CN103650089A - 电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置 - Google Patents

Abstract

具备：电磁操作装置（8）的可动元件（12）；驱动线圈（接通?断开线圈）（10），由通电而产生磁通，对可动元件（12）提供驱动力；永磁体（14），在可动元件（12）与定子（11）之间保持可动元件（12）；以及保持力调整部件（15），调整基于永磁体（14）的可动元件（12）的保持力，保持力调整部件（15）可拆卸地设置于不成为驱动线圈（接通·断开线圈）（10）所引起的磁通的主磁路的部位。

Description

电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置

技术领域

本发明涉及电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

背景技术

一般地，使用了电磁操作装置的开闭装置、例如电磁操作式真空断路器包括：对主电路电流进行开闭的真空阀、对其进行驱动的电磁操作装置、用于抑制在短路事故时产生的接点间的电磁斥力的接压弹簧、使断开速度增加的开放弹簧、以及连结电磁操作装置和真空阀的绝缘杆及连结棒。

所述结构的电磁操作式真空断路器要求如下性能：在由于短路事故等而流过了过电流的情况下，通过电磁操作装置使真空阀的接点成为断开，对过电流进行断路。电磁操作装置需要如果探测到过电流则立即实施断开动作的要求。另外，在关闭了真空阀的状态下，电磁操作装置由永磁体的磁通而被保持，在断开动作时对断开线圈（即驱动线圈）通电，将永磁体的磁通抵消而动作。因此，基于永磁体的保持力（磁通量）根据个体差异而变动时，直至断开指令来到而抵消永磁体的磁通为止的时间变动。即，在断开动作时产生偏差。因此，只要能够减小基于永磁体的保持力的变动，就能够减小断开动作时的偏差。

以往，通过减小永磁体的残留磁通密度的公差、尺寸公差等来减小保持力的偏差幅度，但由于调整时间的增加、磁铁的选定等而成本增加。因此，只要能够容易地调整基于永磁体的保持力，就能够低成本地构成电磁操作装置。

在例如日本实开平6-86303号公报（专利文献1）中，公开了如下过电流释放用电磁铁装置：通过调整磁性体的位置（螺杆式）使磁通分流来调整向旋转式的电枢的磁吸引力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平6-86303号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

电磁操作装置使用永磁体的磁力来接通保持开闭装置的接点，其保持力由于永磁体的尺寸公差、残留磁通密度公差、或者定子和可动元件的尺寸公差等而大幅变动。基于该永磁体的保持力的变动是设计电磁操作装置上的课题，为了减小保持力的变动幅度，需要减小各部的尺寸公差、残留磁通密度公差幅度。其结果，导致组装（调整）时间增加、磁铁的成本提高。

本发明的目的在于提供一种使用对电磁操作装置的保持力的偏差进行调整的部件来吸收永磁体的保持力变动、保持力的偏差小的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

解决技术问题的技术方案

本发明的电磁操作装置具备：电磁操作装置的可动元件；驱动线圈（接通·断开线圈），通过通电产生磁通，对所述可动元件提供驱动力；永磁体，在所述可动元件与定子之间保持所述可动元件；以及保持力调整部件，调整基于所述永磁体的所述可动元件的保持力，所述保持力调整部件被配置于不成为所述驱动线圈（接通·断开线圈）所引起的磁通的主磁路的部位。

发明效果

根据本发明，在开闭动作时不成为驱动线圈（接通·断开线圈）引起的磁通的主磁路的部位配置保持力调整部件，吸收电磁操作装置的保持力的偏差，所以能够提供不会导致组装（调整）时间增加、磁铁的成本提高，保持力的偏差小的电磁操作装置或者使用了该装置的开闭装置。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的电磁操作式真空断路器的断开状态的结构图。

图2是示出本发明的实施方式1的电磁操作装置的主视图。

图3是示出本发明的实施方式1的电磁操作装置的立体图。

图4是示出本发明的实施方式1的电磁操作装置的电路结构的图。

图5是示出本发明的实施方式1的电磁操作装置的接点触碰时的状态的结构图。

图6是示出本发明的实施方式1的电磁操作装置的接通完成状态的结构图。

图7是本发明的实施方式1至实施方式3的电磁操作装置的接通位置处的驱动线圈（断开线圈）通电时的保持力特性。

图8是本发明的实施方式1至实施方式3的电磁操作装置的保持力由于个体差异而增减了的情况的驱动线圈（断开线圈）通电时的保持力特性。

图9是示出本发明的实施方式1的电磁操作装置的永磁体的磁通的流动的图。

图10是示出去掉了本发明的实施方式1的电磁操作装置的保持力调整部件的情况的永磁体的磁通的流动的图。

图11是示出变更了本发明的实施方式1的电磁操作装置的保持力调整部件的尺寸的情况的永磁体的磁通的流动的图。

图12是示出变更了本发明的实施方式1的电磁操作装置的保持力调整部件的尺寸的情况的永磁体的磁通的流动的图。

图13是示出在本发明的实施方式1的电磁操作装置的接点触碰的位置处对驱动线圈（接通线圈）通电了的情况的磁通的流动的图。

图14是本发明的实施方式1至实施方式3的电磁操作装置的接通动作时的电磁力特性。

图15是本发明的实施方式1至实施方式3的电磁操作装置的断开动作时的电磁力特性。

图16是示出在本发明的实施方式1的电磁操作装置的接通完成的位置处对驱动线圈（接通线圈）通电了的情况的磁通的流动的图。

图17是示出在本发明的实施方式1的电磁操作装置的接通完成的位置处驱动线圈（断开线圈）的通电时的磁通的流动的图。

图18是示出本发明的实施方式1的电磁操作装置的断开途中的驱动线圈（断开线圈）通电时的磁通的流动的图。

图19是示出本发明的实施方式2的电磁操作装置的主视图。

图20是示出本发明的实施方式2的电磁操作装置的永磁体的磁通的流动的图。

图21是示出在本发明的实施方式2的电磁操作装置的接通完成的位置处对驱动线圈（接通线圈）通电了的情况的磁通的流动的图。

图22是在本发明的实施方式2的电磁操作装置的接通完成的位置处向驱动线圈（断开线圈）的通电时的磁通的流动。

图23是示出本发明的实施方式3的电磁操作装置的主视图。

图24是示出本发明的实施方式3的电磁操作装置的永磁体的磁通的流动的图。

图25是示出在本发明的实施方式3的电磁操作装置的接通完成的位置处对驱动线圈（接通线圈）通电了的情况的磁通的流动的图。

图26是示出在本发明的实施方式3的电磁操作装置的接通完成的位置处向驱动线圈（断开线圈）的通电时的磁通的流动的图。

图27是示出本发明的实施方式1至实施方式3的电磁操作装置的驱动线圈（断开线圈）通电时的保持力特性的图。

图28是示出本发明的实施方式4的电磁操作装置的主视图。

图29是示出本发明的实施方式4的电磁操作装置的立体图。

图30是本发明的实施方式4的电磁操作装置的可动元件相向部的放大图。

图31是示出本发明的实施方式4的电磁操作装置的永磁体的磁通的流动的图。

图32是拆卸了本发明的实施方式4的电磁操作装置的保持力调整部件的情况的可动元件相向部的放大图。

图33是增加了本发明的实施方式4的电磁操作装置的保持力调整部件的厚度的情况的可动元件相向部的放大图。

图34是示出在本发明的实施方式4的电磁操作装置的接通位置处断开线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图35是示出在本发明的实施方式4的电磁操作装置的断开动作途中断开线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图36是示出在本发明的实施方式4的电磁操作装置的断开位置处断开线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图37是示出在本发明的实施方式4的电磁操作装置的断开位置处接通线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图38是示出在本发明的实施方式4的电磁操作装置的断开位置处接通线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图39是示出在本发明的实施方式4的电磁操作装置的接通位置处接通线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图40是示出本发明的实施方式5的电磁操作装置的主视图。

图41是示出本发明的实施方式5的电磁操作装置的永磁体的磁通的流动的图。

图42是示出在本发明的实施方式5的电磁操作装置的接通位置处断开线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图43是示出在本发明的实施方式5的电磁操作装置的断开位置处接通线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图44是示出本发明的实施方式6的电磁操作装置的主视图。

图45是示出本发明的实施方式6的电磁操作装置的永磁体的磁通的流动的图。

图46是示出在本发明的实施方式6的电磁操作装置的接通位置处断开线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图47是示出在本发明的实施方式6的电磁操作装置的断开位置处接通线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图48是示出本发明的实施方式7的电磁操作装置的主视图。

图49是示出本发明的实施方式7的电磁操作装置的永磁体的磁通的流动的图。

图50是示出在本发明的实施方式7的电磁操作装置的接通位置处断开线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图51是示出在本发明的实施方式7的电磁操作装置的断开位置处接通线圈通电时的线圈引起的磁通的流动的图。

图52是示出本发明的实施方式8的电磁操作装置的断开位置的主视图。

图53是示出本发明的实施方式8的电磁操作装置的断开位置的立体图。

图54是示出本发明的实施方式9的电磁操作装置的断开位置的主视图。

图55是示出在本发明的实施方式8的电磁操作装置的断开位置处在接通动作时驱动线圈引起的磁通的流动的图。

图56是示出在本发明的实施方式9的电磁操作装置的断开位置处在接通动作时驱动线圈引起的磁通的流动的图。

图57是在本发明的实施方式10的电磁操作装置的接通位置处边界突部周边的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置的优选的实施方式。另外，作为使用了电磁操作装置的开闭装置，以电磁操作式真空断路器为例子进行说明，但本发明不限于该实施方式，而包括各种设计的变更。另外，在说明各实施方式的图中，相同符号表示相同或者相当部分。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的电磁操作式真空断路器的断开位置的结构的图。在图1中，作为电磁操作式真空断路器（以下，简称为真空断路器）1的断路部的真空阀2在真空容器中收容了固定电极3、以及与该固定电极3隔开规定的间隔而配置且相对固定电极3接触、离开的可动电极4。可动电极4经由绝缘杆5、弹簧托6、用于抑制在短路事故时产生的接点间的电磁斥力的接压弹簧7与电磁操作装置8的连结棒9连结。

电磁操作装置8具备：驱动线圈（接通·断开线圈）10，产生使连结棒9在轴向上移动的驱动力；定子11，收容驱动线圈（接通·断开线圈）10；可动元件12，与连结棒9连结，通过驱动线圈（接通·断开线圈）10产生的磁通而移动；以及开放弹簧13，使固定电极3与可动电极4之间的断开速度增加。根据真空断路器1的必要断开速度，也可以构成为去掉开放弹簧13。在可动元件12中，形成有在驱动线圈（接通·断开线圈）10中形成的中央空间部中移动的可动元件中央部12a、和与定子11的开放弹簧13侧的一面相向的可动元件相向部12b。另外，图1仅示出了单相，但在3相的情况下，隔开规定的间隔而并列地排列3相量。在3相的情况下，还能够通过1个电磁操作装置8驱动3相的真空阀2。

图2是说明电磁操作装置8的细节的主视图，图3示出其立体图。如图2以及图3所示，电磁操作装置8具备：可动元件12、定子11、驱动线圈（接通·断开线圈）10，以及永磁体14、和保持力调整部件15。另外，在图2以及图3中，将断开线圈和接通线圈作为驱动线圈（接通·断开线圈）10用1个线圈表示，但也可以分别构成断开·接通线圈。

永磁体14以及保持力调整部件15设置于定子11中，配置于与可动元件相向部12b的相向面侧。在定子11的与可动元件相向部12b的相向面，形成了将该相向面二分为中央部和外侧部的边界突部11a，永磁体14配置于定子11的与可动元件相向部12b的相向面的中央部侧，保持力调整部件15配置于定子11的与可动元件相向部12b的相向面的外部侧。另外，保持力调整部件15设置于定子11的与可动元件相向部12b的相向面，从而可拆卸。另外，边界突部11a是通过在例如定子11的与可动元件相向部12b的相向面的中央部侧以及外侧部分别形成切口或者槽而构成的。

图4示出电磁操作装置8的电路结构。操作基板16具有积蓄用于对驱动线圈（接通·断开线圈）10通电的电荷的电容器17、18，分别为了接通用和断开用使用。接通用电容器17、断开用电容器18通过充电控制电路被充电至恒定的电压。充电控制电路通过外部电源而动作。此处，充电控制电路以及外部电源未图示。另外，如果接收到来自外部的接通指令或者断开指令，则从接通用电容器17或者断开用电容器18向驱动线圈（接通·断开线圈）10将电荷放电。另外，在图4中，举出电容器为例子进行了说明，但开闭动作用的驱动线圈（接通·断开线圈）10的电源不限于此。

接下来，使用图1～图6来说明接通动作和断开动作。如果在如图1那样真空断路器1处于断开状态时，对图4所示的操作基板16输入了接通指令，则接通用电容器17中积蓄的电荷被供给到驱动线圈（接通线圈）10，通过由驱动线圈（接通线圈）10产生的电磁力，电磁操作装置8的可动元件12在轴向（图1中的右方向）上移动，与其连结的连结棒9、接压弹簧7、弹簧托6、绝缘杆5、可动电极4一体地向相同的方向移动。真空断路器1如图5所示，在可动电极4抵接到固定电极3的时刻，电磁操作装置8的可动元件12成为可动元件中央部12a的前端尚未抵接到定子11那样的构造。因此，通过驱动线圈（接通线圈）10产生的磁通而可动元件12进一步在轴向上移动，压缩接压弹簧7而可动元件中央部12a的前端抵接到定子11，从而整体静止，如图6那样成为接通状态。在接通完成之后，终止向驱动线圈（接通线圈）10供给电荷，通过永磁体14的磁通来保持接通位置。然后，在接通动作时，按照使驱动线圈（接通线圈）10成为与可动元件中央部12a的永磁体14的磁通相同的方向那样的极性来通电。另外，此时，可动元件相向部12b与定子11稍微隔着空隙而相向。

接下来，如果在如图6那样真空断路器1处于接通状态时，对操作基板16输入了断开指令，则从断开用电容器18向驱动线圈（断开线圈）10将电荷放电。此处，向驱动线圈（断开线圈）10的通电的极性成为与接通动作时相反的极性，在与接通动作时永磁体14对可动元件相向部12b制作的磁通相反的方向上产生磁通。如果断开用电容器18的电荷被放电到驱动线圈（断开线圈）10，则永磁体14的保持力变小，如果该保持力成为接压弹簧7和开放弹簧13的最终负载的合计值以下，则在接通位置无法保持，可动元件12向图6中的左方向移动，与其连结的连结棒9向相同的方向移动。与其对应地，接压弹簧7开始伸长。如果接压弹簧7伸长至在其构造上规定的最大长度（并非自由长度），则绝缘杆5、可动电极4与可动元件12、连结棒9、接压弹簧7一体地向相同的方向移动。

虽然未图示，但在可动元件12的左侧有固定板，该固定板和可动元件12抵接而成为断开状态。

接下来，说明在接通位置处向驱动线圈（断开线圈）10通电时，保持可动元件12的保持力特性。图7是示出在接通位置处向驱动线圈（断开线圈）10通电时，保持可动元件12的保持力特性的图。在图7中，横轴表示作为向驱动线圈（断开线圈）10的线圈电流A和驱动线圈（断开线圈）10的卷绕数T之积的磁动势（A×T），纵轴表示保持力。

如果驱动线圈（断开线圈）10的电流增加（A×T增加），则驱动线圈（断开线圈）10所引起的磁通抵消永磁体14的磁通，保持力降低。接下来，如果驱动线圈（断开线圈）10所引起的磁通成为某恒定的磁动势以上，则驱动线圈（断开线圈）10的磁通相对永磁体14的磁通变大，保持力增加。保持力与磁通的平方成比例，所以磁通的方向没有关系。此处，在从可动元件中央部12a向定子11、从可动元件相向部12b向定子11（还包括保持力调整部件15）、从永磁体14向可动元件相向部12b这3个部位产生保持力，相对于此，驱动线圈（断开线圈）10所引起的磁通抵消从可动元件中央部12a向定子11通过的磁通，无法抵消从可动元件相向部12b向定子11（还包括保持力调整部件15）以及从永磁体14向可动元件相向部12b的磁通的全部。如果成为抵消全部保持力的构造，则在断开动作时使永磁体14减磁，导致永磁体14劣化。因此，即使使驱动线圈（断开线圈）10的磁动势增加，保持力也不会成为零，在驱动线圈（断开线圈）10中存在无法抵消的保持力。

图8是示出电磁操作装置8的保持力偏差了的情况的驱动线圈（断开线圈）10的磁动势与接通位置处的保持力的关系的图。电磁操作装置8按照设计值下的特性使驱动线圈（断开线圈）10的磁动势增加，如果保持力成为接压弹簧7和开放弹簧13的最终负载的合计值（横虚线）以下，则进行断开动作。在由于电磁操作装置8的个体差异，而保持力增加了的特性下，使驱动线圈（断开线圈）10的磁动势增加，保持力不成为接压弹簧7和开放弹簧13的最终负载的合计值以下，所以无法进行断开动作。实际上，为了设计成即使在保持力增加了的个体中保持力也成为接压弹簧7和开放弹簧13的最终负载的合计值以下，需要收敛于目标的保持力公差内。

接下来，在保持力降低了的特性下，保持力成为接压弹簧7和开放弹簧13的最终负载的合计值以下，但未向驱动线圈（断开线圈）10通电状态（接通保持状态）下的保持力、与接压弹簧7和开放弹簧13的最终负载的合计值的差异变小，如果由于永磁体14的经时劣化、周围温度变动等而未向驱动线圈（断开线圈）10通电的状态下的保持力成为接压弹簧7和开放弹簧13的最终负载的合计值以下，则无法保持接通。这样，如果保持力由于电磁操作装置8的个体差异而变动，则对电磁操作装置8的性能造成大幅影响，所以抑制保持力的变动变得重要。

接下来，说明电磁操作装置8的保持力调整。图9是示出接通位置处的永磁体14的磁通的流动的图。如图9所示，永磁体14的磁通形成从可动元件中央部12a向定子11、从可动元件相向部12b向定子11（还包括保持力调整部件15）、从永磁体14向可动元件相向部12b这3个流动，对可动元件12产生保持力。

图10是拆卸了保持力调整部件15的情况的图，图11以及图12是使保持力调整部件15的截面积变化了的情况的图。各图的细线的箭头表示由于保持力调整部件15的变更，通过的磁通量降低。

关于保持力调整部件15，只要是能够分别变更高度方向、宽度方向、厚度方向，来变更截面积、与可动元件12的空隙的构造，则可以是任意的形状。进而，即使不变更保持力调整部件15的尺寸而用磁特性不同的材料构成，也能够同样地调整保持力。图10至图12是使保持力降低的构造，但只要将保持力调整部件15配置成缩短与可动元件相向部12b的空隙（例如，增大保持力调整部件15的轴向的尺寸等），保持力就增加。在保持力调整部件15中，由于通过永磁体14的磁通，所以没有磁通的时间变化，不产生涡电流。因此，关于固定方法，虽然未图示，但可以通过螺钉、盖来固定等，可以是任意方法。

另外，通过用保持力调整部件15构成永磁体14的侧面的磁极的一部分，保持力调整部件15不会直接与永磁体14相接，所以保持力调整部件15被吸引到永磁体14自身的力变小而组装性提高。另外，即使用保持力调整部件15构成永磁体14的侧面的全部磁极（还包括边界突起11a）能够调整保持力的效果也不变化。

另外，在如可动元件中央部12a与定子11之间那样机械性地接触的部位配置了保持力调整部件15的情况下，仅能够使保持力增加或者降低（例如，如果在组装时在接触部配置非磁性体部件，则如果将该非磁性体部件拆卸则保持力增加。相反地，如果在组装时不在接触部中配置调整部件而之后配置非磁性体部件则保持力降低），相对于此，通过在可动元件12和定子11不机械性地接触而如图9所示在可动元件12与定子11之间有空隙的部位配置保持力调整部件15，能够使保持力增减。

电磁操作装置8的个体差异所致的保持力相对设计值上下变动，所以使保持力增减是重要的。另外，在开闭时，可动元件相向部12b不接触到保持力调整部件15，所以保持力调整部件15也不会由于开闭动作而变形。

以上是关于永磁体14所引起的磁通的流动、保持力的说明，以下说明驱动线圈（接通·断开线圈）10的通电时的磁通的流动。

图13示出在接通动作时开始接压弹簧7的压缩的位置处的驱动线圈（接通线圈）10所引起的磁通的流动。图13中的箭头是驱动线圈（接通线圈）10产生的磁通。用实线的箭头来表示驱动线圈（接通线圈）10产生的磁通的主磁路，关于保持力调整部件15，由于在保持力调整部件15与可动元件12之间有空隙，所以通过的磁通量少，不包含在主磁路中。此处，驱动线圈（接通线圈）10的主磁路是指，在驱动线圈（接通线圈）10产生的磁通的磁路中磁阻最小的磁路。在驱动线圈（接通线圈）10所引起的磁通矢量中，实线的箭头是主磁路，虚线的箭头并非主磁路。

在本实施方式中，在接通位置处，在可动元件相向部12b与保持力调整部件15之间存在空隙（由于并非抵接面），所以驱动线圈（接通·断开线圈）10所引起的磁通的磁路分流到通过驱动线圈（接通·断开线圈）10与永磁体14之间的定子11的磁路A和通过永磁体14的外侧的磁极（还包括保持力调整部件15）的磁路B。

在图13中，磁路A成为主磁路且磁路B不成为主磁路。通过在定子11的与可动元件相向部12b相向的部位配置保持力调整部件15，即使可动元件12的位置变化，在磁路A中存在的定子11和可动元件中央部12a的侧面间的空隙也不会变化，但关于磁路B，如果定子11与可动元件相向部12b的空隙变宽，则磁路B的空隙也变宽而磁阻变大。相比于铁，空隙的磁阻非常大，所以只要空隙稍微变宽，则驱动线圈（接通线圈）10所引起的磁通的大半不会流过磁路B而通过磁路A（分流比由磁路A和磁路B的磁阻决定）。用空隙的变化量根据可动元件12的位置而不同的两个磁路构成，在空隙根据可动元件12的位置而变化的磁路中配置保持力调整部件15是重要的。

图14示出接通动作时的电磁力特性，图15示出断开动作时的电磁力特性。都是横轴表示行程、纵轴表示负载。假设在成为驱动线圈（接通·断开线圈）10的主磁路的部位配置了保持力调整部件15的情况下，根据有无保持力调整部件15，磁路长的磁阻变得不同，电磁力特性也变得不同（在图14和图15中图示）。如果在主磁路中配置了保持力调整部件15，则即便能够抑制保持力的偏差，但由于开闭驱动中的电磁力特性产生偏差，所以开闭动作产生偏差。因此，保持力调整部件15需要配置于不成为驱动线圈（接通·断开线圈）10的主磁路的部位。

通过在不成为驱动线圈（接通·断开线圈）10所引起的磁通的主磁路的部位配置保持力调整部件15，即使将保持力调整部件15拆卸、变更形状，对开闭动作造成的影响也小。图16示出接通完成时的磁通的流动。即便在接通位置，保持力调整部件15也不会成为主磁路。同样地，图17以及图18示出驱动线圈（接通·断开线圈）10的通电时的磁通的流动。与接通同样地，在断开驱动途中，保持力调整部件15也不会成为驱动线圈（接通·断开线圈）10所引起的磁通的主磁路。

由于开闭动作两者中，驱动线圈（接通·断开线圈）10产生的磁通都不通过永磁体14，所以由于驱动线圈（接通·断开线圈）10产生的磁通造成的减磁变得极其小。另外，关于保持力调整部件15，由于在接通保持时通过永磁体14的磁通（永磁体14的磁通不随时间而变化，所以不产生涡电流），所以即便成块（in bulk）构成也不会有问题。一般来说，为了抑制涡电流，构成电磁操作装置的铁心是通过层叠电磁钢板来构成的，但有时间变化的驱动线圈（接通·断开线圈）10引起的磁通的通过量小的保持力调整部件15中产生的涡电流小，所以保持力调整部件15也无需层叠电磁钢板而构成，而可以以一体的成块构成。保持力调整部件15成为可拆卸的构造，所以在用成块构成时，安装部的加工相比于层叠电磁钢板而构成的情况更良好。但是，即使在层叠电磁钢板而构成了保持力调整部件15的情况下，本发明的效果也不变化。另外，在所述实施方式1中，以真空断路器为例子进行了说明，但不限于真空断路器。

实施方式2.

接下来，说明本发明的实施方式2的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

图19是示出实施方式2的电磁操作装置的结构图。在实施方式2的电磁操作装置8中，保持力调整部件15配置于永磁体14的内侧的磁极。

另外，关于其它结构，与实施方式1相同，通过附加相同符号而省略说明。

图20是接通位置处的永磁体14的磁通的流动、图21是驱动线圈（接通线圈）10的接通时的通电时的磁通的流动、图22是断开时的向驱动线圈（断开线圈）10通电时的磁通的流动。在驱动线圈（接通·断开线圈）10所引起的磁通矢量中实线箭头是主磁路、虚线箭头不是主磁路。将永磁体14的内侧的磁极的一部分设为保持力调整部件15的效果与实施方式1的配置于外侧的情况相同。

实施方式3.

接下来，说明本发明的实施方式3的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

图23是示出实施方式3的电磁操作装置的结构图。在实施方式3的电磁操作装置8中，保持力调整部件15配置于永磁体14的内侧和外侧这两侧的磁极。另外，关于其它结构，与实施方式1相同，通过附加相同符号而省略说明。

图24是接通位置处的永磁体14的磁通的流动、图25是驱动线圈（接通线圈）10的接通时的通电时的磁通的流动、图26是驱动线圈（断开线圈）10的断开时的通电时的磁通的流动。在驱动线圈（接通·断开线圈）10所引起的磁通矢量中实线箭头是主磁路且虚线箭头不是主磁路。关于配置于永磁体14的内侧和外侧这两侧的磁极的效果，由于能够在内侧和外侧的两个部位（两端4个部位）调整保持力，所以能够通过保持力调整部件15调整的保持力的幅度变大。

图27示出实施方式1至实施方式3的接通位置处的向驱动线圈（断开线圈）10通电时的保持力特性的一个例子。如实施方式1说明的那样，在从可动元件中央部12a向定子11、从可动元件相向部12b向定子11（还包括保持力调整部件15）、从永磁体14向可动元件相向部12b这3个部位产生保持力，关于驱动线圈（断开线圈）10所引起的磁通，仅将从可动元件中央部12a向定子11通过的磁通抵消，无法抵消从可动元件相向部12b向定子11（还包括保持力调整部件15）以及从永磁体14向可动元件相向部12b的磁通。因此，通过电磁操作装置8的构造（实施方式），向驱动线圈（断开线圈）10通电时的保持力特性不同。此处，为了比较，设为未向驱动线圈（断开线圈）10通电的状态下的保持力相同。

首先，如实施方式3那样，在永磁体14的两端配置包括保持力调整部件15的磁极，从而从可动元件相向部12b向定子11（还包括保持力调整部件15）的保持力的比例比实施方式1或者实施方式2更大。其结果，在驱动线圈（断开线圈）10中无法抵消的保持力的比例变大。

相对于此，在实施方式1或者实施方式2的构造中，通过仅在永磁体14的单侧配置包括保持力调整部件15的磁极，在驱动线圈（断开线圈）10中无法抵消的保持力的比例变小。关于在驱动线圈（断开线圈）10中无法抵消的保持力的比例变小是指，在相同的磁动势（AT）下能够抵消的保持力变大，能够减小为了使保持力成为接压弹簧7和开放弹簧13的最终负载的合计值以下而所需的磁动势。总结如下所述。

关于实施方式1和实施方式2，虽然保持力的调整幅度比实施方式3小，但能够减小断开动作所需的磁动势。相反地，在实施方式3中，虽然断开动作所需的磁动势比实施方式1和2大，但保持力的调整幅度更大。通过发挥这样的特性，根据真空断路器1的结构，分开使用电磁操作装置8，也能够构成最佳的电磁操作式开闭装置。

实施方式4.

接下来，说明本发明的实施方式4的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

图28是示出实施方式4的电磁操作装置的结构图。在实施方式4的电磁操作装置8中，保持力调整部件15配置于永磁体14的上部。另外，关于其它结构，与实施方式1相同，通过附加相同符号而省略说明。

图29是图28的立体图，图30是可动元件12和永磁体14的相向面的放大图。图31示出接通位置处的永磁体14的磁通的流动。与实施方式1同样地，永磁体14的磁通形成从可动元件中央部12a向定子11、从可动元件相向部12b的端部向定子11、从永磁体14（还包括保持力调整部件15）向可动元件12这3个流动而对可动元件3产生保持力。

图32是将保持力调整部件15拆卸了的情况的图，图33是增加了保持力调整部件15的高度的图。关于保持力调整部件15，不仅能够调整截面积，而且还能够调整与可动元件12的空隙。这在前述各实施方式中都相同。关于磁通的流动，根据有无保持力调整部件15，与图31同样地，可动元件12与永磁体14之间的空隙变化，永磁体14引起的总磁通量变化，保持力增减。关于保持力调整部件15，只要是能够分别变更高度方向、宽度方向、厚度方向，来变更截面积、与可动元件12的空隙的构造，则可以是任意形状。但是，关于保持力调整部件15和可动元件12，需要调整保持力调整部件15的高度使得即便在接通状态下也能够形成空隙。在测定保持力之后需要调整保持力的情况下，仅通过扩大永磁体14与可动元件12之间的空隙并在永磁体14的上部将保持力调整部件15更换或者拆卸即可，能够缩短保持力调整时间。

以下，说明驱动线圈通电时的磁通的流动。图34、图35、图36是从接通位置至对驱动线圈（断开线圈）10通电而移动至断开位置的磁通的流动，图37、图38、图39是从断开位置对驱动线圈（接通线圈）10通电而移动到接通位置的线圈引起的磁通的流动。由于永磁体14的磁阻与空隙大致等同，所以驱动线圈（接通线圈）10和驱动线圈（断开线圈）10引起的磁通不通过永磁体14。进而，由于开闭动作都是驱动线圈10产生的磁通不通过永磁体14，所以由驱动线圈10产生的磁通造成的减磁极其小。关于永磁体14的减磁小是指，与产品出厂后的永磁体14的经时劣化相伴的保持力变动也小。

实施方式5.

接下来，说明本发明的实施方式5的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

图40是示出实施方式5的电磁操作装置的结构图。在实施方式5的电磁操作装置8中，保持力调整部件15配置于永磁体14的下部。另外，关于其它结构，与实施方式1相同，通过附加相同符号而省略说明。

图40是在永磁体14的下部配置了保持力调整部件15的图。图41示出接通位置处的永磁体14的磁通的流动，图42示出在接通位置对驱动线圈（断开线圈）10通电时的线圈引起的磁通的流动，图43示出在断开位置对驱动线圈（接通线圈）10通电时的线圈引起的磁通的流动。

由于永磁体14引起的磁通形成闭环，所以在永磁体14与定子8之间配置的保持力调整部件15中，永磁体14引起的磁通流动，驱动线圈10引起的磁通不流动。因此，永磁体14以及驱动线圈10引起的磁通的流动（还包括驱动途中）与实施方式4相同。关于保持力调整，与实施方式4相同，通过变更保持力调整部件15的尺寸，使永磁体14与可动元件10之间的空隙变化。在本实施方式中，由于在永磁体14与定子8之间配置保持力调整部件15，所以在将永磁体14安装于定子8的情况下，能够使永磁体14和保持力调整部件15成组地例如从纸面前方向滑动地配置，所以防止永磁体14的表面与定子11相接而被切削。

实施方式6.

接下来，说明本发明的实施方式6的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

图44是示出实施方式6的电磁操作装置的结构图。在实施方式6的电磁操作装置8中，保持力调整部件15配置于永磁体14的上下。另外，关于其它结构，与实施方式1相同，通过附加相同符号而省略说明。

图44是在永磁体14的上下配置了保持力调整部件15的图。图45示出接通位置处的永磁体14的磁通的流动，图46示出在接通位置对驱动线圈（断开线圈）10通电时的线圈引起的磁通的流动，图47示出在断开位置对驱动线圈（接通线圈）10通电时的线圈引起的磁通的流动。

通过在永磁体14的上下配置保持力调整部件15，永磁体14与定子8之间的保持力调整部件15能够保护永磁体14（通过永磁体14与定子8之间的保持力调整部件15也能够调整保持力），能够用永磁体14与可动元件10之间的保持力调整部件15进行空隙的微调整。即使在实施方式6中，永磁体14以及驱动线圈10引起的磁通的流动（还包括驱动途中）也与实施方式1相同。

实施方式7.

接下来，说明本发明的实施方式7的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

图48是示出实施方式7的电磁操作装置的结构图。在实施方式7的电磁操作装置8中，保持力调整部件15配置于永磁体14的上部和外侧。另外，关于其它结构，与实施方式1相同，通过附加相同符号而省略说明。

图48是在永磁体14的上部和外侧的磁极中配置了保持力调整部件15的图。保持力调整部件15配置于与可动元件相向部12b相向的磁极面（定子和永磁体）。图49示出接通位置处的永磁体14的磁通的流动，图50示出在接通位置对驱动线圈（断开线圈）10通电时的线圈引起的磁通的流动，图51示出在断开位置对驱动线圈（接通线圈）10通电时的线圈引起的磁通的流动。

这样，即便改变保持力调整部件15的组合，永磁体14和驱动线圈10引起的磁通的流动也与实施方式1相同。

实施方式8.

接下来，说明本发明的实施方式8的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

图52和图53是示出实施方式8的电磁操作装置的结构图。实施方式8的电磁操作装置8在定子11的四角配置了支柱19。经由支柱19设置了限制可动元件12的断开时的动作的断开止挡部（stopper）20。可动元件12在断开动作时机械性地抵接到断开止挡部20而停止。通过改变支柱19的长度方向，能够容易地改变可动元件12的驱动方向的动作范围。另外，支柱19以及断开止挡部20既可以是磁性体也可以是非磁性体，只要具有机械性的强度即可。

进而，由于支柱19配置于定子11的四角，所以如果用磁性体构成支柱19，则断开位置处的永磁体14的磁通的泄漏集中到支柱19，所以能够抑制磁场向外部泄漏。图52为单相时的图，但在作为断路器而3相间的间隔短时，特别能够有效地抑制磁场向外部泄漏。

另外，由于能够抑制磁场向外部泄漏，所以检查人员、作业者可以不受到磁场的影响地进行作业。进而，由于有断开止挡部20，从而也能够抑制磁场向轴向泄漏。关于抑制磁场的泄漏的效果，即便如前述各实施方式那样在永磁体14的上下有保持力调整部件15，也得到同样的效果。

实施方式9.

接下来，说明本发明的实施方式9的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

图54示出实施方式9的电磁操作装置8，与实施方式8的电磁操作装置8的相异点在于，通过在支柱19与断开止挡部20之间设置成为磁隙的空隙21，关于其它结构与实施方式8相同。

接下来，说明实施方式9的电磁操作装置8的作用、效果。图55示出在实施方式8的电磁操作装置8中，由磁性体构成了支柱19和断开止挡部20的情况下的接通动作时的驱动线圈10所引起的磁通的流动。另外，图54示出实施方式9的电磁操作装置8的同样的情况下的接通动作时的驱动线圈10所引起的磁通的流动。

在实施方式8的电磁操作装置8中，如图55所示，在接通动作时驱动线圈10所引起的磁通形成通过定子11的磁路C、和从支柱19、断开止挡部20通过可动元件12的磁路D。由于是通过各个磁路C、D的磁通，所以接通方向的F1和断开方向的F2的负载的合力对可动元件12作用。在接通动作时，断开方向的负载F2成为损失。

另一方面，在实施方式9的电磁操作装置8中，通过如图54所示，在支柱19与断开止挡部20之间设置成为磁隙的空隙21，成为损失量的通过磁路D的磁通减少，即便在相同磁动势下，接通方向的负载F1也变大。通过还设置空隙21，如图56所示，形成从支柱19沿着纸面方向通过可动元件12的磁路E，不会产生断开方向的负载F2而能够增大接通方向的负载F1。

实施方式10.

接下来，说明本发明的实施方式10的电磁操作装置以及使用了该装置的开闭装置。

图57是示出实施方式10的电磁操作装置的结构图，是在可动元件12的接通状态下将边界突部11a的周边放大了的图。在实施方式10中，构成为保持力调整部件15与在可动元件12中形成的可动元件相向部12b之间的空隙大于边界突部11a与可动元件相向部12b之间的空隙。假设如果保持力调整部件15与可动元件相向部12b之间的空隙小于边界突部11a与可动元件相向部12b之间的空隙，则在接通时可动元件相向部12b、即可动元件12碰撞到保持力调整部件15，保持力调整部件15变形。

由于保持力调整部件15为了调整保持力而控制与可动元件12的空隙，所以如果在接通动作时可动元件12碰撞到保持力调整部件15，则所控制的空隙量产生变化而保持力产生偏差。因此，如果构成为使边界突部11a与可动元件相向部12b之间的空隙小于保持力调整部件15与可动元件相向部12b之间的空隙，则边界突部11a起到止挡部的作用而能够防止可动元件12碰撞到保持力调整部件15。通常，定子11与可动元件12的抵接部成为可动元件中央部12a，所以在边界突部11a和可动元件相向部12b也有空隙，所以只要可动元件12没有异常变形，就不会碰撞到边界突部11a。

另外，在以上的各实施方式中，通过将保磁力调整部件15配置于不成为驱动线圈10所引起的磁通的主磁路的部位，从而能够拆卸。在电磁操作装置8动作时对构成大的磁通通过的主磁路的零件施加大的力，所以需要将这些部件强固地连接。因此，假设如果在这些零件之间设置了保磁力调整部件15，则无法容易地进行拆卸。另外，如果为了调整而更换保磁力调整部件15，则有时需要将构成所述主磁路的零件的连接拆卸并再次组装，组装（调整）时间增加，并且无法进行根据组装精度估计的调整。在本发明中，通过将保磁力调整部件15配置于不成为驱动线圈10所引起的磁通的主磁路的部位，不会使组装（调整）时间增加、磁铁成本提高，能够提供保持力的偏差小的电磁操作装置或者使用了该装置的开闭装置。

另外，显然在进行保磁力的调整作业时，要求能够将保磁力调整部件15拆卸。因此，当然也可以在所述保磁力的调整作业结束之后、例如出厂前的调整之后，接着通过利用非磁性的铆钉的铆接、或者利用非磁性的螺栓的螺纹固定等不会对调整完毕的保磁力造成影响的固定方法来固定保磁力调整部件15。

另外，本发明能够在该发明的范围内，组合各实施方式、或者适宜地变更、省略各实施方式。

Claims (13)

1.一种电磁操作装置，其特征在于，具备：

电磁操作装置的可动元件；

驱动线圈，通过通电来产生磁通，对所述可动元件提供驱动力；

永磁体，在所述可动元件与定子之间保持所述可动元件；以及

保持力调整用部件，调整基于所述永磁体的所述可动元件的保持力，

所述保持力调整用部件配置于不成为所述驱动线圈所引起的磁通的主磁路的部位。

2.根据权利要求1所述的电磁操作装置，其特征在于，

所述保持力调整用部件配置于所述可动元件和与该可动元件相向的磁极面之间。

3.根据权利要求2所述的电磁操作装置，其特征在于，

在所述定子的与所述可动元件的相向面，形成将该相向面二分为中央部和外侧部的边界突部，

相对所述边界突部与所述可动元件的相向面的空隙，增大了所述保持力调整用部件与所述可动元件的相向面的空隙。

4.根据权利要求2或者3所述的电磁操作装置，其特征在于，

所述保持力调整用部件配置于所述永磁体的磁极面。

5.根据权利要求2或者3所述的电磁操作装置，其特征在于，

所述保持力调整用部件被配置成构成所述永磁体的外侧部的磁极的一部分。

6.根据权利要求2或者3所述的电磁操作装置，其特征在于，

所述保持力调整用部件被配置成构成所述永磁体的外侧部的磁极的一部分，并且配置于所述永磁体的磁极面。

7.根据权利要求2或者3所述的电磁操作装置，其特征在于，

所述保持力调整用部件被配置成构成所述永磁体的中央部的磁极的一部分。

8.根据权利要求2或者3所述的电磁操作装置，其特征在于，

所述保持力调整用部件被配置成构成所述永磁体的中央部的磁极的一部分和外侧部的磁极的一部分。

9.根据权利要求2或者3所述的电磁操作装置，其特征在于，

所述保持力调整用部件配置于所述永磁体的与磁极面相反的一侧。

10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的电磁操作装置，其特征在于，

设置有限制所述可动元件的断开时的动作的断开止挡部，在所述定子的四角设置了连接所述断开止挡部和所述定子的支柱。

11.根据权利要求10所述的电磁操作装置，其特征在于，

在所述支柱与所述断开止挡部之间设置了空隙。

12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的电磁操作装置，其特征在于，

所述保持力调整用部件设置于可拆卸的部位。

13.一种开闭装置，其特征在于，具备：

开闭器的固定电极；

可动电极，与所述固定电极相向地设置；以及

权利要求1至12中的任意一项所述的电磁操作装置，与所述可动电极连结，使所述可动电极和所述固定电极接触、离开。

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