JP2001103724A - 電磁アクチュエータ - Google Patents
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Breakers (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 二つの戻しばねを備えた電磁アクチュエータ
を提供する。 【解決手段】 電磁アクチュエータ（１０）は、強磁性
体材料から成る固定磁気回路（１２、２０、２２）と、
待避位置と活動位置間で軸方向に滑動するよう設計され
た可動部（１４、１６、１８）とから成る。二つの戻し
ばね（４０、４４）は、待避位置に可動部（１４）を偏
奇させ、第２戻しばね（４４）は第１戻しばねより剛性
が高い。励磁回路（４８）は突入モードで待避位置から
活動位置に可動部（１４）を移動させるよう設計され、
保持モードで活動位置に可動部（１４）を保持するのに
十分な磁束を発生する。待避位置から活動位置への可動
部（１４）の軸方向移動の第１部分において、第１戻し
ばね（４０）の圧縮作用は優勢となり、活動位置までの
残りの移動において、第２戻しばね（４４）の圧縮作用
は優勢となる。
を提供する。 【解決手段】 電磁アクチュエータ（１０）は、強磁性
体材料から成る固定磁気回路（１２、２０、２２）と、
待避位置と活動位置間で軸方向に滑動するよう設計され
た可動部（１４、１６、１８）とから成る。二つの戻し
ばね（４０、４４）は、待避位置に可動部（１４）を偏
奇させ、第２戻しばね（４４）は第１戻しばねより剛性
が高い。励磁回路（４８）は突入モードで待避位置から
活動位置に可動部（１４）を移動させるよう設計され、
保持モードで活動位置に可動部（１４）を保持するのに
十分な磁束を発生する。待避位置から活動位置への可動
部（１４）の軸方向移動の第１部分において、第１戻し
ばね（４０）の圧縮作用は優勢となり、活動位置までの
残りの移動において、第２戻しばね（４４）の圧縮作用
は優勢となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に電気開閉装置
の引外し装置用の電磁アクチュエータに関する。
の引外し装置用の電磁アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は技術状態が周知のアクチュエータ
を示す。このアクチュエータ１１０は、固定コア１２２
によって一端が閉じられた筒状部により形成された、強
磁性体材料でなる固定磁気回路１１２を備えている。可
動部１１４は、固定の芯軸に平行に滑動するように設計
され、移動コア１１６と、移動コアに一体的に組み付け
られて固定コア１２２の開口を軸方向に貫通するロッド
１１８とで構成されている。螺旋状に巻かれた圧縮ばね
１４０は、可動部１１４を待避位置に偏奇させる。
を示す。このアクチュエータ１１０は、固定コア１２２
によって一端が閉じられた筒状部により形成された、強
磁性体材料でなる固定磁気回路１１２を備えている。可
動部１１４は、固定の芯軸に平行に滑動するように設計
され、移動コア１１６と、移動コアに一体的に組み付け
られて固定コア１２２の開口を軸方向に貫通するロッド
１１８とで構成されている。螺旋状に巻かれた圧縮ばね
１４０は、可動部１１４を待避位置に偏奇させる。
【０００３】二つの固定コイル１３０、１３２のコイル
巻線は、筒状部内に装着され、移動コア１１６を取巻い
ている。このコイル巻線は、固定磁気回路に磁気制御磁
束を発生し、ばね１４０の作用に抗して固定コアに向け
て可動部を活動位置に移動させるように設計されてい
る。
巻線は、筒状部内に装着され、移動コア１１６を取巻い
ている。このコイル巻線は、固定磁気回路に磁気制御磁
束を発生し、ばね１４０の作用に抗して固定コアに向け
て可動部を活動位置に移動させるように設計されてい
る。
【０００４】このような装置は、シャント引き外し（Ｍ
Ｘ）や、遮断器の閉電磁石（ＸＦ）として通常使用され
る。電磁石を作動させる場合、二つのコイル１３０、１
３２を流れる突入電流により、移動コア１１６と共にロ
ッド１１８が動いて外側に突出し、シャント引き外し
（ＭＸ）の場合、関連する遮断器を開いたり、閉電磁石
（ＸＦ）の場合遮断器を閉じたりする。従って、遮断器
を動作させるのは、突入位相時にコイル１３０、１３２
が供給する電磁エネルギーである。すなわち、ロッド１
１８は関連するラッチ作動に必要な機械動作を行い、こ
の動作は突入位相においてコイル１３０、１３２が供給
するエネルギーに一致しなければならない。この突入位
相の後に、二つのコイル１３０、１３２の一方だけに電
源が供給される間、保持位相が起こる。最小軸方向エア
ギャップは、移動コアと固定コアとの間にスペーサ１４
１を装着することによって維持される。電圧がドロップ
アウト閾値より低い場合、コイル巻線の電流は遮断さ
れ、移動コア１１６はばね１４０の作用により固定コア
から分離される。この位置への切替が遮断器に対して作
用しないため、このばねの力はこの位相では比較的重要
ではない。スペーサ１４１によって、コイルへの電源供
給を遮断する際の固定磁気回路の残留磁気効果により、
固定コア１２２への移動コイル１１６の「固着」が回避
される。
Ｘ）や、遮断器の閉電磁石（ＸＦ）として通常使用され
る。電磁石を作動させる場合、二つのコイル１３０、１
３２を流れる突入電流により、移動コア１１６と共にロ
ッド１１８が動いて外側に突出し、シャント引き外し
（ＭＸ）の場合、関連する遮断器を開いたり、閉電磁石
（ＸＦ）の場合遮断器を閉じたりする。従って、遮断器
を動作させるのは、突入位相時にコイル１３０、１３２
が供給する電磁エネルギーである。すなわち、ロッド１
１８は関連するラッチ作動に必要な機械動作を行い、こ
の動作は突入位相においてコイル１３０、１３２が供給
するエネルギーに一致しなければならない。この突入位
相の後に、二つのコイル１３０、１３２の一方だけに電
源が供給される間、保持位相が起こる。最小軸方向エア
ギャップは、移動コアと固定コアとの間にスペーサ１４
１を装着することによって維持される。電圧がドロップ
アウト閾値より低い場合、コイル巻線の電流は遮断さ
れ、移動コア１１６はばね１４０の作用により固定コア
から分離される。この位置への切替が遮断器に対して作
用しないため、このばねの力はこの位相では比較的重要
ではない。スペーサ１４１によって、コイルへの電源供
給を遮断する際の固定磁気回路の残留磁気効果により、
固定コア１２２への移動コイル１１６の「固着」が回避
される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この種の装置では、様
々な要素間、特に活動位置のばねと最小エアギャップの
寸法合わせが難しかった。収縮ばねの位置エネルギー
は、可動部をそれ自身の待避位置に戻す必要があり、残
留磁気エネルギーを克服するのに十分な大きさでなくて
はならない。エアギャップがあると固着効果が緩和され
るが、特にロッドへの機械的衝撃または可動部の激しい
震動に応じて、不必要な非固着、すなわち待避位置への
非自発的な戻りの危険を引起こす。エアギャップを減少
するのに選択された場合、その分戻しばねの位置エネル
ギーを増加させる必要があり、可動部を活動位置に移動
させるのに必要な突入エネルギーもまた増加させる。
々な要素間、特に活動位置のばねと最小エアギャップの
寸法合わせが難しかった。収縮ばねの位置エネルギー
は、可動部をそれ自身の待避位置に戻す必要があり、残
留磁気エネルギーを克服するのに十分な大きさでなくて
はならない。エアギャップがあると固着効果が緩和され
るが、特にロッドへの機械的衝撃または可動部の激しい
震動に応じて、不必要な非固着、すなわち待避位置への
非自発的な戻りの危険を引起こす。エアギャップを減少
するのに選択された場合、その分戻しばねの位置エネル
ギーを増加させる必要があり、可動部を活動位置に移動
させるのに必要な突入エネルギーもまた増加させる。
【０００６】本発明の目的は、これらの欠点を克服し、
容量が減少されて低い突入および保持エネルギーを有し
ており、また機械衝撃と震動に対しての感度が低い高感
度の電磁アクチュエータを提供するにある。
容量が減少されて低い突入および保持エネルギーを有し
ており、また機械衝撃と震動に対しての感度が低い高感
度の電磁アクチュエータを提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明により、この目的
は、筒状部及びこの筒状部の一端に位置付けられ、これ
に接続された固定コアとを有する強磁性体材料からなる
固定磁気回路と、待避位置と活動位置との間の固定軸に
沿って滑動し、待避位置から活動位置に移動する際に機
械動作を発生するように設計され、待避位置から活動位
置に移動する際、固定コアとの軸部のエアギャップが減
少する移動コア及びこの移動コアに一体的に組み付けら
れた操作手段を有する可動部と、可動部を待避位置に偏
奇させる第１戻しばねと、固定磁気回路の磁気制御磁束
を発生するように設計された少なくとも１つの固定制御
コイルを有し、磁束が第１戻しばねの作用に抗して待避
位置から活動位置へ可動部を移動させるのに十分な高電
力を供給する突入モードから、活動位置に可動部を保持
するのに十分な低電力を供給する保持モードに切替わる
ように設計されている励磁回路と、を備える電磁アクチ
ュエータにおいて、可動部を待避位置に柔軟に戻すよう
に設計され、剛性が第１戻しばねより大きい第２戻しば
ねと、第１止め部と、少なくとも第２戻しばねと第１止
め部と共に作動するように設計され、待避位置から活動
位置への可動部の軸方向移動の第１部分において第１止
め部に接触せず、第１戻しばねの圧縮作用が優勢であ
り、また活動位置までの残りの移動において、第１止め
部に対して固定され、第２戻しばねの圧縮作用が優勢で
ある第２止め部と、を備え、活動位置において、移動コ
アと固定コアとの間の軸方向エアギャップがゼロである
ことを特徴とする電磁アクチュエータによって達成され
る。
は、筒状部及びこの筒状部の一端に位置付けられ、これ
に接続された固定コアとを有する強磁性体材料からなる
固定磁気回路と、待避位置と活動位置との間の固定軸に
沿って滑動し、待避位置から活動位置に移動する際に機
械動作を発生するように設計され、待避位置から活動位
置に移動する際、固定コアとの軸部のエアギャップが減
少する移動コア及びこの移動コアに一体的に組み付けら
れた操作手段を有する可動部と、可動部を待避位置に偏
奇させる第１戻しばねと、固定磁気回路の磁気制御磁束
を発生するように設計された少なくとも１つの固定制御
コイルを有し、磁束が第１戻しばねの作用に抗して待避
位置から活動位置へ可動部を移動させるのに十分な高電
力を供給する突入モードから、活動位置に可動部を保持
するのに十分な低電力を供給する保持モードに切替わる
ように設計されている励磁回路と、を備える電磁アクチ
ュエータにおいて、可動部を待避位置に柔軟に戻すよう
に設計され、剛性が第１戻しばねより大きい第２戻しば
ねと、第１止め部と、少なくとも第２戻しばねと第１止
め部と共に作動するように設計され、待避位置から活動
位置への可動部の軸方向移動の第１部分において第１止
め部に接触せず、第１戻しばねの圧縮作用が優勢であ
り、また活動位置までの残りの移動において、第１止め
部に対して固定され、第２戻しばねの圧縮作用が優勢で
ある第２止め部と、を備え、活動位置において、移動コ
アと固定コアとの間の軸方向エアギャップがゼロである
ことを特徴とする電磁アクチュエータによって達成され
る。
【０００８】作動の第１位相時、剛性が低い戻しばねの
効果が優勢であり、可動部は大きく加速を受ける。第１
位相の終わりに、可動部により蓄えられた運動エネルギ
ーは大きい。また軸方向のエアギャップは減少し、作動
の第２位相時、第２戻しばねの収縮は可能となる。移動
コアと固定コア間でゼロであるエアギャップは、活動位
置にアクチュエータを保持するのに必要なコイルの供給
エネルギーを減少させ、機械的衝撃と震動の耐性がより
良くなる。可動部が待避位置に戻る瞬間、エアギャップ
の不在から生じる残留磁気効果の増加が、第２戻しばね
により補償される。
効果が優勢であり、可動部は大きく加速を受ける。第１
位相の終わりに、可動部により蓄えられた運動エネルギ
ーは大きい。また軸方向のエアギャップは減少し、作動
の第２位相時、第２戻しばねの収縮は可能となる。移動
コアと固定コア間でゼロであるエアギャップは、活動位
置にアクチュエータを保持するのに必要なコイルの供給
エネルギーを減少させ、機械的衝撃と震動の耐性がより
良くなる。可動部が待避位置に戻る瞬間、エアギャップ
の不在から生じる残留磁気効果の増加が、第２戻しばね
により補償される。
【０００９】好ましい実施形態によれば、第１戻しばね
は固定コアと可動止め部間に配置され、第２戻しばねは
可動止め部と可動部間に配置され、移動の第１部分にお
いて、二つの戻しばねは直列に協働し、また移動の第２
部分において、第２戻しばねのみが作動し続ける。ｋ１
が第１戻しばねの剛性で、ｋ２が第２戻しばねの剛性の
場合、第１位相のシステムの剛性はｋ１・ｋ２／（ｋ１
＋ｋ２）であり、その値はｋ１に一層近くなればなるほ
ど、ｋ２はｋ１に比べて大きくなる。第２位相時、シス
テムの剛性はｋ２に等しい。アクチュエータの半径寸法
とコイルの直径とを優先的に減少させる場合、この直列
装着は特に利点がある。
は固定コアと可動止め部間に配置され、第２戻しばねは
可動止め部と可動部間に配置され、移動の第１部分にお
いて、二つの戻しばねは直列に協働し、また移動の第２
部分において、第２戻しばねのみが作動し続ける。ｋ１
が第１戻しばねの剛性で、ｋ２が第２戻しばねの剛性の
場合、第１位相のシステムの剛性はｋ１・ｋ２／（ｋ１
＋ｋ２）であり、その値はｋ１に一層近くなればなるほ
ど、ｋ２はｋ１に比べて大きくなる。第２位相時、シス
テムの剛性はｋ２に等しい。アクチュエータの半径寸法
とコイルの直径とを優先的に減少させる場合、この直列
装着は特に利点がある。
【００１０】別の実施形態によれば、第１戻しばねは固
定コアと可動部間に配置され、第２戻しばねは固定コア
と第２止め部間に配置され、移動の第１部分において、
第１戻しばねが作動するだけであり、移動の第２部分に
おいて、二つの戻しばねは平行に協働する。第１位相の
剛性はｋ１に等しく、第２位相の剛性はｋ１＋ｋ２に等
しく、その値はｋ２がｋ１に比べて一層大きくなればな
るほど、ｋ２に近づく。この配置は、実際には半径寸法
が大きくなくてはならず、従ってある一定の巻数のため
コイルが大きくなるが、アクチュエータの軸方向寸法が
減少され、ある場合において利点がある。
定コアと可動部間に配置され、第２戻しばねは固定コア
と第２止め部間に配置され、移動の第１部分において、
第１戻しばねが作動するだけであり、移動の第２部分に
おいて、二つの戻しばねは平行に協働する。第１位相の
剛性はｋ１に等しく、第２位相の剛性はｋ１＋ｋ２に等
しく、その値はｋ２がｋ１に比べて一層大きくなればな
るほど、ｋ２に近づく。この配置は、実際には半径寸法
が大きくなくてはならず、従ってある一定の巻数のため
コイルが大きくなるが、アクチュエータの軸方向寸法が
減少され、ある場合において利点がある。
【００１１】比ｋ１／ｋ２が１／１０未満、例えば約１
／２０であることが好ましい。二つの戻しばねで得られ
る移動／力特性が、剛性が可変的な１つの戻しばねが提
供できるものよりはっきりしていることが明白であり、
固定磁気回路の非直線性と残留磁気に対する最良の対応
策が与えられ、安価な標準部分のみが実行される。
／２０であることが好ましい。二つの戻しばねで得られ
る移動／力特性が、剛性が可変的な１つの戻しばねが提
供できるものよりはっきりしていることが明白であり、
固定磁気回路の非直線性と残留磁気に対する最良の対応
策が与えられ、安価な標準部分のみが実行される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図１乃至図３にお
いて、遮断器用の高感度電磁アクチュエータ１０は、非
磁性体材料でなる操作手段１８が一体的に組み付けられ
た滑動移動コア１６により形成された可動部１４と共に
作動する無極固定磁気回路１２からなっている。
実施形態に基づいて詳細に説明する。図１乃至図３にお
いて、遮断器用の高感度電磁アクチュエータ１０は、非
磁性体材料でなる操作手段１８が一体的に組み付けられ
た滑動移動コア１６により形成された可動部１４と共に
作動する無極固定磁気回路１２からなっている。
【００１３】固定磁気回路は、一端が強磁性体材料から
なる固定コア２２で閉じられたフレーム状の強磁性体筒
状部２０と、筒状部２０の内部に向けて軸方向に伸張
し、均一な径方向のエアギャップを形成すると共に移動
コア１６の一部を囲む強磁性体材料からなり、他端を閉
じる管状シース２４とで構成される。固定コア２２は、
第１凹所２５と第１止め部としての第２凹所２６へ筒状
部内部に向けて広がる貫通軸穴から成る。
なる固定コア２２で閉じられたフレーム状の強磁性体筒
状部２０と、筒状部２０の内部に向けて軸方向に伸張
し、均一な径方向のエアギャップを形成すると共に移動
コア１６の一部を囲む強磁性体材料からなり、他端を閉
じる管状シース２４とで構成される。固定コア２２は、
第１凹所２５と第１止め部としての第２凹所２６へ筒状
部内部に向けて広がる貫通軸穴から成る。
【００１４】二つの制御コイル３０、３２は、筒状部２
０内の絶縁材料から成る円筒形シース３４にて同軸状に
突合せにて装着される。
０内の絶縁材料から成る円筒形シース３４にて同軸状に
突合せにて装着される。
【００１５】操作手段１８は、互いに軸方向に伸張して
配置され、カラー３９により分離された固定ロッド３６
と押し棒３８により形成される。
配置され、カラー３９により分離された固定ロッド３６
と押し棒３８により形成される。
【００１６】管状シース２４と固定コア２２の孔は、可
動部を案内するための幾何軸を決定する。移動コア１６
は、待避位置と活動位置間でシース２４内部で軸方向に
滑動する。移動コア１６には操作手段１８の固定ロッド
３６を収容するための貫通軸孔が設けられる。移動コア
の孔は、固定コア２２に対向する側に、操作手段１８の
カラー３９の座として作動する軸受を形成する。
動部を案内するための幾何軸を決定する。移動コア１６
は、待避位置と活動位置間でシース２４内部で軸方向に
滑動する。移動コア１６には操作手段１８の固定ロッド
３６を収容するための貫通軸孔が設けられる。移動コア
の孔は、固定コア２２に対向する側に、操作手段１８の
カラー３９の座として作動する軸受を形成する。
【００１７】押し棒３８は固定コア２２を通って筒状部
の外側に伸張する。固定コア２２の孔は押し棒３８の軸
方向案内を形成する。押し棒３８は遮断器機構のラッチ
（図示省略）と共に、直接に、またはその端部に当たる
突き当て部により作動するよう設計される。
の外側に伸張する。固定コア２２の孔は押し棒３８の軸
方向案内を形成する。押し棒３８は遮断器機構のラッチ
（図示省略）と共に、直接に、またはその端部に当たる
突き当て部により作動するよう設計される。
【００１８】固定コア２２の第１凹所２５は、第１圧縮
戻しばね４０の一端を受ける座と、戻しばね４０のハウ
ジングとを形成する。戻しばね４０の他端は、押し棒３
８の軸方向に自由に動く第２止め部としての座金４２を
受ける。固定コア２２の第２凹所２６は、図２の中間位
置と図３の活動位置との間の座金４２の軸受を形成す
る。第２戻しばね４４は、一端では操作手段のカラー３
９に、また他端では座金４２に当たる。
戻しばね４０の一端を受ける座と、戻しばね４０のハウ
ジングとを形成する。戻しばね４０の他端は、押し棒３
８の軸方向に自由に動く第２止め部としての座金４２を
受ける。固定コア２２の第２凹所２６は、図２の中間位
置と図３の活動位置との間の座金４２の軸受を形成す
る。第２戻しばね４４は、一端では操作手段のカラー３
９に、また他端では座金４２に当たる。
【００１９】第１戻しばね４０は、値ｋ１が第２戻しば
ね４４の剛性ｋ２よりはるかに小さい剛性を持つ。実
際、比ｋ１／ｋ２が１／１０未満であり、例えば約１／
２０である。
ね４４の剛性ｋ２よりはるかに小さい剛性を持つ。実
際、比ｋ１／ｋ２が１／１０未満であり、例えば約１／
２０である。
【００２０】二つの制御コイル３０、３２は、図４で見
られる周知の型の、例えばフランス公開特許明細書（Ｆ
Ｒ−Ａ）２，２９０，００９号で説明され、グレーツタ
イプの４要素５０付きの整流ブリッジを有しており、電
源供給がＤＣかＡＣのいずれかにて行われる励磁回路４
８の一部を形成する。突入コイル３０と呼ばれ、太いワ
イヤから成る二つのコイルの第１のものは、ブリッジの
ＤＣ端子と呼ばれる端子間に接続される。他の端子は、
分離接点５２によりＤＣまたはＡＣの電源に接続され
る。保持コイル３２と呼ばれ、細いワイヤから成る他の
コイルは、ブリッジ５０と分離接点５２とにより形成さ
れた回路に並列に接続される。主接点５４は回路の電源
供給を調整する。分離接点５２は、アクチュエータを作
動する時は閉じて、可動部が活動位置に近い位置に達し
た時に開き、ブリッジの電源供給を調整する。これは機
械または電気的切替を有する周知のタイブであり、回路
が作動するとすぐに、突入周期時には閉じて、移動コア
の移動完了がはっきり認められた瞬間に開くことが肝要
である。分離接点についてのさらに正確な説明には、フ
ランス公開特許明細書（ＦＲ−Ａ）２，２９０，００９
号を参照すること。
られる周知の型の、例えばフランス公開特許明細書（Ｆ
Ｒ−Ａ）２，２９０，００９号で説明され、グレーツタ
イプの４要素５０付きの整流ブリッジを有しており、電
源供給がＤＣかＡＣのいずれかにて行われる励磁回路４
８の一部を形成する。突入コイル３０と呼ばれ、太いワ
イヤから成る二つのコイルの第１のものは、ブリッジの
ＤＣ端子と呼ばれる端子間に接続される。他の端子は、
分離接点５２によりＤＣまたはＡＣの電源に接続され
る。保持コイル３２と呼ばれ、細いワイヤから成る他の
コイルは、ブリッジ５０と分離接点５２とにより形成さ
れた回路に並列に接続される。主接点５４は回路の電源
供給を調整する。分離接点５２は、アクチュエータを作
動する時は閉じて、可動部が活動位置に近い位置に達し
た時に開き、ブリッジの電源供給を調整する。これは機
械または電気的切替を有する周知のタイブであり、回路
が作動するとすぐに、突入周期時には閉じて、移動コア
の移動完了がはっきり認められた瞬間に開くことが肝要
である。分離接点についてのさらに正確な説明には、フ
ランス公開特許明細書（ＦＲ−Ａ）２，２９０，００９
号を参照すること。
【００２１】アクチュエータの作動は図５により説明さ
れており、Ｘ軸上に示された可動部の移動に対して、Ｙ
軸上で移動コアに加えられた電磁力（曲線６０）、突き
当てロッドの遮断器ラッチの反抗力（曲線６２）、戻し
ばねの抵抗作用（曲線６４）が図式化されている。
れており、Ｘ軸上に示された可動部の移動に対して、Ｙ
軸上で移動コアに加えられた電磁力（曲線６０）、突き
当てロッドの遮断器ラッチの反抗力（曲線６２）、戻し
ばねの抵抗作用（曲線６４）が図式化されている。
【００２２】待避時、主接点５４が開き、コイル３０、
３２には電源が供給されず、可動部１４は直列の二つの
戻しばね４０、４４の結合作用により図１に示された待
避位置に偏奇される。
３２には電源が供給されず、可動部１４は直列の二つの
戻しばね４０、４４の結合作用により図１に示された待
避位置に偏奇される。
【００２３】主接点５４と分離接点５２が閉じると、二
つのコイル３０、３２に電源が供給される。磁束は図１
乃至図３中に移動コア１６を右に進ませる力を発生す
る。これらの電磁力は、操作手段１８に、次に第２戻し
ばね４４により座金４２に、さらに第１戻しばね４０に
より固定コア２２に全体的に伝達される。非常に軽い座
金４２を無視する場合、二つの戻しばね４０、４４は同
じ力を受けるが、第１戻しばね４０の撓みは剛性差によ
り第２戻しばね４４の撓みに対して優勢である。この位
相において二つの戻しばねにより形成された可動部の等
価剛性は、実際ｋ１・ｋ２／（ｋ１＋ｋ２）に等しく、
その値はｋ１に一層近くなればなるほど、ｋ２はｋ１に
比べて大きくなる。
つのコイル３０、３２に電源が供給される。磁束は図１
乃至図３中に移動コア１６を右に進ませる力を発生す
る。これらの電磁力は、操作手段１８に、次に第２戻し
ばね４４により座金４２に、さらに第１戻しばね４０に
より固定コア２２に全体的に伝達される。非常に軽い座
金４２を無視する場合、二つの戻しばね４０、４４は同
じ力を受けるが、第１戻しばね４０の撓みは剛性差によ
り第２戻しばね４４の撓みに対して優勢である。この位
相において二つの戻しばねにより形成された可動部の等
価剛性は、実際ｋ１・ｋ２／（ｋ１＋ｋ２）に等しく、
その値はｋ１に一層近くなればなるほど、ｋ２はｋ１に
比べて大きくなる。
【００２４】横軸Ａまでの約１ｍｍの空移動の後、横軸
Ｂまでの次の２〜３ｍｍの移動により、押し棒の端部が
遮断器の機構のラッチに当たり枢動を引起こす間の有益
移動が構成される。このラッチは、アクチュエータをシ
ャント引き外し（ＭＸ）と統合した場合開ラッチとな
り、またはアクチュエータを閉制御（ＸＦ）と統合した
場合閉ラッチとなる。従って、全ての場合、これは励磁
回路が供給する電磁エネルギーとなり、一部は前述の空
移動時に蓄えられ、打撃が起こった時伝達される運動エ
ネルギーとなり、ラッチ状態を変化させる。この有益位
相では、戻しばねシステム４０、４４の反対作用は、等
価剛性が低いため非常に小さい。
Ｂまでの次の２〜３ｍｍの移動により、押し棒の端部が
遮断器の機構のラッチに当たり枢動を引起こす間の有益
移動が構成される。このラッチは、アクチュエータをシ
ャント引き外し（ＭＸ）と統合した場合開ラッチとな
り、またはアクチュエータを閉制御（ＸＦ）と統合した
場合閉ラッチとなる。従って、全ての場合、これは励磁
回路が供給する電磁エネルギーとなり、一部は前述の空
移動時に蓄えられ、打撃が起こった時伝達される運動エ
ネルギーとなり、ラッチ状態を変化させる。この有益位
相では、戻しばねシステム４０、４４の反対作用は、等
価剛性が低いため非常に小さい。
【００２５】図２に示された位置に一致する横軸Ｃま
で、以上に述べた有益移動を越えて収縮し続けることに
より、第１戻しばねは固定コア２２の第１凹所２５に完
全に収容されるよう収縮され、止め座金４２は第２凹所
２６により形成された軸受と接触する。この位置を越え
て、装置の作動が変化する。図３に示された位置に一致
する横軸Ｅにて活動位置への可動部１４が移動し続ける
と、第２戻しばね４４のみがさらに撓み、システムの等
価剛性は第２戻しばね４４の剛性ｋ２に等しく、それゆ
えに曲線６４の傾斜度が変化する。移動コア１６と固定
コア２２との間の軸部のエアギャップは、図３で排除さ
れるまで減少する。活動位置に達する直前に、分離接点
５２は横軸Ｄにて開き、保持コイル３２のみが電源供給
されたままとなり、第１戻しばね４０と第２戻しばね４
４の結合力に対して活動位置に可動部１４を保持する十
分な磁束を発生し、後者は第２凹所２６に収容される。
で、以上に述べた有益移動を越えて収縮し続けることに
より、第１戻しばねは固定コア２２の第１凹所２５に完
全に収容されるよう収縮され、止め座金４２は第２凹所
２６により形成された軸受と接触する。この位置を越え
て、装置の作動が変化する。図３に示された位置に一致
する横軸Ｅにて活動位置への可動部１４が移動し続ける
と、第２戻しばね４４のみがさらに撓み、システムの等
価剛性は第２戻しばね４４の剛性ｋ２に等しく、それゆ
えに曲線６４の傾斜度が変化する。移動コア１６と固定
コア２２との間の軸部のエアギャップは、図３で排除さ
れるまで減少する。活動位置に達する直前に、分離接点
５２は横軸Ｄにて開き、保持コイル３２のみが電源供給
されたままとなり、第１戻しばね４０と第２戻しばね４
４の結合力に対して活動位置に可動部１４を保持する十
分な磁束を発生し、後者は第２凹所２６に収容される。
【００２６】主接点５４が開くと、第２戻しばね４４の
位置エネルギーは、固定磁気回路１２の残留磁気領域に
関わらず移動コア１６を固着させなくするのに十分であ
る。緩和時第１戻しばね４０により、可動部１４が待避
位置に戻るのに必要な残りの機械動作が供給される。
位置エネルギーは、固定磁気回路１２の残留磁気領域に
関わらず移動コア１６を固着させなくするのに十分であ
る。緩和時第１戻しばね４０により、可動部１４が待避
位置に戻るのに必要な残りの機械動作が供給される。
【００２７】様々な別の実施形態が当然考えられる。
【００２８】この励磁回路は周知の形態を取り、高電力
が突入位相時待避位置から活動位置へ可動部を移動させ
るのに十分供給され、低電力が保持位相時活動位置に可
動部を保持するのに十分供給される。突入位相の最後
は、例えば第１実施形態に記述されているように、可動
部の移動に自動的にループロックされるか、または例え
ばフランス公開特許明細書（ＦＲ−Ａ）２，１３３，６
５２号に記述されているように、自動的にループロック
されない。巻線は、フランス公開特許明細書（ＦＲ−
Ａ）２，２９０，０１０号に記述されているように、平
行というよりは直列に接続できる。二つの位相間の励起
差はまた１つのコイルと共に得られ、突入位相時主幹線
システム電源により制御され、保持位相時のバルス発生
器により断続形態となる。
が突入位相時待避位置から活動位置へ可動部を移動させ
るのに十分供給され、低電力が保持位相時活動位置に可
動部を保持するのに十分供給される。突入位相の最後
は、例えば第１実施形態に記述されているように、可動
部の移動に自動的にループロックされるか、または例え
ばフランス公開特許明細書（ＦＲ−Ａ）２，１３３，６
５２号に記述されているように、自動的にループロック
されない。巻線は、フランス公開特許明細書（ＦＲ−
Ａ）２，２９０，０１０号に記述されているように、平
行というよりは直列に接続できる。二つの位相間の励起
差はまた１つのコイルと共に得られ、突入位相時主幹線
システム電源により制御され、保持位相時のバルス発生
器により断続形態となる。
【００２９】同様に、二つの戻しばねが様々な方法で配
置され、二つの戻しばねにより形成された可動部が特性
が低い剛性を持つ戻しばねの特性に近いか、またはまさ
に等しい戻しばねのように作動する間の移動の第１部分
と、二つの戻しばねにより形成された可動部が特性が高
い剛性を持つ戻しばねの特性に近いか、またはまさに等
しい戻しばねのように作動する間の移動の第２部分との
間の所要微分が得られる。図６（ａ），（ｂ），（ｃ）
は待避位置、中間位置および活動位置における別の実施
形態を概略的に示す。低い剛性ｋ１を持つ戻しばね４０
は、移動の第１部分時に作動する唯一のものであり、移
動の第２部分時に戻しばね４０、４４の両方が同時に作
動し、ｋ２がｋ１に比べて大きくなればなるほど、ｋ２
に一層近い等価剛性ｋ１＋ｋ２を持つ。座金４２は移動
止めとして作用し、移動コア１６の凹所により形成され
た止め部と共に作動する。
置され、二つの戻しばねにより形成された可動部が特性
が低い剛性を持つ戻しばねの特性に近いか、またはまさ
に等しい戻しばねのように作動する間の移動の第１部分
と、二つの戻しばねにより形成された可動部が特性が高
い剛性を持つ戻しばねの特性に近いか、またはまさに等
しい戻しばねのように作動する間の移動の第２部分との
間の所要微分が得られる。図６（ａ），（ｂ），（ｃ）
は待避位置、中間位置および活動位置における別の実施
形態を概略的に示す。低い剛性ｋ１を持つ戻しばね４０
は、移動の第１部分時に作動する唯一のものであり、移
動の第２部分時に戻しばね４０、４４の両方が同時に作
動し、ｋ２がｋ１に比べて大きくなればなるほど、ｋ２
に一層近い等価剛性ｋ１＋ｋ２を持つ。座金４２は移動
止めとして作用し、移動コア１６の凹所により形成され
た止め部と共に作動する。
【図１】待避位置における、本発明の第１実施形態によ
るアクチュエータの断面図。
るアクチュエータの断面図。
【図２】中間位置における、本発明の第１実施形態によ
るアクチュエータの断面図。
るアクチュエータの断面図。
【図３】活動位置における、本発明の第１実施形態によ
るアクチュエータの断面図。
るアクチュエータの断面図。
【図４】本発明の第１実施形態によるアクチュエータの
励磁回路の結線図。
励磁回路の結線図。
【図５】実行された移動による、アクチュエータを作動
する時の遊動力の特性曲線。
する時の遊動力の特性曲線。
【図６】待避位置、中間位置および活動位置における、
本発明の第２実施形態の簡略図。
本発明の第２実施形態の簡略図。
【図７】技術状態が周知のアクチュエータの断面図。
１０ 電磁アクチュエータ １２ 固定磁気回路 １４ 可動部 １６ 移動コア １８ 操作手段 ２０ 筒状部 ２２ 固定コア ２４ 管状シース ２５ 第１凹所 ２６ 第２凹所 ３０，３２ 制御コイル ３４ 円筒形シース ３６ 固定ロッド ３８ 押し棒 ３９ カラー ４０ 第１戻しばね ４２ 座金 ４８ 励磁回路 ４４ 第２戻しばね ５２ 分離接点 ５４ 主接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル、ロタ フランス国ビフ、リュ、ギュターブ、ゲー ル、43ビス
Claims (4)
- 【請求項１】筒状部（２０）及びこの筒状部の一端に位
置付けられ、これに接続された固定コア（２２）とを有
する強磁性体材料からなる固定磁気回路（１２）と、 待避位置と活動位置との間の固定軸に沿って滑動し、待
避位置から活動位置に移動する際に機械動作を発生する
ように設計され、待避位置から活動位置に移動する際、
固定コア（２２）との軸部のエアギャップが減少する移
動コア（１６）及びこの移動コア（１６）に一体的に組
み付けられた操作手段（１８）を有する可動部（１４）
と、 可動部（１４）を待避位置に偏奇させる第１戻しばね
（４０）と、 固定磁気回路（１２）の磁気制御磁束を発生するように
設計された少なくとも１つの固定制御コイル（３０、３
２）を有し、磁束が第１戻しばね（４０）の作用に抗し
て待避位置から活動位置へ可動部（１４）を移動させる
のに十分な高電力を供給する突入モードから、活動位置
に可動部（１４）を保持するのに十分な低電力を供給す
る保持モードに切替わるように設計されている励磁回路
（４８）と、 を備える電磁アクチュエータ（１０）において、 可動部（１４）を待避位置に柔軟に戻すように設計さ
れ、剛性が第１戻しばねより大きい第２戻しばね（４
４）と、 第１止め部（２６）と、 少なくとも第２戻しばね（４４）と第１止め部（２６）
と共に作動するように設計され、待避位置から活動位置
への可動部（１４）の軸方向移動の第１部分において第
１止め部（２６）に接触せず、第１戻しばねの圧縮作用
が優勢であり、また活動位置までの残りの移動におい
て、第１止め部（２６）に対して固定され、第２戻しば
ねの圧縮作用が優勢である第２止め部（４２）と、 を備え、活動位置において、移動コア（１６）と固定コ
ア（２２）との間の軸方向エアギャップがゼロであるこ
とを特徴とする電磁アクチュエータ。 - 【請求項２】第１戻しばね（４０）が固定コア（２２）
と第２止め部（４２）との間に配置され、第２戻しばね
（４４）が第２止め部（４２）と可動部（１４）との間
に配置され、移動の第１部分において、二つの戻しばね
（４０、４４）は直列に協働し、移動の第２部分におい
て、第２戻しばね（４４）のみが作動し続けることを特
徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。 - 【請求項３】第１戻しばね（４０）が固定コア（２２）
と可動部（１４）との間に配置され、第２戻しばね（４
４）が固定コア（２２）と第２止め部（４２）との間に
配置され、移動の第１部分において、第１戻しばね（４
０）が作動するだけで、移動の第２部分において、二つ
の戻しばね（４０、４４）が平行に協働することを特徴
とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。 - 【請求項４】第１戻しばねの剛性をｋ１、第２戻しばね
の剛性をｋ２とするとき、比ｋ１／ｋ２が１／１０未満
であり、例えば約１／２０であることを特徴とする請求
項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁アクチュエー
タ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9911696 | 1999-09-15 | ||
| FR9911696A FR2798506B1 (fr) | 1999-09-15 | 1999-09-15 | Actionneur electromagnetique muni de deux ressorts de rappel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001103724A true JP2001103724A (ja) | 2001-04-13 |
Family
ID=9550008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000246858A Pending JP2001103724A (ja) | 1999-09-15 | 2000-08-16 | 電磁アクチュエータ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6265957B1 (ja) |
| EP (1) | EP1085532B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001103724A (ja) |
| DE (1) | DE60035748T2 (ja) |
| FR (1) | FR2798506B1 (ja) |
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2000
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