特許 5751108 電磁石動作監視システム、その電磁石動作監視装置

(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】5751108

(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】電磁石動作監視システム、その電磁石動作監視装置

(51)【国際特許分類】

   H02B 13/065 20060101AFI20150702BHJP

   H02B 13/02 20060101ALI20150702BHJP

【ＦＩ】

   H02B13/06 C

   H02B13/04 G

   H02B13/04 H

【請求項の数】7

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2011-205297(P2011-205297)

(22)【出願日】2011年9月20日

(65)【公開番号】特開2013-70451(P2013-70451A)

(43)【公開日】2013年4月18日

【審査請求日】2014年8月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(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】渡邉 和幸

(72)【発明者】

【氏名】内山 拓

(72)【発明者】

【氏名】太田 英樹

【審査官】 関 信之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７２２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３２０８４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｂ １３／０６５

Ｈ０２Ｂ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可動体と投入用コイルと釈放用コイルとを有し、前記投入用コイルを励磁し前記釈放用コイルは非励磁とする投入動作を行うことで前記可動体を所定方向に移動させて投入状態とする電磁石装置と、該電磁石装置の動作状態を計測する監視装置とを有するシステムであって、
前記投入用コイル、前記釈放用コイルそれぞれの電流値、電圧値を計測する為の電流計、電圧計を備え、
前記監視装置は、
前記電流計によって計測される電流値、前記電圧計によって計測される電圧値を入力する入力手段と、
前記投入動作が実行された場合に、非励磁側コイルの前記電圧値の時系列データに基づいて、前記電磁石装置の動作状態を示す各タイミングの特徴点を検出する特徴点検出手段と、
該特徴点検出手段によって検出された各特徴点に基づいて、前記電磁石装置の動作時間を計測する動作状態計測手段と、
該動作状態計測手段によって計測された前記動作時間と、予め設定される閾値とに基づいて、摩擦増加の異常の有無、または／及び、バネ劣化の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を有することを特徴とする電磁石動作監視システム。

【請求項2】

前記異常判定手段は、前記動作状態計測手段によって計測された前記動作時間が、予め設定される所定の第１の閾値よりも大きい場合に、前記摩擦増加の異常と判定することを特徴とする請求項１記載の電磁石動作監視システム。

【請求項3】

前記異常判定手段は、前記動作状態計測手段によって計測された前記動作時間が、予め設定される所定の第２の閾値よりも小さい場合に、前記バネ劣化の異常と判定することを特徴とする請求項１記載の電磁石動作監視システム。

【請求項4】

前記異常判定手段は、前記計測された動作時間を時系列的に蓄積した動作履歴データに基づいて、該動作履歴データの微分データを生成し、該微分データにおける正と負のピーク部分の有無に応じて、「摩擦増加＋バネ劣化」の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１記載の電磁石動作監視システム。

【請求項5】

前記非励磁側コイルの前記電圧値は、前記励磁側コイルの励磁によって前記非励磁側コイルに生じる誘導電圧であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電磁石動作監視システム。

【請求項6】

前記バネ劣化は、前記可動体を前記投入状態から釈放状態にする為の釈放動作用バネの劣化であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電磁石動作監視システム。

【請求項7】

可動体と投入用コイルと釈放用コイルとを有し、前記投入用コイルを励磁し前記釈放用コイルは非励磁とする投入動作を行うことで前記可動体を所定方向に移動させて投入状態とする電磁石装置と、該電磁石装置の動作状態を計測する監視装置とを有するシステムにおける該監視装置であって、
前記投入用コイル、前記釈放用コイルそれぞれの電流値、電圧値を計測する為の電流計、電圧計を備え、
前記監視装置は、
前記投入用コイル、前記釈放用コイルの少なくとも一方の電流値の計測値と、前記投入用コイル、前記釈放用コイルの少なくとも一方の電圧値の計測値とを入力する入力手段と、
前記投入動作が実行された場合に、非励磁側コイルの前記電圧値の時系列データに基づいて、前記電磁石装置の動作状態を示す各タイミングの特徴点を検出する特徴点検出手段と、
該特徴点検出手段によって検出された各特徴点に基づいて、前記電磁石装置の動作時間を計測する動作状態計測手段と、
該動作状態計測手段によって計測された前記動作時間と、予め設定される閾値とに基づいて、摩擦増加の異常の有無、または／及び、バネ劣化の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を有することを特徴とする電磁石動作監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遮断器／開閉器等に用いられる電磁石装置の動作状態を監視する装置、方法等に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば遮断器／開閉器等に用いられる電磁石装置は、電力設備の主回路を開閉する為の装置であり、基本的にはコイルを励磁すること等で可動体（可動鉄心等）を動かすことで開閉動作（投入動作／釈放動作）を行うものである。この様な電磁石装置には、コイルを励磁することにより投入動作を行いコイルの励磁を止めることでバネ等によって釈放動作が行われるタイプや、２つのコイルの何れか一方を励磁することにより投入動作／釈放動作を行うタイプ等が知られている。あるいは、２つのコイルを用いると共に釈放動作を行う（もしくは釈放動作を補助する）バネ等が設けられ、２つのコイルの何れか一方を励磁することにより投入動作／釈放動作を行うタイプ等が知られている。尚、この様なバネを、釈放動作用バネと呼ぶものとする。また、遮断器／開閉器等に限らず、例えばリレー接点等にも、電磁石が使用されている。

【0003】

電磁石装置の動作状態の測定方法としては、例えば特許文献１に記載の方法が知られている。これは、例えば図１４に示すような、投入動作において励磁を行うコイルの電流波形と、投入動作における可動部（不図示）の変位を測定するストロークセンサからの信号波形とを組み合わせる方法である。

【0004】

図１４には、励磁電流特性６１０（励磁を行うコイルの電流波形）とストロークセンサ特性６２０（ストロークセンサからの信号波形）を示している。尚、図１４における横軸は時間である。

【0005】

図１４に示す励磁電流特性６１０は、例えば以下の様なことを示している。
すなわち、不図示の閉路指令用接点などが投入指令に応答して閉路したタイミング６１１で、不図示のコイルに励磁電流が流れ出す。励磁電流は、ほぼ直線的に増大して行くが、或る大きさになると、上記不図示の可動部が動き出すので、その負荷変動の影響で減少に転じて変極点６１２に達した後、再び増大してほぼ一定値に移行し、その後、急降下して消滅する。

【0006】

励磁電流特性６１０に関して、図示の閉路タイミング６１１は、上記投入指令に応答して閉路したタイミングであり、励磁電流の供給開始タイミングである。ストロークセンサ特性６２０に関して、図示の変化開始タイミング６２１は上記可動部が動き出すタイミングであり、変化終了タイミング６２２は上記可動部が動きを止めたタイミングである。

【0007】

閉路タイミング６１１から変化開始タイミング６２１までを第１の動作時間Ｔ１（投入開始の指令から可動部が動き出すまでの時間）とし、変化開始タイミング６２１から変化終了タイミング６２２までを第２の動作時間Ｔ２とする。

【0008】

電磁石装置の動作状態の監視は、例えばこれらの動作時間Ｔ１，Ｔ２を測定するものであり、例えば図１４に示すような２種類の検出波形を用いれば、これらの動作時間Ｔ１，Ｔ２を検知することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００８−２９３６８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

上記のように例えば特許文献１記載の従来技術では、励磁を行うコイルの電流波形と、ストロークセンサからの信号波形との２つの要素を用いて動作状態の測定を行うものであった。この為、特にストロークセンサからの信号波形に関しては、測定対象の機器にストロークセンサ設置用のスペースを設けなければならず、機器の大型化に繋がり、また、コストアップも避けられない。

【0011】

また、従来、例えば、何らかの原因（経年劣化等）によって上記可動体の動作が、通常時（正常時）とは異なるものとなる（異常となる）場合があった。例えば、上記可動体にはその一部に他の構成（軸受け等）と接触する箇所があり、可動体が動作する際には摩擦が生じていたが、この摩擦が増加することで可動体の動きが鈍る（上記動作時間Ｔ１，Ｔ２が増加する）という異常が生じる場合があった。あるいは、上記釈放動作用バネが劣化するという異常が生じる場合があった。

【0012】

本発明の課題は、ストロークセンサを用いることなく低コスト・小型で電磁石装置の動作状態の測定を行うことができると共に測定結果に基づいて動作異常を判定できる電磁石動作監視システム、その電磁石動作監視装置等を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の電磁石動作監視システムは、可動体と投入用コイルと釈放用コイルとを有し、前記投入用コイルを励磁し前記釈放用コイルは非励磁とする投入動作を行うことで前記可動体を所定方向に移動させて投入状態とする電磁石装置と、該電磁石装置の動作状態を計測する監視装置とを有するシステムであって、前記投入用コイル、前記釈放用コイルそれぞれの電流値、電圧値を計測する為の電流計、電圧計を備え、前記監視装置は、前記電流計によって計測される電流値、前記電圧計によって計測される電圧値を入力する入力手段と、前記投入動作が実行された場合に、非励磁側コイルの前記電圧値の時系列データに基づいて、前記電磁石装置の動作状態を示す各タイミングの特徴点を検出する特徴点検出手段と、該特徴点検出手段によって検出された各特徴点に基づいて、前記電磁石装置の動作時間を計測する動作状態計測手段と、該動作状態計測手段によって計測された前記動作時間と、予め設定される閾値とに基づいて、摩擦増加の異常の有無、または／及び、バネ劣化の異常の有無を判定する異常判定手段とを有する。

【0014】

上記電磁石動作監視システムにおいて、例えば、前記非励磁側コイルの前記電圧値は、前記励磁側コイルの励磁によって前記非励磁側コイルに生じる誘導電圧である。
励磁側コイルの電流値の時系列データのみでは、前記電磁石装置の動作状態を示す各タイミングの特徴点を全て検出することはできない。その為、従来では例えば更にストロークセンサを用いることで、これら各タイミングを検出し、それによって電磁石装置の動作状態を測定していた。

【0015】

これに対して本発明の電磁石動作監視システムでは、励磁側コイルの励磁によって非励磁側コイルに生じる誘導電圧の計測データ（時系列データ）を用いることで、ストロークセンサを必要とすることなく、前記電磁石装置の動作状態を示す各タイミングを全て検出でき、それによって電磁石装置の動作状態を測定することができ、更に電磁石装置の動作状態の異常（摩擦増加やバネ劣化の異常等）の有無を判断できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明による電磁石動作監視システム、その電磁石動作監視装置等によれば、投入動作／釈放動作の際に励磁していないコイルに発生する誘導電圧を検出し、その波形の特徴点を検出することで、ストロークセンサを用いることなく、電磁石装置の動作状態の測定を行うことができると共に測定結果に基づいて動作異常を判定できる。特に、イナーシャ動作を行う方式でも対応可能で、動作異常を判定できる。機器の小型化を図れる、低コスト化を実現できるなどの効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本例の電磁石の動作状態監視システムの構成例であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は等価磁気回路等を示す。

【図2】投入動作の際の励磁電流特性、誘導電圧特性を示す図（その１）である。

【図3】投入動作の際の励磁電流特性、誘導電圧特性を示す図（その２）である。

【図4】釈放動作の際の励磁電流特性、誘導電圧特性を示す図である。

【図5】正常時の動作と摩擦時の動作とを示す図である。

【図6】正常時と摩擦時の開閉負荷を示す図である。

【図7】正常時／摩擦時の特徴点履歴、その微分値を示す図である。

【図8】動作状態監視装置の構成例を示す図である。

【図9】電磁石装置の外観斜視図である。

【図10】電磁石装置のＡ−Ａ’断面図である。

【図11】電磁石装置のＢ−Ｂ’断面図（その１）である。

【図12】電磁石装置のＢ−Ｂ’断面図(その２)である。

【図13】図９等の電磁石装置の等価磁気回路を示す図である。

【図14】従来の励磁電流特性とストロークセンサ特性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本例の電磁石の動作状態監視システムの構成例である。
電磁石の動作状態監視システムは、電磁石装置１と動作状態監視装置２等とから成る。

【0019】

図１（ａ）には電磁石装置１の構造を概略的に示す断面図を示し、図１（ｂ）には図１（ａ）に示す電磁石装置１の等価磁気回路を示すと共に、その動作監視の為の構成（動作状態監視装置２、電流計、電圧計）を示す。

【0020】

まず、電磁石装置１について説明する。本システムにおける電磁石装置１は、例えば、上述した“２つのコイルの何れか一方を励磁することにより投入動作／釈放動作を行うタイプ”である。

【0021】

あるいは、本システムにおける電磁石装置１は、例えば、上述した“２つのコイルの何れか一方を励磁することにより投入動作／釈放動作を行うものであって、上記釈放動作用バネも設けられたタイプ”であってもよい。釈放動作用バネは、特に図示しないが、例えば電磁石装置１の外部に設けられ、可動体４に接続され、可動体４の釈放動作を補助する力を、可動体４に加える構成となっている。これは、釈放動作用バネは、可動体４の投入動作に抵抗する力を、可動体４に加えるものと言うこともできる。従って、釈放動作用バネが無い構成に比べると、可動体４の上記動作時間Ｔ１，Ｔ２が長くなることになる。

【0022】

尚、以下の説明では、一部を除き（釈放動作用バネの劣化の異常を判定する実施例や釈放動作用バネの劣化の異常と摩擦の異常増加の両方の異常が生じていることを判定する実施例などを除き）、釈放動作用バネについては特に言及しないものとする。

【0023】

まず、動作監視対象である電磁石装置１について簡単に説明しておく。
図１（ａ）に示すように、電磁石装置１の主要構成要素は、ヨーク３、可動体４、投入用の励磁コイル２１（以下、投入用コイル２１と記す）と、釈放用の励磁コイル２２（以下、釈放用コイル２２と記す）と、永久磁石５等である。尚、電磁石装置１の詳細な構成・動作は、後に図９〜図１２を参照して詳細に説明するものとし、ここでは図１（ａ）に示す概略構成図を参照して主要構成要素について概略的に説明するものとする。

【0024】

ヨーク３は、電磁石装置１の筐体（枠体）である。
可動体４（可動鉄心等）は、強磁性体からなる可動体本体４ａと、非磁性材料からなるスライド軸４ｂとから構成されている。可動体４は、スライド軸４ｂの軸に沿う方向（図上、太線矢印で示す上下方向）に移動可能となっている。尚、図において太線矢印で示す上下方向は、実際の電磁石装置１において重力方向としての上下方向となる場合が多い。また、尚、図１（ａ）においては可動体４は下側に位置しており、これを釈放状態（投入状態ではない状態）というものとする。

【0025】

図１（ａ）に示す釈放状態において、投入用コイル２１が励磁されることで、可動体４は図上での上方向にスライドして、最終的には後述する図１２に示す位置（投入状態）になる。そして、この状態で投入用コイル２１の励磁を止めても、永久磁石５によって、可動体４は図１２に示す投入状態の位置のままとなる。この為、元の位置（釈放状態）に戻す為には、釈放用コイル２２を励磁する必要がある。釈放用コイル２２を励磁することで、可動体４は図上での下方向にスライドして、最終的には図１（ａ）に示す位置（釈放状態）になる。

【0026】

尚、図１（ａ）、（ｂ）には、投入状態にする為の動作（投入動作；投入用コイル２１を励磁）による磁束の流れ、釈放状態にする為の動作（釈放動作；釈放用コイル２２を励磁）による磁束の流れを示すが、これらについては後に図１１〜図１３を参照して説明するものとする。

【0027】

また、図１（ｂ）には、図１（ａ）に示す電磁石装置１の等価磁気回路を示す。
図１（ｂ）には、投入用コイル２１、釈放用コイル２２、永久磁石５に係る磁気回路構成要素（起磁力）を示すと共に、電磁石装置１の各種構成要素（可動体本体４ａやヨーク３等）の磁気抵抗を示しているが、これらについての詳細は図１３に示すものとし、後に説明することにし、ここでは、動作状態監視装置２の入力データを得る為の構成について説明する。

【0028】

すなわち、動作状態監視装置２が入力データを得る為の構成として、図１（ｂ）に示す電流計６、電圧計７、電流計８、電圧計９が、電磁石装置１に設けられている。これらは、電磁石装置１の状態を測定する為の既存の構成である。

【0029】

電流計６、電圧計７は、投入用コイル２１を流れる電流値、投入用コイル２１に発生する電圧値を計測する為の構成である。電流計８、電圧計９は、釈放用コイル２２を流れる電流値、釈放用コイル２２に発生する電圧値を計測する為の構成である。

【0030】

動作状態監視装置２は、これら電流計６、電圧計７、電流計８、電圧計９と接続して、これらの計測値を入力して時系列の電流特性／電圧特性データとして記憶しておく。尚、この様な計測値の入力と電流／電圧特性の生成・記憶は、上記投入動作／釈放動作を行うときのみ、実行するようにしてもよい。

【0031】

一方で、従来では電磁石装置１に更にストロークセンサが設けられており、従来の動作状態監視装置は、上記電流／電圧計測値だけでなく、ストロークセンサの検出データも入力して、上述した動作測定を行っていた。すなわち、従来では、励磁を行うコイルの電流波形と、ストロークセンサからの信号波形との２つの要素を用いて動作状態の測定を行うものであった。この為、特にストロークセンサからの信号波形に関しては、測定対象の機器にストロークセンサ設置用のスペースを設けなければならず、機器の大型化に繋がり、また、コストアップも避けられない。

【0032】

これに対して、本手法では、図１に示す通り、ストロークセンサを設ける必要が無くなり、ストロークセンサの分だけコストダウンを実現でき、また、ストロークセンサ設置用のスペースが必要なくなる分、機器の小型化を図ることができる。

【0033】

ここで、上記の通り、上記電流計６、電圧計７、電流計８、電圧計９は、既存の構成であるが、従来では、例えば励磁するコイルについてのみ計測を行っていた。つまり、励磁するコイルの電流と電圧を計測していた。これに対して、本手法では、励磁するコイルの電流と、励磁しないコイルの電圧とを計測する。

【0034】

つまり、本手法では、励磁を行うコイルの電流波形と、励磁していないコイルの電圧波形（投入動作／釈放動作の際に励磁していないコイルに発生する誘導電圧）とに基づいて、電磁石装置１の動作測定を行う。

【0035】

すなわち、まず、投入動作の際には、電流計６と電圧計９の計測結果を用いる。投入動作の際には、投入用コイル２１を励磁し、釈放用コイル２２は励磁しないが、投入用コイル２１の励磁によって釈放用コイル２２に誘導電圧が生じる。電流計６と電圧計９の計測結果を用いることで、励磁を行う投入用コイル２１の電流波形（励磁電流波形）と、励磁していない釈放用コイル２２の電圧波形（誘導電圧波形）を用いることになる。

【0036】

一方、釈放動作の際には、電流計８と電圧計７の計測結果を用いる。釈放動作の際には、釈放用コイル２２を励磁し、投入用コイル２１は励磁しないが、釈放用コイル２２の励磁によって投入用コイル２１に誘導電圧が生じる。電流計８と電圧計７の計測結果を用いることで、励磁を行う釈放用コイル２２の電流波形（励磁電流波形）と、励磁していない投入用コイル２１の電圧波形（誘導電圧波形）を用いることになる。

【0037】

以下、これら電流波形、電圧波形の具体例を示す図面（図２〜図４）を参照して、これら励磁電流波形、誘導電圧波形に基づく電磁石装置１の動作測定方法について説明する。
本例の電磁石の動作状態監視システムにおける動作状態監視装置２では、上記構成により計測した励磁電流波形（特性）と誘導電圧波形（特性）とに基づいて、遮断器／開閉器／リレー等に用いられる電磁石装置１の動作状態の測定を行うものである。

【0038】

電磁石装置１の動作状態とは、例えば既に述べたように、上記第１の動作時間Ｔ１（投入開始の指令から可動体４が動き出すまでの時間）と、上記第２の動作時間Ｔ２（可動体４の動作（移動）の開始から終了までの時間）である。

【0039】

図２は、投入動作の際の励磁電流特性、誘導電圧特性を示す図（その１）である。
図３は、投入動作の際の励磁電流特性、誘導電圧特性を示す図（その２）である。
図４は、釈放動作の際の励磁電流特性、誘導電圧特性を示す図である。

【0040】

尚、図２、図３、図４は、実験によって実際に測定されたデータである。
図２と図３との違いは、投入動作の際のコイル励磁方法の違いである。図２では動作完了まで励磁し、図３では途中でコイルの励磁を止める。但し、何れの場合でも、可動体４は所定の位置（図１２に示す位置）まで移動させるものであり、詳しくは後述する。

【0041】

また、図２、図３では、何れも、投入用コイル２１を励磁し、釈放用コイル２２は励磁しないことになる。その逆に、図４では、釈放用コイル２２を励磁し、投入用コイル２１は励磁しないことになる。

【0042】

尚、入力される動作指令に応じて投入用コイル２１または釈放用コイル２２を励磁する為の構成等は、既存の構成であり、特に図示／説明しない。
ここで、図２には、電磁石の可動部の変位１１、動作完了まで励磁した場合の投入用コイル２１の励磁電流特性１２、無励磁の釈放用コイル２２に発生する誘導電圧特性１３を示している。

【0043】

電磁石の可動部の変位１１は、上記従来のストロークセンサ特性６２０と略同様に電磁石の可動体４(可動鉄心等)の動き（位置）を示すものであるが、本手法ではストロークセンサは存在しないので、変位１１に相当するデータが測定されるわけではない。変位１１は、説明を分かり易くする為に示しており、測定データを意味するものではない（但し、実験の際には、ストロークセンサによって変位を測定してもよい）。

【0044】

図示のタイミングｔ１は、動作指令に応じた励磁電流の供給開始タイミングであり、上述した閉路タイミング６１１に相当するタイミングである。
任意のタイミングｔ１で動作指令が入力され、投入用コイル２１が励磁されると、励磁されたコイル２１には電流が流れる為、図２に示す励磁電流特性１２のように、図示の励磁電流の立ち上がり１２ａから変化が現れ、電流値が増加していく。それと同時に、上記投入用コイル２１の励磁によって磁束が発生するため、無励磁側の釈放用コイル２２には誘導電圧が生じる。これは、図２に示す誘導電圧特性１３のように上記励磁電流の立ち上がり１２ａと同タイミングで図示の無励磁コイル誘導電圧変化点１３ａの変化（電圧降下）が生じるが、その後しばらくの間は誘導電圧は殆ど変化しない。

【0045】

その後、励磁電流特性１２に示すようにコイルの時定数に従って励磁コイル電流が増加していき、変位１１に示すようにあるタイミングｔ２で可動体４が動き出す。これによって電磁石の磁気回路が変化する為、磁束も変化し、誘導電圧において図示の無励磁コイル誘導電圧立ち上がり１３ｂから変化が現れる。すなわち、誘導電圧は、上記のように殆ど変化しない状態であったのが、可動体４が動き出すタイミングｔ２で変化し始め図示のように上昇し始める。

【0046】

可動体４の変位（移動）に伴う磁気回路の変化によって、励磁電流特性１２に示すように励磁電流は減少に転じ、図示のように徐々に減少していき、可動体４の動作完了のタイミングｔ３で励磁を止めることで、図示の励磁コイル電流変極点１２ｂが現れて励磁電流は消失する。この様な動作完了（可動体４の停止）に伴う磁束の急激な変化により、無励磁側の釈放用コイル２２の誘導電圧には、図示のように無励磁コイル誘導電圧ピーク点１３ｃをピークとする急峻な変化が現れる。

【0047】

上記１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃのような変化点は、特徴点として検出可能である。
このような特徴点によって、励磁電流特性１２に示すように、励磁している投入用コイル２１の電流波形では、動作指令のタイミングｔ１と動作完了のタイミングｔ３は検出可能であるが、可動体４の動き出しのタイミングｔ２に特徴が現れないので、このタイミングｔ２は検出不可能である。この為、従来では更にストロークセンサが必要であったが、本例ではストロークセンサは必要ない。

【0048】

すなわち、誘導電圧特性１３に示すように、無励磁の釈放用コイル２２に発生する誘導電圧波形は、投入動作指令のタイミングｔ１、可動体４の動き出しのタイミングｔ２、動作完了のタイミングｔ３の全てにおいて、波形に特徴点１３ａ，１３ｂ，１３ｃが存在するため、無励磁側コイルである釈放用コイル２２に発生する誘導電圧を検出することで、ストロークセンサを使用しなくても、動作状態測定が可能となる。

【0049】

尚、このような特徴点（変化点）の検出方法は、既存の一般的な方法が各種存在するので、ここでは特に説明しないが、例えば、上記励磁電流特性１２、誘導電圧特性１３は、所定のサンプリング周期で電流計、電圧計の計測値をサンプリングするものであり、任意のサンプリング値とその前のサンプリング値との変化率を算出して、この変化率が急激に大きくなった場合に（例えば所定の閾値と比較する等して判定できる）、特徴点ありと判定するものである。そして、例えば誘導電圧特性１３の場合、３つの特徴点が検出されるはずであるので、時系列的に検出した順番でタイミングｔ１，ｔ２，ｔ３と決定することになる。

【0050】

尚、このように、誘導電圧特性１３のみを用いて動作状態測定を行うことができるが、この例に限るものではなく、可動体４の動き出しのタイミングｔ２以外は、励磁電流波形、誘導電圧波形のどちらを用いてもよい。

【0051】

この様に、上述した励磁電流の立ち上がり１２ａまたは無励磁コイル誘導電圧変化点１３ａと、無励磁コイル誘導電圧立ち上がり１３ｂと、励磁コイル電流変極点１２ｂまたは無励磁コイル誘導電圧ピーク点１３ｃの３つの変化点（特徴点）を検出することで、上記タイミングｔ１，ｔ２，ｔ３を検出することができ、以って図示の第１の動作時間Ｔ１と第２の動作時間Ｔ２を測定することができる。

【0052】

次に、以下、動作の途中で（可動体４の移動の途中で）投入用コイル２１の励磁を止め、イナーシャ動作によって投入を行う方式の電磁石について説明する。本手法は、この様な方式の電磁石装置であっても問題なく適用でき、ストロークセンサを使用しなくても、動作状態測定が可能となる。

【0053】

図３に、この様な方式の電磁石装置１に係る、電磁石の可動体４の変位１１−１、動作完了（可動体４の移動完了）まで励磁しない場合の投入用コイル２１の励磁電流特性１４、無励磁の釈放用コイル２２に発生する誘導電圧特性１５を示している。

【0054】

尚、変位１１−１は、上記変位１１と同様、計測データではなく、分かり易くする為に可動体４の動きを示しているものである。
可動体４の動作の途中で投入用コイル２１の励磁を止めてイナーシャ動作によって投入を行う方式の電磁石装置の場合、図示のように途中で投入用コイル２１の励磁を止めることで励磁電流が無になっても、慣性や永久磁石５の力によって、可動体４は動き続け、所定の位置で停止することになる。

【0055】

この場合、図示のように、励磁電流の立ち上がり１４ａ、無励磁コイル誘導電圧変化点１５ａ、及び無励磁コイル誘導電圧立ち上がり１５ｂについては、上記図２の場合と略同様のタイミング（ｔ１またはｔ２）で変化が生じるが（それぞれ、上記各特徴点１２ａ，１３ａ、１３ｂと略同様の変化となる）、上記励磁コイル電流変極点１２ｂに相当する変化（特徴点１４ｂ）が現れるタイミングｔ４は、可動体４の動作完了タイミングｔ３を示すものではなくなる。

【0056】

つまり、可動体４の動作完了のタイミングｔ３の前に投入用コイル２１の励磁を止めてしまうため、図示のようにそれ以前のタイミングｔ４で励磁電流が無になっており（図示の特徴点１４ｂが現れており）、よって動作完了のタイミングｔ３では励磁電流波形に変化点（特徴点）が現れない。

【0057】

しかしながら、投入用コイル２１の励磁を止めた後も、可動体４はイナーシャ動作で動き続けているので、磁束に変化が生じる為、無励磁側の釈放用コイル２２に発生する誘導電圧は、図示の誘導電圧特性１５に示す通り、変化し続け、且つ、可動体４の動作完了（所定位置で停止）するとき、それに伴う磁束の急激な変化により、無励磁側の釈放用コイル２２の誘導電圧には、図示のようにタイミングｔ３において無励磁コイル誘導電圧ピーク点１５ｃをピークとする急峻な変化が現れる。

【0058】

よって、これを検出することで（勿論、他の２つのタイミングも検出することで）、図示の第１の動作時間Ｔ１と第２の動作時間Ｔ２を測定することができる。
上記のように、本例の場合も、誘導電圧特性１５に示すように、無励磁の釈放用コイル２２に発生する誘導電圧波形は、動作指令のタイミングｔ１、可動体４の動き出しのタイミングｔ２、可動体４の動作完了のタイミングｔ３の全てにおいて、波形に特徴点１５ａ，１５ｂ，１５ｃが現れるため、無励磁側コイルである釈放用コイル２２に発生する誘導電圧を検出することで、ストロークセンサを使用しなくても、動作状態測定が可能となる。

【0059】

また、本例においても、誘導電圧特性１５だけでなく励磁電流特性１４も用いて動作状態測定を行うことも可能であるが、本例の場合、動作指令のタイミングｔ１についてのみ励磁電流特性１４（その特徴点１４ａ）を用いることができる。可動体４の動き出しのタイミングｔ２及び動作完了のタイミングｔ３については、必ず、誘導電圧特性１５（その特徴点１５ｂ、１５ｃ）を用いることになる。

【0060】

上記のように、本システムでは、ストロークセンサを使用しなくても、電磁石装置１の投入動作を測定することができる。これは、投入動作に限らず、釈放動作についても略同様にして実現できる。これについて、以下、図４を参照して説明する。

【0061】

既に述べた通り、釈放動作の場合には、電流計８と電圧計７の計測結果を用いる。
釈放動作の際には、釈放用コイル２２を励磁し、投入用コイル２１は励磁しないが、釈放用コイル２２の励磁によって投入用コイル２１に誘導電圧が生じる。電流計８と電圧計７の計測結果を用いることで、励磁を行う釈放用コイル２２の電流波形（励磁電流波形；例えば図４に示す励磁電流特性１７）と、励磁していない投入用コイル２１の電圧波形（誘導電圧波形；例えば図４に示す誘導電圧特性１８）を用いることになる。

【0062】

図４には、上記励磁電流特性１７と誘導電圧特性１８を示している。また、図４には電磁石の可動体４の変位１６も示すが、これは上記図２や図３の変位１１、１１−１と同様に、計測データではなく、分かり易くする為に可動体４の動きを示しているものである。

【0063】

図４に示すように、励磁電流特性１７は、上記図２の励磁電流特性１２と略同様の特性であり、図示の特徴点１７ａ、１７ｂは、上記特徴点１２ａ，１２ｂと略同様である。よって、励磁電流特性１７によって、釈放動作指令のタイミングｔ１と、可動体４の動作完了のタイミングｔ３については、検出可能である。

【0064】

その一方で、誘導電圧特性１８に関しては、図示の通り、タイミングｔ２，ｔ３においては変化点（特徴点１８ａ，１８ｂ）が現れるが、タイミングｔ１に関しては変化点（特徴点）は現れない。

【0065】

従って、釈放動作の場合には、投入動作の場合とは異なり、誘導電圧特性１８のみでは電磁石装置１の動作（第１の動作時間Ｔ１と第２の動作時間Ｔ２）を測定することができない。電磁石装置１の動作測定の為には、必ず励磁電流特性１７と誘導電圧特性１８の両方が必要となる。これは、タイミングｔ１に関しては励磁電流特性１７の特徴点１７ａを用い、タイミングｔ２に関しては誘導電圧特性１８の特徴点１８ａを用いる。また、タイミングｔ３に関しては、励磁電流特性１７の特徴点１７ｂまたは誘導電圧特性１８の特徴点１８ｂを用いる。

【0066】

尚、特徴点１８ａ，１８ｂは、上記特徴点１３ｂ，１３ｃまたは特徴点１５ｂ、１５ｃと略同様の変化である（変化の仕方は逆であるが）。
また、釈放動作に関しても、投入動作の場合と略同様に、可動体４の動作（移動）の途中で釈放用コイル２２の励磁を止めても、イナーシャ動作によって釈放動作が行われる方式の電磁石装置の場合にも、対応可能である。これについては、特に誘導電圧特性、励磁電流特性を図示しないが、図３の場合と同様に、励磁電流特性ではタイミングｔ３を検出することができなくなる。

【0067】

従って、イナーシャ動作によって釈放動作が行われる場合には、特に特性／特徴点は図示しないが、タイミングｔ１に関しては励磁電流特性の特徴点を用い、タイミングｔ２とｔ３に関しては誘導電圧特性の特徴点を用いることになる。

【0068】

この様に、投入動作、釈放動作の何れの場合でも、ストロークセンサが無くても、電磁石装置１の動作（第１の動作時間Ｔ１と第２の動作時間Ｔ２）を測定することができる。ストロークセンサが無くて済む為、コストダウン、小型化の効果が得られる。

【0069】

ここで、更に、本手法では、以下に説明するように、異常（摩擦増加、バネ劣化等）を判別可能となる。これについて、以下、図５、図６、図７を参照して説明する。
図５は、正常時の動作と摩擦増加時の動作とを示す図である。

【0070】

図６は、正常時と摩擦増加時の開閉負荷を示す図である。
図７は、正常時／摩擦増加時の特徴点履歴、その微分値を示す図である。
図５には、正常時の誘導電圧特性と摩擦増加時の誘導電圧特性等を示す。

【0071】

図５において、誘導電圧特性は、正常動作時の誘導電圧特性６３と、摩擦が増加した状況下の誘導電圧特性６４をそれぞれ示す。正常動作時の誘導電圧特性６３は、図示のように実線で示す。摩擦増加時の誘導電圧特性６４は、図示のように点線で示す。尚、誘導電圧特性６４が誘導電圧特性６３と同じである箇所（例えばＴ１やそれ以前の期間）については、特に点線は示さない。

【0072】

尚、図５には、励磁電流については特に示さないが、励磁電流は図２、図３の何れの例であってもよい。換言すれば、イナーシャ動作であっても無くてもよい。
図５には、更に、電磁石の可動部（可動体４）の変位も示している。これも、正常時と摩擦増加時について示している。すなわち、電磁石の可動部の変位（正常時）６１と、電磁石の可動部の変位（摩擦増加時）６２を示している。尚、これも、変位（正常時）６１は実線で示し、変位（摩擦増加時）６２は点線で示す。また、変位（摩擦増加時）６２が変位（正常時）６１と同じである箇所（例えばＴ１やそれ以前の期間）については、特に点線は示さない。

【0073】

尚、摩擦とは、後述する図１１に示す構成の場合には、例えば、スライド軸４ｂと第１軸受５１との摩擦、または／及び、スライド軸４ｂと第２軸受５２との摩擦を意味するが、この例に限らない。基本的には、可動体４の動きを妨げるような摩擦は全て含まれる。

【0074】

尚、電磁石の可動部の変位６１，６２は、既に図２等で説明したように、電磁石の可動体４の動き（位置）を示すものであるが、本手法ではストロークセンサは存在しないので、変位６１，６２に相当するデータが測定されるわけではない。但し、変位６１，６２は、実験時に別途、ストロークセンサで変位を測定したものと見做してもよい（勿論、これは実験時だけであり、本装置にはストロークセンサは存在しない）。

【0075】

電磁石の可動部の変位（正常時）６１は、上記図２や図３に示す電磁石の可動部の変位１１、１１−１等と同じであってよい。一方、電磁石の可動部の変位（摩擦増加時）６２は、図５に点線で示すように、変位（正常時）６１に比べて、動き出しタイミングが遅くなる（Ｔ１’＞Ｔ１となる）と共に、移動速度も遅くなる（グラフの傾きが小さくなる；Ｔ２’＞Ｔ２となる）ことになる。よって、全体としての動作時間も、摩擦増加時の「Ｔ１’＋Ｔ２’」は、正常時の「Ｔ１＋Ｔ２」よりも長くなる。この様に、動作時間が正常時に比べて長くなると、様々な不都合が生じるので、異常発生として検知・報知することが必要である。

【0076】

更に詳しく説明する。まず、正常時について説明する。
上記のように変位（正常時）６１は図２や図３の変位１１、１１−１等と同じであってよいので、動作指令に応じた励磁電流の供給開始タイミングｔ１から第１の動作時間Ｔ１経過すると（図示のタイミングｔ２で）電磁石の可動体４が動き出すことになり、更に第２の動作時間Ｔ２経過すると（可動体４の動作完了のタイミングｔ３で）動作ストップすることなる。これに応じて、正常時の誘導電圧特性６３に関しては、上記タイミングｔ１，ｔ２、ｔ３でそれぞれ、図示の特徴点６３ａ、６３ｂ、６３ｃが現れることになる。

【0077】

尚、これら特徴点６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、上記無励磁コイル誘導電圧変化点１３ａ／１５ａ、無励磁コイル誘導電圧立ち上がり１３ｂ／１５ｂ、無励磁コイル誘導電圧ピーク点１３ｃ／１５ｃと同じであると見做しても構わない。図示のように、励磁電流の供給開始タイミングｔ１で特徴点６３ａが現れ、このタイミングｔ１からＴ１経過時に特徴点６３ｂが現れ、更にそこからＴ２経過時に（換言すれば、ｔ１から「Ｔ１＋Ｔ２」経過した時点で）特徴点６３ｃが現れる。

【0078】

一方、電磁石の可動部の変位（摩擦増加時）６２に関しては、動作指令に応じた励磁電流の供給開始タイミングｔ１から第１の動作時間Ｔ１’経過すると（図示のタイミングｔ５で）電磁石の可動体４が動き出すことになり、更に可動体４の動作完了のタイミングｔ６で動作ストップすることなる。これに応じて、異常時（摩擦増加時）の誘導電圧特性６４に関しては、上記タイミングｔ５、ｔ６でそれぞれ、図示の特徴点６４ｂ、６４ｃが現れることになる。尚、摩擦増加時でも正常時と同じくタイミングｔ１で特徴点６３ａが現れる。

【0079】

尚、これら特徴点６４ｂ、６４ｃは、摩擦増加時における上記“無励磁コイル誘導電圧立ち上がり”、“無励磁コイル誘導電圧ピーク点”であると見做して構わない。
図示のように、励磁電流の供給開始タイミングｔ１からＴ１’経過時に特徴点６３ｂが現れ、更にＴ２’経過時に（換言すれば、ｔ１から「Ｔ１’＋Ｔ２’」経過した時点で）特徴点６３ｃが現れる。

【0080】

ここで、上記のように「Ｔ１＜Ｔ１’」であり、また「Ｔ２＜Ｔ２’」であるので、当然、「Ｔ１＋Ｔ２＜Ｔ１’＋Ｔ２’」となる。すなわち、投入指令入力から投入動作完了までの時間が、摩擦増加時は正常時に比べて非常に長くなる。これを利用して、異常発生（摩擦の異常増加）を判定することが可能となる。

【0081】

尚、以下に説明する摩擦増加の異常の有無の判定処理、またはバネ劣化の異常の有無の判定処理、あるいは「摩擦増加＋バネ劣化」異常の有無の判定処理等の各種異常判定処理は、例えば後述する異常判定部１１４が実行する。

【0082】

例えば異常判定部１１４は、まず下記の閾値決定処理を実行する。
すなわち、まず、正常時における上記“投入指令入力から投入動作完了までの時間”（上記「Ｔ１＋Ｔ２」；ここでは可動部移動時間Ｔmovと記すものとする）の計測結果を記憶しておく。尚、これは、ユーザが、現在が正常な状態か否かを判断して、正常のときに閾値決定処理実行を異常判定部１１４に対して指示するようにしてもよい。

【0083】

そして、上記計測・記憶されたＴmovに基づいて基準値を決定しておく。これは、例えばＴmovの１回の計測結果をそのまま基準値としてもよいし、あるいはＴmovの複数回の計測結果に基づいて、例えばその平均値を基準値としてもよいが、これらの例に限らず、他の何等かの方法であってもよい。そして、この基準値に対して任意に決められたマージンαを加算することで、閾値Ｐを算出する（閾値Ｐ＝基準値＋α）。

【0084】

尚、上記の例の場合には、「Ｔ１’＋Ｔ２’」＞Ｐとなるような閾値Ｐとなるように、マージンαを適宜設定しておく必要がある。
その後は、異常判定部１１４は、上記“投入指令入力から投入動作完了までの時間”すなわち可動部移動時間Ｔmovを計測する毎に、「Ｔmov＞Ｐ」であるか否かを判定する（Ｔmovが閾値Ｐを越えたか否かを判定する）。そして、もし、「Ｔmov＞Ｐ」である場合には、例えば摩擦増加の異常発生と判定して、例えばその旨を警告する。

【0085】

尚、上記可動部移動時間Ｔmovは、既に説明してある通り、無励磁コイルの誘導電圧に係わる特徴点を抽出することで、求めることができる。
また、尚、上記異常発生（摩擦の異常増加）の判定処理は、上述した一例に限らず、例えば、正常動作時の特徴点と摩擦増加時の特徴点とを比較し、時間の遅れを検知することで、摩擦増加の検知が可能となる（例えば、上記「Ｔ１＋Ｔ２」の代わりに、Ｔ１，Ｔ２の何れか一方を用いて、摩擦増加の異常を判定するようにしてもよい）。

【0086】

ここで、図６は、正常時と摩擦時の開閉負荷を示す図である。
図６には、正常動作時の開閉負荷特性７１と、摩擦増加時の開閉負荷特性７２とを示している。図では、正常動作時の開閉負荷特性７１は実線で示し、摩擦増加時の開閉負荷特性７２は点線で示す。

【0087】

図６に示すように、摩擦が増加すると電磁石の開閉負荷が増加する。この為、例えば上記一例のように、Ｔ１→Ｔ１’、Ｔ２→Ｔ２’のように、動作時間が増加することになる。

【0088】

ここで、他の異常としてバネ劣化があり得る。これは、例えば上記釈放動作用バネが劣化するという異常である。この異常が生じた場合には、可動部の投入動作に抵抗する力が弱くなることになるので、上記可動部移動時間Ｔmovは正常時よりも短くなる。これを利用して、例えば以下に述べるようにして、バネ劣化の異常を判定できる。

【0089】

上記可動部移動時間Ｔmovを用いる手法により、この様なバネ劣化の異常も検知できる。すなわち、ばね劣化の場合は、正常動作時よりも負荷が減少し、投入指令入力から投入動作完了までの時間(Ｔmov)が正常時よりも早まる（短くなる；小さくなる）ことになる。

【0090】

これより、上記異常判定部１１４は、例えばまず摩擦増加の場合と同様に上記基準値を求める。次に、この基準値に対して任意に決められたマージンβを減算することで、閾値Ｑを算出する（閾値Ｑ＝基準値−β）。

【0091】

その後は、異常判定部１１４は、上記“投入指令入力から投入動作完了までの時間”すなわち可動部移動時間Ｔmovを計測する毎に、「Ｔmov＜Ｑ」であるか否かを判定する（Ｔmovが閾値Ｑ未満となったか否かを判定する）。そして、もし、「Ｔmov＜Ｑ」である場合には、例えばバネ劣化の異常発生と判定して、例えばその旨を警告する。

【0092】

この様に、基本的には、正常動作時の特徴点とばね劣化時の特徴点とを比較し、動作時間の短縮を検知することで、ばね劣化の検知が可能となる。
尚、上記２つの判定を一緒に行っても良い。すなわち、「Ｑ≦Ｔmov≦Ｐ」であるか否かを判定して、「Ｑ≦Ｔmov≦Ｐ」である場合には（すなわち判定ＹＥＳの場合には）“正常である”と判定する。一方、判定ＮＯである場合には、異常検知と判定すると共に、更に上記「Ｔmov＞Ｐ」と「Ｔmov＜Ｑ」のどちらの異常に該当するのかを判定し、前者に該当すれば摩擦増加の異常、後者に該当すればバネ劣化の異常と判定することになる。

【0093】

尚、上記の例では可動部移動時間Ｔmov（＝「Ｔ１＋Ｔ２」）を用いて、摩擦増加やバネ劣化の異常を判定するものとしたが、この例に限らない。上述したように、Ｔ１単体もしくはＴ２単体であっても、正常時と異常時とで違いが見られるのであるから、Ｔ１、Ｔ２の何れか一方のみを用いて、摩擦増加の異常やバネ劣化の異常を判定することも可能である。

【0094】

ここで、上記摩擦増加の異常とバネ劣化の異常の両方が発生した場合には、異常を検知し損ねる可能性がある。この問題と解決方法について、以下、図７を参照して説明する。
図７に示す動作履歴データ８１は、開閉動作毎に、上記無励磁コイル誘導電圧に係る各種特徴点（例えば６３ａ、６３ｂ、６３ｃ等）を抽出して（あるいは更に励磁電流に係る各種特徴点を抽出して）、これらに基づいて得られる上記動作時間（Ｔ１、Ｔ２、あるいは「Ｔ１＋Ｔ２」の何れであってもよいが、ここでは「Ｔ１＋Ｔ２」とする）を保存した、動作履歴の一例である。尚、この説明では、動作時間「Ｔ１＋Ｔ２」には、正常時のものだけでなく異常時のもの（すなわち上記「Ｔ１’＋Ｔ２’」等）も含まれるものとする。

【0095】

尚、換言すれば、上記計測された動作時間（例えば可動部移動時間Ｔmov（＝「Ｔ１＋Ｔ２」）を時系列的に蓄積したものが、上記動作履歴データ８１であると言うこともできる。

【0096】

上記動作時間（ここでは可動部移動時間Ｔmov；以下、動作時間Ｔmovと記す場合もある）は、既に述べた通り、摩擦増加の場合には正常時より長くなり、バネ劣化の場合には正常時より短くなる。この為、図７に示すように、これら２種類の異常の両方が生じた場合には、動作時間Ｔmovが正常時とほぼ変わらない状況となる場合が有り得る。

【0097】

尚、上記動作時間Ｔmovは、投入指令入力から投入動作完了までの時間である。
図７は、横軸が開閉回数、縦軸は、動作履歴データ８１に関しては上記動作時間Ｔmov、微分データ８２に関しては動作時間Ｔmovの微分値である。

【0098】

また、横軸において、図示の期間Ａ１は正常時であり、その後、摩擦異常発生により期間Ａ２が始まり、更にその後、バネ劣化異常発生により期間Ａ３が始まるものである。つまり、期間Ａ２は摩擦異常のみが生じているが、期間Ａ３は摩擦異常とバネ劣化異常の両方が生じていることになる。

【0099】

換言すれば、図示の例では、最初は正常であったが、その後、摩擦異常が発生し、更にその後にバネ劣化が生じたものとしている。尚、異常に対して対処したわけではないので、期間Ａ３においても摩擦異常状態は継続している。

【0100】

図示の動作履歴データ８１に示すように、上記動作時間Ｔmovは、正常動作をしている間(期間Ａ１)は、図示の符号８１ａに示すように、ほぼ一定の適正値Ｔ４（上記正常時の「Ｔ１＋Ｔ２」に相当）となっている。しかし、その後、時間が経過していき（定期的に又は随時、開閉動作を行うことで、時間の経過と共に開閉回数は徐々に増えていく）、摩擦増加が生じると、上記動作時間Ｔmovは、増加することになる。尚、図示の例では符号８１ｂで示すように（短い点線で示す）、ある時点で動作時間Ｔmovが図示のＴ５へと増加したら、その後は増加後の値を維持する（摩擦増加状態に応じた一定の値となる(図示のＴ５を維持する)）。このＴ５は例えば上記「Ｔ１’＋Ｔ２’」に相当する。

【0101】

その後、ばね劣化が生じると、これによって今度は上記動作時間Ｔmovが短くなる（減少する）ことになる。ここで、例えば偶然により、この減少量が上記摩擦増加に伴う増加量と略同様であった場合、上記動作時間Ｔmovは図示のように上記Ｔ５から減少して上記適正値Ｔ４と略同様の値（仮にＴ６とする）となると共に、その後もこの値Ｔ６を維持する（図示の符号８１ｃで示す（長い点線で示す））。この場合、異常であるにも係らず異常を検知できない問題が生じる可能性がある。

【0102】

例えばＴ４＝Ｔ６となった場合、あるいはＴ４≠Ｔ６であっても両者の差が上記マージンα、β未満である場合には、上記判定処理において例えば「Ｑ≦Ｔmov≦Ｐ」であるか否かの判定結果がＹＥＳとなる場合も有り得る。

【0103】

この様に、摩擦増加とばね劣化の両方の異常が発生しているにも係わらず、正常であると判定されてしまう可能性がある。
尚、図７の例は、上記動作時間Ｔmovは、例えば任意の開閉回数ｍ回の時点で上記適正値Ｔ４であったものが、その次の‘ｍ＋１’回の時点では摩擦増加によって上記Ｔ５になったものとする。また、上記動作時間Ｔmovは、上記‘ｍ＋１’回の時点以降、任意の開閉回数ｎ回の時点までは（ｎ＞ｍ）上記Ｔ５であったものが、その次の‘ｎ＋１’回の時点ではばね劣化によって上記Ｔ６になったものとする。

【0104】

この場合、動作履歴データなしの開閉時データのみの特徴点検出による状態検知方法では正常状態と「摩擦増加＋ばね劣化」状態とを判別できない。
本手法では、この様な問題を、上記動作履歴データ８１（特徴点の履歴）を保存しておくことで解消する。そして、本例の場合、動作履歴データ８１に基づいて、その微分値である図示の微分データ８２を生成することで、正常状態と「摩擦増加＋ばね劣化」の異常状態とを区別する例を示すが、この例に限るものではない。

【0105】

図示のように、微分データ８２は、動作履歴データ８１が殆ど変化せずに安定している状態（正常状態や、上記Ｔ５維持状態や、上記Ｔ６維持状態）では、図示の符号８２ａで示すようにほぼ‘０’となっている。一方、摩擦増加により上記動作時間Ｔmovが増加したタイミングでは、微分データ８２は正の値となる（図示の符号８２ｂで示す（短い点線で示す）部分のうち、三角形状で示すピーク部分）。一方、バネ劣化により上記動作時間Ｔmovが減少したタイミングでは、微分データ８２は負の値となる（図示の符号８２ｃで示す（長い点線で示す）部分のうち、逆三角形状で示すピーク部分）。

【0106】

これより、例えば上記異常判定部１１４は、随時、微分データ８２を生成後、まず、この微分データ８２に上記正のピーク部分（図示の三角形状で示す部分）と上記負のピーク部分（図示の逆三角形状で示す部分）の両方があるか否か判定する。尚、これは一例であり、更に正のピーク部分→負のピーク部分の順番でピーク部分が出現するものであるか否かを判定するものであってもよい。

【0107】

そして、微分データ８２に、上記正のピーク部分の上記負のピーク部分の両方がある場合には（あるいは更に正のピーク部分→負のピーク部分の順番でピーク部分が出現する場合には）、「摩擦増加＋ばね劣化」の異常状態であるものと判定する。

【0108】

尚、上記正のピーク部分、負のピーク部分の有無の判定方法は、例えば正負それぞれに予め任意の閾値を設定しておき、閾値を越えた（これは、負の場合には閾値未満になったことを意味するものとする）か否かを判定するものであるが、この例に限らない。

【0109】

このように、特徴点の履歴を保存しておき微分することで、この微分データには履歴データの変化に応じて正／負のピーク部分が生じるため、正常状態と「摩擦増加＋ばね劣化」状態とを判別可能になる。

【0110】

上述したように、本提案では投入動作、釈放動作の際に励磁していないコイルに発生する誘導電圧を検出し、その波形の特徴点を検出することで、動作状態の検知を行う。
従来ではストロークセンサが必要であったが、本手法ではストロークセンサがなくても動作状態の監視（摩擦増加やばね劣化や「摩擦増加＋ばね劣化」などの異常状態の有無の検知も含む）が可能になるため、ストロークセンサ設置に必要なスペース、コストを減らすことができ、測定対象機器の小形化、低コスト化が可能となる。

【0111】

また、励磁するコイルの電流波形ではなく、無励磁のコイルに発生する誘導電圧を検出するため、コイルの励磁を途中で止め、イナーシャ動作で投入を行うような機器の動作状態測定にも適用できるため、従来よりも動作状態測定の対応可能な機種を増やすことができる。さらに、開閉毎の比較以外にも、動作履歴として特徴点の変化傾向を管理することでより精度の高い動作状態の検知が可能となる。

【0112】

ここで、図８に、動作状態監視装置２の構成例を示す。
図示の例の動作状態監視装置２は、入力インタフェース１０１、メモリ１０２、ＣＰＵ／ＭＰＵ等の演算プロセッサ１０３、出力部１０４等を有する。

【0113】

入力インタフェース１０１は、不図示の信号線により上記電流計６、電圧計７、電流計８、及び電圧計９と接続して、これら電流計６、電圧計７、電流計８、及び電圧計９の計測データを入力する。

【0114】

入力インタフェース１０１から入力された各計測データは、例えばメモリ１０２に一時的に格納される。これは、例えば各計測データ毎にデータ取得順に時系列で格納される。これより、投入動作／釈放動作完了の際には、例えば上記励磁電流特性１２と誘導電圧特性１３、または励磁電流特性１４と誘導電圧特性１５、あるいは励磁電流特性１７と誘導電圧特性１８に相当するデータ（電流・電圧計測データの時系列データ）が、メモリ１０２に格納されていることになる。

【0115】

また、メモリ１０２には予め所定のアプリケーションプログラムが格納されており、演算プロセッサ１０３は、このアプリケーションプログラムを読出・実行することにより、図示の各種処理機能部の処理を実現する。

【0116】

すなわち、演算プロセッサ１０３は、電流／電圧特性記憶部１１１と、特徴点検出部１１２と、電磁石動作測定部１１３、異常判定部１１４等の各種処理機能部を有する。
電流／電圧特性記憶部１１１は、上記入力インタフェース１０１から入力される電流計６、電圧計７、電流計８、電圧計９の各計測データのうちの少なくとも１つ以上の計測データを、メモリ１０２にデータ取得順に時系列的に記憶することで、励磁電流特性データまたは／及び誘導電圧特性データを生成・記憶する。尚、この様な励磁電流特性データまたは／及び誘導電圧特性データは、電流値、電圧値の時系列データと言うこともできる。

【0117】

特徴点検出部１１２は、電流／電圧特性記憶部１１１によって生成・記憶された励磁電流特性データまたは／及び誘導電圧特性データを用いて、特徴点を検出する。
この特徴点に関しては、既に説明したように、基本的には３つの特徴点が必要となる。すなわち、動作指令（励磁開始）のタイミングｔ１、可動体４の動き出しのタイミングｔ２、動作完了（可動体４の移動完了）のタイミングｔ３の３つのタイミングを示す３つの特徴点が必要となる。この３つのタイミング毎に最低１つの特徴点が必要であり、従って最低でも３つの特徴点が必要となるが、１つのタイミングに対して２つの特徴点を抽出しても構わない。例えば図２の例では５つの特徴点を検出可能である。

【0118】

また、既に述べた通り、投入動作に関しては、励磁電流特性データを用いることなく、誘導電圧特性データのみを用いて、上記３つのタイミングを示す３つの特徴点を検出することも可能である。一方で、既に述べた通り、釈放動作に関しては、励磁電流特性データと誘導電圧特性データの両方を用いなければ、上記３つのタイミングを示す３つの特徴点を検出することはできない。

【0119】

尚、投入動作、釈放動作の何れの場合でも、励磁電流特性データのみでは、上記３つのタイミングを示す３つの特徴点を検出することはできない（それゆえに、従来では、ストロークセンサが必要であった）。

【0120】

電磁石動作測定部１１３は、上記特徴点検出部１１２によって検出された上記３つのタイミングを示す３つの特徴点を用いて、電磁石装置１の動作時間（第１の動作時間Ｔ１と第２の動作時間Ｔ２等）を測定する。

【0121】

尚、第１の動作時間Ｔ１は、動作指令（励磁開始）のタイミングｔ１から可動体４の動き出しのタイミングｔ２までの時間である。第２の動作時間Ｔ２は、可動体４の動き出しのタイミングｔ２から動作完了（可動体４の移動完了）のタイミングｔ３までの時間である。よって、例えばＴ１＝ｔ２−ｔ１、Ｔ２＝ｔ３−ｔ２によって、各動作時間Ｔ１，Ｔ２を求めることができる。尚、「Ｔ１＋Ｔ２」も動作時間の一種であると考えても良い。

【0122】

異常判定部１１４は、上記電磁石動作測定部１１３による動作時間Ｔmovの測定結果に基づいて、異常の有無を判定する。これは、例えば、摩擦増加の異常の有無を判定する。あるいは、例えば、バネ劣化の異常の有無を判定する。この判定方法は、例えば、上記測定された電磁石装置１の動作時間Ｔmovに基づいて、これを予め設定される所定の閾値と比較することにより正常／異常を判定する。

【0123】

例えば、測定した上記動作時間Ｔmov（例えば「Ｔ１＋Ｔ２」に相当する時間等）が、所定の第１の閾値よりも大きい場合に、摩擦増加の異常と判定する。摩擦増加の異常がある状態では、動作時間Ｔmovが正常時よりも大きくなるので、正常時の値に基づいて設定される第１の閾値よりも大きければ摩擦増加の異常と判断できる。

【0124】

あるいは、例えば、測定した上記動作時間Ｔmovが、所定の第２の閾値よりも小さい場合に、バネ劣化の異常と判定する。バネ劣化の異常がある状態では、動作時間Ｔmovが正常時よりも小さくなるので、正常時の値に基づいて設定される第２の閾値よりも小さければバネ劣化の異常と判断できる。

【0125】

但し、上記の例に限らない。例えば、上記電磁石装置１の動作時間Ｔmovを、上記動作時間Ｔ１またはＴ２に相当するものとしてもよい。この場合にも、測定される動作時間Ｔmovを、予め設定される所定の閾値と比較して、異常の有無を判定することになる。

【0126】

ここで、摩擦増加とバネ劣化の両方の異常が生じていた場合、誤って正常と判定される可能性がある。これに対して、異常判定部１１４は、測定データ（上記動作時間Ｔmov等）を時系列的に蓄積しておき、この蓄積データの微分データを生成することで、摩擦増加とバネ劣化の両方の異常が生じていることを判別できる。

【0127】

出力部１０４は、必ずしも必要なものではないが、電磁石動作測定部１１３による測定結果（第１の動作時間Ｔ１と第２の動作時間Ｔ２等）や異常判定部１１４で異常と判定された場合の警告等を、何らかの形で出力するものである。これは、表示、印字、音声、外部の情報処理装置へ通信線を介して出力等、様々な方法の何れかであってよい。そして、出力方法が例えば表示である場合には、出力部１０４はディスプレイ等であることになる。

【0128】

以上説明したシステムにおける動作監視対象である電磁石装置１について、以下、詳細な具体例を示しながら更に詳しく説明するものとする。
すなわち、図９には上記電磁石装置１の外観斜視図を示し、図１０には図９におけるＡ−Ａ’断面図を示し、図１１、図１２には図９におけるＢ−Ｂ’断面図を示す。図１１は可動体４の釈放状態、図１２は可動体４の投入状態を示すものである。また、図１３は、図９〜図１２に示す電磁石装置１の磁気回路を示す回路図である。

【0129】

以下、本システムにおける電磁石装置１の詳細な具体例について、図９〜図１３を参照して説明するが、具体例はこの例に限るものではない。また、以下の説明における各構成要素（及びその参照符号）は、図９〜図１３の少なくとも何れか１つの図面に示されているが、どの図面に示されているのかを逐一全て説明することはない。

【0130】

まず、既に説明した通り、電磁石装置１の主要構成要素は、ヨーク３、可動体４（可動鉄心等）、投入用の励磁コイル２１（以下、投入用コイル２１と記す）と、釈放用の励磁コイル２２（以下、釈放用コイル２２と記す）と、永久磁石５等であり、これら主要構成要素については図９〜図１２においても図１と同じ参照符号を付してある。

【0131】

可動体４は、強磁性体からなる可動体本体４ａと、非磁性材料からなるスライド軸４ｂとから構成されている。図１１、図１２等に示す通り、スライド軸４ｂが可動体本体４ａを貫通して固定されている。可動体４は、スライド軸４ｂと可動体本体４ａとが一体となって、スライド軸４ｂの軸に沿う方向（図上、上下方向）に移動可能となっている。尚、本説明における上下方向は、図１（ａ）や図１１、図１２に太線矢印で示した方向を意味する。そして、以下の説明における上、下、上側、下側、上方向、下方向等は、この定義に従ったものである。

【0132】

図１１に示す釈放状態において、投入用コイル２１が励磁されることで、可動体４は上方向にスライドして移動していき、最終的には図１２に示す位置（投入状態）になる。そして、この投入状態で投入用コイル２１の励磁を止めても、永久磁石５によって、可動体４は図１２に示す投入状態の位置のままとなる。この為、元の位置（釈放状態）に戻す為には、釈放用コイル２２を励磁する必要がある。釈放用コイル２２を励磁することで、可動体４は下方向にスライドして移動していき、最終的には図１１に示す位置（釈放状態）に戻る。

【0133】

尚、投入用コイル２１は、例えば両端にフランジを有する円筒状のボビン２１ａの外周に、コイル用巻線２１ｂを巻き回して中空円柱状に形成されている。釈放用コイル２２も同様に、例えば両端にフランジを有する円筒状のボビン２２ａの外周に、コイル用巻線２２ｂを巻き回して中空円柱状に形成されている。上記励磁するとは、コイル用巻線２１ｂまたは２２ｂに電流を流すことで磁束を発生させることである。尚、ボビン２１ａ，２２ａは非磁性材料で形成されている。

【0134】

上記投入用コイル２１、釈放用コイル２２は、ヨーク３に固定されている。
ヨーク３は、上記のように電磁石装置１の筐体(枠体)として各種構成要素を収納／固定する役割を有するが、更に、投入用コイル２１や釈放用コイル２２によって発生する磁束の磁路を構成するものである。ヨーク３は、可動体４と共に投入用コイル２１の内外を通る周状の磁路（符号４０１，４０２，４０３で示す点線矢印／一点鎖線矢印）を構成するように形成されている。ヨーク３は、強磁性体によって構成されている。ヨーク３は、図１１や図１２に示すように、上部ヨーク３１、下部ヨーク３２、一対の側部ヨーク３３、中ヨーク３４、コイル内ヨーク３５等から成る。

【0135】

上部ヨーク３１は、矩形板状であり、その中心部分に表裏を貫通するスライド軸用孔３１ａが形成されている。上部ヨーク３１には投入用コイル２１が固定されている（例えば接着等されている）。また、コイル内ヨーク３５は、図示の様に上部ヨーク３１の板面（下面）から突出するように配置され、この板面（下面）に接着されている。コイル内ヨーク３５は、投入用コイル２１内周に嵌合するように略円柱状に形成されている。

【0136】

一対の側部ヨーク３３は、それぞれ、矩形板状に形成され、一方側端部が上部ヨーク３１に固定され、他方側端部が下部ヨーク３２に固定されている。各側部ヨーク３３は、投入用コイル２１の側面側に延在するように配置されている。一対の側部ヨーク３３は、投入用コイル２１を挟んで互いに対向するように配置されている。一対の側部ヨーク３３の間には、中ヨーク３４が架け渡されるように配置されている。

【0137】

中ヨーク３４は、略平板状に形成され、その両端部には永久磁石５が配設されている。中ヨーク３４は、その両端部の永久磁石５を介して側部ヨーク３３に固定されている。中ヨーク３４は、図示の通り、投入用コイル２１の下側に配置されており、その一方側の板面は投入用コイル２１に接着されており、その他方側の板面（中ヨーク下面３４ａ）は、上記投入動作の際には可動体本体４ａの一部（フランジ部４２の第２上面４２ａ）と接触する。

【0138】

図１０に示すように、中ヨーク３４の中央部分には表裏を貫通する可動体挿入孔３４ｂが形成されている。この可動体挿入孔３４ｂ内に可動体本体４ａの一部が挿入されている。つまり、可動体本体４ａは、図１１等に示すようにそれぞれ径が異なる円柱形状の３つのパーツ（投入部４１、フランジ部４２、引き外し部４３）から成っており、そのうちの投入部４１が可動体挿入孔３４ｂ内に挿入される。最も径が大きいフランジ部４２が、中ヨーク３４に引っ掛かるので、フランジ部４２及び引き外し部４３は可動体挿入孔３４ｂ内に挿入されない。

【0139】

図１０、図１１、図１２に示すように、投入部４１と中ヨーク３４との間にはギャップＥが存在している。また、図１１に示すように釈放状態においては、投入部４１（その第１上面４１ａ）とコイル内ヨーク３５（そのコイル内ヨーク下面３５ａ）との間にギャップＣが存在している。また、図１２に示すように投入状態においては、第２軸受５２と引き外し部４３（その下面である可動体引き外し磁極面４３ａ）との間のギャップＫが存在している。更に、図１２の投入状態にならない限り（釈放状態だけでなく可動体４の移動中も含めて）、可動体４の第２上面４２ａと中ヨーク下面３４ａとの間にはギャップＤが存在している。尚、ギャップＣ、Ｄ，Ｅ，Ｋの空間には空気が存在しており、以下、これらを空気ギャップＣ、Ｄ，Ｅ，Ｋと呼ぶ場合もある。

【0140】

下部ヨーク３２は、矩形板状に形成され、上記の通り一対の側部ヨーク３３各々の他方側端部が接続されている。換言すれば、一対の側部ヨーク３３の他方側端部間に架け渡されるようにして下部ヨーク３２が配置されている。

【0141】

また、下部ヨーク３２には、中央部分に図示の貫通孔３２ａ（表裏を貫通する孔）が形成されており、この貫通孔３２ａには第２軸受５２が嵌合されて固定されている。また、これによって図示のヨーク引き外し磁極面３２ｂが形成されている。第２軸受５２には可動体４のスライド軸４ｂが嵌挿されている。尚、第２軸受５２は、非磁性材料で形成されている。

【0142】

スライド軸４ｂの一端側が第１軸受５１に嵌挿され、他端側が第２軸受５２に嵌挿されることによって、可動体４がヨーク３に対して上記図上で上下方向にスライド移動可能に配設されている。また、スライド軸用孔３１ａと、第１軸受５１と、投入用コイル２１と、中ヨーク３４の可動体挿入孔３４ｂと、釈放用コイル２２と、第２軸受５２とは、同軸配置となっており、可動体４が軸方向にスライド移動するようになっている。

【0143】

上述したように、電磁石装置１は基本的に、上部ヨーク３１と下部ヨーク３２と一対の側部ヨーク３３とによって矩形状の枠体（筐体）を構成し、この枠体内に中ヨーク３４、コイル内ヨーク３５、投入用コイル２１、釈放用コイル２２、可動体４等が配置された構成となっている。

【0144】

上記の通り、図１２は、本例の電磁石装置１における可動体４の投入状態を示している。
可動体４の投入状態は、可動体４が図上上側に位置する状態であり、可動体４の第１上面４１ａとコイル内ヨーク下面３５ａとが接触した状態となっており、且つ、可動体４の第２上面４２ａと中ヨーク下面３４ａ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４ｂが、上部ヨーク３１のスライド軸用孔３１ａに挿入された状態となっている。上記の通り、本例の電磁石装置１では、永久磁石５の磁力により、投入用コイル２１の励磁を止めても、この投入状態を維持するようになっている。

【0145】

上記の通り、図１１は、本例の電磁石装置１における可動体４の釈放状態を示している。
可動体４の釈放状態は、図示の通り可動体４が図上下側に位置する状態であり、可動体引き外し磁極面４３ａと第２軸受５２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４ｂは、上部ヨーク３１のスライド軸用孔３１ａに挿入されていない状態である。

【0146】

ここで、図１１には、上記釈放用コイル２２を励磁した場合の磁束の流れ（磁路）を、点線矢印(符号４０３)で示している。図示の通り、磁路４０３は、釈放用コイル２２を略中心にして略長方形形状で１周する形となっている。

【0147】

この磁束の流れ（磁路４０３）については、詳しくは後に図１３を参照して説明するが、図１２に示す投入状態において釈放用コイル２２に電流を流すと、釈放用コイル２２によって生じる磁束が、下部ヨーク３２、第２軸受５２、第２軸受５２と可動体引き外し磁極面４３ａとの間の空気ギャップＫ、可動体本体４ａ、可動体本体４ａと中ヨーク３４との間の空気ギャップＥ、中ヨーク３４、永久磁石５、側部ヨーク３３を通って一周する上記磁路４０３を流れる。

【0148】

この磁束によって、ヨーク引き外し磁極面３２ｂと可動体引き外し磁極面４３ａとの間に吸引力が生じ、第２軸受５２の上面と可動体引き外し磁極面４３ａとが接触して停止するまで（図１１に示す釈放状態になるまで）、可動体４が下側方向へと移動することになる。

【0149】

可動体４は、重力によって（あるいは不図示の不勢部材によって）、下側方向に不勢されている。従って、釈放用コイル２２に電流を流すことを止めても、図１１に示す釈放状態は維持されることになる。

【0150】

以下、図１１に示す釈放状態であって投入用コイル２１、釈放用コイル２２の両方とも励磁していない状態において、投入用コイル２１に電流を流す場合について説明する。
この場合、投入用コイル２１によって生じる磁束は、上部ヨーク３１、コイル内ヨーク３５、コイル内ヨーク下面３５ａと可動体本体４ａの第１上面４１ａとの間の空気ギャップＣ、可動体本体４ａ、可動体本体４ａと中ヨーク３４との間の空気ギャップＥ、中ヨーク３４、永久磁石５、側部ヨーク３３を通って一巡する磁路４０１（図１１上で一点鎖線矢印で示す）を通過する。

【0151】

この磁束によって、コイル内ヨーク下面３５ａと可動体本体４ａの第１上面４１ａとの間に吸引力が生じ、可動体４が上側に吸引される（すなわち、投入用コイル２１内に吸引される）。これによって可動体４が上方向へと移動していき、ある一定距離以上移動すると、可動体本体４ａの第２上面４２ａと中ヨーク下面３４ａとの距離（空気ギャップＤの長さ）が、可動体本体４ａの投入部４１と中ヨーク３４との間の距離（空間ギャップＥの長さ）よりも短くなる。そうすると、図１２に点線矢印で示す磁路４０２が形成される。

【0152】

すなわち、この場合、投入用コイル２１によって生じる磁束は、図１２に点線矢印で示すように、上部ヨーク３１、コイル内ヨーク３５、可動体本体４ａ、可動体本体４ａの第２上面４２ａと中ヨーク下面３４ａとの間の空気ギャップＤ、中ヨーク３４、永久磁石５、側部ヨーク３３を通って一巡する磁路４０２を通過する。

【0153】

尚、この状態では、可動体４の位置は図１２に示す位置（投入状態）にはなっておらず、移動中の状態であり、従って上記空気ギャップＤが存在しているが、図１２に示す位置（投入状態）となったときには図示の通り空気ギャップＤは消滅していることになる。

【0154】

可動体４が移動中の状態（空気ギャップＤが未だ存在する状態）で上記磁路４０２が形成されることで、その結果、可動体本体４ａの第２上面４２ａと中ヨーク下面３４ａとの間にも吸引力が生じ、より大きな吸引力によって可動体４が上方向（投入用コイル２１内に引き込まれる方向）にスライド移動し、最終的には図１２に示す投入状態となる。

【0155】

そして、この投入状態において投入用コイル２１に電流を流すことを止めても、上述したように永久磁石５によって投入状態が維持される（重力等があっても釈放状態になることはない）。

【0156】

その後は、この投入状態のまま、投入用コイル２１、釈放用コイル２２の両方とも励磁していない状態となる。
そして、任意のときに投入を止める場合には、上記の通り釈放用コイル２２を励磁することで、上述したように今度は上記磁路４０３によって可動体４は下方向へと移動していき、最終的には停止して上記図１１の位置（釈放状態）となる。

【0157】

ここで、図１３に示す磁気回路について説明する。
図１３は、上記図９〜図１２に示す具体例の電磁石装置１の等価磁気回路を示している。

【0158】

同図において符号５１３は、釈放用コイル２２によって励磁した際に発生する釈放用コイル２２の起磁力を示している。同様に、符号５１１は永久磁石５の起磁力を示し、符号５１２は投入用コイル２１によって励磁した際に発生する投入用コイル２１の起磁力を示している。また、図示の符号５０１〜５１０、５１４，５１５は、それぞれ、上記電磁石装置１の各構成要素の磁気抵抗である。

【0159】

図１３において、上記釈放用コイル２２による起磁力５１３によって発生する磁束は、下部ヨーク３２の磁気抵抗５０２、第２軸受５２の磁気抵抗５１５、第２軸受５２と可動体引き外し磁極面４３ａとの間の空気ギャップＫによる磁気抵抗５０９、可動体本体４ａによる磁気抵抗５０６、可動体本体４ａと中ヨーク３４との間の空気ギャップＥによる磁気抵抗５１０、中ヨーク３４の磁気抵抗５０４、永久磁石５の内部磁気抵抗５０７、永久磁石５の起磁力５１１、側部ヨーク３３の磁気抵抗５０３を通って一周する磁路４０３を流れる。

【0160】

一方、上記投入用コイル２１の起磁力５１２から発生した磁束は、上部ヨーク３１の磁気抵抗５０１、コイル内ヨーク３５の磁気抵抗５０５、コイル内ヨーク下面３５ａと第１上面４１ａとの間の空気ギャップＣによる磁気抵抗５０８、可動体本体４ａによる磁気抵抗５０６、可動体本体４ａと中ヨーク３４との間の空気ギャップＥによる磁気抵抗５１０、中ヨーク３４の磁気抵抗５０４、永久磁石５の内部磁気抵抗５０７、永久磁石５の起磁力５１１、側部ヨーク３３の磁気抵抗５０３を通って一周する磁路４０１を流れる。

【0161】

尚、上記磁気抵抗５０８、５０９は可変抵抗である（空気ギャップの大きさが変わることで値が変わる）。同様に、第２上面４２ａと中ヨーク下面３４ａとの間の空気ギャップＤによる磁気抵抗５１４も、可変抵抗であり、この磁気抵抗５１４が磁気抵抗５１０よりも小さくなると、主な磁束の流れが上記磁路４０１から、図示のような磁路４０２（磁気抵抗５１０の代わりに磁気抵抗５１４を通る磁路）に切り替わる。

【0162】

以上説明したように、本手法によれば、特許文献１等で示される従来技術では必要であったストロークセンサが無くても、遮断器／開閉器／リレー等に用いられる電磁石装置１の動作状態の測定を行うことができる。よって、ストロークセンサが必要なくなり、またストロークセンサ設置に必要となるスペースが必要なくなるので、電磁石装置の動作状態監視システムの低コスト化、小型化を実現することができる。

【0163】

また、本手法は、無励磁のコイルに発生する誘導電圧を検出して動作状態の測定を行う為、コイルの励磁を途中で止めイナーシャ動作で投入を行うような動作を行う機器であっても、動作状態の測定を行うことができる。よって、特許文献１の従来技術よりも動作状態測定の対応可能な機種を増やすことができる。

【符号の説明】

【0164】

１ 電磁石装置
２ 動作状態監視装置
３ ヨーク
４ 可動体
４ａ 可動体本体
４ｂ スライド軸
５ 永久磁石
６ 電流計
７ 電圧計
８ 電流計
９ 電圧計
１１，１１−１ 電磁石の可動部の変位
１２ 励磁電流特性
１２ａ 励磁電流の立ち上がり（特徴点）
１２ｂ 励磁コイル電流変極点（特徴点）
１３ 誘導電圧特性
１３ａ 無励磁コイル誘導電圧変化点（特徴点）
１３ｂ 無励磁コイル誘導電圧立ち上がり（特徴点）
１３ｃ 無励磁コイル誘導電圧ピーク点（特徴点）
１４ 励磁電流特性
１４ａ 励磁電流の立ち上がり（特徴点）
１４ｂ 特徴点
１５ 誘導電圧特性
１５ａ 無励磁コイル誘導電圧変化点（特徴点）
１５ｂ 無励磁コイル誘導電圧立ち上がり（特徴点）
１５ｃ 無励磁コイル誘導電圧ピーク点（特徴点）
１７ 励磁電流特性
１７ａ 特徴点
１７ｂ 特徴点
１８ 誘導電圧特性
１８ａ 特徴点
１８ｂ 特徴点
２１ 投入用コイル
２１ａ ボビン
２１ｂ コイル用巻線
２２ 釈放用コイル
２２ａ ボビン
２２ｂ コイル用巻線
３１ 上部ヨーク
３１ａ スライド軸用孔
３２ 下部ヨーク
３２ａ 貫通孔
３２ｂ ヨーク引き外し磁極面
３３ 側部ヨーク
３４ 中ヨーク
３４ａ 中ヨーク下面
３４ｂ 可動体挿入孔
３５ コイル内ヨーク
３５ａ コイル内ヨーク下面
４１ 投入部
４１ａ 第１上面
４２ フランジ部
４２ａ 第２上面
４３ 引き外し部
４３ａ 可動体引き外し磁極面
５１ 第１軸受
５２ 第２軸受
６１ 電磁石の可動部の変位（正常時）
６２ 電磁石の可動部の変位（摩擦増加時）
６３ 正常時の誘導電圧特性
６３ａ 特徴点
６３ｂ 特徴点
６３ｃ 特徴点
６４ 異常時（摩擦増加時）の誘導電圧特性
６４ｂ 特徴点
６４ｃ 特徴点
７１ 正常動作時の開閉負荷特性
７２ 摩擦増加時の開閉負荷特性
８１ 動作履歴データ
８２ 微分データ
１０１ 入力インタフェース
１０２ メモリ
１０３ 演算プロセッサ
１０４ 出力部
１１１ 電流／電圧特性記憶部
１１２ 特徴点検出部
１１３ 電磁石動作測定部
１１４ 異常判定部
４０１，４０２，４０３ 磁路
５０１ 上部ヨークの磁気抵抗
５０２ 下部ヨークの磁気抵抗
５０３ 側部ヨークの磁気抵抗
５０４ 中ヨークの磁気抵抗
５０５ コイル内ヨークの磁気抵抗
５０６ 可動体本体による磁気抵抗
５０７ 永久磁石の内部磁気抵抗
５０８ 空気ギャップＣによる磁気抵抗
５０９ 空気ギャップＫによる磁気抵抗
５１０ 空気ギャップＥによる磁気抵抗
５１１ 永久磁石の起磁力
５１２ 投入用コイルの起磁力
５１３ 釈放用コイルの起磁力
５１４ 空気ギャップＤによる磁気抵抗
５１５ 第２軸受５２の磁気抵抗

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図13】

【図14】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図11】

【図12】