(57)【要約】      （修正有）【課題】リニアアクチュエータの固定子コアを従来のソリッド体から鋼板積層体に代えてコストダウンを図り、併せてコア組立工程での作業ミスを排除して仕様通りの製品が得られるように固定子の組立構造を改良する。【解決手段】Ｅ形コアの中央磁極にコイル７を巻装した一対の固定子コア６を可動子走行経路の左右両サイドに対向配置し、前記コイルに通電する励磁電流の向きを選択して可動子を前進，後退操作するようにした電磁式リニアアクチュエータであって、その固定子コアをＥ形鋼板１１，１２の積層体で構成し、その前後に配した支え板８を介してコアを相互連結するものとし、ここで前記鋼板には前後両端の角部に凸状のタブ１１ａ，１２ａを形成し、固定子コアの積層状態で前記タブを支え板の左右両端に形成した凹溝８ａに嵌合した組立構造になるもの。【選択図】        図１
2006120809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｅ形コアの中央磁極にコイルを巻装した一対の固定子コアを永久磁石付き可動子の走行経路を挟んでその左右両サイドに対向配置し、前記コイルに通電する励磁電流の向きを選択して可動子を前進，後退操作する電磁式リニアアクチュエータであって、前記固定子コアをＥ形鋼板の積層体で構成した上で、その前後両端に配した支え板を介して左右に並ぶコアを相互連結するものとし、ここで前記鋼板には前後両端の角部から突き出す凸状のタブを形成し、固定子コアの積層状態で前記タブを支え板の左右両端に形成した凹溝に嵌合して結合した組立構造になるものにおいて、
前記固定子コアの最外側に積層した鋼板の中央磁極幅をコアの内側に積層した他の鋼板よりも狭い幅に設定し、かつ該鋼板に形成した前記タブの幅をコアの内側に積層する鋼板のタブと異なる幅に設定した上で、支え板の両端に形成した凹溝の溝幅，溝形状を、固定子コアの積層厚さ，および最外側，内側の積層鋼板に形成した各タブ幅に合わせて切り込み形成したことを特徴とする電磁式リニアアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載の電磁式リニアアクチュエータにおいて、固定子コアを構成する各積層鋼板の両端に形成したタブの幅をコアの前部側と後部側とで異なる幅に設定し、かつ固定子コアの前後に配した支え板には前記積層鋼板のタブ幅に対応する形状の凹溝を切り込み形成したことを特徴とする電磁式リニアアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２記載の電磁式リニアアクチュエータにおいて、固定子コアの最外側に積層する鋼板の板厚をコアの内側に積層する鋼板の板厚よりも肉薄に選定したことを特徴とする電磁式リニアアクチュエータ。
【請求項４】
請求項３に記載の電磁式リニアアクチュエータにおいて、固定子コアの内側に積層する鋼板として用意した肉厚鋼板の板厚×積層枚数と、最外側に積層する鋼板として用意した肉薄鋼板の板厚×倍数とが異なる値となるように各鋼板の板厚を選定したことを特徴とする電磁式リニアアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１ないし４項に記載の電磁式リニアアクチュエータを搭載して構成し、その可動子を回路遮断器のハンドルに連結してＯＮ，ＯＦＦ操作することを特徴とする回路遮断器のリモート操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路遮のリモート操作装置などに適用する電磁式リニアアクチュエータの組立構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
頭記した回路遮断器のリモート操作装置（外部操作ハンドル装置）に搭載したアクチュエータを電磁式リニアアクチュエータで構成したものが知られており（例えば、特許文献１参照）、その構造を図６に示す。
図６（ａ）〜（ｃ）において、１は回路遮断器（オートブレーカ）、２は遮断器本体に装着して使用するリモート操作装置（外部付属装置）であり、該リモート操作装置２はケース３内に次記構成になる電磁式リニアアクチュエータを装備しており、そのアクチュエータの可動子を回路遮断器の操作ハンドル（ロッカー式ハンドル）１ａに連結し、アクチュエータのリモート操作により操作ハンドル１ａをＯＮ，ＯＦＦ位置に駆動する。
すなわち、電磁式リニアアクチュエータはガイドレール４に案内支持された可動子５と、可動子５の走行経路を挟んでその左右両サイドに対向配置した一対のＥ形固定子コア６と、固定子コア６の中央磁極に巻装したコイル７と、左右に並ぶ固定子コア６の前後両端に配してコアの間を連結し、かつ前記ガイドレール４の両端を支持した支え板（組立フレーム）８との組立体からなり、このリモート操作装置２を回路遮断器１に組み付けた状態で前記可動子５を遮断器の操作ハンドル１ａに連結する。なお、５ａは固定子コア６に対峙して可動子５の左右側面に設けた永久磁石、５ｂは可動子５の上部に設けた手動式の補助ハンドル、３ａは補助ハンドル５ｂに対向してケース３の頂面に設けた補助カバー、９，１０は可動子５の走行経路に配したＯＦＦ，ＯＮ位置検出スイッチである。
【０００３】
上記の構成で、外部から指令でコイル７に通電する励磁電流の向きを選択すると、リニアモータの原理により可動子５が図示矢印のＯＮ，ＯＦＦ方向に移動し、これにより可動子５に連結した回路遮断器１の操作ハンドル１ａがＯＮ，ＯＦＦ操作される。
次に、前記した電磁式リニアアクチュエータの従来における固定子の組立構造を図７，図８に示す。すなわち、Ｅ形の固定子コア６は鋼材を削り出し加工したソリッド体で、その中央磁極にはコイルボビン７ａに巻装したコイル７が嵌挿され、さらにコアの前後両端角部には凸状のタブ（耳部）６ｂが形成されている。
一方、固定子コア６の前後両端に配した組立フレームとしての支え板８は、その中央箇所に開口した穴に先記ガイドレール４を嵌合して固定するとともに、左右両端部には凹溝８ａを形成しており、この凹溝８ａに固定子コア６の両端に形成した前記タブ６ｂを側方から嵌合して左右に並ぶ固定子コア６を定位置に連結している。ここで、支え板８の凹溝８ａは溝幅ａを固定子コア６の厚さａに合わせ、また溝深さｂはタブ６ｂの幅ｂに合わせて形成されている。
【特許文献１】特開２００３−１５１４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記構成の電磁リニアアクチュエータについて、図７，８に示したソリッド体になる固定子コア６には高い寸法精度が要求され、さらに中央磁極部にはコイル７を嵌挿するために四隅コーナーを面取り加工する必要があることからその切削加工をＮＣ加工で行っているが、そのためにＮＣ加工設備を要するほか、その加工には時間がかかって製品がコスト高となる。
かかる点、プレス加工で打ち抜いたＥ形の鋼板を積層して固定子コアを構成すればＮＣ加工が必要なく製作コストが安価で済むことから、従来のソリッド構造のコアに代えてＥ形鋼板の積層体になる固定子コアで構成したアクチュエータの開発を進めているが、鋼板積層体になる固定子コアを支え板に連結する組立工程では、その組立作業面で次記のような問題点がある。
【０００５】
すなわち、図１（ａ）はＥ形鋼板を積層して構成した固定子コア６にコイル７，支え板８を組み合わせた固定子の組立構造を示す。ここで、固定子コア６の中央磁極断面形状をコイル７のボビン形状（コイルボビン７ａのコーナーはＲ形状となっている）に合わせて中央磁極の四隅に逃げ代Ｐを確保するには、固定子コア６の積層鋼板として、上下の最外側に積層する鋼板１１と、その内側に積層する鋼板１２との二種類のＥ形鋼板を用意し、最外側に並ぶ鋼板１１の中央磁極１１ａはその脚幅を内側に積層する鋼板１２の中央磁極１２ａの脚幅よりも狭く設定しておく必要がある。
ところで、前記のように中央磁極のサイズが若干異なるだけで外形が殆ど同じである二種類のＥ形鋼板１１と１２を組み合わせて固定子コア６を組み立てる際に、作業員の組立作業ミスで固定子コア６の両サイドに積層すべき鋼板１１を誤ってコアの内側部分に積層し、この作業ミスを気づかずにコア６にコイル７，支え板８を組み付けてアクチュエータを組み立てると、固定子コア６の中央磁極６ａの断面積が仕様で定めた面積と異なることになり、このために磁気回路の定数が変化し、アクチュエータとして所定の動作特性が得られなくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、固定子コアを従来のソリッド体から鋼板積層体に代えてコストダウンを図り、さらにその組立工程での作業ミスを排除して仕様通りの製品が得られるように固定子の組立構造を改良した電磁式リニアアクチュエータ、およびそのアクチュエータを搭載した回路遮断器のリモート操作装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によれば、Ｅ形コアの中央磁極にコイルを巻装した一対の固定子コアを永久磁石付き可動子の走行経路を挟んでその左右両サイドに対向配置し、前記コイルに通電する励磁電流の向きを選択して可動子を前進，後退操作するようにした電磁式リニアアクチュエータであって、前記固定子コアをＥ形鋼板の積層体で構成した上で、その前後に配した支え板を介して左右に並ぶコアを相互連結するものとし、ここで前記鋼板には前後両端の角部に凸状のタブを形成し、固定子コアの積層状態で前記タブを支え板の左右両端に形成した凹溝に嵌合して結合した組立構造になるものにおいて、
前記固定子コアの最外側に積層した鋼板の中央磁極幅をコアの内側に積層した他の鋼板よりも狭い幅に設定し、かつ該鋼板の両端角部に形成した前記タブの幅をコアの内側に積層する鋼板のタブと異なる幅に設定した上で、支え板の両端に形成した凹溝の溝幅，溝形状を、固定子コアの積層厚さ，および最外側，内側の積層鋼板に形成した各タブ幅に合わせて切り込み形成するものとし（請求項１）、その実施態様として次記のように構成することができる。
（１）前記固定子コアを構成する各積層鋼板の両端に形成したタブの幅をコアの前部側と後部側とで異なる幅に設定し、かつ固定子コアの前後に配した支え板には前記積層鋼板のタブ幅に対応する形状の凹溝を切り込み形成し、固定子組み立ての際に鋼板が逆向きに積層されるのを防ぐようにする（請求項２）。
（２）前記固定子コアの最外側に積層する鋼板の板厚をコアの内側に積層する鋼板の板厚よりも肉薄に選定した構成とし、その中央磁極に装着するコイルに対するコアのコーナー逃げ代を最小限に抑えつつ、鋼板の板厚差を利用してコアの組立ミス防止を図るようにする（請求項３）。
（３）前項（２）において、前記固定子コアの内側に積層する鋼板として用意した鋼板の板厚×積層枚数と、最外側に積層する鋼板として用意した板厚の薄い鋼板の板厚×倍数とが合致しないように各鋼板の板厚を選定して組立ミス防止を補完するようにする（請求項４）。
（４）さらに、本発明による回路遮断器のリモート操作装置は、前記構成の電磁式リニアアクチュエータをリモート操作装置に搭載して、そのアクチュエータの可動子を回路遮断器の操作ハンドルに連結し、アクチュエータのリモート操作により回路遮断器の操作ハンドルをＯＮ，ＯＦＦ位置に切り換えるようにする（請求項５）。
【発明の効果】
【０００８】
上記の構成によれば次記の効果を奏する。すなわち、固定子コアの組立工程で作業ミスから最外側に積層する鋼板と内側に積層する鋼板とを入れ間違えて組み立てると、次の組立工程で固定子コアの積層体を支え板の凹溝に嵌合して連結する際に、鋼板に形成したタブが支え板の凹溝に正しく収まらない。したがって、この組立工程での作業ミスを気づかずにアクチュエータの欠陥製品が組み立てられるのを防ぐことができる。
またこの場合に、各積層鋼板の両端に形成したタブの幅をコアの前部側と後部側とで異なる幅に設定し、かつ固定子コアの前後に配した支え板には前記積層鋼板のタブ幅に対応する形状の凹溝を切り込み形成しておくことにより、固定子コアが左右対称でない形状でも、コアの組立工程で鋼板を積層する際に向きを誤って逆向きに積層するミスを確実に排除できる。
【０００９】
さらに、固定子コアの最外側に積層する鋼板の板厚をコアの内側に積層する鋼板の板厚よりも肉薄に選定した構成とすることで、コアの中央磁極に嵌挿するコイルのコーナーＲ部に対応する逃げ代を最小限に抑えて磁極の断面積を確保しつつ、最外側および内側に積層する鋼板の板厚差を利用してコアに支え板を組み付ける際に、板厚の厚い鋼板を最外側に積層するといった組立ミスをより確実に排除でき、またこの場合に固定子コアの内側に積層する鋼板として用意した肉厚鋼板の板厚×積層枚数と、最外側に積層する鋼板として用意した肉薄鋼板の板厚×倍数とが異なる値となるように各鋼板の板厚を選定しておけば、組立ミスの排除を完全に補完できる。
そして、上記構成の電磁リニアアクチュエータを採用して回路遮断器のリモート操作装置を構成することにより、低コストで組立構造に欠陥のない製品を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。なお、各実施例の図中で、図６〜図８に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
［実施例１］
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の請求項１，３に対応する実施例を示すものである。この実施例においては、固定子コア６をその上下最外側に積層する２枚のＥ形鋼板１１と、内側に積層する３枚のＥ形鋼板１２との合計５枚の鋼板積層体で構成されている。ここで、各鋼板の両端角部には図８で述べたと同様な凸状タブが形成されており、鋼板１１に形成した凸状タブ１１ａのタブ幅ｃは、鋼板１２に形成したタブ１２ａのタブ幅ｄに比べて大（ｃ＞ｄ）に設定されている。なお、鋼板１１，１２の板厚について、鋼板１１，１２は同じ板厚としてもよいが、図１（ｂ），（ｃ）のように図示実施例では鋼板１１の板厚ｅは固定子コア６の中央磁極に嵌挿するコイル７のコーナーＲ部の逃げ代の確保に必要な最小限の板厚とし、鋼板１２の板厚ｆよりも薄く（ｅ＜ｆ）設定している。
【００１１】
一方、固定子コア６の前後に配して前記のコア組立体に連結する支え板（組立フレーム）８について、その左右両端部に形成してコアのタブと嵌合し合う凹溝８ａは、その溝形状がここに嵌入する前記積層鋼板１１，１２に形成したタブ１１ａ，１２ａに対応して形成されている。すなわち、凹溝８ａの両端には鋼板１１に形成したタブ１１ａのタブ幅ｃと１枚分の板厚ｅに対応した深さに設定した深溝部８ｂが形成され、それ以外の範囲は鋼板１２に形成したタブ１２ａのタブ幅ｄに対応した溝深さに形成されており、固定子コア６に支え板８を結合した状態では、図１（ｃ）で示すように鋼板１１，１２の各タブ１１ａ，１２ａが支え板８の凹溝８ａ，深溝部８ｂに嵌入されている。
上記のように固定子コア６を構成する積層鋼板１１，１２のタブ幅，板厚を異なる寸法に設定し、これに合わせて支え板８の凹溝を形成しておくことにより、組立工程での作業ミスで鋼板１１と１２を組み間違えた場合に、このままではコア組立体が支え板８の凹溝８ａ，深溝部８ｂに正しく収まらず、これにより固定子コアの組立ミスを排除できる。
【００１２】
なお、この場合に前記鋼板１１，１２の板厚について、鋼板１２の板厚ｆ×積層枚数が、鋼板１１の板厚ｅの倍数と一致しないように選定しておけば、固定子コア６の組立工程で鋼板１１と１２の組み合わせ枚数を間違えた場合には、いかなる組み合わせミスでもコアの積層組立体が支え板８の凹溝８ａに収まらず、これにより作業ミスの排除を補完できる。
また、上記実施例の組立構造によれば、図２で示すようにＥ形コアの形状が中心軸Ｏ1に関して軸対称であれば、積層鋼板の向きを反転しても組立が可能である。さらに、図６で述べたように一対の固定子コア６を可動子５の左右両サイドに配置してアクチュエータを組み立てる際に、図３で示すように同一なコア組立体の向きを軸Ｏ2 に対し反転使用して組み立てることができる。
［実施例２］
次に本発明の請求項２に対応する実施例を図４，図５に示す。すなわち、図６に示した回路遮断器のリモート操作装置に搭載する電磁式リニアアクチュエータは、その駆動力と回路遮断器のＯＮ，ＯＦＦ操作時にハンドルに加わる負荷特性との整合を図るように設計することが必要であり、前記負荷特性によっては図４で示すようにコイル７を巻装するＥ形コア６の中央磁極６ａを中心軸Ｏ1 から片側にずらして左右非対称に構成してアクチュエータの駆動力と負荷特性との整合を図るようしている。
【００１３】
この場合に、先記実施例１（図１参照）で述べたように鋼板１１，１２の両端に形成したタブ１１ａ，１２ａのタブ幅を左右で同じに設定しておくと、コア組立工程での作業ミスで鋼板一部の向きを反転して積層（図２参照）した場合は、支え板８と積層鋼板のタブとの嵌合は可能となるものの、中央磁極６ａの鋼板位置がずれて正しく積層されなくなる。
そこで、この実施例では、図５（ａ），（ｂ）で示すように固定子コア６を構成する積層鋼板１１，１２の両端（図１（ａ）の矢印Ｐ，Ｑ方向から見た端面に対応する）に形成したタブ１１ａ，１２ａのタブ幅ｃ，ｄが固定子コア６の前部側（図５（ａ））と後部側（図５（ｂ））とで互いに逆になるよう形成した上で、該固定子コア６の前後に配してコア間を連結する支え板８には前記タブ１１ａ，１２ａのタブ幅に合わせて凹溝８ａを切り込み形成している。
【００１４】
この構成により、固定子コア６の組立工程で、作業ミスによりＥ形鋼板１１，１２の向きが不揃いに積層されたまま、その積層鋼板のタブを支え板８の凹溝に嵌合して結合しようとすると、積層の向きを間違えた鋼板の片方のタブ（タブ幅ｃ）が支え板の凹溝（溝深さｄ）に収まらずに、鋼板がはみ出してしまうことになる。これにより、固定子コア６の組立で作業ミスがあった場合には、鋼板を正しい向きに揃え直して正規な形に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係わる電磁リニアアクチュエータの構成図で、（ａ）は固定子組立体の正面図、（ｂ）は（ａ）における板厚を変えたときの固定子コアと支え板との組立構造の分解斜視図、（ｃ）は（ａ）における矢視ＰおよびＱから見た固定子コア／支え板の結合部端面図
【図２】図１の固定子コアにおけるＥ形鋼板の積層作業の説明図
【図３】図１における固定子コアの組立手順の説明図
【図４】本発明の実施例２に対応するリニアアクチュエータの固定子コアの形状を表す平面図
【図５】本発明の実施例２に対応するリニアアクチュエータの固定子組立体の要部組立構造図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１（ａ）に示した矢視Ｐ，Ｑ方向から見た固定子コア／支え板の結合部端面図
【図６】回路遮断器に適用したリモート操作装置の構成図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ縦断側面図，縦断正面図、（ｃ）は横断平面図
【図７】図６のリモート操作装置に搭載した電磁式リニアアクチュエータの従来構造を示す固定子組立体の正面図
【図８】図７における固定子コアと支え板との組立構造を表す分解斜視図
【符号の説明】
【００１６】
１    回路遮断器
１ａ  操作ハンドル
２    回路遮断器のリモート操作装置
４    可動子のガイドレール
５    可動子
５ａ  永久磁石
６    固定子コア
６ａ  中央磁極
７    コイル
７ａ  コイルボビン
８    支え板
８ａ  凹溝
８ｂ  深溝部
１１    コアの最外側に積層する鋼板
１２    コアの内側に積層する鋼板
１１ａ，１２ａ  タブ
ｃ，ｄ  鋼板のタブ幅
ｅ，ｆ  鋼板の板厚
【図１】
2006120809.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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