(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を有し、軸方向に往復運動可能な可動子と、
上記軸方向に平行な上記可動子の側面および上記軸方向の上記可動子の両端面に相対する面を有する継鉄と、
上記継鉄および上記可動子で構成される閉磁気回路中に配置される永久磁石と、
上記継鉄または上記可動子の周囲に配置される２つ以上の駆動コイルと、
上記駆動コイルに励磁電流を流す電源と、
を備え、
上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の一方の端面を経由して上記可動子に至る第１の磁気回路および、上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の他方の端面を経由して上記可動子に至る第２の磁気回路が構成される電磁操作機構において、
上記駆動コイルは、
上記可動子を往運動させるために励磁される少なくとも１つの往駆動コイルと、
両端子が常に電気的に接続されて閉回路が構成されるとともに、上記往駆動コイルが励磁されるとき誘導電流が誘導されて上記可動子の移動開始を遅らせる少なくとも１つの復駆動コイルと、を備えることを特徴とする電磁操作機構。
【請求項２】
上記復駆動コイルの両端子が抵抗体またはダイオードの少なくとも１つを介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載する電磁操作機構。
【請求項３】
上記復駆動コイルの両端子がツェナーダイオードを介して接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載する電磁操作機構。
【請求項４】
上記復駆動コイルの両端子が抵抗変化素子を介して接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載する電磁操作機構。
【請求項５】
軸を有し、軸方向に往復運動可能な可動子と、
上記軸方向に平行な上記可動子の側面および上記軸方向の上記可動子の両端面に相対する面を有する継鉄と、
上記継鉄および上記可動子の間に配置される永久磁石と、
上記可動子の側面に相対し、上記永久磁石の上記軸方向の両側に位置する上記継鉄の面に固着される往駆動コイルおよび復駆動コイルと、
上記往駆動コイルまたは上記復駆動コイルの一方に励磁電流を流す電源と、
を備え、
上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の一方の端面を経由して上記復駆動コイルの中心を通過して上記可動子に至る第１の磁気回路および上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の他方の端面を経由して上記往駆動コイルの中心を通過して上記可動子に至る第２の磁気回路が構成される電磁操作機構において、
上記可動子の移動開始を遅らせるために上記永久磁石により上記第２の磁気回路に発生する磁束と反対向きの磁束が上記可動子の他方の端面を通過し、且つ上記永久磁石により上記第１の磁気回路に発生する磁束と同じ向きの磁束が上記可動子の一方の端面を通過するように上記往駆動コイルの励磁電流を制御し、その後上記第１の磁気回路の上記可動子の一方の端面を通過する磁束が上記継鉄の飽和磁束を超える磁束となるように上記往駆動コイルの励磁電流を制御することを特徴とする電磁操作機構。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載する電磁操作機構を使用することを特徴とする電力用開閉器または電力用開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２つの位置で可動子を安定に保持することのできる電磁操作機構およびこれを使用する電力用開閉器と電力用開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力用開閉装置の電磁操作機構は、収容部を囲んだ額縁状の縁を有する継鉄と、継鉄の縁から収容部に向かって突出し、隙間を配して相対する磁極と、収容部に収容し、直線運動可能に支持され、相対する磁極の間に配設された直方体状の可動子と、磁極との間にわずかな隙間を配して可動子に固着された永久磁石と、可動子の移動方向に向かった可動子の両端部にそれぞれ同軸状に略外接する角形の内周部を有する２個の角形環状の励磁コイルと、可動子の移動方向に向かった両端部に連結され、継鉄に備えられた軸受により直線移動可能に支持された可動軸と、を備える。
【０００３】
永久磁石は、可動子の移動方向に垂直な方向に磁界を有している。永久磁石の起磁力により、可動子は、可動子の移動方向の一方の端部が継鉄に近接した第１の安定点と、可動子の他方の端部が継鉄に近接した第２の安定点と、において安定した状態で保持される。このようにして、可動子は２つの安定な位置間を往復駆動され、可動子に連結された可動軸を介して連結された電力用開閉装置内の可動接点が往復駆動され、電力を開閉する。
【０００４】
いま、可動子が第１の安定点において安定した状態で保持されているとき、近接している可動子の一方の端部と継鉄との間を通過する永久磁石が発生する磁束を打ち消す方向に励磁コイルに励磁電流が流されると、近接している可動子の一方の端部と継鉄との間を通過する磁束が減少し、近接している可動子の一方の端部と継鉄とを互いに引き寄せる力が減少する。逆に、離れている可動子の他方の端部と継鉄との間を通過する磁束が増加し、離れている可動子の他方の端部と継鉄とを互いに引き寄せる力が増加する。そして、離れている可動子の他方の端部と継鉄とを引き寄せる力が近接している可動子の一方の端部と継鉄とを引き寄せる力より大きくなったとき、近接している可動子の一方の端部と継鉄との隙間が広くなるように可動子は移動して可動子が第２の安定点において停止する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、交流電力系統に短絡事故が発生したとき、短絡事故発生直後の電流は大きな直流成分を含んでいるため、電流波形は電流零に対して非対称になっている。その後、次第に直流成分が減衰し、電流波形は電流零に対して対称に戻っていく。このように、短絡事故発生直後では電流値が大きいため、接点対を開極すると接点が著しく損耗してしまう。
また、電力用開閉装置では、電流値が零となる点でしか電流を遮断することができないので、直流成分が非常に大きいと電流が電流零点を交差することがない場合も想定される。このようなときに敢えて接点対を開極しようとすると、半サイクルを経過しても電流が遮断されないので、接点間に１サイクル以上の長時間に亘ってアークが発生することになり、著しい接点消耗、電力用開閉装置の劣化、汚損、遮断不能を引き起こす可能性がある。
【０００６】
そのため、電力用開閉装置では、事故電流発生直後は動作せず、具体的には２サイクル程度待機してから開極動作が始められる。このため、電磁操作機構に対して次のような構成が提案されている。例えば、電子回路を備え、タイマーの設定を行うことが提案され、この場合、動作遅延を容易に設定することができる（例えば、特許文献２参照）。
また、安価に動作速度を低減させるために、可動鉄心、固定鉄心、駆動コイル、永久磁石からなる磁気回路の一部に、磁束と鎖交するように配置された逆起電流発生コイルを備え、可動鉄心の移動によって発生した磁束変化を逆起電流発生コイルに起電力として誘起させることで可動鉄心に対して制動力を作用させることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
また、電磁形過電流継電器に電磁コイルの他に短絡コイルを付加し、電磁コイルの入力電流が急に断となる場合、短絡コイルに発生する誘起電圧による電流により磁束が発生し、動作を短時間継続させることも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第９５／０７５４２号パンフレット
【特許文献２】国際公開第９６／３２７３４号パンフレット（Ｆｉｇ．３）
【特許文献３】特開２００１−２５６８６８号公報
【特許文献４】特開平８−２８７８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、電子回路を使用するに際して、電子回路は環境変化や外乱に対して影響を受け易いので、電子回路の信頼性を確保するため、使用環境が制限される。例えば、屋外向けの遮断器のように周囲環境が厳しい場合や廉価な遮断器のようにメンテナンスに費用を掛け難い場合には電子回路を使用することが難しいという問題がある。
また、短絡コイルや逆起電流コイルを駆動コイルとは別に追加配置し、動作開始時間を遅らせようとすると、電磁操作機構が大型化するため、高コスト、高重量であるという問題がある。
【０００９】
この発明の目的は、使用環境の制限を新たに考慮せずに、動作開始を遅らせる電磁操作機構およびこれを使用する電力用開閉装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係わる電磁操作機構は、軸を有し、軸方向に往復運動可能な可動子と、上記軸方向に平行な上記可動子の側面および上記軸方向の上記可動子の両端面に相対する面を有する継鉄と、上記継鉄および上記可動子で構成される閉磁気回路中に配置される永久磁石と、上記継鉄または上記可動子の周囲に配置される２つ以上の駆動コイルと、上記駆動コイルに励磁電流を流す電源と、を備え、上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の一方の端面を経由して上記可動子に至る第１の磁気回路および、上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の他方の端面を経由して上記可動子に至る第２の磁気回路が構成される電磁操作機構において、上記駆動コイルは、上記可動子を往運動させるために励磁される少なくとも１つの往駆動コイルと、両端子が常に電気的に接続されて閉回路が構成されるとともに、上記往駆動コイルが励磁されるとき誘導電流が誘導されて上記可動子の移動開始を遅らせる少なくとも１つの復駆動コイルと、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る電磁操作機構の効果は、復駆動コイルの両端子が接続されているので、往駆動コイルに励磁電流を流すと復駆動コイルに近接している可動子と継鉄とを引き付ける誘導電流が流れ、可動子の移動開始を遅らせることができ、そのために特別な制御回路が不要であり、極めて簡単な構成で遅延時間を簡単に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる電磁操作機構の構成を示す図である。図２（ａ）、図２（ｂ）は、実施の形態１の電磁操作機構を用いた電力用開閉装置の断面図を示す。図３は、実施の形態１の電磁操作機構の動作を説明するための説明図である。図１において、機構部分は断面図で示してある。
【００１３】
図１は、電磁操作機構１Ａの可動子２が第１の安定位置に停止されている状態を示す図である。電磁操作機構１Ａは、角柱状で、角柱の中心軸に沿った円筒状の中心孔を有した可動子２、可動子２の一対の相対する側面に貼り付けられた２個の永久磁石３、４、可動子２の中心孔に両側から挿入され、可動子２の端面が継鉄１１に当接するように一部可動子２に螺合された可動軸５、６を有している。可動子２、永久磁石３、４、可動軸５、６は、可動子２の軸方向に一体として直線運動可能である。可動子２は、磁性体からなる。
【００１４】
電磁操作機構１Ａは、さらに、可動子２の軸方向におおよそ可動子２の長さだけ離れ、可動子２の軸に対して同軸状に配置され、口の字状の断面を有する２個の往駆動コイル７および復駆動コイル８、永久磁石３、４に隙間を配して対向し、往駆動コイル７および復駆動コイル８の側面によって挟まれた磁極９、１０を有している。さらに、磁極９、１０から連続的に外側へと連なり、往駆動コイル７および復駆動コイル８の外側面をそれぞれ覆い、可動子２の軸方向の端面に相対するように延びた継鉄１１を有している。可動子２の軸方向の端面に相対する継鉄１１の面に設けられた孔に、可動軸５、６を回転自在に支持する軸受１２が嵌入されている。これらにより、可動子２、永久磁石３、４、可動軸５、６が一体になって、磁極９、１０の永久磁石３、４と対向する面に沿って可動子２の軸方向に往復運動可能に継鉄１１に装着される。磁極９、１０と継鉄１１は、軟鉄板を積層して作製している。
【００１５】
電磁操作機構１Ａは、さらに、復駆動コイル８の両端子間に接続された抵抗体１４、往駆動コイル７および復駆動コイル８に励磁電流を流す駆動電源１５を有する。駆動電源１５は、往駆動コイル７および復駆動コイル８に往駆動コイル７および復駆動コイル８を貫通する永久磁石３、４により励磁された磁束の方向と同じ方向の磁束が励磁されるように励磁電流を流す。
なお、永久磁石３、４は、磁極９、１０と可動子２との間に配置されているが、例えば可動子２の内部や継鉄１１の内部に配置しても良いことは言うまでもない。また、往駆動コイル７と復駆動コイル８は、継鉄１１の内側に配置されているが、例えば継鉄１１の外側に配置しても良いことは言うまでもない。
【００１６】
図２（ａ）、図２（ｂ）に電磁操作機構１Ａを使用した電力用開閉装置２０の断面図を示す。図２（ａ）は、電力用開閉装置２０が開極している状態を示し、図２（ｂ）は、閉極している状態を示す。電力用開閉装置２０は、電磁操作機構１Ａの可動軸６に連結され、回転中心軸２１により回転自在に軸支されるレバー部２２、レバー部２２に接圧バネ２３を介して連結された真空バルブ２４の可動接点２５、可動接点２５に対向する固定接点２６を有している。レバー部２２は、スプリング３０により回転中心軸２１を中心にして図２上で反時計方向に回動するように付勢されている。可動接点２５は、開極状態（図２（ａ））、閉極状態（図２（ｂ））の間を移動して固定接点２６との間で電力を開閉する。
【００１７】
次に、図２（ａ）、図２（ｂ）、図３を参照して電磁操作機構１Ａの動作について説明する。なお、磁気回路は、可動子２の軸に対して対称に形成されている。
【００１８】
この電磁操作機構１Ａは、永久磁石３、４、可動子２および磁極９、１０を共通に含んだ２つの磁気回路Ｓ１と磁気回路Ｓ２とを有している。磁気回路Ｓ１において、永久磁石３、４、磁極９、１０、継鉄胴部１１ａ、継鉄下部１１ｂ、可動子２の一方の端面と継鉄１１との間の第１の隙間２７、可動子２が直列に接続されている。
【００１９】
また、磁気回路Ｓ２において、永久磁石３、４、磁極９、１０、継鉄胴部１１ａ、継鉄上部１１ｃ、可動子２の他方の端面と継鉄１１との間の第２の隙間２８、可動子２が直列に接続されている。
【００２０】
可動子２は、隙間２７側の継鉄１１とほぼ当接し、その結果、第１の隙間２７の長さが第２の隙間２８の長さに対して十分に小さくなることにより、第１の安定点に位置する。また、可動子２は、隙間２８側の継鉄１１とほぼ当接し、第２の隙間２８の長さが第１の隙間２７の長さに対して十分に小さくなることにより、第２の安定点に位置する。
例えば、可動子２が継鉄下部１１ｂに近接したとき、第１の隙間２７の磁気抵抗は、第２の隙間２８の磁気抵抗より非常に小さいので、磁気回路Ｓ１の磁束Φ１は、磁気回路Ｓ２の磁束Φ２より大きい。そのため、第１の隙間２７に働く磁気吸引力は、第２の隙間２８に働く磁気吸引力より大きいので、足し合わされた磁気吸引力は可動子２を継鉄下部１１ｂ方向に加圧する。
逆に、可動子２が継鉄上部１１ｃに近接したとき、第２の隙間２８の磁気抵抗は、第１の隙間２７の磁気抵抗より非常に小さいので、磁気回路Ｓ２の磁束Φ２は、磁気回路Ｓ１の磁束Φ１より大きい。そのため、第２の隙間２８に働く磁気吸引力は、第１の隙間２７に働く磁気吸引力より大きいので、足し合わされた可動子２に働く磁気吸引力は可動子２を継鉄上部１１ｃ方向に加圧する。
【００２１】
次に、可動子２の移動について説明する。
可動子２を第１の安定点から第２の安定点に移動させるために、往駆動コイル７に励磁電流を流し、第１の隙間２７の磁束と逆方向に磁束を発生させ保持状態にある可動子２の保持力を低下し、第２の隙間２８の磁束を増加させて第１の隙間２７の磁気吸引力より大きくなるようにする。
例えば、図３に示すように、可動子２が第１の安定点に保持されているとき、永久磁石３、４による磁束と同一方向の磁束を磁気回路Ｔ２に発生するように、駆動電源１５により往駆動コイル７に電流を流すと、磁気回路Ｕ２に第１の隙間２７における永久磁石３、４による磁束と反対方向の磁束を発生する。
しかし、抵抗体１４を介して両端子が接続されている復駆動コイル８の閉回路に、往駆動コイル７の励磁により発生する磁束を打ち消すように、誘導電流が誘導され、その結果、磁気回路Ｖ２に第１の隙間２７における永久磁石３、４による磁束と同一方向の磁束が発生するので、可動子２は移動を開始しない。
復駆動コイル８に誘導される誘導起電力Ｕの大きさは、式（１）によって与えられる。
【００２２】
Ｕ＝−Ｎ×（ｄΦ／ｄｔ）              （１）
【００２３】
ただし、Ｎは復駆動コイル８の巻数、ｄΦ／ｄｔは、往駆動コイル７に励磁電流を流したときに発生する復駆動コイル８を貫通する磁束の時間変化を示す。
そして、復駆動コイル８に誘導される誘導電流は、誘導起電力Ｕ、抵抗体１４および復駆動コイル８の抵抗分の和（Ｒ）およびインダクタンス（Ｌ）によって決まる回路定数から算出できる。誘導された誘導電流は、時定数τ＝Ｌ／Ｒに従って減衰していく。
その結果、誘導電流がある値以下まで低下すると、第１の隙間２７の磁気吸引力が減少し、第２の隙間２８の磁気吸引力が大きくなるので、第２の隙間２８の磁気吸引力が主に可動子２に働き、可動子２は、対向する磁極９、１０の間を通過して、往駆動コイル７の角形の内周部内へ移動する。
つまり、抵抗体１４の抵抗値を適当に選定することにより、遅延時間を自由に設定できることを意味している。
このように可動子２は移動し、移動後の可動子２は第２の安定点で保持される。
【００２４】
また、可動子２を第２の安定点から第１の安定点に移動させるために、復駆動コイル８に励磁電流を流し、保持状態にある可動子２と第２の隙間２８の磁束と逆方向に磁束を発生させ保持力を低下し、第１の隙間２７での磁束を増加させて第２の隙間２８での磁気吸引力より大きくなるようにする。
例えば、図２（ａ）に示すように可動子２が第２の安定点に保持されているとき、永久磁石３、４による磁界と同一方向の磁界を磁気回路Ｓ１に発生するように、駆動電源１５により復駆動コイル８に電流を流す。そうすると、可動子２は、第１の安定点、即ち図２（ｂ）に示す位置まで移動し、保持される。
【００２５】
なお、復方向に可動子２を移動させる場合、駆動電源１５から供給される電流は、復駆動コイル８に流れる電流と抵抗体１４に流れる電流に分流されるが、抵抗体１４の抵抗値が復駆動コイル８の抵抗値よりも桁違いに大きくなるように設定しておけば、ほとんどの電流は復駆動コイル８に流れるため、可動子２を復方向に移動することを阻害することはない。
【００２６】
このようにして、可動子２は２つの安定な位置間を往復し、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように可動子２は可動軸６を介して連結した真空バルブ２４内の可動接点２５を往復駆動し、電力を開閉する。
【００２７】
このような電磁操作機構１Ａは、復駆動コイル８の両端子に駆動電源１５と並列に抵抗体１４が接続され、往駆動コイル７に励磁電流を流すと復駆動コイル８に近接している可動子２と継鉄１１とを引き付ける誘導電流が流れ、可動子２の移動開始を遅らせることができ、そのために特別な制御回路が不要であり、抵抗体１４の抵抗値を変えるだけで電力用開閉装置２０の遅延時間を簡単に調整できる。
また、既存の復駆動コイル８も抵抗体を追加するだけでそのまま利用することができる。
【００２８】
なお、実施の形態１において、永久磁石３、４は可動子２に貼り付けているが、電磁操作機構１の永久磁石３、４を磁極９、１０に固着しても同様な効果が得られる。
また、継鉄１１、永久磁石３、４、往駆動コイル７および復駆動コイル８から構成される電磁操作機構であれば、その形状に関わりなく適用することができる。
また、実施の形態１において電磁操作機構１Ａを電力用開閉装置に使用する例について説明したが、電力用開閉器にも同様に電磁操作機構１Ａを適用することができる。
【００２９】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係わる電磁操作機構の断面図である。
この発明の実施の形態２に係わる電磁操作機構１Ｂは、図４に示すように、実施の形態１に係わる電磁操作機構１Ａと往駆動コイル７が配設されている位置が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態２に係わる往駆動コイル７は、復駆動コイル８と磁極９、１０との可動子２の移動方向の隙間に配設されている。
そして、駆動電源１５は、永久磁石３、４により励磁され、復駆動コイル８を貫通する磁束を打ち消すように、往駆動コイル７に励磁電流を流す。往駆動コイル７に励磁電流が流されると、可動子２の端面と継鉄１１との隙間２７を貫通する磁束は減少するが、逆に、この磁束の減少により抵抗体１４に形成されている復駆動コイル８の閉回路にこの隙間を貫通する磁束を増加する電流が流れるので、磁束の減少する速度は遅くなる。そして、可動子２と継鉄１１とを第１の隙間２７の間隔を小さくする方向に吸引する吸引力がスプリングにより付勢されている可動子２への押圧力以下に達するまでの時間が、閉回路が形成されていないときと比べて長くなる。
【００３０】
可動子２を復方向に移動させるときは、実施の形態１のときと同様に、復駆動コイル８に駆動電源１５から励磁電流が流されることにより、第２の安定点にある可動子２の継鉄１１に近接している端部を貫通する永久磁石３、４による磁束が打ち消され、可動子２の他の端部を貫通する復駆動コイル８による磁束が増加するので、第２の安定点から第１の安定点まで可動子２が移動する。
【００３１】
このような電磁操作機構１Ｂは、磁極９、１０と復駆動コイル８との間に往駆動コイル７を配置しても、抵抗体１４により閉回路が形成された復駆動コイル８に磁束の減少の速度を遅らせる電流が閉回路に流れるので、復駆動コイル８を抵抗体１４により接続するだけで簡単に可動子２の往方向への移動開始を遅らせることができる。
【００３２】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係わる電磁操作機構の断面図である。
この発明の実施の形態３に係わる電磁操作機構１Ｃは、図５に示すように、実施の形態１に係わる電磁操作機構１Ａと閉回路が抵抗体１４とダイオード３３とを介して復駆動コイル８の両端子が接続されていることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態３に係わる復駆動コイル８の両端子は、直列に接続された抵抗体１４とダイオード３３とを介して接続されている。
このような電磁操作機構１Ｃは、ダイオード３３を抵抗体１４に対して直列に挿入されているので、抵抗体１４の抵抗値を、復駆動コイル８の抵抗値よりも小さくする必要がなくなり、設計自由度が増大できる。
なお、図６に示すように、電磁操作機構１Ｄの復駆動コイル８の抵抗値を大きくすることにより、抵抗体１４を省略することも可能である。
【００３３】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に係わる電磁操作機構の断面図である。
この発明の実施の形態４に係わる電磁操作機構１Ｅは、実施の形態３に係わる電磁操作機構１Ｃと閉回路が抵抗体１４、ダイオード３３および抵抗変化素子としてのツェナーダイオード３５を介して復駆動コイル８の両端子が接続されていることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態４に係わる復駆動コイル８の両端子は、直列に接続された抵抗体１４、ダイオード３３およびツェナーダイオード３５を介して接続されている。
【００３４】
このような電磁操作機構１Ｅでは、電源は変動する場合が想定され、このとき、誘導電流を発生して遅延させたい場合と、そうでない場合がある。ツェナーダイオード３５の動作電圧を調整することで、実施の形態１乃至３に示す効果に加えて、遅延を有効／無効に調整することができる。
【００３５】
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５に係わる電磁操作機構の断面図である。
実施の形態５に係わる電磁操作機構１Ｆは、実施の形態１に係わる電磁操作機構１Ａと復駆動コイル８に抵抗体が接続されていないことと往駆動コイル７に流される励磁電流の方向が逆であることとが異なっており、これ以外は同様であるので同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００３６】
実施の形態５に係わる電磁操作機構１Ｆにおいて、永久磁石３、４により励磁される第１の磁気回路Ｓ１の磁束Φ１の向きは、図８に示すように、永久磁石３、４から磁極９、１０へ向き、継鉄胴部１１ａ、継鉄下部１１ｂ、第１の隙間２７を順次経由して可動子２に向いている。また、永久磁石３、４により励磁される第２の磁気回路Ｓ２の磁束Φ２の向きは、図８に示すように、永久磁石３、４から磁極９、１０へ向き、継鉄胴部１１ａ、継鉄上部１１ｃ、第２の隙間２８を順次経由して可動子２に向いている。
そして、実施の形態５に係わる往駆動コイル７により励磁される磁気回路は、図８に示すように、第３の磁気回路と第４の磁気回路からなる。第３の磁気回路Ｔ２の磁束Φ３の向きは、第２の隙間２８において可動子２から継鉄上部１１ｃに向いている。また、第４の磁気回路Ｕ２の磁束Φ４の向きは、第１の隙間２７において継鉄下部１１ｂから可動子２に向いている。
【００３７】
次に、往駆動コイル７に励磁電流を増加するときの電磁操作機構１Ｆの動作について説明する。励磁電流を流し始めると、磁束Φ３と磁束Φ４が増加する。このとき、第１の隙間２７における磁束Φ４と磁束Φ１は同じ方向を向いているので、可動子２を継鉄下部１１ｂに吸引する磁気吸引力は増大する。また、第２の隙間２８における磁束Φ２と磁束Φ３および磁束Φ４とは逆向きであるので、可動子２を継鉄上部１１ｃに吸引する磁気吸引力は減少する。このように励磁電流が小さい段階では、可動子２を継鉄下部１１ｂにより強い力で押さえ付ける。
【００３８】
次に、励磁電流を増加すると、継鉄下部１１ｂを通過する磁束Φ１と磁束Φ４との和が継鉄下部１１ｂの飽和磁束を超えるので、第１の隙間２７を通過する磁束は増加しない。一方、磁束Φ３が増加して磁束Φ２を超えるようになるので、可動子２を継鉄上部１１ｃに吸引する磁気吸引力が増加しだす。
【００３９】
そして、励磁電流を更に増加すると、第１の隙間２７を通過する磁束は増加せずに第２の隙間２８を通過する磁束が増加して、所定の励磁電流に達すると、可動子２を継鉄下部１１ｂに引き寄せる磁気吸引力よりも継鉄上部１１ｃに引き寄せる磁気吸引力が大きくなり、可動子２が継鉄下部１１ｂから離れて、継鉄上部１１ｃに移動を開始する。
【００４０】
このように永久磁石３、４により励磁された継鉄下部１１ｂを通過する磁束と往駆動コイル７に流される励磁電流により励磁される永久磁石３、４と同じ向きの継鉄下部１１ｂを通過する磁束との和が継鉄下部１１ｂの飽和磁束を超えるように往駆動コイル７に励磁電流を流すことにより、上述の磁束の和が飽和磁束を超えるまで可動子２の動作の開始が遅らせられ、動作速度を上昇することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる電磁操作機構の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１の電磁操作機構を用いた電力用開閉装置の断面図を示す。
【図３】実施の形態１の電磁操作機構の動作を説明するための説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係わる電磁操作機構の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係わる電磁操作機構の構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係わる他の電磁操作機構の構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係わる電磁操作機構の構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係わる電磁操作機構の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  電磁操作機構、２  可動子、３、４  永久磁石、５、６  可動軸、７  往駆動コイル、８  復駆動コイル、９、１０  磁極、１１  継鉄、１１ａ  継鉄胴部、１１ｂ  継鉄下部、１１ｃ  継鉄上部、１２  軸受、１３  ハウジング、１４  抵抗体、１５  駆動電源、２０  電力用開閉装置、２１  回転中心軸、２２  レバー部、２３  接圧バネ、２４  真空バルブ、２５  可動接点、２６  固定接点、２７、２８  隙間、３０  スプリング、３３  ダイオード、３５  ツェナーダイオード。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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