JP4630373B2 - Electromagnet device - Google Patents

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JP4630373B2 JP2008550136A JP2008550136A JP4630373B2 JP 4630373 B2 JP4630373 B2 JP 4630373B2 JP 2008550136 A JP2008550136 A JP 2008550136A JP 2008550136 A JP2008550136 A JP 2008550136A JP 4630373 B2 JP4630373 B2 JP 4630373B2
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Description

【技術分野】
【0001】
本発明は電磁石装置に関し、特に、励磁コイルと永久磁石が設けられた開閉器に適用して好適なものである。
【背景技術】
【0002】
遮断器などの開閉器には一対の電極が内部に設けられ、一方の電極から可動側ロッドが外部に引き出され、引き出された可動側ロッドは、可動子が取り付けられた可動軸に接続されている。そして、電磁石装置の励磁コイルに励磁電流が通電されると、その発生した磁束の磁気的吸引力により固定子側に可動子が駆動される。そして、この駆動力は可動軸を介して可動側ロッドに伝達され、一方の電極が他方の電極に接触されることで、開閉器が投入状態に移行される。この投入状態を保持するための手段として常時励磁、機械的ラッチと電磁的ラッチがある。
【0003】
常時励磁は、開閉器が投入状態に移行された後も励磁コイルを常に通電し続けることで、投入状態を保持するもので、消費電力の増大を招く。また、機械的ラッチは、投入状態を適当な構造物で機械的に引掛けるなどして保持するもので、一般的に複雑な形態を要し、潤滑油の塗布など、駆動部分の消耗を抑えるためのメンテナンスが必要となる。
一方、電磁的ラッチは、特開2002−8498号公報に開示されているように、永久磁石の電磁的吸引力により投入状態を保持するもので、開閉器が投入状態に移行されると、励磁コイルへの通電を止めるか、あるいは通電電流を減少させることで、省電力化を図ることができる。
【0004】
しかしながら、電磁的ラッチでは、停電時などに電源が切れた場合においても、永久磁石の電磁的吸引力により投入状態が保持され、電源が切れても投入状態が保持されることから、電源が切れた時に遮断器を遮断することが必要な分野には向かないという問題があった。
一方、常時励磁では、励磁コイルを常に通電し続けることで投入状態が保持されるため、停電時などに電源が切れると、自動的に遮断器を遮断することができる。
しかしながら、常時励磁では、投入状態を保持するには、消費電力の増大を招くことから、電源が切れた時に投入状態を保持することが必要な分野には向かないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、構成の複雑化を伴うことなく、電磁的ラッチと常時励磁とを簡単に切り替えることが可能な電磁石装置を提供することである。
発明の開示
[0005]
上述した課題を解決するため、本発明の一態様に係る電磁石装置によれば、可動子を取り付けた可動軸と、前記可動軸に挿入され、前記可動子と接離可能な固定子と、前記可動子および前記固定子を包囲するように配置され、前記可動子を前記固定子の方向に移動させる磁力を発生させる励磁コイルと、前記可動子と前記固定子との接触状態を維持する磁力を発生させる永久磁石と、前記励磁コイルおよび前記永久磁石を包囲し、前記励磁コイルおよび永久磁石の磁束によって前記可動子を前記固定子の方向に移動させる磁気通路を形成するフレームと、前記永久磁石に跨るように設けられ、前記永久磁石から発生した磁束量を減少させる磁性短絡板とを備え、前記可動子と前記固定子との接触時に、前記磁性短絡板により低減した磁束分を励磁コイルの磁束で補充することを特徴とする。
[0006]
また、本発明の一態様に係る電磁石装置によれば、前記フレームの内面と前記永久磁石の一方の極とに接するように配置された第1磁性板と、前記可動子と摺動自在に配置されるとともに、前記永久磁石の他方の極に接するように配置された第2磁性板とを備え、前記第1磁性板と前記第2磁性板との間に前記磁性短絡板を着脱自在に配置したことを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る電磁石装置によれば、前記可動子と接触しないようにして、前記フレームの内面に接するとともに、前記永久磁石の一方の極に接するように配置された第1磁性板と、前記フレームと接触しないようにして、前記可動子と摺動自在に配置されるとともに、前記永久磁石の他方の極に接するように配置された第2磁性板とを備え、前記磁性短絡板は、前記第1磁性板と前記第2磁性板との間に架設されることを特徴とする。
[0007]
また、本発明の一態様に係る電磁石装置によれば、前記永久磁石と前記励磁コイルとは前記可動軸に沿って並べて配置され、前記永久磁石は、前記第1磁性板と前記第2磁性板との間に挟まれた状態で前記フレーム内に支持されていることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る電磁石装置によれば、前記磁性短絡板の断面積を増減させることで、前記永久磁石から発生した磁束量を増減させることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る電磁石装置によれば、前記第1磁性板と前記第2磁性板は、前記磁性短絡板との接触面がアール状に形成されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る電磁石装置の釈放状態を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る電磁石装置の投入状態を示す断面図である。
【図3】図1および図2のA2方向から見た時の電磁石装置の構成を示す正面図である。
【図4】図3のA3方向から見た時の電磁石装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【0009】
1 可動軸
1a 可動ネジ
1b 可動ナット
2 可動子
2a ギャップ
3 固定子
3a 支持溝
4a バネ溝
5 空隙部
6 フレーム
6a フレーム端
7 端板
8 励磁コイル
8a コイル枠
9 永久磁石
10a 磁気通路
11、12 磁性板
13 空間部
14 締付ボルト
15 締付ナット
16 磁性短絡板
【発明の実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態に係る電磁石装置について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電磁石装置の釈放状態を図3のA1−A1線に沿って切断して示す断面図、図2は、本発明の一実施形態に係る電磁石装置の投入状態を示す断面図、図3は、図1および図2のA2方向から見た時の電磁石装置の構成を示す正面図、図4は、図3のA3方向から見た時の電磁石装置の構成を示す側面図である。
【0011】
図1〜図4において、電磁石装置には、互いに接離可能な可動子2および固定子3が設けられるとともに、可動子2と固定子3とを離間させるように付勢された遮断バネ4が設けられている。また、電磁石装置には、可動子2を固定子3に接触させるための励磁コイル8が設けられるとともに、可動子2と固定子3との接触状態を維持する磁力を発生させる永久磁石9が設けられている。ここで、可動子2および固定子3は円筒状に形成され、可動子2は、電磁石装置の中心部を貫く可動軸1に固定されるとともに、固定子3には、その内部に形成された貫通穴を介して可動軸1が挿入されている。そして、釈放時に可動子2が固定子3から離れることができる空隙部5が形成されるように可動子2と固定子3とが配置されている。ここで、可動軸1の一端には可動ネジ1aが形成されている。そして、可動ネジ1aに可動ナット1bを装着し、可動ナット1bを締め付けることで、可動子2を可動軸1に固定することができる。
【0012】
また、可動子2と固定子3との対抗面側には、可動軸1に沿うようにしてバネ溝4aが形成されている。そして、バネ溝4aには、空隙部5に跨るようにして遮断バネ4が配置されている。また、可動子2及び固定子3の外側には、可動子2及び固定子3を包囲する筒状のフレーム6が設けられている。ここで、フレーム6の一端には、可動軸1に直交するフレーム端6aが形成されるとともに、フレーム6の他端には、フレーム端6aに対向配置された端板7が取り付けられている。
【0013】
そして、フレーム端6aには固定子3を挿入する貫通穴が形成され、固定子3にはフレーム端6aの先端が挿入される支持溝3aが形成されている。そして、フレーム端6aの先端が支持溝3aに挿入されることで、固定子3とフレーム6とが固定されている。また、可動子2と固定子3との外周側には、フレーム6内に収容された励磁コイル8および永久磁石9が配置されている。ここで、励磁コイル8と永久磁石9とは可動軸1に沿って並べて配置することができる。
【0014】
そして、励磁コイル8は、固定子3と可動子2の一部が包囲されるように円筒状に構成することができる。そして、中空部を有するコイル枠8aに電線を巻回することにより、励磁コイル8を形成し、励磁コイル8の中空内に可動子2および固定子3を挿入することができる。ここで、可動子2とコイル枠8aとの間には、ギャップ2aを可動軸1に沿って形成することができる。
また、永久磁石9は、例えば、可動子2の一部が包囲されるようにリング状に構成することができる。なお、永久磁石9は、リング状以外にも、例えば、バー状に形成し、可動子2を介して上下に配置するようにしてもよい。
【0015】
そして、永久磁石9は、磁性板11、12の間に挟まれ、磁性板11、12を介しフレーム6に固定されている。ここで、磁性板11は、可動子2と接触しないようにして、フレーム6の内面に接するとともに、コイル枠8aおよび永久磁石9の一方の極に接するように配置されている。そして、磁性板11および永久磁石9にて、ギャップ2aに連通する空間部13が形成されている。また、磁性板12は、フレーム6と接触しないようにして、可動子2と摺動自在に配置されるとともに、永久磁石9の他方の極に接するように配置されている。
【0016】
また、磁性板12と端板7との間には締付ボルト14が配置され、締付ボルト14は、端板7に形成された貫通孔に挿入されている。そして、締付ボルト14のネジ溝に締付ナット15を装着し、締付ナット15を締め付けることで、締付ボルト14を磁性板12に押圧し、締付ボルト14とフレーム端6aとの間に励磁コイル8と永久磁石9とを支持することができる。
【0017】
また、磁性板11、12間には、磁性短絡板16が永久磁石9に跨るように脱着自在に設けられている。ここで、磁性短絡板16は磁性板11、12間が磁気的に短絡されるように磁性板11、12間に架設することができ、永久磁石9から発生した磁束量を減少させることができる。なお、磁性短絡板16は、例えば、鋼板で形成することができる。そして、永久磁石9による磁気的吸引力によって磁性短絡板16を磁性板11、12間に装着したり、磁性短絡板16を取り外したりすることができる。また、磁性短絡板16の断面積を増減させることで、永久磁石9から発生した磁束量を増減させることができる。
なお、図4に示すように、各磁性板11、12の端部11a、12aには、磁性短絡板16との接触面にアール面17を形成するようにしてもよい。
【0018】
以下、図1〜図4の電磁石装置の動作を説明する。
この電磁石装置では、磁性短絡板16を装着することで、常時励磁として動作させることができ、磁性短絡板16を取り外すことで、電磁的ラッチとして動作させることができる。
そして、図1において、電磁石装置の釈放時には、遮断バネ4にて可動子2と固定子3とが離間される。そして、可動子2と固定子3との間には空隙部5が形成され、可動子2の端部が端板7に当接した状態で保持される。
【0019】
ここで、可動子2の端部が端板7に当接すると、永久磁石9にて発生された磁束φは点線で示すように、永久磁石9⇒磁性板12⇒可動子2⇒端板7⇒フレーム6⇒磁性板11⇒永久磁石9を主に循環することで、磁気通路10bが形成される。そして、電磁石装置の釈放時には、この磁気通路10bの磁気的吸引力によって可動子2が端板7に常に接触した状態を維持させることができる。このため、可動子2が遮断位置から投入位置に移動する移動距離を均一化することができ、可動子2が固定子3に接触できる接触時間を均一にすることが可能となることから、電磁石装置の品質を向上させることができる。
【0020】
この状態で励磁コイル8を通電し、励磁コイル8を励磁すると、励磁コイル8にて発生された磁束φは、図2の点線で示すように、永久磁石9⇒磁性板12⇒可動子2⇒固定子3⇒フレーム6⇒磁性板11⇒永久磁石9を主に循環することで、磁気通路10aが形成されるとともに、永久磁石9の磁束φも磁気通路10aに合流する。
そして、磁束通路10aを流れる磁束φ,φの磁気吸引力により可動子2は固定子3に吸引され、図2に示すように、可動子2が固定子3の方向に移動しながら遮断バネ4を圧縮するとともに、可動子2が固定子3に接触して投入状態になる。
【0021】
ここで、磁性板11、12間に磁性短絡板16が装着されていると、永久磁石9の磁束φは磁性板11、12間を磁気的に短絡するように磁性短絡板16にも流れる。このため、永久磁石9からの磁束量は磁性短絡板16の磁気的な損失分だけ減少し、永久磁石9の磁気吸引力が減少する。このため、この磁気吸引力の減少分を励磁コイル8からの磁束φの磁気吸引力で補充することにより、投入状態を維持することができ、常時励磁として動作させることができる。
【0022】
一方、磁性短絡板16を取り外すと、磁束通路10aの永久磁石9からの磁気吸引力により、可動子2は固定子3に接触して投入状態が維持され、電磁的ラッチとして動作させることができる。このため、投入状態に移行した後に、励磁コイル8の通電を止めるか、あるいは通電電流を減少させることで、電力の省エネルギー化を図ることができる。
【0023】
このように、磁性短絡板16を取り外すことで、電磁的ラッチとして動作させることができ、励磁コイル8に通電することなく、投入状態を保持することが可能となることから、電力の省エネルギー化を図ることが可能となるとともに、停電時などに電源が切れた場合においても、永久磁石9の電磁的吸引力により投入状態を保持させることが可能となる。また、磁性板11、12間に磁性短絡板16を装着することで、常時励磁として動作させることができ、停電時などに電源が切れると、自動的に遮断状態に移行させることが可能となる。
【0024】
このため、電磁的ラッチと常時励磁とを1台の電磁石装置に兼用させることが可能となるとともに、構成の複雑化を伴うことなく、電磁的ラッチと常時励磁とを簡単に切り替えることができ、電磁石装置の大型化や高価格化を抑制しつつ、電磁石装置の使い勝手を向上させることができる。
また、本発明の電磁石装置では、常時励磁から電磁的ラッチに切り替えるには、磁性短絡板16を取り外せばよく、既存の電磁石装置であっても、常時励磁から電磁的ラッチに簡単に移行させることができる。
【0025】
なお、上述した実施形態では、遮断バネ4の蓄積エネルギーの釈放力によって固定子3から可動子2を離間させる方法について説明したが、励磁コイル8の逆磁気的吸引力だけでも固定子3から可動子2を離間させることができるので、遮断バネ4は必ずしもなくてもよい。
また、磁性板11、12間に配置された磁性短絡板16は電磁石装置の外部から観察することができ、製造ミスや第3者による模倣などを容易に発見することができる。
【0026】
また、永久磁石9から発生した磁束量は、磁性短絡板16の断面積を増減させることで増減させることができ、励磁コイル8に通電される励磁電流を任意の値に調整することができる。
また、各磁性板11、12において、磁性短絡板16との接触面にアール面17を形成することにより、アール面17に磁束を集中させることができ、アール面17を形成した分だけ漏洩磁束を減少させることが可能となることから、磁気損失を低減させることができ、磁気効率を向上させることができる。
【産業上の利用の可能性】
【0027】
本発明の電磁石装置は、例えば、回路遮断器や漏洩遮断器などの開閉器や、遮断装置に用いられる電磁アクチュエータなどに利用することができ、電源が切れた時に遮断器を遮断することが必要な分野および電源が切れた時に投入状態を保持することが必要な分野のいずれにも適用することが可能となる。
【Technical field】
[0001]
The present invention relates to an electromagnet device, and is particularly suitable for application to a switch provided with an exciting coil and a permanent magnet.
[Background]
[0002]
A pair of electrodes are provided inside a switch such as a circuit breaker, and a movable rod is drawn out from one electrode, and the drawn movable rod is connected to a movable shaft to which a mover is attached. Yes. When an exciting current is applied to the exciting coil of the electromagnet device, the mover is driven to the stator side by the magnetic attractive force of the generated magnetic flux. Then, this driving force is transmitted to the movable rod via the movable shaft, and one of the electrodes is brought into contact with the other electrode, whereby the switch is shifted to the on state. As means for maintaining this input state, there are always-excited, mechanical latch and electromagnetic latch.
[0003]
The constant excitation keeps the energized state by always energizing the exciting coil even after the switch is switched to the energized state, and causes an increase in power consumption. The mechanical latch holds the input state by mechanically hooking it with an appropriate structure, etc., and generally requires a complicated form, and suppresses consumption of the drive part such as application of lubricating oil. Maintenance is required.
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-8498, the electromagnetic latch holds the applied state by the electromagnetic attractive force of the permanent magnet, and is excited when the switch is shifted to the applied state. Power saving can be achieved by stopping the energization of the coil or reducing the energization current.
[0004]
However, in the electromagnetic latch, even when the power is turned off at the time of a power failure or the like, the on state is maintained by the electromagnetic attractive force of the permanent magnet, and the on state is maintained even if the power is turned off. There was a problem that it was not suitable for the field that needed to break the circuit breaker.
On the other hand, in the constant excitation, since the energized state is maintained by always energizing the exciting coil, the circuit breaker can be automatically shut off when the power is turned off at the time of power failure.
However, in the constant excitation, maintaining the input state causes an increase in power consumption, so that there is a problem that it is not suitable for a field that needs to maintain the input state when the power is turned off.
Therefore, an object of the present invention is to provide an electromagnet device that can easily switch between electromagnetic latching and constant excitation without complicating the configuration.
Disclosure of the Invention [0005]
In order to solve the above-described problem, according to an electromagnet device according to an aspect of the present invention, a movable shaft to which a mover is attached, a stator that is inserted into the movable shaft and is capable of contacting and separating from the mover, An excitation coil that is arranged to surround the mover and the stator, and generates a magnetic force that moves the mover in the direction of the stator, and a magnetic force that maintains a contact state between the mover and the stator. A permanent magnet to be generated, a frame that surrounds the excitation coil and the permanent magnet, and that forms a magnetic path for moving the mover in the direction of the stator by the magnetic flux of the excitation coil and the permanent magnet, and the permanent magnet A magnetic short-circuit plate provided to straddle and reduce the amount of magnetic flux generated from the permanent magnet, and when the movable element contacts the stator, the magnetic flux reduced by the magnetic short-circuit plate is reduced. Characterized in that it supplemented with a magnetic coil flux.
[0006]
In addition, according to the electromagnet device according to one aspect of the present invention, the first magnetic plate disposed so as to contact the inner surface of the frame and one pole of the permanent magnet, and the movable element are slidably disposed. And a second magnetic plate disposed so as to contact the other pole of the permanent magnet, and the magnetic short-circuit plate is detachably disposed between the first magnetic plate and the second magnetic plate. It is characterized by that.
Further, according to the electromagnet device according to one aspect of the present invention, the first magnet is disposed so as to contact the inner surface of the frame and to contact one pole of the permanent magnet so as not to contact the mover. A magnetic short circuit comprising: a plate; and a second magnetic plate disposed so as to be slidable with the mover so as not to contact the frame and in contact with the other pole of the permanent magnet. The plate is constructed between the first magnetic plate and the second magnetic plate.
[0007]
In the electromagnet device according to one aspect of the present invention, the permanent magnet and the exciting coil are arranged side by side along the movable shaft, and the permanent magnet includes the first magnetic plate and the second magnetic plate. It is supported in the said frame in the state pinched | interposed between.
Moreover, according to the electromagnet apparatus which concerns on 1 aspect of this invention, the amount of magnetic flux generated from the said permanent magnet is increased / decreased by increasing / decreasing the cross-sectional area of the said magnetic short circuit board.
In the electromagnet device according to an aspect of the present invention, the first magnetic plate and the second magnetic plate have a contact surface with the magnetic short-circuit plate formed in a round shape.
[Brief description of the drawings]
[0008]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a released state of an electromagnet device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a charged state of an electromagnet device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view showing the configuration of the electromagnet device when viewed from the direction A2 in FIGS. 1 and 2;
4 is a side view showing the configuration of the electromagnet device when viewed from the direction A3 in FIG. 3; FIG.
[Explanation of symbols]
[0009]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Movable shaft 1a Movable screw 1b Movable nut 2 Movable element 2a Gap 3 Stator 3a Support groove 4a Spring groove 5 Cavity 6 Frame 6a Frame end 7 End plate 8 Excitation coil 8a Coil frame 9 Permanent magnet 10a Magnetic path 11, 12 Magnetic Plate 13 Space portion 14 Clamping bolt 15 Clamping nut 16 Magnetic short-circuit plate [Best Mode for Carrying Out the Invention]
[0010]
Hereinafter, an electromagnet device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a released state of an electromagnet device according to an embodiment of the present invention along the line A1-A1 of FIG. 3, and FIG. 2 is a diagram of the electromagnet device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a front view showing the configuration of the electromagnet device when viewed from the direction A2 of FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is a front view of the electromagnet device when viewed from the direction A3 of FIG. It is a side view which shows a structure.
[0011]
1 to 4, the electromagnet device is provided with a movable element 2 and a stationary element 3 that can be brought into contact with and separated from each other, and a cutoff spring 4 that is biased so as to separate the movable element 2 and the stationary element 3. Is provided. In addition, the electromagnet device is provided with an exciting coil 8 for bringing the mover 2 into contact with the stator 3 and a permanent magnet 9 for generating a magnetic force for maintaining the contact state between the mover 2 and the stator 3. It has been. Here, the mover 2 and the stator 3 are formed in a cylindrical shape, and the mover 2 is fixed to the movable shaft 1 penetrating through the central portion of the electromagnet device, and the stator 3 is formed therein. The movable shaft 1 is inserted through the through hole. The mover 2 and the stator 3 are arranged so that a gap 5 is formed in which the mover 2 can be separated from the stator 3 when released. Here, a movable screw 1 a is formed at one end of the movable shaft 1. The movable element 2 can be fixed to the movable shaft 1 by attaching the movable nut 1b to the movable screw 1a and tightening the movable nut 1b.
[0012]
A spring groove 4 a is formed along the movable shaft 1 on the opposing surface side of the movable element 2 and the stator 3. And the interruption | blocking spring 4 is arrange | positioned so that it may straddle the space | gap part 5 in the spring groove | channel 4a. A cylindrical frame 6 surrounding the mover 2 and the stator 3 is provided outside the mover 2 and the stator 3. Here, a frame end 6 a orthogonal to the movable shaft 1 is formed at one end of the frame 6, and an end plate 7 disposed to face the frame end 6 a is attached to the other end of the frame 6.
[0013]
A through hole for inserting the stator 3 is formed in the frame end 6a, and a support groove 3a into which the tip of the frame end 6a is inserted is formed in the stator 3. The stator 3 and the frame 6 are fixed by inserting the tip of the frame end 6a into the support groove 3a. An excitation coil 8 and a permanent magnet 9 housed in the frame 6 are disposed on the outer peripheral side of the mover 2 and the stator 3. Here, the exciting coil 8 and the permanent magnet 9 can be arranged side by side along the movable shaft 1.
[0014]
The exciting coil 8 can be configured in a cylindrical shape so that a part of the stator 3 and the mover 2 is surrounded. The exciting coil 8 can be formed by winding an electric wire around the coil frame 8 a having a hollow portion, and the mover 2 and the stator 3 can be inserted into the hollow of the exciting coil 8. Here, a gap 2 a can be formed along the movable shaft 1 between the mover 2 and the coil frame 8 a.
Moreover, the permanent magnet 9 can be configured in a ring shape so that, for example, a part of the mover 2 is surrounded. In addition to the ring shape, the permanent magnet 9 may be formed in, for example, a bar shape and arranged vertically via the mover 2.
[0015]
The permanent magnet 9 is sandwiched between the magnetic plates 11 and 12 and is fixed to the frame 6 via the magnetic plates 11 and 12. Here, the magnetic plate 11 is disposed so as to be in contact with the inner surface of the frame 6 so as not to contact the movable element 2 and to be in contact with one pole of the coil frame 8 a and the permanent magnet 9. The magnetic plate 11 and the permanent magnet 9 form a space 13 that communicates with the gap 2a. Further, the magnetic plate 12 is disposed so as to be slidable with the mover 2 so as not to contact the frame 6, and is disposed so as to be in contact with the other pole of the permanent magnet 9.
[0016]
Further, a fastening bolt 14 is disposed between the magnetic plate 12 and the end plate 7, and the fastening bolt 14 is inserted into a through hole formed in the end plate 7. Then, a tightening nut 15 is attached to the thread groove of the tightening bolt 14, and the tightening nut 15 is tightened, whereby the tightening bolt 14 is pressed against the magnetic plate 12, and between the tightening bolt 14 and the frame end 6a. The excitation coil 8 and the permanent magnet 9 can be supported.
[0017]
A magnetic shorting plate 16 is detachably provided between the magnetic plates 11 and 12 so as to straddle the permanent magnet 9. Here, the magnetic short-circuit plate 16 can be installed between the magnetic plates 11 and 12 so that the magnetic plates 11 and 12 are magnetically short-circuited, and the amount of magnetic flux generated from the permanent magnet 9 can be reduced. . In addition, the magnetic short circuit board 16 can be formed with a steel plate, for example. Then, the magnetic short-circuit plate 16 can be mounted between the magnetic plates 11 and 12 or the magnetic short-circuit plate 16 can be removed by the magnetic attractive force of the permanent magnet 9. Further, the amount of magnetic flux generated from the permanent magnet 9 can be increased or decreased by increasing or decreasing the cross-sectional area of the magnetic short-circuit plate 16.
In addition, as shown in FIG. 4, you may make it form the round surface 17 in the contact surface with the magnetic short circuit board 16 in the edge parts 11a and 12a of each magnetic board 11 and 12. As shown in FIG.
[0018]
Hereinafter, the operation of the electromagnet device of FIGS. 1 to 4 will be described.
In this electromagnet device, the magnetic short-circuit plate 16 can be attached to operate as a constant excitation, and the magnetic short-circuit plate 16 can be removed to operate as an electromagnetic latch.
In FIG. 1, when the electromagnet device is released, the movable element 2 and the stator 3 are separated by the cutoff spring 4. A gap 5 is formed between the mover 2 and the stator 3, and the end of the mover 2 is held in contact with the end plate 7.
[0019]
Here, when the end of the mover 2 comes into contact with the end plate 7, the magnetic flux φ 2 generated by the permanent magnet 9 is permanent magnet 9 ⇒ magnetic plate 12 ⇒ mover 2 ⇒ end plate as shown by the dotted line. 7⇒Frame 6⇒Magnetic plate 11⇒Permanent magnet 9 is mainly circulated to form the magnetic path 10b. When the electromagnet device is released, the state in which the mover 2 is always in contact with the end plate 7 can be maintained by the magnetic attractive force of the magnetic passage 10b. For this reason, the moving distance by which the mover 2 moves from the blocking position to the closing position can be made uniform, and the contact time in which the mover 2 can contact the stator 3 can be made uniform. The quality of the apparatus can be improved.
[0020]
When the exciting coil 8 is energized in this state and the exciting coil 8 is excited, the magnetic flux φ 1 generated by the exciting coil 8 is, as shown by the dotted line in FIG. 2, the permanent magnet 9 → the magnetic plate 12 → the movable element 2. ⇒ Stator 3 ⇒ Frame 6 ⇒ Magnetic plate 11 ⇒ Permanent magnet 9 is mainly circulated, so that magnetic path 10 a is formed and magnetic flux φ 2 of permanent magnet 9 also joins magnetic path 10 a.
Then, the mover 2 is attracted to the stator 3 by the magnetic attractive force of the magnetic fluxes φ 1 and φ 2 flowing through the magnetic flux passage 10a, and the mover 2 is blocked while moving in the direction of the stator 3 as shown in FIG. While compressing the spring 4, the movable element 2 comes into contact with the stator 3 and enters the loaded state.
[0021]
Here, the magnetic short-circuit plate 16 and the magnetic plates 11 and 12 are mounted, the magnetic flux phi 2 of the permanent magnet 9 also flows through the magnetic short-circuit plate 16 so as to short-circuit between the magnetic plates 11 and 12 magnetically . For this reason, the amount of magnetic flux from the permanent magnet 9 is reduced by the magnetic loss of the magnetic short-circuit plate 16, and the magnetic attractive force of the permanent magnet 9 is reduced. Therefore, by replenishing the decrease in the magnetic attractive force by the magnetic attraction force of the magnetic flux phi 1 from the exciting coil 8, it is possible to maintain the closed state, it can be operated as an excitation always.
[0022]
On the other hand, when the magnetic short-circuit plate 16 is removed, the movable element 2 comes into contact with the stator 3 by the magnetic attraction force from the permanent magnet 9 in the magnetic flux path 10a, and the inserted state is maintained, and can be operated as an electromagnetic latch. . For this reason, after shifting to the on state, the energization of the exciting coil 8 is stopped, or the energization current is reduced, so that the energy can be saved.
[0023]
Thus, by removing the magnetic short-circuit plate 16, it can be operated as an electromagnetic latch, and the energized state can be maintained without energizing the exciting coil 8. In addition, it is possible to maintain the input state by the electromagnetic attractive force of the permanent magnet 9 even when the power is cut off at the time of a power failure or the like. In addition, by attaching the magnetic shorting plate 16 between the magnetic plates 11 and 12, it can be operated as always excited, and when the power is cut off at the time of a power failure or the like, it is possible to automatically shift to the shut-off state. .
[0024]
For this reason, the electromagnetic latch and the constant excitation can be used in one electromagnetic device, and the electromagnetic latch and the constant excitation can be easily switched without complicating the configuration. It is possible to improve the usability of the electromagnet device while suppressing the increase in size and cost of the electromagnet device.
In the electromagnet device of the present invention, the magnetic shorting plate 16 can be removed in order to switch from the regular excitation to the electromagnetic latch, and even the existing electromagnet device can be easily shifted from the regular excitation to the electromagnetic latch. Can do.
[0025]
In the above-described embodiment, the method of separating the mover 2 from the stator 3 by the release force of the stored energy of the cutoff spring 4 has been described. However, the reverse magnetic attraction force of the excitation coil 8 alone can be moved from the stator 3. Since the child 2 can be separated, the blocking spring 4 is not necessarily required.
Further, the magnetic short-circuit plate 16 disposed between the magnetic plates 11 and 12 can be observed from the outside of the electromagnet device, and a manufacturing error or imitation by a third party can be easily found.
[0026]
Further, the amount of magnetic flux generated from the permanent magnet 9 can be increased / decreased by increasing / decreasing the cross-sectional area of the magnetic short-circuit plate 16, and the exciting current supplied to the exciting coil 8 can be adjusted to an arbitrary value.
Further, in each of the magnetic plates 11 and 12, by forming the rounded surface 17 on the contact surface with the magnetic short-circuit plate 16, the magnetic flux can be concentrated on the rounded surface 17. Therefore, magnetic loss can be reduced and magnetic efficiency can be improved.
[Possibility of industrial use]
[0027]
The electromagnet device of the present invention can be used for, for example, a switch such as a circuit breaker or a leakage breaker, or an electromagnetic actuator used for a breaker, and it is necessary to break the breaker when the power is turned off. It is possible to apply the present invention to any field and any field where it is necessary to keep the power-on state when the power is turned off.

Claims (6)

可動子を取り付けた可動軸と、
前記可動軸に挿入され、前記可動子と接離可能な固定子と、
前記可動子および前記固定子を包囲するように配置され、前記可動子を前記固定子の方向に移動させる磁力を発生させる励磁コイルと、
前記可動子と前記固定子との接触状態を維持する磁力を発生させる永久磁石と、
前記励磁コイルおよび前記永久磁石を包囲し、前記励磁コイルおよび永久磁石の磁束によって前記可動子を前記固定子の方向に移動させる磁気通路を形成するフレームと、
前記永久磁石に跨るように設けられ、前記永久磁石から発生した磁束量を減少させる磁性短絡板とを備え、
前記可動子と前記固定子との接触時に、前記磁性短絡板により低減した磁束分を励磁コイルの磁束で補充することを特徴とする電磁石装置。
A movable shaft with a mover attached,
A stator that is inserted into the movable shaft and is movable toward and away from the movable element;
An excitation coil that is arranged to surround the mover and the stator and generates a magnetic force that moves the mover in the direction of the stator;
A permanent magnet that generates a magnetic force to maintain a contact state between the mover and the stator;
A frame that surrounds the exciting coil and the permanent magnet, and that forms a magnetic path for moving the mover toward the stator by the magnetic flux of the exciting coil and the permanent magnet;
A magnetic short-circuit plate provided so as to straddle the permanent magnet and reducing the amount of magnetic flux generated from the permanent magnet;
An electromagnet apparatus, wherein a magnetic flux reduced by the magnetic short-circuit plate is supplemented with a magnetic flux of an exciting coil when the movable element and the stator are in contact with each other.
前記フレームの内面と前記永久磁石の一方の極とに接するように配置された第1磁性板と、
前記可動子と摺動自在に配置されるとともに、前記永久磁石の他方の極に接するように配置された第2磁性板とを備え、
前記第1磁性板と前記第2磁性板との間に前記磁性短絡板を着脱自在に配置したことを特徴とする請求項1記載の電磁石装置。
A first magnetic plate disposed in contact with the inner surface of the frame and one pole of the permanent magnet;
A second magnetic plate disposed slidably with the mover and disposed so as to contact the other pole of the permanent magnet;
2. The electromagnet device according to claim 1, wherein the magnetic short-circuit plate is detachably disposed between the first magnetic plate and the second magnetic plate.
前記可動子と接触しないようにして、前記フレームの内面に接するとともに、前記永久磁石の一方の極に接するように配置された第1磁性板と、
前記フレームと接触しないようにして、前記可動子と摺動自在に配置されるとともに、前記永久磁石の他方の極に接するように配置された第2磁性板とを備え、
前記磁性短絡板は、前記第1磁性板と前記第2磁性板との間に架設されることを特徴とする請求項1記載の電磁石装置。
A first magnetic plate disposed so as to be in contact with the inner surface of the frame and in contact with one pole of the permanent magnet so as not to contact the mover;
A second magnetic plate disposed so as to be slidable with the movable element so as not to contact the frame and in contact with the other pole of the permanent magnet;
The electromagnet device according to claim 1, wherein the magnetic short-circuit plate is installed between the first magnetic plate and the second magnetic plate.
前記永久磁石と前記励磁コイルとは前記可動軸に沿って並べて配置され、前記永久磁石は、前記第1磁性板と前記第2磁性板との間に挟まれた状態で前記フレーム内に支持されていることを特徴とする請求項2又は3記載の電磁石装置。  The permanent magnet and the exciting coil are arranged side by side along the movable shaft, and the permanent magnet is supported in the frame while being sandwiched between the first magnetic plate and the second magnetic plate. The electromagnet device according to claim 2, wherein the electromagnet device is provided. 前記磁性短絡板の断面積を増減させることで、前記永久磁石から発生した磁束量を増減させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の電磁石装置。  5. The electromagnet device according to claim 1, wherein the amount of magnetic flux generated from the permanent magnet is increased or decreased by increasing or decreasing the cross-sectional area of the magnetic short-circuit plate. 前記第1磁性板と前記第2磁性板は、前記磁性短絡板との接触面がアール状に形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の電磁石装置。  6. The electromagnet device according to claim 1, wherein the first magnetic plate and the second magnetic plate have a rounded contact surface with the magnetic short-circuit plate.
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