CN103155082A - 电磁开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁开关，该电磁开关能在不增大用于复位的排斥力的情况下改善抗振动和冲击特性。电磁开关包括：接触装置（1），该接触装置具有一对固定接触件（4a,4b）和可动接触件(5)，该对固定接触件以预定间距固定在消弧室容器（3）内，可动接触件设置成它能与该对固定接触件接触和分离；以及电磁装置（2），该电磁装置具有可动柱塞（13），该可动柱塞可在使可动接触件（5）与固定接触件分离的打开位置和使可动接触件（5）与固定接触件接触并被插入固定接触元件内的闭合位置之间运动。永磁体（16a,16b）设置在所述消弧室容器（3）内，这些永磁体消灭可动接触件通过与固定接触件分离而从闭合位置打开时所产生的电弧，在该闭合位置，可动接触件与固定接触件相接触，并且，在可动柱塞（13）处于打开位置的状态下，形成有从永磁体经可动柱塞重新返回到永磁体的磁回路。

Description

电磁开关

技术领域

本发明涉及一种电磁开关，该电磁开关包括接触装置和电磁体，该接触装置具有插入电流路径内的固定接触件和可动接触件，而电磁体驱动可动接触件。

背景技术

提出有各种机构，在诸如电磁继电器或电磁接触器之类的、实施电流路径的打开和闭合的电磁开关中，该机构消灭在可动接触件与固定接触件分离以切断电流的打开时间产生的电弧，由此实现从固定接触件和可动接触件相接触的接触机构闭合状态到打开状态。

例如，提出有一种具有如下构造的电磁继电器，该构造包括一对固定接触件、可动接触件以及电磁体，该对固定接触件设置成间隔开预定距离，可动接触件设置成它能与该对固定接触件接触和分离，电磁体具有驱动可动接触件的可动铁芯，其中，U形磁保持构件设置在密封容器的外侧，该外侧与固定接触件与可动接触件相对的位置的任一侧表面侧相对，且两组成对的永磁体设置在磁保持构件的内侧，这些永磁体用于通过使用磁力来拉出电弧而加速消弧（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-10057号公报

发明内容

本发明要解决的问题

在专利文献1中所述的至今已知的示例中，通过在成对的固定接触件和可动接触件相对的每个位置处相对设置的一对永磁体，对可动接触件与该对固定接触件分离的打开时刻所产生的电弧的消灭通过使用永磁体的磁力来向外拉出电弧而加速。

然而，在将可动接触件设置成使它能与一对固定接触件分离开预定距离和与其接触的情况下，如专利文献1中所述的至今已知的示例，需要改善当可动接触件与该对固定接触件分离而接触机构打开时的抗振动和冲击性能。至此，为了改善抗振动和冲击性能，设置在可动铁芯内保持可动接触件的复位螺旋弹簧的偏置力增大，由此抑制可动铁芯的振动。

然而，尽管在增大复位螺旋弹簧的偏置力时可以改善抗振动和冲击性能，但有必要使可动铁芯能在接触机构关闭时抵抗复位螺旋弹簧的偏置力而运动，并由此有必要增大在电磁体内产生的电磁吸引力，且所存在的未解决问题在于这造成电磁体的尺寸增大，以及用于对励磁线圈进行励磁的能耗增大。

因此，关注于至今已知的示例的未解决问题而设计的本发明具有的目的是提供一种电磁开关，其中，可以在不增大复位偏置力的情况下改善抗振动和冲击性能。

解决问题的方法

为了实现至今所述的目的，根据本发明的电磁开关的第一方面包括：接触装置，该接触装置具有可动接触件和一对固定接触件，该对固定接触件保持预定间距地固定在消弧室容器内，而可动接触件设置成它能与该对固定接触件接触和分离；以及电磁装置，该电磁装置具有可动柱塞，可动柱塞可在使可动接触件与固定接触件分离的打开位置和使可动接触件与固定接触件接触并进一步被压下的闭合位置之间运动。然后，将永磁体设置在消弧室容器上，这些永磁体消灭当可动接触件从可动接触件处于与固定接触件相接触的闭合位置的状态开始从固定接触件分离的打开时刻所产生的电弧，以及，在可动柱塞处于打开位置的状态下，形成有从永磁体经由可动柱塞返回到永磁体的磁回路。

根据此构造，由于通过永磁体来实施对接触机构打开时所产生的电弧的消弧，且当接触机构打开时形成从永磁体、经由可动柱塞返回到永磁体的磁回路，可动柱塞被磁回路的磁力所吸引，并且可以在不增大复位弹簧的偏置力的情况下改善抗振动和冲击性能。

同样，根据本发明的电磁开关的第二方面是，永磁体在消弧室容器的相对侧壁外侧的、与可动接触件的纵向垂直的位置处与可动接触件相对地设置。

根据此构造，由于永磁体设置在与可动接触件相对的位置，因此可以有效地拉出和消灭在可动接触件与该对固定接触件分离的打开时刻所产生的电弧。

同样，根据本发明的电磁开关的第三方面是，磁回路包括第一磁轭和第二磁轭，第一磁轭相对地设置在一对固定接触件之间，该对固定接触件位于消弧室容器的与永磁体相对的内表面侧，第一磁轭与处于打开位置的可动柱塞接触，而第二磁轭与可动柱塞在如下区域相对，该区域位于与可动柱塞的和第一磁轭接触的区域相对的那一侧，并且第二磁轭与永磁体的背面侧接触。

根据此构造，可以构造在接触机构打开的时刻从永磁体经由第一磁轭和可动柱塞、从第二磁轭返回到永磁体的磁回路，并由此可以通过在第一磁轭内产生吸引可动柱塞的电磁吸引力来改善可动柱塞的抗振动和冲击性能。在此，由于在电弧被拉出并消灭时于可动柱塞和第一磁轭之间产生足够的间隙，因此对功能没有影响，由此在打开时刻所产生的电弧被永磁体消灭。

发明的优点

根据本发明，由于在可动柱塞处于打开位置的状态下形成从永磁体经由可动柱塞返回到永磁体的磁回路，获得的优点是：产生作用于可动柱塞的、抑制可动柱塞的振动的电磁吸引力，并且因此可以在不增大复位偏置力的情况下改善抗振动和冲击性能。

附图说明

[图1]是示出本发明应用于电磁接触器的情况的一个实施例的剖视图。

[图2]是沿图1的A-A线剖取的剖视图。

具体实施方式

下面，将基于附图对本发明的实施例进行说明。

图1是示出本发明的接触装置应用于起到电磁开关的作用的电磁接触器的情况的一个示例的剖视图。在图1中，1是接触装置，而电磁装置2设置在接触装置1的下表面侧。

接触装置1具有消弧室容器3，该容器例如是气密的容器，其中，在非磁性本体和绝缘体或内壁上实施绝缘过程，且在消弧室容器3内设置有接触机构4。消弧室容器3由有底筒体3a和底板部3b构成，有底筒体3a的下端表面开口，而底板部3b将有底筒体3a的下端表面闭合。下面将描述的插孔3c形成于底板部3b的中心部分内，可动柱塞13的轴部13a经该插孔插入。

接触机构4由固定接触件4a和4b和可动接触件5构成。如图2中所示，固定接触件4a和4b固定并支承于消弧室容器3的有底筒体3a的相对壁面上，固定接触件的内侧端部间隔开预定距离，而固定接触件的外侧端部突出到消弧室容器3的外部。

此外，如图1和图2中所示，可动接触件5形成为平板状，并与固定接触件4a和4b相对设置，并位于固定接触件的上端侧上方一预定距离，因而，它能与固定接触件4a和4b接触与分离。可动接触件5由接触弹簧7向下偏置地安装在接触件保持件6内，该接触件保持件由可动柱塞13固定和支承，下面将作描述。

此外，电磁装置2设置在消弧室容器3的下表面侧。电磁装置2包括由筒形部10a以及从筒形部10a的两端向外突出的凸缘部10b和10c构成的绕线筒10，筒形部10a的轴向是垂直方向。励磁线圈11卷绕在由筒形部10a和凸缘部10b及10c所围绕的筒形空间内。

此外，顶端开口的有底筒体12装配到绕线筒10的筒形部10a的内周面内，且由磁体制成的可动柱塞13被引导，以在有底筒体12内部自由地垂直运动。

可动柱塞13由插入有底筒体12的轴部13a以及沿左右方向延伸的平板部13b构造成T形，平板部固定到轴部13a的突出到消弧室容器3内的端部。将可动接触件5保持在上表面的中心部分内的接触件保持件6固定和支承于可动柱塞13的平板部13b。

此外，复位弹簧14插入可动柱塞13的轴部13a下端面与有底筒部12的底面之间，而可动柱塞13通过复位弹簧14向上偏置。然后，可动柱塞的上部位置、即开口位置由与第一磁轭接触的平板部13b调节，下文将描述。

此外，第二磁轭15设置在绕线筒10的外周缘侧。第二磁轭15包括吸引轭部15A和延长轭部15B，吸引轭部产生抵抗复位弹簧14的力而吸引可动柱塞13的电磁吸引力，延长轭部联接于吸引轭部15A，并延长到永磁体的背面，下文将作描述。

吸引轭部15A包括内筒部15a、底板部15b、外筒部15c和上板部15d，内筒部夹着有底筒部12地与可动柱塞13的轴部13a的下端侧相对，底板部与内筒部15a的下端面相结合地覆盖绕线筒10的底面，外筒部从底板部15b的外周缘向上延伸，并覆盖绕线筒10的外周面，而上板部从外筒部15c的上端部向内延伸，并覆盖绕线筒10的上表面。

此外，如图1中所示，延长轭部15B由延长板部15e和15f构成，延长板部从吸引轭部15A的上板部15d的相对外周缘延伸到永磁体16a和16b的外表面，下文将作描述。

同时，永磁体16a和16b采用粘合剂等固定到与可动接触件5相对的两侧位置，呈扁平长方体形式的这些永磁体的宽度实际上等于沿可动接触件5纵向的长度，而该可动接触件在接触装置1的消弧室容器3的外周面上。将每个永磁体16a和16b磁化成使与消弧室容器3接触的内表面侧为北极，而外表面侧为南极。

此外，第一磁轭17a和17b设置在成对的固定接触件4a和4b之间的相对位置，第一磁轭位于消弧室容器3的与永磁体16a和16b相对的内周面上。

第一磁轭17a和17b中的每个构造成横截面为L形，该L形由垂直板部17c和水平板部17d构成，垂直板部17c固定到消弧室容器3的内壁，水平板部17d从垂直板部17c的下端向内延伸。在此，水平板部17d延伸到如下位置，该位置使水平板部的内端部与固定接触件4a和4b相对，同时保持预定间隔，并与可动柱塞13的前述平板部13b的上表面接触。此外，水平板部17d的下表面设定成：在可动柱塞13的平板部13b处于它被接触的打开位置的状态下，平板部13b的上表面处于与固定接触件4a和4b间隔开预定距离的位置处。

下面，将对实施例的操作进行说明。

现在，当电磁装置2的励磁线圈处于不供电的不导电状态时，没有磁通量流到第二磁轭15的吸引轭部15A，且状态为不产生吸引可动柱塞13的电磁吸引力。

由此，可动柱塞13通过复位弹簧14向上偏置，而平板部13b的上端部处于打开位置，在该打开位置，该上端部与第一磁轭17a和17b的水平板部17d的下表面接触。

在可动柱塞13处于打开位置的状态下，可动接触件5在固定接触件4a和4b上方与固定接触件间隔开例如2毫米的程度，如图2中所示，接触装置1处于打开状态，供给到一个固定接触件4a的电力不供给到固定接触件4b，从而造成断电状态。

由于在接触机构4处于打开状态时、可动柱塞13的平板部13b与第一磁轭17a和17b的水平板部17d的下表面接触，所以形成由图1中的虚线指示的磁路径La。即，形成有磁回路，其中，来自永磁体16a的磁通量输出经由第一磁轭17a、可动柱塞13以及第二磁轭15的内筒部15a、底板部15b、外筒部15c和延长板部15e返回到永磁体16a。

以相同的方式形成有如下磁回路，其中，来自永磁体16b的磁通量输出经由第一磁轭17b、可动柱塞13以及第二磁轭15的内筒部15a、底板部15b、外筒部15c和延长板部15f返回到永磁体16b。

由此，可动柱塞13的平板部13b被第一磁轭17a和17b吸引。由此，可动柱塞13由两个力压抵第一磁轭17a和17b的水平板部17d，即，第一磁轭17a和17b的吸引力和复位弹簧14的偏置力。由此，由于可动柱塞13即便在从外部将振动或冲击力引入电磁接触器的情况下也不与第一磁轭17a和17b分离，可以在不增大复位弹簧14的偏置力的情况下改善抗振动和冲击的性能。

当在接触装置1处于打开状态的情况下对励磁线圈11通电时，形成有如下磁回路Lb，该磁回路从可动柱塞13的平板部13b经由上板部10d、第二磁轭的吸引轭部15A的外筒部15c、底板部15b和内筒部15a返回到可动柱塞13的轴部13a，且磁通量沿与磁回路La相反的方向流经可动柱塞13。由此，可动柱塞13的平板部13b被吸引到第二磁轭15的吸引轭部15A内的上板部15d。由此，可动柱塞13抵抗复位弹簧14的力而下降，据此，保持在接触件保持件6内的可动接触件5下降，并以由接触弹簧7施加的预定接触压力与固定接触件4a和4b接触。由此，固定接触件4a和4b之间的空间通过可动接触件5而成为导通状态，而接触装置1处于闭合状态。

当在接触装置1处于闭合状态的情况下停止对励磁线圈11通电时，磁通量停止流经电磁装置2的第二磁轭15的吸引轭部15A内的磁回路，且由第二磁轭15的上板部15d施加的电磁吸引力被消解。由此，可动柱塞13通过复位弹簧14的偏置力返回到可动柱塞13与第一磁轭17a和17b接触的打开位置。由此，可动接触件5向上运动，从而与固定接触件4a和4b分离，且接触装置1返回到打开位置。

在可动接触件5与固定接触件4a和4b分离的打开时刻，在可动接触件5和固定接触件4a和4b之间的接触空间内产生电弧，但由于永磁体16a和16b设置成在与电弧相对的位置彼此相对，电弧被永磁体16a和16b的磁力拉出并消灭。

这样，根据该实施例，利用消灭在接触装置1的接触机构4内产生的电弧的永磁体16a和16b，在可动柱塞13处于打开位置的状态下形成有磁回路，其中，来自永磁体16a和16b磁通量输出经由第一磁轭17a和17b、可动柱塞13以及第二磁轭15的吸引轭部15A和延长轭部15B返回到永磁体16a和16b。由此，可以在第一磁轭17a和17b内产生吸引可动柱塞13的平板部13b的电磁吸引力。由此，与复位弹簧14的偏置力结合，可以使第一磁轭17a和17b可靠地保持可动柱塞13，且由此可以在不增大复位弹簧14的偏置力的情况下改善抗振动和冲击性能。由此，可以在不增大电磁装置2的构造尺寸且不增大能耗的情况下改善抗振动和冲击性能。

此外，由于第一磁轭17a和17b设置在固定接触件4a和4b之间，对功能没有影响，由此在打开时刻产生于可动接触件5和固定接触件4a和4b之间的电弧被永磁体16a和16b消灭，并且可以改善抗振动和冲击性能，同时实现可靠的消弧功能。

在此实施例中，对如下情况作出了说明：永磁体16a和16b设置在消弧室容器3的外壁上，但不限于此，可以在消弧室容器3的内壁侧形成有容纳永磁体16a和16b的凹穴部。在此情况下，第一磁轭17a和17b设置在凹穴部的内侧就足够了。

此外，在实施例中，对如下情况作出了说明：永磁体16a和16b形成为一个扁平长方体，但不限于此，它们还可分开地形成为两个或更多部分。

此外，在实施例中，对如下情况作出了说明：本发明应用于电磁接触器，但不限于此，还可将本发明应用于诸如电磁继电器的另一种电磁开关。

工业应用性

本发明提供一种电磁开关，其中，形成有来自永磁体的磁回路，该磁回路经由可动柱塞重新返回到永磁体，产生作用于可动柱塞的、抑制可动柱塞的振动的电磁吸引力，并可以在不增大复位偏置力的情况下改善抗振动和冲击性能。

附图标记的说明

1…接触装置,2…电磁装置,3…消弧室容器,3a…有底筒体,3b…底板部,4…接触机构,4a,4b…固定接触件,5…可动接触件,6…接触件保持件,7…接触弹簧,10…绕线筒,11…励磁线圈,12…有底筒体,13…可动柱塞,13a…轴部,13b…平板部,14…复位弹簧,15…第二磁轭,15A…吸引轭部,15B…延长轭部,15a…内筒部,15b…底板部,15c…外筒部,15d…上板部,15e,15f…延长板部,16a,16b…永磁体,17a,17b…第一磁轭

Claims (3)

1.一种电磁开关，其特征在于，包括：

接触装置，所述接触装置具有可动接触件和一对固定接触件，所述一对固定接触件保持预定间距地固定在消弧室容器内，所述可动接触件设置成它能与所述一对固定接触件接触和分离；以及

电磁装置，所述电磁装置具有可动柱塞，所述可动柱塞能在所述可动接触件与所述固定接触件分离的打开位置和所述可动接触件与所述固定接触件接触并被压下的闭合位置之间运动，其中，

永磁体设置在所述消弧室容器内，所述永磁体消灭在打开时刻所产生的电弧，在该打开时刻，所述可动接触件从所述可动接触件处于闭合位置的状态而与所述固定接触件分离，在所述闭合位置中，所述可动接触件与所述固定接触件接触，以及

在所述可动柱塞处于打开位置的状态下，形成有从所述永磁体经由所述可动柱塞重新返回到所述永磁体的磁回路。

2.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述永磁体在所述消弧室容器的相对侧壁的外侧的、与所述可动接触件的纵向垂直的位置处与所述可动接触件相对地设置。

3.如权利要求1或2所述的电磁开关，其特征在于，所述磁回路包括第一磁轭和第二磁轭，所述第一磁轭相对地设置在所述一对固定接触件之间，所述一对固定接触件位于所述消弧室容器的与所述永磁体相对的内表面侧，所述第一磁轭与处于打开位置的所述可动柱塞接触，而所述第二磁轭与所述可动柱塞在与所述可动柱塞的与所述第一磁轭接触的区域相对的那一侧的区域相对，并且所述第二磁轭与所述永磁体的背面侧接触。

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