(57)【要約】【課題】  アーマチュア内での渦電流による損失を抑制し、開閉器を開閉動作させる効率を向上させる。【解決手段】  磁路を形成するためのヨーク１と、ヨーク１内を移動するアーマチュア２と、ヨーク１の磁束を増減させる閉路コイル３および開路コイル４と、アーマチュア２を吸引する永久磁石５と、アーマチュア２に固定されるとともに、ヨーク１の一側面を貫通する非磁性体の操作ロッド６とを具備し、閉路コイル３および開路コイル４を励磁したときに、アーマチュア２内で磁気回路が複数回路形成されるように、このアーマチュア２を複数分割したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁路を形成するためのヨークと、
前記ヨーク内を移動するアーマチュアと、
前記ヨークの磁束を増減させるソレノイドコイルと、
前記アーマチュアを吸引する永久磁石と、
前記アーマチュアに固定されるとともに、前記ヨークの一側面を貫通する非磁性体の操作ロッドとを具備し、
前記アーマチュア内で磁気回路が複数回路形成されるように、このアーマチュアを複数分割したことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記ヨークと接離する前記アーマチュアの接触面を同軸状に分割したことを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記ヨークと接離する前記アーマチュアの接触面を円周方向に分割したことを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
前記アーマチュアと接離する前記ヨークの接触面を、前記アーマチュアの分割面に対向させて分割したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項５】
前記アーマチュアと前記ヨークの少なくとも一方の分割面に、この分割面を一体で覆うような接触板を設けたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空遮断器のような開閉器を開閉操作する操作機構に用いられる電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の開閉器の操作機構においては、開路操作および閉路操作を行うために、必要な操作力を電磁アクチュエータで発生させるものがある。電磁アクチュエータは、開閉器の可動軸に連結された操作ロッド、操作ロッドに固定されたアーマチュア、磁路を形成してアーマチュアを移動させるためのヨーク、ヨーク内の磁束を増減させるソレノイドコイルなどから構成される。
【０００３】
そして、アーマチュアは、ヨークとともに磁気回路を形成することから薄鋼板を積層し、端部を台形状として一体構造に組み立てられている（例えば、特許文献１参照）。また、筒状部と円板部とで構成されるものでは、これらが一体構造で組み立てられている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１４６３３６号公報  （第７ページ、図４）
【特許文献２】特開平１１−７２１７９号公報  （第５ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来の電磁アクチュエータにおいては、次のような問題がある。  
アーマチュアが一体構造となっているので、ソレノイドコイルを励磁したとき、内部で渦電流が発生し、磁力の損失が大きくなっていた。また、重量物となっていた。これらのことから、ソレノイドコイルによる磁力を充分に活用することができず、開閉器の開閉動作の効率が低下していた。また、開閉速度の向上がし難いものとなっていた。
【０００５】
このため、アーマチュアの渦電流による損失を抑制し、更にはアーマチュアの重量を低減し、開閉器を開閉動作させる効率を向上し得る電磁アクチュエータが望まれていた。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、開閉動作の効率を向上し得る電磁アクチュエータ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、本発明の電磁アクチュエータは、磁路を形成するためのヨークと、前記ヨーク内を移動するアーマチュアと、前記ヨークの磁束を増減させるソレノイドコイルと、前記アーマチュアを吸引する永久磁石と、前記アーマチュアに固定されるとともに、前記ヨークの一側面を貫通する非磁性体の操作ロッドとを具備し、前記アーマチュア内で磁気回路が複数回路形成されるように、このアーマチュアを複数分割したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アーマチュアを複数分割し、接離するヨークとで形成される磁気回路が複数回路となるようにしているので、渦電流による損失が抑制され、開閉器を開閉動作させる効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
先ず、本発明の実施例１に係る電磁アクチュエータを図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る電磁アクチュエータの構成を一部切り欠いて示す斜視図、図２は、本発明の実施例１に係る電磁アクチュエータの構成を示す上面図である。
【００１１】
図１に示すように、電磁アクチュエータは、磁路を形成するための筒状のヨーク１、ヨーク１内を移動自在に移動する磁性体のアーマチュア２、ヨーク１内の磁束を増減させる閉路コイル３および開路コイル４からなるソレノイドコイル、アーマチュア２を吸引する永久磁石５、アーマチュア２に固定されるとともに、ヨーク１の一側面を移動自在に貫通し、図示しない開閉器の可動軸に連結された非磁性体の操作ロッド６から構成されている。なお、永久磁石５は、開閉器を閉路保持するために吸引する。
【００１２】
ここで、ヨーク１は、前述の一側面となる円盤状の上面部１ａ、上面部１ａを囲むようにその外周部に連接された筒状の外周部１ｂ、外周部１ｂの中間部の内部に突出して設けられた環状の中間部１ｃ、永久磁石５に固定され、後述するアーマチュア２と接離する環状の磁石部１ｄ、操作ロッド６の外周で上面部１ａに連接され、後述するアーマチュア２と接離する筒状の円柱部１ｅから構成されている。
【００１３】
また、アーマチュア２は、円柱状の筒部２ａと、この筒部２ａに連接され、半径方向に広がる鍔部２ｂとから構成されている。ここで、筒部２ａには、操作ロッド６と同軸状に形成された複数の溝部２ｃが筒部２ａの軸方向の全域に設けられている。即ち、図２に示すように、筒部２ａには、半径の異なる僅かな幅を有する溝部２ｃが二本設けられ、同軸状に三分割されている。この分割された面が接触面となり、円柱部１ｅと接離するようになっている。アーマチュア２は、薄鋼板を積層して形成してもよく、また、磁性体粉末を圧縮して成形してもよい。
【００１４】
このような溝部２ｃを有する筒部２ａは、半径の異なるものを予め製作しておき、これらを鍔部２ｂに固定すれば容易に製造することができる。また、薄鋼板を丸めて積層する過程で、絶縁フィルムを所定位置に挿入することによっても容易に製造することができる。この場合、絶縁フィルムが溝部２ｃと同様なものとなる。
【００１５】
また、アーマチュア２の鍔部２ｂは、磁石部１ｄと接離するようになっている。これらの筒部２ａと円柱部１ｅ、および鍔部２ｂと磁石部１ｄは、開閉器が閉路のときに接触し、開路のときに開離する。
【００１６】
これにより、図１の図中に点線で示すように、閉路コイル３や開路コイル４などを励磁したときに形成される磁気回路は、アーマチュア２内でｍ１、ｍ２、ｍ３の三回路に分岐される。なお、これらの磁気回路ｍ１、ｍ２、ｍ３は、ヨーク１や永久磁石５内では合流する。
【００１７】
このように磁気回路が分岐されるので、アーマチュア２内での渦電流を小さくすることができる。そして、大きな磁力を発生させることができ、開閉動作の効率を向上させることができる。また、アーマチュア２を軽量化することができるので、開閉速度を向上させることができる。
【００１８】
上記実施例１の電磁アクチュエータによれば、アーマチュア２の筒部２ａに同軸状の溝部２ｃを設け、ヨーク１の円柱部１ｅと接離するようにしているので、アーマチュア２内で磁気回路が複数回路となり、渦電流による損失が抑制され、閉路コイル３や開路コイル４などによる磁力を充分に活用することができ、開閉器を開閉動作させる効率を向上させることができる。
【００１９】
なお、上記実施例１では、アーマチュア２の筒部２ａを複数分割して説明したが、鍔部２ｂにおいてもヨーク１の磁石部１ｄと接離する部分に同軸状の溝部を設け、複数分割してもよい。
【実施例２】
【００２０】
次に、本発明の実施例２に係る電磁アクチュエータを図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る電磁アクチュエータの構成を一部切り欠いて示す斜視図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、ヨークの円柱部にも溝部を設けたことである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図３に示すように、アーマチュア２の筒部２ａと接離するヨーク１の円柱部１ｅには、操作ロッド６と同軸状に形成された溝部１ｆが、筒部２ａの分割面と対向して設けられている。溝部１ｆと溝部２ｃとを対向して設けると、接離する面積の減少を抑えられ、磁気抵抗が抑制されるので好ましい。
【００２２】
上記実施例２の電磁アクチュエータによれば、実施例１による効果のほかに、ヨーク１の円柱部１ｅ内での渦電流が抑制され、開閉器を開閉動作させる効率を更に向上させることができる。
【実施例３】
【００２３】
次に、本発明の実施例３に係る電磁アクチュエータを図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る電磁アクチュエータの構成を一部切り欠いて示す斜視図である。なお、この実施例３が実施例２と異なる点は、アーマチュアの筒部に接触板を設けたことである。図４において、実施例２と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
図４に示すように、ヨーク１の円柱部１ｅと接離するアーマチュア２の筒部２ａには、溝部２ｃを覆うような薄板の接触板２ｄが設けられている。即ち、溝部２ｃで分割された分割面を接触板２ｄで一体としている。
【００２５】
上記実施例３の電磁アクチュエータによれば、実施例２による効果のほかに、円柱部１ｅと接離する筒部２ａの面積が増加するので、開閉器を開閉動作させる効率を更に向上させることができる。
【００２６】
なお、上記実施例３では、アーマチュア２側に接触板２ｄを設けて説明したが、ヨーク１の円柱部１ｅ側にも接触板を設け、分割面を一体としてもよい。ここで、ヨーク１の円柱部１ｅの溝部１ｆを省略したものでは、アーマチュア２側のみに接触板２ｄを設けるものとする。
【実施例４】
【００２７】
次に、本発明の実施例４に係る電磁アクチュエータを図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例４に係る電磁アクチュエータの構成を示す上面図である。なお、この実施例４が実施例１と異なる点は、アーマチュアの形状である。図５において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２８】
図５に示すように、アーマチュア２の筒部２ａには、内径側と外径側の筒体２ｅ内に、複数の柱状体２ｆが放射状に並んで設けられている。即ち、筒部２ａが円周方向で複数分割されている。なお、柱状体２ｆは、断面が方形状、多角形状、円状、扇状などいずれの形状でもよい。
【００２９】
上記実施例４の電磁アクチュエータによれば、アーマチュア２が円周方向で複数分割されているので、渦電流による損失を抑制することができる。
【００３０】
なお、上記実施例４では、アーマチュア２の筒部２ａを分割して説明したが、ヨーク１の円柱部１ｅも同様に、柱状体のヨークを放射状に並べて分割してもよい。また、筒部２ａや円柱部１ｅの分割面に、この分割面を一体で覆うような接触板を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１に係る電磁アクチュエータの構成を一部切り欠いて示す斜視図。
【図２】本発明の実施例１に係る電磁アクチュエータの構成を示す上面図。
【図３】本発明の実施例２に係る電磁アクチュエータの構成を一部切り欠いて示す斜視図。
【図４】本発明の実施例３に係る電磁アクチュエータの構成を一部切り欠いて示す斜視図。
【図５】本発明の実施例４に係る電磁アクチュエータの構成を示す上面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  ヨーク
１ａ  上面部
１ｂ  外周部
１ｃ  中間部
１ｄ  磁石部
１ｅ  円柱部
１ｆ、２ｃ  溝部
２  アーマチュア
２ａ  筒部
２ｂ  鍔部
２ｄ  接触板
２ｅ  筒体
２ｆ  柱状体
３  閉路コイル
４  開路コイル
５  永久磁石
６  操作ロッド
【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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