开关装置的操作机构的制作方法_3

文档序号:9794158阅读:来源:国知局
52的吸引面52a移动并抵接之后,停止。此时的磁路57用虚线表示。进而,电流的供给消失时,由于复位弹簧56的弹力,如图4所示,衔铁54移动到激励前的位置。
[0085]作为下一个代表性的电磁螺线管,在图6、图7中表不第二电磁螺线管60。图6是第二电磁螺线管60在开路位置的结构图,图7是第二电磁螺线管60在闭路位置的结构图。第二电磁螺线管60具有:插棒式铁芯61、螺线管轭铁62、螺线管线圈63、衔铁64、弹簧座65、复位弹簧66、支承部68。
[0086]螺线管轭铁62是电磁螺线管60的外部骨架,由磁性材料构成,在内部具有空间。在内部空间的上部配置有螺线管线圈63。插棒式铁芯61是配置于螺线管轭铁62的中心轴上的棒状的部件。插棒式铁芯61插通于螺线管轭铁62的上表面的孔,一端向外部突出,与弹簧保持板32接触。并且,在插棒式铁芯61的中央部固定接合有衔铁64。
[0087]衔铁64是由磁性材料构成的圆筒形的部件。衔铁64以能够沿着插棒式铁芯61的轴方向移动的方式收纳于在螺线管轭铁62的内部空间的中央部形成的收纳部中。该衔铁64的外径小于螺线管线圈63的内径,衔铁64设置成也能够在螺线管线圈63内进退。
[0088]第二电磁螺线管60的衔铁64由直径不同的两个圆筒形构成。衔铁64的下部是直径大的圆筒形的第一衔铁64a,上部是与其固定接合的直径小的圆筒形的第二衔铁64b。在螺线管轭铁62的上底面的内部的螺线管线圈63的内侧形成有圆筒形的突出部62b。突出部62b的内径稍大于第二衔铁64b的外径,因此如图7所示,第二衔铁64b能够进入突出部62b的内部,但第一衔铁64a不能进入突出部62b的内部。
[0089]并且,插棒式铁芯61的另一端插通于螺线管轭铁62的底面的孔,向外部突出,固定接合于弹簧座65。弹簧座65是与插棒式铁芯61同轴的圆板状的部件。在弹簧座65和螺线管轭铁62之间,以卷绕插棒式铁芯61的方式配置有复位弹簧66。复位弹簧66具有向使插棒式铁芯61向弹簧座65侧移动的方向施力的弹力。进而,支承部68是收纳插棒式铁芯61和复位弹簧66的筒状的部件,其上端固定接合于螺线管轭铁62的下端。支承部68的下端固定设置于支承架31的内底。
[0090]第二电磁螺线管60的衔铁64在电流流过螺线管线圈63时被激励,如图6所示,衔铁64的上部的吸引面64c由于在与螺线管轭铁62的突出部62b之间产生的电磁力而朝向突出部62b移动。此时的磁路67用虚线表示。进而,衔铁64移动时,吸引面64c吸附到螺线管轭铁62的吸引面62a而停止。此时的磁路67在图7中表示。进而,电流的供给消失时,由于复位弹簧66的弹力,如图6所示,衔铁64移动到激励前的位置。
[0091]在图8中表示上述的第一电磁螺线管50和第二电磁螺线管60的位移和磁引力的关系。在图8中,横轴表示电磁螺线管的位移,纵轴表示电磁螺线管的磁引力。图8的虚线Fml表示第一电磁螺线管50的磁引力的特性。图8的点划线Fm2表示第二电磁螺线管60的磁引力的特性。图8的实线Fm表示第一电磁螺线管50和第二电磁螺线管60的磁引力的合力特性。横轴的左侧表示电磁螺线管的闭路位置,右侧表示开路位置。
[0092]在该图8中,对于开路位置上的Fml,由于吸引面54a和吸引面52a远离,磁引力小。但是,随着吸引面54a和吸引面52a的靠近,磁引力呈指数性变大。与此相对,对于Fm2,在开路位置上,由于吸引面64c和突出部62b比第一电磁螺线管50的吸引面54a、52a间的距离近,因此磁引力大于第一电磁螺线管50。
[0093]并且,在吸引面64c与突出部62b进一步接近而到达几乎接触的位置时,电磁引力达到第一个峰值。吸引面64c进一步靠近吸引面62a时,磁路67形成于突出部62b的方向,并且也形成于吸引面64c和吸引面62a之间,电磁引力变大。Fm相当于第一电磁螺线管50和第二电磁螺线管60同时激励时的合力,表示如果并用两个电磁螺线管,在接近开路位置的状态下也能够获得大的电磁引力。
[0094][作用]
[0095]参照图1至图3说明本实施方式的作用。另外,在以下的说明中,将与可动轴5—起移动的部件组作为可动部。
[0096][开路动作]
[0097]首先,对于开关装置I的操作机构从图1所示的闭路状态达到图2所示的开路状态的开路动作进行说明。在图1所示的闭路状态下,从未图示的驱动电源使脉冲电流流过排斥线圈12时,在排斥线圈12和排斥环13之间产生磁场,在排斥环13中产生涡电流。
[0098]该涡电流向流过排斥线圈12的电流的相反方向流动,因此会产生电磁斥力。该电磁斥力大于磁闩锁部20的磁力,因此排斥环13和加强板14及可动轴5开始朝向缓冲部40的方向移动。包括可动轴5在内的可动部位移一定距离时,弹簧保持板32与缓冲器头46抵接。
[0099]在该时刻,可动部的惯性力和开路弹簧33的弹力作用于缓冲器头46,因此活塞43被向开路动作方向推入。这样一来,在缓冲部40产生制动力,使整个可动部停止。通过以上的动作,可动电极4从固定电极3远离,能够确保可动电极4和固定电极3之间的绝缘距离。
[0100][闭路动作]
[0101]接着对于开关装置的操作机构从图2所示的开路状态经由图3所示的开路动作中途的状态达到图1所示的闭路状态的闭路动作进行说明。在图2所示的开路状态中,外部指令(电力供给)输入到第一电磁螺线管50和第二电磁螺线管60时,螺线管线圈53、63被激励。
[0102]通过此时产生的电磁力,衔铁54、64朝向闭路动作方向开始移动,如图3所示,插棒式铁芯51、61与弹簧保持板32抵接。并且,将开路弹簧33压缩的同时使可动部向闭路方向移动。可动轭铁24位移某一定距离时,由于永磁铁22的磁引力,可动轭铁24被固定轭铁21吸弓丨。之后,向第一电磁螺线管50和第二电磁螺线管60的外部指令停止,如图1所示,衔铁54和64由于复位弹簧56、66返回到开路位置,插棒式铁芯51、61从弹簧保持板32远离,闭路动作完成。
[0103][效果]
[0104]根据以上的本实施方式,不需要在可动轴5上设置线圈等重量物,因此能够减少驱动所需要的电能,能够防止响应性和速度的降低。即,电磁斥力机构部10的排斥线圈12固定接合于排斥固定部件11,可动轴5上仅仅固定接合有排斥环13和加强板14,因此可动部变轻。尤其是,排斥环13薄,加强板14由重量轻的材料构成,因此容易实现轻量化。并且,磁闩锁部20也可以通过利用固定接合于固定轭铁21的永磁铁22和闩锁环23而不需要在固定接合于可动轴5的可动轭铁24上设置线圈,因此能够将可动部轻量化。
[0105]进而,磁闩锁部20中的可动轭铁24形成为剖面有檐帽型形状,并且不需要在该可动轭铁24的头顶部24b设置线圈,因此能够增大接近固定轭铁21的吸引面21a的头顶部24b的面积,能够防止磁引力的降低。尤其是,在开路状态下,闩锁环23的角部23a和头顶部24b的角部接近,因此与使闩锁环23的内壁整体与头顶部24b的外壁整体接近的情况相比,能够防止重量增大,能够确保磁引力。
[0106]并且,通过利用弹簧驱动部30吸收动作停止时的冲击力,能够防止各部件的强度降低。尤其是,将弹簧驱动部30中的开路弹簧33适用作辅助驱动源,因此即使是比较长的行程也能够持续驱动力,能够抑制速度的降低。进而,通过使用磁闩锁部20,能够消除开路弹簧33用于释放弹力的时间延迟,能够提高响应性。
[0107]通过使用于停止开路动作的缓冲部40从可动轴5分离而分体形成,能够降低可动部的重量,减少响应性或速度的降低。尤其是,作为闭路动作的驱动源的电磁螺线管50、60与可动轴5分体形成,从而能够降低可动部的重量,减少响应性和速度的降低。
[0108]进而,作为电磁螺线管50、60,将磁引力的特性不同的多种螺线管组合,从而即使在开路位置也能够获得充分的吸引力,能够提高响应性和速度。
[0109]通过磁闩锁部20的磁引力和开路弹簧33的弹性力的设定,不会导致增大线圈造成的可动轴5的重量增大,能够确保闭路动作的初始阶段的电磁力,能够提高开路动作时的响应性和速度。并且,不需要可动线圈,通过磁闩锁部20的磁引力、开路弹簧33的弹性力、复位弹簧45的弹性力的设定,不会导致驱动电源的大型化,能够获得合适的制动力。
[0110][第二实施方式]
[0111]参照图9说明第二实施方式涉及的开关装置的操作机构。图9表示本实施方式的开关装置的操作机构的闭路状态。另外,对于与第一实施方式相同或类似的部分,标以相同的标记,省略重复的说明。
[0112]本实施方式基本上是与上述实施方式相同的结构。但在本实施方式中,如图9所示,是操作机构6的电磁斥力机构部10和磁闩锁部20的配置替换的方式。
[0113]更具体地说,通过使作为固定部件
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