專利名稱：電磁鐵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁鐵裝置，特別涉及優(yōu)選適用于設(shè)置有勵磁線圈和永久磁鐵的 開閉器。
背景技術(shù)：
在斷路器等開閉器，其內(nèi)部設(shè)置有一對電極，將可動側(cè)連桿(rod)從一個電極向 外部拉出，被拉出的可動側(cè)連桿與安裝有可動部(armature)的可動軸連接。此外，當(dāng)對電 磁鐵裝置的勵磁線圈施加勵磁電流時，由此產(chǎn)生的磁束(magnetic flux)的磁吸引力將可 動部驅(qū)向固定部一側(cè)。而且，該驅(qū)動力經(jīng)由可動軸被傳遞給可動側(cè)連桿，使一個電極與另 一個電極接觸，由此開閉器被切換為閉合狀態(tài)(closingstate)。作為用于保持該閉合狀態(tài) 的方法，存在恒定勵磁(constantexcitation)、機械閂鎖(mechanical latch)和電磁閂鎖 (electromagneticlatch)。恒定勵磁在開閉器被切換至閉合狀態(tài)之后也一直對勵磁線圈持續(xù)通電，使得閉合 狀態(tài)得以保持，因此導(dǎo)致消耗電力的增大。此外，機械閂鎖通過以適當(dāng)?shù)臉?gòu)造進(jìn)行機械式鎖 閂等來保持閉合狀態(tài)，因此一般而言要求復(fù)雜的方式，并且需要用于通過涂敷潤滑油等來 抑制驅(qū)動部分的消耗的保養(yǎng)。另一方面，如在日本特開2002-8498號公報中所公開的那樣，電磁閂鎖利用永久 磁鐵的電磁吸引力來保持閉合狀態(tài)，當(dāng)開閉器被切換至閉合狀態(tài)時，通過停止對勵磁線圈 進(jìn)行通電或者使通電電流減少，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)省耗電。然而，當(dāng)隨著永久磁鐵的高性能化而使用磁吸引力較大的永久磁鐵時，如果永久 磁鐵的磁吸引力大于斷路彈簧(isolation spring)的釋放力，則會導(dǎo)致不能夠使斷路器斷 路的問題。另一方面，在使用磁吸引力較大的永久磁鐵的情況下，當(dāng)為了能夠可靠地使斷路 器斷路而使用彈簧壓力較大的斷路彈簧時，也存在電磁鐵裝置大型化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種電磁鐵裝置，其能夠抑制電磁鐵裝置的大型化、 可靠地使斷路器斷路、并且能夠降低用于維持閉合狀態(tài)的消耗電力。為了解決上述課題，本發(fā)明一個方面的電磁鐵裝置，其特征在于，包括安裝于可 動軸的可動部；插入有上述可動軸、與上述可動部接觸或分離的固定部；以包圍上述可動 部和上述固定部的方式配置的勵磁線圈；以上述可動部向上述固定部的方向移動的方式進(jìn) 行壓縮的斷路彈簧；產(chǎn)生用于維持上述可動部與上述固定部的接觸狀態(tài)的磁力的永久磁 鐵；框架(frame)，其包圍上述勵磁線圈和上述永久磁鐵、并形成利用上述勵磁線圈和永久 磁鐵的磁束使上述可動部向上述固定部的方向移動的第一磁通路；和磁通量限制機構(gòu)，其 對使從上述永久磁鐵產(chǎn)生的磁束透過的第二磁通路的磁通量(magnetic flux content)進(jìn) 行限制，由此使得由上述永久磁鐵產(chǎn)生的磁吸引力比上述斷路彈簧的釋放力小。
此外，本發(fā)明一個方面的電磁鐵裝置，其特征在于，包括配置為能夠抵接于上述框架、且固定在上述可動部的擋板(back plate)；和配置為能夠抵接于上述擋板、且與上述 框架一并夾持上述永久磁鐵的按壓夾具(clamp)，上述第二磁通路由上述框架、抵接于上述 框架的擋板和按壓夾具形成，上述磁通量限制機構(gòu)被構(gòu)成為上述第二磁通路上的一部分比 其他部分更容易形成磁飽和。此外，本發(fā)明一個方面的電磁鐵裝置，其特征在于，包括配置為能夠抵接于上述 框架、且固定在上述可動部的擋板；配置為能夠抵接于上述擋板、且與上述框架一并夾持上 述永久磁鐵的按壓夾具；和設(shè)置在上述框架與上述按壓夾具之間、且配置為能夠抵接于上 述擋板的限制板，上述第二磁通路由與上述框架抵接的擋板、限制板和按壓夾具形成，上述 磁通量限制機構(gòu)被構(gòu)成為上述限制板的一部分比其他部分更容易形成磁飽和。此外，本發(fā)明一個方面的電磁鐵裝置，其特征在于上述永久磁鐵配置于上述勵磁 線圈的外側(cè)。


圖1為以中心線CO為界限分別在上側(cè)和下側(cè)表示電磁鐵裝置的閉合狀態(tài)和釋放 狀態(tài)的截面圖。圖2為表示從圖1的右側(cè)觀察到的電磁鐵裝置的概略結(jié)構(gòu)的正面圖。圖3為表示圖1的電磁鐵裝置的閉合狀態(tài)的側(cè)面圖。圖4為表示圖1的電磁鐵裝置的釋放狀態(tài)的側(cè)面圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式的電磁鐵裝置進(jìn)行說明。圖1為以中心線CO為界限分別在上側(cè)和下側(cè)表示電磁鐵裝置的閉合狀態(tài)和釋放 狀態(tài)的截面圖，圖2為表示從圖1的右側(cè)觀察到的電磁鐵裝置的概略結(jié)構(gòu)的正面圖，圖3為 表示圖1的電磁鐵裝置的閉合狀態(tài)的側(cè)面圖，圖4為表示圖1的電磁鐵裝置的釋放狀態(tài)的 側(cè)面圖。在圖1 圖4中，在電磁鐵裝置中設(shè)置有能夠相互接觸或分離的轉(zhuǎn)2和固定部3， 并且設(shè)置有通過施力以使可動部2與固定部3分離的斷路彈簧8。此外，在電磁鐵裝置中， 設(shè)置有用于使可動部2與固定部3接觸的勵磁線圈12，并且設(shè)置有產(chǎn)生用于維持可動部2 與固定部3的接觸狀態(tài)的磁力的永久磁鐵23。這里，可動部2和固定部3形成為圓筒狀，可動部2固定于貫穿電磁鐵裝置的中心 部的可動軸1，并且可動軸1通過觸頭壓縮彈簧29 (wipe spring)與斷路器的操作桿30連 結(jié)。此外，在固定部3經(jīng)由形成于其內(nèi)部的貫通孔插入有可動軸1，在與可動軸1連接的可 動部3的內(nèi)表面設(shè)置有滑動軸承(slide bearing) 70此外，在可動部2和固定部3的外側(cè)設(shè)置有包圍可動部2和固定部3的筒狀的框 架4，在框架端部4a形成有用于插入固定部3的貫通孔。此外，框架4采用其底面進(jìn)行抵接 的方式由安裝螺釘6固定于安裝板5。此外，在可動部2和固定部3的外周面分別形成有向可動部2和固定部3的外周 側(cè)突出的凸緣(flange)部9。而且，在可動部2和固定部3的外周面配置有斷路彈簧8，斷路彈簧8被支承在分別形成于可動部2和固定部3的凸緣部9之間。此外，如圖1的下側(cè) 所示的那樣，以形成有在釋放時可動部2能夠與固定部3分離的空間部10的方式配置可動 部2和固定部3。此外，在可動部2和固定部3的外周側(cè)配置有收納于框架4內(nèi)的勵磁線圈 12。此外，在勵磁線圈12與可動部2之間配置有支承管13，支承管13以在與可動部 2之間形成有間隙14的方式被插入到可動部2。此外，在可動軸1插入有以與可動部2抵 接的方式配置的擋板15。而且，擋板15被螺母16緊固，由可動軸1支承。此外，在擋板15 的外側(cè)設(shè)置有框架面板17，在框架面板17的外周部配置有外側(cè)框架19。外側(cè)框架19與 框架4由螺釘21固定為一體。進(jìn)而，可動軸1貫通框架面板17的貫通孔并向外部延伸， 并且在框架面板17安裝有通過在釋放時與擋板15抵接來阻止可動軸1的移動的制動器 (stopper) 18。另外，框架面板17與外側(cè)框架19也可以一體地形成。
此外，如圖2所示的那樣，永久磁鐵23例如能夠以與擋板15鄰接的方式配置于框 架4的角部的勵磁線圈12的外側(cè)的2個部位，能夠固定在框架4與抵接板22之間。這里， 抵接板22與可動軸1平行地配置，構(gòu)成為能夠與擋板15抵接，并且由支承部件24進(jìn)行支 承。此外，支承部件24按照以下方式彎折形成從支承管13的端部在可動軸1的垂直方向 上延伸，并且從中途在與可動軸1的軸方向相同的方向上延伸，其配置為包圍勵磁線圈12 的一部分。此外，抵接板22配置為與支承部件24抵接，通過從形成于外側(cè)框架19的貫通 孔在框架4與支承部件24之間擰入3個固定螺釘25，將永久磁鐵23支承在框架4與支承 部件24之間。另外，通過將能夠抵接于擋板15的部件設(shè)置為支承部件24，也可以省略抵接 板22。此外，如圖3和圖4所示，在外側(cè)框架19的內(nèi)側(cè)，對使從永久磁鐵23產(chǎn)生的磁束 透過的磁通路的磁通量進(jìn)行限制的限制板26配置為能夠以與可動軸1平行的方式與擋板 15抵接，并通過由3個固定螺釘25進(jìn)行緊固而固定于抵接板22。這里，限制板26的擋板 15 一側(cè)的限制板部分26a構(gòu)成為寬度部分即表面面積比斷路彈簧8 一側(cè)的限制板部分26b 小。另外，限制板26的擋板15 —側(cè)的限制板部分26a也可以形成為厚度比斷路彈簧8 一 側(cè)的限制板部分26b更薄。此外，從永久磁鐵23產(chǎn)生的磁束Φ2，通過沿著永久磁鐵23 —抵接板22 —擋板 15 —限制板26 —框架4、外側(cè)框架19 —永久磁鐵23進(jìn)行循環(huán)，形成第二磁通路27b，并使 磁吸引力作用于擋板15，由此能夠維持可動部2與固定部3的接觸狀態(tài)，即使在切斷勵磁線 圈12的通電的情況下，也能夠維持閉合狀態(tài)。此外，通過令限制板26的擋板15 —側(cè)的限制板部分26a的寬度比斷路彈簧8 一 側(cè)的限制板部分26b更窄，能夠使限制板26的擋板15 —側(cè)的限制板部分26a更容易形成 磁飽和、更容易產(chǎn)生磁損耗，從而能夠限制第二磁通路27b的磁通量，使得從永久磁鐵23產(chǎn) 生的磁吸引力比斷路彈簧8的釋放力小。另外，在設(shè)置限制板26的方法以外，也可以使第二磁通路27b構(gòu)成為永久磁鐵23 的磁通量比斷路彈簧8的釋放力小。以下，對圖1 圖4的電磁鐵裝置的動作進(jìn)行說明。如圖1的下側(cè)所示的那樣，在電磁鐵裝置為釋放時，可動部2隔著空間部10與固 定部3相對配置。在該狀態(tài)下，當(dāng)給勵磁線圈12通電、對勵磁線圈12進(jìn)行勵磁時，在勵磁線圈12產(chǎn)生的磁束Φ ！如實線所示的那樣，主要沿著框架4、外側(cè)框架19 —永久磁鐵23—擋 板15 —支承部件24 —可動部2 —固定部3 —框架4進(jìn)行循環(huán)，由此形成第一磁通路27a， 并且透過第二磁通路27b的永久磁鐵23的磁束Φ2也合流于第一磁通路27a。然后，利用分別流過磁通路27a、27b的磁束Φρ Φ2的磁吸引力將可動部2吸引向 固定部3，如圖1的上側(cè)和圖3所示的那樣，可動部2向固定部3的方向移動并且壓縮斷路 彈簧8，通過可動部2與固定部3接觸而形成閉合狀態(tài)。此外，隨著可動部2的移動，擋板 15與抵接板22和限制板26抵接，如圖1的上側(cè)所示的那樣，形成沿著永久磁鐵23 —抵接 板22 —擋板15 —限制板26 —框架4、外側(cè)框架19 —永久磁鐵23進(jìn)行循環(huán)的第二磁通路 27b。此外，當(dāng)電磁鐵裝置形成閉合狀態(tài)時，利用設(shè)置于未圖示的斷路器的操作桿30的一部 分的卡合部進(jìn)行卡合，能夠阻止可動部2的移動，保持?jǐn)嗦窂椈?的壓縮能量。此外，利用來自第二磁通路27b的永久磁鐵23的磁吸引力，使可動部2與固定部 3接觸來維持閉合狀態(tài)，通過停止給勵磁線圈12通電、或者減少通電電流，能夠?qū)崿F(xiàn)電力的 節(jié)省。然后，當(dāng)根據(jù)來自未圖示的中央指令室的斷路指令而將卡合部的卡合解除時，斷 路彈簧8的壓縮能量被釋放，如圖1的下側(cè)和圖4所示的那樣，可動部2與固定部3分離而 被切換為釋放狀態(tài)。這里，限制板26的擋板15 —側(cè)的限制板部分26a形成為寬度比斷路彈簧8 一側(cè) 的限制板部分26b窄，因此當(dāng)在第二磁通路27b的限制板26有磁束Φ2流動時，以在限制 板部分26b形成磁飽和的方式對磁通量進(jìn)行限制。該限制能夠設(shè)定為使永久磁鐵23的磁 通量比斷路彈簧8的釋放力小。其結(jié)果是，即使在永久磁鐵23的性能得以提高的情況下， 也能夠不使斷路彈簧8大型化而在斷路時使可動部2可靠地與固定部3分離，并且能夠抑 制電磁鐵裝置的大型化，以及降低用于維持閉合狀態(tài)的消耗電力。此外，如圖1的下側(cè)和圖4所示的那樣，釋放時在擋板15與限制板26之間形成間 隙，由于設(shè)置有該間隙而使得在閉合時能夠加速可動部2的移動，從而能夠縮短閉合時間。進(jìn)而，作為限制板26，使用厚度比抵接板22薄的板，能夠容易地進(jìn)行限制部分的 加工。此外，如果將抵接板22置換為限制板26來使用，則也能夠省略抵接板22。進(jìn)而，例 如在對限制板26或抵接板22的一側(cè)與擋板15之間的間隙尺寸進(jìn)行限制而產(chǎn)生磁損耗的 情況下，也可以使其包含于形成磁飽和的部分。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的電磁鐵裝置例如能夠應(yīng)用于電路斷路器、泄漏斷路器等開閉器、斷路裝 置所使用的電磁制動器等，能夠抑制電磁鐵裝置的大型化并使斷路器可靠地斷路，并且能 夠降低用于維持閉合狀態(tài)的消耗電力。
權(quán)利要求
一種電磁鐵裝置，其特征在于，包括安裝于可動軸的可動部；插入有所述可動軸、與所述可動部接觸或分離的固定部；以包圍所述可動部和所述固定部的方式配置的勵磁線圈；以所述可動部向所述固定部的方向移動的方式進(jìn)行壓縮的斷路彈簧；產(chǎn)生用于維持所述可動部與所述固定部的接觸狀態(tài)的磁力的永久磁鐵；框架，其包圍所述勵磁線圈和所述永久磁鐵、并形成利用所述勵磁線圈和永久磁鐵的磁束使所述可動部向所述固定部的方向移動的第一磁通路；和磁通量限制機構(gòu)，其對使從所述永久磁鐵產(chǎn)生的磁束透過的第二磁通路的磁通量進(jìn)行限制，由此使得從所述永久磁鐵產(chǎn)生的磁吸引力比所述斷路彈簧的釋放力小。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁鐵裝置，其特征在于，包括 配置為能夠抵接于所述框架、且固定在所述可動部的擋板；和配置為能夠抵接于所述擋板、且與所述框架一并夾持所述永久磁鐵的按壓夾具， 所述第二磁通路由所述框架、抵接于所述框架的擋板和按壓夾具形成， 所述磁通量限制機構(gòu)被構(gòu)成為所述第二磁通路上的一部分比其他部分更容易形成磁 飽和。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電磁鐵裝置，其特征在于，包括 配置為能夠抵接于所述框架、且固定在所述可動部的擋板；配置為能夠抵接于所述擋板、且與所述框架一并夾持所述永久磁鐵的按壓夾具；和 設(shè)置在所述框架與所述按壓夾具之間、且配置為能夠抵接于所述擋板的限制板， 所述第二磁通路由抵接于所述框架的擋板、限制板和按壓夾具形成， 所述磁通量限制機構(gòu)被構(gòu)成為所述限制板的一部分比其他部分更容易形成磁飽和。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的電磁鐵裝置，其特征在于 所述永久磁鐵配置于所述勵磁線圈的外側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電磁鐵裝置。將限制板(26)配置為能夠以與可動軸(1)平行的方式與擋板(15)抵接，該限制板(26)對使在永久磁鐵(23)產(chǎn)生的磁束透過的磁通路的磁通量進(jìn)行限制，限制板(26)的擋板(15)一側(cè)的限制板部分(26a)構(gòu)成為寬度部分即表面面積比斷路彈簧(8)一側(cè)的限制板部分(26b)小，能夠通過在限制板部分(26b)使其磁飽和來對磁通量進(jìn)行限制，使得從永久磁鐵(23)產(chǎn)生的磁通量比斷路彈簧(8)的釋放力小。
文檔編號H01H33/38GK101849269SQ20078010143
公開日2010年9月29日 申請日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者中野龍一, 兒玉壽博, 山川潤, 福島一弘, 鈴木伸夫 申請人:富士電機系統(tǒng)株式會社;株式會社明電舍