JP5248982B2 - Release-type electromagnet device - Google Patents
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Description
この発明は、配線用遮断器、漏電遮断器等の引き外し装置に適用する釈放形電磁石装置に関するものである。 The present invention relates to a release-type electromagnet device that is applied to a tripping device such as a circuit breaker for wiring or a circuit breaker.
周知のように、配線用回路遮断器或いは漏電遮断器等の遮断器(以下、回路遮断器と称する)は、その回路遮断器が接続されている回路に短絡若しくは漏電等が発生したときに、これを検出して発生する引外し信号に基づいて自動的に引外し機構がトリップして前述の回路を遮断するように構成されている。このような回路遮断器は、引外し信号に基づいて通電される電磁コイルとこの電磁コイルの通電時に釈放されて移動するプランジャーとを有する釈放形電磁石装置を備え、この釈放形電磁石装置のプランジャーの移動により引外し機構をトリップさせて回路を遮断する。 As is well known, a circuit breaker such as a circuit breaker for wiring or a circuit breaker (hereinafter referred to as a circuit breaker) is used when a short circuit or a circuit leakage occurs in a circuit to which the circuit breaker is connected. Based on a trip signal generated by detecting this, the trip mechanism automatically trips and shuts off the circuit described above. Such a circuit breaker includes a release-type electromagnet device having an electromagnetic coil energized based on a trip signal and a plunger that is released when the electromagnet coil is energized, and a plan for the release-type electromagnet device. The tripping mechanism is tripped by the movement of the jar to shut off the circuit.
従来、回路遮断器に用いられる釈放形電磁石装置として、端部ヨークに開口した貫通穴の内側に非磁性材で作られたプランジャーガイドを有し、このプランジャーガイドを摺動軸受けとしてプランジャーをスライド可能に案内支持する構成とし、プランジャーと端部ヨークの貫通穴の吸着による磁気抵抗の片寄りを低減し、安定した釈放特性を確保する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a release type electromagnet device used for a circuit breaker, a plunger guide made of a non-magnetic material is provided inside a through hole opened in an end yoke, and the plunger guide is used as a sliding bearing. Has been proposed to slidably guide and support, a technique for reducing the deviation of the magnetic resistance due to the adsorption of the through holes of the plunger and the end yoke, and ensuring stable release characteristics (for example, Patent Document 1). reference).
特許文献1に示された従来の釈放形電磁石装置の場合、プランジャーガイドは端部ヨークの貫通穴に固定される必要がある。プランジャーガイドの固定方法として、溶接や接着等があるが、これらの固定方法ではプランジャーガイドが端部ヨークの貫通穴の側壁に片寄って固定されることがあり、プランジャーの動作軸が偏心し、磁気抵抗の偏りが発生するために釈放形電磁石装置の釈放特性が安定しないという課題があった。
In the case of the conventional release electromagnet device disclosed in
この発明は、従来の釈放形電磁石装置における前述のような課題を解決するためになされたもので、プランジャーと端部ヨーク間の磁気抵抗を安定させ、釈放特性の安定した釈放形電磁石装置を提供することを目的としたものである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the conventional release-type electromagnet device, and provides a release-type electromagnet device having a stable release characteristic by stabilizing the magnetic resistance between the plunger and the end yoke. It is intended to provide.
この発明による釈放形電磁石装置は、中央部に貫通穴を備えたボビンの外周面に巻回された電磁コイルと、軸方向一端部に開口部を有し内部に前記電磁コイル及び前記ボビンを収納する磁性材料により構成された主ヨークと、前記主ヨークの軸方向他端部の内壁に固定された永久磁石と、前記永久磁石と前記ボビンの軸方向端面との間に設けられたトランスファーヨークと、前記主ヨークの開口部に固定され、前記ボビンの貫通穴に連結する貫通穴を有する端部ヨークと、磁性材料により構成され、前記ボビンの貫通穴と前記端部ヨークの貫通穴に挿入されるプランジャーを備えたプランジャー部と、前記プランジャー部を前記トランスファーヨークから離反する方向に常時付勢する釈放バネとを備え、前記プランジャー部は、前記プランジャーが前記トランスファーヨークに当接しているときに前記永久磁石の吸着力に基づいてその当接位置に保持され、前記電磁コイルに通電されたときに前記吸着力が減じられて前記釈放ばねの付勢力に基づいて前記トランスファーヨークから離反する方向に釈放されて移動するように構成された釈放形電磁石装置であって、前記プランジャー部は、前記プランジャーと前記端部ヨークの貫通穴を形成する内周面との間の磁気ギャップを確保すると共に前記端部ヨークの内周面を摺動する摺動軸受けとなるプランジャーガイドを備え、前記プランジャーは、前記端部ヨークの貫通穴の内径より小さい外形を有し少なくとも一部分が前記ボビンの貫通穴に挿入される大径部と、前記大径部より小さい外形を有し少なくとも一部分が前記端部ヨークの貫通穴に挿入される中径部と、前記中径部の外形より小さい外形を有し少なくとも一部分が前記端部ヨークの貫通穴の外部に配置される小径部とを備え、前記プランジャーガイドは、外径が前記大径部の外径とほぼ等しく形成されて前記中径部の外周面の少なくとも一部分に嵌合され、かつ軸方向の一端部が半径方向内側に折り曲げられて前記中径部の端面に対応していることを特徴とするものである。 A release type electromagnet device according to the present invention includes an electromagnetic coil wound around an outer peripheral surface of a bobbin having a through hole in a central portion, an opening at one end in an axial direction, and the electromagnetic coil and the bobbin accommodated therein. A main yoke made of a magnetic material, a permanent magnet fixed to the inner wall of the other axial end of the main yoke, and a transfer yoke provided between the permanent magnet and the axial end surface of the bobbin An end yoke having a through hole fixed to the opening of the main yoke and connected to the through hole of the bobbin; and a magnetic material, and inserted into the through hole of the bobbin and the through hole of the end yoke. A plunger portion provided with a plunger, and a release spring that constantly urges the plunger portion in a direction away from the transfer yoke. Is held at the contact position based on the attractive force of the permanent magnet when it is in contact with the transfer yoke, and the attractive force is reduced when the electromagnetic coil is energized to attach the release spring. A release-type electromagnet apparatus configured to be released and moved in a direction away from the transfer yoke based on a force, wherein the plunger portion forms a through hole of the plunger and the end yoke. The plunger includes a plunger guide that secures a magnetic gap between the inner peripheral surface and serves as a sliding bearing that slides on the inner peripheral surface of the end yoke, and the plunger has an inner diameter of a through hole of the end yoke. A large-diameter portion having a smaller outer shape and at least a portion inserted into the through-hole of the bobbin, and at least a portion having an outer shape smaller than the large-diameter portion and the end yoke The plunger guide includes a medium diameter portion inserted into the through hole, and a small diameter portion having an outer shape smaller than the outer shape of the medium diameter portion and at least a portion disposed outside the through hole of the end yoke. The outer diameter is substantially equal to the outer diameter of the large-diameter portion and is fitted to at least a part of the outer peripheral surface of the medium-diameter portion, and one end portion in the axial direction is bent radially inwardly to form the medium-diameter portion It is characterized by corresponding to the end face .
この発明による釈放形電磁石装置は、プランジャーと端部ヨークの貫通穴を形成する内周面との間の磁気ギャップを確保すると共に端部ヨークの内周面を摺動する摺動軸受けとなるプランジャーガイドをプランジャー部に備えているので、プランジャー部の動作軸の偏心量が低減され、プランジャーと端部ヨーク間の磁気抵抗の偏りが低減でき、従って安定した釈放特性を確保することが可能となる。 The release-type electromagnet device according to the present invention provides a sliding bearing that secures a magnetic gap between the plunger and the inner peripheral surface forming the through hole of the end yoke and slides on the inner peripheral surface of the end yoke. Since the plunger guide is provided in the plunger section, the amount of eccentricity of the operating shaft of the plunger section is reduced, and the bias of the magnetic resistance between the plunger and the end yoke can be reduced, thus ensuring stable release characteristics. It becomes possible.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に於ける釈放形電磁石装置の断面図、図2は、この発明の実施の形態1に於ける釈放形電磁石装置のプランジャー部の構成図である。図1に於いて、中央部に貫通穴21を備えたボビン2は、非磁性材料により構成され、その軸方向両端部に夫々鍔部22、23が形成されている。電磁コイル3は、鍔部22、23に挟まれたボビン2の外周部に巻回されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a release electromagnet device according to
磁性材料により構成された円筒状の主ヨーク4は、断面がU字形に形成され、その軸方向一端部に開口部41を備えている(以下の説明では、主ヨーク4を「U字形ヨーク」と称する)。電磁コイル3及びボビン2は、その軸心がヨーク4の軸心に合致してU字形ヨーク4の内側空間部内に収納されている。
The cylindrical
磁性材料により構成された端部ヨーク5は、U字形ヨーク4の開口部41に嵌合されボビン2の軸方向端部に当接している。端部ヨーク5は、かしめ等の方法によりU字形ヨーク4に固定されている。端部ヨーク5は、その中央部に貫通穴5aを有する筒状部51が形成されている。筒状部51の貫通穴5aは、その軸心がボビン2の貫通穴21の軸心の延長線上にあってボビン2の貫通穴21に連結されている。
The
次に、プランジャー部6の構成について説明する。図1及び図2に於いて、プランジャー部6は、磁性材料により構成された円柱状のプランジャー6aを備えている。このプランジャー6aは、大径部6a1と中径部6a2と小径部6a3とを備える。非磁性材料により構成された筒状のプランジャーガイド6bは、その軸方向一端部が半径方向内側に折り曲げられた端縁部6b1を備える。
Next, the structure of the
プランジャーガイド6bは、プランジャー6aの中径部6a2の外周面に嵌合され、その端縁部6b1の内壁がプランジャー6aの中径部6a2の端面に当接している。プランジャーガイド6bの外径は、プランジャー6aの大径部6a1の外径とほぼ等しく形成され、且つ端部ヨーク5の筒状部51の内径より僅かに小さく設定されている。プランジャーガイド6bは、プランジャー6aと端部ヨーク5の筒状部51の内周面との間の磁気ギャップを確保している。
The plunger guide 6b is fitted to the outer peripheral surface of the medium diameter part 6a2 of the plunger 6a, and the inner wall of the end edge part 6b1 is in contact with the end surface of the medium diameter part 6a2 of the plunger 6a. The outer diameter of the plunger guide 6 b is formed to be substantially equal to the outer diameter of the large diameter portion 6 a 1 of the plunger 6 a and is set slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 51 of the
プレート6cは、プランジャー6aの小径部6a3に軸方向移動可能に装着されているが、固定リング6eに当接することにより図の上方への移動は阻止される。圧縮バネにより構成されたプレートバネ6dは、プレート6cとプランジャーガイド6bの端縁部6b1との間に圧縮された状態で配設されており、プランジャーガイド6bとプレート6cとを互いに離反する方向に付勢している。プランジャーガイド6bは、その端縁部6b1がプレートバネ6dにより押圧されることによりプランジャー6aに固定されている。 The plate 6c is attached to the small-diameter portion 6a3 of the plunger 6a so as to be movable in the axial direction, but is prevented from moving upward in the drawing by coming into contact with the fixing ring 6e. The plate spring 6d formed of a compression spring is disposed in a compressed state between the plate 6c and the end edge 6b1 of the plunger guide 6b, and separates the plunger guide 6b and the plate 6c from each other. Energized in the direction. The plunger guide 6b is fixed to the plunger 6a by the end edge 6b1 being pressed by the plate spring 6d.
以上のように構成されたプランジャー部6のプランジャー6aは、図1に示すように、ボビン2の貫通穴21及び端部ヨーク5の貫通穴5a内に挿入される。この状態に於いて、プランジャーガイド6bは、端部ヨーク5の貫通穴5a内に位置し、プランジャーガイド6bの外周面が端部ヨーク5の筒状部51の内周面と摺動してプランジャー部6の摺動軸受として動作する。
The plunger 6a of the
図1に於いて、厚さ方向に磁化された永久磁石7は、固定プレート8により位置決めされてU字形ヨーク4の軸方向他端部の内壁である底部に固定されている。磁性材料により構成されたトランスファーヨーク9は、永久磁石7とボビン2の端面との間に設置されており、プランジャー9aの端面に対向している。プランジャー6aは、永久磁石7の磁力により吸引されてトランスファーヨーク9に吸着され得るように構成されている。
In FIG. 1, the
圧縮バネにより構成された釈放バネ10は、一端部が端部ヨーク5に接し、他端部がプランジャー部6のプレート6cに接して設けられている。図1に示す状態は、プランジャー6aが永久磁石7の磁力によりトランスファーヨーク9に吸着された状態を示している。この状態に於いて、釈放バネ10は圧縮された状態にあり、プランジャー部6を反トランスファーヨーク9の方向に付勢しているが、プランジャー6aとトランスファーヨーク9とが当接した状態に於ける両者の吸着力は、釈放バネ10によるプランジャー部6に対する付勢力よりも大きく設定されているので、プランジャー部6はトランスファーヨーク9に当接した位置に保たれている。
The
次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態1による釈放形電磁石装置の動作について説明する。回路遮断器(図示せず)のリセット操作によりプランジャー部6を図1に示すリセット位置に押し込むと、プランジャー部6は、永久磁石7の磁力Fmによりトランスファーヨーク9に吸着された図1に示す位置に保持される。この状態では、永久磁石7の磁束φmは永久磁石7のN極からトランスファーヨーク9、プランジャー6a、端部ヨーク5、U字形ヨーク4を経由してS極に戻る。釈放バネ10のバネ力をFsとすると、プランジャー部6は、[Fm−Fs]の力でトランスファーヨーク9に吸着されている。
Next, the operation of the release type electromagnet device according to
図1に示す状態に於いて、回路遮断器の引き外し信号に基づいて電磁コイル3に釈放電流が通電されると、永久磁石7の保持力Fmを打ち消すように電磁コイル3による磁束φiがトランスファーヨーク9、U字形ヨーク4、端部ヨーク5、プランジャー6aの経路で流れ、永久磁石7の保持力Fmが小さくなる。これにより釈放バネ10のバネ力Fsが永久磁石7の保持力Fmに打ち勝つこととなり、摺動軸受けとなるプランジャーガイド6bと一体化したプランジャー部6がトランスファーヨーク9との吸着から釈放されて図の上方へ突出する。
In the state shown in FIG. 1, when a release current is applied to the
プランジャー部6が釈放バネ10の付勢力により突出すると、回路遮断器の引外し機構(図示せず)がプランジャー部6によりトリガされて可動接点を固定接点から乖離させ、回路を遮断するものである。
When the
プランジャー部6が釈放バネ10の付勢力により突出した後、回路遮断器を閉じるべく引外し機構をリセットすれば、そのリセット動作の過程で回路遮断器に設けられているアクチュエータ(図示せず)がプランジャー部6のプレート6cを押圧し、プランジャー部6を図1の下方に移動させてトランスファーヨーク7に吸着させる。これにより、釈放形電磁石装置1がリセットされる。プレート6cは、プランジャー6aの軸方向に動作可能であるので、回路遮断器のアクチュエータのリセット動作時に、アクチュエータがプレート6cを押し込み過ぎてプレート6cを破壊することが防止される。
If the tripping mechanism is reset to close the circuit breaker after the
前述の従来の装置の場合、接着や溶接によりプランジャーガイド6bを端部ヨーク5に溶接等により固定するようにした場合、プランジャーの動作軸が偏心し、磁気抵抗の偏りが発生するために釈放形電磁石装置の釈放特性が安定しないという課題があったが、この発明の実施の形態1による釈放形電磁石装置によれば、プランジャーガイド6bはプランジャー6aに固定するようにしているので、プランジャー6aの動作軸が偏心することはなく、従って、磁気抵抗の偏りが無くなり、安定した釈放特性を確保することが可能となる。更に、プランジャーガイド6bの固定は、プレートバネ6dによりプランジャーガイド6bをプランジャー6aに押圧することにより行なうので、部品を追加することなくプランジャーガイド6bを固定することができ、組立が容易である。
In the case of the above-described conventional apparatus, when the plunger guide 6b is fixed to the
1 釈放形電磁石装置
2 ボビン
21 ボビンの貫通穴
3 電磁コイル
4 U字形ヨーク
41 U字形ヨークの開口部
5 端部ヨーク
5a 端部ヨークの貫通穴
6 プランジャー部
6a プランジャー
6a1 大径部
6a2 中径部
6a3 小径部
6b プランジャーガイド
6b1 プランジャーガイドの端縁部
6c プレート
7 永久磁石
8 固定プレート
9 トランスファーヨーク
10 釈放バネ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記プランジャー部は、前記プランジャーと前記端部ヨークの貫通穴を形成する内周面との間の磁気ギャップを確保すると共に前記端部ヨークの内周面を摺動する摺動軸受けとなるプランジャーガイドを備え、
前記プランジャーは、前記端部ヨークの貫通穴の内径より小さい外形を有し少なくとも一部分が前記ボビンの貫通穴に挿入される大径部と、前記大径部より小さい外形を有し少なくとも一部分が前記端部ヨークの貫通穴に挿入される中径部と、前記中径部の外形より小さい外形を有し少なくとも一部分が前記端部ヨークの貫通穴の外部に配置される小径部とを備え、
前記プランジャーガイドは、外径が前記大径部の外径とほぼ等しく形成されて前記中径部の外周面の少なくとも一部分に嵌合され、かつ軸方向の一端部が半径方向内側に折り曲げられて前記中径部の端面に対応している、
ことを特徴とする釈放形電磁石装置。 A main yoke composed of an electromagnetic coil wound around the outer peripheral surface of a bobbin having a through hole in the center, and a magnetic material having an opening at one axial end and housing the electromagnetic coil and the bobbin inside A permanent magnet fixed to the inner wall of the other axial end of the main yoke, a transfer yoke provided between the permanent magnet and the axial end surface of the bobbin, and fixed to the opening of the main yoke An end yoke having a through hole connected to the through hole of the bobbin, and a plunger portion that is made of a magnetic material and is inserted into the through hole of the bobbin and the through hole of the end yoke. And a release spring that constantly urges the plunger portion in a direction away from the transfer yoke, and the plunger portion has the plunger abutting against the transfer yoke. The transfer yoke is held at the abutting position based on the attracting force of the permanent magnet when the magnet is energized, and the attracting force is reduced when the electromagnetic coil is energized and based on the biasing force of the release spring. A release-type electromagnet device configured to move by being released in a direction away from
The plunger portion serves as a sliding bearing that secures a magnetic gap between the plunger and an inner peripheral surface forming a through hole of the end yoke and slides on the inner peripheral surface of the end yoke. With a plunger guide ,
The plunger has an outer shape smaller than an inner diameter of the through hole of the end yoke, and at least a part thereof is inserted into the through hole of the bobbin, and an outer shape smaller than the large diameter part and at least a part of the plunger. A medium-diameter portion that is inserted into the through-hole of the end yoke, and a small-diameter portion that has an outer shape that is smaller than the outer shape of the medium-diameter portion and that is at least partially disposed outside the through-hole of the end yoke,
The plunger guide has an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the large-diameter portion and is fitted to at least a part of the outer peripheral surface of the medium-diameter portion, and one end in the axial direction is bent radially inward. Corresponding to the end face of the medium diameter part,
Release electromagnetic device characterized by that.
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