專利名稱：電磁操作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動電力輸送配電系統(tǒng)中使用的開關(guān)的操作裝置，特別是涉及具有永磁鐵和電磁線圈的電磁操作裝置。
背景技術(shù)：
圖19是表示以往的開關(guān)裝置500的主要結(jié)構(gòu)的圖(例如參照專利文獻1)。
在圖中，100是電磁操作裝置，200是直接連接在電磁操作裝置100上，并進行電路的開、關(guān)的開關(guān)。300、301是彈簧，在電磁操作裝置100的上、下部分設(shè)置有兩處，當(dāng)通過電磁操作裝置100來進行開關(guān)200的開關(guān)驅(qū)動時，輔助該開關(guān)驅(qū)動。
所述電磁操作裝置100的主要結(jié)構(gòu)如圖18所示，由以下部分構(gòu)成把左側(cè)軛201、右側(cè)軛202、上軛203、下軛204分別一體化沖切的磁性鋼板層疊的軛250；通過分別設(shè)置在左側(cè)軛的桿部201a和右側(cè)軛的桿部202a上的實心內(nèi)部軛201b、202b安裝的永磁鐵205；在軛250內(nèi)能移動給定行程的動子206；第一、第二線圈207、208。須指出的是，該第一、第二線圈207、208設(shè)置為具有相等磁通量(AT)。而且，在動子206上設(shè)置有貫通上下軛203、204而連接在所述開關(guān)200上的棒209。須指出的是，在所述永磁鐵205和動子206之間設(shè)置有空隙g。另外，圖18表示在圖的上部設(shè)置有開關(guān)200的例子，與圖19安裝位置不同。
所述動子206通過永磁鐵205產(chǎn)生的磁場保持在軛203的第一部位203a。而且，通過勵磁使第二線圈208與永磁鐵變?yōu)橥粯O性，由上軛203保持的動子206被抵消保持力，并且向下軛204一側(cè)以給定行程移動，到達下軛204，如果停止所述第二線圈208的勵磁，則由于永磁鐵205產(chǎn)生的磁場，保持在下軛204的第二部位204a。所述給定行程長度是使所述開關(guān)200的接點210斷開的必要值。在圖18所示的例子中，動子206保持在下軛204的第二部位204a，與上軛203之間存在相當(dāng)于所述行程的空隙G。須指出的是，圖19所示得所述彈簧301在對第二線圈208勵磁，開始動子206的移動時，通過棒209輔助所述開關(guān)200的接點的開放驅(qū)動，當(dāng)從圖18所示的狀態(tài)變?yōu)榻狱c閉合時，上部的彈簧300輔助。
接著，如果同樣對第一線圈207勵磁，則動子206移動到圖18所示的上軛203一側(cè)，閉合開關(guān)200的接點210，并且保持在上軛203的第一部位203a上。
下面，根據(jù)圖17(a)～(c)說明動子206的工作原理。須指出的是，圖17表示在圖的上部設(shè)置有開關(guān)200的例子，與所述圖19位置不同。
(1)圖17(a)中，接點210是閉合狀態(tài)，動子206保持在上軛203的第一部位203a，第一、第二線圈207、208未被勵磁。在此，圖中的N表示永磁鐵在動子206面上產(chǎn)生的極性，S表示永磁鐵在圖18所示的桿部201a、202a的面上產(chǎn)生的極性。在該狀態(tài)下，永磁鐵205形成兩個磁路L1和L2，產(chǎn)生各磁通量PM1和PM2。PM1的通路(L1)上磁阻低，所以PM1＞＞PM2。因此，在動子206和上軛203間產(chǎn)生吸引力。在此，吸引力由F＝2/S/μ0＝Bg2/S/μ0表示，Bg是間隙的磁通密度，S是動子206和上軛203的接觸面積。
(2)接著，如果對第二線圈208勵磁，則如圖17(b)所示，產(chǎn)生磁通量coil2-1和coil2-2。合成永磁鐵205產(chǎn)生的磁通量PM1和PM2，如果PM2+coil2-1＞PM1-coil2-2，則產(chǎn)生把動子206向下軛204的方向拉的力。
(3)如果動子206離開上軛203，則PM2+coil2-1＞＞PM1-coil2-2，所以如圖17(c)所示，動子206移動給定行程，到達下軛204的第二部位204a。
(4)在此，如果停止第二線圈208的勵磁，就變?yōu)楂蠵M1＜＜PM2，同樣如圖17(c)所示，動子206保持在下軛204的第二部位204a。
如上所述，通過動子206在軛250內(nèi)以給定行程移動，把直接連接在動子206上的棒209上安裝的開關(guān)200的接點210斷開，進行電力輸送配電系統(tǒng)的電流遮斷。
須指出的是，為了從所述圖17(c)所示的接點210的斷開狀態(tài)變?yōu)閳D17(a)的接點210的閉合狀態(tài)，通過對第一線圈207勵磁，以與所述相同的原理，動子206向上軛203的方向移動，停止第一線圈207的勵磁，通過永磁鐵205的磁通量PM1，動子206保持在上軛203的第一部位203a，并且開關(guān)200的接點210閉合，進行電流的投入。
專利文獻1是指EP0721650B1號公報。
這樣，在以往的開關(guān)裝置500中使用的電磁操作裝置100中，用于把動子206保持在第一或第二部位的永磁鐵205通過堅固的內(nèi)部軛201b、202b安裝在桿201a、202a上，所以存在于用于驅(qū)動動子206的線圈207、208產(chǎn)生的磁路上，所以通過省略了圖示的勵磁電源的通、斷，所述永磁鐵205和內(nèi)部軛201b、202b中產(chǎn)生渦電流。
該渦電流不僅損害電磁操作裝置200的響應(yīng)特性，而且存在著導(dǎo)致所述勵磁電源的大型化和成本上升這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述問題的存在，本發(fā)明的主要目的在于通過在與驅(qū)動動子的磁路不同的磁路上設(shè)置永磁鐵來減少渦電流的產(chǎn)生。
即提供通過由第一軛分擔(dān)基于線圈勵磁的動子驅(qū)動用磁路，由第二軛分擔(dān)基于永磁鐵的動子保持用磁路的結(jié)構(gòu)來使響應(yīng)特性提高，并且具有小型低成本電源的電磁操作裝置。本發(fā)明的又一目的在于在開關(guān)裝置的接點開、關(guān)時，使與設(shè)置在軛內(nèi)的動子被軛所保持的一側(cè)相反一側(cè)的、軛與動子之間的磁空隙不同，使電磁操作裝置的控制特性得以提高。
另外，本發(fā)明的目的還在于使下軛的截面積比上軛小，另外使線圈的磁通勢不同，以實現(xiàn)輕型化并成本降低。
為實現(xiàn)所述主要目的，本發(fā)明的電磁操作裝置具有設(shè)置在第一軛內(nèi)并在第一方向上往返移動的動子，和搭載永磁鐵并附設(shè)在所述第一軛上的第二軛；在所述第一軛上具有與所述動子接觸的第一、第二部位，并且設(shè)置有第一、第二線圈，通過所述第一或第二線圈被勵磁，所述動子與所述第一軛形成第一磁路，并且向著所述第一軛的第一部位或第二部位以給定行程往返移動；所述永磁鐵設(shè)置在由所述第一軛、第二軛和動子形成的第二磁路上，設(shè)置有通過該磁通量，所述動子由所述第一軛的第一或第二部位保持，并且向所述第一方向驅(qū)動所述動子的驅(qū)動機構(gòu)。


下面簡要說明附圖。
圖1是表示本發(fā)明實施例1的操作裝置主要構(gòu)成零件的示意圖。
圖2是表示本發(fā)明實施例1的操作裝置的示意圖。
圖3是表示本發(fā)明實施例1的操作裝置的軛、動子的概念圖。
圖4是表示本發(fā)明實施例1的動子的示意圖。
圖5是表示本發(fā)明實施例1的動子的其他實施例和實施例2的操作裝置的圖。
圖6是表示本發(fā)明實施例1的動子的其他實施例的圖。
圖7是表示本發(fā)明實施例2的操作裝置的圖。
圖8是基于本發(fā)明實施例1～6的操作裝置的工作原理說明圖。
圖9是表示本發(fā)明實施例3的操作裝置的示意圖。
圖10是表示本發(fā)明實施例3的第二軛的示意圖。
圖11是表示本發(fā)明實施例4的操作裝置的主要構(gòu)成零件的示意圖。
圖12是表示本發(fā)明實施例4的操作裝置的示意圖。
圖13是表示本發(fā)明實施例5的操作裝置的示意圖。
圖14是表示本發(fā)明實施例6的操作裝置的示意圖。
圖15是表示本發(fā)明實施例6的操作裝置的軛、動子的概念圖。
圖16是本發(fā)明實施例6的操作裝置的工作原理說明圖。
圖17是以往的操作裝置的工作原理說明圖。
圖18是表示以往的操作裝置的圖。
圖19是表示以往的開關(guān)裝置的圖。
符號的說明1-軛；1a-上軛；1b-下軛；1c-側(cè)軛；1d-凹部；1e-凸部；2、2c-動子；2a-動子一般部；2b-動子端面；2d-層疊板；2e-凹部；2f-層疊部；2g-層疊部端面；3-第一線圈；3a-線圈；4、4a-第二線圈；5、5a、5b、5c-第二軛；6、6a、6b、6c-永磁鐵；7-桿；8-第一部位；9-第二部位；10、10a-端板；10b-開口部；10c-端板端面；11-緊固螺栓；12-彈簧；13-墊片；15-調(diào)整螺栓；16-可動鐵心；100-操作裝置；200-開關(guān)；201-接點；209-可動軸；500-開關(guān)裝置；g-空隙；G1-第一空隙；G2-第二空隙；W1-上軛厚度；W2-下軛厚度。
具體實施例方式
(實施例1)下面，參照圖1～圖6、圖8說明本發(fā)明實施例1的電磁操作裝置100。
圖1是表示電磁操作裝置100主要構(gòu)成零件的示意圖，圖2是安裝后的示意圖。圖3是表示從圖1的箭頭A方向觀察的軛、動子的概念圖。
在圖中，1是第一軛，1a是上軛，1b是下軛，1c是側(cè)軛，2是動子，3是第一線圈，4是第二線圈，5是第二軛，6是永磁鐵，7是桿，8是第一部位，9是第二部位。209是棒，貫通上下軛1a、1b而連接在動子2上，并連接在開關(guān)200的接點210上。
第一軛1由一體沖切了上軛1a、下軛1b、側(cè)軛1c、桿7的電磁薄鋼板層疊形成。在上軛1a上具有接觸保持動子2的第一部為8，在下軛1b上也有同樣的第二部位9。
在該第一軛1內(nèi)，設(shè)置有在相當(dāng)于圖1的垂直方向的第一方向能往返移動給定行程的動子2、第一、第二線圈3、4。而且，在與所述第一方向正交的第二方向，隔著側(cè)軛1c設(shè)置有一對第二軛5。
所述動子2是電磁薄鋼板或薄鋼板的層疊結(jié)構(gòu)，設(shè)置有連接在開關(guān)200上的棒209。須指出的是，在動子2和桿7之間具有空隙g。所述成對的第二軛5是實心鋼板制造，為矩形結(jié)構(gòu)，用省略圖示的螺栓或緊固零件安裝在所述側(cè)軛1c上。永磁鐵6設(shè)置在所述第二軛5的長度方向中央部，在組裝的狀態(tài)下，配置為通過間隙g與所述動子2相對。
在此，圖3(a)表示動子2接觸上軛1a的第一部位8，通過設(shè)置在所述第二軛5上的永磁鐵6保持動子2的狀態(tài)。
另外，該狀態(tài)是開關(guān)200的接點210閉合的狀態(tài)。而圖3(b)表示動子2同樣接觸下軛1b的第二部位9被保持的狀態(tài)，開關(guān)200的接點210為斷開時。而且，如圖(a)、(b)所示，在動子2的端面和上軛1a的第一部位8設(shè)置有第一空隙G1，另外在與下軛1b的第二部位9之間設(shè)置有第二空隙G2。
下面，描述第一軛1和第二軛5構(gòu)成的磁路。在第一軛1上，通過由未圖示的線圈的勵磁電源對第一線圈3或第二線圈4勵磁而產(chǎn)生的第一磁路的磁通量通過軛1內(nèi)和動子2內(nèi)。它相當(dāng)于以往技術(shù)中表示的圖17(b)和后面描述的圖8(b)的coil2-1和coil2-2。
通過該第一磁路的磁通量，使動子2在軛1的第一方向以行程G1和行程G2-t往返移動。在此，當(dāng)從圖3(a)的接點210的閉合狀態(tài)要向圖3(b)的接點210的斷開狀態(tài)使開關(guān)200工作時，如圖8(b)所示，通過對第二線圈4勵磁，產(chǎn)生coil2-1和coil2-2，動子2從上軛1a的第一部位8向下軛1b的第二部位9被驅(qū)動相當(dāng)于給定行程即G2-t的距離。
另外，從圖3(b)的接點210的斷開狀態(tài)到圖3(a)的閉合狀態(tài)是通過對第一線圈3勵磁，驅(qū)動動子2而進行。這樣，在軛1中具有形成通過對第一線圈3或第二線圈4勵磁而產(chǎn)生的第一磁路的磁通量通過的磁路的功能。因此，為了減少伴隨著線圈勵磁而在軛1內(nèi)產(chǎn)生的渦電流，軛1采用電磁薄鋼板的層疊結(jié)構(gòu)。
由于動子2也是由于同樣的理由而采用電磁薄鋼板的層疊結(jié)構(gòu)，如圖4所示，為通過鋼板制端板10，通過緊固螺栓11而牢固的結(jié)構(gòu)。
須指出的是，在此，所述第一、第二線圈3、4可以分別是由多個線圈構(gòu)成的線圈形成的，如上所述，為了驅(qū)動動子2所必要的線圈并不特定為第一、第二線圈，可以配合電磁操作裝置100的控制特性設(shè)置多個這樣的線圈。而且，其位置也可以是在設(shè)置有第二線圈4的部位設(shè)置實現(xiàn)第一線圈的功能的第三線圈。
第二軛5如圖1所示，安裝在與第一方向正交的第二方向上，基于永磁鐵6的第二磁路的磁通量線路為第二軛5→側(cè)軛1c→上軛1a或下軛1b→動子2→永磁鐵6→第二軛5。
即包含后面描述的實施例2～6的全部，本發(fā)明實施例1的第二軛5具有擔(dān)當(dāng)永磁鐵6的磁通量通過的磁路的功能，不具有所述第一或第二線圈產(chǎn)生的磁通量通過的第一磁路的功能。即如圖1或后面描述的圖9、圖10所示，永磁鐵設(shè)置在除去第一磁路的由第一軛、第二軛和動子構(gòu)成的第二磁路上。因此，第二軛5采用實心鋼板，但是并不一定是該結(jié)構(gòu)，考慮制造方法、成本等，如圖1(b)所示，可以采用電磁薄鋼板或薄鋼板的層疊結(jié)構(gòu)。另外，第一軛1、動子2為電磁薄鋼板的層疊，但是也可以是薄鋼板的層疊。第二軛5為一對軛，但是并不一定是一對，可以是在第一軛1的單側(cè)設(shè)置的結(jié)構(gòu)。
下面描述動子2的結(jié)構(gòu)。如圖4所示，動子2在第一方向的兩端面2b即與第一軛1的第一部位8或第二部位9接觸的端面為梯形。換言之，端面2b中磁通量通過的截面積比端面2b以外的一般部2a(與端面2b平行的動子2的任意截面)的磁通量通過的截面積小。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，在動子2和軛1的第一或第二部位8、9之間能使線圈產(chǎn)生的磁引力最優(yōu)化，電磁操作裝置100的控制特性提高。須指出的是，在圖4中，表示兩端面2b為梯形的，但是并不局限于此，可以是凹狀或凸?fàn)畹?，如果動?的端面2b與一般部2a相比，磁通量小，就可以。
另外，如圖4所示，采用了在兩端設(shè)置鋼板制端板10的結(jié)構(gòu)，但是也可以是在兩端和中央部的3處設(shè)置的結(jié)構(gòu)。
下面，說明動子2的其他實施例。
如圖5(a)所示，在端板10a上設(shè)置有切去其一部分的開口部10b。須指出的是，用實施例2說明圖5的電磁操作裝置100的細節(jié)。設(shè)置該開口部10b的理由是當(dāng)用第二部位9保持動子2c時(斷開狀態(tài))，如上所述，保持力小就可以了，所以當(dāng)在所述第二部位9保持保持動子2c時，增大永磁鐵6和動子2c的空隙，使從永磁鐵6到動子2c的磁通量減少，使電磁操作裝置100的控制特性提高。因此，所述開口部10b當(dāng)動子2c位于第二部位9時，在與永磁鐵6相對的地方，具有與永磁鐵6的大小或相當(dāng)于它的大小匹配的尺寸。
下面參照圖6描述該動子2c的結(jié)構(gòu)細節(jié)。
圖6(a)是動子2c的截面?zhèn)纫晥D，圖6(b)是圖6(a)的A-A截面。圖6(c)是表示與設(shè)置在后面描述的層疊板2d上的凹部2e重疊狀態(tài)的圖。
動子2c由旋入固定在可動軸209中的長方體可動鐵心16、層疊了由固定在可動鐵心16上的匚型薄板構(gòu)成的層疊板2d的層疊部2f、緊固該層疊部2f的端板10a構(gòu)成。在層疊板2d上設(shè)置有凹部2e，當(dāng)層疊時，通過把該凹部2e彼此重疊，不但確保了層疊尺寸精度，而且，對于作用于層疊板2d上的機械外力，防止滑動。
另外，在端板10a上，在層疊部2f的遠離端面2g的地方設(shè)置有端板端面10c。通過設(shè)置該端板端面10c，能緩和層疊板2d中產(chǎn)生的端部贏利。
電磁操作裝置100的工作遠離與以往技術(shù)中所示的裝置同樣，在此，參照圖8(a)～圖8(c)再次說明。
(1)圖8(a)中，開關(guān)200的接點210是閉合狀態(tài)，動子2保持在第一軛1的第一部位8，第一、第二線圈3、4未被勵磁。在該狀態(tài)下，永磁鐵6形成兩個磁路L1和L2，產(chǎn)生各磁通量PM1和PM2。在磁路L2中，如圖3(a)所示，具有空隙G1，所以PM1的線路比PM2的磁阻低，PM1＞＞PM2，在動子2和軛1間產(chǎn)生吸引力。該吸引力由以往例的表達式表示。
(2)如果對第二線圈4勵磁，使它變?yōu)榕c永磁鐵6同極性，則如圖8(b)所示，產(chǎn)生磁通量coil2-1和coil2-2。合成永磁鐵6產(chǎn)生的磁通量PM1和PM2，如果PM2+coil2-1＞PM1-coil2-2，則產(chǎn)生把動子2向軛1的第二部位9方向拉的力。
(3)如果動子2離開上軛1的第一部位8，則PM2+coil2- 1＞＞PM1-coil2-2，所以如圖8(c)所示，動子2移動給定行程，到達軛1的第二部位9。
(4)在此，如果停止第二線圈4的勵磁，則如圖8(c)所示，動子2保持在軛1的第二部位9。
(5)接著，當(dāng)想從圖8(c)的狀態(tài)向圖8(a)的狀態(tài)驅(qū)動時，通過對第一線圈3勵磁，根據(jù)與所述相同的原理，動子2移動給定行程。
如上所述，通過動子2在軛1內(nèi)移動，把連接在動子2上的開關(guān)200的接點210斷開閉合，進行電力輸送配電系統(tǒng)的電流遮斷、投入。
須指出的是，在此，描述本實施例1的第一空隙G1和第二空隙G2。
圖3所示的第一空隙G1是動子2與上軛1a的第一部位8的空隙，第二空隙G2是動子2和下軛1b的第二部位的空隙?？障禛2-t如圖3(a)、(b)所示，是設(shè)置在下軛1b上的氧化鋁或SUS、銅等非磁性材料的墊片13和動子2間的空隙。
在此把所述第一空隙G1和第二空隙G2統(tǒng)稱為磁空隙，把所述空隙G2-t稱作機械空隙。而且，磁空隙G1、G2取不同的值，G1＜G2，G2＝G1+t。所述動子2的行程是G2-t和G1。
須指出的是，如后面描述的圖5所示，當(dāng)能從動子的接觸面以外漏掉磁通量減小斷開保持力時，或上軛1a的厚度W1＞下軛1b的厚度W2，能減小斷開保持力時，可以是G1＝G2。
這樣，采用第一間隙G1≠第二空隙G2的理由是動子2的保持力在開關(guān)裝置500為斷開狀態(tài)時，與閉合狀態(tài)相比，可以大幅度減小，在把接點200保持閉合即把動子2保持在第一部為8(上方)時(閉合狀態(tài))、把接點200保持?jǐn)嚅_即把動子2保持在第二部為9(下方)時(斷開狀態(tài))，動子2的保持力不同。在斷開狀態(tài)下，使動子2不會由于地震等而無準(zhǔn)備地向閉合移動就可以了，所以保持力可以比閉合狀態(tài)大幅度減小。
因此，對于基于永磁鐵6產(chǎn)生的磁通量的動子2的保持力，通過設(shè)定與電磁操作裝置100的開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)的空隙G1或G2，能最優(yōu)化保持力，能提高電磁操作裝置100的控制特性。
須指出的是，在本例子中，G2＞G1，但是并不局限于本例子，根據(jù)開關(guān)200和電磁操作裝置100的配置關(guān)系，可以在上軛1a上設(shè)置非磁性墊片13。
須指出的是，如后面描述的圖5所示，當(dāng)能從動子2的接觸面以外漏掉磁通量減小斷開保持力時，或能使G1＞G2，減小斷開保持力時，可以是W1＝W2。
(實施例2)下面，參照圖5、圖7說明實施例2的電磁操作裝置100。
圖5(a)是電磁操作裝置100的主視圖，圖5(b)是側(cè)視圖。須指出的是，在圖5(a)中，部分省略了第二軛5的記錄。
在圖5(a)中，1a是第一軛的上軛，1b是下軛，2c是動子，3a是第一線圈，4a是第二線圈，10a是動子2c的端板，10b是設(shè)置在所述端板10a上的開口部，12是設(shè)置在上軛1a和動子2c間的彈簧，15是設(shè)置在第二軛5上的調(diào)整螺栓，W1是所述上軛1a的所述第一方向的厚度，W2是下軛的所述第一方向的厚度。
如上所述，開關(guān)200的接點210斷開狀態(tài)所必要的保持力比閉合狀態(tài)大幅度減小。因此，當(dāng)動子2c位于下軛1b的第二部位9時，與位于上軛1a的第一部位8時相比，軛1b的磁通密度進小。即第一軛1的下軛1b的所述第一方向的厚度W2可以比上軛1a的厚度W1小。
這樣，通過減小下軛1b的厚度，能進行保持力的調(diào)整，并且能實現(xiàn)電磁操作裝置100重量的減少。
另外，當(dāng)動子2c從第一部位8向第二部位9移動時，設(shè)置在上軛1a和動子2c間的彈簧12輔助移動，所以第二線圈4a的磁通勢(AT)可以比第一線圈3a小，所以第二線圈4a的截面積小，能小型化，從而能謀求電磁操作裝置100的小型化、輕型化、電源的小容量化。
另外，如圖7(a)所示，在上軛1a、下軛1b的第一、第二部位8、9設(shè)置凹部1d，通過調(diào)整動子2c與上、下軛1a、1b接觸相對的面積，可以調(diào)整保持力。另外，如圖7(b)所示，即使設(shè)置凸部1e，也能同樣調(diào)整保持力。
另外，如圖5(b)所示，在第二軛5上設(shè)置調(diào)整螺栓15，通過操作該調(diào)整螺栓15，使第一軛1和第二軛5之間產(chǎn)生間隙。即能使設(shè)置在第二軛5上的永磁鐵6和動子2c的空隙增大。這樣，在第一軛1和第二軛5產(chǎn)生的間隙中能插入省略了圖示的薄鋼板和電磁鋼板等鋼板。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能改變永磁鐵6和動子2c的空隙，能調(diào)整保持力。
(實施例3)實施例1、2中，表示第二軛5的形狀為矩形結(jié)構(gòu)的裝置，但是在實施例3中，如圖9所示，作為E形狀的第二軛5a。而且，在所述E形狀的中央凸部設(shè)置永磁鐵6a，當(dāng)安裝到側(cè)軛1c上時，通過間隙g與動子2相對。
所述1對軛5a通過省略了圖示的螺栓或緊固零件安裝在側(cè)軛1c上。須指出的是，該第二軛5a也可以是實心鋼板或電磁薄鋼板的層疊結(jié)構(gòu)的任意一種。
而且，在第二軛5a上配置永磁鐵6a的位置關(guān)系如圖10(a)所示，也可以在第二軛5a的兩端凸部或與兩端凸部接觸的省略了圖示的第一軛1的端面、或如圖10(b)所示，在兩端凸部的根部、或如圖10(c)所示，在中央凸部的根部設(shè)置永磁鐵6a。另外，如圖10(d)、(f)所示，也可以是所述的合成或后面描述的圖10(e)那樣的配置。即可以是構(gòu)成第二軛5a的磁路的構(gòu)件的端面、磁路的途中、由構(gòu)成第二軛5a的構(gòu)件夾著配置的結(jié)構(gòu)。
即可以是除去通過對第一、第二線圈3、4勵磁而在第一軛1和動子2上形成的第一磁路，永磁鐵6a設(shè)置在由第一軛1、第二軛5和動子2形成的第二磁路上的結(jié)構(gòu)。
(實施例4)在實施例1～3中，表示在第二方向配置第二軛5、5a的結(jié)構(gòu)的電磁操作裝置100，但是在實施例3中，如圖11、圖12所示，在第一方向配置E形狀的第二軛5b，通過省略了圖示的螺栓或緊固零件安裝在上軛1a或下軛1b上。
在此圖11是表示主要構(gòu)成零件的示意圖，圖12是安裝后的電磁操作裝置100的示意圖。永磁鐵6b設(shè)置在E形狀第二軛5b的所述E形狀的中央凸部，當(dāng)安裝在軛1上時，隔著間隙g與動子2相對，但是除此之外，也可以是所述圖10(a)～(d)、(f)的配置。須指出的是，，實施例4的第二軛5b也可以是實心鋼板或電磁薄鋼板的層疊結(jié)構(gòu)的任意一種。第二軛5b是一對，但是并不一定是一對，也可以是在第一軛1的單側(cè)設(shè)置的結(jié)構(gòu)。
(實施例5)實施例5如圖13的示意圖所示，表示第二軛5c形狀為C形狀，并且設(shè)置在第一方向的結(jié)構(gòu)。
如圖13所示，軛5c配置為在C形狀的凹部夾著第一線圈3，軛5c的上部的凸部由省略圖示的螺栓或緊固零件安裝在上軛1a上。在另一方的凸部(在圖13中，下部的凸部)上設(shè)置有永磁鐵6c，與動子2相對，但是也可以是圖10(e)的配置。
該第二軛5c也與所述同樣，可以是實心鋼板或電磁薄鋼板的層疊結(jié)構(gòu)的任意一種。另外，在圖13中，表示把第二軛5c安裝在上軛1a上的例子，但是也可以是安裝在下軛1b一側(cè)上的結(jié)構(gòu)。雖然，第二軛5c為一對軛，但是并不一定是一對，也可以是在第一軛1的單側(cè)設(shè)置的結(jié)構(gòu)。
(實施例6)本實施例6如圖14的示意圖所示，是勵磁線圈為1個，在軛1內(nèi)設(shè)置該線圈3a，并且還如圖15所示，在上軛1a的第一部位8和動子2之間設(shè)置有彈簧12的結(jié)構(gòu)的電磁操作裝置100。
下面，也參照16說明該結(jié)構(gòu)的電磁操作裝置100的動作。圖15相當(dāng)于圖16(c)即接點210的斷開狀態(tài)時。在該狀態(tài)下，由于圖16所示的永磁鐵6c的磁通量PM1，動子2保持在第二部位9。接著，當(dāng)接點210為閉合時，如果對線圈3a逆勵磁，則形成了與圖16(b)所示情形反向的磁路。據(jù)此，線圈3a的磁通量coil1-2-永磁鐵磁通量PM1引起的磁引力減小，動子2從第二部位9以給定行程向第一部位8驅(qū)動。而當(dāng)使動子2從圖16(a)的接點210閉合狀態(tài)向圖16(c)的斷開狀態(tài)移動時，通過對線圈3a勵磁，使coil1-1產(chǎn)生。該coil1-1可以是抵消通過所述永磁鐵6c的磁通量PM1在上軛1a的第一部位8保持動子2的引力的程度的磁通量。如果抵消了所述引力，則由于設(shè)置在動子2和上軛1a間的彈簧12，動子2向下軛1b的第二部位9移動。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能減小線圈3a的磁通勢，不僅變?yōu)樾⌒偷碾姶挪僮餮b置100，而且線圈電源也小。
須指出的是，雖然第二軛5c安裝在上軛1a上，但是并不局限于該例子，也可以安裝在下軛1b上，另外，因為與在以往技術(shù)中表示的圖19的開關(guān)裝置500的輔助彈簧300、301的彈簧的平衡，所以也可以在下軛1b和動子2間設(shè)置彈簧12。另外，彈簧12并不局限于上軛1a、下軛1b，可以設(shè)置在第一軛1的外部，如果是在第一方向驅(qū)動動子3的驅(qū)動結(jié)構(gòu)就可以了。另外，表示設(shè)置彈簧12的例子，但是并不局限于彈簧12，可以是利用了油壓、空壓的機構(gòu)或橡膠等其他彈性體。另外，第二軛5c為C形狀，安裝在第一方向上，但是并不局限于此，也可以是矩形或E形狀，安裝在第二方向上。
另外，表示設(shè)置一個線圈3a的例子，但是該線圈可以是多個線圈，如圖實施例1所示，可以設(shè)置第一、第二線圈。
另外，表示在電路的開關(guān)裝置500的開關(guān)200的開關(guān)動作中使用電磁操作裝置100的例子，但是并不局限于此，當(dāng)然能應(yīng)用于氣體和液體的傳輸線路的閥門的開關(guān)、進行門的開關(guān)等往返移動的機器中。須指出的是，此時，沒必要設(shè)置以往例中表示的圖19的彈簧300、301，實現(xiàn)了開關(guān)裝置500的小型化。
綜上所述，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為第一軛分擔(dān)基于線圈勵磁的動子驅(qū)動用磁路，設(shè)置在第二軛上的永磁鐵分擔(dān)動子保持用磁路。因此本發(fā)明具有能提供使響應(yīng)特性提高的電磁操作裝置的效果。
權(quán)利要求
1.一種電磁操作裝置，包括包含層疊金屬薄板的組件的第一軛；附設(shè)在所述第一軛上的第二軛；永磁鐵；位于所述第一軛中并且沿第一方向在第一部位和第二部位之間的行程中可往返移動的銜鐵；以及至少一個線圈，其中，由所述至少一個線圈產(chǎn)生的磁通量通過包括所述銜鐵和第一軛的第一磁路，從而朝著所述第一和第二部位的其中之一部位的方向移動所述銜鐵，以及由所述永磁鐵產(chǎn)生的磁通量通過包括所述永磁鐵、第一軛、第二軛和所述銜鐵的第二磁路，從而在所述第一和第二部位的其中之一的部位保持所述銜鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，其特征在于，所述永磁鐵位于所述第一軛和第二軛之間、并在與所述銜鐵相對的第二軛的端面處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，包括當(dāng)所述銜鐵被保持在第一部位時，在所述第二部位和與第二部位相對的所述銜鐵的端面之間的第二磁空隙；和當(dāng)所述銜鐵被保持在第二部位時，在所述第一部位和與第一部位相對的所述銜鐵的端面之間的不同于第二磁空隙的第一磁空隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，其特征在于，所述第二軛沿所述第一方向定向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，其特征在于，所述第二軛沿與第一方向垂直的第二方向定向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，其特征在于，所述第二軛包括層疊金屬薄板的組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，其特征在于，在所述銜鐵的第二部位的第一軛的第一軛截面的橫截面積小于在所述銜鐵的第一部位的第一軛的第二軛截面的橫截面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，其特征在于，所述第一軛具有階梯狀表面，當(dāng)所述銜鐵被保持在第一和第二部位中的任一部位時，所述階梯狀表面形成第一軛與所述銜鐵之間的局部空隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，還包括設(shè)置在第二軛上的調(diào)整螺栓，其中所述永磁鐵附設(shè)在第二軛上，通過操作所述調(diào)整螺栓使所述銜鐵與永磁鐵之間的空隙可變，從而第二軛與第一軛之間可以插入金屬薄板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，其特征在于，所述至少一個線圈包括多個線圈。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，其特征在于，所述銜鐵與第一軛相對的端部的磁通量通過的橫截面積小于所述銜鐵的磁通量通過的其它部分的橫截面積。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，其特征在于，所述銜鐵包括層疊金屬薄板的組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電磁操作裝置，其特征在于，所述層疊金屬薄板與堅固的端板一起緊固在所述層疊金屬薄板的組件的兩端。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電磁操作裝置，其特征在于，每一個所述端板的外表面都位于所述層疊金屬薄板的組件的端面內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，其特征在于，所述永磁鐵位于第一軛與第二軛中，并且在第二軛的元件之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，還包括沿第一方向移動所述銜鐵的驅(qū)動機構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁操作裝置，包括配置在第一軛上的第一線圈和第二線圈。
全文摘要
一種電磁操作裝置(100)，驅(qū)動以往的電力輸送配電系統(tǒng)中使用的開關(guān)裝置(500)，用于在軛(1)上保持動子(2)的永磁鐵(6)設(shè)置在用于驅(qū)動動子(2)的勵磁線圈(3)、(4)產(chǎn)生的磁路上，所以伴隨著勵磁電源的通、斷而產(chǎn)生渦電流，損傷電磁操作裝置(100)的響應(yīng)特性，并且對電源造成不良影響。為了解決這一問題，在與勵磁線圈(3)、(4)產(chǎn)生的磁路不同的磁路上設(shè)置永磁鐵(6)，來減少渦電流的產(chǎn)生。在第一軛(1)內(nèi)設(shè)置在第一方向往返移動的動子(2)和第一、第二線圈(3)、(4)，具有設(shè)置在第二方向上的第二軛(5)，在第二軛(5)上，與動子(2)相對配置永磁鐵(6)。
文檔編號H01H33/28GK1737966SQ200510097879
公開日2006年2月22日 申請日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27日
發(fā)明者中川隆文, 月間滿, 竹內(nèi)敏惠, 小山健一, 松田哲也, 遠矢將大 申請人:三菱電機株式會社