(57)【要約】【課題】  電力用遮断器に用いる電磁ソレノイドの動作時間を、安定させる。【解決手段】  電磁ソレノイド２０１、２０２は、軸方向に移動可能な押し棒３０４と、この押し棒に取り付けられたプランジャ３０３とを有する。プランジャと軸方向に隣り合って、中心部に穴が形成されたコア３０１が配置されている。コアの外周にコイル３０２が巻回されている。プランジャの外周側には、コイルの一端側を覆う第１のヨーク３０６が配置されている。コアとプランジャとヨークとは、磁気回路を形成する。プランジャの外周部に凹部を形成し、この凹部に隙間を有して対向する突出部をヨークに形成する。凹部と突出部とが形成する隙間は、プランジャ軸方向の隙間である。【選択図】  図１
2006261260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押し棒に固定したプランジャをコイルが駆動する電力用遮断器に用いる電磁ソレノイドにおいて、前記プランジャとの間でプランジャ軸方向の隙間を形成するヨークを配置し、このヨークとプランジャは前記コイルにより磁気回路を形成することを特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項２】
前記プランジャと軸方向に隣り合ってコアを配置し、このコアと前記プランジャとが形成するプランジャ軸方向の隙間が、前記ヨークとプランジャとが形成するプランジャ軸方向の隙間より大であることを特徴とする請求項１に記載の電磁ソレノイド。
【請求項３】
前記ヨークと前記プランジャをプランジャ軸方向に吸引するばねを前記ヨークとプランジャ間に配置したことを特徴とする請求項２に記載の電磁ソレノイド。
【請求項４】
前記ヨークと前記プランジャとが形成する軸方向の隙間は、プランジャ軸に対して斜めに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電磁ソレノイド。
【請求項５】
軸方向に移動可能な押し棒と、この押し棒に取り付けられたプランジャと、このプランジャと軸方向に隣り合って配置され中心部に穴が形成されたコアと、このコアの外周に巻回されたコイルと、前記プランジャの外周側に配置され前記コイルの一端側を覆うヨークとを有し、前記コアとプランジャとヨークとが磁気回路を形成する電磁ソレノイドにおいて、前記プランジャの外周部に凹部を形成し、この凹部に隙間を有して対向する突出部を前記ヨークに形成し、前記凹部と突出部とが形成する隙間はプランジャ軸方向の隙間であることを特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項６】
前記プランジャと前記ヨークとの間に形成される隙間が、前記プランジャと前記コアとの間に形成される隙間よりも小さくなるように前記プランジャを前記押し棒に取り付けたことを特徴とする請求項５に記載の電磁ソレノイド。
【請求項７】
前記プランジャは外周部において前記ヨークとの間に半径方向の隙間を形成し、この半径方向の隙間は前記凹部と突出部とが形成する軸方向隙間よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の電磁ソレノイド。
【請求項８】
接点を開閉する流体圧シリンダと、この流体圧シリンダを駆動する複数の制御弁と、この複数の制御弁の１個を駆動して開路動作させる開路用ソレノイドと、前記複数の制御弁の他の１個の制御弁を駆動して閉路動作させる閉路用ソレノイドとを備え、前記開路用ソレノイドおよび閉路用ソレノイドはそれぞれ、固定コアと、この固定コアに巻回されたコイルと、前記固定コアに対向して配置され軸方向に動作可能なプランジャと、前記コイルの外側を囲うヨークとを有し、前記固定コアと前記プランジャと前記ヨークとが磁気回路を形成し、前記コイルを励磁して固定コアとプランジャ間に吸引力を作用させる遮断器の流体圧駆動装置において、前記開路用ソレノイドまたは閉路用ソレノイドの少なくともいずれかが請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のソレノイドであることを特徴とする遮断器の駆動装置
【請求項９】
接点を開閉する駆動力を供給する遮断部材および投入部材と、この遮断部材による駆動力を保持および解放する遮断機構および投入制御機構と、ソレノイドとを備え、前記ソレノイドは、固定コアとこの固定コアに巻回されたコイルと、前記固定コアに対向して配置され軸方向に動作可能なプランジャと、コイルの外側を囲うヨークとを含み、前記固定コアと前記プランジャと前記ヨークが磁気回路を形成し、コイルを励磁して固定コアとプランジャ間に吸引力を作用させて遮断制御機構および投入制御機構を作動させる遮断器の駆動装置において、前記ソレノイドは請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のソレノイドであることを特徴とする遮断器の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁ソレノイドおよびそれを用いた遮断器の駆動装置に関し、特に電力用ガス遮断器の流体圧駆動装置やばね操作器に好適な電磁レノイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のソレノイドの例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載されたソレノイドでは、小さい電流値で大きな駆動を出す駆動ソレノイドにおいて、電磁弁装置の開閉動作時間を安定にするために、可動コアの反固定コア側の駆動ソレノイドに、永久磁石を設けている。この永久磁石は、コイルへの初期通電時に可動コアを吸引し、所定時間経過後は可動コアの吸引を解くものである。可動コアの反固定コア側に永久磁石を設けている。もしくは、可動コアの反固定コア側の駆動ソレノイドに永久磁石を設けている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のソレノイドでは、プランジャの反固定コア側に永久磁石を設け、永久磁石の吸引力を反力より大きくしている。これにより、固定コア側の吸引力が永久磁石の吸引力に打ち勝つまでプランジャが保持され、反力よりも大きい力で物体を押し始める。したがって物体は、停滞することなく一気に押され、プランジャ動作時間が安定になるという利点を有する。
【０００５】
しかしながらこの特許文献１に記載のソレノイドでは、構造が複雑になり部品点数が多くなってコスト増を招く。一方、動作時間を調整したい場合には、永久磁石を大きくすれば調整が容易になるが、永久磁石の大型化は装置の大型化を招く。この手法とは別に、特にソレノイドの動作時間を遅くしたい場合にコイルの巻数を増して電流の立ち上げを遅くする方法も採用されている。コイルの巻数を多くすると、装置が大型化するとともに構造が複雑になる。これらの動作時間を調整する方法は、コスト増になる。
【０００６】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、遮断器の操作装置用のソレノイドにおいて、コスト増を招くことなく簡単な構成で動作時間の調整を容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の特徴は、押し棒に固定したプランジャをコイルが駆動する電力用遮断器に用いる電磁ソレノイドにおいて、プランジャとの間にプランジャ軸方向の隙間を形成するヨークを配置し、このヨークとプランジャはコイルに通電して磁気回路を形成するものである。
【０００８】
そしてこの特徴において、プランジャと軸方向に隣り合ってコアを配置し、このコアとプランジャとが形成するプランジャ軸方向の隙間が、ヨークとプランジャとが形成するプランジャ軸方向の隙間より大であるのが好ましく、ヨークとプランジャをプランジャ軸方向に吸引するばねをヨークとプランジャ間に配置してもよい。また、ヨークとプランジャとが形成する軸方向の隙間は、プランジャ軸に対して斜めに形成されていてもよい。
【０００９】
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、軸方向に移動可能な押し棒と、この押し棒に取り付けられたプランジャと、このプランジャと軸方向に隣り合って配置され中心部に穴が形成されたコアと、このコアの外周に巻回されたコイルと、プランジャの外周側に配置されコイルの一端側を覆うヨークとを有し、コアとプランジャとヨークとが磁気回路を形成する電磁ソレノイドにおいて、プランジャの外周部に凹部を形成し、この凹部に隙間を有して対向する突出部をヨークに形成し、凹部と突出部とが形成する隙間はプランジャ軸方向の隙間としたものである。
【００１０】
そしてこの特徴において、プランジャとヨークとの間に形成される隙間が、プランジャとコアとの間に形成される隙間よりも小さくなるようにプランジャを押し棒に取り付けるのが好ましく、プランジャは外周部においてヨークとの間に半径方向の隙間を形成し、この半径方向の隙間は凹部と突出部とが形成する軸方向隙間よりも大きいことが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ソレノイドを構成するヨークとプランジャの間に、固定コアとプランジャ間よりも短い隙間を形成したので、ソレノイドの構成が簡単になり、かつ動作時間の調整が容易になる。また、永久磁石を使わずに済むのでコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る遮断器の駆動装置の一実施例を、ガス遮断器に用いた例で説明する。図４はガス遮断器１００の正面図であり、図５はこのガス遮断器１００に用いる操作装置部の詳細を示すブロック図である。ガス遮断器１００では、円筒形のタンク１０３を架台上に設置している。円筒形のタンク１０３には、例えばＳＦ６ガス（六弗化硫黄ガス）が規定の圧力で封入されている。さらに図示しない可動接触子および固定接触子を有する接点もガスタンク１０３内に収納されている。ガスタンク１０３の軸方向中間部から斜め上方にブッシング１０１、１０２が突き出ており、変電所や開閉所の中の電線を接続して電路を構成する導体がブッシング１０１、１０２内に収納されている。架台１０５の側部には、このガス遮断器１００の操作装置を収納する操作箱１０４が取り付けられている。
【００１３】
本実施例で示したガス遮断器１００では、通電時に、電力が図示しない系統から上流側のブッシング１０１に供給される。そして、ブッシング１０１からタンク１０３内の接点に導かれ、下流側のブッシング１０２を経て再び系統に供給される。落雷などで系統に事故が発生すると、操作装置１０４を駆動してタンク１０３内の接点を開き、下流側への電力の供給を遮断する。なお、ここではＳＦ６ガスを使用したガス遮断器を例にとり説明するが、真空遮断器など他の開閉装置にも本発明を適用できる。
【００１４】
図５に、図４で示した操作箱１０４内に収容する操作装置とそれに接続する接点を含む開閉装置４００を、模式図で示す。この図５は、開閉装置４００において、接点２９を遮断する前であって接点２９が投入されている状態を示している。開閉装置４００は、主軸４を有する遮断制御機構４０１と、カム軸２を中心とした投入制御機構４０２、主軸４を中心とした遮断ばね部４０３、カム軸２を中心とした投入ばね部４０４、および電力を投入または遮断する遮断部接点２９とを有している。
【００１５】
遮断ばね部４０３に設けた遮断ばね２６のばね力を放勢して電力を遮断し、投入ばね部４０４の投入ばね２８のばね力を放勢して電力を投入する。遮断ばね２６は、投入ばね２８の放勢により蓄勢され、投入ばね２８は駆動モータ４１と減速歯車列５１、５２により蓄勢される。
【００１６】
遮断部接点２９では、一端部が主軸４に取り付けられたリンク３３の他端部が、端部に可動接点２９ａを形成する可動接触子３２に接続している。可動接触子３２の可動端２９ａは、タンク１０３に固定された固定接点２９ｂに接触可能に配置されている。
【００１７】
遮断ばね部４０３を構成する主軸４には、主レバー５が取り付けられている。主レバーはＹ字型をしており、Ｙ字型の２つの端部にはローラ６、７が取り付けられている。Ｙ字型の残りの端部には、遮断ばねリンク２５が回動自在に取り付けられている。主軸４が回動すると、遮断ばねリンク２５は上下動する。遮断ばねリンク２５は上下方向に配置されており、遮断ばねリンク２５の下端には、フランジ３４が取り付けられている。フランジ３４をストッパとして、遮断ばねリンク２５の外周に遮断ばね（遮断部材）２６が巻かれている。遮断ばね２６の上端は、筐体１で押えられている。
【００１８】
主レバー５の端部に設けた一方のローラ６は、投入動作時に、投入ばね部４０４のカム３の外周面に当接してカム３から荷重が伝達される。主レバー５に設けた他方のローラ７には、第２遮断ラッチ８が係合可能に配置されている。第２遮断ラッチ８の中間部は、筐体１に固定した軸に回動自在に取り付けられている。第２遮断ラッチ８の一端に形成したテーパ部は、主レバー５のローラ７と係合可能である。第２遮断ラッチ８の他端部には、ローラ１０が取り付けられている。ローラ１０に係合可能に、遮断ラッチ１１が配置されている。第２遮断ラッチ１０の軸とテーパ部の中間には、復帰ばね９が取り付けられている。復帰ばね９は、一端が筐体に固定されている。
【００１９】
遮断ラッチ１１の中間部は、筐体１に固定した軸に回動自在に取り付けられており、一端側に形成したテーパ部が、第２遮断ラッチ８のローラと係合可能になっている。遮断ラッチ１１の他端部には、ローラ１３が取り付けられている。ローラ１３に係合可能に、遮断トリガ１４ａが配置されている。遮断ラッチ１１の軸とテーパ部との中間は、筐体１に一端が固定された復帰ばね１２が取り付けられている。
【００２０】
遮断トリガ１４ａはＴ字状をしており、垂直方向の端部に遮断ラッチ１１のローラ１３に当接する曲面部が形成されている。遮断トリガ１４ａの水平部の一方はトリガレバー１４ｂを形成し、詳細を後述する遮断用電磁石２０１のプランジャ２１１に当接する。水平部の他方には、一端が筐体１に固定された復帰ばね１５が取り付けられている。第２遮断ラッチ８および遮断ラッチ１１、遮断トリガ１４ａに取り付けた復帰ばね９、１２、１５は、図５に示す投入保持状態では圧縮状態にあり、第２遮断ラッチ８および遮断ラッチ１１、遮断トリガ１４ａには常に復帰ばねのばね力が作用している。
【００２１】
投入ばね部４０４では、カム軸２に大歯車５２が取り付けられている。大歯車５２の側面には、偏心した位置に投入ばねリンク２７の一端部が回動自在に取り付けられている。投入ばねリンク２７の他端部は、ピンによりばね受３５に接続されている。投入ばね（投入部材）２８が、投入ばねリンク２７を巻回している。投入ばね２８は、下端側をばね受３５で、上端側を筐体１で保持されている。上述したように、大歯車５２には小歯車５１が噛合っており、この小歯車５１を電動機４１が駆動する。
【００２２】
カム軸２には、外周部に滑らかな弧型の曲線部を有するカム３が取り付けられている。カム３の最大半径部付近には、ローラ１８が取り付けられている。ローラ１８に係合可能に、投入ラッチ１９が配置されている。投入ラッチ１９はＶ字状をしており、その折れ曲がり部を軸に回動自在に取り付けている。投入ラッチ１９のＶ字の一方端部にはテーパが形成されており、カム３のローラ１８に係合する。
【００２３】
投入ラッチ１９のＶ字型の他端部には、ローラ２１が取り付けられている。このローラ２１に当接可能に、投入トリガ２２が配置されている。投入ラッチ１９のローラ２１側の辺の途中には、一端が筐体に固定された復帰ばね２０が取り付けられている。投入トリガ２２の中間部は、筐体１に固定された軸に回動自在に取り付けられており、投入ラッチ１９のローラ２１に当接する側と反対端は、投入レバー２２ａを形成している。投入トリガ２２の投入レバー２２ａ側の中間部には、復帰ばね２３が取り付けられている。投入レバー２２ａに当接可能に、投入用電磁石２０２のプランジャ２１２が配置されている。
【００２４】
このように構成した開閉装置４００の投入保持状態では、遮断ばね２６のばね力および投入ばね２８のばね力が以下のようにして保持される。すなわち、遮断ばね２６のばね力により主レバー５が反時計回りに回転しようとする。しかし、主レバー５のローラ７が第２遮断ラッチ８のテーパ部と係合して、主レバー５の回転は阻止される。また、第２遮断ラッチ８では、第２遮断ラッチ８の端部に設けたローラ１０が遮断ラッチ１１のテーパ部に係合して、回転が阻止される。遮断ラッチ１１の端部に設けローラ１３が遮断トリガ１４ａに係合して、遮断ラッチ１１の回転が阻止される。このように、遮断制御機構４０１では、各構成部品同士が係合するので遮断ばね２６ばね力は保持される。遮断動作では、各構成部品同士の係合を解除し、遮断ばねのばね力を解放して接点部２９を開く。
【００２５】
投入ばね２８のばね力により、大歯車５２およびカム軸２を介してカム３に反時計回りの回転力が与えられる。このとき、カム３の一端に設けたローラ１８が投入ラッチ１９のテーパ部と係合して、カム３の回転が阻止される。投入ラッチ１９の端部に取り付けたローラ２１が投入トリガ２２に係合して、投入ラッチ１９の回転は阻止される。つまり、投入制御機構４０２の各構成部品同士を係合させて、投入ばね２８のばね力を保持する。
【００２６】
開閉装置４００が図５に示した状態にあるときに、遮断指令が入力されると遮断動作が開始される。初めに、遮断用電磁石２０１が励磁され、遮断用電磁石２０１のプランジャ２１１が上方向に突出してトリガレバー１４ｂを押圧する。トリガレバー１４ｂは反時計回りに回転する。このトリガレバー１４ｂを含む遮断トリガ１４ａは、遮断ラッチ１１との係合が解除される。
【００２７】
遮断トリガ１４ａとの係合が外れて、遮断ラッチ１１は回動自由になり、第２遮断ラッチ８のローラ１０からの押圧力により反時計回りに回転する。第２遮断ラッチ８は回動の規制がなくなったので、主レバー５のローラ７の押圧力により反時計回りに回転する。主レバー５と第２遮断ラッチとの係合が、外れる。
【００２８】
遮断ばね２６の規制力がなくなったので、遮断ばね２６は放勢される。遮断ばね２６は、遮断ばねリンク２５を下方に押し下げる。これにより主レバー５が反時計回りに回動し、可動接触子３２が下方に移動して固定接点２９ａと可動接点２９ｂ間が開かれる。遮断動作が終了すると、主レバー５の端部のローラ６が、投入ばね部４０４に属し隣り合うカム３の外表面にほぼ当接して止まり、遮断動作が完了する。
【００２９】
電力系統を復帰させるために投入指令が出されると、投入ばね２８が開放され、そのエネルギで遮断ばね２８を蓄勢する。投入が完了したら、投入ばね２８を電動機４１を用いて蓄勢する。この状態が通常の運転状態であり、遮断器は緊急の遮断指令待ち状態になる。
【００３０】
この図５に示した電磁ソレノイド２０１、２０２の詳細を、図１ないし図３を用いて説明する。図１に、電磁ソレノイド２０１、２０２を縦断面図で示す。電磁ソレノイド２０１、２０２は、軸方向に移動可能な押し棒３０４と、この押し棒３０４の一端側に固定され押し棒３０４とともに軸方向に移動する磁性体のプランジャ３０３とを有する。押し棒３０４の他端部は、作動時に負荷３１１（図５におけるトリガレバー１４ｂや投入レバー２２ａ）を押す。負荷３１１とプランジャ３０３との間には、外周部でコイル３０２を保持する磁性体のコア３０１が配置されている。コア３０１の中心部には穴が形成されており、押し棒３０４が軸方向に移動可能に挿入されている。コイル３０２は、押し棒３０４の軸周りに巻回されている。コア３０１と押し棒３０４間には、僅かな隙間が形成されている。
【００３１】
プランジャ３０３の軸方向端面は、円板状のストッパ３０５に当接可能になっている。プランジャ３０３の外周側であって、ストッパ３０５側には、磁性体の第１のヨーク３０６の一部を保持するための凹部が形成されている。第１のヨーク３０６の軸方向端面には、ストッパ３０５が取り付けられている。第１のヨーク３０６の反ストッパ側には、軸方向に延びる円環状の突起部３１２が形成されている。突起部３１２よりも外径側で第１のヨーク３０６は、コイル３０２を保持する部材３０２ａに当接する。第１のヨーク３０６とコア３０１の外周側には、コイル３０２を覆うように磁性体の第２のヨーク３０２が取り付けられている。
【００３２】
ここで、第１のヨーク３０６は、ストッパ側の内径が突起部３１２側の内径より大に形成されており、プランジャ３０３の外周側の凹部を形成するフランジ部３０３ｂとの間に空間が形成されている。この空間に、第１のヨーク３０６とプランジャ３０３を互いに離反させるばね３０７を配置する。
【００３３】
このように構成した電磁ソレノイド２０１、２０２では、コイル３０２の上側が第１のヨーク３０６で、コイル３０２の下側がコア３０１で、コイル３０２の外周側が第２のヨーク３１０でそれぞれ覆われている。第１のヨーク３０６の突起部３１２とプランジャ３０３との間には、軸方向に隙間３０８が形成されている。この隙間３０８は、プランジャ３０３とコア３０１間に形成される軸方向の隙間３０９およびプランジャ３０３と第１のヨーク３０６間に形成される半径方向隙間３１３のいずれよりも狭くなるように設定する。隙間３０８での吸引面積は隙間３０９の吸引面積よりも小さい。
【００３４】
本実施例に示したソレノイド２０１、２０２の動作を、以下に説明する。コイル３０２に図示しない電源から電流が流されると、コア３０１および第２のヨーク３１０、第１のヨーク３０６、隙間３０８、３１３、プランジャ３０８、隙間３０９に磁気回路が構成される。このとき、磁界はコイル３０２に近い部分から徐々に遠くの方に広がる。その際、磁気抵抗の小さい場所を通る。すなわち、第１のヨーク３０６からプランジャ３０８に走る磁界については、半径方向の隙間３１３が軸方向の隙間３０８よりも広く形成されているので磁気抵抗が大きいから、最初はコイルに近い側の突起部３１２とプランジャ３０３間の軸方向の隙間３０８を通る磁界が形成される。
【００３５】
この軸方向の隙間３０８を狭くするように、第１のヨーク３０６にプランジャ３０３を吸引する吸引力（この吸引力を負の吸引力とする）が発生する。同時に隙間３０９にも磁気回路が構成され、隙間３０９を狭くする吸引力（この吸引力を正の吸引力とする。）が発生する。しかしコイル３０２への通電初期には、磁界が広がっておらずしかも隙間３０９が広いので、負の吸引力が正の吸引力より大きい。したがって、プランジャ３はストッパ３０５に当接した状態を保つ。
【００３６】
コイル３０２への通電状態がしばらく継続すると、コイル３０２の電流特性において、電流が立ち上がり、磁界が広がる。また、突起部３１２側の軸方向の隙間３０８の吸引面積がコア３０１側の軸方向の隙間３０９の吸引面積よりも小さいので、磁束が飽和する。この結果、半径方向の隙間３１３にも磁気回路が形成される。負の吸引力はコイル３０２の電流が増えてもそれほど増加しない。これに対して、隙間３０９側では磁気回路が広がり、さらに大きな吸引力が発生する。正の吸引力が負の吸引力に打ち勝ち、プランジャ３０３は図１で下方に移動する。プランジャ３０３が動き出すまでの時間を、突起部３１２の軸方向の隙間３０８の長さと面積を変えて容易に調整可能である。一旦プランジャ３０３が動作すると、隙間３０８が広がり、負の吸引力が急激に低下する。一方、隙間３０９が狭まり、正の吸引力が増加する。
【００３７】
図２に、図１に示した電磁ソレノイド２０１、２０２の動作特性を示す。横軸は、電流を流し始めてからの経過時間（ｍｓ）であり、縦軸は押し棒３０４の変位（ｍｍ）とコイル３０２により発生される力（Ｎ）である。なお、ばね３０７が発生する力も併せて示している。コイル３０２が発生する電界によりプランジャ３０３が駆動される力は、上述した正の吸引力と負の吸引力およびばね力の合力で表される。コイル３０２に通電開始した直後は、負の吸引力が大きい。一方、正の吸引力はゆっくり立ち上がる。正負の吸引力が逆転すると、プランジャ３０３が動き出し、急激にプランジャ３０３の駆動力が大きくなる。
【００３８】
本実施例によれば、急激に負荷に到達させることができるので、負荷３１１位置までプランジャ３０３が到達したときの吸引力が大きくなり、一気に押し切れる負荷が大きくなる。この負荷よりも小さいところで負荷が変動してもプランジャ３は停滞することなく動き、動作時間を安定にすることができる。
【００３９】
コイル３０２への通電が停止され、コイル３０２の励磁が解かれると、ばね３０７のばね力によりプランジャ３０３はストッパ３０５に当接する元の位置に復帰する。本実施例によれば、プランジャ３０３と第１のヨーク３０６の間に隙間３０８を形成し、この隙間３０８部でプランジャ３０３と第１のヨーク３０６間に吸引力を発生させたので、電磁ソレノイド２０１、２０２の駆動力を急激に変化させることができ、電磁ソレノイド２０１、２０２が一気に押し切る負荷を増大できる。その結果、電磁ソレノイド２０１、２０２の、動作時間が安定する。
【００４０】
本発明に係る電磁ソレノイドの他の実施例を、図３に縦断面図で示す。本実施例が、上記実施例と相違するのは、隙間３０８の形状をテーパ状にしたことにある。すなわち、突起部３１２ａの端面を円錐形状にし、この端面と対向するプランジャ３０３ａの形状を突起部３１２ａと同じ傾きの円錐形状としている。本実施例によれば、プランジャ３０３ａの軸方向移動距離に対する、隙間３０８部で発生する負の吸引力の変化が小さくなる。これにより、動作時間の変化も小さくなる。すなわち、隙間の変化に鈍感に反応するから、プランジャ３０３ａの動作時間は隙間量にそれほど影響を受けず、隙間の精度が劣っていてもよい。したがって、コストを低減できる。
【００４１】
図６ないし図８に、本発明に係る開閉装置用油圧操作装置の一実施例を断面図で示す。電流遮断部５０１は絶縁特性の優れたガスを充填した接地タンク５０２内に構成され、固定接触子５０３とこの固定接触子５０３に対して接離動作する可動接触子５０４を備えて構成されている。この可動接触子５０４は、絶縁操作ロッド５０５等を介して開閉装置用油圧操作装置の出力軸５０６に連結され、出力軸５０６を図示の下方に駆動することによって電流遮断部５０１の遮断動作を行ない、また出力軸５０６を図示の上方に駆動することによって電流遮断部５０１の投入動作を行なうようにしている。
【００４２】
開閉装置用油圧操作装置は、基本的にはシリンダ５０７および操作ピストン５０８から成る主駆動部５０９と、この主駆動部５０９に動作指令を与える投入用ソレノイド２０２および遮断用ソレノイド２０１を有する主制御弁５１２と、高圧作動油に蓄圧力を与える投入用蓄圧装置５１３および遮断用蓄圧装置５１４と、油圧ポンプユニット５１５とから構成している。主駆動部５０９を構成する操作ピストン５０８は、シリンダ５０７内に可摺動的に配置されると共に、出力軸５０６に連結されてシリンダ５０７外へ導出されている。従って、シリンダ５０７内には操作ピストン５０８の両側に高圧作動油が作用する油圧室５１６Ａ，５１６Ｂがそれぞれ形成され、操作ピストン５０８は出力軸５０６に相当する断面積分だけ油圧室５１６Ｂ側の高圧作動油によって大きな受圧力をけることになる。
【００４３】
この油圧室５１６Ｂの高圧作動油を制御する主制御弁５１２は、投入用ソレノイド２０２への投入指令によって弁体を右方に駆動することによって油圧室５１６Ｂに高圧作動油を供給して操作ピストン５０８に上方への投入操作力を与え、遮断用ソレノイド２０１への遮断指令によって弁体を左方に駆動することによって油圧室５１６Ｂの高圧作動油を排出して操作ピストン５０８に下方への遮断操作力を与える。
【００４４】
投入用蓄圧装置５１３は、シリンダ５１７内に投入用蓄圧ピストン５１８を可摺動的に配置すると共に投入用蓄圧ばね５１９を配置し、この投入用蓄圧ばね５１９によって投入用蓄圧ピストン５１８に付勢力を与えて油圧室５１６Ｂに連通する投入用蓄圧室５２０の高圧作動油に蓄圧力を与えるようにしている。この投入用蓄圧ばね５１９は、定常状態において投入用蓄圧室５２０から投入用蓄圧ピストン５１８に加えられる受圧力に対応する力を投入用蓄圧ピストン５１８に加えるようにそのばね力を設定している。
【００４５】
また遮断用蓄圧装置５１４は、シリンダ５２１内に遮断用蓄圧ピストン５２２を可摺動的に配置すると共に遮断用蓄圧ばね５２３を配置し、この遮断用蓄圧ばね５２３によって遮断用蓄圧ピストン５２２に付勢力を与えて油圧室５１６Ａに連通した遮断用蓄圧室５２４の高圧作動油に蓄圧力を与えるようにしている。この遮断用蓄圧ばね５２３も、定常状態において遮断用蓄圧室５２４から遮断用蓄圧ピストン５２２に加えられる受圧力に対応する力を遮断用蓄圧ピストン５２２に加えるようにそのばね力を設定している。これらの投入用蓄圧装置５１３および遮断用蓄圧装置５１４は、共用化できるように一体的に構成されているのではなく、それぞれ投入用および遮断用として独立して構成している。
【００４６】
開閉装置用油圧操作装置を駆動するための補機として、油圧ポンプユニット５１５からの高圧作動油を投入用蓄圧室５２０に供給する油圧回路中に配置した逆止弁５２５や、点検時等に操作圧力を開放した時やトラブルで急激に圧力が低下した際に操作ピストン５０８が動作しないように機械的にロックするための図示しないロック機構も設けられている。
【００４７】
この開閉装置用油圧操作装置の動作を、以下に説明する。遮断状態のとき油圧室５１６Ｂは主制御弁５１２の弁体によって油圧ポンプユニット５１５側に連通し作動油が油圧ポンプユニット５１５側に回収されている。従って、操作ピストン５０８は油圧室５１６Ａ側からの受圧力によって下方の遮断方向に駆動されて状態保持されている。このとき、遮断用蓄圧装置５１４の遮断用蓄圧ばね５２３はばね力の解放状態、また投入用蓄圧装置５１３の投入用蓄圧ばね５１９はばね力の解放状態となっている。
【００４８】
続いて、油圧ポンプユニット５１５が作動し、高圧作動油が矢印で示すように逆止弁５２５を介して投入用蓄圧室５２０に供給されるため、投入用蓄圧ピストン５１８を上方へ駆動しながら投入用蓄圧ばね５１９を所定の変位まで圧縮し、逆止弁５２５で高圧作動油を保持するようになる。油圧ポンプユニット５１５は、投入用蓄圧ピストン５１８と機械的に接続された図示しない接点によりＯＮ，ＯＦＦ制御が行われている。
【００４９】
この状態において投入指令が投入用ソレノイド２０２に与えられると、図８に示すように主制御弁１２の弁体は右方に駆動され、油圧室５１６Ｂと油圧ポンプユニット１５側の連通が断たれると共に、投入用蓄圧装置５１３の投入用蓄圧室５２０と油圧室５１６Ｂ間が連通される。従って、投入用蓄圧装置５１３の投入用蓄圧室５２０からの高圧作動油が操作ピストン５０８に作用し、その受圧面積差による受圧力によって操作ピストン５０８は図示の上方の投入方向に駆動され電流遮断部５０１は投入状態となる。このときの操作ピストン５０８の動作により、油圧室５１６Ａ内の高圧作動油は遮断用蓄圧装置５１４の遮断用蓄圧室５２４内に流入し、遮断用蓄圧ピストン５２２を変位させることにより遮断用蓄圧ばね５２３を圧縮する。
【００５０】
投入状態になると油圧ポンプユニット５１５が再度動作し、高圧作動油を逆止弁５２５を介して投入用蓄圧装置５１３の投入用蓄圧室５２０内に供給し、投入用蓄圧ピストン５１８を図示の上方へ駆動しながら投入用蓄圧ばね５１９を圧縮する。
【００５１】
電流遮断部５０１の投入が行なわれた際、主回路の事故がまだ回復していない場合、再び、遮断用ソレノイド２０１に遮断指令が与えられる。すると、図７に示すように主制御弁５１２の弁体が左方に駆動され、油圧室５１６Ｂは投入用蓄圧室５２０との連通を断つと共に、油圧ポンプユニット５１５側と連通する。このため、油圧室５１６Ｂ内の高圧作動油は油圧ポンプユニット５１５側に排出され、操作ピストン５０８はその両面の受圧面積差による受圧力によって図示の下方の遮断方向に駆動され、電流遮断部５０１を遮断状態にする。
【００５２】
なお、上記各実施例ではガス遮断器のトリガレバーや投入レバーを駆動する場合について説明したが、例えばガス遮断器の流体圧駆動装置におけるパイロット弁を駆動する場合にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るソレノイドの一実施例の縦断面図。
【図２】ソレノイドにおける力と変位の関係を説明する図。
【図３】本発明に係るソレノイドの他の実施例の縦断面図。
【図４】図１または図３に示したソレノイドを適用した遮断器の操作装置のブロック図。
【図５】電力用ガス遮断器の一実施例の正面図。
【図６】開閉装置用油圧装置の一実施例の縦断面図。
【図７】開閉装置用油圧装置の一実施例の縦断面図。
【図８】開閉装置用油圧装置の一実施例の縦断面図。
【符号の説明】
【００５４】
２０１、２０２…ソレノイド、３０１…固定コア、３０２…コイル、３０３，３０３ａ…プランジャ、３０４…押し棒、３０５…ストッパ、３０６…第１のヨーク、３０７…ばね、３０８…隙間、３０９…隙間、３１０…第２のヨーク、３１１…負荷、３１２、３１２ａ…突起部、３１３…隙間。
【図１】
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【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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