米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 電気素子 -> 株式会社東芝

発明の名称 電磁アクチュエータの制御方法および開閉器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−109503(P2007−109503A)
公開日 平成19年4月26日(2007.4.26)
出願番号 特願2005−298715(P2005−298715)
出願日 平成17年10月13日(2005.10.13)
代理人 【識別番号】100109900
【弁理士】
【氏名又は名称】堀口 浩
発明者 松尾 和宏 / 野田 岳志 / 加藤 健二
要約 課題
閉路動作中でも確実に開路動作を行う電磁アクチュエータを提供する。

解決手段
接離自在の一対の接点3、4を閉路させる閉路コイル18および開路させる開路コイル19と、前記接点3、4の閉路時に閉路から開路に切り替わる閉路用リミットスイッチ12と、この接点3、4の閉路時に開路から閉路に切り替わる開路用リミットスイッチ13と、前記閉路用リミットスイッチ12の閉路時に前記閉路コイル18を励磁する閉路用リレーと、前記開路用リミットスイッチ13の閉路時に前記開路コイル19を励磁する開路用リレーとを備え、前記開路用リミットスイッチ13は、前記閉路用リミットスイッチ12が閉路から開路に切り替わった後、開路から閉路に切り替わることを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
接離自在の一対の接点を閉路させる閉路コイルおよび開路させる開路コイルと、
前記接点の閉路時に閉路から開路に切り替わる閉路用リミットスイッチと、
この接点の閉路時に開路から閉路に切り替わる開路用リミットスイッチと、
前記閉路用リミットスイッチの閉路時に前記閉路コイルを励磁する閉路用リレーと、
前記開路用リミットスイッチの閉路時に前記開路コイルを励磁する開路用リレーとを備え、
前記開路用リミットスイッチは、前記閉路用リミットスイッチが閉路から開路に切り替わった後、開路から閉路に切り替わることを特徴とする電磁アクチュエータの制御方法。
【請求項2】
前記閉路用リミットスイッチが閉路から開路に切り替わって前記閉路コイルの電流が遮断された後、前記開路コイルが励磁されるように、前記開路用リミットスイッチが開路から閉路に切り替わる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の制御方法。
【請求項3】
前記開路用リミットスイッチの開路から閉路への切り替わりは、前記閉路コイルの電流が遮断される以前であって、
前記開路用リレーの動作時間の以前であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電磁アクチュエータの制御方法。
【請求項4】
接離自在の一対の接点を有する遮断部と、
前記遮断部に連結された可動軸に設けられ、前記遮断部の閉路時に閉路から開路に切り替わる閉路用リミットスイッチ、および前記遮断部の閉路時に開路から閉路に切り替わる開路用リミットスイッチと、
前記閉路用リミットスイッチの閉路時に励磁される閉路コイル、および前記開路用リミットスイッチの閉路時に励磁される開路コイルを有する電磁アクチュエータからなる操作機構部とを備え、
前記電磁アクチュエータが閉路動作を行い、前記閉路用リミットスイッチが閉路から開路に切り替わった後、前記開路用リミットスイッチが開路から閉路に切り替わり閉路動作を行うことを特徴とする開閉器。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、開閉器を開閉操作する電磁アクチュエータの制御方法およびそれを用いた開閉器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の真空遮断器および真空開閉器などの開閉器の操作機構においては、開路、閉路操作を行うために、必要な操作力を発生させる電磁アクチュエータを用いたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
この種の開閉器は、図3に示すように、図示上段から電流を遮断する遮断部1a、遮断部1aの閉路時に接触荷重を加えるワイプバネ部1b、および図示最下段に遮断部1aを開閉操作する操作機構部1cが配置され構成されている。なお、図3において、図示右に閉路状態、図示左に開路状態を示している。
【0004】
遮断部1aには、真空絶縁容器2内に接離自在の一対の接点3、4を有する真空バルブ5が設けられている。真空バルブ5の固定側は、上部導体6に固定されている。また、真空バルブ5の可動側には、下部導体7が設けられ、軸方向に移動自在の絶縁操作ロッド8が連結されている。
【0005】
ワイプバネ部1bには、絶縁操作ロッド8に連結されたワイプバネ9を収納したワイプバネフォルダ10が設けられている。ワイプバネ9により、一対の接点3、4の接触時に接触荷重が加わるようになっている。また、ワイプバネフォルダ10には、後述する操作ロッド11が連結されている。操作ロッド11には、図示しない開閉器の固定部材に固定された閉路用リミットスイッチ12および開路用リミットスイッチ13が、操作ロッド11が移動したときに開閉するように設けられている。
【0006】
操作機構部1cには、開閉操作時の操作力を発生させる電磁アクチュエータ14が設けられている。電磁アクチュエータ14は、磁路を形成するためのヨーク15、ヨーク15内を移動するように設けられた磁性体のアーマチュア16、アーマチュア16を移動もしくは閉路保持をする永久磁石17、永久磁石17の外周に配置された閉路コイル18および開路コイル19、アーマチュア16に固定されヨーク15を貫いた非磁性体の操作ロッド11、およびヨーク15の図示下部の開口部を塞ぐ非磁性体のストッパープレート20から構成されている。また、電磁アクチュエータ14は、下部固定部材21に固定され、下部固定部材21内の操作ロッド11端に操作ロッド11を開路方向に移動するように付勢した開路バネ22が設けられている。
【0007】
電磁アクチュエータ14の制御回路には、図4に示すように、直流電源23間に、図示しない制御室からの信号で開閉器を閉路させる閉路指令スイッチ24、開閉器の閉路途中で閉路から開路に切り替わる閉路用リミットスイッチ12、および閉路用リレー25が直列に接続されている。また、閉路用リレー25が動作したときに閉路する閉路用補助スイッチ26と閉路コイル18とが直列に接続されている。
【0008】
また、直流電源23間には、図示しない制御室からの信号で開閉器を開路させる開路指令スイッチ27、開閉器の閉路途中で閉路用リミットスイッチ12が開路されたとき、同時に開路から閉路に切り替わる開路用リミットスイッチ13、および開路用リレー28が直列に接続されている。また、開路用リレー28が動作したときに閉路する開路用補助スイッチ29と開路コイル19とが直列に接続されている。
【0009】
そして、閉路状態にする場合には、図5に示すように、閉路指令スイッチ24を時間t1に閉路する。すると、閉路用リレー25が励磁され、数msの所定の動作時間txを経て時間t2に閉路用補助スイッチ26が閉路し、閉路コイル18に電流が流れる。これにより、アーマチュア16が閉路方向に移動を開始し、真空バルブ5の接点3、4が接触する。接触する途中の時間t3においては、閉路用リミットスイッチ12が閉路から開路に切り替わる。すると、閉路用リレー25の励磁が解除されて時間t4に閉路用補助スイッチ26が開路し、閉路コイル18の電流が遮断される。遮断後においては、アーマチュア16が永久磁石17に吸引され、閉路状態が保持される。
【0010】
ここで、開路用リミットスイッチ13は、閉路用リミットスイッチ12が閉路から開路に切り替わると同時に、開路から閉路に切り替わるようになっている。
【0011】
開路状態にする場合には、開路指令スイッチ27を時間t5に閉路する。すると、開路用リレー28が励磁され、開路用リミットスイッチ13が切り替わった時間t3から数msの所定の動作時間tyを経て時間t6に開路用補助スイッチ29が閉路し、開路コイル19に電流が流れる。これにより、永久磁石17の吸引力に打ち勝ってアーマチュア16が開路方向に移動し、真空バルブ5の接点3、4が開離する。開路途中において開路用リミットスイッチ13が閉路から開路に切り替わる。すると、開路用リレー28の励磁が解除され、開路用補助スイッチ29が開路し、開路コイル19の電流が遮断される。その後、開路バネ22により開路状態が保持される。
【特許文献1】特開2002−270423号公報 (第4ページ、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
上記の従来の電磁アクチュエータ14においては、次のような問題がある。
【0013】
開閉器を閉路した直後に主回路が過電流などで異常となり、直ちに開路させる場合において、開路するまでの時間が長くなることがある。図5に示すように、時間t2に閉路コイル18が励磁され、遮断される時間t4までの間に、開路指令スイッチ27が時間t5に閉路されると、時間t4以前の時間t3に開路用リミットスイッチ13が開路から閉路に切り替わっているので、開路用リレー28の動作時間ty後の時間t6から開路コイル19に電流が流れ始める。
【0014】
これは、閉路コイル18が励磁されている状態において、開路コイル19が励磁されることである。その結果、開路コイル19による起磁力が低減し、アーマチュア16の移動が遅くなる。即ち、遮断性能が低下してしまうことになる。
【0015】
このため、閉路コイル18が励磁されている閉路動作中においても、開路指令スイッチ27が閉路されると、開路コイル19が充分に励磁され、確実に開路動作をし得る制御方法が望まれていた。
【0016】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、閉路動作中に開路指令が与えられた場合でも確実に開路動作をし得る電磁アクチュエータの制御方法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】
【0017】
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の制御方法は、接離自在の一対の接点を閉路させる閉路コイルおよび開路させる開路コイルと、前記接点の閉路時に閉路から開路に切り替わる閉路用リミットスイッチと、この接点の閉路時に開路から閉路に切り替わる開路用リミットスイッチと、前記閉路用リミットスイッチの閉路時に前記閉路コイルを励磁する閉路用リレーと、前記開路用リミットスイッチの閉路時に前記開路コイルを励磁する開路用リレーとを備え、前記開路用リミットスイッチは、前記閉路用リミットスイッチが閉路から開路に切り替わった後、開路から閉路に切り替わることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、開閉器を閉路させる閉路コイルの電流が遮断された後に、開閉器を開路させる開路コイルが励磁されるようにしているので、閉路動作中に開路指令が与えられても、開路コイルの強い起磁力により確実に開路動作をさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【0020】
本発明の実施例に係る電磁アクチュエータの制御方法を図1および図2を参照して説明する。図1は、本発明の実施例に係る電磁アクチュエータを用いた開閉器の構成を示す図、図2は、本発明の実施例に係る電磁アクチュエータの制御回路の動作を示すチャート図である。なお、各図において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。また、電磁アクチュエータを動作させる制御回路は、図4と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【0021】
図1に示すように、開閉器は、図示上段から電流を遮断する遮断部1a、遮断部1aの閉路時に接触荷重を加えるワイプバネ部1b、および図示最下段に遮断部1aを開閉操作する操作機構部1cが配置され構成されている。なお、図1において、図示右に閉路状態、図示左に開路状態を示している。
【0022】
遮断部1aには、真空絶縁容器2内に接離自在の一対の接点3、4を有する真空バルブ5が設けられている。真空バルブ5の固定側は、図示しない開閉器の固定部材に固定されている上部導体6に固定されている。また、真空バルブ5の可動側には、下部導体7が設けられ、軸方向に移動自在に摺動接触する可動導体を介して絶縁操作ロッド8が連結されている。
【0023】
ワイプバネ部1bには、絶縁操作ロッド8に連結されたワイプバネ9を収納したワイプバネフォルダ10が設けられている。ワイプバネ9により、一対の接点3、4の接触時に接触荷重が加わるようになっている。また、ワイプバネフォルダ10には、後述する操作ロッド11が連結されている。操作ロッド11には、図示しない開閉器の固定部材に固定された閉路用リミットスイッチ12および開路用リミットスイッチ13が、操作ロッド11が移動したときに開閉動作するように設けられている。この操作ロッド11は、ワイプバネ9、絶縁操作ロッド8を介して遮断部1aに連結され、接点3、4を開閉する可動軸となる。
【0024】
ここで、開路用リミットスイッチ13の動作は、閉路用リミットスイッチ12よりも遅く動作するように設けられている。即ち、閉路時に、操作ロッド11が移動して開路用リミットスイッチ13が開路から閉路への切り替わりが、閉路用リミットスイッチ12が切り替わるときよりも遅く切り替わるようになっている。例えば、閉路用リミットスイッチ12と開路用リミットスイッチ13とを離隔して配置すれば、それぞれのリミットスイッチ12、13の開閉動作に時間差を付けることができる。
【0025】
操作機構部1cには、開閉操作時の操作力を発生させる電磁アクチュエータ14が設けられている。電磁アクチュエータ14は、磁路を形成するためのヨーク15、ヨーク15内を移動するように設けられた磁性体のアーマチュア16、アーマチュア16を移動もしくは閉路保持をする永久磁石17、永久磁石17の外周に配置された閉路コイル18および開路コイル19、アーマチュア16に固定されヨーク15を貫いた非磁性体の操作ロッド11、およびヨーク15の図示下部の開口部を塞ぐ非磁性体のストッパープレート20から構成されている。また、電磁アクチュエータ14は、下部固定部材21に固定され、下部固定部材21内の操作ロッド11端に操作ロッド11を開路方向に移動するように付勢した開路バネ22が設けられている。
【0026】
次に、閉路状態にする場合を図2を参照して説明する。
【0027】
図2に示すように、閉路指令スイッチ24を時間t1に閉路する。すると、閉路用リレー25が励磁され、数msの所定の動作時間txを経て時間t2に閉路用補助スイッチ26が閉路し、閉路コイル18が励磁される。これにより、アーマチュア16が閉路方向に移動を開始し、真空バルブ5の接点3、4の接触が完了する閉路途中の時間t3において、閉路用リミットスイッチ12が閉路から開路に切り替わる。すると、閉路用リレー25の励磁が解除され、時間t4に閉路用補助スイッチ26が開路し、閉路コイル18の電流が遮断される。遮断後においては、アーマチュア16が永久磁石17に吸引され、閉路状態が保持される。
【0028】
ここで、開路用リミットスイッチ13は、閉路用リミットスイッチ12が切り替わる時間t3よりも遅れた時間t7に開路から閉路に切り替わるようになっている。即ち、閉路コイル18の電流が遮断され(時間t4)、電流が零になる時間t8から数msの所定の動作時間tyを考慮した以前の時間t7に切り替わるようになっている(時間t7=t8−ty)。動作時間tyは予め開路用リレー28の性能からその時間を把握できるので、時間t7を設定することができる。
【0029】
これにより、時間t3の以前の時間t5において、開路指令スイッチ27が閉路されると、時間t3に閉路用リミットスイッチ12が切り替わるものの、開路用リミットスイッチ13はこれよりも遅れた時間t7に切り替わる。すると、開路用リレー28の動作時間tyを経て、時間t8に開路用補助スイッチ29が閉路し、開路コイル19が励磁される。これにより、永久磁石17の吸引力に打ち勝ってアーマチュア16が開路方向に移動し、真空バルブ5の接点3、4が開離する。開路コイル19は、閉路コイル18側の影響を受けず励磁され、大きな起磁力でアーマチュア16を移動させることができる。
【0030】
開路途中においては、開路用リミットスイッチ13が閉路から開路に切り替わり、開路用リレー28の励磁が解除され、開路用補助スイッチ29が開路して開路コイル19の電流が遮断される。その後、開路バネ22により開路状態が保持される。なお、開路時に、開路用リミットスイッチ13が閉路から開路に切り替わるが、閉路用リミットスイッチ12はその以前に開路から閉路に切り替わる。
【0031】
上記実施例の電磁アクチュエータ14の制御方法によれば、閉路コイル18の電流が遮断された後、開路コイル19が励磁されるように、開路用リミットスイッチ13を開路から閉路に切り替えているので、閉路コイル18が励磁されている閉路動作中においても、開路指令スイッチ27が閉路されると、開路コイル19が励磁され、その強い起磁力により確実に開路動作をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の実施例に係る電磁アクチュエータを用いた開閉器の構成を示す図。
【図2】本発明の実施例に係る電磁アクチュエータの制御回路の動作を示すチャート図。
【図3】従来の電磁アクチュエータを用いた開閉器の構成を示す図。
【図4】電磁アクチュエータを動作させる制御回路図。
【図5】従来の電磁アクチュエータの制御回路の動作を示すチャート図。
【符号の説明】
【0033】
1a 遮断部
1b ワイプバネ部
1c 操作機構部
2 真空絶縁容器
3、4 接点
5 真空バルブ
6 上部導体
7 下部導体
8 絶縁操作ロッド
9 ワイプバネ
10 ワイプバネフォルダ
11 操作ロッド
12 閉路用リミットスイッチ
13 開路用リミットスイッチ
14 電磁アクチュエータ
15 ヨーク
16 アーマチュア
17 永久磁石
18 閉路コイル
19 開路コイル
20 ストッパープレート
21 下部固定部材
22 開路バネ
23 直流電源
24 閉路指令スイッチ
25 閉路用リレー
26 閉路用補助スイッチ
27 開路指令スイッチ
28 開路用リレー
29 開路用補助スイッチ




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013