JP2002217026A

JP2002217026A - 電磁石およびそれを用いた開閉装置の操作機構

Info

Publication number: JP2002217026A
Application number: JP2001009658A
Authority: JP
Inventors: Ayumi Morita; 歩森田; Yasuaki Suzuki; 安昭鈴木; Masahito Yabu; 雅人薮; Toru Tanimizu; 徹谷水; Ekizo Shibata; 易蔵柴田; Takashi Kadowaki; 孝志門脇
Original assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2002-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のプランジャ型電磁石は、長ギャップ状態
における磁気抵抗が小さく吸引力を確保できる特徴があ
るが、平板型電磁石に比べて、短ギャップ状態における
吸引力が小さいという問題があった。【解決手段】コイル３と、前記コイル３の中心軸上を移
動する可動鉄心１と、前記コイル３の上面，下面、およ
び外周面を覆うように設けた固定鉄心２で構成される電
磁石において、前記固定鉄心２の前記可動鉄心１を挿入
する側に磁性体突出部４を設け、前記可動鉄心１をプラ
ンジャ５とその端部に固定した鋼板６で構成し、前記プ
ランジャ５の端面と前記固定鉄心２、前記鋼板６と前記
磁性体突出部４がそれぞれ同じ方向に対向するように構
成したことを特徴とする電磁石。【効果】動作開始直後の長ギャップ状態ではプランジャ
型電磁石、動作完了直前の短ギャップ状態では平板型電
磁石と同様の特性を示すため、効率の優れる電磁石が提
供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁石及びそれを
用いた開閉装置の操作機構の構成に関するもので、特に
動作完了直前の吸引力を増大した高効率の電磁石とそれ
を適用した開閉装置の操作機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】開閉装置の操作機構には、電動バネ操作
機構，油圧式および空気圧式操作機構などがある。通常
これらの操作機構は、部品数が多く、リンク機構が複雑
になるために比較的高い製造コストが伴う。リンク機構
を簡素化する手法の一つに電磁石を利用した操作機構が
あり、例えば特開平５−２３４４７５号公報に記載され
た真空接触器では電磁石を投入動作に使用し、投入動作
と同時に蓄勢された遮断バネを解放して接点を開離す
る。また、特表平１０−５０５９４０号に記載された操
作機構では、投入動作用および遮断動作用の２個のコイ
ルを貫通するプランジャを設けて、投入・遮断の両方の
動作を電磁石で行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電磁石は、その構造に
よって、プランジャ型と平板型の２種類に大別できる。
棒状の可動鉄心が固定鉄心を貫通するプランジャ型電磁
石は、吸引力は小さいが、磁気抵抗が小さいために長ス
トロークの場合（１０mm以上）に適用される。一方、平
板型電磁石の吸引力はプランジャ型電磁石に比べて大き
いが、ストロークの増加に伴う磁気抵抗増大の度合いが
大きく、また漏れ磁束も増加するため、主に小ストロー
クの場合（５mm程度）に用いられる。開閉装置の操作機
構では、例えば特表平１０−５０５９４０号に記載され
る電磁石のように、動作開始時の長ギャップ状態におけ
る吸引力を確保するために、プランジャ型電磁石を用い
るのが一般的である。しかし、開閉装置の投入動作にプ
ランジャ型電磁石を用いる場合、次の欠点がある。投入
動作では、先ず引き外し用の遮断バネを蓄勢する。その
後、接点が接触した瞬間から、接点の接触圧力を与える
ための接圧バネを蓄勢し始めるため、急激に負荷が増大
する。例えば、定格遮断電流２０ｋＡの三相遮断器で
は、接点が接触した瞬間に１０００Ｎから６０００Ｎ程
度に負荷が跳ね上がる。電磁石のサイズは接圧バネによ
って決定され、吸引力の小さいプランジャ電磁石ではど
うしてもサイズが大きくなってしまう。

【０００４】本発明は上記課題を解決する手段として考
案したもので、その目的とするところは、電磁石のサイ
ズを大型化することなく、動作開始時の長ギャップ状態
における吸引力を確保し、かつ動作完了直前の吸引力を
増大させた高効率な電磁石およびこの電磁石を用いた開
閉装置の操作機構を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、コイ
ル３と、前記コイル３の中心軸上を移動する可動鉄心１
と、前記コイル３の上面，下面、および外周面を覆うよ
うに設けた固定鉄心２で構成される電磁石において、前
記固定鉄心２の前記可動鉄心１を挿入する側に磁性体突
出部４を設け、前記可動鉄心１をプランジャ５とその端
部に固定した鋼板６で構成し、前記プランジャ５の端面
と前記固定鉄心２、前記鋼板６と前記磁性体突出部４が
それぞれ同じ方向に対向するように構成した電磁石１０
である。

【０００６】また、本発明は、上記の電磁石において、
前記プランジャ５の側面と前記固定鉄心２とのギャップ
ｇが、前記可動鉄心１の可動範囲長さよりも短くしたも
のである。さらに、前記プランジャ５の側面と前記固定
鉄心２とのギャップｇが、５mm以上としたものである。
また、前記可動鉄心１と前記固定鉄心２を互いに電気的
に絶縁された積層鋼板で構成したものである。

【０００７】さらに本発明は、コイル３と、前記コイル
３の中心軸上を移動する可動鉄心１と、前記コイル３の
上面，下面、および外周面を覆うように設けた固定鉄心
２で構成される電磁石において、前記固定鉄心２の可動
鉄心１を挿入する側に磁性体突出部４を設け、前記可動
鉄心１はプランジャ５とその端部に固定した鋼板６で構
成し、前記鋼板６の側面と磁性体突出部４を対向させ、
さらに前記プランジャ５の端面と前記固定鉄心２、前記
鋼板６と前記固定鉄心２がそれぞれ同じ方向に対向する
ように構成した電磁石１０である。

【０００８】また、上記の電磁石において、前記鋼板６
の側面と前記磁性体突出部４間の距離ｇ２が、前記プラ
ンジャ５の側面と前記固定鉄心２間の距離ｇよりも短
く、かつ前記距離ｇ２が可動鉄心１の移動範囲長さより
も短くなるように構成したものである。また、前記鋼板
６の側面と前記磁性体突出部４間の距離ｇ２を５mm以上
としたものである。

【０００９】さらに、本発明は、前述の電磁石を投入動
作に用いた開閉装置の操作機構である。

【００１０】すなわち、このように構成された電磁石で
あると、動作開始時の長ギャップ状態でも吸引力を確保
でき、かつ動作完了直前の小ギャップ状態では吸引力が
増加するため、高効率な電磁石となる。さらにこの電磁
石を適用することによって小型で安価な開閉装置の操作
機構を実現できるようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例に関し、図１ない
し図１３を用いて説明する。（実施例１）本発明の第１の実施例について図１ないし
図６を用いて説明する。

【００１２】図１は、本発明の実施例である電磁石１０
の断面図である。可動鉄心１は、コイル３の中心軸上を
貫通するプランジャ５と、その端部に固定した円盤状の
鋼板６で構成し、接続部材７によって負荷に接続され
る。固定鉄心２は、いずれも磁性体である鋼管２ａ，凸
型鋼材２ｂ、およびリング状の鋼板２ｃで構成する。凸
型鋼材２ｂおよびリング状の鋼板２ｃは、図示するよう
に鋼管２ａの両端からねじ込む要領で取り付けてもよい
し、あるいは溶接にて固定してもよい。ここで、鋼材２
ｂは凸型形状としたが、勿論単純な平板でも構わない。
ただし、プランジャ５の端面と固定鉄心２のギャップＸ
をコイル３の中央付近に設けると、漏れ磁束が低減され
ることが分かっており、凸型鋼材を用いた方が効率は優
れる。また、凸型鋼材２ｂは、一体物で製作してもよい
し、あるいは２枚の鋼板を接続して構成してもよい。コ
イル３は、絶縁物あるいは非磁性体金属（アルミ，銅な
ど）で製作されたボビン３ａと、巻線３ｂで構成する。

【００１３】リング状の鋼板２ｃは、比較的深めに鋼管
２ａにねじ込んであり、磁性体の突出部４を設けた状態
とする。本実施例の電磁石１０では、プランジャ５の端
面と凸型鋼材２ｂ、円盤状の鋼板６と突出部４がそれぞ
れ同じ方向に対向する構造となっている。なお、プラン
ジャ５とリング状の鋼板２ｃのギャップｇは５mm以上と
し、かつギャップｇは電磁石１０のストローク長に比べ
て短くしてある。

【００１４】本発明の電磁石１０の動作について、図２
および図３を用いて説明する。図２は動作開始直後の状
態、図３は動作完了直前の状態を表す。

【００１５】先ず、図２により動作開始直後の状態につ
いて説明する。外部の電源回路（図示せず）にてコイル
３を通電すると、電磁石１０の鉄心内には磁束Φが発生
する。磁束Φは鎖線で示すＯ１およびＯ２の２つの経路
を流れる。動作開始直後の状態では、円盤状の鋼板６と
磁性体突出部４間のギャップＬは、プランジャ５とリン
グ状の鋼板２ｃ間のギャップｇに比べて長いため（ｇ＜
Ｌ）、磁束Φは主に経路Ｏ１を流れる。この磁束Φによ
ってプランジャ５の端面に吸引力Ｆ０が発生し、可動鉄
心１は図中下向きに駆動される。

【００１６】吸引力Ｆ０によって可動鉄心１が駆動され
ると、やがて図３に示す状態になる。可動鉄心１の移動
に伴って、円盤状の鋼板６と磁性体突出部４間のギャッ
プＬが減少し、プランジャ５とリング状の鋼板２ｃ間の
ギャップｇよりも短くなる（ｇ＞Ｌ）。それゆえ、磁束
Φは経路Ｏ２に分流し始め、動作完了時（Ｌ＝０）には
そのほとんどが経路Ｏ２を流れる。すなわち、可動鉄心
１の移動が進むにつれて、プランジャ５と凸型鋼板２ｂ
間に働く吸引力Ｆ０に加えて、円盤状の鋼板６と突出部
４間にも吸引力Ｆ１が働くようになる。

【００１７】次に、本実施例の効果について説明する。

【００１８】従来型の電磁石は、その構造からプランジ
ャ型と平板型の２種類に大別できる。図４，図５は、そ
れぞれプランジャ型電磁石，平板型電磁石の典型的な構
造を示したものである。プランジャ型電磁石は、コイル
３の上面，下面、および周囲を取り囲むように固定鉄心
２を設けてあり、コイル３の中心軸上をプランジャ５が
移動する。プランジャ５の端面と固定鉄心２の対向部に
吸引力Ｆ０が働く。プランジャ型電磁石の特徴は、プラ
ンジャ５の移動に伴って変化するギャップがプランジャ
５の端面と固定鉄心２が対向する部分だけであり、磁気
抵抗が後述する平板型電磁石に比べて小さいことであ
る。それゆえ、長ストロークが要求される負荷に対して
有効である。一方、平板型電磁石は図５に示すように、
可動鉄心１と固定鉄心２の中央脚２ｄ間だけでなく、可
動鉄心１と側脚２ｅ間にも吸引力Ｆ１が働く。それゆ
え、プランジャ型電磁石に比べて吸引力が大きい。しか
し、ストロークに伴って、可動鉄心１−中央脚２ｄ間、
および可動鉄心１−側脚２ｅ間の２箇所のギャップが変
化するため、長ストローク負荷に対しては、磁気抵抗が
大きくなり効率が悪い。また、長ギャップ状態では、中
央脚２ｄ−側脚２ｅ間を直接短絡する漏れ磁束Φｌが発
生し、吸引力はますます低下する。図６は、ストローク
に対する吸引力特性を示すグラフである。プランジャ型
電磁石，平板型電磁石の特性は図中の鎖線のようにな
る。

【００１９】本実施例の電磁石１０は、動作状態によっ
て磁束分布が変化する。動作開始直後はプランジャ型電
磁石（図４）と同様な磁束分布を示すが、動作完了直前
では平板型電磁石（図５）の磁束分布と同様になる。つ
まり、動作開始直後の長ギャップ状態ではプランジャ型
電磁石、動作完了直前の小ギャップ状態では平板型電磁
石の特性を示すようになる。本実施例の電磁石１０にお
ける吸引力特性を、図６中の実線で示した。すなわち、
本実施例の電磁石１０は、プランジャ型電磁石および平
板型電磁石の両者の利点を併せ持つ高効率の電磁石であ
ることがわかる。なお、プランジャ型電磁石と平板型電
磁石は、一般にストローク５mmを基準に使い分ける。そ
れゆえ、プランジャ５側面とリング状の鋼板２ｃ間のギ
ャップｇを５mm以上に設定すると効果的である。（実施例２）本発明の第２の実施例について図７および
図８を用いて説明する。

【００２０】図７，図８は、それぞれ電磁石１０の正面
図および側面図を示す。可動鉄心１は、Ｔ字型の鋼板１
ａを積層して構成する。固定鉄心２は、実施例１の電磁
石におけるリング状の鋼板２ｃと同じ役割をする部分８
と、突出部４を同時に備えた鋼板２ｆを積層して構成し
た鉄心を左右に配置し、これらの鉄心で鉄ブロック２ｇ
を挟持した構造とした。勿論、左右の鋼板２ｆと鉄ブロ
ック２ｇの部分を一枚の薄い鋼板で製作し、それを積層
して固定鉄心２を構成してもよい。鋼板１ａおよび鋼板
２ｆは、その表面にメッキ、あるいは塗装を施してあ
り、鋼板間の電気抵抗を増加させる。コイル３は角型の
コイルである。可動鉄心１と部分８間のギャップｇは５
mm以上とし、かつ可動鉄心１のストローク長よりも短く
した。

【００２１】電磁石１０の動作は、実施例１の電磁石と
同様である。動作開始時の長ギャップ状態では磁束Φは
経路Ｏ１を流れ、吸引力Ｆ０によって可動鉄心１が駆動
される。可動鉄心１の移動に伴って距離Ｌが距離ｇより
短くなると、磁束は経路Ｏ２に分流し始める。動作完了
直前の状態では、磁束Φの大部分が経路Ｏ２を流れるよ
うになり、Ｆ０，Ｆ１およびＦ２の３個所で吸引力が働
く。

【００２２】本実施例の効果について説明する。実施例
１の電磁石と同様に、動作開始時の長ギャップ状態にお
ける吸引力を確保でき、動作完了直前の小ギャップ状態
における吸引力が増加する。さらに、本実施例の電磁石
１０では、鉄心を互いに絶縁された積層鋼板で構成した
ため、磁束Φの経路変化（経路Ｏ１から経路Ｏ２）によ
って生じる渦電流ｊを抑制でき、更に効率が向上する。
なお、磁束Φの経路が変化する部分の渦電流ｊを抑制す
ればよいので、その大部分を占める可動鉄心１だけを積
層鋼板で構成し、固定鉄心２をすべてブロック材で構成
しても、充分な効果を得ることができる。（実施例３）本発明の第３の実施例について図９および
図１０を用いて説明する。

【００２３】図９および図１０は本発明の実施例である
電磁石１０の断面図であり、それぞれ動作開始直後、動
作完了直前の状態を表している。可動鉄心１は、コイル
３の中心軸上を貫通するプランジャ５と、その端部に固
定した円盤状の鋼板６で構成する。可動鉄心１の両端に
は、接続部材７および９を取り付ける。動作方向に応じ
て負荷を接続部材７あるいは９に接続する。固定鉄心２
は、いずれも磁性体である鋼管２ａ，凸型鋼材２ｂ、お
よびリング状の鋼板２ｃで構成する。凸型鋼材２ｂおよ
びリング状の鋼板２ｃは、図９に示すように鋼管２ａの
両端からねじ込む要領で取り付けてもよいし、あるいは
溶接などで固定してもよい。コイル３は、絶縁物あるい
は非磁性体金属（アルミ，銅など）で製作されたボビン
３ａと、巻線３ｂで構成されている。

【００２４】リング状の鋼板２ｃは、深めに鋼管２ａに
ねじ込んであり、磁性体の突出部４を設けた状態とす
る。本実施例の電磁石１０では、プランジャ５の端面と
凸型鋼材２ｂ，円盤状の鋼板６とリング状の鋼板２ｃが
それぞれ同じ方向に対向する構造となっている。プラン
ジャ５側面とリング状の鋼板２ｃ間のギャップｇは、円
盤状の鋼板６の側面と突出部４間のギャップｇ２よりも
大きくしてあり（ｇ＞ｇ２）、さらにギャップｇ２は可
動鉄心１のストローク長より短くしてある。また、ギャ
ップｇ２は５mm以上に設定した。

【００２５】鋼管２ａの端部には、非磁性体（ＳＵＳ，
Ａｌなどの金属、あるいは絶縁物）で製作したふた１１
を取り付け、ふた１１には接続部材７が貫通している。
凸型鋼材２ｂには接続部材９が貫通している。ふた１
１，接続部材７，９、および凸型鋼材２ｂによって、可
動鉄心１の軸ずれを防止する。また、ふた１１には、電
磁石１０内部への異物混入（ごみなど）を防止する役割
もある。

【００２６】本実施例の電磁石１０の動作について説明
する。

【００２７】先ず、図９を用いて動作開始直後の状態に
ついて説明する。外部の電源回路（図示せず）にてコイ
ル３を励磁すると、電磁石１０の鉄心内には磁束Φが発
生する。動作開始直後の状態では、円盤状の鋼板６と突
出部４間のギャップｇ２は、プランジャ５側面とリング
状の鋼板２ｃ間のギャップｇ、および円盤状の鋼板６と
リング状のギャップＬに比べて短いため、磁束Φは経路
Ｏ３を流れる。この磁束Φによってプランジャ５に吸引
力Ｆ０が発生し、可動鉄心１は図中下向きに駆動され
る。

【００２８】吸引力Ｆ０によって可動鉄心１が駆動され
ると、やがて図１０に示す状態になる。可動鉄心１の移
動に伴って、円盤状の鋼板６とリング状の鋼板２ｃ間の
ギャップＬが減少し、円盤状の鋼板６と突出部４間のギ
ャップｇ２よりも短くなる（ｇ２＞Ｌ）。このとき、磁
束は経路Ｏ４に分流し始め、動作完了時（Ｌ＝０）には
そのほとんどが経路Ｏ４を流れる。すなわち、可動鉄心
１の移動が進むにつれて、プランジャ５と凸型鋼板２ｂ
間に働く吸引力Ｆ０に加えて、円盤状の鋼板６とリング
状の鋼板２ｃ間にも吸引力Ｆ１が働くようになる。

【００２９】次に、本実施例の効果について説明する。
本実施例の電磁石１０は、長ギャップ状態ではプランジ
ャ型電磁石、小ギャップ状態では平板型電磁石と同様な
磁束分布を示す。実施例１および２と同様に、長ギャッ
プ状態では磁気抵抗が小さく吸引力を確保でき、さらに
小ギャップ状態では吸引力が増大する。さらに、本実施
例の電磁石１０では、磁束の経路が変化する部分、すな
わち渦電流の影響が大きい部分は突出部４だけである。
実施例１の電磁石と異なり、経路の変化に伴う渦電流は
可動鉄心１には流れない。それゆえ、すべてブロック材
で製作しても充分な吸引力を得ることができ、安価で効
率の優れる電磁石を提供できる。（実施例４）本発明の第４の実施例について図１１ない
し図１３を用いて説明する。

【００３０】本実施例は、実施例１ないし実施例３記載
の電磁石１０を開閉装置の操作機構に適用したものであ
る。図１１は、実施例３記載の電磁石１０を適用した三
相真空遮断器２０の側断面図である。ここでは真空遮断
器を例に説明するが、ガス遮断器などの他の開閉装置に
本発明の電磁石を適用することも可能である。

【００３１】真空遮断器２０は、真空バルブ３０，操作
機構部４０，絶縁架台３１、および制御回路５１・電磁
石１０を収納する操作スペース５０で構成される。真空
バルブ３０は紙面奥行き方向に３相分並んだ状態で設置
してある。３つの真空バルブ３０は、操作機構部４０内
のシャフト４１で連結してあり、単一の電磁石１０で駆
動する。

【００３２】真空バルブ３０は、上下の端板３２および
絶縁筒３３からなる真空容器によって、その内部を真空
状態に保つ。真空バルブ３０内に固定接点３７と可動接
点３８を配置し、その接離によって投入および遮断を実
現する。固定接点３７は、固定導体３５に固定してあ
り、固定側フィーダ３９と電気的に接続する。一方、可
動接点３８は、可動導体３６に固定し、フレキシブル導
体６１を介して可動側フィーダ６２に接続する。ベロー
ズ３４は、その両端を可動導体３６および端板３２に接
続する。ベローズ３４によって真空状態を維持したま
ま、固定接点３７と可動接点３８の接離が可能になる。

【００３３】真空バルブ３０と電磁石１０はともにシャ
フト４１に連結しており、電磁石１０の発生する駆動力
を可動導体３６に作用させる。可動導体３６は、絶縁ロ
ッド６３によって操作機構と電気的に絶縁しており、シ
ャフト４１に固定したレバー４２に連結される。電磁石
１０の可動鉄心１は、接続部材９によってレバー４４と
連結する。コイル３を励磁すると、可動鉄心１は下方向
に駆動され、すなわち可動導体３４が上方向に移動し、
投入動作が行われる。

【００３４】投入動作では、接圧バネ４３と遮断バネ４
５の蓄勢を同時に行わなければならない。接圧バネ４３
は投入時の接点に接触圧力を与えるためのバネであり、
遮断バネ４５は遮断動作を行うためのバネである。

【００３５】接圧バネ４３は絶縁ロッド６３内に収納さ
れている。接圧バネ４３周辺の構造を図１２に示す。接
圧バネ４３は、絶縁ロッド６３にモールドした接圧バネ
ホルダ４３ａ内に収納してある。可動導体３６は連結部
材４３ｂに固定し、連結部材４３ｂはピン４３ｃによっ
て接圧バネホルダ４３ａと連結する。連結部材４３ｂに
はピン４３ｃの外径よりやや大きめの穴が、接圧バネホ
ルダ４３ａには楕円穴４３ｄを設ける。投入動作におい
て、固定接点３７と可動接点３８が接触すると、ピン４
３ｃが楕円穴４３ｄ内を移動し始め（図中下向き）、投
入動作が完了するまで接圧バネ４３を圧縮しつづける。

【００３６】一方、遮断バネ４５は、操作機構部４０の
天板４６と接続部材９に固定された板４７とで挟持す
る。遮断バネ４５は、投入動作中、常に圧縮されつづけ
る。なお、投入動作完了時には、シャフト４１が別途設
けたラッチ機構（図示せず）によって回転しない状態と
する。投入状態では接圧バネ４３および遮断バネ４５は
ともに圧縮された状態のままとなり、ラッチ機構との係
合を外すと、両バネの蓄勢エネルギーによって遮断動作
が行われる。

【００３７】次に、本実施例の効果について説明する。

【００３８】図１３は、真空遮断器２０の投入動作にお
ける負荷特性と本発明の電磁石１０の吸引力特性を示
す。上述のように、真空遮断器２０の投入動作では、接
圧バネ４３と遮断バネ４５の蓄勢を同時に行い、固定接
点３７と可動接点３８が接触する時点で急激に負荷が増
大する。本発明の電磁石１０は、長ギャップ状態におけ
る磁気抵抗が小さく吸引力を確保でき、かつ短ギャップ
状態にて吸引力が増大する特徴を有する。すなわち、真
空遮断器２０の負荷特性に適し、本発明の電磁石１０を
適用することによって、小型・低コストな操作機構を提
供できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の電磁石によれば、長ギャップ状
態における磁気抵抗が小さく吸引力を確保でき、かつ動
作完了直前の小ギャップ状態では吸引力が増大するた
め、効率の優れる電磁石を提供できる。また、本発明の
電磁石は、その吸引力特性が開閉装置の負荷特性に適し
ており、開閉装置の操作機構に適用することによって、
操作機構の小型・低コスト化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である電磁石の断面図である。

【図２】本発明の実施例である電磁石の動作開始直後の
状態を示す。

【図３】本発明の実施例である電磁石の動作完了直前の
状態を示す。

【図４】従来のプランジャ型電磁石の構造を示す。

【図５】従来の平板型電磁石の構造を示す。

【図６】本発明の実施例である電磁石の吸引力特性を示
すグラフである。

【図７】本発明の第２の実施例である電磁石の断面図で
ある。

【図８】本発明の第２の実施例である電磁石の側面図で
ある。

【図９】本発明の第３の実施例である電磁石の動作開始
直後の状態を示す。

【図１０】本発明の第３の実施例である電磁石の動作完
了直前の状態を示す。

【図１１】本発明の電磁石を用いた真空遮断器の構造を
示す。

【図１２】本発明の真空遮断器における接圧バネ４３周
辺部の構造を表す。

【図１３】本発明の真空遮断器の負荷特性と電磁石の吸
引力特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１…可動鉄心、２…固定鉄心、２ａ…鋼管、２ｂ…凸型
鋼材、２ｃ…リング状の鋼板、３…コイル、４…突出
部、５…プランジャ、６…円盤状の鋼板、７…接続部
材、１０…電磁石、２０…真空遮断器、３０…真空バル
ブ、４３…接圧バネ、４５…遮断バネ、Ｆ…吸引力、ｇ
…ギャップ、Ｌ…ギャップ、Ｏ…磁束の経路、Φ…磁
束。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木安昭茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所電機システム事業部内 (72)発明者薮雅人茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所電機システム事業部内 (72)発明者谷水徹茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所電機システム事業部内 (72)発明者柴田易蔵茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所電機システム事業部内 (72)発明者門脇孝志茨城県日立市幸町三丁目２番２号株式会社日立エンジニアリングサービス内Ｆターム(参考） 5E048 AA08 AB04 AD02 CA01 5G028 AA08 DB06 DB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルと、前記コイルの中心軸上を移動す
る可動鉄心と、前記コイルの上面，下面、および外周面
を覆うように設けた固定鉄心で構成される電磁石におい
て、前記固定鉄心の前記可動鉄心を挿入する側に磁性体
突出部を設け、前記可動鉄心をプランジャとその端部に
固定した鋼板で構成し、前記プランジャの端面と前記固
定鉄心、前記鋼板と前記磁性体突出部がそれぞれ同じ方
向に対向するように構成したことを特徴とする電磁石。
【請求項２】前記プランジャの側面と前記固定鉄心間と
の距離Ｇが、前記可動鉄心の可動範囲長さよりも短いこ
とを特徴とする請求項１に記載の電磁石。
【請求項３】前記プランジャの端面と前記固定鉄心間と
の距離Ｇを５mm以上としたことを特徴とする請求項１な
いし請求項２に記載の電磁石。
【請求項４】前記可動鉄心と前記固定鉄心を互いに電気
的に絶縁された積層鋼板で構成することを特徴とする請
求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電磁石。
【請求項５】コイルと、前記コイルの中心軸上を移動す
る可動鉄心と、前記コイルの上面，下面、および外周面
を覆うように設けた固定鉄心で構成される電磁石におい
て、前記固定鉄心の前記可動鉄心を挿入する側に磁性体
突出部を設け、前記可動鉄心をプランジャとその端部に
固定した鋼板で構成し、前記鋼板の端面と前記磁性流体
突出部を対向させ、さらに前記のプランジャの側面と前
記固定鉄心、前記鋼板と前記固定鉄心がそれぞれ同じ方
向に対向するように構成したことを特徴とする電磁石。
【請求項６】前記鋼板の側面と前記磁性流体突出部間の
距離Ｇ２が、前記プランジャの側面と前記固定鉄心間の
距離Ｇよりも短く、且つ前記距離Ｇ２が可動鉄心の移動
範囲長さよりも短くなるように構成したことを特徴とす
る請求項５記載の電磁石。
【請求項７】前記鋼板の側面と前記磁性流体突出部間の
距離Ｇ２を５mm以上としたことを特徴とする請求項６記
載の電磁石。
【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれかに記載
の電磁石を投入動作に用いたことを特徴とする開閉装置
の操作機構。