(57)【要約】【課題】遠隔開閉機能と自動遮断機能を両立させると共に構成がシンプルで容易に自動遮断電流値を調整できる電磁開閉器を実現すること。【解決手段】操作コイル１に流れる電流により磁場を形成する固定鉄心２と、前記固定鉄心２が形成する磁場に応じて可動する可動鉄心３と、外部に電流を供給する主回路導体１０と、前記可動鉄心３に連動し前記主回路導体１０の電流経路を開閉する接点部８、９と、前記固定鉄心２の形成する操作コイル１の磁場に前記主回路導体１０に流れる短絡電流１９によって形成される磁場を重畳させるために短絡電流の磁束を前記固定鉄心２に重畳させる調整鉄心１２とを備えた。【選択図】図１
2018156875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作コイルと、前記操作コイルに流れる電流により励磁され磁場を形成する固定鉄心と、前記固定鉄心が形成する前記磁場に応じて作動する可動鉄心と、外部に対する電流経路を構成する主回路導体と、前記可動鉄心に応動し前記主回路導体の電流経路を開閉する接点部と、前記固定鉄心が形成する前記磁場に前記主回路導体に流れる回路電流によって形成される磁場を重畳させるために前記固定鉄心と磁気的に結合され前記主回路導体に流通される前記回路電流により励磁されて前記回路電流による磁束を前記固定鉄心に流通させる磁性体からなる調整鉄心とを備え、前記操作コイルにより形成される前記固定鉄心の磁場によって前記可動鉄心を解放力に抗して前記固定鉄心に吸着し前記接点部を閉成状態に保持するとともに、前記主回路導体に流れる事故電流による磁束によって前記固定鉄心における磁路の少なくとも一部を磁気的に飽和させ前記可動鉄心を前記解放力によって作動させることにより前記接点部を開放状態とすることを特徴とする電磁開閉器。
【請求項２】
前記主回路導体を前記可動鉄心の作動方向と平行して延在する部分を有する第１の主回路導体部材および第２の主回路導体部材で構成し、前記第１の主回路導体部材と前記第２の主回路導体部材との間に前記固定鉄心と前記可動鉄心とを配置するとともに、前記第１の主回路導体部材と前記第２の主回路導体部材との間の電流経路を前記接点部により開閉するものであって、前記調整鉄心として、前記第１の主回路導体部材に流れる回路電流により励磁される第１の調整鉄心と、前記第２の主回路導体部材に流れる回路電流により励磁される第２の調整鉄心とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電磁開閉器。
【請求項３】
前記調整鉄心をＵ字形状として構成し、前記Ｕ字形状の調整鉄心における開口部に前記固定鉄心を構成する磁路の一部が配置されるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁開閉器。 
【請求項４】
前記調整鉄心として複数個の調整鉄心を設け、複数個の前記調整鉄心におけるそれぞれの前記固定鉄心との相対位置を、他の前記調整鉄心と異ならせることにより、それぞれの前記調整鉄心で前記固定鉄心との磁気的結合の程度を調整できるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかに記載の電磁開閉器。 
【請求項５】
前記調整鉄心が前記主回路導体の延在方向に複数個配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の電磁開閉器。
【請求項６】
前記調整鉄心が前記可動鉄心と前記固定鉄心との両方に対し磁気的に結合されていることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れかに記載の電磁開閉器。 
【請求項７】
前記主回路導体により励磁される前記調整鉄心における磁路の一端部を前記固定鉄心の磁路と所定位置で磁気的に結合するとともに、前記調整鉄心における磁路の他端部を前記固定鉄心の磁路を流通する前記操作コイルによる磁束の流通方向における前記所定位置と異なる位置で前記固定鉄心の磁路と磁気的に結合することを特徴とする請求項１から請求項６までの何れかに記載の電磁開閉器。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電磁開閉器、特に、操作指令による遠隔開閉機能と事故電流による自動遮断機能を両立させた電磁開閉器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電磁開閉器は、操作指令による遠隔操作により接点を開閉することができるが遮断器のように短絡事故時に自動で接点を開極することができない。一方、遮断器は自動で接点を開極し、短絡事故電流を遮断できるが遠隔操作により接点を開閉させるには高価なオプションを付けなければならないという問題があった。そのため、特許文献１のように遠隔開閉が可能な電磁開閉器に急速開離型電磁引き外し機構を設けることで遠隔開閉と自動遮断機能を両立させている。
【０００３】
また、特許文献２では主回路導体に流れる短絡事故電流が作る磁束を用いて接点を開極させることができる自動遮断機能を設けている。
特許文献１のように遠隔開閉用と自動遮断機能用の二つの操作装置を用いて更に電流検知器やコンデンサ等が必要で構成が複雑で構成部品も多くなり高価となる。特許文献２のように主回路導体に流れる短絡事故電流が作る磁束を用いて接点を開極させることで自動遮断機能を設けているが遠隔開閉機能を実現できていない。更に、特許文献２では自動遮断電流値を外部から容易に調整できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６２−５８０９５号公報
【特許文献２】特表２０１５−５１４２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明についての課題は、操作指令による開閉機能と事故電流による自動遮断機能を簡潔な構成で両立できると共に、容易に自動遮断電流値を調整できる開閉器を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電磁開閉器は、操作コイルと、前記操作コイルに流れる電流により励磁され磁場を形成する固定鉄心と、前記固定鉄心が形成する前記磁場に応じて作動する可動鉄心と、外部に対する電流経路を構成する主回路導体と、前記可動鉄心に応動し前記主回路導体の電流経路を開閉する接点部と、前記固定鉄心が形成する前記磁場に前記主回路導体に流れる回路電流によって形成される磁場を重畳させるために前記固定鉄心と磁気的に結合され前記主回路導体に流通される前記回路電流により励磁されて前記回路電流による磁束を前記固定鉄心に流通させる磁性体からなる調整鉄心とを備え、前記操作コイルにより形成される前記固定鉄心の磁場によって前記可動鉄心を解放力に抗して前記固定鉄心に吸着し前記接点部を閉成状態に保持するとともに、前記主回路導体に流れる事故電流による磁束によって前記固定鉄心における磁路の少なくとも一部を磁気的に飽和させ前記可動鉄心を前記解放力によって作動させることにより前記接点部を開放状態とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、操作指令による開閉機能と事故電流による自動遮断機能を簡潔な構成で両立できると共に、自動遮断電流値を容易に調整可能な電磁開閉器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明における実施の形態１に係わる電磁開閉器の閉極時での動作状態を示す正面図である。
【図２】この発明における実施の形態１に係わる電磁開閉器の閉極時での動作状態を示す斜視図である。
【図３】この発明における実施の形態１に係わる電磁開閉器の開極時での動作状態を示す正面図である。
【図４】この発明における実施の形態１に係わる電磁開閉器の開極時での動作状態を示す斜視図である。
【図５】この発明における実施の形態１に係わる電磁石部の開極時での動作状態を示す正面図である。
【図６】この発明における実施の形態１に係わる電磁石部の閉極時での動作状態を示す正面図である。
【図７】この発明における実施の形態１に係わる電磁石部の開極時での通電状況を示す回路図である。
【図８】この発明における実施の形態１に係わる電磁石部の閉極時での通電状況を示す回路図である。
【図９】この発明における実施の形態１に係わる電磁石部の閉極時での短絡電流が流れた時の動作状態を示す正面図である。
【図１０】この発明における実施の形態１に係わる図９での視点Ａからの端面図である。
【図１１】この発明における実施の形態１に係わる短絡電流と荷重の関係を示した線図である。
【図１２】この発明における実施の形態１に係わる電磁石部の閉極時での短絡電流が流れた時の正面図である。
【図１３】この発明における実施の形態１に係わる図１２での視点Ａからの端面図である。
【図１４】この発明における実施の形態１に係わる電磁石部の閉極時での短絡電流が流れた時の動作状態を示す正面図である。
【図１５】この発明における実施の形態１に係わる図１４での視点Ａからの端面図である。
【図１６】この発明における実施の形態２に係わる電磁石部の閉極時での動作状態を示す正面図である。
【図１７】この発明における実施の形態２に係わる図１６での視点Ａからの端面図である。
【図１８】この発明における実施の形態２に係わる電磁石部の閉極時での動作状態を示す正面図である。
【図１９】この発明における実施の形態２に係わる図１８での視点Ａからの端面図である。
【図２０】この発明における実施の形態２に係わる短絡電流と荷重の関係を示した線図である。
【図２１】この発明における実施の形態２に係わる電磁石部の閉極時での動作状態を示す正面図である。
【図２２】この発明における実施の形態２に係わる図２０での視点Ａからの端面図である。
【図２３】この発明における実施の形態３に係わる電磁石部の閉極時での動作状態を示す正面図である。
【図２４】この発明における実施の形態３に係わる電磁石部の閉極時での動作状態を示す斜視図である。
【図２５】この発明の実施における形態４に係わる電磁石部の閉極時での動作状態を示す正面図である。
【図２６】この発明の実施における形態４に係わる電磁石部の閉極時での動作状態を示す斜視図である。
【図２７】この発明の実施における形態５に係わる電磁石部の閉極時での動作状態を示す正面図である。
【図２８】この発明の実施における形態５に係わる電磁石部の閉極時での動作状態を示す斜視図である。
【図２９】この発明の実施における形態５に係わる電磁石部の閉極時での短絡電流が流れた時の動作状態を示す正面図である。
【図３０】この発明における実施の形態５に係わる電磁石部の閉極時での短絡電流が流れた時の調整鉄心のみの動作状態を示す斜視図である。
【図３１】この発明における実施の形態５に係わる電磁石部の閉極時での短絡電流が流れた時の動作状態を示す正面図である。
【図３２】この発明における実施の形態５に係わる電磁石部の閉極時での短絡電流が流れた時の調整鉄心のみの動作状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
ここでは、実施の形態１に係わる電磁開閉器につき、図１から図１５までを用いて説明する。
まず、全体構成について図１から図４に基づき説明する。図１に電磁開閉器の閉極時における正面図、図２に図１の斜視図を示す。図３に電磁開閉器の開極時における正面図、図４に図３の斜視図を示す。
この発明に係わる電磁開閉器は、固定鉄心２と可動鉄心３、固定鉄心２の中央部に巻かれている操作コイル１、そして可動鉄心３と可動接点８は、ばね４、ばね受け５、クロスバー６、可動導体７を介して連結されており、可動鉄心３が動作するとそれに伴い可動接点８が作動し、可動接点８を固定接点９に対し開閉動作させる。
また、主回路導体１０は固定接点９と可動接点８、可動導体７を介して端子１１と接続されており、端子１１を介して電源側と負荷側に接続されている。調整鉄心１２は本実施の形態ではＵ字形状をしており主回路導体１０を囲う形状となり、その両脚部１２ａ，１２ｂの間には中空領域ＰＳが存在する。Ｕ字形状の調整鉄心１２における両脚部１２ａ，１２ｂの先端部分相互間に形成され中空領域ＰＳと連通する開口部は固定鉄心２と重なり合っている。固定鉄心２と可動鉄心３とは電磁石部ＭＡを構成し、調整鉄心１２は固定鉄心２と磁気的に結合される。
【００１０】
主回路導体１０は、図示左側に配置されている主回路導体部材１０Ｌと図示右側に配置されている主回路導体部材１０Ｒとにより構成されている。主回路導体部材１０Ｌおよび主回路導体部材１０Ｒは、それぞれ可動鉄心３の移動方向と平行に図示上下方向に延在し互いに平行して配置される平行延在部１０Ｌａおよび平行延在部１０Ｒａを有するとともに、それぞれ可動鉄心３の移動方向と直交して互いに平行して配置される直交延在部１０Ｌｂおよび直交延在部１０Ｒｂを有する。主回路導体部材１０Ｌ，１０Ｒの平行延在部１０Ｌａおよび平行延在部１０Ｒａは、調整鉄心１２Ｌ，１２Ｒの中空領域ＰＳをそれぞれ上下に貫通して配設される。
主回路導体部材１０Ｌと主回路導体部材１０Ｒとは、可動導体７に設けられた可動接点８およびこれと対向する固定接点９を介して端子１１と接続され、外部への電流経路となる２極回路を構成している。但し、２極回路に限定するものではない。
【００１１】
調整鉄心１２Ｌ，１２Ｒとして構成される調整鉄心１２は、前述の通りＵ字形状をしており、脚部１２ａおよび脚部１２ｂを有し、脚部１２ａおよび脚部１２ｂの間に中空領域ＰＳに連通する開口部を形成している。この開口部と連通する中空領域ＰＳにおける脚部１２ａ，１２ｂの根元に近い領域を主回路導体部材１０Ｌ，１０Ｒの平行延在部１０Ｌａ，１０Ｒａがそれぞれ貫通し、中空領域ＰＳに連通する開口部における脚部１２ａ，１２ｂの先端部に近い部分に固定鉄心２における磁路の一部が配置されている。調整鉄心１２は、主回路導体部材１０Ｌ，１０Ｒの流通電流により励磁され、固定鉄心２と調整鉄心１２とは互いに一部が重なり合って磁気的に結合されるよう構成されているものである。
【００１２】
なお、調整鉄心１２と固定鉄心２は機械的に接触していてもよいし、機械的に非接触でもよい。磁気回路としては接触している方が磁気抵抗は小さくなるが組立時の公差を考慮して設計しなければならない。一方、非接触では調整鉄心１２と固定鉄心２の間に磁気抵抗の大きい空気のギャップがあるため磁気抵抗は接触時に比べ大きくなるが、固定鉄心２と接触してないため組立が容易になる。固定鉄心２と可動鉄心３、調整鉄心１２は電磁鋼板などの磁性体である必要がある。
【００１３】
次に電磁開閉器の動作について説明する。まず初めに遠隔開閉動作について説明し、その後、自動遮断動作について説明する。
操作指令による遠隔開閉動作について、図５から図８までに基づき説明する。図５は固定鉄心２と可動鉄心３とで構成される電磁石部ＭＡの開極時の動作状態を示す正面図である。図６は電磁石部ＭＡの閉極時の動作状態を示す正面図である。図７は電磁石部ＭＡの開極時の通電状況を示す回路図である。図８は電磁石部ＭＡの閉極時の通電状況を示す回路図である。
図５は電磁石部ＭＡの開極状態における正面図で、操作コイル１を励磁した場合の磁束を示す。図５の矢印の通り、操作コイル１による励磁によって生成される操作コイル起因の磁束１３は固定鉄心２を介して可動鉄心３を通過して閉ループを形成する。そして、可動鉄心３と固定鉄心２との間に電磁力が図の下方向に発生する。図３に記載の通り、可動鉄心３にはばね４が接続されている。図３の状態では、ばね４は上方向の荷重が発生しているため、可動鉄心３と固定鉄心２との間に発生する電磁力がばね荷重以上になると可動鉄心３，ばね４，ばね受け５，クロスバー６，可動導体７，可動接点８が下方向に駆動する。そして、可動鉄心３が固定鉄心２に機械的に衝突し停止し、可動接点８と固定接点９が接触し閉極状態となる。
【００１４】
閉極状態では、ばね４は更に蓄勢された状態となり、可動鉄心３を可動接点８と固定接点９との開放方向に付勢する解放力としての上方向の荷重が可動鉄心３に作用している。閉極状態を保持するためには、ばね４が発生する荷重以上の電磁力を可動鉄心３に発生させ続ける必要がある。図６は電磁石部ＭＡの閉極状態における正面図で操作コイル１を励磁した場合の磁束生成状態を示す。操作コイル起因の磁束１３は図５と同様に固定鉄心２を介して可動鉄心３を通過して閉ループを形成する。そして、可動鉄心３と固定鉄心２との間に電磁力が下方向に発生する。上方向のばね荷重と下方向の電磁力の合力で電磁力がばね荷重以上であれば閉極保持が可能となる。なお、今後の図は電磁石部ＭＡ周辺のみを図示するが、全体の構成は図１や図３と同じである。
【００１５】
ここで、操作コイル１と接続される電源は、直流安定化電源でも商用交流電源でも何でもよい。ただし、図５の状態から図６の状態になる閉極動作時はばね４を蓄勢するため大きな起磁力（電流×巻数）が必要だが、閉極保持時はばね４を蓄勢状態で保持するだけで良いので閉極動作時よりも閉極保持時の起磁力は小さくてよい。これは図３の開極状態では可動鉄心３と固定鉄心２間に磁気抵抗の大きい空気のギャップが図１の閉極状態に比べ大きいため、磁気回路中の磁気抵抗が大きく同じ電磁力を発生させる場合においても閉極動作時より閉極保持状態の方が小さい起磁力で実現できる。
しかし、閉極保持状態を維持するためには電流を流し続ける必要があるため、ジュール発熱により操作コイル１の温度が上昇する。そのため、操作コイル１の温度が規定値以下になるような電流値まで小さくする必要がある。図７に開極時の回路図を、図８に閉極時の回路図を示す。図７に示す通り電源１４はスイッチ１５と並列に抵抗１６が接続され、操作コイル１につながる。そして操作指令に応じて遠隔操作用スイッチ１８が投入されることで操作コイル１に電流が流れ閉極動作を開始する。
【００１６】
逆に、操作指令に応じて遠隔操作用スイッチ１８を切ることで操作コイル１の電流が切れ閉極保持状態から開極動作する。遠隔操作用スイッチ１８に入切の指令を外部から入れることで、遠隔動作が可能となる。図７と図８に記載の矢印はコイル電流１７を示している。図７では、スイッチ１５に比べ抵抗１６の抵抗が非常に大きいため、コイル電流１７はスイッチ１５部を主として流れる。
そして、図８の閉極時にはスイッチ１５が開いているためコイル電流１７は抵抗１６部のみに流れる。コイル電流１７は抵抗１６部を流れるため操作コイル１の温度上昇が規定値以下になるような電流値まで制限される。
【００１７】
なお、図７と図８の電源は商用交流電源を一例として挙げているがその他の電源でも問題ない。スイッチも同様で電流を入切できるものであれば何でもよい。また、スイッチ１５の入り切りの切替タイミングは可動鉄心２の動作に連動して良いし、遠隔操作用スイッチ１８を入れて一定時間後にスイッチ１５が入ってもよい。スイッチ１５は開極時には入り、閉極時には切りになり図７や図８の回路図になっていれば何でも良い。ここまでが遠隔開閉動作の説明である。
【００１８】
次に、自動遮断動作について、図９から図１５に基づき説明する。図９は電磁石部ＭＡの閉極時における短絡電流１９が流れた時の動作状態を示す正面図である。図１０は図９における視点Ａからの端面図である。図１１は短絡電流と荷重の関係を示した線図である。図１２は電磁石部ＭＡの閉極時における短絡電流１９が流れた時の正面図である。図１３は図１２における視点Ａからの端面図である。図１４は電磁石部ＭＡの閉極時における短絡電流１９が流れた時の正面図である。図１５は図１４における視点Ａからの端面図である。
自動遮断動作というのは、可動接点８と固定接点９、可動鉄心３と固定鉄心２が機械的に接触している図１の閉極保持状態において例えば負荷側で短絡事故時が発生した時に、既定の電流値以上になると周辺機器を保護するため自動的に接点が開極し電流を遮断する動作のことをいう。ここで既定の電流値というのはユーザーによって任意に決めることができる値である。図９に閉極状態で主回路導体１０に短絡電流１９が流れた場合の磁束の流れを示す。
【００１９】
図１０は図９記載の視点Ａから見た図である。主回路導体１０に短絡電流が流れる前の状態は図６の操作コイル起因の磁束１３で閉極保持している状態である。
図９のように短絡事故時に主回路導体１０に短絡電流１９が流れた場合、主回路導体１０に流れる短絡電流１９により調整鉄心１２が励磁され生成される短絡電流起因の磁束２０が固定鉄心２を通過する。図９に示す通り固定鉄心２と可動鉄心３に対して図の右側に配置している主回路導体１０Ｒには上から下方向に短絡電流１９が流れる。反対に固定鉄心２と可動鉄心３に対して図の左側に配置している主回路導体１０Ｌには下から上方向に短絡電流１９が流れる。この場合の操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０を図９と図１０で示している。図９中の点線の矢印が操作コイル起因の磁束１３で実線の矢印が短絡電流起因の磁束２０を示している。電磁開閉器の閉極保持状態は、図８の回路で操作コイル１に低電流が流れ続け操作コイル起因の磁束１３により可動鉄心３が固定鉄心２に吸着されて図１記載のばね４を圧縮している状態である。可動鉄心３と固定鉄心２の間の電磁力がばね４の荷重より強い状態で閉極保持状態を維持しており、可動鉄心３と固定鉄心２の間の電磁力がばね４の荷重以下となると閉極保持できなくなり開極動作する。
【００２０】
実施の形態１では主回路導体１０を囲うようにＵ字形状の調整鉄心１２を配置しており、短絡電流起因の磁束２０は磁性体である調整鉄心１２に集中して流れる。Ｕ字形状の調整鉄心１２の中空領域ＰＳに連通する開口部には固定鉄心２が配置されており、調整鉄心１２に集中して流れている短絡電流起因の磁束２０が固定鉄心２を通過する。そのため、調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている箇所は操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０が重畳される。
調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている箇所の操作コイル起因の磁束１３は下方向から上方向に流れているのに対して短絡電流起因の磁束２０は紙面手前から奥方向に流れており、磁束の向きが９０°角度が異なっている。図１０が図９の視点Ａ方向から見たもので、図９同様に点線の矢印が操作コイル起因の磁束１３で、実線の矢印が短絡電流起因の磁束２０を示している。操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０の向きは９０°角度が異なっているが、操作コイル１の起磁力に比べ短絡電流の起磁力が大きくなるため、調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている箇所は短絡電流起因の磁束２０が主となる。操作コイル１は巻数は大きいが閉極保持時は抵抗１６を介しているため電流値が小さい。
【００２１】
一方、短絡電流は巻数は１ターンだが電流値（自動遮断電流の一例として定格電流の２０００％以上）が非常に大きいため、操作コイル１に比べ短絡電流１９の起磁力は大きくなる。そのため、調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っていて磁気結合されている箇所は短絡電流起因の磁束２０により磁気飽和する。
固定鉄心２が磁気飽和すると固定鉄心２の磁気抵抗が大きくなり、操作コイル起因の磁束１３が小さくなる。そのため可動鉄心３と固定鉄心２に通過する操作コイル起因の磁束１３が低減し、可動鉄心３の電磁力が小さくなる。
図１１に短絡電流１９と可動鉄心３の電磁力２１とばね荷重２２の関係を示す。図１１の通り横軸の短絡電流が大きくなると可動鉄心３の電磁力２１が低減する。これは先ほど説明した磁気抵抗の増加のためである。可動鉄心３の電磁力２１が閉極時のばね荷重２２以上の時には可動鉄心３は閉極保持したままである。すなわち主回路に定格電流のような小さな電流が流れていても可動鉄心３の電磁力２１に与える影響は非常に小さく開極動作をしない。
【００２２】
そして、短絡電流１９が大きくなり可動鉄心３の電磁力２１が閉極時のばね荷重２２以下になると可動鉄心３は閉極保持できなくなり開極動作する。開極動作により可動接点８が固定接点９から離れることで主回路導体１０に流れていた短絡電流１９は固定接点９と可動接点８の間で遮断され、主回路導体１０には短絡電流１９が流れなくなる。なお、図１や図３では電流を遮断するために必要な消弧部は記載していないが電流を遮断するためには消弧部は必要である。主回路導体１０に短絡電流１９は流れなくなると図１１に記載のような可動鉄心３の電磁力２１の低下が無くなる。しかし、可動接点８が固定接点９から離れ短絡電流が遮断された時点で可動鉄心３と固定接点２の間に磁気抵抗の大きい空気のギャップができ、操作コイル起因の磁束１３の磁路の磁気抵抗が大きくなる。
【００２３】
更に、図８の回路図のように抵抗１６でコイル電流１７を制限しており、磁気抵抗の大きい空気のギャップがあることとコイル電流１７を制限していることで主回路導体１０に短絡電流１９は流れていない状態でも可動鉄心３と固定鉄心２の電磁力はばね荷重より小さくなる。そのため、短絡電流１９が遮断されても再度閉極動作することなく開極する。最後に開極動作後に遠隔操作用スイッチ１８を切ることでコイル電流１７が無くなり、開極状態を維持する。このように、調整鉄心１２を用いて短絡電流起因の磁束２０を効率よく固定鉄心２に通過させることで自動遮断機能が実現できる。主回路導体１０の引きまわしを工夫し、調整鉄心１２を配置するだけで自動遮断機能が実現できるため、特許文献１のような自動遮断機能を設けた操作機構が不要となり、非常にシンプルな構成で実現できる。
【００２４】
次に、主回路導体１０に流れる短絡電流１９の向きが変わった場合について説明する。図１２と図１３は固定鉄心２の紙面左側に配置している主回路導体１０Ｌに流れる短絡電流１９の向きが上から下に流れた場合の操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０を示したものである。図９と図１０とは固定鉄心２の紙面左側に配置している主回路導体１０Ｌに流れる短絡電流１９の向きが反対になっている。短絡電流１９の電流の向きが変わっていても操作コイル起因の磁束１３の向きに対して短絡電流起因の磁束２０の向きが９０°角度が変わっている点は図９と図１０と同じで、効果についても同様である。図１４と図１５は固定鉄心２の紙面右側に配置している主回路導体１０Ｒに流れる短絡電流１９の向きが下から上に流れた場合の操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０を示したものである。図９と図１０とは固定鉄心２の紙面右側に配置している主回路導体１０Ｒに流れる短絡電流１９の向きが反対になっている。図１２や図１４のように短絡電流１９の電流の向きが変わっていても操作コイル起因の磁束１３の向きに対して短絡電流起因の磁束２０の向きが９０°角度が変わっている点は図９と図１０と同じで、可動鉄心３の電磁力２１が低下する効果についても同様である。
【００２５】
このように、この発明の構成では電流の向き（極性）を問わずどのような電流の向きでも同様の効果が得られる。先行例の特許文献２では、電流の向きが決まっている事がこの発明との大きな違いである。電流の向き（極性）を問わずということは、直流や交流でも何にでも適用可能である。また、蓄電池のように充電と放電のように電流の向きが変化する構成にも適用可能である。
また、自動遮断電流値は、固定鉄心２の磁路の一部と重なり合っていて磁気的に結合されている調整鉄心１２の固定鉄心２に対する相対位置を調整することなどにより、調整鉄心１２と固定鉄心２との磁気的結合の程度を加減することによって、容易に調整することができる。
【００２６】
この発明に係る実施の形態１における電磁開閉器は、操作コイル１を有し、電磁石部ＭＡに設けられ前記操作コイル１に流れる電流により磁場を形成する固定鉄心２と、前記電磁石部ＭＡに設けられ前記固定鉄心２が形成する前記磁場に応じて可動状態で上下に移動し作動する可動鉄心３と、第１の主回路導体部材１０Ｌおよび第２の主回路導体部材１０Ｒからなり外部に対し電流経路を構成する主回路導体１０と、前記可動鉄心３に連動し前記主回路導体１０の電流経路を開閉する可動接点８および固定接点９からなる接点部と、前記固定鉄心２の形成する操作コイル１の磁場に前記主回路導体１０に流れる短絡事故電流によって形成される磁場を合成し重畳させるために、前記主回路導体１０の電流経路における回路流通電流としての短絡事故電流により励磁され、前記固定鉄心２と磁気的に結合されて、短絡事故電流による磁束を前記固定鉄心２に重畳させ、前記固定鉄心２における磁路の少なくとも一部を磁気飽和させる磁性体の調整鉄心１２Ｌおよび調整鉄心１２Ｒからなる調整鉄心１２とを備え、前記主回路導体１０を前記可動鉄心３の作動方向と平行して延在する平行延在部１０Ｌａ，１０Ｒａからなる延在部分を有する第１の主回路導体部材１０Ｌおよび第２の主回路導体部材１０Ｒで構成し、前記第１の主回路導体部材１０Ｌと前記第２の主回路導体部材１０Ｒとの間に前記固定鉄心２と前記可動鉄心３とを配置するとともに、前記第１の主回路導体部材１０Ｌと前記第２の主回路導体部材１０Ｒとの間の電流経路を可動接点８および固定接点９からなる前記接点部により開閉するものであって、前記第１の主回路導体部材１０Ｌの平行延在部１０Ｌａと前記第２の主回路導体部材１０Ｒの平行延在部１０Ｒａとは調整鉄心１２Ｌ，１２Ｒの中空領域ＰＳをそれぞれ上下に貫通して配設されるものであり、前記第１の主回路導体部材１０Ｌと前記第２の主回路導体部材１０Ｒとの回路流通電流により、それぞれ励磁される第１の調整鉄心１２Ｌおよび第２の調整鉄心１２Ｌを、前記主回路導体１０の第１の主回路導体部材１０Ｌおよび第２の主回路導体部材１０Ｒにおける平行延在部１０Ｌａ，１０Ｒａからなる延在部分に配設することを特徴とする。
可動鉄心３は固定鉄心２からの離反方向にばね４により付勢され、操作指令に応じて操作コイル１に流れる電流により操作コイル起因の磁束１３が生成され固定鉄心２に磁場が形成されると、可動鉄心３は固定鉄心２にばね４による付勢力に抗して磁気吸引力により吸着され、可動接点８および固定接点９からなる接点部を閉成状態とする。
また、前記主回路導体１０における短絡事故電流により調整鉄心１２が励磁されて短絡電流起因の磁束２０が生成され短絡事故電流による磁束２０が前記固定鉄心２の磁路を流通する操作コイル起因の磁束１３と前記固定鉄心２の磁路で直交方向に流通し、操作コイル起因の磁束１３による磁場と短絡電流起因の磁束２０による磁場が重畳されて、前記固定鉄心２における磁路の一部が磁気飽和されると、固定鉄心２の磁気抵抗は大きくなり、固定鉄心２の可動鉄心３に対する磁気吸引力は低減されて、可動鉄心３はばね４の付勢力により固定鉄心２からの離反方向へ駆動され、可動鉄心３と連動する可動接点８は固定接点９から離反して接点部は開放状態となる。
そして、調整鉄心１２の固定鉄心２に対する相対位置を調整することなどにより、調整鉄心１２と固定鉄心２との磁気的結合を加減できる構成となっている。
この構成により、操作指令による開閉機能と事故電流による自動遮断機能を簡潔な構成で両立できると共に、自動遮断電流値を容易に調整可能な電磁開閉器を得ることができる。すなわち、電磁開閉器遠隔開閉機能用の電磁石部の近傍に主回路導体を配置して短絡事故電流が作る磁束を調整鉄心により高効率に利用することで、構成がシンプルで、かつ操作指令による遠隔開閉機能と事故電流による自動遮断機能を両立できると共に、調整鉄心の固定鉄心に対する相対位置を調整することなどにより、調整鉄心と固定鉄心との磁気的結合の程度を加減することで、容易に自動遮断電流値を調整可能な電磁開閉器を得ることができるものであって、短絡電流の磁束を調整鉄心に集中させることで調整鉄心の形状に沿った磁束の流れを作ることができ、さらに調整鉄心は磁性体であるため短絡電流の磁束を高効率で利用できるものである。
【００２７】
また、この発明に係る実施の形態１における電磁開閉器は、前項の構成において、両脚部１２ａ，１２ｂの間に形成された中空領域ＰＳと連通する開口部を両脚部１２ａ，１２ｂの先端部分相互間に有し前記主回路導体１０の磁場を前記固定鉄心２の磁場に重畳させるＵ字形状の調整鉄心１２を配置するとともに、前記第１の主回路導体部材１０Ｌと前記第２の主回路導体部材１０Ｒとの間の電流経路を可動接点８および固定接点９からなる前記接点部により開閉するものであって、前記Ｕ字形状の調整鉄心１２における前記開口部に前記固定鉄心２を構成する磁路の一部が配置されるようにしたことを特徴とする。
この構成により、Ｕ字形状の調整鉄心が主回路導体に配置された簡潔な構成で操作指令による開閉機能と事故電流による自動遮断機能を両立できると共に、自動遮断電流値を容易に調整可能な電磁開閉器を得ることができる。すなわち、電磁開閉器遠隔開閉機能用の電磁石部の近傍に主回路導体を配置して短絡事故電流が作る磁束を主回路導体の周囲の三方を囲んで適正配置できるＵ字形状の調整鉄心により高効率に利用することで、構成がシンプルで、かつ操作指令による遠隔開閉機能と事故電流による自動遮断機能を両立できると共に、Ｕ字形状の調整鉄心の固定鉄心に対する相対位置を調整することなどにより、調整鉄心と固定鉄心との磁気的結合の程度を加減することで、容易に自動遮断電流値を調整可能な電磁開閉器を得ることができるものであって、短絡電流の磁束を調整鉄心に集中させることで調整鉄心の形状に沿った磁束の流れを作ることができ、さらに調整鉄心は磁性体であるため短絡電流の磁束を高効率で利用できるものである。
【００２８】
実施の形態２．
次に、実施の形態２に係わる電磁開閉器について図１６から図２２までに基づき説明する。図１６は電磁石部ＭＡの閉極時での正面図である。図１７は図１６における視点Ａからの端面図である。図１８は電磁石部ＭＡの閉極時での正面図である。図１９は図１８における視点Ａからの端面図である。図２０は短絡電流と荷重の関係を示した線図である。図２１は電磁石部ＭＡの閉極時での動作状態を示す正面図である。図２２は図２０における視点Ａからの端面図である。
図１６が実施の形態２の電磁開閉器の構造を示したものである。図１７が図１６の視点Ａ方向から見たものである。実施の形態１の図９と図１０と比較して分かるように調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている領域が小さくなっている。図１８は図１６と図１７に示す実施例以上に調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている領域が小さくなっている。図１９が図１８の視点Ａ方向から見たものである。
図２０に実施の形態２での短絡電流１９と可動鉄心２の電磁力２１とばね荷重２２の関係を示す。図２０に示す通り横軸の短絡電流１９が大きくなると実施の形態１と同様に可動鉄心３の電磁力２１が低減している。図９（調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている領域が大きい）や図１６（調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている領域が少ない）、図１８（調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている領域が殆ど無い）のように調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている領域が変化すると、短絡電流起因の磁束２０が固定鉄心２にあたえる影響が変化する。
図９のように調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている領域が大きい場合は、短絡電流１９が流れたときの可動鉄心３の電磁力２１ａの低減量が大きい。図１６のように調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている領域が小さい場合は、短絡電流１９が流れたときの可動鉄心３の電磁力２１ｂの低減量は小さく、図１８のように調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている領域が殆ど無い場合は、短絡電流１９が流れたときの可動鉄心３の電磁力２１ｃの低減量は極めて小さくなる。
【００２９】
このように調整鉄心１２と固定鉄心２が重なり合っている領域が変化すると、可動鉄心３の電磁力２１が閉極時のばね荷重２２以下になる短絡電流１９の値が変化する。これは自動遮断する短絡電流１９が変わることを意味している。このように調整鉄心１２の位置を変えることで自動遮断する短絡電流１９が変化するため、製品出荷後に容易に調整鉄心１２の位置を変えることが出来ればユーザー自身が自動遮断する短絡電流１９を変えることができる。または製品出荷時に調整鉄心１２の位置を変えることができれば自動遮断する短絡電流１９を幅広く調整できる。自動遮断する短絡電流１９の調整幅が大きくなれば、一つの電磁開閉器で多くの定格を網羅でき、電磁開閉器の種類を少なくできるメリットもある。
【００３０】
図１６から図１９は固定鉄心２の両端に配している調整鉄心１２Ｌ，１２Ｒとして構成される調整鉄心１２の位置を両方ともに変化させているが図２１と図２２は片側の調整鉄心１２Ｌの位置のみを変化させたものである。このように片側だけや両側のように調整鉄心１２の配置には多くのバリエーションがある。これは、それだけ細かに自動遮断する短絡電流１９を調整できることを意味する。調整鉄心１２の位置が変化しても実施の形態１で説明した動作の原理には変わりはない。ここで、調整鉄心１２の位置を変化させる手法については明記していないが、電磁開閉器の外側から容易に変えられるものであれば手法は何でも良い。遠隔開閉時と自動遮断時の動作原理、すなわち操作コイル起因の磁束１０と短絡電流起因の磁束２０は実施の形態１と同じであるためここでは説明を省略する。
【００３１】
この発明に係る実施の形態２における電磁開閉器は、前述した実施の形態１の構成において、前記調整鉄心１２として前記第１の主回路導体部材１０Ｌの回路流通電流により励磁される調整鉄心１２Ｌと前記第２の主回路導体部材１０Ｒの回路流通電流により励磁される調整鉄心１２Ｒとからなる複数個の調整鉄心を設け、前記調整鉄心１２Ｒおよび前記調整鉄心１２Ｌからなる複数個の調整鉄心のそれぞれの前記固定鉄心２との相対位置を、他の調整鉄心と異ならせて調整できるようにし、調整鉄心１２Ｌと前記固定鉄心２との相対位置を調整鉄心１２Ｒと前記固定鉄心２との相対位置と異ならせて、それぞれの前記調整鉄心１２Ｒおよび前記調整鉄心１２Ｌで前記固定鉄心２との磁気的結合の程度を調整可能としたことを特徴とする。前記第１の主回路導体部材１０Ｌの平行延在部１０Ｌａと前記第２の主回路導体部材１０Ｒの平行延在部１０Ｒａとは調整鉄心１２Ｌ，１２Ｒの中空領域ＰＳをそれぞれ上下に貫通して配設されるものである。
この構成により、調整鉄心と固定鉄心との磁気的結合の程度を各調整鉄心で変えることで、短絡電流が流れたときの可動鉄心３の電磁力の低下率を多元的な変化で調整することができ、自動遮断電流値を容易に変化させることができる。
【００３２】
実施の形態３．
次いで実施の形態３に係わる電磁開閉器について図２３および図２４に基づき説明する。図２３は電磁石部ＭＡの閉極時での動作状態を示す正面図である。図２４は電磁石部ＭＡの閉極時の動作状態を示す斜視図である。
図２３と図２４が実施の形態３の電磁開閉器の構造を示したものである。図２３が実施の形態３の正面図で、図２４が図２３の斜視図である。なお、図２４の斜視図では操作コイル１を図示していない。操作コイル１の配置は図２３の正面図で示している。図２３と図２４では固定鉄心２の両端の主回路導体１０を囲うように調整鉄心１２がそれぞれ２個配置された構成となっている。図２３と図２４の実施例では、片側に調整鉄心１２を２個ずつ配置しているが２個に限定するものでは無く２個以上でも問題は無い。遠隔開閉時と自動遮断時の動作原理、すなわち操作コイル起因の磁束１０と短絡電流起因の磁束２０は実施の形態１と同じであるためここでは説明を省略する。
【００３３】
さらに実施の形態３の構成においても実施の形態２のように調整鉄心１２の位置を変更することで自動遮断電流値を調整できる。実施の形態３では、調整鉄心１２が調整鉄心１２Ｌ，１２Ｌおよび調整鉄心１２Ｒ，１２Ｒとして示すように片側に複数個設けられているため実施の形態１や実施の形態２に比べて調整鉄心１２と固定鉄心２の重なり合っている領域を細かく調整することが可能となる。
なお、調整鉄心１２と固定鉄心２の重なり合っている領域の面積で可動鉄心３の電磁力２１の低減量が決まるため、実施の形態３の方が調整鉄心１２の数が実施の形態１や２に比べて多いからといって可動鉄心３の電磁力２１の低減量が実施の形態３の方が大きいとは限らない。
【００３４】
この発明に係る実施の形態３における電磁開閉器は、前述した実施の形態１または実施の形態２の構成において、前記調整鉄心１２として前記第１の主回路導体部材１０Ｌの回路流通電流により励磁される第１の調整鉄心１２Ｌと前記第２の主回路導体部材１０Ｒの回路流通電流により励磁される第２の調整鉄心１２Ｒとを、主回路導体１０の平行延在部１０Ｌａ，１０Ｒａからなる延在部分において、第１の主回路導体部材１０Ｌと前記第２の主回路導体部材１０Ｒとの延在方向に間隔を置き、調整鉄心１２Ｌ，１２Ｌおよび調整鉄心１２Ｒ，１２Ｒとして、それぞれ複数個設けたことを特徴とする。前記第１の主回路導体部材１０Ｌの平行延在部１０Ｌａと前記第２の主回路導体部材１０Ｒの平行延在部１０Ｒａとは調整鉄心１２Ｌ，１２Ｒの中空領域ＰＳをそれぞれ上下に貫通して配設されるものである。
この構成により、前記調整鉄心の数を増やすことで、それぞれの調整鉄心で固定鉄心との磁気的結合の程度を変化させ、より細かく自動遮断電流値を変化させることができる。
【００３５】
実施の形態４．
ここでは実施の形態４に係わる電磁開閉器について図２５および図２６に基づき説明する。図２５は電磁石部ＭＡの閉極時での動作状態を示す正面図である。図２６は電磁石部ＭＡの閉極時での動作状態を示す斜視図である。
図２５と図２６が実施の形態４の電磁開閉器の構造を示したものである。図２５が実施の形態４の正面図で、図２６が図２５の斜視図である。なお、図２６の斜視図では操作コイル１を図示していない。操作コイル１の配置は図２５の正面図で示している。
実施の形態４において調整鉄心１２は可動部である可動鉄心３と重なり合っている領域があるため、可動鉄心３と調整鉄心１２との間には必ず空間ギャップが必要になる。可動鉄心３と調整鉄心１２が機械的に接触していると開極動作時に可動鉄心３と調整鉄心１２の間に摩擦力が発生してしまう開極動作エネルギーの損失となる。可動鉄心３の電磁力２１は可動鉄心３と固定鉄心２の間に操作コイル起因の磁束１３の磁束が上下方向に通過することにより発生する。
【００３６】
実施の形態４では可動鉄心３の電磁力２１が発生する可動鉄心３と固定鉄心２の間に調整鉄心１２を配置することが特徴である。可動鉄心３と固定鉄心２の間に調整鉄心１２を介して短絡電流起因の磁束２０が通過することにより実施の形態１から実施の形態３のように固定鉄心２に配置した場合に比べ可動鉄心３の電磁力２１の低減量が大きい。遠隔開閉時と自動遮断時の動作原理、すなわち操作コイル起因の磁束１０と短絡電流起因の磁束２０は実施の形態１と同じであるためここでは説明を省略する。さらに実施の形態４の構成においても実施の形態２のように調整鉄心１２の位置を変更することで自動遮断電流値を調整できる。
【００３７】
この発明に係る実施の形態４における電磁開閉器は、前述した実施の形態１から実施の形態３までの何れかの構成において、前記調整鉄心１２が前記可動鉄心３と前記固定鉄心２との境界面に、境界面と対向して配置され、前記調整鉄心１２は可動鉄心３と前記固定鉄心２との両方へ磁気的に結合されていることを特徴とする。第１の主回路導体部材１０Ｌの平行延在部１０Ｌａと第２の主回路導体部材１０Ｒの平行延在部１０Ｒａとは調整鉄心１２Ｌ，１２Ｒの中空領域ＰＳをそれぞれ上下に貫通して配設されるものであり、
この構成により、調整鉄心により生成される短絡事故電流起因の磁束が可動鉄心に作用することによって、可動鉄心の固定鉄心に対する電磁吸着力の変化を鋭敏にすることができ、事故電流による自動遮断作用をより的確に遂行することができる。
【００３８】
実施の形態５．
ここでは実施の形態５に係わる電磁開閉器について図２７から図３２までに基づき説明する。図２７は電磁石部ＭＡの閉極時での動作状態を示す正面図である。図２８は電磁石部ＭＡの閉極時での動作状態を示す斜視図である。図２９は電磁石部ＭＡの閉極時での短絡電流が流れた時の動作状態を示す正面図である。図３０は電磁石部ＭＡの閉極時での短絡電流が流れた時の調整鉄心のみの動作状態を示す斜視図である。図３１は電磁石部ＭＡの閉極時での短絡電流が流れた時の動作状態を示す正面図である。図３２は電磁石部ＭＡの閉極時での短絡電流が流れた時の調整鉄心のみの動作状態を示す斜視図である。
図２７と図２８が実施の形態５の電磁開閉器の構造を示したものである。図２７が実施の形態５の正面図で、図２８が図２７の斜視図を示す。なお、図２８の斜視図では操作コイル１を図示していない。操作コイル１の配置は図２７の正面図で示している。
図２７と図２８に示す通り実施の形態５では調整鉄心１２が実施の形態１から実施の形態４のようなＵ字形状では無い。紙面手前側の固定鉄心２上部に調整鉄心１２と重なり合う領域があり、紙面奥側の固定鉄心２下部に調整鉄心１２と重なり合う領域がある構成となっている。
遠隔開閉時の操作コイル起因の磁束１０は実施の形態１と同じであるためここでは説明を省略する。
【００３９】
自動遮断時の動作原理がこれまでの実施の形態１から実施の形態４のものと異なるためここで説明する。
図２９に主回路導体１０に短絡事故電流による短絡電流１９が流れたときの操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０を示す。点線の矢印が操作コイル起因の磁束１３で実線の矢印が短絡電流起因の磁束２０を示している。図３０が調整鉄心１２のみを抽出したもので短絡電流起因の磁束２０のみを示している。
固定鉄心２の紙面右側に配置している調整鉄心１２Ｒで短絡電流起因の磁束２０の流れを説明する。紙面手前側の固定鉄心２上部の調整鉄心１２Ｒにおける脚部１２Ｒａには固定鉄心２から紙面手前向きの磁束が流れ、紙面右方向、紙面下方向そして紙面奥方向になり、脚部１２Ｒｂで固定鉄心２と磁気的に結合され固定鉄心２へ磁束２０が流通する。固定鉄心２から紙面奥側では脚部１２Ｒｂにおける紙面左方向から紙面手前方向に磁束が流れ、最後に固定鉄心２を紙面上方向に通過する。ここで、固定鉄心２に流れる操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０は同じ方向の磁束の向きとなる。
【００４０】
次に、固定鉄心２の紙面左側に配置している調整鉄心１２Ｌで短絡電流起因の磁束２０の流れについて説明する。紙面手前側の固定鉄心２上部の調整鉄心１２における脚部１２Ｌａには固定鉄心２から紙面手前向きの磁束が流れ、そして紙面左方向、紙面下方向そして紙面奥方向になり、脚部１２Ｌｂで固定鉄心２と磁気的に結合され固定鉄心２へ磁束２０が流通する。固定鉄心２から紙面奥側では脚部１２Ｌｂにおける紙面右方向から紙面手前方向に磁束が流れ、最後に固定鉄心２を紙面上方向に通過する。ここでも固定鉄心２に流れる操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０は同じ方向の磁束の向きとなる。固定鉄心２の紙面右側に配置している調整鉄心１２と紙面左側配置している調整鉄心１２に流れる短絡電流起因の磁束２０の向きは左右対称となっている。
【００４１】
操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０は同じ方向の磁束の向きなることが重要で、固定鉄心２には操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０の磁束が流れるために固定鉄心２は磁気飽和する。固定鉄心２が磁気飽和し磁気抵抗が増加することにより、実施の形態１で説明したように可動鉄心３の電磁力２１が低下する。実施の形態５では実施の形態１から実施の形態４のように固定鉄心２の一部のみを磁気飽和させるのではなく、固定鉄心２の下部から上部にかけて磁気飽和させるため、磁気抵抗が実施の形態１から実施の形態４に比べて高くなり、可動鉄心３の電磁力２１の低下量も大きくなる。
【００４２】
次に、主回路導体１０に流れる短絡電流１９の向きを変えた場合について説明する。図３１と図３２は主回路導体１０に流れる短絡電流１９の向きが図２９と図３０と反対の場合を示す。図３１と図３２も同様に点線の矢印が操作コイル起因の磁束１３で実線の矢印が短絡電流起因の磁束２０を示す。図３２は調整鉄心１２のみを抽出したもので短絡電流起因の磁束２０のみを示している。固定鉄心２の紙面右側に配置している調整鉄心１２Ｒで短絡電流起因の磁束２０を説明する。紙面奥側の固定鉄心２下部の調整鉄心１２Ｒの脚部１２Ｒｂには固定鉄心２から紙面奥向きの磁束が流れ、そして紙面右方向、紙面手前方向そして紙面上方向になり固定鉄心２に対して紙面手前側では脚部１２Ｒａにおける紙面左方向から紙面奥方向に磁束が流れ、最後に固定鉄心２を紙面下方向に通過する。この場合、固定鉄心２に流れる操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０は逆方向の磁束の向きとなる。
【００４３】
固定鉄心２の紙面左側に配置している調整鉄心１２Ｌで短絡電流起因の磁束２０を説明する。紙面奥側の固定鉄心２下部の調整鉄心１２の脚部１２Ｌｂには固定鉄心２から紙面奥向きの磁束が流れ、そして紙面左方向、紙面手前方向そして紙面上方向になり固定鉄心２に対して紙面手前側では脚部１２Ｌａにおける紙面右方向から紙面奥方向に磁束が流れ、最後に固定鉄心２を紙面下方向に通過する。ここでも、固定鉄心２に流れる操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０は逆方向の磁束の向きとなる。固定鉄心２の紙面右側に配置している調整鉄心１２と紙面左側配置している調整鉄心１２に流れる短絡電流起因の磁束２０の向きは左右対称となっている。操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０は逆方向の磁束の向きなることが重要で固定鉄心２には操作コイル起因の磁束１３と短絡電流起因の磁束２０の磁束が流れるために固定鉄心２には起磁力の大きい短絡電流起因の磁束２０の磁束が主として流れる。固定鉄心２には短絡電流起因の磁束２０の磁束が流れる固定鉄心２が磁気飽和するため操作コイル起因の磁束１３は磁気抵抗の高い空気領域を通過することとなる。そのため、実施の形態１で説明したように可動鉄心３の電磁力２１が低下する。
【００４４】
実施の形態５では固定鉄心２の下部から上部にかけて起磁力の大きい短絡電流起因の磁束２０の磁束が流れるため実施の形態１から実施の形態４に比べて可動鉄心３の電磁力２１の低下量も大きくなる。このように実施の形態５でも主回路導体１０に流れる短絡電流１９の向きに制約は無く、どのような短絡電流１９の向きでも自動遮断機能を実現できる。さらに実施の形態５の構成においても実施の形態２のように調整鉄心１２の位置を変更することで自動遮断電流値を調整できる。
また、実施の形態４のように調整鉄心１２の一部が可動鉄心３と固定鉄心２と重なり合ってもよい。実施の形態５においても電流の向き(極性)を問わずどのような電流の向きでもよく実施の形態１の図１２や図１４の短絡電流の向きの場合でも同様の効果が得られる。電流の向き（極性）を問わずということは、直流や交流でも何にでも適用可能である。
【００４５】
この発明に係る実施の形態５における電磁開閉器は、前述した実施の形態１から実施の形態３までの何れかの構成において、主回路導体１０Ｌ，１０Ｒの回路流通電流により励磁される調整鉄心１２Ｌ，１２Ｒにおける磁路の一端部としての脚部１２Ｌａ，１２Ｒａを固定鉄心２の磁路と固定鉄心２の上部における所定位置で磁気的に結合するとともに、調整鉄心における１２Ｌ，１２Ｒにおける磁路の他端部としての脚部１２Ｌｂ，１２Ｒｂを前記固定鉄心の磁路を流通する操作コイル１による磁束１３の流通方向における前記所定位置と異なる位置の主回路導体１０の延在方向である固定鉄心２の下部で固定鉄心２の磁路と磁気的に結合することによって、短絡事故電流起因の磁束２０を操作コイル１による磁束１３に同じ流通方向で重畳させることを特徴とする。
第１の主回路導体部材１０Ｌの平行延在部１０Ｌａと第２の主回路導体部材１０Ｒの平行延在部１０Ｒａとは調整鉄心１２Ｌ，１２Ｒの脚部１２ｃ，１２ｄの間をそれぞれ上下に貫通して配設されるものであり、前記可動鉄心３の作動方向に延在する前記主回路導体１０Ｒ，１０Ｌの回路流通電流により励磁される前記調整鉄心１２における磁路の一端部１２ｃと他端部１２ｄとを前記主回路導体１０の延在方向における異なる位置で前記固定鉄心２の磁路と磁気的に結合するように、前記固定鉄心２と重なり合う前記調整鉄心１２の片側を固定鉄心２の上部に、もう一方を固定鉄心２の下部に重ねるようにしたものである。
この構成により、調整鉄心１２Ｌ，１２Ｒによる短絡電流起因の磁束２０を固定鉄心２の磁路で操作コイル起因の磁束１３と平行方向に重畳して流通させることができ、磁束の重畳効果を高めることができる。
すなわち、固定鉄心の下部から上部にかけて磁束の流通方向で磁束を重畳し磁気飽和させるため、電磁力の低減効果が高くなるものである。
【００４６】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組合せたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  操作コイル、２  固定鉄心、３  可動鉄心、４  ばね、５  ばね受け、６  クロスバー、７  可動導体、８  可動接点、９  固定接点、１０  主回路導体、１１  端子、１２  調整鉄心、１３  操作コイル起因の磁束、１４  電源、１５  スイッチ、１６  抵抗、１７  コイル電流、１８  遠隔操作用スイッチ、１９  短絡電流、２０  短絡電流起因の磁束、２１  可動鉄心３の電磁力、２２  閉極時のばね荷重。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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