专利名称：电磁铁装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电磁铁装置，特别是涉及在设置有励磁线圈和永久磁 铁的开关器中适用的恰当的电磁铁装置。
背景技术：
在断路器等开关器中内部设置有一对电极，从一个电极向外部引 出可动侧杆，引出的可动侧杆与安装有动子的可动轴连接。而且，当 电磁铁装置的励磁线圈中通电励磁电流时，通过其产生的磁通的磁吸 引力向定子一侧驱动动子。然后，该驱动力通过可动轴传递到可动侧 杆，使一个电极与另一个电极接触，由此使开关器转变为投入状态。 作为用于保持该投入状态的单元，有常时励磁、机械闩锁和电磁闩锁。
常时励磁是通过在开关器转变为投入状态以后也总是对励磁线圈 持续通电而保持投入状态的方式，所以会导致消耗电力的增大。此外， 机械闩锁是用适当的结构物机械性地挂住而保持投入状态的装置，因 此一般需要复杂的形态，需要涂布润滑油等用于抑制驱动部分的损耗 的维护。
另一方面，电磁闩锁如在日本专利特开2002—8498号公报所公开 的那样，是通过永久磁铁的电磁吸引力而保持投入状态的装置，因此 当开关器转变为投入状态时，通过停止对励磁线圈的通电或者减少通 电电流，能够实现省电力化。
然而，利用电磁闩锁，即使在停电时等电源被切断的情况下，也 由永久磁铁的电磁吸引力保持投入状态，由于即使电源切断也保持投 入状态，因此存在在电源被切断时需要断开断路器的领域中不可使用 的问题。
另一方面，利用常时励磁，通过总是对励磁线圈持续通电而保持 投入状态，因此当停电时等电源被切断时，能够自动断开断路器。
然而，利用常时励磁，为了保持投入状态，导致消耗电力的增大，因此存在在电源被切断时也需要保持投入状态的领域中不可使用的问 题。
在此，本发明的目的是提供一种无需结构的复杂化而能够简单地 切换电磁闩锁与常时励磁的电磁铁装置。
发明内容
为了解决上述课题，根据本发明的一个方式的电磁铁装置，其特 征在于，包括安装于可动轴的动子；插入有上述可动轴，并能够与 上述动子接触分离的定子；励磁线圈，其以包围上述动子和上述定子 的方式配置，产生使上述动子向上述定子的方向移动的磁力；产生维 持上述动子与上述定子的接触状态的磁力的永久磁铁；框架，其包围 上述励磁线圈和上述永久磁铁，利用上述励磁线圈和永久磁铁的磁通 形成使上述动子向上述定子的方向移动的磁通路；和以跨上述永久磁 铁的方式自由装卸地设置，并且使从上述永久磁铁产生的磁通量减少 的磁性短路板。
此外，根据本发明的一个方式的电磁铁装置，其特征在于，包括 第一磁性板，其以不与上述动子接触的方式，配置成与上述框架的内 表面相接，并且与上述永久磁铁的一个极相接；和第二磁性板，其以 不与上述框架接触的方式，与上述动子自由滑动地配置，并且配置成 与上述永久磁铁的另一个极相接，其中，上述磁性短路板架设在上述 第一磁性板和上述第二磁性板之间。
此外，根 据本发明的一个方式的电磁铁装置，其特征在于上述
永久磁铁和上述励磁线圈沿着上述可动轴并排配置，上述永久磁铁在 夹在上述第一磁性板和上述第二磁性板之间的状态下被支撑在上述框 架内。
此外，根据本发明的一个方式的电磁铁装置，其特征在于通过 增减上述磁性短路板的截面积，增减从上述永久磁铁产生的磁通量。
此外，根据本发明的一个方式的电磁铁装置，其特征在于上述 第一磁性板和上述第二磁性板，与上述磁性短路板的接触面形成为R 状。图1是表示本发明的一个实施方式的电磁铁装置的释放状态的截 面图。
图2是表示本发明的一个实施方式的电磁铁装置的投入状态的截 面图。
图3是表示从图1和图2的A2方向看时的电磁铁装置的结构的正 面图。
图4是表示从图3的A3方向看时的电磁铁装置的结构的侧面图。 标号说明
1 可动轴 la可动螺钉 lb可动螺母
2 动子 2a间隙 3定子
3a支撑槽 4a弹簧槽
5 空隙部
6 框架 6a框架端
7 端板
8 励磁线圈 8a线圈框
9永久磁铁
10 a磁通路
11 、 12磁性板 13空间部
14紧固螺栓 15紧固螺母 16磁性短路板
具体实施例方式
以下参照
本发明的实施方式的电磁铁装置。
图1是沿图3的A1—A1线切断表示本发明的一个实施方式的电 磁铁装置的释放状态的截面图，图2是表示本发明的一个实施方式的 电磁铁装置的投入状态的截面图，图3是表示从图1和图2的A2方向 看时的电磁铁装置的结构的正面图，图4是表示从图3的A3方向看时 的电磁铁装置的结构的侧面图。
在图1 图4中，在电磁铁装置中，设置有能够相互接触分离的动 子2和定子3，并且设置有以使动子2和定子3分离的方式施加作用力 的遮断弹簧4。此外，在电磁铁装置中，设置有用于使动子2和定子3 接触的励磁线圈8，并且设置有用于产生维持动子2和定子3的接触状 态的磁力的永久磁铁9。此处，动子2和定子3形成为圆筒状，动子2 固定于贯通电磁铁装置的中心部的可动轴1，并且，可动轴1通过形成 在定子3的内部的贯通孔插入定子3中。而且，动子2和定子3按照 形成能够在释放时使动子2从定子3分离的空隙部5的方式配置。此 处，在可动轴1的一端形成有可动螺钉la。而且，通过在可动螺钉la 上安装可动螺母lb，并紧固可动螺母lb，能够将动子2固定于可动轴
此外，在动子2和定子3的相对面一侧，沿着可动轴1形成有弹 簧槽4a。而且，在弹簧槽4a以跨空隙部5的方式配置有遮断弹簧4。 此外，在动子2和定子3的外侧，设置有包围动子2和定子3的筒状 的框架6。此处，在框架6的一端形成有与可动轴1正交的框架端6a， 并且在框架6的另一端，安装有与框架端6a相对配置的端板7。
而且，在框架端6a中形成有插入定子3的贯通孔，在定子3上形 成有用于被插入框架端6a的前端的支撑槽3a。而且，框架端6a的前 端插入支撑槽3a，由此固定定子3和框架6。此外，在动子2和定子3 的外周恻，配置有收容在框架6内的励磁线圈8和永久磁铁9。此处， 励磁线圈8和永久磁铁9能够沿可动轴1并排配置。
而且，励磁线圈8能够以包围定子3和动子2的一部分的方式构 成为圆筒状。而且，通过在具有中空部的线圈框8a巻绕电线，形成励 磁线圈8，能够将动子2和定子3插入励磁线圈8的中空内。此处，在动子2和线圈框8a之间，能够沿着可动轴1形成间隙2a。
此外，永久磁铁9例如能够以包围动子2的一部分的方式构成为 环状。其中，永久磁铁9除环状以外也可以例如形成为条状，隔着动 子2上下配置。
而且，永久磁铁9夹在磁性板11、 12之间，通过磁性板11、 12 固定在框架6上。此处，磁性板ll以不与动子2接触的方式，配置成 与框架6的内表面相接，并且与线圈框8a和永久磁铁9的一个极相接。 而且，通过磁性板11和永久磁铁9形成有与间隙2a连通的空间部13。 此外，磁性板12以不与框架6接触的方式，与动子2自由滑动地配置， 并且，配置成与永久磁铁9的另一个极相接。
此外，在磁性板12和端板7之间配置有紧固螺栓14，紧固螺栓 14插入在端板7上形成的贯通孔中。而且，通过在紧固螺栓14的螺钉 槽上安装紧固螺母15，将紧固螺母15拧紧，能够将紧固螺栓14挤压 在磁性板12上，在紧固螺栓14和框架端6a之间支撑励磁线圈8和永 久磁铁9。
此外，在磁性板ll、 12之间，以跨永久磁铁9的方式可自由装卸 地设置有磁性短路板16。此处，磁性短路板16能够以使磁性板11、 12之间磁短路的方式架设在磁性板11、 12之间，能够使从永久磁铁9 产生的磁通量减少。其中，磁性短路板16能够由例如钢板形成。而且， 能够由永久磁铁9的磁吸引力在磁性板11 、 12之间安装磁性短路板16， 或者取下磁性短路板16。此外，通过增减磁性短路板16的截面积，能 够增减从永久磁铁9产生的磁通量。
其中，如图4所示，在各磁性板ll、 12的端部lla、 12a，可以在 与磁性短路板16的接触面形成R面17。
以下，对图1 图4的电磁铁装置的动作进行说明。
在该电磁铁装置中，通过安装磁性短路板16，能够使其作为常时 励磁动作，通过取下磁性短路板16，能够使其作为电磁闩锁动作。
而且，在图1中，在电磁铁装置的释放时，通过遮断弹簧4使动 子2和定子3分离。然后，在动子2和定子3之间形成空隙部5，动子 2的端部保持与端板7抵接的状态。
此处，当动子2的端部与端板7抵接时，由永久磁铁9产生的磁通02如虚线所示，主要按永久磁铁9^磁性板12= 动子24端板74框 架6一磁性板114永久磁铁9循环，由此形成磁通路10b。而且，在电 磁铁装置的释放时，由该磁通路10b的磁吸引力能够使动子2总维持 与端板7接触的状态。因此，能够使动子2从遮断位置移动到投入位 置的移动距离均匀化，能够使动子2能够与定子3接触的接触时间均 匀，从而能够提高电磁铁装置的品质。
在该状态下对励磁线圈8进行通电，使励磁线圈8励磁时，由励 磁线圈8产生的磁通01如图2的虚线所示，主要按永久磁铁94磁性 板12= 动子24定子3^框架64磁性板114永久磁铁9循环，由此形 成磁通路10a，并且永久磁铁9的磁通02也与磁通路10a汇合。
而且，动子2由在磁通路10a流通的磁通0、02的磁吸引力被吸 引到定子3，如图2所示，动子2在向定子3的方向移动的同时压缩遮 断弹簧4，并且动子2与定子3接触成为投入状态。
此处，若在磁性板ll、 12之间安装有磁性短路板16，则永久磁铁 9的磁通02也在磁性短路板16上流通使得磁性板11、 12之间磁短路。 因此,来自永久磁铁9的磁通量相应地减少磁性短路板16的磁损失量， 永久磁铁9的磁吸引力减少。因此，通过由来自励磁线圈8的磁通0！ 的磁吸引力补充该磁吸引力的减少量，能够维持投入状态，能够使其 作为常时励磁而动作。
另一方面，若取下磁性短路板16，则通过来自磁通路10a的永久 磁铁9的磁吸引力，使动子2与定子3接触而维持投入状态，使其作 为电磁闩锁动作。因此，在转变为投入状态以后，通过停止励磁线圈8 的通电或者减少通电电流，能够实现电力的节能化。
这样，通过取下磁性短路板16，能够使其作为电磁闩锁动作，能 够不对励磁线圈8通电而保持投入状态，因此能够实现电力的节能化， 并且即使在停电时等电源被切断的情况下，也能够通过永久磁铁9的 电磁吸引力保持投入状态。此外，通过在磁性板ll、 12之间安装磁性 短路板16，能够作为常时励磁而动作，当停电时等电源被切断时，能 够自动转变为遮断状态。
因此，能够将电磁闩锁和常时励磁兼用于1台电磁铁装置，并且 能够无需结构的复杂化而简单地切换电磁闩锁和常时励磁，能够在抑制电磁铁装置的大型化和高价格化的同时，提高电磁铁装置的使用便 利性。
此外，在本发明的电磁铁装置中，从常时励磁切换到电磁闩锁时，
使磁性短路板16取下即可，即使在现有的电磁铁装置中，也能够简单 地从常时励磁转变为电磁闩锁。
而且，在上述实施方式中，对由遮断弹簧4的蓄积能量的释放力 使动子2从定子3分离的方法进行了说明，但是因为仅通过励磁线圈8 的逆磁吸引力也能够使动子2从定子3分离，所以遮断弹簧4不是必 需的。
此外，能够从电磁铁装置的外部观察配置在磁性板ll、 12之间的 磁性短路板16，能够容易地发现制造失误或者第三者的模仿。
另外，由永久磁铁9产生的磁通量能够通过使磁性短路板16的截 面积增减而增减，能够将励磁线圈8中通电的励磁电流调整为任意值。
此外，在各磁性板11、 12中，通过在与磁性短路板16的接触面 形成R面17，能够使磁通集中在R面17上，能够对应于形成R面17 的部分相应地减少磁通泄漏，因此能够降低磁损失，能够提高磁效率。
产业上的可利用性
本发明的电磁铁装置能够利用在例如电路断路器或泄漏断路器 等开关器、和用于断路装置的电磁促动器等中，在电源被切断时需要 断开断路器的领域和在电源被切断时需要保持投入状态的领域中均能 够适用。
权利要求
1.一种电磁铁装置，其特征在于，包括安装于可动轴的动子；插入有所述可动轴，并能够与所述动子接触分离的定子；励磁线圈，其以包围所述动子和所述定子的方式配置，产生使所述动子向所述定子的方向移动的磁力；产生维持所述动子与所述定子的接触状态的磁力的永久磁铁；框架，其包围所述励磁线圈和所述永久磁铁，利用所述励磁线圈和永久磁铁的磁通形成使所述动子向所述定子的方向移动的磁通路；和以跨所述永久磁铁的方式能够自由装卸地设置，并且使从所述永久磁铁产生的磁通量减少的磁性短路板。
2. 根据权利要求l所述的电磁铁装置，其特征在于，包括-第一磁性板，其以不与所述动子接触的方式，配置成与所述框架的内表面相接，并且与所述永久磁铁的一个极相接；和第二磁性板，以不与所述框架接触的方式，与所述动子自由滑动地配置，并且配置成与所述永久磁铁的另一个极相接，其中，所述磁性短路板架设在所述第一磁性板和所述第二磁性板之间。
3. 根据权利要求2所述的电磁铁装置，其特征在于 所述永久磁铁和所述励磁线圈沿着所述可动轴并排配置，所述永久磁铁在夹在所述第一磁性板和所述第二磁性板之间的状态下被支撑 在所述框架内。
4. 根据权利要求1 3中任一项所述的电磁铁装置，其特征在于: 通过增减所述磁性短路板的截面积，增减从所述永久磁铁产生的磁通量。
5. 根据权利要求1 4中任一项所述的电磁铁装置，其特征在于 所述第一磁性板和所述第二磁性板，与所述磁性短路板的接触面形成为R状。
全文摘要
本发明涉及电磁铁装置。在使电磁铁装置作为常时励磁动作的情况下，在磁性板(11、12)之间安装用于减少从永久磁铁(9)产生的磁通量的磁性短路板(16)；在使电磁铁装置作为电磁闩锁动作的情况下，从电磁铁装置取下磁性短路板(16)。
文档编号H01F7/16GK101542650SQ200780043199
公开日2009年9月23日 申请日期2007年12月17日 优先权日2006年12月18日
发明者中野龙一, 儿玉寿博, 山川润, 池野吉广, 铃木伸夫 申请人:富士电机系统株式会社;株式会社明电舍