JP2008066602A - Electromagnetic actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空遮断器のような開閉器を開閉操作する操作機構に用いられる電磁アクチュエータに関する。 The present invention relates to an electromagnetic actuator used in an operation mechanism for opening / closing a switch such as a vacuum circuit breaker.
この種の開閉器の操作機構においては、開路操作および閉路操作を行うために、必要な操作力を電磁アクチュエータで発生させるものがある。電磁アクチュエータは、開閉器の可動軸に連結された操作ロッド、操作ロッドに固定されたアーマチュア、磁路を形成してアーマチュアを移動させるためのヨーク、ヨーク内の磁束を増減させるソレノイドコイルなどから構成される。 In this type of switch operating mechanism, there is an operating mechanism that generates necessary operating force with an electromagnetic actuator in order to perform an opening operation and a closing operation. The electromagnetic actuator consists of an operating rod connected to the movable shaft of the switch, an armature fixed to the operating rod, a yoke for moving the armature by forming a magnetic path, and a solenoid coil for increasing or decreasing the magnetic flux in the yoke Is done.
そして、アーマチュアは、ヨークとともに磁気回路を形成することから薄鋼板を積層し、端部を台形状として一体構造に組み立てられている(例えば、特許文献1参照)。また、筒状部と円板部とで構成されるものでは、これらが一体構造で組み立てられている(例えば、特許文献2参照)。
上記の従来の電磁アクチュエータにおいては、次のような問題がある。
アーマチュアが一体構造となっているので、ソレノイドコイルを励磁したとき、内部で渦電流が発生し、磁力の損失が大きくなっていた。また、重量物となっていた。これらのことから、ソレノイドコイルによる磁力を充分に活用することができず、開閉器の開閉動作の効率が低下していた。また、開閉速度の向上がし難いものとなっていた。
The above conventional electromagnetic actuator has the following problems.
Since the armature has an integral structure, when the solenoid coil is energized, eddy currents are generated inside and the loss of magnetic force is large. Moreover, it was heavy. For these reasons, the magnetic force generated by the solenoid coil cannot be fully utilized, and the efficiency of the switching operation of the switch is reduced. In addition, it is difficult to improve the opening / closing speed.
このため、アーマチュアの渦電流による損失を抑制し、更にはアーマチュアの重量を低減し、開閉器を開閉動作させる効率を向上し得る電磁アクチュエータが望まれていた。 Therefore, there has been a demand for an electromagnetic actuator that can suppress loss due to eddy current of the armature, further reduce the weight of the armature, and improve the efficiency of opening / closing the switch.
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、開閉動作の効率を向上し得る電磁アクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an electromagnetic actuator capable of improving the efficiency of opening and closing operations.
上記目的を達成するために、本発明の電磁アクチュエータは、磁路を形成するためのヨークと、前記ヨーク内を移動するアーマチュアと、前記ヨークの磁束を増減させるソレノイドコイルと、前記アーマチュアを吸引する永久磁石と、前記アーマチュアに固定されるとともに、前記ヨークの一側面を貫通する非磁性体の操作ロッドとを具備し、前記アーマチュア内で磁気回路が複数回路形成されるように、このアーマチュアを複数分割したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electromagnetic actuator according to the present invention attracts a yoke for forming a magnetic path, an armature that moves in the yoke, a solenoid coil that increases or decreases the magnetic flux of the yoke, and the armature. A permanent magnet and a non-magnetic operating rod fixed to the armature and penetrating one side of the yoke are provided. A plurality of the armatures are formed so that a plurality of magnetic circuits are formed in the armature. It is characterized by being divided.
本発明によれば、アーマチュアを複数分割し、接離するヨークとで形成される磁気回路が複数回路となるようにしているので、渦電流による損失が抑制され、開閉器を開閉動作させる効率を向上させることができる。 According to the present invention, since the armature is divided into a plurality of parts and the magnetic circuit formed by the contacting and separating yokes becomes a plurality of circuits, the loss due to the eddy current is suppressed and the efficiency of opening and closing the switch is improved. Can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明の実施例1に係る電磁アクチュエータを図1および図2を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る電磁アクチュエータの構成を一部切り欠いて示す斜視図、図2は、本発明の実施例1に係る電磁アクチュエータの構成を示す上面図である。
First, an electromagnetic actuator according to
図1に示すように、電磁アクチュエータは、磁路を形成するための筒状のヨーク1、ヨーク1内を移動自在に移動する磁性体のアーマチュア2、ヨーク1内の磁束を増減させる閉路コイル3および開路コイル4からなるソレノイドコイル、アーマチュア2を吸引する永久磁石5、アーマチュア2に固定されるとともに、ヨーク1の一側面を移動自在に貫通し、図示しない開閉器の可動軸に連結された非磁性体の操作ロッド6から構成されている。なお、永久磁石5は、開閉器を閉路保持するために吸引する。
As shown in FIG. 1, the electromagnetic actuator includes a
ここで、ヨーク1は、前述の一側面となる円盤状の上面部1a、上面部1aを囲むようにその外周部に連接された筒状の外周部1b、外周部1bの中間部の内部に突出して設けられた環状の中間部1c、永久磁石5に固定され、後述するアーマチュア2と接離する環状の磁石部1d、操作ロッド6の外周で上面部1aに連接され、後述するアーマチュア2と接離する筒状の円柱部1eから構成されている。
Here, the
また、アーマチュア2は、円柱状の筒部2aと、この筒部2aに連接され、半径方向に広がる鍔部2bとから構成されている。ここで、筒部2aには、操作ロッド6と同軸状に形成された複数の溝部2cが筒部2aの軸方向の全域に設けられている。即ち、図2に示すように、筒部2aには、半径の異なる僅かな幅を有する溝部2cが二本設けられ、同軸状に三分割されている。この分割された面が接触面となり、円柱部1eと接離するようになっている。アーマチュア2は、薄鋼板を積層して形成してもよく、また、磁性体粉末を圧縮して成形してもよい。
The
このような溝部2cを有する筒部2aは、半径の異なるものを予め製作しておき、これらを鍔部2bに固定すれば容易に製造することができる。また、薄鋼板を丸めて積層する過程で、絶縁フィルムを所定位置に挿入することによっても容易に製造することができる。この場合、絶縁フィルムが溝部2cと同様なものとなる。
The
また、アーマチュア2の鍔部2bは、磁石部1dと接離するようになっている。これらの筒部2aと円柱部1e、および鍔部2bと磁石部1dは、開閉器が閉路のときに接触し、開路のときに開離する。
Further, the
これにより、図1の図中に点線で示すように、閉路コイル3や開路コイル4などを励磁したときに形成される磁気回路は、アーマチュア2内でm1、m2、m3の三回路に分岐される。なお、これらの磁気回路m1、m2、m3は、ヨーク1や永久磁石5内では合流する。
As a result, as shown by the dotted line in FIG. 1, the magnetic circuit formed when the closed
このように磁気回路が分岐されるので、アーマチュア2内での渦電流を小さくすることができる。そして、大きな磁力を発生させることができ、開閉動作の効率を向上させることができる。また、アーマチュア2を軽量化することができるので、開閉速度を向上させることができる。
Since the magnetic circuit is thus branched, the eddy current in the
上記実施例1の電磁アクチュエータによれば、アーマチュア2の筒部2aに同軸状の溝部2cを設け、ヨーク1の円柱部1eと接離するようにしているので、アーマチュア2内で磁気回路が複数回路となり、渦電流による損失が抑制され、閉路コイル3や開路コイル4などによる磁力を充分に活用することができ、開閉器を開閉動作させる効率を向上させることができる。
According to the electromagnetic actuator of the first embodiment, the
なお、上記実施例1では、アーマチュア2の筒部2aを複数分割して説明したが、鍔部2bにおいてもヨーク1の磁石部1dと接離する部分に同軸状の溝部を設け、複数分割してもよい。
In the first embodiment, the
次に、本発明の実施例2に係る電磁アクチュエータを図3を参照して説明する。図3は、本発明の実施例2に係る電磁アクチュエータの構成を一部切り欠いて示す斜視図である。なお、この実施例2が実施例1と異なる点は、ヨークの円柱部にも溝部を設けたことである。図3において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, an electromagnetic actuator according to
図3に示すように、アーマチュア2の筒部2aと接離するヨーク1の円柱部1eには、操作ロッド6と同軸状に形成された溝部1fが、筒部2aの分割面と対向して設けられている。溝部1fと溝部2cとを対向して設けると、接離する面積の減少を抑えられ、磁気抵抗が抑制されるので好ましい。
As shown in FIG. 3, in the
上記実施例2の電磁アクチュエータによれば、実施例1による効果のほかに、ヨーク1の円柱部1e内での渦電流が抑制され、開閉器を開閉動作させる効率を更に向上させることができる。
According to the electromagnetic actuator of the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the eddy current in the
次に、本発明の実施例3に係る電磁アクチュエータを図4を参照して説明する。図4は、本発明の実施例3に係る電磁アクチュエータの構成を一部切り欠いて示す斜視図である。なお、この実施例3が実施例2と異なる点は、アーマチュアの筒部に接触板を設けたことである。図4において、実施例2と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, an electromagnetic actuator according to
図4に示すように、ヨーク1の円柱部1eと接離するアーマチュア2の筒部2aには、溝部2cを覆うような薄板の接触板2dが設けられている。即ち、溝部2cで分割された分割面を接触板2dで一体としている。
As shown in FIG. 4, a
上記実施例3の電磁アクチュエータによれば、実施例2による効果のほかに、円柱部1eと接離する筒部2aの面積が増加するので、開閉器を開閉動作させる効率を更に向上させることができる。
According to the electromagnetic actuator of the third embodiment, in addition to the effect of the second embodiment, the area of the
なお、上記実施例3では、アーマチュア2側に接触板2dを設けて説明したが、ヨーク1の円柱部1e側にも接触板を設け、分割面を一体としてもよい。ここで、ヨーク1の円柱部1eの溝部1fを省略したものでは、アーマチュア2側のみに接触板2dを設けるものとする。
In the third embodiment, the
次に、本発明の実施例4に係る電磁アクチュエータを図5を参照して説明する。図5は、本発明の実施例4に係る電磁アクチュエータの構成を示す上面図である。なお、この実施例4が実施例1と異なる点は、アーマチュアの形状である。図5において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, an electromagnetic actuator according to
図5に示すように、アーマチュア2の筒部2aには、内径側と外径側の筒体2e内に、複数の柱状体2fが放射状に並んで設けられている。即ち、筒部2aが円周方向で複数分割されている。なお、柱状体2fは、断面が方形状、多角形状、円状、扇状などいずれの形状でもよい。
As shown in FIG. 5, the
上記実施例4の電磁アクチュエータによれば、アーマチュア2が円周方向で複数分割されているので、渦電流による損失を抑制することができる。
According to the electromagnetic actuator of the fourth embodiment, since the
なお、上記実施例4では、アーマチュア2の筒部2aを分割して説明したが、ヨーク1の円柱部1eも同様に、柱状体のヨークを放射状に並べて分割してもよい。また、筒部2aや円柱部1eの分割面に、この分割面を一体で覆うような接触板を設けてもよい。
In the fourth embodiment, the
1 ヨーク
1a 上面部
1b 外周部
1c 中間部
1d 磁石部
1e 円柱部
1f、2c 溝部
2 アーマチュア
2a 筒部
2b 鍔部
2d 接触板
2e 筒体
2f 柱状体
3 閉路コイル
4 開路コイル
5 永久磁石
6 操作ロッド
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ヨーク内を移動するアーマチュアと、
前記ヨークの磁束を増減させるソレノイドコイルと、
前記アーマチュアを吸引する永久磁石と、
前記アーマチュアに固定されるとともに、前記ヨークの一側面を貫通する非磁性体の操作ロッドとを具備し、
前記アーマチュア内で磁気回路が複数回路形成されるように、このアーマチュアを複数分割したことを特徴とする電磁アクチュエータ。 A yoke for forming a magnetic path;
An armature moving in the yoke;
A solenoid coil for increasing or decreasing the magnetic flux of the yoke;
A permanent magnet for attracting the armature;
A non-magnetic operating rod fixed to the armature and penetrating one side of the yoke;
An electromagnetic actuator comprising a plurality of armatures divided so that a plurality of magnetic circuits are formed in the armature.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006244759A JP2008066602A (en) | 2006-09-08 | 2006-09-08 | Electromagnetic actuator |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2015043109A1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | 哈尔滨工业大学 | Electromagnetic structure comprising permanent magnets |
CN107180694A (en) * | 2017-04-19 | 2017-09-19 | 常州市康士达机电有限公司 | The electromagnet assembly of solenoid directional control valve |
CN112635232A (en) * | 2020-12-11 | 2021-04-09 | 平高集团有限公司 | Electromagnetic repulsion force quick mechanism and quick mechanical switch |
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2006
- 2006-09-08 JP JP2006244759A patent/JP2008066602A/en active Pending
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