JPH10223434A - 電磁石駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動回路の故障の場合におい操作コイルへの
操作電流の通電を停止し、以て、電磁石からの異臭ある
いは発煙を防止することができる電磁石駆動装置を提供
すること。 【解決手段】 電磁石の操作コイルＬに直列に接続され
る第１のスイッチ素子Ｑ１と、第１のスイッチ素子Ｑ１
のスイッチング制御にて電磁石の起動時と保持状態とに
おける操作コイルＬの操作電流の大きさを制御する制御
部１と、操作コイルＬに直列に接続される電流フューズ
２と、を備える電磁石駆動装置Ａにおいて、操作電流を
検出する電流検出部４及び電流フューズ２の溶断電流よ
り大きい負荷電流を通電させる負荷部３（Ｒ）を付加
し、電流検出部４が操作電流の所定時間、所定値より大
きいことを検出したときに負荷部３に負荷電流が通電さ
れるよう成す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁開閉器等の操
作駆動用の電磁石を駆動する電磁石駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電磁開閉器等の操作駆動用の電
磁石を駆動する電磁石駆動装置においては、一般に、電
磁石にて駆動される可動鉄心と電磁石側の固定鉄心との
磁気ギャップが大きい、電磁石の起動時と、電磁石が起
動されて可動鉄心が電磁石側の固定鉄心にて保持され
た、電磁石保持状態とは、電磁石の操作コイルに通電す
る操作電流の大きさを変えて電磁石を駆動している。

【０００３】従来、上記のような電磁石駆動装置は、例
えば、図６に示す電磁石駆動装置Ａのように、電磁石の
操作コイルＬに直列に接続されるスイッチ素子Ｑ１と、
スイッチ素子Ｑ１のスイッチング制御にて電磁石の起動
時と保持状態とにおける操作コイルＬの操作電流Ｉｃの
大きさを制御する制御部１と、スイッチ素子Ｑ１のオフ
時に回生電流が流れるよう操作コイルＬに並列接続され
た回生用のダイオードＤと、操作コイルＬに直列に接続
される電流フューズ２と、を備えている。そして、操作
コイルＬを有する電磁石を起動する、図６に示す起動ス
イッチＳｗが閉路されると、図７のタイミングチャート
に示すように、制御部１がスイッチ素子Ｑ１をスイッチ
ング制御している。

【０００４】上記のスイッチング制御は、詳しくは、起
動スイッチＳｗが投入されて直流電源Ｖｓから電源電圧
Ｖｉが印加されると、まず、操作コイルＬの操作電流Ｉ
ｃとして、所定時間ｔ１は電磁石にて可動鉄心が吸引で
きるだけの起動電流を通電し、所定時間ｔ１の経過後
（以下、保持時と称する）は前記の起動電流よりも小さ
い、電磁石にて可動鉄心を保持し得る保持電流を通電す
る。このスイッチング制御は、制御部１から制御パルス
信号Ｖｇを発生して行われる。

【０００５】所定時間ｔ１は、一般に、電磁石の可動鉄
心の吸引に要する時間以上に設定される。そして、電磁
石にて可動鉄心が吸引されて、可動鉄心が電磁石側の固
定鉄心にて保持された電磁石保持状態においては、電磁
石の固定鉄心と可動鉄心とのギャップが最小となり磁気
回路の磁気抵抗が小さくなる。従って、保持時は、操作
コイルＬには起動時の起動電流よりも小さい保持電流が
操作電流Ｉｃとして通電されて可動鉄心が保持されてい
る。すなわち、操作コイルＬの保持時の消費電力を、起
動時の消費電力よりも小さくして、操作コイルＬの発
熱、あるいは焼損等を防止している。

【０００６】また、直流電源Ｖｓから出力される出力電
流Ｉｓは、起動時の起動電流ピーク値Ｉｐが保持時の保
持電流ピーク値Ｉｈよりも大きくなる。従って、電流フ
ューズ２は、起動時の起動電流にて溶断しないよう、起
動電流ピーク値Ｉｐよりも大きいフューズ溶断電流値Ｉ
ｏのものが使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のスイ
ッチング制御は、例えば、操作電流Ｉｃを、操作コイル
Ｌへの起動時の起動電流を保持時の保持電流へ、制御部
１の制御パルス信号Ｖｇにて切り換えが出来ず、起動電
流が継続して操作コイルＬへ通電される故障が発生した
場合、電流フューズ２は溶断しないこととなる。その結
果、電磁石は、消費電力が高い状態にて操作コイルＬへ
の通電が継続してなされ、操作コイルの発熱による異臭
を発したり発煙したりする。そして、その後、更に操作
コイルＬの温度が上昇して操作コイルＬの線間が短絡
し、操作コイルＬへの通電電流値がフューズ溶断電流値
Ｉｏを上まわり電流フューズ２が溶断する。

【０００８】また、スイッチ素子Ｑ１が常時オンとなる
故障、あるいは回路の短絡故障においては、電磁石が高
温となって操作コイルＬのインピーダンスが高くなった
り、また、操作コイルＬへの印加電圧が低い場合には、
直流電源Ｖｓからの出力電流Ｉｓが起動時の起動電流ピ
ーク値Ｉｐに満たないことがある。その結果、直流電源
Ｖｓからの出力電流Ｉｓがフューズ溶断電流値Ｉｏに満
たないこととなり、前記と同様に電流フューズ２は溶断
しないこととなる。そして、操作コイルＬの消費電力が
低減できず、操作コイルＬが異常発熱して電磁石が異臭
を発したり発煙したりし、その後、操作コイルの線間が
短絡して操作コイルＬへの通電電流値がフューズ溶断電
流値Ｉｏを上まわり電流フューズ２が溶断する。

【０００９】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、起動時の起動電流を保持
時の保持電流への切り換えが出来ず、起動電流が継続し
て通電される故障が発生した場合、あるいはスイッチ素
子が常時オンとなる故障あるいは短絡故障の場合におい
ても、電流フューズを強制的に溶断させて操作コイルへ
の操作電流の通電を停止し、以て、電磁石からの異臭あ
るいは発煙を防止することができる電磁石駆動装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の電磁石駆動装置は、電磁石の操作コ
イルに直列に接続される第１のスイッチ素子と、第１の
スイッチ素子のスイッチング制御にて電磁石の起動時と
保持状態とにおける前記操作コイルの操作電流の大きさ
を制御する制御部と、前記操作コイルに直列に接続され
る電流フューズと、を備える電磁石駆動装置において、
前記操作電流を検出する電流検出部及び前記電流フュー
ズの溶断電流より大きい負荷電流を通電させる負荷部を
付加し、電流検出部が操作電流の所定時間、所定値より
大きいことを検出したときに負荷部に負荷電流が通電さ
れるよう成している。これにより、電流検出部が操作電
流の所定時間、所定値より大きいことを検出して、負荷
部に電流フューズの溶断電流より大きい負荷電流が通電
されるものとなる。

【００１１】また、請求項２記載の電磁石駆動装置は、
請求項１記載の前記電流検出部を電流検出用抵抗器の両
端電圧にて電流検出するものとし、該電流検出用抵抗器
と前記負荷部の負荷抵抗器とを同一の抵抗器にて形成す
るとともに、該抵抗器への負荷電流の通電制御が前記電
流検出部にてスイッチ制御される第２のスイッチ素子に
てされるよう成している。これにより、電流検出部の電
流検出用抵抗器と、負荷部の、電流検出部にてスイッチ
制御される第２のスイッチ素子にて負荷電流の通電制御
される負荷抵抗器とが同一の抵抗器にて形成されるもの
となる。

【００１２】また、請求項３記載の電磁石駆動装置は、
電磁石の操作コイルに直列に接続される第１のスイッチ
素子と、第１のスイッチ素子のスイッチング制御にて電
磁石の起動時と保持状態とにおける前記操作コイルの操
作電流の大きさを制御する制御部と、前記操作電流を検
出する電流検出部と、この電流検出部が操作電流の所定
時間、所定値より大きいことを検出したときに前記操作
コイルへの通電を停止する通電制御部と、を備えてい
る。これにより、通電制御部にて、電流検出部が操作電
流の所定時間、所定値より大きいことを検出したとき、
操作コイルへの通電が停止されるものとなる。

【００１３】また、請求項４記載の電磁石駆動装置は、
請求項３記載の電流検出部を電流検出用抵抗器の両端電
圧にて電流検出するものとし、該電流検出用抵抗器をフ
ューズ抵抗器にて形成するとともに、前記通電制御部
を、該フューズ抵抗器への溶断電流の通電制御を前記電
流検出部にてスイッチ制御される第２のスイッチ素子に
てされるよう成している。これにより、電流検出部の電
流検出用抵抗器が、通電制御部の、電流検出部にてスイ
ッチ制御される第２のスイッチ素子にて溶断電流の通電
制御されるフューズ抵抗器にて形成されるものとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電磁石駆動装置の
第１の実施の形態を図１乃至図３に基づいて、第２の実
施の形態を図４に基づいて、第３の実施の形態を図５に
基づいて、それぞれ説明する。

【００１５】［第１の実施の形態］図１は、第１の実施
の形態の電磁石駆動装置の構成図である。図２は、図１
に示す電磁石駆動装置の制御を説明するタイミングチャ
ートである。図３は、第１の実施の形態の電磁石駆動装
置の別の実施例の説明図である。

【００１６】この電磁石駆動装置Ａは、例えば、電磁開
閉器等の操作駆動用の電磁石を駆動する電磁石駆動装置
で、電磁石の操作コイルＬに直列に接続された第１のス
イッチ素子に相当するスイッチ素子Ｑ１と、制御部１
と、ダイオードＤと、電流フューズ２と、負荷部３に相
当する抵抗器Ｒと、この抵抗器Ｒにて前記操作コイルＬ
に通電される操作電流Ｉｃを検出する電流検出部４と、
第２のスイッチ素子に相当するスイッチ素子Ｑ２とを備
えている。

【００１７】スイッチ素子Ｑ１は、電磁石の操作コイル
Ｌへの操作電流Ｉｃの大きさを制御するもので、例え
ば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）にて形成されてい
る。そして、ドレインは、その一端（Ｐ）が電流フュー
ズ２及び起動スイッチＳｗを介して直流電源Ｖｓの正極
側に接続される操作コイルの他端に、ソースは後述する
抵抗器Ｒを介して直流電源Ｖｓの負極側に、ゲートは制
御部１の出力に、それぞれ接続されている。なお、起動
スイッチＳｗは、操作コイルＬを有する電磁石を起動す
るものである。

【００１８】制御部１は、スイッチ素子Ｑ１のスイッチ
ング制御にて、電磁石の起動時と保持時とにおける操作
コイルＬの操作電流Ｉｃの大きさを制御するもので、例
えばタイマーＩＣ、論理回路等によって形成され、出力
がスイッチ素子Ｑ１に接続されている。この制御部１
は、上記起動スイッチＳｗが閉路されて直流電源Ｖｓか
ら電源供給さると、スイッチ素子Ｑ１にて、操作コイル
Ｌの操作電流Ｉｃとして、起動時である所定時間ｔ１間
は電磁石にて可動鉄心が吸引できるだけの起動電流を通
電し、所定時間ｔ１の経過後である保持時は前記の起動
電流よりも小さい、電磁石にて可動鉄心を保持し得る保
持電流を通電するよう、例えば図２に示すように、所定
周波数にてデューティーを変化させた制御パルス信号Ｖ
ｇを、スイッチ素子Ｑ１のゲートへ出力する。

【００１９】ダイオードＤは、スイッチ素子Ｑ１のオフ
時に操作コイルＬに発生する逆起電力による回生電流Ｉ
ｆを流す回生用のもので、カソードは操作コイルの一端
（Ｐ）に、アノードは操作コイルＬの他端にそれぞれ接
続されて操作コイルＬに並列接続されている。

【００２０】電流フューズ２は、電磁石駆動装置Ａの内
部回路の過電流保護用で、このものにおいては従来例と
同様、操作コイルＬの直流電源Ｖｓの正極側の一端
（Ｐ）側に直列に接続されている。従って、例えば、金
属片等による、電磁石駆動装置Ａの内部回路の短絡時に
おいても直ちに溶断し、電磁石駆動装置Ａへの電源供給
を停止することができる。なお、この電流フューズ２
も、従来例のものと同様、起動時の起動電流にて溶断し
ないように、起動電流ピーク値Ｉｐよりも大きいフュー
ズ溶断電流値Ｉｏのものを用いている。

【００２１】抵抗器Ｒは、前記電流フューズ２の溶断電
流値Ｉｏより大きい負荷電流Ｉｒを通電させる負荷部３
と、後述する電流検出部４の、両端電圧にて電流検出す
る電流検出用抵抗器であるシャント抵抗器とを兼ねたも
ので、一端がスイッチ素子Ｑ１のソース、他端が直流電
源Ｖｓの負極側にそれぞれ接続されて、操作コイルＬの
操作電流Ｉｃが通電される。一般に、大電流を開閉する
高容量の電磁開閉器においては、安定してその開閉接点
を保持する目的で、操作コイルＬの操作電流Ｉｃとして
大きな保持電流が通電される。従って、この抵抗器Ｒ
は、例えば、抵抗線がガラス繊維にて形成された巻心に
巻回されセメント材にて封止されて形成された、高負荷
タイプの巻線固定抵抗器等の電力型抵抗器にて形成され
ている。また、この抵抗器Ｒの一端は、電流検出部４を
形成する電流検出回路４１の入力と、後述するスイッチ
素子Ｑ２のソースとにも接続されている。

【００２２】電流検出部４は、操作コイルＬの操作電流
Ｉｃを検出し、負荷部３としての上記抵抗器Ｒの負荷電
流の通電を制御するもので、このものにおいては、シャ
ント抵抗器として上記の抵抗器Ｒと、この抵抗器Ｒの一
端の電圧を検知して後述するスイッチ素子Ｑ２の導通を
制御する電流検出回路４１とにて構成されている。電流
検出回路４１は、例えば、抵抗器Ｒの一端の電圧値Ｖｒ
と所定の閾値としての電圧値Ｖｔ（図示せず）とを比較
する比較手段と、図２に示す所定時間ｔ２の間、Ｖｒ＞
Ｖｔであるときに判定出力をする判定手段と、を有し、
例えば、マイクロコンピュータにて形成されている。

【００２３】スイッチ素子Ｑ２は、抵抗器Ｒへの負荷電
流Ｉｒの通電制御をするもので、例えば、電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）にて形成されている。そして、ドレ
インは、電流フューズ２と操作コイルＬとの接続点であ
る操作コイルＬの一端（Ｐ）に、ソースは抵抗器Ｒの一
端に、ゲートは電流検出部４の出力に、それぞれ接続さ
れている。このスイッチ素子Ｑ２は、電流検出部４が、
前記判定手段にて所定時間ｔ２の間、Ｖｒ＞Ｖｔである
ことが判定されて、操作コイルＬの操作電流Ｉｃの所定
時間、所定値より大きいことを検出したときに負荷電流
Ｉｒを抵抗器Ｒに通電させる。

【００２４】次に、以上説明した電磁石駆動装置Ａの動
作を、図２に基づいて説明する。電磁石駆動装置Ａは、
直流電源Ｖｓが、操作コイルＬを有する電磁石を起動す
る起動スイッチＳｗを介して接続され、例えば、電磁開
閉器等の操作駆動用の電磁石の操作コイルＬへの通電電
流である操作電流Ｉｃを制御する。なお、起動スイッチ
Ｓｗは、このものにおいては、押し操作にて接点回路の
閉路と開路とが反転する、単極の、オルタネートスイッ
チと呼ばれる操作スイッチにて形成している。

【００２５】起動スイッチＳｗが閉路されると、まず、
操作コイルＬに直流電源Ｖｓから電源電圧Ｖｉが印加さ
れるとともに制御部１にも電源が供給されて、制御パル
ス信号Ｖｇがスイッチ素子Ｑ１のゲートに向けて出力さ
れる。この制御パルス信号Ｖｇは、電磁石にて可動鉄心
が吸引できるだけの起動電流を通電するもので、操作コ
イルＬに、所定時間ｔ１の間、起動電流ピーク値Ｉｐを
もってデューティ比の大きい電流が通電される。次い
で、電磁石にて可動鉄心が吸引されて、可動鉄心が電磁
石側の固定鉄心にて保持された保持時においては、起動
時の起動電流ピーク値Ｉｐよりも小さい保持電流ピーク
値Ｉｈをもって、起動電流ピーク値Ｉｐのときのデュー
ティ比の小さい電流が通電され、可動鉄心が電磁石側の
固定鉄心にて保持された電磁石保持状態が継続される。
すなわち、起動電流ピーク値Ｉｐが電流フューズ２の溶
断電流値Ｉｏより小さい値に設定されているので、操作
コイルＬには保持電流ピーク値Ｉｈをもった保持電流が
安定して通電される。

【００２６】一方、スイッチ素子Ｑ１が常時オンとなる
故障においては、故障発生時点ｔｅにおいてスイッチ素
子Ｑ１が常時オンとなる故障または短絡故障が発生し、
電流フューズ２の溶断電流値Ｉｏより小さい値の操作電
流Ｉｅが継続して通電された場合、まず、電流検出部４
にて、起動時の所定時間ｔ１よりも大きい所定時間ｔ２
の間、所定の値、例えば保持電流ピーク値Ｉｈより大き
い操作電流Ｉｅの通電されたことが検出され、スイッチ
素子Ｑ２が導通される。そして、抵抗器Ｒにて、前記電
流フューズ２の溶断電流値Ｉｏより大きい負荷電流Ｉｒ
が通電され、操作電流Ｉｅが電流フューズ２の溶断電流
値Ｉｏより小さい電流であっても、操作電流Ｉｅと負荷
電流Ｉｒとの合計電流（Ｉｅ＋Ｉｒ）が直流電源Ｖｓか
ら流れて、電流フューズ２が直ちに溶断する。また、内
部回路の短絡故障においては、操作コイルＬの直流電源
Ｖｓの正極側の一端（Ｐ）側に直列に接続された電流フ
ューズ２が直ちに溶断して、やはり電磁石駆動装置Ａへ
の電源供給を停止することができる。

【００２７】また、上記のように、電流検出部４の検出
時間である所定時間ｔ２を起動時の所定時間ｔ１よりも
大きくすることによって、起動時の直流電源Ｖｓからの
起動電流を誤って検出して故障と判定することが無い。
この所定時間ｔ２は、操作コイルＬが異常発熱して電磁
石が異臭を発したり発煙したりしない時間としている。

【００２８】また、上記の説明以外の故障として、起動
時の起動電流Ｉｐが所定時間ｔ１以上の間通電されたと
きにおいても同様に、起動電流Ｉｐと負荷電流Ｉｒとの
合計電流（Ｉｐ＋Ｉｒ）が直流電源Ｖｓから流れて、電
流フューズ２が直ちに溶断する。そして、直流電源Ｖｓ
からの電源供給が直ちに停止され、操作コイルＬの発熱
による異臭や発煙が確実に防止される。

【００２９】以上説明した電磁石駆動装置Ａによると、
電流検出部４が操作電流Ｉｃの所定時間、所定値より大
きいことを検出して、負荷部３に電流フューズ２の溶断
電流Ｉｏより大きい負荷電流Ｉｒが通電されるものとな
るので、起動電流を保持電流へ切り換えられず、起動電
流が継続して通電される故障が発生した場合、あるいは
スイッチ素子が常時オンとなる故障の場合においても、
電流フューズを強制的に溶断させて操作コイルＬへの操
作電流Ｉｃの通電を停止し、以て、電磁石からの異臭あ
るいは発煙を防止できる。また、電流検出部４の電流検
出用抵抗器と、負荷部３の、電流検出部４にてスイッチ
制御されるスイッチ素子Ｑ２にて負荷電流の通電制御さ
れる負荷抵抗器とが同一の抵抗器Ｒにて形成されるもの
となるので、部品点数が少なくてすみ低コスト化及び小
型化が容易となる。

【００３０】なお、以上説明した実施の形態において、
電流検出部４の電流検出用抵抗器と負荷部３としての負
荷抵抗器とを同一の抵抗器Ｒとしたものを例示して説明
したが、本発明はそのもののみに限定するものでなく、
図３に示すように、負荷部３として負荷抵抗器を別に設
けるものであっても良い。また、電流検出部４も、シャ
ント抵抗器の一端の電圧値にて電流を検出するものに限
定するものでなく、例えばホール素子等によって通電電
流を検出するものであっても良い。

【００３１】［第２の実施の形態］図４は、第２の実施
の形態の電磁石駆動装置の構成図である。

【００３２】この電磁石駆動装置Ａは、電流フューズを
有せず更に、操作コイルへの通電を制御する通電制御部
５を有する点が第１の実施の形態と異なるもので、他の
構成部材は第１の実施の形態のものと同一である。

【００３３】通電制御部５は、例えば第１の実施の形態
同じ電流検出部４が操作電流Ｉｃの所定時間、所定値よ
り大きいことを検出したときに操作コイルＬへの通電を
停止するもので、電磁石駆動装置Ａへの直流電源Ｖｓか
らの通電を停止させるための開閉部５１と、この開閉部
５１を電流検出部４の出力にて操作するための操作回路
５２とを有し、このものにおいては、単極の常開型のリ
レー装置にて形成されている。このリレー装置は、開閉
部５１が起動スイッチＳｗにて直流電源Ｖｓから電源電
圧Ｖｉが印加される一方の入力端に設けられる。

【００３４】なお、このものにおいては、制御部１、通
電制御部５の操作回路には、起動スイッチＳｗの投入に
て線路Ｑを介して直ちに電源電圧Ｖｉが印加されるよう
になっている。

【００３５】以上説明した電磁石駆動装置Ａは、起動ス
イッチＳｗが閉路されると、まず、制御部１、電流検出
部４及び通電制御部５の操作回路５２に電源電圧Ｖｉが
印加されて、開閉部５１が直ちに閉路し操作コイルＬに
電源電圧Ｖｉが印加される。そして、制御部１から制御
パルス信号Ｖｇがスイッチ素子Ｑ１のゲートに向けて出
力される。この制御パルス信号Ｖｇは、電磁石にて可動
鉄心が吸引できるだけの起動電流を通電するもので、操
作コイルＬに、所定時間ｔ１の間、起動電流ピーク値Ｉ
ｐをもってデューティ比の大きい電流が通電される。次
いで、電磁石にて可動鉄心が吸引されて、可動鉄心が電
磁石側の固定鉄心にて保持された保持時においては、起
動時の起動電流ピーク値Ｉｐよりも小さい保持電流ピー
ク値Ｉｈをもって、起動電流ピーク値Ｉｐのときのデュ
ーティ比の小さい電流が通電され、可動鉄心が電磁石側
の固定鉄心にて保持された電磁石保持状態が継続され
る。

【００３６】一方、スイッチ素子Ｑ１が常時オンとなる
故障においては、故障発生時点ｔｅにおいてスイッチ素
子Ｑ１が常時オンとなる故障または短絡故障が発生した
場合、まず、電流検出部４にて、起動時の所定時間ｔ１
よりも大きい所定時間ｔ２の間、所定の値、例えば保持
電流ピーク値Ｉｈより大きい操作電流Ｉｅの通電された
ことが検出され、操作回路５２への電源電圧Ｖｉが印加
されないよう制御されて開閉部５１が開路する。そし
て、操作コイルＬへの通電が停止される。また、内部回
路の短絡故障においても、操作回路５２への電源電圧Ｖ
ｉが印加されないよう制御されて開閉部５１が開路し、
操作コイルＬへの通電が停止される。

【００３７】以上説明した電磁石駆動装置Ａによると、
通電制御部５にて、電流検出部４が操作電流の所定時
間、所定値より大きいことを検出したとき、操作コイル
Ｌへの通電が停止されるものとなるので、例えば、操作
コイルＬの両端が短絡したときにおいても電磁石からの
異臭あるいは発煙を防止できるとともに容易に再使用が
できる。

【００３８】［第３の実施の形態］図５は、第３の実施
の形態の電磁石駆動装置の構成図である。

【００３９】この電磁石駆動装置Ａは、電流フューズを
有せず更に、電流検出部４の電流検出のためのシャント
抵抗器の構成が第１の実施の形態と異なるもので、他の
構成部材は第１の実施の形態のものと同一である。

【００４０】このものの抵抗器Ｒは、電流検出部４の電
流検出のためのシャント抵抗器と、後述する通電制御部
５の、電流検出部４が操作電流の所定時間、所定値より
大きいことを検出したときに操作コイルＬへの通電を停
止する通電停止手段を兼ねたもので、フューズ抵抗器に
て形成されている。そして、第１の実施の形態のものと
同様、一端がスイッチ素子Ｑ１のソース、他端が直流電
源Ｖｓの負極側にそれぞれ接続されて、操作コイルＬの
操作電流Ｉｃが通電される。

【００４１】このヒューズ抵抗器は、例えば抵抗器の定
格電力の略１０倍程度の電力消費状態にて通電されると
略１０秒程度の時間にて溶断する低融点物質と金属酸化
被膜抵抗体とが直列に配設されて、セメント材にて封止
され形成された、高負荷タイプの金属被膜フューズ抵抗
器である。また、この抵抗器Ｒの一端は、電流検出部４
を形成する電流検出回路４１の入力と、後述するスイッ
チ素子Ｑ２のソースとにも接続されている。

【００４２】通電制御部５は、例えば第１の実施の形態
同じ電流検出部４が操作電流Ｉｃの所定時間、所定値よ
り大きいことを検出したときに操作コイルＬへの通電を
停止するもので、上記抵抗器Ｒを電流検出部４の出力に
て溶断操作するための操作回路である、第２のスイッチ
素子に相当するスイッチ素子Ｑ２にて形成されている。

【００４３】スイッチ素子Ｑ２は、抵抗器Ｒへの溶断電
流Ｉｍの通電制御をするもので、例えば、電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）にて形成されている。そして、ドレ
インは、電源電圧Ｖｉの入力端である操作コイルＬの一
端（Ｐ）に、ソースは抵抗器Ｒの一端に、ゲートは電流
検出部４の出力に、それぞれ接続されている。このスイ
ッチ素子Ｑ２は、電流検出部４が、前記判定手段にて所
定時間ｔ２の間、Ｖｒ＞Ｖｔであることが判定されて、
操作コイルＬの操作電流Ｉｃの所定時間、所定値より大
きいことを検出したときに溶断電流Ｉｍを抵抗器Ｒに通
電させる。

【００４４】以上説明した電磁石駆動装置Ａは、起動ス
イッチＳｗが閉路されると、まず、操作コイルＬに直流
電源Ｖｓから電源電圧Ｖｉが印加されるとともに制御部
１にも電源が供給されて、制御パルス信号Ｖｇがスイッ
チ素子Ｑ１のゲートに向けて出力される。この制御パル
ス信号Ｖｇは、電磁石にて可動鉄心が吸引できるだけの
起動電流を通電するもので、操作コイルＬに、所定時間
ｔ１の間、起動電流ピーク値Ｉｐをもってデューティ比
の大きい電流が通電される。次いで、電磁石にて可動鉄
心が吸引されて、可動鉄心が電磁石側の固定鉄心にて保
持された保持時においては、起動時の起動電流ピーク値
Ｉｐよりも小さい保持電流ピーク値Ｉｈをもって、起動
電流ピーク値Ｉｐのときのデューティ比の小さい電流が
通電され、可動鉄心が電磁石側の固定鉄心にて保持され
た電磁石保持状態が継続される。すなわち、抵抗器Ｒの
溶断電流Ｉｍが起動電流ピーク値Ｉｐより大きい値に設
定されているので、操作コイルＬには保持電流ピーク値
Ｉｈをもった保持電流が安定して通電される。

【００４５】一方、スイッチ素子Ｑ１が常時オンとなる
故障においては、故障発生時点ｔｅにおいてスイッチ素
子Ｑ１が常時オンとなる故障または短絡故障が発生した
場合、まず、電流検出部４にて、起動時の所定時間ｔ１
よりも大きい所定時間ｔ２の間、所定の値、例えば保持
電流ピーク値Ｉｈより大きい操作電流Ｉｅの通電された
ことが検出され、スイッチ素子Ｑ２が導通される。そし
て、抵抗器Ｒには溶断電流Ｉｍが通電され、操作電流Ｉ
ｅが電流フューズ２の溶断電流値Ｉｏより小さい電流で
あっても、フューズ抵抗器である抵抗器Ｒが所定時間経
過後に溶断する。また、内部回路の短絡故障において
も、抵抗器Ｒには溶断電流Ｉｍが通電されるよう制御さ
れて抵抗器Ｒが所定時間経過後に溶断し、操作コイルＬ
への通電が停止される。

【００４６】以上説明した電磁石駆動装置Ａによると、
電流検出部４の電流検出用抵抗器Ｒが、通電制御部５
の、電流検出部４にてスイッチ制御されスイッチ素子Ｑ
２にて溶断電流Ｉｍの通電制御されるフューズ抵抗器で
ある抵抗器Ｒにて形成されるものとなるので、さらに部
品点数が少なくてすみ低コスト化及び小型化が容易とな
る。

【００４７】

【発明の効果】請求項１記載の電磁石駆動装置は、電流
検出部が操作電流の所定時間、所定値より大きいことを
検出して、負荷部に電流フューズの溶断電流より大きい
負荷電流が通電されるものとなるので、起動電流を保持
電流へ切り換えられず、起動電流が継続して通電される
故障が発生した場合、あるいはスイッチ素子が常時オン
となる故障の場合においても、電流フューズを強制的に
溶断させて操作コイルへの操作電流の通電を停止し、以
て、電磁石からの異臭あるいは発煙を防止できる。

【００４８】また、請求項２記載の電磁石駆動装置は、
請求項１記載のものの効果に加え、電流検出部の電流検
出用抵抗器と、負荷部の、電流検出部にてスイッチ制御
される第２のスイッチ素子にて負荷電流の通電制御され
る負荷抵抗器とが同一の抵抗器にて形成されるものとな
るので、部品点数が少なくてすみ低コスト化及び小型化
が容易となる。

【００４９】また、請求項３記載の電磁石駆動装置は、
通電制御部にて、電流検出部が操作電流の所定時間、所
定値より大きいことを検出したとき、操作コイルへの通
電が停止されるものとなるので、操作コイルＬの両端が
短絡したときにおいても電磁石からの異臭あるいは発煙
を防止できるとともに容易に再使用ができる。

【００５０】また、請求項４記載の電磁石駆動装置は、
請求項３記載のものの効果に加え、電流検出部の電流検
出用抵抗器が、通電制御部の、電流検出部にてスイッチ
制御される第２のスイッチ素子にて溶断電流の通電制御
されるフューズ抵抗器にて形成されるものとなるので、
さらに部品点数が少なくてすみ低コスト化及び小型化が
容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の電磁石駆動装置の
構成図である。

【図２】図１に示す電磁石駆動装置の制御を説明するタ
イミングチャートである。

【図３】第１の実施の形態の電磁石駆動装置の別の実施
例の説明図である。

【図４】第２の実施の形態の電磁石駆動装置の構成図で
ある。

【図５】第３の実施の形態の電磁石駆動装置の構成図で
ある。

【図６】従来例の電磁石駆動装置の構成図である。

【図７】従来例の電磁石駆動装置の制御を説明するタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

１ 制御部 ２ 電流フューズ ３ 負荷部 ４ 電流検出部 Ｒ 抵抗器（電流検出用抵抗器、負荷抵抗器） ５ 通電制御部 Ｑ１ 第１のスイッチ素子 Ｑ２ 第２のスイッチ素子 Ｌ 操作コイル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁石の操作コイルに直列に接続される
   第１のスイッチ素子と、第１のスイッチ素子のスイッチ
   ング制御にて電磁石の起動時と保持状態とにおける前記
   操作コイルの操作電流の大きさを制御する制御部と、前
   記操作コイルに直列に接続される電流フューズと、を備
   える電磁石駆動装置において、 前記操作電流を検出する電流検出部及び前記電流フュー
   ズの溶断電流より大きい負荷電流を通電させる負荷部を
   付加し、電流検出部が操作電流の所定時間、所定値より
   大きいことを検出したときに負荷部に負荷電流が通電さ
   れるよう成したこと特徴とする電磁石駆動装置。
2. 【請求項２】 前記電流検出部を電流検出用抵抗器の両
   端電圧にて電流検出するものとし、該電流検出用抵抗器
   と前記負荷部の負荷抵抗器とを同一の抵抗器にて形成す
   るとともに、該抵抗器への負荷電流の通電制御が前記電
   流検出部にてスイッチ制御される第２のスイッチ素子に
   てされるよう成したことを特徴とする請求項１記載の電
   磁石駆動装置。
3. 【請求項３】 電磁石の操作コイルに直列に接続される
   第１のスイッチ素子と、第１のスイッチ素子のスイッチ
   ング制御にて電磁石の起動時と保持状態とにおける前記
   操作コイルの操作電流の大きさを制御する制御部と、前
   記操作電流を検出する電流検出部と、この電流検出部が
   操作電流の所定時間、所定値より大きいことを検出した
   ときに前記操作コイルへの通電を停止する通電制御部
   と、を備えたことを特徴とする電磁石駆動装置。
4. 【請求項４】 前記電流検出部を電流検出用抵抗器の両
   端電圧にて電流検出するものとし、該電流検出用抵抗器
   をフューズ抵抗器にて形成するとともに、前記通電制御
   部を、該フューズ抵抗器への溶断電流の通電制御を前記
   電流検出部にてスイッチ制御される第２のスイッチ素子
   にてされるよう成したことを特徴とする請求項３記載の
   電磁石駆動装置。