JP2005183967A - 電磁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】、製造に関して被覆を改善して行うことができ、これが特に、エアギャップ充填のためにも適用されるような、被覆された電磁石を提供する。
【解決手段】特に電気的な切換装置において使用される電磁装置であって、駆動コイルと定置の磁石ヨーク（１０）と可動のアーマチュア（６０）とを有する形式にものにおいて、磁石ヨーク（１０）及び／又はアーマチュア（６０）が、耐衝撃性材料から成る被覆層（３０）を支持している。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁装置、特に電気的な切換装置で使用するための、または磁石駆動装置として使用するための電磁装置に関する。

特に電磁開閉器で使用される電磁石は種々様々な形態が存在する。このような電磁石は２つの極面対を有していて、例えば棒状の、磁石ヨークを閉じるアーマチュアを備えたＵ字形の磁石ヨークまたはＥ字型の磁石部分では、極面対の位置の相対的な適合が必要である。さらに、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２１４９９２号明細書に記載のようなこのような電磁石では、少なくとも２つの作業エアギャップが存在しいて、これにより損失出力の大きさが規定されている。

作業エアギャップには、公知のように非磁気的な中間層、例えば、紙、ハードペーパ、金属シート（鋼シート、真鍮シート）、プラスチックシートが充填されている。充填シートの取付は手間のかかる作業である。何故なら、各磁石部分をそれぞれ処理しなければならないからである。非磁気的な中間層に関する示唆は、例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７０００４８８号明細書、ドイツ連邦共和国実用新案第８０２８５５３号明細書、ドイツ連邦共和国特許第３００８５９９号明細書に記載されている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２１４９９２号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７０００４８８号明細書 ドイツ連邦共和国実用新案第８０２８５５３号明細書 ドイツ連邦共和国特許第３００８５９９号明細書

本発明の課題は、製造に関して被覆を改善して行うことができ、これが特に、エアギャップ充填のためにも適用されるような、被覆された電磁石を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、磁石ヨーク及び／又はアーマチュアが、耐衝撃性材料から成る被覆層を支持しているようにした。

本発明の本質は、電磁装置の磁石部分に、耐衝撃性の層が被覆されていることにある。有利には、ラッカ、グレーズ、エナメル、またはダイヤモンドのような炭素層が使用される。

本発明による装置は複数の利点を有している。即ち、このような被覆は複数の磁石部分において、特に静電気的な粉体被覆（塗装）法またはＰＶＤ法（physical vapour deposition 物理蒸着）によって唯１つの作業工程で行うことができる。これに対して、各個別部分のための処理（通常の形式のシートのろう接または接着）は複数の作業工程から成っている。

さらに、行われた被覆により効果的な腐食保護作用が得られる。これにより付加的な利点が得られる。

本発明の有利な構成は以下の特徴にある。

磁石装置では、アーマチュアの運動を案内する、またはアーマチュアの変位を制限するガイド装置が公知である。このような装置はアーマチュア及び／又はケーシングに形成された溝およびガイドピンであって良い。または、アーマチュア上に接着された、またはアーマチュアに固定されたエレメントであって良い。ガイド装置における被覆は、アーマチュアと磁石ヨークとの間で、またはアーマチュアとアーマチュア案内部材との間で設けられていない。

しかしながらこれに対して滑動面に、耐衝撃性被覆層が設けられていても良い。これにより、高い硬度、僅かな摩擦抵抗、高い表面平面性が、可動のアーマチュアの案内のために有利に作用する。特に平滑な被覆層によって小さな製造誤差で形成される。即ち、滑動面及び／又はガイド装置が被覆されるかどうかはその都度の使用例によるものである。

被覆層は、静電気的な粉体被覆法によって被着することができる。公知の利点の他に、粉体被覆の利点は、所定の利用分野にある。即ち、高い腐食保護性、耐衝突性・耐衝撃性が得られる。ＰＶＤ法によって、特にこれによりダイヤモンドのような炭素層が被着されるならば、特別な層の質が得られる。

残留磁気エアギャップにおける被覆層（有利にはエナメル）の厚さは、保持電圧に依存して調節することができる。例えばその厚さは１００〜３００μｍであって良いが、これは、２４ボルトの運転電圧の場合に、ＡＣ磁石システムおよびＤＣ磁石システムのために典型的な値である。当業者にはこれに関するパラメータが公知であるので、本発明は所定の層厚さに制限されない。

上記特徴は、単独でも、主請求項に記載された特徴と組み合わせても実現することができる。

耐衝撃性エナメルで被覆された電磁装置のテスト運転では、アーマチュアがそれぞれ、残留磁気エアギャップにおける極面に当接させられたが、２００万回の操作後に損傷または摩耗は生じなかった。

粉体被覆の典型的な経過は次のようなステップを有している。まず最初に部材から油分と汚れが取り除かれ、燐酸塩層またはクロム酸塩層が塗られる。この層は腐食保護および付着媒体として働く。次いでこの部分は、最良の表面純正を保証するために洗浄され、乾燥される。粗面被覆は落とされる。粉体被覆により１つの作業工程で４０〜２００μｍの厚さが得られるので、１つの作業工程で十分である。

静電気的な粉体被覆法は、反対に帯電された部分、即ち一方は粉剤、他方はワークが互いに引き合うことに基づいている。ワークの電荷は、乾いた粉を、噴霧の際に、噴霧ピストル内に位置している電極を介して得る。ワークは接地されている。ピストルとワークとの間には電場が形成されている。粉体粒子は、圧縮空気によって助成されて電場に向けられワーク表面へと搬送される。

被覆されたワークは、搬送システムを介して燃焼炉に到る。ここでは粉体層が熱により、まとまった膜に変形する。熱的な過程（ガラス粉、エナメル粉の焼結またはラッカ粉の架橋）の際に被覆層が生じる。出発材料に応じて熱的なパラメータが相応に調節される。ラッカの架橋は、粉体の形式にもよるが、１４０〜２００℃の温度で行われる。エナメルの焼結は６００℃以上の温度で行われる。

粉体被覆の特別な利点は、即ち、環境に優しい工業塗装、高い材料活用率である。回復装置を介して、粉体回路への再案内が行われる。溶剤は使用されず、短い被覆時間で、１つの作業工程で均一な層厚さを構成し、最良の表面特性が得られる。粉体被覆により、種々様々な表面組織の製造が可能であり、有利には、磁石システムにおける使用のために、平滑な表面が求められる。何故ならば、これにより良好な一定の厚さになるからである。

次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。

図面には、磁石装置のうち、ケーシング、駆動機械のための連結部材、コイル部材と励磁コイルとを備えた駆動コイルが示されていない。

磁石装置の磁石部分（ヨーク１０とアーマチュア６０）は、打ち抜き薄板パッケージから成っていて方形の横断面を有している。このパッケージは、カバー薄板なしにリベット結合されている（リベット１６）。Ｃ字型の磁石ヨーク１０は２つの側方脚１１を有していて、これらの側方脚１１は互いに平行に方向付けられていて、中央ウエブ１２で互いに結合されている。側方脚１１の端部は磁束案内部材１４を支持している。この磁束案内部材１４は内側に向かってアーマチュアに向けられていて、磁石アーマチュアに沿って密に案内されている。これによりここには、それぞれ１つの寄生のエアギャップ２３が存在する。寄生のエアギャップ２３の幅は、数１／１０ｍｍである。アーマチュア運動中のエアギャップ幅の維持は、精密なガイド部材４０、または有利には、耐衝撃性表面層３０によって保証されるのが望ましい。粉体被覆は１つのステップで、寄生エアギャップ２３においてこの層を提供する。極めて平滑な被覆層により、エアギャップにおける摩擦が最小にされる。符号４０で示したガイド部材によって、摺動行程中に磁石アーマチュアがガイドされる。

棒状の磁石アーマチュア６０は、磁石ヨーク１０の中央ウエブ１２の方向で、作業エアギャップにおいて相応の行程で動かされる。アーマチュアの自由端部は、磁石ヨーク１０の中央ウエブ１２の中心へと向けられている。作業エアギャップ６５はここでは楔状に形成されている。作業エアギャップの制限面は磁気抵抗を規定する。磁石アーマチュア６０のヘッド側６６は、駆動機械のための連結エレメント（図示せず）を導入するための溝８０を支持している。磁石アーマチュア６０は、コイル体と励磁コイルとを備えた駆動コイル（図示せず）によって取り囲まれている。

符号１５，１５′で示した面の材料厚の合計は、残留磁気エアギャップを規定する。面は互いに当接する。通常、この当接面は対称的に、アーマチュア６０にだけまたは磁石ヨーク１０にだけ配置されている。この面に形成された本発明による被覆層により、残留磁気エアギャップの電磁石的な特性が規定される。残留磁気エアギャップにおける材料厚は、規定の復帰電圧に依存して寸法設定される。

本発明による電磁装置を示す斜視図である

符号の説明

１０ ヨーク、 １１ 側方脚、 １２ 中央ウエブ、 １４ 磁束案内部材、 １５，１５′ 極面、 １６ リベット、 ２２ 残留磁気エアギャップ、 ２３ エアギャップ、 ３０ 被覆層、 ４０ ガイド部材、 ６０ アーマチュア、 ６５ 作業エアギャップ、 ６６ ヘッド側、 ８０ 溝

Claims (8)

1. 特に電気的な切換装置において使用される電磁装置であって、駆動コイルと定置の磁石ヨーク（１０）と可動のアーマチュア（６０）とを有する形式にものにおいて、
   磁石ヨーク（１０）及び／又はアーマチュア（６０）が、耐衝撃性材料から成る被覆層（３０）を支持していることを特徴とする電磁装置。
2. 前記被覆層（３０）が、ラッカ、グレーズ、エナメル、またはダイアモンドのような炭素層である、請求項１記載の電磁装置。
3. 前記被覆層（３０）は、静電気的な粉体被覆またはＰＶＤ被覆によって被着されている、請求項１又は２記載の電磁装置。
4. アーマチュア（６０）と磁石ヨーク（１０）との間またはアーマチュアとアーマチュア案内部材との間のガイド部材（４０）に被覆層（３０）が設けられていない、請求項１から３までのいずれか１項記載の電磁装置。
5. アーマチュア（６０）と磁石ヨーク（１０）との間またはアーマチュアとアーマチュア案内部材との間のガイド部材（４０）に被覆層（３０）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電磁装置。
6. 電磁装置において、磁石ヨーク（１０）の少なくとも１つの極面（１５′）と、アーマチュア（６０）の少なくとも１つの極面（１５）との間に残留磁気エアギャップ（２２）が形成されていて、該残留磁気エアギャップには、非磁気的な材料が充填されており、この材料は、耐衝撃性ラッカ、耐衝撃性グレーズ、耐衝撃性エナメルまたは、ダイヤモンドのような炭素層である、請求項１から５までのいずれか１項記載の電磁装置。
7. 充填材料（１５，１５′）の厚さが、復帰電圧に依存して調節される、請求項６記載の電磁装置。
8. 前記厚さは１５０〜２５０μｍである、請求項１から７までのいずれか１項記載の電磁装置。

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