JP2000048683A - 開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つのコイルに直接電流を供給することで電
磁駆動を高効率化できると共に、開極用電源または閉極
用電源の必要な容量を小容量にする 【解決手段】 接離自在な固定電極と可動電極から構成
されるスイッチと、可動電極に連なる可動軸に固定され
た可動コイル１０と、この可動コイル１０に対向して配
置された固定コイル３ａ，３ｂと、これらコイル３ａ，
３ｂに対して励磁電流を流す電源と、前記各コイル３
ａ，３ｂ間に電磁相互作用を生じさせるように電源から
各コイル３ａ，３ｂに対する励磁電流の通電方向を設定
する通電方向設定手段１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、接離自在な電極
を有し、この電極が接触・隔離をすることによって、一
対の電極の開極・投入の動作が行われる開閉装置に関す
るもので、特に、開閉装置の電磁反発駆動の効率化を図
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、例えば平成８年電気学会産業応
用部門全国大会講演番号２６０「新型高速スイッチの開
閉動作特性」に示されるような電磁反発力を利用した従
来の開閉装置に類似したものである。

【０００３】図８において、１は開閉動作を行うスイッ
チであり、２は反発部、３ａは反発部２に電流を誘起す
る開極用コイル、３ｂは反発部２に電流を誘起する閉極
用コイル、４はスイッチ１の可動電極に連なる可動軸、
５はスイッチ１を構成する可動電極、６も同じくスイッ
チ１を構成する固定電極、７は可動電極５、固定電極６
のそれぞれに接続される端子、８ａ，８ｂは接圧投入バ
ネ、９はスイッチ１に連動する補助スイッチである。反
発部２、可動電極５は可動軸４に連通して固着されてお
り、電極の軸心上に構成される。開極用コイル３ａ、閉
極用コイル３ｂは図示しない磁界発生用電流源に接続さ
れている。Ｓは可動軸４を摺動自在に連通し開極用コイ
ル３ａと閉極用コイル３ｂを反発部２を介して対向させ
て支持する支持部材である。なお、図８（ａ）は閉極状
態を示す図であり、図８（ｂ）は開極状態を示す図であ
る。

【０００４】また、図９は接圧投入バネ８ａ、８ｂの荷
重特性とそれらの合成荷重を示す図である。４０は接圧
投入バネ８ａの荷重特性、４１は接圧投入バネ８ｂの荷
重特性、４２は接圧投入バネ８ａ、８ｂの合成荷重であ
る。合成荷重４２が中間位置から閉極位置までのたわみ
範囲で閉極方向に荷重が発生し、中間位置から開極位置
までのたわみ範囲で開極方向に荷重が出るように、接圧
投入バネ８ａ、８ｂを配置している。

【０００５】次に開極動作について説明する。図８
（ａ）に示す閉極状態において、磁界発生用電流源から
パルス電流を開極用コイル３ａに流すと、磁界が発生す
る。これによって、開極用コイル３ａが発生する磁界と
反対向きの磁界が発生するように反発部２に誘導電流が
流れる。開極用コイル３ａが発生する磁界と反発部２が
発生する磁界との相互作用によって、反発部２は開極用
コイル３ａに対して電磁反発力を受ける。

【０００６】この電磁反発力によって、反発部２に固着
されている可動軸４及び可動電極５は反発方向に動作
し、図９において、接圧投入バネ８ａは閉極位置から中
間位置へたわみ量が変化するにつれて、荷重特性４２は
減少し、中間位置を越えると、荷重特性４２は開極方向
の荷重となり、たわみ量が開極位置になったところで、
スイッチ１は図８（ｂ）に示すように開極状態を保持す
る。

【０００７】次に閉極動作について説明する。図８
（ｂ）に示す開極状態において、パルス電流を閉極用コ
イル３ｂに流すと、磁界が発生する。これによって、反
発部２に誘導電流が発生し、反発部２は閉極用コイル３
ｂに対して電磁反発力を受ける。この電磁反発力によっ
て、反発部２に固着されている可動軸４及び可動電極５
は反発方向に動作し、図９において、接圧投入ばね８ｂ
は閉極位置から中間位置へたわみ量が変化するにつれ
て、荷重特性４２は増加し、中間位置を越えると、荷重
特性４２は閉極方向の荷重となり、たわみ量が閉極位置
になったところで、スイッチ１は図８（ａ）に示すよう
に閉極状態となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】（１） 従来の開閉装
置は以上のように、誘導による反発部の発生磁界は、電
気回路の直接電流供給による発生磁界に比べて小さくな
るので、コイル発生磁界とその誘導による反発部の発生
磁界との相互作用による電磁反発力は効率よく発生して
いなかった。また、発生磁界を大きくしようとするとコ
イルの巻線数を増やしたり、パルス電流出力を上げるた
め電源装置が大型化するなど装置全体が大規模になると
いう問題点があった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、開閉動作に要するエネルギーを
小さくすると共に、駆動電源を小型化して装置全体を小
型化することができる開閉装置を得ることを目的とす
る。

【００１０】（２） また、従来装置は、各コイルがそ
れぞれ反発部との磁界の相互作用による電磁反発により
駆動の高効化を実現しているが、開極、閉極動作時にそ
れぞれのコイルに対する電源からパルス電流の供給を受
ける必要があり、コストの面でも装置の小型化の面でも
不利になるという問題点があった。

【００１１】この発明の第２の目的は、電源の数を減ら
してコストを抑えた開閉装置を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る開
閉装置は、接離自在な固定電極と可動電極から構成され
るスイッチ部と、前記可動電極に連なる可動軸に固定さ
れた可動コイルと、この可動コイルに対向して配置され
た固定コイルと、これらコイルに対して励磁電流を流す
電源と、前記スイッチ部の開閉極時に前記各コイル間に
磁界の相互作用を生じさせるように前記電源から前記各
コイルに対する励磁電流の通電方向を設定する通電方向
設定手段とを備えたものである。

【００１３】請求項２の発明に係る開閉装置は、可動コ
イルに対して上下方向に第１の固定コイルと第２の固定
コイルを対向して配置し、通電方向設定手段はスイッチ
部の開極時に電源から前記可動コイルと第１の固定コイ
ルに励磁電流を流すとき、前記可動コイルと前記第１の
固定コイルとの間に磁気反発力が発生するように電源か
ら前記各コイルへの通電方向を設定し、且つ、スイッチ
部の閉極時に前記可動コイルと第２の固定コイルに励磁
電流を流すとき、前記可動コイルと前記第２の固定コイ
ルとの間に磁気反発力が発生するように電源から前記各
コイルへの通電方向を設定するようにしたものである。

【００１４】請求項３の発明に係る開閉装置は、第１の
固定コイルと可動コイルへの通電時に、第２の固定コイ
ルへの電流流入を阻止する第１の阻止手段と、第２の固
定コイルと前記可動コイルへの通電時に、前記第１へ固
定コイルの電流流入を阻止する第２の阻止手段とを備え
たものである。

【００１５】請求項４の発明に係る開閉装置は、可動コ
イルに対して固定コイルを対向して配置し、通電方向設
定手段はスイッチ部の開極時に電源から前記固定コイル
と前記可動コイルに励磁電流を流すとき、前記可動コイ
ルと前記固定コイル間に磁気反発力が発生するように電
源から各コイルへの通電方向を設定し、且つ、スイッチ
部の閉極時に前記可動コイルと固定コイルに励磁電流を
流すとき、前記可動コイルと前記固定コイル間に磁気吸
引力が発生するように電源から各コイルへの通電方向を
設定するものである。

【００１６】請求項５の発明に係る開閉装置は、各固定
コイル、及び可動コイルは磁性体で覆われている。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１による開閉装置を示す構成図である。図
において、１はスイッチであり、３ａは開極用コイル、
３ｂは閉極用コイル、４は可動軸、５は可動電極、６は
固定電極、７は端子、８ａ、８ｂは接圧投入バネ、９は
補助スイッチ、Ｓは支持部材であり、これらの構成は従
来装置と同一の構成である。１０は可動軸４に固着され
た本実施の形態で使用する可動コイルである。可動コイ
ル１０は支持部材に支持された開極用コイル３ａと閉極
用コイル３ｂ間に各コイル３ａ，３ｂに対向するように
可動軸４に固着されている。なお、図１（ａ）はスイッ
チの閉極状態を示す図であり、図１（ｂ）はスイッチの
開極状態を示す図である。

【００１８】また図２は、図１における開極用コイル３
ａ、閉極用コイル３ｂ、可動コイル１０とそれらにパル
ス電流を供給する電源の結線の一例を示した図である。
図２において、３ａは開極用コイル、３ｂは閉極用コイ
ル、１０は可動コイル、１１ａは開極用電力貯蔵器、１
１ｂは閉極用電力貯蔵器、１２ａは半導体素子からなる
開極用放電スイッチ、１２ｂは同じく半導体素子からな
る閉極用放電スイッチ、１３ａ，１３ｂはコイル間接続
ダイオードである。Ｄ１は開極用コイル３ａに並列に接
続され開極用コイル３ａに蓄積された電磁エネルギーを
放出するダイオード、Ｄ２は可動コイル１０に並列に接
続され可動コイル１０に蓄積された電磁エネルギーを放
出するダイオード、Ｄ３は閉極用コイル３ｂに並列に接
続され閉極用コイル３ｂに蓄積された電磁エネルギーを
放出するダイオードである。

【００１９】開極用コイル３ａと可動コイル１０は並列
に接続され、開極用電力貯蔵器１１ａから開極用放電ス
イッチ１２ａを経てパルス電流が供給される。また、閉
極用コイル３ｂと可動コイル１０も並列に接続され、閉
極用電力貯蔵器１１ｂから閉極用放電スイッチ１２ｂを
経てパルス電流が供給される。

【００２０】コイル間接続ダイオード１３ａは開極用放
電スイッチ１２ａから可動コイル１０へ結線される間に
配置されるものである。コイル間接続ダイオード１３ｂ
は閉極用放電スイッチ１２ｂと可動コイル１０の間に配
置されるものである。開極用電力貯蔵器１１ａ、閉極用
電力貯蔵器１１ｂはコンデンサまたは電池などで構成さ
れ各コイルに励磁電流を供給するための電力を貯蔵する
ものである。

【００２１】次に本実施の形態に係る開閉装置の接点開
極動作について説明する。図２において、開極用放電ス
イッチ１２ａをオンにすると、開極用電力貯蔵器１１ａ
から放電スイッチ１２ａ、開極用コイル３ａにパルス電
流が流れて磁界が発生する。

【００２２】開極用放電スイッチ１２ａをオンするとコ
イル間接続用ダイオード１３ａを通して可動コイル１０
にもパルス電流が流れ、開極用コイル３ａに発生する磁
界と逆方向の磁界が発生する。この結果、開極用コイル
３ａと可動コイル１０にはお互い逆方向の磁界が発生し
て、可動コイル１０は磁界の相互作用で紙面下向きの電
磁反発力を受ける。そして可動コイル１０に固着された
可動軸４は下方に引き下げられスイッチ１の可動電極５
と固定電極６は離れて図１におけるスイッチ１は開極す
る。

【００２３】ここでパルス電流が遮断された後は、開極
用コイル３ａに蓄積された電磁エネルギーはダイオード
Ｄ１、開極用放電スイッチ１２ａを通して開極用コイル
３ａを循環し徐々に減衰する。また、可動コイル１０に
蓄積された電磁エネルギーはダイオードＤ２を通して可
動コイル１０を循環し徐々に減衰する。

【００２４】可動コイル１０の巻始めと閉極用コイル３
ｂの巻始めとの間にコイル間接続ダイオード１３ｂが配
置されているため、パルス電流は閉極用コイル３ｂに流
れ込まないため、閉極用コイル３ｂと可動コイル１０と
の間には磁界の相互作用は発生しないので、開極動作は
確実に行う。また、開極用電力貯蔵器１１ａがパルス電
流を放電した後、コイル間接続ダイオード１３ａが閉極
用電力貯蔵器１１ｂから電流が流れることを防ぐことが
できるため、開極動作を行った後の閉極動作を失敗なく
行うことができる。

【００２５】次にこの発明の接点閉極動作について説明
する。閉極用放電スイッチ１２ｂをオンにすると、閉極
用電力貯蔵器１１ｂから閉極用放電スイッチ１２ｂを通
して閉極用コイル３ｂにパルス電流が流れて磁界が発生
する。

【００２６】閉極用放電スイッチ１２ｂをオンするとコ
イル間接続用ダイオード１３ｂを通して可動コイル１０
にもパルス電流が流れ、閉極用コイル３ｂに発生する磁
界と逆方向の磁界が発生する。この結果、開極用コイル
３ａと可動コイル１０にはお互い逆方向の磁界が発生し
て、可動コイル１０は磁界の相互作用で紙面上向きの電
磁反発力を受ける。そして可動コイル１０に固着された
可動軸４は上方に引き上げられスイッチ１の可動電極５
と固定電極６は接触し、図１におけるスイッチ１は閉極
する。

【００２７】パルス電流遮断後、閉極用コイル３ｂに蓄
積された電磁エネルギーはダイオードＤ３、閉極用放電
スイッチ１２ｂを通して閉極用コイル３ｂを循環し徐々
に減衰する。また、可動コイル１０に蓄積された電磁エ
ネルギーはダイオードＤ２を通して可動コイル１０を循
環し徐々に減衰する。

【００２８】また、閉極用電力貯蔵器１１ｂがパルス電
流を放電した後、コイル間接続ダイオード１３ｂが開極
用電力貯蔵器１１ａから閉極用電力貯蔵器１１ｂに電流
が流れることを防ぐことができるため、閉極動作を行っ
た後、開極動作を失敗なく行うことができる。

【００２９】実施の形態２．上記実施の形態１では、可
動コイル１０の巻始めと閉極用コイル３ｂの巻始めとの
間にコイル間接続ダイオード１３ｂを配置し、開極時に
閉極用電力貯蔵器１１ｂよりパルス電流が閉極用コイル
３ｂに流れ込まないようにし、また可動コイル１０の巻
始めと開極用コイル３ａの巻始めとの間にコイル間接続
ダイオード１３ａを配置し、閉極時に開極用電力貯蔵器
１１ａよりパルス電流が開極用コイル３ａに流れ込まな
いようにした。

【００３０】本実施の形態では、図３に示すようには、
コイル接続用ダイオード１３ａ，１３ｂに代えて、コイ
ル間接続スイッチ１３ｃ，１３ｄを配置する。この構成
により、開極動作をする場合は、コイル間接続スイッチ
１３ｃはオン、コイル間接続スイッチ１３をオフにす
る。閉極動作をする場合は、コイル間接続スイッチ１３
ｃはオフ、コイル間接続スイッチ１３をオンにする。

【００３１】コイル間接続スイッチ１３ｃ，１３ｄを設
けることにより、コイル間接続ダイオード１３ａ，１３
ｂと同様に閉極或いは開極動作に不要なコイルに電流が
流れ込んだりすることや、未放電の電力貯蔵器から放電
直後の電力貯蔵器に電流が流れ込むを防ぐ。コイル間接
続スイッチ１３ｃ，１３ｄは図１にある補助スイッチ９
それ自身であるか、または補助スイッチ９と電子回路に
よって連動され、開極動作時にはコイル間接続スイッチ
１３ｃをオン、コイル間接続スイッチ１３をはオフと
し、閉極動作時にはコイル間接続スイッチ１３ｃをオ
フ、コイル間接続スイッチ１３をオンとすることで開閉
動作の信頼性が向上する。

【００３２】実施の形態３．また、図４は図１における
開極用コイル３ａ、閉極用コイル３ｂ、可動コイル１０
とそれらにパルス電流を供給する電源の結線の一例を示
した図である。図において、３ａは開極用コイル、３ｂ
は閉極用コイル、１０は可動コイル、１１ａは開極用電
力貯蔵器、１１ｂは閉極用電力貯蔵器、１２ａは開極用
放電スイッチ、２ｂは閉極用放電スイッチ、１３ｃ，１
３ｄはコイル間接続スイッチである。

【００３３】本実施の形態は実施の形態１，２とは構成
が異なり、図４に示すように開極用コイル３ａと可動コ
イル１０は直列に接続され、開極用電力貯蔵器１１ａか
ら開極用放電スイッチ１２ａを経てパルス電流が供給さ
れる。また、閉極用コイル３ｂと可動コイル１０は直列
に接続され、閉極用電力貯蔵器１１ｂから閉極用放電ス
イッチ１２ｂを経てパルス電流が供給される。

【００３４】コイル間接続スイッチ１３ｃは開極用コイ
ル３ａと可動コイル１０の間に配置されるものである。
コイル間接続スイッチ１３ｄは閉極用コイル３ｂと可動
コイル１０の間に配置されるものである。コイル間接続
スイッチ１３ｃ，１３ｄは図１にある補助スイッチ９そ
れ自身であるかまたは補助スイッチ９と電子回路によっ
て連動されていれば開閉動作の信頼性が向上する。即
ち、開極時にはコイル間接続スイッチ１３ｃをオン，コ
イル間接続スイッチ１３ｄをオフにし、閉極時にはコイ
ル間接続スイッチ１３ｃをオフ，コイル間接続スイッチ
１３ｄをオンとする。

【００３５】次に本実施の形態における接点開極動作に
ついて説明する。図４において、開極用放電スイッチ１
２ａをオンにすると、開極用電力貯蔵器１１ａから開極
用コイル３ａと可動コイル１０にパルス電流が流れるこ
とにより、開極用コイル３ａと可動コイル１０にはお互
い逆方向の磁界が発生して、可動コイル１０は磁界の相
互作用で紙面下向きの電磁反発力を受ける。後は従来例
と同様な動作を行って、図１におけるスイッチ１は開極
する。

【００３６】このときコイル間接続スイッチ１３ｄがオ
フされていることにより、パルス電流は閉極用コイル３
ｂに流れ込まず閉極用コイル３ｂと可動コイル１０間に
電磁相互作用は発生しないため、開極動作は確実に行う
行うことができる。尚、パルス電流の通電を遮断した
後、開極用コイル３ａと可動コイル１０に蓄積された電
磁エネルギーはダイオードＤ４を通して開極用コイル３
ａと可動コイル１０を循環して徐々に減衰する。

【００３７】次にこの発明の接点閉極動作について説明
する。図４において、閉極用放電スイッチ１２ｂをオン
にすると、閉極用電力貯蔵器１１ｂから閉極用コイル３
ｂと可動コイル１０にパルス電流が流れることにより、
閉極用コイル３ｂと可動コイル１０にはお互い逆方向の
磁界が発生して、可動コイル１０は磁界の相互作用で紙
面上向きの電磁反発力を受ける。後は従来例と同様な動
作を行って、図１におけるスイッチ１は閉極する。この
ときコイル間接続スイッチ１３ｃが配置されることによ
り、パルス電流は開極用コイル３ａに流れ込まず開極用
コイル３ａと可動コイル１０との間に磁界の相互作用は
発生しないため、開極動作は確実に行う。

【００３８】また、コイル間接続スイッチ１３ｃをオフ
にすることで、閉極用電力貯蔵器１１ｂがパルス電流を
放電した後に開極用電力貯蔵器１１ａから閉極用電力貯
蔵器１１ｂに電流が流れることを防ぐことができるため
閉極動作を行った後の開極動作を失敗なく行うことがで
きる。尚、パルス電流の通電を遮断した後、閉極用コイ
ル３ｂと可動コイル１０に蓄積された電磁エネルギーは
ダイオードＤ５を通して閉極用コイル３ｂと可動コイル
１０を循環し、徐々に減衰する。

【００３９】実施の形態４．上記実施の形態では可動軸
４を連通して可動電極５の上下それぞれに開極用コイル
３ａと閉極用コイル３ｂを配置したが、本実施の形態で
は固定コイルと磁界の相互作用を受ける可動コイルのみ
を備える。図５は、本実施の形態に係る開閉装置を示す
構成図である。図において、１はスイッチであり、４は
可動軸、５は可動電極、６は固定電極、７は端子、８
ａ，８ｂは接圧投入バネ、９は座板、１０は可動コイル
であり、以上は実施の形態１と同一の構成である。ま
た、１４は本実施の形態で使用する、固定コイルであ
る。なお、図５（ａ）はスイッチの閉極状態を示す図で
あり、一方図５（ｂ）はスイッチの開極状態を示す図で
ある。

【００４０】また図６は、図５における可動コイル１
０、固定コイル１４とそれらにパルス電流を供給する電
源の結線の一例を示した図である。１０は可動コイル、
１４は固定コイル、１１ａは開極用電力貯蔵器、１１ｂ
は閉極用電力貯蔵器、１２ａは開極用放電スイッチ、１
２ｂは閉極用放電スイッチ、１３ｃはコイル間接続スイ
ッチ、１３ｅ，１３ｆは切り替えスイッチである。

【００４１】可動コイル１０と固定コイル１４は並列に
接続され、開極用電力貯蔵器１１ａ、閉極用電力貯蔵器
１１ｂから開極用放電スイッチ１２ａを経てパルス電流
が供給される。コイル間接続スイッチ１３ｃは開極用放
電スイッチ１２ａを経て開極用電力貯蔵器１１ａの負極
側と可動コイル１０との間に配置されるものである。ま
た、開極動作の場合、コイル間接続スイッチ１３ｃと切
り替えスイッチ１３ｅをオン、切り替えスイッチ１３ｆ
をオフにする。閉極動作の場合、コイル間接続スイッチ
１３ｃと切り替えスイッチ１３ｅをオフ、切り替えスイ
ッチ１３ｆをオンにする。コイル間接続スイッチ１３
ｃ、切り替えスイッチ１３ｅ，１３ｆは図５にある補助
スイッチ９それ自身であるかまたは補助スイッチ９と電
子回路によって連動されていれば、上記実施の形態同様
に開閉動作の信頼性が向上する。

【００４２】次に本実施の形態における接点開極動作に
ついて説明する。図６において、放電スイッチ１２ａを
オンにすると、開極用電力貯蔵器１１ａからコイル間接
続スイッチ１３ｃを通して固定コイル１４と可動コイル
１０にパルス電流が流れることにより、固定コイル１４
と可動コイル１０にはお互い逆方向の磁界が発生して、
可動コイル１０は固定コイル１４の磁界の相互作用で紙
面下向きの電磁反発力を受け駆動軸４を引き下げる。後
は従来例と同様な動作を行って、図５におけるスイッチ
１は開極する。

【００４３】このときコイル間接続スイッチ１３ｃと切
り替えスイッチ１３ｅがオン、切り替えスイッチ１３ｆ
がオフになっていることにより、確実に固定コイル１４
と可動コイル１０にはお互い逆方向の磁界が発生するよ
うにパルス電流が流れる。開極用電力貯蔵器１１ａから
のパルス電流が遮断された後は固定コイル１４に蓄積さ
れた電磁エネルギーは固定コイル１４に並列に接続され
たダイオードＤ６を通してコイル１４を循環し、徐々に
減衰する。また、可動コイル１０に蓄積された電磁エネ
ルギーは可動コイル１０に並列に接続されたダイオード
Ｄ７を通してコイル１０を循環し、徐々に減衰する。

【００４４】次に本実施の形態に係る接点閉極動作につ
いて説明する。図６において、閉極用放電スイッチ１２
ｂをオンにすると、閉極用電力貯蔵器１１ｂから固定コ
イル１４と可動コイル１０に切り替えスイッチ１３ｆを
通してパルス電流が流れることにより、固定コイル１４
と可動コイル１０にはお互い同方向の磁界が発生して、
固定コイル１４は可動コイル１０の磁界の相互作用で紙
面上向きの電磁吸引を受けて可動コイル１０は固定コイ
ル１４吸引され、駆動軸４を引き上げる。

【００４５】後は従来例と同様な動作を行って、図５に
おけるスイッチ１は閉極する。このときコイル間接続ス
イッチ１３ｃと切り替えスイッチ１３ｅがオフ、切り替
えスイッチ１３ｆがオンになっていることにより、確実
に固定コイル１４と可動コイル１０にはお互い同方向の
磁界が発生するようにパルス電流が流れる。開極用電力
貯蔵器１１ｂからのパルス電流が遮断された後は固定コ
イル１４に蓄積された電磁エネルギーは固定コイル１４
に並列に接続されたダイオードＤ６を通してコイル１４
を循環し、徐々に減衰する。また、可動コイル１０に蓄
積された電磁エネルギーは可動コイル１０に並列に接続
されるダイオードＤ８を通してコイル１０を循環し、徐
々に減衰する。

【００４６】実施の形態５．図７は、この発明の実施の
形態１に係る開閉装置を改良した本実施の形態に係る開
閉装置の模式図である。図において、１はスイッチであ
り、３ａは開極用コイル、３ｂは閉極用コイル、４は可
動軸、１０は可動コイルである。また、１５は本実施の
形態で使用する磁性体である。磁性体１５には常時磁性
体、強磁性体などを用いる。磁性体１５は開極用コイル
３ａ、閉極用コイル３ｂ、可動コイル１０の軸心の外周
を覆うように配置する。このように配置すると、発生磁
界が強くなり、開極用コイル３ａ、閉極用コイル３ｂ、
可動コイル１０にパルス電流を供給する電源の必要な容
量も小容量となる。また、このような配置は上記他の実
施の形態にも有効なのは言うまでもない。

【００４７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、接離自在な固
定電極と可動電極から構成されるスイッチ部と、前記可
動電極に連なる可動軸に固定された可動コイルと、この
可動コイルに対向して配置された固定コイルと、これら
コイルに対して励磁電流を流す電源と、前記各コイル間
に磁界の相互作用を生じさせるように前記電源から前記
各コイルに対する励磁電流の通電方向を設定する通電方
向設定手段とを備え、２つのコイルに直接電流を供給す
ることで電磁駆動を高効率化できると共に、開極用電源
または閉極用電源の必要な容量を小容量にすることがで
きるという効果がある。

【００４８】請求項２の発明によれば、可動コイルに対
して上下方向に第１の固定コイルと第２の固定コイルを
対向して配置し、通電方向設定手段はスイッチ部の開極
時に電源から前記可動コイルと第１の固定コイルに励磁
電流を流すとき、前記可動コイルと前記第１の固定コイ
ルとの間に磁気反発力が発生するように電源から前記各
コイルへの通電方向を設定し、且つ、スイッチ部の閉極
時に前記可動コイルと第２の固定コイルに励磁電流を流
すとき、前記可動コイルと前記第２の固定コイルとの間
に磁気反発力が発生するように電源から前記各コイルへ
の通電方向を設定するようにしたので、コイル発生磁界
とその誘導による発生磁界の相互作用による電磁反発力
を効率よく発生させることができるという効果がある。

【００４９】請求項３の発明によれば、第１の固定コイ
ルと可動コイルへの通電時に、第２の固定コイルへの電
流流入を阻止する第１の阻止手段と、第２の固定コイル
と前記可動コイルへの通電時に、前記第１へ固定コイル
の電流流入を阻止する第２の阻止手段とを備えたので、
動作が不要なコイルへの電流の流れ込みを抑え開閉動作
に対する信頼性を向上させることができるという効果が
ある。

【００５０】請求項４の発明によれば、可動コイルに対
して固定コイルを対向して配置し、通電方向設定手段は
スイッチ部の開極時に電源から前記固定コイルと前記可
動コイルに励磁電流を流すとき、前記可動コイルと前記
固定コイル間に磁気反発力が発生するように電源から各
コイルへの通電方向を設定し、且つ、スイッチ部の閉極
時に前記可動コイルと固定コイルに励磁電流を流すと
き、前記可動コイルと前記固定コイル間に磁気吸引力が
発生するように電源から各コイルへの通電方向を設定す
るようにしたので、動作用コイルの数を削減し装置全体
を小型化できるという効果がある。

【００５１】請求項５の発明によれば、各固定コイル、
及び可動コイルを磁性体で覆ったことで、発生磁界が強
くなるので、開極用または閉極用電源の必要な容量を小
容量にすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による開閉装置を示
す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１で使用する図１にお
ける開極用コイル、閉極用コイル、可動コイルとそれら
にパルス電流を供給する電源の結線の一例を示した図で
ある。

【図３】 この発明の他の実施の形態で使用する図１に
おける開極用コイル、閉極用コイル、可動コイルとそれ
らにパルス電流を供給する電源の結線の一例を示した図
である。

【図４】 この発明の他の実施の形態で使用する図１に
おける開極用コイル、閉極用コイル、可動コイルとそれ
らにパルス電流を供給する電源の結線の一例を示した図
である。

【図５】 この発明の他の実施の形態による開閉装置を
示す構成図である。

【図６】 この発明の他の実施の形態で使用する図５に
おける可動コイル、固定コイルとそれらにパルス電流を
供給する電源の結線の一例を示した図である。

【図７】 この発明の他の実施の形態による開閉装置を
示す模式図である。

【図８】 従来の開閉装置を示す構成図である。

【図９】 従来の開閉装置に使用する設圧投入バネの荷
重特性を示す図である。

【符号の説明】

１ スイッチ、２ 反発部、３ａ 開極用コイル、３ｂ
閉極用コイル、４可動軸、５ 可動電極、６ 固定電
極、１０ 可動コイル、１１ａ 開極用電力貯蔵器、１
１ｂ 閉極用電力貯蔵器、１２ａ 開極用放電スイッ
チ、１２ｂ 閉極用放電スイッチ、１３，１３ａ，１３
ｂ コイル間接続ダイオード、１３，１３ｃ，１３ｄは
コイル間接続スイッチ、１３，１３ｅ，１３ｆ 切り替
えスイッチ、１４ 固定コイル、１５ 磁性体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森藤 英二 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 笹尾 博之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 高橋 知恵 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 竹内 敏恵 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 秋田 裕之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G028 AA05 AA08 DB02 FB01 FD02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接離自在な固定電極と可動電極から構成
   されるスイッチ部と、前記可動電極に連なる可動軸に固
   定された可動コイルと、この可動コイルに対向して配置
   された固定コイルと、これらコイルに対して励磁電流を
   流す電源と、前記スイッチを開閉極時に前記各コイル間
   に磁界の相互作用を生じさせるように前記電源から前記
   各コイルに対する励磁電流の通電方向を設定する通電方
   向設定手段とを備えたことを特徴とする開閉装置。
2. 【請求項２】 可動コイルに対して上下方向に第１の固
   定コイルと第２の固定コイルを対向して配置し、通電方
   向設定手段はスイッチ部の開極時に電源から前記可動コ
   イルと前記第１の固定コイルに励磁電流を流すとき、前
   記可動コイルと前記第１の固定コイル間に磁気反発力が
   発生するように前記電源から前記各コイルへの通電方向
   を設定し、且つ、スイッチ部の閉極時に前記可動コイル
   と前記第２の固定コイルに励磁電流を流すとき、前記可
   動コイルと前記第２の固定コイル間に磁気反発力が発生
   するように前記電源から前記各コイルへの通電方向を設
   定することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
3. 【請求項３】 第１の固定コイルと可動コイルへの通電
   時に、第２の固定コイルへの電流流入を阻止する第１の
   阻止手段と、第２の固定コイルと前記可動コイルへの通
   電時に、前記第１の固定コイルへの電流流入を阻止する
   第２の阻止手段とを備えたことを特徴とする請求項２に
   記載の開閉装置。
4. 【請求項４】可動コイルに対して固定コイルを対向して
   配置し、通電方向設定手段はスイッチ部の開極時に電源
   から前記固定コイルと前記可動コイルに励磁電流を流す
   とき、前記可動コイルと前記固定コイル間に磁気反発力
   が発生するように前記電源からの前記各コイルへの通電
   方向を設定し、且つ、スイッチ部の閉極時に前記可動コ
   イルと固定コイルに励磁電流を流すとき、前記可動コイ
   ルと前記固定コイル間に磁気吸引力が発生するように前
   記電源から前記各コイルへの通電方向を設定することを
   特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
5. 【請求項５】 各固定コイル、及び可動コイルは磁性体
   で覆われていることを特徴とする請求項１ないし４のい
   ずれかに記載の開閉装置。