CN103632888A - 电磁装置、其安装方法及使用该电磁装置的电磁继电器 - Google Patents

Abstract

提供在铁芯与衔铁之间可以得到所需要的吸引力（保持力）的电磁装置、其安装方法以及使用该电磁装置的电磁继电器。电磁装置20包括：电磁块30，具备缠绕有线圈的铁芯40和被固定在铁芯40的一端部41的辅助轭铁45；轭铁50，通过永久磁铁21与铁芯40的一端部连接；衔铁60，根据电磁块30的励磁和退磁、以位于轭铁50的端面边缘部的转动轴心67为支点被可转动地支撑，其中，永久磁铁21位于铁芯40的轴心的延长线上、且被辅助轭铁45和轭铁50夹持。

Description

电磁装置、其安装方法及使用该电磁装置的电磁继电器

技术领域

本发明涉及电磁装置，尤其是涉及用于闭锁型电磁继电器的电磁装置。

背景技术

一直以来，作为使用电磁装置的电磁继电器，例如专利文献1中记载有通过由缠绕有线圈的铁芯、由半硬磁材料形成的铁芯框架以及衔铁构成的磁路的剩磁来吸引保持衔铁的电磁继电器。该电磁继电器由于铁芯框架由半硬磁材料形成，因此铁芯框架本身被磁化成磁铁。

专利文献1：实开昭53-157947号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，上述电磁继电器在铁芯与衔铁之间难以得到所需要的吸引力。因此在需要大开关负荷的情况下，例如存在以下问题：难以驱动具有大弹力的可动接触片，尤其是在维持动作状态的情况下需要大保持力，因此难以实用化。

鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供在铁芯与衔铁之间可以得到所需要的吸引力（保持力）的电磁装置、其安装方法以及使用该电磁装置的电磁继电器。

为了解决上述课题，本发明所涉及的电磁装置，包括：电磁块，具备缠绕有线圈的铁芯和被固定在上述铁芯的一端部的辅助轭铁；轭铁，通过永久磁铁与上述铁芯的一端部连接；衔铁，基于上述电磁块的励磁和退磁、以位于上述轭铁的端面边缘部的转动轴心为支点可转动地支撑，其中，上述永久磁铁形成位于上述铁芯的轴心的延长线上、且被上述辅助轭铁和上述轭铁夹持的结构。

根据上述结构，永久磁铁的磁通在由轭铁和辅助轭铁形成的辅助磁路中流动。而且，通过向线圈附加电压驱动衔铁，利用磁通在轭铁、铁芯以及衔铁形成的主磁路中流动形成的磁力维持动作状态。因此，利用在主磁路和辅助磁路中流动的磁通产生的磁力可以增加对衔铁的吸引力，在铁芯与衔铁之间可以得到所需要的吸引力（保持力）。

作为本发明的实施方式，也可以将上述铁芯的一端部与上表面具有环形阶梯部的辅助轭铁的铆接孔嵌合后铆接。

从而被铆接熔化后的一端部容纳在环形阶梯部内。因此熔化后的一端部不从辅助轭铁的上表面突出，可以将永久磁铁以面接触的方式保持在辅助轭铁上。

作为本发明的其他实施方式，也可以将上述铁芯的一端部与上述辅助轭铁的铆接孔旋转铆接。此处，旋转铆接是指通过一面旋转夹具一面推压一端部的端部，从而将其与辅助轭铁的铆接孔铆接。

由此可以以高定位精度相对辅助轭铁固定铁芯。

作为本发明的其他实施方式，也可以通过从与上述辅助轭铁相邻的角落部延伸出的窄幅部，将上述轭铁与上述辅助轭铁连接。

根据本实施方式，由轭铁与辅助轭铁形成的辅助磁路形成磁饱和状态。因此，即使施加复位电压，辅助磁路由于磁饱和而磁通不流动。其结果，因施加复位电压而产生的线圈的所有磁通都在由轭铁、衔铁和铁芯形成的主磁路中流动，进行复位动作，因此磁效率提高，可以减少电力消耗。

本发明所涉及的电磁装置的安装方法为，其中电磁装置包括：电磁块，具备缠绕有线圈的线轴、插通上述线轴的中心孔的铁芯以及被固定在上述铁芯的一端部的辅助轭铁；轭铁，支撑基于上述电磁块的励磁和退磁进行转动的衔铁；以及永久磁铁，被上述辅助轭铁和轭铁夹持，上述安装方式包括以下工序：将上述永久磁铁与上述轭铁接合成一体；使上述铁芯插通上述线轴的中心孔，将辅助轭铁与从上述线轴突出的上述铁芯的一端部铆接固定而安装电磁块；以及将上述辅助轭铁与上述轭铁连接并固定，利用上述辅助轭铁和轭铁夹持上述永久磁铁。

由于事先将永久磁铁与轭铁接合成一体，因此永久磁铁相对轭铁的定位精度提高。

本发明所涉及的其他的电磁装置的安装方法为，其中电磁装置包括：电磁块，具备缠绕有线圈的线轴、插通上述线轴的中心孔的铁芯以及被固定在上述铁芯的一端部的辅助轭铁；轭铁，支撑基于上述电磁块的励磁和退磁进行转动的衔铁；以及永久磁铁，被上述辅助轭铁和轭铁夹持，上述安装方式包括以下工序：使上述铁芯插通上述线轴的中心孔，将上述辅助轭铁与从上述线轴突出的上述铁芯的一端部铆接固定而安装电磁块；将上述永久磁铁与上述辅助轭铁的外表面接合成一体；以及使上述辅助轭铁与上述轭铁连接并固定，利用上述辅助轭铁和轭铁夹持上述永久磁铁。

由于将永久磁铁与辅助的外面接合成一体，因此永久磁铁相对铁芯的定位精度提高。

本发明所涉及的其他的电磁装置的安装方法为，其中电磁装置包括：电磁块，具备缠绕有线圈的线轴、插通上述线轴的中心孔的铁芯以及被固定在上述铁芯的一端部的辅助轭铁；轭铁，支撑基于上述电磁块的励磁和退磁进行转动的衔铁；以及永久磁铁，被上述辅助轭铁和轭铁夹持，上述安装方式包括以下工序：将永久磁铁与上述轭铁接合成一体；使上述铁芯插通上述线轴的中心孔，将上述辅助轭铁与从上述线轴突出的上述铁芯的一端部铆接固定而安装电磁块；以及在上述辅助轭铁与上述轭铁之间涂布粘结剂，使上述辅助轭铁与上述轭铁的相对面接合，利用上述辅助轭铁和轭铁夹持上述永久磁铁。

由于仅仅通过涂布粘结剂即可将辅助轭铁与轭铁连接，因此电磁装置的安装性提高。

本发明所涉及的电磁继电器也可以用上述电磁装置构成。

因此，可以得到利用由主磁路和辅助磁路中流动的磁通产生的磁力的合力增加对衔铁的吸引力，在铁芯与衔铁之间具有所需要的吸引力（保持力）的电磁继电器。

附图说明

图1中的（A）、（B）是表示组装有本发明的第一实施方式的电磁装置的电磁继电器的立体图。

图2是从图1所示的电磁继电器的斜上方观察到的分解立体图。

图3是从图1所示的电磁继电器的斜下方观察到的分解立体图。

图4中的（A）、（B）是表示本发明的第一实施方式所涉及的电磁装置的立体图。

图5是从图4中的（A）所示的电磁装置的上方观察到的分解立体图。

图6是从图4中的（B）所示的电磁装置的下方观察到的分解立体图。

图7中的（A）是表示图6所示轭铁、辅助轭铁以及板状永久磁铁的分解立体图，图7中的（B）是将轭铁、辅助轭铁以及板状永久磁铁安装完毕后的状态的立体图。

图8中的（A）、（B）是表示图1所示的电磁继电器的动作前后的截面图。

图9中的（A）、（B）是用于说明本发明所涉及的电磁装置的动作过程的示意截面图。

图10中的（A）、（B）是用于说明与图9连续的电磁装置的动作过程的示意截面图。

图11是表示通过粘结剂将辅助轭铁和轭铁连接后的状态的示意截面图。

具体实施方式

根据图1至图10的附图对本发明所涉及的电磁装置的实施方式进行说明。

如图1至图8所示，第一实施方式所涉及的电磁装置在用于闭锁型电磁继电器的情况下，大致由基座10、电磁装置20、触点机构70、与上述电磁装置20连接且驱动上述触点机构70的插件（カード）80以及箱形壳体90构成。

如图2和图3所示，上述基座10形成如下结构：在其上表面中央突出设置略“コ”字形的绝缘壁11，在其中一侧的上表面配置后述的电磁装置20，而在另一侧的上表面配置触点机构70。另外，上述绝缘壁11在与其相对的内侧面设置有用于压入后述的轭铁50的两侧边缘部的压入槽12的同时，在其上端的中央部平行地突出设置有一对导向筋13。

如图4至图5所示，电磁装置20由以下部件构成：电磁块30，使截面大致呈T字形的铁芯40插通缠绕有线圈31的线轴32的中心孔33，且将辅助轭铁45铆接固定在突出的上端部（一端部）41上；截面大致呈L字形的轭铁50，以通过与上述铁芯40的上端面夹持板状永久磁铁21的方式装配；支撑弹簧55，装配于上述轭铁50的背面侧；衔铁60，以上述轭铁50的下端面边缘部为支点，通过上述支撑弹簧55被可转动地支撑。

上述线轴32在压入其下方凸缘部34的角落部的线圈端子35、35上缠绕上述线圈31的引线然后焊接。另外，上述线轴32在上方凸缘部36的上表面突出设置用于进行后述的辅助轭铁定位的定位用突起37。

铁芯40具有圆柱形铁芯主体40a，通过阶梯部40c形成于铁芯主体40a的上端、直径小于铁芯主体40a的圆柱形上端部（一端部）41，以及形成于铁芯主体40a的下端、直径大于铁芯主体40a的圆板形磁极部42。另外，在铁芯主体40a与磁极部42的交界处沿圆周方向形成弯曲部40b。

上述辅助轭铁45在其中心具有铆接孔46，并且从相邻的角落部平行延伸出相对于辅助轭铁45的侧面的截面积小的作为磁阻部的连接用窄幅部（窄幅部）47、47。在铆接孔46的上表面边缘部形成有比上表面低一层的环形阶梯部46a。

上述板状永久磁铁21具有与上述辅助轭铁45的宽度尺寸大致相同的宽度尺寸。

截面大致呈L字形的上述轭铁50在其垂直部51的两侧分别设置有后述的用于弹性卡合上述支撑弹簧55的切口部52、52，并且水平部53从上述垂直部51的上端向侧方延伸。

如图5和图6所示，上述支撑弹簧55从其两侧边缘部平行延伸出一对弹性臂部56、56，而从其下方侧边缘部延伸出弹性支撑部59。此外，在一对上述弹性臂部56、56中，在其中一个弹性臂部56的前端突出设置有卡合爪57，而在另一个弹性臂部56的前端切开立起（切り起こして）卡定爪58。

上述衔铁60包括形成于其水平部61的上表面的后半部分的大致呈矩形的被吸附面66，以及形成于前半部分的比被吸附面66低一层的阶梯部62。在上述阶梯部62上通过突出加工形成面积小于被吸附面66的矩形抵接用突部63。另外，上述衔铁60在其垂直部64的前端两侧边缘部形成用于卡合后述的插件80的卡合用切口部65、65。水平部61与垂直部64的交界形成与上述轭铁50的下端边缘部卡定的转动轴心67。

如图2所示，上述触点机构70由以规定的距离相对配置的第一、第二固定接触片71、72，以及配置于上述第一、第二固定接触片71、72之间的可动接触片73构成。设置在上述可动接触片73上的可动触点73a与分别设置在上述第一、第二固定接触片71、72的上的第一固定触点71a和第二固定触点72a交替地接触分离。

另外，在上述可动接触片73的上端部形成两组用于与后述的插件80的另一端侧边缘部83垂直卡定的卡定爪74、75。

如图2和图3所示，上述插件80中，在向一端侧突出的抵接用突起81的两侧延伸出一对弹性臂部82、82，而从另一端侧边缘部83的两端开始延伸出一对卡定用臂部84、84。

箱形壳体90具有可与上述基座10嵌合的箱形形状，限位用凸部91从其顶板表面向下方鼓出的同时（参考图8），在上述限位用凸部91的底面设置排气孔92。上述限位用凸部91防止被定位在其下方侧的插件80浮起。另外，箱形壳体90在其上表面的一端侧设置有标记用凹部93。

因此，在安装上述电磁继电器的情况下，首先将永久磁铁21与轭铁50的水平部53接合成一体（参考图7A、B）。此时，使水平部53的侧面与永久磁铁21的侧面表面平齐，因此永久磁铁21相对于轭铁50的定位精度提高。然后将铁芯40插通缠绕有线圈31的线轴32的中心孔，且将突出的上端部41在辅助轭铁45上旋转铆接后固定，从而安装电磁块40。此时，由于在上端部41与铆接孔46嵌合的状态下进行旋转铆接，因此可以以高定位精度将铁芯40相对于辅助轭铁45固定。另外，由于将上端部41与辅助轭铁45的环形阶梯部46a旋转铆接，因此在环形阶梯部46a内容纳有铆接熔化后的上端部41。因此，熔化后的上端部41不会从辅助轭铁45的上表面突出，可以以面接触的方式将永久磁铁21保持在辅助轭铁45上。此处，旋转铆接是指通过一面使夹具旋转一面推压上端部41的端部，从而将其与辅助轭铁45的铆接孔46铆接。

然后，在上述轭铁50的垂直部51的下端边缘部将衔铁60进行定位的同时，将卡定支撑弹簧55的卡合爪57、卡定爪58分别与上述轭铁50的切口部52、52卡合、卡定，从而可转动地支撑上述衔铁60。然后，将电磁块30的连接用窄幅部47进行激光焊接与轭铁50的垂直部51接合，从而完成通过辅助轭铁45和水平部53夹持板状永久磁铁21的电磁装置20。由于将在两处延伸的连接用窄幅部47激光焊接在轭铁50上，因此可以简单地从外侧焊接的同时，辅助轭铁45与轭铁50保持稳定而不晃动。进而，在设置于上述基座10的绝缘壁11上的压入槽12、12上压入上述轭铁50的两侧边缘部后进行装配。另外在本实施方式中，将连接用窄幅部47激光焊接在轭铁50上，但只要可以将连接用窄幅部47连接固定在轭铁50上，则并不局限于这种方法。

另一方面，在上述基座10的被绝缘壁11间隔开的另一侧的上表面压入触点机构70的第二固定接触片72、可动接触片73和第一固定接触片71，并进行装配。然后，使插件80的抵接用突起81与衔铁60的上端部抵接的同时，使一对弹性臂部82、82分别与设置于上述衔铁60的垂直部64上的一对卡合用切口部65、65卡合。进而，在上述插件80的另一端侧边缘部83卡定上述可动接触片73的卡定爪74、75。最后在上述基座10上嵌合上述箱形壳体90，向上述基座10的底面注入未图示的密封材料进行密封之后，从上述箱形壳体90的排气孔92抽出内部气体之后，对上述排气孔92进行热铆接，从而完成安装作业。

以下对本实施方式的电磁继电器的动作进行说明。如图8A所示，在未向线圈31施加电压的情况下，衔铁60的抵接用突部63离开铁芯40的磁极部42的同时，可动触点73a与第一固定触点71a接触。另外，永久磁铁21位于铁芯40的轴心的延长线上，且被辅助轭铁45和轭铁50夹持。其结果，永久磁铁21的磁通如图9A所示，从永久磁铁21流出的磁通在辅助轭铁45形成的磁路（辅助磁路）M1中流动的同时，漏磁通通过轭铁50形成磁路（主磁路）M2。因此，通过可动接触片73的弹力与在磁路M1、M2中流动的磁通产生的磁力的均衡来维持衔铁60。另外，虽然磁路M1处于磁饱和状态，但由于轭铁50和辅助轭铁45通过相对于轭铁50的被连接面的截面面积小的连接用窄幅部47而连接，因此更容易形成磁饱和状态。

然后，当向上述线圈31施加电压以便产生与永久磁铁21的磁通相同方向的磁通时，因向线圈31施加电压而产生的磁通在磁路M2中流动（图9B），从而增加对衔铁60的吸引力。因此，衔铁60克服可动接触片73的弹力以转动轴心67为中心转动，并被铁芯40的磁极部42吸引，从而抵接用突部63吸附在上述磁极部42上。

当抵接用突部63吸附在上述磁极部42上时，衔铁60的垂直部64通过插件80推压可动接触片73，可动触点73a离开第一固定触点71a与第二固定触点72a接触（图8B）。

然后，即使停止对线圈31施加电压，如图10A所示，从永久磁铁21向辅助轭铁45形成的磁路M1流动的磁通与在轭铁50、衔铁60以及铁芯40形成的磁路M2中流动的磁通产生的磁力的合力，也大于可动接触片73的弹力。因此，衔铁保持该状态而不转动。

进而，如果向上述线圈31施加与上述施加的电压相反方向的复位电压以便消除永久磁铁21对衔铁60的磁力（图10B），则可动触点73a离开第二固定触点72a与第一固定触点71a接触，返回到原来的状态。

在本实施方式中，即使施加复位电压，由于辅助轭铁45形成的磁路M1磁饱和，因此在上述磁路M1中磁通不流动。因此，施加复位电压产生的线圈的所有磁通都在轭铁、衔铁以及铁芯形成的磁路M2中流动而进行复位动作，因此，具有可以得到磁效率高、消耗电力少的闭锁型电磁继电器的优点。

另外，本发明并不局限于上述实施方式，可以进行各种变形。上述实施方式中，在安装电磁装置20时，将连接用窄幅部47激光焊接在轭铁50上，但并不局限于此。例如图11所示，也可以通过在辅助轭铁45与轭铁50之间且在板状永久磁铁21的内侧涂布环氧树脂类粘结剂95，将辅助轭铁45和轭铁50接合。由于只涂布粘结剂95即可将辅助轭铁45和轭铁50连接，因此可以提高电磁装置20的安装性。当然也可以同时使用涂布粘结剂95的方法和上述将连接用窄幅部47激光焊接在轭铁50上的方法。

而且，在上述的实施方式中，将永久磁铁21与轭铁50的水平部53接合成一体之后再安装电磁块30，但并不局限于此。例如也可以在安装电磁块30之后再将永久磁铁21与辅助轭铁45的外表面接合成一体。由此，永久磁铁21相对于铁芯40的定位精度提高。

工业上的可利用性

本发明所涉及的电磁装置并不局限于应用在电磁继电器上，当然也可以应用于其他电气设备。

符号说明

10：基座，11：绝边缘壁，12：压入槽，13：导向筋，20：电磁装置，21：板状永久磁铁（永久磁铁），30：电磁块，31：线圈，32：线轴，33：中心孔，34：下方凸缘部，35：线圈端子，36：上方凸缘部，37：定位用突起，40：铁芯，40a：铁芯主体，40b：弯曲部，40c：阶梯部，41：上端部（一端部），42：磁极部，45：辅助轭铁，46：铆接孔，46a：环形阶梯部，47：连接用窄幅部（窄幅部），50：轭铁，51：垂直部，52：切口部，53：水平部，55：支撑弹簧，56：弹性臂部，57：卡合爪，58：卡定爪，59：弹性支撑部，60：衔铁，61：水平部，62：阶梯部，63：抵接用突部，64：垂直部，65：卡合用切口部，66：被吸附面，67：转动轴心，70：触点机构，71：第一固定接触片71a：第一固定触点，72：第二固定接触片，72b：第二固定触点，73：可动接触片，73a：可动触点，74、75：卡定爪，80：插件，81：抵接用突起，82：弹性臂部，83：另一端侧边缘部，84：卡定用臂部，90：箱形壳体，91：限位用凸部，92：排气孔，93：标记用凹部，95：粘结剂。

Claims (7)

1.一种电磁装置，其特征在于，

包括：

电磁块，具备缠绕有线圈的铁芯和被固定在所述铁芯的一端部的辅助轭铁；

轭铁，通过永久磁铁与所述铁芯的一端部连接；

衔铁，基于所述电磁块的励磁和退磁、以位于所述轭铁的端面边缘部的转动轴心为支点被可转动地支撑，

所述永久磁铁位于所述铁芯的轴心的延长线上、且被所述辅助轭铁和所述轭铁夹持。

2.根据权利要求1所述的电磁装置，其特征在于，

将所述铁芯的一端部与上表面具有环形阶梯部的辅助轭铁的铆接孔嵌合后铆接。

3.根据权利要求1或2所述的电磁装置，其特征在于，

将所述铁芯的一端部与所述辅助轭铁的铆接孔旋转铆接。

4.根据权利要求1所述的电磁装置，其特征在于，

通过从与所述辅助轭铁相邻的角落部延伸出的窄幅部，将所述轭铁与所述辅助轭铁连接。

5.一种电磁装置的安装方法，其特征在于，

其中，所述电磁装置包括：电磁块，具备缠绕有线圈的线轴、插通所述线轴的中心孔的铁芯以及被固定在所述铁芯的一端部的辅助轭铁；轭铁，支撑基于所述电磁块的励磁和退磁进行转动的衔铁；以及永久磁铁，被所述辅助轭铁和轭铁夹持，

所述安装方式包括以下工序：

将所述永久磁铁与所述轭铁接合成一体；

使所述铁芯插通所述线轴的中心孔，将辅助轭铁与从所述线轴突出的所述铁芯的一端部铆接固定而安装电磁块；以及

将所述辅助轭铁与所述轭铁连接并固定，利用所述辅助轭铁和轭铁夹持所述永久磁铁。

6.一种电磁装置的安装方法，其特征在于，

其中，所述电磁装置包括：电磁块，具备缠绕有线圈的线轴、插通所述线轴的中心孔的铁芯以及被固定在所述铁芯的一端部的辅助轭铁；轭铁，支撑基于所述电磁块的励磁和退磁进行转动的衔铁；以及永久磁铁，被所述辅助轭铁和轭铁夹持，

所述安装方式包括以下工序：

使所述铁芯插通所述线轴的中心孔，将所述辅助轭铁与从所述线轴突出的所述铁芯的一端部铆接固定而安装电磁块；

将所述永久磁铁与所述辅助轭铁的外表面接合成一体；以及

使所述辅助轭铁与所述轭铁连接并固定，利用所述辅助轭铁和轭铁夹持所述永久磁铁。

7.一种电磁装置的安装方法，其特征在于，

其中，所述电磁装置包括：电磁块，具备缠绕有线圈的线轴、插通所述线轴的中心孔的铁芯以及被固定在所述铁芯的一端部的辅助轭铁；轭铁，支撑基于所述电磁块的励磁和退磁进行转动的衔铁；以及永久磁铁，被所述辅助轭铁和轭铁夹持，

所述安装方式包括以下工序：

将永久磁铁与所述轭铁接合成一体；

使所述铁芯插通所述线轴的中心孔，将所述辅助轭铁与从所述线轴突出的所述铁芯的一端部铆接固定而安装电磁块；以及

在所述辅助轭铁与所述轭铁之间涂布粘结剂，使所述辅助轭铁与所述轭铁的相对面接合，利用所述辅助轭铁和轭铁夹持所述永久磁铁。

一种电磁继电器，其特征在于，

使用有权利要求1至7中任一项所述的电磁装置。

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