ヨ ーク と 固定鉄心お よびプラ ン ジ ャーを 一体化 し た構成体を、 プラ ン ジ ャー軸の垂直面で切断 し てな る 固定鉄心側の磁極片 2 個を、 夫 々 の切断面を 当接組合 し て固定磁極片と可動磁極片を構成 し たもの で、 第 7 図 （ a ) は磁極片同士の当接面の平面図、 第 了 図 （ b ) 、 第 7 図 （ c ) は と も に電磁石の断面図で あ り 、 それぞれ磁極片同士の吸着時の状態お よび隔離 時の状態を示 し ている。
    [0108] すなわち、 第 7 図に示す電磁石は、 円筒鉄心を 2重 に同心同高に合成 して形成された固定磁極片 3 0 と 、 同形状に形成さ れた可動磁極片 3 2 を当接面 3 8 で当 接組合せ、 固定磁極片 3 0 と可動磁極片 3 2 間に コ ィ ル 1 8 と スプ リ ン グ 1 6 を揷着保持す る と共に、 コ ィ ル 1 8 は、 固定磁極片 3 ◦ に固定さ れている。 第 1 図 に示す よ う な電磁石は、 ヨ ー ク 1 0 と プラ ン ジ ャ ー 1 4 間の間隙 d 。 は製造上不可避であ り 、 ま た、 製作 精度の点で L 一 L , = 0 と して量産する こ と は不可能 である。 本実施例は上述の よ う に電磁石を構成 して こ の問題を解決 し た もので、 磁路中の不要な空隙を排除 し て磁気抵抗の減少を可能 と し た も ので あ る 。 従つ て 、 可動磁極片 3 2 を通電保持す る ため の ア ン ペア ター ンが小さ い電磁石を得る こ と がで き る。
    [0109] 第 8 図は、 第 7 図の可動磁極片 3 2 の他の実施例で あ り 、 第 8 図 （ a ) は固定磁極片 と 当接す る可動磁極 片 4 0 の 当 接面 の 平面 図 、 第 8 図 （ b ) は 第 8 図 ( a ) の A — A矢視断面図であ る 。 F c …吸着力
    [0110] B …磁極片の密着面の磁束密度 S c …密着面の面積
    [0111] Φ …誘起さ れる磁束量 ' と す る と 、
    [0112] 1 0 7 11 00 7 Φ
    [0113] F c = •X B S c = ■X 6
    [0114] 8 π 8 π S c
    [0115] の関係が成立す る。 すなわ ち 、 磁路に間隙がな く 、 磁 極片同士が密着 し てい る と き には、' 励磁ア ンペ ア ター ン を一定 と すれば、 磁束量 Φ は略 々 一定 と考え られる ので、 面積 S c が小さ い程吸着力 F c は大き く 設定で き る こ と が分力 る。
    [0116] 本実施例は、 可動磁極片 4 0 の 当接面を縮小 し た も のであ り 、 吸着力 F を大 き く する と 共に鉄心が軽量化 さ れる 。
    [0117] 第 9 図は、 第 7 図に示す電磁石の固定磁極片 3 0 に 円筒形磁極片 3 6 を装着 し た も のであ り 、 固定磁極片 3 0 と 可動磁極片 3 2 が隔離 し てい る時で も 、 円筒形 磁極片 3 6 が可動磁極片 3 2 の端部表面を遊嵌す る よ う 構成さ れてい る 。 従っ て、 コ イ ルに通電 し た時の起 磁力に対す る磁路の磁気抵抗が小さ く 、 微小な励磁ァ ンペア タ ー ン で も可動磁極片 3 2 と 固定磁極片 3 0 と の間に十分大 き な吸引力を発揮させる こ と がで き る。 第 1 0 図は、 固定鉄心 1 2 と プラ ンジ ャー 1 4 間お よ びプ ラ ン ジ ャ ー 1 4 と ヨ ー ク 1 0 間のそれぞれの、 可動、 固定磁極面の当接面の対向面積を広 く し たもの であ り 、 第 1 0 図 （ a ) は コ イ ル 1 8 に通電していな い状態、 第 1 0 図 （ b ) は コ イ ル 1 8 に通電してブラ ン ジ ャ ー 1 4 を吸着 し た状態を示す。 なお 、 プラ ン ジ ャ ー 1 4 は非磁性体ガイ ド 4 4 を介 して移動する よ う 構成されている。
    [0118] ヨ ー ク 1 0 の内面 1 0 a と ブ ラ ン ジ ャ ー 1 4 の一方 の磁極面 1 4 a はプラ ン ジ ャ ー 1 4 の移動方向 と平行 に対面 し 、 プラ ンジ ャ ー 1 4 の他の磁極面 1 4 b は固 定鉄心 1 2 の断面積に比較 し て広い断面積を有する磁 極面 1 4 c に対 しプ ラ ン ジ ャ ー 1 4 の移動方向 と垂直 に対面する よ う に形成されている。 こ の よ う に形成す る こ と に よ り 、 固 定 鉄 心 1 2 の 断 面 積 を 磁 極 面 1 4 c と磁極面 1 4 b の吸着断面積に比較して、 磁気 飽和に達 し ない範囲で小さ く する こ と ができ る。 こ の ために所要ア ンペア ターン に対 して コ ィ ルの長さ が短 く な り 、 銅線の使用量を削減で き 、 装置の小型軽量 化、 価格の低廉化を図る と共に構造が単純と な り 、 量 産 こ； 111す な 。
    [0119] 以下、 この理由を説明する 。 一般に、 動作ス ト ロ ー ク 数 m m 、 吸 引 力 1 k g 以下程度の 小型の プ ラ ン ジ ャ ー型電磁石の動作間隙の磁束密度は、 所要励磁ァ V
    [0120] 1 9
    [0121] ン ペ ア タ ー ン の合理的設計のため 0. 2 〜 0. 6 w b / m2 程度に設定さ れるが、 鉄心部の磁束密度は周知の よ う に 1. 0 〜 ： L. 2 w b ノ rrf 程度が許容さ れる 。 し カゝ し 、 第 2 2 図 に示 す よ う な従来例 で は 、 そ の構造上プ ラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定鉄心 1 2 の断面積は略 々等 し く 構成 さ れている ため、 鉄心部の磁束密度は動作間隙の磁束 密度 と 同 じ く 0. 2 〜 0. 6 w b nf と なっ て いる。 こ れ は、 鉄心部の磁束密度の 1 ノ 5 〜 1 ノ 2 であ り 、 鉄心 部の断面積は 1 ノ 5 〜 1 2 に減少させて も よ い こ と を示 し ている。 ま た、 逆に固定鉄心 1 2 の断面積はそ の ま ま に し てお き 、 磁極面 1 4 c と 磁極面 1 4 b の吸 着断面積を大き く すれば、 固定鉄心 1 2 の磁束密度を 大き く す る こ と が可能 と な り 、 吸引力を増大させる こ と がで き る 。
    [0122] ま た、 磁極面 1 4 a は、 その軸方向長さ を長 く すれ ば磁極面 1 0 a と の対向面積が大 き く な り 、 こ の部分 の 磁束 密度 が 減 少 し て プ ラ ン ジ ャ ー 1 4 と ョ 一 ク 1 0 と の間隙の不均衡を是正す る こ と がで き るので、 ブラ ン ジ ャ ー 1 4 が移動す る 際の ヨ ー ク 1 0 と の摩擦 を防止す る こ と がで き る 。
    [0123] 第 1 1 図は、 第 1 0 図の例の第 2 の実施例であ り 、 第 1 0 図におけ る磁極面 1 4 b と 磁極面 1 4 c の当接 面を広 く し た も のであ り 大 き な吸引力の発生が可能 と なる 。
    [0124] 第 1 2 図は、 第 1 ◦ 図の例の第 3 の実施例であ り 、 円環状永久磁石 5 0 を装着 し た も のであ る。 通電に よ る コ イ ル 1 8 の磁束 と 円環状永久磁石 5 0 の磁束の重 畳効 果 に よ り 大 き な 吸 引 力 を 発生す る 。 な お 、 第 1 2 図 （ a ) は コ イ ル 1 8 に通電 し ていない状態、 第 1 2 図 （ b ) は コ イ ル 1 8 に通電 し た状態を示してい る 。 、
    [0125] 第 1 3 図は、 固定鉄心 1 2 と プラ ン ジ ャ ー 1 4 間お よびプラ ン ジ ャー 1 4 と ヨ ーク 1 0 間の可動、 固定磁 極面の 当接面の対向面積を広 く し た他の例であ り 、 ヨ ーク 1 0 の端面磁極面或は該端面に連結 し た磁極面 1 O b と ブラ ン ジ ャ ー 1 4 の一方の磁極面 1 4 d は互 いにブラ ンジ ャ ー 1 4 に移動方向に対 し て垂直に対面 す る よ う に形成さ れている 。 ま た磁極面 1 0 b は固定 鉄心 1 2 の断面積に比較 し広い断面積を有 している。 さ ら に、 固定鉄心 1 2 の磁極面 1 2 a と プラ ンジ ャー 1 4 の磁極面 1 4 e はプラ ン ジ ャ ー 1 4 に移動方向に 対し て平行に対面す る よ う に形成さ れている。
    [0126] ま た、 図示は していないが、 第 1 3 図 （ a ) に示す 電磁石の磁極面 1 O b と プラ ン ジ ャ ー 1 4 の一方の磁 極面 1 4 d の 当接面形状は 、 互い に嵌合す る よ う に テ ー パ 状 の 凹 凸部 に 形成 し て も よ い （ 第 1 1 図 参 照） 。
    [0127] 第 1 4 図 は 、 第 1 3 図の電磁石に 円環状永久磁石 5 0 を装着 し た も のである。 通電によ る コ イ ル 1 8 の 磁束と 円環状永久磁石 5 ◦ の磁束の重畳効果に よ り 大 き な吸引力を発生す る。
    [0128] こ れ らの実施例の中、 永久磁石を適用す る場合は、 永久磁石がブ ラ ン ジ ャ ーの移動方向中央に位置 し ない ため、 コ イ ルを分割す る こ と な く 、 従っ て製造 コ ス ト を低減で き る 。
    [0129] 第 1 5 図は、 第 2 5 図に示す従来例の電磁石に使用 し て い る 円環形状永久磁石 2 6 の磁化方向を、 直径方 向か ら厚み方向に改善 し た永久磁石 5 0 を使用 し た も のであ る 。 永久磁石 5 0 は円環形状に形成す る と共に プラ ン ジ ャ ー と 同一軸心にブラ ン ジ ャ ーを囲繞 し て配 設さ れている。 こ の例では、 円環状永久磁石 5 0 を、 ヨ ー ク 1 0 の 磁極 片 5 2 と 、 コ イ ル 1 8 の 磁極 片 5 2 側 に設け た 円環状磁極片 4 8 と の間 に設け て い る 。
    [0130] こ の よ う に構成 し たので 、 コ イ ル 1 8 に通電 し た と き 、 磁束の通路に永久磁石が揷入さ れない、 ま た、 磁 路の空間 と なる部分に円環状磁極片 4 8 が挿着さ れて い る 。 従っ て 、 磁気抵抗を小さ く す る こ と がで き る。
    [0131] 第 1 6 図は第 1 5 図に示す電磁石を ヨ ー ク 1 0 端面 の磁極片 5 2 同士に よ り 当接さ せ左右対称形に組合わ せた も のであ り 、 2 本のプ ラ ン ジ ャ ーを共通の 1 本に 構成 し 、 プラ ン ジ ャ ー 1 4 軸の両端部は中心部よ り 直 径を小さ く す る と 共に、 両端部の固定鉄心 1 2 に直径 部を遊嵌 し て可動す る孔を明けてい る 。 2 個の コ イ ル 1 8 に通電す る と プ ラ ン ジ ャ ー 1 4 は一方の固定鉄心 1 2 に吸着され、 2 個の コ イ ル 1 8 に逆方向の通電が なさ れプラ ン ジ ャ ー 1 4 が他方の固定鉄心 1 2 に吸着 さ れる迄は磁気的に安定状態が得られる。 すなわち、 磁気的に双安定状態が得られ、 従っ て、 スプ リ ングを 不要と す る こ と がで き る。
    [0132] 第 1 7 図は円環状永久磁石 5 0 と吸引翼板 2 2 を設 け た実施例 で あ り 、 'ヨ ーク 1 0 端面の磁極片 5 2 は ヨ ーク 内に挿入される と共に、 プラ ン ジ ャ ー 1 4長さ は、 プラ ン ジ ャ ー 1 4 が固定鉄心 1 2 に吸着されてい ない と き 吸引翼板 2 2 面がヨ ーク 1 0端面位置に一致 する長さ と し 、 円環状永久磁石 5 0 を吸引翼板 2 2 と 磁極） 5 2 と の間に設けた ものである。
    [0133] 第 1 8 図は円環状永久磁石 5 0 と吸引翼板 2 2 を設 けた第 2 の実施例であ り 、 円環状永久磁石 5 0 は磁極 片 5 2 と コ イ ル 1 8 間に設け、 円環状永久磁石 5 0 と コ イ ル 1 8 間に円環状磁極片 4 8 を揷着 したものであ る。
    [0134] 第 1 9 図は円環状永久磁石 5 0 を吸引翼板 2 2 の外 側に設けた実施例であ り 、 吸引翼板 2 2 の表面に円璟 状永久磁石 5 0 お よび円環状磁極片 5 4 を装着し 、 プ ラ ン ジ ャー 1 4長さ は、 ブラ ン ジ ャー 1 4が固定鉄心 1 2 に吸着さ れて い な い と き 円環状磁極片 5 4 面が ヨ ー ク 1 0 端面位置に一致す る 長さ と し た も ので あ る。
    [0135] なお 、 第 1 5 図 、 第 1 7 図 、 第 1 8 図、 お よ び第 1 9 図は何れも 、 上半分はプラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定鉄 心 1 2 が離間 し て い る 状態 、 下半分は ブ ラ ン ジ ャ ー 1 4 と 固定鉄心 1 2 が吸着 し た状態を示 し ている 。 第 2 0 図 は 、 本 発 明 の 具体例 で あ り 、 吸 引 翼板 2 2 を設け る と 共に 、 固 定鉄心 1 2 と プ ラ ン ジ ャ ー 1 4 の吸着面を改善 し た も のであ り 、 第 2 0 図 （ a ) は部分断面図、 2 0 図 （ b ) は平面図、 2 0 図 （ c ) はプラ ン ジ ャ ー 1 4 の断面図、 2 0 図 （ d ) は固定鉄 心 1 2 の断面図である 。 なお 、 寸法の単位は m mで示 し てある 。 こ の例では、 ブラ ン ジ ャ ー 1 4 のス ト ロ ー ク長は 2. 5 m m と し て い る 。
    [0136] 第 ^ 1 図は、 第 2 0 図に示す本発明の実施例 と 、 第 2 0 図 と 同一寸法の従来例 （吸引翼板がな く 、 吸着面 を改善 し て いない ） について、 電磁石の入力 と 吸引力 と の関係を比較 し たグラ フ であ る 。 本発明に よれば、 第 2 1 図に示す よ う に 、 従来例に比較 し て、 よ り 小さ い入力電力で、 よ り 大 き い吸引力が得 られる こ と が分 る 。
    权利要求:
    Claims

    特許請求の範囲
    1 ヨ ーク と 、 該 ヨ ー ク に固設された固定鉄心と 、 該固定鉄心に端面が吸脱着する プラ ン ジ ャ ー と 、 該固 定鉄心か ら 該端面 を離間方向 に付勢す る ス プ リ ン グ と 、 該固定鉄心、 プラ ンジ ャ ー及びョ 一クで構成され る 回路を通電に よ っ て磁化 し前記 スプ リ ングの付勢力 に抗 し て前記ブラ ン ジ ャ ーを前記固定鉄心に吸着させ る コ イ ル と 、 該コ イ ル巻回用ボ ビ ン と 力 らなるプラ ン ジ ヤ ー型電磁石において、
    前記ブ ラ ン ジ ャ ーの 前記固定鉄心 と は反対側端部 に、 該ブラ ン ジ ャ ー軸方向に直交する前記ヨ ーク端面 に対向 し 、 前記ブ ラ ン ジ ャ ーの外径よ り 大き い対向平 面を有す る磁性体の吸引翼板を設け、 該プラ ンジ ャ ー の軸方向長さ を所定長と し た こ と を特徴 と するブラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    2 前記電磁石が作動 していない 、 前記吸引翼板 と該吸引翼板に対向す る 前記ヨ ー ク端面 と の離間距離 を前記ブラ ン ジ ャ ー と前記固定鉄心間の離間距離に等 し く する プラ ン ジ ャ ー長さ と し た請求項 1 記載のブラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    3 前記電磁石が作動時、 前記吸引翼板 と該吸引翼 板に 対向 す る 前記 ヨ ー ク 端面は 当接 し 、 前記プラ ン ジ ャ ー と 前記固定鉄心の吸着面間は微小間隙を有する プラ ン ジ ャ ー長さ と し た請求項 1 記載のプラ ンジ ャ ー 型電磁石。 4 前記電磁石が作動時、 前記ブ ラ ン ジ ャ ー と 前記 固定鉄心の吸着面は 当接 し 、 前記吸引翼板 と 該吸引翼 板に対向す る 前記 ヨ ー ク端面間は微小間隙を有する プ ラ ン ジ ヤ ー長さ と し た請求項 1 記載のブラ ン ジ ヤ ー型 電磁石。
    5 前記吸引翼板 と 前記プ ラ ン ジ ャ ーの取付部は、 該吸引翼板を微小揺動可能に該ブラ ン ジ ャ ーに遊嵌さ せ た 請求項 2 か ら 4 の何れか一つ の項記載の プ ラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    6 前記プラ ン ジ ャ ー と 前記固定鉄心の吸着する磁 極面を、 該プラ ン ジ ャ ー側は複数の円錐台形を先細 り 階段状に該プラ ン ジ ャ ー と 同一軸心に積層状と し 、 該 固定鉄心側は該ブラ ン ジ ャ ーの各円錐台形に遊嵌 し て 該ブラ ン ジ ャ ー側 と 係止す る 多段階の凹部か ら形成 し た 請求項 2 カゝ ら 4 の 何 れか 一 つ の 項 記載 の プ ラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    7 前記 コ イ ルを巻回す る ボ ビ ンの一方 ま たは両方 の開口端部に、 磁性体よ り なる 片フ ラ ン ジ付筒体を嵌 入装着 し た請求項 2 か ら 4 の何れか一つの項記載の電 磁石。
    8 前記吸引翼板 と 前記ブ ラ ン ジ ャ ーの取付部は、 該吸引翼板を微小揺動可能に該プラ ン ジ ャ ーに遊嵌さ せ る と 共に前記プラ ン ジ ャ ー と 前記固定鉄心の吸着す る磁極面を、 該プ ラ ン ジ ャ ー側は複数の円錐台形を先 細 り 階段状 に 該ブ ラ ン ジ ャ ー と 同 一軸心 に 積層状 と V
    2 6
    し 、 該固定鉄心側は該プラ ン ジ ャ ーの各円錐台形に遊 嵌 し て該プラ ン ジ ャー側 と 係止す る 多段階の凹部から 形成 し た請求項 2 か ら 4 の何れか一つの項記載のブラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    9 前記吸引翼板 と 前記プラ ンジ ャ ーの取付部は、 該吸引翼板を微小揺動可能に該ブラ ン ジ ャ ーに遊嵌さ せる と共に前記コ イ ルを巻回する ボ ビ ンの一方ま たは 両方の開口端部に、 磁性体よ り なる 片フ ラ ンジ付筒体 を嵌入装着 し た請求項 2 か ら 4 の何れか一つの項記載 の電磁石。
    1 0 前記プラ ン ジ ャー と 前記固定鉄心の吸着する 磁極面を、 該プラ ン ジ ャ ー側は複数の円錐台形を先細 り 階段状に該プラ ン ジ ャ ーと 同一軸心に積層状と し 、 該固定鉄心側は該プラ ン ジ ャーの各円錐台形に遊嵌し て該プラ ン ジ ャ ー側 と 係止す る 多段階の凹部から形成 す る と共に、 前記コ イ ルを巻回する ボ ビ ン の一方ま た は両方の開口端部に、 磁性体よ り なる 片フ ラ ン ジ付筒 体を嵌入装着 し た請求項 2 か ら 4 の何れか一つの項記 載の電磁石。
    1 1 前記吸引翼板 と 前記プ ラ ン ジ ャ ーの取付部 は、 該吸引翼板を微小揺動可能に該プラ ン ジ ャーに遊 嵌させる と共に、 前記プラ ンジ ャ ー と 前記固定鉄心の 吸着す る磁極面を、 該プラ ン ジ ャー側は複数の円錐台 形を先細 り 階段状に該プ ラ ン ジ ャ ー と 同一軸心に積層 状 と し 、 該固定鉄心側は該プ ラ ン ジ ャ ーの各円錐台形 に遊嵌 し て該ブラ ン ジ ャ ー側 と 係止す る 多段階の凹部 力 ら形成 し 、 さ ら に 、 前記 コ イ ルを巻回す る ボ ビ ン の 一方 ま たは両方の開口端部に、 磁性体よ り なる 片フ ラ ン ジ付筒体を嵌入装着 し た請求項 2 か ら 4 の何れか一 つの項記載の電磁石。
    1 2 ヨ ー ク と 、 該 ヨ ー ク に 固設 さ れ た 固定鉄心 と 、 該固定鉄心に端面が吸脱着す る ブラ ン ジ ャ ー と 、 該固定鉄心か ら該端面を離間方向に付勢す る スプ リ ン グ と 、 該固定鉄心、 ブ ラ ン ジ ャ ー及び ヨ ークで構成さ れる 回路を通電に よ っ て磁化 し 前記スプ リ ン グの付勢 力に抗 し て前記ブラ ン ジ ャ ーを前記固定鉄心に吸着さ せる コ イ ル と 、 該 コ イ ル巻回用 ボ ビ ン と 力 らなるブラ ン ジ ャ ー型電磁石にお いて 、
    前記 ヨ ー ク と 前記固定鉄心お よ び前記プラ ン ジ ャ ー を一体化 し た構成体を、 該プラ ン ジ ャ ー軸の垂直面で 切断 し て なる該固定鉄心側の磁極片 2 個を、 夫 々 の切 断面を 当接組合 し て 固定磁極片 と 可動磁極片を構成 し 、 該固定磁 片に前記 コ イ ルを揷着固定する と 共に 該両磁極片間にスブ リ ン グを揷着保持す る こ と を特徴 と す る プラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    1 3 前記可動磁極片側の、 前記固定磁極片 と の当 接面積を所定値に縮小設定 し た請求項 1 2 記載のブラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    1 4 前記固定磁極片に、 該固定磁極片に外嵌す る と 共に前記可動磁極片を遊挿可能 と し 該可動磁極片が 該固定磁極片か ら隔離 し てい る と き も該可動磁極片端 部表面に遊嵌する 円筒形磁極片を備えた請求項 1 2記 載のブ ラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    1 5 前記コ イ ルの電流をオ フ と し た と き 、 該電磁 石鉄心の残留磁気のみで該プラ ンジ ャ ー と該固定鉄心 を吸引保持さ せ、 該コ イ ルに逆方向電流をオ ンする こ と に よ り 該ブラ ンジ ャ ーを該固定鉄心か ら解放させる こ と を特徴 と す る請求項 1 2 から 1 4 の何れか一つの 項記載のプラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    1 6 ヨ ー ク と 、 該 ヨ ー ク に 固設さ れた固定鉄心 と 、 該固定鉄心に端面が吸脱着するプラ ン ジ ャーと 、 該固定鉄心か ら該端面を離間方向に付勢する スプ リ ン グ と 、 該固定鉄心、 プラ ン ジ ャ ー及び ヨ ークで構成さ れる回路を通電に よ っ て磁化 し前記スプ リ ングの付勢 力に杭 し て前記ブラ ン ジ ャ ーを前記固定鉄心に吸着さ せる コ イ ル と 、 該コ イ ル巻回用 ボ ビ ン と からなるブラ ン ジ ャ ー型電磁石にお いて 、
    前記ヨ ーク の内面 と前記ブラ ン ジ ャ ーの一方の磁極 面が該プラ ン ジ ャ ーの移動方向 と平行に対面 し 、 該プ ラ ン ジ ャ ーの他方の磁極面は前記固定鉄心の断面積に 比較 し 広 い 断面積 を 有 す る 磁極面 に 対 し 該 プ ラ ン ジ ャ ーの移動方向 と 垂直に対面する よ う に形成 し たこ と を特徴 と する プラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    1 7 前記プラ ン ジ ャーの他方の磁極面 と 、 該磁極 面'と 対面する前記固定鉄心の磁極面は互いに嵌合する よ う にテー パ状の凹凸部に形成さ れた請求項 1 6 記載 の ブ ラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    1 8 ヨ ー ク と 、 該 ヨ ー ク に 固設 さ れ た 固定鉄心 と 、 該固定鉄心に端面が吸脱着す る プラ ン ジ ャ ー と 、 該固定鉄心か ら該端面を離間方向に付勢する スプ リ ン グ と 、 該固定鉄心、 プラ ン ジ ャ ー及び ヨ ーク で構成さ れる回路を通電に よ っ て磁化 し 前記スプ リ ン グの付勢 力に杭 し て前記ブラ ン ジ ャ ーを前記固定鉄心に吸着さ せる コ イ ル と 、 該 コ イ ル巻回用 ボ ビ ン と か らなる ブラ ン ジ ャ ー型電磁石にお いて 、
    前記 ヨ ー ク の端面或は該端面に連結 し た磁極面と 前 記 ブ ラ ン ジ ャ ー の 一 方 の 磁 極 面 は 互 い に 該 プ ラ ン ジ ャ ーの移動方向 と 垂直に対面す る よ う に、 かつ、 該 ヨ ー ク の端面磁極面或は該端面に連結 し た磁極面は前 記固定鉄心の断面積に比較 し広い断面積を有す る よ う に形成さ れ、 該固定鉄心の磁極面 と 該ブラ ン ジ ャ ーの 他方の磁極面が該ブラ ン ジ ャ ーの移動方向 と 平行に対 面 す る よ う に 形成 さ れ た こ と を 特徴 と す る プ ラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    1 9 前記 ヨ ー ク の端面磁極面或は該端面に連結 し た磁極面 と 前記ブ ラ ン ジ ャ ーの一方の磁極面は互いに 嵌合す る よ う に テー パ状の凹凸部に形成さ れた請求項 1 8 記載のプラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    2 0 ヨ ー ク と 、 該 ヨ ー ク に 固 設 さ れ た 固 定鉄心 と 、 該固定鉄心に端面が吸脱着す る プラ ン ジ ャ ー と 、 該固定鉄心か ら該端面を離間方向に付勢する スプ リ ン グ と 、 該固定鉄心、 プラ ンジ ャ ー及びヨ ーク で構成さ れる 回路を通電に よ っ て磁化 し 前記スブ リ ン グの付勢 力に抗 し て前記ブラ ン ジ ャ ーを前記固定鉄心に吸着さ せ る コ イ ル と 、 該コ イ ル巻回用ボビ ン と 、 該コ イ ルの 通電をオ フ と し た時も該スプ リ ン グの付勢力に抗 して 該ブラ ン ジ ャ ーを該固定鉄心に吸着保持する永久磁石 と か ら なる ブラ ン ジ ャ ー型電磁石において、
    前記永久磁石は円環形状に形成される と共に該プラ ン ジ ャー と 同一軸心に該プラ ン ジ ャ ーを囲繞して配設 さ れ、 かつ、 磁化方向を該円環の厚み方向に形成 し た こ と を特徴 と す る ブラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    2 1 前記永久磁石は、 前記固定鉄心の反対側ョ ー ク端面の磁極片 と 、 該コ イ ルの該磁極片側面上に該プ ラ ン ジ ャ ー と 同一軸心に該プラ ン ジ ャ ーを囲繞して配 設さ れた円環状磁極片 と の間に揷着 し た請求項 2 0記 載のブラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    2 2 請求項 2 1 記載の電磁石 2 個を前記ヨ ーク端 面の磁極片面同士に よ り 当接さ せて左右対称に組合わ せ、 2 本の該プラ ン ジ ャ ーを共通 1 本に構成 し 、 該プ ラ ン ジ ャ ー軸の両端側は中心部よ り 直径を小さ く する と 共に、 両端部の固定鉄心に該直径部を遊嵌し て可動 と する孔部を設け、 該スプ リ ン グを不要と したプラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    2 3 前記固定鉄心 と 反対側 ヨ ー ク端面の磁極片は ヨ ー ク 内に挿入さ れ、 該磁極片を貫通 し て設け られた 該プラ ン ジ ャ ーの該固定鉄心 と 反対側端部に、 該プラ ン ジ ャ ー軸 と 直交す る と共に該ヨ ー ク 内面に内接す る 吸 引 翼板 を 設 け 、 該 プ ラ ン ジ ャ ー長 さ は 該 ブ ラ ン ジ ャ ーが該固定鉄心に吸引 さ れていない と き該吸引翼 板面が ヨ ーク端面位置に一致する長さ と し 、 前記永久 磁石 は 、 該吸 引 翼板 と 該磁極片間に配設 し た請求項 2 0 記載のプラ ン ジ ャ ー型電磁石。
    2 4 前記永久磁石は、 前記磁極片 と 前記コ イ ル間 に配設さ れる と 共に 、 該永久磁石 と 該コ イ ル間に該ブ ラ ン ジ ャ ー と 同一軸心に該ブラ ン ジ.ャ 一を囲繞す る 円 環状磁極片を配設 し だ請求'項 2 3 記載のプラ ン ジ ャ ー 型電磁石。
    2 5 ヨ ー ク と 、 該 ヨ ー ク に 固設 さ れ た 固定鉄心 と 、 該固定鉄心に端面が吸脱着す る プラ ン ジ ャ ー と 、 該固定鉄心か ら該端面を離間方向に付勢す る スプ リ ン グ と 、 該固定鉄心、 プラ ン ジ ャ ー及びヨ ーク で構成さ れる回路を通電に よ っ て磁化 し 前記ス プ リ ン グの付勢 力に杭 し て前記ブラ ン ジ ャ ーを前記固定鉄心に吸着さ せ る コ イ ル と 、 該 コ イ ル巻回用 ボ ビ ン と 、 該コ イ ルの 通電をオ フ と し た時 も該スプ リ ン グの付勢力に抗 し て 該プラ ン ジ ャ ーを該固定鉄心に吸着保持す る永久磁石 と か ら な る プラ ン ジ ャ 一型電磁石にお いて 、
    前記ブラ ン ジ ャ ーの前記固定鉄心 と は反対側端部に 配設 さ れ該プ ラ ン ジ ャ ー軸方向 に 直交す る と 共に該 ヨーク 内面に内接す る吸引翼板と 、 該吸引翼板の該プ ラ ン ジ ャ ー と は反対側面上に該吸引翼板と 同一軸心に 配設さ れ円環形状で、 かつ、 磁化方向を該円環の厚み 方向に形成された前記永久磁石と 、 該永久磁石の該吸 引翼板と は反対側面上に該吸引翼板と 同一軸心に配設 された円環状磁極片と か ら な り 、 該プラ ンジ ャ ー長さ は該プラ ン ジ ャ ーが該固定鉄心に吸引 さ れていない と き該円環状磁極片面が ヨ ーク端面位置に一致する長さ と し た こ と を特徴と する プラ ン ジ ャー型電磁石。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    EP0380693A4|1991-01-16|
    DE68915998D1|1994-07-14|
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    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-02-22| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
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