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JP2008288605A - Operation device, and switchgear using the operation device - Google Patents

Operation device, and switchgear using the operation device Download PDF

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JP2008288605A
JP2008288605A JP2008170784A JP2008170784A JP2008288605A JP 2008288605 A JP2008288605 A JP 2008288605A JP 2008170784 A JP2008170784 A JP 2008170784A JP 2008170784 A JP2008170784 A JP 2008170784A JP 2008288605 A JP2008288605 A JP 2008288605A
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yoke
mover
operating device
coil
permanent magnet
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Pending
Application number
JP2008170784A
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Japanese (ja)
Inventor
Takafumi Nakagawa
隆文 中川
Mitsuru Tsukima
満 月間
Toshie Takeuchi
敏惠 竹内
Kenichi Koyama
健一 小山
Tetsuya Matsuda
哲也 松田
Masahiro Toya
将大 遠矢
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation device including a permanent magnet arranged on a magnetic circuit other than the magnetic circuit generated by an exciting coil, thereby reducing the occurrence of eddy current, so as to solve the problem associated with the operation device for driving a switchgear used in the conventional power transmission and distribution systems, that the eddy current generated by turning on/off an excitation power supply generates eddy current and impairs response characteristics of the operation device and gives adverse influence on the power supply because a permanent magnet to retain a moving member onto a yoke is arranged on a magnetic circuit generated by the exciting coil for driving the moving member. <P>SOLUTION: In a first yoke, a moving member going to and from in a first direction, and first and second coils are arranged. A second yoke energized in a second direction is provided. A permanent magnet is arranged on a second yoke to face the moving member. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は電力送配電系統に用いられている開閉器を駆動する操作装置およびその操作装置を使用した開閉装置に関するものである。   The present invention relates to an operating device for driving a switch used in a power transmission / distribution system, and a switch device using the operating device.

図19は、従来の開閉装置500の概略を示す図である(例えば、特許文献1参照)。
図において100は操作装置であり、200は操作装置100に直結され、電路の開閉を行う開閉器である。300、301はバネであり操作装置100の上・下部に2箇所設けられ、操作装置100によって開閉器200の開閉駆動を行う際その開閉駆動をアシストするものである。
前記操作装置100は図18に示すように、左右側ヨーク201、202と、上・下ヨーク203、204のそれぞれが一体化して打ち抜かれた磁性鋼板を積層したヨーク250と左右側ヨークのポール部201a、202aにそれぞれ設けられたソリッドのインナヨーク201b、202bを介して取り付けられた永久磁石205と、ヨーク250内に所定のストロークを移動可能な可動子206と、第1、第2のコイル207、208とで構成されている。なお、この第1、第2のコイル207、208は等しい起磁力(AT)を有するものが設けられている。そして、可動子206には上・下ヨーク203、204を貫通して前記開閉器200につながるロッド209が設けられている。なお、前記永久磁石205と可動子206との間には空隙gが設けられている。また、この図18は図の上部に開閉器200を設けた例を示しており、図19とはその取付位置が異なる。
前記可動子206は永久磁石205の発生する磁界によって例えば上ヨーク203の第1の部位203aに保持されているとする。そして第2のコイル208を永久磁石と同一極性となるよう励磁することにより、上ヨーク203に保持されている可動子206は保持力を打ち消されると共に、下ヨーク204側に所定のストロークを移動して下ヨーク204に達し前記第2のコイル208の励磁を止めると永久磁石205の発生する磁界によって下ヨーク204の第2の部位204aに保持される。前記所定のストローク長は例えば前記開閉器200の接点210を開とするに必要な値である。図18に示す例では可動子206は下ヨーク204の第2の部位204aに保持されており、上ヨーク203との間に前記ストロークに相当する空隙Gを有している。なお、図19に示した前記バネ301は前記第2のコイル208を励磁して可動子206の移動が開始される際、ロッド209を介して前記開閉器200の接点を開放駆動をアシストするものであり、図18に示す状態から接点閉とする場合は、上部のバネ300がアシストをする。
次に第1のコイル207を同様に励磁すると、可動子206は図18に示す上ヨーク203側に移動して開閉器200の接点210を閉とするとともに、上ヨーク203の第1の部位203aに保持される。
FIG. 19 is a diagram showing an outline of a conventional switchgear 500 (see, for example, Patent Document 1).
In the figure, 100 is an operating device, and 200 is a switch that is directly connected to the operating device 100 and opens and closes an electric circuit. Reference numerals 300 and 301 denote springs, which are provided at two locations above and below the operating device 100, and assist the opening and closing drive when the operating device 100 performs the opening and closing drive of the switch 200.
As shown in FIG. 18, the operating device 100 includes a yoke 250 in which left and right yokes 201 and 202 and upper and lower yokes 203 and 204 are integrally punched and laminated, and pole portions of the left and right yokes. Permanent magnets 205 attached via solid inner yokes 201b and 202b respectively provided on 201a and 202a, a mover 206 capable of moving a predetermined stroke in the yoke 250, first and second coils 207, 208. The first and second coils 207 and 208 have the same magnetomotive force (AT). The movable element 206 is provided with a rod 209 that passes through the upper and lower yokes 203 and 204 and is connected to the switch 200. A gap g is provided between the permanent magnet 205 and the mover 206. Further, FIG. 18 shows an example in which a switch 200 is provided at the top of the figure, and its mounting position is different from FIG.
It is assumed that the movable element 206 is held by, for example, the first portion 203 a of the upper yoke 203 by a magnetic field generated by the permanent magnet 205. By exciting the second coil 208 so as to have the same polarity as that of the permanent magnet, the movable element 206 held by the upper yoke 203 cancels the holding force and moves a predetermined stroke toward the lower yoke 204 side. When the second yoke 208 is reached and the excitation of the second coil 208 is stopped, the magnetic field generated by the permanent magnet 205 is held by the second portion 204a of the lower yoke 204. The predetermined stroke length is a value necessary for opening the contact 210 of the switch 200, for example. In the example shown in FIG. 18, the mover 206 is held by the second portion 204 a of the lower yoke 204, and has a gap G corresponding to the stroke between the upper yoke 203. The spring 301 shown in FIG. 19 assists in driving to open the contact of the switch 200 via the rod 209 when the second coil 208 is excited to start the movement of the mover 206. When the contact is closed from the state shown in FIG. 18, the upper spring 300 assists.
Next, when the first coil 207 is similarly excited, the mover 206 moves to the upper yoke 203 side shown in FIG. 18 to close the contact point 210 of the switch 200 and the first portion 203a of the upper yoke 203. Retained.

次に可動子206の動作原理を図17(a)〜(c)によって説明する。なお、この図17は図の上部に開閉器200を設けた例を示しており、前述した図19とはその位置が異なるものである。
(1)図17(a)は接点210が閉状態であり、可動子206は上ヨーク203の第1の部位203aに保持されていて、第1、第2のコイル207、208は励磁されていない場合である。ここで図中のNは磁石が可動子206面に作る極を、Sは磁石がポール部201a,202aの面に作る極性を示す。この状態において、永久磁石205は二つの磁気回路LとLを形成し、それぞれの磁束ΦPM1とΦPM2を発生する。ΦPM1の経路(L)の方が磁気抵抗が低いためΦPM1≫ΦPM2となる。そのため可動子206と上ヨーク203との間に吸引力が発生する。ここで吸引力F=Φ/S/μ=BgS/μで表され、Bgはギャップでの磁束密度、Sは可動子206と上ヨーク203が接する面積である。
(2)次に第2のコイル208を励磁すると、図17(b)に示すように磁束Φcoil2−1とΦcoil2−2が発生する。永久磁石205が発生している磁束ΦPM1、ΦPM2と合成して、ΦPM2+Φcoil2−1>ΦPM1−Φcoil2−2になると、可動子206を下ヨーク204の方向に引っ張る力が発生する。
(3)可動子206が上ヨーク203から離れると、ΦPM2+Φcoil2−1≫ΦPM1−Φcoil2−2となるので、図17(c)に示すように可動子206は所定のストローク移動して下ヨーク204の第2の部位204aに到達する。
(4)ここで第2のコイル208の励磁を止めると、ΦPM1≪ΦPM2となり、同じく図17(c)に示すように可動子206は下ヨーク204の第2の部位204aに保持される。
Next, the operating principle of the mover 206 will be described with reference to FIGS. FIG. 17 shows an example in which a switch 200 is provided at the top of the figure, and the position is different from that of FIG. 19 described above.
(1) In FIG. 17A, the contact 210 is in a closed state, the movable element 206 is held by the first portion 203a of the upper yoke 203, and the first and second coils 207 and 208 are excited. This is the case. Here, N in the figure indicates the pole that the magnet creates on the surface of the mover 206, and S indicates the polarity that the magnet creates on the surfaces of the pole portions 201a and 202a. In this state, the permanent magnet 205 forms two magnetic circuits L 1 and L 2, to generate a [Phi PM2 and respective magnetic flux [Phi PM1. Towards the [Phi PM1 path (L 1) is Φ PM1 »Φ PM2 for reluctance is low. Therefore, a suction force is generated between the mover 206 and the upper yoke 203. Here, attraction force F = Φ 2 / S / μ 0 = Bg 2 S / μ 0 , Bg is the magnetic flux density in the gap, and S is the area where the mover 206 and the upper yoke 203 are in contact.
(2) Next, when the second coil 208 is excited, magnetic fluxes Φcoil 2-1 and Φcoil 2-2 are generated as shown in FIG. When combined with the magnetic fluxes Φ PM1 and Φ PM2 generated by the permanent magnet 205 and Φ PM2 + Φcoil 2-1 > Φ PM1 −Φcoil 2-2 , a force for pulling the mover 206 in the direction of the lower yoke 204 is generated. To do.
(3) When the mover 206 moves away from the upper yoke 203, Φ PM2 + Φcoil 2-1 >> Φ PM1 −Φcoil 2-2 , so that the mover 206 moves by a predetermined stroke as shown in FIG. To reach the second portion 204a of the lower yoke 204.
(4) Here, when the excitation of the second coil 208 is stopped, Φ PM1 << Φ PM2 , and the movable element 206 is held by the second portion 204a of the lower yoke 204 as shown in FIG. .

以上のように可動子206がヨーク250内で所定のストローク移動することにより、可動子206に直結されたロッド209に取り付けられている開閉器200の接点210を開とすることにより電力送配電系統の電流遮断が行われる。   As described above, when the mover 206 moves by a predetermined stroke in the yoke 250, the contact 210 of the switch 200 attached to the rod 209 directly connected to the mover 206 is opened to thereby open the power transmission / distribution system. Current interruption is performed.

なお、前記図17(c)に示した接点210の開状態から、図17(a)の接点210閉状態にするには、第1のコイル207を励磁することにより前記と同原理で可動子206が上ヨーク203の方向に移動し、第1のコイル207の励磁を止め永久磁石205の磁束ΦPM1により可動子206は上ヨーク203の第1の部位203aに保持されるとともに、開閉器200の接点210が閉、電流の投入が行われる。 In order to change the contact 210 shown in FIG. 17C from the open state to the contact 210 closed state shown in FIG. 17A, the first coil 207 is excited to move the mover according to the same principle as described above. 206 moves in the direction of the upper yoke 203, the excitation of the first coil 207 is stopped, and the mover 206 is held by the first portion 203a of the upper yoke 203 by the magnetic flux ΦPM1 of the permanent magnet 205, and the switch 200 The contact 210 is closed and a current is supplied.

EP 0 721 650 B1号公報EP 0 721 650 B1

このように従来の開閉装置500に使用されている操作装置100では、可動子206を第1または第2の部位に保持するための永久磁石205がソリッドのインナヨーク201b、202bを介して、ポール201a、202aに取り付けられているため、可動子206を駆動するためのコイル207、208の作る磁気回路上に存在することから図示省略した励磁電源のON、OFFにより、前記永久磁石205およびインナヨーク201b、202bには渦電流が発生する。
この渦電流は、操作装置200の応答特性を損なうばかりでなく、前記励磁電源の大型化やコストの上昇を招くという問題点があった。
As described above, in the operating device 100 used in the conventional opening / closing device 500, the permanent magnet 205 for holding the mover 206 at the first or second portion is provided with the pole 201a via the solid inner yokes 201b and 202b. 202a, the permanent magnet 205 and the inner yoke 201b are turned on by turning on and off the excitation power supply (not shown) because they are present on the magnetic circuit formed by the coils 207 and 208 for driving the mover 206. An eddy current is generated in 202b.
This eddy current not only impairs the response characteristics of the operating device 200, but also has the problem of increasing the size of the excitation power source and increasing the cost.

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、永久磁石を可動子を駆動する磁気回路とは別の磁気回路上に設けることによって、渦電流の発生を低減した構成を採用した。
つまり、第1のヨークがコイル励磁による可動子駆動用磁気回路を、第2のヨークが永久磁石による可動子保持用磁気回路を分担する構成とすることにより応答特性の向上したかつ小型低コストの電源を備えた操作装置および開閉装置を提供するものである。
The present invention has been made to solve such problems, and adopts a configuration in which generation of eddy currents is reduced by providing a permanent magnet on a magnetic circuit different from the magnetic circuit that drives the mover. did.
That is, the first yoke shares the mover driving magnetic circuit by coil excitation, and the second yoke shares the mover holding magnetic circuit by the permanent magnet, thereby improving response characteristics and reducing the size and cost. Provided are an operating device and a switching device provided with a power source.

この発明に係る操作装置は、第1のヨークと、この第1のヨーク内に設けられ第1の方向に往復動する可動子と、永久磁石が取り付けられた第2のヨークとを備え、第1のヨークには少なくとも1個のコイルが設けられているとともに、可動子が接する第1、第2の部位を有しており、可動子はコイルに通電することにより発生する磁束によって形成される第1の磁気回路に起因する力により、その軸方向である第1の方向に駆動されるものであり、第1のヨークは可動子軸方向と直交する方向に磁性体を積層して形成されており、第2のヨークは第1のヨークの積層表面に対面する積層表面対面部と、可動子に対面する可動子対面部とを有し、永久磁石の発生する磁束により形成される第2の磁気回路が、第2のヨークの積層表面対面部と、第2のヨークとを通り可動子に対面する対面部とを含み、第2のヨークの積層表面対面部と可動子対面部とを介して第1の磁気回路に接続されるように、第2のヨークのいずれかの部位に永久磁石が装着されており、第2の磁気回路に起因する力により可動子が第1のヨークの第1の部位または第2の部位で保持されるものである。   An operating device according to the present invention includes a first yoke, a mover provided in the first yoke and reciprocating in a first direction, and a second yoke to which a permanent magnet is attached. One yoke is provided with at least one coil, and has first and second portions that come into contact with the mover. The mover is formed by magnetic flux generated by energizing the coil. The first yoke is driven in a first direction that is the axial direction by the force caused by the first magnetic circuit, and the first yoke is formed by laminating magnetic materials in a direction orthogonal to the mover axial direction. The second yoke has a laminated surface facing portion facing the laminated surface of the first yoke and a movable member facing portion facing the mover, and is formed by a magnetic flux generated by a permanent magnet. The magnetic circuit of the second yoke has a laminated surface facing portion of the second yoke. A second face that passes through the second yoke and faces the mover, and is connected to the first magnetic circuit via the laminated surface facing part and the mover facing part of the second yoke. A permanent magnet is attached to any part of the yoke, and the mover is held by the first part or the second part of the first yoke by the force resulting from the second magnetic circuit. .

また、第2のヨークの永久磁石は、積層表面対面部あるいは可動子表面対面部に設けられているものである。   The permanent magnet of the second yoke is provided on the laminated surface facing portion or the mover surface facing portion.

また、可動子が、第1のヨークの第1の部位で保持されるとき、可動子の第1のヨークに接する可動子端部と第2の部位との間には、第2の空隙G2が設けられており、可動子が第1のヨークの第2の部位で保持されるとき可動子の第1のヨークに接する可動子端部と第1の部位との間には、第2の空隙G2と異なる第1の空隙G1が設けられているものである。   Further, when the mover is held by the first portion of the first yoke, the second gap G2 is provided between the end of the mover contacting the first yoke of the mover and the second portion. When the mover is held by the second part of the first yoke, the second part is in contact with the first yoke of the mover between the first part and the second part. A first gap G1 different from the gap G2 is provided.

また、第2のヨークは、第1のヨークの積層表面において、可動子軸方向である第1の方向に配置されているものである。   The second yoke is disposed in the first direction, which is the mover axial direction, on the surface of the laminated first yoke.

また第2のヨークは第1のヨークの積層表面において、可動子駆動方向である第1の方向と直交する第2の方向に配置されているものである。   The second yoke is disposed in the second direction orthogonal to the first direction which is the moving element driving direction on the surface of the first yoke.

また第2のヨークが磁性体の積層構造である。   The second yoke has a laminated structure of magnetic materials.

また第1のヨークの第2の部位における第1の方向の厚さ寸法が、第1のヨークの第1の部位における第1の方向の厚さ寸法より小さいものである。   The thickness dimension in the first direction at the second portion of the first yoke is smaller than the thickness dimension in the first direction at the first portion of the first yoke.

また、可動子が第1の部位または第2の部位で第1のヨークに保持されるときに、可動子と第1のヨークが接する面には、局部的に隙間を有するよう第1のヨーク面に階段状の形状が設けられているものである。   In addition, when the mover is held by the first yoke at the first part or the second part, the first yoke has a gap locally on the surface where the mover and the first yoke are in contact with each other. A stepped shape is provided on the surface.

また第2のヨークには、可動子対面部に永久磁石が設けられており、さらに第2のヨークにはジャッキボルトが設けられており、ジャッキボルトを操作することにより、永久磁石と可動子との空隙を可変とするとともに、第2のヨークの積層表面対面部と第1のヨークとの間に磁性体の薄板が設けられているものである。   The second yoke is provided with a permanent magnet on the surface facing the mover. Further, the second yoke is provided with a jack bolt. By operating the jack bolt, the permanent magnet and the mover And a thin magnetic plate is provided between the first yoke and the laminated surface facing portion of the second yoke.

また、第1のヨークには、第1のコイルと第2のコイルとが設けられており、第1のコイルに通電することにより可動子を、第1のヨークの第1の部位に接するように駆動し、第2のコイルに通電することにより可動子を、第1のヨークの第2の部位に接するように駆動するものである。   Further, the first yoke is provided with a first coil and a second coil, and by energizing the first coil, the movable element is brought into contact with the first portion of the first yoke. And the movable element is driven so as to be in contact with the second portion of the first yoke by energizing the second coil.

また、第1のコイルと第2のコイルの起磁力が異なるものである。   Further, the magnetomotive forces of the first coil and the second coil are different.

また、少なくとも1個のコイルが、それぞれ複数の巻線で形成されているものである。   In addition, at least one coil is formed of a plurality of windings.

また、可動子の第1のヨークと接する可動子端部の断面積が、可動子端部以外であって可動子端部の面に平行な可動子の任意断面における断面積に比べて、小さいものである。   In addition, the cross-sectional area of the end of the mover that contacts the first yoke of the mover is smaller than the cross-sectional area of an arbitrary cross section of the mover other than the end of the mover and parallel to the surface of the end of the mover. Is.

また、可動子が積層構造である。   The mover has a laminated structure.

また、可動子の積層構造は、ソリッドの端板によって締め付けられた構造である。   Further, the stack structure of the mover is a structure fastened by a solid end plate.

また、第2のヨークの永久磁石は、第2のヨーク内で第2のヨークを構成する部材の間に配置されているものである。   Further, the permanent magnet of the second yoke is disposed between the members constituting the second yoke in the second yoke.

また、第1のヨークの可動子が接する第1の部位または第2の部位と可動子との間に、可動子を第1の方向に駆動する作動機構が設けられているものである。   An operating mechanism for driving the mover in the first direction is provided between the first part or the second part with which the mover of the first yoke contacts and the mover.

また、この発明に係る開閉装置は、開閉器と、開閉器を開閉駆動する操作装置とを備え、操作装置は、この発明に係る前記操作装置のいずれかを使用したものである。   The switchgear according to the present invention includes a switch and an operating device that drives the switch to open and close, and the operating device uses any of the operating devices according to the present invention.

この発明は以上述べたような構成を有する操作装置およびそれを使用した開閉装置であるので、以下に示すような効果を奏する。
第1のヨークと、この第1のヨーク内に設けられ第1の方向に往復動する可動子と、永久磁石が取り付けられた第2のヨークとを備え、第1のヨークには少なくとも1個のコイルが設けられているとともに、可動子が接する第1、第2の部位を有しており、可動子はコイルに通電することにより発生する磁束によって形成される第1の磁気回路に起因する力により、その軸方向である第1の方向に駆動されるものであり、第1のヨークは可動子軸方向と直交する方向に磁性体を積層して形成されており、第2のヨークは第1のヨークの積層表面に対面する積層表面対面部と、可動子に対面する可動子対面部とを有し、永久磁石の発生する磁束により形成される第2の磁気回路が、第2のヨークの積層表面対面部と、第2のヨークとを通り可動子に対面する対面部とを含み、第2のヨークの積層表面対面部と可動子対面部とを介して第1の磁気回路に接続されるように、第2のヨークのいずれかの部位に永久磁石が装着されており、第2の磁気回路に起因する力により可動子が第1のヨークの前記第1の部位または第2の部位で保持される構成であるので、永久磁石の発生する磁束により形成される第1のヨーク、第2のヨーク、および可動子で作る第2の磁気回路が、コイル励磁によって形成される第1の磁気回路とは分離されており、また第1のヨークが磁性体を積層して形成されているのでコイル励磁時に発生する磁路の渦電流発生を低減することができ、それに伴う操作装置の制御特性が向上する。さらにコイル励磁電源が小型で低コストとなるという優れた効果を奏する。
Since the present invention is an operating device having the configuration as described above and an opening / closing device using the operating device, the following effects can be obtained.
A first yoke, a mover provided in the first yoke and reciprocating in the first direction, and a second yoke to which a permanent magnet is attached are provided. And the first and second parts with which the mover contacts, and the mover is caused by the first magnetic circuit formed by the magnetic flux generated by energizing the coil. The first yoke is driven by force in the first direction, and the first yoke is formed by laminating magnetic materials in a direction orthogonal to the mover axial direction, and the second yoke is A second magnetic circuit having a laminate surface facing portion facing the laminate surface of the first yoke and a mover facing portion facing the mover, and formed by magnetic flux generated by a permanent magnet, Moveable through the yoke's laminated surface facing part and the second yoke In any part of the second yoke so as to be connected to the first magnetic circuit via the laminated surface facing portion and the mover facing portion of the second yoke. Since the magnet is mounted and the mover is held by the first part or the second part of the first yoke by the force caused by the second magnetic circuit, the magnetic flux generated by the permanent magnet The first magnetic circuit formed by the first yoke, the second yoke, and the second magnetic circuit formed by the mover are separated from the first magnetic circuit formed by coil excitation, and the first yoke is Since it is formed by laminating magnetic materials, it is possible to reduce the generation of eddy currents in the magnetic path generated during coil excitation, and the control characteristics of the operating device associated therewith are improved. Furthermore, the coil excitation power source is small and has an excellent effect of being low cost.

また第2のヨークの永久磁石が、積層表面対面部あるいは可動子表面対面部に設けられている構成であるので、前記と同様にこの永久磁石で形成される第2の磁気回路がコイル励磁によって形成される第1の磁気回路と分離されており、コイル励磁時の磁路に発生する渦電流損を低減し、操作装置の制御特性が向上する。   In addition, since the permanent magnet of the second yoke is provided on the laminated surface facing portion or the movable member surface facing portion, the second magnetic circuit formed of this permanent magnet is formed by coil excitation as described above. Separated from the first magnetic circuit to be formed, the eddy current loss generated in the magnetic path during coil excitation is reduced, and the control characteristics of the operating device are improved.

またさらに可動子が、第1のヨークの第1の部位で保持されるとき、可動子の第1のヨークに接する可動子端部と第2の部位との間には、第2の空隙G2が設けられており、可動子が第1のヨークの第2の部位で保持されるとき可動子の第1のヨークに接する可動子端部と第1の部位との間には、第2の空隙と異なる第1の空隙G1が設けられている構成であるので、保持力を最適化することができ、操作装置の制御特性を向上できるという効果を奏する。   Further, when the mover is held by the first portion of the first yoke, the second gap G2 is provided between the end of the mover contacting the first yoke of the mover and the second portion. When the mover is held by the second part of the first yoke, the second part is in contact with the first yoke of the mover between the first part and the second part. Since the first gap G1 different from the gap is provided, the holding force can be optimized and the control characteristics of the operating device can be improved.

またさらに第2のヨークが、第1のヨークの積層表面において、可動子軸方向である第1の方向に配置されている構成であるので、第1、第2の磁気回路を明確に区分けすることができるとともに、コイルの支持を第2のヨークによっても行うことが可能となり、簡単でより強固なコイル支持構成を有する操作装置とすることができる。   Further, since the second yoke is arranged in the first direction which is the direction of the mover axis on the laminated surface of the first yoke, the first and second magnetic circuits are clearly divided. In addition, the coil can be supported by the second yoke, so that an operating device having a simple and stronger coil support structure can be obtained.

また第2のヨークが、第1のヨークの積層表面において、可動子駆動方向である第1の方向と直交する第2の方向に配置されている構成であるので、前記に加え操作装置の奥行方向の寸法を小さくすることができる。   Further, since the second yoke is arranged in the second direction perpendicular to the first direction which is the moving element driving direction on the laminated surface of the first yoke, the depth of the operating device is added to the above. The direction dimension can be reduced.

またさらに、第2のヨークが磁性体の積層構造であるので、さらに加えて渦電流の発生を低減できる。   Furthermore, since the second yoke has a magnetic laminated structure, the generation of eddy current can be further reduced.

また、第1のヨークの第2の部位における第1の方向の厚さ寸法が、第1のヨークの第1の部位における第1の方向の厚さ寸法より小さいので、可動子と第1のヨーク間の磁気吸引力を最適化することができ、操作装置の制御特性を向上させるという優れた効果を奏する。   In addition, since the thickness dimension in the first direction at the second portion of the first yoke is smaller than the thickness dimension in the first direction at the first portion of the first yoke, the mover and the first The magnetic attractive force between the yokes can be optimized, and an excellent effect of improving the control characteristics of the operating device is achieved.

またさらに、可動子が第1の部位または第2の部位で第1のヨークに保持されるときに、可動子と第1のヨークが接する面には、局部的に隙間を有するよう第1のヨーク面に階段状の形状が設けられているので、可動子を保持する保持力を調整できる。   Still further, when the mover is held by the first yoke at the first portion or the second portion, the first contact portion has a gap locally on the surface where the mover contacts the first yoke. Since the yoke surface has a stepped shape, the holding force for holding the mover can be adjusted.

また、第2のヨークには、可動子対面部に永久磁石が設けられており、さらに第2のヨークにはジャッキボルトが設けられており、ジャッキボルトを操作することにより、永久磁石と可動子との空隙を可変とするとともに、第2のヨークの積層表面対面部と第1のヨークとの間に磁性体の薄板が設けられているので、永久磁石と可動子との空隙を可変とし、可動子を保持する保持力を調整できる。   Further, the second yoke is provided with a permanent magnet on the face of the mover, and the second yoke is provided with a jack bolt. By operating the jack bolt, the permanent magnet and the mover are provided. Since the magnetic thin plate is provided between the first yoke and the laminated surface facing portion of the second yoke, the gap between the permanent magnet and the mover is variable, The holding force for holding the mover can be adjusted.

またさらに、第1のヨークには、第1のコイルと第2のコイルとが設けられており、第1のコイルに通電することにより可動子を、第1のヨークの第1の部位に接するように駆動し、第2のコイルに通電することにより可動子を、第1のヨークの第2の部位に接するように駆動する構成であるので、操作装置の制御の多様性が図れる。   Still further, the first yoke is provided with a first coil and a second coil. When the first coil is energized, the mover is brought into contact with the first portion of the first yoke. Since the movable element is driven so as to be in contact with the second portion of the first yoke by energizing the second coil and energizing the second coil, the control device can be controlled in various ways.

また、第1のコイルと第2のコイルの起磁力が異なるので、電源の最適化、コイルおよび操作装置の小型化が図れる。   Further, since the magnetomotive forces of the first coil and the second coil are different, the power source can be optimized and the coil and the operating device can be downsized.

またさらに、少なくとも1個のコイルが、それぞれ複数の巻線で形成されているので、操作装置の制御の多様性が図れる。   Furthermore, since at least one coil is formed of a plurality of windings, the control of the operating device can be varied.

また、可動子の第1のヨークと接する可動子端部の断面積が、可動子端部以外であって可動子端部の面に平行な可動子の任意断面における断面積に比べて、小さい構成であるので、可動子と第1のヨーク間の磁気吸引力を最適化することができ、操作装置の制御特性を向上させるという優れた効果を奏する。   In addition, the cross-sectional area of the end of the mover that contacts the first yoke of the mover is smaller than the cross-sectional area of an arbitrary cross section of the mover other than the end of the mover and parallel to the surface of the end of the mover. Since it is a structure, the magnetic attraction force between a needle | mover and a 1st yoke can be optimized, and there exists an outstanding effect that the control characteristic of an operating device is improved.

またさらに、可動子が積層構造であるので、渦電流の発生を低減できる。   Furthermore, since the mover has a laminated structure, generation of eddy current can be reduced.

また、可動子の積層構造は、ソリッドの端板によって締め付けられた構造であるので、吸引力がより増えるとともに、より強固な可動子となるという優れた効果を奏する。   Moreover, since the laminated structure of the mover is a structure fastened by a solid end plate, there is an excellent effect that the suction force increases and the mover becomes stronger.

また、第2のヨークの永久磁石は、第2のヨーク内で第2のヨークを構成する部材の間に配置されているので、永久磁石の発生する磁束により形成される第2の磁気回路かコイル励磁によって形成される第1の磁気回路とは分離されており、第2のヨークに発生する渦電流発生を低減させ、操作装置の制御特性が向上する。   Further, since the permanent magnet of the second yoke is disposed between the members constituting the second yoke in the second yoke, the second magnetic circuit formed by the magnetic flux generated by the permanent magnet is used. The first magnetic circuit formed by coil excitation is separated from the eddy current generated in the second yoke, and the control characteristics of the operating device are improved.

またさらに、第1のヨークの可動子が接する第1の部位または第2の部位と可動子との間に、可動子を第1の方向に駆動する作動機構が設けられているので、コイルや電源の小型化を行うことができるとともに制御応答特性を向上させる。   Furthermore, an operating mechanism for driving the mover in the first direction is provided between the first part or the second part with which the mover of the first yoke contacts and the mover. The power supply can be reduced in size and the control response characteristics can be improved.

また、開閉器と、開閉器を開閉駆動する操作装置とを備えた開閉装置であって、前記した操作装置を使用しているので、制御特性の向上した操作装置を備えた開閉装置となり、例えば三相回路に用いられる開閉装置の三相一括操作や、各相個別の操作および単相回路の開閉装置の接点開閉応答特性を向上させることができると共に、小型、安価なコイル励磁電源を備えた開閉装置を提供できるという優れた効果を奏する。   In addition, since the switchgear includes a switch and an operation device that drives the switch to open and close, and uses the above-described operation device, the switchgear includes an operation device with improved control characteristics. Three-phase collective operation of switchgear used in three-phase circuits, individual operation of each phase and contact switching response characteristics of single-phase circuit switchgear, and a small and inexpensive coil excitation power supply There is an excellent effect that a switchgear can be provided.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1による操作装置100を図1〜図3に基づいて説明する。
図1は操作装置100の主要構成部品を示す見取図であり、図2はその取付後の見取図である。図3は図1のA矢の方向から見たヨーク、可動子を示す概念図である。
図において、1は第1のヨーク、1aは上ヨーク、1bは下ヨーク、1cは側ヨーク、2は可動子、3は第1のコイル、4は第2のコイル、5は第2のヨーク、6は永久磁石、7はポール、8は第1の部位、9は第2の部位である。209はロッドで、上下ヨーク1a、1bを貫通して可動子2に連結され、開閉器200の接点210につながる。
第1のヨーク1は上ヨーク1a、下ヨーク1b、側ヨーク1cおよびポール7を1体化して打ち抜かれた電磁薄鋼板を積層して形成されている。上ヨーク1aには可動子2が接して保持される第1の部位8を有し、下ヨーク1bにも同様の第2の部位9を有している。
この第1のヨーク1内には図1の垂直方向に相当する第1の方向に、所定のストロークを往復移動可能な可動子2と、第1、第2のコイル3、4が設けられている。そして前記第1の方向に直交する第2の方向に、側ヨーク1cを挟んで接するように1対の第2のヨーク5が設けられている。
前記可動子2は電磁薄鋼板または薄鋼板の積層構造であり、開閉器200につながるロッド209が設けられている。なお、可動子2とポール7との間には空隙gを有する。前記対をなす第2のヨーク5は、ソリッド鋼板製で矩形状構造とし、図示省略したボルトまたは締付金具で前記側ヨーク1cに取り付けられている。永久磁石6は、前記第2のヨーク5の長手方向中央部に設けられ、組立状態では前記可動子2とギャップgを介して対向するよう配置されている。
ここで図3(a)は可動子2が上ヨーク1aの第1の部位8に接して前記第2のヨーク5に設けられた永久磁石6によって可動子2が保持されている状態を示す。
また、この状態は開閉器200の接点210が閉極している状態である。一方図3(b)は可動子2が同様に下ヨーク1bの第2の部位9に接して保持されている状態を示しており、開閉器200の接点210が開極時である。そして図3(a)(b)に示すように、可動子2の端面と上ヨーク1aの第1の部位8には第1の空隙G1、また下ヨーク1bの第2の部位9との間には、第2の空隙G2が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an operating device 100 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a sketch showing the main components of the operating device 100, and FIG. 2 is a sketch after the mounting. FIG. 3 is a conceptual diagram showing the yoke and the mover viewed from the direction of arrow A in FIG.
In the figure, 1 is a first yoke, 1a is an upper yoke, 1b is a lower yoke, 1c is a side yoke, 2 is a mover, 3 is a first coil, 4 is a second coil, and 5 is a second yoke. , 6 are permanent magnets, 7 is a pole, 8 is a first part, and 9 is a second part. A rod 209 is connected to the mover 2 through the upper and lower yokes 1 a and 1 b and is connected to the contact 210 of the switch 200.
The first yoke 1 is formed by laminating an electromagnetic thin steel plate punched out by combining an upper yoke 1a, a lower yoke 1b, a side yoke 1c and a pole 7. The upper yoke 1a has a first portion 8 that is held in contact with the movable element 2, and the lower yoke 1b also has a similar second portion 9.
In the first yoke 1, a mover 2 capable of reciprocating a predetermined stroke and first and second coils 3 and 4 are provided in a first direction corresponding to the vertical direction in FIG. Yes. A pair of second yokes 5 are provided in a second direction orthogonal to the first direction so as to be in contact with each other with the side yoke 1c interposed therebetween.
The mover 2 has an electromagnetic thin steel plate or a laminated structure of thin steel plates, and a rod 209 connected to the switch 200 is provided. A gap g is provided between the mover 2 and the pole 7. The paired second yoke 5 is made of a solid steel plate and has a rectangular structure, and is attached to the side yoke 1c with a bolt or a fastening bracket (not shown). The permanent magnet 6 is provided at the center in the longitudinal direction of the second yoke 5 and is arranged so as to face the movable element 2 with a gap g in the assembled state.
Here, FIG. 3A shows a state in which the mover 2 is held by the permanent magnet 6 provided on the second yoke 5 in contact with the first portion 8 of the upper yoke 1a.
Further, this state is a state where the contact point 210 of the switch 200 is closed. On the other hand, FIG. 3B shows a state in which the mover 2 is similarly held in contact with the second portion 9 of the lower yoke 1b, and the contact point 210 of the switch 200 is open. As shown in FIGS. 3A and 3B, the gap between the end face of the movable element 2 and the first portion G of the upper yoke 1a is between the first gap G1 and the second portion 9 of the lower yoke 1b. Is provided with a second gap G2.

次に第1のヨーク1と第2のヨーク5のなす磁気回路について述べる。第1のヨーク1には第1のコイル3または第2のコイル4を図示しないコイルの励磁電源によって励磁することにより発生する第1の磁気回路の磁束がヨーク1内および可動子2内を通る。これは、例えば従来技術で示した図17(b)や後述する図8(b)のΦcoil2−1、Φcoil2−2に相当するものである。
この第1の磁気回路の磁束によって可動子2をヨーク1の第1の方向に、ストロークG1、およびストロークG2−t往復動させる。ここで図3(a)の接点210の閉状態から、図3(b)の接点210の開状態に開閉器200を動作させようとするとき、図8(b)に示すように第2のコイル4を励磁することによってΦcoil2−1、Φcoil2−2を発生させ、可動子2が上ヨーク1aの第1の部位8から下ヨーク1bの第2の部位9へ所定のストロークすなわちG2−tに相当する距離駆動される。
また、図3(b)の接点210の開状態から図3(a)の閉状態は、第1のコイル3を励磁し可動子2を駆動することによって為される。このようにヨーク1には第1のコイル3または第2のコイル4を励磁することによって発生する第1の磁気回路の磁束が通る磁路を形成する機能を有する。従ってコイル励磁に伴うヨーク1内に発生する渦電流を低減するためヨーク1は電磁薄鋼板の積層構造を採用している。
さらに可動子2も同様の理由で電磁薄鋼板の積層構造とし、図4に示すように鋼板製端板10を介し締め付けボルト11によって強固な構造としている。
なお、ここで前記の第1、第2のコイル3、4はそれぞれが、複数の巻線で構成されるコイルで形成されるものであってもよく、さらには、可動子2を駆動するために必要なコイルを前記のように第1、第2のコイルと特定せず、これらのコイルが操作装置の制御特性に合わせて複数個設ける構成してもよい。そしてその位置も例えば第2のコイル4が設置されている部位に第1のコイルの機能をはたす第3のコイルが設けられる構成であってもよい。
Next, a magnetic circuit formed by the first yoke 1 and the second yoke 5 will be described. In the first yoke 1, the magnetic flux of the first magnetic circuit generated by exciting the first coil 3 or the second coil 4 with an excitation power source of a coil (not shown) passes through the yoke 1 and the mover 2. . This corresponds to, for example, Φcoil 2-1 and Φcoil 2-2 in FIG. 17B shown in the prior art and FIG. 8B described later.
The mover 2 is reciprocated in the first direction of the yoke 1 by the magnetic flux of the first magnetic circuit in the stroke G1 and the stroke G2-t. Here, when the switch 200 is to be operated from the closed state of the contact 210 in FIG. 3A to the open state of the contact 210 in FIG. 3B, the second state as shown in FIG. The coils 4 are excited to generate Φcoil 2-1 and Φcoil 2-2 , and the mover 2 moves from the first part 8 of the upper yoke 1a to the second part 9 of the lower yoke 1b by a predetermined stroke, that is, G2-. It is driven by a distance corresponding to t.
Further, the closed state of FIG. 3A from the open state of the contact 210 of FIG. 3B is made by exciting the first coil 3 and driving the mover 2. As described above, the yoke 1 has a function of forming a magnetic path through which the magnetic flux of the first magnetic circuit generated by exciting the first coil 3 or the second coil 4 passes. Therefore, in order to reduce the eddy current generated in the yoke 1 due to coil excitation, the yoke 1 employs a laminated structure of electromagnetic thin steel plates.
Further, the mover 2 has a laminated structure of electromagnetic thin steel plates for the same reason, and has a strong structure with fastening bolts 11 via a steel plate end plate 10 as shown in FIG.
Here, each of the first and second coils 3 and 4 may be formed of a coil composed of a plurality of windings, and further for driving the mover 2. As described above, the first and second coils may not be specified as described above, and a plurality of these coils may be provided in accordance with the control characteristics of the operating device. The position may be a configuration in which, for example, a third coil that functions as the first coil is provided at a portion where the second coil 4 is installed.

第2のヨーク5は図1に示したように第1の方向に直交する第2の方向に取り付けられており、永久磁石6による第2の磁気回路の磁束の経路は、第2のヨーク→側ヨーク→上または下ヨーク→可動子→永久磁石→第2のヨークとなる。
すなわち、この発明による実施の形態1の第2のヨーク5は、後述する実施の形態2〜6のすべてを含め永久磁石6の磁束が通る磁気回路を受け持つ機能を有するものであり、前記した第1または第2のコイルの作る磁束の通る第1の磁気回路の機能は有していない。つまり、図1や後述する図9、図10に示すように、永久磁石は、第1の磁気回路を除く第1のヨーク、第2のヨークおよび可動子で作る第2の磁気回路上に設けられている。従って第2のヨーク5は、ソリッドの鋼板製を採用しているが、必ずしもこの構造である必要はなく、製造方法、コスト等を勘案して電磁薄鋼板や薄鋼板の積層構造を採用してもよい。また、第1のヨーク1、可動子2を電磁薄鋼板の積層としたが、薄鋼板の積層であってもよい。さらに第2のヨーク5を1対のヨークとしたが、必ずしも1対である必要はなく、第1のヨーク1の片側に設ける構成であってもよい。
The second yoke 5 is attached in a second direction orthogonal to the first direction as shown in FIG. 1, and the magnetic flux path of the second magnetic circuit by the permanent magnet 6 is the second yoke → Side yoke → upper or lower yoke → mover → permanent magnet → second yoke.
That is, the second yoke 5 according to the first embodiment of the present invention has a function of handling a magnetic circuit through which the magnetic flux of the permanent magnet 6 passes, including all of the second to sixth embodiments described later. It does not have the function of the first magnetic circuit through which the magnetic flux produced by the first or second coil passes. That is, as shown in FIG. 1 and FIGS. 9 and 10 described later, the permanent magnet is provided on the second magnetic circuit made up of the first yoke, the second yoke and the mover excluding the first magnetic circuit. It has been. Accordingly, the second yoke 5 is made of a solid steel plate, but it is not always necessary to have this structure, and an electromagnetic thin steel plate or a laminated structure of thin steel plates is adopted in consideration of the manufacturing method and cost. Also good. Moreover, although the 1st yoke 1 and the needle | mover 2 were made into the lamination | stacking of an electromagnetic thin steel plate, the lamination | stacking of a thin steel plate may be sufficient. Furthermore, although the second yoke 5 is a pair of yokes, it is not always necessary to have a pair, and a configuration in which the second yoke 5 is provided on one side of the first yoke 1 may be used.

次に可動子2の構造について述べる。図4に示すように可動子2の第1の方向の両端部2bつまりヨークの第1の部位8または第2の部位9に接する部分に相当するが、台形状をなしている。言い換えれば、端部2bにおける磁束が通る断面積が、端部2b以外の一般部2a(端部の面に平行な可動子の任意断面における)の磁束が通る断面積に比較して小さい。このような構造を採用することによって、可動子2とヨークの第1または第2の部位8、9との間にコイルの発生する磁気吸引力を最適化することが可能となり、操作装置100の制御特性が向上する。なお、図4では両端部2bが台形状のものを示したが、これに限らず凹状や凸状など、可動子2の端部2bが一般部2aに比べ磁束の通る断面積が小さくなるものであればよい。
また、図4に示すように鋼板製端板10を両端に設ける構造としたが、両端と中央部の3個所に設ける構成であってもよい。
Next, the structure of the mover 2 will be described. As shown in FIG. 4, it corresponds to both end portions 2b of the mover 2 in the first direction, that is, the portion in contact with the first portion 8 or the second portion 9 of the yoke, but has a trapezoidal shape. In other words, the cross-sectional area through which the magnetic flux passes through the end portion 2b is smaller than the cross-sectional area through which the magnetic flux passes through the general portion 2a other than the end portion 2b (in an arbitrary cross section of the mover parallel to the surface of the end portion). By adopting such a structure, it is possible to optimize the magnetic attractive force generated by the coil between the mover 2 and the first or second portion 8 or 9 of the yoke. Control characteristics are improved. In addition, although both ends 2b showed the trapezoidal shape in FIG. 4, it is not limited to this, but the end 2b of the mover 2 has a smaller cross-sectional area through which the magnetic flux passes than the general portion 2a. If it is.
Moreover, although it was set as the structure which provides the steel plate end plate 10 at both ends as shown in FIG. 4, the structure provided in three places of both ends and a center part may be sufficient.

次に、可動子2の他の実施の形態について述べる。
図5(a)に示すように端板10aには、その一部を切り欠いた開口部10bが設けられている。なお、図5による操作装置の詳細は実施の形態2で説明する。この開口部10bを設けた理由は、可動子2cが第2の部位9で保持されているとき(開極状態)は、前述したように保持力が小さくてよいことから、前記第2の部位9に可動子2cが保持されるとき永久磁石6と可動子2cとの空隙を大きくして、永久磁石6から可動子2cに渡る磁束を減少させることにある。従って、前記開口部10bは第2の部位9に可動子2cが位置する際、永久磁石6に対向した個所で、永久磁石6の大きさ、またはそれに相当する大きさに合わせた寸法を有するものである。
Next, other embodiments of the mover 2 will be described.
As shown in FIG. 5A, the end plate 10a is provided with an opening 10b in which a part thereof is cut out. Details of the operating device according to FIG. 5 will be described in the second embodiment. The reason why the opening 10b is provided is that when the movable element 2c is held by the second portion 9 (opened state), the holding force may be small as described above. 9 is to increase the gap between the permanent magnet 6 and the mover 2c when the mover 2c is held, thereby reducing the magnetic flux from the permanent magnet 6 to the mover 2c. Accordingly, the opening 10b has a size corresponding to the size of the permanent magnet 6 or a size corresponding to the size of the permanent magnet 6 at a position facing the permanent magnet 6 when the movable element 2c is positioned in the second portion 9. It is.

この可動子2cの構造の詳細を図6に基づいて以下に述べる。
図6(a)は可動子2cの断面側面図であり、図6(b)は図6(a)のA−A断面である。図6(c)は後述する積層板2dに設けた凹部2eを重ね合わせた状態を示す図である。
可動子2cには、可動軸209にねじ込まれて固着された直方体の可動鉄芯16と、この可動鉄芯16に固着された匚型の薄板よりなる積層板2dを積層した積層部2fと、この積層部2fを締め付ける端板10aより構成されている。積層板2dには凹部2eが設けられていて、積層する際この凹部2eを互いに重ね合わせることによって積層寸法精度を確保するとともに、積層板2dに印加される機械的外力に対し、すべり防止を行う。
また、端板10aには、積層部2fの端面2gより離れた個所に端板端部10cが設けられている。このような端板端部10cが設けられることにより、積層板2dに発生する端部応力を緩和されることができる。
Details of the structure of the mover 2c will be described below with reference to FIG.
6A is a cross-sectional side view of the movable element 2c, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 6A. FIG. 6C is a diagram showing a state in which concave portions 2e provided on a laminated plate 2d described later are overlapped.
The movable element 2c has a rectangular parallelepiped movable iron core 16 screwed and fixed to the movable shaft 209, and a laminated portion 2f obtained by laminating a laminated plate 2d made of a bowl-shaped thin plate fixed to the movable iron core 16, and It is comprised from the end plate 10a which fastens this laminated part 2f. The laminate 2d is provided with a recess 2e. When the laminates 2e are stacked, the recesses 2e are overlapped with each other to ensure the accuracy of the laminate dimensions and to prevent slippage against the mechanical external force applied to the laminate 2d. .
Further, the end plate 10a is provided with an end plate end portion 10c at a location away from the end surface 2g of the laminated portion 2f. By providing such an end plate end portion 10c, the end portion stress generated in the laminated plate 2d can be relieved.

次に操作装置100の動作原理は従来技術で示したものと同様であるがここで図8(a)〜図8(c)に基づいて再び説明する。
(1)図8(a)は開閉器200の接点210が閉状態であり、可動子2は第1のヨーク1の第1の部位8に保持されており、第1、第2のコイル3、4は励磁されていない。この状態において、永久磁石6は二つの磁気回路LとLを形成し、それぞれの磁束ΦPM1とΦPM2を発生する。磁気回路Lには図3(a)に示したように空隙G1を有しているためにΦPM1の経路の方がΦPM2の磁気抵抗より低くΦPM1≫ΦPM2となり、可動子2とヨーク1の間で吸引力が発生する。この吸引力は従来例の式で示される。
(2)第2のコイル4を永久磁石6と同極性となるように励磁すると、図8(b)に示すように磁束Φcoil2−1とΦcoil2−2が発生する。永久磁石6が発生している磁束ΦPM1、ΦPM2と合成して、ΦPM2+Φcoil2−1>ΦPM1−Φcoil2−2になると、可動子2をヨーク1の第2の部位9方向に引っ張る力が発生する。
(3)可動子2がヨーク1の第1の部位8から離れると、ΦPM2+Φcoil2−1≫ΦPM1−Φcoil2−2となるので、図8(c)に示すように可動子2は所定のストローク移動してヨーク1の第2の部位9に到達する。
(4)ここで第2のコイル4の励磁を止めると、同じく図8(c)に示すように可動子2はヨーク1の第2の部位9に保持される。
(5)次に図8(c)の状態から図8(a)の状態に可動子2を駆動しようとするときは、第1のコイル3を励磁することによって、前記と同じ動作原理により、可動子2は所定のストロークを移動する。
Next, although the operating principle of the operating device 100 is the same as that shown in the prior art, it will be described again with reference to FIGS. 8 (a) to 8 (c).
(1) In FIG. 8A, the contact 210 of the switch 200 is closed, and the mover 2 is held by the first portion 8 of the first yoke 1, and the first and second coils 3 are shown. 4 is not excited. In this state, the permanent magnets 6 forms two magnetic circuits L 1 and L 2, to generate a [Phi PM2 and respective magnetic flux [Phi PM1. Magnetic circuit L 2 in the FIGS. 3 (a) to lower Φ PM1 »Φ PM2 next than the magnetic resistance it is of [Phi PM2 path [Phi PM1 to have a gap G1 as shown, the mover 2 A suction force is generated between the yokes 1. This suction force is represented by a conventional example.
(2) When the second coil 4 is excited so as to have the same polarity as the permanent magnet 6, magnetic fluxes Φcoil 2-1 and Φcoil 2-2 are generated as shown in FIG. When combined with the magnetic fluxes Φ PM1 and Φ PM2 generated by the permanent magnet 6 and Φ PM2 + Φcoil 2-1 > Φ PM1 −Φcoil 2-2 , the mover 2 is moved in the direction of the second portion 9 of the yoke 1. Pulling force is generated.
(3) When the mover 2 moves away from the first portion 8 of the yoke 1, Φ PM2 + Φcoil 2-1 >> Φ PM1 −Φcoil 2-2 , so that the mover 2 is shown in FIG. A predetermined stroke is moved to reach the second portion 9 of the yoke 1.
(4) When the excitation of the second coil 4 is stopped here, the movable element 2 is held in the second portion 9 of the yoke 1 as shown in FIG.
(5) Next, when trying to drive the mover 2 from the state of FIG. 8C to the state of FIG. 8A, by exciting the first coil 3, The mover 2 moves a predetermined stroke.

以上のように可動子2がヨーク1内で移動することにより、可動子2に連結された開閉器200の接点210を開閉し、電力送配電系統の電流遮断、投入が行われる。
なお、ここでこの実施の形態1の第1の空隙G1と第2の空隙G2について詳しく述べる。
第1の空隙G1は可動子2と上ヨーク1aの第1の部位8との空隙であり、第2の空隙G2は可動子2と下ヨーク1bの第2の部位9との空隙である。さらに空隙G2−tは図3(a)(b)に示したように、下ヨーク1b上に設けたアルミやSUS、銅等の非磁性材料のスペーサ13と可動子との間の空隙である。
ここで前記第1の空隙G1および第2の空隙G2を磁気的空隙と称し、前記空隙G2−tを機械的空隙と称する。そして磁気的空隙G1とG2とは異なる値をとり、G1<G2でG2=G1+tである。前記可動子2のストロークはG2−tとG1である。
なお、後述する図5のように可動子の当接面以外から磁束を逃がして開極保持力を小さくできる場合や、W>Wで開極保持力を小さくできる場合はG1=G2としてもよい。
As described above, when the mover 2 moves in the yoke 1, the contact point 210 of the switch 200 connected to the mover 2 is opened and closed, and the electric current transmission and distribution system is cut off and turned on.
Here, the first gap G1 and the second gap G2 of the first embodiment will be described in detail.
The first gap G1 is a gap between the mover 2 and the first portion 8 of the upper yoke 1a, and the second gap G2 is a gap between the mover 2 and the second portion 9 of the lower yoke 1b. Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the gap G2-t is a gap between the mover and the spacer 13 made of a nonmagnetic material such as aluminum, SUS, or copper provided on the lower yoke 1b. .
Here, the first gap G1 and the second gap G2 are referred to as magnetic gaps, and the gap G2-t is referred to as a mechanical gap. The magnetic gaps G1 and G2 take different values, and G1 <G2 and G2 = G1 + t. The stroke of the mover 2 is G2-t and G1.
Note that G1 = G2 when the opening holding force can be reduced by releasing the magnetic flux from other than the contact surface of the mover as shown in FIG. 5 described later, or when the opening holding force can be reduced with W 1 > W 2. Also good.

このように第1の空隙G1≠第2の空隙G2を採用した理由は、可動子2の保持力は開閉装置500開極状態では閉極状態に比較して大幅に小さくてよく、接点200を閉に保持するすなわち可動子を第1の部位8(上側)に保持する場合(閉極状態)と接点200を開に保持するすなわち可動子を第2の部位9(下側)に保持する場合(開極状態)とでは可動子2の保持力は異なるためである。開極状態では地震などにより不用意に可動子2が閉極に移動しないようにすればよいので、保持力は閉極状態に比較して大幅に小さくてよい。
そのため、永久磁石6の作る磁束による可動子2の保持力を操作装置100の開閉状態に応じた空隙G1またはG2を設定することで、保持力を最適化することができ、操作装置100の制御特性を向上できる。
なお、この例ではG2>G1であるが、必ずしもこの例に限定されず、開閉器200と操作装置100との配置関係によって上ヨーク1aに非磁性材スペーサ13を設けてもよい。
なおまた、後述する図5のように可動子の当接面以外から磁束を逃がして開極保持力を小さくできる場合や、G1>G2で開極保持力を小さくできる場合はW=Wとしてもよい。
The reason for adopting the first gap G1 ≠ the second gap G2 in this way is that the holding force of the mover 2 may be significantly smaller in the opened state of the switching device 500 than in the closed state, and the contact 200 When holding the mover in the first part 8 (upper side) (closed state) and holding the contact point 200 in the open state, ie, holding the mover in the second part 9 (lower side) This is because the holding force of the mover 2 is different from that in the open state. In the open state, since it is only necessary to prevent the mover 2 from moving carelessly due to an earthquake or the like, the holding force may be significantly smaller than that in the closed state.
Therefore, the holding force can be optimized by setting the gap G <b> 1 or G <b> 2 according to the opening / closing state of the operating device 100 as the holding force of the mover 2 by the magnetic flux generated by the permanent magnet 6. The characteristics can be improved.
In this example, G2> G1, but the present invention is not necessarily limited to this example, and the nonmagnetic material spacer 13 may be provided on the upper yoke 1a depending on the positional relationship between the switch 200 and the operating device 100.
Furthermore, as shown in FIG. 5 to be described later, when the opening holding force can be reduced by releasing the magnetic flux from other than the contact surface of the mover, or when the opening holding force can be reduced by G1> G2, W 1 = W 2. It is good.

実施の形態2.
次に、実施の形態2による操作装置100を図5、図7に基づいて説明する。
図5(a)は操作装置100の正面図、図5(b)は側面図である。なお、図5(a)では第2のヨーク5の記入を一部分省略している。
図5(a)において、1aは第1のヨーク1の上ヨーク、1bは下ヨーク、2cは可動子、3aは第1のコイル、4aは第2のコイル、10aは可動子2cの端板、10bは前記端板10aに設けた開口部、12は上ヨーク1aと可動子2cとの間に設けたバネ、15は第2のヨーク5に設けたジャッキボルト、Wは前記上ヨーク1aの前記第1の方向の厚さ、Wは下ヨークの前記第1の方向の厚さである。
既に述べたように、開閉器200の接点210の開極状態で必要な保持力は、閉極状態に比較して大幅に小さくてよい。従って、可動子2cが下ヨーク1bの第2の部位9にあるときは、上ヨーク1aの第1の部位8にあるときに比べ下ヨーク1bの磁束密度は小さくてよい。すなわち第1のヨーク1の下ヨーク1bの前記第1の方向の厚さWを上ヨーク1aの厚さWより小さいものとしてよい。
このように下ヨーク1bの厚さを小さくすることで保持力の調整を行うことができるとともに操作装置200の重量の低減化が図れる。
Embodiment 2. FIG.
Next, the operating device 100 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 5A is a front view of the operating device 100, and FIG. 5B is a side view. In FIG. 5A, the second yoke 5 is partially omitted.
In FIG. 5A, 1a is the upper yoke of the first yoke 1, 1b is the lower yoke, 2c is the mover, 3a is the first coil, 4a is the second coil, 10a is the end plate of the mover 2c. , 10b is an opening provided in the end plate 10a, a spring provided between the upper yoke 1a and the movable element 2c 12, 15 jack bolt provided on the second yoke 5, W 1 is the upper yoke 1a , W 2 is the thickness of the lower yoke in the first direction.
As already described, the holding force required in the open state of the contact 210 of the switch 200 may be significantly smaller than that in the closed state. Therefore, when the mover 2c is in the second part 9 of the lower yoke 1b, the magnetic flux density of the lower yoke 1b may be smaller than when it is in the first part 8 of the upper yoke 1a. That good a thickness W 2 of the first direction of the first yoke 1 of the lower yoke 1b as smaller than the thickness W 1 of the upper yoke 1a.
Thus, the holding force can be adjusted by reducing the thickness of the lower yoke 1b, and the weight of the operating device 200 can be reduced.

また、可動子2cが第1の部位8から第2の部位9に移動するとき、上ヨーク1aと可動子2cとの間に設けたバネ12が移動をアシストしているので、第2のコイル4aの起磁力(AT)は第1のコイル3aに比較して小さくできるので、第2のコイル4aの断面積が小さく、小型化され、操作装置200の小型、軽量化、電源の小容量化が図れる。   Further, when the mover 2c moves from the first part 8 to the second part 9, the spring 12 provided between the upper yoke 1a and the mover 2c assists the movement, so that the second coil Since the magnetomotive force (AT) of 4a can be smaller than that of the first coil 3a, the cross-sectional area of the second coil 4a is small and downsized, the operating device 200 is small and light, and the capacity of the power source is small. Can be planned.

また、図7(a)に示すように、上ヨーク1a、下ヨーク1bの第1、第2の部位8、9に凹部1dを設けて、可動子2cが上、下ヨーク1a、10bに接して対向する面積を調整することにより、保持力を調整してもよい。また、図7(b)に示すように凸部1eを設けても同様に保持力の調整が可能である。   Further, as shown in FIG. 7A, the first and second portions 8 and 9 of the upper yoke 1a and the lower yoke 1b are provided with recesses 1d, and the movable element 2c is in contact with the upper and lower yokes 1a and 10b. The holding force may be adjusted by adjusting the opposing areas. Further, as shown in FIG. 7B, the holding force can be similarly adjusted even if the convex portion 1e is provided.

またさらに、図5(b)に示すように、第2のヨーク5にジャッキボルト15を設け、このジャッキボルト15を操作することによって第1のヨーク1と第2のヨーク5との間に隙間を生じさせる。つまり、第2のヨーク5に設けられている永久磁石6と可動子2cとの空隙を大きくさせることができる。このようにして第1のヨーク1と第2のヨーク5とに生じた隙間には薄鋼板や電磁鋼板等の図示省略した薄板を挿入する。
このような構造を採用することで、永久磁石6と可動子2cとの空隙を可変とすることができ保持力の調整が可能となる。
Furthermore, as shown in FIG. 5 (b), a jack bolt 15 is provided on the second yoke 5, and by operating the jack bolt 15, there is a gap between the first yoke 1 and the second yoke 5. Give rise to That is, the gap between the permanent magnet 6 provided in the second yoke 5 and the mover 2c can be increased. In this manner, a thin plate (not shown) such as a thin steel plate or an electromagnetic steel plate is inserted into the gap formed between the first yoke 1 and the second yoke 5.
By adopting such a structure, the gap between the permanent magnet 6 and the mover 2c can be made variable, and the holding force can be adjusted.

実施の形態3.
実施の形態1、2では第2のヨーク5形状を矩形状構造であるものを示したが、この実施の形態3では図9に示すようにE型状の第2のヨーク5aとしている。そして永久磁石6aを前記E型状の中央凸部に設けており、側ヨーク1cに組み付けたとき可動子2とギャップgを介して対向する。
前記1対のヨーク5aは図示省略されたボルトまたは締付金具によって側ヨーク1cに取り付けられる。なお、この第2のヨーク5aもソリッド鋼板または電磁薄鋼板または薄鋼板の積層構造のいずれであってもよい。
さらに、第2のヨーク5aに永久磁石6aを配置する位置関係は、図10(a)のように第2のヨークの両端凸部やあるいは両端凸部が接する図示省略した第1のヨーク1の端面や図10(b)のように両端凸部の根元、または図10(c)のように中央凸部の根元に永久磁石6aを設けてもよい。また、図10(d)、(f)のように前記の合成や、後述する図10(e)のような配置でもよい。すなわち、第2のヨーク5aの磁気回路を構成する部材の端面や、磁気回路の途中や第2のヨーク5aを構成する部材に挟まれて配置された構成であってもよい。
つまり、永久磁石は、第1、第2のコイル3、4が励磁されることによって第1のヨーク1と可動子2に形成される第1の磁気回路を除く、第1のヨーク1、第2のヨーク5および可動子2で形成される第2の磁気回路上に設けられるような構成であってもよい。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the second yoke 5 has a rectangular structure, but in the third embodiment, an E-shaped second yoke 5a is used as shown in FIG. And the permanent magnet 6a is provided in the said E-shaped center convex part, and opposes the needle | mover 2 via the gap g when it is assembled | attached to the side yoke 1c.
The pair of yokes 5a are attached to the side yoke 1c by bolts or fastening brackets not shown. The second yoke 5a may also be a solid steel plate, an electromagnetic thin steel plate, or a laminated structure of thin steel plates.
Further, the positional relationship in which the permanent magnet 6a is disposed on the second yoke 5a is such that the both end protrusions of the second yoke or the both end protrusions are in contact with each other as shown in FIG. Permanent magnets 6a may be provided on the end faces, the roots of both end protrusions as shown in FIG. 10B, or the center protrusions as shown in FIG. 10C. Further, the above-described synthesis as shown in FIGS. 10D and 10F, or an arrangement as shown in FIG. That is, a configuration may be adopted in which the end surface of the member constituting the magnetic circuit of the second yoke 5a, the middle of the magnetic circuit, or the member sandwiching the member constituting the second yoke 5a is arranged.
That is, the permanent magnet includes the first yoke 1, the second yoke 3, and the first coil 1 except for the first magnetic circuit formed in the first yoke 1 and the mover 2 by exciting the first and second coils 3 and 4. The configuration may be such that it is provided on the second magnetic circuit formed by the two yokes 5 and the mover 2.

実施の形態4.
実施の形態1〜3では、第2のヨーク5、5aを第2の方向に配置する構成の操作装置100を示したが、この実施の形態3では、図11、図12に示したようにE型状の第2のヨーク5bを第1の方向に配置し、上ヨーク1a、下ヨーク1bに図示省略のボルトまたは締付金具によって取り付けたものである。
ここで図11は主要構成部品を示す見取図であり、図12はその取付後の操作装置100の見取図である。永久磁石6bはE型状の第2のヨーク5bの前記E型状の中央凸部に設けられており、ヨーク1に取り付けたとき可動子2にギャップgを介して対向しているが、これ以外にも前述した図10(a)〜(d)(f)のような配置でもよい。なおこの実施の形態4の第2のヨーク5bもソリッド鋼板または電磁または薄板積層構造のいずれであってもよい。さらに第2のヨーク5bを1対のヨークとしたが、必ずしも1対である必要はなく、第1のヨーク1の片側に設ける構成であってもよい。
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, the operation device 100 having the configuration in which the second yokes 5 and 5a are arranged in the second direction is shown. However, in the third embodiment, as shown in FIGS. An E-shaped second yoke 5b is arranged in the first direction, and is attached to the upper yoke 1a and the lower yoke 1b by bolts or fastening brackets (not shown).
Here, FIG. 11 is a sketch showing the main components, and FIG. 12 is a sketch of the operating device 100 after the mounting. The permanent magnet 6b is provided on the E-shaped central convex portion of the E-shaped second yoke 5b, and is opposed to the mover 2 through the gap g when attached to the yoke 1. In addition, the arrangements as shown in FIGS. 10A to 10D and FIG. The second yoke 5b of the fourth embodiment may be either a solid steel plate or an electromagnetic or thin plate laminated structure. Further, the second yoke 5b is a pair of yokes, but the pair is not necessarily a pair, and may be provided on one side of the first yoke 1.

実施の形態5.
この実施の形態5は、図13の見取図に示すように第2のヨーク5c形状をC型状とし、第1の方向に設けた構成を示す。
図13に示すように、ヨーク5cはC型状の凹部に第1のコイル3を挟むように配し、ヨーク5cの上部の凸部が上ヨーク1aに図示省略のボルトまたは締付金具によって取り付けられている。他の一方の凸部(図13では下部の凸部)には永久磁石6cが設けられており、可動子2に対向しているが、前述した図10(e)のような配置でもよい。
この第2のヨーク5cも前記と同様ソリッド鋼板または電磁または薄板積層構造のいずれであってもよい。また図13では第2のヨーク5cを上ヨーク1aに取り付けた例を示したが、下ヨーク1b側に取り付ける構成であってもよい。さらに第2のヨーク5cを1対のヨークとしたが、必ずしも1対である必要はなく、第1のヨーク1の片側に設ける構成であってもよい。
Embodiment 5. FIG.
In the fifth embodiment, as shown in the sketch of FIG. 13, the second yoke 5c has a C shape and is provided in the first direction.
As shown in FIG. 13, the yoke 5c is arranged so that the first coil 3 is sandwiched between the C-shaped recesses, and the upper protrusions of the yoke 5c are attached to the upper yoke 1a by bolts or fastening brackets not shown. It has been. The other one convex part (lower convex part in FIG. 13) is provided with a permanent magnet 6c and faces the mover 2. However, the arrangement as shown in FIG.
The second yoke 5c may be either a solid steel plate or an electromagnetic or thin plate laminated structure as described above. 13 shows an example in which the second yoke 5c is attached to the upper yoke 1a, it may be configured to be attached to the lower yoke 1b. Furthermore, although the second yoke 5c is a pair of yokes, it is not necessarily required to be a pair, and may be provided on one side of the first yoke 1.

実施の形態6.
この実施の形態6は、図14の見取図に示すように励磁コイルを1個とし、そのコイル3aをヨーク1内に設け、さらに図15に示すように上ヨーク1aの第1の部位8と可動子2との間にバネ12を備えた構成の操作装置100である。
次にこの構成の操作装置100の動作を図16も使用して説明する。図15は図16(c)、つまり接点210の開極状態の場合に相当する。この状態では図16に示した永久磁石6cの磁束ΦPM1によって可動子2は第2の部位9に保持されている。次に接点210を閉にする場合、コイル3aを逆励磁すると図16(b)に示した場合と逆向きの磁路が形成される。このことによりコイル3aの磁束Φcoil1−2−永久磁石磁束ΦPM1による磁気吸引力が小さくなり、可動子2は第2の部位9から第1の部位8に所定のストローク駆動される。一方、図16(a)の接点210の閉極状態から図16(c)の開極状態に可動子2を移動させるときには、コイル3aを励磁することによって、Φcoil1−1を発生させる。このΦcoil1−1は前記永久磁石6cの磁束にΦPM1よって可動子2が上ヨーク1aの第1の部位8で保持されている吸引力を打ち消す程度の磁束でよい。前記吸引力が打ち消されると、可動子2と上ヨーク1aとの間に設けたバネ12によって可動子2は下ヨーク1bの第2の部位9に向けて移動する。
このような構成を採用することによって、コイル3aの起磁力を小さくすることができ、小型な操作装置100となるばかりでなく、コイル電源も小さいものでよい。
なお、第2のヨーク5cは上ヨーク1aに取り付けているがこの例に限らず下ヨーク1bに取り付けてもよく、またさらに開閉装置500のアシストバネ300,301のバネ力とのかね合いからバネ12を下ヨーク1bと可動子2との間に設けてもよい。また、バネ12は上、下ヨーク1a、1bに限らず、第1のヨーク1の外部に設け、可動子3を第1の方向に駆動する作動機構であればよい。また、バネ12を設ける例を示したが、バネ12に限らず油圧、空圧を利用した機構やゴム他の弾性体であってもよい。またさらに、第2のヨーク5cをC型状とし第1の方向に取り付けているがこれに限らず、矩形状またはE型状として第2の方向に取り付けてもよい。
また、コイルを3aを1個設ける例を示したが、このコイルは複数個のコイルでもよく、さらには実施の形態1で示したように第1、第2のコイルを設けてもよい。
また、操作装置100は電路の開閉装置500の開閉器200の開閉動作に用いる例を示したが、これに限らず、例えば気体や液体の輸送路のバルブの開閉や、ドアの開閉等往復運動をする機器であれば適用可能となることは言うまでもない。なおこの時、従来例で示した図19のバネ300、301を設ける必要なく、開閉装置500の小型化がはかれる。
Embodiment 6 FIG.
In the sixth embodiment, one exciting coil is provided as shown in the sketch of FIG. 14, the coil 3a is provided in the yoke 1, and further movable with the first portion 8 of the upper yoke 1a as shown in FIG. The operating device 100 is configured to include a spring 12 between the child 2.
Next, the operation of the operating device 100 having this configuration will be described with reference to FIG. FIG. 15 corresponds to FIG. 16C, that is, the contact 210 in the open state. Mover 2 by the magnetic flux [Phi PM1 of the permanent magnets 6c shown in FIG. 16 in this state is held in the second portion 9. Next, when the contact 210 is closed, when the coil 3a is reversely excited, a magnetic path opposite to that shown in FIG. 16B is formed. Flux of the coil 3a Φcoil 1-2 Thereby - magnetic attraction force is reduced by the permanent magnet flux [Phi PM1, the mover 2 is predetermined stroke drive from the second part 9 to the first part 8. On the other hand, when the mover 2 is moved from the closed state of the contact 210 in FIG. 16A to the open state in FIG. 16C, Φ coil 1-1 is generated by exciting the coil 3a. The Faicoil 1-1 may be a magnetic flux enough to cancel out the attraction force the permanent magnet 6c [Phi PM1 Therefore the mover 2 in flux is held at the first site 8 of the upper yoke 1a. When the suction force is canceled, the mover 2 moves toward the second portion 9 of the lower yoke 1b by the spring 12 provided between the mover 2 and the upper yoke 1a.
By adopting such a configuration, the magnetomotive force of the coil 3a can be reduced, and not only the small operating device 100 but also the coil power supply can be small.
The second yoke 5c is attached to the upper yoke 1a. However, the second yoke 5c is not limited to this example, and may be attached to the lower yoke 1b. 12 may be provided between the lower yoke 1 b and the mover 2. The spring 12 is not limited to the upper and lower yokes 1a and 1b, but may be an operating mechanism that is provided outside the first yoke 1 and drives the mover 3 in the first direction. Moreover, although the example which provides the spring 12 was shown, not only the spring 12 but the mechanism using rubber | gum and air pressure, rubber | gum, and another elastic body may be sufficient. Furthermore, the second yoke 5c is C-shaped and attached in the first direction. However, the second yoke 5c is not limited to this and may be attached in the second direction as a rectangular shape or an E-shape.
Moreover, although the example which provides one coil 3a was shown, this coil may be a plurality of coils, and furthermore, as shown in the first embodiment, the first and second coils may be provided.
Moreover, although the example which uses the operating device 100 for the opening / closing operation | movement of the switch 200 of the electrical circuit switching device 500 was shown, it is not restricted to this, For example, opening and closing of the valve of a gas or a liquid transportation path, and opening and closing of a door etc. It goes without saying that it can be applied to any device that performs the above. At this time, it is not necessary to provide the springs 300 and 301 shown in FIG.

この発明の実施の形態1の操作装置の主要構成部品を示す見取図である。It is a sketch which shows the main components of the operating device of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の操作装置を示す見取図である。It is a sketch which shows the operating device of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の操作装置のヨーク、可動子を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the yoke and the needle | mover of the operating device of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の可動子を示す見取図である。It is a sketch which shows the needle | mover of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の可動子の他の実施の形態および実施の形態2の操作装置を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the needle | mover of Embodiment 1 of this invention, and the operating device of Embodiment 2. FIG. この発明の実施の形態1の可動子の他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the needle | mover of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2の操作装置を示す図である。It is a figure which shows the operating device of Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態1〜6による操作装置の動作原理説明図である。It is operation | movement principle explanatory drawing of the operating device by Embodiment 1-6 of this invention. この発明の実施の形態3の操作装置を示す見取図である。It is a sketch which shows the operating device of Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3の第2のヨークを示す見取図である。It is a sketch which shows the 2nd yoke of Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4の操作装置の主要構成部品を示す見取図である。It is a sketch which shows the main components of the operating device of Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4の操作装置を示す見取図である。It is a sketch which shows the operating device of Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5の操作装置を示す見取図である。It is a sketch which shows the operating device of Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6の操作装置を示す見取図である。It is a sketch which shows the operating device of Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態6のヨーク、可動子を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the yoke and movable element of Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態6の操作装置の動作原理説明図である。It is operation | movement principle explanatory drawing of the operating device of Embodiment 6 of this invention. 従来の操作装置の動作原理説明図である。It is operation | movement principle explanatory drawing of the conventional operating device. 従来の操作装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional operating device. 従来の開閉装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional switchgear.

符号の説明Explanation of symbols

1 ヨーク、1a 上ヨーク、1b 下ヨーク、1c 側ヨーク、1d 凹部、
1e 凸部、2,2c 可動子、2a 可動子一般部、2b 可動子端部、
2d 積層板、2e 凹部、2f 積層部、2g 積層部端面、3 第1のコイル、
3a コイル、4,4a 第2のコイル、5,5a,5b,5c 第2のヨーク、
6,6a,6b,6c 永久磁石、7 ポール、8 第1の部位、9 第2の部位、
10,10a 端板、10b 開口部、10c 端板端部、11 締付ボルト、
12 バネ、13 スペーサ、15 ジャッキボルト、16 可動鉄芯、
100 操作装置、200 開閉器、201 接点、209 可動軸、
500 開閉装置、g 空隙、G1 第1の空隙、G2 第2の空隙、
上ヨーク厚さ、W 下ヨーク厚さ。
1 yoke, 1a upper yoke, 1b lower yoke, 1c side yoke, 1d recess,
1e convex part, 2, 2c mover, 2a mover general part, 2b mover end,
2d laminated plate, 2e concave portion, 2f laminated portion, 2g laminated portion end surface, first coil,
3a coil, 4, 4a second coil, 5, 5a, 5b, 5c second yoke,
6, 6a, 6b, 6c permanent magnet, 7 pole, 8 first part, 9 second part,
10, 10a end plate, 10b opening, 10c end plate end, 11 clamping bolt,
12 spring, 13 spacer, 15 jack bolt, 16 movable iron core,
100 operating device, 200 switch, 201 contact, 209 movable shaft,
500 switchgear, g gap, G1 first gap, G2 second gap,
W 1 upper yoke thickness, W 2 lower yoke thickness.

Claims (18)

第1のヨークと、この第1のヨーク内に設けられ第1の方向に往復動する可動子と、永久磁石が取り付けられた第2のヨークとを備えた操作装置であって、前記第1のヨークには少なくとも1個のコイルが設けられているとともに、前記可動子が接する第1、第2の部位を有しており、前記可動子は前記コイルに通電することにより発生する磁束によって形成される第1の磁気回路に起因する力により、その軸方向である前記第1の方向に駆動されるものであり、前記第1のヨークは前記可動子軸方向と直交する方向に磁性体を積層して形成されており、前記第2のヨークは前記第1のヨークの積層表面に対面する積層表面対面部と、前記可動子に対面する可動子対面部とを有し、前記永久磁石の発生する磁束により形成される第2の磁気回路が、前記第2のヨークの前記積層表面対面部と、前記第2のヨークとを通り前記可動子に対面する対面部とを含み、前記第2のヨークの積層表面対面部と前記可動子対面部とを介して前記第1の磁気回路に接続されるように、前記第2のヨークのいずれかの部位に前記永久磁石が装着されており、前記第2の磁気回路に起因する力により前記可動子が前記第1のヨークの前記第1の部位または第2の部位で保持されることを特徴とする操作装置。 An operating device including a first yoke, a mover provided in the first yoke and reciprocating in a first direction, and a second yoke to which a permanent magnet is attached. The yoke is provided with at least one coil, and has first and second portions with which the mover contacts, and the mover is formed by magnetic flux generated by energizing the coil. The first yoke is driven in the first direction, which is the axial direction thereof, by the force caused by the first magnetic circuit, and the first yoke places the magnetic body in a direction orthogonal to the mover axial direction. The second yoke has a laminated surface facing portion facing the laminated surface of the first yoke and a movable member facing portion facing the movable element, and the second yoke Second magnetic circuit formed by the generated magnetic flux Includes a facing surface portion of the second yoke and a facing portion passing through the second yoke and facing the mover, the facing surface portion of the second yoke and the moving member facing each other. The permanent magnet is attached to any part of the second yoke so as to be connected to the first magnetic circuit via a portion, and the force caused by the second magnetic circuit An operating device, wherein a mover is held by the first part or the second part of the first yoke. 前記第2のヨークの永久磁石は、前記積層表面対面部あるいは前記可動子表面対面部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 2. The operating device according to claim 1, wherein the permanent magnet of the second yoke is provided on the laminated surface facing portion or the mover surface facing portion. 前記可動子が、前記第1のヨークの第1の部位で保持されるとき、前記可動子の前記第1のヨークに接する可動子端部と前記第2の部位との間には、第2の空隙G2が設けられており、前記可動子が前記第1のヨークの第2の部位で保持されるとき前記可動子の前記第1のヨークに接する可動子端部と前記第1の部位との間には、前記第2の空隙G2と異なる第1の空隙G1が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 When the mover is held by the first part of the first yoke, the second part is located between the end of the mover contacting the first yoke of the mover and the second part. The gap G2 is provided, and when the mover is held by the second part of the first yoke, the end of the mover contacting the first yoke of the mover and the first part The operating device according to claim 1, wherein a first gap G1 different from the second gap G2 is provided between the first gap G2 and the second gap G2. 前記第2のヨークは、前記第1のヨークの積層表面において、前記可動子軸方向である第1の方向に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 2. The operating device according to claim 1, wherein the second yoke is disposed in a first direction which is the axial direction of the mover on a surface of the first yoke. 前記第2のヨークは前記第1のヨークの積層表面において、前記可動子駆動方向である第1の方向と直交する第2の方向に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 The said 2nd yoke is arrange | positioned in the 2nd direction orthogonal to the 1st direction which is the said needle | mover drive direction in the lamination | stacking surface of the said 1st yoke. Operating device. 前記第2のヨークが磁性体の積層構造であることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 The operating device according to claim 1, wherein the second yoke has a laminated structure of magnetic materials. 前記第1のヨークの第2の部位における前記第1の方向の厚さ寸法が、前記第1のヨークの第1の部位における前記第1の方向の厚さ寸法より小さいことを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 The thickness dimension in the first direction at the second part of the first yoke is smaller than the thickness dimension in the first direction at the first part of the first yoke. Item 2. The operating device according to Item 1. 前記可動子が前記第1の部位または第2の部位で前記第1のヨークに保持されるときに、前記可動子と前記第1のヨークが接する面には、局部的に隙間を有するよう前記第1のヨーク面に階段状の形状が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 When the movable element is held by the first yoke at the first part or the second part, the surface where the movable element and the first yoke are in contact has a gap locally. The operating device according to claim 1, wherein a stepped shape is provided on the first yoke surface. 前記第2のヨークには、可動子対面部に前記永久磁石が設けられており、さらに前記第2のヨークにはジャッキボルトが設けられており、前記ジャッキボルトを操作することにより、前記永久磁石と前記可動子との空隙を可変とするとともに、前記第2のヨークの積層表面対面部と前記第1のヨークとの間に磁性体の薄板が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 In the second yoke, the permanent magnet is provided on the face of the movable element, and in addition, a jack bolt is provided in the second yoke. By operating the jack bolt, the permanent magnet is provided. 2. A magnetic thin plate is provided between the first yoke and a laminated surface facing portion of the second yoke, and the gap between the movable member and the movable element is variable. The operating device according to 1. 前記第1のヨークには、第1のコイルと第2のコイルとが設けられており、前記第1のコイルに通電することにより前記可動子を、前記第1のヨークの第1の部位に接するように駆動し、前記第2のコイルに通電することにより前記可動子を、前記第1のヨークの第2の部位に接するように駆動することを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 The first yoke is provided with a first coil and a second coil. When the first coil is energized, the mover is moved to the first portion of the first yoke. 2. The operating device according to claim 1, wherein the movable element is driven so as to be in contact with the second coil so as to be in contact with the second portion of the first yoke by energizing the second coil. . 前記第1のコイルと第2のコイルの起磁力が異なることを特徴とする請求項10に記載の操作装置。 The operating device according to claim 10, wherein magnetomotive forces of the first coil and the second coil are different. 前記少なくとも1個のコイルが、それぞれ複数の巻線で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 The operating device according to claim 1, wherein each of the at least one coil is formed of a plurality of windings. 前記可動子の前記第1のヨークと接する可動子端部の断面積が、前記可動子端部以外であって前記可動子端部の面に平行な可動子の任意断面における断面積に比べて、小さいことを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 Compared to a cross-sectional area of an arbitrary cross section of the mover other than the mover end and parallel to the surface of the mover, the cross-sectional area of the mover end contacting the first yoke of the mover The operating device according to claim 1, wherein the operating device is small. 前記可動子が積層構造であることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 The operating device according to claim 1, wherein the mover has a laminated structure. 前記可動子の積層構造は、ソリッドの端板によって締め付けられた構造であることを特徴とする請求項14に記載の操作装置。 The operating device according to claim 14, wherein the stack structure of the mover is a structure fastened by a solid end plate. 前記第2のヨークの永久磁石は、前記第2のヨーク内で前記第2のヨークを構成する部材の間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 2. The operating device according to claim 1, wherein the permanent magnet of the second yoke is disposed between members constituting the second yoke in the second yoke. 前記第1のヨークの前記可動子が接する前記第1の部位または第2の部位と前記可動子との間に、前記可動子を前記第1の方向に駆動する作動機構が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。 An operating mechanism for driving the mover in the first direction is provided between the first part or the second part of the first yoke with which the mover contacts and the mover. The operating device according to claim 1. 開閉器と、前記開閉器を開閉駆動する操作装置とを備えた開閉装置であって、前記操作装置は前記請求項1〜請求項17のいずれか1項に記載の操作装置を使用したことを特徴とする開閉装置。 A switchgear comprising a switch and an operating device for driving to open and close the switch, wherein the operating device uses the operating device according to any one of claims 1 to 17. Opening and closing device characterized.
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