JPH0516647B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0516647B2 JPH0516647B2 JP61096356A JP9635686A JPH0516647B2 JP H0516647 B2 JPH0516647 B2 JP H0516647B2 JP 61096356 A JP61096356 A JP 61096356A JP 9635686 A JP9635686 A JP 9635686A JP H0516647 B2 JPH0516647 B2 JP H0516647B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- armature
- coil
- force
- current
- magnetic pole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 36
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 241001566735 Archon Species 0.000 description 1
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electromagnets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、リレーなどに好適に用いられる有極
電磁石に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a polarized electromagnet suitable for use in relays and the like.
背景技術
第7図は従来技術による有極電磁石の構造を示
す斜視図である。有極電磁石51、は対向して配
設される一対のU字状のヨーク52,53と、上
記ヨーク52,53間に狭持され固定されている
永久磁石片54と、上記ヨーク52,53の端部
58a,58b;59a,59b間に亘つて延在
するアマチヤ55とにより構成されており、永久
磁石片54の中心部には枢軸56が立設され、ア
マチヤ55は枢軸56の軸線まわりに角変位自在
に取付けられている。また上記永久磁石片54の
磁極N、Sにより、ヨーク52,53の各端部5
8a,58bおよび59a,59bには、N、S
の磁極がたとえばそれぞれ図示するように形成さ
れ、アマチヤ55にはコイル57が、アマチヤ5
5の長手方向と直交して巻回されている。BACKGROUND ART FIG. 7 is a perspective view showing the structure of a polarized electromagnet according to the prior art. The polar electromagnet 51 includes a pair of U-shaped yokes 52 and 53 disposed facing each other, a permanent magnet piece 54 held and fixed between the yokes 52 and 53, and the yokes 52 and 53. end portions 58a and 58b; It is installed so that it can be freely angularly displaced. Furthermore, due to the magnetic poles N and S of the permanent magnet piece 54, each end 5 of the yokes 52 and 53
8a, 58b and 59a, 59b have N, S
For example, the magnetic poles of the armature 55 are formed as shown in FIG.
It is wound perpendicularly to the longitudinal direction of 5.
第8図1および第8図2は従来技術の有極電磁
石51の動作を説明するための図である。第8図
1およひ第8図2は、ともに第7図示の有極電磁
石51を平面図的に示したものであり、対応する
部分には同一の参照符を付す。ヨーク52,53
の各端部58a,58b;59a,59bには、
それぞれ第5図示と同一の磁極N、Sが形成さて
おり、上記各端部58a,58b;59a,59
bとアマチヤ55の両端部60,61との間に、
4個の空隙部62,63,64,65が形成され
ている。 FIGS. 8 1 and 8 2 are diagrams for explaining the operation of a conventional polarized electromagnet 51. 81 and 82 are both plan views of the polarized electromagnet 51 shown in FIG. 7, and corresponding parts are given the same reference numerals. York 52, 53
At each end 58a, 58b; 59a, 59b,
The same magnetic poles N and S as shown in FIG. 5 are formed, respectively, and the respective ends 58a, 58b;
b and both ends 60, 61 of the armature 55,
Four voids 62, 63, 64, and 65 are formed.
第8図1においてコイル57に矢符a,bで示
される方向に電流iを通じると、アマチヤ55は
磁化され、その両端部60,61には、それぞれ
図示するごとく磁極N、Sが現れ、これにより上
記4箇所の空隙部62〜65のうち空隙部62,
65では反発力が、また空隙部63,64では吸
引力がそれぞれ生じる。その結果、アマチヤ55
の一方の端部60(第8図1の右方)は矢符Fa
で示される力を受け、他方の端部61(第8図1
の左方)は矢符Fbで示される力を受ける。力Fa,
Fbは大きさが等しくその向きは反対であるから、
枢軸56で支持されたアマチヤ55に対しては偶
力として作用する。このためアマチヤ55は枢軸
56を中心として角変位し、その一端部60は一
方のヨーク53の端部59aと、また他端部61
は他方のヨーク52の端部58bとそれぞれ圧接
する。 When a current i is passed through the coil 57 in the directions indicated by arrows a and b in FIG. As a result, among the four voids 62 to 65, the void 62,
A repulsive force is generated at 65, and an attractive force is generated at the voids 63 and 64, respectively. As a result, Amachiya 55
One end 60 (right side in Fig. 8 1) is indicated by the arrow Fa
The other end 61 (Fig. 8
) is subjected to the force indicated by arrow Fb. Force Fa,
Since Fb is equal in size and opposite in direction,
The armature 55 supported by the pivot 56 acts as a couple. Therefore, the armature 55 is angularly displaced about the pivot 56, and its one end 60 is connected to the end 59a of one yoke 53 and the other end 61.
are in pressure contact with the end portion 58b of the other yoke 52, respectively.
第8図2は前述の第8図1の場合とは逆方向の
電流iをコイル57に通じた場合の動作を説明す
るための図である。電流iが第8図1とは逆方向
に流れるため、アマチヤ55は第8図1とは逆
に、矢符Fc,Fdで示される方向の力を受ける。
したがつてアマチヤ55は第8図1とは反対に、
その一端部60はヨーク52の一端部58aに、
他端部61はヨーク53の一端部59bと圧接す
る。このように角変位自在のアマチヤ55にて可
動接点を有する板バネ(図示せず)を可動させ、
可動接点に対応する固定接点(図示せず)を設け
れば、コイル57への通電により動作するリレー
が実現される。 FIG. 8 2 is a diagram for explaining the operation when a current i in the opposite direction to that in the case of FIG. 8 1 described above is passed through the coil 57. Since the current i flows in the direction opposite to that shown in FIG. 81, the armature 55 receives forces in the directions indicated by arrows Fc and Fd, contrary to that shown in FIG. 81.
Therefore, Amachiya 55, contrary to Fig. 8 1,
One end 60 of the yoke 52 is connected to one end 58a of the yoke 52.
The other end 61 is in pressure contact with one end 59b of the yoke 53. In this way, a plate spring (not shown) having a movable contact is moved by the armature 55 which can be freely angularly displaced,
By providing a fixed contact (not shown) corresponding to the movable contact, a relay that operates when the coil 57 is energized can be realized.
このように従来技術による有極電磁石51は、
アマチヤ55に巻回されたコイル57に電流を通
じてアマチヤ55を磁化し、これと磁極を有する
ヨーク52,53との間に生じる反発力と吸引力
とを利用して所望の動作を行わせている。 In this way, the polarized electromagnet 51 according to the prior art is
A current is passed through a coil 57 wound around the armature 55 to magnetize the armature 55, and a desired operation is performed using the repulsive force and attractive force generated between the coil 57 and the yokes 52 and 53 having magnetic poles. .
しかしながら、このような有極電磁石には、ア
マチヤ55とヨーク52,53との間に生じる吸
引力あるいは反発力のみを利用して動作を行なわ
せていた。そのため、動作速度を上げようとすれ
ば吸引力を増大させねばならず、吸引力Fは、
F=1/2・φ2/P2・dP/dx ……(1)
で与えられる。ここにφは磁束、Pはパーミアン
スで磁気抵抗の逆数である。第1式から吸引力F
を増やすためには、磁束φを増やす、あるいは対
向する磁極の面積を大きくすればよい。一方、磁
束φを増やすために強磁性の磁石(希土類、アル
コン類)を用いるのはコスト高となる。磁極の面
積を大きくして磁束数の増大を図る構成は大形化
し、コストも増大するという問題があつた。 However, such a polar electromagnet is operated using only the attractive force or repulsive force generated between the armature 55 and the yokes 52 and 53. Therefore, in order to increase the operating speed, the suction force must be increased, and the suction force F is given by F=1/2·φ 2 /P 2 ·dP/dx (1). Here, φ is magnetic flux, and P is permeance, which is the reciprocal of magnetic resistance. From the first equation, the suction force F
In order to increase the magnetic flux φ, the magnetic flux φ may be increased or the area of the opposing magnetic poles may be increased. On the other hand, using a ferromagnetic magnet (rare earth or archon) to increase the magnetic flux φ increases the cost. A configuration in which the area of the magnetic poles is increased to increase the number of magnetic fluxes has the problem of increasing the size and cost.
第9図は従来技術による有極電磁石51のアマ
チヤ55の変位量(ストローク)と吸引力との関
係を示すグラフである。第9図において、アマチ
ヤ55に作用する反発力は負方向の吸引力として
示す。動作速度を上げるために吸引力を増すべ
く、面積を大きくしたり磁束φを増加させたりし
た場合、その吸引力特性はそれまでの参照符l1
1で示される実線のグラフから、参照符l12で
示される点鎖線のグラフに変位し、アマチヤ55
が変位し端部AまたはBに近づくにつれて、吸引
力特性の立上りあるいは立下りが急峻となり、そ
れまでの吸引力との差gが大きくなる。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the displacement amount (stroke) of the armature 55 of the polarized electromagnet 51 and the attraction force according to the prior art. In FIG. 9, the repulsive force acting on the armature 55 is shown as an attractive force in the negative direction. When increasing the area or increasing the magnetic flux φ in order to increase the attraction force in order to increase the operating speed, the attraction force characteristics will be the same as the previous reference 11.
The solid line graph indicated by 1 is displaced to the dotted chain line graph indicated by reference numeral 112, and the amachia 55
As is displaced and approaches end A or B, the rise or fall of the suction force characteristics becomes steeper, and the difference g from the suction force up to that point becomes larger.
このような特性の有極電磁石をリレーなどに用
いた場合には、アマチヤの変位量(ストローク)
の変化に対する吸引力の変化の割合が大きくなり
すぎ、板ばね負荷との整合が困難となる。そそで
接触面にレジヤルプレートを貼付し、端部におけ
る吸引力変化の割合を抑える方法が用いられてい
るけれども、使用頻度の高い有極電磁石などの場
合、該プレートの摩耗という問題が生じ、特性の
変化が大きくなつてしまう。したがつてアマチヤ
の変位量(ストローク)の変化に対する吸引力の
変化が大きくなく、しかも高速動作可能な有極電
磁石が所望されていた。 When a polarized electromagnet with such characteristics is used in a relay, etc., the amount of displacement (stroke) of the armature
The ratio of change in attraction force to change in is too large, making it difficult to match with the leaf spring load. Although a method is used to suppress the rate of change in attraction force at the end by attaching a resistive plate to the contact surface, in the case of frequently used polarized electromagnets, etc., the problem of wear of the plate arises. Changes in characteristics become large. Therefore, there has been a demand for a polarized electromagnet that does not significantly change the attractive force with respect to changes in the displacement (stroke) of the armature and that can operate at high speed.
目 的
本発明の目的は、上述の技術的問題点を解決
し、高速動作を行なわせるために吸引力を増加さ
せしかもアマチヤの変位量(ストローク)に対す
る吸引力変化がゆるやかな有極電磁石を提供する
ことである。Purpose The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems and provide a polarized electromagnet that increases the attractive force for high-speed operation and that has a gentle change in the attractive force with respect to the displacement (stroke) of the armature. It is to be.
実施例
第1図は本発明の一実施例の有極電磁石の構造
を示す斜視図である。有極電磁石1は、L字状を
なす一対のヨーク部材2,3と、ヨーク部材2,
3に狭持され固定される永久磁石片4と、永久磁
石片4の中心に立設された枢軸6の第1図の上下
方向の軸線まわりに角位可能に取付けられたアマ
チヤ5とから構成されている。Embodiment FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a polarized electromagnet according to an embodiment of the present invention. The polar electromagnet 1 includes a pair of L-shaped yoke members 2 and 3;
3, and an armature 5 which is attached so as to be angularly movable around the vertical axis of FIG. has been done.
ヨーク部材2,3各一端は永久磁石片4のそれ
ぞれ一方の磁極に連接し、永久磁石片4と一体的
に形成され、全体としてU字状をなす。ヨーク部
材2,3の磁極端部としての各他端部7,8には
前記永久磁石片4の磁極N、Sにしたがい、第1
図示のごとくに磁極N、Sが形成されている。 One end of each of the yoke members 2 and 3 is connected to one magnetic pole of the permanent magnet piece 4, and is formed integrally with the permanent magnet piece 4, forming a U-shape as a whole. The other end portions 7 and 8 of the yoke members 2 and 3 as magnetic pole tips are provided with a first magnetic pole according to the magnetic poles N and S of the permanent magnet piece 4, respectively.
Magnetic poles N and S are formed as shown.
アマチヤ5はアマチヤ本体部9と、アマチヤ本
体部9の長手方向に連なり、一体的に形成される
接極部としての各一対の脚部10,11;12,
13とから成り、対向する脚部10,11;1
2,13間には凹所14,15が形成されてい
る。凹所14,15間をアマチヤ本体部9の長手
方向に沿つて第1コイル20が巻回され、アマチ
ヤ本体部9の中心部には第1コイル20の直交し
て第2コイル22が巻回され、その両端は短絡さ
れている。さらに前述のヨーク部材2,3の端部
7,8が、上記凹所14,15に介在している。
これによつて上記端部7,8および脚部10〜1
3間に、4箇所の空隙部16,17,18,19
が形成される。本実施例において注目すべきは、
上記第1コイル20と、これに直交して第2コイ
ル22が巻回されていることである。その作用に
ついては後述する。 The armature 5 includes an armature main body 9, and a pair of legs 10, 11; 12, 12, 12,
13, facing legs 10, 11; 1
Recesses 14 and 15 are formed between 2 and 13. A first coil 20 is wound along the longitudinal direction of the armature main body 9 between the recesses 14 and 15, and a second coil 22 is wound around the center of the armature main body 9 perpendicular to the first coil 20. and both ends are shorted. Furthermore, the ends 7, 8 of the yoke members 2, 3 mentioned above are interposed in the recesses 14, 15.
This allows the ends 7, 8 and the legs 10 to 1 to
Between 3 and 4 spaces 16, 17, 18, 19
is formed. What should be noted in this example is:
A second coil 22 is wound perpendicularly to the first coil 20. Its effect will be described later.
第2図1および第2図2は本実施例による有極
電磁石1の動作を説明するための図である。第2
図1は第1図に示された有極電磁石1を平面図面
に示したものであり、同図2はアマチヤ5の一方
の脚部10,11の近傍を拡大して示したもので
あり、ともに第1図と対応する部分には同一の参
照符を付す。ただし説明の便宜上、第1図示の第
1コイル20は第2図1および第2図2では省略
してこれを図示せず、第1コイル20を形成する
素線としての導線の凹所14,15における断面
を参照符21a,21bとして示し、第2コイル
22についてもその断面を23a,23bとして
示してある。またヨーク部材2,3の端部7,8
には第1図と同一の磁極N、Sが形成されている
ものとする。次に、第2図1および第2図2を参
照しつつ、動作について説明する。 FIGS. 2 1 and 2 are diagrams for explaining the operation of the polarized electromagnet 1 according to this embodiment. Second
FIG. 1 is a plan view of the polarized electromagnet 1 shown in FIG. 1, and FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of one leg 10, 11 of the armature 5. In both figures, parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals. However, for convenience of explanation, the first coil 20 shown in the first diagram is omitted and not shown in FIGS. The cross section at 15 is shown as reference numerals 21a and 21b, and the cross section of the second coil 22 is also shown as 23a and 23b. Also, the ends 7, 8 of the yoke members 2, 3
It is assumed that the same magnetic poles N and S as in FIG. 1 are formed. Next, the operation will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.
第2図1において、アマチヤ本体部9の長手方
向(第2図の左右方向)に沿つて巻回されたコイ
ル(図示せず)に矢符Rで示される方向に電流i
を通ずると、アマチヤ5は磁化されてアマチヤ本
体部9および脚部10,11,12,13にはそ
れぞれ図示するような磁極N、Sが現れる。した
がつて空隙部16,19には反発力、空隙部1
7,18には吸引力が働き、端部7,8は固定さ
れているからアマチヤ5は矢符f1,f2で示さ
れる方向の力を受け、この結果として枢軸6を中
心として角変位する。このときまず注目すべき
は、凹所14,15内の磁界と導線21a,21
bを流れる電流iとにより生じる電磁力である。 2. In FIG. 2, a current i is applied to a coil (not shown) wound along the longitudinal direction of the armature main body 9 (horizontal direction in FIG. 2) in the direction indicated by an arrow R.
When passed through, the armature 5 is magnetized and magnetic poles N and S as shown appear on the armature main body 9 and legs 10, 11, 12, and 13, respectively. Therefore, there is a repulsive force in the gaps 16 and 19, and the gap 1
Attractive force acts on 7 and 18, and since the ends 7 and 8 are fixed, armature 5 receives forces in the directions indicated by arrows f1 and f2, resulting in an angular displacement about pivot axis 6. At this time, what should be noted first is the magnetic field within the recesses 14 and 15 and the conductive wires 21a and 21.
This is the electromagnetic force generated by the current i flowing through b.
第2図2は、アマチヤ5の一方の脚部10,1
1近傍を拡大して示す図である。凹所14には導
線21aが紙面に対し垂直方向に複数列配列され
ており、動作時の電流iの方向は紙面裏から表へ
向かうものとする。 FIG. 2 shows one leg 10,1 of the armature 5.
FIG. 1 is a diagram showing an enlarged view of one neighborhood. In the recess 14, a plurality of conductive wires 21a are arranged in a plurality of rows in a direction perpendicular to the page, and the direction of current i during operation is from the back to the front of the page.
ヨーク部材2の一方の端部7は図示しない永久
磁石4により磁化され、磁極Nを形成しているも
のとする。したがつて端部7からはもう一方の端
部8(図示せず)に向かう磁束φが発生し、この
磁束φは導線21aと直交している。 It is assumed that one end 7 of the yoke member 2 is magnetized by a permanent magnet 4 (not shown) and forms a magnetic pole N. Therefore, a magnetic flux φ is generated from the end 7 toward the other end 8 (not shown), and this magnetic flux φ is perpendicular to the conducting wire 21a.
いま導線21aに電流iを図示の方向(紙面裏
面より表面に向かう方向)に通ずると、導線21
aは上述の磁束φと電流iにより、フレミング左
手の法則にしたがう電磁力
F1=Bil ……(2)
を受ける。ただしlは導線21aの凹所14の部
分の長さ、すなわちアマチヤ5の厚さに相当する
長さに巻数を乗じた数値である。上の表2式で示
される電磁力F1の方向は、矢符f1と同一の向
き、すなわち第2図2の上方に向かい、これは前
掲第2図1に示された力f1と同一の方向であ
る。図示しないもう一方の凹所15に生じる電磁
力F2も同様にして発生し、その向きは上述の電
磁力F1とは反対方向で第2図1で示される矢符
f2と同一の方向となる。 Now, when a current i is passed through the conductor 21a in the direction shown in the figure (direction from the back to the front of the paper), the conductor 21
Due to the above-mentioned magnetic flux φ and current i, a receives an electromagnetic force F1=Bil (2) according to Fleming's left-hand rule. However, l is a value obtained by multiplying the length of the recess 14 portion of the conducting wire 21a, that is, the length corresponding to the thickness of the armature 5, by the number of turns. The direction of the electromagnetic force F1 shown in the above Table 2 equation is the same direction as the arrow f1, that is, upward in FIG. 2, and this is the same direction as the force f1 shown in FIG. It is. The electromagnetic force F2 generated in the other recess 15 (not shown) is generated in the same manner, and its direction is opposite to the above-mentioned electromagnetic force F1 and is in the same direction as the arrow f2 shown in FIG. 2.
第3図はアマチヤ5に巻回されたコイル20
(図示せず)に流れる電流iを第2図示とは反対
の矢符Lで示す方向(第3図右方から左方)とし
た場合の動作の示す図である。電流iが逆方向で
あるからアマチヤ5に生じる磁極も反対となり、
空隙部16,19には吸引力が、17,18には
反発力が作用する。また凹所14における導線2
1aには第3図下方に向かい、凹所15における
導線21dには第3図上方に向かうフレミング左
手の法則に従う電磁力F3,F4が作用する。 Figure 3 shows the coil 20 wound around the armature 5.
3 is a diagram showing the operation when the current i flowing in the direction (not shown) is set in the direction indicated by the arrow L opposite to that shown in the second figure (from the right to the left in FIG. 3). FIG. Since the current i is in the opposite direction, the magnetic pole generated in the armature 5 is also opposite,
An attractive force acts on the gaps 16 and 19, and a repulsive force acts on the gaps 17 and 18. Also, the conductor 2 in the recess 14
Electromagnetic forces F3 and F4 act on the conductive wire 21d in the recess 15 in accordance with Fleming's left-hand rule, and act on the conductive wire 21d in the recess 15 in accordance with Fleming's left-hand rule.
このようにしてアマチヤ5には、空隙部16〜
19に生じる吸引力以外にフレミング左手の法則
に従う電磁力F1,F2あるいはF3,F4が加
わるので、アマチヤ5に作用する吸引力が増加す
る。 In this way, the air gap 5 has the voids 16 to 16.
In addition to the attraction force generated on the armature 19, electromagnetic forces F1, F2 or F3, F4 according to Fleming's left hand rule are applied, so the attraction force acting on the armature 5 increases.
本実施例においてさらに注目すべきは、アマチ
ヤ5に第1コイル20と、これに直交する第2コ
イル22が巻回されて相互誘導回路が形成され
て、かつ第2コイル22はその両端が短絡されて
いることである。 What should be further noted in this embodiment is that a first coil 20 and a second coil 22 perpendicular to the first coil 20 are wound around the armature 5 to form a mutual induction circuit, and both ends of the second coil 22 are short-circuited. This is what is being done.
第4図は第1コイル20と第2コイル22との
関係を示す等価回路図である。L1は第1コイル
20のインダクタンス、R1はその内部抵抗、L
2は第2コイル22のインダクタンス、R2はそ
の内部抵抗、Mは相互誘導回路における結合定数
をそれぞれ示す。またi1は第1コイル20に流
れる電流(以下、コイル電流と記す)、i2は第
2コイル22に誘起される第2コイル電流、Eは
電源電圧である。結合定数Mは、
M=√12 ……(3)
で表わされ、本実施例においては、たとえばM=
1である。いまスイツチSWを閉じれば第4図示
の回路において、
L1di1/dt+Mdi2/dt+R1i1=E ……(4)
L2di2/dt+Mdi1/dt+R2i2=0 ……(5)
の関係が成立つ。上記第3式〜第5式より、
it(t)=E/R1[1−(1−L2/L2+R2L1/R1)exp(−
αt) ……(6)
ここに、
α=R1R2/R1L2+R2L1 ……(7)
第2コイル22が短絡され、第4図において
R2=0とすると、第6式は、
i1(t)=E/R1 ……(8)
となり、回路のインダクタンス分の影響を受けな
くなる。一方、第2コイル22を設けない従来技
術の場合には、インダクタンスL1を含む回路と
なり、
L1di1/dt+R1i1=E ……(9)
i1(t)=E/R1[1−exp(−R1/L1t)] ……(10)
すなわち第2コイル22が巻回されかつその両
端を短絡することにより励磁電流iは、第1コイ
ル20のインダクタンス分の影響を受けなくな
り、立ち上がりが早くなる。 FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing the relationship between the first coil 20 and the second coil 22. L1 is the inductance of the first coil 20, R1 is its internal resistance, L
2 represents the inductance of the second coil 22, R2 represents its internal resistance, and M represents the coupling constant in the mutual induction circuit. Further, i1 is a current flowing through the first coil 20 (hereinafter referred to as coil current), i2 is a second coil current induced in the second coil 22, and E is a power supply voltage. The coupling constant M is expressed as M=√12...(3), and in this example, for example, M=
It is 1. If the switch SW is now closed, the following relationships will be established in the circuit shown in the fourth diagram: L1di1/dt+Mdi2/dt+R1i1=E...(4) L2di2/dt+Mdi1/dt+R2i2=0...(5). From equations 3 to 5 above, it(t)=E/R1[1-(1-L2/L2+R2L1/R1)exp(- αt)...(6) Here, α=R1R2/R1L2+R2L1... (7) The second coil 22 is short-circuited, and in FIG.
When R2=0, the sixth equation becomes i1(t)=E/R1 (8), which eliminates the influence of the inductance of the circuit. On the other hand, in the case of the conventional technology that does not provide the second coil 22, the circuit includes an inductance L1, and L1di1/dt+R1i1=E......(9) i1(t)=E/R1[1-exp(-R1/L1t )] ...(10) That is, by winding the second coil 22 and short-circuiting both ends thereof, the excitation current i is no longer affected by the inductance of the first coil 20, and rises quickly.
第5図は本実施例と従来技術とのコイル電流と
の比較を示すグラフである。参照符i1で示され
る実線は、本実施例によるコイル電流を示し、参
照符i2で示される2点鎖線は、従来技術による
コイル電流を示す。また参照符i3で示される2
点鎖線は、第2コイル22中を流れる誘導電流を
示す。本実施例に従い第2コイル22を設け、か
つその両端を短絡した場合、コイル電流iは速や
かに定常電流値に達するけれども、従来技術では
アマチヤに巻回されたコイルのインダクタンスの
影響によつて、定常電流値に達するまでに時間を
要し、かつその過程でアマチヤの変位による影響
を受け、コイル電流が変動していることが分か
る。 FIG. 5 is a graph showing a comparison of coil currents between this embodiment and the prior art. The solid line indicated by reference numeral i1 indicates the coil current according to the present embodiment, and the two-dot chain line indicated by reference numeral i2 indicates the coil current according to the prior art. 2 also denoted by reference i3
The dashed line indicates the induced current flowing through the second coil 22. When the second coil 22 is provided according to the present embodiment and its both ends are short-circuited, the coil current i quickly reaches a steady current value, but in the prior art, due to the influence of the inductance of the coil wound in the amphitheater, It can be seen that it takes time to reach the steady current value, and in the process, the coil current fluctuates due to the influence of the displacement of the armature.
第6図は本実施例による有電磁石1のアマチヤ
5の変位量(ストローク)と吸引力との関係を示
すグラフである。第6図においてアマチヤ5に作
用する反発力は負方向の吸引力として示す。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the displacement (stroke) of the armature 5 of the electromagnet 1 and the attraction force according to this embodiment. In FIG. 6, the repulsive force acting on the armature 5 is shown as an attractive force in the negative direction.
参照符l1で示される実線は、アマチヤ5に通
ずる電流i(以下コイル電流iと記す)が0の場
合、参照符l2,l4で示される2点鎖線は同一
値のコイル電流iをたがいに反対方向に流したと
きの吸引力のみの場合を示し、従来技術の項で述
べた第9図示の参照符l11で示されたのと同じ
傾向である。これに対し、本実施例では前述のよ
うに従来の吸引力の他にフレミング左手の法則に
従う電磁力Fが加わるため全体の吸引力はΔf増
加し、参照符l3,l5で示される実線のように
なり、吸引力の増加傾向が示されている。しかも
この傾向は端部A,Bにおいても従来技術のごと
き急峻な立上り、立下りとはならず、ほぼ平行移
動をたどるので、リレーなどに応対した場合の板
ばね負荷の整合が容易である。端部A,Bでの吸
引力の変動やばらつきが少なくなり、しかも吸引
力の増加による高速動作が実現される。 When the current i flowing through the armature 5 (hereinafter referred to as coil current i) is 0, the solid line indicated by reference numeral 11 indicates that the two-dot chain line indicated by reference numerals 12 and 14 opposes the coil current i having the same value. This shows the case where only the suction force is applied when flowing in the direction, and the tendency is the same as that shown by reference numeral 111 in FIG. 9 described in the section of the prior art. On the other hand, in this embodiment, as mentioned above, in addition to the conventional attractive force, electromagnetic force F according to Fleming's left-hand rule is added, so the overall attractive force increases by Δf, as shown by the solid lines indicated by reference marks l3 and l5. , indicating an increasing trend in suction power. Furthermore, this tendency does not result in steep rises and falls as in the prior art at the ends A and B, but follows a nearly parallel movement, making it easy to match the leaf spring load when responding to a relay or the like. Fluctuations and variations in the suction force at the ends A and B are reduced, and high-speed operation is realized by increasing the suction force.
効 果
以上のように本発明に従えば、アマチヤに巻回
されたコイルに通電することによつて、アマチヤ
はその接極端部を連ねる配列方向に磁化される。
この磁化によつてアマチヤに生じる磁極と、この
磁極に臨むヨークの磁極端部との間に磁気反発力
および磁気吸引力がそれぞれ発生する。前記コイ
ルへの通電方向を切換えることによりアマチヤは
前記配列方向に垂直な軸線まわりに角変位する。
前記コイルにおけるヨークの両磁極端部を連ねる
方向と垂直方向の部分には、前記通電および永久
磁石片の磁束に起因し、フレミング左手の法則に
従う力が作用する。この力によつても前記角変位
を実現するようにした。すなわちこのアマチヤの
動作を格段に高速化することができた。Effects As described above, according to the present invention, by energizing the coil wound around the armature, the armature is magnetized in the direction in which its contact ends are arranged.
A magnetic repulsion force and a magnetic attraction force are generated between the magnetic pole generated in the armature due to this magnetization and the magnetic pole end of the yoke facing the magnetic pole. By switching the current direction to the coil, the armature is angularly displaced around an axis perpendicular to the arrangement direction.
Due to the energization and the magnetic flux of the permanent magnet piece, a force according to Fleming's left-hand rule acts on a portion of the coil in a direction perpendicular to the direction in which both magnetic pole ends of the yoke are connected. The angular displacement is also achieved by this force. In other words, we were able to significantly speed up the operation of this armature.
またさらに第1コイルと交差して巻回される第
2コイルが短絡されていることによつて、第1コ
イルのインダクタンス分を減少させ、コイル電流
を即応化させることによつて、アマチヤの動作の
さらなる高速化が実現される。 Furthermore, by short-circuiting the second coil that is wound across the first coil, the inductance of the first coil is reduced and the coil current is made more responsive, thereby improving the operation of the armature. Further speed-up is realized.
第1図は本発明の一実施例の有極電磁石の構造
を示す斜視図、第2図および第3図は本実施例の
動作を説明するための図、第4図は本実施例の等
価回路図、第5図は本実施例と従来技術とのコイ
ル電流を比較するグラフ、第6図は本実施例のア
マチヤ5の変位量(ストローク)と吸引力との関
係を示すグラフ、第7図は従来技術を示す図、第
8図は従来技術の動作を説明するための図、第9
図は従来技術のアマチヤ55の変位量(ストロー
ク)と吸引力との関係を示すグラフである。
1,51……有極電磁石、2,3……ヨーク部
材、4,54……永久磁石片、5,55……アマ
チヤ、6,56……枢軸、20,57……第1コ
イル、22……第2コイル、57……コイル。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a polarized electromagnet according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of this embodiment, and FIG. 4 is an equivalent diagram of this embodiment. The circuit diagram, FIG. 5 is a graph comparing the coil current of this embodiment and the conventional technology, FIG. 6 is a graph showing the relationship between the displacement amount (stroke) of the armature 5 of this embodiment and the attraction force, and FIG. The figure shows the prior art, Figure 8 is a diagram for explaining the operation of the prior art, and Figure 9 shows the prior art.
The figure is a graph showing the relationship between the displacement amount (stroke) of the armature 55 and the suction force in the prior art. 1,51...Polarized electromagnet, 2,3...Yoke member, 4,54...Permanent magnet piece, 5,55...Amateur, 6,56...Pivot, 20,57...First coil, 22 ...Second coil, 57...Coil.
Claims (1)
端部を有するヨークと、 前記磁極端部間に亘つて延びる各磁極端部の両
側部に延びる接極部を有し、前記一対の接極端部
を連ねる配列方向に垂直な軸線まわりに角変位可
能に支持されたアマチヤと、 アマチヤ本体に前記配列方向に沿つて延びるよ
うに素線が巻回される第1コイルと、 上記第1コイルと交差して巻回される第2コイ
ルとを含むことを特徴とする有極電磁石。[Scope of Claims] 1. A yoke having a permanent magnet and having a pair of magnetic pole tips having opposite polarities, and an armature portion extending on both sides of each magnetic pole tip extending between the magnetic pole tips. and a first armature supported so as to be angularly displaceable around an axis perpendicular to the arrangement direction connecting the pair of armature ends, and a first armature around which a wire is wound around the armature main body so as to extend along the arrangement direction. A polarized electromagnet comprising: a coil; and a second coil wound to intersect with the first coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61096356A JPS62252109A (en) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | Polarized electromagnet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61096356A JPS62252109A (en) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | Polarized electromagnet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62252109A JPS62252109A (en) | 1987-11-02 |
| JPH0516647B2 true JPH0516647B2 (en) | 1993-03-05 |
Family
ID=14162714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61096356A Granted JPS62252109A (en) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | Polarized electromagnet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62252109A (en) |
-
1986
- 1986-04-24 JP JP61096356A patent/JPS62252109A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62252109A (en) | 1987-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2702841A (en) | Neutral relay | |
| US2741728A (en) | Polarized electromagnetic devices | |
| JPH057847B2 (en) | ||
| CA1145381A (en) | Low voltage transformer relay | |
| US5382934A (en) | Electromagnetic changeover relay | |
| US2881365A (en) | Neutral relay | |
| JP2613904B2 (en) | Polarized electromagnet | |
| US4728917A (en) | Electromagnetic relay wherein response voltage is rendered temperature independent | |
| JPH0516647B2 (en) | ||
| US2587983A (en) | Electromagnetic device operable by alternating current | |
| JPH05174691A (en) | Seesaw balance type polarized relay | |
| JPS6010706A (en) | Electromagnet device having three stable positions | |
| JPS58181227A (en) | Polarized electromagnetic relay | |
| JPH0515282B2 (en) | ||
| JPH0815124B2 (en) | Polarized electromagnet device | |
| JPH08138509A (en) | DC electromagnetic contactor | |
| JPH0117797Y2 (en) | ||
| JPH0155563B2 (en) | ||
| JPH0442884Y2 (en) | ||
| JPH075611Y2 (en) | Electromagnetic device | |
| JPH0343683Y2 (en) | ||
| JPH0347298Y2 (en) | ||
| US1732204A (en) | Actuating unit for speakers | |
| JPS6312341B2 (en) | ||
| JPS63237316A (en) | Contactor |