CN102117716B - 电磁铁装置以及电磁继电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能增大电磁铁装置驱动力、且能增大直线驱动距离的电磁铁装置，以及能增大开闭触点间离开距离的电磁继电器。通过内置永久磁铁的U字形铁心构成可动铁心部的可动铁心，该可动铁心部由电磁铁驱动，可动铁心和电磁铁的磁轭互相插入组装配置，使得该可动铁心的平行的铁心脚之一插入电磁铁的平行配置的二个磁轭的前端部之间，且所述磁轭之一的前端部插入可动铁心的平行的二个铁心脚之间，同时，可旋转地支承可动铁心部的下端。

Description

电磁铁装置以及电磁继电器

技术领域

本发明涉及电磁铁装置以及使用其的电磁继电器。

背景技术

在由电磁铁装置驱动的电磁继电器中，一般通过电磁铁的磁吸力和复位弹簧的弹力使得可被旋转支承的可动铁心部旋转，由该旋转力直接或间接地驱动触头机构，由可动触头和固定触头构成的开闭触头实行开闭。

尤其在称为保安继电器的高规格的电磁继电器中，为了减少因开闭触头的熔敷引起的开闭不良，即使开闭触头产生熔敷，也能使其剥离，进行开闭，故采用驱动力大的电磁铁装置进行驱动。

众所周知，为了增大电磁铁装置的驱动力，以往，如在专利文献1中可见，电磁铁装置的可动铁心部使用永久磁铁。

图10所示的是设有使用这种永久磁铁的电磁铁装置的现有电磁继电器结构。该电磁继电器设有电磁铁装置50以及由其驱动的开闭触头机构60。

电磁铁装置50由铁心51，卷绕在该铁心51上的电磁线圈52，与铁心51的上下两端结合的磁轭53，54，以及组装有永久磁铁55的可动铁心部56构成。可动铁心部56的上下两端部分别与上下磁轭53，54相对，由设在中心部的旋转轴57可旋转地支承。

开闭触点机构60由固定触点片62a，62b以及可动触点片64a，64b分别构成常开开闭触点以及常闭开闭触点，所述固定触点片62a，62b由分别在前端设有触点61a，61b的弹簧材料构成，所述可动触点片64a，64b与固定触点片62a，62b相对，分别在前端固结触点63a，63b。固定触点片62a，62b以及可动触点片64a，64b的基端侧被埋入绝缘基体67，分别与外部引出端子R连接，向外部引出。

为了将电磁铁装置50的驱动力向开闭触点机构60传递，在开闭触点机构60上部设有能直线滑动的滑动板69。操作突起56a设在电磁铁装置50的可动铁心部56的上端，通过将该操作突起56a的前端插入该滑动板69左端的连接孔69c嵌合，使得可动铁心部56与滑动板69连接。在滑动板69上还设有连接孔69a，69b，可动触点片64a，64b的前端分别插入所述连接孔69a，69b嵌合。在滑动板69的中间附近设有复位用突起69d，复位弹簧68的前端与该突起69d嵌合。复位弹簧68使滑动板69向电磁铁侧(图示右方向)偏置。

在这样构成的电磁继电器中，若截止向电磁线圈52供给的励磁电流，使得电磁铁装置50成为非励磁状态，则可动铁心部56因永久磁铁55的吸力以及通过滑动板69的复位弹簧68的偏压，以旋转轴57为中心朝右方向(顺时钟方向)旋转。由此，如图10虚线所示，可动铁心部56的上边因永久磁铁55磁力，被吸引到电磁铁的上磁轭53接触而停止。

与此相对应，滑动板69向右侧移动，因此，可动触点片64a，64b的前端向右侧位移，构成常开开闭触点的可动触点片64a的触点63a离开固定触点61a，构成常闭开闭触点的可动触点片64b的可动触点63b与固定触点61b闭合。

若向电磁线圈52通电，使得电磁铁装置50为励磁状态，则在铁心51和磁轭53，54，产生使得与可动铁心部56结合的永久磁铁55相斥极性的磁力线，可动铁心部56朝左方向(逆时钟方向)旋转，因永久磁铁55的磁力，可动铁心部56的下边如图实线所示，被电磁铁下侧的磁轭54吸引并接触而停止。

由此，滑动板69被可动铁心部56的嵌合突起56a向左推压而呈水平直线移动。随着该滑动板69移动，与其嵌合的可动触点片64a，64b以及复位弹簧68的前端移动，因此，可动触点63a与固定触点61a闭合，可动触点63b离开固定触点61b，切换开闭触点的开闭状态。

【专利文献1】日本特开2000-285782号公报

这种通过将电磁铁装置的线圈切换为励磁、非励磁而使可动铁心部旋转，驱动开闭触点机构的现有电磁铁装置，由于在可动铁心部的中心部设有旋转轴，从可动铁心部的旋转中心到作为作用点的与滑动板的嵌合点为止的旋转半径，大致变短为可动铁心部56全长的一半。并且，可动铁心部56利用磁吸力以及相斥力旋转，因此，其旋转角度被限制，不能增大。

因此，在现有电磁铁装置中，即使能得到驱动力，但不能增大相对可动触点的直线驱动距离，存在不能增大电磁继电器的开闭触点的离开距离的问题。

发明内容

本发明是为了解决所述问题而提出的，本发明的课题在于，得到不仅增大电磁铁装置驱动力而且能增大直线驱动距离的电磁铁装置，同时得到能增大开闭触点间离开距离的电磁继电器。

为了解决所述课题，本发明的电磁铁装置，其特征在于：

所述电磁铁装置包括：

电磁铁部，设有电磁线圈卷绕的铁心，以及与该铁心两端结合的二个磁轭；以及

可动铁心部，可旋转地配置在该电磁铁部的所述二个磁轭之间；

所述电磁铁部的二个磁轭具有互相隔开一定间隔平行配置的前端部；

所述可动铁心部设有：具有隔开间隔平行配置的二个铁心脚的可动铁心，使得该可动铁心的平行的二个铁心脚在端部结合的永久磁铁，以绝缘性的非磁性材料构成的保持所述可动铁心的保持体；

所述可动铁心部的可动铁心和所述电磁铁部的磁轭互相插入组装配置，使得所述可动铁心部的可动铁心的平行的二个铁心脚之一插入所述平行配置的二个磁轭之间，且所述平行的二个磁轭之一插入所述平行的二个铁心脚之间，同时，在所述可动铁心部的一端形成操作部，在另一端设有可旋转地支承的支承部。

在本发明中，可以在所述可动铁心部设置U字形的可动铁心，在该可动铁心的平行的铁心脚之间，与连接脚并排设置所述永久磁铁。

并且，将本发明的电磁铁装置用于电磁继电器时，其构成为：

所述电磁铁装置包括：

电磁铁部，设有电磁线圈卷绕的铁心，以及与该铁心两端结合的二个磁轭；以及

可动铁心部，可旋转地配置在该电磁铁部的所述二个磁轭之间；

所述电磁铁部的二个磁轭具有互相隔开一定间隔平行配置的前端部；

所述可动铁心部设有：具有隔开间隔平行配置的二个铁心脚的可动铁心，使得该可动铁心的平行的二个铁心脚在端部结合的永久磁铁，以绝缘性的非磁性材料构成的保持所述可动铁心的保持体；

所述可动铁心部的可动铁心和所述电磁铁部的磁轭互相插入组装配置，使得所述可动铁心部的可动铁心的平行的二个铁心脚之一插入所述平行配置的二个磁轭之间，且所述平行的二个磁轭之一插入所述平行的二个铁心脚之间，同时，在所述可动铁心部的下端，可旋转地支承保持所述可动铁心部的保持体；

使得开闭触点机构与所述构成的电磁铁装置结合，通过所述可动铁心部，驱动所述开闭触点机构的开闭触点开闭。

在该电磁继电器中，在所述开闭触点机构设有与开闭触点连接的能直线移动的滑动板，通过所述电磁铁装置的所述可动铁心部驱动该滑动板直线地往复移动。

按照本发明，在电磁铁装置的可动铁心部组装永久磁铁，同时，将其旋转支点设在可动铁心部下端，能增大可动铁心部产生的旋转驱动力，且能增大从可动铁心部的旋转中心到成为作用点的上端的旋转半径，能以可动铁心部的小的旋转角度得到大的直线驱动距离。

并且，按照由该电磁铁装置驱动开闭触点机构的电磁继电器，能增大驱动开闭触点机构时的直线驱动距离，因此，能确保开闭触点机构的触点间的离开距离足够大，能提供更安全的电磁继电器。

附图说明

图1是表示本发明实施例的电磁铁装置构成的正面图。

图2是本发明实施例的电磁铁装置的复位状态的永久磁铁磁力线流向说明图。

图3是本发明实施例的电磁铁装置的复位状态的磁极极性说明图。

图4是本发明实施例的电磁铁装置的复位状态的电磁铁磁力线流向说明图。

图5是本发明实施例的电磁铁装置的动作状态的说明图。

图6是本发明实施例的电磁铁装置的动作状态的磁极极性说明图。

图7是本发明实施例的电磁铁装置的旋转动作说明图。

图8是表示本发明实施例的电磁继电器的复位状态的局部截面构成图。

图9是表示本发明实施例的电磁继电器的动作状态的局部截面构成图。

图10是表示以往的电磁继电器构成的包含局部截面的构成图。

符号说明

10 电磁铁装置

11 电磁铁部

12 电磁线圈

13 铁心

14 上磁轭

15 下磁轭

16 可动铁心部

17 可动铁心

18 永久磁铁

19 保持体

20 开闭触点机构

29 滑动板。

具体实施方式

下面，说明将本发明实施形态表示为图示的实施例，在以下实施例中，虽然对构成要素，种类，组合，位置，形状，数量，相对配置等作了各种限定，但是，这些仅仅是举例，本发明并不局限于此。

[实施例1]

图1是表示本发明的电磁铁装置的实施例构成的正面图。

在该图中，符号10为电磁铁装置。该电磁铁装置10的电磁铁部11将磁轭14及15分别机械及磁性地结合在电磁线圈12卷绕的铁心13两端构成。磁轭14及15的各自朝垂直方向弯曲的前端部14a及15a互相隔开一定间隔平行配置，其局部相对重叠。

可动铁心部16包括可动铁心17，其由隔开一定间隔平行并排配置的二个铁心脚17a，17b以及连接所述铁心脚下端的连接脚17c形成U字形。永久磁铁18与连接脚17c相接，安装在该可动铁心17的平行的铁心脚17a和17b之间。该可动铁心17的连接脚17c并不是必需的，也可以省去。

再有，可动铁心17由用绝缘性的非磁性材料，例如绝缘性的合成树脂形成的保持体19保持。在保持体19上方的前端，设有变细的操作突起19a，在下端部设有旋转轴19b，用于可旋转地支承可动铁心部16。旋转轴19b通过未图示的轴承，由固定框架支承。因此，可动铁心部16能以下端部的旋转轴19b为中心，将从该旋转轴19b到操作突起19a的前端的距离L作为旋转半径，朝左右两方向旋转。该旋转半径L与电磁铁部11的整体高度H大致相等。

这样构成的电磁铁部11和可动铁心部16如图1所示，互相插入组装配置，使得电磁铁部11的一个磁轭前端部14a插入可动铁心部16的平行的二个铁心脚17a和17b之间，可动铁心部16的一个铁心脚17b插入平行的二个磁轭前端部14a和15a之间。

在该电磁铁装置10中，可动铁心17的一个铁心脚17a的与磁轭前端部14a相对的内侧面，以及另一铁心脚17b的分别与磁轭前端部14a及15a相对的内侧面及外侧面，一共三个面为有效磁极面。

下面，说明该电磁铁装置10的运行。

首先，在停止向电磁线圈12供给励磁电流，电磁铁部11成为非励磁的状态下，因可动铁心部16设有的永久磁铁18产生的磁力线，可动铁心部16被吸向电磁铁部11侧，朝着右方向(顺时钟方向)旋转。因此，可动铁心部16如图2所示，铁心脚17a与磁轭前端部14a接触停止，并且，铁心脚17b与磁轭前端部15a接触停止，置于复位位置。

在这种状态下，永久磁铁18产生的磁力线如图2实线箭头所示，通过可动铁心部16和电磁铁部11之间。因此，在互相相接的铁心脚17a与磁轭前端部14a之间，以及铁心脚17b与磁轭前端部15a之间，如图3所示，因产生互相相反极性的磁极而作用有吸力，可动铁心部16稳定地保持在该复位位置。

其次，在电磁铁部11，如图4粗虚线箭头所示，将励磁电流供给电磁线圈12，该励磁电流产生消除永久磁铁18产生的磁力线方向的极性的磁力线，使得电磁铁部11为励磁状态。在该状态下，在电磁铁部11产生的磁力线如图4细虚线箭头所示，通过电磁铁部11及可动铁心部16。由此，在与铁心脚17a相接的磁轭前端部14a以及与铁心脚17b相接的磁轭前端部15a，如图4所示，分别产生与相接的可动铁心部16的铁心脚17a及17b的极性相同极性的磁极。因此，互相相接的铁心脚17a与上磁轭前端部14a之间以及铁心脚17b与下磁轭前端部15a之间产生磁相斥力，同时，在上磁轭14a和铁心脚17b之间产生磁吸力，因此，可动铁心部16因所述力朝左方向(逆时钟方向)旋转，铁心脚17b如图5所示，与磁轭前端部14a接触，被其吸引而停止，置于运行位置。

在该状态下，磁轭前端部14a，15a以及铁心脚17a，17b的前端的磁极的极性成为如图6所示那样的极性。由此，在磁轭前端部14a，15a和铁心脚17a，17b之间，作用有箭头所示那样的磁吸力及相斥力，铁心脚17b呈被上磁轭前端部14a吸引接触的状态。

在此，当停止向电磁线圈12供给励磁电流，使得电磁铁部11回复到非励磁状态时，若来自复位部件的朝复位方向的赋能力没有赋与可动铁心部16，则可动铁心部16保持被吸附在上磁轭前端部14a的位置。但是，通常，设有某个复位部件(在此未图示)，因此，若电磁铁部11从励磁状态回复到非励磁状态，则通过从该复位部件施加的复位力，可动铁心部16反抗向上磁轭前端部14a的吸附力，朝右方向(顺时钟方向)旋转，回复到图2所示复位位置。

这样，电磁铁装置10控制向电磁线圈12供给的励磁电流，将电磁铁部11切换为非励磁状态和励磁状态，由此，使得可动铁心部16在复位位置和动作位置之间旋转。此时的可动铁心部16的旋转角度如图7所示，成为从可动铁心部16的铁心脚17b与下侧磁轭前端部15a相接位置到与上侧磁轭前端部14a相接位置的θ。并且，可动铁心部16的操作突起19a的直线移动距离(操作行程)成为X。只要旋转角度θ不变，该直线移动距离X与可动铁心部16的旋转半径L成比例，因此，如本发明那样，若将可动铁心部16的旋转轴19b设在可动铁心部16的下端侧，增大旋转半径L，则可以不增大电磁铁装置大小，而增大直线移动距离(操作行程)X。

在本发明的电磁铁装置10中，在可动铁心部16设有平行的二个铁心脚17a和17b，所述铁心脚的与磁轭前端部14a和15a相对的三个面为有效磁极面，其与磁轭之间产生的磁吸力或相斥力全部能有效地用作旋转力，因此，可动铁心部16产生的驱动力变大。

[实施例2]

图8及图9是表示使用本发明的电磁铁装置的电磁继电器的实施例。

在所述图中，符号10为与所述电磁铁装置相同构成的电磁铁装置，符号20为电磁继电器的开闭触点机构。

该开闭触点机构20包括由弹簧材料构成的、前端由分别具有固定触点21a的固定触头片22a以及具有可动触点23a的可动触头片24a构成的二组常开开闭触点机构(所谓a触点机构)。并且，包括同样由弹簧材料构成的、前端由分别具有固定触点21b的固定触头片22b以及具有可动触点23b的可动触头片24b构成的一组常闭开闭触点机构(所谓b触点机构)。

固定触头片22a，22b以及可动触头片24a，24b的基端部分别被埋入用合成树脂构成的绝缘基体27中，通过在该基体内连接的外部引出端子R，引出到外部。

再有，在可动触头片24a，24b的上部配置能沿水平方向直线滑动的滑动板29。又，在滑动板29的前端侧(图示左端)设有复位弹簧28，其由底端埋入绝缘基体27固定的板簧形成。该复位弹簧28使得前端与设在滑动板29前端部的嵌合阶梯部29a嵌合，使滑动板29处于一直朝电磁铁装置10侧(图示右方向)赋能的状态。

在滑动板29上，在与可动触头片24a，24a，24b以及电磁铁装置10的可动铁心部16前端的操作突起19a对应的位置，分别设有连接孔29b，29c，29d及29e。可动触头片24a，24a，24b前端分别插入所述连接孔29b，29c，29d中嵌合。

将电磁铁装置10安装固定在开闭触点机构20的绝缘基体27上，将可动铁心部16的操作突起19a的前端插入嵌合在滑动板29的连接孔29e中。由此，电磁铁装置10的可动铁心部16和开闭触点机构20的可动触头片24a，24a，24b通过滑动板29连接，形成由电磁铁装置10驱动开闭所述开闭触点机构20的电磁继电器。

图8表示使得电磁铁装置10为非励磁状态的复位状态。在该状态下，解除由电磁铁装置10的可动铁心部16引起的驱动力，因此，由开闭触点机构20的复位弹簧28的复位力推压滑动板29朝右侧直线移动，电磁铁装置10的可动铁心部16通过操作突起19a朝着右方向(顺时钟方向)旋转，与电磁铁部11的上磁轭14以及下磁轭15接触停止。

又，滑动板29向右侧移动，同时，与其嵌合的可动触头片24a，24a，24b也移动，因此，可动触点23a，23a离开固定触点21a，21a，可动触点23b与固定触点21b闭合的复位状态。

若将励磁电流供给电磁线圈12，使得电磁铁部11为励磁状态，则可动铁心部16因沿着消除永久磁铁18的磁力线方向、由电磁铁部11形成的磁力线产生的磁吸力及相斥力，朝左方向(逆时钟方向)旋转，通过操作突起19a，将开闭触点机构20的滑动板29朝左方向驱动。

由此，滑动板29朝左方向直线移动，可动触头片24a，24a，24b的前端朝左方向变位，如图9所示，成为可动触点23a，23a与固定触点21a，21a闭合，可动触点23b离开固定触点21b的动作状态。

在本发明中，电磁铁装置10的可动铁心部16在下端侧设有旋转轴19b，因此，从旋转轴19b的中心到操作突起19a的前端的可动铁心部16的旋转半径变大，因此，能使得可动铁心部16引起的滑动板29的直线驱动距离(操作行程)更大。因此，能使得开闭触点机构20的开闭触点的复位状态和运行状态保持大的离开距离，能提高电磁继电器的安全性。

上面参照附图说明了本发明的实施形态，但本发明并不局限于所述实施形态。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电磁铁装置，其特征在于，包括：

具有卷绕电磁线圈的铁心以及结合在该铁心两端的二个磁轭的电磁铁部；和

可旋转地配置在该电磁铁部的所述二个磁轭之间的可动铁心部，

所述电磁铁部的二个磁轭具有互相隔开一定间隔平行配置的前端部，

所述可动铁心部设有：具有隔开间隔平行配置的二个铁心脚的可动铁心；使得该可动铁心的平行的二个铁心脚在端部结合的永久磁铁；以及以绝缘性的非磁性材料构成的保持所述可动铁心的保持体，

所述可动铁心部的可动铁心和所述电磁铁部的磁轭互相插入组装配置，使得所述可动铁心部的可动铁心的平行的二个铁心脚之一插入所述平行配置的二个磁轭前端部之间，且所述平行的二个磁轭前端部之一插入所述平行的二个铁心脚之间，并且，在所述可动铁心部的一端形成操作部，在另一端设有可旋转支承的支承部。

2.如权利要求1所述的电磁铁装置，其特征在于，

在所述可动铁心部设有U字形的可动铁心，在该可动铁心的平行的铁心脚之间，与连接脚并排设置所述永久磁铁。

3.一种电磁继电器，其特征在于，包括电磁铁装置，

所述电磁铁装置包括：

具有卷绕电磁线圈的铁心以及结合在该铁心两端的二个磁轭的电磁铁部；和

可旋转地配置在该电磁铁部的所述二个磁轭之间的可动铁心部，所述电磁铁部的二个磁轭具有互相隔开一定间隔平行配置的前端部，

所述可动铁心部设有：具有隔开间隔平行配置的二个铁心脚的可动铁心；使得该可动铁心的平行的二个铁心脚在端部结合的永久磁铁；以及以绝缘性的非磁性材料构成的保持所述可动铁心的保持体，

所述可动铁心部的可动铁心和所述电磁铁部的磁轭互相插入组装配置，使得所述可动铁心部的可动铁心的平行的二个铁心脚之一插入所述平行配置的二个磁轭前端部之间，且所述平行的二个磁轭前端部之一插入所述平行的二个铁心脚之间，并且，所述保持体在所述可动铁心的下端可旋转地支承所述可动铁心，

所述电磁铁装置与开闭触点机构结合，通过所述可动铁心部驱动所述开闭触点机构的开闭触点进行开闭。

4.如权利要求3所述的电磁继电器，其特征在于，

在所述开闭触点机构设有与开闭触点连接的能直线移动的滑动板，通过所述电磁铁装置的所述可动铁心部对该滑动板进行直线往复驱动。

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