[發明專利]釋放型電磁鐵裝置

無效

• 申請號: 200980160105.0
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN102473561A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 牧田陽;杉本康浩;野村敏光
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01H73/36
• 分類號: H01H73/36
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 呂林紅

技術領域

本發明涉及一種例如作為斷路器的解扣裝置的釋放型電磁鐵裝置。

背景技術

釋放型電磁鐵裝置由插棒式鐵心(plunger)、軛、永久磁鐵、釋放線圈及釋放彈簧等構成，為如下類型：平時利用克服釋放彈簧的永久磁鐵的磁力將插棒式鐵心吸引保持于固定鐵心或U字形軛。在解扣操作時，通過使永久磁鐵的磁力減弱的極性對釋放線圈接通解扣(trip)電流，在吸引力小于釋放彈簧的施力時，插棒式鐵心在釋放彈簧的力的作用下離開U字形軛而進行斷路器的解扣動作。

如上述那樣，用于斷路器的釋放型電磁鐵裝置是用于向該斷路器輸送解扣指令的關鍵部件，但在以往的釋放型電磁鐵裝置中，已知有例如如專利文獻1所示那樣的釋放型電磁鐵裝置，該釋放型電磁鐵裝置沒有固定鐵心，以如下方式配置，即，插棒式鐵心貫通釋放線圈及/或環狀永久磁鐵，并直接吸附于配置在線圈端部的U字形軛或極靴(pole?piece)。

然而，在該裝置中，插棒式鐵心尺寸長，其體積大，因此需要以與其相對應的電磁力驅動，成為使動作效率降低的原因。另外，插棒式鐵心與U字形軛或極靴的吸附面位于遠離向釋放線圈通電所產生的磁通密度最高的釋放線圈中央部的位置，因此相應地需要大的釋放電流，導致動作效率差。

此外，在專利文獻1的裝置中，插棒式鐵心在由加工精度存在界限的成型樹脂形成的繞線管(bobbin)內滑動，因此插棒式鐵心因繞線管內的間隙等發生傾斜，存在如下問題：伴隨著與端部軛貫通孔接觸而導致的插棒式鐵心和端部軛之間產生的滑動摩擦力和磁性吸附力，導致動作特性降低。

在插棒式鐵心向端部軛接觸時，插棒式鐵心與端部軛之間的空隙短路，由此在插棒式鐵心與端部軛之間產生磁性吸附力，在該狀態下，上述滑動摩擦力最為顯著。根據數值分析的結果，通常對于1～2g左右的插棒式鐵心重量，產生相當于100g的磁性吸附力，如果設端部軛與插棒式鐵心之間產生的阻力為N，設端部軛的摩擦系數為μ，則成為摩擦力F＝μN的關系。由此，與通常的金屬接觸時的滑動摩擦力相比為較大的值，成為動作效率明顯下降的主要原因。

另一方面，作為例如使液壓閥的閥芯(spool)移動的螺線管(solenoid)式電磁鐵，已知有專利文獻2所示的螺線管式電磁鐵。在該螺線管式電磁鐵中，在固定鐵心和可動鐵心的周圍設有由筒狀的非磁性體形成的管，使可動鐵心在該管內滑動。在該類型的裝置中，由于使可動鐵心(插棒式鐵心)在金屬制的管內滑動，因此滑動摩擦力降低，在使用具有相同中空直徑的繞線管的情況下，由于插入管而不得不將固定鐵心、可動鐵心的直徑縮小該管的厚度的量，存在磁阻相應地增大、動作效率降低的問題。

另外，在專利文獻2的裝置中，固定鐵心和可動鐵心的吸附面位于線圈的大致中央部，專利文獻2的裝置不是利用克服釋放彈簧的永久磁鐵的磁力在平時將插棒式鐵心吸引保持于固定鐵心的釋放型電磁鐵，而是沒有永久磁鐵的開放式電磁鐵。即，專利文獻2的裝置是固定鐵心和可動鐵心平時為開放狀態、利用線圈的施力使兩者吸附在一起的類型，因此線圈電流變大，動作效率惡化，使用用途被限制。

專利文獻1：日本特開2005-166429號公報(圖1)

專利文獻2：日本特開平11-67531號公報(圖3)

在這樣的釋放型電磁鐵裝置中，僅利用永久磁鐵的保持力將插棒式鐵心吸附于固定鐵心，在解扣操作時利用使永久磁鐵的磁力減弱的極性對釋放線圈接通解扣電流，因此能夠實現動作效率高的斷路器的解扣動作。但是，需要以相對于落下等的振動沖擊不會簡單地進行錯誤動作的方式設定平常狀態的吸附力。即，為了相對于較大的沖擊也能夠不釋放地保持吸附狀態，需要使吸附力相對于解扣方向的釋放彈簧力在插棒式鐵心吸附力的基礎上確保額外的負荷裕度(margin)。該負荷裕度取決于由需要插棒式鐵心自身重量的50～100倍的力等的產品規格(例如抗振動性為50～100G也不進行錯誤動作等)或動作可靠性而得到的要求值。因此，釋放動作電流值在較大程度上取決于該負荷裕度，當然，例如盡可能減輕插棒式鐵心自身重量有助于減小負荷裕度、提高動作效率。

此外，為了呼應近年來的設備小型化趨勢，釋放型電磁鐵裝置的小型、高效率化的要求也已提高，需要使磁阻減小化。因此，作為磁阻的主要部分的空隙部的縮小是必須的，通過盡可能縮小端部軛與插棒式鐵心之間的空隙，能夠減小磁阻并提高動作效率，但與此同時，在縮小了空隙的情況下，因裝配時的制作誤差使插棒式鐵心和端部軛之間以一部分部位緊貼，存在由磁性吸附力引起的摩擦力增加、動作效率降低的問題。

發明內容