JP2002270423A - 電磁アクチュエータ及び開閉器 - Google Patents
電磁アクチュエータ及び開閉器Info
- Publication number
- JP2002270423A JP2002270423A JP2001062908A JP2001062908A JP2002270423A JP 2002270423 A JP2002270423 A JP 2002270423A JP 2001062908 A JP2001062908 A JP 2001062908A JP 2001062908 A JP2001062908 A JP 2001062908A JP 2002270423 A JP2002270423 A JP 2002270423A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- electromagnetic actuator
- armature
- coil
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electromagnets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型でかつ優れた性能を有する電磁アクチュ
エータ、およびそれを備えた開閉器を提供する。 【解決手段】 ソレノイドコイルを閉路側と開路側の２
つに分けて、閉路側に大きな起磁力を発生できる閉路コ
イル４１、開路側に閉路側の閉路コイルより小さな開路
コイル４２を設けた構造とする。これにより閉路時に
は、大きな起磁力を発生させる閉路コイル４１を励磁す
ることにより大きな吸引力を発生させることができ、開
路時には、自己インダクタンスの小さい開路コイル４２
を励磁することにより開路側の動作時間を短くできる。
エータ、およびそれを備えた開閉器を提供する。 【解決手段】 ソレノイドコイルを閉路側と開路側の２
つに分けて、閉路側に大きな起磁力を発生できる閉路コ
イル４１、開路側に閉路側の閉路コイルより小さな開路
コイル４２を設けた構造とする。これにより閉路時に
は、大きな起磁力を発生させる閉路コイル４１を励磁す
ることにより大きな吸引力を発生させることができ、開
路時には、自己インダクタンスの小さい開路コイル４２
を励磁することにより開路側の動作時間を短くできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば真空バルブ
を操作ロッドにより開閉操作する操作機構に用いられる
電磁アクチュエータ、およびそれを備えた真空遮断器、
真空開閉器などの開閉器に関する。
を操作ロッドにより開閉操作する操作機構に用いられる
電磁アクチュエータ、およびそれを備えた真空遮断器、
真空開閉器などの開閉器に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平１１−７２１７９（特願平ｌ０−
５９５５７）に記載されているような永久磁石とソレノ
イドコイルとを用いた真空遮断器および真空開閉器など
の開閉器の操作機構においては、開路および閉路操作を
行うために必要な力を発生させる電磁アクチュエータが
設けられている。
５９５５７）に記載されているような永久磁石とソレノ
イドコイルとを用いた真空遮断器および真空開閉器など
の開閉器の操作機構においては、開路および閉路操作を
行うために必要な力を発生させる電磁アクチュエータが
設けられている。
【０００３】その電磁アクチュエータの構造を図２に示
す。図２は、それぞれ開路状態を左に、閉路状態を右に
示している。図２に示すように、電磁アクチュエータ
は、磁路を形成するヨーク３と、ヨーク３内を可動する
ように設けられたアーマチュア２と、アーマチュア２を
可動、もしくは閉路保持するための永久磁石１と、ヨー
ク３内の磁束を増減させるソレノイドコイル４と、非磁
性材料からできている操作ロッド６とから構成されてい
る。
す。図２は、それぞれ開路状態を左に、閉路状態を右に
示している。図２に示すように、電磁アクチュエータ
は、磁路を形成するヨーク３と、ヨーク３内を可動する
ように設けられたアーマチュア２と、アーマチュア２を
可動、もしくは閉路保持するための永久磁石１と、ヨー
ク３内の磁束を増減させるソレノイドコイル４と、非磁
性材料からできている操作ロッド６とから構成されてい
る。
【０００４】操作ロッド６には、閉路時に真空バルブ９
の固定側接触子９１と可動側接触子９２とを加圧するた
めに設けられたワイプばね８が取付けられており、その
先は、真空バルブ可動軸１０と連結されている。また、
アーマチュア２には、真空バルブ９の可動側接触子９２
を開極した際に開路状態を保持するための力が開路ばね
７により加えられている。
の固定側接触子９１と可動側接触子９２とを加圧するた
めに設けられたワイプばね８が取付けられており、その
先は、真空バルブ可動軸１０と連結されている。また、
アーマチュア２には、真空バルブ９の可動側接触子９２
を開極した際に開路状態を保持するための力が開路ばね
７により加えられている。
【０００５】この開閉動作は、次のように行われる。開
路状態で永久磁石１による磁束とともに、ソレノイドコ
イル４の励磁による永久磁石１の磁束と同方向の磁束が
生じると、アーマチュア２がギャップを縮める方向に吸
引される。これにより、アーマチュア２とともに真空バ
ルブ可動軸１０と連結されている操作ロッド６が押上げ
られ、閉路状態となる。閉路状態では、ソレノイドコイ
ル４は無励磁であり、閉路保持は永久磁石１による磁力
のみである。
路状態で永久磁石１による磁束とともに、ソレノイドコ
イル４の励磁による永久磁石１の磁束と同方向の磁束が
生じると、アーマチュア２がギャップを縮める方向に吸
引される。これにより、アーマチュア２とともに真空バ
ルブ可動軸１０と連結されている操作ロッド６が押上げ
られ、閉路状態となる。閉路状態では、ソレノイドコイ
ル４は無励磁であり、閉路保持は永久磁石１による磁力
のみである。
【０００６】一方、閉路状態で永久磁石１による磁束と
ともに、ソレノイドコイル４の励磁による永久磁石１の
磁束と逆方向の磁束が生じると、ヨーク３内の磁束が減
少し、ワイプばね８および開路ばね７による開路方向荷
重の作用により、アーマチュア２が開路方向に移動す
る。これにより、アーマチュア２とともに操作ロッド６
が引下げられ、開路状態となる。
ともに、ソレノイドコイル４の励磁による永久磁石１の
磁束と逆方向の磁束が生じると、ヨーク３内の磁束が減
少し、ワイプばね８および開路ばね７による開路方向荷
重の作用により、アーマチュア２が開路方向に移動す
る。これにより、アーマチュア２とともに操作ロッド６
が引下げられ、開路状態となる。
【０００７】このような構造により、アーマチュア２の
動きと真空バルブ可動側接触子９２の動きが連動し、真
空遮断器および真空開閉器などの開閉器の開閉操作がな
される。
動きと真空バルブ可動側接触子９２の動きが連動し、真
空遮断器および真空開閉器などの開閉器の開閉操作がな
される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のような電磁アク
チュエータにおいて、ソレノイドコイル４の励磁電流
は、自己インダクタンスにより、その立上がりが決定さ
れる。また、少ない電流で必要な起磁力を得るために
は、ソレノイドコイル４のターン数を多くする必要があ
り、それに伴い自己インダクタンスは大きくなる。した
がって、少ない電流で動作するソレノイドコイル４にす
ると、電流の立上がりが緩やかとなり、アーマチュア２
の動き始めに時間がかかるものになる。特に、開路時の
動作時間は、遮断器の性能を決定する上で重要な要素で
あり、ソレノイドコイル４の励磁電流は、必要な動作時
間内に必要な電流値まで立上がっていなければならな
い。
チュエータにおいて、ソレノイドコイル４の励磁電流
は、自己インダクタンスにより、その立上がりが決定さ
れる。また、少ない電流で必要な起磁力を得るために
は、ソレノイドコイル４のターン数を多くする必要があ
り、それに伴い自己インダクタンスは大きくなる。した
がって、少ない電流で動作するソレノイドコイル４にす
ると、電流の立上がりが緩やかとなり、アーマチュア２
の動き始めに時間がかかるものになる。特に、開路時の
動作時間は、遮断器の性能を決定する上で重要な要素で
あり、ソレノイドコイル４の励磁電流は、必要な動作時
間内に必要な電流値まで立上がっていなければならな
い。
【０００９】一方、閉路時には、開路ばね７およびワイ
プばね８の負荷に打勝つだけの力を発生させなければな
らないため、大きな起磁力が必要となる。一般的に起磁
力は、ソレノイドコイルの占有断面積により決定される
ため、起磁力を大きくするには、体積の大きいソレノイ
ドコイルにする必要がある。このように、開路および閉
路操作では相反するコイル特性が要求されるため、両特
性を満足するコイルの設計は非常に難しい。また、閉路
および開路特性を自由に変えられるようなコイルの設計
は困難である。
プばね８の負荷に打勝つだけの力を発生させなければな
らないため、大きな起磁力が必要となる。一般的に起磁
力は、ソレノイドコイルの占有断面積により決定される
ため、起磁力を大きくするには、体積の大きいソレノイ
ドコイルにする必要がある。このように、開路および閉
路操作では相反するコイル特性が要求されるため、両特
性を満足するコイルの設計は非常に難しい。また、閉路
および開路特性を自由に変えられるようなコイルの設計
は困難である。
【００１０】また、３相一体で１つの電磁アクチュエー
タにより操作を行おうとすると、非常に大きな力が必要
になり、電磁アクチュエータ内の吸着面が大きくなけれ
ばならず、必然的にアーマチュアの体積も大きなものと
なってしまう。
タにより操作を行おうとすると、非常に大きな力が必要
になり、電磁アクチュエータ内の吸着面が大きくなけれ
ばならず、必然的にアーマチュアの体積も大きなものと
なってしまう。
【００１１】そこで、本発明の目的は、小型でかつ優れ
た性能を有する電磁アクチュエータ、およびそれを備え
た開閉器を提供することにある。
た性能を有する電磁アクチュエータ、およびそれを備え
た開閉器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る電磁アクチュエータは、磁路を形成するためのヨ
ークと、このヨーク内を可動するように設けられたアー
マチュアと、このアーマチュアを可動、もしくは閉路保
持させておく永久磁石と、ヨーク内の磁力を増減させる
ための磁束を発生させる２つの異なる大きさのソレノイ
ドコイルとを備えたことを特徴とする。
に係る電磁アクチュエータは、磁路を形成するためのヨ
ークと、このヨーク内を可動するように設けられたアー
マチュアと、このアーマチュアを可動、もしくは閉路保
持させておく永久磁石と、ヨーク内の磁力を増減させる
ための磁束を発生させる２つの異なる大きさのソレノイ
ドコイルとを備えたことを特徴とする。
【００１３】開閉器に電磁アクチュエータを用いた場
合、閉路動作時には、各種ばね等による負荷に勝る力に
よって可動接点を動かすため大きな起磁力が必要とな
る。逆に、開路動作時には、永久磁石の磁束を打消す方
向にソレノイドコイルを励磁して、電磁アクチュエータ
の磁力が各種ばね等による負荷より小さくして開路動作
するため、比較的小さな起磁力で動作させることができ
る。この特性を利用して、前記のような閉路および開路
動作時の特性を両立させるために、このように、ソレノ
イドコイルを閉路側と開路側の２つに分けて２つの異な
る大きさとすることにより、それぞれの特性に合ったコ
イルとすることができる。
合、閉路動作時には、各種ばね等による負荷に勝る力に
よって可動接点を動かすため大きな起磁力が必要とな
る。逆に、開路動作時には、永久磁石の磁束を打消す方
向にソレノイドコイルを励磁して、電磁アクチュエータ
の磁力が各種ばね等による負荷より小さくして開路動作
するため、比較的小さな起磁力で動作させることができ
る。この特性を利用して、前記のような閉路および開路
動作時の特性を両立させるために、このように、ソレノ
イドコイルを閉路側と開路側の２つに分けて２つの異な
る大きさとすることにより、それぞれの特性に合ったコ
イルとすることができる。
【００１４】請求項２に記載の本発明に係る電磁アクチ
ュエータは、請求項１に記載の電磁アクチュエータにお
いて、２つの異なる大きさのソレノイドコイルのうち、
１つが起磁力の小さな開路コイルであり、もう１つが起
磁力の大きな閉路コイルであることを特徴とする。
ュエータは、請求項１に記載の電磁アクチュエータにお
いて、２つの異なる大きさのソレノイドコイルのうち、
１つが起磁力の小さな開路コイルであり、もう１つが起
磁力の大きな閉路コイルであることを特徴とする。
【００１５】このような構成により、閉路時には、大き
な起磁力を発生させるコイルを励磁することにより大き
な吸引力を発生させることができ、開路時には、自己イ
ンダクタンスの小さいコイルを励磁することにより開路
側の動作時間を短くできる。
な起磁力を発生させるコイルを励磁することにより大き
な吸引力を発生させることができ、開路時には、自己イ
ンダクタンスの小さいコイルを励磁することにより開路
側の動作時間を短くできる。
【００１６】請求項３に記載の本発明に係る電磁アクチ
ュエータは、請求項２に記載の電磁アクチュエータにお
いて、永久磁石とアーマチュアとが同一磁気回路内に配
置され、開路コイルが永久磁石と離れた位置でアーマチ
ュア近傍に配置されたことを特徴とする。
ュエータは、請求項２に記載の電磁アクチュエータにお
いて、永久磁石とアーマチュアとが同一磁気回路内に配
置され、開路コイルが永久磁石と離れた位置でアーマチ
ュア近傍に配置されたことを特徴とする。
【００１７】このように、開路コイルをアーマチュア近
傍に配置することにより、アーマチュアおよびアーマチ
ュア吸着面の磁束を効率よく減少させられるため、開路
コイルの縮小化を図ることができる。
傍に配置することにより、アーマチュアおよびアーマチ
ュア吸着面の磁束を効率よく減少させられるため、開路
コイルの縮小化を図ることができる。
【００１８】請求項４に記載の本発明に係る電磁アクチ
ュエータは、請求項１に記載の電磁アクチュエータにお
いて、ヨークおよびアーマチュアの可動軸に対して直角
方向の断面が角型であることを特徴とする。
ュエータは、請求項１に記載の電磁アクチュエータにお
いて、ヨークおよびアーマチュアの可動軸に対して直角
方向の断面が角型であることを特徴とする。
【００１９】このように、電磁アクチュエータの断面形
状を角型にすることによって、デッドスペースを減らす
ことができ、同じ断面積であってもスペース効率のよい
小型の電磁アクチュエータを実現することが可能とな
る。
状を角型にすることによって、デッドスペースを減らす
ことができ、同じ断面積であってもスペース効率のよい
小型の電磁アクチュエータを実現することが可能とな
る。
【００２０】請求項５に記載の本発明に係る電磁アクチ
ュエータは、請求項１に記載の電磁アクチュエータにお
いて、２つの異なる大きさのソレノイドコイルを１つの
スプールに巻付けたことを特徴とする。
ュエータは、請求項１に記載の電磁アクチュエータにお
いて、２つの異なる大きさのソレノイドコイルを１つの
スプールに巻付けたことを特徴とする。
【００２１】このように、２つのソレノイドコイルを１
つのスプールに巻付けることにより高さ方向の縮小化を
図ることができ、電磁アクチュエータ組立の際、ソレノ
イドコイル同士の芯合せ等の調整が不要となり、組立が
容易となる。
つのスプールに巻付けることにより高さ方向の縮小化を
図ることができ、電磁アクチュエータ組立の際、ソレノ
イドコイル同士の芯合せ等の調整が不要となり、組立が
容易となる。
【００２２】請求項６に記載の本発明に係る電磁アクチ
ュエータは、磁路を形成するためのヨークと、このヨー
ク内を可動するように設けられたアーマチュアと、この
アーマチュアを可動、もしくは閉路保持させておく永久
磁石と、ヨーク内の磁力を増減させるための磁束を発生
させるソレノイドコイルとを備え、開閉器における真空
バルブの接触子を開閉させる操作機構として使用される
電磁アクチュエータにおいて、電磁アクチュエータの可
動軸を水平にしたことを特徴とする。
ュエータは、磁路を形成するためのヨークと、このヨー
ク内を可動するように設けられたアーマチュアと、この
アーマチュアを可動、もしくは閉路保持させておく永久
磁石と、ヨーク内の磁力を増減させるための磁束を発生
させるソレノイドコイルとを備え、開閉器における真空
バルブの接触子を開閉させる操作機構として使用される
電磁アクチュエータにおいて、電磁アクチュエータの可
動軸を水平にしたことを特徴とする。
【００２３】電磁アクチュエータにおいては、大きな吸
引力を発生させるのにアーマチュアが大きくなるため、
このように、電磁アクチュエータを水平方向に配置し、
アーマチュアの可動方向を水平にすることによって、ア
ーマチュアの自重の影響をなくすことができる。
引力を発生させるのにアーマチュアが大きくなるため、
このように、電磁アクチュエータを水平方向に配置し、
アーマチュアの可動方向を水平にすることによって、ア
ーマチュアの自重の影響をなくすことができる。
【００２４】請求項７に記載の本発明に係る開閉器は、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電磁アクチュ
エータを備えたことを特徴とする。
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電磁アクチュ
エータを備えたことを特徴とする。
【００２５】請求項８に記載の本発明に係る開閉器は、
開閉器を開閉させる方向に移動可能に保持された操作ロ
ッドに接続された磁性体と、磁性体を吸引する永久磁石
と、永久磁石の磁力を増加させる第１の操作電磁石と、
磁性体を永久磁石から離すようにさせる第２の操作電磁
石と、磁性体を永久磁石から離す方向に付勢する弾性部
材からなる操作機構を有することを特徴とする。
開閉器を開閉させる方向に移動可能に保持された操作ロ
ッドに接続された磁性体と、磁性体を吸引する永久磁石
と、永久磁石の磁力を増加させる第１の操作電磁石と、
磁性体を永久磁石から離すようにさせる第２の操作電磁
石と、磁性体を永久磁石から離す方向に付勢する弾性部
材からなる操作機構を有することを特徴とする。
【００２６】このように第１の操作電磁石と第２の操作
電磁石の２つに分けて構成することにより、閉路時と開
路時のそれぞれの特性に合った操作電磁石とすることが
できる。
電磁石の２つに分けて構成することにより、閉路時と開
路時のそれぞれの特性に合った操作電磁石とすることが
できる。
【００２７】請求項９に記載の本発明に係る開閉器は、
開閉器を開閉させる方向に移動可能に保持された操作ロ
ッドに接続された永久磁石と、永久磁石を吸引する磁性
体と、操作ロッドに接続され、永久磁石の磁力を増加さ
せる第１の操作電磁石と、操作ロッドに接続され、永久
磁石を前記磁性体から離すようにさせる第２の操作電磁
石と、永久磁石を前記磁性体から離す方向に付勢する弾
性部材からなる操作機構を有することを特徴とする。
開閉器を開閉させる方向に移動可能に保持された操作ロ
ッドに接続された永久磁石と、永久磁石を吸引する磁性
体と、操作ロッドに接続され、永久磁石の磁力を増加さ
せる第１の操作電磁石と、操作ロッドに接続され、永久
磁石を前記磁性体から離すようにさせる第２の操作電磁
石と、永久磁石を前記磁性体から離す方向に付勢する弾
性部材からなる操作機構を有することを特徴とする。
【００２８】このように第１の操作電磁石と第２の操作
電磁石の２つに分けて構成することにより、閉路時と開
路時のそれぞれの特性に合った操作電磁石とすることが
できる。
電磁石の２つに分けて構成することにより、閉路時と開
路時のそれぞれの特性に合った操作電磁石とすることが
できる。
【００２９】請求項１０に記載の本発明に係る開閉器
は、請求項８または請求項９に記載の開閉器において、
第１の操作電磁石の起磁力が第２の操作電磁石の起磁力
より大きいことを特徴とする。
は、請求項８または請求項９に記載の開閉器において、
第１の操作電磁石の起磁力が第２の操作電磁石の起磁力
より大きいことを特徴とする。
【００３０】このような構成により、閉路時には、大き
な起磁力を発生させる第１の操作電磁石を励磁すること
により大きな吸引力を発生させることができ、開路時に
は、自己インダクタンスの小さい第２の操作電磁石を励
磁することにより開路側の動作時間を短くできる。
な起磁力を発生させる第１の操作電磁石を励磁すること
により大きな吸引力を発生させることができ、開路時に
は、自己インダクタンスの小さい第２の操作電磁石を励
磁することにより開路側の動作時間を短くできる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面によって説明する。
て図面によって説明する。
【００３２】図１は、本発明の一実施形態に係る電磁ア
クチュエータを真空遮断器に適用した場合の操作機構部
および主回路部の断面図である。なお、図１において
は、それぞれ開路状態を左に、閉路状態を右に示してい
る。
クチュエータを真空遮断器に適用した場合の操作機構部
および主回路部の断面図である。なお、図１において
は、それぞれ開路状態を左に、閉路状態を右に示してい
る。
【００３３】この実施形態の構成は、次の通りである。
電路の開閉を行う真空バルブ９は、一端が固定されてお
り、可動側接触子９２は、絶縁材からなる真空バルブ可
動軸１０と連結されて上下移動可能となっている。その
真空バルブ可動軸１０の下には、固定側接触子９１と可
動側接触子９２とを加圧するためのワイプばね８が設け
られており、そのワイプばね８の他端は、連結部材１１
と連結されて、３相一体になって可動するようになって
いる。連結部材１１の中央には、非磁性材料からできて
いる操作ロッド６が連結され、操作ロッド６の上下移動
に合せてワイプばね８とともに可動側接触子９２が上下
に可動する。
電路の開閉を行う真空バルブ９は、一端が固定されてお
り、可動側接触子９２は、絶縁材からなる真空バルブ可
動軸１０と連結されて上下移動可能となっている。その
真空バルブ可動軸１０の下には、固定側接触子９１と可
動側接触子９２とを加圧するためのワイプばね８が設け
られており、そのワイプばね８の他端は、連結部材１１
と連結されて、３相一体になって可動するようになって
いる。連結部材１１の中央には、非磁性材料からできて
いる操作ロッド６が連結され、操作ロッド６の上下移動
に合せてワイプばね８とともに可動側接触子９２が上下
に可動する。
【００３４】操作ロッド６を動かす原動力である電磁ア
クチュエータの構造は、磁路を形成するヨーク３と、操
作ロッド６を中心軸にヨーク３内を上下に可動するよう
に設けられた磁性体であるアーマチュア２と、アーマチ
ュア２を可動、もしくは閉路保持するための永久磁石１
と、ヨーク３およびアーマチュア２内の磁束を増減させ
る第１の操作電磁石を構成する閉路コイル４１、および
第２の操作電磁石を構成する開路コイル４２とから構成
されている。
クチュエータの構造は、磁路を形成するヨーク３と、操
作ロッド６を中心軸にヨーク３内を上下に可動するよう
に設けられた磁性体であるアーマチュア２と、アーマチ
ュア２を可動、もしくは閉路保持するための永久磁石１
と、ヨーク３およびアーマチュア２内の磁束を増減させ
る第１の操作電磁石を構成する閉路コイル４１、および
第２の操作電磁石を構成する開路コイル４２とから構成
されている。
【００３５】閉路コイル４１および開路コイル４２は、
ともにスプール５に巻付けられており、同時に閉路コイ
ル４１と開路コイル４２は、互いにスプール５のフラン
ジによって絶縁されている。閉路コイル４１は、閉路時
の高負荷のため比較的大きなコイルである。逆に開路コ
イル４２は、永久磁石１の吸引力を弱めて開路ばね７等
による負荷により動作させるので、閉路コイル４１より
小さなコイルとしている。開路コイル４２は、永久磁石
１から離れた位置で、閉路コイル４１の下側のアーマチ
ュア２近傍に配置されており、開路コイル４２の発生す
る磁束が、直接アーマチュア２を通るようになってい
る。操作ロッド６は、アーマチュア２を貫く形で配置さ
れている。
ともにスプール５に巻付けられており、同時に閉路コイ
ル４１と開路コイル４２は、互いにスプール５のフラン
ジによって絶縁されている。閉路コイル４１は、閉路時
の高負荷のため比較的大きなコイルである。逆に開路コ
イル４２は、永久磁石１の吸引力を弱めて開路ばね７等
による負荷により動作させるので、閉路コイル４１より
小さなコイルとしている。開路コイル４２は、永久磁石
１から離れた位置で、閉路コイル４１の下側のアーマチ
ュア２近傍に配置されており、開路コイル４２の発生す
る磁束が、直接アーマチュア２を通るようになってい
る。操作ロッド６は、アーマチュア２を貫く形で配置さ
れている。
【００３６】連結部材１１には、アーマチュア２を永久
磁石１から離す方向に付勢する弾性部材である開路ばね
７が左右に２本設けられており、これにより可動接触子
９２やアーマチュア２の開路状態を保持されている。開
路ばね７は、従来例のようにアーマチュア２の下部に配
置してもよく、可動接触子９２やアーマチュア２を開路
状態に保持しておけるところであればどこに配置しても
よい。
磁石１から離す方向に付勢する弾性部材である開路ばね
７が左右に２本設けられており、これにより可動接触子
９２やアーマチュア２の開路状態を保持されている。開
路ばね７は、従来例のようにアーマチュア２の下部に配
置してもよく、可動接触子９２やアーマチュア２を開路
状態に保持しておけるところであればどこに配置しても
よい。
【００３７】ところで、電磁アクチュエータを用いた真
空遮断器において、閉路動作時には、各種ばね等による
負荷に勝る力によって可動接点を動かすため大きな起磁
力が必要となる。逆に、開路動作時には、永久磁石１の
磁束を打消す方向にソレノイドコイルを励磁して、電磁
アクチュエータの磁力が各種ばね等による負荷より小さ
くして開路動作するため、比較的小さな起磁力で動作さ
せることができる。この特性を利用して、前記のような
閉路および開路動作時の特性を両立させるために、この
実施形態においては、操作電磁石を構成するソレノイド
コイルを閉路側と開路側の２つに分けて、それぞれの特
性に合ったコイルを設けた構造とする。具体的には、閉
路側に大きな起磁力を発生できる閉路コイル４１、開路
側に閉路側の閉路コイルより小さな開路コイル４２を設
けた構造とする。これにより閉路時には、大きな起磁力
を発生させるコイル即ち閉路コイル４１を励磁すること
により大きな吸引力を発生させることができ、開路時に
は、自己インダクタンスの小さいコイル即ち開路コイル
４２を励磁することにより開路側の動作時間を短くでき
る。
空遮断器において、閉路動作時には、各種ばね等による
負荷に勝る力によって可動接点を動かすため大きな起磁
力が必要となる。逆に、開路動作時には、永久磁石１の
磁束を打消す方向にソレノイドコイルを励磁して、電磁
アクチュエータの磁力が各種ばね等による負荷より小さ
くして開路動作するため、比較的小さな起磁力で動作さ
せることができる。この特性を利用して、前記のような
閉路および開路動作時の特性を両立させるために、この
実施形態においては、操作電磁石を構成するソレノイド
コイルを閉路側と開路側の２つに分けて、それぞれの特
性に合ったコイルを設けた構造とする。具体的には、閉
路側に大きな起磁力を発生できる閉路コイル４１、開路
側に閉路側の閉路コイルより小さな開路コイル４２を設
けた構造とする。これにより閉路時には、大きな起磁力
を発生させるコイル即ち閉路コイル４１を励磁すること
により大きな吸引力を発生させることができ、開路時に
は、自己インダクタンスの小さいコイル即ち開路コイル
４２を励磁することにより開路側の動作時間を短くでき
る。
【００３８】さらに、開路コイル４２をアーマチュア２
近傍に配置することにより、アーマチュア２およびアー
マチュア吸着面の磁束を効率よく減少させられるため、
開路コイル２の縮小化を図ることができる。
近傍に配置することにより、アーマチュア２およびアー
マチュア吸着面の磁束を効率よく減少させられるため、
開路コイル２の縮小化を図ることができる。
【００３９】また、ヨーク３およびアーマチュア２の可
動軸に対して直角方向の断面を角型にする。このよう
に、電磁アクチュエータの断面形状を角型にすることに
よって、デッドスペースを減らすことができ、同じ断面
積であってもスペース効率のよい小型の電磁アクチュエ
ータが可能となる。
動軸に対して直角方向の断面を角型にする。このよう
に、電磁アクチュエータの断面形状を角型にすることに
よって、デッドスペースを減らすことができ、同じ断面
積であってもスペース効率のよい小型の電磁アクチュエ
ータが可能となる。
【００４０】更に、２つのソレノイドコイル即ち閉路コ
イル４１および開路コイル４２を１つのスプール５に巻
付けることにより高さ方向の縮小化を図ることができ、
電磁アクチュエータ組立の際、ソレノイドコイル同士の
芯合せ等の調整が不要となり、組立が容易となる。
イル４１および開路コイル４２を１つのスプール５に巻
付けることにより高さ方向の縮小化を図ることができ、
電磁アクチュエータ組立の際、ソレノイドコイル同士の
芯合せ等の調整が不要となり、組立が容易となる。
【００４１】また、図１では、真空バルブ９と電磁アク
チュエータの可動方向が一致して、直動する場合を示し
ているが、電磁アクチュエータを９０°回転して可動方
向を水平にした配置として実施することもできる。即
ち、電磁アクチュエータにおいては、大きな吸引力を発
生させるのにアーマチュア２が大きくなるため、電磁ア
クチュエータを水平方向に配置し、アーマチュア２の可
動方向を水平にすることによって、アーマチュア２の自
重の影響をなくすことができる。
チュエータの可動方向が一致して、直動する場合を示し
ているが、電磁アクチュエータを９０°回転して可動方
向を水平にした配置として実施することもできる。即
ち、電磁アクチュエータにおいては、大きな吸引力を発
生させるのにアーマチュア２が大きくなるため、電磁ア
クチュエータを水平方向に配置し、アーマチュア２の可
動方向を水平にすることによって、アーマチュア２の自
重の影響をなくすことができる。
【００４２】以上説明したように、この実施形態の電磁
アクチュエータでは、閉路時の高負荷に対応して大きな
コイル即ち閉路コイル４１を励磁し、開路時には応答性
をよくするために小さなコイル即ち開路コイル４２を励
磁して動作させる。これにより、閉路時には、確実な閉
路動作を行うことができ、開路時には、動作時間の短い
優れた特性の真空遮断器などの開閉器が実現できる。
アクチュエータでは、閉路時の高負荷に対応して大きな
コイル即ち閉路コイル４１を励磁し、開路時には応答性
をよくするために小さなコイル即ち開路コイル４２を励
磁して動作させる。これにより、閉路時には、確実な閉
路動作を行うことができ、開路時には、動作時間の短い
優れた特性の真空遮断器などの開閉器が実現できる。
【００４３】さらに、開路コイル４２をアーマチュア２
近傍に配置することにより、開路コイル４２により発生
される磁束が、アーマチュア２およびアーマチュア２と
ヨーク３の吸着面に効率よく発生して、より優れた開路
特性を有する真空遮断器などの開閉器が実現できる。
近傍に配置することにより、開路コイル４２により発生
される磁束が、アーマチュア２およびアーマチュア２と
ヨーク３の吸着面に効率よく発生して、より優れた開路
特性を有する真空遮断器などの開閉器が実現できる。
【００４４】さらに、ヨーク３およびアーマチュア２の
可動軸に対して直角方向の断面を、角型の断面形状とす
ることによって、スペース効率のよい電磁アクチュエー
タが可能となる。
可動軸に対して直角方向の断面を、角型の断面形状とす
ることによって、スペース効率のよい電磁アクチュエー
タが可能となる。
【００４５】また、閉路コイル４１と開路コイル４２を
１つのスプール５に巻付けることにより、組立性が向上
でき、製作が容易な電磁アクチュエータが提供できる。
１つのスプール５に巻付けることにより、組立性が向上
でき、製作が容易な電磁アクチュエータが提供できる。
【００４６】更に、アーマチュア２の可動方向を水平に
することによって、アーマチュア２の自重の影響を少な
くし、重量に対する特性変化の少ない優れた電磁アクチ
ュエータを提供できる。
することによって、アーマチュア２の自重の影響を少な
くし、重量に対する特性変化の少ない優れた電磁アクチ
ュエータを提供できる。
【００４７】なお、上述の説明では、磁性体即ちアーマ
チュア２を操作ロッド６に取付け、これを永久磁石１で
吸引して操作ロッド６を移動させるように構成したが、
永久磁石１、ヨーク３、閉路コイル４１、および開路コ
イル４２を操作ロッド６に取付け、永久磁石１を磁性体
で吸引して操作ロッド６を移動させるように構成するこ
ともできる。
チュア２を操作ロッド６に取付け、これを永久磁石１で
吸引して操作ロッド６を移動させるように構成したが、
永久磁石１、ヨーク３、閉路コイル４１、および開路コ
イル４２を操作ロッド６に取付け、永久磁石１を磁性体
で吸引して操作ロッド６を移動させるように構成するこ
ともできる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型でかつ優れた性能を有する電磁アクチュエータ、お
よびそれを備えた開閉器を提供することができる。
小型でかつ優れた性能を有する電磁アクチュエータ、お
よびそれを備えた開閉器を提供することができる。
【図１】 本発明の一実施形態の構成を示す断面図。
【図２】 従来例の構成を示す断面図。
１…永久磁石 ２…アーマチュア ３…ヨーク ４…ソレノイドコイル ４１…閉路コイル ４２…開路コイル ５…スプール ６…操作ロッド ７…開路ばね ８…ワイプばね ９…真空バルブ ９１…固定側接触子 ９２…可動側接触子 １０…真空バルブ可動軸 １１…連結部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪口 修 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 宮川 勝 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 Ｆターム(参考） 5E048 AB04 AC05 AD02
Claims (10)
- 【請求項１】磁路を形成するためのヨークと、 このヨーク内を可動するように設けられたアーマチュア
と、 このアーマチュアを可動、もしくは閉路保持させておく
永久磁石と、 前記ヨーク内の磁力を増減させるための磁束を発生させ
る２つの異なる大きさのソレノイドコイルとを備えたこ
とを特徴とする電磁アクチュエータ。 - 【請求項２】前記２つの異なる大きさのソレノイドコイ
ルのうち、１つが起磁力の小さな開路コイルであり、も
う１つが起磁力の大きな閉路コイルであることを特徴と
する請求項１に記載の電磁アクチュエータ。 - 【請求項３】前記永久磁石と前記アーマチュアとが同一
磁気回路内に配置され、前記開路コイルが前記永久磁石
と離れた位置で前記アーマチュア近傍に配置されたこと
を特徴とする請求項２に記載の電磁アクチュエータ。 - 【請求項４】前記ヨークおよび前記アーマチュアの可動
軸に対して直角方向の断面が角型であることを特徴とす
る請求項１に記載の電磁アクチュエータ。 - 【請求項５】前記２つの異なる大きさのソレノイドコイ
ルを１つのスプールに巻付けた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６】磁路を形成するためのヨークと、 このヨーク内を可動するように設けられたアーマチュア
と、 このアーマチュアを可動、もしくは閉路保持させておく
永久磁石と、 前記ヨーク内の磁力を増減させるための磁束を発生させ
るソレノイドコイルとを備え、 開閉器における真空バルブの接触子を開閉させる操作機
構として使用される電磁アクチュエータにおいて、 前記電磁アクチュエータの可動軸を水平にしたことを特
徴とする電磁アクチュエータ。 - 【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の
電磁アクチュエータを備えたことを特徴とする開閉器。 - 【請求項８】開閉器を開閉させる方向に移動可能に保持
された操作ロッドに接続された磁性体と、 前記磁性体を吸引する永久磁石と、 前記永久磁石の磁力を増加させる第１の操作電磁石と、 前記磁性体を前記永久磁石から離すようにさせる第２の
操作電磁石と、 前記磁性体を前記永久磁石から離す方向に付勢する弾性
部材からなる操作機構を有することを特徴とする開閉
器。 - 【請求項９】開閉器を開閉させる方向に移動可能に保持
された操作ロッドに接続された永久磁石と、 前記永久磁石を吸引する磁性体と、 前記操作ロッドに接続され、前記永久磁石の磁力を増加
させる第１の操作電磁石と、 前記操作ロッドに接続され、前記永久磁石を前記磁性体
から離すようにさせる第２の操作電磁石と、 前記永久磁石を前記磁性体から離す方向に付勢する弾性
部材からなる操作機構を有することを特徴とする開閉
器。 - 【請求項１０】前記第１の操作電磁石の起磁力が前記第
２の操作電磁石の起磁力より大きいことを特徴とする請
求項８または請求項９に記載の開閉器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001062908A JP2002270423A (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 電磁アクチュエータ及び開閉器 |
| CNB021069522A CN100442414C (zh) | 2001-03-07 | 2002-03-07 | 电磁致动器和开闭器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001062908A JP2002270423A (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 電磁アクチュエータ及び開閉器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002270423A true JP2002270423A (ja) | 2002-09-20 |
Family
ID=18921980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001062908A Pending JP2002270423A (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 電磁アクチュエータ及び開閉器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002270423A (ja) |
| CN (1) | CN100442414C (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007014105A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Hitachi Ltd | 電磁アクチュエータ及びそれを用いたクラッチ機構及び自動車の動力伝達機構 |
| JP2007073580A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Toshiba Corp | 電磁アクチュエータおよび開閉器 |
| JP2007073829A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Toshiba Corp | 電磁アクチュエータ及び開閉器 |
| JP2007179841A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Toshiba Corp | 真空遮断器 |
| JP2008053387A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Nissin Electric Co Ltd | 電磁操作器 |
| WO2008105393A1 (ja) | 2007-02-26 | 2008-09-04 | Olympus Medical Systems Corp. | 磁気アクチュエータ、磁気アクチュエータの動作方法、およびこれを用いたカプセル型内視鏡 |
| JP2011146676A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-07-28 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電磁石装置 |
| EP2600361A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-06-05 | Eaton Industries (Netherlands) B.V. | Electromagnetic actuator |
| CN103743471A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-04-23 | 中国航天时代电子公司 | 一种基于声信号的接触器动作过程中时间参数测试方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9450384B2 (en) * | 2014-12-21 | 2016-09-20 | Schneider Electric USA, Inc. | Breaker-operated electrical connection shutter for panelboards |
| CN108144344B (zh) * | 2015-11-06 | 2020-05-22 | 日照海川水处理设备股份有限公司 | 电磁污水过滤系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5628144U (ja) * | 1979-08-13 | 1981-03-16 | ||
| JPS57170513U (ja) * | 1981-04-22 | 1982-10-27 | ||
| JPS5871605A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自己保持型ソレノイド |
| JPH1172179A (ja) * | 1997-03-25 | 1999-03-16 | Toshiba Corp | しゃ断器の操作装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2337668Y (zh) * | 1998-03-11 | 1999-09-08 | 王光顺 | 一种真空开关的永磁操作机构 |
| CN2413376Y (zh) * | 1999-12-29 | 2001-01-03 | 大连理工大学 | 一种新型电磁操动机构 |
| CN2415457Y (zh) * | 2000-02-23 | 2001-01-17 | 李永吉 | 一种永磁保持器 |
-
2001
- 2001-03-07 JP JP2001062908A patent/JP2002270423A/ja active Pending
-
2002
- 2002-03-07 CN CNB021069522A patent/CN100442414C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5628144U (ja) * | 1979-08-13 | 1981-03-16 | ||
| JPS57170513U (ja) * | 1981-04-22 | 1982-10-27 | ||
| JPS5871605A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自己保持型ソレノイド |
| JPH1172179A (ja) * | 1997-03-25 | 1999-03-16 | Toshiba Corp | しゃ断器の操作装置 |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4625727B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2011-02-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電磁アクチュエータ及びそれを用いたクラッチ機構及び自動車の動力伝達機構 |
| JP2007014105A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Hitachi Ltd | 電磁アクチュエータ及びそれを用いたクラッチ機構及び自動車の動力伝達機構 |
| JP2007073580A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Toshiba Corp | 電磁アクチュエータおよび開閉器 |
| JP2007073829A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Toshiba Corp | 電磁アクチュエータ及び開閉器 |
| JP4516908B2 (ja) * | 2005-09-08 | 2010-08-04 | 株式会社東芝 | 電磁アクチュエータ及び開閉器 |
| JP2007179841A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Toshiba Corp | 真空遮断器 |
| JP2008053387A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Nissin Electric Co Ltd | 電磁操作器 |
| US8084898B2 (en) | 2007-02-26 | 2011-12-27 | Olympus Medical Systems Corp. | Magnetic actuator, magnetic actuator operating method, and capsule endoscope using the same |
| WO2008105393A1 (ja) | 2007-02-26 | 2008-09-04 | Olympus Medical Systems Corp. | 磁気アクチュエータ、磁気アクチュエータの動作方法、およびこれを用いたカプセル型内視鏡 |
| JP2011146676A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-07-28 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電磁石装置 |
| EP2600361A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-06-05 | Eaton Industries (Netherlands) B.V. | Electromagnetic actuator |
| WO2013079463A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-06-06 | Eaton Industries (Netherlands) B.V. | Electromagnetic actuator |
| CN103975397A (zh) * | 2011-11-29 | 2014-08-06 | 伊顿工业(荷兰)有限公司 | 电磁致动器 |
| US9053879B2 (en) | 2011-11-29 | 2015-06-09 | Eaton Industries (Netherlands) B.V. | Electromagnetic actuator |
| CN103743471A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-04-23 | 中国航天时代电子公司 | 一种基于声信号的接触器动作过程中时间参数测试方法 |
| CN103743471B (zh) * | 2013-12-24 | 2016-04-13 | 中国航天时代电子公司 | 一种基于声信号的接触器动作过程中时间参数测试方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1374676A (zh) | 2002-10-16 |
| CN100442414C (zh) | 2008-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5816654B2 (ja) | 電磁駆動装置を有する弁 | |
| US20090039989A1 (en) | Electromagnetic actuator, in particular for a medium voltage switch | |
| JP2004146333A (ja) | 操作装置およびその操作装置を使用した開閉装置 | |
| JP2002270423A (ja) | 電磁アクチュエータ及び開閉器 | |
| JP2003308761A (ja) | 電磁アクチュエータ | |
| JP4975319B2 (ja) | 真空遮断器 | |
| JP4829097B2 (ja) | 電磁アクチュエータ | |
| JP4531005B2 (ja) | 電磁操作方式開閉器 | |
| JP4629271B2 (ja) | 電力用開閉装置の操作装置 | |
| US9472367B2 (en) | Electrical switching apparatus and relay including a ferromagnetic or magnetic armature having a tapered portion | |
| JP2008204864A (ja) | 開閉器 | |
| JP2002217026A (ja) | 電磁石およびそれを用いた開閉装置の操作機構 | |
| JP2003016887A (ja) | 電力用開閉装置の操作装置 | |
| JP4744734B2 (ja) | 開閉装置用電磁駆動機構 | |
| JP4515664B2 (ja) | 電力用開閉装置の操作装置 | |
| JP4580814B2 (ja) | 電磁アクチュエータ | |
| JP2005079009A (ja) | 開閉器 | |
| JP4455257B2 (ja) | 開閉器 | |
| JPS63133604A (ja) | 有極電磁石 | |
| JP4755923B2 (ja) | 電磁アクチュエータ | |
| JP7353220B2 (ja) | 電磁操作式開閉装置 | |
| JPH06260070A (ja) | 電磁継電器 | |
| JPH0342602Y2 (ja) | ||
| JP2022102006A (ja) | 電磁操作機構 | |
| JP2006286356A (ja) | 電磁アクチュエータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050601 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050610 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050721 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050811 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051006 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20051026 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20051118 |