CN117476328A - 电磁铁装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁铁装置，其能够以简单的结构将施加于电磁线圈的电压从动作电压切换成保持电压。电磁铁装置利用电磁力来驱动触点装置。电磁铁装置包含电磁线圈和电容器。电磁线圈包含第一线圈和与第一线圈并联地连接的第二线圈。电容器与第二线圈连接，通过对电磁线圈施加电压来进行充电。第一线圈以及第二线圈通过对电磁线圈施加电压而从非导通状态变成导通状态。第二线圈通过对电磁线圈施加电压而完成电容器的充电，从而切断向第二线圈流动的电流而从导通状态变成非导通状态。

Description

电磁铁装置

技术领域

本发明涉及一种电磁铁装置。

背景技术

在利用电磁力来驱动触点装置的电磁铁装置中，已知有一种控制电路，该控制电路在向电磁线圈施加电压而使触点部动作之后，将施加于电磁线圈的电压从动作电压切换成保持电压(参照专利文献1)。由此，抑制电磁铁装置的消耗电力、温度上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-158159号公报

发明内容

专利文献1的控制电路使用与主触点机械连动的辅助触点和半导体开关元件，以辅助触点从断开状态切换成闭合状态为条件，将施加于电磁线圈的电压从动作电压切换成保持电压。因此，控制电路的结构变得复杂，控制电路的设置空间、成本增大。

发明内容

本发明的课题在于提供一种能够以简单的结构将施加于电磁线圈的电压从动作电压切换成保持电压的电磁铁装置。

本发明的一个方式的电磁铁装置利用电磁力来驱动触点装置。电磁铁装置包含电磁线圈和电容器。电磁线圈包含第一线圈和与第一线圈并联地连接的第二线圈。电容器与第二线圈连接，通过对电磁线圈施加电压来进行充电。第一线圈以及第二线圈通过对电磁线圈施加电压而从非导通状态变成导通状态。第二线圈通过对电磁线圈施加电压而完成电容器的充电，从而切断向第二线圈流动的电流而从导通状态变成非导通状态。

在该电磁铁装置中，第二线圈与第一线圈并联地连接，通过对电磁线圈施加电压来完成电容器的充电，从而从导通状态变成非导通状态。即，在从对电磁线圈施加电压起至电容器的充电完成为止，维持第一线圈和第二线圈的通电状态。另一方面，在电容器的充电完成后，第一线圈维持通电状态，第二线圈通过电容器而成为非导通状态。由此，例如，通过基于保持电压来设定第一线圈的消耗电力，从而在电容器的充电完成后，施加于电磁线圈的电压切换成保持电压。其结果，能够以简单的结构将施加于电磁线圈的电压从动作电压切换成保持电压。

通过对电磁线圈施加电压而触点装置的触点部从断开状态切换成接通状态为止的时间也可以比电容器的充电完成为止的时间短。在该情况下，能够防止在触点装置的触点部从断开状态变成接通状态之前第二线圈成为非导通状态。即，能够抑制在触点部的动作中电磁力变弱的情况。

电容器也可以构成为，在通过对电磁线圈施加电压而触点装置的触点部从断开状态切换成接通状态之后完成充电。在该情况下，能够防止在触点装置的触点部从断开状态变成接通状态之前第二线圈成为非导通状态。即，能够抑制在触点部的动作中电磁力变弱的情况。

电磁铁装置也可以还具备：第一线圈端子，其与第一线圈以及外部电源的正极连接；第二线圈端子，其与外部电源的负极连接；以及第三线圈端子，其包含第二插入部。第一线圈端子也可以包含第一插入部。电容器也可以包含向第一插入部插入的第一端子和向第二插入部插入的第二端子。在该情况下，第一线圈端子与电容器的连接、以及第三线圈端子与电容器的连接变得容易。

电磁铁装置也可以还具备二极管，该二极管包含向第一插入部插入的阴极端子和向第二插入部插入的阳极端子。在该情况下，能够保护电磁铁装置免受反电动势的影响。并且，第一线圈端子与二极管的连接、以及第三线圈端子与二极管的连接变得容易。

电容器以及二极管也可以设置于第一线圈端子和第三线圈端子的外部。在该情况下，例如在具备三根线圈端子的现有的电磁铁装置中，能够容易地应用本发明。并且，在难以在收纳电磁铁装置的壳体内确保电容器以及二极管的设置空间的电磁继电器中，能够容易地应用本发明。

根据本发明，能够提供一种以简单的结构将施加于电磁线圈的电压从动作电压切换成保持电压的电磁铁装置。

附图说明

图1是电磁继电器的立体图。

图2是电磁继电器的侧视图。

图3是电磁铁装置的立体图。

图4是电磁铁装置的后视图。

图5是电磁铁装置的示意电路图。

图6是用于说明对电磁线圈施加电压后的第一线圈、第二线圈、触点装置以及电容器的各状态的时序图。

图7是用于说明电磁铁装置的变形例的图。

符号说明

3:触点装置；4:电磁铁装置；41:电磁线圈；41a:第一线圈；41b:第二线圈；45:电容器；45a:第一端子；45b:第二端子；46:二极管；46a:阴极端子；46b:阳极端子；47:第一线圈端子；47a:第一插入部；48:第二线圈端子；49:第三线圈端子；49a:第二插入部；50:直流电源(外部电源的一例)。

具体实施方式

以下，参照附图对具备本发明的一个方式的电磁铁装置的电磁继电器的实施方式进行说明。

如图1至图4所示，电磁继电器1具备基座2、触点装置3、电磁铁装置4、可动铁片5以及卡件6。

在以下的说明中，将相对于基座2配置触点装置3以及电磁铁装置4的方向定义为上方，将其相反方向定义为下方。将相对于电磁铁装置4配置触点装置3的方向定义为前方，将其相反方向定义为后方。并且，将与图2的纸面正交的方向定义为左右方向。上述方向是为了便于说明而定义的，并不限定电磁继电器1的配置方向。

基座2由树脂等具有绝缘性的材料形成。基座2沿前后方向以及左右方向延伸。此外，电磁继电器1具备从基座2的上方覆盖基座2的未图示的壳体。

触点装置3配置于基座2。触点装置3被基座2支撑。触点装置3包含固定端子8和可动接触片10。固定端子8以及可动接触片10由具有导电性的材料形成。

固定端子8被基座2支撑。固定端子8在上下方向上贯通基座2。固定端子8包含固定触点8a。固定触点8a配置于固定端子8的后表面。

可动接触片10配置于固定端子8的后方。可动接触片10被基座2支撑。可动接触片10在上下方向上贯通基座2。可动接触片10包含可动触点10a。可动触点10a与固定触点8a在前后方向上对置地配置，并能够与固定触点8a接触。

电磁铁装置4利用电磁力来驱动触点装置3。电磁铁装置4经由可动铁片5使卡件6移动。电磁铁装置4配置于基座2。电磁铁装置4被基座2支撑。电磁铁装置4包含电磁线圈41、卷线筒42、铁芯43以及磁轭44。

电磁线圈41卷绕于卷线筒42的外周。此外，在图1至图4中，省略了电磁线圈41的绕组的图示。从直流电源50对电磁线圈41施加电压。直流电源50是外部电源的一例。

如图5所示，电磁线圈41包含第一线圈41a和第二线圈41b。第二线圈41b与第一线圈41a并联地连接。第一线圈41a以及第二线圈41b通过对电磁线圈41施加电压而从非导通状态变成导通状态。

铁芯43配置于卷线筒42的内周。铁芯43的上端是磁极面，与可动铁片5在前后方向上对置地配置。

磁轭44配置于电磁线圈41的周围。磁轭44具有弯折成L字状的形状。磁轭44配置于电磁线圈41的下方及前方。磁轭44与铁芯43的下端连接。

可动铁片5配置在电磁铁装置4与卡件6之间。可动铁片5具有弯折成L字状的形状。可动铁片5与卡件6连结。可动铁片5的后端配置于铁芯43的上方。可动铁片5以能够转动的方式被铰链弹簧支撑。可动铁片5以磁轭44的上端为转动支点而转动。由铰链弹簧向远离铁芯43的方向对可动铁片5的后端进行施力。

卡件6由树脂等具有绝缘性的材料形成。卡件6伴随可动铁片5的转动而沿前后方向移动。

接下来，对电磁继电器1的动作进行说明。在电磁线圈41未被励磁的状态下，可动触点10a处于从固定触点8a离开的离开状态。若对电磁线圈41施加电压而使之励磁，则可动铁片5被铁芯43吸引而可动铁片5转动。伴随可动铁片5的转动，卡件6被可动铁片5按压而卡件6向前方移动。由此，可动接触片10被卡件6向前方按压，从而可动触点10a与固定触点8a接触。

若停止对电磁线圈41施加电压，则可动铁片5通过可动接触片10以及铰链弹簧的弹力而向远离铁芯43的方向转动。由此，卡件6向后方移动，可动触点10a从固定触点8a离开。

如图3至图5所示，电磁铁装置4还包含电容器45、二极管46、第一线圈端子47、第二线圈端子48以及第三线圈端子49。

电容器45与第二线圈41b串联地连接。电容器45与第一线圈41a并联地连接。电容器45的静电电容例如为100μF左右。电容器45配置在第二线圈41b与第一线圈端子47之间。电容器45包含第一端子45a和第二端子45b。第一端子45a与第一线圈端子47连接。第二端子45b与第三线圈端子49连接。

电容器45通过对电磁线圈41施加电压而向电容器45流动电流来进行充电。若向电容器45流动电流并经过一定时间，则电容器45的充电完成。由于电容器45的充电完成，所以切断向第二线圈41b流动的电流，从而第二线圈41b从导通状态变成非导通状态。

二极管46与电容器45并联地连接。二极管46与第一线圈端子47和第三线圈端子49连接。二极管46配置于电容器45的上方。二极管46作为保护电磁铁装置4免受反电动势的影响的保护电路发挥功能。

二极管46包含阴极端子46a和阳极端子46b。阴极端子46a与第一线圈端子47连接。阴极端子46a与电容器45的第一端子45a在上下方向上分离。阳极端子46b与第三线圈端子49连接。阳极端子46b与电容器45的第一端子45a在上下方向上分离。

第一线圈端子47在上下方向上贯通基座2。第一线圈端子47被卷线筒42或基座2的至少一方支撑。第一线圈端子47与第一线圈41a连接。第一线圈端子47与直流电源50的正极连接。

第一线圈端子47包含第一插入部47a。第一插入部47a配置于第一线圈端子47的上部。第一插入部47a呈大致U字形状，供电容器45的第一端子45a和二极管46的阴极端子46a插入。电容器45的第一端子45a和二极管46的阴极端子46a软钎焊于第一插入部47a。

第二线圈端子48在上下方向上贯通基座2。第二线圈端子48被卷线筒42或基座2的至少一方支撑。第二线圈端子48与第一线圈41a和第二线圈41b连接。第二线圈端子48与直流电源50的负极连接。

第三线圈端子49被卷线筒42或基座2的至少一方支撑。第三线圈端子49与第一线圈端子47在左右方向上对置地配置。第三线圈端子49也可以与第一线圈端子47在前后方向上对置地配置。

第三线圈端子49包含第二插入部49a。第二插入部49a配置于第三线圈端子49的上部。第二插入部49a呈大致U字形状，供电容器45的第二端子45b和二极管46的阳极端子46b插入。电容器45的第二端子45b和二极管46的阳极端子46b软钎焊于第二插入部49a。

图6是用于说明对电磁线圈41施加电压后的第一线圈41a、第二线圈41b、触点装置3以及电容器45的各状态的时序图。

若对电磁线圈41施加电压，则向第一线圈41a以及第二线圈41b流动电流，第一线圈41a以及第二线圈41b从非导通状态变成导通状态。由此，电磁力作用于可动铁片5，触点装置3的触点部(可动触点10a以及固定触点8a)从断开状态切换成接通状态。

若对电磁线圈41施加电压，则电容器45随着时间的经过而逐渐被充电。随着电容器45的电压逐渐变高，向第二线圈41b流动的电流降低。若对电磁线圈41施加电压的状态持续一定时间，则电容器45的充电完成。由于电容器45的充电完成，所以切断向第二线圈41b流动的电流。由此，第二线圈41b从导通状态变成非导通状态。另一方面，第一线圈41a维持通电状态。

此处，在电磁线圈41中，第一线圈41a的消耗电力与第二线圈41b的消耗电力的比例基于将触点装置3的触点部维持为接通状态所需的保持电压来设定。第一线圈41a的消耗电力设定为能够将触点装置3的触点部维持为接通状态的消耗电力。在将触点部维持为接通状态所需的保持电压相对于用于使触点部从断开状态变成接通状态的动作电压为25％的情况下，例如设定为第一线圈41a的消耗电力为25％，剩余的75％为第二线圈41b的消耗电力。由此，电容器45的充电完成而第二线圈41b成为非导通状态，从而施加于电磁线圈41的电压切换成保持电压。此外，第一线圈41a的消耗电力与第二线圈41b的消耗电力的比例根据电磁继电器1的设计而适当变更。

触点装置3的触点部从断开状态切换成接通状态为止的时间比电容器45的充电完成为止的时间短。电容器45的充电完成为止的时间根据电容器45的静电电容、第二线圈41b的消耗电力量来调整。例如，电容器45的静电电容设定为在触点装置3的触点部从断开状态切换成接通状态之后电容器45的充电完成的电容。由此，在通过向电磁线圈41施加电压而触点装置3的触点部从断开状态切换成接通状态之后，第二线圈41b从导通状态变成非导通状态。

在上述电磁继电器1的电磁铁装置4中，第二线圈41b与第一线圈41a并联地连接，通过对电磁线圈41施加电压而完成电容器45的充电，从而从导通状态变成非导通状态。即，从对电磁线圈41施加电压起至电容器45的充电完成为止，维持第一线圈41a和第二线圈41b的通电状态。另一方面，在电容器45的充电完成后，第一线圈41a维持通电状态，第二线圈41b通过电容器45而成为非导通状态。通过使第二线圈41b成为非导通状态，施加于电磁线圈41的电压切换成保持电压。其结果，能够以简单的结构将施加于电磁线圈41的电压从动作电压切换成保持电压。

此外，在停止对电磁线圈41施加电压而触点装置3的触点部从断开状态切换成接通状态时，有因电容器45的放电而复位时间延迟的担忧。然而，通过电容器45的放电而向第一线圈41a流动的电流的方向与通过电容器45的放电而向第二线圈41b流动的电流的方向相反。因此，通过调整第一线圈41a和第二线圈41b各自的匝数，能够抑制复位时间的延迟。

以上，对本发明的一个方式的电磁继电器的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

触点装置3以及电磁铁装置4的结构也可以变更。例如，也可以将本发明应用于保持继电器。并且，也可以将本发明应用于具备多个固定端子的电磁继电器。例如，也可以将本发明应用于所谓的C触点继电器。

第一插入部47a以及第二插入部49a的形状可以改变。也可以如图7所示，电容器45以及二极管46设置于第一线圈端子47和第三线圈端子49的外部。

电磁线圈41的结构也可以变更。在上述实施方式中，电磁线圈41包含第一线圈41a和第二线圈41b这两个线圈，但电磁线圈41例如也可以包含三个以上的线圈。

Claims (6)

1.一种电磁铁装置，利用电磁力来驱动触点装置，其特征在于，具备：

电磁线圈，其包含第一线圈和与所述第一线圈并联地连接的第二线圈；以及

电容器，其与所述第二线圈连接，通过对所述电磁线圈施加电压来进行充电，

所述第一线圈以及所述第二线圈通过对所述电磁线圈施加电压而从非导通状态变成导通状态，

所述第二线圈通过对所述电磁线圈施加电压而完成所述电容器的充电，从而切断向所述第二线圈流动的电流而从所述导通状态变成所述非导通状态。

2.根据权利要求1所述的电磁装置，其特征在于，

通过对所述电磁线圈施加电压而所述触点装置的触点部从断开状态切换成接通状态为止的时间比所述电容器的充电完成为止的时间短。

3.根据权利要求1所述的电磁装置，其特征在于，

所述电容器构成为，在通过对所述电磁线圈施加电压而所述触点装置的触点部从断开状态切换成接通状态之后完成充电。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁铁装置，其特征在于，还具备：

第一线圈端子，其包含第一插入部，与所述第一线圈以及外部电源的正极连接；

第二线圈端子，其与所述外部电源的负极连接；以及

第三线圈端子，其包含第二插入部，

所述电容器包含向所述第一插入部插入的第一端子和向所述第二插入部插入的第二端子。

5.根据权利要求4所述的电磁装置，其特征在于，

还具备二极管，该二极管包含向所述第一插入部插入的阴极端子和向所述第二插入部插入的阳极端子。

6.根据权利要求5所述的电磁装置，其特征在于，

所述电容器以及所述二极管设置于所述第一线圈端子和所述第三线圈端子的外部。