JP5030923B2

JP5030923B2 - 電磁石装置

Info

Publication number: JP5030923B2
Application number: JP2008288451A
Authority: JP
Inventors: 竜一中野; 寿博児玉; 潤山川; 伸夫鈴木; 一弘福島; 吉廣池野
Original assignee: Meidensha Corp; Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2028-11-11
Also published as: CN102217012B; CN102217012A; JP2010118375A; WO2010055827A1

Description

本発明は電磁石装置に係り、特に電磁石に取り付ける永久磁石、及び磁気短絡片を保持するための磁石ホルダーに関するものである。

一般に、開閉器はその内部に固定電極と可動電極からなる１対の電極を有し、開閉器のオン・オフ制御は電磁石装置の制御によって実行される。電磁石装置は励磁コイルや鉄心、フレームなどによって構成され、励磁コイルに励磁電流を流したときに発生する磁気吸引力により、可動子が固定側に投入される。この投入状態を保持するラッチには、常時励磁、機械的ラッチと磁気的ラッチが知られている。

従来、投入状態を保持するためには、常時、励磁コイルを通電し続ける必要があるために消費電力が無駄となっていた。これを防止する手法として特許文献1が知られている。特許文献1は、励磁コイルの他に永久磁石を設け、永久磁石の磁気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、永久磁石の電磁的吸引力によって投入状態を保持して省エネを図ったものである。
特開２００２−８４９８号公報（特に図２）

電磁石装置において、フレームと可動子との間に比較的小型な永久磁石を設置して電磁石装置の大型化を抑制し、且つ1台の電磁石装置により常時励磁式にも電磁ラッチ式にも使用できて使いかっての良い電磁石装置が出願人により提案されている。
永久磁石付きの電磁石装置を構成する場合、永久磁石が振動などにより脱落するのを防止するために、組立て時において永久磁石を何らかの手段によって締め付け固定している。永久磁石は、締付による圧力や振動による位置ずれなどにより磁力の低下が早まる問題を有している。

よって、本発明が目的とするところは、永久磁石に圧力を掛けずに保持し、且つ振動による位置ずれの生じない電磁石装置を提供することにある。

本発明は、励磁コイル、固定子、及び可動軸に固定された可動子を有する電磁石をフレーム中に収納し、励磁コイルへの通電で形成される磁気回路に永久磁石を配設した電磁石装置において、
前記電磁石装置の左右で、且つフレームと励磁コイルの間に非磁性体よりなる磁石ホルダーを設け、この磁石ホルダーは永久磁石の厚みと同等か、或いはそれより若干厚く枠状に形成されると共に、この磁石ホルダーは、枠状の中心線に沿った一縁に連設されて固定用の孔を有する固定腕と、この固定腕とは中空部を介して上下に対向配置され、一端が前記枠状の一縁に連設され、且つ他端は開放状態に設けられた支持片と、各支持片と前記枠状縁の各対向面に、前記永久磁石と磁気短絡片の何れかが嵌挿される空間を設けたことを特徴としたものである。

本発明のフレームには、前記各支持片の開放端が外部から臨まれる位置に切欠きを設けたことを特徴としたものである。

また、本発明の各支持片の開放端側には、ストッパーを設けたことを特徴としたものである。

以上のとおり、本発明によれば、磁石ホルダーに形成した空間内に永久磁石や磁気短絡片を嵌挿し保持したものである。これにより、永久磁石は取付けるための締付がなくなり、締付に伴って弱くなる磁力の低下が防止できる。また、永久磁石は、磁石ホルダー空間内に嵌挿された状態となることから、振動による位置ずれ防止が可能となる。
更に、取付けられた磁石ホルダーの支持片の開放端が、外部から臨まれる位置のフレームに開口部を設けることにより、電磁石装置の組立て後に永久磁石や磁気短絡片の入れ替えが容易に実行できるものである。

図1ないし図３は本発明の構成図で、図1は正面図、図２は図１の側面より見た一部透視図、図３は側面より見た断面図である。各図において、1は両端にねじが螺設された可動軸、２は円筒状に形成された固定子で、この固定子２の穴には可動軸1の一端が貫通される。３は可動軸1に固着された可動子で、この可動子３と固定子2との間には可動子と固定子を常時離間するように遮断ばね4が圧挿されている。５はコイル枠で、固定子2、可動子３、及び遮断ばね4を囲繞し、その枠内には励磁コイル6が巻装される。７はフレームで、一端は有底状をなしたコの字型に形成され、その有底の中心部に孔7ａが穿設されて可動軸1の一端が貫通される。

8は、フレームと同様に中心部に孔を有した有底のコの字型に形成された端板、９はフレーム面板（フレーム）で、可動軸１の他端を貫通してフレーム７の反対側より覆い被せ、端板８と後述の磁石ホルダー１０を介在してボルト２１でフレーム７と一体的に固着される。また、フレーム面板９には、磁石ホルダー１０の支持片と永久磁石の保持位置が外部から見える位置に切欠きの開口部が設けられる。
２２は支持筒で、その一端には端板８の孔の縁面が嵌挿される。また、支持筒２２の筒内には可動子３が可動自在に挿入される。２３は止板で、この止板２３とフレーム面板９の内壁間に可動幅Ｌを形成するよう可動軸１にナット２４で固定される。２５は動作表示体、２６は磁石ホルダー１０により保持された永久磁石で、電磁石の磁気回路に挿入されて固定子２と可動子３との接触状態を維持するための磁力を発生する。

図４は磁石ホルダー１０を示したもので、枠状に形成されている。磁石ホルダー１０は樹脂（プラスチック）よりなって永久磁石と磁気短絡片を保持するもので、枠１１の一縁には、中心線に沿った位置に固定腕１２が連設され、固定腕１２の先端位置には孔１２ａが設けられる。１４（１４ａ，１４ｂ）は支持片で、固定腕１２とは中空部１３を介して対向する位置に突設され、その開放された先端にはストッパー１５が設けられる。また、枠１１を構成する上下の各縁と各支持片１４間には高さｈ１とｈ２を有する空間１６（１６ａ，１６ｂ）が設けられる。これにより、支持片１４は枠１１と連設された側を支点として中心線方向にばね特性が形成される。空隙１６の高さｈ１の位置には永久磁石２６が嵌挿され、また、空隙１６の高さｈ１からｈ２の範囲には磁気短絡片２７が嵌挿される。ここでは空隙１６ａに永久磁石２６が、空隙１６ｂには磁気短絡片２７が嵌挿されているが、この嵌挿位置は用途により任意に選択される。
空間１６に永久磁石２６、或いは磁気短絡片２７の何れかが嵌め込まれることにより、磁石ホルダー１０は中心線を挟んで同形に形成される。また、磁石ホルダー１０の厚みは、永久磁石２６の厚みと同等か、或いはそれより若干厚く形成されて永久磁石に取付けによる圧力がかからないように構成され、圧力による永久磁石２６の特性変化を防止している。
なお、枠１１の切り欠き１１ａ，１１ｂは固定ボルトの貫通用である。

磁石ホルダー１０は、図１で示すように電磁石の左右に配置される。その際、固定腕１２の孔１２ａにはボルト２１が貫通され、ボルト２１は端板８に設けられたねじと螺合することにより固定される。また、磁石ホルダーの切り欠き１１ａ，１１ｂには他の固定ボルトが貫通される。電磁石に取り付けられた磁石ホルダー１０は、電磁石の正面側から見ると支持片１４ａ，１４ｂの先端が見える状態となり、その支持片１４ａ，１４ｂの先端を中心線方向に屈曲することで、外部から永久磁石２６と磁気短絡片２７の空隙１６ａ，１６ｂへの取付け、取外しが容易に可能となる。また、永久磁石２６と磁気短絡片２７の入替えにより磁気的吸引力の調整ができ、結果として1台の電磁石装置で常時励磁用と電磁ラッチ用への適宜な適用切替えが可能となって2通りに使用できる。取付けられた永久磁石２６、磁気短絡片２７は、支持片１４ａ，１４ｂの復元力とストッパー１５により振動などによって脱落することはない。

以上のように構成された電磁石装置において、励磁コイル６に電流が流れてないときには、遮断バネ４の反発力により可動軸１に固定された止板２３は鎖線で示すようにフレーム面板９の内壁と当接し、固定子２と可動子３は開離れた状態で可動軸１に連結される開閉器は遮断状態となっている。遮断状態における永久磁石２６からの磁束は、永久磁石２６→端板８→支持筒２２→可動子３→止板２３→フレーム面板９→フレーム７→永久磁石２６で形成される磁気回路を流れる。

次に、励磁コイル６に電流が流れると磁束φが発生し、その磁束はフレーム７→永久磁石２６→端板８→支持筒２２→可動子３及び固定子２で形成される磁気回路を流れる。その際における磁束は、励磁コイル６によって発生するものと永久磁石２６で発生する磁束の和であって、和の磁束による磁気的吸引力により可動子３は遮断バネ４に抗して固定子２に吸引され、その状態を保持する。可動軸１も可動子３と共に移動することで開閉器は投入状態となる。

以上のように構成された本発明の実施例によれば、電磁石装置に用いられる永久磁石や磁気短絡片は磁石ホルダーの空間に嵌挿保持されるため、振動によって位置がずれることはなく、且つ永久磁石固定のための圧力はかからないことから、磁気特性の変化を防止することができる。また、永久磁石や磁気短絡片を保持する支持片の可動端を、電磁石装置の前面位置より操作可能としたことにより、永久磁石と磁気短絡片の入替えによる磁気的吸引力の調整が外部から容易に可能となる。また、永久磁石と磁気短絡片の磁石ホルダーへの取付け、取外しに際しては、永久磁石の吸引力以外にはかからないので、楽にできるものである。

本発明の実施例を示す電磁石装置の正面図。本発明の実施例を示す電磁石装置の一部透視の側面図。本発明の実施例を示す電磁石装置の断面図。本発明に使用される磁石ホルダーの構成図。

符号の説明

１… 可動軸
２… 固定子
３… 可動子
４… 遮断バネ
５… コイル枠
６… 励磁コイル
７… フレーム
８… 端板
９… フレーム（フレーム面板）
１０… 磁石ホルダー
１１… 枠
１２… 固定腕
１４… 支持片
２６… 永久磁石
２７… 磁気短絡片

Claims

励磁コイル、固定子、及び可動軸に固定された可動子を有する電磁石をフレーム中に収納し、励磁コイルへの通電で形成される磁気回路に永久磁石を配設した電磁石装置において、
前記電磁石装置の左右で、且つフレームと励磁コイルの間に非磁性体よりなる磁石ホルダーを設け、この磁石ホルダーは永久磁石の厚みと同等か、或いはそれより若干厚く枠状に形成されると共に、この磁石ホルダーは、枠状の中心線に沿った一縁に連設されて固定用の孔を有する固定腕と、この固定腕とは中空部を介して上下にそれぞれ対向配置され、その一端は前記枠状の一縁に連設され、他端は開放状態に設けられた支持片と、各支持片と前記枠状縁の各対向面に、永久磁石と磁気短絡片の何れかが嵌挿される空間を設けたことを特徴とする電磁石装置。
前記フレームに、前記各支持片の開放端が外部から臨まれる位置に切欠き開口部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁石装置。
前記各支持片の開放端側に、ストッパーを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の電磁石装置。