专利名称：电磁装置和电磁接触器的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装在诸如电磁接触器之类的单元上的电磁装置和设有电磁 装置的电磁接触器，具体地说，涉及诸如具有设有校正线圈的芯部的电磁装置 之类的装置。
背景技术：
首先，将描述具有设有校正线圈的芯部的电磁装置的一例子。校正线圈是 设置在单相交流电磁体中的线圈，其用来抑制由于交变磁通变化以及噪声和振 动而引起的电磁引力的变化。
图5A和5B是示意地示出电磁装置的一例子的图，其中，图5A是从既垂 直于可动芯部的驱动方向和又垂直于形成可动芯部和固定芯部中的每一个的 腿的设置方向的方向观察电磁装置的前视图，而图5B是示出图5A中局部B 的图且局部B被放大。
如图5A所示，电磁装置101由诸如固定芯部110、可动芯部120、工作线 圈130和校正线圈140之类的构件来形成。固定芯部IIO和可动芯部120中的 每一个都是E形芯部，该E形芯部由E形平轧硅钢片层叠并用铆钉119固定来 形成。E形固定芯部IIO具有中央腿111和一对外侧腿112，中央腿111设置在 外侧腿112之间，从而形成E形。E形可动芯部120具有中央腿121和一对外 侧腿122，中央腿121设置在外侧腿122之间，从而形成E形。固定芯部110 和可动芯部120设置成使固定芯部110各端的外侧腿112的磁极面112a和可动 芯部120各端的外侧腿122的磁极面122a彼此面对，且支承成使磁极面112a 和磁极面122a可彼此邻抵和彼此分开。当外侧腿112的磁极面112a和外侧腿 122的磁极面122a彼此邻抵时，在中央腿111的端面llla和中央腿121的端面 121a之间留出间隙。这是为了避免在切断供给至工作线圈130的电流时，可动 芯部120由于残留磁通而无法回到其原始位置仍吸引至固定芯部110。工作线圈130巻绕在固定芯部110的中央腿111上。通过对工作线圈130通电和断电， 可动芯部120可与固定芯部IIO邻抵和分开。
校正线圈140围绕固定芯部IIO的每个外侧腿112的磁极面112a而设置。 校正线圈140例如通过从铝合金金属板上冲压出大致方形的框架来一体形成。
如图5B所示，固定芯部IIO的每个外侧腿112在磁极面112a上和外侧腿 112外侧的突部113的面112b上分别具有平行切槽115和117，这些切槽沿着 固定芯部110的厚度方向(沿着垂直于图5B中纸面的方向)延伸。通过压配 或顶锻(挤压)将校正线圈140插入切槽U5和117中以固定至外侧腿112。
顺便提及一下，在电磁体中，电磁引力(f)和磁极面积(S)的关系由下 列公式1来表示
<formula>formula see original document page 5</formula>
其中，B表示磁通密度。
为了确保必需的电磁引力且使磁通密度恒定，需要一磁极面积，该磁极面 积是外侧腿112的磁极面112a-l的面积Sl和磁极面112a-2的面积S2之和。 磁极面112a-l是外侧腿112的中央腿111侧表面和内切槽115的中央腿111侧 表面之间的磁极面。磁极面112a-2是切槽115和117之间的磁极面。也就是说， 外切槽117外侧的突部113上的面112b不用作产生电磁引力所需的磁极面，而 是仅仅用来设置和固定校正线圈140。为了形成这种结构，突部113形成在每 个外侧腿112的外侧表面上以向外突出。通过设置这种突部113，固定芯部110 尺寸增大。
为了在这种电磁装置101中获得必需的电磁引力，必须确保磁极面积81 + S2。此外，从使铁耗最小化的角度来看，磁路中的横截面积必须一致从而磁通 密度变得在磁路中的任何横截面处相等。除此之外，例如当在对芯部宽度的尺 寸有限制的情况下，对电磁装置101的外尺寸有限制时，必须增加形成芯部的 层叠钢板的数量。在这种情况下，电磁体沿着芯部厚度方向尺寸增大，并且同 时所用材料量增大。
顺便提及一下，还披露了一种在外切槽117的外侧未设有面112b的电磁 体(例如参见JP-A-57-199208)。电磁体在每个外侧腿的磁极面上设有成直线 的切槽，并且同时在外边缘上设有台阶。将校正线圈插入切槽和台阶中以焊接固定至外侧腿。然而，在该例子中，条状材料在切槽和台阶中巻绕成环以形成 校正线圈。在外侧腿上未设有突部的电磁体可形成为避免其芯部尺寸增大。然 而，存在用来固定校正线圈的附连和焊接较为费时的问题，从而导致较低的生 产率。而且，在用于校正线圈的条状材料的两端连接的截面处电阻增大，有时 会劣化校正线圈的作用。
而且，在一些情况下，类似于在JP-A-57-199208所披露的电磁体中，在磁 极面上设有切槽和台阶的这种电磁体中，将冲压成大致卵形框架的校正线圈插 入切槽和台阶中，只有插入磁极面上的切槽的线圈被挤压以固定。在这种情况 下，校正线圈可能会由于驱动电磁装置引起的重复振动而发生故障，这导致无 法获得所想要的耐久性的问题。
鉴于前述问题来作出本发明，其目的是提供一种生产率极高、能减小芯部 尺寸还具有良好耐久性的电磁装置以及一种设有这种电磁装置的电磁接触器。
发明内容
本发明的电磁装置包括芯部和校正线圈，该芯部由层叠的钢板形成大致E 形，且其磁极面形成在那些形成E形的多个腿中的每个腿的顶端处，该校正线 圈通过由金属板冲压出大致椭圆形框架来一体形成，该校正线圈具有几乎彼此 平行的第一直线段和第二直线段。
芯部的每个带有形成在其相应顶端的磁极面的腿具有第一槽和第二槽，该 第一槽通过使磁极面凹进来形成，该第二槽通过使腿的侧面凹进来形成且与第 一槽几乎平行地延伸。
而且，校正线圈的第一直线段的至少一部分和第二直线段的至少一部分分 别包含在芯部的第一槽和第二槽中，且通过挤压分别固定至第一槽和第二槽。
在本发明中，直线段中的一个插入形成在芯部的侧面上的槽中，由此无需 设置用于支承校正线圈的突部，该突部对于提供磁引力无益。因此，对于芯部 的相同外尺寸，磁极的面积和磁路的横截面积可增大，这有助于产生磁引力。 因此，由于未对磁引力施加影响且没有磁损耗，可使芯部的外尺寸减小，或者 对于芯部的相同外尺寸，可增大磁引力。此外，插入两槽的线圈通过挤压固定 至芯部。这增加了将校正线圈固定至芯部的强度，以防止线圈由于振动或冲击而掉落，由此可提高电磁装置的耐久性。此外，使用通过冲压形成的校正线圈 并通过挤压将其固定至芯部，由此无需通过焊接将线圈结合至芯部，该线圈通 过在芯部的槽中巻绕条状材料或通过围绕芯部多次巻绕金属丝来形成。因此， 可通过相对简单的机械过程将校正线圈附连至芯部，由此提高生产率。
挤压是一种将两个物体结合起来的方法，其中，将机械压力施加至两个物 体中的一个(或两个)以引起塑性变形以便接触结合。
本发明的电磁接触器包括上述电磁装置和至少一对由该电磁装置驱动断 开和闭合的接触器。
由于本发明的电磁接触器，可减小电磁装置的芯部的尺寸，从而可使电磁 接触器变得紧凑，并可提高其耐久性。
从前述的说明中变得显而易见的是，根据本发明，可提供一种生产率极高、 能减小芯部尺寸、还具有很好耐久性的电磁装置，且可提供一种设有该电磁装 置的电磁接触器。
图1A是示意地示出根据本发明第一实施例的电磁装置的结构的前视图，
从既垂直于可动芯部的驱动方向和又垂直于形成可动芯部和固定芯部中的每
一个的腿的设置方向的方向观察电磁装置；
图1B是图1A中局部B的剖视图且局部B被放大；
图2是示出图1A和1B所示的电磁装置中的固定芯部的立体图3A是示出校正线圈与形成在固定芯部的外侧腿中以将校正线圈附连至
其的第一槽和第二槽之间的尺寸关系的剖视图3B是示出通过挤压工具来压实插入第一槽中的校正线圈的第一直线段
和定位在第二槽的侧面上的第二直线段中每一直线段的步骤的剖视图； 图3C是示出校正线圈已附连至固定芯部的外侧腿的状态的剖视图； 图4是示出本发明第二实施例的电磁接触器的结构的前视图；以及
图5A是示意地示出相关电磁装置的一例子的前视图，从既垂直于可动芯
部的驱动方向和又垂直于形成可动芯部和固定芯部中的每一个的腿的设置方
向的方向观察电磁装置；以及图5B是图5A中局部B的图且局部B被放大；以及 图6是示出图1A中局部B的剖视图。
具体实施例方式
下面，将参照附图来详细说明本发明的实施例。
图1A和1B是示意地示出本发明第一实施例的电磁装置的结构的图，其 中，图1A是从既垂直于可动芯部的驱动方向和又垂直于形成可动芯部和固定 芯部中的每一个的腿的设置方向的方向观察电磁装置的前视图，而图1B是示 出图1A中局部B的图且局部B被放大。
图2是示出图1A和IB所示的电磁装置中的固定芯部的立体图.
类似于图5A和5B所示的电磁装置，图1A和1B所示的电磁装置1由固 定芯部IO、可动芯部20、工作线圈30和校正线圈(shading coil) 40来形成。 固定芯部10和可动芯部20中的每一个都是E形芯部，该E形芯部由E形平轧 硅钢片层叠并用铆钉19固定来形成。E形固定芯部IO具有中央腿ll和一对外 侧腿12，中央腿ll设置在外侧腿112之间，从而形成E形。E形可动芯部20 具有中央腿21和一对外侧腿22，中央腿21设置在外侧腿122之间，从而形成 E形。固定芯部10和可动芯部20设置成使固定芯部10各端的外侧腿12的磁 极面12a和可动芯部20各端的外侧腿22的磁极面22a彼此面对，且支承成可 在其间相对运动从而使磁极面12a和磁极面22a可彼此邻抵和彼此分开。工作 线圈30巻绕在固定芯部11的中央腿IO上。通过对工作线圈30通电和断电， 可动芯部20可与固定芯部IO邻抵和分开。
如图1B所示，每个外侧腿12在其磁极面12a上稍稍靠近中央腿11的位 置具有第一槽15。第一槽15与磁极面12a形成为几乎垂直于其地凹进。第一 槽15沿着固定芯部IO的厚度方向(沿着垂直于图1B中纸面的方向)直线延 伸。第一槽15从其纵向方向观察的横截面形状形成为大致矩形。在第一槽15 的每个侧壁的深度方向中间附近，形成槽15a，校正线圈40的通过后述挤压而 经受塑性变形的第一直线段40a的一部分压入该槽15a中。槽15a也沿着固定 芯部IO的厚度方向、平行于第一槽15而延伸。每个外侧腿12具有形成在外 侧面12b上稍稍低于其上端位置的第二槽17，外侧面12b几乎水平地凹进。形成校正线圈40的经受塑性变形的第二直线段40b的一部分压入第二槽17中， 就像压入第一槽1中那样。第二槽17沿着固定芯部IO的厚度方向直线延伸。 第一槽15和第二槽17几乎彼此平行。而且，第一槽15的底部高度与第二槽 17的底面高度几乎相等。
本发明的固定芯部IO在每个外侧腿12的外侧面12b上未设有诸如参照图 5A和5B所述在电磁装置101的固定芯部110上设置的突部113那样的突部。 在该实施例中，每个外侧腿12的外侧面12b除了第二槽17之外基本上形成为 平的。
此外，如图2所示，固定芯部IO具有通孔10a，该通孔10a形成为沿其厚 度方向穿透固定芯部10。通孔10a设置在中央腿11的在与可动芯部20相反侧 上的端部处。支承板91插入通孔10a。诸如橡胶之类的弹性材料制成的弹性体 92附连至支承板91的从通孔10a突出的顶端。而且，在框架(未示出)的其 中包含固定芯部10的底表面上放置缓冲片95。通过弹性体92和缓冲片95， 固定芯部10以所谓浮动状态弹性地支承在框架上。
校正线圈40例如通过从铝基合金金属板上冲压出大致椭圆形的框架来一 体形成。如图2所示，校正线圈40具有几乎彼此平行的第一直线段40a和第二 直线段40b以及彼此面对的半圆段40c和40d。
接着，将描述将校正线圈40附连至固定芯部40的每个外侧腿12的方法 的一例子。
图3A至3C是示出将校正线圈附连至磁极的方法的图。
这里，图3A是示出校正线圈与形成在固定芯部的外侧腿中以将校正线圈
附连至其的第一槽和第二槽之间的尺寸关系的剖视图，图3B是示出通过挤压 工具来压实插入第一槽中的校正线圈的第一直线段和定位在第二槽的侧面上
的第二直线段中每一直线段的步骤的剖视图，以及图3C是示出校正线圈已附 连至固定芯部的外侧腿的状态的剖视图。
如图3A所示，第一槽15形成为其宽度Wl与校正线圈40的第一直线段 40a和第二直线段40b中的每一直线段的宽度W基本相等，但设有间隙以使校 正线圈40能插入第一槽15。而且，第一槽15形成 其深度D1大于第一直线 段40a和第二直线段40b中的每一直线段的厚度T。此外，第二槽17形成为其在外侧腿12的外侧面12b上的宽度W2近似等于第一直线段40a和第二直线段 40b中的每一直线段的厚度T，但其在外侧腿12内侧的宽度朝向其底部增大。 此外，第二槽17形成为其深度D2小于第一直线段40a和第二直线段40b中的 每一直线段的宽度W。
首先，如图3B所示，将校正线圈40的第一直线段40a插入第一槽15以 将第一直线段40b定位在第二槽17那侧上。接着，通过挤压工具T1从上方压 实第一直线段40a，以及通过另一挤压工具T2从侧方朝向第二槽17压实第二 直线段40b。
然后，如图3C所示，第一直线段40a通过挤压工具Tl而在其上面形成凹 进，同时在其侧面经受塑性变形以压入第一槽15的每个侧壁上的槽15a。这可 防止校正线圈40掉落。而且，第二直线段40b压入第二槽17，由此其侧面通 过挤压工具T2而形成凹进。同时，其在第二槽17内侧的端部经受向上和向下 (在图中向上和向下)的塑性变形以压入第二槽17的内侧，其中第二槽17的 宽度朝向底部变宽。校正线圈40的半圆段40c和40d中的每一半圆段变形以从 外侧腿12向外(沿着芯部的厚度方向)稍稍延伸第二直线段40b侧向压入的
如前所述，本发明的电磁装置1的固定芯部IO不必在外侧腿12上设置与 磁引力不相关的部分(图5B中的面112b)。因此，当固定芯部10的必要磁引 力与相关固定芯部IIO的相等时，与设置突部113以固定校正线圈140的相关 固定芯部110相比，可减小固定芯部IO的尺寸。而且，因为既插入第一槽15 又插入第二槽17的校正线圈40通过施加挤压来进行固定，校正线圈40可通 过简单的方式牢固地附连至固定芯部10。这可使固定芯部IO的生产率和耐久 性都变得优良。
下面，将描述设有这种电磁体的电磁接触器。 图4是示出本发明第二实施例的电磁接触器的结构的前视图。 图4所示的电磁接触器50具有下框架60和上框架70，下框架60和上框 架70分别作为一分为二的罩壳的下部和上部。在其内部，设置诸如电磁装置1 和接触器装置80之类的部件。
电磁装置1是参见图1A和1B以及其它附图所述的电磁装置，由固定芯部
1010、可动芯部20、工作线圈30和校正线圈40来形成。固定芯部10以浮动状 态包含在下框架中。固定芯部IO具有通孔，该通孔形成为沿其厚度方向穿过 固定芯部IO。支承板91插入通孔。诸如橡胶之类的弹性材料制成的弹性体92 附连至支承板91的从通孔10a突出的各端。支承板91通过弹性体92固定至下 框架60，固定芯部10以浮动状态弹性地支承在下框架上。
可动芯部20包含在上框架70中同时面向固定芯部10，以与固定芯部10 邻抵和分开。复位弹簧93设置在可动芯部20和工作线圈30之间。
接触器装置80具有可彼此邻抵和分开的可动接触器81和固定接触器82， 由此在连通和切断之间切换电路。可动接触器81由可动接触器保持件83来保 持。可动接触器保持件83由可动芯部20的背面(上面)的连接板(未示出) 来支承，从而可在上框架70中滑动。可动接触器保持件83由接触弹簧(未示 出)来保持。
而固定接触器70在面向可动接触器81的部分处固定至上框架70。
当工作线圈30通电时，固定芯部IO和可动芯部20彼此吸引，这使可动 芯部20移动而与固定芯部10接触。这使由可动芯部20支承的可动接触器保 持件83相对于上框架70移动，由此使可动接触器81与固定接触器82接触。 当工作线圈30断电时，可动芯部20被复位弹簧93致动成与固定芯部10分开。 这使可动接触器81与固定接触器82分开。
根据前述第二实施例的电磁接触器，可如上所述减小其芯部的尺寸并提高 其生产率和耐久性。因此，可减小电磁接触器的尺寸并提高生产率和耐久性。
<实施例2〉
接着，将参照图6来说明与本发明的实施例2有关的电磁装置。 该电磁装置包括与图1所示的电磁装置1几乎相同的结构，但是设置在固 定芯部的外侧腿12中的第二槽17的形式与电磁装置1中的槽的形式不同。下 面，将主要说明第二槽17的形式。在图6中，与图1的电磁装置具有基本相 同结构和效用的部件和区域用相同的附图标记来标示，将省略对其的描述。
突部17b形成在第二槽17的底表面上。突部17b形成在底表面的宽度方 向的中心部分(图6中垂直方向的中心部分)上，从而与槽17平行地延伸。 突部17b具有逐渐变小的横截面形状，且包括两个侧边、弧形突出曲线形状的
11顶点表面以及从第二槽17的底表面延伸至顶点表面的逐渐倾斜表面。此外，
突部17b的标高、高度低于第二槽17的标高、深度。
当校正线圈40的第二直线段40b的一部分通过在外侧腿12的第二槽17 中进行挤压而压实时，挤压工具中的压实表面的中心几乎面向突部17b的中心 的压实方向(请参见图3 (B))。通过用挤压工具在第二槽17上进行挤压可压 实第二直线段40b。如上所述，第二槽17的凹处形成为在宽度上展开，因此会 出现如下情况在挤压过程期间，第二直线段40b难以配合入第二槽17的角 部。突部17b设置在第二槽17的底表面上，因此直线段40b如图6中箭头所 示设置在突部17b旁边的上部或下部，直线段40b沿着突部17b的两个侧边向 上和向下塑性变形。在这种情况下，突部17b形成在底表面的宽度方向中心处， 从而直线段40b在垂直方向等同地塑性变形。此外，因为突部17b的末端表面 是弧形突出的曲线形状，所以在挤压过程期间从突部17b的末端表面集中到第 二直线段40b的应力不会使直线段40b裂开。
结果，较容易将第二直线段40b配合入并嵌入槽17的角部。还有，容易 在校正线圈40和外侧腿12之间获得足够的紧固力。因此，可以可靠地防止由 于电磁接触器开闭的振动所引起的校正线圈的脱开和破裂。
当突部17b太高时，在挤压过程期间校正线圈40的第二直线段40b可能 会裂开。另一方面，当突部17b太低时，会考虑到第二直线段40b无法配合入 第二槽17的角部。为此，可考虑校正线圈的材料特征和尺寸来确定突部17b 的高度。
<另一实施例>
本发明并不局限于以上实施例，而是可考虑各种应用和变型。例如，电磁 装置和电磁接触器的结构、每个部件的形式、以及材料并不局限于以上实施例， 而是可相应地改变。
而且，突部17b的横截面形状可改成渐縮梯形形状，其具有两个侧边、作 为平面的末端表面以及从第二槽17的底表面延伸至末端表面的直线倾斜表面。
尽管已参照本发明的较佳实施例来具体示出和描述了本发明，但是熟悉本 领域的技术人员应该理解，可在形式和细节上作出前述的和其它的改变而不脱 离本发明的精神实质和范围。
权利要求
1.一种用于电磁装置的芯部，包括轭部和至少两个延伸自所述轭部的腿(11、12)，所述芯部(10)由层叠钢片构成，每个腿的自由端面形成所述芯部(10)的磁极面(12a)；其中，所述至少两个腿(11、12)中的至少两个腿设有呈金属环形式的相应校正线圈(40)，所述校正线圈(40)具有彼此平行延伸的第一直线段(40a)和第二直线段(40b)，所述第一直线段(40a)的至少一部分容纳在设在相应腿(12)的所述磁极面(12a)中的第一槽(15)中，而所述第二直线段(40b)的至少一部分与相应腿(12)的侧面(12b)接触地延伸；其特征在于，每个校正线圈(40)的所述第二直线段(40b)的所述部分容纳在形成在所述侧面中的第二槽(17)中，使得由所述第二槽(17)的底部限定的平面与由所述第一槽(15)的底部限定的平面形成一角度，所述第二直线段(40b)的形状在所述第二槽(17)中锁定。
2. 如权利要求1所述的芯部，其特征在于，所述校正线圈(40)是由金属 板冲压出的椭圆形一体冲压件。
3. 如权利要求1所述的芯部，其特征在于，所述轭部具有三个腿(22、 21、 22)，由此形成E形芯部。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的芯部，包括 在所述第二槽(17)的侧壁中的至少一个侧壁中形成的槽(17a); 在所述第二槽(17)的所述底部(12c)上形成的突部(17b)。
5. —种电磁接触器，包括如权利要求1至3中任一项所述的芯部。
6. —种电磁接触器，包括如权利要求4所述的芯部。
7. 如权利要求5所述的电磁接触器，包括电磁装置，所述电磁装置具有如权利要求1至3中任一项所述的芯部(10); 电磁线圈(30)，所述电磁线圈围绕所述芯部(10)巻绕， 衔铁(20)，所述衔铁被支承成可在吸引向所述芯部(10)的第一位置和 比所述第一位置离所述芯部(10)更远的第二位置之间移动，以及至少一对接触器(80)，所述接触器设置成响应于所述衔铁(20)在所述 第一位置和所述第二位置之间的移动而断开和闭合。
8.如权利要求6所述的电磁接触器，包括电磁装置，所述电磁装置具有如权利要求4所述的芯部(10);电磁线圈(30)，所述电磁线圈围绕所述芯部(10)巻绕，衔铁(20)，所述衔铁被支承成可在吸引向所述芯部(10)的第一位置和比所述第一位置离所述芯部(10)更远的第二位置之间移动，以及至少一对接触器(80)，所述接触器设置成响应于所述衔铁(20)在所述第一位置和所述第二位置之间的移动而断开和闭合。
全文摘要
本发明涉及一种电磁装置(1)，该电磁装置具有大致E形的固定芯部(10)和校正线圈(40)，该固定芯部用钢板层叠而成，该校正线圈通过由金属板冲压出大致椭圆形框架来一体形成，该校正线圈具有几乎彼此平行的第一直线段(40a)和第二直线段(40b)。固定芯部(10)的外侧腿(12)具有几乎平行的第一槽(15)和第二槽(17)，该第一槽通过使磁极面(12a)凹进来形成在磁极面上，该第二槽通过使外侧面(12b)凹进来形成在其外侧面上。第一槽(15)和第二槽(17)几乎彼此平行。校正线圈(40)的第一直线段(40a)的一部分包含在第一槽(15)中，第二直线段(40b)的一部分包含在第二槽(17)中。校正线圈(40)的第一直线段(40a)和第二直线段(40b)通过挤压分别固定至固定芯部(10)的第一槽(15)和第二槽(17)。这提供一种可通过相对简单方法来生产的小电磁装置和一种设有该电磁装置的电磁接触器。
文档编号H01F7/10GK101630568SQ200910139409
公开日2010年1月20日 申请日期2009年6月17日 优先权日2008年6月18日
发明者中康弘, 大上聪克, 铃木健司, 高谷幸悦 申请人:富士电机机器制御株式会社