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第49回「エアーポンプと磁石」の巻

電気呼び鈴のしくみは簡単ながら独創的

電磁石によって往復運動をつくるエアーポンプは、電気呼び鈴のしくみとも似てい ます。しかし、根本的に違うのは電気呼び鈴には直流が使われていることです。電気 呼び鈴が発明された19世紀初めには、もっぱら電池が電源として使われていたからです。

図2のように電気呼び鈴のコイルに直流電流を流すと、鉄心は磁化されて電磁石と なり、鉄片を引き付けてハンマーがベルをたたきます。しかし、これでは1回鳴るだ けで連続音を出せません。そこで、ハンマー中央部に電気接点を設け、電磁石の磁力 でハンマーが動くと、接点が離れる工夫が考案されました。つまり、ベルをたたくと 電流が遮断されて電磁石は磁力を失い、ハンマーはバネの力によって戻されますが、 戻されたとたん接点が閉じ、再び電磁石がハンマーを動かすというわけです。このハ ンマーの動作は電源が切れるまでに繰り返されるのでリリリリリ…という連続音が実 現します。

この電気呼び鈴もしくみは簡単ですが、なかなかのアイデアです。かつて電話交換 局の交換機や、機械の自動制御に使われていた電磁リレー(図3)もまた、電磁石と バネを利用して接点を切り替える同様の装置です。

磁力とバネを利用することで、瞬間的に鉄片を引き寄せたり、押し戻したりするさ まざまな機構も可能となります。これはプランジャと呼ばれます。

たとえばカメラのオートフォーカスやシャッター機構、ヘッドホンステレオの正転 、逆転、停止モードのリモートコントロールなどにも、磁石と電磁石、そしてバネを 組み合わせた各種プランジャが利用されています。

ちなみに水洗トイレが詰まったとき、棒の先にゴム製のお椀のようなものがついた 道具が使われます。これもプランジャといいます。プランジ(plunge)とは突っ込む という意味の英語。モータのような回転運動ばかりでなく、押したり引いたりの往復 運動にも磁石と電磁石は名コンビなのです。

 直流電磁リレーのしくみ

図3 直流電磁リレーのしくみ(例)

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