CN118140284A - 螺线管及开关器 - Google Patents

Abstract

本发明获得一种通过在突出部的螺线管线圈侧的端部设置台阶，能够有效地进行可动铁芯的直线移动的螺线管。螺线管包括螺线管线圈(1)、可动铁芯(2)和固定铁芯(3)。可动铁芯(2)的一端在螺线管线圈(1)的中空部内直线移动，并在另一端侧具有在与直线移动方向垂直的方向上左右对称地设置的突出部(2a)，该突出部(2a)的靠螺线管线圈(1)侧的端部成为台阶。固定铁芯(3)围绕螺线管线圈(1)，并且包括供突出部(2a)嵌入的凹部(3a)。

Description

螺线管及开关器

技术领域

本公开涉及螺线管和使用螺线管的开关器。

背景技术

螺线管是由固定铁芯、可动铁芯以及通过电流流动产生磁通的螺线管线圈构成的一种致动器。在可动铁芯的上部设有被称为止动件的与动作方向垂直的突出部。

电流流过螺线管线圈时会产生磁通，磁通流过固定铁芯和可动铁芯之间的空隙，从而产生电磁力。该电磁力作为使可动铁芯向固定铁芯侧直线移动的力(以下称为吸力)作用而使其可动，通过止动件与固定铁芯接触而使其停止。

以往，公开了一种通过在可动铁芯的下部设置凸部来减少空隙的螺线管。(例如，参照专利文献1)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005-116554号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

上述螺线管通过设置在可动铁芯的下部的凸部降低磁阻来提高吸力。但是，随着可动铁芯向固定铁芯方向直线移动，磁通在与直线移动方向垂直的方向上流动，沿直线移动方向流动的磁通的比例减少。

本公开的目的是为了解决上述问题，其目的是获得一种使随着可动铁芯直线移动而产生的在与直线移动方向垂直的方向上流动的磁通减少，并通过增加直线移动方向上的磁通来提高吸力的螺线管。

用于解决技术问题的技术手段

本公开的螺线管包括：螺线管线圈，该螺线管线圈因通电励磁而产生磁通，产生在中空部内的轴向上作用吸力的电磁力；可动铁芯，该可动铁芯的一端在电磁力的作用下在中空部内直线移动，并在另一端侧具有在与直线移动方向垂直的方向上左右对称地设置的突出部，该突出部的靠螺线管线圈侧的端部成为台阶；以及固定铁芯，该固定铁芯围绕螺线管线圈，并具有供突出部嵌入的凹部。

发明效果

根据本公开的螺线管，通过在可动铁芯的突出部的端部设置台阶，具有能有效地进行可动铁芯的直线移动的效果。

附图说明

图1是本公开的实施方式1的螺线管的立体图。

图2是表示本公开的实施方式1的初始位置处的螺线管的图。

图3是表示本公开的实施方式1的中途位置处的螺线管的图。

图4是表示本公开的实施方式1的吸附位置处的螺线管的图。

图5是与本公开的实施方式1的图4的E部对应的放大图。

图6是本公开的实施方式2的螺线管的立体图。

图7是定义本公开的实施方式2的长度关系的图。

图8是表示本公开的实施方式2的初始位置处的螺线管的图。

图9是示出了本公开的实施方式2中流过空隙的磁通和吸力的关系的与图8的P部对应的放大图。

图10是表示本公开的实施方式2的中途位置处的螺线管的图。

图11是表示本公开的实施方式2的中途位置处的螺线管的图。

图12是表示本公开的实施方式2的吸附位置处的螺线管的图。

图13是比较本公开的比较方式以及实施方式2的螺线管的吸力的图。

图14是表示本公开的实施方式3的初始位置处的螺线管的图。

图15是表示本公开的实施方式3的中途位置处的螺线管的图。

图16是比较本公开的实施方式2以及实施方式3的螺线管的吸力的图。

图17是表示本公开的实施方式4的初始位置处的螺线管的图。

图18是表示本公开的实施方式4的磁轭磁饱和的螺线管的图。

图19是本公开的实施方式5的螺线管的立体图。

图20是表示本公开的实施方式5的初始位置处的螺线管的图。

图21是表示本公开的实施方式5的磁轭磁饱和的第一级螺线管的图。

图22是表示本公开的实施方式5的磁轭磁饱和的第二级螺线管的图。

图23示出了本公开的螺线管应用于开关器的应用示例的图。

具体实施方式

下面，基于附图对实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式是示例性的。另外，各实施方式可以适当组合来执行。

实施方式1.

图1是本公开的实施方式1的螺线管的立体图。图2是表示本公开的实施方式1的初始位置处的螺线管的图。图3是表示本公开的实施方式1的中途位置处的螺线管的图。图4是表示本公开的实施方式1的吸附位置处的螺线管的图。图5是与本公开的实施方式1的图4的E部对应的放大图。

图1和图2所示的螺线管包括：螺线管线圈1，该螺线管线圈1因通电励磁而产生电磁力；可动铁芯2，该可动铁芯2的一端在螺线管线圈1的中空部内直线移动，并在另一端侧具有在与直线移动方向垂直的方向上左右对称地设置的突出部2a，该突出部2a的靠螺线管线圈1侧的端部成为台阶；以及固定铁芯3，该固定铁芯3具有供凸部嵌入的第一凹部3b和供突出部2a嵌入的第二凹部3a。

图1所示的X轴是可动铁芯2的直线移动方向，Y轴是与可动铁芯2的直线移动方向垂直的设有突出部2a的方向，Z轴是本实施方式的螺线管的深度方向。虽然在下面的图中也示出了各个轴，但由于它们是相同的，因此省略对它们的说明。

螺线管线圈1被固定铁芯3围绕，并且被设置为使得可动铁芯2在相当于空芯的中空部内进行直线移动。因通电励磁而生成磁通，从而产生电磁力。使可动铁芯2沿轴向直线移动的吸力Fx作用在中空部内。

可动铁芯2在螺线管线圈1侧的一端设有凸部2b，在另一端侧具有在与直线移动方向垂直的方向上左右对称地设置的突出部2a。可动铁芯2通过吸力Fx在螺线管线圈1的中空部内直线移动，并设置成若突出部2a嵌入固定铁芯3的第二凹部3a则停止。此外，设置在可动铁芯2的螺线管线圈1侧的一端的凸部2b嵌入设置在固定铁芯3的第一凹部3b，从而可动铁芯停止。

突出部2a具有螺线管线圈1侧的端部成为台阶且设置有一级以上台阶的阶梯形状。在图1中，示出了突出部2a为一级台阶的例子，但是也可以设置多级台阶。在以下的实施方式中说明设置了多级台阶的例子。

固定铁芯3围绕螺线管线圈1，并且在上表面上具有第二凹部3a，当可动铁芯2停止直线移动时，突出部2a嵌入该第二凹部3a中。在固定铁芯3内侧的底部设置有第一凹部3b，当可动铁芯2停止直线移动时，设置在可动铁芯2的一端的凸部2b嵌入该第一凹部3b中。

在本公开中，图示并说明了在一端设置有凸部2b的可动铁芯2，但不限于该形状，即使是没有凸部2b的可动铁芯2也能获得本公开所记载的效果。此外，同样地，图示并说明了设置在固定铁芯3中的第一凹部3b，但不限于该形状，即使是没有第一凹部3b的固定铁芯3也能获得本公开所记载的效果。

接着，使用图2至图4说明动作。图内的箭头表示磁通、空白箭头表示吸力Fx，箭头的粗细表示大小。另外，在下面的实施方式中，同样图示出磁通和吸力Fx，省略说明。

图2是示出初始位置处的螺线管的图。若使螺线管线圈1通电，则电流流过螺线管线圈1，产生磁通并形成磁路。通过磁通在可动铁芯2和固定铁芯3之间的空隙中流动来产生吸力Fx，通过吸力Fx使可动铁芯2沿直线移动方向即X轴方向直线移动。

图3是示出中途位置处的螺线管的图。通过吸力Fx使可动铁芯2沿X轴方向直线移动，在突出部2a的最下表面开始嵌入到设置在固定铁芯3上的第二凹部3a的定时，即当突出部2a的最下表面与固定铁芯3的上表面的高度一致时，从固定铁芯3流向突出部2a的磁通(倾斜磁通)增大。

该倾斜磁通在X轴方向上的分量是使可动铁芯2沿X轴方向直线移动的吸力Fx的一部分。由此，能将从螺线管线圈1获得的磁通有效地转换为吸力Fx。

图4是示出吸附位置处的螺线管的图。吸附是指可动铁芯2的直线移动停止的状态。可动铁芯2受到吸力Fx而直线移动，通过凸部2b嵌入并抵接第一凹部3b，突出部2a嵌入并抵接第二凹部3a来使可动铁芯2停止。

如上所述，实施方式1的螺线管包括可动铁芯2，该可动铁芯2在一端具有凸部2b，在另一端侧具有在垂直于直线移动方向的方向上左右对称地设置的具有阶梯形状的突出部2a，该突出部2a的靠螺线管线圈1侧的端部成为台阶，由此产生从固定铁芯3流向突出部2a的倾斜磁通。由此，可以将倾斜磁通的直线移动方向上的分量设为吸力Fx，从而获得能够使可动铁芯2有效地直线移动的效果。

另外，本实施方式示出了图1至图4所示的固定铁芯3，在形状不同的固定铁芯3中也能得到同样的效果。用图5对固定铁芯3的具体形状进行说明。图5是与图4的E部对应的放大图。以具有标记了阴影以示区分的突起部3c的固定铁芯3为例进行了说明，但是即使没有突起部3c的固定铁芯3也能够获得同样的效果。在以下的实施方式中，图示说明没有突起部3c的固定铁芯31。

实施方式2.

在实施方式1中，示出了具备可动铁芯2的螺线管，该可动铁芯2在一端具有凸部2b，在另一端侧具有在与直线移动方向垂直的方向上左右对称地设置的阶梯形状的突出部2a，该突出部2a的靠螺线管线圈1侧的端部成为台阶。在实施方式2中，构成不具有固定铁芯3的突起部3c的固定铁芯31，在固定铁芯31的上表面的端部新设置磁轭4。后面将用图6进行具体说明。除此以外的结构与实施方式1相同，对与实施方式1相同的结构赋予相同的标号，省略说明。

本实施方式使用图6至图14进行说明。图6是本实施方式的螺线管的立体图。图7是定义本实施方式的长度之间的关系的图。图8是示出本实施方式的初始位置处的螺线管的图。图9是示出了本实施方式中流过空隙的磁通和吸力的关系的与图8的P部对应的放大图。图10是示出本实施方式的中途位置处的螺线管的图。图11是示出本实施方式的中途位置处的螺线管的图。图12是示出本实施方式的吸附位置处的螺线管的图。图13是比较了比较方式和本实施方式的螺线管的吸力的图。

如图6所示，本实施方式的螺线管构成不具有固定铁芯3的突起部3c的固定铁芯31，将磁轭4新设置在固定铁芯31的上表面的端部。磁轭4在与螺线管线圈1相反的方向上延伸地设置在固定铁芯31的上表面的端部。此外，设定磁轭4的截面积S，使得当突出部2a的最下表面的高度和固定铁芯31的上表面的高度一致时，磁轭4磁饱和。为了在期望的定时使磁轭4磁饱和，可以通过调节磁轭4的厚度或宽度来设定图6所示的磁轭4的截面积S。

图7是定义长度关系的图。在图7中，将磁轭4的高度定义为L1，将设置在固定铁芯31的底部的第一凹部3b的深度定义为L2，将突出部2a的最下表面和固定铁芯31的上表面之间的高度定义为L3。在本实施方式中，将磁轭4的高度设定为高于设置在固定铁芯31的底部的第一凹部3b的深度。即，在本实施方式中，将磁轭4的高度设定为L1≥L2，并决定磁轭4的截面积S使得当L3＝0时磁轭4磁饱和。

接着，使用图8至图12说明动作。图8是示出初始位置处的螺线管的图。在本实施方式中，初始位置设为突出部2a的最下表面高于固定铁芯31的上表面的状态。若在图8所示的初始位置使电流流过螺线管线圈1，则由磁轭4、突出部2a、可动铁芯2、凸部2b和固定铁芯31形成磁路。通过磁通在可动铁芯2和固定铁芯31之间的空隙中流动，产生用于使可动铁芯2沿X轴方向直线移动的吸力Fx。具体使用图9进行说明。

图9是与图8的P部对应的放大图。如图9所示，在流过磁轭4和突出部2a之间的空隙的磁通中，沿X轴方向流动的磁通Φx产生吸力Fx，从而沿X轴方向吸引可动铁芯2。此外，通过可动铁芯2的直线移动减小了可动铁芯2和固定铁芯31之间的空隙，从而降低了磁阻，因此增加了从螺线管线圈1获得的磁通。

图10是示出位置A处的螺线管的图。位置A是指当本实施方式的螺线管的突出部2a的上表面与磁轭4的上表面的高度一致时。在位置A，如图10所示，在空隙中流动的磁通沿Y轴方向流动的比例增加，沿X轴方向流动的比例减少。因此，随着沿X轴方向流动的磁通减少，从而吸力Fx下降。

图11是示出位置B处的螺线管的图。位置B是指当本实施方式的螺线管的突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致时。对磁饱和的磁轭4标记了阴影进行图示，以与可动铁芯2和固定铁芯31区分。如图11所示，设定磁轭4的截面积S，使得当突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致时，即，当L3＝0时，磁轭4磁饱和。由此，抑制了从固定铁芯31流向磁轭4的磁通达到一定量以上，使在磁阻较小的固定铁芯31和突出部2a之间流动的磁通增大。也就是说，通过增大空隙中沿X轴方向流动的比例，能将从螺线管线圈1获得的磁通更有效地变成使可动铁芯2直线移动的吸力Fx。

图12是示出吸附位置处的螺线管的图。通过吸力Fx使可动铁芯2直线移动，通过凸部2b嵌入并抵接第一凹部3b，突出部2a嵌入并抵接第二凹部3a来使可动铁芯2停止。

在本实施方式中，设计磁轭4的截面积S并设定磁轭4的高度，使得当突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致时，即，当L3＝0时，磁轭4磁饱和。这里，使用图13对本实施方式与比较方式之间的吸力Fx进行比较。比较方式是在位置B磁轭4没有磁饱和的本实施方式的螺线管。图13是比较本实施方式的螺线管与比较方式的螺线管之间的吸力Fx的图。

如图13所示，可知在本实施方式的螺线管中，磁轭4在位置B处磁饱和，从而与比较方式的螺线管相比，从固定铁芯31流向突出部2a的磁通增加，从而提高了吸力Fx。根据该结果，本实施方式的螺线管能使从螺线管线圈1获得的磁通有效地转变为有助于可动铁芯2的直线移动动作的吸力Fx。

如上所述，本实施方式的螺线管形成为在突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致时，即，当L3＝0时，磁轭4磁饱和，从而能抑制从磁轭4流向突出部2a的无助于吸力Fx的Y轴方向上的磁通。另外，通过设定磁轭4的截面积S，使得当突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致时，即，当L3＝0时，磁轭4磁饱和，从而能增大从固定铁芯31流向突出部2a的磁通。由此，通过增大有助于吸力Fx的磁通，并抑制无助于吸力Fx的磁通，从而获得能够有效地使可动铁芯2直线移动的螺线管。

另外，在本实施方式中，示出了当突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致时，即，当L3＝0时，磁轭4磁饱和的螺线管，然而，磁饱和的定时不限于突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致时，即L3＝0时。例如，即使在突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致前后的定时(L3≈0)使磁轭4磁饱和，也能获得上述效果。

另外，在本实施方式中，图示并说明了不具有突起部3c的固定铁芯31，但即使使用实施方式1中图示的具有突起部3c的固定铁芯3，也能得到同样的效果。

实施方式3.

在本实施方式中，将磁轭4的高度设定为低于第一凹部3b的深度(L1＜L2)。此外，决定磁轭4的截面积S，使得当突出部2a的上表面的高度和磁轭4的上表面的高度一致时，磁轭4磁饱和，并将磁轭4设置在固定铁芯31的上表面的端部。除此以外的结构与实施方式2相同，对与实施方式2相同的结构赋予相同的标号，省略说明。

本实施方式使用图14至图16进行说明。图14是示出本实施方式的初始位置处的螺线管的图。图15是示出本实施方式的中途位置处的螺线管的图。图16是比较实施方式2以及实施方式3的螺线管的吸力的图。

如图14所示，本实施方式的螺线管中，设置有磁轭4，使得磁轭4的高度低于第一凹部3b的深度。将可动铁芯2的突出部2a高于磁轭4的上表面的状态设为初始位置。若在初始位置使电流流过螺线管线圈1，则由磁轭4、突出部2a、可动铁芯2、凸部2b和固定铁芯31形成磁路。然后，流过可动铁芯2和固定铁芯31之间的空隙的磁通产生吸力Fx，可动铁芯2沿X轴方向直线移动。

图15示出了在磁轭4磁饱和的定时的螺线管。将图15所示的突出部2a的上表面与磁轭4的上表面的高度一致时的本实施方式的螺线管的状态设为位置C。另外，图15中对磁饱和的磁轭4标记阴影，以与可动铁芯2和固定铁芯31区分。当突起部2a的上表面和磁轭4的高度一致时，使磁轭4磁饱和，从而抑制从固定铁芯31流向磁轭4的磁通达到一定量以上。此外，从磁阻较小的固定铁芯31流向突出部2a的磁通增大。也就是说，通过抑制无助于吸力Fx的磁通，增大有助于吸力Fx的磁通，能使从螺线管线圈1获得的磁通有效地变成使可动铁芯2直线移动的吸力Fx。

这里，使用图16进行实施方式2与本实施方式之间的吸力Fx的比较。图16是比较实施方式2的螺线管与本实施方式的螺线管之间的吸力Fx的图。

在实施方式2和本实施方式中，磁轭4的高度和第一凹部3b的深度之间的大小关系不同。根据图16可知，本实施方式的螺线管与实施方式2的螺线管相比，在位置C处吸力Fx提高。即，可以说即使在可动铁芯2和固定铁芯31之间的空隙减小，可动铁芯2和固定铁芯31之间的距离较近的情况下，也能提高吸力Fx。

如上所述，本实施方式的螺线管中，设定了磁轭4的截面积S，使得磁轭4的高度低于第一凹部3b的深度。由此，能在可动铁芯2和固定铁芯31之间的距离较近的位置处提高吸力Fx，即使在设定为螺线管所要求的输出特性的情况下，也能在期望的定时提高吸力Fx。

另外，在本实施方式中，示出了当突出部2a的上表面与磁轭4的上表面的高度一致时磁轭4磁饱和的螺线管，但是，例如，即使在突出部2a的上表面与磁轭4的上表面的高度一致的前后定时使磁轭4磁饱和，也能获得上述效果。

另外，在本实施方式中，图示并说明了不具有突起部3c的固定铁芯31，但即使使用实施方式1中图示的具有突起部3c的固定铁芯3，也能得到同样的效果。

在实施方式2、3中，对使磁轭4磁饱和的螺线管的一个例子进行了说明，但是磁饱和的时刻不限于实施方式2、3的时刻，也可以设定为在可动铁芯2移动时，即可动铁芯2从初始位置直线移动到吸附位置的期间磁轭4磁饱和。由此，通过设定为在可动铁芯2的移动中途磁轭4磁饱和，能抑制经由突出部2a流向磁轭4的磁通，并能调节吸力Fx。

另外，通过设定为在固定铁芯3和突出部2a之间产生的磁通(倾斜磁通)的Y轴方向分量大于在磁轭4和突出部2a的前端部位之间产生的磁通的X轴方向分量时，之后使磁轭4磁饱和，能增大X轴方向上的磁通，并能提高吸力Fx。

实施方式4.

在之前的实施方式中，示出了在固定铁芯31的上表面的端部设置磁轭4的螺线管，但是在本实施方式中示出了在突出部2a的端部设置磁轭41的螺线管。具体地说，设定磁轭41的截面积S，使得当固定铁芯31的上表面与突出部2a的最下表面的高度一致时，设置在突出部2a的端部并延伸到螺线管线圈1侧的磁轭41磁饱和。除此以外的结构与实施方式3相同，对与实施方式3相同的结构赋予相同的标号，省略说明。

本实施方式使用图17和图18进行说明。图17是示出本实施方式的初始位置处的螺线管的图。图18是示出本实施方式的磁轭磁饱和的螺线管的图。

如图17所示，在本实施方式的螺线管中，将磁轭41的截面积S设定为使得当突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致时，向螺线管线圈1侧延伸的磁轭41磁饱和。将突出部2a的最下表面位于比固定铁芯31的上表面要高的位置的状态设为初始位置。若在初始位置使电流流过螺线管线圈1，则由磁轭41、突出部2a、可动铁芯2、凸部2b和固定铁芯31形成磁路。然后，通过流过可动铁芯2和固定铁芯31之间的空隙的磁通产生吸力Fx，可动铁芯2沿X轴方向直线移动。

图18示出了在磁轭41磁饱和的定时，即固定铁芯31的上表面与突出部2a的最下表面的高度一致的定时的螺线管。另外，图18中对磁饱和的磁轭41标记了阴影，以与可动铁芯2和固定铁芯31区分。当突起部2a的最下表面和固定铁芯31的上表面的高度一致时，使磁轭41磁饱和，从而抑制从固定铁芯31流向磁轭4的磁通达到一定量以上。此外，从磁阻较小的固定铁芯31流向突出部2a的磁通增大。也就是说，通过抑制无助于吸力Fx的磁通，增大有助于吸力Fx的磁通，能使从螺线管线圈1获得的磁通有效地变成使可动铁芯2直线移动的吸力Fx。

如上所述，在本实施方式中，示出了一种螺线管，设定向突出部2a的螺线管线圈1侧延伸的磁轭41的截面积S，使得当固定铁芯31的上表面与突出部2a的最下表面的高度一致时，磁轭41磁饱和。由此，即使在改变了安装磁轭41的位置的情况下，也能提高吸力Fx并有效地使可动铁芯2直线移动。

另外，在本实施方式中，示出了当突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致时使磁轭41磁饱和的螺线管，但是，例如，即使在突出部2a的最下表面与固定铁芯31的上表面的高度一致前后的定时使磁轭41磁饱和也能获得上述效果。

另外，在本实施方式中，图示并说明了不具有突起部3c的固定铁芯31，但使用实施方式1中图示的具有突起部3c的固定铁芯3也能得到同样的效果。

实施方式5.

在上述实施方式中，示出了具有阶梯形状的突出部2a的螺线管，该突出部2a的靠螺线管线圈1侧的端部成为台阶。在本实施方式中，示出了包括具有多级台阶的突出部2a的螺线管。此外，设置了多个截面积不同的磁轭，并且根据突出部2a的台阶级数来设定磁轭的截面积以使得磁轭磁饱和。除此以外的结构与实施方式2相同，对与实施方式2相同的结构赋予相同的标号，省略说明。

本实施方式使用图19至图22进行说明。图19是本实施方式的螺线管的立体图。图20是示出本实施方式的初始位置处的螺线管的图。图21是示出本实施方式的磁轭4a磁饱和的螺线管的图。图22是示出本实施方式的磁轭4b磁饱和的螺线管的图。

如图19所示，可动铁芯2的突出部2a呈在其端部具有多级台阶的阶梯形状。设置在固定铁芯31的上表面的端部并向上方延伸的磁轭的截面积设定为使得磁轭与突出部2a相匹配地阶梯式饱和。在图19中，将磁轭4a和磁轭4b的截面积分别设定为S、Sc(Sc＞S)，从固定铁芯31的上表面依次设置磁轭4b和磁轭4a。另外，在图19中，作为示例，示出了具有两级台阶(左右共四级)的突出部2a，但是可以具有三级以上的台阶，可以与其相匹配地设置多个截面积不同的磁轭。

下面说明动作。图20是示出初始位置处的螺线管的图。将突出部2a的最下表面位于比固定铁芯31的上表面要高的位置的状态设为初始位置。若在初始位置使电流流过螺线管线圈1，则由磁轭4b、磁轭4a、突出部2a、可动铁芯2、凸部和固定铁芯31形成磁路。然后，通过流过可动铁芯2和固定铁芯31之间的空隙的磁通产生吸力Fx，可动铁芯2沿X轴方向直线移动。

然后，如图21所示，当磁轭4b的上表面与离固定铁芯31第二近的突出部2a的下表面的高度一致时，磁轭4a磁饱和。另外，图21中对磁饱和的磁轭4a标记了阴影，以与可动铁芯2、固定铁芯31以及磁轭4b区分。通过使磁轭4a磁饱和，抑制从磁轭4b流向磁轭4a的磁通达到一定量以上。此外，从磁阻较小的磁轭4b流向突出部2a的磁通增大。也就是说，通过抑制无助于吸力Fx的磁通，增大有助于吸力Fx的磁通，能使从螺线管线圈1获得的磁通有效地变成使可动铁芯2直线移动的吸力Fx。

此外，如图22所示，当固定铁芯31的上表面与突出部2a的最下表面的高度一致时，磁轭4b磁饱和。另外，图22中对磁饱和的磁轭4a和磁轭4b标记阴影，以与可动铁芯2和固定铁芯31区分。通过使磁轭4b磁饱和，抑制从固定铁芯31流向磁轭4b的磁通达到一定量以上。此外，从磁阻较小的固定铁芯31流向突出部2a的磁通增大。由此，使沿X轴方向流动的磁通的比例增大，将从螺线管线圈1获得的磁通有效地转变为用于使可动铁芯2直接移动的吸力Fx。

如上所述，本实施方式示出了具有阶梯形状的突出部2a的螺线管，该突出部2a具有多级台阶，且靠螺线管线圈1侧的端部为台阶。此外，将磁轭4a的截面积S和磁轭4b的截面积Sc设定为使得将磁轭4a和磁轭4b磁饱和的定时根据突出部2a的台阶级数而设置多个阶段。由此，能在多个阶段中提高吸力Fx，并获得用于使可动铁芯2有效地直线移动的螺线管。

另外，在本实施方式中，举例示出了当磁轭4b的上表面与离固定铁芯31第二近的突出部2a的下表面的高度一致时以及当固定铁芯31的上表面与突出部2a的最下表面的高度一致时，磁轭4a和磁轭4b磁饱和的螺线管。然而，磁饱和的定时并不限于此，例如，即使在磁轭4b的上表面与离固定铁芯31第二近的突出部2a的下表面的高度一致前后的定时使磁轭4a磁饱和，也能获得上述效果。同样地，即使在固定铁芯31的上表面的高度与突出部2a的最下表面的高度一致前后的定时使磁轭4b磁饱和，也能获得上述效果。

另外，在本实施方式中，图示并说明了不具有突起部3c的固定铁芯31，但使用在实施方式1中图示的具有突起部3c的固定铁芯3也能得到同样的效果。另外，像实施方式4那样的螺线管也可以在突出部2a上设置磁轭4a和磁轭4b。

实施方式6.

本实施方式示出了将上述实施方式的螺线管5应用于开关器的示例。图23示出了将螺线管应用于开关器的应用示例的图。

如图23所示，开关器6包括：使固定接触件所具有的固定触点与可动接触件所具有的可动触点进行接触和分离的触点63、以及连接到可动接触件并使可动接触件进行动作的螺线管5。

对动作进行说明。通过在螺线管5中流过电流使可动铁芯2直线移动，从而使杆61进行动作。通过利用可动铁芯2的直线移动动作来闭合触点63，从而转换到通电状态。由此，能通过电信号使开关器6进行动作。通过将实施方式1至5所涉及的螺线管5应用于本实施方式所涉及的开关器，能从小电流中获得开关器的接通动作所需的吸力Fx。

如上所述，在本实施方式中，示出了应用本实施方式1至5的螺线管5的开关器。由此，能用小电流进行开关器的接通动作。在本实施方式中，作为一例示出了应用于开关器的应用例，但不限于此。

标号说明

1螺线管线圈，2可动铁芯，2a突出部，2b凸部，3、31固定铁芯，3a第二凹部，3b第一凹部，3c突起部，4、41、4a、4b磁轭，5螺线管，6开关器，61杆，62支点，63触点，64接触压力弹簧，65主电路部，Fx吸力。

Claims (7)

1.一种螺线管，其特征在于，包括：

螺线管线圈，该螺线管线圈通过通电励磁产生磁通，并产生在中空部内的轴向上作用吸力的电磁力；

可动铁芯，该可动铁芯的一端通过所述电磁力而在所述中空部内直线移动，并在另一端侧具有在与直线移动方向垂直的方向上左右对称地设置的突出部，该突出部的靠所述螺线管线圈侧的端部成为台阶；以及

固定铁芯，该固定铁芯围绕所述螺线管线圈，并具有供所述突出部嵌入的凹部。

2.如权利要求1所述的螺线管，其特征在于，

所述固定铁芯具有磁轭，该磁轭在所述固定铁芯的上表面朝与所述螺线管线圈相反的方向延伸。

3.如权利要求1所述的螺线管，其特征在于，

所述突出部在所述端部具有沿所述直线移动方向延伸的磁轭。

4.如权利要求2或3所述的螺线管，其特征在于，

所述磁轭被设置成当所述可动铁芯进行直线移动时磁饱和。

5.如权利要求2至4中任一项所述的螺线管，其特征在于，

所述磁轭被设置成当所述突出部的最下表面与所述固定铁芯的上表面高度一致时磁饱和。

6.如权利要求2所述的螺线管，其特征在于，

所述磁轭被设置成当所述可动铁芯直线移动并且所述磁轭的上表面与所述突出部的上表面高度一致时磁饱和。

7.一种开闭器，其特征在于，包括：

固定接触件，该固定接触件具有固定触点；

可动接触件，该可动接触件具有与所述固定触点接触和分离的可动触点；以及

与所述可动接触件连接并使所述可动接触件进行动作的如权利要求1至6中任一项所述的螺线管。