JPH04500579A - リレータイプの電磁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 リレータイプの電磁アクチュエータ 説明 技術分野 この発明は永久磁石により極性を有するアーマチュアとスプリング手段の反対方 向に該アーマチュアによって引きつけられる動作可能な駆動素子（ｄｒｉｖｅ　 ｅｌｅ■ｅｎ　ｔ）を有するリレータイプの電磁アクチュエータに関するもので あり、該アクチュエータは少な（とも一つの導体が通っているトロイダルトラン スから成る電流検出器によって制御される。

この発明の適用分野は特に、しかしながらそれだけでなく、作動電流からの電気 保護装置に関するものであり、言及は図面の便宜からその適応領域に適合するよ うに以下の説明を通じてなされる。

背景技術 この特定の適応分野では、大衆や産業用の単相や三相電源供給の消費者コンセン トに取り付けることを意図した保護装置が知られている。

そのような従来装置は保護自動遮断器であり、普通電熱タイプで、その遮断機構 はソレノイドによって駆動される。

又与えられるものとしては、差動電流検出器があり、それは電源供給線を囲みそ してライン導線を通して流れる電流の不平衡を検出することでそのような電流、 又漏れ電流とじて関連する、の発生を警告するように適合されたトロイダルトラ ンスから成る。

検出器は規定の差動電流値を越えた時に遮断機構をトリップオフ（ｔｒｉｐ　ｏ ｆｆ）するためにソレノイドコイルに接続される単方向やパルス電流が検出され た時に動作するよう設計されたそのような高性能（タイプＡ”）保護装置は検出 器とソレノイドの間に接続される電子回路を含む。この回路は一般にシリーズそ して又はカスケードに接続されたコンデンサから成る。

多くの利点やそれらの要求機能にほぼ一致しているにもかかわらず、そのような 装置はこれ以降で指摘されるようなまだいくつかの欠点を有する。

電流検出と遮断機構トリップオフステップは電気から！磁気その他へ、そして最 後は不可避的な損失をもたらし装置の応答を制限する機械的なエネルギーに変換 する結果を含む。

コンデンサを含む電子回路の供給には価格−１空間−そして電カー大きさの両者 が存在する。

ソレノイドと電流検出器を形成するトロイダルトランスは、それらの様々な態様 によりそのような保護装置をより小型に作る可能性を制限する。

この発明の背景にある技術的課題はリレータイプの１を磁アクチュエータを提供 することであり、それは以上に述べた欠点に打ち勝つための構成と性能を有する 。

発明の開示 この発明に基づく解決策は！磁アクチュエータを提供することであり、それは又 差動電流検出器の構成と機能とに結び付いている。

技術的問題は該トランスがアクチュエータに組み込まれ、その結果、導線を通し て誘導された磁束が該磁石からの永久磁束を妨害することを特徴とするアクチュ エータによって解決される。

本発明によるアクチュエータの特徴と利点は以下に続くそれに関する図解によっ て与えられ、しかしながら添付図面により制限されないが、実施例の詳細な説明 から明らかとなる図面の簡単な説明 図において： 図１は正面図そして断面図でこの発明の！磁アクチュエータを示しており； 図２は図１に示されるアクチュエータを上から見たものであり；そして 図３は図１のアクチュエータの等価電磁回路を図式的に示したものである。

°　るための　のノ 図面の外観と関連して、本発明を具体的に示す電磁アクチュエータが１に一般的 にそして図式的に示されている。アクチェエータ１は基本的にリレータイプであ りそして特に、これだけに限らないが、良く知られているために示されていない 差動電流から保護するための装置と結び付いた電気保護遮断機の遮断機構をトリ ップオフさせるように動作する。

このアクチュエータ１は強磁性材から作られ、対応する同軸中心ホール１３と１ ４を持って形成され相対するベース１１と１２を有する円筒形の保護ケース１０ に内装されたアーマチュア２から構成される。

アーマチュア２は前記ホール１３と１４と同軸のスルーホール４を中心に配置し た基底３を有するほぼ円筒形のボールの形式である。

アーマチュア２はホール４と同軸状にアーマチュア基底３に置かれた環状の永久 磁石５によって極性が与えられる。

アクチュエータ１はさらに環状の金属プレート７から成る可動駆動部分６を有し 、それはスプリング手段８のパイアスカと反対の方向へアーマチュア２によって 引きつけられる。

アーマチュア２と可動駆動部分６は各々固定されたそして移動する磁気回路の一 部を形成する。

手段８は調整可能な力のスプリングから成り、それはプレート７をケース内でケ ース１０の壁１１に接続する。

プレート７の直径はアーマチュア２の外側の直径に等しく、そしてプレートはア ーマチュア２のそれと同じ透磁率を有する強磁性体から作られる。

都合の良いことに、トロイダルトランス１６のコア１５は磁石５と可動部分６間 のアーマチュア２の内部に適合する。コア１５は高磁気透磁率を有し巻きつけら れた薄片から成る。

アクチュエータ１はケース１０のホール１３と１４にそった導線１７と１８によ ってアーマチュア２のホール４、そして部分６、コア１５と磁石５の環を通して 貫通されいる。導線１７と１８は単位相電力供給ラインの位相ワイヤやニュート ラルワイヤ又は多相供給ラインの位相ワイヤであるかもしれない。

トランス１６は電流検出器であり、特にいわゆる漏れ差動電流を検出すること、 そしてこの観点から、主巻線は例えば二又は三ターンの導線１７で形成されるそ のまわりに巻かれる。

アクチュエータ１の構成はブツシュドライバー１９によって完成され、それはケ ース１０の壁１１内の中心から外れたところに与えられるホール２０を通して延 びている。可動部分６の一巡経路はアクチュエータ１の可動部分を構成する押し 器１９によって阻まれる。

さて、図３において示されている特定の例に関しては、本発明による電磁アクチ ュエータの電気等価回路、あるいはむしろその中心線で対称なまさにその部分が 描かれている。

Ｆで示されるのは永久磁石５によって作られた起磁力の等価電圧源である。Ｒ１ で示されるのは永久磁石５の内部リアクタンスの等価抵抗である。

Ｒ２に関してはコアを形成するリングに対応する複数の並列、リアクタンスによ るトロイダルコア１５の内部リアクタンスに関連して可変抵抗が示されている。

Ｒ３とＲ５で、アーマチュア２と可動部分６のそれぞれによって与えられる固定 されたそして動く磁気回路部分のりアクタンスに関する抵抗が示されている。

最後に１．１？４で示されるのはアーマチュア２と可動部分６間の接触部分・の 空気におけるリアクタンスの等価抵抗である。

これは固定部分に飽和制御リアクタンスを加えたものを伴う移動部分の接触【関 連する空気のリアクタンスの合計であるとみなされる。

本発明によるアクチュエータの動作は次に述べられる。

差動電、流が導線１７と１８間で全く現れないところでは、アクチュエータ１は 普通のリレーとしてふるまう、永久磁石５は可動部分６が固定されたアーマチュ ア２へ接触を保つよう要求される磁束を発生する。

磁石５か４らの磁束は先に決められた引力によってアーマチュア２ど接触する可 動部分６を維持しそしてスプリング９からの弾性バーイアス力に対抗するのを助 成するトロイダル巻き薄片コア１５を通過する。

どんな差動電流波形も巻かれたワイヤ１７を通ってながれ、この電流によって誘 導された磁気領域は主に高透磁率トロイダルコア１５内に集中する。この磁気領 域の方向は直角でそして永久磁石５からのその束を妨げる。

アクチュエータ１を形成する物質を適当な寸法にすることによって、トロイダル コア１５は差動電流とお互いに重畳する永久磁束により飽和、又はそれに近くな る。

そのような状況では、トロイダルコア１５のリアクタンスは大きく増加し、そし て増加はすなわち可変抵抗Ｒ２の値である、従って、制限は順次コア１５を横切 る永久磁石５からの束による。

実際、東はアーマチュア２の金属周辺に向けられ、すなわち可動部分６への引力 は弱められ、よって後に、スプリング手段８によってそれに与えられる弾性バイ アスの結果は、押し器１９を通した保護遮断器の遮断機構をトリップオフする。

上の゛　・口 したがって、本発明のアクチェエータは、それが単体装置の中で検出器と駆動機 能を結合しそして必要な空間を滅じたという点で大きな利益をもたらす。

このアクチュエータは又単方向差動電流を検出し、それらの波形にかかわりなく 、数ミリアンペアのオーダで動作する本発明は以上に述べられた解決策の精神の 範囲内でそして同様な保護が与えられるならば多くの異なる方法を用いて具体化 されてもよい。

補正音の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成３年１月８日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．永久磁石（５）によって極性を与えられたアーマチュア（２）とスプリング 手段（８）に対してアーマチュア（２）によって引きつけられる可動駆動部分（ ６）を有するリレータイプの電磁アクチュエータ（１）であり、それを通して少 なくとも一つの電気導体（１７）が通過するトロイダルトランス（１６）から成 る電流検出器によって制御される該アクチュエータは、該トランス（１６）がア クチュエータ（１）と合体しその結果導体（１７）によりそれを通して誘導され る磁束が該磁石（５）からの永久磁束を妨げることを特徴とすること。
2. ２．該永久磁石（５）と該可動部分（６）は形状が環状であることを特徴とする 請求項１によるアクチュエータ。
3. ３．該トランス（１６）は該磁石（５）と該可動部分（６）間で同軸状に適合す るトロイダルコア（１５）から成ることを特徴とする請求項２によるアクチュエ ータ。
4. ４．該コア（１５）は高磁気透磁率コアであることを特徴とする請求項３による アクチュエータ。
5. ５．該アーマチュア（２）は中心にホール（４）を持って形成された基底（３） を伴うほぼボールのような形状を有し、該磁石（５）が該基底（３）の上に置か れるよう構成されることを特徴とする先の請求項によるアクチュエータ。
6. ６．該導線（１７）は少なくとも１ターンの主巻線を与えるためにトランス（１ ６）の回りに巻かれることを特徴とする請求項１によるアクチュエータ。
7. ７．それは保護ケース（１０）と該可動部分（６）と該ケース（１０）に内部接 続しそしてスプリング手段（８）を形成するスプリング（９）から成ることを特 徴とする請求項１によるアクチュエータ。
8. ８．該ケース（１０）は円筒形でありそして該トロイダルトランス（１６）と同 軸状に対応するホール（１３，１４）を中心に有して形成された相対するベース （１１，１２）から成ることを特徴とする請求項７によるアクチュエータ。
9. ９．電源供給ライン内の差動電流の検出器によって制御される保護遮断器の遮断 機構をトリップオフすることを意図し、そして永久磁石（５）により極性が与え られたアーマチュア（２）とスプリング手段（８）に対してアーマチュアによっ て引きつけられる可動駆動部分（６）を有するリレータイプの電磁アクチュエー タにおいて、それは、該磁石（５）と可動部分（６）間にトロイダルコア（１５ ）のトランス（１６）を有し、該トランス（１６）は該供給ラインの少なくとも 一つのワイヤ（１７）によって形成された主巻線が与えられ、そして差動電流の 発生で該磁石（５）からの永久磁束を妨げる磁気領域束をコア（１５）内で誘導 するよう動作することから成ることを特徴とすること。