JP2005353695A - Electromagnet - Google Patents
Electromagnet Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005353695A JP2005353695A JP2004170283A JP2004170283A JP2005353695A JP 2005353695 A JP2005353695 A JP 2005353695A JP 2004170283 A JP2004170283 A JP 2004170283A JP 2004170283 A JP2004170283 A JP 2004170283A JP 2005353695 A JP2005353695 A JP 2005353695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iron core
- plunger
- core portion
- magnetic flux
- electromagnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、電磁石に関するものであって、特に電磁石の中央脚部先端部と該中央脚部先端部に接触するプランジャーとに係わるものである。 The present invention relates to an electromagnet, and particularly relates to a center leg tip end portion of an electromagnet and a plunger that contacts the center leg tip end portion.
従来の電磁石(例えば、特許文献1等)においては、固定鉄心内に配置され磁束を発生するコイルを備え、この電磁石における動作速度はコイルの巻数に依存している。すなわち、始動時においてコイルに対し電圧を印加しても、コイル巻線のインダクタンスにより電流が時間的に遅れながら増加する。電磁石の吸引力は電流により発生するものであり、その吸引力は電流より遅れながら増加する。このため、電磁石(プランジャー等)の動作速度は電流の増加に依存、換言すれば、コイルの巻数に依存している。
高速操作に適した電磁石を構成する場合、この電流の増加率を向上させるために、コイルの巻数を減少させてインダクタンスを小さくする必要がある。また、コイルの所要起磁力(電流×巻数)を得るために、コイルに対しては大きな電流を流す必要がある。 When an electromagnet suitable for high-speed operation is configured, it is necessary to reduce the inductance by reducing the number of turns of the coil in order to improve the rate of increase of the current. In order to obtain the required magnetomotive force (current × number of turns) of the coil, it is necessary to pass a large current through the coil.
前記のように大きな電流を流すためには、大きな電源、大きなケ−ブル、抵抗を小さくする大きな断面積のコイル巻線、該大きな断面積のコイル巻線を収納する大きなスペースを持つ鉄心、さらに、磁気抵抗面から長い磁路長に対応する大きな断面を持つ鉄心等を構成し、大電流で且つ大型化された電磁石にしなければならない。 In order to flow a large current as described above, a large power source, a large cable, a coil winding with a large cross-sectional area for reducing resistance, an iron core having a large space for accommodating the coil winding with a large cross-sectional area, An iron core or the like having a large cross section corresponding to a long magnetic path length from the magnetoresistive surface must be formed to make an electromagnet having a large current and a large size.
従来の電磁石において、コイルに電圧を印加してから電磁石(プランジャー等)が始動するまでの間(以下、始動前期間と称する)の時間は、前記のような構成(あるいは、動作条件)により殆ど一定であり、その始動前期間の時間を微調整する手段としては始動負荷力(電磁石を始動させる際に要する負荷力;以下、始動開始力と称する)を変更する以外にないと思われていた。このため、始動前期間の時間を長くする用途、例えば、遮断器の遮断操作等においては、その遮断部が直流分の大きな短絡電流(正弦波電流)、換言すれば減衰の少ない大きな短絡電流を遮断する必要があり、大型の遮断器が適用されてコストが高くなっていた。 In a conventional electromagnet, the time from when a voltage is applied to the coil until the electromagnet (plunger or the like) starts (hereinafter referred to as a pre-start period) depends on the configuration (or operating conditions) as described above. It is almost constant, and it seems that there is no other way to fine-tune the pre-starting time period than to change the starting load force (load force required to start the electromagnet; hereinafter referred to as starting start force). It was. For this reason, in applications where the time before start-up is lengthened, for example, in the operation of breaking the circuit breaker, the breaker has a large short-circuit current (sinusoidal current) for direct current, in other words, a large short-circuit current with little attenuation. It was necessary to cut off, and a large circuit breaker was applied, and the cost was high.
さらに、従来の電磁石は、電圧の変動に応じて、電流が変化して動作速度が変化する。この動作速度の変化は、電圧の変動に略比例して動作速度が変わる。このため、動作速度の変動幅の少ないことが望まれる用途、例えば遮断器の投入および遮断操作等においては、最高動作速度と最低動作速度との条件の差が大きい場合、幅広い条件に対応するために余裕度を大きくする必要があり、大型の遮断器が適用されコストが高くなっていた。 Furthermore, in the conventional electromagnet, the operation speed is changed by changing the current according to the fluctuation of the voltage. This change in operating speed changes in proportion to the voltage fluctuation. For this reason, in applications where it is desired that the fluctuation range of the operating speed be small, for example, when the circuit breaker is turned on and off, etc., if the difference between the maximum operating speed and the minimum operating speed is large, a wide range of conditions can be handled. It was necessary to increase the margin, and a large circuit breaker was applied, resulting in high costs.
本発明は前記課題に基づいてなされたものであり、小電流化を図り、且つ吸引力を大きくし、プランジャーを高速動作させることができる小型化された電磁石を提供することにある。 The present invention has been made based on the above problems, and it is an object of the present invention to provide a miniaturized electromagnet capable of reducing the current, increasing the attractive force, and operating the plunger at high speed.
本発明は、前記課題の解決を図るために、請求項1に記載の発明は、第1鉄心部(後述の図1等では上部鉄心部)と第2鉄心部(後述の図1等では下部鉄心部)との間に配置された複数の側脚部を備え、その側脚部間の第1鉄心部に対して該第1鉄心部から第2鉄心部方向に延設された中央脚部を備えた固定鉄心と、前記第2鉄心部に設けられた通路部を通過し、且つ中央脚部先端部に対し磁気吸引力により接離するプランジャーと、前記固定鉄心内に配置され前記プランジャーを磁気駆動させる磁束発生手段と、を有する電磁石に関するものである。そして、前記中央脚部の断面積を前記プランジャーの断面積よりも広くしたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to
請求項2記載の発明は、第1鉄心部と第2鉄心部との間に配置された複数の側脚部を備え、その側脚部間の第1鉄心部に対して該第1鉄心部から第2鉄心部方向に延設された中央脚部を備えた固定鉄心と、前記第2鉄心部に設けられた通路部を通過し、且つ中央脚部先端部に対し磁気吸引力により接離するプランジャーと、前記固定鉄心内に配置され前記プランジャーを磁気駆動させる磁束発生手段と、を有する電磁石に関するものである。そして、前記中央脚部の断面積を前記プランジャーの断面積よりも広くすると共に、前記通路部を中央脚部とラップする第2鉄心部に対して設けたことを特徴とする。
The invention according to
請求項3記載の発明は、第1鉄心部と第2鉄心部との間に配置された複数の側脚部を備え、その側脚部間の第1鉄心部に対して該第1鉄心部から第2鉄心部方向に延設された中央脚部を備えた固定鉄心と、前記第2鉄心部に設けられた通路部を通過し、且つ中央脚部先端部に対し磁気吸引力により接離するプランジャーと、前記固定鉄心内に配置され前記プランジャーを磁気駆動させる磁束発生手段と、を有する電磁石に関するものである。そして、前記中央脚部の断面積を前記プランジャーの断面積よりも広くし、前記通路部は、挿入口側の第2鉄心部に対し中央脚部とラップするように設けられた突起部と、該通路部の出口側付近の第2鉄心部に対して設けられ該挿入口側の直径よりも大きな直径の窪部と、を構成したことを特徴とする。
The invention according to
請求項4記載の発明は、前記請求項3記載の発明において、前記通路部は、その通路部の出口側付近と磁束発生手段との間における第2鉄心部に対して設けられ該通路部の挿入口の直径よりも大きな直径の窪部と、前記窪部と隣接する通路部の挿入口側における第2鉄心部に設けられ中央脚部とラップするように突出する突起部と、を備えたことを特徴とする。
The invention according to
請求項5記載の発明は、第1鉄心部と第2鉄心部との間に配置された複数の側脚部を備え、その側脚部間の第1鉄心部に対して該第1鉄心部から第2鉄心部方向に延設された中央脚部を備えた固定鉄心と、前記第2鉄心部に設けられた通路部を通過し、且つ中央脚部先端部に対し磁気吸引力により接離するプランジャーと、前記固定鉄心内に配置され前記プランジャーを磁気駆動させる磁束発生手段と、を有する電磁石に関するものである。そして、前記プランジャーに対し、該プランジャーの始動開始時間(例えば、始動前期間の時間の長さ)を調整する重りを設けたことを特徴とする。 The invention according to claim 5 includes a plurality of side legs disposed between the first core part and the second core part, and the first core part with respect to the first core part between the side legs. Passes through a fixed core having a central leg extending in the direction of the second iron core, and a passage provided in the second iron core, and contacts and separates from the tip of the central leg by a magnetic attractive force. The present invention relates to an electromagnet having a plunger that performs the above operation and a magnetic flux generating means that is disposed in the fixed iron core and magnetically drives the plunger. And the weight which adjusts the starting start time (for example, the length of the time before starting) of this plunger was provided with respect to the said plunger, It is characterized by the above-mentioned.
本発明においては、中央脚部の断面積をプランジャーの断面積より広くすることにより、プランジャーの始動を開始する位置(以下、始動開始位置と称する)を第2鉄心部近傍に設定し、始動前期間において電磁石の吸引力にならない漏洩磁束を多く発生させ、吸引力になる有効磁束を減らした構造により、始動前期間に始動電流(プランジャーを始動させるための電流)が例えばコイルにおける最高電力の所定の割合(例えば、最高電力の約70%以上の値)に達するまで、始動を遅延させることができる。 In the present invention, by setting the cross-sectional area of the central leg portion to be larger than the cross-sectional area of the plunger, the position at which the plunger starts to be started (hereinafter referred to as the starting start position) is set near the second iron core portion, During the pre-start period, a large amount of leakage magnetic flux that does not become the attraction force of the electromagnet is generated, and the effective magnetic flux that becomes the attraction force is reduced, so that the start current (current for starting the plunger) is the highest in the coil during the first half of the start. Start-up can be delayed until a predetermined percentage of power (eg, a value of about 70% or more of maximum power) is reached.
始動前期間において起磁力が十分に達するまでに蓄えられた漏洩磁束を、始動開始した後(始動前期間を経た後)速やかに有効磁束に変化させるように、中央脚部の断面積をプランジャーの断面積よりも広くした構造にすることにより、前記の始動前期間に蓄えられた漏洩磁束は速やかに有効磁束に変化し大きな吸引力を得ることができるため、小電流で、且つ吸引力が大きく、プランジャーを高速動作させることが可能な電磁石を得ることができる。 The cross-sectional area of the center leg is changed to a plunger so that the leakage magnetic flux stored until the magnetomotive force reaches a sufficient level in the pre-starting period is quickly changed to an effective magnetic flux after starting (after the pre-starting period). By making the structure wider than the cross-sectional area, the leakage magnetic flux accumulated during the first period of start-up can be quickly changed to an effective magnetic flux and a large attractive force can be obtained. A large electromagnet capable of operating the plunger at high speed can be obtained.
前記の始動前期間の時間に関しては、大幅に調整する場合には有効磁束量を加減し、微調整する場合には始動開始力を変更(例えば、後述の重り7Eの着脱や、該重り7Eの重さの変更等により始動開始力を変更)することにより、広範囲で段階的(例えば、微小時間単位で段階的)な遅延調整が可能となる。
Regarding the time before the start, the effective magnetic flux amount is increased or decreased when making a large adjustment, and the starting force is changed when making a fine adjustment (for example, attaching and detaching a
さらに、電圧変動に関わらず、一定の始動電流で始動開始し、その始動開始した後において速やかに有効磁束に変化する漏洩磁束を利用するため、電圧変動によって生じ得る動作速度の変化率を小さくできる。 Furthermore, since the start of a constant starting current is used regardless of voltage fluctuations, and the leakage magnetic flux that quickly changes to an effective magnetic flux after the start of the start is used, the rate of change in operating speed that can be caused by voltage fluctuations can be reduced. .
以上示したように本発明の電磁石によれば、その動作がコイル巻線のインダクタンスに依存しないので、所要起磁力に対しコイルの巻数を多くし電流を減少させることができる。例えば、小電流で、且つ小型で高速動作する電磁石(いわゆる、小電流遅延高速動作電磁石)を作製する場合には、電流の減少により、小さな電源、小さなケーブル、抵抗を大きくしてもよい小さな断面積のコイル巻線、該小さな断面積のコイル巻線を収納する小さなスペースを持つ鉄心、更に、磁気抵抗面から短い磁路長に対応する小さな断面を持つ鉄心等を構成することにより、達成できる。 As described above, according to the electromagnet of the present invention, since the operation does not depend on the inductance of the coil winding, the number of turns of the coil can be increased with respect to the required magnetomotive force to reduce the current. For example, when producing a small-sized electromagnet that operates at a high speed with a small current (a so-called small current delay high-speed electromagnet), a small power source, a small cable, and a small resistance that may increase the resistance due to a decrease in current. This can be achieved by configuring a coil winding with a small area, an iron core having a small space for accommodating the coil winding with the small cross-sectional area, and an iron core having a small cross section corresponding to a short magnetic path length from the magnetoresistive surface. .
本発明の電磁石は、始動前期間の時間に関して重り(例えば、プランジャーに取り付けられた重り)の着脱等により調整できるため、このような調整を要する用途、例えば遮断器の遮断操作等に適用する場合は、始動を遅延させることにより、遮断部において直流分の小さい減衰した短絡電流を遮断するだけで十分となるため、遮断器の小型化(例えば、約20%縮小した小型化)を図ることが可能となる。 Since the electromagnet of the present invention can be adjusted by attaching / detaching a weight (for example, a weight attached to a plunger) with respect to the time before the start-up, the electromagnet is applied to an application requiring such adjustment, for example, a breaking operation of a circuit breaker. In this case, by delaying the start-up, it is sufficient to cut off the short-circuit current with a small amount of direct current in the breaker. Therefore, the circuit breaker can be downsized (for example, downsized by about 20%). Is possible.
さらに、従来の電磁石と比較して、電圧変動による動作速度の変化率を小さくできるため、動作速度の変動幅の少ないことが望まれる用途、例えば遮断器の投入遮断操作においても対応できるため(狭い変動幅の動作速度の変動幅が狭くても対応できるため)、余裕度を少なくでき、小型化,低コスト化を図ることが可能となる。 Furthermore, since the rate of change in operating speed due to voltage fluctuation can be reduced compared to conventional electromagnets, it can be used in applications where it is desired to have a small operating speed fluctuation range, such as circuit breaker on / off operation (narrow). Because it is possible to cope with the fluctuation range of the operation speed of the fluctuation range being narrow), the margin can be reduced, and it is possible to reduce the size and cost.
以下、本発明に係る実施の形態の電磁石を図面等に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an electromagnet according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[実施例1]
まず、本実施の形態における電磁石の実施例1を説明する。図1は本実施例の電磁石1の断面を説明するものであり、図2は図1の詳細部分の断面図である。固定鉄心2においては、互いに対向する上部鉄心部3と下部鉄心部4との間に側脚部(あるいは、複数の側脚部)5A,5Bが設けられ、その側脚部5Aと側脚部5Bとの間の上部鉄心部3には該上部鉄心部3から下部鉄心部4方向に伸びる中央鉄心脚部6が設けられている。この中央鉄心脚部6と対向する下部鉄心部4には、プランジャー7を通過させるための通路部8が形成されている。前記のプランジャー7は、通路部8を貫通して中央脚部先端部6Aに対して接離し、中央鉄心脚部6の断面積S1はプランジャー7の断面積S2よりも大きく形成されている。
[Example 1]
First, Example 1 of the electromagnet in the present embodiment will be described. FIG. 1 illustrates a cross section of the
プランジャー7の上端部および下端部には上部ロッド7Aおよび下部ロッド7Bが設けられ、上部ロッド7Aは中央鉄心脚部6および上部鉄心部3を貫通する貫通孔7Cに挿入され、プランジャー7内に穿設した貫通孔には上側又は下側ネジ溝7Dが付される。この上側ネジ溝7Dに対して上側ロッド7Aが装着され、下側ネジ溝7Dには重り7Eを介してボルト7Fが装着される。このような構成より、プランジャー7に対してロッド7Aおよび7Bが取付けられている。したがって、ボルト7Fを着脱して重り7Eの重さを調整(あるいは、重り7E自体の重さを変更して調整)することにより、プランジャー7の動作速度、すなわち動作時間を調整することができる。
An
前記のような固定鉄心2内にコイル10を配置することにより、電磁石1が構成されている。このコイル10においては、その一部を永久磁石に替えて成る手段を適宜使用しても良い。すなわち、前記のコイル10には、磁束を発生する手段であれば、種々の手段を適宜適用しても良い。
The
通路部8においては、下部鉄心部4に対し中央鉄心脚部6とラップするように形成され、その通路部8の挿入口側直径D1は出口側直径D2に比べて小さく形成されている。すなわち、挿入口側直径D1の大きさは、下部鉄心部4の一部から通路部8側に突起した突起部4Aによって、決定される。前記の突起部4Aは、中央鉄心脚部6とラップするように突起し、前記の通路部8を形成(一部を形成)している。
The
プランジャー7においては、図2に示すように、該プランジャー7の始動前期間における始動開始位置Sが下部鉄心部4近傍に位置するように配置される。なお、本実施例の始動開始位置Sにおいては、中央鉄心脚部先端部6Aと対向する下部鉄心部内側面4Bよりも下側に位置する。ここで、下部鉄心部4近傍とは、中央鉄心脚部先端部6Aと対向する下部鉄心部内側面4B位置付近から、通路部8の突起部4A側付近までの範囲を示すものである。この範囲において、前記のプランジャー7の始動開始位置Sが位置するように調整する。
In the
次に、前記のように構成された電磁石1の動作について、図3乃至図6に基づいて説明する。
Next, the operation of the
まず、プランジャー7が始動開始位置Sにセットされた状態でコイル10に通電(電圧を印加)すると、図3に示すように、磁束Φ1は下部鉄心部4(4A)−プランジャー7−中央鉄心脚部6−上部鉄心部3−側脚部5A,5B−下部鉄心部4(4A)に形成された磁気回路を循環する。また、磁気回路に循環する漏洩磁束Φ2は中央鉄心脚部6に漏洩する。
First, when the
その後、図4に示すように始動開始位置Sからプランジャー7が微小移動すると、漏洩磁束Φ2は下部鉄心部4(4A)−プランジャー7−中央鉄心脚部6−上部鉄心部3−側脚部5A,5B−下部鉄心部4(4A)に形成された磁気回路を流れ始める。
Thereafter, as shown in FIG. 4, when the
そして、図4に示す状態から図5に示す状態に至るまでの間において、漏洩磁束Φ2の殆どは、プランジャー7を介して前記の磁気回路に流れ始め、磁束Φ1と同様の有効磁束に変化する。
In the period from the state shown in FIG. 4 to the state shown in FIG. 5, most of the leakage magnetic flux Φ2 starts to flow to the magnetic circuit via the
すなわち、電磁石1の始動に関して、始動前期間における始動電流がコイル10の最高電流に対して一定の値以上(例えば、約70%以上の値)になるまで遅延させるために、有効磁束を小さくし漏洩磁束を大きくする。また、重り7Eの着脱等を行うことにより、始動開始力の大小を変化させて微調整する。
That is, in order to delay the start of the
前記のように磁束を調整する構成により、始動にかかる吸引力および時間を大きく調整することができる。また、微調整には重り7Eの着脱等によって始動開始力を変化させることにより、広い範囲で段階的(例えば、微小時間単位で段階的)な調整が容易にできる。
With the configuration for adjusting the magnetic flux as described above, the attractive force and time required for starting can be greatly adjusted. Further, for fine adjustment, by changing the starting force by attaching / detaching the
中央鉄心脚部6を長くし(プランジャー7の軸心方向に長くし)、プランジャー7の始動開始位置Sを下部鉄心部4近傍に設定することにより、コイル10のスペースに漏洩磁束Φ2が発生する。この漏洩磁束Φ2は、コイル10のスペースの高さを高くし、厚みを小さくすることによって、より多く発生する。
By making the
前記の漏洩磁束Φ2については、プランジャー7の吸引力側に対しては力が作用しない。この吸引力となる有効磁束としては、中央鉄心脚部6とプランジャー7との間に発生する磁束Φ1であり、漏洩磁束Φ2と比較すると少量である。このため、前記の吸引力が所定の始動開始力に達するようにするには、始動電流が所定値になるまで始動開始を遅延させなければならない。その具体例としては、始動前期間において始動電流がコイル10の最高電流に対して一定の値以上(例えば、約70%以上の値)に至るまで、重り7Eの着脱等により始動開始を遅延させる。
For the leakage magnetic flux Φ2, no force acts on the attractive force side of the
前記の始動開始の後、中央鉄心脚部先端部6A付近から下部鉄心部4の間で多く発生した漏洩磁束Φ2は、プランジャー7の移動によって磁気抵抗のバランスが変化し、その漏洩磁束Φ2自体の流れは、より磁気抵抗が小さくなる中央鉄心脚部6とプランジャー7との間に変更、すなわち吸引力となる有効磁束に変化し該吸引力が増加する。この際、漏洩磁束Φ2の流れの変更に関しては、中央鉄心脚部6とプランジャー7との間に近い漏洩磁束Φ2ほど、速やかに行われる。
After the start of the start, the leakage flux Φ2 generated between the lower end of the central
つまり、電磁石1においては、プランジャー7の始動開始位置Sが下部鉄心部4近傍に位置するように調整したり、その下部鉄心部4の窪部20(例えば、図7参照;漏洩磁束をコントロールする目的で、下部鉄心部4とプランジャー7との間に対し意図的にギャップを形成するための窪部)を設けたりすることにより、速やかに漏洩磁束Φ2の流れを変更することができる。
In other words, in the
前記のように本実施例によれば、中央鉄心脚部先端部6A付近から下部鉄心部4の間で多く発生する漏洩磁束Φ2は、プランジャー7の移動によって磁気抵抗のバランスが変化し、より磁気抵抗が小さくなる中央鉄心脚部6とプランジャー7との間に流れを変更して、吸引力である有効磁束に変化する。この有効磁束がより多く吸引(プランジャー7に吸引)されるように、中央鉄心脚部6の断面積S1をプランジャー7の断面積S2よりも大きくすることにより、その吸引力が増加し、漏洩磁束Φ2が磁束Φ1と同様の有効磁束に変化する。前記の吸引力が増加した分だけ、電磁石1を小型化することができる。
As described above, according to the present embodiment, the leakage flux Φ2 frequently generated between the vicinity of the central
特に、中央鉄心脚部6の断面積S1をプランジャー7の断面積S2より大きくすることにより、プランジャー7からの有効磁束がより多く中央鉄心脚部6に吸収され、更に吸引力が増加するため、より電磁石1を小型化することができる。
In particular, by making the cross-sectional area S1 of the
また、突起部4Aを中央鉄心脚部6とラップするように構成し、プランジャー7に対し有効磁束がより多く集中するようにして、その集められた有効磁束がより多く中央鉄心脚部6に吸収されるように、中央鉄心脚部6の断面積S1をプランジャー7の断面積S2より大きくすることにより、更に吸引力が増加する。
Further, the
ここで、電磁石1の通電時間Tと有効磁束量Φとの関係を、図6の磁気特性図に基づいて説明する。従来技術による電磁石の磁気特性においては、曲線ΦAに示すように、コイル10の最高電流における磁束量の約70%付近までは略比例増加するが、それ以降は飽和する。この場合、有効磁束量が始動開始力に対応した値になる時間(すなわち、有効磁束量が始動できる値に達する時間(図6中ではφpになる時間);以下、始動開始時間と称する)t1は、比例増加領域内にある。
Here, the relationship between the energization time T of the
一方、本実施例の電磁石1の磁気特性においては、曲線ΦBに示すように、始動前期間に漏洩磁束Φ2を蓄勢するため有効磁束量が少なく、従来技術の電磁石における時間t1での有効磁束量と同等になる時間、すなわち前記の時間t1から遅延した時間t2までは有効磁束が徐々に増加し、その時間t2以降は漏洩磁束Φ2が急激に磁束Φ1へ変化するため、その有効磁束量は急激に増加する。前記のように遅延された時間t2は、プランジャー7に設けられた重り7Eにより簡単に調整(例えば、重り7Eの着脱等により調整)できる。この調整については、S1,S2の値に影響されることなく実施できる。
On the other hand, in the magnetic characteristics of the
前記のように、始動開始時間を時間t1から時間t2まで遅延させたことにより、漏洩磁束Φ2のバランスがプランジャー7の移動に応じて変化し、より磁気抵抗が小さくなる中央鉄心脚部6とプランジャー7との間に流れを変更し、その漏洩磁束Φ2が吸引力である有効磁束に変化することにより磁束Φ1が急激に増加し、該吸引力が増加する。このため、図6の各曲線の時間t2以降において、本実施例の磁気特性を示す曲線ΦBは、従来技術の磁気特性を示す曲線ΦAに比べて、有効磁束量(すなわち、磁束Φ1)が急激に増加したものになっている。
As described above, by delaying the start start time from time t1 to time t2, the balance of the leakage magnetic flux Φ2 changes according to the movement of the
図6の特性図より明らかなように、本実施例の磁気特性を示す曲線ΦBの勾配αBが、従来技術の磁気特性を示す曲線ΦAの勾配αAよりも大きいことから、本実施例によれば吸引力の変化に対応して電磁石1の動作速度を速くできることが読み取れる。
As is apparent from the characteristic diagram of FIG. 6, the gradient αB of the curve ΦB indicating the magnetic characteristics of the present embodiment is larger than the gradient αA of the curve ΦA indicating the magnetic characteristics of the prior art. It can be seen that the operating speed of the
また、例えば本実施例の電磁石1により遮断器を投入および遮断操作する場合において、従来技術による電磁石と比較して始動前期間が長いため(図6中では、従来技術の電磁石の始動開始時間がt1であるのに対して、本実施例の電磁石1の始動開始時間がt2であるため)、特に短絡電流の遮断時等における小さな電流値(例えば、直流分が減衰した小さな電流値)であっても動作できるため、電磁石1および遮断器の操作器等の構成を小型化することができる。
Further, for example, when the circuit breaker is turned on and off by the
さらに、本実施例では、中央鉄心脚部先端部6Aを下部鉄心部内側面4B近傍まで延長(例えば、プランジャー7の軸心方向に延長)することにより、例えば中央鉄心脚部先端部6Aを上部鉄心部3付近に設けた場合と比較して、プランジャー7の重量を軽減できるため、更に小さな電磁力でプランジャー7を動作させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the central core leg
さらにまた、本実施例では、電磁石の印加電圧に関係なく(例えば、印加電圧の大きさに関係なく)、始動開始した後に漏洩磁束Φ2を有効磁束Φ1に変化させることにより、吸引力が増加するため、例えば遮断器の操作器などに適用した場合には、操作電源変動による遮断器の動作速度の変動を少なくできる。 Furthermore, in this embodiment, regardless of the applied voltage of the electromagnet (for example, regardless of the magnitude of the applied voltage), the attractive force is increased by changing the leakage magnetic flux Φ2 to the effective magnetic flux Φ1 after starting. Therefore, for example, when applied to an operating device for a circuit breaker, fluctuations in the operating speed of the circuit breaker due to fluctuations in operating power can be reduced.
[実施例2]
次に、本実施の形態における電磁石の実施例2を説明する。なお、実施例1と同様なものには同一符号等を用いて、その詳細な説明等を適宜省略する。本実施例においては、図7,図8に示すように、通路部8の挿入口付近の下部鉄心部4に対して、中央鉄心脚部6とラップするように突出した突起部4Aを設け、通路部8の出口付近の下部鉄心部4に対しては、通路部挿入口の直径D1よりも大きな直径D2の窪部20を設ける。すなわち、通路部8は、突起部4Aと窪部20とから構成されている。
[Example 2]
Next, Example 2 of the electromagnet in the present embodiment will be described. In addition, the same code | symbol etc. are used for the same thing as Example 1, and the detailed description etc. are abbreviate | omitted suitably. In this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the
本実施例のように窪部20を設けたことにより、多くの漏洩磁束Φ2が突起部4Aを経由してプランジャー7に流れるため、そのプランジャー7と先端部6A(漏洩磁束Φ2が経由する先端部6A)との磁気抵抗の差が明確になり、磁束Φ1と漏洩磁束Φ2とを透過する通路を区分できるようになり、例えば電磁石の製作誤差による歩留まりの低下(例えば、性能のばらつき)を最小にすることができる。
Since the recessed
前記の窪部20を設ける場合には、挿入口側の下部鉄心部4に対し、中央鉄心脚部6とラップするように突出した突起部4Aを設け、その突起部4A内面からコイル10までの間の出口付近における下部鉄心部4に対して、該窪部20を設ける。
When the
このように窪部20を設けた構成によれば、磁束Φ1は窪部20によって中央鉄心脚部先端部6Aに対して漏洩し難しくなり、漏洩磁束Φ2は突起部4Aを経由してプランジャー7に流れるため、プランジャー7における有効磁束がより一層多くなり、結果として吸引力が増加することになり、電磁石の小型化を図ることができる。
According to the configuration in which the
以上示したように本実施の形態によれば、漏洩磁束Φ2を磁束Φ1である有効磁束に変化させることにより、小電流で吸引力を増加し、小型化された電磁石,遮断器等を作製(例えば、いわゆる小電流遅延高速動作電磁石を作製)することができる
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
As described above, according to the present embodiment, by changing the leakage magnetic flux Φ2 to the effective magnetic flux that is the magnetic flux Φ1, the attractive force is increased with a small current, and a miniaturized electromagnet, circuit breaker, and the like are manufactured ( For example, a so-called small current delay high-speed operation electromagnet can be manufactured. As described above, in the present invention, only the specific example described has been described in detail, but various modifications and corrections are possible within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that such variations and modifications are within the scope of the claims.
1…電磁石、2…固定鉄心、3…上部鉄心部、4…下部鉄心部、4A…突起部、4B…下部鉄心部内側面、5A、5B…側脚部、6…中央鉄心脚部、6A…中央鉄心脚部先端部、7…プランジャー、7A…上部ロッド、7C…貫通孔、8…通路部、10・・コイル、D1…挿入口側直径、D2…出口側直径、S…始動開始位置。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第2鉄心部に設けられた通路部を通過し、且つ中央脚部先端部に対し磁気吸引力により接離するプランジャーと、
前記固定鉄心内に配置され前記プランジャーを磁気駆動させる磁束発生手段と、を有する電磁石であって、
前記中央脚部の断面積を前記プランジャーの断面積よりも広くしたことを特徴とする電磁石。 A plurality of side leg portions disposed between the first core portion and the second core portion, and extending from the first core portion toward the second core portion relative to the first core portion between the side leg portions. A fixed iron core with a central leg,
A plunger that passes through a passage portion provided in the second iron core portion and contacts and separates by a magnetic attraction force with respect to a distal end portion of the central leg portion;
A magnetic flux generating means disposed in the fixed iron core and magnetically driving the plunger,
An electromagnet characterized in that a cross-sectional area of the central leg portion is made larger than a cross-sectional area of the plunger.
前記第2鉄心部に設けられた通路部を通過し、且つ中央脚部先端部に対し磁気吸引力により接離するプランジャーと、
前記固定鉄心内に配置され前記プランジャーを磁気駆動させる磁束発生手段と、を有する電磁石であって、
前記中央脚部の断面積を前記プランジャーの断面積よりも広くすると共に、前記通路部を中央脚部とラップする第2鉄心部に対して設けたことを特徴とする電磁石。 A plurality of side leg portions disposed between the first core portion and the second core portion, and extending from the first core portion toward the second core portion relative to the first core portion between the side leg portions. A fixed iron core with a central leg,
A plunger that passes through a passage portion provided in the second iron core portion and contacts and separates by a magnetic attraction force with respect to a distal end portion of the central leg portion;
A magnetic flux generating means disposed in the fixed iron core and magnetically driving the plunger,
An electromagnet characterized in that a cross-sectional area of the central leg portion is made larger than a cross-sectional area of the plunger, and the passage portion is provided with respect to a second iron core portion that wraps with the central leg portion.
前記第2鉄心部に設けられた通路部を通過し、且つ中央脚部先端部に対し磁気吸引力により接離するプランジャーと、
前記固定鉄心内に配置され前記プランジャーを磁気駆動させる磁束発生手段と、を有する電磁石であって、
前記中央脚部の断面積を前記プランジャーの断面積よりも広くし、
前記通路部は、挿入口側の第2鉄心部に対し中央脚部とラップするように設けられた突起部と、該通路部の出口側付近の第2鉄心部に対して設けられ該挿入口側の直径よりも大きな直径の窪部と、を構成したことを特徴とする電磁石。 A plurality of side leg portions disposed between the first core portion and the second core portion, and extending from the first core portion toward the second core portion relative to the first core portion between the side leg portions. A fixed iron core with a central leg,
A plunger that passes through a passage portion provided in the second iron core portion and contacts and separates by a magnetic attraction force with respect to a distal end portion of the central leg portion;
A magnetic flux generating means disposed in the fixed iron core and magnetically driving the plunger,
The cross-sectional area of the central leg is wider than the cross-sectional area of the plunger;
The passage portion is provided with respect to a second iron core portion near the outlet side of the passage portion and a projection provided so as to wrap with a central leg portion with respect to the second iron core portion on the insertion port side. An electromagnet comprising a recess having a diameter larger than a diameter on the side.
前記窪部と隣接する通路部の挿入口側における第2鉄心部に設けられ中央脚部とラップするように突出する突起部と、を備えたことを特徴とする請求項3に記載の電磁石。 The passage portion is provided with respect to the second iron core portion between the vicinity of the outlet side of the passage portion and the magnetic flux generation means, and has a recess having a diameter larger than the diameter of the insertion port of the passage portion;
The electromagnet according to claim 3, further comprising: a protrusion provided on the second iron core portion on the insertion opening side of the passage portion adjacent to the recess portion and protruding so as to wrap with the central leg portion.
前記第2鉄心部に設けられた通路部を通過し、且つ中央脚部先端部に対し磁気吸引力により接離するプランジャーと、
前記固定鉄心内に配置され前記プランジャーを磁気駆動させる磁束発生手段と、を有する電磁石であって、
前記プランジャーに対し、該プランジャーの始動開始時間を調整する重りを設けたことを特徴とする電磁石。 A plurality of side leg portions disposed between the first core portion and the second core portion, and extending from the first core portion toward the second core portion relative to the first core portion between the side leg portions. A fixed iron core with a central leg,
A plunger that passes through a passage portion provided in the second iron core portion and contacts and separates by a magnetic attraction force with respect to a distal end portion of the central leg portion;
A magnetic flux generating means disposed in the fixed iron core and magnetically driving the plunger,
An electromagnet comprising a weight for adjusting a start time of the plunger for the plunger.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004170283A JP2005353695A (en) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | Electromagnet |
EP04018469A EP1507271A3 (en) | 2003-08-12 | 2004-08-04 | Electromagnetic device |
SG200404488A SG109556A1 (en) | 2003-08-12 | 2004-08-06 | Electromagnetic device |
KR1020040062753A KR100602053B1 (en) | 2003-08-12 | 2004-08-10 | Electromagnetic device |
TW093123867A TWI277114B (en) | 2003-08-12 | 2004-08-10 | Electromagnetic device |
US10/914,504 US7091807B2 (en) | 2003-08-12 | 2004-08-10 | Electromagnetic device |
CNB2004100574036A CN100466117C (en) | 2003-08-12 | 2004-08-12 | Electromagnetic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004170283A JP2005353695A (en) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | Electromagnet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005353695A true JP2005353695A (en) | 2005-12-22 |
Family
ID=35587927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004170283A Pending JP2005353695A (en) | 2003-08-12 | 2004-06-08 | Electromagnet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005353695A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012506981A (en) * | 2008-10-29 | 2012-03-22 | ザウアー−ダンフォス・エイピイエス | Valve actuator |
-
2004
- 2004-06-08 JP JP2004170283A patent/JP2005353695A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012506981A (en) * | 2008-10-29 | 2012-03-22 | ザウアー−ダンフォス・エイピイエス | Valve actuator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1826784A2 (en) | Electromagnetic actuator | |
JP2009036328A (en) | Linear solenoid | |
WO2006085420A1 (en) | Proportional solenoid and flow control valve employing it | |
JP5295858B2 (en) | Electromagnetic actuator, electromagnetically operated switchgear using the same, and control method thereof | |
JP6939229B2 (en) | Electromagnetic relay | |
JP2018537935A (en) | Linear actuator with improved magnetic stability and stripping force | |
KR100602053B1 (en) | Electromagnetic device | |
JP2005353695A (en) | Electromagnet | |
CN106683824B (en) | System and method for an electromagnetic actuator | |
WO2019021531A1 (en) | Electromagnetic actuator and hydraulic adjustment mechanism | |
JP2019071378A (en) | Solenoid device | |
JP2010074013A (en) | Electromagnet apparatus | |
JP2000224827A (en) | Electromagnetic type linear actuator | |
JP4328185B2 (en) | electromagnet | |
JP2006342937A (en) | Electromagnetic clutch unit | |
JP5712419B2 (en) | solenoid | |
JPH09306731A (en) | Electromagnet | |
JP6329781B2 (en) | Solenoid device | |
JP4998315B2 (en) | solenoid valve | |
JP2007224828A (en) | Fuel injection valve | |
JP2021068907A (en) | System and method for solenoid having permanent magnet | |
JP2005519465A (en) | Electromagnetic actuator with controlled attractive force | |
JP2005353321A (en) | Delay-type electromagnet device | |
JP5939534B2 (en) | solenoid | |
JP2009219661A (en) | Exhaust control valve for sphygmomanometer |