CN102668001A - 电磁体装置及使用电磁体装置的开关装置 - Google Patents

Abstract

在电磁体装置和开关装置的主电路接点部配置在同一轴上的开关装置中，由于将开关装置的主电路接点部、绝缘杆、驱动杆、接触压力弹簧、开式弹簧以及电磁体全部配置在同一轴上，因此，存在开关装置在轴向上的尺寸变大这样的技术问题。本发明就是要解决上述问题，其将开关装置的主电路接点部、绝缘杆、驱动杆、接触压力弹簧、开式弹簧以及电磁体的一部分配置在轴向上的相同范围内。其目的在于获得一种尤其是通过将开式弹簧和电磁体配置在轴向上的相同区域内，从而能缩短开关装置在轴向上的尺寸的电磁体装置以及使用电磁体装置的开关装置。

Description

电磁体装置及使用电磁体装置的开关装置

技术领域

本发明涉及通过对电磁线圈通电来使可动铁心相对于固定铁心移位的电磁体装置以及利用电磁体装置的驱动力来使接点开关的在电力输送及接收设备中使用的开关装置。

背景技术

在利用电磁体装置的驱动力来使接点开关的开关装置的一部分上，将电磁体装置与开关装置的主电路接点部配置在同一轴上，因而具有能减少因连接机构而导致的传递损失这样的优点。在本结构的开关装置中，将开关装置的主电路接点部、绝缘杆、驱动杆、对主电路接点施加接触压力的接触压力弹簧(日文：接圧バネ)、在主电路接点中的可动接点上产生朝打开方向的载荷的开式弹簧(日文：開放バネ)以及电磁体装置的可动轴全部配置在同一轴上(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第4277198号

发明的公开

发明所要解决的技术问题

在电磁体装置和开关装置的主电路接点部配置在同一轴上的开关装置中，由于将开关装置的主电路接点部、绝缘杆、驱动杆、接触压力弹簧、开式弹簧以及电磁体全部配置在同一轴上，因此，存在开关装置在轴向上的尺寸变大这样的技术问题。

本发明将解决上述这种问题作为技术问题，其目的在于得到一种能缩短开关装置在轴向上的尺寸的电磁体装置及使用电磁体装置的开关装置。

解决技术问题所采用的技术方案

将开关装置的主电路接点部、绝缘杆、驱动杆、接触压力弹簧、开式弹簧以及电磁体的一部分配置在轴向上的同一范围内。尤其是将开式弹簧与电磁体配置在轴向上的相同区域。

发明效果

能缩短电磁体与开式弹簧的合计全长，因而能实现开关装置的小型化。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的开关装置的主剖视图。

图2是表示图1的开关装置的接点处于关闭的状态(闭合状态)的主剖视图。

图3是表示图2的电磁体装置5中的电磁体10周边的主要部分的主剖视图。

图4是图3的侧剖视图。

图5是图3中的电磁体10的立体图。

图6是说明电磁体的磁回路的局部剖切立体图。

图7是电磁体的吸引力降低时的结构图。

图8是表示本发明实施方式6的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。

图9是表示本发明实施方式6的其它结构的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。

图10是表示本发明实施方式6的其它结构的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。

图11是表示本发明实施方式6的其它结构的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。

图12是表示本发明实施方式7的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。

图13是表示本发明实施方式7的电磁体装置5的主要部分的俯视图。

图14是表示本发明实施方式8的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。

图15是表示本发明实施方式8的电磁体装置5的主要部分的俯视图。

图16是表示本发明实施方式9的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。

图17是表示本发明实施方式10的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。

图18是表示本发明实施方式11的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。

具体实施方式

实施例1

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1的开关装置的主剖视图。此外，图2是表示图1的开关装置的接点处于关闭的状态(闭合状态)的纵剖视图。另外，图1是开关装置的接点处于打开的状态(打开状态)的图。在图中，开关装置1具有：固定接点2；能与固定接点2接触、分离的可动接点3；对固定接点2及可动接点3进行收容的真空阀4；使可动接点3朝与固定接点2接触、分离的方向移位的电磁体装置5；以及将电磁体装置5与可动接点3连接的连接装置6。

可动接点3通过朝开关装置1的轴线方向(以下仅称为“轴线方向”)移位而与固定接点2接触、分离。通过使可动接点3与固定接点2接触来闭合开关装置1的接点，并通过使可动接点3与固定接点2分离来打开开关装置1的接点。

为了提高固定接点2与可动接点3之间的消弧性能，而使真空阀4内处于真空。可动接点3与固定接点2的接触、分离是在真空阀4内进行的。在可动接点3与固定接点2分离时，因真空阀4内为真空而处于负压，从而施加要使可动接点3对固定接点2闭合的力。

电磁体装置5被板状的支承构件7支承。此外，电磁体装置5具有：驱动轴8，该驱动轴8通过连接装置6而与可动接点3连接；开式弹簧(施力体)9，该开式弹簧9将驱动轴8朝使可动接点3脱离固定接点2的方向施力；以及电磁体10，该电磁体10抵抗开式弹簧9的载荷，以使驱动轴8朝使可动接点3与固定接点2接触的方向移位。

驱动轴8穿过支承构件7，从而能在轴线方向上移位。此外，驱动轴8由透磁率低的材料(低磁性材料)(例如不锈钢等)构成。

电磁体10设有固定铁心19和可动铁心20，该可动铁心20用于固定驱动轴8，并能相对于固定铁心19在轴线方向上移位。

开式弹簧9在可动铁心20与支承板7之间被压缩，在轴线方向上产生弹性反作用力。因此，利用可动铁心20上受到的开式弹簧9的弹性反作用力，来对驱动轴8朝使可动接点3脱离固定接点2的方向施力。

电磁体10被安装于支承构件7上。通过对电磁体10进行控制，来使驱动轴8有选择地朝使可动接点3与固定接点2接触的方向(闭合方向)及使可动接点3脱离固定接点2的方向(打开方向)中的任意一个方向移位。

连接装置6具有：可动棒13，该可动棒13配置在轴线方向上，并被固定在可动接点3上；绝缘杆14，该绝缘杆14设置在可动棒13的中间部；以及接触压力装置15，该接触压力装置15安装在可动棒13与驱动轴8之间。通过将可动棒13分离固定在设于中间部的绝缘杆14的两端部，从而使可动棒13电绝缘。因此，电磁体装置5通过绝缘杆14而与可动接点3绝缘。

接触压力装置15具有：弹簧框16，该弹簧框16被固定在可动棒13上；防脱板17，该防脱板17被固定在驱动轴8的前端部，并被配置在弹簧框16内；以及接触压力弹簧18，该接触压力弹簧18被压缩连接在弹簧框16与防脱板17之间。

驱动轴8可与防脱板17一起相对于弹簧框16在轴线方向上移位。接触压力弹簧18对驱动轴8朝脱离可动棒13的方向施力。驱动轴8朝脱离可动棒13方向的移位因防脱板17与弹簧框16的卡合而受到限制。

可动铁心20能在脱离固定铁心19的后退位置(图1)与比后退位置更接近固定铁心19的前进位置(图2)之间移位。当可动铁心20位于后退位置时，可动接点3脱离固定接点2，当可动铁心20位于前进位置时，可动接点3被压靠至固定接点2。

在可动接点3脱离固定接点2时(图1)，若驱动轴8在轴线方向上移位，则连接装置6及可动接点3会与驱动轴8一起移位。此时，防脱板17因接触压力弹簧18的载荷而与弹簧框16卡合。此外，在可动接点3与固定接点2接触时(图2)，驱动轴8抵抗接触压力弹簧18的载荷而能相对于弹簧框16进一步朝闭合方向移位。藉此，接触压力弹簧18被进一步压缩，并利用接触弹簧18的弹性反作用力来将可动接点3压靠至固定接点2。

当从可动接点3脱离固定接点2的状态开始进行闭合动作时，开式弹簧9被压缩，并且驱动轴8与连接装置6及可动接点3一起朝闭合方向移位。之后，一旦可动接点3与固定接点2接触，连接装置6及可动接点3的移位即停止。之后，驱动轴8仍进一步朝闭合方向移位，来对接触压力弹簧18进行压缩。藉此，将可动接点3压靠至固定接点2。

当从可动接点3与固定接点2接触的状态开始进行打开动作时，开式弹簧9及接触压力弹簧18弹性复原，并且使驱动轴8朝打开方向移位。藉此，防脱板17相对于弹簧框16移位并与弹簧框16卡合。之后，驱动轴8因开式弹簧9的载荷而朝打开方向进一步移位。藉此，使可动接点3脱离固定接点2。

图3是表示图2的电磁体装置5中的电磁体10周边的主要部分的主剖视图，图4是图3的侧剖视图。图5是图3中的电磁体10的立体图。在图中，电磁体10具有：固定铁心19；可动铁心20，该可动铁心20用于固定驱动轴8，并能相对于固定铁心19在轴线方向上移位；电磁线圈21，该电磁线圈21设置于固定铁心19，并通过通电来产生磁场；以及永磁体22，该永磁体22设置于固定铁心19。开式弹簧9与驱动轴8配置在同轴上，并在可动铁心20与支承板9之间被压缩。

可动铁心20具有：基干部23，该基干部23沿着轴线方向配置；一对分叉部24，这一对分叉部24从基干部23的侧面朝彼此相反的方向突出；以及松散材料(bulk material)部101，该松散材料部101与驱动轴8连接，并与开式弹簧9的一个接触面接触。各基干部23以驱动轴8为中心沿与轴线方向平行的方向配置在开式弹簧9外侧的位置上。各分叉部24沿着与轴线方向垂直的方向从基干部23突出。通过将驱动轴8固定在松散材料部101，从而使驱动轴8固定在可动铁心20。

固定铁心19具有：第一固定铁心部26；以及一对第二固定铁心部27，这一对固定铁心部27设置在第一固定铁心部26，并且避开可动铁心20发生移位的区域配置(图5)。

第一固定铁心部26具有：横铁心部28，该横铁心部28与各分叉部24平行配置；一对纵铁心部29，这一对纵铁心部29从横铁心部28的两端部朝各分叉部24延伸。驱动轴8穿过横铁心部28，从而能在轴线方向上移位。在本例中，轴承设置在支承板7上，驱动轴8穿过轴承。各纵铁心部29沿着轴线方向配置。第一固定铁心部26的至少一部分在向轴线方向的投影面内与可动铁心20的区域重叠。

各第二固定铁心部27与一方的纵铁心部29及另一方的纵铁心部29分别接合。此外，各第二固定铁心部27在与轴线方向垂直的方向上夹着各纵铁心部29。此外，各第二固定铁心部27在向轴线方向的投影面内配置于可动铁心20所在的区域外。再者，各第二固定铁心部27具有：与横铁心部28平行的过渡铁心部(日文：渡し鉄心部)30；以及分别设置在过渡铁心部30与各纵铁心部29之间的一对隔板31。

各过渡铁心部30配置成在与轴线方向垂直的方向上脱离基干部23。因此，即便可动铁心20在轴线方向上移位，过渡铁心部30与基干部23之间的间隔也不会变化。各过渡铁心部30及隔板31的材料是磁性材料(例如钢材、电磁软铁、硅钢、铁氧体及坡莫合金等)。

在横铁心部28的中间部设有第一固定面32，在各纵铁心部29的前端部设有第二固定面33(图3)。即，在第一固定铁心部26以在向轴线方向投影时位于彼此分离的位置的方式设有第一固定面32及第二固定面33。第一固定面32及各第二固定面33是与轴线方向垂直的面。

在基干部23设有在轴线方向上与第一固定面32相对的第一可动面34，在各分叉部24的前端部设有在轴线方向上与第二固定面33相对的第二可动面35。第一可动面34及各第二可动面35是与轴线方向垂直的面。

永磁体22分别设置于各过渡铁心部30。此外，永磁体22分别配置在各过渡铁心部30与基干部23之间。而且，各永磁体22在向轴线方向的投影面内配置于第一可动面34及第二可动面35所在的各区域外。在本例中，各永磁体22在向轴线方向的投影面内配置于可动铁心20所在的区域外。

各永磁体22具有N极和S极(一对磁极)。藉此，永磁体22可产生将可动铁心20保持在前进位置的保持用磁通。此外，各永磁体22在与轴线方向垂直的方向上配置成仅使N极和S极中的一极与基干部23相对。即，各永磁体22产生的保持用磁通的方向在永磁体22与基干部23之间与轴线方向大致垂直。在本例中，各永磁体22的N极与基干部23相对，各永磁体22的S极固定在过渡铁心部30上。

电磁线圈21以穿过基干部23与纵铁心部29之间的方式配置。在本例中，电磁线圈21在向轴线方向的投影面内围住基干部23。藉此，电磁线圈21一旦通电就会产生穿过固定铁心19及可动铁心20的磁通。此外，通过切换向电磁线圈21通电的方向，电磁线圈21产生的磁通的方向就可能反转。另外，电磁线圈21的中心轴线与开关装置1的轴线基本一致。

可动铁心20的基干部23与分叉部24是由磁性材料构成的多块薄板在与轴线方向垂直的方向上层叠而成的层叠体。

另外，作为可动铁心20的基干部23和分叉部24的材料，只要是透磁率高的磁性材料即可，例如钢材、电磁软铁、硅钢、铁氧体及坡莫合金等。此外，可动铁心20也可以是例如将铁粉压缩并使其变硬的压粉铁心。第一固定铁心部26是磁性材料的薄板在与轴线方向垂直的方向上层叠而成的层叠体。

各过渡铁心部30是成型为长方体的钢材。隔板31是成型为板状的规定厚度的钢材。过渡铁心部30及隔板31在第一固定铁心部26的薄板39的层叠方向上按隔板31、过渡铁心部30的顺序与第一固定铁心部26重叠。

另外，作为固定铁心19的材料，只要是透磁率高的磁性材料即可，例如钢材、电磁软铁、硅钢、铁氧体及坡莫合金等。此外，固定铁心19也可以是例如将铁粉压缩并使其变硬的压粉铁心。而且，在本例中，通过对薄板进行层叠来制造第一固定铁心部26，但既可以通过将磁性材料一体成型来制造第一固定铁心部26，也可以通过使多个分割体组合来制造第一固定铁心部26。此外，在本例中，过渡铁心部30通过将磁性材料一体成型来制造，但既可以通过将薄板层叠来制造过渡铁心部30，也可以通过使多个分割体组合来制造过渡铁心部30。

开式弹簧9的一个接触面与可动铁心20的松散材料101接触，另一个接触面与支承板7接触。开式弹簧9与驱动轴8配置在同轴上，并配置成穿过电磁线圈21内。此外，开式弹簧9配置在固定铁心19的轴向的范围内。可动铁心20的基干部23的一部分穿过电磁线圈21。在图3中，在电磁线圈21的轴向所在范围内，从驱动轴8开始，按开式弹簧9、可动铁心20、电磁线圈21、固定铁心19的顺序配置。

图6是对通过永磁体22的保持用磁通将图5的可动铁心20保持在前进位置时电磁体10的磁回路进行说明的局部剖视立体图，其中省略了驱动轴8、开式弹簧9、可动铁心20的松散材料101。在图中，永磁体22产生的保持用磁通穿过第一磁通路径44或第二磁通路径45。第一磁通路径44是从永磁体22依次穿过基干部23、第一可动面34、第一固定面32、横铁心部28、纵铁心部29、隔板31及过渡铁心部30后回到永磁体22的路径。第二磁通路径45是从永磁体22依次穿过基干部23、分叉部24、第二可动面35、第二固定面33、纵铁心部29、隔板31及过渡铁心部30后回到永磁体22的路径。

在可动铁心20处于前进位置时，第一固定面32与第一可动面34之间的间隙、及第二固定面33与第二可动面35之间的间隙比可动铁心20处于后退位置时的间隙小。藉此，可使第一磁通路径44及第二磁通路径45的磁阻变小。因此，第一固定面32与第二可动面34之间的吸引力F1、以及第二固定面33与第二可动面35之间的吸引力F2变大，可动铁心20抵抗开式弹簧9及接触压力弹簧18的载荷而被保持在前进位置处。此外，吸引力F1、吸引力F2及可动部的摩擦力的总和为开式弹簧9及接触压力弹簧19的载荷以上，因而使可动铁心20保持在前进位置处。

接着，对动作进行说明。在可动接点3处于脱离固定接点2的打开状态时，可动铁心20因开式弹簧9的载荷而移位至后退位置。通过对电磁线圈21通电，可动铁心20被吸引至第一固定铁心部26，并抵抗开式弹簧9的载荷，而从后退位置朝前进位置移位。藉此使可动接点3朝固定接点2移位。

之后，一旦可动接点3与固定接点2接触，可动接点3的移位即停止。但是，可动铁心20进一步移位而到达前进位置。藉此，接触压力弹簧18被压缩，可动接点3被压靠至固定接点2，从而完成闭合动作(图2)。

一旦可动铁心20到达前进位置，穿过第一磁通路径44及第二磁通路径45的永磁体22的保持用磁通就将可动铁心20吸引并保持到第一固定铁心部26(图6)，并将可动铁心20保持在前进位置处。

在要解除可动铁心20在前进位置上的保持时，就朝与闭合动作时的方向相反的方向对电磁线圈21通电。一旦对电磁线圈21通电，可动铁心20与第一固定铁心部26之间的吸引力便整体下降，开式弹簧9及接触压力弹簧18的各载荷就使可动铁心20开始从前进位置向后退位置移位。此时，可动接点3仍被压靠至固定接点2。

此后，一旦可动铁心20朝后退位置进一步移位，防脱板17即与弹簧框16卡合。之后，可动铁心20仍朝后退位置移位，由此使可动接点3脱离固定接点2。开式弹簧9的载荷比要使真空阀4的可动接点3对固定接点2闭合的力大。之后，可动铁心20进一步移位后到达后退位置。藉此，完成打开动作(图1)。

在这种电磁体装置5中，在打开状态(图1)下，因真空阀4是真空容器而处于负压，开式弹簧9的载荷比利用负压朝使可动接点3对固定接点2闭合的闭合方向施加的载荷大，从而能稳定地维持打开状态。此外，即便可动部的摩擦力和开式弹簧9的载荷的总和比利用真空阀4的真空容器的负压而朝使可动接点3对固定接点2闭合的闭合方向施加的载荷大，也能稳定地维持打开状态。

另一方面，在闭合状态(图2)下，永磁体22产生将可动铁心20保持在前进位置处的保持用磁通。由永磁体22的磁通产生的朝闭合方向的载荷、即吸引力F1和吸引力F2作用在可动铁心20上，由于吸引力F1和吸引力F2比开式弹簧9及接触压力弹簧18的载荷的总和大，因此，能稳定地维持闭合状态。此外，即便吸引力F1、吸引力F2及可动部的摩擦力的总和为开式弹簧9及接触压力弹簧19的载荷的总和以上，也能稳定地维持闭合状态。

开式弹簧9的载荷在可动铁心20的可动范围中的整个范围内起作用，而接触压力弹簧18的载荷则在可动铁心20的可动范围中的一部分起作用，因此，开式弹簧9的全长比接触压力弹簧18的全长要长。此外，开式弹簧9与驱动轴8配置在同轴上，并配置成穿过电磁线圈21内的状态。开式弹簧9配置在固定铁心19的轴向的范围内。可动铁心20的基干部23的一部分穿过电磁线圈21。在图3中，在电磁线圈21的轴向所在范围内，从驱动轴8开始，按开式弹簧9、可动铁心20、电磁线圈21、固定铁心19的顺序配置。通过上述配置，与将电磁体10和开式弹簧9配置在轴向上时相比，能缩短电磁体装置5在轴向上的长度。因此，能缩短使用本电磁体装置5的开关装置1的全长。

可动铁心20的基干部23和分叉部24及固定铁心19的第一固定铁心部26是电磁线圈21产生的磁通所穿过的主要部分，且是在与电磁线圈21产生磁通的方向大致垂直的方向上将磁性材料的薄板层叠而构成的，因此，在对电磁线圈21通电来使电磁体10动作时，能抑制在磁性材料内部产生的涡电流，并能防止因产生涡电流而导致的动作延迟，从而能在时间上高精度地驱动开关装置1。

此外，在电磁线圈21产生的磁通中，根据物理中的最小作用量原理，在最靠近电磁线圈21处围绕的磁通最强。与电磁线圈21直接相对的是可动铁心22的基干部23及分叉部24，松散材料101配置在产生磁通小的区域，因此，电磁体10的动作所受的影响较小，从而能在时间上高精度地驱动开关装置1。

由电磁体10的永磁体的磁通产生的吸引力在力沿轴向作用时最强。在施加了与轴向垂直的方向上的载荷时，吸引力降低。因此，一旦开式弹簧9的接触面倾斜，就会产生与轴向垂直的方向上的载荷，因此，需要抑制接触面倾斜。开式弹簧9的一个接触面与可动铁心20的松散材料101接触，而另一个接触面与支承板7接触，因此，比用层叠的薄板的层叠面来承接时更能抑制开式弹簧9的接触面的倾斜，从而能抑制因开式弹簧9的载荷的倾斜而导致电磁体10的吸引力降低。

实施方式2

在实施方式1的电磁体装置5中，通过用非磁性材料形成支承板7，能抑制电磁体10的吸引力的降低。图7表示电磁体10的吸引力降低时的结构，并说明了原理。图7相当于实施方式1的图3的电磁体10处于闭合状态。图7示出了永磁体22的磁通102和磁通103。由永磁体22产生的磁通从永磁体22的N极产生，主要穿过由非磁性区域最小的磁性材料构成的闭合回路。磁通102及磁通103穿过图7中的磁性材料部分。

具体来说，磁通102穿过可动铁心20和固定铁心19。磁通103穿过可动铁心20、开式弹簧9和固定铁心19。磁通102穿过与轴线方向垂直的固定铁心19的第一固定面32和可动铁心20的第一可动面34。通过使由永磁体22产生的磁通102穿过固定铁心19的第一固定面32和可动铁心20的第一可动面34，来产生将可动铁心20吸引至固定铁心19的力。另一方面，磁通103没有穿过可动铁心20和固定铁心19相接触的与轴向垂直的面，因此，不会产生对可动铁心20和固定铁心19进行吸引的力。即，由永磁体22产生的磁通的一部分没有对将可动铁心20吸引至固定铁心19的力做出贡献。此外，近似地，由永磁体22产生的磁通的总量恒定，在有未穿过将可动铁心20吸引至固定铁心19的面的磁通103存在的情况下，就不能做到由永磁体22产生的所有磁通全都对将可动铁心20吸引至固定铁心19的力做出贡献，因而从吸引力的方面来说是低效的结构。

在图3中，若用非磁性材料形成支承板7，则永磁体22所产生的磁通穿过开式弹簧9的这种磁性材料的闭合回路的一部分会被非磁性化，从而能减少磁通103的路径，因此，能抑制电磁体10的吸引力降低。能使永磁体22所产生的磁通高效地产生吸引力，并能产生强度更高的稳定的吸引力。

实施方式3

在实施方式1的电磁体装置5中，通过用非磁性材料形成电磁体10的可动铁心20的松散材料101，来使永磁体22所产生的磁通穿过开式弹簧9的这种磁性材料的闭合回路的一部分非磁性化，因而能与实施方式2同样地抑制电磁体10的吸引力降低。

实施方式4

在实施方式1中，驱动轴8由非磁性材料构成，但在实施方式2或实施方式3的结构中，驱动轴8能使用磁性材料即钢材。这是由于如下原因：在永磁体22与驱动轴8的路径之间存在非磁性材料的支承板7或松散材料101，因而不会成为由永磁体22产生的磁通的路径，通过用磁性材料形成驱动轴8，不会使可动铁心20和固定铁心19的吸引力降低。由于驱动轴8能采用磁性材料，因此，驱动轴8能使用低成本且高强度的钢材，从而能实现电磁体装置5的低成本和稳定动作。

实施方式5

在实施方式1的电磁体装置5中，通过用非磁性材料形成开式弹簧9，就使永磁体22所产生的磁通穿过开式弹簧9的这种磁性材料的闭合回路中的开式弹簧9非磁性化，因此，能与实施方式2同样地抑制电磁体10的吸引力降低。

实施方式6

图8是表示本发明实施方式6的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。在图8中，可动铁心20与实施方式1的图3的结构不同，其是将包括松散材料101的部分在内的所有薄板层叠而构成的。在开式弹簧9中，在和可动铁心20相对的接触面与可动铁心20之间配置有非磁性材料的板105。因此，永磁体22所产生的磁通穿过开式弹簧9的这种磁性材料的闭合回路的一部分发生非磁性化，从而能与实施方式2同样地抑制电磁体10的吸引力降低。此外，为了得到相同效果，如图9所示，可以将非磁性材料的板配置在开式弹簧9与支承板7之间。如图10所示，也可以在开式弹簧9两侧的接触面上配置非磁性材料的板105。如图11所示，支承板7也可以由非磁性材料构成。

实施方式7

图12是表示本发明实施方式7的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。图13是俯视图。在图12中，将开式弹簧支承件107用止动配件108固定在可动铁心20的分叉部24上与固定铁心19相对的面的相反一侧。开式弹簧9与驱动轴8同轴地配置成围绕电磁体10。在驱动轴8、可动铁心20、电磁线圈21、固定铁心19、开式弹簧9沿轴向重叠设置的区域内，依次配置驱动轴8、可动铁心20、电磁线圈21、固定铁心19及开式弹簧9。

开式弹簧9的载荷作用在可动铁心20的可动范围中的整个范围内，而接触压力弹簧18的载荷作用在可动铁心20的可动范围中的一部分，因此，开式弹簧9的全长比接触压力弹簧18的全长要长。此外，开式弹簧9与驱动轴8配置在同轴上，并配置在电磁体10的外周部。开式弹簧9配置在电磁体10的轴向的范围内。通过上述配置，与将电磁体10和开式弹簧9配置在轴向上时相比，能缩短电磁体装置5在轴向上的长度。因此，能缩短使用了本电磁体装置5的开关装置1的全长。

实施方式8

图14是表示本发明实施方式8的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。图15是俯视图。在图14中，将在实施方式7中由一个构成的开式弹簧9用多个来构成。在本结构中，也具有与实施方式7相同的效果。此外，通过将多个开式弹簧9以与驱动轴8同轴的方式配置在电磁体10的周围，能使各个开式弹簧9中的载荷偏差平均化，并通过抑制电磁体10相对于可动铁心20的偏载，能防止电磁体10的吸引力降低。

实施方式9

图16是表示本发明实施方式9的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。在图16中，固定至支承板7的轴承支承部109沿轴向穿过电磁体10的固定铁心19的一部分，并穿过可动铁心20的一部分，并且将驱动轴8的轴承111沿轴向配置在可动铁心所在的区域内。通过本配置，能将接触压力装置15配置在轴承支承部109的内部，并且与在轴向上配置了电磁体10和接触压力装置15时相比，能更加缩短电磁体装置5在轴向上的长度。因此，与实施方式8相比，能进一步缩短使用了本电磁体装置5的开关装置1的全长。

实施方式10

图17是表示本发明实施方式10的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。在图17中，在相对于驱动轴8而对称配置的一对第一连接杆113中，一方的端部通过销115与驱动轴8连接，驱动轴8与可动铁心20连接。第一连接杆113的另一方的端部通过销117与驱动杆119连接，驱动杆119相对于驱动轴8成对配置在对称的位置上。与第一连接杆113连接的驱动杆119的另一方端部通过销123而以能转动的方式与固定在支承板7上的支点构件121连接。

开式弹簧9被分割，并相对于驱动轴8配置在对称的位置。承受开式弹簧9的载荷的开式弹簧支承件125以与开式弹簧9的接触面接触的方式配置，在开式弹簧支承件125上安装有驱动轴127。驱动轴127的另一端通过销131与第二连接杆129连接。第二连接杆的另一端通过销133与驱动杆119连接。

在如图17所示构成的电磁体装置5中，由于从支点构件121开始按承受开式弹簧9施力的销113、承受电磁体10的驱动轴8施力的销115的顺序配置，因此，相对于电磁体10的可动铁心20的可动范围，能缩小开式弹簧9的压缩范围，因而能使开式弹簧9小型化。此外，通过配置连接杆，能缩短相对于电磁体10突出的部分。因此，能缩短本电磁体装置5的全长，从而能缩短使用了本电磁体装置5的开关装置1的全长。

实施方式11

图18是表示本发明实施方式11的电磁体装置5的主要部分的主剖视图。与实施方式10相比，将连接杆部设置在电磁体装置5的打开侧，利用本结构，与实施方式10相同也能缩短电磁体装置5的全长，从而能缩短使用了本电磁体装置5的开关装置1的全长。

实施方式12

通过使用上述实施方式1至实施方式11中任意一种电磁体装置5，能缩短使用了电磁体装置5的开关装置1的全长，并能实现小型化。

(符号说明)

1开关装置

2固定接点

3可动接点

5电磁体装置

8驱动轴

9开式弹簧

10电磁体

19固定铁心

20可动铁心

21电磁线圈

22永磁体

23基干部

24分叉部

32第一固定面

33第二固定面

34第一可动面

35第二可动面

Claims (15)

1.一种使用电磁体的开关装置，其特征在于，包括：电磁体，该电磁体通过永磁体产生朝闭合方向保持的力；接触压力弹簧，该接触压力弹簧抑制主接点的电磁反作用力；开式弹簧，该开式弹簧积蓄打开时的能量；以及真空容器，该真空容器使所述主接点的周围保持真空，在闭合状态下，所述电磁体向闭合方向的载荷和可动部的摩擦力比所述接触压力弹簧载荷和所述开式弹簧载荷的总和大，在打开状态下，所述开式弹簧的载荷和可动部的摩擦力的总和比利用所述真空容器的负压而朝闭合方向施加至所述主接点的载荷大。

2.如权利要求1所述的使用电磁体的开关装置，其特征在于，所述电磁体是在打开状态下通过所述永磁体产生朝打开方向进行保持的力的电磁体，在打开状态下，所述开式弹簧的载荷、可动部的摩擦力和所述电磁体的朝打开方向保持的力的总和比利用所述真空容器的负压而朝闭合方向施加至所述主接点的载荷大。

3.一种电磁体装置，电磁体包括：固定铁心；可动铁心；永磁体，该永磁体的磁极的一个面与所述固定铁心相对，磁极的另一个面与可动铁心相对，所述永磁体固定在所述固定铁心上；轴，该轴与所述可动铁心连接；电磁线圈，该电磁线圈以围绕所述轴的方式配置；以及开式弹簧，该开式弹簧在所述可动铁心的可动范围内与所述可动铁心的大致垂直于所述轴的面接触，其特征在于，在位于所述可动铁心和所述固定铁心接触的所述可动铁心的所述可动范围的一个极限位置时，所述开式弹簧的一部分或全部配置在所述电磁线圈的内侧，所述开式弹簧的一部分或全部配置在所述固定铁心的所述轴向的范围内，所述可动铁心的一部分配置在所述电磁线圈的内侧，在所述轴、所述开式弹簧、所述可动铁心、所述电磁线圈、以及所述固定铁心于所述轴向的位置上重叠设置的区域内，从所述轴开始依次配置所述开式弹簧、所述可动铁心、所述电磁线圈、以及所述固定铁心。

4.如权利要求3所述的电磁体装置，其特征在于，所述固定铁心和所述可动铁心的一部分或全部是将磁性体的板层叠而构成的。

5.如权利要求3或4所述的电磁体装置，其特征在于，所述开式弹簧的与所述可动铁心接触的面的另一方的面为设置了所述电磁体装置的支承板。

6.如权利要求5所述的电磁体装置，其特征在于，所述支承板为非磁性材料。

7.如权利要求4所述的电磁体装置，其特征在于，在所述可动铁心中，与所述开式弹簧的接触面接触的面由松散材料构成。

8.如权利要求7所述的电磁体装置，其特征在于，所述可动铁心的所述松散材料为非磁性材料。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电磁体装置，其特征在于，在所述接触压力弹簧的一方或两方的接触面上设置非磁性材料的板。

10.如权利要求1至8中任一项所述的电磁体装置，其特征在于，所述接触压力弹簧由非磁性材料构成。

11.如权利要求6或8所述的电磁体装置，其特征在于，与所述可动铁心连接的所述轴为具有磁性的钢材。

12.一种电磁体装置，电磁体包括：固定铁心；可动铁心；永磁体，该永磁体的磁极的一个面与所述固定铁心相对，磁极的另一个面与可动铁心相对，所述永磁体固定在所述固定铁心上；轴，该轴与所述可动铁心连接；以及电磁线圈，该电磁线圈以围绕所述轴的方式配置，其特征在于，在位于所述可动铁心和所述固定铁心接触的所述可动铁心的所述可动范围的一个极限位置时，所述可动铁心的一部分配置在所述电磁线圈的内侧，在所述轴、所述可动铁心、所述电磁线圈、及所述固定铁心于所述轴向的位置上重叠设置的区域内，从所述轴开始依次配置所述可动铁心、所述电磁线圈、以及所述固定铁心，且在所述固定铁心的外周部以所述轴为中心设置一个或多个开式弹簧。

13.如权利要求12所述的电磁体装置，其特征在于，当位于所述可动铁心与所述固定铁心接触的所述可动铁心的所述可动范围的一个极限位置时，包括所述轴的轴承在内的轴承支承构件以从所述支承板穿过所述固定铁心的全部、所述可动铁心的一部分的方式配置。

14.一种电磁体装置，电磁体包括可动铁心和与所述可动铁心连接的轴，其特征在于，与所述轴连接的成对的第一连接杆；成对的驱动杆，这对驱动杆配置在相对于所述轴对称的位置处，所述驱动杆的一端与所述第一连接杆连接，另一端通过销以能转动的方式与所述电磁体的支承部的支承点连接；开式弹簧，该开式弹簧配置在相对于与所述可动铁心连接的所述轴向对称的位置上；以及成对的开式弹簧支承件，这对开式弹簧支承件与所述开式弹簧的一端接触，并且与所述驱动杆连接，所述开式弹簧支承件和所述驱动杆通过第二连接杆进行销连接。

15.一种开关装置，其特征在于，使用如权利要求3至14中任一项所述的电磁体装置。

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