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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024157678
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】電磁石装置
(51)【国際特許分類】
H01F 7/18 20060101AFI20241031BHJP
H01F 7/123 20060101ALI20241031BHJP
H01H 47/22 20060101ALI20241031BHJP
H01H 9/54 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
H01F7/18 E
H01F7/123
H01H47/22 C
H01H9/54 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023072173
(22)【出願日】2023-04-26
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109612
【弁理士】
【氏名又は名称】倉谷 泰孝
(74)【代理人】
【識別番号】100116643
【弁理士】
【氏名又は名称】伊達 研郎
(74)【代理人】
【識別番号】100184022
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 美保
(72)【発明者】
【氏名】松田 和久
【テーマコード（参考）】
5E048
5G034
5G057
【Ｆターム（参考）】
5E048AB04
5E048AC04
5E048AD07
5E048CB07
5G034AD07
5G057AA14
(57)【要約】
【課題】投入コイルのみに電流を流した際、保持コイルに生じた逆電流により保持コイルの両端電圧が高電圧となるのを抑制する電磁石装置を得る。
【解決手段】固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイルと、固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により投入コイルと同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイルと直列接続された抵抗値が投入コイルよりも大きい保持コイルと、一端が投入コイルの巻き終わりと接続され、他端が保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に接続された第一スイッチと、保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に設けられた第二スイッチと、電圧閾値が予め設定され、電源が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチをオンにし、第二スイッチをオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチをオンにする制御回路と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイルと、固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により投入コイルと同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイルと直列接続された抵抗値が投入コイルよりも大きい保持コイルと、一端が投入コイルの巻き終わりと接続され、他端が保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に接続された第一スイッチと、保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に設けられた第二スイッチと、電圧閾値が予め設定され、電源が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチをオンにし、第二スイッチをオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチをオンにする制御回路と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイルと、
前記固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により前記投入コイルと同一方向に磁束を生成し前記電磁吸着力を発生させる、前記投入コイルと直列接続された抵抗値が前記投入コイルよりも大きい保持コイルと、
一端が前記投入コイルの巻き終わりと接続され、他端が前記保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に接続された第一スイッチと、
前記保持コイルの巻き終わりと前記電源の負側との間に設けられた第二スイッチと、
電圧閾値が予め設定され、前記電源が出力する電源電圧が前記電圧閾値を満たす場合に前記第二スイッチをオンにし、前記第二スイッチをオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に前記第一スイッチをオンにする制御回路と、
を備える電磁石装置。
前記固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により前記投入コイルと同一方向に磁束を生成し前記電磁吸着力を発生させる、前記投入コイルと直列接続された抵抗値が前記投入コイルよりも大きい保持コイルと、
一端が前記投入コイルの巻き終わりと接続され、他端が前記保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に接続された第一スイッチと、
前記保持コイルの巻き終わりと前記電源の負側との間に設けられた第二スイッチと、
電圧閾値が予め設定され、前記電源が出力する電源電圧が前記電圧閾値を満たす場合に前記第二スイッチをオンにし、前記第二スイッチをオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に前記第一スイッチをオンにする制御回路と、
を備える電磁石装置。
【請求項2】
前記投入コイルの巻き終わりと前記保持コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第一のダイオードと、
前記保持コイルの巻き始まりと前記投入コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第二のダイオードと、
をさらに備える請求項１に記載の電磁石装置。
前記保持コイルの巻き始まりと前記投入コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第二のダイオードと、
をさらに備える請求項１に記載の電磁石装置。
【請求項3】
前記第一のダイオードは、アノードが前記投入コイルの巻き終わり、カソードが前記保持コイルの巻き始まりと接続され、前記第二のダイオードは、アノードが前記保持コイルの巻き始まり、カソードが前記投入コイルの巻き始まりと接続されている請求項２に記載の電磁石装置。
【請求項4】
前記投入コイルおよび前記保持コイルの各々と並列接続されたフライホイールダイオードを備える請求項１に記載の電磁石装置。
【請求項5】
前記保持コイルと並列接続されたフライホイールダイオードを備える請求項２または３に記載の電磁石装置。
【請求項6】
前記保持コイルの巻き終わりと前記投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードをさらに備える請求項２または３に記載の電磁石装置。
【請求項7】
前記第三のダイオードは、アノードが前記保持コイルの巻き終わりと接続され、カソードが前記投入コイルの巻き始まりと接続されている請求項６に記載の電磁石装置。
【請求項8】
前記投入コイルと並列接続して設けられたフライホイールダイオードと、
前記保持コイルの巻き終わりと前記投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードと、
をさらに備える請求項１に記載の電磁石装置。
前記保持コイルの巻き終わりと前記投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードと、
をさらに備える請求項１に記載の電磁石装置。
【請求項9】
前記保持コイルは、前記投入コイルよりもターン数が多い請求項１に記載の電磁石装置。
【請求項10】
前記保持コイルは、巻回方向が前記投入コイルの巻回方向と同じである請求項１に記載の電磁石装置。
【請求項11】
前記制御回路は、可動鉄心を前記固定鉄芯に吸着させるのに必要な時間である時間閾値が予め設定され、前記第一スイッチをオンにしてから前記時間閾値を超過した場合に前記第一スイッチをオフにし、前記第一スイッチをオフにしたタイミングと同時またはそれ以降に前記第二スイッチをオフにする請求項１に記載の電磁石装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電磁石装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電磁接触器などの可動鉄芯および固定鉄芯を有する機器では、磁性材料に銅線を巻いたコイルに電流を流すことにより生成される電磁吸着力を利用して可動鉄芯を固定鉄芯に吸着させる技術が用いられている。
【0003】
また近年では、電磁接触器の可動鉄芯を固定鉄芯に吸着させる電磁吸着力を生成する投入コイルと、可動鉄芯を固定鉄芯に吸着させた状態を保持する電磁吸着力を生成する吸着保持用の保持コイルとの２種類のコイルを用いることで、より安定して可動鉄芯を固定鉄芯に吸着させることを可能とする技術の開発が進んでいる。
【0004】
例えば特許文献１では、投入コイルおよび保持コイルの２種類のコイルを備え、吸着動作時は投入コイルのみに励磁電流を流し、吸着保持時は投入コイルおよび保持コイルに励磁電流を流す開閉装置の電磁操作装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１２－２１６４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記開閉装置の電磁操作装置は、吸着保持時において直列に接続された投入コイルおよび保持コイルに励磁電流を流すことで、開閉器の投入後における吸引状態を確実に保持することができる。一方で、吸着動作時はリミットスイッチを保持コイルと切り離し、投入コイルのみに電流を供給する。その際、保持コイルには投入コイルで生成した磁束を打ち消す方向に起電力が発生し、保持コイルの銅線の巻回方向とは逆向きの電流（以下、「逆電流」と称する）が流れるが、保持コイルとリミットスイッチとは切り離されているため、逆電流を逃がす先がなく保持コイルの両端電圧が高電圧となる。
【0007】
本開示は上述のような課題を解決するためになされたものであり、投入コイルのみに電流を流した際、保持コイルに生じた逆電流により保持コイルの両端電圧が高電圧となるのを抑制する電磁石装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示にかかる電磁石装置は、固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイルと、固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により投入コイルと同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイルと直列接続された抵抗値が投入コイルよりも大きい保持コイルと、一端が投入コイルの巻き終わりと接続され、他端が保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に接続された第一スイッチと、保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に設けられた第二スイッチと、電圧閾値が予め設定され、電源が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチをオンにし、第二スイッチをオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチをオンにする制御回路と、を備えたものである。
【発明の効果】
【0009】
本開示の電磁石装置によれば、第一スイッチおよび第二スイッチが設けられ、制御回路が第一スイッチおよび第二スイッチのオンオフ制御を行うことにより、投入コイルのみに電流を流した際、保持コイルに生じた逆電流により保持コイルの両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施の形態１にかかる電磁石装置の構成図である。
【図2】実施の形態１にかかる電磁石装置の時系列変化を示すタイミングチャートである。
【図3】実施の形態１にかかる電磁石装置に含まれる電源の電源電圧の時系列変化を示す図である。
【図4】実施の形態１にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。
【図5】実施の形態１にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの両端電圧の時系列変化を示す図である。
【図6】実施の形態１にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。
【図7】実施の形態１にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルおよび保持コイルにおけるアンペアターンの合算値の時系列変化を示す図である。
【図8】実施の形態１にかかる電磁石装置の時刻ｔ２における電流の流れを示す図である。
【図9】実施の形態１にかかる電磁石装置の時刻ｔ３における逆電流の流れを示す図である。
【図10】実施の形態１にかかる電磁石装置の変形例を示す図である。
【図11】実施の形態２にかかる電磁石装置の構成図である。
【図12】実施の形態２にかかる電磁石装置の時系列変化を示すタイミングチャートである。
【図13】実施の形態２にかかる電磁石装置に含まれる電源の電源電圧の時系列変化を示す図である。
【図14】実施の形態２にかかる電磁石装置の投入コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。
【図15】実施の形態２にかかる電磁石装置の保持コイルの両端電圧の時系列変化を示す図である。
【図16】実施の形態２にかかる電磁石装置の保持コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。
【図17】実施の形態２にかかる電磁石装置の投入コイルおよび保持コイルにおけるアンペアターンの合算値の時系列変化を示す図である。
【図18】実施の形態２にかかる電磁石装置の時刻ｔ２における電流の流れを示す図である。
【図19】実施の形態２にかかる電磁石装置の時刻ｔ３における逆電流の流れを示す図である。
【図20】実施の形態３にかかる電磁石装置の概略図である。
【図21】実施の形態３にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、投入コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。
【図22】実施の形態４にかかる電磁石装置の概略図である。
【図23】実施の形態４にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、投入コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。
【図24】実施の形態４にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、保持コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。
【図25】実施の形態４にかかる電磁石装置の時刻ｔ４以降の時系列変化を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は例示である。また、各実施の形態は、適宜組み合わせて実行することができる。また、以下の説明では区別する必要のある場合を除いて、電気的な接続と物理的な接続とを区別せずに「接続」と称して説明する。
【0012】
実施の形態１．
図１は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図２は本実施の形態にかかる電磁石装置のタイミングチャートである。図３は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる電源の電源電圧の時系列変化を示す図である。図４は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図５は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの両端電圧の時系列変化を示す図である。図６は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図７は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルおよび保持コイルにおけるアンペアターンの合算値の時系列変化を示す図である。図８は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻ｔ２における電流の流れを示す図である。図９は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻ｔ３における逆電流の流れを示す図である。図１０は本実施の形態にかかる電磁石装置の変形例を示す図である。
図１は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図２は本実施の形態にかかる電磁石装置のタイミングチャートである。図３は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる電源の電源電圧の時系列変化を示す図である。図４は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図５は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの両端電圧の時系列変化を示す図である。図６は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図７は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルおよび保持コイルにおけるアンペアターンの合算値の時系列変化を示す図である。図８は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻ｔ２における電流の流れを示す図である。図９は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻ｔ３における逆電流の流れを示す図である。図１０は本実施の形態にかかる電磁石装置の変形例を示す図である。
【0013】
まず、図１を用いて本実施の形態にかかる電磁石装置１００の構成を説明する。なお、図１に示す制御回路５と第一スイッチ６および第二スイッチ７各々とをつなぐ点線は、制御回路５が第一スイッチ６および第二スイッチ７を動作させる際に送る信号の経路である。また、投入コイル１および保持コイル２の矢印は、コイルの巻回方向を示している。
【0014】
図１に示すように、本実施の形態にかかる電磁石装置１００は、投入コイル１、保持コイル２、制御回路５、第一スイッチ６、第二スイッチ７、フライホイールダイオード８、９、ダイオード１０および電源１１を備えている。ここで、フライホイールダイオード８、９のように、投入コイル１および保持コイル２の各々と並列に接続され、電源１１オフ後に励磁エネルギーに伴い流れる電流を循環させるために設けられたダイオードを一般的にフライホイールダイオードと呼ぶ。そのため、以下説明においてもフライホイールダイオード８、９と称して説明を行う。ただし、フライホイールダイオード８、９は、例えばダイオード１０などと同じスイッチングダイオードであり、名称を変えて説明を行うに過ぎず物自体に相違ない。
【0015】
投入コイル１および保持コイル２は、固定鉄芯１２に各々巻回され直列接続されている。図１に示すように、投入コイル１および保持コイル２は巻回方向が同じであり、投入コイル１の巻き始まりは電源１１の正極側と接続され、保持コイル２の巻き終わりは電源１１の負極側と接続されている。
【0016】
したがって、直列接続された投入コイル１および保持コイル２に電流を流した場合、各々の固定鉄芯１２には通電による励磁により同一方向の磁束が発生する。固定鉄芯１２は、この発生した磁束による電磁吸着力により、図示を省略する可動鉄芯を吸着する。なお、投入コイル１、保持コイル２、固定鉄芯１２および可動鉄芯は、図示を省略する電磁コイル内に配置されている。
【0017】
また、投入コイル１は、保持コイル２に比べてターン数が少ない。すなわち、投入コイル１は保持コイル２に比べて抵抗値が小さい。そのため、投入コイル１のみに電圧を印加した場合と、直列接続された投入コイル１および保持コイル２に電圧を印加した場合を比較すると、投入コイル１のみに電圧を印加した場合のほうが大きな電流が流れ、アンペアターンが大きくなる。したがって、吸着動作時には投入コイル１のみに電圧を印加することで、可動鉄芯の吸着に必要な電磁吸着力を得ることができる。なお、ここでいうアンペアターンとは、電流値およびターン数の積で表される、ＭＫＳＡ単位系における起磁力の単位のことである。
【0018】
図１に示すように、第一スイッチ６は一端が投入コイル１の巻き終わりと接続され、他端が保持コイル２の巻き終わりと電源１１の負側との間に接続され設けられている。また、第二スイッチ７は保持コイル２の巻き終わりと電源１１の負側との間に設けられている。具体的には、第二スイッチ７の一端は保持コイル２の巻き終わりと接続され、他端は電源１１の負側と接続されている。ここで、電源１１の負側とは電源１１の負極側を指す。
【0019】
制御回路５は、第一スイッチ６および第二スイッチ７の切り替え動作を行う。なお、制御回路５を設ける位置は特に問わないが、例えば、第一スイッチ６および第二スイッチ７をオフにした際に、フライホイールダイオード８、９の逆回復時間内において逆起電力により生じるサージ電圧が印加されない位置に設けるのが望ましい。
【0020】
次に、制御回路５が行うオフからオンへの切り替え動作について説明する。制御回路５は、電磁石装置１００が動作可能な電圧範囲であると判断するための電圧閾値が予め設定され、電源１１が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチ７をオンにする。また、制御回路５は第二スイッチ７がオンになったタイミングと同時またはそれ以降のタイミングで第一スイッチ６をオンにする。すなわち、制御回路５が第一スイッチ６をオンにするタイミングは、第二スイッチ７をオンにするタイミングよりも前でなければよい。
【0021】
次に、制御回路５が行うオンからオフへの切り替え動作について説明する。制御回路５は、第一スイッチ６をオンにした後、可動鉄芯を固定鉄芯１２に吸着させるのに必要な時間を超過した際に第一スイッチ６をオフにする。すなわち、制御回路５には可動鉄芯を固定鉄芯１２に吸着させるのに必要な時間を時間閾値として予め設定され、制御回路５は時間閾値を超過した際に第一スイッチ６をオフにする。また、この状態から電源１１の電圧が吸着保持に必要な電圧よりも低下した時、つまり吸着保持を中止するために電源１１を意図的に停電させた場合、または意図せずに電源１１の電圧が低下した場合は、制御回路５は第一スイッチ６をオフにするタイミングと同時またはそれ以降のタイミングで第二スイッチ７をオフにする。
【0022】
フライホイールダイオード８、９は、第二スイッチ７をオフにした際、投入コイル１および保持コイル２の各々に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流を循環させるものであり、投入コイル１および保持コイル２の各々と並列に接続されている。図１に示すようにフライホイールダイオード８は投入コイル１と並列に接続され、フライホイールダイオード８のアノードは投入コイル１の巻き終わりと接続され、フライホイールダイオード８のカソードは投入コイル１の巻き始まりと接続されて設けられている。同様に、フライホイールダイオード９は保持コイル２と並列に接続され、フライホイールダイオード９のアノードは保持コイル２の巻き終わりと接続され、フライホイールダイオード９のカソードは保持コイル２の巻き始まりと接続されて設けられている。
【0023】
ダイオード１０は、第一スイッチ６および第二スイッチ７をオフした際に、フライホイールダイオード８、９の逆回復時間内において逆起電力により生じるサージ電圧が電源１１の正極側に印加されないように保護する目的で設けられている。すなわち、ダイオード１０は図１に示すように、ダイオード１０のアノードは電源１１の正極側と接続され、ダイオード１０のカソードは投入コイル１の巻き始まりと接続されて設けられている。
【0024】
次に、電磁石装置１００の動作について、図２から図９を用いて説明をする。なお、図２にはタイミングチャートを図示し、図２の（ａ）から（ｅ）を各々分けて図示したものが図３から図７である。図２から図７は横軸を時間で表し、破線で示す波形が先行技術文献、実線で示す波形が本実施の形態を表している。ただし、図３、４などに示すように破線と実線とに波形の差異がない場合には実線のみを図示している。
【0025】
図２に示すように、時刻ｔ１において電源１１をオンにし電源電圧が印加される。その後、時刻ｔ２において、制御回路５は電源１１により印加された電源電圧と予め設定された電圧閾値とを比較し、印加された電源電圧が電圧閾値を超過したと判断した場合、第二スイッチ７をオンにする。第二スイッチ７をオンにすると、励磁電流は図８の破線の矢印で示すように、電源１１、ダイオード１０、投入コイル１、保持コイル２、第二スイッチ７の順に流れる。
【0026】
次に、時刻ｔ３において制御回路５は第一スイッチ６をオンにすると、電源１１の電源電圧がダイオード１０を介して投入コイル１に印加され、投入コイル１には時刻ｔ３以前に流れていた励磁電流よりも大きな励磁電流が流れる。これにより、可動鉄芯の吸着動作が開始する。
【0027】
可動鉄芯の吸着動作が開始すると、投入コイル１に生じた励磁電流により、保持コイル２には投入コイル１に生じた励磁電流とは逆向きの励磁電流すなわち逆電流が流れる。逆電流は、図９の破線の矢印で示すように、第一スイッチ６、第二スイッチ７、保持コイル２をループして流れる。
【0028】
図２および図４に示すように、時刻ｔ３において第一スイッチ６がオンにされると、投入コイル１に流れる励磁電流は大きくなる。この励磁電流により、保持コイル２には投入コイル１で生成した磁束を打ち消す方向に起電力が発生し、逆電流が流れる。前述したように先行技術においては、逆電流を流すルートがなく滞留してしまうため、図５に示すように保持コイル２の両端電圧が上昇し、高電圧となってしまう。一方で、本実施の形態にかかる電磁石装置１００は、逆電流を流すルートが確保されているため、逆電流を滞留することなく流すことができる。それにより、保持コイル２に生じた逆電流により保持コイル２の両端電圧が高電圧となるのを抑制することができる。
【0029】
制御回路５は、可動鉄芯の吸着動作に必要な時間を超過した場合に第一スイッチ６をオフにする。具体的には、制御回路５には可動鉄芯の吸着動作が開始してから完了するまでに必要な時間が予め時間閾値として設定され、制御回路５は時間閾値を超過したと判断した場合に第一スイッチ６をオフにする。また、制御回路５は、第一スイッチ６をオフにしたタイミングと同時またはそれ以降のタイミングにおいて第二スイッチ７をオフにする。なお、第二スイッチ７をオフにするのは制御回路５に限らない。例えば、電源１１が停電することにより第二スイッチ７をオフにしてもよい。
【0030】
以上より、本実施の形態にかかる電磁石装置１００は、固定鉄芯１２に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイル１と、固定鉄芯１２に巻回され、通電による励磁により投入コイル１と同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイル１と直列接続された抵抗値が投入コイル１よりも大きい保持コイル２と、一端が投入コイル１の巻き終わりと接続され、他端が保持コイル２の巻き終わりと電源１１の負側との間に接続された第一スイッチ６と、保持コイル２の巻き終わりと電源１１の負側との間に設けられた第二スイッチ７と、電圧閾値が予め設定され、電源１１が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチ７をオンにし、第二スイッチ７をオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチ６をオンにする制御回路５と、を備えている。この構成により、投入コイル１のみに電流を流した際、投入コイル１に流れる励磁電流の上昇に伴い保持コイル２に生じた起電力により、保持コイル２の両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。
【0031】
なお本実施の形態では、例えば制御回路５は時刻ｔ２において第二スイッチ７をオンにした後、時刻ｔ３において第一スイッチ６をオンにするなど時刻ｔ２と時刻ｔ３との間に時間間隔を設けて説明を行ったが、第一スイッチ６および第二スイッチ７をオンにするタイミングは同時でもよい。また、第一スイッチ６および第二スイッチ７をオフにするタイミングも同時でもよい。
【0032】
また、本実施の形態では保持コイル２と並列に接続されたフライホイールダイオード９を示したが、例えば図１０に示すようにフライホイールダイオード９の代わりにダイオード１３を設けてもよい。具体的には、ダイオード１３はアノードが保持コイル２の巻き終わりと接続され、カソードが投入コイル１の巻き始まりと接続して設けるようにしてもよい。この場合でも、フライホイールダイオード９と同様の役割を担うことができる。
【0033】
実施の形態２．
本実施の形態は図１１から図１９を用いて説明をする。図１１は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図１２は本実施の形態にかかる電磁石装置のタイミングチャートである。図１３は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる電源の電源電圧の時系列変化を示す図である。図１４は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図１５は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの両端電圧の時系列変化を示す図である。図１６は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図１７は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルおよび保持コイルにおけるアンペアターンの合算値の時系列変化を示す図である。図１８は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻ｔ２における電流の流れを示す図である。図１９は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻ｔ３における逆電流の流れを示す図である。
本実施の形態は図１１から図１９を用いて説明をする。図１１は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図１２は本実施の形態にかかる電磁石装置のタイミングチャートである。図１３は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる電源の電源電圧の時系列変化を示す図である。図１４は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図１５は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの両端電圧の時系列変化を示す図である。図１６は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図１７は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルおよび保持コイルにおけるアンペアターンの合算値の時系列変化を示す図である。図１８は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻ｔ２における電流の流れを示す図である。図１９は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻ｔ３における逆電流の流れを示す図である。
【0034】
実施の形態１では、直列接続された投入コイル１および保持コイル２、第一スイッチ６、第二スイッチ７および制御回路５を備え、制御回路５が第一スイッチ６および第二スイッチ７の切り替え制御を行うことで、保持コイル２に生じた逆電流が滞留することなく循環し保持コイル２の両端電圧が高電圧となるのを抑制することができる電磁石装置１００を示した。実施の形態２では、ダイオード３、４が新たに設けられた電磁石装置１０１を示す。それ以外の構成は実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同じ構成には同じ番号を付し、説明は省略する。
【0035】
本実施の形態にかかる電磁石装置１０１は、固定鉄芯１２に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイル１と、固定鉄芯１２に巻回され、通電による励磁により投入コイル１と同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイル１と直列接続された抵抗値が投入コイル１よりも大きい保持コイル２と、一端が投入コイル１の巻き終わりと接続され、他端が保持コイル２の巻き終わりと電源１１の負側との間に接続された第一スイッチ６と、保持コイル２の巻き終わりと電源１１の負側との間に設けられた第二スイッチ７と、電圧閾値が予め設定され、電源１１が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチ７をオンにし、第二スイッチ７をオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチ６をオンにする制御回路５と、を備えている。この構成により、投入コイル１のみに電流を流した際、投入コイル１に流れる励磁電流の上昇に伴い保持コイル２に生じた逆電流により、保持コイル２の両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。
【0036】
また、図１１に示すように電磁石装置１０１は、ダイオード３、４が設けられている。ダイオード３は、投入コイル１の巻き終わりと保持コイル２の巻き始まりとの間に直列接続して設けられている。具体的には、ダイオード３のアノードは投入コイル１の巻き終わりと接続され、ダイオード３のカソードは保持コイル２の巻き始まりと接続されている。
【0037】
ダイオード４は、保持コイル２の巻き始まりと投入コイル１の巻き始まりとの間に直列接続して設けられている。具体的には、ダイオード４のアノードは保持コイル２の巻き始まりと接続され、ダイオード４のカソードは投入コイル１の巻き始まりと接続されている。
【0038】
次に、電磁石装置１０１の動作について、図１２から図１９を用いて説明をする。なお、図１２にはタイミングチャートを図示し、図１２の（ａ）から（ｅ）を各々分けて図示したものが図１３から図１７である。図１２から図１７は横軸を時間で表し、破線で示す波形が実施の形態１に示した電磁石装置１００、実線で示す波形が本実施の形態に示す電磁石装置１０１を表している。ただし、図１３、１４などに示すように破線と実線とに波形の差異がない場合には実線のみを図示している。
【0039】
図１２に示すように、時刻ｔ１において電源１１をオンにし電源電圧が印加される。その後、時刻ｔ２において、制御回路５は電源１１により印加された電源電圧と予め設定された電圧閾値とを比較し、印加された電源電圧が電圧閾値を超過したと判断した場合、第二スイッチ７をオンにする。第二スイッチ７をオンにすると、励磁電流は図１８の破線の矢印で示すように、電源１１、ダイオード１０、投入コイル１、ダイオード３、保持コイル２、第二スイッチ７の順に流れる。
【0040】
次に、時刻ｔ３において制御回路５は第一スイッチ６をオンにすると、電源１１の電源電圧がダイオード１０を介して投入コイル１に印加され、投入コイル１には時刻ｔ３以前に流れていた励磁電流よりも大きな励磁電流が流れる。これにより、可動鉄芯の吸着動作が開始する。
【0041】
可動鉄芯の吸着動作が開始すると、投入コイル１に生じた励磁電流により、保持コイル２には投入コイル１に生じた励磁電流とは逆向きの励磁電流すなわち逆電流が流れる。逆電流は、図１９の破線の矢印で示すように、ダイオード４、投入コイル１、第一スイッチ６、第二スイッチ７、保持コイル２をループして流れる。なお、ダイオード３が設けられているため、逆電流が第二スイッチ７、保持コイル２、第一スイッチ６をループして流れることはない。
【0042】
図１２および図１４に示すように、時刻ｔ３において第一スイッチ６がオンにされると、投入コイル１に流れる励磁電流は大きくなる。この励磁電流により、保持コイル２には投入コイル１で生成した磁束を打ち消す方向に起電力が発生し、逆電流が流れる。本実施の形態にかかる電磁石装置１０１はダイオード３、４を設けることにより、逆電流を流す経路を確保することができる。それにより、保持コイル２に生じた逆電流により保持コイル２の両端電圧が高電圧となるのを抑制することができる。
【0043】
また、図１２および図１６に示すように、本実施の形態にかかる電磁石装置１０１は投入コイル１を経由するルートで逆電流が流れるが、逆電流は投入コイル１に励磁電流が流れ、その生成磁束による起電力で上昇する保持コイル２の巻き始まりの電圧が、ダイオード１０のカソードの電圧にダイオード４の順方向電圧を足し合わせた電圧となる期間のみ流れる。そのため、実施の形態１にかかる電磁石装置１００と比べて逆電流が流れる時間を短縮することができる。また、保持コイル２の両端電圧の上昇も抑えることができる。
【0044】
さらに、逆電流が流れる時間を短縮することにより、図１２および１７に示すように、投入コイル１と保持コイル２のアンペアターンの合算値は、本実施の形態にかかる電磁石装置１０１のほうが実施の形態１にかかる電磁石装置１００に比べて立ち上がりを早くすることができるため、可動鉄芯の吸着時間をより短くすることができる。
【0045】
制御回路５は、可動鉄芯の吸着動作に必要な時間を超過した場合に第一スイッチ６をオフにする。具体的には、制御回路５には可動鉄芯の吸着動作が開始してから完了するまでに必要な時間が予め時間閾値として設定され、制御回路５は時間閾値を超過したと判断した場合に第一スイッチ６をオフにする。また、制御回路５は、第一スイッチ６をオフにしたタイミングと同時またはそれ以降のタイミングにおいて第二スイッチ７をオフにする。
【0046】
以上より、本実施の形態にかかる電磁石装置１０１は、新たにダイオード３、４を備えている。本実施の形態にかかる電磁石装置１０１は、ダイオード３、４を備えることで、ダイオード４、投入コイル１、第一スイッチ６、第二スイッチ７、保持コイル２をループする経路を形成し、逆電流は滞留することなく流れる。したがって、この構成により、投入コイル１のみに電流を流した際、投入コイル１に流れる励磁電流の上昇に伴い保持コイル２に生じた逆電流起電力により、保持コイル２の両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。
【0047】
また、本実施の形態にかかる電磁石装置１０１は、ダイオード３、４を備えることにより逆電流が流れる時間を短縮することができるため、保持コイル２の両端電圧の上昇を抑える効果に加えて、投入コイル１と保持コイル２のアンペアターンの合算値の立ち上がりを早くすることができるため、可動鉄芯の吸着時間をより短くすることができる。
【0048】
実施の形態３．
本実施の形態は図２０および図２１を用いて説明をする。図２０は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図２１は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、投入コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。
本実施の形態は図２０および図２１を用いて説明をする。図２０は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図２１は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、投入コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。
【0049】
実施の形態２では、第二スイッチ７をオフにした際、投入コイル１および保持コイル２の各々に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流を循環させるためにフライホイールダイオード８、９を備えた電磁石装置１０１を示した。実施の形態３では、電磁石装置１０１よりフライホイールダイオード８を削除した電磁石装置１０２を示す。それ以外の構成は実施の形態２と同様であり、実施の形態２と同じ構成には同じ番号を付し、説明は省略する。
【0050】
本実施の形態にかかる電磁石装置１０２は、固定鉄芯１２に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイル１と、固定鉄芯１２に巻回され、通電による励磁により投入コイル１と同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイル１と直列接続された抵抗値が投入コイル１よりも大きい保持コイル２と、一端が投入コイル１の巻き終わりと接続され、他端が保持コイル２の巻き終わりと電源１１の負側との間に接続された第一スイッチ６と、保持コイル２の巻き終わりと電源１１の負側との間に設けられた第二スイッチ７と、電圧閾値が予め設定され、電源１１が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチ７をオンにし、第二スイッチ７をオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチ６をオンにする制御回路５と、を備えている。この構成により、投入コイル１のみに電流を流した際、投入コイル１に流れる励磁電流の上昇に伴い保持コイル２に生じた起電力により、保持コイル２の両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。
【0051】
ダイオード３、４は、可動鉄芯の吸着動作が完了し、制御回路５が第二スイッチ７をオフにした際、投入コイル１および保持コイル２の各々に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流を循環させる役割を担う。つまり、ダイオード３、４は、実施の形態２における電磁石装置１０１が備えるフライホイールダイオード８の役割を担い動作する。
【0052】
図２１に示すように、制御回路５が第二スイッチ７をオフにした際、投入コイル１に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流は、破線の矢印で示すルートを循環して流れる。詳細には、投入コイル１に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流は、投入コイル１、ダイオード３、ダイオード４を循環して流れる。また、図示を省略するが、保持コイル２に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流は、保持コイル２、フライホイールダイオード９を循環して流れる。
【0053】
以上より、本実施の形態にかかる電磁石装置１０２はダイオード３、４を備えることで、フライホイールダイオード８の役割を代替する。したがって、フライホイールダイオード８を備える必要がなく、部品点数を減らすことができる。
【0054】
実施の形態４．
本実施の形態は図２２から図２５を主に用いて説明し、適宜図２１も用いて説明をする。図２２は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図２３は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、投入コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。図２４は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、保持コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。図２５は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻ｔ４以降の時系列変化を示すタイミングチャートである。
本実施の形態は図２２から図２５を主に用いて説明し、適宜図２１も用いて説明をする。図２２は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図２３は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、投入コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。図２４は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、保持コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。図２５は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻ｔ４以降の時系列変化を示すタイミングチャートである。
【0055】
実施の形態２では、第二スイッチ７をオフにした際、投入コイル１および保持コイル２の各々に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流を循環させるためにフライホイールダイオード８、９を備えた電磁石装置１０１を示した。実施の形態４では、フライホイールダイオード８、９を削除し、新たにダイオード１３を設けた電磁石装置１０３を示す。それ以外の構成は実施の形態２と同様であり、実施の形態２と同じ構成には同じ番号を付し、説明は省略する。
【0056】
本実施の形態にかかる電磁石装置１０３は、固定鉄芯１２に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイル１と、固定鉄芯１２に巻回され、通電による励磁により投入コイル１と同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイル１と直列接続された抵抗値が投入コイル１よりも大きい保持コイル２と、一端が投入コイル１の巻き終わりと接続され、他端が保持コイル２の巻き終わりと電源１１の負側との間に接続された第一スイッチ６と、保持コイル２の巻き終わりと電源１１の負側との間に設けられた第二スイッチ７と、電圧閾値が予め設定され、電源１１が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチ７をオンにし、第二スイッチ７をオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチ６をオンにする制御回路５と、を備えている。この構成により、投入コイル１のみに電流を流した際、投入コイル１に流れる励磁電流の上昇に伴い保持コイル２に生じた逆電流により、保持コイル２の両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。
【0057】
また、本実施の形態にかかる電磁石装置１０３は、図２２に示すように実施の形態２にかかる電磁石装置１０１よりフライホイールダイオード８、９を削除し、新たにダイオード１３を備えている。ダイオード１３は、投入コイル１の巻き始まりと保持コイル２の巻き終わりとの間に並列接続して設けられている。具体的には、ダイオード１３のアノードが保持コイル２の巻き終わりと接続され、ダイオード１３のカソードが投入コイル１の巻き始まりと接続され設けられている。
【0058】
可動鉄芯の吸着動作が完了し、制御回路５が第二スイッチ７をオフにした際、投入コイル１および保持コイル２の各々に生じる励磁エネルギーに伴い電流が発生する。その際、投入コイル１に生じる励磁エネルギーに伴い発生した電流は、図２３および図２４において破線の矢印で示す経路を循環して流れる。このように、投入コイル１に生じる励磁エネルギーに伴い発生した電流は、図２３に示す投入コイル１、ダイオード３、ダイオード４を循環する経路と、図２４に示す投入コイル１、ダイオード３、保持コイル２、ダイオード１３を循環する経路の２通りの経路で流れる。
【0059】
次に図２５を用いて、実施の形態３にかかる電磁石装置１０２および本実施の形態にかかる電磁石装置１０３の時刻ｔ４以降のタイミングチャートを比較する。図２５に示す（ｆ）は電源１１の電源電圧、（ｇ）は投入コイル１の励磁電流、（ｈ）は保持コイル２の励磁電流、（ｉ）はアンペアターン合計値であり、横軸は時間である。ここで、時刻ｔ４は第二スイッチ７がオフになった時点を指す。なお、図２５では時刻ｔ４において電源１１が停電し第二スイッチ７がオフとなっているが、電源１１を停電する前に制御回路５が第二スイッチ７をオフにしてもよい。
【0060】
実施の形態３にかかる電磁石装置１０２において、投入コイル１に生じる励磁エネルギーに伴い発生した電流が流れる経路は図２１の破線の矢印に示す経路のみである。この場合、図２５の（ｇ）に示すようにダイオード３の順方向電圧およびダイオード４の順方向電圧の合算値より、保持コイル２の励磁エネルギーにより発生する電圧が小さくなると、保持コイル２の電流が急激に流れなくなってしまう。一方で、本実施の形態にかかる電磁石装置１０３はダイオード１３を設けることにより、投入コイル１に生じる励磁エネルギーに伴い発生した電流は、図２１の破線の矢印に示す経路とは別に図２４の破線の矢印に示す経路にも流れる。
【0061】
図２４の破線の矢印に示す経路は、投入コイル１よりも抵抗値の大きい保持コイル２を経由するため保持コイル２の起電力などが補助となる。これにより、保持コイル２は経由せず投入コイル１を経由する図２１の破線の矢印に示す経路よりも電流が長時間循環して流れる。したがって、図２５の（ｇ）に示すように本実施の形態にかかる電磁石装置１０３は、実施の形態３にかかる電磁石装置１０２に比べて、図２４の破線の矢印に示す経路にも流れるため、時間をかけて電流を流すことができ、通電時間を長く保つことができる。
【0062】
図２５の（ｉ）に示すように、投入コイル１および保持コイル２のアンペアターンの合算値は、時刻ｔ４以降において投入コイル１に生じる励磁エネルギーに伴い発生した電流を長時間流すことができるため本実施の形態にかかる電磁石装置１０３のほうが実施の形態３にかかる電磁石装置１０２と比べて長時間維持しやすい。これにより、電源１１の停電後もなるべく可動鉄芯の吸着保持が必要な装置などへの適用が可能となる。したがって、本実施の形態にかかる電磁石装置１０３は、例えば回路遮断器に用いられる不足電圧引きはずし装置において、電源電圧喪失後、０．５秒から３秒程度時延して引外しを行う時延動作型の不足電圧引きはずし装置などへの適用が好適である。
【0063】
以上より、本実施の形態の電磁石装置１０３によれば、保持コイル２の巻き終わりにアノードが接続され、投入コイル１の巻き始まりにカソードが接続されたダイオード１３を設けたので、第二スイッチ７のオフ後に可動鉄心の吸着保持に必要なアンペアターンを維持しやすくなり、停電後もなるべく可動鉄芯の吸着保持が必要な装置への適用を行うことができる。
【0064】
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【0065】
（付記１）
固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイルと、
固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により投入コイルと同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイルと直列接続された抵抗値が投入コイルよりも大きい保持コイルと、
一端が投入コイルの巻き終わりと接続され、他端が保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に接続された第一スイッチと、
保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に設けられた第二スイッチと、
電圧閾値が予め設定され、電源が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチをオンにし、第二スイッチをオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチをオンにする制御回路と、
を備える電磁石装置。
（付記２）
投入コイルの巻き終わりと保持コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第一のダイオードと、
保持コイルの巻き始まりと投入コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第二のダイオードと、
をさらに備える付記１に記載の電磁石装置。
（付記３）
第一のダイオードは、アノードが投入コイルの巻き終わり、カソードが保持コイルの巻き始まりと接続され、第二のダイオードは、アノードが保持コイルの巻き始まり、カソードが投入コイルの巻き始まりと接続されている付記２に記載の電磁石装置。
（付記４）
投入コイルおよび保持コイルの各々と並列接続されたフライホイールダイオードを備える付記１から３のいずれか一項に記載の電磁石装置。
（付記５）
保持コイルと並列接続されたフライホイールダイオードを備える付記２または３に記載の電磁石装置。
（付記６）
保持コイルの巻き終わりと投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードをさらに備える付記２または３に記載の電磁石装置。
（付記７）
第三のダイオードは、アノードが保持コイルの巻き終わりと接続され、カソードが投入コイルの巻き始まりと接続されている付記６に記載の電磁石装置。
（付記８）
投入コイルと並列接続して設けられたフライホイールダイオードと、
保持コイルの巻き終わりと投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードと、
をさらに備える付記１に記載の電磁石装置。
（付記９）
保持コイルは、投入コイルよりもターン数が多い付記１から８のいずれか一項に記載の電磁石装置。
（付記１０）
保持コイルは、巻回方向が前記投入コイルの巻回方向と同じである付記１から９のいずれか一項に記載の電磁石装置。
（付記１１）
制御回路は、可動鉄心を固定鉄芯に吸着させるのに必要な時間である時間閾値が予め設定され、第一スイッチをオンにしてから時間閾値を超過した場合に第一スイッチをオフにし、第一スイッチをオフにしたタイミングと同時またはそれ以降に第二スイッチをオフにする付記１から１０のいずれか一項に記載の電磁石装置。
固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイルと、
固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により投入コイルと同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイルと直列接続された抵抗値が投入コイルよりも大きい保持コイルと、
一端が投入コイルの巻き終わりと接続され、他端が保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に接続された第一スイッチと、
保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に設けられた第二スイッチと、
電圧閾値が予め設定され、電源が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチをオンにし、第二スイッチをオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチをオンにする制御回路と、
を備える電磁石装置。
（付記２）
投入コイルの巻き終わりと保持コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第一のダイオードと、
保持コイルの巻き始まりと投入コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第二のダイオードと、
をさらに備える付記１に記載の電磁石装置。
（付記３）
第一のダイオードは、アノードが投入コイルの巻き終わり、カソードが保持コイルの巻き始まりと接続され、第二のダイオードは、アノードが保持コイルの巻き始まり、カソードが投入コイルの巻き始まりと接続されている付記２に記載の電磁石装置。
（付記４）
投入コイルおよび保持コイルの各々と並列接続されたフライホイールダイオードを備える付記１から３のいずれか一項に記載の電磁石装置。
（付記５）
保持コイルと並列接続されたフライホイールダイオードを備える付記２または３に記載の電磁石装置。
（付記６）
保持コイルの巻き終わりと投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードをさらに備える付記２または３に記載の電磁石装置。
（付記７）
第三のダイオードは、アノードが保持コイルの巻き終わりと接続され、カソードが投入コイルの巻き始まりと接続されている付記６に記載の電磁石装置。
（付記８）
投入コイルと並列接続して設けられたフライホイールダイオードと、
保持コイルの巻き終わりと投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードと、
をさらに備える付記１に記載の電磁石装置。
（付記９）
保持コイルは、投入コイルよりもターン数が多い付記１から８のいずれか一項に記載の電磁石装置。
（付記１０）
保持コイルは、巻回方向が前記投入コイルの巻回方向と同じである付記１から９のいずれか一項に記載の電磁石装置。
（付記１１）
制御回路は、可動鉄心を固定鉄芯に吸着させるのに必要な時間である時間閾値が予め設定され、第一スイッチをオンにしてから時間閾値を超過した場合に第一スイッチをオフにし、第一スイッチをオフにしたタイミングと同時またはそれ以降に第二スイッチをオフにする付記１から１０のいずれか一項に記載の電磁石装置。
【符号の説明】
【0066】
１００、１０１、１０２、１０３ 電磁石装置、１ 投入コイル、２ 保持コイル、３、４、１０、１３ ダイオード、５ 制御回路、６ 第一スイッチ、７ 第二スイッチ、８、９ フライホイールダイオード、１１ 電源、１２ 固定鉄芯
【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】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】