JPS6022812B2 - 有極電磁石 - Google Patents

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に小さくかつ薄
いプリント基板専用の有極りレ−が要望されている。

有極ＩＪレ−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、この支鍵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２２４，２
２５を当緩させ、このバネ２２４，２２５で支軸２２３
を挟着支持する。そして、この支髄２２３で可動部２２
２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２１２，２２２を支持す
る都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偏奇
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は軟質
磁性体から成り、一直線に延びる基部１１２ａと、この
基部１１２ａと直角に延びる３本の指部１１２ｂ，１１
２ｃ，１１２ｄとから構成され、全体としてＥ字をかた
どった板状に形成されている。この固定鉄心１１２の指
部１１２ｃにコイル１１１が巻回されている。永久磁石
１３は長方形の板状に形成されている。

可動鉄片１１５は軟質磁性体から成り、永久磁石１１３
と同一な形状としている。合成樹脂部材１１６は非磁性
体であり、この永久磁石１１３および可動鉄片１１５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、可動鉄片１１５および合成樹脂部材１
１６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１１
２ｂ，１１２ｃのそれぞれの先端に対面し、可動鉄片１
１５の両端が指部１１２ｃ，１１２ｄに対面している。
なお、図では明らかでないが、永久磁石１１３と可動鉄
片１１５とは合成樹脂１１６によって磁気的に絶縁され
ている。また、固定鉄心１１２、可動鉄片１１５および
永久磁石１１３は例えば打ち抜き加工によって形成され
る。このような構成で、コイル１１１を通電しないとき
には永久磁石１１３のＳ極、Ｎ極が自らの磁力で指部１
１２ｂ，１１２ｃに吸引され、そのＳ極が指部１１２ｂ
に吸着する。なお、このとき永久磁石１１３のＮ極と指
部１１２ｃとの間のギャップがほとんどなくなるように
合成樹脂部材１１６の形状等を設定してある。また、指
部１１２ｃを折り曲げる等すればこのギャップをゼロと
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１１２ｂのループが永久磁石
１１３の閉磁路をほぼ形成する。つぎに、コイル１１１
に特定方向の通電を行い、永久磁石１１３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極が指部１１２
ｂ，１１２ｃからそれぞれ反発する。同時に、磁極が形
成された指部１１２ｃ，１１２ｄが可動鉄片１１５を吸
引し、指部１１２ｄに可動鉄片１１５の一端が吸着され
る。また、このとき可動鉄片１ １５の他端と指部１１
２ｃ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１１６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のＮ極と指部１１２ｃとの間のギャップと同様で
ある。したがって、このとき可動鉄片１１５、指部１１
２ｄ、基部１１２ａおよび指部１１２ｃのループがほぼ
コイル１１１の閉磁路を形成する。さらに、コイル１１
１の通電を遮断すると固定鉄０１１２、可動鉄片１１５
が欧質磁性体であるから残留磁化がなく、再び永久磁石
１１３のＳ極が指部１１、２ｂ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。

ラツチングタィブの有極電磁石はコイルが所定方向に通
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た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１１５のかわりに永久磁石１１４
を設けたものである。永久磁石１１４は可動鉄片１１５
と同一形状、すなわち永久磁石１１３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１１４は
永久磁石１１３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１１１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１
１３がこの磁束と順万向となり、他方永久磁石１１４が
逆方向になる。

したがって、永久磁石１１３のＳ極は指部１ １２ｂに
吸着し、他方永久磁石１ １４のＮ極が指部１１２ｄか
ら排斥される。このとき指部１１２ｃ、基部１１２ａお
よび指部１１２ｂのループがコイル１１１および永久磁
石１１３の閉磁路をほぼ形成する。したがって、コイル
１１１の通電を停止しても永久磁石１１３のＳ極は自ら
の磁力で指部１１２ｂに吸着されている。すなわちラツ
チングされる。つぎに、前述と逆方向にコイル１１１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１１４がこの磁束と順方向
になり、他方永久磁石１１３が逆方向になる。その結果
、永久磁石１１４のＮ極が指部１１２ｄに吸着され、永
久磁石１１３のＳ極が指部１１２ｂから排斥される。な
お、構成の対称性からこの場合もコイル１１１の通電を
停止しても、この状態が保持されることは説明するまで
もない。第６図〜第８図はそれぞれ第３〜第６の実施例
を示している。第５図および第７図の各有極電磁石１３
，１５は第３図の有極電磁石１１を変形したものであり
、第６図および第８図の各有極電磁石１４，１６は第４
図の有極電磁石１２を変形したものである。すなわち、
有極電磁石１３，１４は基部１１２ａにコイル１１１ａ
，１１１ｂを巻回して構成されている。また、有極電磁
石１５，１６は指部１１２ｂ，１１２ｄにそれぞれコイ
ル１１１ａ，１１１ｂを巻回して構成されている。なお
、第５図〜第８図において、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
付して説明を省略する。以上実施例では固定鉄０１１２
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および可動鉄片１
１５を固定する合成樹脂部材１１６をベースやケースで
兼ねることができる。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
部および同一平面上に並行する３本の指部から成るＥ字
形をかたどって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、２つの板状の
磁性体部材を非磁性体部材によって前記基部の長手方向
に平向に直列な配置でかつ所定間隔を置いて一体化し、
さらに、前記２つの磁性体部材の両端が前記３本の指部
の隣り合う先端に対面するように配置している。こうし
て、コイルの駆動に応じて可動部が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、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ほとんどないため
、極めて磁気効率が良い。また、構造も極めてシンプル
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藤電磁石にで
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の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。なお
、２つの磁性体部村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村で一体
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８図はこの発明の第１〜第６の実施例をそれぞ
れ示す斜視図である。 １１〜１６，２１，２２・・・有極電磁石、１１１，１
１１ａ，１１１ｂ・・・コイル、１１２・・・固定鉄心
、１１３，１１４・・・永久磁石、１１５・・・可動鉄
片、１１６・・・合成樹脂部材。 多Ｚ図 多２図 多２図 多９図 多ク図 多グ鰯 多ク図 多８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ほぼ一直線に延びる基部および同一平面上に並行す
   る３本の指部から成るＥ字形をかたどつた板状の磁性体
   鉄心と、前記鉄心の所定箇所に巻回されるコイルと、非
   磁性体部材で前記基部の長手方向に平行な方向に直列な
   配置でかつ所定間隔を置いて一体化される２つの板状の
   磁性体部材とを有し、さらに、前記２つの磁性体部材を
   それぞれ前記３本の指部の隣り合う先端にそれらの両端
   がそれぞれ対面するように配置される構成とし、これら
   非磁性体部材で一体化された２つの磁性体部材の全体が
   、前記鉄心上で、前記３本の指部の中央の指部を支点と
   して両端の指部側に傾くシーソー運動が行なわれるよう
   、これら非磁性体部材で一体化された２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 前記コイルは前記鉄心の中央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。