JPH06168655A - 操作用電磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作用電磁石において、鉄心に渦電流が発生
することによりコイルが発生した磁束を打ち消す方向の
磁束を生じて投入動作の遅れ等が生じるのを防止する。 【構成】 固定鉄心と、固定鉄心に対して特定の方向へ
接近・離反自在に設けられると共に操作用のロッドが結
合された可動鉄心と、固定鉄心及び可動鉄心の近傍に配
置されたコイルとで構成される操作用電磁石において、
固定鉄心と可動鉄心とのうちの少なくとも一方である固
定鉄心３に、前記特定の方向へ鉄心を貫通して渦電流の
発生を抑制する切欠部３ｂを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、開閉器や遮断器等を操
作するのに用いる操作用電磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】開閉器や遮断器には、回路を開閉するた
めの駆動手段として操作用電磁石が用いられる。従来の
遮断器の構造を従来例１として図６に示し、従来例２と
して図７に示す。

【０００３】まず、従来例１について説明する。遮断部
１を投入する場合にはコイル２に電流を流す。すると、
磁束が発生して固定鉄心３及び可動鉄心４が磁化し、可
動鉄心４が固定鉄心３に吸い寄せられる。すると可動鉄
心４に固定したロッド５が上昇する。操作軸６のフラン
ジ部６ａに固定されたレバー７の先端にピン８を介して
ロッド５の上端が連結されており、一方、操作軸６に固
定されたレバー９の先端には遮断部１の可動リード棒１
０の下端がピンを介して連結されているため、ロッド５
が上昇すると、操作軸６の回転を介して可動リード棒１
０が上昇し、可動リード棒１０の上に取り付けられた電
極１１が固定リード棒１２の下に取り付けられた電極１
３に当接して遮断部１が投入される。

【０００４】遮断部１を遮断する場合は、コイル２への
電流の供給を停止する。すると、固定鉄心３及び可動鉄
心４の磁力がなくなり、投入の際に引き伸ばされて蓄勢
された遮断バネ１４が放勢して遮断部１が遮断される。

【０００５】次に、従来例２について説明する。従来例
２はラッチ機構付きの遮断器を示すものである。遮断部
１を投入するためにコイル２に電流を流してロッド５を
図中の右方へ押し出すと、圧縮された遮断バネ１４とト
リップフック１６とによって下部が挟まれたリンク機構
１７の上部が伸ばされてその上端が可動リード棒１０を
上方へ押し、電極１１が電極１３に当接して遮断部１が
投入される。投入後にコイル２に流す電流を止めてもト
リップフック１６の支持により遮断バネ１４は放勢でき
ないので、リンク機構１７の伸びた状態が屈曲した状態
に変わることはなく、したがって投入状態を維持するの
に連続して電流を流す必要がない。

【０００６】遮断部１を遮断する場合は引き外し電磁石
１８を作用させてトリップフック１６を回転させ、リン
ク機構１７の下部の拘束を解除すればよい。すると、遮
断バネ１４の放勢力によりリンク機構１７が曲げられて
可動リード棒１０が下降し、遮断部１の遮断が完了す
る。

【０００７】上記の遮断器に用いられる固定鉄心や可動
鉄心としては図８（ａ），（ｂ）に示すような貫通孔３
ａを有するリング状の形状の固定鉄心３や、これと類似
の形状を有する可動鉄心が使用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コイルに直
流電圧を印加するとコイル電流は時間と共に指数関数状
に増大し、鉄心には−Ｍ（ｄＩ／ｄｔ）の誘導電圧が発
生する。ここで、Ｍはコイルと鉄心の相互インダクタン
スであり、ｄＩ／ｄｔはコイル電流と巻き線との積の時
間変化率である。このため、従来の鉄心では上記の誘導
電圧により渦電流が流れてコイルが発生した磁束を打ち
消す方向の磁束を発生する。これにより、投入動作の遅
れや、過渡的な投入電流の増加や、磁束密度の不均一に
よる局部的な残留磁気の増加を招き、更に鉄心自体の発
熱を引き起こす。

【０００９】また、遮断器の遮断性能は遮断速度に大き
く依存し、適正な速度を確保しないと遮断性能が得られ
ないが、投入動作の後に遮断動作を行おうとしても磁力
が残留して電磁石の復帰時間が遅いために高速で遮断動
作できない虞れがある。これを補うために遮断バネのバ
ネ定数を大きくすると投入の際の負荷が増大し、投入電
磁石の大型化，投入電流の増加，投入時間の遅れ等のデ
メリットが生じる。

【００１０】そこで本発明は、かかる課題を解決した操
作用電磁石を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の構成は、固定鉄心と、固定鉄心に対して特
定の方向へ接近・離反自在に設けられると共に操作用の
ロッドが結合された可動鉄心と、固定鉄心及び可動鉄心
の近傍に配置されたコイルとで構成される操作用電磁石
において、固定鉄心と可動鉄心とのうちの少なくとも一
方に、前記特定の方向へ鉄心を貫通して渦電流の発生を
防止する切欠部を形成したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】コイルに電流が流れて磁束が発生すると固定鉄
心等に電流が発生するが、切欠部が形成されているため
に電流は流れにくくなり、渦電流が発生しにくくなる。
このため、誘導電圧が発生しても渦電流が流れにくく、
コイルが発生した磁束を打ち消す方向の磁束の発生が抑
制され、投入動作の遅れ等がなくなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例にもとずい
て詳細に説明する。なお、本実施例は従来の操作用電磁
石の一部を改良したものなので、従来と同一部分には同
一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明す
る。

【００１４】本発明による操作用電磁石に用いる鉄心の
構成を、以下に示す。

【００１５】（ａ）実施例１ まずＡタイプの鉄心について説明する。図１（ａ），
（ｂ）に示すように固定鉄心３の円周方向での４カ所に
９０゜毎に切欠部３ｂが形成される。それぞれの切欠部
３ｂは外周面から半径方向での中心へ向かって貫通孔３
ａの近傍まで伸び、軸心に沿う方向へ貫通している。こ
の切欠部３ｂはフライス加工によって形成される。

【００１６】次に、かかる固定鉄心を有する操作用電磁
石の作用を説明する。コイルに電流が流れて磁束が発生
すると固定鉄心に電流が発生するが、切欠部３ｂが形成
されているために電流は図２に示すルートで流れる。こ
のため、電流は流れにくく、渦電流の発生が抑制され
る。したがって、誘導電圧が発生しても渦電流の発生が
抑制され、コイルが発生した磁束を打ち消す方向の磁束
の発生が抑制される。このため、投入動作の遅れや、過
渡的な投入電流の増加や、磁束密度の不均一による局部
的な残留磁気の増加を招きにくく、更に鉄心自体の発熱
も抑制される。また、投入動作の後に遮断動作を行なう
場合でも磁力が残留しないために電磁石の復帰が早く、
高速での遮断動作が可能である。

【００１７】Ａタイプの固定鉄心のその他の実施例を図
３（ａ），（ｂ）に示す。図３（ａ）に示す固定鉄心は
切欠部３ｂの内側にアールを形成したものである。切欠
部３ｂはワイヤーカッターを半径方向の外側から中心へ
向かって移動させることにより形成する。図３（ｂ）に
示す固定鉄心も切欠部３ｂの内側にアールを形成したも
のである。この切欠部３ｂは貫通孔３ａの近傍にドリル
等で孔を形成した後に当該孔から外側へ向かってワイヤ
ーカッター等で切断したものである。

【００１８】図３（ａ），（ｂ）に示す固定鉄心を用い
た操作用電磁石の作用は前記と同様なので説明を省略す
る。

【００１９】（ｂ）実施例２ 次に、Ｂタイプの鉄心について説明する。図４（ａ）に
示すように固定鉄心３の円周方向での４カ所に９０゜毎
に切欠部３ｂが形成され、それぞれの切欠部３ｂの外周
側に図４（ｂ）に示す矩形材３ｃが嵌合されると共にロ
ウ付け等により結合されている。それぞれの切欠部３ｂ
は図１に記載されたＡタイプの固定鉄心に形成されたも
のと同一である。

【００２０】かかる固定鉄心を有する操作用電磁石の作
用を説明する。固定鉄心３の切欠部３ｂが外周面を貫通
していないので、固定鉄心３の強度がＡタイプの固定鉄
心よりも大きい。その他の作用はＡタイプの固定鉄心を
有する操作用電磁石と同じなので説明を省略する。

【００２１】Ｂタイプの固定鉄心のその他の実施例を図
５（ａ），（ｂ）に示す。図５（ａ）に示す固定鉄心は
外周面近傍にドリル等で孔を形成した後に当該孔から内
側へ向かってワイヤーカッター等で貫通孔３ａの近傍ま
で切断したものである。図５（ｂ）に示す固定鉄心は外
周面近傍と貫通孔３ａの近傍とにドリル等で孔を形成し
た後に一方の孔から他方の孔へ向かってワイヤーカッタ
ー等で切断して切欠部３ｂを形成したものである。

【００２２】図５（ａ），（ｂ）に示す固定鉄心を用い
た操作用電磁石の作用は、図４（ａ）の固定鉄心を用い
た操作用電磁石の作用と同様なので説明を省略する。

【００２３】なお、本実施例では固定鉄心に切欠部を形
成した場合について示したが、可動鉄心に切欠部を形成
してもよく、あるいは双方に形成してもよい。双方に切
欠部を形成すれば、一方のみに切欠部を形成した場合に
比べて遮断性能等は一段と向上する。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明からわかるように、本発明に
よる操作用電磁石によれば、固定鉄心と可動鉄心とのう
ちの少なくとも一方に、鉄心を貫通して渦電流の発生を
防止する切欠部を形成したので、鉄心に生じる渦電流が
抑制され、コイルが発生した磁束を打ち消す方向の磁束
の発生が防止される。このため、投入動作の遅れや、過
渡的な投入電流の増加や、磁束密度の不均一による局部
的な残留磁気の増加が抑制される。また、投入動作の後
に遮断動作を行なう場合でも磁力が残留しないために電
磁石の復帰が早く、高速での遮断動作が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による操作用電磁石に用いる固定鉄心の
実施例１に係り、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は右
側面図。

【図２】本発明に係り、固定鉄心の実施例１の作用説明
図。

【図３】本発明に係り、固定鉄心の実施例１のその他の
例を示す正面図。

【図４】本発明による操作用電磁石に用いる固定鉄心の
実施例２に係り、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は矩
形材の斜視図。

【図５】本発明に係り、固定鉄心の実施例２のその他の
例を示す正面図。

【図６】従来例１に係る遮断器を示す構成図。

【図７】従来例２に係る遮断器を示す構成図。

【図８】従来の操作用電磁石に用いる固定鉄心に係り、
図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は断面図。

【符号の説明】

２…コイル ３…固定鉄心 ３ｂ…切欠部 ４…可動鉄心 ５…ロッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定鉄心と、固定鉄心に対して特定の方
   向へ接近・離反自在に設けられると共に操作用のロッド
   が結合された可動鉄心と、固定鉄心及び可動鉄心の近傍
   に配置されたコイルとで構成される操作用電磁石におい
   て、 固定鉄心と可動鉄心とのうちの少なくとも一方に、前記
   特定の方向へ鉄心を貫通して渦電流の発生を防止する切
   欠部を形成したことを特徴とする操作用電磁石。