CN1299142A - 开关装置 - Google Patents

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CN1299142A
CN1299142A CN 00126224 CN00126224A CN1299142A CN 1299142 A CN1299142 A CN 1299142A CN 00126224 CN00126224 CN 00126224 CN 00126224 A CN00126224 A CN 00126224A CN 1299142 A CN1299142 A CN 1299142A
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竹内敏惠
吉澤敏行
秋田裕之
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Abstract

在向两线圈供给脉冲电流,通过电磁驱动进行开关动作的开关装置中,在高效、高速地进行电磁驱动的同时,将断开、闭合用电源小容量化。通过设有:由可自由连接和断开的固定电极6和可动电极5构成的开关部1;经可动电极5连接的可动轴4与可动线圈10之间的磁性体15而固定的可动部14;在相对该可动部14配置的固定线圈3a、3b的内径侧配置磁性体15a、15b的固定部31、32,可以增大和快速提高各线圈间产生的磁场。

Description

开关装置
本发明涉及通过电磁驱动进行电极的开关动作的开关装置。
图24是平成8年电气学会产业应用部门全国大会发言第260号《新型高速开关的开关动作特性》所示的、利用电磁排斥的第一现有技术例子的开关装置概要结构图，图24(a)表示闭合状态，图24(b)表示断开状态。
该开关装置设有：由可自由连接和断开的固定电极6和可动电极5构成的开关部1；排斥板2，固定在连接可动电极5的可动轴4的中间部分；断开用线圈3a，在排斥板2的轴线方向上在配置于可动电极5侧的排斥板2上感应电流；闭合用线圈3b，使排斥板2介于中间而与断开用线圈3a相对设置，在排斥板2上感应电流。断开用线圈3a和闭合用线圈3b连接未图示的产生磁场用的电流源。
可动电极5和固定电极6连接端子7、7，端子7、7连接各电路。而且，在与可动电极5相反侧的可动轴4端部设有用于闭合时在可动电极5和固定电极6之间取得接触压力的投入接触压力弹簧8a、8b和运动开关部1开关的辅助开关9。
图25示出上述投入接触压力弹簧8a、8b的载重特性及其合成载重。图中，40为投入接触压力弹簧8a的载重特性，41为投入接触压力弹簧8b的载重特性，42为投入接触压力弹簧8a、8b的合成载重。配置各投入接触压力弹簧8a、8b，使合成载重42从中间位置到闭合位置的挠曲范围中在闭合方向产生载重，从中间位置到断开的挠曲范围中在断开方向得到载重。
下面，说明上述结构的开关装置的断开动作。
在图24(a)的闭合状态下，一旦脉冲电流流过断开用线圈3a则产生磁场。由此，在排斥板2上产生感应电流，以产生在抵消断开用线圈3a产生的磁场方向上的磁场。通过断开用线圈3a产生的磁场与排斥板2产生的磁场的相互作用，排斥板2受到相对线圈3a的电磁排斥力。通过该电磁排斥力，固定排斥板2的可动轴4和可动电极5在排斥方向动作。然后，图25中，随着从闭合位置向中间位置投入接触压力弹簧8a、8b的挠曲量变化，载重特性42减少，一旦越过中间位置，载重特性42成为断开方向的载重，投入接触压力弹簧8a、8b的挠曲量为断开位置，开关部1如图24(a)所示保持断开状态。
下面说明开关装置的闭合动作。
在图24(b)的断开状态下，一旦脉冲电流流过闭合用线圈3b则产生磁场。由此，在排斥板2上产生感应电流，排斥板2受到相对闭合用线圈3b的电磁排斥力。通过该电磁排斥力，固定排斥板2的可动轴4和可动电极5在排斥方向动作。然后，图25中，随着从断开位置向中间位置投入接触压力弹簧8a、8b的挠曲量变化，载重特性42增加，一旦越过中间位置，载重特性42成为闭合方向的载重，投入接触压力弹簧8a、8b的挠曲量为闭合位置，开关部1如图24(a)所示成为闭合状态。
图26示出例如日本实开昭58-103114号公报所述的第二现有技术例子的开关装置主要部件的柱塞形电磁铁的槽结构。
图中，在可动轴100的前端部固定由磁性材料构成的可动体101。在可动体101的片侧固定板簧106。可动体101通过空隙部104相对磁性材料构成的固定体102。在固定体102周围设置用铁心105包围的线圈103。
图27是图26固定体102的侧视图，图28是固定体102结构部件的截面图。
固定体102通过重叠分别形成槽110的第一圆筒部107、第二圆筒部108及第三圆筒部109而构成。
下面说明上述结构的开关装置的动作。
一旦电流流过线圈103则产生磁场，所产生的磁场通过固定体102、空隙部104过渡到可动体101，然后通过铁心105返回固定体102形成闭合磁路。这时，由于可动体101与固定体102之间产生磁场的相互作用，从而产生电磁吸引力。通过该电磁吸引力，反抗板簧106的弹性力，而移动与可动体101成一体的可动轴100。然后，例如在该可动轴100前端部连接的可动电极(未图示)离开固定电极(未图示)，开关装置的接点断开。
一旦切断线圈103的电流，固定体102被去磁，由于板簧106的弹性力，与可动体101成一体的可动轴100返回原位置，开关装置的接点闭合。
这种开关装置，一般产生磁场时在可动体101、固定体102及铁心105产生感应电流，该感应电流以阻碍磁路的方向产生磁场。特别是，可动体101与固定体102上产生的涡流阻碍上述电磁吸引力的快速产生，成为延迟可动轴100动作的主要因素。该例中，为了抑制涡流，将固定体102作成由第一至第三圆筒部107、108、109构成的层叠结构，且形成槽110确保提高电磁力的高速性。
第一现有技术例子的开关装置中，由于排斥板2产生的感应电流的磁场比由电气回路直接供给电流产生的磁场小，通过线圈产生的磁场与该感应产生的磁场的相互作用产生的电磁排斥力小，开关动作需要高能量，存在向断开用线圈3a、闭合用线圈3b或各线圈3a、3b供给电流的电源大型化的问题。
第二现有技术例子开关装置中，固定体102是形成槽110的层叠结构，存在结构复杂、制作困难成本高的问题。而且，在线圈103通过电流产生磁场时固定体102不感应涡流，而可动体101中产生感应电流，该感应电流在抵消所产生磁场的方向产生磁场。因此，空隙部104产生的磁场比固定体和可动体上分别直接供给电流产生的磁场小，于是，由产生的磁场相互作用引起的可动体101与固定体102之间的电磁吸引力小，动作速度慢，有时为了加快动作速度，必须实现线圈大型化、供给线圈脉冲电流的电源大型化，存在全体装置必须大型化的问题。
本发明以解决上述问题为课题，目的在于获得在减小开关动作所需能量的同时将驱动电源小型化、全体装置小型化的开关装置。
本发明的方案1涉及的开关装置，包括：由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；与该可动电极一起运动的可动轴；具有固定在该可动轴上的磁性体及包围该磁性体外侧的可动线圈的可动部；以及相对该可动部设置的、具有在所述可动轴上自由滑动的磁性体和包围该磁性体外侧的固定线圈的固定部；通过在所述可动线圈和所述固定线圈流动励磁电流而产生作用于可动线圈与固定线圈之间的电磁力，由此移动所述可动部和所述可动轴，可连接、断开所述固定电极与所述可动电极。
本发明的方案2所涉及的开关装置中，设有包围可动线圈外侧的磁性体，和包围固定线圈外侧的磁性体。
本发明的方案3涉及的开关装置中，包括：由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；与该可动电极一起运动的可动轴；固定在该可动轴上、具有可动线圈和覆盖该可动线圈的磁性体的可动部；以及相对该可动部而设置、具有可动线圈和覆盖该可动线圈的磁性体的固定部；通过在所述可动线圈和所述固定线圈流动励磁电流而产生作用于可动线圈与固定线圈之间的电磁力，由此移动所述可动部和所述可动轴，使所述固定电极与所述可动电极可连接、断开。
本发明的方案4涉及的开关装置中，包括：向可动线圈和固定线圈提供励磁电流的电源，和通电方向设定设备，该通电方向设定设备设定从所述电源到所述可动线圈、固定线圈的相应励磁电流通电方向，使开关部断开、闭合时在所述可动线圈和所述固定线圈之间产生磁场的相互作用。
本发明的方案5涉及的开关装置中，固定部具有相对可动部在轴线方向两侧分别相对配置、具有磁性体和固定线圈的第一固定部与第二固定部；通电方向设定设备，在开关部断开时从电源向可动线圈和第一固定部的固定线圈流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述第一固定部的固定线圈和所述可动线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述第一固定部的固定线圈之间产生磁排斥力，并在所述开关部闭合时从所述电源向所述可动线圈和所述第二固定部的所述固定线圈流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述第二固定部的所述固定线圈和所述可动线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述第二固定部的所述固定线圈之间产生磁排斥力。
本发明的方案6涉及的开关装置中，固定部仅在可动部轴线方向的一侧相对配置，通电方向设定设备，在开关部断开时从电源向可动线圈和固定线圈流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述可动线圈、固定线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述固定线圈之间产生磁排斥力，并在所述开关部闭合时在所述可动线圈和所述固定线圈中流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述可动线圈、固定线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述固定线圈之间产生磁吸引力。
本发明的方案7涉及的开关装置，包括：由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；与该可动电极一起运动的可动轴；由固定在该可动轴上的电介质构成的可动部；以及相对该可动部在轴线方向两侧分别设置、具有磁性体和固定线圈的第一固定部和第二固定部；通过在所述第一固定部的固定线圈、所述第二固定部的固定线圈中流动励磁电流而产生作用于所述可动部、第一固定部、第二固定部之间的电磁力，由此移动所述可动部和所述可动轴，使所述固定电极与所述可动电极可连接、断开。
本发明的方案8涉及的开关装置，包括：向第一固定部的固定线圈、第二固定部的固定线圈提供励磁电流的电源；在开关部断开时从所述电源到所述第一固定部的固定线圈进行通电，使所述第一固定部的固定线圈产生磁场的设定设备；在所述开关部闭合时从所述电源到所述第二固定部的固定线圈进行通电，使所述第二固定部的固定线圈产生磁场的设定设备。
本发明的方案9涉及的开关装置中，磁性体为叠加多个层叠板的层叠结构。
本发明的方案10涉及的开关装置中，在分别设置在固定部和可动部的至少一方的磁性体表面上形成深沟，通过在磁性体上产生感应电流而降低弱磁场。
本发明的方案11涉及的开关装置中，在固定部和可动部的至少一方上分别设置的磁性体，在两面上交替地配置有从内径侧向外径侧的槽和从外径侧向内径侧的槽。
本发明的方案12涉及的开关装置，包括由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；与所述可动电极一起运动的可动轴；
固定在该可动轴上的可动体；相对该可动体而设置同时相对所述可动轴自由滑动的固定体；利用通电而产生的电磁力来连接、断开所述固定体与所述可动体的线圈；在所述可动体和所述固定体的至少一方的相对面上形成抑制涡流的槽。
本发明的方案13涉及的开关装置中，在相对面上，槽所占的面积比为20％以下。
本发明的方案14涉及的开关装置中，在与固定体的相对面垂直的方向延伸的固定体侧面上，形成占固定体全长的1/2-1/4范围、在轴线方向延伸的槽。
本发明的方案15涉及的开关装置中，在与可动体的相对面垂直的方向延伸的可动体侧面上，形成占可动体全长的1/2-1/4范围、在轴线方向延伸的槽。
本发明的方案16涉及的开关装置，可动体截面为I形状。
本发明的方案17涉及的开关装置中，可动体截面为E形状。
本发明的方案18涉及的开关装置中，可动体为与可动轴成一体的截面T形状。
本发明的方案19所述的开关装置中，固定体截面为E形状。
本发明的方案20涉及的开关装置中，固定体为圆筒形状。
本发明的方案21涉及的开关装置中，固定体由分别设置在可动轴穿过中心部的平板形可动体两面上的第一固定体和第二固定体构成，线圈由设置在所述第一固定体内侧的第一线圈和设置在所述第二固定体内侧的第二线圈构成。
本发明的方案22所述的开关装置中，可动轴与可动体由相同材料一体地形成。
图1是示出本发明实施例1开关装置的主要结构图，图(a)示出闭合状态，图(b)示出断开状态。
图2是示出本发明实施例1开关装置整体的结构图，图(a)示出闭合状态，图(b)示出断开状态。
图3示出本发明实施例1使用的图1中的断开用线圈、闭合用线圈、可动线圈与向其供给脉冲电流的电源的接线例子。
图4示出本发明实施例1效果分析结果中的电流的时间变化。
图5示出本发明实施例1效果分析结果中的电磁力的时间变化。
图6示出本发明实施例2开关装置的主要结构，图(a)示出闭合状态，图(b)示出断开状态。
图7示出本发明实施例3开关装置的主要结构，图(a)示出闭合状态，图(b)示出断开状态。
图8示出本发明实施例5的开关装置，图(a)示出闭合状态，图(b)示出断开状态。
图9示出本发明实施例5使用的向图8中固定线圈和可动线圈供给脉冲电流的电源的接线例子。
图10示出本发明实施例6开关装置的主要结构，图(a)示出闭合状态，图(b)示出断开状态。
图11示出本发明实施例7开关装置中的磁性体构造。
图12示出本发明实施例8开关装置中的磁性体构造。
图13示出本发明实施例9开关装置中的磁性体构造。
图14是示出本发明实施例10开关装置的主要部件截面图。
图15是图14可动体的斜视图。
图16是图14固定体的斜视图。
图17示出本申请发明人通过暂态响应电磁场分析求出的电磁吸引力的时间变化。
图18是槽占可动体和固定体相对面的比例与接点断开时间的关系图。
图19是可动体和固定体周边侧面的槽的长度与可动体和固定体之间磁吸引力的关系图。
图20是本发明实施例11开关装置的主要部件斜视图。
图21是本发明实施例12开关装置主要部件的斜视图。
图22是本发明实施例12的变形截面图。
图23是本发明实施例13开关装置主要部件的截面图。
图24是第一现有技术例子开关装置的结构图，图(a)示出闭合状态，图(b)示出断开状态。
图25示出第一现有技术例子开关装置中使用的投入接触压力弹簧的载重特性。
图26是第二现有技术例子开关装置的主要部件截面图。
图27是图26的固定体斜视图。
图28是图26固定体结构部件的截面图。
下面根据图示的实施例说明本发明。说明中，与现有技术例子相同或相应的部分使用同一标记。
实施例1
图1是示出本发明实施例1开关装置主要部件电磁排斥机构的结构图，图1(a)是该装置的闭合状态，图1(b)是该装置的断开状态。
该开关装置包括：由可自由连接和断开的固定电极6和可动电极5构成的开关部1；具有可动线圈10的可动部14，可动线圈10通过磁性体15c固定在连接可动电极5的可动轴4的中间部分；自由滑动地设在可动轴4上的固定部3。
固定部3由通过可动部14相对的第一固定部31和第二固定部32构成。可动电极5侧的第一固定部31具有相对磁性体15c的磁性体15a、相对可动线圈10的断开用线圈3a。与可动电极5相反侧的第二固定部32具有相对磁性体15c的磁性体15b、相对可动线圈10的闭合用线圈3b。
可动部14和第一固定部31、第二固定部32的各磁性体15c、15a、15b分别配置在可动线圈10、断开用线圈3a和闭合用线圈3b的内径侧。各磁性体15c、15a、15b的中心形成可动轴4可穿过的孔。在可动部14的磁性体15c的孔中固定可动轴4，使可动部14与可动轴4不能相对移动，可动轴14可在第一固定部31的磁性体15a的孔、第二固定部31的磁性体15b的孔中滑动。
图2是装入图1中电磁排斥机构的本发明涉及的开关装置整体结构图，图2(a)示出该装置的闭合状态，图2(b)示出该装置的断开状态。
在开关装置的开关部1的可动电极5和固定电极6连接用于连接各电路的端子7、7。而且，在与可动电极5相反侧的可动轴4端部设有用于闭合时在可动电极5和固定电极6之间取得接触压力的投入接触压力弹簧8a、8b和运动开关部1开关的辅助开关9。该投入接触压力弹簧8a、8b的结构与功能与现有技术例子完全相同因而省略其说明。
上述开关部1、可动部14、第一固定部31、第二固定部32、投入接触压力弹簧8a、8b等组装到支承架S上。支承架S设有：支承、固定开关部1的开关部支承部件S1；支承、固定第一固定部31的第一固定部支承部件S2；支承、固定第二固定部32的第二固定部支承部件S3；支承投入接触压力弹簧8a、8b的弹簧支承部件S4；支承、固定辅助开关9的辅助开关支承部件S5；联结各支承部件S1-S5的多根固定杆S6。
图3是电连接图1中断开用线圈3a、闭合用线圈3b、可动线圈10和供给其脉冲电流的电源的接线电路图。
该接线电路中，设有构成向断开用线圈3a和闭合用线圈3b流动励磁电流(脉冲电流)的电源的断开用电力存储器11a、闭合用电力存储器11b，以及通电方向设定设备，通电方向设定设备设定从断开用电力存储器11a、闭合用电力存储器11b对各线圈10、3a、3b的励磁电流通电方向，使断开、闭合开关部1时在可动线圈10与断开用线圈3a、闭合用线圈3b之间产生磁场的相互作用。该通电方向设定设备设有断开用放电开关12a、闭合用放电开关12b以及线圈间连接二极管13a、13b等。
断开用线圈3a和可动线圈10经线圈间连接二极管13a并联连接，从断开用电力存储器11a经过断开用放电开关12a后脉冲电流供给断开用线圈3a和可动线圈10。而且，闭合用线圈3b和可动线圈10也经线圈间连接二极管13b并联连接，从闭合用电力存储器11b经过闭合用放电开关12b后脉冲电流供给闭合用线圈3b和可动线圈10。线圈间连接二极管13a连接在断开用放电开关12a与可动线圈10之间。线圈间连接二极管13b连接在闭合用放电开关12b与可动线圈10之间。该实施例中断开用电力存储器11a、闭合用电力存储器11b可以是电容，也可以是存储电力的电池。
D1是与断开用线圈3a并联连接、放出断开用线圈3a中所积蓄的电磁能量的二极管，D2是与可动线圈10并联连接、放出可动线圈10中所积蓄的电磁能量的二极管，D3是与闭合用线圈3b并联连接、放出闭合用线圈3b中所积蓄的电磁能量的二极管，
该实施例中，开关部1断开时，一旦励磁电流从断开用电力存储器11a向可动线圈10和固定线圈的断开用线圈3a流动，则设定该励磁电流的通电方向，使可动线圈10与断开用线圈3a之间产生磁排斥力。而且，开关部1闭合时，一旦励磁电流从闭合用电力存储器11b向可动线圈10和固定线圈的闭合用线圈3b流动，则设定该励磁电流的通电方向，使可动线圈10与闭合用线圈3b之间产生磁排斥力。
下面说明上述结构的开关装置的接点断开动作。
图3中，一旦决定接通放电开关12a，脉冲电流从断开用电力存储器11a向放电开关12a、断开用线圈3a流动，产生磁场。该产生的磁场由于第一固定部31的磁性体15a的磁效果而磁通密度提高，空间上产生的磁场强度变大。同时，可动线圈10也流过脉冲电流，产生与断开用线圈3a所产生的磁场相反方向的磁场。该产生的磁场也由于可动部14的磁性体15c的磁效应而磁通密度提高，空间上产生的磁场强度变大。结果，断开用线圈3a和可动线圈10上产生相反方向的磁场，在可动线圈10上由于磁场的相互作用而受到向纸面下的电磁排斥力。结果，固定可动部14的可动轴4向下推，开关部1的可动电极5离开固定电极6，开关部1断开。
其中，脉冲电流被切断后，断开用线圈3a中所积蓄的电磁能量通过二极管D1、断开用放电开关12a循环到断开用线圈3a，逐渐衰减。而且，可动线圈10中所积蓄的电磁能量通过二极管D2循环到可动线圈10，逐渐衰减。这时，由于在可动线圈10与闭合用线圈3b之间连接着线圈间连接二极管13b，脉冲电流未流到闭合用线圈3b，因此，未发生闭合用线圈3b与可动线圈10的相互作用，确实执行断开动作。而且，断开用电力存储器11a放电脉冲电流后，由于线圈间连接二极管13a能防止电流从闭合用电力存储器11b向断开用电力存储器11a流动，因此，执行断开动作后，能做闭合动作。
下面说明上述结构的开关装置的接点闭合动作。
图3中，一旦决定接通放电开关12b，脉冲电流从闭合用电力存储器11b向放电开关12b、闭合用线圈3b流动，产生磁场。这时，产生的磁场由于第二固定体的磁效应而磁通密度提高，空间上产生的磁场强度变大。同时，可动线圈10也流过脉冲电流，产生与闭合用线圈3b所产生的磁场相反方向的磁场。该产生的磁场也由于磁性体15c的磁效应而磁通密度提高，空间上产生的磁场强度变大。结果，闭合用线圈3b和可动线圈10上产生相反方向的磁场，可动线圈10由于磁场的相互作用而受到向纸面上的电磁排斥力。结果，可动部14和固定可动部14的可动轴4向上推，开关部1的可动电极5接触固定电极6，开关部1闭合。
这里，脉冲电流被切断后，闭合用线圈3b中所积蓄的电磁能量通过二极管D3、闭合用放电开关12b循环到闭合用线圈3b，逐渐衰减。而且，可动线圈10中所积蓄的电磁能量通过二极管D2循环到可动线圈10，逐渐衰减。
而且，闭合用电力存储器11b放电脉冲电流后，由于线圈间连接二极管13b能防止电流从断开用电力存储器11a向闭合用电力存储器11b流动，因此，执行闭合动作后，能确实地执行断开动作。
图4示出向各线圈3a、3b、10脉冲施加某一定值电压时，通过暂态响应电磁场分析求出各线圈3a、3b、10中流动的线圈电流与相应时间的关系。图5示出向各线圈3a、3b、10脉冲施加某一定值电压时，通过暂态响应电磁场分析求出可动部14中产生的电磁排斥力(Fz)与相应时间的关系。
图4、5中，如果比较实施例1与现有技术例子可见，对应于电流随时间的变化，由于磁性体15a、15b、15c，磁通密度变高，实施例1电磁力增加极大。特别是，由于磁性体15a、15b、15c仅配置在圆环形各线圈3a、3b、10的内径侧，以较小磁能量实现不影响电流上升速度、增大磁场强度，结果，开关部1能高速动作。
下面，说明本发明的其它实施例。以下说明中主要只说明与实施例1的不同点，其余结构与作用省略。
实施例2
图6是示出本发明实施例2涉及的开关装置主要部件电磁排斥机构的结构图，图6(a)示出该开关装置的闭合状态，图6(b)示出该开关装置的断开状态。
实施例2中，在实施例1的可动线圈10和断开用线圈3a、闭合用线圈3b的外侧也分别设有环形的外侧磁性体25c、25a、25b。
实施例2中，由于磁性体15c、15a、15b与外侧磁性体25c、25a、25b配置成包围可动线圈10、断开用线圈3a和闭合用线圈3b的内径侧、外径侧，与实施例1相比，通过磁效应使空间部分磁通密度进一步提高，磁场强度变大，通过小电流增大电磁排斥力。而且，外侧磁性体25c、25a、25b兼作保持在各可动线圈10、断开用线圈3a和闭合用线圈3b半径外侧方向上作用的扩张力，不需准备用于保持扩张力的专用部件。
实施例3
图7是示出本发明实施例3涉及的开关装置主要部件电磁排斥机构的结构图，图7(a)示出该开关装置的闭合状态，图7(b)示出该开关装置的断开状态。
实施例3中，将实施例2的可动线圈10和断开用、闭合用线圈3a、3b内侧及外侧的磁性体整体化，用磁性体35c、35a、35b覆盖各线圈10、3a、3b。
各磁性体35c、35a、35b分别设有：可动线圈10及断开用线圈3a、闭合用线圈3b内径侧的内径连接部351c、351a、351b；外径侧的外径连接部352c、352a、352b；轴线方向相对面的端面部353c、353a、353b。在该示出例子中，就可动线圈10而言在其轴线方向的两端面上设置端面部353c，至于断开用线圈3a、闭合用线圈3b只在与可动线圈10的相对面侧设置端面部353a、353b。不言而喻，也可以在该断开用线圈3a、闭合用线圈3b的两端面设置端面部353a、353b。
由于如此形成磁性体35c、35a、35b，通过磁效应，磁通密度进一步提高，空间部分的磁场强度变大，用小电流可增大电磁排斥力的产生。而且，磁性体35c、35a、35b能替代用作各线圈10、3a、3b的线圈容器，实现结构的简化。
实施例4
分别并联连接实施例1-3中的可动线圈10、断开用线圈3a、闭合用线圈3b，也取得与串联连接时同样的效果。
这时，可动线圈10与断开用线圈3a串联连接，经断开用放电开关12a从断开用电力存储器11a供给脉冲电流。而且，可动线圈10与闭合用线圈3b直接连接，经闭合用放电开关12b从闭合用电力存储器11b供给脉冲电流。
实施例5
图8是本发明实施例5涉及的开关装置结构图，图8(a)示出该开关装置的闭合状态，图8(b)示出该开关装置的断开状态。
分别在上述实施例1-4中可动轴4上所固定的可动部14的上下两面配置具有断开用线圈3a和闭合用线圈3b的第一固定部31、第二固定部32，只在实施例5中可动部14的上方配置固定线圈3a和磁性体15a构成的固定部3。
至于磁性体15c、15a的结构，可以如实施例2那样设有外侧磁性体25c、25a，也可以如实施例3那样设有容器构造的磁性体35c、35a。
图9是图8中可动线圈10、固定线圈3a以及向其供给脉冲电流的电源的接线图。
图中，标记10是可动线圈，14是可动部，11a是断开用电力存储器，11b是闭合用电力存储器，12a是断开用放电开关，12b是闭合用放电开关，13c是线圈间连接开关，13e、13f是切换开关。
该接线中，包括：构成向可动线圈10和固定线圈3a流动励磁电流(脉冲电流)的电源的断开用电力存储器11a、闭合用电力存储器11b；通电方向设定设备，设定从断开用电力存储器11a、闭合用电力存储器11b对各线圈10、3a的励磁电流通电方向，使断开、闭合开关部1时在可动线圈10与固定线圈3a之间产生磁场的相互作用。该通电方向设定设备设有断开用放电开关12a、闭合用放电开关12b、线圈间连接开关13c以及切换开关13e、13f。
可动线圈10和固定线圈3a并联连接，从断开用电力存储器11a、闭合用电力存储器11b经断开用放电开关12a供给脉冲电流。线圈间连接开关13c通过断开用放电开关12a设置在断开用电力存储器11a的负极和可动线圈10之间。
断开动作的情况下，接通线圈间连接开关13c和切换开关13e，关断切换开关13f。闭合动作的情况下，关断线圈间连接开关13c和切换开关13e，接通切换开关13f。如果线圈间连接开关13c、切换开关13e、13f是图8中的辅助开关9本身，或与辅助开关9一起通过电子电路而连动，则与上述实施例一样提高开关动作的可靠性。
该实施例中，一旦开关部1断开时从断开用电力存储器11a向可动线圈10和固定线圈3a流动励磁电流，设定从断开用电力存储器11a向各线圈10、3a的通电方向使可动线圈10与固定线圈3a之间产生磁排斥力，而开关部1闭合时向可动线圈10和固定线圈3a流动励磁电流时，设定从闭合用电力存储器11b向各线圈10、3a的通电方向使可动线圈10与固定线圈3a之间产生磁吸引力。
D6是与固定线圈3a并联连接、放出固定线圈3a上所积蓄的电磁能量的二极管，D7是与可动线圈10并联连接、放出可动线圈10上所积蓄的电磁能量的二极管。
下面说明本发明开关装置的接点断开动作。
图9中，一旦接通断开用放电开关12a，从断开用电力存储器11a通过线圈间连接开关13c向固定线圈3a和可动线圈10流动脉冲电流，产生相反方向的磁场。固定线圈3a与可动线圈10因磁场的相互作用受到向纸面下的电磁排斥力。这时，因磁性体15c、15a的磁效应，产生的磁场空间部分磁通密度提高，空间部分磁场强度变大。一旦磁场强度变大，电磁排斥力也变大，用小电流提高驱动效率。结果，磁性体15c和可动线圈10上所固定的可动轴4向下方推，开关部1的可动电极5与固定电极6分离，图8中的开关部1断开。
下面说明本发明开关装置的接点闭合动作。
图9中，一旦决定接通闭合用放电开关12b，脉冲电流从闭合用电力存储器11b通过切换开关13f向固定线圈3a和可动线圈10流动，产生相同方向的磁场。固定线圈3a和可动线圈10因磁场的相互作用受到向纸面上方的电磁吸引力。这时，因磁性体15a、15c的磁效应，产生的磁场空间部分的磁通密度提高，空间部分的磁场强度变大。结果，磁性体15和可动线圈10上固定的可动轴4被引向上方，图8(b)中的开关部1闭合。
实施例6
图10是示出按照本发明实施例6的开关装置主要部件电磁排斥机构的结构图，图10(a)示出该开关装置的闭合状态，图10(b)示出该开关装置的断开状态。
该实施例中，与实施例1-5不同，使用在可动部上保持可动线圈的非导电材料构成的排斥板2。
第二固定部31、32的磁性体35a、35b，与实施例3一样，包围断开用、闭合用线圈3a、3b的内外径及轴向端面而构成，磁性体35a、35b设有：在断开用、闭合用线圈3a、3b内径侧配置的内径环部351a、351b；在外径侧配置的外径环部352a、352b；端面部353a、353b，磁性体35a、35b配置成包围断开用线圈3a、闭合用线圈3b的全部。端面部353a、353b只在与排斥板2相对面的相反侧上设置。
不言而喻，作为磁性体的结构，可以与实施例1的磁性体15a、15b一样作成只配置在各线圈3a、3b的内径侧，也可以与实施例2的磁性体15a、25a、15b、25b一样配置在各线圈3a、3b的内径侧和外径侧。
而且，断开、闭合开关部1的电气控制结构，可以使用与图3所示的相同结构。
下面说明上述结构的开关装置的断开动作。
图10(a)的闭合状态中，一旦脉冲电流在断开用线圈3a流动，则产生磁场。于是，在排斥板2上产生感应电流，以产生抵消断开用线圈3a产生的磁场的方向的磁场。由于线圈3a产生的磁场与排斥板2产生的磁场相互作用，排斥板2受到相对线圈3a的电磁排斥力。这时，由于磁性体35a的磁效应，产生的磁场空间部分磁通密度提高，在空间部分产生的磁场强度增大，磁场变化量也变大。上述磁场变化量越大，排斥板2上流动的感应电流越大，因此，排斥板2上产生的电磁排斥力也变大，用小电流提高驱动效率。由于该电磁排斥力，排斥板2上固定的可动轴4及可动电极5向纸面下方动作，开关部1如图10(b)所示保持断开状态。
下面说明上述结构的开关装置的闭合动作。
图10(b)的断开状态中，一旦脉冲电流在闭合用线圈3b流动，则产生磁场。于是，在排斥板2上产生感应电流，以产生抵消闭合用线圈3b产生的磁场的方向的磁场。由于线圈3b产生的磁场与排斥板2产生的磁场相互作用，排斥板2受到相对线圈3b的电磁排斥力。这时，由于磁性体35b的磁效应，产生的磁场空间部分磁通密度提高，在空间部分产生的磁场强度增大，磁场变化量也变大。上述磁场变化量越大，排斥板2上流动的感应电流越大，因此，排斥板2上产生的电磁排斥力也变大，用小电流提高驱动效率。由于该电磁排斥力，排斥板2上固定的可动轴4及可动电极5向纸面上方动作，开关部1如图10(a)所示保持闭合状态。
而且，由于磁性体35a、35b配置成包围断开用线圈3a、闭合用线圈3b，通过磁效应，空间部分磁通密度提高，排斥板2上产生的感应磁场强度变大，不用说以小电流使电磁排斥力变大，而且也兼作保持各线圈3a、3b扩张力的机构，简化线圈的保持机构。
磁性体35a、35b与图2所示的支承架S的第一、第二固定部支承部件S2、S3可以是其它形式，而且，通过用磁性体35a、35b构成第一、第二支承部件S2、S3，在得到与上述相同效果的同时，制造更简便。
实施例7
图11示出本发明实施例7涉及的磁性体。
该实施例中，将实施例1-6所用的开关装置固定部与可动部上配置的磁性体作成层叠结构。
磁性体的形状随实施例而不同，但是为了简化说明，用图中实施例1、2所示的可动部14的内径侧磁性体15c来说明。
该环形磁性体15c是将扇形、相互绝缘的多个层叠板16在圆周方向重叠而成。不言而喻，可适用于上述实施例1-6所示的所有磁性体。
该实施例中，一旦各线圈10、3a、3b上流动脉冲电流，则产生磁场，这时在磁性体15c也是导电材料的情况下，在磁性体15c的表面上产生感应电流Ie，产生与可动线圈10产生的磁场相反方向的磁场，由于磁性体15c由相互绝缘的层叠板16构成，于是切断感应电流Ie的流动。结果，抑制产生与可动线圈10产生的磁场相反的磁场。
图4、5示出将实施例1涉及的磁性体作成层叠构造时的暂态响应分析结果。从图4、5也可看出，对于可动线圈10中流动的电流，产生的电磁力在使用本实施例的磁性体15c时较大。
而且，图11中层叠板的数量为14块，但其块数并不必限于此数目，如果实施切断感应电流流动的足够块数的层叠，就得到足够的效果。
实施例8
图12示出本发明实施例8涉及的磁性体。
虽然磁性体的形状可因实施例而不同，但与实施例7一样，为了简化说明，用图中实施例1、2所示的可动部14的内径侧磁性体15c来说明。
实施例8的磁性体15c是改进了实施例7的磁性体15c，在磁性体上进行沟加工来代替层叠构造。
该实施例中，在磁性体15c表面上在圆周方向以间隔形成多个足够深的沟17。
该实施例中，一旦各线圈10、3a、3b上流动脉冲电流，则产生磁场。这时，在磁性体15c也是导电材料的情况下，在磁性体15c的表面上产生感应电流Ie，产生与线圈10、3a、3a产生的磁场相反方向的磁场。在可动线圈10产生的脉冲磁场要侵入磁性体15c表面的情况下，该感应电流Ie，在阻止磁场进入的方向流动。侵入磁性体15c表面的上述脉冲磁场一旦侵入(式1)中δ所定义的表皮深度，就按1/e(自然对数)衰减，不能更深地侵入。因此，通过在磁性体15c表面上形成比表皮深度δ深得多的沟17，可得到与上述实施例7中所述的层叠一样的效果。
δ=(2/ω·σ·μo·μm)1/2…(式1)
其中，δ：表皮深度
ω：2πf(f为频率)
σ：磁性体的导电系数
μo：真空导磁率(4π×10-7)
μm：磁性体的相对导磁率
例如，如果f=100Hz，σ=107s/m，μm=2400，则δ=0.3mm。
该实施例的磁性体15c只是进行沟加工而已，可保持磁性体15c的强度。而且，图12中沟17的个数为14，但并不局限于该数目，如果进行切断感应电流流动的足够个数的沟加工，就得到足够的效果。
而且，图12中，沟17遍布在外径侧面、上下面及内径侧面的所有面上，但并不是必要的，也不必全面设置，显然，通过只在来自各线圈的侵入磁场大的面上设置沟，也能得到同样的效果。
实施例9
图13示出本发明实施例9涉及的磁性体15c。
由于该实施例9是对上述实施例8的磁性体15c的改进，因此设置比沟17宽度窄的槽，代替沟17。该实施例中，在磁性体15上下面上，在轴向交替地形成从内径侧向外径侧的槽18a和从外径侧向内径侧的槽18b。槽所占表面的面积比为20％以下。
该实施例中，如图13所示，在磁性体15c上下面上，交替地设有从内径侧向外径侧的槽18a、和从外径侧向内径侧的槽18b，与上述实施例8所述的全面沟加工相比，加工容易，能减少加工费用，也提高磁性体15c的强度。
图13中，槽18a、18b设在外径侧面、上下面、内径侧面的所有面上，但并不必要，也不必全面设置，显然，通过只在来自各线圈的侵入磁场大的面上设置槽，也能得到同样的效果。
实施例10
图14是按照本发明实施例10的开关装置主要部件的截面图。
该开关装置设有：截面I形状的可动轴200；由固定在该可动轴200前端部的磁性体构成的可动体201；通过空隙部202相对可动体201、同时在中心部形成滑动可动轴200的通孔204的固定体203；包围可动体201和固定体203的线圈205；包围线圈205和固定体203、同时用螺丝部206螺丝固定在固定体203的铁芯207；安装在固定体203的端面上、用于消除固定体203的剩余磁化的非磁性材料垫片199。而且，固定体203与铁芯207可一体地形成。
图15是图14的可动体201的斜视图，图16是图14的固定体203的斜视图。在可动体201和固定体203的各相对面S1、S2中形成槽208、209。进行槽加工，使可动体201的槽208和固定体203的槽209的深度分别比可动体201和固定体203的表皮深度更深。
在可动体201的相对面S1上槽208所占的比例为20％以下，在固定体203的相对面S2上槽209所占的比例为20％以下。
另外，在可动体201的周边侧面上形成从槽208沿轴线方向延伸的槽210。该槽210的长度为可动体201全长的约1/2。在固定体203的周边侧面上形成从槽209沿轴线方向延伸的槽211。该槽211的长度为固定体203全长的约1/4。
下面说明上述结构的开关装置接点断开与闭合动作。
一旦在线圈205上施加一定的电压，则产生磁场，该产生磁场如此形成闭合磁路：通过磁性体构成的可动体201、可动体201的相对面S1、空隙部202而过渡到固定体203的相对面S2，通过固定体203、铁芯207返回可动体201。这时，在可动体201的相对面S1与固定体203的相对面S2间的空隙部202中由于产生磁场的相互作用而产生电磁吸引力，通过电磁吸引力，克服安装在可动轴200端部的弹性部件(未图示)的弹性力，与可动体201一体的可动轴200移动。然后，例如经可动轴200前端部的连接部件连接的可动电极(未图示)离开固定电极，开关装置的接点断开。
一旦切断线圈205的电流，可动体201被去磁，由于弹性部件的弹性力，与可动体201成一体的可动轴200返回原始位置，开关装置的接点闭合。
该实施例中，由于进行槽加工使可动体201的槽208和固定体203的槽209的深度分别相对可动体201和固定体203的表皮深度足够深，抑制可动体201的相对面S1和固定体203的相对面S2中的感应电流的产生，降低电磁吸引力的损耗，电磁吸引力的上升快。
图17示出本申请的发明人用暂态响应电磁场分析求出的电磁吸引力随时间的变化，从图中可看出，与不进行槽加工相比较，电磁吸引力上升快，且电磁吸引力的值变大。
图18示出槽208、209占可动体201和固定体203相对面的比例(S％)与接点断开时间(T)(可动部201的相对面S1接触到固定部203的相对面S2前的时间)的关系，从该图中可看出，槽的占有面积为20％以下时断开时间短，一旦超过该值，断开时间变长。这是因为，通过进行槽加工，抑制感应电流的产生，如果超过20％，可动体201和固定体203的各相对面S1、S2中达到磁饱和，降低了有效磁场。
图19示出可动体201和固定体203的周边侧面槽210、211的长度与可动体201和固定体203间磁吸引力(F)的关系。图19的值是在可动体201的相对面S1和固定体203的相对面S2中槽208、209所占面积为20％时的例子。从该图中可看出，槽的长度比(槽210、211的长度与可动体201、固定体203的全长之比)从零到约1/2时，磁吸引力的降低较小。这是因为，通过进行槽加工，抑制感应电流的产生，一旦超过1/2，在可动体201和固定体203的周边侧面达到磁饱和，降低有效磁场。
实施例11
图20是实施例11的开关装置主要部件斜视图，与实施例10的不同点在于将可动体212、固定体213的整体形状作成E形。
该实施例中，可动体212的相对面S1和固定体213的相对面S2成为凹凸形状，通过增大相对面S1、S2的面积，与实施例10相比，得到更大的电磁吸引力。而且，可动体212和固定体213为平板形，能减小厚度方向的尺寸，能使整体更紧凑。
实施例12
图21是本发明实施例12开关装置的主要部件斜视图，图22是实施例12的变形，可动体215和可动轴217由磁性材料一体地形成。可动体215为圆板形状，在可动体215的相对面S1和周边侧面上形成槽218、219。进行槽加工使各槽218、219的深度比可动体215的表皮深度更深。
在以磁性材料构成、有底圆筒形的固定体216中心部穿过可动轴217。在该固定体216内设有线圈205。在固定体216面对可动体215侧形成比固定体216的表皮深度更深的槽220。
该实施例中，可动体215的相对面S1和固定体216的相对面S2面积增大，能得到更大的电磁吸引力，可高速驱动。而且，可动轴217与可动体215是一体，制造简单。固定体216为圆筒形，结构上、制造容易，能以低成本制造。
而且，用非磁性材料构成可动轴217，用磁性材料构成可动部215后，可以用两部件构成。
实施例13
图23是本发明实施例13开关装置主要部件截面图，该实施例中，圆板形的可动体223和可动轴224一体地形成。在该可动体223的上面、下面和周边侧面形成槽230。进行槽加工使各槽230的深度比可动体223的表皮深度更深。而且，与图21的开关装置一样，在可动轴217和线圈205间可以有固定体的一部分。
在以磁性材料构成、有底圆筒形的固定体221中心部穿过可动轴224。在该第一固定体221内设有第一线圈225。在第一固定体221面对可动体223侧形成比第一固定体221的表皮深度更深的槽231。在以磁性材料构成、有底圆筒形的第二固定体222中心部穿过可动轴224。在该第二固定体222内设有第二线圈226。在第二固定体222面对可动体223侧形成比第二固定体222的表皮深度更深的槽232。
该实施例中，通过槽230、231、232可抑制涡流的产生，同时，通过对第一线圈225和第二线圈226通电，在第一固定体221和第二固定体222与可动体223间能得到较大电磁排斥力，可高速驱动。
而且，可以用不同部件构成可动体223和可动轴224，再连接两部件。
上述各实施例对每一开关装置的情况作了说明，但是，不用说，本发明也能适用于汽车发动机气门等要求高速驱动的装置中。
如上所述，根据本发明的方案1涉及的开关装置，包括：由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；与该可动电极一起运动的可动轴；具有固定在该可动轴上的磁性体及包围该磁性体外侧的可动线圈的可动部；以及相对该可动部而设置、具有在所述可动轴上自由滑动的磁性体和包围该磁性体外侧的固定线圈的固定部；通过在所述可动线圈和所述固定线圈流动励磁电流而产生作用于可动线圈与固定线圈之间的电磁力，由此移动所述可动部和所述可动轴，可连接、断开所述固定电极与所述可动电极，因此，能使电磁驱动高效化，同时，确保断开、闭合高速动作。
根据方案2涉及的发明，由于设有包围可动线圈外侧的磁性体，通过在可动部和固定部线圈的内径侧、外径侧两侧使用磁性体，在使电磁驱动高效化的同时，使线圈的支承结构简便。
根据方案3的发明，包括由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；与该可动电极一起运动的可动轴；固定在该可动轴上、具有可动线圈和覆盖该可动线圈的第一磁性体的可动部；以及相对该可动部设置的、具有固定线圈和覆盖该固定线圈的第二磁性体的固定部；通过在所述可动线圈和所述固定线圈流动励磁电流而产生作用于可动线圈与固定线圈之间的电磁力，由此移动所述可动部和所述可动轴，可连接、断开所述固定电极与所述可动电极，因此，在使电磁驱动高效化的同时，磁性材料能兼作线圈的卷绕架和容器，制作性提高。
根据方案4的发明，包括向可动线圈和固定线圈提供励磁电流的电源和通电方向设定设备，通电方向设定设备设定从所述电源到所述可动线圈、固定线圈的相应励磁电流通电方向，使开关部断开、闭合时在所述可动线圈和所述固定线圈之间产生磁场的相互作用，因此，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量。
根据方案5的发明，固定部具有相对可动部在轴线方向两侧分别相对配置、具有磁性体和固定线圈的第一固定部与第二固定部；通电方向设定设备，在开关部断开时从电源向可动线圈和第一固定部的固定线圈流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述各线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述第一固定部的固定线圈之间产生磁排斥力，并在所述开关部闭合时向所述可动线圈和所述第二固定部的所述固定线圈流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述各线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述第二固定部的固定线圈之间产生磁排斥力，因此，由于可动线圈与固定线圈产生磁场的相互作用，能高效产生电磁排斥力。
根据方案6的发明，相对具有可动线圈的可动部，相对配置具有固定线圈的固定部，通电方向设定设备在开关部断开时从电源向所述可动线圈和所述固定线圈流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述各线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述固定线圈之间产生磁排斥力，并在所述开关部闭合时在所述可动线圈和所述固定线圈中流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述各线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述固定线圈之间产生磁吸引力，因此，在能使电磁驱动高效化的同时，可减少动作用线圈数量，使装置整体小型化。
根据方案7涉及的发明，包括：由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；与该可动电极一起运动的可动轴；由固定在该可动轴上的电介质构成的可动部；相对该可动部在轴线方向两侧分别设置、具有磁性体和固定线圈的第一固定部和第二固定部；通过在所述第一固定部的固定线圈、所述第二固定部的固定线圈中流动励磁电流而产生作用于所述可动部、第一固定部、第二固定部之间的电磁力，由此移动所述可动部和所述可动轴，可连接、断开所述固定电极与所述可动电极，因此，通过使用包围固定线圈的磁性体，能使电磁驱动高效化。
根据方案8涉及的发明，包括：向第一、第二固定部的固定线圈提供励磁电流的电源；在开关部断开时从所述电源到所述第一固定部的固定线圈进行通电，使所述第一固定部的固定线圈产生磁场的设定设备；在所述开关部闭合时从所述电源到所述第二固定部的固定线圈进行通电，使所述第二固定部的固定线圈产生磁场的设定设备，因此，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量。
根据方案9的发明，层叠地构成配置在固定部和可动部上的磁性体，因此，通过磁性体上产生的感应电流，能减小弱磁场，在使电磁驱动高效化的同时，可使开关高速动作，将断开用电源或闭合用电源作成小容量。
根据方案10涉及的发明，层叠固定部和可动部上配置的磁性体，在磁性体表面上加工能模拟的足够深的沟，因此，通过磁性体上产生的感应电流，能减少弱磁场，在能使电磁驱动高效化的同时，使开关可高速动作，且能保持磁性体强度，将断开用电源或闭合用电源作成小容量。
根据方案11涉及的发明，在固定部和可动部上配置的磁性体的上下面上，交替地配置从内径侧向外径侧的槽和从外径侧向内径侧的槽，因此，通过磁性体上产生的感应电流，能减少弱磁场，在能使电磁驱动高效化的同时，使开关可高速动作，且在能保持磁性体强度的同时，制作容易，将断开用电源或闭合用电源作成小容量。
根据方案12涉及的发明，包括：由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；与所述可动电极一起运动的可动轴；固定在该可动轴上的可动体；相对该可动体而设置同时相对所述可动轴自由滑动的固定体；利用通电而产生的电磁力来连接、断开所述固定体与所述可动体的线圈；在所述可动体和所述固定体的至少一方的相对面上形成抑制涡流的槽，因此，能使电磁驱动高速化，确保断开、闭合高速动作，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量·紧凑化。
根据方案13涉及的发明，在相对面上，槽所占的占有面积为20％以下，因此，由于将可动体和固定体相对面的磁饱和保持为与形成槽之前的状态几乎相同，所以，不减少可动体与固定体之间的电磁力，能使电磁驱动高速化，确保断开、闭合高速动作，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量·紧凑化。
根据方案14涉及的发明，在与固定体的相对面垂直的方向延伸的固定体侧面上，形成占固定体全长的1/2-1/4范围、在轴线方向延伸的槽，因此，由于将固定体相对面的磁饱和保持为与形成槽之前的状态几乎相同，所以，不减少可动体与固定体之间的电磁力，能使电磁驱动高速化，确保断开、闭合高速动作，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量·紧凑化。
根据方案15涉及的发明，在与可动体的相对面垂直的方向延伸的可动体侧面上，形成占可动体全长的1/2-1/4范围、在轴线方向延伸的槽，因此，由于将可动体相对面的磁饱和保持为与形成槽之前的状态几乎相同，所以，不减少可动体与固定体之间的电磁力，能使电磁驱动高速化，确保断开、闭合高速动作，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量·紧凑化。
根据方案16涉及的发明，由于可动体截面为I形状，在制作简单的同时，能使可动体的重量轻，使初期驱动高速化，确保断开、闭合高速动作，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量·紧凑化。
根据方案17涉及的发明，由于可动体截面为E形状，可动体相对固定体的相对面积增大，由于能增大可动体与固定体之间的电磁力，使电磁驱动高效化、高速化，确保断开、闭合高速动作，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量·紧凑化。
根据方案18涉及的发明，由于可动体为与可动轴成一体的截面T形状，可动体相对固定体的相对面积增大，由于能增大可动体与固定体之间的电磁力，使电磁驱动高效化、高速化，确保断开、闭合高速动作，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量·紧凑化。
根据方案19涉及的发明，由于固定体截面为E形状，固定体相对可动体的相对面积增大，由于能增大可动体与固定体之间的电磁力，使电磁驱动高效化、高速化，确保断开、闭合高速动作，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量·紧凑化。
根据方案20涉及的发明，由于固定体为圆筒形状，固定体的制作变得容易。
根据方案21涉及的发明，固定体由分别设置在可动轴穿过中心部的平板形可动体两面上的第一固定体和第二固定体构成，线圈由设置在所述第一固定体内侧的第一线圈和设置在所述第二固定体内侧的第二线圈构成，因此，通过对第一线圈和第二线圈通电，能在第一固定体和第二固体与可动体之间得到较大电磁排斥力，能使电磁驱动高效化、高速化，确保断开、闭合高速动作，能将断开用电源或闭合用电源作成小容量·紧凑化。
根据方案22涉及的发明，由于可动轴与可动体由相同材料一体地形成，所以，能简单、低成本地制作可动轴与可动体。

Claims (22)

1．一种开关装置，包括：
由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；
与该可动电极一起运动的可动轴；
具有固定在该可动轴上的磁性体及包围该磁性体外侧的可动线圈的可动部；以及
相对该可动部设置的、具有在所述可动轴上自由滑动的磁性体和包围该磁性体外侧的固定线圈的固定部；
通过在所述可动线圈和所述固定线圈流动励磁电流而产生作用于可动线圈与固定线圈之间的电磁力，由此移动所述可动部和所述可动轴，使所述固定电极与所述可动电极可连接、断开。
2．如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，设有包围可动线圈外侧的第一磁性体，和包围固定线圈外侧的第二磁性体。
3．一种开关装置，包括
由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；
与该可动电极一起运动的可动轴；
固定在该可动轴上、具有可动线圈和覆盖该可动线圈的第一磁性体的可动部；以及
相对该可动部设置的、具有固定线圈和覆盖该固定线圈的第二磁性体的固定部；
通过在所述可动线圈和所述固定线圈流动励磁电流而产生作用于可动线圈与固定线圈之间的电磁力，由此移动所述可动部和所述可动轴，使所述固定电极与所述可动电极可连接、断开。
4．如权利要求1，2或3所述的开关装置，其特征在于，包括向可动线圈和固定线圈提供励磁电流的电源，和通电方向设定设备，该通电方向设定设备设定从所述电源到所述可动线圈、固定线圈的相应励磁电流通电方向，使开关部断开、闭合时在所述可动线圈和所述固定线圈之间产生磁场的相互作用。
5．如权利要求4所述的开关装置，其特征在于，
固定部具有相对可动部在轴线方向两侧分别相对配置、具有磁性体和固定线圈的第一固定部与第二固定部；
通电方向设定设备，在开关部断开时从电源向可动线圈和第一固定部的固定线圈流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述第一固定部的固定线圈和所述可动线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述第一固定部的固定线圈之间产生磁排斥力，并在所述开关部闭合时从所述电源向所述可动线圈和所述第二固定部的所述固定线圈流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述第二固定部的所述固定线圈和所述可动线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述第二固定部的所述固定线圈之间产生磁排斥力。
6．如权利要求4所述的开关装置，其特征在于，
固定部仅在可动部轴线方向的一侧相对配置，
通电方向设定设备，在开关部断开时从电源向可动线圈和固定线圈流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述可动线圈、固定线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述固定线圈之间产生磁排斥力，并在所述开关部闭合时在所述可动线圈和所述固定线圈中流动励磁电流的情况下，设定从所述电源向所述可动线圈、固定线圈的通电方向，使所述可动线圈与所述固定线圈之间产生磁吸引力。
7．一种开关装置，包括
由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；
与该可动电极一起运动的可动轴；
由固定在该可动轴上的电介质构成的可动部；以及
相对该可动部在轴线方向两侧分别设置的、具有磁性体和固定线圈的第一固定部和第二固定部；
通过在所述第一固定部的固定线圈、所述第二固定部的固定线圈中流动励磁电流而产生作用于所述可动部、第一固定部、第二固定部之间的电磁力，由此移动所述可动部和所述可动轴，使所述固定电极与所述可动电极可连接、断开。
8．如权利要求7所述的开关装置，其特征在于，包括向第一固定部的固定线圈、第二固定部的固定线圈提供励磁电流的电源；在开关部断开时从所述电源到所述第一固定部的固定线圈进行通电，使所述第一固定部的固定线圈产生磁场的设定设备；以及在所述开关部闭合时从所述电源到所述第二固定部的固定线圈进行通电，使所述第二固定部的固定线圈产生磁场的设定设备。
9．如权利要求1或8所述的开关装置，其特征在于，磁性本为叠加多个层叠板的层叠结构。
10．如权利要求1或8所述的开关装置，其特征在于，在分别设置在固定部和可动部的至少一方的磁性体表面上形成深沟，通过在磁性体上产生感应电流而降低弱磁场。
11．如权利要求1或8所述的开关装置，其特征在于，在固定部和可动部的至少一方上分别设置的磁性体，在两面上交替地配置有从内径侧向外径侧的槽和从外径侧向内径侧的槽。
12．一种开关装置，包括：
由可自由连接和断开的固定电极和可动电极构成的开关部；
与所述可动电极一起运动的可动轴；
固定在该可动轴上的可动体；
相对该可动体而设置同时相对所述可动轴自由滑动的固定体；以及
利用通电而产生的电磁力来连接、断开所述固定体与所述可动体的线圈；
在所述可动体和所述固定体的至少一方的相对面上形成抑制涡流的槽。
13．如权利要求12所述的开关装置，其特征在于，在相对面上，槽所占的面积比为20％以下。
14．如权利要求12所述的开关装置，其特征在于，在与固定体的相对面垂直的方向延伸的固定体侧面上，形成占固定体全长的1/2-1/4范围、在轴线方向延伸的槽。
15．如权利要求12所述的开关装置，其特征在于，在与可动体的相对面垂直的方向延伸的可动体侧面上，形成占可动体全长的1/2-1/4范围、在轴线方向延伸的槽。
16．如权利要求12所述的开关装置，其特征在于，可动体截面为I形状。
17．如权利要求12所述的开关装置，其特征在于，可动体截面为E形状。
18．如权利要求12所述的开关装置，其特征在于，可动体为与可动轴成一体的截面T形状。
19．如权利要求12所述的开关装置，其特征在于，固定体截面为E形状。
20．如权利要求12所述的开关装置，其特征在于，固定体为圆筒形状。
21．如权利要求12所述的开关装置，其特征在于，固定体由分别设置在可动轴穿过中心部的平板形可动体两面上的第一固定体和第二固定体构成，线圈由设置在所述第一固定体内侧的第一线圈和设置在所述第二固定体内侧的第二线圈构成。
22．如权利要求12所述的开关装置，其特征在于，可动轴与可动体由相同材料一体地形成。
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