JP2008135383A - 回路遮断器のリモート操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に切換操作する際に、その操作行程全域で平均した高い電磁推力を確保し、切換終端位置ではハンドルに過大な衝撃荷重を加えることなく、安定した動作と操作機能が発揮できるように改良する。
【解決手段】回路遮断器１のハンドル１ａに電磁リニアアクチュエータの可動子を連結し、リモート操作指令により前記アクチュエータを駆動してハンドルをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に切換操作するようにしたリモート操作装置２において、前記の電磁リニアアクチュエータを、複数の永久磁石１４を配列した界磁部１５と、３脚形磁気ヨーク１６の各脚に操作コイル１７ａ，１７ｂ，１７ｃを巻装して界磁部に対向させたコイル部１８からなる永久磁石型リニアパルスモータで構成する。そして、操作行程の途上で操作コイルの励磁パターンを順次切換えて通電制御することにより、可動子を歩進動作させて回路遮断器のハンドルを切換終端位置に向けてステップ状に駆動させるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線用遮断器，漏電遮断器などの回路遮断器に取付けて遮断器のハンドルを遠隔操作によりＯＮ，ＯＦＦ、ＲＥＳＥＴ位置に駆動するリモート操作装置に関する。

低圧配電設備のコンポーネントとして使用する頭記の回路遮断器は配電盤，制御盤などに装備して集中監視システムを構築しており、この回路遮断器には外部付属装置として外部から指令（電気信号）を与えて回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に切換え操作するようにしたリモート操作装置が使用されている。また、このリモート操作装置として、駆動モータ，減速歯車，送りねじ機構を組合せた在来の電動駆動方式に代え、電磁式のリニアアクチュエータで操作ハンドルを直接駆動するようにした方式のリモート操作装置が既に製品化されて公知である（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。

次に、特許文献１および特許文献２に開示されている回路遮断器のリモート操作装置、およびそのリモート操作装置を適用する回路遮断器の構成を図６〜図８で説明する。
まず、図６（ａ）〜（ｃ）において、１は回路遮断器（配線用遮断器）、１ａは遮断器ケース１ｂのカバーから上方に突き出たロッカー式の開閉操作ハンドル、２は回路遮断器１の頂部に装着して前記ハンドル１ａに連係させたリモート操作装置である。ここで、リモート操作装置２は、ケース３の内部にガイドレール４、ガイドレール４に案内支持した可動子５（可動子の詳細構造については後記する）、Ｅ字形の磁気ヨーク６ａに操作コイル６ｂを巻装して前記可動子５の移動経路の両側に配した一対の固定子６からなる電磁リニアアクチュエータを装備した構成になる。このリモート操作装置２を回路遮断器１に取付けた状態では、前記可動子５の下面に形成した凹所に回路遮断器の操作ハンドル１ａを嵌合して連結している。なお、７は前記可動子５に設けた手動操作用のハンドル、８は本体ケース３の頂面に設けた補助蓋である。

一方、図７で示すように、回路遮断器１のハンドル１ａは、トグルリンクに開閉ばねを組合せた開閉機構１ｃを介して主回路接点機構１ｄの可動接触子に連繋しており、さらに開閉機構１ｃはラッチ機構を介して過電流引外し装置１ｅに連繋されている。そして、回路遮断器１の単独使用状態でハンドル１ａを図中に表したＯＦＦからＯＮ位置，ＯＮからＯＦＦの位置に移動すると、ハンドル１ａの動きに連動して開閉機構１ｃ(トグルリンクが開閉ばねで蓄勢されている)が反転動作し、主回路接点が閉極，開極する。また、過電流引外し装置１ｅが主回路の過電流を検知してラッチ機構を釈放すると、回路遮断器１がトリップ動作して主回路接点が開極し、ハンドル１ａはトグルリンクと開閉ばねとの釣り合い条件からＯＮとＯＦＦの中間のＴＲＩＰ位置に停止してトリップ動作を表示する。なお、トリップ動作後に主回路接点を再投入させるには、ハンドル１ａをＴＲＩＰ位置から一旦ＲＥＳＥＴ位置に移動してラッチ機構をリセットさせた後、改めてＯＮ位置に投入することで主回路接点が閉極する。

次に、前記した電磁式リニアアクチュエータの従来構造を図８に示す。すなわち、可動子５（矢印方向へ移動可能に案内支持されている）は、固定子６に対向して左右側面に界磁用の永久磁石９を取付けている。一方、固定子６はＥ字形の磁気ヨーク６ａの中央脚に操作コイル６ｂを巻装してコイル部を構成している。また、永久磁石９の長さ（Ｎ−Ｓ極間の距離）をＡ，磁気ヨーク６ａの中央脚と外脚との間の距離をＢとして、Ｂ＜Ａ＜２Ｂの関係に設定されている。

上記の構成で、リモート操作装置２の操作コイル６ｂは、リモート操作装置２に設けられる端子部などを介して、外部に設置された外部装置と電気的に接続されており、図６に示したリモート操作装置２に外部からＯＮ，ＯＦＦの操作指令を与え、その指令に基づいてリニアアクチュエータの操作コイル６ｂに励磁電流を通電すると、その励磁電流の向きに対応して固定子６の磁気ヨーク６ａと可動子５に設けた永久磁石９との間に磁気推力が発生する。そして、この磁気推力を受けて可動子５がガイドレール４に沿って一方のストロークエンドから他方のストロークエンドに向けて移動し、回路遮断器１のロッカー式ハンドル１ａをＯＮ，ＯＦＦ位置に切り換える。また、可動子５の移動経路の終端位置にはＯＮ，ＯＦＦ位置の検知スイッチを配しておき、回路遮断器１のＯＮ，ＯＦＦ操作時に可動子５がＯＮ，ＯＦＦの終端位置に到達すると、前記位置検知スイッチの動作信号を基に操作コイル６ｂの励磁を停止するようにしている。なお、操作コイル６ｂの無励磁状態では、可動子５は永久磁石９の磁力を受けてＯＮ，あるいはＯＦＦに対応する終端位置に吸着保持されている。

次に、前記構成のリモート操作装置２を回路遮断器（小定格の配線用遮断器）１に装着して、リニアアクチュエータによりハンドル１ａをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に駆動する際の推力・負荷特性の一例を図９に示す。なお、図９の特性図で横軸はハンドル１ａの中央位置を基準にしたＯＮおよびＯＦＦ方向のストローク（ｍｍ）を表し、縦軸は推力（Ｎ）（＋はＯＮ方向，−はＯＦＦ方向）を表している。また、図中の特性線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ回路遮断器をＯＮ操作，ＯＦＦ操作，ＲＥＳＥＴ操作する際に回路遮断器１のハンドル１ａからリモート操作装置２のリニアアクチュエータに加わる負荷荷重（主とし開閉機構に備えた開閉ばねの反力）を表している。さらに、特性線Ｄ，Ｅはリニアアクチュエータの操作コイル６ｂ（図８参照）にＯＮ，ＯＦＦ方向の励磁電流（直流）を通電した際に可動子５に作用する電磁推力を表している。

上記の特性図で、推力＝０の横軸線と各特性線Ａ〜Ｅとで囲まれた面積は各操作の仕事量を表し、回路遮断器の操作ハンドルをＯＮ,ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に切換えるには、
その行程途上でリニアアクチュエータの電磁推力（特性線Ｄ，Ｅ）が操作ハンドルの負荷荷重（特性線Ａ〜Ｃ）に打ち勝つことが必要である。
この点に関して、回路遮断器のハンドルをＯＮからＯＦＦに切換える操作行程では、ハンドルの移動とともに負荷荷重（特性線Ｂ）が増加し、ストローク＝０ｍｍを過ぎた付近でピーク点に達した後、開閉機構の反転動作により負荷荷重が急減している。これに対し、リニアアクチュエータの電磁推力（特性線Ｅ）は、ハンドルのＯＮ位置で操作コイルの励磁を開始すると行程の前半で漸増し、さらにこの推力を受けて加速する可動子５には慣性力も加わるようになる。これにより、可動子５は移動行程の後半で負荷荷重（特性線Ｂ）のピーク点を乗り越え、その後はＯＦＦ終端位置まで一気に移動してハンドルのＯＦＦ操作が完了する。

また、回路遮断器のハンドルをＯＦＦからＯＮに切り換える操作での動作もほぼ同様であり、操作行程の後半で開閉機構が反転動作すると負荷荷重(特性線Ａ)が急減する。これに対して、リニアアクチュエータの可動子は始動開始から電磁推力(特性線Ｄ)を受けて加速し、さらに慣性力も加わってＯＮ終端位置まで一気に移動して回路遮断器のハンドルのＯＮ操作が完了する。

一方、回路遮断器のトリップ動作時（リニアアクチュエータの操作コイルが無励磁状態）には、操作ハンドルに連結したリニアアクチュエータの可動子５が永久磁石９の磁力でＯＮ側に吸着保持されている。このために、回路遮断器のハンドル１ａは単独使用のようにＴＲＩＰ位置に移動することなくＯＮ位置の近くに停止したままとなる。そこで、回路遮断器のトリップ動作後に開閉機構をリモート操作装置でリセットさせるには、リニアアクチュエータの操作によりハンドルを一旦ＯＮの終端位置まで戻した上で、改めてこのＯＮ位置からＯＦＦ方向に始動して開閉機構をリセット操作させる。なお、このリセット操作の行程では、開閉機構のラッチを鎖錠位置に掛止するためにＯＦＦ側のストロークエンド付近で負荷荷重（特性線Ｃ）が増大する。かかる点、可動子をＯＮ位置から始動させることにより、ＯＦＦ終端位置まで移動してきた可動子は十分な慣性力も加わって負荷荷重（特性線Ｃ）を乗り越え、ＲＥＳＥＴ位置に移動することになる。
特開２００２−３１９５０４号公報（図１，図６） 特開２００６−４０６６５号公報（図３）

ところで、前記したリニアアクチュエータで回路遮断器のハンドルを切換え操作するリモート操作装置では、動作，機能面で次記のような問題点がある。
すなわち、図８に示した従来構造のリニアアクチュエータでは、操作指令を受けて操作コイル６ｂに励磁電流を通電すると、可動子５は電磁推力を受けて一方の終端位置から他方の終端位置に向けて一気に移動する。したがって可動子５は移動距離とともに加速され、さらに慣性力も加わって可動子５の移動速度が増加する。一方、ハンドルの負荷荷重（図９参照）は先記のように終端位置よりも手前で急減する。このために、ＯＮ，ＯＦＦの終端位置に到達したハンドルは遮断器ケースのカバー１ｂ（図７参照）に開口した窓縁に激しく衝突し、その衝撃力で樹脂製のハンドルが折損することがある。そこで、従来のリモート操作装置では可動子のストロークエンドにダンパー機構を付設し、ハンドルの衝撃荷重を吸収して折損を防ぐようにしているが、構造が複雑化して製品がコスト高になる。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、回路遮断器のハンドルを切換え操作する際に、その操作行程の全域で平均した電磁推力を確保しつつ、切換終端位置ではハンドルに過大な衝撃荷重を加えることなしに、安定した動作と操作機能が発揮できるように改良した信頼性の高い回路遮断器のリモート操作装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、リモート操作装置は、固定子と可動子を有する電磁式リニアアクチュエータを備え、該可動子に回路遮断器のハンドルを連結し、リモート操作指令により前記アクチュエータを駆動してハンドルをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に切換操作するようにしたリモート操作装置において、
前記の電磁リニアアクチュエータを、複数の永久磁石を有する界磁部と、これに操作コイルを有するコイル部を対向させた永久磁石型リニアパルスモータで構成する。そして、前記操作コイルを通電制御することにより可動子をステップ状に歩進動作させて回路遮断器のハンドルを切換終端位置に向けて駆動させるようにし（請求項１）、そのリニアパルスモータは具体的に次記のような態様で構成する。
（１）前記の永久磁石型リニアパルスモータを、ハンドルの移動方向に沿って複数個の永久磁石を配列した界磁部と、３脚形磁気ヨークの各脚に操作コイルを巻装して前記界磁部の永久磁石列に対向するコイル部とで構成する。そして、前記永久磁石の１個分の長さをＡ，磁気ヨークの脚間ピッチをＢとして、Ｂ≒（４／３）×Ａとなるように設定する（請求項２）。
（２）前項（１）において、ＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作の行程途上におけるリニアパルスモータの駆動動作を界磁永久磁石の配列に対応する複数ステップに分ける。その上で、各ステップごとに磁気ヨークの各脚に巻装した操作コイルに付与する励磁パターンとして励磁電流を給電するコイルの選択，および励磁電流の方向を順次切換えて通電制御する（請求項３）。
（３）前記構成のリモート操作装置において、リニアパルスモータの界磁部，コイル部のいずれか一方を固定子、他方を可動子として、左右対象に並べて配置した２組のリニアパルスモータの可動子を回路遮断器のハンドルに連結する（請求項４）。

上記構成のリモート操作装置によれば、回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に駆動する各操作行程で、電磁推力を受けて終端地点から始動する電磁式リニアアクチュエータの可動子がハンドルの切換終端位置に向けてステップ状に駆動動作するようになる。
ここで、ステップごとに励磁電流を流す操作コイルの選択，およびその操作コイルに流す励磁電流の方向を設定してその励磁パターンを順次切り換えて通電制御することにより、各ステップごとに可動子の動きはハンドルの負荷荷重および可動子の動摩擦抵抗を受けて整定して次のステップに歩進移動するようになる。したがって、アクチュエータの可動子は操作行程の全域で連続的に加速されることがなく、ハンドルが切換え終端位置に到達した時点でも、可動子からハンドルに大きな慣性力が作用することもない。しかも、操作コイル励磁パターンを各ステップに対応して順次切り換えることで、操作行程全域で平均した高い推力を確保することができる。

これにより、ハンドルは過大な衝撃力を受けずに切換終端位置に停止することになり、従来装置で問題となっていたハンドル折損の問題を解消して安全，かつ円滑にハンドルの切換え操作が行える。また、リモート操作装置にはダンパー機構を付設する必要もなく、構造が簡単となってコストの低減が図れる。
また、リニアパルスモータの界磁部，コイル部のいずれか一方を固定子、他方を可動子として、左右対象に並べて配置した２組のリニアパルスモータの可動子を回路遮断器のハンドルに連結することで、各組のリニアパルスモータの推力でハンドルを駆動できるほか、各組の固定子と可動子との間で推力と直角方向に作用する磁気吸引力を相殺することができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。

まず、図１に第１の実施例に係わるリモート操作装置の構成を示す。なお、図１（ａ）はリモート操作装置を回路遮断器に装着した状態の外観斜視図、図１（ｂ）はリモート操作装置を構成する永久磁石型リニアパルスモータの模式構成図である。
この実施例のリモート操作装置２は、左右に並ぶ２組の永久磁石型リニアパルスモータ１０を備えており、このリモート操作装置２を回路遮断器１のケース頂部に搭載した上で、次記のようにリニアパルスモータ１０の固定子１１を遮断器のケースに固定し、可動子１２を回路遮断器１のハンドル１ａに連結している。

すなわち、図１（ｂ）で示すように、永久磁石型リニアパルスモータ１０は帯状の磁気ヨークからなるベース１３に複数の永久磁石１４を一列に配列した界磁部１５と、３脚形磁気ヨーク１６の各脚１６ａ，１６ｂ，１６ｃに操作コイル１７ａ（コイル１），１７ｂ（コイル２），１７ｃ（コイル３）をそれぞれ巻装したコイル部１８とからなる。
そして、リモート操作装置２の操作コイル１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、リモート操作装置２に設けられる端子部などを介して、外部に設置された外部装置と電気的に接続される。
ここで、永久磁石１４は板厚方向に着磁された短冊形の磁石で、隣り合う永久磁石１４の間でＮ，Ｓ極が互いに逆極性となるように交互に反転して配列し、この永久磁石１４の列にコイル部１８がギャップを隔てて対向している。また、前記の永久磁石１４の１個分の長さをＡ，３脚形磁気ヨーク１６の脚間ピッチをＢとして、Ｂ≒（４／３）×Ａとなるように設定されている。

また、この実施例では前記のコイル部１８を固定子１１とし，界磁部１５を可動子１２として、左右に並ぶ２組のリニアパルスモータ１０はその界磁部１５を内側に配置し、コイル部１８を外側に配置している。そして、図示のように２組の界磁部１５を背中合わせにして可動子フレーム１９の左右両側に結合し、この可動子フレーム１９を図示してないガイドレール（図６のガイドレール４に対応する）に案内支持した上で回路遮断器１のケース頂部に突き出したハンドル１ａに嵌合連結する。また、コイル部１８は図示してないケース（図６のケース３に対応））の内部に配置し、このケースを回路遮断器１のケース頂面の所定位置にねじ止め締結している。

ここで、上記構成のリモート操作装置２を回路遮断器１に装着してハンドル１ａをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作する際には、リモート操作装置２に外部から操作指令を与える。そして、この操作指令に基づきリニアパルスモータ１０のコイル部１８に巻装した操作コイル１７ａ，１７ｂ，１７ｃに後記の励磁パターンに対応する励磁電流を給電するように通電制御すると、コイル部１８と界磁部１５との間に電磁推力が作用し、この電磁推力を受けて回路遮断器１のハンドル１ａに連結した可動子１２が歩進動作してハンドル１ａを切換終端位置に向けて駆動する。

次に、回路遮断器１のハンドル１ａをＯＦＦ位置からＯＮ位置に操作する場合を例に、リモート操作装置２の通電制御，および移動動作について詳細に説明する。まず、コイル部１８の操作コイルに付与する励磁パターンとして、切換操作途上でコイル１（操作コイル１７ａ），コイル２（操作コイル１７ｂ），コイル３（操作コイル１７ｃ）に印加する励磁電圧のタイムチャートを図３（ａ）〜（ｃ）に示す。また、図３に示した励磁パターンに対応して操作コイルに通電する励磁電流の方向，および界磁部１５の永久磁石１４とコイル部１８の磁気ヨーク１６との間を通る磁束の経路を図４（ａ）〜（ｃ）に表す。

すなわち、回路遮断器１のハンドル１ａをＯＦＦ位置からＯＮ位置に操作する場合には、その移動行程に合わせて励磁パターンを＃１〜＃７の複数ステップ（１ステップの時間１００ｍｓ）に分け、各ステップでは図３（ａ）〜（ｃ）で示すように３個の操作コイル（コイル１〜コイル３）のうちから選択した２個の操作コイルに図示のような＋電圧，−電圧に印加して励磁電流を通電する。一方、図４（ａ）はコイル１を無励磁、コイル２に＋電圧，コイル３に−電圧を印加した励磁パターン（図３のステップ＃２）に対応した状態を表し、図中に表示した太線矢印は励磁電流の起磁力によって磁気ヨークに発生する磁束の向きを表している。また、図４（ｂ）はコイル１が＋電圧，コイル２が無励磁，コイル３が−電圧の励磁パターン（図３のステップ＃３）に対応する状態を表し、図４（ｃ）はコイル１が＋電圧，コイル２が−電圧，コイル３が無励磁の励磁パターン（図３のステップ＃４）に対応する状態を表している。

また、前記の各励磁パターンに対応するリニアパルスモータの推力特性，および回路遮断器１のＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作でハンドル１ａからリモート操作装置２に加わる負荷荷重を表す推力特性を図５に示す。図５において、横軸は図９に示した特性図と同様に、ハンドルのＯＮ，ＯＦＦ方向に沿ったストローク（ｍｍ）、縦軸は推力（Ｎ）を表している。また、特性線Ａ，Ｂ，ＣはそれぞれＯＮ操作，ＯＦＦ操作，ＲＥＳＥＴ操作時の負荷荷重（＋はＯＮ方向の負荷荷重，−はＯＦＦ方向の負荷荷重）である。さらに、特性線ａ〜ｆは図中に表記した各励磁パターンａ〜ｆに対応する推力（＋はＯＮ方向の推力，−はＯＦＦ方向の推力）を表し、また特性線ｇは操作コイルの非励磁状態で界磁部１５の永久磁石１４とコイル部１８の磁気ヨーク１６との間に作用する吸引推力を表している。

次に、リニアパルスモータ１０の動作について説明する。すなわち、コイル部１８（固定子１１）の磁気ヨーク１６と界磁部１５（可動子１２）の永久磁石１４とが図４（ａ），（ｂ），（ｃ）のように相対位置している状態で、操作コイルの励磁パターンにより磁気ヨーク１６の脚と永久磁石１４との間に図示のような経路を辿って磁束φが通ると、界磁部１５とコイル部１８との間には可動子１２の移動方向の成分を持った磁気推力（磁気吸引力）が生じ、この推力を受けて可動子１２は矢印Ｆ方向に駆動される。なお、コイル部１８と界磁部１５との相対位置が図示から若干右方向に変位すると磁束分布が変化して矢印Ｆ方向の推力が減少し、これにハンドル１ａの負荷荷重および可動子１２の動摩擦抵抗力も加わって可動子１２の動きが停止する方向に整定するようになる。

したがって、操作コイルに付与する励磁パターンを図３に示したステップに沿って順次切換えるように通電制御（開ループ制御）することにより、その途上で可動子１２は図４（ａ）→（ｂ）→（ｃ）のようにステップ状に歩進動作して移動することになる。また、前記の励磁パターンによる歩進動作を図５に示した推力特性図の特性線で表すと、操作行程の途上で可動子に作用する推力が特性線ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ａの順に切り替わる（各特性線の波形が交差する点で右隣りの特性線に移行するように励磁パターンを切換える）。これによりＯＮ操作行程の全域で平均的に高い推力が得られる。しかも、操作行程の後半で負荷荷重のピーク点を越えた終端位置に移動すると、可動子の動きが整定してハンドルを駆動する推力（ａ特性線）も殆ど０（Ｎ）にまで減少する。

ここで、前記永久磁石１４の１個分の長さをＡ、３脚形磁気ヨーク１６の脚間ピッチをＢとして、Ｂ≒（４／３）×Ａとなるように設定することが望ましい。
すなわち、図４に示したように、本発明の３脚形磁気ヨーク１６は、磁気ヨーク１６内を通過する磁束ループを形成するために、図１（ｂ）の脚１６ａ〜ｃのいずれか２つをＮ極とＳ極にする必要がある。脚１６ａ〜ｃのいずれか２つをＮ極とＳ極にする組合せは、６通りある。
表１に３脚形磁気ヨーク１６の脚１６a〜cの励磁パターンを示す。
[表１]
┌──┬────┬───┬────┐
│ │ 16a │ 16b │ 16c │
├──┼────┼───┼────┤
│＃１│ Ｓ │ Ｎ │ ― │
├──┼────┼───┼────┤
│＃２│ ― │ Ｎ │ Ｓ │
├──┼────┼───┼────┤
│＃３│ Ｎ │ ― │ Ｓ │
├──┼────┼───┼────┤
│＃４│ Ｎ │ Ｓ │ ― │
├──┼────┼───┼────┤
│＃５│ ― │ Ｓ │ Ｎ │
├──┼────┼───┼────┤
│＃６│ Ｓ │ ― │ Ｎ │
└──┴────┴───┴────┘
この励磁パターンは、図３に示した通電パターン＃１〜＃６で操作コイル１７ａ（コイル１），１７ｂ（コイル２），１７ｃ（コイル３）に通電することにより形成される。図３の通電パターンは、＃１〜＃６の６通りであり、＃７は＃１と同じである。表１において、＃４〜＃６は、＃１〜＃３の磁極の極性を反転した関係になっている。すなわち＃１に対して＃４，＃２に対して＃５，＃３に対して＃６が極性反転励磁パターンである。図５は、各通電パターンにおける推力特性を表した図である。
表１および図３の＃１〜＃６は、図５のａ〜ｆにそれぞれ対応している。すなわち、表１の励磁パターンと同様に、図５の推力特性もａ-ｄ，ｂ-ｅ，ｃ-ｆにおいて対称的に反転する。
ここで、３脚形磁気ヨーク１６を順次移動させるためには、連続する励磁パターンにおいて、脚１６a〜cのいずれか１つの脚の極性が反転するか、または、励磁していなかった脚が励磁しなければならない。さらに、この極性を持った脚に対向する永久磁石１４の極性も、励磁した脚に対して反磁性でなければならない。
尚且つ、＃１から＃４へ進む間に、３脚形磁気ヨーク１６は、永久磁石１４の長さＡだけ移動する。そして、ある励磁パターンに続く次の零時パターンでは、３脚形磁気ヨーク１６と永久磁石１４の相対位置は、対向する永久磁石１４の長さＡの１／３分だけ移動する。
図１０は、各通電パターン時のコイル部１８と界磁部１５の相対的位置を表す図である。図１０の（ａ）は＃１，（ｂ）は＃２，（ｃ）は＃３，（ｄ）は＃４，（e）は＃５，（f）は＃６にそれぞれ対応する。
整然的に推力を確保するためには、＃１〜＃４の間、永久磁石１４の長さＡを３等分して移動するのが望ましく、すなわち順次励磁するパターンにおいては、永久磁石１４の長さＡに対して、１／３ずつ移動させて図５にようにストロークに対して偏りの無い推力特性が確保される。このように、＃１と＃４の間で補間的に＃２，＃３の励磁を行うことで、図５に示したようなストローク位置における発生推力が整然的に得られる。
この励磁パターン毎に永久磁石１４の長さＡに対して１／３ずつ移動させるためには、表１の励磁パターン全てにおいて脚１６ａ〜ｃの磁極が対向する永久磁石１４と釣り合い、磁気的に安定状態が保てる相互寸法関係に無くてはならない（図１０参照）。
そのため、Ｂの値の許容変化範囲は、（３／３）×Ａから（５／３）×Ａの範囲以内である。そして、Ｂの値は、（４／３）×Ａとすることがより望ましい。

上記した可動子の駆動動作によれば、従来装置のようにハンドルのＯＮ操作途上で可動子が次第に加速して移動速度が高まり、ＯＮ終端位置でハンドルが遮断器ケースに激しく衝突するような現象がなくなる。したがって、ＯＮ操作行程中では回路遮断器からリモート操作装置に加わる負荷荷重を十分上回る電磁推力を確保しつつ、ハンドルをＯＦＦ位置からＯＮ位置へ安全に切換え操作することができる。しかも、２組のリニアパルスモータ１０を左右対象に並べてハンドル１ａに連結することで、各組の固定子１１と可動子１２の間で推力と直角方向に作用する磁気吸引力（推力に寄与しない）を相殺することができる。これにより、可動子１２の案内機構に不要な摺動摩擦が増加することがなくなる。また、従来装置のようにストローク終端で可動子の速度を吸収減速するダンパー機構なども省略して構造の簡略化が図れる。

なお、回路遮断器をＯＦＦ操作，ＲＥＳＥＴ操作する場合でも、ＯＮ操作と同様に操作コイルの励磁パターンをステップ状に順に切り換えて通電制御することにより、可動子をＯＮ位置からＯＦＦ位置，ＲＥＳＥＴ位置に向け歩進動作させてハンドルを安全に切換操作することができる。
また、この実施例では、先記した励磁パターンを時間で切換制御（開ループ制御）しているが、永久磁石の配列に対応した位置センサーを設け、このセンサーの検出した可動子の位置信号を基に励磁パターンを切換え制御（閉ループ制御）することも可能である。

次に先記した実施例１の応用実施例として、リニアパルスモータの界磁部を固定子とし、コイル部を可動子として構成したリモート操作装置を図２（ａ），（ｂ）に示す。
すなわち、固定子１１は、磁気ヨークからなるベース１３と永久磁石１４からなる界磁部１５からなり、可動子１２は、コイル部１８と、該コイル部１８と一体に移動する可動子フレーム１９から構成されている。可動子フレーム１９は、ガイドレール２１に案内支持されるとともに、図６の可動子５と同じように回路遮断器の操作ハンドル１ａを収納する凹部を下端に備え、上端にハンドル７を備えている。
左右に並べて回路遮断器１のケース頂部に設置した２組のリニアパルスモータ１０は、実施例１（図１参照）とは逆にコイル部１８を内側、界磁部１５を外側に向けて背中合わせに配置する。そして、界磁部１５（固定子１１）はリモート操作装置２のケース２０の左右側壁に沿ってその内側に布設し、可動子１２の可動フレーム１９をガイドレール２１に案内支持した上で、回路遮断器のハンドル１ａに連結するようにしている。この構成により、先記の実施例１と同様に操作行程の途上で可動子１１を駆動動作させて回路遮断器１のハンドル１ａを安全にＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作することができる。

なお、実施例１と実施例２とを比べた場合に、ハンドルの操作行程途上で得られる電磁推力は同じであるが、実施例１ではコイル部１８を固定子１１としたことで、操作コイルに対する励磁用給電線を固定的に配線することができて配線が簡単になる。また、界磁部１５の所要長さ寸法についても、実施例２ではハンドル１ａの移動ストローク全域に亙って永久磁石１４を配列する必要がある。これに対して、実施例１の構成ではコイル部１８をハンドル１ａのストローク中央に配置することで、実施例２の構成に対して、界磁部１５の所要長さ寸法を短縮することが可能である。

本発明の実施例１に係わるリモート操作装置の構成図で、（ａ）は回路遮断器に装着した状態の外観図、（ｂ）は（ａ）におけるリニアパルスモータの模式構成図 本発明の実施例２に係わるリモート操作装置の構成図で、（ａ）は回路遮断器に装着した状態の外観図、（ｂ）は（ａ）におけるリニアパルスモータの模式構成図 図１の構成で、回路遮断器のハンドルをＯＮ操作する場合におけるリニアパルスモータのコイル部に与える励磁パターンを表す図で、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれコイル部のコイル１，コイル２，コイル３に対応するタイムチャート図 図３の励磁パターンに対応する操作コイルの励磁電流の方向，およびコイル部と界磁部との間を通る磁束の経路を表す図 図３の励磁パターンに対応する電磁推力，および回路遮断器のハンドルの負荷荷重を表す特性図 従来におけるリモート操作装置の構成図で、（ａ）は回路遮断器にリモート操作装置を装着した状態の側視断面図、（ｂ），（ｃ）はそれぞれ（ａ）の縦断正面図，およびリモート操作装置の横断平面図 図６における回路遮断器の内部構造図 図６のリモート操作装置に採用した従来の電磁リニアアクチュエータの構成図 図８による電磁リニアアクチュエータによる推力を回路遮断器の負荷荷重とともに表した特性図 各通電パターン時の操作コイル１８と界磁部１５の相対的位置を表す図である。（ａ）は＃１，（ｂ）は＃２，（ｃ）は＃３，（ｄ）は＃４，（e）は＃５，（f）は＃６にそれぞれ対応する。

符号の説明

１ 回路遮断器
１ａ ハンドル
２ リモート操作装置
１０ リニアパルスモータ
１１ 固定子
１２ 可動子
１４ 永久磁石
１５ 界磁部
１６ ３脚形磁気ヨーク
１７ａ，１７ｂ．１７ｃ 操作コイル
１８ コイル部

Claims (4)

1. ロッカー式ハンドルを備えた回路遮断器に装着して前記ハンドルをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に切換え操作する回路遮断器のリモート操作装置であって、そのリモート操作装置は、固定子と可動子を有する電磁式リニアアクチュエータを備え、該可動子に回路遮断器のハンドルを連結し、リモート操作指令に基づくリニアアクチュエータの駆動動作でハンドルを切換えるようにしたものにおいて、
   前記の電磁式リニアアクチュエータを、複数の永久磁石を有する界磁部と、これに操作コイルを有するコイル部を対向させた永久磁石型リニアパルスモータで構成し、その操作コイルを通電制御することにより可動子を切換終端位置に向けて駆動動作させて回路遮断器のハンドルを切換えるようにしたことを特徴とする回路遮断器のリモート操作装置。
2. 請求項１に記載のリモート操作装置において、永久磁石型リニアパルスモータが、複数個の永久磁石をハンドルの移動方向に沿って配列した界磁部と、３脚形磁気ヨークの各脚に操作コイルを巻装して前記界磁部の永久磁石列に対向するコイル部とからなり、かつ前記永久磁石の１個分の長さをＡ，磁気ヨークの脚間ピッチをＢとして、Ｂ≒（４／３）×Ａに設定したことを特徴とする回路遮断器のリモート操作装置。
3. 請求項２に記載のリモート操作装置において、ＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作の行程途上におけるリニアパルスモータの駆動動作を界磁永久磁石の配列に対応する複数ステップに分けた上で、各ステップごとに磁気ヨークの各脚に巻装した操作コイルに付与する励磁パターンを順次切換えて通電制御するようにしたことを特徴とする回路遮断器のリモート操作装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のリモート操作装置において、リニアパルスモータの界磁部，コイル部のいずれか一方を固定子、他方を可動子として、左右対象に並置した２組のリニアパルスモータの可動子を回路遮断器のハンドルに連結したことを特徴とする回路遮断器のリモート操作装置。
   

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