KR920003075Y1 - 유극전자석장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유극전자석장치

제1도는 본원 고안의 일실시예의 전자접촉기를 나타내는 단면도.

제2a도, 제2b도는 각각 본원 고안의 일실시예의 구성을 나타내는 단면도.

제3도는 자극편의 형상을 나타내는 구성도.

제4a도, 제4b도는 각각 종래의 유극전자석장치의 구성을 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고정철심 2 : L자형의 자극판

3 : 자극편 4 : 가동철심봉

5 : 제1의 가동철심판 5a : 제2의 가동철심판

6 : 전자코일 7 : 영구자석

P : 제1의 자기갭 Q : 제2의 자기갭

R : 제3의 자기갭 S : 제4의 자기갭

본원 고안은 예를 들면 영구자석과 전자(電磁)코일과의 합성흡인력에 의해 가동철심부분을 구동하는 유극(有極)전자석장치, 특히 그 가동철심부분의 구성에 관한 것이다.

제4a도, 제4b도는 예를 들면 일본국 특개소 63(1988)-79,304호 공보에 개시된 종래의 유극전자장치의 구성을 나타내는 단면도이고, 이 제4a도는 가동철심부분의 복귀상태를 나타내며, 이 제4b도는 가동철심부분의 흡입상태를 나타낸다. 그리고, 도면중에 표시한 화살표는 자속의 흐름을 나타내고 있다.

도면에 있어서, (1)은 ㄷ자형의 고정철심이며, (2)는 L자형의 자극판이다.

(4)는 가동철심봉이며, 양 끝면에 제1의 가동철심판(5)과 제2의 가동철심판(5a)을 고착시켜 가동철심부분을 구성하고 있다.

(6)은 전자코일, (7)은 영구자석이며, 이 영구자석의 한쪽의 자극면(磁極面)에 ㄷ자형의 고정철심(1)의 중앙편(中央片)을 접촉시키고, 다른쪽의 자극면에 L자형의 자극판(2)의 중앙편을 접촉시키고 있다.

(P)는 제1의 자기갭이며, ㄷ자형의 고정철심(1)의 각편(脚片)과 제1의 가동철심판(5)과의 사이에 형성된다. (Q)는 제2의 자기갭이며, 제1의 가동철심판(5)과 L자형의 자극판(2)의 각편과의 사이에 형성된다.

(R1)은 제3의 자기갭이며, 제2의 가동철심판(5a)과 상기 ㄷ자형의 고정철심(1)의 각편에 대향하고 있는 각편과의 사이에 형성된다.

종래의 유극전자석장치는 상기와 같이 구성되며, 예를 들면 전자코일(6)이 여자되어 있지 않을 경우에는 제4a도에 파선화살표로 표시한 영구자석(7)의 자속에 의해 제1의 자기갭(P)에 흡인력이 가장 강하게 작용한다. 이 때문에, 가동철심부분은 Y방향으로 힘을 받아서 ㄷ자형 고정철심(1)의 각편에 흡착되어, 복귀상태를 유지하고 있다.

이때, 전자코일(6)이 여자되면, 제4a도에 실선화살표로 표시한 자속이 발생하고, 상기 제1의 자기갭(P)에서는 상기 영구자석(7)의 자속(파선화살표)과 전자코일(6)에 의한 자속(실선화살표)이 서로 소거되어 흡인력이 작아진다. 한편, 제2의 자기갭(Q)과 제3의 자기갭(R1)에는 영구자석(7)과 전자코일(6)에 의한 합성흡인력이 제1의 자기갭(P)의 흡인력보다 크게 작용하여, 가동철심부분을 X방향으로 구동시켜 ㄷ자형의 고정철심(1)의 각편에 흡착한다. 그리고, 제4b도에 실선화살표와 파선화살표로 표시한 자속에 의해 흡인상태를 유지한다.

콘택터를 예로 들면, 도시를 생략하지만 트립스프링이나 접촉압력을 내는 푸시스프링의 하중이 반항력으로 Y방향으로 가해져 있으며, 흡인상태에서 전자코일(6)의 여자를 해제하면, 이 반항력은 영구자석(7)에 의해 발생하는 자속으로 생기는 흡인력보다 크게 설정되어 있기 때문에, 가동철심부분은 Y방향으로 구동하여 복귀상태로 된다.

상기와 같이 종래의 유극전자석장치에서는 가동철심부분은 제1의 가동철심판(5)과 제2의 가동철심판(5a)을 가동철심봉(4)의 양 끝면에 각각 고착시켜 구성하고 있기 때문에, 가동철심부분을 조립한 후 전자코일(6)에 장착할 수 없다. 이 때문에, 전자코일(6)에 가동철심봉(4)을 통하게 한 다음 제1의 가동철심판(5) 또는 제2의 가동철심판(5a)의 어느 하나를 가동철심봉(4)에 고착시킬 필요가 있으므로, 조립이 곤란해지는 문제점이 있었다.

본원 고안은 어떠한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 흡인특성을 약화시키지 않고, 조립이 용이한 유극전자장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본원 고안에 의한 유극전자석장치는 대략 ㄷ자형의 고정철심의 중앙편에 영구자석의 한쪽의 자극면을 접촉시키고, 다른쪽의 자극면을 대략 L자형의 자극판의 중앙편에 접촉시키는 동시에, 상기 고정철심의 제1의 각편에 링형 등의 자극편(磁極片)을 배설하여 고정측의 철심부분을 구성하고 있다.

또, 상기 L자형의 자극판의 내측에 배치된 전자코일의 구멍부에 관통된 가동철심봉의 한쪽의 끝면에 상기 고정철심의 제2의 각편과 L자형의 자극판의 각편과의 사이에 배치된 가동철심판을 고착하고, 다른쪽의 끝면을 상기 자극편에 삽입하여 가동측의 철심부분을 구성하고 있다.

그리고, 상기 고정철심의 제2의 각편과 가동철심판과의 사이, 가동철심판과 L자형의 자극판의 각편과의 사이 및 가동철심봉의 끝면과 고정철심의 제1의 각편과의 사이에 대응하는 제1, 제2 및 제3의 자기갭이 복귀측으로부터 흡인측에 향해서 순차적으로 형성되어 있다.

본원 고안에 있어서는 고정철심의 중앙편과 L자형의 자극판의 중앙편사이에 장착된 영구자석의 자속에 의해 제1의 자기갭에 흡인력이 작용하여, 고정철심의 제2의 각편과 가동철심판은 서로 흡착하여 복귀상태를 유지하고 있다.

이때, 전자코일에 전압이 인가되면, 전자코일에 의한 자속이 발생하고, 상기 제1의 자기갭에서는 상기 영구자석의 자속과 전자코일에 의한 자속은 서로 소거되어 흡인력이 작아진다. 한편, 제2의 자기갭과 제3의 자기갭에서는 영구자석과 전자코일에 의한 합성흡인력이 제1의 자기갭(P)의 흡인력보다 크게 작용하여, 가동철심판과 L자형의 자극판의 각편, 가동철심봉의 끝면과 고정철의 제1의 각편 등이 서로 흡착하여 흡인상태를 유지한다.

다음에, 본원 고안의 일실시예에 대하여 도면에 따라 설명한다.

제1도는 본원 고안의 일실시예의 전자접촉기를 나타내는 단면도이며, 도면에 있어서는 (1)은 ㄷ자형의 고정철심, (2)는 L자형의 자극판, (3)은 자극편, (4)는 가동철심봉, (5)는 제1의 가동철심판, (6)은 전자코일, (7)은 영구자석, (8)은 코일스풀, (11)은 링크, (15)는 링크(11)의 지지점이 되는 지지점축, (12)는 가동철심봉(4)과 링크(11)를 연결하는 연결축, (9a), (9b)는 스트로크 및 흡착력을 조정하는 스페이서, (10)은 링크(11)에 의해 작동되고, 전자접촉기의 가동접촉자에 설치된 가동접점을 운반하는 크로스바, (13)은 전자석이나 접점을 수납하는 케이스, (14)는 흡인상태로부터 복귀상태로 복귀시키기 위한 트립스프링이다.

다음에, 동작에 대하여 설명한다. 제1도는 복귀상태를 나타내고 있으며, 이 상태에서 코일을 여자하면 가동 철심봉(4)은 도면에 화살표로 표시한 X방향으로 흡입되고, 크로스바(10)는 링크(11)에 의해 도면의 X방향으로 동작한다. 이때, 전자접촉기의 고정접점과 가동접점이 접촉하여 접점은 통전된다. 반대로, 이 상태에서 코일의 여자를 단절하면 트립스프링(14)의 부세력에 의해 복귀상태로 복귀한다.

제2a도, 제2b도는 본원 고안의 일실시예의 유극전자석장치의 구성을 나타내는 단면도이며, 이 제2a도는 가동철심부분의 복귀상태를 나타내며, 이 제2b도는 가동철심부분의 흡인상태를 나타낸다. 그리고, 도면중에 표시한 화살표는 자속의 흐름을 표시하고 있다.

도면에 있어서, (1)은 ㄷ자형의 고정철심이고, 제1의 각편은 중앙부분까지 뻗어 있다. (2)는 L자형의 자극판, (3)은 링형 등의 자극편이고, ㄷ자형의 고정철심(1)을 대향배치해서 이루어지며, 상기 고정철심의 제1의 각편의 접합부를 중심으로하여 설치되어 있다.

(4)는 가동철심봉이고, 한쪽의 끝면에 제1의 가동철심판(5)을 고착하고, 다른쪽의 끝면을 자극편(3)에 삽입하여 가동철심부분을 구성하고 있다. 제1의 가동철심판(5)은 ㄷ자형의 고정철심(1)의 제2의 각편과 L자형의 자극판(2)의 각편과의 사이에 위치하고 있다.

(6)은 전자코일, (7)은 영구자석이며, ㄷ자형의 고정철심(1)과 L자형의 자극판(2)사이에 위치하고, 상기 ㄷ자형의 고정철심(1)의 중앙편과 상기 L자형의 자극판(2)의 중앙편에 각각 자극면이 접촉되어 있다.

(P)는 제1의 자기갭이고, ㄷ자형의 고정철심(1)의 제2의 각편과 제1의 가동철심판(5)과의 사이에 형성된다. (Q)는 제2의 자기갭이고, 제1의 가동철심판(5)과 L자형의 자극판(2)의 각편과의 사이에 형성된다. (R)은 제3의 자기갭이고, 가동철심봉(4)의 끝면과 ㄷ자형의 고정철심(1)의 제1의 각편과의 사이에 형성된다. (S)는 제4의 자기갭이고, 자극편(3)과 그 자극편(3)에 삽입된 가동철심봉(4)의 외주와의 사이에 형성된다.

상기와 같이 구성된 유극전자석장치에 있어서, 전자코일(6)이 여자되어 있지 않을 경우에는, 제2a도에 파선화살표로 표시한 영구자석(7)의 자속에 의해 제1의 자기갭(P)에 흡인력이 가장 강하게 작용한다. 이 때문에, 가동철심부분은 Y방향으로 힘을 받아서 ㄷ자형의 고정철심(1)의 제2의 각편에 흡착하여 복귀상태로 유지하고 있다.

이때, 전자코일(6)이 여자되면, 제2a도에 실선화살표로 표시한 자속이 발생하고, 상기 제1의 자기갭(P)에서는 상기 영구자석(7)의 자속(파선화살표)과 전자코일(6)에 의한 자속(실선화살표)이 서로 소거하여 흡인력이 작아진다. 한편, 제2의 자기갭(Q), 제3의 자기갭(R), 제4의 자기갭(S)등에는 영구자석(7)과 전자코일(6)에 의한 합성흡인력이 제1의 자기갭(P)의 흡인력보다 크게 작용하여, 가동철심부분을 X방향으로 구동시켜 ㄷ자형의 고정철심(1)의 제1의 각편에 흡착시킨다. 그리고, 제2b도에 실선화살표와 파선화살표로 표시하는 자속에 의해 흡인상태를 유지한다.

그런데, 제3의 자기갭(R)에 작용하는 흡인력은 가동철심봉(4)의 끝면에 대향면적이 작기 때문에 종래예보다 작아지지만, 제4의 자기갭(S)에 흐르는 자속으로 링자극편(3)에 삽입된 가동철심봉(4)의 끝부를 안으로 끌어들이는 흡인력이 가해진다. 이 때문에 가동철심부분을 X방향으로 구동하는 힘은 종래 이상의 효과를 올린다.

콘택터를 예로 들면, 트립스프링이나 접촉압력을 내는 푸시스프링의 하중의 반항력으로서 Y방향으로 가해져 있으며, 흡인상태에서 전자코일(6)의 여자를 해제하면, 이 반향력은 영구자석(7)에 의해 발생하는 자속으로 생기는 흡인력보다 크게 설정되어 있기 때문에 가동철심부분은 Y방향으로 구동하여 복귀상태로 된다.

제3도는 자극편의 형상을 나타내는 구조도이며, 자극편(3)은 자성체로 이루어지는 동시에 중심부에 가동철심봉(4)을 삽입한 구멍이 뚫려 있다. 이 삽입된 가동철심봉(4)에 대해 이 구멍의 지름은 약간 크고, 간극을 두고 있으나, 이 간극 즉 제4의 자기갭(S)은 작은 편이 바람직하기 때문에 제3의 자기갭(R)보다도 작은 치수가 선택된다.

그리고, 자극편은 제3a도와 같이 하나의 원형을 이루는 링자극이라도 되고, 또는 제3b도와 같이 분할된 형상이라도 되며, 또한 가동철심봉의 자극편에 삽입되는 끝면부분의 형상이 자속을 증가시키기 위해서 각형(角形)이 선택된 경우에는 그 형상에 맞춘 구멍형상으로 하면 된다.

이 자극편(3)은 나사구멍에 의해 고정철심(1)의 제1의 각편에 나사고정된다.

이상과 같이 본원 고안에 의하면, 가동철심봉의 한쪽의 끝면에만 가동철심판을 고착시켜 가동철심부분을 형성하였으므로, 가동철심부분을 조립한 후 전자코일에 장착할 수 있으므로, 조립이 용이한 것으로 되어 있다. 또한, 가동철심봉의 다른쪽의 끝면을 고정측의 철심부분에 설치한 자극편에 삽입하도록 하였으므로, 종래 이상의 흡인특성을 얻고 있다.

또, 상기 가동철심봉의 다른쪽의 끝면에는 가동철심판의 고착되어 있지 않으므로, 종래예에 비해서 전자코일의 권선스페이스를 크게 잡을 수 있다. 이 때문에, 전자코일의 암페어 턴(起磁力)을 크게 할 수 있으므로, 이 점에서도 흡인력을 크게 할 수 있다고 하는 효과를 얻고 있다.

Claims (6)

1. 영구자석의 흡인력과 전자코일에 의한 흡인력과의 합성흡인력에 의해 가동철심부분을 스프링의 복귀력에 항거하여 구동하고, 그리고 전자코일의 여자를 해제했을 때 가동철심부분을 스프링의 복귀력으로 복귀시키는 유극전자석장치에 있어서, 대략 ㄷ자형 단면(斷面)의 고정철심의 중앙편에 영구자석의 한쪽의 자극면을 접촉시키고, 다른쪽의 자극면을 대략 L자형 단면의 자극판의 중앙편에 접촉시키는 동시에, 상기 고정철심의 제1의 각편(脚片)에 자극편을 배설하여 고정측의 철심부분을 구성하고, 상기 L자형 단면의 자극판의 내측에 배치된 전자코일의 구멍부에 관통된 가동철심봉의 한쪽의 끝면에 상기 고정철심의 제2의 각편과 상기 L자형 단면의 자극판의 각편과의 사이에 배치된 가동철심판을 고착하고, 다른쪽의 끝면을 상기 자극편에 삽입하여 가동측의철심부분을 구성하고, 상기 고정철심의 제2의 각편과 상기 가동철심판과의 사이, 상기 가동철심판과 상기 L자형 단면의 자극판의 각편과의 사이 및 상기 가동철심봉의 끝면과 상기 고정철심의 제1의 각편과의 사이에 대응하는 제1, 제2 및 제3의 자기갭이 복귀측으로부터 흡인측에 향해서 순차적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유극전자석장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스프링의 복귀력은 상기 영구자석의 흡인력보다 큰 것을 특징으로 하는 유극전자석장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가동철심봉에 고착되어 있는 상기 가동철심판이 상기 고정철심의 제2의 각편에 흡착되어 있는 상태에 있어서, 상기 제2 및 제3의 자기갭이 형성되는 동시에, 상기 가동철심봉의 다른쪽의 끝면은 상기 자극편에 삽입된 상태에 있는 것을 특징으로 하는 유극전자석장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 가동철심봉의 다른쪽의 끝면이 상기 고정철심의 제1의 각편에 흡착되어 있는 상태에 있어서, 상기 제1의 자기갭이 형성되는 동시에 상기 제2의 자기갭에 간극이 존재하는 것을 특징으로 하는 유극전자석장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 자극편이 대략 하나의 원형 또는 분할된 형상의 자극편으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유극전자석장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 고정철심은 양단부에 제1 및 제2의 각편을 내측에 향해서 설치하고, 상기 영구자석은 상기 고정철심은 내측 대략 중앙부에 배치하여 한쪽의 자극면을 상기 고정철심에 접촉시키고, 상기 자극판은 L자형 단면형상을 이루는 동시에 상기 L자형의 중앙부인 중앙편을 상기 영구자석의 다른쪽의 자극면에 접촉시키고, 상기 L자형의 끝부인 각편을 상기 고정철심의 제2의 각편과 공간을 사이에 두고 서로 면(面)을 상대시켜 고정되고, 상기 자극편은 상기 고정철심의 내측에 배치되고, 또한 제1의 각편의 중앙부에 고정되고, 상기 가동철심봉은 상기 자극판의 내측에 고정배치된 링형상의 전자코일에 구멍부를 관통하여 가동할 수 있도록 배치되고, 한쪽의 끝면이 상기 고정철심의 제1의 각편과 접촉할 수 있도록 설치되고, 상기 가동철심판은 상기 가동철심봉의 다른쪽의 끝면에 고착되는 동시에, 상기 고정철심의 제2의 각편과 상기 자극판의 각편과의 사이에 형성된 공간에 배치되고, 상기 영구자석과 상기 전자코일이 발생하는 자속의 흡인력에 의해 쌍방의 각편에 흡인가능하게 설치되고, 상기 가도철심봉은 상기 자극편에 간극을 통해서 삽입되는 동시에, 이 간극은 상기 가동철심판이 상기 고정철심의 제2의 각편에 흡착할 때에 생기는 상기 가동철심봉의 한쪽의 끝면과 상기 고정철심의 제1의 각편과의 사이에 생기는 갭보다도 작은 간극인 것을 특징으로 하는 유극전자석장치.