(57)【要約】  ソレノイドリニアアクチュエータにおける、耐衝撃性を提供するための電気的に補助された安全化が、接極子と少なくとも１つの電磁誘導コイルとを有するソレノイドアクチュエータのために提供される。運動センサからの出力を受信するコントローラは、電磁誘導コイルへの電力入力を調整する。運動センサの出力が、強度における所定のしきい値を超える周囲の一時的変化の発生を示す場合に、周囲の一時的変化の間、コイルによって生成される電磁場が接極子を所望の位置に拘束するのに十分となるように、コントローラは電力入力を調整する。【選択図】  図３
2013507006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接極子、及び、少なくとも１つの電磁誘導コイルを備えるソレノイドアクチュエータであり、前記電磁誘導コイルのそれぞれが電力入力を有する、ソレノイドアクチュエータと、
運動センサと、
前記運動センサに接続しており、前記運動センサからの出力を受信し、前記電磁誘導コイルへの前記電力入力を調整するコントローラと
を具備する装置であって、
強度における所定のしきい値を超える周囲の一時的変化の発生を前記出力が示す場合に、前記周囲の一時的変化の間、前記電磁誘導コイルによって生成される電磁場が前記接極子を所望の位置に拘束するのに十分となるように、前記コントローラが前記電力入力を調整する、装置。
【請求項２】
前記ソレノイドアクチュエータが、第１の電磁誘導コイル及び第２の電磁誘導コイルを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の電磁誘導コイルがプルインコイルであり、
前記第２の電磁誘導コイルがホールディングコイルであり、
前記出力が周囲の一時的変化の発生を示す場合に、前記コントローラが、前記プルインコイルに通電することによって前記電力入力を調整する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記運動センサが、加速度計、振動センサ、及び衝撃センサの少なくとも１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記周囲の一時的変化が、衝撃及び振動の少なくとも一方である、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記コントローラが、入力電圧及び入力電流の少なくとも一方を増やすことによって前記電力入力を調整する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記電磁誘導コイルによって生成される前記電磁場が、機械的な抵抗力に打ち勝つのに十分となる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記機械的な抵抗力が、ばねによって提供される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ばねが、らせんコイルばねである、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記周囲の一時的変化に起因する、前記接極子と前記電磁誘導コイルの相対的な動作を低減するために、前記接極子が機械的に平衡している、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記コントローラが、前記周囲の一時的変化の持続時間を所定のマージンだけ上まわるように設定された期間の間、前記電力を調整する、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記コントローラが、前記周囲の一時的変化の立ち上がり時間と実質的に同様の立ち上がり時間で前記電力を調整する、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
接極子、及び、少なくとも１つの電磁誘導コイルを備えるソレノイドアクチュエータであり、前記電磁誘導コイルのそれぞれが電力入力を有する、ソレノイドアクチュエータと、
加速度計と、
前記加速度計に接続しており、前記加速度計からの出力を受信し、前記電磁誘導コイルへの前記電力入力を調整するコントローラと
を具備する装置であって、
強度における所定のしきい値を超える周囲の一時的変化の発生を前記出力が示す場合に、前記周囲の一時的変化の間、前記電磁誘導コイルによって生成される電磁場が前記接極子を所望の位置に拘束するのに十分となるように、前記コントローラが前記電力入力を調整する、装置。
【請求項１４】
前記ソレノイドアクチュエータが第１の電磁誘導コイル及び第２の電磁誘導コイルを備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の電磁誘導コイルがプルインコイルであり、
前記第２の電磁誘導コイルがホールディングコイルであり、
前記出力が周囲の一時的変化の発生を示す場合に、前記コントローラが、前記プルインコイルに通電することによって前記電力入力を調整する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記周囲の一時的変化が、衝撃及び振動の少なくとも一方である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記コントローラが、入力電圧及び入力電流の少なくとも一方を増やすことによって前記電力入力を調整する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記電磁誘導コイルによって生成される前記電磁場が、機械的な抵抗力に打ち勝つのに十分となる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記機械的な抵抗力が、ばねによって提供される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ばねが、らせんコイルばねである、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記周囲の一時的変化に起因する、前記接極子と前記電磁誘導コイルの相対的な動作を低減するために、前記接極子が機械的に平衡している、請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
前記コントローラが、前記周囲の一時的変化の持続時間を所定のマージンだけ上まわるように設定された期間の間、前記電力を調整する、請求項１３に記載の装置。
【請求項２３】
前記コントローラが、前記周囲の一時的変化の立ち上がり時間と実質的に同様の立ち上がり時間で前記電力を調整する、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
前記ソレノイドアクチュエータが、不足電圧リリース機構の部品である、請求項１３に記載の装置。
【請求項２５】
サーキットブレーカと、
接極子、及び、少なくとも１つの電磁誘導コイルを備えるソレノイドアクチュエータ、加速度計、並びに、前記加速度計に接続しており、前記加速度計からの出力を受信し、前記電磁誘導コイルへの電力入力を調整するコントローラを備える、電圧不足の発生時に前記サーキットブレーカをトリップさせるように動作可能な不足電圧リリース機構と
を具備する装置であって、
強度における所定のしきい値を超える周囲の一時的変化の発生を前記出力が示す場合に、前記周囲の一時的変化の間、前記電磁誘導コイルによって生成される電磁場が前記接極子を所望の位置に拘束するのに十分となるように、前記コントローラが前記電力入力を調整する、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、概して耐衝撃リニアアクチュエータに関し、より詳細には、衝撃などの周囲の一時的変化（ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）の発生時に電気的に安全化されるリニアアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]本願の譲受人（本願出願人）は、米国海軍などの軍事要件を満たす配電設備を提供している。この配電設備には、予測できない大きい機械的衝撃、及び、関連する周囲の一時的変化にかかわらず確実に動作する必要がある、サーキットブレーカなどの電気機械デバイスが含まれている。
【０００３】
[0003]多くの場合、サーキットブレーカには不足電圧リリース（ＵＶＲ）機構が備えられている。ＵＶＲは、電圧不足が起こると、サーキットブレーカを開放位置へと機械的にトリップさせる。ＵＶＲは、複数の理由によってサーキットブレーカに加えることができる。例えば、ＵＶＲは、二重の電力入力が用いられる電気系統を、オンライン電源からオフライン電源への電力の逆給電（ｐｏｗｅｒ  ｂａｃｋ−ｆｅｅｄｉｎｇ）を防止するためにオフライン電源に関連するブレーカを開放することによって保護することができる。ＵＶＲについて可能性のある別の用途は、ブレーカの協調における安価なタイプを提供することである。ブランチブレーカのＵＶＲは、主ブレーカがトリップするとブランチブレーカを開放して、電力が復旧した時に何らかの必要な操作が行なわれるまでブランチブレーカが開放されたままとなることを確実なものとする。
【０００４】
[0004]ＵＶＲは、特定の低電圧状態の発生時にサーキットブレーカを確実にトリップさせる必要があるが、機械的衝撃などのためにサーキットブレーカを間違ってトリップさせることを防ぐ点に関して信頼されている必要もある。ＵＶＲは、電気系統に電力がない時にブレーカをトリップさせる必要があるため、ブレーカをトリップさせるために必要なエネルギーが蓄えられている必要がある。これは、らせんコイルばね（ｈｅｌｉｃａｌ  ｃｏｉｌ  ｓｐｒｉｎｇ）などにエネルギーを蓄えることによって実現することができる。
【０００５】
[0005]図１に示されている従来のＵＶＲは、磁気透過性の接極子（ａｒｍａｔｕｒｅ）１２と、電磁誘導コイル１５とを有するソレノイドを用いるリニアアクチュエータ１を含むことができる。コイル１５は、フレーム１７の中に固定された磁気透過性の、円筒の環状コア１６に巻かれている。コア１６の内部は、接極子１２を受け入れる大きさになっており、接極子１２の軸方向の動作を可能にする。らせんコイルばね１３は、接極子１２を伸長位置にバイアスするために設けることができ、それによって、対抗する力がない場合には、接極子の端部２３は、サーキットブレーカのトリップボタン２７とかみ合う。
【０００６】
[0006]電源（図示せず）によって必要量の電圧（「保持電圧」）がコイル１５に提供されると、接極子１２は、コイル１５によって生成された電磁場によって収縮位置に保持され、接極子の端部２３は、トリップボタン２７からある距離だけ分離される。コイル１５から電流が除かれるか、又は、電源の電圧が必要量の保持電圧を下まわると、電磁場は、ばね１３によってもたらされたバイアスに打ち勝つには不十分となり、それによって接極子１２は伸長位置に移動し、接極子２３はトリップボタン２７とかみ合う。
【０００７】
[0007]上記に概して説明したアクチュエータ、及び、説明したアクチュエータの多くの変形は、機械的衝撃又は振動に起因する動的負荷に対して特に敏感であることが当技術分野では周知である。この感度は、競合する設計課題が交わる部分に起因する。一方では、電圧不足が生じると、トリップボタン２７を首尾よく作動させるために、接極子１２は、ばね１３によって十分な距離だけ十分な力で駆動される必要がある。他方では、接極子１２を収縮位置に保持するために必要な電力は、例えばコイル１５の不必要な加熱を避けるために最小にする必要がある。したがって、効率的な設計によって、コイル１５に供給される通常の保持電圧は、ばね１３によって与えられるバイアスに打ち勝つために必要な電圧に上乗せされる最小マージンを有する。これにより、機械的負荷の一時的変化が起きる時に問題が引き起こされるが、その理由は、比較的小さい衝撃パルスなどによって、接極子１２が収縮位置から動き始める可能性があるためである。その問題がひとたび起こると、ばね１３に蓄えられたエネルギーによって、アクチュエータ１は容易に、トリップボタン２７を間違えて、また不適切に作動させる。
【０００８】
[0008]上記の問題は当技術分野では広く認識されており、この問題の軽減に向けたいくつかの方法が提案されている。
【０００９】
[0009]米国特許第６，３１７，３０８号に開示されている一手法では、接極子１２の予定外の動作によって引き起こされる起電力に起因する、コイル１５を流れる電流の値の変化を観測することによって、接極子１２の予定外の動作を検出することが提案されている。値の変化が記録されると、トリップボタン２７の不適切な作動が起こる前に予定外の動作を止めるか、又は逆転するために、コイル１５への保持電流が増やされる。しかし、何らかの測定可能な予定外の動作が起きた後に保持電流を増やすことができるにすぎないため、保持電流における阻止のための増加が遅すぎるか、又は、増加の強さが不十分となるリスクを軽減すべき課題がある。
【００１０】
[0010]米国特許第６，２５５，９２４号、米国特許第６，４８６，７５８号、及び米国特許第７，４８６，１６４号などによって例示されている他の技術では、機械的負荷の一時的変化に対する感度を低下させるために考えられた、基本的なリニアアクチュエータに対する様々な追加が提案されている。例えば米国特許第６，２５５，９２４号で提案されているように、衝撃に弾性のある取り付け台が提供される。米国特許第６，４８６，７５８号では、衝撃時にリニアアクチュエータを機械的に安全化する「慣性ロック（ｉｎｅｒｔｉａｌ  ｌｏｃｋ）」が開示されている。米国特許第７，４８６，１６４号では、機械的衝撃にかかわらず接極子の動作を機械的に阻止するように考えられた様々な反衝撃デバイスが開示されている。
【００１１】
[0011]上記の手法は、周囲の一時的変化の発生時における不適切な作動に関する当面の課題をある程度まで軽減するが、機構の複雑さ、大きさ、及びコストの増加、並びに／又は、厳しい軍事環境に対する不十分さにつながる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
[0012]したがって、公知技術の欠点を回避する、改善された許容可能な耐衝撃ＵＶＲのリニアアクチュエータ、及び同様のリニアアクチュエータへの必要性が長らく認識されている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
[0013]本願発明者らは、衝撃又は振動などの周囲の一時的変化の発生を検出した時にアクチュエータを電気的に安全化することによって、不足電圧リリース機構などのリニアアクチュエータにおける衝撃感度による悪影響を実質的になくすことができると認識している。
【００１４】
[0014]一実施形態では、装置は、接極子、及び、少なくとも１つの電磁誘導コイルを有するソレノイドアクチュエータであって、それぞれのコイルが電力入力を有する、ソレノイドアクチュエータと、運動センサと、運動センサに接続しており、運動センサからの出力を受信し、上記コイルへの電力入力を調整するコントローラとを含む。運動センサの出力が、強度における所定のしきい値を超える周囲の一時的変化の発生を示す場合に、周囲の一時的変化の間、コイルによって生成される電磁場が接極子を所望の位置に拘束するのに十分となるように、コントローラは電力入力を調整する。
【００１５】
[0015]さらなる実施形態では、ソレノイドアクチュエータは、第１及び第２の電磁誘導コイルを有する。第１の電磁コイルはプルインコイルでもよく、第２の電磁コイルはホールディングコイルでもよく、また、運動センサの出力が周囲の一時的変化の発生を示す場合に、コントローラは、プルインコイルに通電することによって電力入力を調整する。
【００１６】
[0016]別の実施形態では、運動センサは、加速度計、振動センサ、及び／又は衝撃センサである。周囲の一時的変化は、衝撃及び／又は振動でもよい。
【００１７】
[0017]一実施形態では、コントローラは、入力電圧及び／又は入力電流を増やすことによって電力入力を調整する。
【００１８】
[0018]さらなる実施形態では、コイルによって生成される電磁場は、機械的な抵抗力に打ち勝つのに十分となる。この機械的な抵抗力は、らせんコイルばねでもよい、ばねによって提供することができる。
【００１９】
[0019]さらに別の実施形態では、周囲の一時的変化に起因する、接極子と電磁誘導コイルの相対的な動作を低減するために、接極子は機械的に平衡している。
【００２０】
[0020]一実施形態では、コントローラは、周囲の一時的変化の持続時間を所定のマージンだけ上まわるように設定された期間の間、電力を調整する。
【００２１】
[0021]さらなる実施形態では、コントローラは、周囲の一時的変化の立ち上がり時間と実質的に同様の立ち上がり時間で電力を調整する。
【００２２】
[0022]その上さらなる実施形態では、装置は、接極子、及び、少なくとも１つの電磁誘導コイルを有するソレノイドアクチュエータであって、それぞれのコイルが電力入力を有する、ソレノイドアクチュエータと、加速度計と、加速度計に接続しており、加速度計からの出力を受信し、上記コイルへの電力入力を調整するコントローラとを含む。加速度計の出力が、強度における所定のしきい値を超える周囲の一時的変化の発生を示す場合に、周囲の一時的変化の間、コイルによって生成される電磁場が接極子を所望の位置に拘束するのに十分となるように、コントローラは電力入力を調整する。
【００２３】
[0023]一実施形態では、ソレノイドアクチュエータは、不足電圧リリース機構の部品である。
【００２４】
[0024]さらなる実施形態では、装置は、サーキットブレーカと、電圧不足の発生時に上記サーキットブレーカをトリップさせるように動作可能な不足電圧リリース機構とを含む。不足電圧リリース機構は、接極子、及び、少なくとも１つの電磁誘導コイルを有するソレノイドアクチュエータと、加速度計と、加速度計に接続しており、加速度計からの出力を受信し、上記コイルへの電力入力を調整するコントローラとを含む。加速度計の出力が、強度における所定のしきい値を超える周囲の一時的変化の発生を示す場合に、周囲の一時的変化の間、コイルによって生成される電磁場が接極子を所望の位置に拘束するのに十分となるように、コントローラは電力入力を調整する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来技術で知られているリニアアクチュエータの分解等角図である。
【図２ａ】一実施形態の機能ブロック図である。
【図２ｂ】一実施形態の機能ブロック図である。
【図３】一実施形態の電気ブロック図である。
【図４】一実施形態で用いるのに好適な加速度計及びスイッチング回路を示す図である。
【図５】周囲の衝撃の一時的変化における立ち上がり時間と、一実施形態の応答時間とを比較するテスト結果を示す図である。
【図６】一実施形態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
[0032]本明細書で開示されるのは、周囲の一時的変化の発生を検出した時にソレノイドアクチュエータを電気的に安全化することができる装置及び方法である。図２に示されている実施形態では、アクチュエータ２０１は、コントローラ２０３によって調整可能な電力入力２２２を受信するために、例えば電源２０２に電気的に接続していてもよい。アクチュエータ２０１は、アクチュエータ本体に対して移動する磁気透過性の接極子を有し、また接極子の移動を妨げることができる磁界を誘導するように動作可能な少なくとも１つの電磁コイルを有していれば、図１を参照して上記で説明した従来のリニアアクチュエータでもよく、又は、従来のリニアアクチュエータの任意の変形でもよい。
【００２７】
[0033]コントローラ２０３は、ある所定のしきい値を超える周囲の一時的変化の発生を示す、運動センサ２０４からの出力２２４を受信すると、アクチュエータコイルによって生成される電磁場がアクチュエータ２０１を「安全化する」のに十分となるように電力入力２２２を調整することができる。「安全化する」という用語が本明細書で用いられる場合、その用語は、アクチュエータ本体に対するアクチュエータの接極子の不要な動作が実質的に抑圧され、それによって接極子が所望の位置に拘束されることを意味する。以降でより詳細に説明されるように、本願発明者らは、（１）周囲の一時的変化が感知され、（２）周囲の一時的変化に応じて電源パラメータが調整されうる信号処理時間が、接極子の不要な動作が実質的に抑圧されうるのに十分に短いことを見出している。より具体的には、例えば、一実施形態では、周囲の一時的変化における立ち上がり時間と実質的に同様である、コイルへの電力入力における立ち上がり時間がもたらされる。
【００２８】
[0034]有利には、電力入力２２２は、周囲の一時的変化が所定のしきい値を超えている間、調整されたままとなる。一実施形態では、電力入力２２２は、周囲の一時的変化における持続時間を超える期間、調整されたままとなる。有利には、この期間は、コイルの特性に基づいて選択されてもよい。例えば、この期間は、コイルへの増加電流がコイルのオーバーヒートを招かないことを確実なものとするように選択されてもよい。
【００２９】
[0035]当技術分野で知られているように、アクチュエータ２０１は、１つ、２つ、又は３つ以上の電磁コイルを有することができる。一実施形態では、アクチュエータ２０１は、単一のコイルを有することができ、その場合には、調整される電力入力２２２は、単一コイルに提供される入力電圧、入力電流、及び／又は入力電力でもよい。例えば、入力２２２が電流である場合、コントローラ２０３は、周囲の一時的変化の発生を示す信号２２４を受信すると、電流を増やすことによって入力２２２を調整し、それにより、アクチュエータ２０１の電磁コイルによって生成される磁場の強度を強めることができる。
【００３０】
[0036]さらなる実施形態では、アクチュエータ２０１は、低パワーである第１の「ホールディング」コイルと、高パワーである第２の「プルイン」コイルとを有することができる。従来、「プルイン」コイルは、接極子を伸長位置から収縮位置に移動（プルイン）させることが望まれる際に通電されるにすぎない。このような場合、電力入力２２２は、プルインコイルに供給される入力電圧、入力電流、及び／又は入力電力でもよい。例えば、入力２２２が電流である場合、コントローラ２０３は、周囲の一時的変化の発生を示す信号２２４を受信すると、プルインコイルに通電することによって入力２２２を調整し、それにより、アクチュエータ２０１において単独で動作するホールディングコイルによって生成される磁場より強い磁場を提供することができる。有利には、プルインコイルは、周囲の一時的変化が所定のしきい値を超えている間通電される。
【００３１】
[0037]運動センサ２０４は、従来の加速度計、振動センサ、又は衝撃センサでもよい。或いは、運動センサ２０４は、所定の応答特性を提供するためにカスタム設計されていてもよい。出力信号２２４は、衝撃及び／又は振動などの様々な周囲の一時的変化を知らせるために取り入れられていてもよい。
【００３２】
[0038]上記で説明したように、アクチュエータ２０１は、例えば、接極子が伸長位置などにバイアスされる対抗力を提供するらせんばね、又は他の機械的手段を含むことができる。このような場合、有利には、電磁コイルによって生成される磁場は、この機械的対抗力に打ち勝つのに十分となる。
【００３３】
[0039]図２ａに示されている実施形態は、運動センサに接続されるコントローラを設けて、アクチュエータコイルへの電力入力を制御するための単なる例示的技法であることが理解されよう。この実施形態では、コントローラ２０３は、運動センサ２０４と電源２０２の間に配置されて示されている。しかし、コントローラ２０３及び電源２０２は、様々な方法で配置されていてもよく、又は、単一のユニットとして一体化されていてもよい。
【００３４】
[0040]例えば、図２ｂに示されているように、コントローラは、運動センサ（加速度計２１４）及び電源２１２からの入力に対して動作するスイッチング回路２１３として具現化されていてもよい。電源２１２は、スイッチング回路２１３に低電圧を供給するための電圧コンバータを含むことができる。加速度の発生は、加速度計２１４によって感知することができ、加速度を表す信号は、スイッチング回路２１３に供給される。この信号が所定のしきい値を超えると、スイッチング回路２１３は、アクチュエータ（図示せず）の電磁コイルへの電力入力を調整することができる。
【００３５】
[0041]次に図３を参照して、一実施形態の電気ブロック図をさらに詳しく説明する。スイッチング回路２１３は、電圧増幅器２２３、レベル比較器２３３、コイルスイッチドライバ２４３、及びパワースイッチ２５３を含むことができる。図４は、公知の加速度計２１４と、好適なスイッチング回路２１３とからなる、試作基板の装置を具現化した物４０１を示す。
【００３６】
[0042]加速度計２１４からの出力信号は、電圧増幅器２２３によって受信し、増幅することができる。加速度計２１４からの出力信号が、強度における所定のしきい値を超える周囲の一時的変化を示すかどうかを判別するために、電圧増幅器２２３から生じる出力信号をレベル比較器２３３によって処理することができる。加速度計２１４からの出力信号が、強度における所定のしきい値を超える周囲の一時的変化を示すという判別がレベル比較器２３３によって行なわれると、コイルスイッチドライバ２４３は、レベル比較器２３３からの信号によってパワースイッチ２５３の制御を開始することができる。
【００３７】
[0043]有利には、パワースイッチ２５３は、入力電源３０１及びアクチュエータコイル１６と直列に配置することができる。結果として、スイッチング回路２１３の動作によって、アクチュエータコイル１６に対する電力入力が制御されうる。一実施形態では、アクチュエータコイル１６は、リニアアクチュエータのプルインコイルである。
【００３８】
[0044]一実施形態では、加速度計２１４は、絶対値をとって３軸すべての加速度を合計するために演算増幅器に出力供給する集積回路の加速度計でもよい。上記の実施形態は、衝撃に対する良好な感度、加速度レベルの正確な測定、及び、強度における所定のしきい値を好都合に調整できることを実現するために見出された。しかし、同じ機能を提供する他の方法が用いられてもよい。例えば、単純な衝撃感知スイッチによってプルインコイルが通電されてもよい。
【００３９】
[0045]本願発明者らは、上記の説明に従って構築された実施形態が、容器、重さ、及びコストの点で、リニアアクチュエータの衝撃感度を低減するための、従来知られている技術に好ましく匹敵することを見出している。
【００４０】
[0046]上記で示したように、本願発明者らは、（１）周囲の一時的変化が加速度計２１４などによって感知され、（２）周囲の一時的変化に応じてアクチュエータコイルへの電力入力がスイッチング回路２１３などによって調整されうる信号処理時間が、接極子の不要な動作が実質的に抑圧されうるのに十分に短いことを見出している。次に図５を参照すると、不足電圧リリース機構、及び、図４に示されている試作基板の装置に加えられた、測定された衝撃パルス信号５０２と共通の時間軸上に、スイッチング回路２１３の出力５０１がグラフに示されている。測定された衝撃パルス信号５０２は、ＵＶＲ機構と、試作基板の装置４０１との両方が取り付けられたプレートをハンマーでたたくことによって生じた。スイッチング回路２１３で安全化されていない場合にハンマーでたたくことによって、ＵＶＲをトリップさせるのに十分な衝撃レベルが得られた。しかし、上記で説明した電気的に補助された安全化を提供するためにスイッチング回路２１３がイネーブルにされると、ＵＶＲのアクチュエータコイルへの電力入力における立ち上がり時間によって、ＵＶＲのコイルは、接極子の拘束を解くことなく、また接極子の解放を阻止した。さらに、図５に示されているように、スイッチング回路２１３における出力の立ち上がり時間は、機械的な衝撃の一時的変化における立ち上がり時間と実質的に同様である。
【００４１】
[0047]次に図６を参照すると、接極子６０２を有するリニアアクチュエータ６０１が示されている。図示されている実施形態では、接極子６０２は、周囲の一時的変化に起因する、接極子６０２とアクチュエータ本体６０４との相対的な動作を低減するために、機械的なカウンターバランス６０３に連結することができる。このような実施形態は、例えば、アクチュエータの電磁誘導コイルへの電力入力に課せられる要件を緩和するために、上記で説明した電気的に補助された安全化技術と組み合わせて実施されてもよい。
【００４２】
[0048]本明細書で説明されたいくつかの実施形態は、サーキットブレーカ用の改善された耐衝撃ＵＶＲを実現することに好都合に向けられているが、本発明者らによって見出された上記の技術は、このような用途に限定されない。例えば、本技術は、接触器、バルブ、電気施錠デバイスなどの、衝撃感知アクチュエータを制御するソレノイドコイルを利用する複数の他のデバイスに適用することができる。また、本技術は、衝撃パルス又は急激な加速の影響に「耐え」、又はそれに備える電気デバイスに通電するためにソリッドステートスイッチが使用されることになる他の機器に用いることもできる。
【００４３】
[0049]いくつかの好ましい実施形態が開示されたが、これらは、行なわれた詳しい説明のすべてに対する限定として解釈されるべきではない。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、説明された実施形態の変更を行なうことができ、説明された実施形態の変形をなすことができ、また、当業者によって理解されるように、他の実施形態は本開示に包含されるように理解されるべきである。
【図１】
2013507006.tif 000003
【図２ａ】
2013507006.tif 000004
【図２ｂ】
2013507006.tif 000005
【図３】
2013507006.tif 000006
【図４】
2013507006.tif 000007
【図５】
2013507006.tif 000008
【図６】
2013507006.tif 000009
【国際調査報告】
2013507006.tif 000010