(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを巻回した鉄芯と、一端部を回動可能に支持され、かつ、他端部を前記コイルへの通電によって前記鉄芯の端部に吸着する可動鉄片とで磁気回路を構成するとともに、前記磁気回路の構成部品の少なくとも一部を半硬質磁性材料で形成した自己保持型電磁石装置と、
前記磁気回路の開放状態を保持する付勢力を可動鉄片に付与する可動接触片を有し、前記可動鉄片の回動動作に基づいて電気回路を開閉する接点機構部と、
温度の変化に基づいて可動鉄片を回動させるように変形する感温部材であり、内部構成部品を含まない外部環境の変化に応じた回動力を前記感温部材の変形に基づいて前記可動鉄片に直接付与し、前記コイルへの通電によって吸着した前記可動鉄片と鉄芯との間に磁気ギャップを形成する磁気ギャップ形成手段と、からなり、
前記可動接触片が、外部環境の変化の収束後においても前記磁気ギャップを維持する付勢力を可動鉄片に付与することを特徴とする電磁開閉器。
【請求項２】
コイルを巻回した鉄芯と、一端部を回動可能に支持され、かつ、他端部を前記コイルへの通電によって前記鉄芯の端部に吸着する可動鉄片とで磁気回路を構成するとともに、前記磁気回路の構成部品の少なくとも一部を半硬質磁性材料で形成した自己保持型電磁石装置と、
前記磁気回路の開放状態を保持する付勢力を可動鉄片に付与する可動接触片を有し、前記可動鉄片の回動動作に基づいて電気回路を開閉する接点機構部と、
外部からの衝撃力に基づいて可動鉄片を回動させるように変位する衝撃検知部材であり、内部構成部品を含まない外部環境の変化に応じた回動力を前記衝撃検知部材の変位に基づいて前記可動鉄片に直接付与し、前記コイルへの通電によって吸着した前記可動鉄片と鉄芯との間に磁気ギャップを形成する磁気ギャップ形成手段と、からなり、
前記可動接触片が、外部環境の変化の収束後においても前記磁気ギャップを維持する付勢力を可動鉄片に付与することを特徴とする電磁開閉器。
【請求項３】
コイルを巻回した鉄芯と、一端部を回動可能に支持され、かつ、他端部を前記コイルへの通電によって前記鉄芯の端部に吸着する可動鉄片とで磁気回路を構成するとともに、前記磁気回路の構成部品の少なくとも一部を半硬質磁性材料で形成した自己保持型電磁石装置と、
前記磁気回路の開放状態を保持する付勢力を可動鉄片に付与する可動接触片を有し、前記可動鉄片の回動動作に基づいて電気回路を開閉する接点機構部と、
流動体の圧力に基づいて可動鉄片を回動させるように変形する圧力検知部材であり、内部構成部品を含まない外部環境の変化に応じた回動力を前記圧力検知部材の変形に基づいて前記可動鉄片に直接付与し、前記コイルへの通電によって吸着した前記可動鉄片と鉄芯との間に磁気ギャップを形成する磁気ギャップ形成手段と、からなり、
前記可動接触片が、外部環境の変化の収束後においても前記磁気ギャップを維持する付勢力を可動鉄片に付与することを特徴とする電磁開閉器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁開閉器、特に、磁気回路の構成部品の少なくとも一部が半硬質磁性材料からなる自己保持型電磁石装置を備えた電磁開閉器に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、電磁開閉器としては、例えば、コイルを巻回した鉄芯と、一端部を回動可能に支持され、かつ、他端部を前記コイルへの通電によって前記鉄芯の端部に吸着する可動鉄片とで磁気回路を構成するとともに、前記鉄芯を半硬質磁性材料で形成した自己保持型電磁石装置を有するものがある。そして、この電磁石装置の励起に基づく前記可動鉄片の回動動作により、磁気回路を閉成，保持するとともに、接点機構部を駆動して電気回路を開閉する電磁リレーがある。
【０００３】
しかし、前述の電磁リレーでは、外部環境の変化を検知できないだけでなく、閉成した磁気回路を開放する場合、鉄芯に逆磁界を加えて磁気回路を開放しなければならず、逆磁界を印加するための復帰回路を別に設ける必要がある。
【０００４】
本発明は、前記問題点に鑑み、外部環境の変化を検知でき、別の電気回路を必要としない電磁開閉器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電磁石装置は、前記目的を達成すべく、コイルを巻回した鉄芯と、一端部を回動可能に支持され、かつ、他端部を前記コイルへの通電によって前記鉄芯の端部に吸着する可動鉄片とで磁気回路を構成するとともに、前記磁気回路の構成部品の少なくとも一部を半硬質磁性材料で形成した自己保持型電磁石装置と、前記磁気回路の開放状態を保持する付勢力を可動鉄片に付与する可動接触片を有し、前記可動鉄片の回動動作に基づいて電気回路を開閉する接点機構部と、温度の変化に基づいて可動鉄片を回動させるように変形する感温部材であり、内部構成部品を含まない外部環境の変化に応じた回動力を前記感温部材の変形に基づいて前記可動鉄片に直接付与し、前記コイルへの通電によって吸着した前記可動鉄片と鉄芯との間に磁気ギャップを形成する磁気ギャップ形成手段と、からなり、前記可動接触片が、外部環境の変化の収束後においても前記磁気ギャップを維持する付勢力を可動鉄片に付与する構成としてある。
【０００６】
本発明によれば、磁気回路の構成部材の少なくとも一部を半硬質磁性材料で構成している。このため、コイルに通電して可動鉄片の一端部を支点に回動させ、可動鉄片の他端部を鉄芯の端部に吸着させて磁気回路を閉成した後、電流を遮断しても、残留磁気によって可動鉄片が鉄芯に吸着し続ける。このため、可動鉄片を保持するために電流を流し続ける必要がなく、節電タイプの電磁開閉器が得られる。
また、外部環境の変化に基づき、磁気ギャップ形成手段が閉成した磁気回路を開放するので、従来例のように閉成した磁気回路に逆磁界を印加することなく、外部環境の変化を電気的に検出できる。このため、逆磁界を印加する電気回路を別に設ける必要がなく、回路構成が簡単になる。
さらに、磁気回路の開放状態を保持するように可動接触片が可動鉄片に付勢力を付与する。このため、電流を遮断しても可動鉄片が復帰せず、接点を開閉することがない。
そして、コイルに通電する電流、すなわち、印加する電圧に応じて磁気回路の残留磁気が異なるので、印加する電圧を調整することにより、感度を任意に設定できる。
【０００７】
特に、前記磁気ギャップ形成手段は、温度の変化に基づいて前記可動鉄片を回動させるように変形する感温部材である。このため、前述の効果に加え、回路構成が簡単で、１台で異なる温度を検出できる節電タイプの感温スイッチが得られる。
【０００８】
また、他の発明としては、コイルを巻回した鉄芯と、一端部を回動可能に支持され、かつ、他端部を前記コイルへの通電によって前記鉄芯の端部に吸着する可動鉄片とで磁気回路を構成するとともに、前記磁気回路の構成部品の少なくとも一部を半硬質磁性材料で形成した自己保持型電磁石装置と、前記磁気回路の開放状態を保持する付勢力を可動鉄片に付与する可動接触片を有し、前記可動鉄片の回動動作に基づいて電気回路を開閉する接点機構部と、外部からの衝撃力に基づいて可動鉄片を回動させるように変位する衝撃検知部材であり、内部構成部品を含まない外部環境の変化に応じた回動力を前記衝撃検知部材の変位に基づいて前記可動鉄片に直接付与し、前記コイルへの通電によって吸着した前記可動鉄片と鉄芯との間に磁気ギャップを形成する磁気ギャップ形成手段と、からなり、前記可動接触片が、外部環境の変化の収束後においても前記磁気ギャップを維持する付勢力を可動鉄片に付与する構成としてもよい。
本発明によれば、前述の発明と同様、回路構成が簡単で、１台で異なる周波数の振動等を検出できる節電タイプの振動検知スイッチが得られる。
【０００９】
さらに、別の発明としては、コイルを巻回した鉄芯と、一端部を回動可能に支持され、かつ、他端部を前記コイルへの通電によって前記鉄芯の端部に吸着する可動鉄片とで磁気回路を構成するとともに、前記磁気回路の構成部品の少なくとも一部を半硬質磁性材料で形成した自己保持型電磁石装置と、前記磁気回路の開放状態を保持する付勢力を可動鉄片に付与する可動接触片を有し、前記可動鉄片の回動動作に基づいて電気回路を開閉する接点機構部と、流動体の圧力に基づいて可動鉄片を回動させるように変形する圧力検知部材であり、内部構成部品を含まない外部環境の変化に応じた回動力を前記圧力検知部材の変形に基づいて前記可動鉄片に直接付与し、前記コイルへの通電によって吸着した前記可動鉄片と鉄芯との間に磁気ギャップを形成する磁気ギャップ形成手段と、からなり、
前記可動接触片が、外部環境の変化の収束後においても前記磁気ギャップを維持する付勢力を可動鉄片に付与する構成としてもよい。
【００１０】
本発明によれば、前述の発明と同様、回路構成が簡単で、１台で異なる圧力を検出できる節電タイプの圧力検知スイッチが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施形態を図１ないし図１３の添付図面に従って説明する。
本発明にかかる第１実施形態は、図１ないし図４に示すように、感温スイッチに適用した場合である。
すなわち、本実施形態にかかる感温スイッチは、大略、ベース１０と、このベース１０の上面片側に設けたられた温度検出部２０と、前記ベース１０上面の残る片側上方に位置決めされた電磁石装置３０と、この電磁石装置３０と前記ベース１０との間に配置された接点機構部４０と、で構成されている。
【００１２】
前記温度検出部２０は、前記ベース１０の上面の一端に立設された耐熱台２１に、部分的に重ね合わせた感熱板２２とバイメタル２３との重ね合わせ部分を埋め込んだものである。そして、前記耐熱台２１の外向面から感熱板２２が側方に突出する一方、内向面からバイメタル２３が側方に突出している。
【００１３】
電磁石装置３０は、半硬質磁性材料からなる厚板を平面略Ｈ字形に打ち抜いた後、断面略Ｕ字形に屈曲した鉄芯３１と、この鉄芯３１の胴部に形成したスプール３２と、このスプール３２に巻回したコイル３３と、前記鉄芯３１の一端部を支点とし、かつ、ヒンジバネ３４を介して回動可能に支持され、他端部を前記鉄芯３１の磁極部３１ａに吸着可能な可動鉄片３５とからなるものである。そして、この電磁石装置３０は、ベース１０の上面片側の上方に配置されたケース３６に収納されている。さらに、前記可動鉄片３５の自由端部上面には略Ｌ字形の駆動アーム３７が設けられている。この駆動アーム３７の下端部は前記バイメタル２３の自由端部上面に接離可能となっている。
【００１４】
接点機構部４０は、前記ベース１０と前記電磁石装置３０との間で上下に配置された固定接触片４１と可動接触片４２とで構成されている。前記固定接触片４１の自由端部上面に固定接点４３が設けられている。一方、可動接触片４２の自由端部近傍に可動接点４４が、前記固定接点４３と接離可能に配置されている。さらに、前記可動接触片４２の自由端部上面には、前記可動鉄片３５の下面に連結されたカード４５が配置されている。
【００１５】
次に、前述の構成からなる感温スイッチの動作について説明する。
まず、バイメタル２３が定常温度時の形状である場合に、コイル３３に電流を通電することにより、可動鉄片３５が回動して鉄芯３１の磁極部３１ａに吸着し、磁気回路を閉成する。このとき、駆動アーム３７はバイメタル２３に接触しているが、外力は負荷されていない。一方、カード４５は可動接触片４２を押し下げている。その後、電流を掃印して無通電にしても、残留磁気によって可動鉄片３５は鉄芯３１に吸着した状態を保持し、これを初期平常時とする（図２）。したがって、初期平常時においては可動接触片４２の可動接点４４が固定接触片４１の固定接点４３に圧接している。
【００１６】
温度が上昇し、これを感熱板２２が感知すると、熱がバイメタル２３に伝わり、バイメタル２３が変形して駆動アーム３７を押し上げる。この押し上げ力が可動鉄片３５の吸着力を上回ると、可動鉄片３５が鉄芯３１の磁極部３１ａから開離し、磁気ギャップが生じる。このため、磁気回路のパーミアンス係数が減少し、反磁界によって全体が減磁する。この結果、可動接触片４２のバネ力で駆動アーム３７を介して可動鉄片３５が押し上げられ、可動接点４４が固定接点４３から開離する（図３）。
なお、このとき、コイル３３に通電しても、バイメタル２３が駆動アーム３７の動作を規制するので、可動鉄片３５が鉄芯３１に吸着できず、可動接点４４が固定接点４３に接触することはない。
【００１７】
温度が初期平常時に復帰すると、バイメタル２３も初期平常時の形状に復帰する。しかし、磁気回路は減磁したままであり、可動接触片４２のバネ力で可動鉄片３５が押し上げられている。このため、可動接点４４が固定接点４３に接触することはなく、感温時の状態を保持し続ける（図４）。そして、再度、コイル３３に電圧を印加すると、可動鉄片３５が鉄芯３１の磁極部３１ａに吸引されて吸着する。このため、可動鉄片３５が可動接触片４２のバネ力に抗して回動し、可動接点４４が固定接点４３に接触し、初期平常時に復帰する（図１）。
【００１８】
本実施形態によれば、コイル３３に電流を一旦通電した後、コイル３３への通電を遮断しても、可動鉄片３５が鉄芯３１に吸着し続ける。このため、消費電力を節約できるとともに、別の駆動回路，復帰回路を必要としない。また、コイル３３に通電する電流を調整して磁気回路の残留磁気を調整することにより、可動鉄片の吸着力を増減できるため、これを利用して検出温度を任意に設定できるという利点がある。
【００１９】
第２実施形態は、図５に示すように、反転するバイメタル２４を利用して可動鉄片３５を駆動する感温スイッチに適用した場合である。
すなわち、ハウジング１１に電磁石装置３０と接点機構部４０とが並設されている。前記電磁石装置３０は、半硬質磁性材料からなる略Ｕ字形鉄芯３１にコイル３３を巻回するとともに、可動鉄片３５の一端部を回動可能にヒンジ支持したものである。前記可動鉄片３５の自由端部近傍には、後述する可動接触片４２を駆動するカード４５が設けられているとともに、その自由端部にはバイメタル２４に取り付けた駆動軸２５が当接している。
【００２０】
次に、本実施形態にかかる感温スイッチの動作について説明する。
図５Ａに示す初期平常時には、コイル３３への通電は遮断されているが、磁気回路内の残留磁気によって可動鉄片３５が鉄芯３１の磁極部３１ａに吸着している。このため、カード４５が可動接触片４２を押圧し、可動接点４４が固定接点４３に圧接している。このとき、バイメタル２４は定常温度時の形状であり、駆動軸２５に圧縮力は負荷されていない。このため。駆動軸２５は可動鉄片２５に当接しているだけである。
【００２１】
温度が上昇すると、図５Ｂに示すように、バイメタル２４が反転し、駆動軸２５に圧縮力を負荷する。このため、可動鉄片３５が回動して鉄芯３１の磁極部３１ａとの間に磁気ギャップが生じ、磁気回路のパーミアンス係数が減少し、反磁界によって磁気回路全体が減磁される。さらに、可動接触片４２のバネ力によって可動鉄片３５が押されて回動するので、可動接点４４が固定接点４３から開離した後、固定接触片４６の固定接点４７に接触して接点が切り換わる。このとき、コイル３３に通電しても、駆動軸２５を介してバイメタル２４が可動鉄片３５の回動を規制する。このため、可動鉄片３５が磁極部３１ａに吸着することがなく、可動接点４４も切り換わることはない。
【００２２】
そして、温度が低下してバイメタル２４が初期平常時の形状に復帰し、可動鉄片３５に対する駆動軸２５の押圧力が解除されても、可動接触片４２のバネ力で可動鉄片３５は付勢されている。このため、可動接点４４は固定接点４７に接触したままであり、感温時の状態が保持される。そして、再度、前記コイル３３に電流が通電された場合には、鉄芯３１の磁極部３１ａに可動鉄片３５が吸引されて吸着し、初期定常時に復帰する。
【００２３】
第３実施形態は、図６Ａ，Ｂに示すように、温度上昇によって軸心方向に熱膨張する駆動軸２６の押圧力を利用した感温スイッチであり、基本的構成は前述の第２実施形態とほぼ同様である。
すなわち、図６Ａに示す初期平常時にはコイル３３への通電は遮断されているが、鉄芯３１内の残留磁気によって可動鉄片３５が鉄芯３１の磁極部３１ａに吸着している。このため、カード４５に押圧された可動接触片４２の可動接点４４が固定接点４３に接触している。このとき、駆動軸２６は定常温度時の長さであり、可動鉄片３５に押圧力は負荷されていない。
【００２４】
温度が上昇すると、駆動軸２６が軸心方向に膨張し、可動鉄片３５の自由端部を押圧する。このため、可動鉄片３５が回動して鉄芯３１との間に磁気ギャップが生じ、磁気回路のパーミアンス係数が減少し、反磁界によって磁気回路全体が減磁される。さらに、可動接触片４２のバネ力によって可動鉄片３５が押されて回動するので、可動接点４４が固定接点４３から開離した後、固定接点４７に接触する（図６Ｂ）。このとき、コイル３３に通電しても、駆動軸２６が可動鉄片３５の回動を規制し、可動鉄片３５が鉄芯３１に吸着することがないので、可動接点４４も切り換わることはない。
【００２５】
そして、温度が低下して駆動軸２６が初期平常時の長さに復帰し、可動鉄片３５に対する押圧力がなくなっても、可動接触片４２のバネ力で可動鉄片３５は付勢されている。このため、可動接点４４は固定接点４７に接触したままであり、感温時の状態が保持される。そして、再度、前記コイル３３に電流が通電された場合には、鉄芯３１の磁極部３１ａに可動鉄片３５が吸引されて吸着し、初期定常時に復帰する。
【００２６】
第４実施形態は、図７および図８に示すように、振動検知スイッチに適用した場合である。
すなわち、本実施形態にかかる振動検知スイッチは、大略、ベース１０と、このベース１０の上面片側に設けたられた振動検出部５０と、前記ベース１０上面の残る片側上方に位置決めされた電磁石装置３０と、この電磁石装置３０と前記ベース１０との間に配置された接点機構部４０と、で構成されている。
【００２７】
電磁石装置３０は、半硬質磁性材料からなる厚板を平面略Ｈ字形に打ち抜いた後、断面略Ｕ字形に屈曲した鉄芯３１と、この鉄芯３１の胴部に形成したスプール３２と、このスプール３２に巻回したコイル３３と、前記鉄芯３１の一端部を支点とし、かつ、ヒンジバネ３４を介して回動可能に支持された可動鉄片３５とからなるものである。そして、この電磁石装置３０は、ベース１０の上面片側の上方に配置されたケース３６に収納されている。さらに、前記可動鉄片３５の自由端部上面に湾曲した駆動アーム３７が取り付けられている。
【００２８】
接点機構部４０は、前記ベース１０と前記ケース３６との間で上下に配置された固定接触片４１と可動接触片４２とで構成されている。前記固定接触片４１の自由端部の上面に固定接点４３が設けられている。一方、可動接触片４２の自由端部近傍に可動接点４４が、前記固定接点４３と接離可能に配置されている。さらに、前記可動接触片４２の自由端部には、前記可動鉄片３５の下面に連結されたカード４５が配置されている。
【００２９】
振動検出部５０は、すり鉢状受け台５１に鋼球５２を転動自在に収納したものである。そして、初期平常時には、前記駆動アーム３７が前記鋼球５２の上表面に圧接しているが、外部から振動等が加わると、鋼球５２が上方に飛び出して振動の発生を検出する。
【００３０】
次に、前述の構成からなる振動検出スイッチの動作について説明する。
まず、鋼球５２は定常時の位置にあるが、これに駆動アーム３７は接触していない（図８Ａ）。そして、コイル３３に電流を一旦通電することにより、可動鉄片３５が鉄芯３１の磁極部３１ａに吸引されて回動し、鉄芯３１の磁極部３１ａに吸着し、磁気回路を閉成する。このとき、駆動アーム３５が鋼球５２の上表面に圧接するとともに、カード４５に押し下げられた可動接触片４２の可動接点４４が固定接触片４１の固定接点４３に圧接している。その後、電流を掃印して無通電としても、残留磁気によって可動鉄片３５が鉄芯３１に吸着した状態を保持し続ける。これを初期平常時とする。
【００３１】
そして、外部から振動がベース１０に伝わると、鋼球５２が飛び跳ねて駆動アーム３７を押し上げる。この押し上げ力が可動鉄片３５の吸着力を上回ると、可動鉄片３５が鉄芯３１の磁極部３１ａから開離し、磁気ギャップが生じる。このため、磁気回路のパーミアンス係数が減少し、反磁界によって全体が減磁する。さらに、可動接触片４２のバネ力でカード４５を介して可動鉄片３５が押し上げられ、可動接点４４が固定接点４３から開離する。
【００３２】
振動が無くなり、鋼球５２が静止状態となっても、磁気回路は減磁したままであり、可動接触片４２のバネ力でカード４５を介して可動鉄片３５が上方に付勢されている。このため、可動接点４４が固定接点４３に接触することはなく、振動検出時の状態を保持し続ける。
そして、再度、コイル３３に電圧を印加することにより、可動鉄片３５が鉄芯３１の磁極部３１ａに吸引されると、可動鉄片３５が可動接触片４２のバネ力に抗して回動し、可動接点４４が固定接点４３に接触した後、可動鉄片３５が前記磁極部３１ａに吸着し、初期平常時に復帰する。
【００３３】
本実施形態によれば、コイル３３に電流を一旦通電した後、コイル３３への通電を遮断しても、可動鉄片３５が鉄芯３１に吸着し続けている。このため、消費電力を節約できるとともに、別の駆動回路を必要としない。また、コイル３３に通電する電流を調整して鉄芯３１の起磁力を調整することにより、残留磁気に基づく吸着力を調整できる。このため、検出できる振動、すなわち、感度を任意に設定できるという利点がある。
【００３４】
第５実施形態は、図９に示すように、鋼球５２がプランジャ５３を介して可動鉄片３５を回動させる振動検知スイッチに適用した場合である。
すなわち、本実施形態では、収納ボックス５４内に鋼球５２を収納し、鋼球５２の振動をプランジャ５３を介して電磁石装置３０の可動鉄片３５に伝えるとともに、カード４５を介して可動接触片４２を位置規制する。他は前述の第４実施形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。
本実施形態によれば、高い部品精度が必要とされる駆動アームが不要となり、部品の製造，組立が容易になるという利点がある。
【００３５】
第６実施形態は、図１０に示すように、圧力検知スイッチに適用した場合である。この圧力検知スイッチは、流動体の圧力によって厚さ方向に変形するダイヤフラム６２をケース６１に組み込んだ圧力検出部６０を備えている。
【００３６】
すなわち、電磁石装置３０のコイル３３に通電して鉄芯３１を磁化することにより、可動鉄片３５が鉄芯３１の磁極部３１ａに吸着し、カード４５を介して可動接触片４２を押圧している。このため、可動接点４４が固定接点４３に接触している。
【００３７】
そして、ケース６０内の圧力を高めると、ダイヤフラム６２が外方に膨出するので、駆動軸６３が可動鉄片３５を押圧して回動し、磁気ギャップを形成する。このため、磁気回路のパーミアンス係数が減少し、反磁界によって全体が減磁する。さらに、可動接触片４２のバネ力で可動鉄片３５が押圧されるとともに、可動接点４４が固定接点４３から固定接点４７に切り換わる。このとき、コイル３３に通電しても、ダイヤフラム６２が可動鉄片３５の回動を規制し、可動接点４４が固定接点４３に切り換わることはない。
【００３８】
さらに、ケース６０内の圧力が初期状態に復帰し、ダイヤフラム６２が初期状態の形状に復帰しても、可動接触片４２のバネ力によって可動鉄片３５が鉄芯３１に吸着することはない。
そして、再度、前記コイル３３に通電することにより、可動鉄片３５が鉄芯３１に吸引されて回動し、鉄芯３１の磁極部３１ａに吸着する。このため、カード４５を介して可動接触片４２が押圧され、可動接点４４が固定接点４７から固定接点４３に切り換わる。そして、コイル３３への通電を停止しても、残留磁気によって可動鉄片３５の保持状態が維持され、初期状態に復帰する。
【００３９】
第７実施形態は、図１１に示すように、前述の実施形態が熱膨張力、振動衝撃力、流動体の圧力で可動鉄片３５を回動させる場合であるのに対し、単なる機械的圧力によって可動鉄片３５を回動させる場合である。
すなわち、図示しない駆動手段で駆動軸７０およびコイルバネ７１を介して可動鉄片３５を回動させ、接点を切り換える場合である。他は前述の実施形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。
【００４０】
なお、本実施形態に係る電磁石装置は、図１２Ａに示すように、略Ｕ字形状の鉄芯３１と、この鉄芯３１に巻回されたコイル３３と、一端部を前記鉄芯３１の一端部に回動可能にヒンジ支持された可動鉄片３５とで構成されている。そして、前記鉄芯３１は半硬質磁性材料からなるものである。
【００４１】
通常、軟質磁性材料からなる鉄芯に巻回したコイルに電流を流すと、図１３に示すように、電流の増加に伴って持続密度Ｂが増加し、飽和する初期磁化曲線を描く。その後、コイルへの電流を遮断することにより、磁化Ｈが減少すると、初期磁化曲線上を通らずに磁束密度Ｂが大きい傾向を示すヒステリシス曲線を描きながら、原点に復帰する。
【００４２】
これに対し、本実施形態のように鉄芯３１が半硬質磁性材料で形成されている場合には、初期磁化曲線と、ヒステリシス曲線との間における巾が大きく、残留磁束密度Ｂｒが１．６Ｔ程度であり、残留磁束によって可動鉄片３５が吸着保持されている。したがって、本発明によれば、閉成された磁気回路を構成した後は、コイル３３への電流を遮断しても、所定の磁束が残留する。このため、残留磁気によって可動鉄片３５は鉄芯３１に吸着し続け、磁気回路の閉成状態が維持される。
したがって、本発明にかかる電磁石装置３０によれば、閉成した磁気回路を保持し続けるために前記コイル３３に電流を流し続ける必要がなく、消費電力が著しく少ない電磁石装置が得られる。
【００４３】
前述の実施形態では、略Ｕ字型の鉄芯からなる電磁石装置について説明したが、磁気回路構成部材の全てが半硬質磁性材料である必要はない。
また、図１２Ｂに示すように、コイル３３を巻回し、かつ、半硬質磁性材料からなる断面略Ｔ字形鉄芯３１と、この鉄芯３１の下端部にカシメ固定された略Ｌ字形状のヨーク３８と、一端部を前記ヨーク３８の上端部に回動可能にヒンジ支持する一方、その他端部を前記鉄芯３１の磁極部３１ａに吸着可能に配置した可動鉄片３５と、からなる電磁石装置であってもよい。さらに、この電磁石装置では、前記ヨーク３８だけが半硬質磁性材料であってもよい。
さらに、電磁石装置としては、略Ｌ字形の鉄芯と、略Ｌ字形の可動鉄片とで磁気回路を構成し、少なくともいずれか一方が半硬質樹脂材料で形成したものであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気回路の構成部材の少なくとも一部を半硬質磁性材料で構成している。このため、コイルに通電して可動鉄片の一端部を支点に回動させ、可動鉄片の他端部を鉄芯の端部に吸着させて磁気回路を閉成した後、電流を遮断しても、残留磁気によって可動鉄片が鉄芯に吸着し続ける。このため、可動鉄片を保持するために電流を流し続ける必要がなく、節電タイプの電磁開閉器が得られる。
また、外部環境の変化に基づき、磁気ギャップ形成手段が閉成した磁気回路を開放する。このため、従来例のように閉成した磁気回路に逆磁界を印加することなく、外部環境の変化を電気的に検出できる。
さらに、磁気ギャップ形成手段が閉成した磁気回路を開放するので、磁気回路を開放するために従来例のように逆磁界を印加する必要がない。このため、逆磁界を印加する復帰回路を別に設ける必要がなく、回路構成が簡単になる。
そして、コイルに通電する電流、すなわち、印加する電圧に応じて磁気回路の残留磁気が異なるので、印加する電圧を調整することにより、感度を任意に調整できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】  図１で示した第１実施形態の初期定常時を示す概略部分断面図である。
【図３】  図１で示した第１実施形態の感温時を示す概略部分断面図である。
【図４】  図１で示した第１実施形態の温度回復時を示す概略部分断面図である。
【図５】  本発明にかかる第２実施形態を示す概略部分断面図であり、図５Ａは初期定常時であり、図５Ｂは感温時である。
【図６】  本発明にかかる第３実施形態を示す概略部分断面図であり、図６Ａは初期定常時であり、図６Ｂは感温時である。
【図７】  本発明にかかる第４実施形態を示す斜視図である。
【図８】  図７で示した第４実施形態の概略断面図を示し、図８Ａは動作前、図８Ｂは初期定常時、図８Ｃは動作時、図８Ｄは動作前を示している。
【図９】  本発明にかかる第５実施形態の概略断面図を示し、図９Ａは初期定常時を示し、図９Ｂは動作復帰時を示す。
【図１０】  本発明にかかる第６実施形態の概略断面図を示す。
【図１１】  本発明にかかる第７実施形態の概略断面図を示す
【図１２】  本実施形態に係る電磁石装置の概略断面図を示し、図１２Ａは鉄心が断面略Ｕ字形状の場合を示し、図１２Ｂは変形例を示す。
【図１３】  鉄芯の磁気特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０…ベース、２０…温度検出部、２３…バイメタル、３０…電磁石装置、３１…鉄芯、３１ａ…磁極部、３３…コイル、３５…可動鉄片、３７…駆動アーム、４０…接点機構部、４１，４６…固定接触片、４２…可動接触片、４３，４７…固定接点、４４…可動接点、４５…カード、５０…振動検出部、５２…鋼球、６０…圧力検出部、６２…ダイヤフラム、７０…駆動軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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