專利名稱：螺線管裝置和電磁繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有電磁線圈和多個柱塞的螺線管裝置，以及使用該螺線管裝置的電磁繼電器。
背景技術(shù)：
在螺線管裝置中具有柱塞，柱塞通過電磁線圈往復(fù)運動，上述螺線管裝置通常被認(rèn)為是用于繼電器或類似裝置的一個部件(參看下面的專利文獻(xiàn)I到3)。圖28和29給出了傳統(tǒng)螺線管裝置的例子。傳統(tǒng)的螺線管裝置9具有兩個電磁線圈91 (每一個線圈是通過將導(dǎo)線纏繞成圓柱體形狀得到的)、由軟磁性材料制造的軛92和兩個柱塞93。每一個柱塞93具有由軟磁性材料制成的芯部93a和由絕緣元件制成的接觸部93b。芯部93a設(shè)置在電磁線圈91的中心。軛92由多個電磁元件組合構(gòu)成。在電磁線圈91的中心，設(shè)置作為軛92的一部分的線圈內(nèi)軛 92a。如圖29所示，當(dāng)電流通過電磁線圈91時，產(chǎn)生磁通Φ。磁通Φ流過柱塞93的芯部93a和軛92。因此，芯部93a被磁化并被線圈內(nèi)軛92a吸引。在芯部93a和線圈內(nèi)軛92a之間設(shè)置彈簧元件97。如圖28所示，當(dāng)流向電磁線圈91的電流停止時，磁通Φ消失。通過彈簧元件97的壓力，芯部93a從線圈內(nèi)軛92a中移出。

螺線管裝置9用于繼電器90。繼電器90有兩個觸頭部件96。每一個觸頭部件96具有移動觸頭支撐部94和固定觸頭支撐部95，移動觸頭支撐部94支撐移動觸頭940，固定觸頭支撐部95支撐固定觸頭950。如圖28和29所示，通過柱塞93在電磁線圈91的軸向(Z方向)往復(fù)運動，柱塞93的接觸部93b與移動觸頭支撐部94接觸，且移動觸頭940和固定觸頭950開始相互接觸且彼此遠(yuǎn)離。用這種方式，繼電器90打開/斷開。然而，在傳統(tǒng)的螺線管裝置9中，使用一個電磁線圈91使一個柱塞93往復(fù)運動。因此，在使多個觸頭96接觸和分離的情況下，所需的電磁線圈91的數(shù)量要與觸頭96的數(shù)量一致。出現(xiàn)的問題是很容易增加電磁線圈91的數(shù)量。由于電磁線圈91相對昂貴，當(dāng)電磁線圈91的數(shù)量增加時，尺寸也會增大，并且螺線管裝置9的制造費用也容易增加。為了解決這個問題，如圖30所示，在螺線管裝置9中將多個柱塞93聯(lián)接并成一體，通過使用一個電磁線圈91使成一體的柱塞93往復(fù)運動。然而，例如，當(dāng)多個觸頭96之一發(fā)生粘連時，所有的柱塞93都不能往復(fù)運動。結(jié)果，出現(xiàn)了繼電器90不能斷開的問題。專利文獻(xiàn)2公開了一種螺線管裝置，將柱塞設(shè)置在一個電磁線圈的內(nèi)部。然而，上述螺線管裝置有一個問題是，由于將多個柱塞設(shè)置在電磁線圈的內(nèi)部，電磁線圈的尺寸增大了。專利文獻(xiàn)3公開了一種螺線管裝置，其中使用兩個電磁線圈來吸引兩個柱塞。然而，在這種結(jié)構(gòu)下，電磁線圈的數(shù)量增加了。出現(xiàn)了一個問題是螺線管裝置的尺寸不能得以減小。專利文獻(xiàn)1:日本未審專利申請，公開號2005-222871專利文獻(xiàn)2:日本未審專利申請，公開號2010-212035
專利文獻(xiàn)3:日本未審專利申請，公開號2010-28745
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種小尺寸、低生產(chǎn)成本的螺線管裝置，該螺線管裝置具有電磁線圈和多個柱塞，其中，即使多個柱塞中的一個不運轉(zhuǎn)，其它的柱塞也能往復(fù)運動。本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種使用該螺線管裝置的電磁繼電器。根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，螺線管裝置包括:至少一個電磁線圈，當(dāng)該電磁線圈通電時產(chǎn)生磁通；由軟磁性材料制成的軛，磁通在軛中流動；和多個柱塞，每一個柱塞至少包括由軟磁性材料制成的一部分，當(dāng)電磁線圈在通電和斷電中切換時，柱塞進(jìn)行往復(fù)運動。多個柱塞的數(shù)量大于電磁線圈的數(shù)量。多個柱塞彼此相互獨立地往復(fù)運動。在上述的螺線管裝置中，可以降低螺線管裝置的生產(chǎn)費用。此外，可以使螺線管裝置小型化。而且，即使在有異常發(fā)生且多個柱塞中的一個不能往復(fù)運動的情況下，其它的柱塞也能夠正常運轉(zhuǎn)。這樣，提供了一種小型低制造成本的螺線管裝置，該螺線管裝置即使在多個柱塞中的一個不能運轉(zhuǎn)的情況下，其它的柱塞也能夠往復(fù)運動。根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，電磁繼電器包括:根據(jù)第一個方面的螺線管裝置；多個觸頭部件，每一個觸頭部件都能在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換，接通狀態(tài)電流流動，斷開狀態(tài)電流中斷；由絕緣材料制成的設(shè)置在多個觸頭部件之間的電弧接觸防止板。電弧接觸防止板防止接觸當(dāng)觸頭部件從接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)切換時在觸頭部件中分別產(chǎn)生電弧。電弧接觸防止板包括通孔。在上面的情況下，電弧能被迅速熄滅。當(dāng)在電弧接觸防止板中形成有通孔時，金屬蒸汽能通過通孔從金屬蒸汽濃度高的地方向濃度低的地方移動。因此，能夠抑制金屬蒸汽濃度的局部上升，且電弧能夠被迅速熄滅。


通過下面結(jié)合附 圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目標(biāo)、特點和優(yōu)勢將更加明顯。在圖中:圖1是沿圖3中的線1-1截取的截面圖，其顯示了第一實施例中的螺線管裝置的斷開狀態(tài)；圖2是顯示圖1的螺線管裝置接通狀態(tài)的截面圖；圖3是沿圖2中線II1-1II截取的截面圖；圖4是圖3中主要部分的放大圖；圖5是圖1中主要部分的放大圖；圖6是沿圖1中的線V1- VI截取的截面圖；圖7是使用第一實施例的電磁繼電器的電路圖；圖8是第二實施例的螺線管裝置的橫截面圖；圖9是第三實施例的螺線管裝置的縱截面圖；圖10是第四實施例的螺線管裝置的縱截面圖；圖11是在第五個實施例中，在電流通過電磁線圈的第一和第二部分的狀態(tài)下螺線管裝置的截面圖12是在第五個實施例中，流向電磁線圈的第二部分的電流停止?fàn)顟B(tài)下的螺線管裝置的截面圖；圖13是第六實施例的螺線管裝置的截面圖；圖14是沿圖13的線XIV- XIV截取的截面圖；圖15是在第六實施例中，其中在某位置成形有磁飽和部的板狀軛的平面圖；圖16是第七實施例的電磁繼電器的截面圖；圖17是沿圖16中線X YD- X VII截取的截面圖；圖18是第八實施例的電磁繼電器的截面圖；圖19是沿圖18中線XIX - XIX截取的截面圖；圖20是在第九實施例中，在電流流過電磁線圈的狀態(tài)下電磁繼電器的截面圖；圖21是在第九實施例中，流向電磁線圈的電流停止之后瞬間的電磁繼電器的截面圖；圖22是在第九實施例中，流向電磁線圈的電流停止一段時間之后，電磁繼電器的截面圖； 圖23是將第九實施例的電磁線圈分成多個部分的例子的圖解；圖24是第十實施例的電磁繼電器的截面圖；圖25是沿圖26中的線X X X - X X X截取的截面圖，其顯示了第十實施例中流向電磁線圈的電流停止的電磁繼電器；圖26是沿圖25中的線X X X - X X X截取的截面圖；圖27是在一個參考例中，電磁繼電器的截面圖；圖28是傳統(tǒng)螺線管裝置在斷開狀態(tài)的縱截面圖；圖29是圖28顯示的螺線管裝置在接通狀態(tài)的縱截面圖；以及圖30是一個不同于圖28和29的螺線管裝置的示意圖。
具體實施例方式(第一實施例)參考圖1到7對第一實施例的螺線管裝置進(jìn)行描述。如圖1和2所示，第一實施例的螺線管裝置具有電磁線圈2、由軟磁性材料制成的軛3、和多個柱塞4。將柱塞4制成桿形且柱塞4的一部分(芯部41Α)用軟磁性材料制造。當(dāng)電流通過電磁線圈2時產(chǎn)生磁通Φ且該磁通流過軛3和柱塞4。通過切換流向電磁線圈2的電流流動，多個柱塞4在電磁線圈2的軸向(Ζ方向)往復(fù)運動。柱塞4的數(shù)量(2個)比電磁線圈2的數(shù)量(I個)大。多個柱塞4能夠相互獨立地往復(fù)運動。兩個柱塞4設(shè)置在電磁線圈2的外部。該實施例中的螺線管裝置I用于電磁繼電器10。在電磁繼電器10的外殼14中，容納有螺線管裝置I和兩個觸頭部件5。每一個觸頭部件5有支撐移動觸頭510的移動觸頭支撐部51和支撐固定觸頭520的兩個固定觸頭支撐部52 (52a和52b)。如圖1和2所示，通過柱塞4的往復(fù)運動，移動觸頭510和固定觸頭520互相接觸或分開。通過該操作，在接通狀態(tài)(參看圖2)(在接通狀態(tài)，電流通過移動觸頭支撐部51在兩個固定觸頭支撐部52a和52b中流動)和斷開狀態(tài)(參看圖1)(在斷開狀態(tài)，沒有電流流動)之間進(jìn)行切換。
如上所述，在該實施例中，兩個柱塞4能夠相互獨立地往復(fù)運動。在這種結(jié)構(gòu)下，兩個觸頭部件5的接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)能夠相互獨立的切換。柱塞4包括由軟磁性材料制成的芯部41和由絕緣材料制成的觸頭部件42。電磁線圈2是將導(dǎo)線纏繞成圓柱形狀制成的。柱塞4的軸線與電磁線圈2的中心軸線平行。兩個柱塞4都設(shè)置在電磁線圈2的外部。軛3由柱狀軛31、板狀軛32、兩個吸引軛36、和底部軛37制成。柱狀軛31是圓柱形的且可以穿透電磁線圈2的線匝中心。板狀軛32的主表面和底部軛37的主表面與電磁線圈2的軸向(Z方向)正交。板狀軛32與柱狀軛31在Z方向上位于觸頭部件5 —側(cè)的端部連接，且底部軛37與其相反一側(cè)的端部連接。兩個吸引軛36設(shè)置在沿著電磁線圈2徑向的外部，并與底部軛37接觸。在柱塞4的芯部41和吸引軛36之間設(shè)置柱塞按壓元件11 (彈簧元件)來將柱塞4沿著Z方向壓向移動觸頭支撐部51那側(cè)。如圖2所示，當(dāng)電流通過電磁線圈2時，在電磁線圈2的周圍產(chǎn)生磁通Φ。磁通Φ流過柱狀軛31、板狀軛32、芯部41、吸引軛36和底部軛37。因此，芯部41被磁化，且芯部41抵抗柱塞按壓元件11的按壓力被吸引軛36吸引。在芯部41和吸引軛36中，形成彼此接觸的接觸面419和369。芯部41的接觸面419是凸出的錐形面，且吸引軛36的接觸面369是凹入的錐形面。如圖1所示，當(dāng)流向電磁線圈2的電流停止流動時，磁通Φ消失。因此，芯部41不再被吸引軛36吸引，且通過柱塞按壓元件11的按壓力將柱塞4沿著Z方向壓向移動觸頭支承單元51那側(cè)。在外殼14的上壁140和移動觸頭支承單元51之間，設(shè)置有觸頭按壓元件12將移動觸頭支撐部51沿著Z方向壓向固定觸頭支承元件52 —側(cè)。觸頭按壓元件12的彈簧常數(shù)比柱塞按壓元件11的彈簧常數(shù)小`。如圖2所示，當(dāng)電流通過電磁線圈2并且柱塞4被吸引軛36吸引時，觸頭按壓元件12的按壓力沿Z方向按壓移動觸頭支撐部51，并且移動觸頭510開始與固定觸頭520接觸。這導(dǎo)致進(jìn)入接通狀態(tài)，在該狀態(tài)下，電流通過移動觸頭支撐部51在兩個固定觸頭支撐部52a和52b之間流動。當(dāng)如圖1所示流向電磁線圈2的電流停止流動時，柱塞按壓元件11的按壓力沿Z方向?qū)⒅?壓向移動觸頭支撐部51 —側(cè)。柱塞4的觸頭部件42開始與移動觸頭支撐部51相接觸，且移動觸頭支撐部51抵抗觸頭按壓元件12的按壓力來向上壁140 —側(cè)移動。這導(dǎo)致進(jìn)入斷開狀態(tài)，在該狀態(tài)下，移動觸頭510與固定觸頭520分開，且在兩個固定觸頭支撐部52a和52b之間沒有電流流動。電磁繼電器10有多個消弧磁體13。在接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)切換時，在移動觸頭510和固定觸頭520之間產(chǎn)生電弧。通過使用消弧磁體13將磁場施加于電弧,且電弧在洛倫茲力的作用下延伸和熄滅。通過該操作，能迅速地中斷在固定觸頭支撐部52a和52b之間流動的電流。在該實施例中，如圖2所示，軛3將兩個柱塞4磁性并聯(lián)。即，由電磁線圈2產(chǎn)生的磁通Φ在軛3中被分流并分別通過兩個柱塞4。另一方面，板狀軛32構(gòu)造成矩形。板狀軛32有兩個供柱塞4從中穿過的柱塞插入孔34和形成于兩個柱塞插入孔34之間的軛配合孔330。軛配合孔330制成圓形，且柱狀軛32與軛配合孔330相配合。軛配合孔330的內(nèi)周面是連接部33，板狀軛32與柱狀軛31在該連接部相連接。板狀軛32有兩個通孔35。通孔35被形成為在連接部33和柱塞插入孔34之間在Z方向上穿透。設(shè)置在通孔35寬度方向(Y方向)兩側(cè)的部件是磁飽和部30，該寬度方向與軛配合孔330和柱塞插入孔34的對準(zhǔn)方向(X方向)以及Z方向相正交，當(dāng)電流通過電磁線圈2時該磁飽和部達(dá)到磁飽和。通過磁飽和部30，可以調(diào)整流過芯部41的磁通Φ的量。在板狀軛32中形成四個磁飽和部30，即從第一磁飽和部30a到第四磁飽和部30d。四個磁飽和部30在Y方向的長度彼此相等。即，流過四個磁飽和部30的磁通Φ的量彼此相等。由流向電磁線圈2的電流流動產(chǎn)生的磁通Φ通過連接部33從柱狀軛31流向板狀軛32，被分流，并且穿過四個磁飽和部30a到30d。穿過第一磁飽和部30a的磁通Φ I和穿過第二磁飽和部30b的磁通Φ2流向作為兩個芯部41之一的芯部41a。穿過第三磁飽和部30c的磁通Φ3和穿過第四磁飽和部30d的磁通Φ4流向另一個芯部41b。以這種方式，磁通Φ1和Φ2經(jīng)由通孔35a繞道進(jìn)入芯部41a。磁通Φ3和Φ4也經(jīng)由通孔35b繞道進(jìn)入另一芯部41b。如圖4所示，通孔35具有與柱塞插入孔34同心的圓弧形狀的圓弧面350，與圓弧面350連續(xù)且與X方向平行的兩個側(cè)表面351和352，與側(cè)表面351和352連續(xù)且與Y方向平行的內(nèi)表面353。每一個連接內(nèi)表面353和側(cè)表面351的連接面354和連接內(nèi)表面353和側(cè)表面352的連接面355都被彎曲成圓弧形。通孔35在Y方向的長度與柱塞插入孔34的直徑基本相等。如圖5所示，在板狀軛32中，形成了沿Z方向向著吸引軛36凸出的圓筒形部分39。圓筒形部分39的內(nèi)側(cè)是柱塞插入孔34。柱塞插入孔34的直徑與芯部41的直徑基本相等。芯部41在與柱 塞插入孔34的內(nèi)表面滑動接觸的同時在Z方向往復(fù)運動。另一方面，如圖6所示，固定觸頭支撐部52沿Y方向延伸，且其一部分凸出到外殼14的外部。從外殼14凸出的部分作為電磁繼電器10的接線端子525。在沿著X方向與移動觸頭510和固定觸頭520相鄰的位置設(shè)置有消弧磁體13。在外殼14中，在沿著Y方向與移動觸頭510和固定觸頭520相鄰的位置設(shè)置有消弧空間R。在將觸頭部件5從接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)切換時，在移動觸頭510和固定觸頭520之間產(chǎn)生的電弧在消弧磁體13的磁場作用下沿Y方向延伸到消弧空間R中并消弧。下面將描述使用該實施例的電磁繼電器10的電路。如圖7所示，該實施例的電磁繼電器10用于連接逆變器61和直流電源6。電磁繼電器10與直流電源6結(jié)合作為電池組。逆變器61將直流電源6的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并通過使用交流電驅(qū)動三相交流電動機。電磁繼電器10有兩個觸頭部件5 (5a和5b)。兩個觸頭部件5之一的觸頭部件5a用于連接直流電源6的正極和逆變器61的正極線64，另一個觸頭部件5b用于連接直流電源6的負(fù)極和逆變器61的負(fù)極線65。通過使用控制電路62切換電磁繼電器10的接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)，逆變器61與直流電源6連接/斷開。在將電磁繼電器10從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時，有一種情況是兩個觸頭部件5(5a和5b)之一發(fā)生粘連。即使在這種情況，如果另一個觸頭部件5能夠斷開，就能中斷流過逆變器61的直流電I。下面將描述該實施例的效果。如圖1和2所示，在該實施例的螺線管裝置I中，柱塞4的數(shù)量(兩個)大于電磁線圈2的數(shù)量(一個)。因此，較大數(shù)量的柱塞4可在較小數(shù)量的電磁線圈2的作用下往復(fù)運動，且能夠降低螺線管裝置I的制造費用。此外，能夠使螺線管裝置I小型化。該實施例的螺線管裝置I的結(jié)構(gòu)使多個柱塞能獨立地往復(fù)運動。多個觸頭部件5中的每一個都能夠在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換。因此，即使由于觸頭部件5發(fā)生粘連或類似情況，導(dǎo)致多個柱塞4中的一個不能往復(fù)運動，其它的柱塞4也能正常運轉(zhuǎn)。在該實施例中，如圖2所示，兩個柱塞4通過軛3磁性并聯(lián)。在這種結(jié)構(gòu)中，吸引軛36對每個柱塞4的吸引力能夠增加。特別的，如圖1所示，在斷開狀態(tài)時，在柱塞4和吸引軛36之間產(chǎn)生間隙G。當(dāng)通過磁通Φ時，間隙G成為磁阻。因此,如果柱塞4磁性串聯(lián)，整個磁阻增加，流過柱塞4的磁通Φ減少，且柱塞4的吸引力減弱。然而，通過像實施例中那樣將柱塞4磁性并聯(lián)，整個磁阻能夠降低，且流過柱塞4的磁通Φ增加。因此，吸引軛36對柱塞4的吸引力能夠增加。如圖3所示，在軛3中，多個地方形成了局部產(chǎn)生磁飽和的磁飽和部30。通過磁飽和部30，能夠調(diào)節(jié)流過柱塞4的磁通Φ的量。以這種方式，當(dāng)磁通Φ通過時，吸引軛36能可靠的吸引所有的柱塞4。S卩，像實施例中那樣多個柱塞4磁性并聯(lián)的情況下，一部分柱塞4比其它柱塞4更快地被吸引軛36吸引。在這種情況下，如果不形成磁飽和部30，會有大量的磁通Φ通過較早被吸引的柱塞4，以至于通過其它柱塞4的磁通Φ減少。因此，其它柱塞4不容易被軛3吸引。然而，通過在板狀軛3中形成磁飽和部30，可以調(diào)整流過每一個柱塞4的磁通Φ的量。因此，即使一部分柱塞4相對于其它柱塞4能較快地被軛3吸引，磁通Φ也能通過其它柱塞4。結(jié)果，磁通Φ能充分的通過所有柱塞4，且吸引軛3能夠吸引所有柱塞4。還可能的是，通過電磁線圈2產(chǎn)生大量的磁通Φ，使得軛3中的磁通Φ飽和，而不形成磁飽和部30。然而，在這種情況下，導(dǎo)致出現(xiàn)了另一個問題，即電磁線圈2的尺寸變大且功耗增加。另一個方面，當(dāng)像該實施例中那樣形成磁飽和部30時，即使很少的磁通Φ，也容易導(dǎo)致磁飽和，這樣能夠使電磁線圈2小型化，并且能夠降低功耗。雖然，在該實施例中在軛3中形成了磁飽和部30，然而也可以在柱塞4中形成磁飽和部30。例如，通過對芯部41的一部分進(jìn)行開槽，可以形成磁飽和部30。在該實施例中，如圖3所示，在板狀軛32上于連接部33和柱塞插入孔34之間，將通孔35成形在鄰近柱塞插入孔34的位置。通孔35沿Y方向兩側(cè)的部分是磁飽和部30。在這種結(jié)構(gòu)中，磁飽和部30能夠調(diào)整流過每一個柱塞4的磁通Φ的量，且能夠降低柱塞插入孔34的內(nèi)表面與柱塞4之間的摩擦。即，在該實施例中，由于在柱塞4和連接部33之間形成通孔35，磁通Φ不能流過通孔35，磁通Φ被分流，并流過與柱塞插入孔34鄰近的兩個磁飽和部30。因此，柱塞4沒有被連接部33 —側(cè)劇烈吸引，而是被兩個磁飽和部30以很小的力吸引。兩個磁飽和部30之一對柱塞4的吸引力和另一磁飽和部30對柱塞4的吸引力都很小,而且他們的方向彼此不同。因此，能防止柱塞4被一個特定方向的很大的力吸引。結(jié)果，柱塞4沒有在強力的作用下在柱塞插入孔34的內(nèi)表面上 滑動，因此，能夠減小柱塞4和內(nèi)表面之間產(chǎn)生的摩擦。
如圖1所示，在該實施例中，兩個柱塞4設(shè)置在電磁線圈2的外部。在這種結(jié)構(gòu)中，可以減少設(shè)置在電磁線圈2內(nèi)部的柱塞4的數(shù)量，因此，能夠減小電磁線圈2的直徑，且電磁線圈2能夠小型化。此外，能夠縮短構(gòu)成電磁線圈2的導(dǎo)線的長度，也能降低電磁線圈2的生產(chǎn)費用。如上所述，根據(jù)該實施例，能夠以低生產(chǎn)成本制造一種螺線管裝置，在該裝置中，即使多個柱塞中的一個不能運轉(zhuǎn)，其它的柱塞也能夠往復(fù)運動。如該實施例的圖2和3所示，雖然柱狀軛31的端部裝配在形成于板狀軛32中的軛配合孔330中，且軛配合孔330的內(nèi)表面用作連接部33，但是也可以使用其它結(jié)構(gòu)。例如，沒有形成軛配合孔330，柱狀軛31的端面310與板狀軛32的主表面相接觸。在這種情況下，在板狀軛32中與柱狀軛31的端面310相接觸的部分起連接部33的作用。雖然在如圖1所示的實施例中，在柱塞4a—側(cè)和在另一個柱塞4b—側(cè)，觸頭部件
5、柱塞4和吸引軛36在Z方向的設(shè)置順序是相同的，但是也可以使用另一種結(jié)構(gòu)。例如，將觸頭部件5a、柱塞4a、吸引軛36b在Z方向的設(shè)置順序顛倒。用這種方式，當(dāng)柱塞4a移向圖中的上側(cè)時，觸頭部件5a進(jìn)入接通狀態(tài)，當(dāng)柱塞4b移向圖中的下側(cè)時，另一個觸頭部件5b進(jìn)入接通狀態(tài)。因此，它能夠阻止下列情況:外部施加振動，兩個柱塞4a和4b同時向相同的方向移動，以及兩個觸頭部件5a和5b同時接通。(第二實施例)在第二實施例中，柱塞4的數(shù)量發(fā)生改變。如圖8所示，該實施例中的螺線管裝置I有一個電磁線圈2和三個柱塞4。將三個柱塞4設(shè)置在電磁線圈2的徑向外側(cè)，并且能夠相互獨立地往復(fù)運動。板狀軛32具有帶有軛配合孔330的中心板321和三個從中心板321徑向延伸出去的徑向板322。在每一個徑向板322中都形成有柱塞插入孔34。在柱塞插入孔34和軛配合孔330 (連接部 33)之間成形有在厚度方向貫穿板狀軛32的通孔35。在通孔35的兩端，形成有磁飽和部30。其它結(jié)構(gòu)與第一實施例類似。下面將描述本實施例的效果。在該實施例中，使用一個電磁線圈2就可以使更多數(shù)量(三個)的柱塞4往復(fù)運動。此外，第二實施例的其它效果與第一實施例類似。(第三實施例)在第三實施例中，電磁線圈2的數(shù)量和柱塞4的數(shù)量發(fā)生改變。該實施例的螺線管裝置I具有兩個電磁線圈2和三個柱塞4。兩個電磁線圈2的中心軸線和三個柱塞4的中心軸線平行。所有的中心軸線存在于同一平面中。在第一柱塞4a和第二柱塞4b之間設(shè)置作為兩個電磁線圈2a和2b之一的電磁線圈2a。在第二柱塞4b和第三柱塞4c之間設(shè)置另一個電磁線圈2b。第三個實施例的結(jié)構(gòu)和效果與第一實施例相似。(第四實施例)在第四實施例中，柱塞4的形狀和放置位置發(fā)生改變。如圖10所示，在該實施例中，在一個電磁線圈2的中央部設(shè)置兩個柱塞4。每一個柱塞4的觸頭部件42是彎曲的。觸頭部件42有:第一部分421，其與芯部41連接且在Z方向延伸；第二部分422，其沿電磁線圈2的徑向(X方向)從第一部分421延伸到外側(cè)；和第三部分423，其沿Z方向從第二部分422向移動觸頭支撐部51移動。隨著柱塞4的往復(fù)操作，第三部分423與移動觸頭支撐部51相接觸。第四實施例的結(jié)構(gòu)和效果與第一實施例類似。(第五實施例)在第五實施例中，如圖11所示，電磁線圈2被分成兩部分；第一部分2a和第二部分2b。第一和第二部分2a和2b是通過纏繞導(dǎo)線從而在相同的方向上產(chǎn)生磁通得到的。電流能夠分別通過第一和第二部分2a和2b。在該實施例中，當(dāng)柱塞4被吸引時，電流通過電磁線圈2的第一部分和第二部分2a和2b。用這種方式，可以產(chǎn)生強大的磁力來吸引柱塞4。第一和第二部分2a和2b在柱塞4的活動范圍內(nèi)沿Z方向相鄰設(shè)置。例如，將電磁線圈2自身分成多個部分，如果這多個部分在柱塞4的活動范圍內(nèi)，那么則是一個電磁線圈2的第一和第二部分2a和2b。在該實施例中，如圖12所示，柱塞4被吸引后，流向第二部分2b的電流停止流動，并且通過只使用第一部分2a，柱塞4將繼續(xù)被吸引。柱塞4被吸引前，柱塞4和吸引軛36之間的間隙很大，且柱塞4和吸引軛36之間的磁阻也很大，從而需要很大的磁通勢來吸引柱塞4。然而，吸引之后，空氣間隙幾乎不存在，因此磁阻變得非常小。所以，可以用很小的磁通勢使磁通Φ通過。即使流向第二部分2b的電流停止了，柱塞4也能被持續(xù)吸引。這樣，能夠減少電磁線圈2的能量消耗。第五實施例的結(jié)構(gòu)和效果與第一實施例類似。
·
盡管在該實施例中，電磁線圈2被分成第一和第二部分2a和2b兩部分，然而其也可以被分成三部分或更多部分。雖然在該實施例中第一和第二部分2a和2b以不同的導(dǎo)線構(gòu)成，然而它們也可以用一條導(dǎo)線構(gòu)成。例如，使用一條導(dǎo)線纏繞形成第一和第二部分2a和2b，電流通向第一和第二部分2a和2b的中點?？梢詷?gòu)造成使得當(dāng)電壓施加到導(dǎo)線的一端和中點時，激勵第一部件2a，當(dāng)電壓施加到導(dǎo)線的另一端和中點時，激勵第二部件2b。在該實施例中，設(shè)置了可以用較低的吸引力來吸引的柱塞4和需要更強吸引力來吸引的柱塞4。通過使電流只流向電磁線圈2的第一部分2a，只能吸引可以用較低的吸引力吸引的柱塞4。隨后，通過使電流也流向第二部分2b，也可以吸引需要較強吸引力的柱塞
4。用這種方式，能夠很容易地控制多個柱塞4的吸引次序。在吸引了兩個柱塞4后，可以停止流向第二部分2b的電流，在電流只流向第一部分2a的情況下，兩個柱塞4繼續(xù)被吸引。以下是可以在對柱塞4的吸引力之間形成區(qū)別的方法，例如，形成磁飽和部30，使得按壓元件11的彈簧常數(shù)與按壓元件12的彈簧常數(shù)彼此不同，改變柱塞4和吸引軛36之間的間隙，改變柱塞4的質(zhì)量，以及類似的方法。(第六實施例)在第六實施例中，板狀軛32的形狀發(fā)生改變。如圖13所示，該實施例的螺線管裝置I有兩個柱塞4。兩個柱塞4是先吸引柱塞4x和后吸引柱塞4y。當(dāng)電流通過電磁線圈2時，吸引軛36首先吸引先吸引柱塞4x。先吸引柱塞4x被吸引后，吸引軛36吸引后吸引柱塞4y。在該實施例中，如圖13所示，當(dāng)通過電磁線圈2的電流停止時，在先吸引柱塞4x和吸引軛36之間的間隙Gl小于后吸引柱塞4y和吸引軛36之間的間隙G2。因此，當(dāng)電流流過電磁線圈2時，在先吸引柱塞4a中產(chǎn)生的磁力大于在后吸引柱塞4y中產(chǎn)生的磁力。因此先吸引柱塞4x在后吸引柱塞4y之前被吸引。在該實施例中，如圖14所示，在磁通Φ流過先吸引柱塞4x的路徑上形成磁通Φχ局部飽和的磁飽和部30。磁飽和部30可以調(diào)整流過先吸引柱塞4χ的磁通Φχ的量。在磁通Φ流向后吸引柱塞4y的路徑上沒有形成磁飽和部30。下面將描述該實施例的效果，在該實施例中，由于通過磁飽和部30調(diào)整流過先吸弓丨柱塞4x的磁通Φχ，因此先吸引柱塞4χ被吸引后，磁通Oy也能充分的通過后吸引柱塞4y。因此，能可靠地吸引后吸引柱塞4y。還可能的是，通過電磁線圈2產(chǎn)生很大的磁通Φ，且在軛3中使得磁通Φ飽和，而沒有形成磁飽和部30。然而，在這種情況下產(chǎn)生的一個問題是，電磁線圈2的尺寸增加且能量消耗也增加。另一方面，當(dāng)用與該實施例相似的方法形成磁飽和部30時，即使很小的磁通Φ也容易導(dǎo)致磁飽和，因此電磁線圈2能夠小型化，也能降低能量消耗。在該實施例中，吸引兩個柱塞4x和4y存在一個時間差，這樣能降低操作聲音。其它結(jié)構(gòu)與第一實施例類似。

在該實施例中，如圖14所示，形成兩個磁飽和部30(30a和30b)。或者替代地，如圖15所示，可以通過在板狀軛32的Y方向的兩側(cè)切槽來形成一個磁飽和部30。雖然沒有示出，但是可以在先吸引柱塞4x中形成一個磁飽和部30。在該實施例中，通過如圖13所示改變間隙Gl和G2的長度，在后吸引柱塞4y之前吸引先吸引柱塞4x。還可以使柱塞4x和柱塞4y的質(zhì)量彼此不同，或者使柱塞按壓元件Ilx的彈簧常數(shù)和柱塞按壓元件Ily的彈簧常數(shù)彼此不同?？梢栽谖?6和柱塞按壓元件11之間設(shè)置彈性元件(未示出)，使得先吸引柱塞4x —側(cè)的彈性元件的彈簧常數(shù)與后吸引柱塞4y —側(cè)的彈性元件的彈簧常數(shù)彼此不同。也可以通過彈性材料成形固定元件121和122來固定觸頭按壓元件12，使兩個固定元件121和122的彈性模量彼此不同。(第七實施例)在第七實施例中，如圖16和17所示，在兩個觸頭部件5 (5a和5b)之間設(shè)置由絕緣材料制成的電弧接觸防止板7。當(dāng)觸頭部件5由斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)時，產(chǎn)生電弧A。在該實施例中，通過使用電弧接觸防止板7，可以防止電弧A的相互接觸。以與第一實施例相似的方式，觸頭部件5具有移動觸頭510、固定觸頭520、用于支撐移動觸頭的510的移動觸頭支撐部51，和用于支撐固定觸頭520的固定觸頭支撐部52。一個觸頭部件5有兩個固定觸頭支撐部52和一個移動觸頭支撐部51。從一對(觸頭對59)移動觸頭510和固定觸頭520中產(chǎn)生電弧A。一個觸頭部件5有兩個觸頭對59。包括在作為觸頭部件5a之一的觸頭部件5a中的兩個觸頭對59a和59c和包括在另一觸頭部件5b中的兩個觸頭對59b和59d在X方向上彼此相反。電弧接觸防止板7的主表面與X方向正交。在電弧接觸防止板7和觸頭部件5之間形成消弧空間R。通過設(shè)置在觸頭部件5附近的消弧磁體13的磁力將電弧A導(dǎo)入消弧空間R，使之延伸并熄滅。在電弧接觸防止板7中，形成了在X方向貫穿的通孔70。如圖17所示，通孔70與外殼14的上壁140接近。該實施例中的電磁繼電器10具有由絕緣材料制成的輔助電弧接觸防止板71。輔助電弧接觸防止板71防止單個觸頭部件5產(chǎn)生的兩個電弧相互接觸。在該實施例中，如圖17所示，當(dāng)流過電磁線圈2的電流停止時(電流流動停止?fàn)顟B(tài))，柱塞4a和4b可在往復(fù)運動方向(Z方向)擺動，柱塞4a的柱塞按壓元件Ila的彈簧常數(shù)與另一個柱塞4b的柱塞按壓元件Ilb的彈簧常數(shù)不同。因此，在電流流動停止?fàn)顟B(tài)下，兩個柱塞4a和4b在Z方向的振動頻率不同。其它結(jié)構(gòu)與第一實施例類似。下面將描述該實施例的效果。與實施例中類似，在電弧接觸防止板7上形成通孔7，能夠迅速地熄滅電弧A。S卩，由于電弧A的熱量，構(gòu)成移動觸頭510和固定觸頭520的一部分金屬會蒸發(fā)，并產(chǎn)生金屬蒸汽。當(dāng)在產(chǎn)生電弧A的空間(消弧空間R)中的金屬蒸汽的濃度變高時，電弧A不容易熄滅。產(chǎn)生的金屬蒸汽量的變化依賴于觸頭部件5。因此，當(dāng)在電弧接觸防止板7上形成通孔70時，金屬蒸汽可以通過通孔70從金屬蒸汽濃度高的消弧空間R向濃度低的消弧空間R移動。因此，可以抑制金屬蒸汽濃度的局部升高，并且電弧能被很快熄滅。在該實施例中，在電流流動停止?fàn)顟B(tài)，兩個柱塞4a和4b在Z方向的振動頻率不同。在多個柱塞4的振動頻率彼此相等的情況下，多個柱塞4通過振動同時向相同的方向移動，且多個觸頭部件5同時接通。因此，產(chǎn)生了一個不利的情況，即與電磁裝置10相連的電子裝置(逆變器61，參看圖7)在不希望的時間運轉(zhuǎn)。因此，通過對柱塞4設(shè)置不同的振動頻率，可以防止多個觸頭部件5在相同的時間接通，從而防止這種不利情況發(fā)生。在該實施例中，通過使柱塞按壓元件I Ia和I Ib的彈簧常數(shù)不同，導(dǎo)致兩個柱塞4a和4b的振動頻率不同。或者，可以將柱塞4a和4b的質(zhì)量制成不同的，或者將柱塞4a和吸引軛36之間的間隙G的長度與柱塞4b和 吸引軛36之間的間隙G的長度制成不同的。第七實施例的其它效果與第一實施例類似。(第八實施例)在第八實施例中，如圖18和19所示，沒有設(shè)置電弧接觸防止板7。在該實施例中，兩個觸頭部件5a和5b在X方向上充分分離，從而電弧A不能相互接觸。產(chǎn)生的金屬蒸汽量依賴于觸頭部件5變化。在該實施例中，由于不設(shè)置電弧接觸防止板7，金屬蒸汽能從金屬蒸汽產(chǎn)生量多的觸頭部件5向金屬蒸汽產(chǎn)生量少的觸頭部件5平滑地移動。因此，可以防止金屬蒸汽濃度的局部升高，并且也能夠迅速地熄滅電弧A。第八實施例的其它效果與第七實施例類似。(第九實施例)在第九實施例中，如圖20至22所示，兩個觸頭部件5按預(yù)定的順序由接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)切換。通過以與第一實施例(參看圖7)相似的方法，該實施例中的電磁繼電器10只使用作為觸頭部件之一的觸頭部件5a來中斷電流，另一個觸頭部件5b用于失效保護(hù)。首先，用于切斷電流的觸頭部件5a從接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)切換，之后，用于失效保護(hù)的觸頭部件5b從接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)切換。在該實施例中，以與第七實施例相似的方法，在兩個觸頭部件5之間設(shè)置電弧接觸防止板7。在電弧接觸防止板7上設(shè)置通孔70。在電磁線圈2的外部設(shè)置作為兩個柱塞4a和4b之一的柱塞4a。在電磁線圈2的內(nèi)部設(shè)置另一個柱塞4b。在鄰近電磁線圈2處設(shè)置側(cè)壁軛38。板狀軛32和底部軛37通過側(cè)壁軛38連接。如圖20所示，當(dāng)電流通過電磁線圈2時，產(chǎn)生磁通Φ。磁通Φ被分解成第一磁通Φ I和第二磁通Φ2，且磁通Φ I和Φ 2進(jìn)行流動。第一磁通Φ I流過板狀軛32、柱塞4a、吸引軛36a、底部軛37、吸引軛36b、和另一個柱塞4b。第二磁通Φ 2流過另一個柱塞4b、板狀軛32、側(cè)壁軛38、底部軛37、和吸引軛36b。用這種方式，只有第一磁通Φ1流過柱塞4a，第一和第二磁通Φ1和Φ 2都流過另一個柱塞4b。因此，流過另一個柱塞4b的磁通的量大，且產(chǎn)生的磁力強。另一方面，流過柱塞4a的磁通的量小，只產(chǎn)生微弱磁力。因此，如圖21所示，當(dāng)流過電磁線圈2的電流停止時，微弱磁力對柱塞4a的吸引首先消失。特別的，當(dāng)流過電磁線圈2的電流停止時,吸引軛36對柱塞4的吸引力逐步減小，當(dāng)該吸引力變得比兩個按壓元件11和12的合力小時，對柱塞4的吸引消失。在該實施例中，由于柱塞4a的吸引力更弱，當(dāng)流過電磁線圈2的電流停止流動時，與另一個柱塞4b的吸引力相比，柱塞4a的吸引力更快地小于該合力。因此，對柱塞4a的吸引首先消失。通過取消對柱塞4a的吸引，觸頭部件5a斷開。之后，如圖22所示，具有強磁力的另一個柱塞4b的吸引也被取消，且另一個觸頭部件5b斷開。其它結(jié)構(gòu)與第一實施例相似。下面描述該實施例的效果。在該實施例中，只使用作為多個觸頭部件5a和5b中一部分的觸頭部件5a (參考圖7)來中斷電流，另一個觸頭部件5b用于失效保護(hù)。用于切斷電流的觸頭部件5a首先從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)，之后，用于失效保護(hù)的觸頭部件5b從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。在這種情況下，用于切斷電流的觸頭部件5a從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時，產(chǎn)生電弧和金屬蒸汽。 然而，用于失效保護(hù)的觸頭部件5b不產(chǎn)生電弧和金屬蒸汽。因此，當(dāng)如上描述在電弧接觸防止板7中設(shè)置通孔70時，用于切斷電流的觸頭部件5a產(chǎn)生的金屬蒸汽能夠通過通孔70向用于失效保護(hù)的觸頭部件5b (從中沒有產(chǎn)生金屬蒸汽的觸頭部件)移動。因此，切斷電流的觸頭部件5a周圍的金屬蒸汽濃度能夠有效的減少。從而，能迅速地熄滅電弧。在該實施例中，在兩個柱塞4被吸引的情況下，流過柱塞4的磁通Φ的量彼此不同。如圖21和22所示，當(dāng)流過電磁線圈2的電流停止流動時，順序從在吸引狀態(tài)下流過的磁通Φ的量很小的柱塞4取消吸引。通過取消對柱塞4的吸引，觸頭部件5從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。用這種方式，對柱塞4a和4b的吸引能夠按預(yù)定順序可靠地取消。因此，通過取消對柱塞4a和4b的吸引，兩個觸頭部件5a和5b能按預(yù)定順序可靠地設(shè)定到斷開狀態(tài)。雖然在該實施例中，流過電磁線圈2的電流流動停止時，施加到電磁線圈2的電壓立刻降低至0V，但是，施加到電磁線圈2的電壓也可以逐步降低。當(dāng)電磁線圈2的電壓逐步降低時,每一個柱塞4產(chǎn)生的磁力也逐步減小。因此,能夠從被吸引時具有少量磁通的柱塞4 (具有微弱磁力的被吸引的柱塞4)開始，按順序更可靠地取消對多個柱塞4的吸引。因此，多個觸頭部件5可以按預(yù)定順序可靠地設(shè)定為斷開狀態(tài)。在該實施例中，在電磁線圈2的外部設(shè)置兩個柱塞4之一的柱塞4a，且在電磁線圈2的內(nèi)部設(shè)置另一個柱塞4b。在這種結(jié)構(gòu)中，可以減少設(shè)置在電磁線圈2內(nèi)部的柱塞4的數(shù)量，從而能夠減小電磁線圈2的直徑，且電磁線圈2能夠小型化。此外，可以縮短構(gòu)成電磁線圈2的導(dǎo)線的長度，并且能夠減少電磁線圈2的生產(chǎn)費用。通過在電磁線圈2的內(nèi)部設(shè)置另一個柱塞4b，當(dāng)電流通過電磁線圈2時，可以有更大量的磁通Φ通過另一個柱塞4b。因此，當(dāng)電流流過電磁線圈2時，可以首先吸引另一個柱塞4b。在該實施例中，當(dāng)從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)時，產(chǎn)生更強磁力的另一個柱塞4b首先被吸引，之后，柱塞4a被吸引。因此，兩個柱塞4a和4b的吸引具有時間滯后，且能夠降低操作噪音。該實施例的其它效果與第一實施例相似。如圖23所示，電磁線圈2可以分成兩個部分，第一部分2a和第二部分2b。當(dāng)吸引柱塞4時，電流通過兩個部分2a和2b中的每一個。例如，柱塞4被吸引后，流向第二部分2b的電流停止，且在電流只通過第一部分2a的情況下，兩個柱塞4a和4b仍可以被持續(xù)地吸引。用這種方式，能夠減低電磁線圈2的能量消耗。第一和第二部分2a和2b的限定與第五實施例相似。電磁線圈2可以分成三個部分或更多部分。當(dāng)電流通過第一和第二部分2a和2b中的每一個時，兩個柱塞4a和4b可以被持續(xù)地吸引。當(dāng)通過第二部分2b的 電流停止流動時，可以取消對柱塞4a的吸引，當(dāng)通過第一部分2a的電流停止流動時，可以取消對另一個柱塞4b的吸引。(第十實施例)在第十實施例中，觸頭部件5的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。如圖24至26所示，在該實施例中，移動觸頭支撐部51沿Z方向設(shè)置在電磁線圈2 —側(cè)，且固定觸頭支撐部52沿Z方向設(shè)置在上壁140 —側(cè)。柱塞按壓兀件11將柱塞4壓向外殼14的底壁141 一側(cè)。觸頭按壓兀件12將移動觸頭支撐部51壓向外殼14的上壁140 —側(cè)。如圖24所示，當(dāng)電流通過電磁線圈2時，產(chǎn)生磁力。在該磁力的作用下，柱塞4移向上壁140 —側(cè)。柱塞4的鉤釘49從移動觸頭支撐部51脫開，且通過觸頭按壓元件12的按壓力，移動觸頭支撐部51被壓向上壁140 —側(cè)。結(jié)果，移動觸頭510與固定觸頭520接觸，且觸頭部件5進(jìn)入接通狀態(tài)。如圖25所示，當(dāng)流向電磁線圈2的電流停止流動時，磁力降低，在柱塞按壓元件11的按壓力的作用下，柱塞4移向底壁141 一側(cè)。柱塞4的鉤釘49與移動觸頭支撐部51配合，向底壁141 一側(cè)吸引移動觸頭支撐部51。結(jié)果，移動觸頭510與固定觸頭520分離，且觸頭部件5進(jìn)入斷開狀態(tài)。在該實施例中,在外殼14中密封氫氣。通過密封氫氣，當(dāng)產(chǎn)生電弧A時,發(fā)生吸熱反應(yīng)，電弧A很容易被熄滅。該實施例的其它結(jié)構(gòu)和效果與第一實施例的類似。(變型例)在變型例中，電磁線圈2的數(shù)量發(fā)生改變。在該變型例中，如圖27所示，設(shè)置兩個柱塞4 (4a和4b)和兩個電磁線圈2 (2a和2b)。柱塞4a和4b分別設(shè)置在電磁線圈2a和2b的內(nèi)部。通過切換每一個電磁線圈2a和2b中的電流通過狀態(tài)和電流通過停止?fàn)顟B(tài)，柱塞4a和4b往復(fù)運動。通過柱塞4a和4b的往復(fù)運動，觸頭部件5a和5b接通/斷開。
用與第七實施例相似的方法,在兩個觸頭部件5a和5b之間設(shè)置電弧接觸防止板7。在電弧接觸防止板7上形成通孔70。當(dāng)觸頭部件5由接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時，產(chǎn)生電弧A。電弧A的熱量加熱觸頭部件510和520并產(chǎn)生金屬蒸汽。金屬蒸汽的濃度的改變依賴于消弧空間R。當(dāng)在電弧接觸防止板7上形成通孔70時，金屬蒸汽通過通孔70從金屬蒸汽濃度低的消弧空間R向金屬蒸汽濃度高的消弧空間R移動。因此，能夠防止金屬蒸汽濃度的局部升高，且更容易熄滅電弧A。
變型例的其它結(jié)構(gòu)和效果與第七實施例相似。
上述發(fā)明具有以下幾個方面。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，螺線管裝置包括:至少一個電磁線圈，當(dāng)電磁線圈通電時產(chǎn)生磁通；由軟磁性材料構(gòu)成的軛，磁通在軛中流動；和多個柱塞，每一個柱塞包括由軟磁性材料制成的至少一部分，且當(dāng)電磁線圈在通電和斷電之間切換時往復(fù)運動。多個柱塞的數(shù)量大于電磁線圈的數(shù)量。多個柱塞能相互獨立地往復(fù)運動。
在上述的螺線管裝置中，柱塞的數(shù)量大于電磁線圈的數(shù)量。因此，可以通過較少數(shù)量的電磁線圈使較大數(shù)量的柱塞往復(fù)運動，從而能夠降低螺線管裝置的生產(chǎn)費用。此外，螺線管裝置能夠小型化。
構(gòu)造螺線管裝置使多個柱塞能夠彼此獨立地往復(fù)運動。因此，即使有異常情況發(fā)生并且多個柱塞中的一個不能往復(fù)運動時，其它的柱塞也能夠正常運作。
如上所述，提供了一種小尺寸低生產(chǎn)費用的螺線管裝置，其中即使多個柱塞中的一個不能運轉(zhuǎn)，其它的柱塞也能往復(fù)運動。
上面描述的“多個柱塞能彼此獨立地往復(fù)運動”的意思是，例如，多個柱塞沒有形成為一體，即使其中一個柱塞不能往復(fù)運動，其它柱塞也能往復(fù)運動。
例如，螺線管裝置能被用于電磁離合器，開/關(guān)流量閥，或其它類似的裝置。
該螺線管裝置還可以用于電磁繼電器。電磁繼電器具有多個包括固定觸頭和移動觸頭的觸頭部件。每個觸頭部件可以通過柱塞連接/斷開。
該電磁繼電器用于當(dāng)僅僅多個觸頭部件的一部分連接/斷開時正常運轉(zhuǎn)的電路。
如上所述，在螺線管裝置中，即使在多個柱塞的一部分不能往復(fù)運動的情況下，其它柱塞也能往復(fù)運動。因此， 例如，即使在多個連接部件的一部分發(fā)生粘連的情況下，其它連接部件也能通過操作柱塞而連接/斷開。用這種方式，電路可以整體正常運轉(zhuǎn)。
或者，多個柱塞可以通過軛彼此磁性并聯(lián)。在這種情況下，吸引每一個柱塞的力可以增大。即，在電磁線圈的磁通不流過軛的情況下，柱塞與軛分開，且在柱塞和軛之間產(chǎn)生間隙。因此，當(dāng)磁通通過時，間隙成為磁阻。因此，如果柱塞磁性串聯(lián)，整個磁阻增加，流過柱塞的磁通減少，且柱塞的吸引力變?nèi)酢Ｈ欢?，通過使上述柱塞磁性并聯(lián)，整個磁阻能夠減小，且流過每一個柱塞的磁通能夠增加。結(jié)果，軛對柱塞的吸引力增加。“多個柱塞通過軛磁性并聯(lián)”表示，由電磁線圈產(chǎn)生的磁通在軛中分流，分流的磁通分別流過多個柱塞。
或者，螺線管裝置還可以包括:至少一個磁飽和部，當(dāng)電磁線圈通電時，所述至少一個磁飽和部使磁通局部飽和。所述至少一個磁飽和部設(shè)置在軛或相應(yīng)的柱塞中。通過所述至少一個磁飽和部調(diào)整流過每一個柱塞的磁通的量。在這種情況下，當(dāng)磁通通過時，所有的柱塞都能被軛可靠地吸引。即，在多個柱塞磁性并聯(lián)的結(jié)構(gòu)中，軛對一部分柱塞的吸引要快于對其它柱塞的吸引。在這種情況下，如果沒有形成磁飽和部，大量的磁通流過首先被吸引的柱塞，從而磁通不容易流過其它柱塞。因此，其它柱塞不容易被軛吸引。然而，通過形成磁飽和部，可以調(diào)整每一個柱塞中流過的磁通的量。因此，即使一部分柱塞較快地被軛吸弓丨，磁通也能通過其它柱塞。結(jié)果，磁通可以充分通過所有的柱塞，所有的柱塞都能被軛吸弓I?！按棚柡汀北硎疚挥贐H曲線的磁飽和區(qū)域。磁飽和區(qū)域定義為磁通密度是飽和磁通密度的50%或更高的區(qū)域。飽和磁通密度表示，即使從磁性元件外部施加磁場，磁化強度也不會增加的磁場密度。如果不形成磁飽和部，通過增加電磁線圈的磁通，軛或柱塞能部分磁飽和。然而，電磁線圈的尺寸變大，且能量消耗增加。因此，優(yōu)選形成磁飽和部。
或者，軛可以包括穿透電磁線圈線匝中心的柱狀軛以及與柱狀軛一端連接且為板形的板狀軛。多個柱塞與電磁線圈的軸向平行的往復(fù)運動。板狀軛包括與柱狀軛連接的連接部和多個供柱塞分別穿過的柱塞插入孔。軛還進(jìn)一步包括在板狀軛的厚度方向貫穿板狀軛的多個通孔。每一個通孔設(shè)置在連接部和相應(yīng)的柱塞插入孔之間。寬度方向被定義為與軸向和從連接部到相應(yīng)柱塞插入孔的布置方向垂直。板狀軛的設(shè)置在相應(yīng)通孔寬度方向兩側(cè)的一部分提所述至少一個磁飽和部。在這種情況下，磁飽和部能夠調(diào)整流過每一個柱塞的磁通的量，能夠降低柱塞插入孔內(nèi)表面和柱塞間的摩擦。即，通過上述結(jié)構(gòu)，由于在柱塞和連接部之間形成通孔，磁通不能流過通孔，但是被分流，分流后的磁通流過柱塞插入孔附近的兩個磁飽和部。因此，柱塞不被連接部一側(cè)劇烈吸引，但是被兩個磁飽和部以較小的力吸引。兩個磁飽和部之一對柱塞的吸引力和另一個磁飽和部對柱塞的吸引力中的每一個都很小，且吸引力的方向彼此不同。因此吸引力可以被取消。因此，可以防止柱塞被特定方向的大吸引力吸引。結(jié)果，柱塞不會在強力的作用下沿著柱塞插入孔的內(nèi)表面滑動，且能夠降低它們之間的摩擦。
或者，多個柱塞中的至少一個可以設(shè)置在電磁線圈的外部。在這種情況下，能夠減少設(shè)置在電磁線圈內(nèi)部的柱塞數(shù)量，從而可以減小電磁線圈的直徑，且電磁線圈能夠小型化。能夠縮短構(gòu)成電磁線圈的導(dǎo)線長度，且能夠降低電磁線圈的生產(chǎn)費用。
或者，多個柱塞中的至少一個可以設(shè)置在電磁線圈的外部，且其它的柱塞設(shè)置在電磁線圈的內(nèi)部。在這種情況下，能夠減少設(shè)置在電磁線圈內(nèi)部的柱塞數(shù)量，從而減小電磁線圈的直徑，并且使電磁線圈小型化。此外，能夠縮短構(gòu)造電磁線圈的導(dǎo)線長度，且能夠降低電磁線圈的生產(chǎn)費用。通過在電磁線圈的內(nèi)部設(shè)置其它的柱塞，當(dāng)電流通過電磁線圈時，更多的磁通可以通過其它的柱塞。這樣，當(dāng)電流通過電磁線圈時，其它的柱塞能比設(shè)置在電磁線圈外部的柱塞更快地被吸引。
或者，電磁線圈可以包括多個線圈部，沿著與每個柱塞往復(fù)運動方向平行的方向，多個線圈部彼此相鄰。在這種情況下，通過使電流流過所有多個線圈部在吸引柱塞時產(chǎn)生磁力，且柱塞被強大的磁力吸引。柱塞被吸引后，通過停止流向一部分線圈部的電流流動，在節(jié)省能量的同時還能持續(xù)地吸引柱塞。
或者，軛可以包括多個吸引軛，每一個在相應(yīng)柱塞的往復(fù)運動方向上面向相應(yīng)的柱塞。多個柱塞包括第一吸引柱塞和第二吸引柱塞。當(dāng)電磁線圈從斷電切換到通電時，第一吸引柱塞在第二 吸引柱塞之前被相應(yīng)的吸引軛吸引。軛還包括用于使磁通局部飽和的磁飽和部。磁飽和部設(shè)置在磁通流向第一吸引柱塞的路徑上。磁飽和部調(diào)整流向第一吸引柱塞的磁通的量。在這種情況下，由于通過磁飽和部調(diào)整流向第一吸引柱塞的磁通的量，在第一吸引柱塞被吸引后，磁通還能充分的流過后吸引柱塞。因此，能可靠地吸引后吸引柱塞。
或者，軛可以包括多個吸引軛，每一個吸引軛在相應(yīng)柱塞的往復(fù)運動方向上面向相應(yīng)的柱塞。當(dāng)電磁線圈通電時，多個吸引軛分別吸引多個柱塞。當(dāng)多個柱塞被吸引時，流向多個柱塞的磁通的量彼此不同。當(dāng)電磁線圈斷電時，在多個柱塞被吸引的情況下，對多個柱塞的吸引按磁通增加的順序終止。在這種情況下，多個柱塞的吸引能按預(yù)定順序取消。因此，例如，在使用螺線管裝置作為電磁繼電器的情況下，通過取消柱塞吸引的操作，能按預(yù)定順序切換多個觸頭部件的接通/斷開狀態(tài)。在使用螺線管裝置作為電磁閥的情況下，多個閥能按預(yù)定順序接通/斷開。
或者，電磁線圈斷電時，施加到電磁線圈上的電壓可以逐步降低。當(dāng)電磁線圈上的電壓逐步降低時，每一個柱塞產(chǎn)生的磁力逐步減小。因此，可以從被吸引時具有最少磁通的柱塞(具有最弱的吸引磁力的柱塞)開始按順序更加可靠地取消對多個柱塞的吸引。
或者，在電磁線圈斷電的情況下，每一個柱塞能在柱塞往復(fù)運動的方向上移動。在電磁線圈斷電的情況下，多個柱塞在往復(fù)運動方向上的移動頻率不同。當(dāng)多個柱塞的振動頻率彼此相等時，就可以通過振動使多個柱塞同時以相同的方向運轉(zhuǎn)。因此，例如，當(dāng)螺線管裝置用于電磁繼電器時，多個觸頭部件可以同時接通。這會導(dǎo)致一種不利情形，即與電磁繼電器連接的電子裝置在不希望的時間運轉(zhuǎn)。因此，通過使柱塞的振動頻率彼此不同，可以防止多個觸頭部件同時接通，并且可以防止上述不利情形的發(fā)生。為了使多個柱塞的振動頻率不同，可以使用以下方法，例如，使柱塞的質(zhì)量彼此不同，或者使按壓柱塞的彈簧元件的彈簧常數(shù)不同。
根據(jù)發(fā)明的第二個方面，電磁繼電器包括:根據(jù)第一方面的螺線管裝置；多個觸頭部件，每一個都可以在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換，其中接通狀態(tài)電流通過，斷開狀態(tài)電流中斷；和設(shè)置在多個觸頭部件之間的由絕緣材料制成的電弧接觸防止板。當(dāng)觸頭部件從接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)切換時，電弧接觸防止板防止接觸在觸頭部件中分別產(chǎn)生的電弧。電弧接觸防止板包括通孔。
在上面的情況中，通過在電弧接觸防止板上形成通孔，可以迅速地熄滅電弧。SP，當(dāng)產(chǎn)生電弧時，電弧的熱量會加熱觸頭部件的一部分金屬，并且產(chǎn)生金屬蒸汽。當(dāng)產(chǎn)生電弧的地方金屬蒸汽的濃度升高時，很難熄滅電弧。產(chǎn)生的金屬蒸汽量的改變?nèi)Q于觸頭部件。當(dāng)在電弧接觸防止板上 形成通孔時，金屬蒸汽能通過通孔從金屬蒸汽濃度高的地方向金屬蒸汽濃度低的地方移動。因此，可以抑制金屬蒸汽濃度局部增大，并且可以迅速熄滅電弧。
或者，多個觸頭部件可以按預(yù)定順序從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。例如，通過只使用多個觸頭部件中的一部分來中斷電流，其它的觸頭部件用作失效保護(hù)。用于切斷電流的觸頭部件首先從接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)切換，之后，用作失效保護(hù)的觸頭部件從接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)切換。在這種情況下，雖然切斷電流的連接部從接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)切換時會產(chǎn)生電弧和金屬蒸汽，但是用作失效保護(hù)的觸頭部件不會產(chǎn)生電弧和金屬蒸汽。因此，通過如上所述在電弧接觸防止板上設(shè)置通孔，從切斷電流的觸頭部件產(chǎn)生的金屬蒸汽可以通過通孔向用作失效保護(hù)的觸頭部件(沒有金屬蒸汽產(chǎn)生的觸頭部件)移動。結(jié)果，用于切斷電流的觸頭部件周圍的金屬蒸汽濃度能有效地降低。因此。能夠迅速地熄滅電弧。
或者，多個觸頭部件可以相互獨立的在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換。在這種情況，即使多個觸頭部件的一部分發(fā)生粘連，其它的觸頭部件也能斷開。因此，例如，通過設(shè)置一部分觸頭部件作為切斷電流的觸頭部件和設(shè)置其它觸頭部件作為失效保護(hù)的觸頭部件，即使在一部分觸頭部件發(fā)生粘連的情況下，其它觸頭部件也能斷開并中斷電流。
本發(fā)明已經(jīng)參照實施例進(jìn)行了描述，可以理解的是本發(fā)明不限于具體實施例和結(jié)構(gòu)。本發(fā)明意圖覆蓋各種變型和等效布置。此外，當(dāng)包括更多、更少或僅僅單一元件的各種組合和構(gòu)造、其它組 合和 構(gòu)造，也包括在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種螺線管裝置，包括: 至少一個電磁線圈(2 )，所述至少一個電磁線圈在電磁線圈(2 )通電時產(chǎn)生磁通； 由軟磁性材料制成的軛(3 )，磁通在軛中流動； 多個柱塞(4)，每一個柱塞至少包括由軟磁性材料制成的一部分，當(dāng)電磁線圈(2)在通電和斷電之間切換時每一個柱塞往復(fù)運動， 其中，所述多個柱塞(4)的數(shù)量大于電磁線圈(2)的數(shù)量，和 其中，所述多個柱塞(4)相互獨立地往復(fù)運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺線管裝置，其中: 所述多個柱塞(4)通過軛(3)彼此磁性并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺線管裝置，還包括: 至少一個磁飽和部(30)，當(dāng)電磁線圈(2)通電時，所述至少一個磁飽和部使磁通局部飽和， 其中，所述至少一個磁飽和部(30)設(shè)置在軛(3)中或相應(yīng)的柱塞(4)中，和 其中，在每一個柱塞(4)中流動的磁通的量通過所述至少一個磁飽和部(30)調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺線管裝置， 其中，軛(3)包括穿透電磁線圈(2)的線匝中心的柱狀軛(31)和具有板形并與柱狀軛(31)的一端相連接的板狀軛(32)`， 其中所述多個柱塞(4)在與電磁線圈(2)的軸向相平行的方向上往復(fù)運動， 其中板狀軛(32)包括與柱狀軛(31)連接的連接部件(33)和多個供柱塞(4)分別穿過的柱塞插入孔(34)， 其中軛(3)還包括在板狀軛(32)的厚度方向穿透板狀軛(32)的多個通孔(35)， 其中，每個通孔(35 )設(shè)置在連接部(33 )和相應(yīng)的柱塞插入孔(34 )之間，和其中，寬度方向被定義為與所述軸向和從連接部(33)到相應(yīng)的柱塞插入孔(34)的布置方向都垂直，和 其中，板狀軛(32)的設(shè)置在相應(yīng)通孔(35)的沿寬度方向兩側(cè)的一部分提供所述至少一個磁飽和部(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺線管裝置， 其中所述多個柱塞(4)中的至少一個設(shè)置在電磁線圈(2)的外部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺線管裝置， 其中所述多個柱塞(4)中的至少一個設(shè)置在電磁線圈(2)的外部，且其它的柱塞(4)設(shè)置在電磁線圈(2)的內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺線管裝置， 其中電磁線圈(2)包括多個線圈部(2a，2b)，其沿著平行于每一個柱塞(4)往復(fù)運動方向的方向彼此相鄰。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺線管裝置， 其中軛(3 )包括多個吸引軛(36 )，每一個吸引軛在相應(yīng)的柱塞(4 )的往復(fù)運動方向上面向相應(yīng)的柱塞(4), 其中所述多個柱塞(4)包括第一吸引柱塞(4x)和第二吸引柱塞(4y)， 其中當(dāng)電磁線圈(2)從斷電切換到通電時，第一吸引柱塞(4x)在第二吸引柱塞(4y)之前被相應(yīng)的吸引軛(36)吸引， 其中軛(3)還包括用于使磁通局部飽和的磁飽和部(30), 其中磁飽和部(30)設(shè)置在磁通流進(jìn)第一吸引柱塞(4x)的路徑上，和 其中流進(jìn)第一吸引柱塞(4x)的磁通的量通過磁飽和部(30)調(diào)整。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺線管裝置， 其中軛(3 )包括多個吸引軛(36 )，每一個吸引軛在相應(yīng)的柱塞(4 )的往復(fù)運動方向上面向相應(yīng)的柱塞(4), 其中當(dāng)電磁線圈(2)通電時，所述多個柱塞(4)分別被所述多個吸引軛(36)吸引，其中當(dāng)所述多個柱塞(4)被吸引時，流進(jìn)所述多個柱塞(4)的磁通的量彼此不同，和其中當(dāng)電磁線圈(2)斷電時，按照所述多個柱塞(4)被吸引時磁通的量的增序來終止對所述多個柱塞(4)的吸引。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的螺線管裝置， 其中，當(dāng)電磁線圈(2)斷電時，施加到電磁線圈(2)的電壓逐步降低。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺線管裝置， 其中,在電磁線圈(2)斷電的情況下，每一個柱塞(4)能夠在柱塞(4)的往復(fù)運動方向上移動， 其中在電磁線圈(2 )斷電的情況下，所述多個柱塞(4)在往復(fù)運動方向上的移動頻率彼此不同。
12.—種電磁繼電器,包括: 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一個的螺線管裝置(I)； 多個觸頭部件(5)，每一個觸頭部件能夠在流過電流的接通狀態(tài)和中斷電流的斷開狀態(tài)之間切換；和 由絕緣材料制成并設(shè)置在所述多個觸頭部件(5)之間的電弧接觸防止板(7)， 其中電弧接觸防止板(7)防止接觸當(dāng)觸頭部件(5)從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時分別在觸頭部件(5)中產(chǎn)生的電弧，和 其中電弧接觸防止板(7 )包括通孔(70 )。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電磁繼電器， 其中所述多個觸頭部件(5)按預(yù)定順序從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電磁繼電器， 其中所述多個觸頭部件(5)相互獨立地在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換。
全文摘要
螺線管裝置包括至少一個電磁線圈(2)，當(dāng)電磁線圈通電產(chǎn)生磁通；由軟磁性材料制成的軛(3)，磁通在其中流動；和多個柱塞(4)，每一個柱塞至少包括由軟磁性材料制成的一部分，當(dāng)電磁線圈在通電和斷電之間切換時每一個柱塞進(jìn)行往復(fù)運動。多個柱塞的數(shù)量大于電磁線圈的數(shù)量。多個柱塞相互獨立地往復(fù)運動。
文檔編號H01H50/44GK103247481SQ20131004920
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者大德修, 田中智明, 杉澤政直, 田中健, 小島清成 申請人:安電株式會社