JP2009199978A - 回路遮断器のリモート操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁リニアアクチュエータの小形化と併せて、励磁電流、消費電力を低減化した回路遮断器のリモート操作装置を提供する。
【解決手段】回路遮断器１のハンドルに連結した電磁リニアアクチュエータでＯＮ、ＯＦＦ、ＲＥＳＥＴ操作するリモート操作装置において、逆極性に着磁された一対の棒状永久磁石８ｂを直列に連ねてガイドパイプ８ａに内装した固定子８と、コイル巻枠９ｂに第１、第２のコイル９ａ−１、９ａ−２を巻装した操作コイル組立体を前記ガイドパイプ８ａに沿って移動可能に案内支持した可動子９とで構成し、前記可動子９を当該回路遮断器１のハンドルに連結した上で、電磁リニアアクチュエータの推力特性を回路遮断器のＯＮ、ＯＦＦ、ＲＥＳＥＴ負荷に整合させるように、前記可動子９の移動ストローク途上で前記第１、第２のコイルに通電する励磁パターンをストロークの前半行程と後半行程とで異なる励磁パターンに切換え制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、配線用遮断器，漏電遮断器などの回路遮断器に取付けて遠隔指令により回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ、ＲＥＳＥＴ位置に切換え操作する回路遮断器のリモート(remote)操作装置に関する。

低圧配電設備のコンポーネント（component）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管理しており、この回路遮断器には外部付属装置として、遠隔指令（電気信号）により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ある。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て、電磁リニアアクチュエータ（electromagnetic linear actuator）の電磁推力で回路遮断器のハンドルを切換位置に向けて駆動するようにした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１参照）。
次に、回路遮断器，および特許文献１に開示されているリモート操作装置の構成，動作を図７，図８で説明する。
図７（ａ），（ｂ）において、１は回路遮断器（配線用遮断器）、２は回路遮断器１に装着したリモート操作装置である。また、１ａは回路遮断器１のカバー１ｂから突き出たロッカー式ハンドル、１ｃはトグルリンク（toggle link）式の開閉機構、１ｄは主回路接点、１ｅは過電流引外し装置、１ｆはケースである。
一方、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と、該ガイドレール４に沿って移動可能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）と、Ｅ字形の磁気ヨーク６ａの中央脚に操作コイル６ｂを巻装して前記可動子５の左右両側に配置した一対の固定子６とからなる。このリモート操作装置２は、回路遮断器１に装着した状態で前記可動子５の下面に形成した凹所にハンドル１ａの先端を嵌合して係合連結する。なお、７は前記可動子５に備えたリモート操作装置２の手動ハンドルである。

上記回路遮断器１の開閉動作は周知の通りであり、ハンドル１ａをＯＦＦからＯＮ，ＯＮからＯＦＦ位置に切換え操作すると、ハンドル１ａ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１ｄ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開閉機構１ｃのラッチ機構を釈放すると、回路遮断器１はトリップ動作して主回路接点１ｄが開極し、ハンドル１ａはトグルリンク機構の復元力を受けてＯＮ位置とＯＦＦ位置との略中間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１ｄを再投入させるには、ハンドル１ａをＴＲＩＰ位置から一旦ＲＥＳＥＴ位置に移動して前記ラッチ機構をリセットさせた後、改めてハンドル１ａをＯＮ位置に投入する。これにより、主回路接点が閉極する。
次に、前記リモート操作装置２に設けた電磁リニアアクチュエータの構造を図８に示す。回路遮断器１のハンドル１ａに連結した電磁リニアアクチュエータの可動子５（図７のガイドレール４に沿ってＯＮ，ＯＦＦ方向へ移動可能に案内支持されている）は、図８で示すように固定子６に対峙して左右側面に界磁用の永久磁石５ａを備えている。一方、電磁リニアアクチュエータの固定子６は、Ｅ字形の磁気ヨーク６ａの中央脚に操作コイル６ｂを巻装しており、この操作コイル６ｂが遠隔操作部に備えたＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作用のスイッチを介して励磁電源に接続されている。

上記の構成で、リモート操作装置２に遠隔制御部からＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作指令を与え、その指令に基づいて電磁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、その指令に対応した向きの励磁電流に対応して固定子６と可動子５との間に矢印方向の電磁推力が発生する。そして、この電磁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矢印Ｐ方向に移動し、可動子５に連結した回路遮断器１のハンドル１ａをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に切り換える。なお、可動子５のストロークエンドには検知スイッチ１０（マイクロスイッチ）を備え、ハンドル１ａの切換え操作時に電磁リニアアクチュエータの可動子５がストロークエンドに到達すると、前記検知スイッチ１０の動作信号により操作コイル６ｂの励磁を停止するようにしている。
ところで、リモート操作装置に搭載した前記の電磁リニアアクチュエータは、構造，機能面で次記のような問題点がある。すなわち、図８に示した電磁リニアアクチュエータの固定子６はＥ字形の磁気ヨーク６ａに操作コイル６ｂを巻装したコア付き構造であり、このために電磁リニアアクチュエータ，リモート操作装置２が大形化する。また、操作コイル６ｂの非励磁状態では、可動子５の永久磁石５ａと固定子６の磁気ヨーク６ａとの間に磁気吸引力が作用し、これにより可動子５はＯＮあるいはＯＦＦに対応するストロークエンド位置に吸引保持される。このために、電源の停電時などのように操作コイル６ｂを無励磁状態で、図７に示した手動ハンドル７に手を掛けて回路遮断器のハンドル１ａを切換えようとすると、前記した永久磁石５ａの磁気吸引力が反力（機械的負荷）として加わり、このために手動によるハンドルの切換えに大きな力を加える必要があって操作性が悪化する。さらに、回路遮断器が過電流を検出してトリップ動作した場合でも、リモート操作装置２の可動子５は永久磁石５ａの磁力によりＯＮ位置に吸引保持されたままであるために、回路遮断器のトリップ動作状態を外部から目視確認することができない。

そこで、上記問題の対策として、発明者等は図９，図１０で示すようにコアレス（core less）方式の電磁リニアアクチュエータを採用したリモート操作装置を考案した。
図９に示すリモート操作装置２においては、回路遮断器１のハンドル１ａを挟んでその左右両側に配置した２組のコアレス型の電磁リニアアクチュエータを装備している。ここで、電磁リニアアクチュエータは、図１０で示すように互いに逆極性に着磁された一対の棒状永久磁石８ｂを直列に連ねて可動子案内用のガイドパイプ８ａに内装した固定子８と、コイル巻枠９ｂに操作コイル９ａを巻装したコイル組立体を前記ガイドパイプ８ａの外周に介挿して移動可能に案内支持した可動子９との組立体で構成したコアレス型のボイスコイルモータ(voice coil motor）になり、左右に並ぶ２組の電磁リニアアクチュエータの可動子８を一体に結合して回路遮断器１のハンドル１ａに係合連結している。
上記の構成で、回路遮断器１のハンドル切換え操作時には前記操作コイル９ａに通電する励磁電流の向きを図１１（ａ），（ｂ）で示すように切替えてハンドル１ａをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に移動する。ここで、ハンドル１ａをＯＦＦからＯＮ位置に移動して回路遮断器１をＯＮ操作するには、操作コイル９ａに通電する励磁電流を図１１（ａ）の向きに流す。これにより、操作コイル９ａの励磁電流と固定子８の永久磁石８ｂの磁界との間に作用する矢印方向の電磁推力Ｆを受けて可動子９が左方向に移動し、回路遮断器のハンドル１ａをＯＮ位置に切換える。一方、回路遮断器１のハンドル１ａをＯＦＦ操作する場合には、前記と逆に操作コイル９に通電する励磁電流の向きを図１１（ｂ）のように切換える。これにより電磁推力Ｆの向きが反転して可動子９が右方向に移動する。なお、回路遮断器のトリップ動作後にハンドル１ａをＲＥＳＥＴ操作する場合も図１１（ｂ）と同様である。

この構成により、図８に示したコア付き電磁リニアアクチュエータと比べて小形で構造も簡単であり、これによりリモート操作装置をコンパクトに構成できる。しかも、可動子９がコアレス構造であるので、操作コイル９ａの無励磁状態では可動子９が固定子８の永久磁石８ｂの磁力の影響を受けることがない。したがって、手動で可動子９を動かしてハンドル１ａを切換え操作する場合でも、永久磁石８ｂの磁力の影響を受けることがないので楽に手動操作できる。
さらに、回路遮断器のトリップ動作時には、その開閉機構の復元力によりハンドルと一緒にリモート操作装置２の可動子９がＯＮ位置とＯＦＦ位置の中間のトリップ表示位置に移動するので、この可動子９の停止位置から回路遮断器のトリップ動作状態を外部から目視確認できる。
特開２００２−３１９５０４号公報

ところで、発明者等は図９，図１０に示したリモート操作装置を試作し、回路遮断器に装着して実機テストを行ったところ、次記のような課題のあることが判った。すなわち、回路遮断器をＯＮ，ＯＦＦ操作する場合には操作コイル９ａに通電する励磁電流が比較的小さな値でも電磁リニアアクチュエータの電磁推力で回路遮断器のハンドルを切換え操作できる。しかしながら、ＯＮ，ＯＦＦ操作時と同じ励磁電流で回路遮断器をＲＥＳＥＴ操作しようとするとハンドルがＲＥＳＥＴ位置に到達する手前で停止してしまう。このために、ＲＥＳＥＴ操作を確実に行うには操作コイル９ａに通電する励磁電流をさらにまして電磁推力を高める必要がある。
次に、前記構造の電磁リニアアクチュエータで回路遮断器のハンドルを操作する際の推力特性を、図１２に示す棒状永久磁石８ｂの周域磁界分布図、および図１３に示す推力／負荷特性図で説明する。
すなわち、Ｎ極同士を突き合わせて直列に並べた棒状永久磁石８ｂの周囲磁界は図１２で表すような分布となる。この様な磁界分布では、操作コイル９ａに鎖交する永久磁石８ｂの磁力線φ、および磁力線φの向きは可動子９の移動位置によって変化し、図示のストローク中央位置（永久磁石８ｂの突き合わせ端）ではＮ極から出た磁力線φが操作コイル９ａと集中的に鎖交する。これに対して、可動子９が図示の中央位置から両端のストロークエンド寄りに移動すると、操作コイル９ａの先端部分には前記とは逆にＳ極に戻る磁力線φが鎖交して電磁推力にブレーキを掛けるようになる。これにより、可動子の移動経路に沿った電磁リニアアクチュエータの電磁推力は図１３に表すような推力特性になる。

図１３において、横軸は可動子の移動ストローク（Stroke）、縦軸はＯＮ，ＯＦＦ側での操作時に回路遮断器のハンドルに作用する機械的な反力特性（負荷）および電磁リニアアクチュエータの電磁推力特性（Force）を表す。なお、推力特性Ａは励磁電流小の場合、推力特性Ｂは励磁電流大の場合を示している。ここで、回路遮断器の開閉機構(開閉ばねで付勢されたトグルリンク機構)に連係したハンドルをＯＦＦからＯＮ位置に切り換える操作行程で電磁リニアアクチュエータに加わる負荷(図中のＯＮ負荷)の最大反力は移動ストロークの後半に発生し、ＯＦＦ操作時の最大反力 (図中のＯＦＦ負荷) は移動ストロークの中央位置を超えた付近に発生する。これに対して、ＲＥＳＥＴ操作における最大反力(図中のＲＥＳＥＴ負荷)はＯＦＦ側のストロークエンド近くに発生する。一方、操作コイル９ａの励磁電流と永久磁石８ｂの磁界との作用により発生する電磁推力は、図１２に表す磁力線φの分布に対応して移動ストロークの中央位置（永久磁石８ｂのＮ極端面位置）で最大で、両端のストロークエンドに近づくにしたがって操作コイルの先端側には逆向きの磁力線φが鎖交して電磁推力が減少するような推力特性となる。
これにより、回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ位置に切換える操作では、可動子９の操作コイル９ａに通電する励磁電流が比較的小さな適正電流であっても、図中に表したＯＮ推力特性Ａ，ＯＦＦ推力特性Ａの電磁推力がハンドルのＯＮ負荷，ＯＦＦ負荷に打ち勝ってハンドルをＯＮ，ＯＦＦ位置に切換え操作することができる。しかしながら、この推力特性Ａはストロークエンド近くでの電磁推力が低下することから、ＯＦＦ推力特性Ａ では前記と同じ励磁電流では移動ストロークのエンド付近で最大反力となるＲＥＳＥＴ負荷を超えることができない。このために、ＲＥＳＥＴ操作の行程ではハンドルがストロークエンドより手前で停止してしまい、このままでは回路遮断器のハンドルを確実にＲＥＳＥＴ操作できなくなる。

そこで、ＲＥＳＥＴ操作を確実に行うには、電磁リニアアクチュエータの操作コイル９ａに通電する励磁電流を増してその推力特性を図中に表した推力特性Ｂに高める必要がある。しかしながら、操作コイル９ａの励磁電流を大きく設定すると、ＯＮ，ＯＦＦ操作では回路遮断器の機械的な負荷に対して電磁推力が過剰となり、電磁リニアアクチュエータが必要以上の電力を浪費することになる。なお、ＯＮ，ＯＦＦ操作時には操作コイルの励磁電流を低く設定し、ＲＥＳＥＴ操作時に励磁電流を増加させる制御方法も考えられるが、制御ロジックが複雑化して実用化には得策ではない。
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、図９，図１０に示した先記コアレス式の電磁リニアアクチュエータを基本構造として、その推力特性を回路遮断器のＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作に対応する反力特性に整合させて消費電力の低減化が図れるように改良した回路遮断器のリモート操作装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明によれば、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、該リモート操作装置は電磁リニアアクチュエータを備え、該電磁リニアアクチュエータの可動子を前記ハンドルに連結してハンドルを切換え操作するようにしたものにおいて、
前記電磁リニアアクチュエータが、互いに逆極性に着磁された一対の永久磁石を直列に連ねて可動子案内用のガイドパイプに内装した固定子と、直列に並ぶ第１および第２のコイルからなる操作コイルを前記ガイドパイプの外周に嵌挿して移動可能に案内支持した可動子とからなり、前記可動子を回路遮断器のハンドルに連結した上で、ＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作時に前記操作コイルの第１，第２コイルに通電する励磁電流，および電流の向きを選択的に切替えてハンドルを切換え操作するようにし（請求項１）、具体的には操作コイルに通電する励磁電流の制御、および電磁リニアアクチュエータの構造を次記のような態様で実施するものとする。
（１）前記の電磁リニアアクチュエータに対し、回路遮断器のＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作時には、可動子の移動ストロークの前半行程で第１および第２のコイルに同じ向きの励磁電流を同時通電し、後半行程では可動子の移動方向に対する先行側コイルを非励磁として、後行側コイルに励磁電流を通電する（請求項２）。
（２）前項（１）において、可動子の移動ストロークの後半行程で後行側コイルに通電する励磁電流を、前半行程で通電する励磁電流の略２倍に設定する（請求項３）。
（３）前記構成のリモート操作装置において、永久磁石を内装した固定子のガイドパイプを回路遮断器のハンドルの側方に敷設し、該ガイドパイプの外周に嵌挿してスライド可能に案内支持した可動子を回路遮断器のハンドルに係合連結する（請求項４）。
（４）前項（３）において、回路遮断器のハンドルを挟んでその左右両側に２組の電磁リニアアクチュエータを並置配備し、かつ各組の電磁リニアアクチュエータの可動子を一体結合した上でハンドルに係合連結する（請求項５）。

上記したリモート操作装置は、回路遮断器のハンドルを切換え操作する電磁リニアアクチュエータがコアレスで、特許文献１に開示されている従来のコア付き電磁リニアアクチュエータと比べて小形，コンパクトな構成となる。また、その操作コイルの無励磁状態では可動子が永久磁石の保持力の影響を受けることがなく、これにより停電時の手動によるハンドル切換え操作が楽に行えるほか、回路遮断器のトリップ動作時にはハンドルに連結した電磁リニアアクチュエータの可動子がトリップ表示位置に移動するので、この可動子の停止位置から回路遮断器のトリップ動作状態を目視確認できる。
しかも、前記可動子の操作コイルを直列に並ぶ第１，第２コイルに分割した上で、ハンドルの切換え操作時には可動子の移動ストロークの前半行程で第１および第２のコイルに同じ向きの励磁電流を同時通電し、後半行程では可動子の移動方向に対する先行側コイルを非励磁として後行側コイルの励磁電流を通電制御するようにしたことにより、電磁リニアアクチュエータの推力特性を回路遮断器の反力特性に整合させてハンドルを的確にＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作でき、併せて電磁リニアアクチュエータに通電する消費電力の低減化が図れる。
また、２組の電磁リニアアクチュエータを左右対象に並べて回路遮断器のハンドルに連結するよう配置したことにより、２組の電磁リニアアクチュエータの電磁推力を合算してハンドルを駆動できるほか、左右に並ぶ電磁リニアアクチュエータの電磁推力をハンドルの操作方向に沿って偏りなしに作用させて可動子が固定子に対して回動するのを防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に示す実施例に基づいて説明する。なお、図１（ａ）は回路遮断器に装着したリモート操作装置の主要部構造を表す俯瞰図、図１（ｂ）はリモート操作装置の中核部品である電磁リニアアクチュエータを模式的に表した構成図、図２，は図１（ａ）のリモート操作装置にケースを被せて回路遮断器に取付けた状態の外観図、図３はリモート操作装置のケースを外した状態の側面図、図４（ａ），（ｂ）はそれぞれＯＮ操作、ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作に対応した電磁リニアアクチュエータの動作説明図、図５は図１に示した電磁リニアアクチュエータの推力／負荷特性図、図６は電磁リニアアクチュエータの操作コイルに通電する励磁電流の制御パターンを表す図であり、図９，図１０に対応する部材には同じ符号を付している。
この実施例においては、回路遮断器１に装着したリモート操作装置２の電磁リニアアクチュエータが次記構造の固定子と可動子を組合せたコアレス型のボイスコイルモータで構成されている。すなわち、図１（ｂ）で示すように、電磁リニアアクチュエータの固定子８は、非磁性材で作られたガイドパイプ（中空軸）８ａの中に逆極性に着磁された一対の棒状永久磁石８ｂを直列に並べ、そのＮ極の磁極面を突き合わせて挿入した構造になる。一方、可動子９は、操作コイルを第１の操作コイル９ａ−１と第２の操作コイル９ａ−２とに分けて各操作コイルが直列に並ぶようにコイル巻枠（ボビン：bobbin）９ｂに巻装した組立体になり、コイル巻枠９ｂを前記したガイドパイプ８ａの外周に嵌挿してガイドパイプ８ａの軸方向へスライド移動可能に案内支持している。なお、可動子９の軸方向の長さＬ１は固定子８に配した棒状永久磁石８ｂの一本分の長さＬ２に略対応し、また第１の操作コイル９ａ−１と第２の操作コイル９ａ−２はコイルの巻回数が同じで、コイル巻枠９ｂをその長手方向で二分するように分けて巻装されている。

また、図示実施例のリモート操作装置２は、前記した電磁リニアアクチュエータの２組を左右対象に並べて回路遮断器１のハンドル１ａの両側に配置し、各組の可動子９を一体に相互結合した上で、図３で示すように可動子９のコイル巻枠９ｂの下面側に設けた連結板９ｃを介して回路遮断器１のハンドル１ａに係合連結している。なお、連結板９ｃにはハンドル１ａが挿入される係合穴が形成されている。また、各組の固定子８はガイドパイプ８ａの両端をリモート操作装置２のケース３の内部に組み付け、このケース３を回路遮断器１のカバーの上面にねじ止めして所定位置に固定している。
なお、前記ケース３の上面には窓穴３ａを開口した上で、電磁リニアアクチュエータの可動子９には手動ハンドル７（このハンドルは図７に示した従来装置に備えた手動ハンドル７に対応する）を設け、前記窓穴３ａを通してハンドル１ａの位置確認，および停電時でも手動でハンドル１ａの切換え操作が行えるようにしている。
次に上記構成のリモート操作装置２の動作について説明する。回路遮断器１のハンドル１ａをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に切換え操作する場合には、外部からの指令で電磁リニアアクチュエータの操作コイルに次記のように励磁電流を通電する。
まず、回路遮断器のハンドル１ａをＯＦＦからＯＮ位置に切換え操作する場合には、電磁リニアアクチュエータの操作コイルに通電する励磁電流を図４（ａ）で表す向きに流す。これにより、第１，第２の操作コイル９ａ−１，９ａ−２と固定子８に配した永久磁石８ｂの磁界（図１２参照）との作用により生じる矢印方向の電磁推力Ｆを受けて可動子９がＯＮ側のストロークエンドに向けて移動し、該可動子９に連結した回路遮断器のハンドル１ａをＯＮ位置に切換える。また、ハンドル１ａをＯＦＦ操作する場合には、前記とは逆に操作コイル９ａ−１，９ａ−２に通電する励磁電流を図４（ｂ）の向きに反転させる。これにより、可動子９が右方向の電磁推力Ｆを受けて回路遮断器のハンドル１ａをＯＦＦ位置に駆動する。また、回路遮断器のトリップ動作後にハンドル１ａをＲＥＳＥＴ操作する場合は図４（ｂ）と同様である。

ここで、ハンドル操作時に固定子８に沿って一方のストロークエンドから反対側のストロークエンドに移動する可動子９のストローク全行程で、可動子９に巻装した第１の操作コイル９ａ−１および第２の操作コイル９ａ−２に同じ大きさの励磁電流を通電すると、電磁リニアアクチュエータの電磁推力は図５の推力特性図に表したＯＮ推力特性（Ａ），ＯＦＦ推力特性（Ａ）のようにストロークの中央位置で電磁推力が最大、両端のストロークに近づくに連れて減少する。この推力特性は図１３に示した推力特性と略同じパターンである。
これに対して、可動子９に巻装した第１，第２の操作コイル９ａ−１，９ａ−２のうち、可動子９の進行方向（ＯＮ，ＯＦＦ方向）に対して、先行側のコイル（ＯＮ操作では第１の操作コイル９ａ−１、ＯＦＦ操作では第２の操作コイル９ａ−２）を非通電として、後行側のコイル（ＯＮ操作では第２の操作コイル９ａ−２、ＯＦＦ操作では第１の操作コイル９ａ−１）のみに前記した励磁電流の２倍の励磁電流を通電すると、電磁推力は図５に表したＯＮ推力特性（Ｂ），ＯＦＦ推力特性（Ｂ）のようになる。なお、励磁電流を通電する操作コイルのアンペアターン（Ampere turn）は、推力特性（Ａ），推力特性（Ｂ）とで同じである。この推力特性（Ｂ）は、移動ストロークの前半行程で得られる電磁推力が推力特性（Ａ）よりも小さいが、後半行程に移動すると逆に推力特性（Ｂ）が推力特性（Ａ）を上回るようになる。なお、この推力特性（Ｂ）の推移は、図１２に示した永久磁石の磁界分布と励磁電流を通電する操作コイルとの相対的な位置関係から容易に理解される。

そこで、前記した電磁推力の考察結果を基に、この発明では回路遮断器のＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作時に可動子９の第１，第２操作コイル９ａ−１，９ａ−２に通電する励磁電流を図６で表すようなパターンで制御する。すなわち、可動子９の移動ストロークを前半行程と後半行程とに分けた上で、スタート位置からストロークの中央位置までの前半行程では第１の操作コイル９ａ−１，および第２の操作コイル９ａ−２に同じ電流を通電する（フェーズ（phase）１）。これに対して、移動ストロークの中央位置から反対側のストロークエンドまでの後半行程では、可動子９の進行方向（ＯＮ，ＯＦＦ方向）に対して先行側の操作コイル（ＯＮ操作では第１の操作コイル９ａ−１、ＯＦＦ操作では第２の操作コイル９ａ−２）を非通電として、後行側の操作コイル（ＯＮ操作では第２の操作コイル９ａ−２、ＯＦＦ操作では第１の操作コイル９ａ−１）に前記フェーズ１の約２倍の電流を通電する（フェーズ２）。なお、この励磁パターン制御を行うには、例えば可動子９の移動経路に沿ってストロークの中央位置に可動子９を検知するマイクロスイッチを配置し、このマイクロスイッチの動作信号により、操作コイルの励磁パターンをフェーズ１からフェーズ２に切替えるようにする。
上記のように可動子９の移動ストロークの途上でフェーズ１とフェーズ２の励磁パターンを組み合わせて励磁制御することにより、電磁リニアアクチュエータの電磁推力特性は図５の図中に太鎖線で表したＯＮ推力特性（Ｃ），ＯＦＦ推力特性（Ｃ）のようになる。すなわち、移動ストロークの前半行程では図中の推力特性（Ａ）に沿った電磁推力が得られ、後半行程では電磁推力が推力特性（Ｂ）に沿って増加する。なお、フェーズ１とフェーズ２の励磁パターンで操作コイルに通電する励磁電流の消費電力は同じである。

これにより、電磁リニアアクチュエータの推力特性（Ｃ）を図中に表したＯＮ負荷，ＯＦＦ負荷，ＲＥＳＥＴ負荷の各反力特性に整合させて回路遮断器のハンドルを支障なく切換え操作することができる。ここで、ＯＮ，ＯＦＦ操作の前半行程（フェーズ１）で得られる電磁推力がＯＮ負荷，ＯＦＦ負荷を超えるように、第１および第２の操作コイル９ａ−１，９ａ−２に同時通電する励磁電流を設定すれば、後半行程のフェーズ２では同じ励磁電流でも電磁推力がフェーズ１よりもさらに増大してＯＮ負荷，ＯＦＦ負荷，およびＲＥＳＥＴ負荷の最大反力を上回るようになる。これによりストロークの全行程で操作コイルに通電する励磁電流の消費電力を低く抑えて回路遮断器のハンドルを確実にＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作できる。
また、図示実施例のようにハンドル１ａを挟んで２組の電磁リニアアクチュエータを左右対象に配置してその可動子同士を一体結合することにより、２組の電磁リニアアクチュエータの電磁推力を合算して回路遮断器のハンドル１ａを駆動できるほか、左右に並ぶ電磁リニアアクチュエータの電磁推力をハンドルの操作方向に沿って偏りなしに作用させて可動子９が固定子８に対して回動するのを防止できる。
さらに、停電時のように操作コイルに励磁電流を通電できない状態でも、電磁リニアアクチュエータの可動子９に設けた手動ハンドル７（図２参照）に手をかけて回路遮断器１のハンドル１ａを切換え操作することができる。しかも、この場合にコアレス型の可動子９は永久磁石８ｂの影響を受けることがないので、余分な力を加えずにハンドル１ａの切換え操作が楽に行える。

本発明の実施例に係わるリモート操作装置の構成図で、（ａ）はその電磁リニアアクチュエータを回路遮断器のハンドルに連結した状態の俯瞰図、（ｂ）は（ａ）における電磁リニアアクチュエータの構造図 図１のリモート操作装置にケースを被せた組立状態を表す外観図 図２でリモート操作装置のケースを外した状態の側面図 図１（ｂ）に示した電磁リニアアクチュエータの基本動作の説明図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれＯＮ操作、およびＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作に対応した操作コイルの励磁状態を表す図 本発明の実施例によるリモート操作装置の推力／負荷特性図 図１（ｂ）の操作コイルに通電する励磁電流の制御パターンを表す図 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）はリモート操作装置の上面図 図７のリモート操作装置に搭載した電磁リニアアクチュエータの構成図 従来におけるコアレス方式のリモート操作装置の構成図 図９における電磁リニアアクチュエータの模式構造図 図１０の電磁リニアアクチュエータの動作説明図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれＯＮ操作、およびＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操に作対応した操作コイルの励磁状態を表す図 図１０の電磁リニアアクチュエータにおける永久磁石の磁界分布図 図９に示した電磁リニアアクチュエータの推力／負荷特性図

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
８ 電磁リニアアクチュエータの固定子
８ａ ガイドパイプ
８ｂ 棒状永久磁石
９ 電磁リニアアクチュエータの可動子
９ａ−１ 第１の操作コイル
９ａ−２ 第２の操作コイル
９ｂ コイル巻枠

Claims (5)

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、該リモート操作装置は電磁リニアアクチュエータを備え、該電磁リニアアクチュエータの可動子を前記ハンドルに連結してハンドルを切換え操作するようにしたものにおいて、
   前記電磁リニアアクチュエータが、互いに逆極性に着磁された一対の永久磁石を直列に連ねて可動子案内用のガイドパイプに内装した固定子と、直列に並ぶ第１および第２のコイルからなる操作コイルを前記ガイドパイプの外周に嵌挿して移動可能に案内支持した可動子とからなり、前記可動子を回路遮断器のハンドルに連結した上で、ＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作時に前記操作コイルの第１，第２コイルに通電する励磁電流，および電流の向きを選択的に切替えてハンドルを切換え操作する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、ハンドルのＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作時に、可動子の移動ストロークの前半行程で第１および第２のコイルに同じ向きの励磁電流を同時通電し、後半行程では可動子の駆動方向に対する先行側コイルを非励磁として、後行側コイルに励磁電流を通電する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、可動子の移動ストロークの後半行程で後行側コイルに通電する励磁電流を、前半行程で通電する励磁電流の略２倍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。
4. 請求項１に記載のリモート操作装置において、永久磁石を内装した固定子のガイドパイプを回路遮断器のハンドルの側方に敷設し、該ガイドパイプの外周に嵌挿してスライド可能に案内支持した可動子を回路遮断器のハンドルに係合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。
5. 請求項４に記載のリモート操作装置において、回路遮断器のハンドルを挟んでその左右両側に２組の電磁リニアアクチュエータを並置配備し、かつ各組の電磁リニアアクチュエータの可動子を一体結合した上でハンドルに係合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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