特許 5750903 電磁石装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5750903

(24)【登録日】2015年5月29日

(45)【発行日】2015年7月22日

(54)【発明の名称】電磁石装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 7/16 20060101AFI20150702BHJP

   H01H 33/666 20060101ALI20150702BHJP

   H01H 33/38 20060101ALI20150702BHJP

【ＦＩ】

   H01F7/16 P

   H01F7/16 E

   H01H33/666 P

   H01H33/38 A

【請求項の数】4

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2011-9407(P2011-9407)

(22)【出願日】2011年1月20日

(65)【公開番号】特開2012-151318(P2012-151318A)

(43)【公開日】2012年8月9日

【審査請求日】2013年12月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】508296738

【氏名又は名称】富士電機機器制御株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】臼井 英人

【審査官】 久保田 昌晴

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５１−０２８４５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−１４６３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０３２４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ７／０６−７／１６、

Ｈ０１Ｈ ３３／２８−３３／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非磁性体のスライド軸、断面略円状、楕円形状、あるいは４角形状で下部に径の大きいフランジ部を有する円柱体、楕円柱体、あるいは4角柱体からなる、磁石吸着可能でスライド軸と一体になった可動体、該可動体の上部円柱部、楕円柱部または角柱部を取り囲む投入・引外し励磁コイル、該励磁コイルを取り囲むように該励磁コイルの上部に設けられた第一端部ヨーク、側部に設けられた側部ヨーク、下部に設けられた第二端部ヨーク、及び前記励磁コイルと前記第二端部ヨークとの間に設けられた中ヨークからなり、上記励磁コイルに順方向及び逆方向に通電して可動体を上下させ、該可動体に一体化しているスライド軸を移動させ、該スライド軸の先端に連結されている遮断器の開閉を制御する電磁石装置において、
前記側部ヨークと前記励磁コイル間に、前記第一端部ヨークと前記中ヨークを結合する複数の調節ロッドを設け、該調節ロッドの実効長さを調節することにより、前記中ヨーク下部と前記可動体フランジ部上部の間隙を調節可能にしたことを特徴とする遮断器の開閉の制御に用いられる電磁石装置。

【請求項2】

前記側部ヨーク上部と前記第一端部ヨーク下部間に永久磁石をさらに設け、前記永久磁石で該開閉状態を保持することを特徴とする前記請求項１記載の遮断器の開閉の制御に用いられる電磁石装置。

【請求項3】

前記調節ロッドが断面逆Ｌ状であって、前記中ヨーク下部と前記可動体フランジ部上部の間隙を限りなく狭くするように調節可能にしたボルト・ナットの受け具であると共に、前記コイル内ヨーク下部と前記可動体上部間の隙間に設けられた間隙を限りなく狭くするように調節可能にしたボルト・ナットの受け具であることを特徴とする前記請求項１または２記載の遮断器の開閉の制御に用いられる電磁石装置。

【請求項4】

前記調節ロッドが一本の丸棒または角棒またはボルトであって、前記中ヨーク下部と前記可動体フランジ部上部の間隙を限りなく狭くするように調節可能にしたボルト・ナットの受け具であると共に、前記コイル内ヨーク下部と前記移動体上部間の隙間に設けられた間隙を限りなく狭くするように調節可能にしたボルト・ナットの受け具であることを特徴とする前記請求項１または２記載の遮断器の開閉の制御に用いられる電磁石装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遮断器を投入及び遮断するための操作器に用いる電磁石装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、真空遮断器等の高電圧遮断器の開閉用操作器には、投入・引外しコイルで開閉を駆動するとともに、該操作器に組み込まれた永久磁石で開閉を保持する電磁石装置が用いられている。

【0003】

この従来の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置は、例えば、図２の断面図に示すごとく、スライド軸５、可動体４、励磁コイル２、永久磁石１、ヨーク９〜１３から構成され、励磁コイル２に順方向及び逆方向に通電して可動体を上下させ、該可動体４に一体化しているスライド軸５を移動させ、該スライド軸５の先端に連結されている遮断器の開閉を制御するものである。（特開２００３−３０８７６１号公報、特開２００６−２２２４３８号公報参照。）

【0004】

ところで、上記電磁石装置は、部品の加工精度や組み立て精度により、図２の中ヨーク１１と可動体４、あるいはコイル内ヨーク１３と可動体４との間にギャップ（g1及びｇ２）が生じてくる。また、投入・引外しコイル励磁時に可動体４が移動すると、ヨークに衝撃が掛かり、ヨークのずれが生じてくることが多い。電磁石装置投入保持状態での永久磁石の磁路は図４にΦで示される経路を取り、上記ギャップ（g1及びｇ２）が生じると電磁力が低下してしまうので部品の加工精度や組み立て精度等により上記電磁石装置の投入保持力にばらつきが生じてくる問題があった。

【0005】

また、このばらつきを考慮して余裕をもった設計をすると、電磁石装置が大型化したり、永久磁石が大型化してしまう欠点があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３−３０８７６１号公報

【特許文献2】特開２００６−２２２４３８号公報

【特許文献3】特開２００４−９５２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置において、ヨークと可動体との間のギャップ（g1及びｇ２）を極力０に近づける電磁石装置の構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、この発明の遮断器の開閉の制御に用いられる電磁石装置は、非磁性体のスライド軸、断面略円状、楕円形状、あるいは４角形状で下部に径の大きいフランジ部を有する円柱体、楕円柱体、あるいは4角柱体からなる、磁石吸着可能でスライド軸と一体になった可動体、該可動体の上部円柱部、楕円柱部または角柱部を取り囲む投入・引外し励磁コイル、該励磁コイルを取り囲むように該励磁コイルの上部に設けられた第一端部ヨーク、側部に設けられた側部ヨーク、下部に設けられた第二端部ヨーク、及び前記励磁コイルと前記第二端部ヨークとの間に設けられた中ヨークからなり、上記励磁コイルに順方向及び逆方向に通電して可動体を上下させ、該可動体に一体化しているスライド軸を移動させ、該スライド軸の先端に連結されている遮断器の開閉を制御する電磁石装置において、
側部ヨークと前記励磁コイル間に第一端部ヨークと中ヨークを結合する複数の調節ロッドを設け、該調節ロッドの実効長さを調節することにより、可動体上部とコイル内ヨーク，中ヨーク下部と可動体フランジ部上部の間隙を限りなく狭くするように調節可能にしたことを特徴とする。

【0009】

このような構成により、ギャップを０にすると磁気吸引力が向上し、これにより、電磁石装置の小型化や信頼性の向上が図れる。
また、側部ヨーク上部と第一端部ヨーク下部間に永久磁石をさらに設け、永久磁石で該開閉状態を保持することを特徴とする。

【0010】

このように、本発明の遮断器の開閉を制御する電磁石装置は、永久磁石と励磁コイルとの磁力の差を磁路形成で適宜切り分けることにより、スライド軸の上下移動を簡単にし、動作の安定化を図ることができる。

【0011】

さらに詳細には、調節ロッドが断面逆Ｌ状であって、中ヨーク下部と可動体フランジ部上部の間隙を限りなく狭くするように調節可能にしたボルト・ナットの受け具であると共に、コイル内ヨーク下部と可動体上部間の隙間に設けられた間隙を限りなく狭くするように調節可能にしたボルト・ナットの受け具であることを特徴とする。

【0012】

あるいは、調節ロッドが一本の丸棒または角棒または１本のボルトであって、中ヨーク下部と可動体フランジ部上部の間隙を限りなく狭くするように調節可能にしたボルト・ナットの受け具であると共に、コイル内ヨーク下部と前記可動体上部間の隙間に設けられた間隙を限りなく狭くするように調節可能にしたボルト・ナットの受け具であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明の電磁石装置を用いると、投入保持力を向上できる。また、該保持力の安定化が実現でき、信頼性の向上、電磁石装置の小型、安価化、及び組み立て作業の容易性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１に、本発明の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の全体構造図を示す。

【図2】図２は、遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の説明図を示す。

【図3】図３は、本発明の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の全体斜視図を示す。

【図4】図４は、遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の磁路の説明図を示す。

【図5】図５は、本発明の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の組み立て作業の説明図を示す。

【図6】図６は、本発明の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の他の実施例の説明図を示す。

【図7】図７は、本発明の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置のさらに他の実施例の説明図を示す。

【図8】図８は、本発明の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置のさらに他の実施例の説明図を示す。

【図9】図９は、本発明の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の前提となる基本構造（投入状態）を示す。

【図10】図１０は、同上の電磁石装置における投入状態の磁束の流れを示す断面図である。

【図11】図１１は、同上の電磁石装置における引き外し状態の磁束の流れを示す断面図である。

【図12】図１２は、同上の電磁石装置（引き外し状態）における磁束の流れを示す断面図である。

【図13】図１３は、同上の電磁石装置（投入状態）における磁束の流れを示す断面図である。

【図14】図１４は、本発明の電磁石装置における永久磁石の他の配置を示す断面図である。

【図15】図１５は、本発明の電磁石装置における永久磁石のさらに他の配置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に、本発明の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の全体構造図を示す。
図２は、遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の説明図を示す。

【0016】

図３は、本発明の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の全体斜視図を示す。
図４は、遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の磁路の説明図を示す。
図９〜１４は、本発明の遮断器の開閉用操作器に用いられる電磁石装置の前提となる基本構造を示す。

【0017】

図１〜３において、本発明の電磁石装置は、非磁性体のスライド軸５、断面略円状、楕円形状、あるいは４角形状で下部に径の大きい張り出し部（フランジ部）１４を有する円柱体、楕円柱体、あるいは4角柱体からなる、磁石吸着可能で、スライド軸５と一体になった可動体４、該可動体の上部円柱部、楕円柱部または角柱部１５を取り囲む励磁コイル２、励磁コイル２を取り囲むように該励磁コイル２の上部に設けられた第一端部ヨーク９、側部に設けられた側部ヨーク１０、下部に設けられた第二端部ヨーク１２、及び励磁コイル２と第二端部ヨーク１２との間に設けられた中ヨーク１１、コイル内ヨーク１３からなる。

【0018】

該電磁装置は、上記励磁コイル２に順方向及び逆方向に通電して可動体を上下させ、該可動体に一体化しているスライド軸５を移動させ、該スライド軸５の先端に連結されている図示されていない遮断器の開閉を制御する。側部ヨーク１０上部と上記第一端部ヨーク９下部間に永久磁石１が設けられており、該永久磁石１で前記開閉状態を保持する。

【0019】

以下、本発明の前提となる上記電磁石装置について、図９〜図１３を参照しながら細部構造を詳細に説明する。
図９〜１３において、電磁石装置１１０は、励磁コイル１２３とヨーク１０３と可動体１０４とを有している。

【0020】

この電磁石装置１１０は、励磁コイル１２３によって発生させた磁力によって可動体１０４を直線方向にスライドさせ、この可動体１０４に固定される駆動対象を動かすものである。

【0021】

励磁コイルは、投入・引き外し用コイル１２３である。投入・引き外し用コイル１２３は中ヨーク１３４に固定されている。また、可動体引き外し磁極面１４３ａと対向しているヨーク引き外し磁極面１３２ｂが形成されている。ヨーク引き外し磁極面１３２ｂは平坦な第２端部ヨーク１３２の中ヨーク１３４側の面の一部である。また、本実施の形態では、永久磁石１５４が第１端部ヨーク１３１と側部ヨーク１３３との間に配設されている。

【0022】

永久磁石１５４は、ヨーク引き外し磁極面１３２ｂと可動体引き外し磁極面１４３ａにおいて、投入・引き外し用コイル１２３が可動体１０４の投入の際に発生する磁束と、永久磁石１５４が形成している磁束とが同一方向となる向きに配設する。また、永久磁石１５４は、投入・引き外し用コイル１２３に電流を流した際に、投入・引き外し用コイル１２３によって生じる磁束が、第１端部ヨーク１３１、コイル内ヨーク１３５、可動体１０４の投入部１４１、中ヨーク１３４、側部ヨーク１３３を一巡して通過する磁路４０７、４０７ａと、第１端部ヨーク１３１、コイル内ヨーク１３５、可動体４の投入部１４１、第２端部ヨーク１３２、側部ヨーク１３３を一巡して通過する磁路４０７、４０７ｂ（図１２）と、に共通する磁路となる側部ヨーク１３３、第１端部ヨーク１３１、コイル内ヨーク１３５、可動体の投入部１４１を通過する主磁束の磁路４０７（図１２）中に設けられる。本実施の形態では第１端部ヨーク１３１と一対の側部ヨーク１３３との間に永久磁石１５４が配設されている。

【0023】

図９は、本実施の形態の電磁石装置１１０における可動体１０４の投入状態を表している。本実施の形態では、電磁石装置１１０が１つの投入・引き外し用コイル１２３を有している。可動体１０４の投入状態は、可動体１０４が図において上方に位置する状態であり、可動体１０４の第１可動体投入磁極面１４１ａと第１ヨーク投入磁極面１３５ａとが接触した状態となっている。また、同様に、可動体１０４の第２可動体投入磁極面１４２ａと中ヨーク投入磁極面１３４ａとが接触した状態となっている。更に、この状態では、スライド軸１０４ｂが、第１端部ヨーク１３１のスライド軸１０４ｂ用孔に挿入された状態となっている。本実施の形態において、永久磁石１５４は第１端部ヨーク１３１と側部ヨーク１３３との間に配設されている。また、本実施の形態において、投入状態における第２端部ヨーク１３２を通る磁路の磁気抵抗は中ヨーク１３４を通る磁路の磁気抵抗よりも大きく構成されている。電磁石装置１１０は、永久磁石１５４の磁力による吸引力が図示せぬ付勢部材による付勢力より大きいため、この投入状態を保持するようになっている。

【0024】

図１１は、本実施の形態の電磁石装置１１０における可動体１０４の引き外し状態を示している。可動体１０４の引き外し状態は、図において可動体１０４が下方に移動された状態であり、可動体１０４の可動体引き外し磁極面１４３ａとヨーク引き外し磁極面１３２ｂとが接触した状態となっている。また、この状態では、スライド軸１０４ｂが、コイル内ヨーク１３５のスライド軸１０４ｂ用孔に挿入された状態となっている。本実施の形態において、中ヨーク１３４と可動体１０４の投入部１４１との距離、第２端部ヨーク１３２のヨーク引き外し磁極面１３２ｂと可動体１０４の可動体引き外し磁極面１４３ａとの接触面の大きさ、その他の形状、材質等の選択により、引き外し状態で第２端部ヨーク１３２を通る磁路の磁気抵抗は中ヨーク１３４を通る磁路の磁気抵抗よりも小さく構成されている。永久磁石１５４は、コイル内ヨーク１３５、第１ヨーク投入磁極面１３５ａ、第１可動体投入磁極面１４１ａ、可動体１０４の投入部１４１、中ヨーク１３４、側部ヨーク１３３、第１端部ヨーク１３１を一巡する磁路６０１、６０１ａ（図１１）と、コイル内ヨーク１３５、第１ヨーク投入磁極面１３５ａ、第１可動体投入磁極面１４１ａ、可動体１０４の投入部１４１、可動体引き外し磁極面１４３ａ、ヨーク引き外し磁極面１３２ｂ、第２端部ヨーク１３２、側部ヨーク１３３、第１端部ヨーク１３１を一巡する磁路６０１、６０１ｂ（図１１）を形成している。本実施の形態における電磁石装置１１０は、図示せぬ付勢部材と永久磁石１５４による磁力により、この引き外し状態を保持するようになっている。

【0025】

図９に示す投入状態において投入・引き外し用コイル１２３に電流すと、図１０に示すように、投入・引き外し用コイル１２３によって生じる磁束が、永久磁石１５４の磁束による、コイル内ヨーク１３５、第１ヨーク投入磁極面１３５ａ、第１可動体投入磁極面１４１ａ、可動体１０４の投入部１４１、フランジ部１４２、第２可動体投入磁極面１４２ａ、中ヨーク投入磁極面１３４ａ、中ヨーク１３４、側部ヨーク１３３、第１端部ヨーク１３１を一巡する磁路４０５を打ち消す方向に一巡する磁路４０６（図１０）を通過する。投入・引き出し用コイル１２３による磁束と永久磁石１５４による磁束が打ち消し合い、吸引力が付勢部材の付勢力より小さくなると、可動体１０４はヨーク引き外し磁極面１３２ｂと可動体引き外し磁極面１４３ａと接触するまで移動し、引き外し状態となる。

【0026】

図１１に示す、引き外し状態から、投入・引き外し用コイル１２３に可動体１０４の引き外し時と逆向きの電流を流すと、図１２に示すように、投入・引き外し用コイル１２３によって生じる磁束が、コイル内ヨーク１３５、第１ヨーク投入磁極面１３５ａ、第１可動体投入磁極面１４１ａ、可動体１０４の投入部１４１、中ヨーク１３４、側部ヨーク１３３、第１端部ヨーク１３１を一巡する磁路４０７、４０７ａ（図１２）を通過する。すると、第１ヨーク投入磁極面１３５ａと第１可動体投入磁極面１４１ａとの間に吸引力が生じる。

【0027】

また、このとき、投入・引き外し用コイル１２３によって生じる磁束が、コイル内ヨーク１３５、第１ヨーク投入磁極面１３５ａ、第１可動体投入磁極面１４１ａ、可動体１０４の投入部１４１、可動体引き外し磁極面１４３ａ、ヨーク引き外し磁極面１３２ｂ、第２端部ヨーク１３２、側部ヨーク１３３、第１端部ヨーク１３１を一巡する磁路４０７、４０７ｂ（図１２）を通過する。これにより、可動体引き外し磁極面１４３ａとヨーク引き外し磁極面１３２ｂとの間に吸引力が生じる。永久磁石１５４の磁路６０１ｂ（図１２）と投入・引き外し用コイル１２３による磁路４０７ｂの磁束は同一の向きであり、可動体引き外し磁極面１４３ａとヨーク引き外し磁極面１３２ｂとの間の吸引力が大きくなる。

【0028】

付勢部材による力および可動体引き外し磁極面１４３ａとヨーク引き外し磁極面１３２ｂとの間の吸引力が、第１ヨーク投入磁極面１３５ａと第１可動体投入磁極面１４１ａとの間の吸引力より大きい間は、可動体１０４の移動が一時保留される。この間に投入・引き外し用コイル１２３に更に電流を流し、第１ヨーク投入磁極面１３５ａと第１可動体投入磁極面１４１ａとの間の吸引力が、付勢部材による力および可動体引き外し磁極面１４３ａとヨーク引き外し磁極面１３２ｂとの間の吸引力より大きくなると、可動体１０４が上方に、即ち投入・引き外し用コイル１２３内に吸引される。可動体１０４が上方に移動するにつれて可動体引き外し磁極面１４３ａとヨーク引き外し磁極面１３２ｂとの間の空気ギャップによる磁気抵抗が大きくなり、可動体引き外し磁極面１４３ａとヨーク引き外し磁極面１３２ｂとの間の吸引力は小さくなる。

【0029】

可動体１０４が、第１ヨーク投入磁極面１３５ａ側にある一定距離スライド移動すると、第２可動体投入磁極面１４２ａと中ヨーク投入磁極面１３４ａとの間の距離が、可動体１０４の投入部１４１と中ヨーク１３４との間の距離よりも短くなる。そうすると、図１３に示すように、投入用コイル１２３によって生じる磁束が、コイル内ヨーク１３５、第１ヨーク投入磁極面１３５ａ、第１可動体投入磁極面１４１ａ、可動体１０４の投入部１４１、フランジ部１４２、第２可動体投入磁極面１４２ａ、中ヨーク投入磁極面１３４ａ、中ヨーク１３４、側部ヨーク１３３、第１端部ヨーク１３１を一巡する磁路４０８（図１３）を通過する。その結果、第２可動体投入磁極面１４２ａと中ヨーク投入磁極面１３４ａとの間に吸引力が生じ、より大きな吸引力によって可動体１０４がコイル内に引き込まれる方向にスライド移動し、投入状態となる。

【0030】

図９から図１３に示す本実施の形態に、スライド軸１０４ｂとコイル内ヨーク１３５の間、及び第２端部ヨーク１３２の間に第１軸受けおよび第２軸受けを別途設けることもできる。第１軸受けおよび第２軸受けの大きさ形状や材質を変えて、可動体の吸引力を調整することができる。

【0031】

上述のように構成されている電磁石装置１１０は、投入用コイル１２３によって励磁した際に、第１ヨーク投入磁極面１３５ａと第１可動体投入磁極面１４１ａ及び第２可動体投入磁極面１４２ａと中ヨーク投入磁極面１３４ａとの２箇所において吸引力が発生するので、１箇所のみで吸引力を発生させる場合と比較して、１箇所あたりの吸引力を少なく設定することができる。また、電磁石装置１１０自体の小型化も可能となる。また、従来の電磁石装置と径方向の大きさが等しい場合を比較すると、より大きな投入時吸引力を有する電磁石装置１１０とすることが可能である。

【0032】

また、本実施の形態では、可動体１０４の投入時に、投入・引き外し用コイル１２３を励磁した際に、投入・引き外し用コイル１２３が永久磁石１５４と同方向に磁束を発生し、ヨーク引き外し磁極面１３２ｂと可動体引き外し磁極面１４３ａとの間に吸引力を生じるため、逆方向の第１ヨーク投入磁極面１３５ａと第１可動体投入磁極面１４１ａとの間の吸引力との力の均衡により可動体１０４の移動が一時保留され、その間に励磁コイルに大きな励磁電流を流すことができる。従って、可動体１０４を十分な投入時吸引力で移動することができる。また、第１ヨーク投入磁極面１３５ａと第１可動体投入磁極面１４１ａの吸引力が、ヨーク引き外し磁極面１３２ｂと可動体引き外し磁極面１４３ａの吸引力および付勢部材の付勢力を上回った瞬間に十分な起磁力で速やかに可動体１０４を移動することができる。例えば、可動体１０４に対して常時図１１の下方向（引き外し方向）に付勢力を与える第一付勢部材と、可動体１０４が図１１の上方向となる可動体投入方向へ一定距離移動した際に引き外し方向に付勢力を与える第二付勢部材とによって付勢力が与えられる場合、可動体１０４の投入時に、投入時吸引力が十分な大きさになる前に可動体１０４が投入方向へ動き出すと、可動体１０４が一定距離移動した後に第二付勢部材によって大きな付勢力が作用し、移動した可動体１０４が引き外し方向に戻されて投入失敗が起こる。可動体１０４はその後、再度励磁コイルの励磁電流が大きくなって十分な投入時吸引力を得ることで投入を完了する。しかし、本実施の形態では、十分な投入時吸引力を得るまで可動体１０４が移動しないため、可動体１０４が投入時吸引力によって移動した後に引き外し方向に戻されることがなく、投入失敗を防止することができる。

【0033】

なお、永久磁石１５４は、主磁束の磁路となる位置に配設されればよい。別の配置の例として、図１４に示す第１端部ヨーク１３１と一対の側部ヨーク１３３との間に設けられる永久磁石１５５、図１５に示すコイル内ヨーク１３５と可動体１０４との間に設けられる永久磁石１５６とすることも可能である。

【0034】

本発明は、以上詳細に説明した電磁石装置を前提に、さらに吸引力の向上や電磁石の小型化を目指す改良発明に相当する。
前記背景技術で述べた如く、一般にこのような電磁石を用いた遮断器（例えば、ＶＣＢ（真空遮断器））では永久磁石による吸引力を負性部材による負勢力より大きくすることで遮断器の投入状態を保持する。しかし、電磁石装置は部品の加工精度や組立精度により、図２において可動体投入磁極面４ａと第一ヨーク投入磁極面１３ａ間に空隙ｇ１あるいは中ヨーク投入磁極面１１ａと可動体投入第二磁極面１４ａ間に空隙ｇ２が生じることがある。また、遮断器投入時、投入・引き外しコイル２を励磁し、可動体４が移動し、第一可動体投入磁極面４ａと第一ヨーク投入磁極面１３ａ、中ヨーク投入磁極面１１ａと第二可動体投入磁極面１４ａが接触することにより、そこに衝撃力が生まれ、第一端部ヨーク９や中ヨーク１１が微少移動し、中ヨーク１１と可動体４あるいはコイル内ヨーク１３と可動体４との間に空隙ｇ１及びｇ２が生じることがある。図４に示す本実施形態での投入状態において、永久磁石は、コイル内ヨーク１３、第一ヨーク投入磁極面１３ａ、第一可動体投入磁極面４ａ、可動体４の投入部１５、フランジ部１４、第二可動体投入磁極面１４ａ、中ヨーク投入磁極面１１ａ、中ヨーク１１、側部ヨーク１０、第一端部ヨーク９を一巡する磁路Φを形成している。ここで上記空隙ｇ１及びｇ２が生じると磁気抵抗が高まり、永久磁石１による吸引力は低下してしまう。このため、加工精度や組立精度により電磁石装置の投入保持力にばらつきが生じてくる問題があった。

【0035】

本発明の電磁石装置は図１，３に示されるように、側部ヨーク１０と投入・引き外しコイル２の間に第一端部ヨーク９と側部ヨーク１０、第一端部ヨーク９と中ヨーク１１をそれぞれ結合する複数の調節ロッド６を設ける。複数の調節ロッド６は逆Ｌ字形状であり、電磁石装置角部にそれぞれ設けられている。図１，３において該調節ロッド６は３本のボルトで締結する構造になっており、ボルト７ｂは側部ヨーク１０と第一端部ヨーク９の固定用であり、ボルト７ａは第一端部ヨーク９と調節ロッド６の固定用であり、ボルト７ｃ、ナット８ａ及びナット８ｂは調節ロッド６と中ヨーク１１の固定用である。中ヨーク１１はボルト７ｃ、ナット８ａ及びナット８ｂを用いて各調節ロッド６の実効長さを変えることにより、上下位置を自由に調節可能となっている。つまり図２において、第一ヨーク投入磁極面１３ａと第一可動体投入磁極面４ａの空隙ｇ２＝０となる位置、つまり第一ヨーク投入磁極面１３ａと第一可動体投入磁極面４ａが接触した状態で、中ヨーク投入磁極面１１ａと第二可動体投入磁極面１４ａの空隙ｇ１が限りなく狭くなる位置に中ヨーク１１を上下調節可能となる。

【0036】

電磁石装置の組立は図５に示されるように上下逆にして行う。まず、永久磁石１を挿入せずに組立を行う。この際、調節ロッド６と中ヨーク１１を固定するボルト７ｃ、ナット８ａ及びナット８ｂは仮締めとしておき、中ヨーク１１が中ヨーク調節範囲３１で調節可能としておく。次に永久磁石１を挿入することで図４に示す、コイル内ヨーク１３、第一ヨーク投入磁極面１３ａ、第一可動体投入磁極面４ａ、可動体４の投入部１５、フランジ部１４、第二可動体投入磁極面１４ａ、中ヨーク投入磁極面１１ａ、中ヨーク１１、側部ヨーク１０、第一端部ヨーク９を一巡する磁路Φが形成され、可動体４が吸引され、第一ヨーク投入磁極面１３ａと第一可動体投入磁極面４ａ、中ヨーク投入磁極面１１ａと第二可動体投入磁極面１４ａに吸引力が生じる。すると、可動体４と中ヨーク１１は磁気抵抗が最も少なくなる空隙ｇ１＝０、ｇ２＝０となる位置に移動される。この状態でボルト７ｃ、ナット８ａ及びナット８ｂを締結することで空隙ｇ１、ｇ２を限りなく狭くなる位置で固定することが可能となる。

【0037】

このとき側部ヨーク１０を図示せぬ電磁石装置取付け面に固定し、これを基準として調節ロッド６を用いて側部ヨーク１０と第一端部ヨーク９、第一端部ヨーク９と中ヨーク１１をボルト７ですべて縦締め構造とする事で側部ヨーク１０と第一端部ヨーク９、中ヨーク１１を完全に固定化することができる。これにより、従来ヨーク間締結ボルトを横締め構造とした場合に発生する、電磁石装置投入時の可動体４吸引時衝撃力によるヨークの位置ずれを防止することが出来る。

【0038】

なお、調節ロッド６はステンレス等の非磁性体を用い、磁気回路の短絡の影響を廃し、また、永久磁石の前後方向への抜け止めにも用いられる。
この調節ロッド６は角柱や円柱でもよく、また、図６に示されるように上下にタップを切った丸棒や角棒でもよい。また、この調節ロッド６は磁気回路によっては磁性体、非磁性体どちらを用いてもよい。

【0039】

他の実施例として図７に示されるように電磁石装置の角部に設けられた、角棒または丸棒の両端に雄ねじを切った調節ロッド２２を用いて第一端部ヨーク９と中ヨーク１１を固定する構造でもよい。調節ロッド２２を用いた場合は第一ヨーク投入磁極面１３ａと第一可動体投入磁極面４ａの空隙ｇ１、中ヨーク投入磁極面１１ａと第二可動体投入磁極面１４ａの空隙ｇ２の調節は調節ロッド２２に締結されたナット２１ａ、２１ｂどちらを用いても行える。

【0040】

図８は図７の他の実施例であり、調節ロッド２２を用いず、1本のボルト２４を用いる点で図７と異なる。
図７，８の実施例においても、各調節ロッド２２またはボルト２４の実効長さをナット２１または２５を用いて調節することにより、可動体投入磁極面４ａと第一ヨーク投入磁極面１３ａ間の空隙ｇ１あるいは中ヨーク投入磁極面１１ａと第二可動体投入磁極面１４ａ間の空隙ｇ２を限りなく狭く調節可能になっている。

【0041】

なお、上記実施例は側部ヨーク１０上部と第一端部ヨーク９下部間に永久磁石１が設けられており、該永久磁石１で真空遮断器等の閉路状態を保持する構造となっているが、本発明の基本構成はこれに限られず、永久磁石１を使用しない励磁コイルで投入保持まで行う電磁石装置にも適用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0042】

上記のように、本発明の電磁石装置は、永久磁石を用いた電磁石装置において、調節ロッドを用いて中ヨーク位置を調整できる構造とすることにより、遮断器投入状態での永久磁石による可動体保持力の調整が可能になるため、これにより電磁石装置の投入保持力を高めることや保持力の安定化を図ることができ、信頼性の向上、電磁石装置の小型・軽量化、コスト低減、組み立て作業の向上が達成される。

【0043】

従って、本発明の電磁石装置の産業上の利用性は高い。

【符号の説明】

【0044】

１ 永久磁石
２ 投入・引き外しコイルまたは励磁コイル
４ 可動体
４ａ 第一可動体投入磁極面
５ スライド軸
６ 調節ロッド
７ ボルト
８ ナット
９ 第一端部ヨーク
１０ 側部ヨーク
１１ 中ヨーク
１１ａ 中ヨーク投入磁極面
１２ 第二端部ヨーク
１３ コイル内ヨーク
１３ａ 第一ヨーク投入磁極面
１４ 可動体フランジ部
１４ａ 第二可動体投入磁極面
１５ 可動体投入部
２１ ナット
２２ 調節ロッド
２４ ボルト
２５ ナット
３１ 中ヨーク調節範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】