KR100556005B1

KR100556005B1 - 조작 장치 및 조작 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR100556005B1
Application number: KR1020030070911A
Authority: KR
Inventors: 다케우치도시에; 도야노부모토; 츠키마미츠루; 나카가와다카후미; 고바야시요시하루; 고토히도시
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2003-10-13
Publication date: 2006-03-03
Also published as: US20040093718A1; US6933827B2; CN1501414A; JP3723174B2; CN1306532C; JP2004165075A; TWI229881B; FR2847380A1; KR20040042812A; DE10347452B4; FR2847380B1; TW200418070A; DE10347452A1

Abstract

본 발명은, 소형이고 염가 또한 동작의 신뢰성이 높은 전력용 개폐 장치의 조작 장치를 얻는 것으로, 코일(20, 30)의 돌출부(22a, 23a, 32a, 33a)를 제 1, 제 2 철심(11, 12)에 의해 도면의 y축 방향으로부터 사이에 끼워 y축 방향의 위치를 규제하고, 각 철심의 감합부(11e, 12e)에 의해 x축 및 z축 방향의 위치를 규제하여, 철심 사용중의 충격에 의해 코일이 크게 움직이는 것을 방지하고 있다. 또한, 축받이(80)를, 제 3, 제 4 철심부재(13, 14)에 의해 x축 방향으로 사이에 끼워 고정하고 있기 때문에, 두개의 축받이의 동축도를 확보하는 것이 용이하다. 이에 따라, 코일의 사용중 이동을 방지할 수 있고, 또한 슬라이딩 가능한 지지 부재(60)에 의해, 대향 자극 철심(11∼14)과 지지 부재(60)의 간극을 작게 하더라도 가동 철심(41)의 움직임을 저해하지 않고 원활한 동작을 확보할 수 있어, 동작의 신뢰성이 향상한다. 코일도 여자 전류를 작게 할 수 있어, 소형이고 염가로 된다.

Description

조작 장치 및 조작 장치의 제조 방법{ACTUATOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE ACTUATOR}

도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 것이며, 도 1(a)는 조작 장치의 구성을 나타내는 단면도, 도 1(b)는 도 1(a)의 절단선 F-F에서의 단면도,

도 2는 도 1의 제 1, 제 2 철심의 정면도 및 측면도,

도 3은 도 1의 제 3, 제 4 철심의 정면도 및 측면도,

도 4는 도 1의 코일의 보빈의 구성도,

도 5는 도 1의 영구자석 및 지지 부재를 붙인 가동 철심의 구성도,

도 6은 도 1의 축받이의 구성도,

도 7은 동작을 설명하기 위한 설명도,

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 조작 장치의 주요부를 나타내는 확대도,

도 9는 또한, 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 조작 장치의 주요부 확대도,

도 10은 또한, 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 조작 장치의 구성도,

도 11은 또한 본 발명의 다른 실시예인 조작 장치의 구성을 나타내는 분해도,

도 12는 도 11의 조작 장치의 사시도,

도 13은 도 11의 조작 장치의 상세 구성을 나타내는 단면도,

도 14는 도 13의 절단선 F-F에서 코일을 제거하여 나타낸 단면도,

도 15는 도 11의 제 1, 제 2 철심의 정면도 및 측면도,

도 16은 도 11의 제 3, 제 4 철심의 정면도 및 측면도,

도 17은 또한, 본 발명의 다른 실시예인 조작 장치의 구성을 나타내는 사시도,

도 18은 또한, 본 발명의 다른 실시예인 조작 장치의 분해도,

도 19는 도 18의 조작 장치의 사시도,

도 20은 또한, 본 발명의 다른 실시예인 제 5 철심과 영구자석의 조합을 나타내는 구성도,

도 21은 또한, 본 발명의 다른 실시예인 제 3, 제 4 철심의 외형도,

도 22는 도 21의 실시예에서의 축받이의 외형도이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 측면도,

도 23은 도 21의 실시예에서의 제 3, 제 4 철심 및 축받이 주위의 주요부를 나타내는 측면도,

도 24는 또한, 본 발명의 다른 실시예인 제 3, 제 4 철심의 외형도,

도 25는 도 24의 실시예에서의 축받이의 외형도이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 측면도,

도 26은 도 24의 실시예에서의 제 3, 제 4 철심 및 축받이 주위의 주요부를 나타내는 측면도,

도 27은 또한, 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 조작 장치의 구성도,

도 28은 조작 장치에 개폐 접점이 연결되어 개폐 조작되는 진공밸브를 구비한 개폐 장치를 나타내는 구성도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 조작 장치 2 : 개폐 장치

3 : 진공밸브 4 : 개폐 접점

10 : 고정 철심 장치 10b : 수용부

10c, 10d : 대향자극 11∼14 : 제 1∼제 4 철심

13k, 14k : 홈형상부 20, 30 : 코일

21, 31 : 보빈 22, 23, 32, 33 : 측판부

22a, 23a, 32a, 33a : 돌출부 40 : 가동 철심 장치

41 : 가동 철심 41a : 관통공 형성부

41b : 암나사부 42 : 가동 철심

43 : 가동 철심 45, 46 : 지지축

50 : 영구자석 51 : 매립 영구자석

52 : 고정 영구자석 60, 62, 63, 64 : 지지 부재

62b : 만곡부 80, 580, 680 : 축받이

80a, 580a, 680a : 직방체부 80b, 580b, 680b : 플랜지부

110 : 고정 철심 장치 110b : 수용부

111∼114 : 제 1∼제 4 철심 113k, 114k : 홈형상부

221∼223 : 제 5 철심 231∼233 : 영구자석

513, 613 : 제 3 철심 514, 614 : 제 4 철심

본 발명은 조작 장치, 조작 장치의 제조 방법 및 이 조작 장치를 구비한 개폐 장치에 관한 것이다.

차단기의 조작 장치의 하나로서, 영구자석을 이용한 조작 장치가 있다. 도 28은 차단기인 개폐 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 이 종래의 조작 장치(1)는, 예컨대 개폐 장치(2)의 진공밸브(3) 내에 대향 배치된 개폐 접점(4)을 직선 방향으로 구동하여 개폐하기 위해서 이용된다. 이 조작 장치는, 사각형의 계철(繼鐵)에 둘러싸인 수용부에, 직방체 형상의 가동자가 수용되어 있다. 계철은, 상하좌우의 각 요크부가 사각형의 사방을 구성하고 있고, 좌우의 요크부의 중앙부에는 내측을 향하여 돌출한 자극이 좌우 방향으로 소정의 간극을 마련하여 대향하고 있다.

가동자는 상기 대향하는 자극의 사이에 배치되고, 가동자의 양측에는 축받이에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있게 지지된 판형상 부재가 마련되어 있고, 가동자는 이 판형상 부재에 끼워지는 형태로 판형상 부재에 나사로 고정되고, 상기 축받이를 거쳐서 계철에 둘러싸인 수용부에 상하 방향으로 이동이 자유롭게 지지되어 있다. 자극에는, 가동자와의 사이에 미소한 갭이 있도록 하여 영구자석이 고착되어 있고, 이 영구자석의 기자력에 의해 가동자가 상부 요크부에 흡착된 제 1 위치와 하부 요크부에 흡착된 제 2 위치에서 안정하게 유지된다.

가동자를, 하나의 안정위치로부터 다른 안정위치에 이행시키기 위해서, 계철에 의해 형성되는 수용부에 각형(角形)의 내주부를 갖는 2개의 각진 고리형의 여자 코일이 마련되어 있고, 가동자는 제 1, 제 2 안정위치 사이를 이동할 때, 대향하는 자극 사이뿐만 아니라 이 자극 사이를 빠져나가 여자 코일의 각형의 내주부 내를 이동한다. 하나의 여자 코일을 여자함으로써 하나의 위치에서 작용하고 있는 영구자석의 자력을 제거하고, 또한 가동자를 다른 안정위치로 흡인하는 자력을 발생시켜 다른 안정위치에 이동시킨다.

다른 여자 코일을 여자함으로써 다른 위치에서 작용하고 있는 영구자석의 자력을 제거하고, 또한 가동자를 하나의 안정위치로 흡인하는 자력을 발생시켜 하나의 안정위치에 이동시킨다. 이렇게 하여, 가동자를 두개의 안정인 위치 사이를 왕복 구동하고, 상기 가동자에 판형상 부재를 거쳐서 연결된 진공밸브 내의 가동 접점을 왕복 구동하여, 진공밸브를 개폐한다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1]

독일 특허 제 DE 4304921 C1호 명세서(제 3 란, 제 4 란 및 도 1)

종래의 조작 장치는 이상과 같이 구성되어 있고, 가동자는 2개의 여자 코일에 공급되는 전류에 의해 제어되어 상하 방향으로 왕복운동을 하는데, 이 때 영구자석 및 여자 코일의 내주부와 미소한 갭을 갖는 상태를 유지한 채로 이동하는 것이 바람직한 것이지만, 현실은 제작상의 오차 등 때문에 슬라이딩하는 경우가 있다. 특히, 가동자가 영구자석과 슬라이딩하면 영구자석이 마모하여, 발생한 자기를 띤 분말이 상기 미소한 갭에 들어가고, 가동자의 원활한 이동을 방해하여 동작의 신뢰성을 저하시킬 우려가 있다.

또한, 계철에 여자 코일을 튼튼히 고정해 놓지 않으면, 가동자의 동작이나 진공밸브의 개폐 조작에 의한 충격 등에 의해 이동하여, 역시 가동자의 원활한 동작을 방해할 우려가 있다. 또한, 가동자를 영구자석 및 여자 코일의 내주부와 미소한 갭을 갖는 상태에서 왕복 이동시키기 위해서는, 가동자의 이동 방향에 가동자를 사이에 두고 가동자를 상하 방향으로 이동이 자유롭게 지지하는 한 쌍의 축받이를 마련하여 지지하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 상기 한 쌍의 축받이를 가동자의 이동 방향의 축에 대하여 가능한 한 동축으로 되도록 배치해야만 한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 소형이며 저렴하고, 또한 동작의 신뢰성이 높은 전력용 개폐 장치의 조작 장치를 얻 는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 조작 장치에 있어서는, 고정 철심 장치와 가동 철심 장치와 코일을 갖는 것이다.

그리고, 상기 고정 철심 장치는 제 1 내지 제 4 철심을 갖고,

상기 제 1 철심은 고리형 철심부와 감합부를 갖고, 상기 감합부는 상기 고리형 철심부의 x-y-z의 3축 좌표계에서의 상기 x축 방향으로 대향하는 대향 부분에 각각 상기 x축 방향으로 돌출된 돌출부에 의해서 상기 고리형 철심부와의 사이에 형성된 것이며,

상기 제 2 철심은 고리형 철심부를 갖고,

상기 제 3, 제 4 철심은, 각각 분할 철심부를 갖고,

상기 제 1, 제 2 철심이, 그 각 고리형 철심부가 상기 y축 방향으로부터 보아 겹치도록 하여 상기 y축 방향으로 소정의 대향 간극을 두고 대향 배치되며,

상기 제 3, 제 4 철심이, 그 각 분할 철심부에 의해 합성 고리형 철심부를 형성하도록 상기 x축 방향으로 대향시키고, 또한 이 합성 고리형 철심부가 상기 제 1, 제 2 철심의 고리형 철심부와 상기 y축 방향으로부터 보아 겹치도록 하여 상기 제 1, 제 2 철심의 상기 대향 간극에 배치되고,

상기 제 1, 제 2 철심의 상기 각 고리형 철심부와 상기 제 3, 제 4 철심의 상기 분할 철심부에 의해 형성되는 상기 합성 고리형 철심부에 의해 둘러싸인 수용 부가 형성된다.

또한, 상기 가동 철심 장치는 자성재료에 의해 형성된 가동 철심 및 이 가동 철심에 고착된 제 1, 제 2 막대형 부재를 갖고 있다.

또한, 상기 코일은, 권선이 감긴 보빈을 갖고, 상기 보빈은 상기 z축 방향으로 돌출한 돌출부를 갖고,

상기 코일은 상기 제 1 철심의 상기 감합부에 계합(係合)되어 상기 x축 및 z축 방향의 위치가 규제되고, 또한 상기 보빈의 돌출부가 상기 제 1, 제 2 철심의 상기 대향 간극에 있고 상기 제 1, 제 2 철심에 의해 상기 y축 방향으로 끼워져 상기 y축 방향의 위치가 규제되어, 상기 가동 철심 장치는 그 가동 철심이 상기 수용부에 수용되고, 또한 상기 고정 철심 장치에 마련된 축받이 부재에 상기 제 1, 제 2 막대형 부재를 거쳐서 상기 z축 방향으로 이동이 자유롭게 지지된 것이다.

(실시예 1)

도 1∼도 7은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 것이며, 도 1(a)는 조작 장치의 구성을 나타내는 단면도, 도 1(b)는 도 1(a)의 절단선 F-F에서의 단면도이다. 도 2는 제 1, 제 2 철심의 정면도 및 측면도, 도 3은 제 3, 제 4 철심의 정면도 및 측면도이다. 도 4는 코일 보빈의 구성도이며, 도 4(a)는 정면도, 도 4(b)는 측면도, 도 4(c)는 일부를 나타내는 평면도이다. 도 5는 영구자석 및 지지 부재를 부착한 가동 철심의 구성도, 도 6은 축받이의 구성도, 도 7은 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

또, 본 발명이 되는 조작 장치와, 이 조작 장치의 후술하는 지지축(제 1 또는 제 2 막대형 부재)에 개폐 접점이 연결되어 개폐 조작되는 진공밸브(개폐기)를 구비한 개폐 장치는 앞의 도 28에 나타내는 바와 같다.

도 1에서, 고정 철심 장치(10)는 제 1∼제 4 철심(11∼14)을 갖는다. 또, 도 1에서, 서로 직교하는 x-y-z의 3축을 갖는 직각 좌표계를 도시하는 바와 같이 정한다. 즉, 도 1(a)에서의 상하 방향을 x축, 지면에 수직인 방향을 y축, 좌우 방향을 z축으로 한다. 도 1(b)에서, 제 1 철심(11)과 제 2 철심(12)은 y축 방향으로 소정의 대향 간극에 마련되어 대향하고 있다. 제 3 철심(13) 및 제 4 철심(14)은, 제 1 철심(11)과 제 2 철심(12)이 대향하는 대향 간극에 위치하여, 지지축(45, 46)(후술)을 중심으로 하여 도 1의 상하 방향인 x축 방향으로 대향하고 있다.

제 1 철심(11)은 고리형 철심부(11a)와 돌출 자극부(11f)를 갖는다. 고리형 철심부(11a)는, 좌우의 요크부(11b)와, 상하의 요크부(11d)가 일체적으로 사각형의 프레임 형태로 형성된 것이다. 돌출 자극부(11f)는, 고리형 철심부(11a)의 도 1(a)에서의 상하의 요크부(11d)에서 각각 내측으로 돌출하여 각 요크부(11d)와 일체적으로 형성되고, x축 방향으로 소정의 간극을 마련하여 대향하고 있다. 또, 돌출 자극부(11f)와 좌우의 요크부(11b)에 의해, 후술하는 코일(20, 30)과 감합하는 감합부(11e)가 형성되어 있다. 감합부(11e)는, 도 1(a)의 x축 방향으로 대향하는 한 쌍의 감합부(11e)가 z축 방향으로 소정의 간극을 마련하여 2개소 배치되어 있다.

제 1 철심(11)은, 펀칭에 의해 사각형의 창문 프레임 형상으로 제작된 전자 강판(15)(도 2 참조)을 소정 매수 적층하고, 취급의 편의를 위해 전자강판(15) 사이를 가볍게 접착하여 각진 고리형의 블록형상으로 한 것이다. 제 2 철심(12)은, 제 1 철심(11)과 같은 형상인 것이며, 전자강판(16)을 소정 매수 적층하여 각진 고리형의 블록형상으로 한 것이며, 동일한 고리형 철심부(12a)와 감합부(12e)와 돌출 자극부(12f)를 갖는다. 고리형 철심부(12a)는, 좌우의 요크부(12b)와, 상하의 요크부(12d)가 일체적으로 사각형의 프레임 형태로 되어 구성된 것이다(도 2 참조).

제 3 철심(13)은, 도 3에 도시하는 바와 같이 분할 철심부인 U자형 철심부(13a)와 돌극부(突極部)(13f)와 홈형상부(13k)를 갖는다. 제 3 철심(13)은, 제 1 철심(11)을 도 2에서의 수평 방향으로 대략 절반으로 분할한 형상이고, U자형 철심부(13a)의 양단부가 돌극부(13f)보다 길어 E자형을 갖는다. 홈형상부(13k)는, 후술하는 축받이(80)의 플랜지부(80b)와 감합하기 위한 것이다. 제 3 철심(13)은, 전자강판(17)을 소정 매수 적층하여, 전자강판(17)간(사이)을 가볍게 접착하여 블록형상으로 한 것이다.

홈형상부(13k)는 U자형 철심부(13a)의 양단부에 x축 방향으로 오목하게 만들어진 것이며, 전자강판(17)에 펀칭하여 제작할 때에 형성한다. 제 4 철심(14)은 제 3 철심(13)과 동일한 것이며, 전자강판(18)을 적층하여 블록형상으로 한 것이며, 동일한 U자형 철심부(14a)와 돌극부(14f)와 홈형상부(14k)를 갖는다(도 3 참조).

상기한 바와 같은 E자형의 제 3, 제 4 철심(13, 14)은, 제 1, 제 2 철심(11, 12)의 대향 간극에, 도 1(b)에서의 x축 방향으로 대향하도록 하여 배치되어 있다. 제 3, 제 4 철심의 U자형 철심부(13a, 14a)에서 합성 고리형 철심부가 형성되고, 이 합성 고리형 철심부와 제 1, 제 2 철심(11, 12)의 고리형 철심부(11a, 12a)가 y축 방향으로부터 보아 겹치도록 되어 있고, 이들 고리형 철심부 및 합성 고리형 철심부에서 고정 철심 장치(10)의 고리형 철심(10a)이 형성되어 있다. 그리고, 제 1, 제 2 철심(11, 12) 및 제 3, 제 4 철심(13, 14)에 의해, 고정 철심 장치(10)가 구성되어 있다. 그리고, 고리형 철심(10a)에 둘러싸인 수용부(10b)가 형성되어 있다.

또한, 수용부(10b) 내에 마련된 돌출 자극부(11f, 12f) 및 제 3, 제 4 철심(13, 14)의 돌극부(13f, 14f)에서, 도 1(a)에서의 x축 방향으로 소정의 대향 간극을 마련하여 대향하는 대향자극(10c, 10d)이 구성되어 있다. 또, 수용부(10b)는, y축 방향의 양측이 개방되어 있고, 이 수용부(10b) 내로서 상기 대향자극(10c, 10d) 사이에, 후술하는 가동 철심(41)과 영구자석(50)을 수용한다.

코일(20)은 보빈(21)과, 보빈(21)에 감긴 권선(25)을 갖는다. 보빈(21)은, 도 4(a)와 같이, 사각의 판형상의 측판부(22) 및 측판부(23)와, 통부(24)를 갖는다. 통부(24)는 측판부(22)와 측판부(23)를 그 내주부에서 연결하고 있다. 측판부(22)는, 그 외측의 상하 2개소에 보빈(21)의 축 방향(z축 방향)으로 돌출한 직사각형 형상의 돌출부(22a)를 갖는다. 마찬가지로, 측판부(23)는, 외측의 상하 2개소에 보빈(21)의 축 방향으로 돌출한 직사각형 형상의 돌출부(23a)를 갖는다. 통부(24)는 내주부에서 직사각형 형상의 구멍을 형성하고 있다. 이들은 수지재로 일체적으로 성형되어, 보빈(21)을 형성하고 있다.

코일(30)은 코일(20)과 동일한 것으로, 보빈(31)과, 보빈(31)에 감긴 권선(35)을 갖는다. 보빈(31)은 보빈(21)과 동일한 것으로, 측판부(32), 측판부(33) 및 이들을 연결하는 통부(34)를 갖는다. 측판부(32) 및 측판부(33)는 상하 2개소에 각각 돌출부(32a) 및 돌출부(33a)를 갖는다. 코일(20, 30)은, 도 1(a)에 도시하는 바와 같이 그 보빈(21, 31)의 외주부가 제 1 철심(11) 및 제 2 철심(12)의 각 감합부(11e, 12e)와 감합함으로써 도 1(a)에서의 x축 및 z축 방향의 위치가 규제된다.

코일(20)은, 그 보빈(21)의 돌출부(22a, 23a)가 제 1, 제 2 철심(11, 12)의 고리형 철심부(11a, 12a)에 의해 도 1(b)의 좌우 방향(도 4(b)에서의 좌우 방향)으로부터 협지 고정되어, 그 y축 방향의 위치가 규제되어 있다. 도 1(b)에 도시하는 바와 같이 제 1 철심(11) 및 제 2 철심(12)에 의해 돌출부(22a, 23a)가 도 1(b)의 좌우 방향(도 4(b)에서의 좌우 방향)으로부터 협지 고정되어, 그 위치가 규제되어 있다. 코일(30)은, 그 보빈(31)의 돌출부(32a, 33a)가 제 1, 제 2 철심(11, 12)의 고리형 철심부(11a, 12a)에 의해 도 1(b)의 좌우 방향(도 4(b)에서의 좌우 방향)으로부터 협지 고정되어, 그 y축 방향의 위치가 규제되어 있다. 또, 제 3, 제 4 철심(13, 14)은 코일(20, 30)의 외주부와는 약간의 간극을 갖고 있는 상태에 있어, 제 1, 제 2 철심에 의해 코일(20, 30)의 위치를 정할 때에 방해로 되지 않도록 되어 있다.

가동 철심 장치(40)는 가동 철심(41), 지지축(45, 46)을 갖는다. 또, 지지축(45, 46)이 본 발명에서의 막대형 부재 및 조작부재이다. 가동 철심(41)은, 도 1에서의 z축 방향으로 관통하는 관통공 형성부(41a)와, 그 중앙부에 마련된 암나사부(41b)를 갖는다. 가동 철심(41)은 자성강재로 각 블록 형상으로 형성되어 있다. 지지축(45)은 비자성의 스테인리스강으로 제작되고, 수나사가 형성된 수나사부(45a)와 표면이 매끄러운, 나사가 베어지지 않은 축부(45b)를 갖는다.

그리고, 수나사부(45a)가 가동 철심(41)의 암나사부(41b)에 나사식으로 결합하여 고정되고, 또한, 관통공 형성부(41a)에 축부(45b)가 지지되어 있다. 지지축(46)은 비자성의 스테인리스강으로 제작되고, 수나사가 형성된 수나사부(46a)와 표면이 매끄러운 나사가 베어지지 않은 축부(46b)를 갖고, 수나사부(46a)가 가동 철심(41)의 암나사부(41b)에 나사식으로 결합하여 고정되고, 또한, 관통공 형성부(41a)에 축부(45b)가 지지되어 있다.

영구자석(50)은, 예컨대 페라이트로 직사각형의 두꺼운 판으로 형성되어 있다. 지지 부재(60)는, 도 5에 도시하는 바와 같이 직각으로 구부려진 절곡부(60a)를 갖고 자성재료로 L자형으로 제작되어 있다. 지지 부재(60)는, 가동 철심(41)의 측면에 고정나사(68)에 의해 고정되어 있고, 대향자극(10c, 10d)과의 사이에 미소한 간극이 마련되어 있다. 영구자석(50)은, 가동 철심(41)의 상하의 각 면에 그 자력에 의해 흡착되고, 또한, 영구자석(50)의 외측의 면을 덮는 지지 부재(60)에 의해 가압되어 고정되어 있다. 또, 영구자석(50)은, 폭(도 1(b)의 좌우 방향)은 가동 철심(41)과 거의 동일하고, 길이(도 1(a)의 좌우 방향)는 가동 철심(41)보다 짧고, 가동 철심(41)이 도시한 바와 같은 위치에 고착되어 있다.

축받이 부재로서의 축받이(80)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 본체부인 직 방체부(80a)와 이 직방체부(80a)로부터 도 6의 상하 방향으로 돌출된 돌출부인 평판상의 플랜지부(80b)를 갖고, 중심부에 지지축(45) 또는 지지축(46)이 관통하는 단면의 원형이 관통공을 형성하는 관통공 형성부(80c)가 마련되어 있다. 축받이(80)는, 비자성재인 동 합금계의 소결 금속으로 일체적으로 성형되어 있다. 직방체부(80a)는, 도 1(b)에서의 y축 방향의 치수가 제 3, 제 4 철심(13, 14)의 y축 방향의 치수와 같게 되어 있다.

그리고, 소정 간극을 두고 상하에 대향하는 제 3, 제 4 철심(13, 14)의 단 부가, 각 축받이(80)의 본체부(80a)에 접촉함으로써 축받이(80)의 x축 방향의 위치가 결정되고, 각 철심(13, 14)의 홈형상부(13k, 14k)가, 축받이(80)의 플랜지부(80b)와 상하 방향에서 감합함으로써 축받이(80)의 z축 방향의 위치를 규제하고 있다. 또한, 제 1, 제 2 철심(11, 12)에 의해 축받이(80)를 y축 방향으로 사이에 끼우는 것에 의해 y축 방향의 위치를 정하고 있다. 또, 홈형상부(13k, 14k)와 축받이(80)의 플랜지부(80b) 사이에는, x축 방향으로 약간의 간극이 존재하는 상태로 되어 있고, 축받이(80)는 전체로서, 제 3, 제 4 철심(13, 14)의 단부에서 본체부(80a)를 x축 방향에 강하게 협지되어 있다.

이 때, 도 1에 도시하는 바와 같이 y축 방향으로부터 보아, 제 3 철심(13)의 U자형 철심부(13a)는 제 1, 제 2 철심(11, 12)의 고리형 철심부(11a, 12a)와 거의 완전히 겹치고, 제 4 철심(14)의 U자형 철심부(14a)는 제 1, 제 2 철심(11, 12)의 고리형 철심부(11a, 12a)와 거의 완전히 겹친 상태가 된다. 또한, y축 방향으로부터 보아, 제 3 철심(13)의 돌극부(13f)와 제 1, 제 2 철심의 돌출 자극부(11f, 12f)가 거의 완전히 겹친 상태로 되고, 제 4 철심(14)의 돌극부(14f)와 제 1, 제 2 철심의 돌출 자극부(11f, 12f)가 거의 완전히 겹친 상태로 된다.

축받이(80)의 직방체부(80a)는 가동 철심 장치(40)를, 그 지지축(45, 46)을 거쳐서 z축 방향으로 이동이 자유롭게 지지하고 있다. 그리고, 이상적으로는, 지지 부재(60)와, 대향자극(10c, 10d), 코일(20, 30) 사이에는 x축 방향으로 소정의 미소한 공간이 존재하는 상태가 되어 있다. 그러나, 지지 부재(60)를 마련하고 있기 때문에, 지지 부재(60)와 대향자극(10c, 10d)나 코일(20, 30)의 보빈(21, 31)의 내주부가 슬라이딩하더라도 지장은 없고, 그 슬라이딩 저항이 문제로 되지 않도록 하고 있다.

제 1 철심(11) 및 제 2 철심(12)은, 보빈(21)의 상하에 마련된 돌출부(22a, 23a) 및 보빈(31)의 상하에 마련된 돌출부(32a, 33a)를 도 4(b)의 좌우 방향으로부터 죄어 y축 방향의 위치를 규제한 상태에서, 6개소를 볼트(19)로 조여 일체화시키고 있다(도 1(a)의 고정 철심 장치(10)의 6개소의 구멍 참조). 또, 보빈(21, 31)은, 제 1, 제 2 철심의 각 감합부(11e, 12e)와 상하 방향으로 감합하고 있고, 만약 보빈(21, 31)의 노화 등에 의해 제 1, 제 2 철심(11, 12)과 보빈(21, 31)의 각 돌출부(22a, 23a, 32a, 33a) 사이의 x축 또는 z축 방향의 마찰력이 없어졌다고 해도, x축 및 z축 방향으로는 매우 작은 소정의 치수 이상은 움직이지 않도록 되어 있다.

물론, y축 방향에 대해서도, 보빈(21, 31)의 노화 등에 의해 제 1, 제 2 철심에 의해 돌출부(22a, 23a, 32a, 33a)를 y축 방향으로 사이에 끼워 붙이는 힘이 없어졌어도, 제 1, 제 2 철심(11, 12)에 의해 돌출부(22a, 23a, 32a, 33a)의 움직 임이 규제된다. 이에 따라, 보빈(21, 31)은, x, y, z의 3축 방향의 위치가 정확히 규제되어, 경년변화에 의해 보빈에 노화가 발생하더라도, 소정치수 이상 움직이는 경우는 없다.

또, 이들 조립은 다음과 같이 하여 실행한다. 가동 철심(41)에 지지축(45, 46)을 나사식으로 결합시킨 후, 지지축(45)에 코일(20) 및 한쪽의 축받이(80)를, 지지축(46)에 코일(30) 및 다른 쪽의 축받이(80)를, 각각 통과시킨다. 이 시점에서는, 가동 철심(41)에 영구자석(50)은 붙여져 있지 않다. 다음에, 코일(20, 30)의 도 1에서의 z축 방향의 개략 위치를 정하고, 또한, 각 축받이(80)의 플랜지부(80b)를 제 3 철심(13)의 홈형상부(13k) 및 제 4 철심(14)의 홈형상부(14k)에 각각 감합시켜, 위치 결정한다.

또한, 제 1 철심(11) 및 제 2 철심(12)에 의해 도 1(b)에서의 좌우 방향에서 사이에 끼우고, 또한, 각 감합부(11e, 12e)와 보빈(21, 31)의 외주부를 감합시켜, 보빈(21)의 돌출부(22a) 및 돌출부(23a), 및 보빈(31)의 돌출부(32a) 및 돌출부(33a)를 좌우 방향에서 죄어 고정한다. 이에 따라, 제 1∼제 4 철심(11∼14)에 의해 수용부(10b)가 형성되고, 이 수용부(10b)에 가동 철심(41)이 수용된 상태가 된다. 가동 철심(41)에 아직 영구자석(50)이 붙여지고 있지 않기 때문에, 가동 철심(41)을 수용부(10b)에 내장할 때 대향자극(10c, 10d)에 흡착되는 일이 없으므로, 축받이(80)의 위치를 용이하고 또한 정확히 정할 수 있다.

다음에, L자형의 지지 부재(60)(도 5(b) 참조)와 각각 일체화하여 착자된 상하 두개의 영구자석(50)을 도 1(b)의 예컨대 왼쪽으로부터 수평으로 삽입하고, 가 동 철심(41)의 상면 및 하면에 각각, 그 자력에 의해 흡착시킨다. 이 상태에서, 그 절곡부(60a)를 가동 철심(41)의 측면에 고정나사(68)로 고정한다(도 5 참조).

이상과 같이 하여 조립하는 것에 의해, 코일(20), 코일(30), 축받이(80), 지지축(45, 46)이 나사식으로 부착된 고정된 가동 철심(41) 등의 위치 결정을, 용이하고 또한 고정밀도로 결정할 수 있고, 가동 철심의 원활한 동작을 확보할 수 있어 신뢰성이 높은 조작 장치로 할 수 있다.

다음에, 동작을 설명한다. 코일(20, 30)을 여자하지 않는 경우, 영구자석(50)은 도 7의 화살표 A로 나타내는 것과 같은 자기 회로를 형성하여 자속이 흐르고 있다. 따라서, 가동 철심(41)은 도 7에서 왼쪽 방향으로 이동하여 고리형 철심(10a) 즉 제 1, 제 2 철심의 고리형 철심부(11a, 12a) 및 제 3, 제 4 철심의 U자형 철심부(13a, 14a)의 왼쪽 내주부에 접촉한 상태로 유지되어 있다. 다음에, 여자 코일(30)을 여자하면 도 7의 화살표 B의 방향으로 자속이 발생하여, 고정 철심 장치(10)의 왼쪽 내주부와 가동 철심(41) 사이에 작용하고 있는 영구자석에 의한 자속이 제거되고, 또한, 가동 철심(41)과 고정 철심 장치(10)의 오른쪽의 내주부 사이에서 흡인력이 발생하여, 가동 철심(41)은 소정거리, 오른쪽 방향으로 이동해서, 고리형 철심(10a)의 오른쪽 내주부에 접촉하여 정지한다. 이 상태로 여자 코일(30)의 여자를 끊으면 영구자석(50)의 자속에 의해, 가동 철심(41)은 그 위치에 유지된다.

다음에, 여자 코일(20)을 여자하면 마찬가지의 원리로 가동 철심(41)은 왼쪽 방향으로 이동하여, 도 7의 상태에 되돌아간다. 또, 여자 코일(20) 및 여자 코일(30)의 여자 방향을 고려하여 동시에 여자하도록 하여, 가동 철심(41)의 이동 속도를 고속으로 할 수도 있다. 이상과 같이, 가동 철심(41)이 구동되는 것에 의해, 구동축(45) 또는 구동축(46)에 연결된 전력용 개폐 장치 예컨대 진공 스위치를 개폐한다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 보빈(21, 31)은, 그 돌출부(22a, 23a, 32a, 33a)가 제 1, 제 2 철심(11, 12) 사이에 끼워져 y축 방향의 위치가 규제되고, 또한 보빈(21, 31)은 제 1, 제 2 철심(11, 12)의 감합부(11e, 12e)와 감합하고 있어, 만약 제 1, 제 2 철심에 의한 협지력이 없어졌다고 해도, x축 및 z축 방향으로 매우 작은 치수밖에 움직이지 않도록 되어 있다. 이에 따라, 보빈(21, 31)은, x, y, z의 각 축 방향의 위치가 정확히 규제되기 때문에 코일의 위치 결정을 용이하게 실행할 수 있어, 가동 철심의 동작시의 충격이나, 경년변화에 의해 절연물제의 보빈에 노화가 발생했다고 해도, 소정치수 이상 움직이는 경우는 없다. 이 때문에, 보빈(21, 31)의 내주부의 치수를 작게 할 수 있고, 코일의 소요 암페어턴(ampere-turn)을 적게 하여, 소형 경량화를 도모할 수 있다.

그리고, 지지 부재(60)를 마련하고 있기 때문에, 지지 부재(60)와 대향자극(10c, 10d)이나 코일(20, 30)의 보빈(21, 31)의 내주부가 슬라이딩하더라도 지장은 없고, 그 슬라이딩 저항이 문제로 되지 않도록 하고 있다. 따라서, 이 점으로부터도, 보빈(21, 31)의 내주부 치수를 작게 할 수 있다. 또한, 지지 부재(60)와, 대향자극(10c, 10d)의 공간을 작게 하여 다소 슬라이딩하는 일이 있더라도, 그 동작을 저해시킬 우려는 없다. 따라서, 코일의 소요 암페어턴을 더 적게 할 수 있어, 한층 더 소형 경량화를 도모할 수 있다.

또한, 지지축(45, 46)은 비자성재료로 제작되어 있다. 이에 따라, 코일(20, 30)에서 발생하는 자속통로의 자기 저항은 주위의 고정 철심 장치(10)보다도 매우 커져, 지지축(45, 46)으로의 누설 자속을 저감할 수 있고, 코일(20, 30)의 여자 암페어턴을 작게 할 수 있다.

그리고, 지지축(45, 46)은 암나사부(41b)에 나사식으로 결합하고, 또한, 지지축(45, 46)의 수나사가 마련되지 않는 축부(45b, 46b)가 가동 철심(41)의 관통공 형성부(41a)에 감합 지지되어 있다. 이에 따라, 지지축(45, 46)에 가로 방향의 힘이 가해지더라도, 수나사부(45a, 46a)의 곡부에서의 과대한 응력의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 축부(45b, 46b)는, 가동 철심(41)과 나사식으로 결합하는 수나사부(45a, 46a)보다도 전단 응력이 10배 정도 커서, 충격을 받았을 때의 구부림에 의한 전단을 방지할 수 있다. 또한, 지지축(45, 46)은, 가동 철심(41)의 축 방향 양측으로부터 밀어 넣어, 그 선단부끼리 접촉하고 있다. 이에 따라, 축 방향의 동작에 의해 서로가 압축력을 받은 경우에, 암나사부(41b)와 나사식으로 결합하는 수나사부(45a, 46a)에서, 헐거움이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 조작 장치의 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제 3, 제 4 철심(13, 14)의 U자형 철심부(13a, 14a)에 홈형상부(13k, 14k)를 마련하여 축받이(80)의 플랜지부(80b)와 감합시키고, 또한, 제 1, 제 2 철심(11, 12)에 의해 도 1(b)의 y축 방향으로부터 축받이(80)를 사이에 끼우는 것에 의해 축받이(80)의 x, y, z축 방향의 위치를 정하고 있기 때문에, 두개의 축받이(80)의 동축도를 높은 정밀도로 낼 수 있다. 따라서, 가동 철심(41)과 대향자극(10c, 10d), 코일(10, 30)의 보빈(21, 31)의 내주부와 간극을 작게 할 수 있어, 코일의 여자 용량을 저감할 수 있다.

또, 적층된 철심에 축받이를 장착하기 위한 구멍을 마련하는 것도 생각되지만, 정밀하게 블랭킹 가공을 하기 위해서는, 지그를 이용하여 철심의 변형을 방지하면서 신중히 가공해야만 한다. 이에 비하여, 본 실시예에서는, 정밀하게 블랭킹 가공된 전자강판(17, 18)을 적층하여 제 3, 제 4 철심(13, 14)을 형성하고 있기 때문에, 상술한 바와 같이 정밀하고 용이하게 축받이를 조립할 수 있다.

또한, 분할된 형태의 제 3, 제 4 철심(13, 14)에 의해, 축받이를 사이에 끼워 유지하도록 하고 있기 때문에, 가동 철심(41)에 막대형 부재(45, 46)를 나사식으로 결합시키고 나서, 이것에 축받이(80)를 끼워 조립할 수 있기 때문에, 조립이 용이하다. 또한, 막대형 부재(45, 46) 대신에 한 개의 통나무 부재를 사용하여, 가동 철심을 그 축 방향으로 관통시키고, 또한 가동 철심을 용접 등에 의해 고착한 것을 이용할 수도 있다.

또, 본 실시예에서는, 코일(20, 30)을 제 1, 제 2 철심의 감합부(11e, 12e)에 감합시켜 x축 및 z축 방향의 위치를 규제하는 것을 나타냈지만, 제 1 철심(11)에만 감합부(11e)를 마련하고, 코일(20, 30)과 감합시켜 그 위치를 규제하도록 해도 무방하다. 이 경우, 제 2 철심(12)에서 돌출 자극부(12f)와 좌우의 요크부재(11b)에 의해 형성되는 감합부(12e)의 치수정밀도는 낮아 좋기 때문에, 제 작비를 저감할 수 있다.

(실시예 2)

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 조작 장치의 주요부를 나타내는 확대도이다. 도 8에서, 지지 부재(62)는 자성재로 제작되고, 절곡부(62a) 및 연장부로서의 만곡부(62b)를 갖는다. 절곡부(62a)는 도 5에 나타낸 지지 부재(60)의 절곡부(60a)와 동일한 것이며, 고정나사에 의해 가동 철심(41)에 고정하기 위한 것이다.

만곡부(62b)는, 도 5의 지지 부재(60)의 양단부를 이동 방향(가동 철심(41)의 축 방향)으로 연장하여 영구자석(50)을 z축 방향 좌우로부터 사이에 두는 것 같은 형태로 내측으로 구부려 만곡부(62b)로 한 것이다. 이 경우, 영구자석(50)의 길이를 가동 철심(41)의 길이보다도 짧게 하고, 그 만큼의 공간을 만곡부(62b)의 공간으로 하여, 가동 철심(41)이 축 방향으로 구동되어 고리형 철심(10a)에 접촉할 때 만곡부(62b)가 방해로 되지 않도록 하고 있다. 그리고, 절곡부(62a)를 거쳐서 가동 철심(41)에 고정나사(68)에 의해 고정된 지지 부재(62)에 의해 영구자석(50)을 가동 철심(41)에 고정하고 있다. 가동 철심(41)에 고정되고 영구자석(50)의 외측 면을 덮는 지지 부재(62)는, 도 1(a)에서의 하방측에서 대향자극(10c)이나 대향자극(10d), 보빈(21, 31)의 내주부와 슬라이딩 가능하다.

지지 부재(62)가 대향자극(10c, 10d), 보빈(21, 31)의 내주부와 슬라이딩하더라도 슬라이딩 마찰 저항이 작고, 만곡부(62b)가 가이드의 역할을 하기 때문에 원활하게 슬라이딩할 수 있다. 또한, 만곡부(62b)를 갖는 지지 부재(62)에서 슬라이딩시킴으로써, 대향자극(10c, 10d) 사이의 공간을 매우 작게 할 수 있어, 흡인력의 발생 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 코일의 소요 암페어턴을 감소시켜 소형화할 수 있어, 조작 장치의 소형화, 가격 저감을 도모하고, 또한 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

(실시예 3)

도 9는 또한 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 조작 장치의 주요부 확대도이다. 이상의 실시예에서는, 영구자석(50)은 가동 철심(41)의 표면으로부터 돌출한 것을 나타냈지만, 도 9에 도시하는 바와 같이 도 1의 가동 철심보다도 상하 방향의 두께를 두껍게 한 각 블록형상의 가동 철심(42)으로 하고, 이 가동 철심(42)에 오목부를 마련하여, 매립 영구자석(51)을 매립하고, 그 외측에 자성재로 되는 지지 부재(63)를 가동 철심(42)의 표면과 수평으로 되도록 하여 마련해도 무방하다.

또, 가동 철심(42)은 관통공 형성부(42a)와, 그 중앙부에 마련된 암나사부(42b)를 갖는다. 이들 관통공 형성부(42a)와 암나사부(42b)는, 도 1의 실시예에서의 가동 철심(41)의 관통공 형성부(41a)와 암나사부(41b)와 동일한 것이다. 지지 부재(63)는 L자형으로 형성하고, 그 절곡부를 도 5의 지지 부재(60)와 마찬가지로 고정나사로 가동 철심(42)에 고정한다. 이 경우도, 지지 부재(63)와, 대향자극(10c)이나 대향자극(10d), 보빈(21, 31)의 내주부가 슬라이딩하더라도, 슬 라이딩 마찰 저항을 억제할 수 있다.

(실시예 4)

도 10은 또한 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 조작 장치의 구성도이다. 도 10에서, 각진 블록형상의 가동 철심(43)은, 도 1의 가동 철심(41)보다 상하 방향의 두께가 두껍게 형성되어 있다. 또, 가동 철심(43)은 관통공 형성부(43a)와, 그 중앙부에 마련된 암나사부(43b)를 갖는다. 이들 관통공 형성부(43a)와 암나사부(43b)는, 도 1의 실시예에서의 가동 철심(41)의 관통공 형성부(41a)와 암나사부(41b)와 동일한 것이다. 고정 영구자석(52)은, 도 1의 대향자극(10c, 10d)의 대향하는 간극을 크게 하여, 대향자극(10c, 10d)의 가동 철심(43)과 대향하는 면에 고정 영구자석(52) 및 지지 부재(64)를 고정한 것이다.

또, 지지 부재(64)는, 도 8에 나타내는 지지 부재(62)와 동일한 형상을 갖고 있고, 고정 영구자석(52)의 가동 철심(43)과 대향하는 각 면을 덮고, 또한, 그 양단부에 도 8의 만곡부(62b)와 동일한 만곡부가 마련되어 있는 것이다. 단, 만곡부의 만곡 방향은 가동 철심(43)으로부터 멀어지는 방향이며, 고정 영구자석(52)의 축 방향 양측을 사이에 끼우는 방향이다. 이 경우, 도 10에서의 윗쪽 지지 부재(64)는 제 1 철심(11)에 고착되어 있고, 고정 영구자석(52)은 지지 부재(64)에 의해 대향자극(10c)에 가압된 상태로 고착되어 있고, 아랫쪽의 고정 영구자석(52)은 지지 부재(64)에 의해 대향자극(10d)에 가압된 상태로 고정되어 있다. 이 경우도, 지지 부재(64)는 L자형으로 형성되고, 그 절곡부를 도 5의 지지 부재(60)와 마 찬가지로 고정나사에 의해 제 1 철심(11)에 고정한다.

(실시예 5)

도 11∼도 16은 또한 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것이며, 도 11은 조작 장치의 구성을 나타내는 분해도, 도 12는 조작 장치의 사시도, 도 13은 조작 장치의 상세 구성을 나타내는 단면도, 도 14는 도 13의 절단선 F-F에서 코일을 제거하여 나타낸 단면도이다. 도 15는 도 11의 제 1, 제 2 철심의 정면도 및 측면도, 도 16은 도 11의 제 3, 제 4 철심의 정면도 및 측면도이다.

도 11에서, 고정 철심 장치(110)는 제 1∼제 4 철심(111∼114)을 갖는다. 제 1 철심(111)과 제 2 철심(112)은 y축 방향으로 소정의 대향 간극에 마련되어 대향하고 있다. 제 3 철심(113) 및 제 4 철심(114)은 제 1 철심(111)과 제 2 철심(112)이 대향하는 대향 간극에 위치하고, 지지축(45, 46)을 중심으로 하여 도 13의 상하 방향인 x축 방향으로 대향하고 있다(도 14도 참조). 또, 본 실시예에서는, 제 1, 제 2 철심(111, 112)에는 도 1에서 나타낸 돌출 자극부(11f, 12f)에 상당하는 자극은 마련되어 있지 않다.

제 1 철심(111)은 고리형 철심부(111a)와 돌출부(111f)를 갖는다. 고리형 철심부(111a)는, 좌우의 요크부(111b)와, 상하의 요크부(111d)가 일체적으로 사각형의 프레임 형태로 형성된 것이다. 돌출부(111f)는, 고리형 철심부(111a)의 도 13에서의 상하의 요크부(111d)로부터 각각 내측으로 돌출하고 각 요크부(111d)와 일체적으로 형성되어 있다. 그리고, 이 돌출부(111f)와 좌우의 요크부(111b) 사이 에 코일(20, 30)의 외주부와 감합하는 감합부(111e)가 형성되어 있다.

제 1 철심(111)은, 펀칭에 의해 사각형의 창문 프레임 형상으로 제작된 전자강판(115)(도 15 참조)을 소정 매수 적층하여, 취급의 편의를 위해 전자강판(115) 사이를 가볍게 접착하여 사각의 고리형의 블록형상으로 한 것이다. 제 2 철심(112)은, 제 1 철심(111)과 같은 형상의 것이며, 전자강판(116)을 소정 매수 적층하여 각진 고리형의 블록형상으로 한 것이며, 동일한 고리형 철심부(112a)와 감합부(1112e)와 돌출부(112f)를 갖는다. 고리형 철심부(112a)는, 좌우의 요크부(112b)와, 상하의 요크부(112d)가 일체적으로 사각형의 프레임 형태로 형성되어 구성된 것이다(도 15).

제 3 철심(113)은, 도 16에 도시하는 바와 같이 분할 철심부인 U자형 철심부(113a)와 홈형상부(113k)를 갖는다. 제 3 철심(113)은, 제 1 철심(111)을 도 15에서의 상하 방향으로 대략 절반으로 분할한 형상으로, 중앙부에 돌출부가 없고, 또한 코일과 감합하는 감합부도 마련되어 있지 않다. U자형 철심부(113a)의 양단부에 축받이(80)의 플랜지부(80b)와 감합하는 홈형상부(113k)가 마련되어 있다.

제 3 철심(113)은, 전자강판(117)을 소정 매수 적층하고, 전자강판(117) 사이를 가볍게 접착하여 블록형상으로 하고 있다. 또, 홈형상부(113k)는, U자형 철심부(113a)의 양단부에 x축 방향으로 오목하게 만들어진 것이며, 전자강판(117)에 펀칭하여 제작할 때에 형성한다. 제 4 철심(114)은, 제 3 철심(113)과 동일한 것이며, 전자강판(118)을 적층하여 블록형상으로 한 것이며, 동일한 U자형 철심부(114a)와 홈형상부(114k)를 갖는다(도 16).

상기한 바와 같은 U자형의 제 3, 제 4 철심(113, 114)은, 제 1, 제 2 철심(111, 112)의 대향 간극에, 도 13, 도 14에서 상하 방향(x축 방향)에 대향하도록 하여 배치되어 있다. 제 3, 제 4 철심의 U자형 철심부(113a, 114a)에 의해 합성 고리형 철심부가 형성되고, 이 합성 고리형 철심부와 제 1, 제 2 철심(111, 112)의 고리형 철심부(111a, 112a)가 y축 방향으로부터 보아 겹치도록 되어 있고, 이들 고리형 철심부 및 합성 고리형 철심부에 의해 고정 철심 장치(110)의 고리형 철심(110a)이 형성되어 있다.

그리고, 제 1, 제 2 철심(111, 112) 및 제 3, 제 4 철심(113, 114)에 의해, 고정 철심 장치(110)가 구성되어 있다. 그리고, 고리형 철심(110a)에 둘러싸인 수용부(110b)가 형성되어 있다. 이 수용부(110b)는 직방체 형상으로 y축 방향의 양측이 개방되어 있고, 가동 철심(41)이 수용되어 있다.

도 11에서, 제 5 철심(221)은, 자성재료에 의해 각진 막대 형상으로 형성되어 있고, 그 한 변의 중앙부에 직방체의 영구자석(231)이 도시하지 않는 나사에 의해 고정되어 있다. 그리고, 영구자석(231)이 고착된 제 5 철심을 도 11에 도시하는 바와 같이 세로로 하여 화살표 C와 같이 y축 방향으로부터 제 1, 제 2 철심의 고리형 철심부(111a, 112a)에 장착하고, 도시하지 않는 나사에 의해 고정한다. 이 때, 영구자석(231)은, 가동 철심(41)과 y축 방향으로 소정의 극간을 갖는 상태에서 대향하는 상태가 된다. 그 밖의 구성에 있어서는, 도 1에 나타낸 실시예 1과 마찬가지의 것이기 때문에, 상당하는 것에 같은 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

우선, 코일(20, 30)을 여자했을 때에 할 수 있는 자기 회로는, 도 13에서 고정 철심 장치(110)의 고리형 철심(110a)의 왼쪽 중앙부로부터 가동 철심(41)을 축 방향으로 통과하여 고리형 철심(110a)의 오른쪽의 중앙부로 되돌아가는 제 1 자기 회로가 있다. 또한, 제 5 철심(221) 및 영구자석(231)을 마련하는 것에 의해, 예컨대 제 1 철심(111)측에서는, 제 1 철심(111)의 고리형 철심부(111a)의 좌우의 요크부(111b)에서 제 5 철심(221), 영구자석(231), 가동 철심(41)을 그 축 방향으로 통과하고 다시 고리형 철심부(111a)의 좌우 요크부(111b)에 되돌아가는 제 2 자기 회로가 형성된다.

그리고, 이 영구자석(231)에 의해, 가동 철심(41)은, 도 13의 z축 방향의 제 1, 제 2 위치인 가동 철심(41)의 왼쪽 단부가 왼쪽의 요크부(111b)에 접촉한 위치와, 가동 철심(41)의 오른쪽의 단부가 오른쪽 요크부(111b)에 접촉한 위치의 두개의 위치에 있어서, 안정하게 유지된다. 또한, 코일(20, 30)의 여자 전류의 방향을 제어함으로써, 제 1 자기 회로에 자속이 발생하여 영구자석의 자속을 제거하고, 또한, 상기 제 1, 제 2 위치 사이를 왕복 구동시키는 것은, 실시예 1에 나타낸 것과 마찬가지이다. 또, 제 5 철심(221) 및 영구자석(231)은, 제 1 또는 제 2 철심의 한쪽에만 마련해도 무방하다. 또한, 코일(20, 30)은 어느 한쪽뿐이라도 무방하다.

본 실시예에서의 조작 장치는, 제 1 자기 회로와는 별도로, 제 1, 제 2 철심의 고리형 철심부(111a, 112a)와 제 5 철심(221)과 영구자석(231)과 가동 철심(41)에 의해 형성되는 제 2 자기 회로를 마련했기 때문에, 코일 여자시에 자로에 발생하는 과전류를 저감할 수 있어, 그것에 따른 조작 장치의 제어 특성이 향상한다. 또한 코일 여자 전원의 용량을 작게 할 수 있다.

(실시예 6)

도 17은 또한 본 발명의 다른 실시예인 조작 장치의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 17에서, 제 5 철심(222)은, 자성재료에 의해 단면이 직사각형 형상이고 삼각(三脚)의 E자형으로 형성되어 있고, 그 중앙부의 다리에 판형상의 영구자석(232)이 접착제에 의해 고정되어 있다. 이 영구자석(232)이 고정된 제 5 철심(222)이, 도 11에서 나타낸 제 5 철심(221)과 같이 영구자석(222)과 도시하지 않는 가동 철심 사이에 소정의 간극이 있도록 하여, 제 1 철심(111)의 고리형 철심부(111a)의 측방에 고정된다.

(실시예 7)

도 18, 도 19는 또한 본 발명의 다른 실시예인 조작 장치를 나타내는 것으로, 도 18은 분해도, 도 19는 사시도이다. 도 18에서, 제 5 철심(223)은, 자성재료에 의해 단면이 직사각형 형상이고 삼각(三脚)의 E자형으로 형성되어 있고, 그 중앙부의 다리에 판형상의 영구자석(233)이 도시하지 않는 나사에 의해 고정되어 있다. 이 영구자석(233)이 고정된 제 5 철심(223)이, 도 18에 도시하는 바와 같이, 제 5 철심(223)의 길이 방향을 가동 철심의 이동 방향에 맞춰, 제 1, 제 2 철심의 고리형 철심부(111a, 112a)의 측방으로부터, 영구자석(233)과 도시하지 않는 가동 철심 사이에 소정의 간극이 있도록 하여 고정되어, 도 19에 도시하는 바와 같 이 된다.

(실시예 8)

도 20은 또한 본 발명의 다른 실시예인 제 5 철심과 영구자석의 조합을 나타내는 구성도이다. 도 20(a)∼(f)에 나타내는 바와 같은 형상의 제 5 철심(241∼246)에, 영구자석(251∼256)을 조합시킨 것을, 도 11, 도 17, 도 18에 나타낸 것 대신에 이용할 수 있다. 또, 이상에서 나타낸 각 실시예에서는, 제 5 철심은, 제 1 철심(111)의 고리형 철심부(111a)나 제 2 철심(112)의 고리형 철심부(112a)의 좌우 양쪽의 요크부에 걸치는 것, 또는 상하 양쪽의 요크부에 걸치는 것을 나타냈지만, 본 실시예의 도 20(e)에 나타내는 제 5 철심(245)과 영구자석(255)을 조합한 것을 이용하여 가동 철심과 상하좌우의 요크부 중 어느 하나 사이를 연결하는 것이라도 좋다.

(실시예 9)

도 21∼도 23은 또한 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것이고, 도 21은 제 3, 제 4 철심의 외형도이다. 도 22는 축받이의 외형도이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 측면도이다. 도 23은 제 3, 제 4 철심 및 축받이 주위의 주요부를 나타내는 측면도이다. 도 21에서, 제 3 철심(513)은, U자형 철심부(513a)와 홈형상부(513k)와 제 2 홈형상부(513m)를 갖는다. 홈형상부(513k)는 도 16에 나타내는 홈형상부(113k)와 동일한 것이고, 도 21(a)의 지면에 수직인 방향으로 소정폭의 홈 이 형성되어 있다. 제 2 홈형상부(513m)는, 제 3 철심(513)의 단부에 있어 그 전자강판(517)의 적층 방향 중심부에 소정폭의 도 21(a)에서의 좌우 방향으로 관통하는 홈이 형성되어 있다. 그리고, 홈형상부(513k)와 제 2 홈형상부(513m)에서 십자로 교차하는 홈이 형성되어 있다.

제 4 철심(514)은 U자형 철심부(514a)와 홈형상부(514k)와 제 2 홈형상부(514m)를 갖는다. 홈형상부(514k)는 도 16에 나타내는 홈형상부(114k)와 동일한 것이고, 도 21(a)의 지면에 수직인 방향으로 소정폭의 홈이 형성되어 있다. 제 2 홈형상부(514m)는, 제 3 철심(514)의 단부에 있어 그 전자강판(518)의 적층 방향 중심부에 소정폭의 도 21(a)에서의 좌우 방향으로 관통하는 홈이 형성되어 있다. 그리고, 홈형상부(514k)와 제 2 홈형상부(514m)에서 십자로 교차하는 홈이 형성되어 있다.

축받이(580)는, 도 22에 도시하는 바와 같이, 본체부인 직방체부(580a)와 플랜지부(580b)와 관통공 형성부(580c)와 돌출부(580d)를 갖는다. 돌출부로서의 플랜지부(580b)는 직방체부(580a)의 한쪽 단부로부터 도 22(c)의 상하 방향으로 돌출된 평판 형상인 것이다. 직방체부(580a)는, 후술하는 도 23에 도시하는 바와 같이, 도 23에서의 좌우 방향의 치수가 제 3, 제 4 철심(513, 514)의 적층 두께보다도 약간 작게 되어 있다. 돌출부(580d)는, 마찬가지로 도 22(c)의 상하 방향으로 돌출된 평판 형상인 것이며, 그 돌출 높이는 플랜지부(580b)의 높이와 동일하다. 플랜지부(580b)와 돌출부(580d)는, 도 22(a)와 같이 상부로부터 보았을 때 전체로서 T자형을 이루는 돌출부를 구성하고 있다. 그 밖의 구성에 대해서는, 도 13, 도 14에 나타낸 실시예와 마찬가지로 구성되어 있다.

이상과 같이 구성된 제 3, 제 4 철심(513, 514)에 의해, 축받이(580)의 본체부(580a)를 도 23의 상하 방향에서 사이에 두고, 제 3, 제 4 철심(513, 514)의 각 홈형상부(513k, 514k)와 축받이(580)의 플랜지부(580b)를 감합시키고, 각 제 2 홈형상부(513m, 514m)와 축받이(580)의 돌출부(580d)를 감합시켜, 축받이(580)의 z축 및 y축 방향의 위치를 규제하고 있다. 또, 홈형상부(513k, 514k)와 축받이(580)의 플랜지부(580b) 사이, 및 제 2 홈형상부(513m, 514m)와 축받이(580)의 돌출부(580d) 사이에는, x축 방향으로 약간의 간극이 존재하는 상태로 되어 있고, 축받이(580)는, 전체로서, 제 3, 제 4 철심(513, 514)의 단부에서 본체부(580a)를 x축 방향으로 강하게 협지하고 있다.

또한, 도 23에 도시하는 바와 같이 축받이(580)의 좌우(y축) 방향의 폭은, 제 3, 제 4 철심(513, 514)의 적층 두께보다도 약간 작게 되어 있고, 도시하지 않는 제 1, 제 2 철심(111, 112)에 의해 제 3, 제 4 철심이 도 23의 좌우 방향에서 끼워졌을 때에, 제 1, 제 2 철심(111, 112)(도 13, 도 14 참조)과의 사이에 간극을 갖는 상태에서, 제 1, 제 2 철심(111, 112)에 의존하는 일 없이 제 3, 제 4 철심(513, 514)에 의해 고정되어 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 제 3, 제 4 철심(513, 514)에 제 2 홈형상부(513m, 514m)를 마련하여, 축받이(580)의 돌출부(580d)를 감합시키도록 했기 때문에, 제 1, 제 2 철심(111, 112)에 의존하는 일 없이, 도 23에서의 좌우 방향, 즉 도 13에서의 y축 방향의 위치를 용이하게 규제할 수 있다.

(실시예 10)

도 24∼도 26은 또한 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것이고, 도 24는 제 3, 제 4 철심의 외형도이다. 도 25는 축받이의 외형도이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 측면도이다. 도 26은 제 3, 제 4 철심 및 축받이 주위의 주요부를 나타내는 측면도이다. 도 24에서, 제 3 철심(613)은 U자형 철심부(613a)와 제 2 홈형상부(613m)를 갖는다. 제 2 홈형상부(613m)는 도 21의 제 2 홈형상부(513m)와 동일한 것이며, 제 3 철심(613)의 단부에 있어 그 전자강판(617)의 적층 방향 중심부에 소정폭의 도 24(a)에서의 좌우 방향으로 관통하는 홈이 형성되어 있다.

제 4 철심(614)은 U자형 철심부(614a)와 제 2 홈형상부(614m)를 갖는다. 제 2 홈형상부(614m)는 도 21의 제 2 홈형상부(514m)와 동일한 것이며, 제 4 철심(614)의 단부에 있어 그 전자강판(618)의 적층 방향 중심부에 소정폭의 도 24(a)에서의 좌우 방향으로 관통하는 홈이 형성되어 있다.

축받이(680)는, 도 25에 도시하는 바와 같이 본체부인 직방체부(680a)와 플랜지부(680b)와 관통공 형성부(680c)와 돌출부(680d)를 갖는다. 돌출부로서의 플랜지부(680b)는 직방체부(680a)의 한쪽 단부로부터 도 25(c)의 상하 방향으로 돌출된 평판 형상인 것이다. 직방체부(680a)는, 후술하는 도 26에 도시하는 바와 같이 도 26에서의 좌우 방향의 치수가 제 3, 제 4 철심(613, 614)의 적층 두께보다도 약간 작게 되어 있다. 돌출부(680d)는, 마찬가지로 도 25(c)의 상하 방향으로 돌출된 평판 형상인 것이며, 그 돌출 높이는 플랜지부(680b)의 높이와 동일하다. 플랜지부(680b)와 돌출부(680d)는, 도 25(a)와 같이 상부로부터 보았을 때 전체로서 T 자형을 이루는 돌출부를 구성하고 있다. 그 밖의 구성에 있어서는, 도 13, 도 14에 나타낸 실시예와 마찬가지로 구성되어 있다.

이상과 같이 구성된 제 3, 제 4 철심(613, 614)에 의해, 축받이(680)의 본체부(680a)를 도 26의 상하 방향에서 사이에 끼우고, 제 3, 제 4 철심(613, 614)의 각 제 2 홈형상부(613m, 614m)와 축받이(680)의 돌출부(680d)를 감합시켜, 축받이(680)의 y축 방향(도 26에서의 좌우 방향)의 위치를 규제하고 있다. 또한, 축받이(680)의 z축 방향의 위치는, 그 플랜지부(680b)를 제 3, 제 4 철심(613, 614)에 접촉시킴으로써 결정된다. 또, 축받이(680)의 z축 방향의 이동 중지는, 축받이(680)와 제 3, 제 4 철심(613, 614)을 접착하거나, 나사를 이용하여 고정하는 등에 의해 실행한다. 또, 제 2 홈형상부(613m, 614m)와, 축받이(680)의 돌출부(680d) 사이에는, x축 방향(도 26의 상하 방향)으로 약간의 간극이 존재하는 상태로 되어 있고, 축받이(680)는, 전체로서, 제 3, 제 4 철심(613, 614)의 단부에서 본체부(680a)를 x축 방향으로 강하게 협지하고 있다.

또한, 도 26에 도시하는 바와 같이, 축받이(680)의 좌우(y축) 방향의 폭은, 제 3, 제 4 철심(613, 614)의 적층 두께보다도 약간 작게 되어 있고, 도시하지 않는 제 1, 제 2 철심(111, 112)에 의해 제 3, 제 4 철심이 도 26의 좌우 방향에서 끼워졌을 때에, 제 1, 제 2 철심(111, 112)(도 13, 도 14 참조)과의 사이에 간극을 갖는 상태에서, 제 1, 제 2 철심(111, 112)에 의존하는 일 없이 제 3, 제 4 철심(613, 614)에 의해 고정되어 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 제 3, 제 4 철심(613, 614)에, 제 2 홈형 상부(613m, 614m)를 마련하여, 축받이(680)의 돌출부(680d)를 감합시키도록 했기 때문에, 제 1, 제 2 철심(111, 112)에 의존하는 일 없이, 도 26에서의 좌우 방향 즉 도 13에서의 y축 방향의 위치를 용이하게 규제할 수 있다.

(실시예 11)

이상의 각 실시예에서는, 모두, 영구자석 및 코일을 마련하여, 이 영구자석에 의해, 가동 철심을 제 1 위치 또는 제 2 위치에 유지하고, 또한, 상기 코일을 여자함으로써, 상부 가동 철심을 상기 제 1 위치로부터 제 2 위치에, 또는 상기 제 2 위치로부터 제 1 위치에 구동하는 조작 장치에 대하여 설명했다.

본 실시예 11에서는, 영구자석을 마련하지 않는 조작 장치에 적용한 경우에 대하여 설명한다.

예컨대, 리니어 펌프나 공진 액추에이터, 진동자 등에서는, 가동 철심은 2개의 위치 사이를 왕복 이동하는 것만으로 어느 하나의 위치에 유지할 필요가 없고 이런 의미에서 영구자석은 불필요하다.

앞의 실시예와 마찬가지로, 조작 장치를 개폐 장치에 사용하는 경우는, 가동 철심을 어느 하나의 위치에 유지하는 기능도 필요하게 되지만, 이 경우는, 코일에 공급하는 전류를 유지함으로써 가능해진다.

도 27은 본 발명의 실시예 11을 나타내는 것으로, 도 27(a)는 조작 장치의 구성을 나타내는 단면도, 도 27(b)는 도 27(a)의 절단선 F-F에서의 단면도이다. 앞의 도 1의 구성과 비교하면, 영구자석(50)이 존재하지 않고, 각각의 도시는 생략 하지만, 이 영구자석(50)의 공간을 채우도록, 제 1, 제 3 철심(11, 12)의 돌출 자극부(11f, 12f)와 제 3, 제 4 철심(13, 14)의 돌극부(13f, 14f)로 형성하는 대향자극(10c, 10d)이, 가동 철심(41)측으로 연장되어 있다.

이 결과, 대향자극(10c, 10d)과 가동 철심(41)이 미소공간을 거쳐서 직접 대향하는 것으로 되지만, 가동 철심(41)의 표면을, 도금 등 미끄러지기 쉬운 가공을 함으로써, 가동 철심(41)과 대향자극(10c, 10d)나 코일(20, 30)의 보빈(21, 31)의 내주부가 슬라이딩하더라도 불량이 발생하는 일은 없다.

다음에, 앞의 도 7을 유용하여 동작을 설명한다. 코일(20)을 여자하고 있는 경우, 도 7의 화살표 A로 나타내는 자기 회로를 형성하여 자속이 흐르고 있다. 따라서, 가동 철심(41)은 도 7에서 왼쪽 방향으로 이동하여 고리형 철심(10a), 즉 제 1, 제 2 철심의 고리형 철심부(11a, 12a) 및 제 3, 제 4 철심의 U자형 철심부(13a, 14a)의 왼쪽 내주부에 접촉한 상태로 유지되어 있다. 다음에, 여자 코일(20)의 전류를 끊고 여자 코일(30)을 여자하면, 도 7의 화살표 B의 방향에 자속이 발생하여, 가동 철심(41)과 고정 철심 장치(10)의 오른쪽의 내주부 사이에서 흡인력이 발생하여, 가동 철심(41)은 소정거리, 오른쪽 방향으로 이동해서, 고리형 철심(10a)의 오른쪽의 내주부에 접촉하여 정지한다. 이 때, 여자 코일(30)의 통전을 계속하면 가동 철심(41)은 그 위치에 유지된다.

다음에, 여자 코일(30)의 전류를 끊고 여자 코일(20)을 여자하면 마찬가지의 원리로 가동 철심(41)은 왼쪽 방향으로 이동하여, 도 7의 상태에 되돌아간다. 이상과 같이, 가동 철심(41)이 구동되는 것에 의해, 구동축(45) 또는 구동축(46)에 연결된 전력용 개폐 장치 예컨대, 진공 스위치를 개폐한다.

이 조작 장치를, 예컨대, 진동자의 구동원으로서 사용하는 경우는, 가동 철심(41)을 구동 행정의 양단 위치에서 유지하는 일이 없기 때문에, 코일(20, 30)의 여자는, 오로지, 가동 철심(41)을 구동하는 목적을 위해서만 행해지게 된다.

또, 여기서는, 앞의 실시예 1의 조작 장치를 기준으로 영구자석을 사용하지 않는 것으로 변형한 예에 대하여 설명했지만, 먼저 설명한, 실시예 1 이외의 조작 장치를 기준으로 동 취지의 변형을 전개할 수 있는 것은 물론이다.

또, 상기 각 실시예에서는, 제 1∼제 4 철심(111∼114)이나 제 5 철심(221)등은 전자강판을 적층하여 형성한 것을 나타냈지만, 자성재에 의해 블록형상으로 형성된 것이더라도, 동일한 효과를 갖는다. 또한, 가동 철심은 전자강판을 적층한 것이라도 좋다. 또한, 예컨대 도 1에서의 지지 부재(60)나 영구자석(50)을 가동 철심(41)에 고정하는 데, 이들 사이를 서로 접착제로 접착하거나, 나사에 의해 고정하거나 해도 좋다. 이 경우, 지지 부재는 L자형인 것이 필요없고, 평판 형상인 것으로 충분하다.

또한, 실시예 5∼7에 나타낸 것에, 영구자석과 가동 철심이 슬라이딩하더라도 좋도록 영구자석의 표면을 커버하는 지지 부재를 마련해도 무방하다.

상기 각 실시예에서는, 제 1∼제 4 철심은, 도 1(a)의 y축 방향으로부터 보았을 때 직사각형 형상의 것을 나타냈지만, 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서 다른 형상이어도 관계없다. 또한, 제 5 철심은 직선 형상이나 E자형인 것에 한정되지 않고, C 형상, 그 밖의 형상인 것이라도 무방하다.

또한, 조작 장치는 전력용 개폐 장치의 개폐에 이용하는 예를 나타내었지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 기체나 액체용 밸브의 개폐나, 도어의 개폐 등에 적용할 수 있다.

본 발명의 조작 장치는, 이상 설명한 바와 같이, 고정 철심 장치와 가동 철심 장치와 코일을 갖는 것으로서,

상기 고정 철심 장치는 제 1 내지 제 4 철심을 갖고,

상기 제 2 철심은 고리형 철심부를 갖고,

상기 제 3, 제 4 철심은, 각각 분할 철심부를 갖고,

상기 제 1, 제 2 철심의 상기 각 고리형 철심부와 상기 제 3, 제 4 철심의 상기 분할 철심부에 의해 형성되는 상기 합성 고리형 철심부에 의해 둘러싸인 수용부가 형성되며,

상기 가동 철심 장치는, 자성재료에 의해 형성된 가동 철심 및 이 가동 철심에 고착된 제 1, 제 2 막대형 부재를 갖고,

상기 코일은, 권선이 감긴 보빈을 갖고, 상기 보빈은 상기 z축 방향으로 돌출한 돌출부를 갖고,

상기 코일은 상기 제 1 철심의 상기 감합부에 계합되어 상기 x축 및 z축 방향의 위치가 규제되며, 또한 상기 보빈의 돌출부가 상기 제 1, 제 2 철심의 상기 대향 간극에 있고 상기 제 1, 제 2 철심에 의해 상기 y축 방향으로 끼워져 상기 y축 방향의 위치가 규제되며, 상기 가동 철심 장치는 그 가동 철심이 상기 수용부에 수용되고, 또한 상기 고정 철심 장치에 마련된 축받이 부재에 상기 제 1, 제 2 막대형 부재를 거쳐서 상기 z축 방향으로 이동이 자유롭게 지지된 것이기 때문에,

코일은 제 1 철심의 감합부에 계합되어 x축 및 z축 방향의 위치가 규제되고, 또한 보빈의 돌출부가 제 1, 제 2 철심의 대향 간극에 있고 제 1, 제 2 철심에 의해 y축 방향으로 끼워져 y축 방향의 위치가 규제되기 때문에, 코일의 위치 결정이 용이하고 또한 충격 등에 의해 이동하지 않도록 고정할 수 있다. 또한, 경년변화에 의해 보빈의 치수가 축소했다고 해도, 소정 치수 이상 움직이는 경우는 없다. 이 때문에, 보빈의 내주부의 치수를 작게 할 수 있어, 코일의 소요 암페어턴을 적게 하여, 소형 경량화를 도모할 수 있다.

Claims

고정 철심 장치와 가동 철심 장치와 코일을 갖는 것으로서,

상기 고정 철심 장치는 제 1 내지 제 4 철심을 갖고,

상기 제 1 철심은 고리형 철심부와 감합부를 갖고, 상기 감합부는 상기 고리형 철심부의 x-y-z의 3축 좌표계에서의 상기 x축 방향으로 대향하는 대향 부분에 각각 상기 x축 방향으로 돌출된 돌출부에 의해서 상기 고리형 철심부와의 사이에 형성된 것이며,

상기 제 2 철심은 고리형 철심부를 갖고,

상기 제 3, 제 4 철심은, 각각 분할 철심부를 갖고,

상기 제 1, 제 2 철심이, 그 각 고리형 철심부가 상기 y축 방향으로부터 보아 겹치도록 하여 상기 y축 방향으로 소정의 대향 간극을 두고 대향 배치되며,

상기 제 3, 제 4 철심이, 그 각 분할 철심부에 의해 합성 고리형 철심부를 형성하도록 상기 x축 방향으로 대향시키고, 또한 이 합성 고리형 철심부가 상기 제 1, 제 2 철심의 고리형 철심부와 상기 y축 방향으로부터 보아 겹치도록 하여 상기 제 1, 제 2 철심의 상기 대향 간극에 배치되고,

상기 제 1, 제 2 철심의 상기 각 고리형 철심부와 상기 제 3, 제 4 철심의 상기 분할 철심부에 의해 형성되는 상기 합성 고리형 철심부에 의해 둘러싸인 수용부가 형성되며,

상기 가동 철심 장치는 자성재료에 의해 형성된 가동 철심 및 이 가동 철심 에 고착된 제 1, 제 2 막대형 부재를 갖고,

상기 코일은, 권선이 감긴 보빈을 갖고, 상기 보빈은 상기 z축 방향으로 돌출한 돌출부를 갖고,

상기 코일은 상기 제 1 철심의 상기 감합부에 계합(係合)되어 상기 x축 및 z축 방향의 위치가 규제되고, 또한 상기 보빈의 돌출부가 상기 제 1, 제 2 철심의 상기 대향 간극에 있고 상기 제 1, 제 2 철심에 의해 상기 y축 방향으로 끼워져 상기 y축 방향의 위치가 규제되며, 상기 가동 철심 장치는 그 가동 철심이 상기 수용부에 수용되고, 또한 상기 고정 철심 장치에 마련된 축받이 부재에 상기 제 1, 제 2 막대형 부재를 거쳐서 상기 z축 방향으로 이동이 자유롭게 지지된 것인

조작 장치.
고정 철심 장치와 가동 철심 장치와 축받이 부재를 갖는 것으로서,

상기 고정 철심 장치는 제 1 내지 제 4 철심을 갖고,

상기 제 1, 제 2 철심은 고리형 철심부를 갖고,

상기 제 3, 제 4 철심은, 각각 분할 철심부를 갖고,

상기 고리형 철심부의 x-y-z의 3축 좌표계에 있어서,

상기 제 3, 제 4 철심이, 그 각 분할 철심부에 의해 합성 고리형 철심부를 형성하도록 상기 x축 방향으로 대향시키고, 또한 이 합성 고리형 철심부가 상기 제 1, 제 2 철심의 상기 고리형 철심부와 상기 y축 방향으로부터 보아 겹치도록 하여 상기 제 1, 제 2 철심의 상기 대향 간극에 배치되며,

상기 제 1, 제 2 철심의 상기 각 고리형 철심부와 상기 제 3, 제 4 철심의 상기 분할 철심부에 의해 형성되는 상기 합성 고리형 철심부에 의해 둘러싸인 수용부가 형성되고,

상기 가동 철심 장치는, 자성재료에 의해 형성된 가동 철심 및 이 가동 철심에 고착된 제 1, 제 2 막대형 부재를 갖고,

상기 축받이 부재는 상기 제 3, 제 4 철심의 상기 분할 철심부에 의해서 상기 x축 방향에 끼워져 유지된 것이며,

상기 가동 철심 장치는 그 가동 철심이 상기 수용부에 수용되고, 또한 상기 제 1, 제 2 막대형 부재를 거쳐서 상기 축받이 부재에 상기 z축 방향으로 이동이 자유롭게 지지된 것이며,

상기 가동 철심은, 코일을 여자함으로써 상기 z축 방향에서의 제 1 위치로부터 제 2 위치로 및 상기 제 2 위치로부터 제 1 위치로 구동되는 것인

조작 장치.
고정 철심 장치와 가동 철심 장치와 코일을 갖는 것으로서,

상기 고정 철심 장치는 제 1 내지 제 4 철심을 갖고,

상기 제 1 철심은 고리형 철심부와 감합부를 갖고, 상기 감합부는 상기 고리형 철심부의 x-y-z의 3축 좌표계에서의 상기 x축 방향으로 대향하는 대향 부분에 각각 상기 x축 방향으로 돌출된 돌출부에 의해서 상기 고리형 철심부와의 사이에 형성된 것이며,

상기 제 2 철심은 고리형 철심부를 갖고,

상기 제 3, 제 4 철심은, 각각 분할 철심부를 갖고,

상기 제 1, 제 2 철심이, 그 각 고리형 철심부가 상기 y축 방향으로부터 보아 겹치도록 하여 상기 y축 방향으로 소정의 대향 간극을 두고 대향 배치되며,

상기 제 3, 제 4 철심이, 그 각 분할 철심부에 의해 합성 고리형 철심부를 형성하도록 상기 x축 방향으로 대향시키고, 또한 이 합성 고리형 철심부가 상기 제 1, 제 2 철심의 고리형 철심부와 상기 y축 방향으로부터 보아 겹치도록 하여 상기 제 1, 제 2 철심의 상기 대향 간극에 배치되고,

상기 제 1, 제 2 철심의 상기 각 고리형 철심부와 상기 제 3, 제 4 철심의 상기 분할 철심부에 의해 형성되는 상기 합성 고리형 철심부에 의해 둘러싸인 수용부가 형성되며,

상기 가동 철심 장치는, 자성재료에 의해 형성된 가동 철심 및 이 가동 철심에 고착된 제 1, 제 2 막대형 부재를 갖고,

상기 코일은, 권선이 감긴 보빈을 갖고, 상기 보빈은 상기 z축 방향으로 돌출한 돌출부를 갖고,

상기 코일은 상기 제 1 철심의 상기 감합부에 계합되어 상기 x축 및 z축 방향의 위치가 규제되며, 또한 상기 보빈의 돌출부가 상기 제 1, 제 2 철심의 상기 대향 간극에 있고 상기 제 1, 제 2 철심에 의해 상기 y축 방향으로 끼워져 상기 y 축 방향의 위치가 규제되며, 상기 가동 철심 장치는 그 가동 철심이 상기 수용부에 수용되고, 또한 상기 고정 철심 장치에 마련된 축받이 부재에 상기 제 1, 제 2 막대형 부재를 거쳐서 상기 z축 방향으로 이동이 자유롭게 지지된 것이며,

상기 제 1 철심은, 상기 돌출부가 각각 상기 고리형 철심부에서 상기 x축 방향으로 돌출되어 상기 x축 방향으로 소정의 간극을 마련하여 대향하는 한 쌍의 돌출 자극으로 된 것이며,

상기 제 2 철심은, 상기 고리형 철심부의 상기 x축 방향으로 대향하는 대향 부분으로부터 각각 상기 x축 방향으로 돌출되어 상기 x축 방향으로 소정의 간극을 마련하여 대향하는 한 쌍의 돌출 자극을 갖고,

상기 제 3, 제 4 철심은, 상기 분할 철심부의 내주부로부터 상기 x축 방향으로 돌출된 돌출 자극을 각각 갖고,

상기 제 1, 제 2 철심의 상기 한 쌍의 돌출 자극의 한쪽과 상기 제 3 철심의 상기 돌출 자극에 의해 한쪽의 대향자극이 형성되며, 상기 제 1, 제 2 철심의 상기 한 쌍의 돌출 자극의 다른 쪽과 상기 제 4 철심의 상기 돌출 자극에 의해 상기 한쪽의 대향자극과 상기 x축 방향으로 대향하는 다른 쪽의 대향자극이 형성되며,

영구자석이 상기 대향자극과 상기 가동 철심 사이에 마련되고, 또한 상기 가동 철심 또는 상기 대향자극에 고정되어, 상기 가동 철심이 상기 z축 방향에서의 제 1 위치 및 제 2 위치에 있어서 상기 영구자석의 자력에 의해 유지되고, 또한 상기 코일을 여자함으로써 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 및 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로 구동되는 것이며,

상기 축받이 부재는, 상기 제 3, 제 4 철심의 상기 분할 철심부에 의해서 상기 x축 방향으로부터 끼워져 유지된 것이고,

상기 수용부는, 상기 영구자석을 상기 y축 방향으로부터 상기 대향자극과 상기 가동 철심 사이에 삽입할 수 있는 것인 조작 장치의 제조 방법으로서,

a. 상기 가동 철심에 상기 제 1, 제 2 막대형 부재를 고착하는 공정과,

b. 상기 제 1, 제 2 막대형 부재에 상기 코일 및 상기 축받이를 끼우는 공정과,

c. 상기 제 3, 제 4 철심에 의해 상기 축받이를 상기 x축 방향으로 사이에 끼워 유지하는 공정과,

d. 상기 제 1, 제 2 철심에 의해 상기 코일의 상기 돌출부를 상기 y축 방향으로 사이에 끼워 그 y축 방향의 위치를 규제하는 공정과,

e. 상기 영구자석을 상기 y축 방향으로부터 상기 수용부에 삽입하여, 상기 가동 철심 또는 상기 대향자극에 고정하는 공정

을 갖는 것을 특징으로 하는 조작 장치의 제조 방법.