CN105830188A - 有极直流电磁铁装置和使用其的电磁接触器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不会引起电磁铁装置大型化，能够提高组装性的有极直流电磁铁装置和使用其的电磁接触器。所述有极直流电磁铁装置包括：柱塞(21)，其插通在卷绕有励磁线圈(14)的卷轴(11)的筒状部(12)中，在两端安装有第一衔铁(23)及第二衔铁(24)；外轭铁(31)，其吸引第一衔铁及第二衔铁；内轭铁(41)，其配置于吸引第二衔铁(24)的外轭铁(31)内侧；和配置于外轭铁与内轭铁之间的永磁铁(51)，卷轴(11)包括：分别形成于筒状部的两端部且在半径方向突出的凸缘部(13a)、(13b)；形成于第一衔铁侧的凸缘部(13a)的线圈端子安装部(15)；和能安装于该线圈端子安装部的线圈端子部(17)。

Description

有极直流电磁铁装置和使用其的电磁接触器

技术领域

本发明涉及在卷绕有励磁线圈的卷轴的外侧安装外轭铁、在卷轴的内侧插通有柱塞的有极直流电磁铁装置和使用其的电磁接触器。

背景技术

作为电磁铁装置的线圈端子部，例如有专利文献1中所记载的电磁接触器。

该线圈端子部具有以下的结构：以在卷绕有线圈的线圈架上端子座向侧方突出的方式形成为一体，在该端子座安装固定具有引线连接部的端子零件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－300328号公报

发明内容

发明所要解决的课题

对于在上述专利文献1中所记载的线圈端子部，端子座在卷绕有线圈的线圈架上一体地形成，所以像交流电磁铁那样在固定铁芯与可动铁芯分离的情况下，能够很容易在端子座上安装可动铁芯。但是，像有极直流电磁铁那样在以围绕线圈架侧面的方式配置外轭铁的情况下，在端子座上安装外轭铁费时，存在电磁铁装置的组装性下降这样尚未解决的课题。

为了提高电磁铁装置的组装性，需要增大端子座的宽度尺寸，引起电磁铁装置大型化。

因此，本发明是着眼于上述现有例子的未解决的课题而完成的，其目的在于，提供一种不会引起电磁铁装置大型化，能够提高组装性的有极直流电磁铁装置和使用其的电磁接触器。

用于解决课题的技术方案

为了达到上述目的，本发明所的有极直流电磁铁装置的一个方式在于，包括：卷绕励磁线圈的卷轴；柱塞，其插通在该卷轴的筒状部中，在从筒状部突出的两端分别安装有第一衔铁和第二衔铁；外轭铁，其包围卷轴的相对的侧面，以吸引所述第一衔铁和第二衔铁；内轭铁，其配置于外轭铁内侧，以吸引第二衔铁；和配置于外轭铁与内轭铁之间的永磁铁。卷轴包括：分别形成于筒状部的两端部且在半径方向突出的凸缘部；在第一衔铁侧的凸缘部形成的线圈端子安装部；和能够安装于该线圈端子安装部的线圈端子部。

另外，本发明所涉及的电磁接触器的一个方式在于，作为进行接点机构的可动触头的断开和连接操作的操作用电磁铁，使用上述有极直流电磁铁装置。

发明效果

根据本发明，由于在卷轴形成线圈端子安装部，在该线圈端子安装部安装线圈端子部，所以能够在安装线圈端子部之前在卷轴安装外轭铁，之后将线圈端子部安装在线圈端子安装部，不会引起有极直流电磁铁装置大型化，能够提高组装性。

另外，电磁接触器的结构也能够通过采用不会引起大型化且提高了组装性的有极直流电磁铁装置，而不会引起大型化，能够提高组装性。

附图说明

图1是表示本发明的有极直流电磁铁装置的一个实施方式的外观立体图。

图2是图1的侧视图。

图3是拆下了图1的线圈端子部状态的正面图。

图4是拆下了图1的线圈端子部状态的侧视图。

图5是除图3的线圈端子部以外的截面图。

图6是图1的分解立体图。

图7是表示线圈端子部的图，(a)是从上表面侧看的立体图，(b)是正面图，(c)是侧视图。

图8是表示线圈端子部的图，(a)是从下表面侧看的立体图，(b)是仰视图。

图9是表示本发明的电磁接触器的一个方式的外观立体图。

图10是图7的正面图。

图11是图7的Ⅺ－Ⅺ线上的截面图。

图12是图7的Ⅻ－Ⅻ线上的截面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

如图1及图2所示，本发明的有极直流电磁铁装置10包括：卷轴11、柱塞21、外轭铁31、内轭铁41、永磁铁51。

卷轴11通过将热塑性树脂材料等绝缘树脂材料注塑成形而形成。如图5所示，该卷轴11具有：具有中心开口12a的圆筒状的筒状部12；在该筒状部12的轴向端部即左右端部分别在半径方向突出的大致方形的凸缘部13a和13b。而且，在筒状部12的外周侧的凸缘部13a和13b之间卷绕有励磁线圈14。

另外，在凸缘部13a的前端面的四角形成有L字状支承部13c，该L字状支承部13c支承后述的外轭铁31的相对板部34的缩进部36侧的角部。另外，在凸缘部13a一体地形成有在上方突出的线圈端子安装部15。在该线圈端子安装部15安装有单独形成的线圈端子部17。

线圈端子安装部15包括：在凸缘部13a的例如上边(上部的边)，空出后述的外轭铁31的缩进部36能够贯穿的间隔而突出形成的一对支承片15a和15b。在这些支承片15a和15b的前表面，分别如图3及图4所示，形成有半球状的卡合突起15c和15d。

而且，在支承片15a和15b的外侧面安装有作为捆扎端子的导电性连结部16a和16b。导电性连结部16a和16b分别采用弹簧材料形成。如图6所示，导电性连结部16a和16b分别包括：在上下方向延伸的板部16c，其与支承片15a和15b的外侧接触；捆扎励磁线圈14的引线的捆扎板部16d，其与在该板部16c的一端即下端向外侧弯曲而形成的支承片15a和15b的基部侧的凸缘侧面接触；从板部16e的另一端即上端向内侧折弯而形成的弯曲板部16e；和从该弯曲板部16e的后方侧面向后方延伸形成为U字状的弹性接触部16f。

线圈端子部17安装有采用热塑性树脂材料等绝缘树脂材料注塑成形、且具有导电性的线圈端子板18a和18b。

如图6及图7(a)～(c)以及图8(a)所示，线圈端子板18a和18b分别包括：与外部的线圈电源连接的外部电源连接部18c；从该外部电源连接部18c的下端向前方折弯并延伸的接触板部18d；从该接触板部18d的前方侧台阶部向下方弯曲并延伸的电容器连接板部18e，从侧面看形成为曲柄状。而且，在外部电源连接部18c形成有用于使未图示的连结螺钉贯穿的贯通孔18f，如图7(c)所示，在该贯通孔18f的背面侧形成有与连结螺钉螺纹接合的阴螺纹部18g。

如图7(a)～(c)和图8(a)及(b)所示，线圈端子部17具有与卷轴的轴向平行且在左右方向延伸的方形的基板17a，在该基板17a上表面的中央部形成有两个平行的且在前后方向延伸的绝缘隔壁17b及17c。

如图8(a)所示，在基板17a的下表面侧形成有与线圈端子安装部15的一对支承片15a和15b嵌合的嵌合部17d和17e。嵌合部17d和17e在连结板部17h的前端形成有定位用突出条17i，该连结板部17h包括：从基板17a的下表面在前后方向保持规定间隔地在下方相互平行地突出的一对支承板部17f及17g；和连结这些支承板部17f及17g的内侧端部的连结板部17h。

在前表面侧的支承板部17f，在背面侧在后表面保持规定间隔的上下位置形成有与线圈端子安装部15的半球状的卡合突起15c和15d卡合的卡合凸部17j和17k。另外，在前表面侧的支承板部17f的前表面侧，形成有以向前方露出的状态来支承线圈端子板18a和18b的电容器连接板部18e的支承部17m。

另外，在基板17a，如图7(c)所示，在左右侧部形成有用于使线圈端子板18a和18b的外部电源连接部18c和接触板部18d侧插通的缝隙17n，并且在下表面侧形成有使接触板部18d插通的、且使接触板部18d的下表面从嵌合部17d和17e内露出的槽部17o，该槽部17o的前端侧延伸至在嵌合部17d和17e的支承板部17f形成的支承部17m的位置。

因此，在如下所述的状态下支承线圈端子板18a和18b，即：在基板17a使外部电源连接部18c在上方突出，且使接触板部18d在嵌合部17d和17e内露出，而且使电容器连接板部18e在嵌合部17d和17e的支承板部17f的前方露出。而且，在线圈端子板18a和18b的电容器连接板部18e之间，例如通过焊接而电气且机械地连接有电容器19。由此，防止线圈端子板18a和18b从基板17a脱落。

而且，如图3及图4所示，在使嵌合部17d和17e与线圈端子安装部15的一对支承片15a和15b相对的状态下，将支承片15a和15b嵌合在嵌合部17d和17e内，从而将线圈端子部17形成为一体。

此时，嵌合部17d和17e的支承板部17g与一对支承片15a和15b的背面接触，且形成于嵌合部17d和17e的背面侧的卡合凸部17j和17k与形成于一对支承片15a和15b的前表面侧的半球状的卡合突起15c和15d嵌合。与此同时，安装在支承片15a和15b的导电性连结部16a和16b的弹性接触部16f与在嵌合部17d和17e露出的线圈端子板18a和18b的接触板部18d弹性接触并电连接。

如图3所示，柱塞21由插通在卷轴11的中心开口12a内的圆柱状的棒状部22、在从该棒状部22的中心开口12a突出的轴向两端部向半径方向突出形成的第一衔铁23和第二衔铁24构成。

如图1及图3所示，外轭铁31由隔着卷轴11相对的上下一对轭铁半体32A和32B构成。

如图6所示，各轭铁半体32A和32B分别具有：沿着卷轴11的相对侧面上下延伸的中央板部33；从该中央板部33的前后端部，沿着卷轴11的凸缘部13a和13b在内侧延伸的相对板部34和35，从侧面看形成为C字状。此处，在中央板部33与相对板部34和35之间形成有缩进部36。轭铁半体32A的相对板部34侧的缩进部36被插入线圈端子安装部15的支承片15a和15b之间。

如图1、图4及图5所示，内轭铁41由在外轭铁31的轭铁半体32A和32B的内侧保持规定间隔配置的轭铁半体42A和42B构成。各轭铁半体42A和42B分别由与外轭铁31的轭铁半体32A和32B的中央板部33相对的水平板部43、和配置于从该水平板部43的下端侧形成至卷轴11的凸缘部13b的下表面侧的在半径方向延伸的槽13d内的垂直板部44形成为L字状。

如图1及图3所示，永磁铁51分别插入设置于外轭铁31的轭铁半体32A和32B中的中央板部33跟与其相对的内轭铁41的轭铁半体42A和42B中的垂直板部42之间。该永磁铁51的外侧被磁化为N极，内侧被磁化为S极。

而且，外轭铁31的轭铁半体32A和32B如图1及图3所示，上方的相对板部34与卷轴11的凸缘部13a的上端面相对地配置，下方的相对板部35保持规定距离地配置于卷轴11的凸缘部13b的下方。如图6所示，在轭铁半体32A和32B的相对板部34形成有使柱塞21的棒状部22插通的半圆形状的缺口37。此外，将外轭铁31的轭铁半体32A和32B的厚度(约3mm)设定得比内轭铁41的厚度(约1mm)厚，而设定为外轭铁31的磁阻变小。

下面，说明上述有极直流电磁铁装置10的组装方法。

首先，在柱塞21的后端连结第二衔铁24。另外，在将形成于保持有永磁铁51的内轭铁41的轭铁半体42A和42B的垂直板部44插入形成于卷轴11的凸缘部13b的槽13d内的状态下，将柱塞21插通在卷轴11的中心开口12a内，使第二衔铁24接触凸缘部13b。

在该状态下，在线圈端子安装部15安装线圈端子部17之前，在卷轴11的凸缘部13a安装外轭铁31的轭铁半体32A和32B的前端侧的相对板部34。此时，在线圈端子安装部15没有连接线圈端子部17，所以，能够容易将上侧的轭铁半体32A安装在凸缘部13a。

即，将上侧的轭铁半体32A的缩进部36插入线圈端子安装部15的一对支承片15a和15b之间，从而将相对板部34固定在凸缘部13a的前端侧。对于下侧的轭铁半体32B，由于没有形成线圈端子安装部15，所以，直接将相对板部34固定在凸缘部13a的前端侧。

在此状态下，轭铁半体32A和32B的中央板部33被吸附在保持于内轭铁41的轭铁半体42A和42B的永磁铁51，如图4及图5所示，轭铁半体42A和42B不会向前后方向移动，被保持在卷轴11。

此时，来自永磁铁51的N极的磁通形成从轭铁半体32A和32B的中央板部33经由相对板部34、柱塞21、第二衔铁24、内轭铁41至永磁铁51的S极的磁路，第二衔铁24被吸附在内轭铁41的轭铁半体42A和42B的垂直板部44。

这样，在将内轭铁41及外轭铁31安装在卷轴11的状态下，将线圈端子部17安装在卷轴11的线圈端子安装部15。

安装该线圈端子部17时，使线圈端子部17的嵌合部17d和17e从上方接触线圈端子安装部15的在上方突出的一对支承片15a和15b的顶端。在此状态下，使线圈端子部17下降，从而在嵌合部17d和17e的彼此相对的一对支承板部17f及17g之间插通一对支承片15a和15b。

然后，形成于支承板部17f的背面侧的卡合凸部17j越过形成于一对支承片15a和15b的前表面的半球状的卡合突起15c后，如图7所示，卡合凸部17j和17k与卡合突起15c和15b卡合。接着，使线圈端子部17下降，形成于连结板部17h的前端的定位用突出条17i抵接外轭铁31中的轭铁半体32A的相对板部34的后端面，由此线圈端子部17的安装完成。如图1及图2所示，构成有极直流电磁铁装置10。

此时，在线圈端子安装部15的一对支承片15a和15b安装的导电性连结部16a和16b的弹性接触部16f，与从线圈端子部17的嵌合部17d和17e露出的线圈端子板18a和18b的接触板部18d弹性接触并电连接。

下面，说明第1实施方式的动作。

首先，经由未图示的开关将外部直流电源与有极直流电磁铁装置10的线圈端子部17中的线圈端子板18a和18b的外部电源连接部18c连接。在此状态下，开关处于关闭状态，没有向线圈端子部17供给直流电，励磁线圈16处于非通电状态。

在此状态下，第二衔铁24被图5中的点划线所示的复位弹簧55向卷轴11的凸缘部13b侧施力，而靠近内轭铁41的轭铁半体42A和42B中的垂直板部44。

由此，永磁铁51的磁通从外轭铁31的轭铁半体32A和32B的中央部33传送到前端侧的相对板部34，形成从该相对板部34通过柱塞21、从第二衔铁24通过内轭铁41的垂直板部44以及水平板部43至永磁铁51的磁路，第二衔铁24被内轭铁41的轭铁半体42A和42B的垂直板部44吸引。

因此，如图1及图2所示，柱塞21的第一衔铁23成为从外轭铁31的各轭铁半体32A和32B中的相对板部34向前方离开的非励磁位置。

从该非励磁位置使开关处于导通状态，向线圈端子部17的线圈端子板18a和18b中的外部电源连接部18c供给直流电，使励磁线圈14处于通电状态后，励磁线圈14被励磁而成为与永磁铁51相反极性。由此，在柱塞21中磁通从其下端侧朝着上端侧流动。该磁通从靠近柱塞21的上端侧的外轭铁31的各轭铁半体32A和32B上方的相对板部34经过中央板部33流向下方的相对板部35。

因此，吸引力作用在形成于柱塞21的第一衔铁23和第二衔铁24与外轭铁31的轭铁半体32A和32B中的前后的相对板部34和35之间。与此同时，在下侧的第二衔铁24与内轭铁41的各轭铁半体42A和42B的相对板部35之间产生反作用力。

因此，柱塞21抵抗复位弹簧55向后方移动，成为第一衔铁23及第二衔铁24被吸附在外轭铁31的各轭铁半体32A和32B的相对板部35侧的励磁位置。

这样，励磁线圈14成为通电状态而变成励磁状态后，磁通从后侧向前方流经柱塞21，但是，由于外轭铁的各轭铁半体32A和32B的磁阻设定得小，所以该磁通也在轭铁半体32A和32B侧流动，形成于柱塞21的集中磁通分散在轭铁半体32A和32B，磁通密度平衡得以优化。

因此，电磁铁效率提高，想要在柱塞21中获得相同的操作力的情况下，能够减少卷绕在卷轴11上的励磁线圈16的匝数。因此，能够实现有极直流电磁铁装置10的小型化，用来获得与交流操作用电磁铁装置同等操作力的结构采用与交流操作用电磁铁装置同等的大小，能够实现低成本。

另外，外轭铁31的各轭铁半体32A和32B的相对板部34和35的柱塞21的与第一衔铁23和第二衔铁24相对的面积被设定成比中央板部33大，所以磁阻减小，能够很好地进行两者间的磁通传送。

另外，外轭铁31的厚度被设定成内轭铁41厚度的大约3倍，外轭铁31的磁阻被设定成比内轭铁41的磁阻小，所以能够可靠地阻止使励磁线圈14处于励磁状态时的与永磁铁51相反极性的磁通在永磁铁51中逆流。

而且，由于安装在卷轴11的线圈端子安装部15的线圈端子部17单独构成，所以在将线圈端子部17安装在线圈端子安装部15之前，能够容易地在卷轴11的凸缘部13a安装构成外轭铁31的轭铁半体32A，之后在线圈端子安装部15安装线圈端子部17，由此能够构成有极直流电磁铁装置10。

因此，能够提高有极直流电磁铁装置10的组装性，并且无需扩大在卷轴11的线圈端子安装部15和线圈端子部17之间的使轭铁半体32a贯穿的区域的宽度，能够缩小将线圈端子部17安装在线圈端子安装部15时的宽度。因此，能够提高有极直流电磁铁装置10的组装性，同时缩短最大高度，实现小型化。

另外，激励线圈14的起始端以及终端的两个端部捆扎在安装于线圈端子安装部15的一对支承片15a以及15b的导电性连结部16a以及16b。

而且，在线圈端子安装部15安装线圈端子部17时，形成于导电性连结部16a和16b的顶端的弹性接触部16f与从线圈端子部17的嵌合部17d及17b露出的线圈端子板18a和18b的接触板部18d弹性接触。因此，只要在线圈端子安装部15嵌合安装线圈端子部17，就能容易地进行激励线圈14与线圈端子板18a和18b的电连接。

下面，参照图9～图12，说明将上述有极直流电磁铁装置10应用于本发明所涉及的电磁接触器时的第2实施方式。

如图9所示，该第2实施方式中的电磁接触器60由相互连结的第1框架61A和第2框架61B构成。

如图11及图12所示，在第1框架61A内置有在上述第1实施方式中所说明的有极直流电磁铁装置10，与第1实施方式对应的部分标注相同的符号，省略其详细的说明。

如图9及图10所示，在第2框架61B，在前端的例如上端侧形成与三相交流电源连接的主电路电源侧端子62a和辅助端子63a，在前端的下端侧形成与三相电动机等三相负载连接的主电路负载侧端子62b和辅助端子63b。

另外，在第2框架61B内置有利用有极直流电磁铁装置10进行导通、断开驱动的接点结构64。

如图12所示，该接点机构64包括：与主电路电源侧端子62a及辅助端子63a分别连接的第1固定触头65a和与主电路负载侧端子62b及辅助端子63b分别连接的第2固定触头65b；保持以能够接触分离的方式配置于第1固定触头65a及第2固定触头65之间的可动触头66a的接点支承架66。

如图11及图12所示，接点支承架66与有极直流电磁铁装置10的柱塞21连结。即，连结弹簧67利用紧固部68固定在形成于柱塞21的第一衔铁23的上表面。该连结弹簧67由中央的平坦板部67a、形成于该平坦板部67a的左右两端部的向上形成凸形状的弯曲板部67b及67c构成。

另一方面，如图11及图12所示，在接点支承架66的后端面形成有用于使固定柱塞21的连结弹簧67的紧固部68插通(贯通)的空间部66b，和插入保持形成于该空间部66b的左右两侧的连结弹簧67的弯曲板部67b及67c的弹簧收纳部66c及66d。

而且，将固定于第一衔铁23上表面的连结弹簧67的弯曲板部67b及67c插入保持在接点支承架66的弹簧收纳部66c及66d内，由此柱塞21与接点支承架66连结。

下面，说明上述第2实施方式的动作。在有极直流电磁铁装置10的励磁线圈14处于非通电状态，且柱塞21位于非励磁位置的状态下，如图12所示，接点支承架66抵接第2框架61B的前端内侧，可动触头66a从第1固定触头65a及第2固定触头65b向前方离开。在该状态下，各相的主电路电源侧端子62a与主电路负载侧端子62b成为断电的断路位置。

在该状态下对有极直流电磁铁装置10的励磁线圈14通电使其处于励磁状态，由此，柱塞21向后方移动，与此同时，用连结弹簧67连结的接点支承架66也向后方移动。因此，各相的可动触头66a与各相的第1固定触头65a及第2固定触头65b接触，主电路电源侧端子62a及主电路负载侧端子62b成为经由可动触头66a电连接的闭路状态。

这样，根据第2实施方式，利用上述第1实施方式中所说明的有极直流电磁铁装置10，使接点支承架66移动，与产生相同操作力的通常的交流操作用电磁铁装置同样，能够使有极直流电磁铁装置10小型化，所以能够缩短收纳该有极直流电磁铁装置10的第1框架61A的高度。

因此，能够缩短电磁接触器60整体的前后方向的长度，并且如上所述，能够降低有极直流电磁铁装置10的至线圈端子部17顶端的高度，所以，能够缩短电磁接触器60的前后方向以及上下方向的长度，能够使电磁接触器60小型化。

另外，能够提高有极直流电磁铁装置10的组装性，因此也能提高电磁接触器60的组装性。

符号说明

10…有极直流电磁铁装置、11…卷轴、12a…中心开口、12…圆筒部、13a、13b…凸缘部、14…励磁线圈、15…线圈端子安装部、15a、15b…支承片、16a、16b…导电性连结部、16f…弹性接触部、17…线圈端子部、17a…基板、17d、17e…嵌合部、18a、18b…线圈端子板、21…柱塞、22…棒状部、23…第一衔铁、24…第二衔铁、31…外轭铁、32A、32B…轭铁半体、33…中央板部、34、35…相对板部、41…内轭铁、42A、42B…轭铁半体、43…水平板部、44…垂直板部、51…永磁铁、55…复位弹簧、60…电磁接触器、61A…第1框架、61B…第2框架、62a…主电路电源侧端子、62b…主电路负载侧端子、63a、63b…辅助端子、66…接点支承架、66a…可动触头、66b…空间部、66c、66d…弹簧收纳部、67…连结弹簧。

Claims (4)

1.一种有极直流电磁铁装置，其特征在于，包括：

卷绕励磁线圈的卷轴；

柱塞，其插通在该卷轴的筒状部中，在从该筒状部突出的两端分别安装有第一衔铁和第二衔铁；

外轭铁，其包围所述卷轴的相对的侧面，以吸引所述第一衔铁和所述第二衔铁；

内轭铁，其配置于所述外轭铁的内侧，以吸引所述第二衔铁；和

配置于所述外轭铁与所述内轭铁之间的永磁铁，

所述卷轴包括：分别形成于所述筒状部的两端部且在半径方向突出的凸缘部；在所述第一衔铁侧的凸缘部形成的线圈端子安装部；和能安装于该线圈端子安装部的线圈端子部。

2.如权利要求1所述的有极直流电磁铁装置，其特征在于：

所述线圈端子安装部包括：以插通所述外轭铁的方式保持间隔地从所述凸缘部在半径方向突出形成的一对支承片；和导电性连结部，其安装于该一对支承片上的一端连接励磁线圈的一端，且另一端具有从所述一对支承片的顶端突出的弹性接触部。

3.如权利要求2所述的有极直流电磁铁装置，其特征在于：

所述线圈端子部包括：分别与所述线圈端子安装部的一对支承片嵌合的一对嵌合部；和线圈端子板，以使一部分靠近该一对嵌合部的底部的方式配置，以使得与所述弹性接触部接触。

4.一种电磁接触器，其特征在于：

作为进行触点机构的可动触头的断开和连接操作的操作用电磁铁，使用权利要求1～3中任一项所述的有极直流电磁铁装置。