JPH0728675Y2 - 配線用遮断器の引外し装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、配線用遮断器の引外し装置に用いられてい
る電磁石であって、非磁性材からなり少なくとも一方端
に底面を有する筒状に形成され内側に軸線方向を同じく
して挿入された強磁性材からなる棒状のプランジャと、
このプランジャを前記底面に押圧する復帰スプリングと
を収容するとともに、前記プランジャの軸線方向移動速
度を制御する緩衝液が充填されかつ他方端に接極子を備
えた筒状体と；この筒状体の外側でこの筒状体に接する
前記プランジャ半径方向の磁路を形成するとともに前記
接極子に吸引されるアーマチュアを支承するマグネット
ヨークと；前記マグネットヨークのプランジャ半径方向
の磁路と前記接極子との間で前記筒状体を取り巻きこの
筒状体の軸線方向の磁束を発生させるコイルと；を備え
たものに関する。

〔従来の技術〕

従来の配線用遮断器の引外し装置に用いられる電磁石の
構造例を第６図に示す。図において、４は非磁性材から
なる，一方端に底面4aを有する筒状体であって内側に軸
線方向を同じくして挿入された強磁性材からなる棒状の
プランジャ３と、このプランジャを前記底面4aに押圧す
る復帰スプリング７とを収容するとともに、プランジャ
３の軸線方向移動時にこの移動速度を制御するための緩
衝液としてシリコン油８が充填され、この筒状体の他方
端には接極子６が設けられている。また、筒状体４は、
Ｌ字状に曲げられた鋼板からなるマグネットヨーク１の
１辺を垂直に貫いてこれと一体化され、従ってこの筒状
体の外側には筒状体に接する，前記プランジャ３の半径
方向磁路が形成され、この磁路が筒状体４をとり巻くコ
イル５の軸方向一方端の位置を規制している。

Ｌ字状マグネットヨーク１の他方の１辺にはＺ字状の支
持部材1aを介してアーマチュア２が支承され、このアー
マチュアはばね９により常時Ｚ字の１辺に押圧されて接
極子６との間隔を一定に保たれている。

このような電磁石の構成において、コイルに流れる電流
が定格電流以下では、プランジャ３−接極子６−アーマ
チュア２−マグネットヨーク１−プランジャ３と形成さ
れる磁路を通る磁束が少なく、プランジャ３を復帰スプ
リング７に打ち勝って接極子６の方向へ移動させること
ができない。しかし、コイルに流れる電流が定格電流を
超えると、前記磁路を通る磁束が増し、プランジャ３は
復帰スプリング７に打ち勝って接極子６の方向へ吸引さ
れて移動する。この移動とともに前記磁路の磁気抵抗は
小さくなって行くから磁束が増加し、プランジャ３の移
動行程のほぼ終端近傍でアーマチュア２がばね９に打ち
勝って接極子６に吸引され配線用遮断器を引外し動作さ
せる。このときの電磁石の状態を第７図に示す。また、
プランジャ３が接極子６方向へ吸引されて移動する速さ
は、プランジャ３の最大外径と筒状体４の内径との間に
形成された，シリコン油８が通過する間隙の大きさによ
りほぼ左右され、この間隙を適当に設定することによ
り、コイルに流れる過電流の大きさとこの過電流の流れ
はじめの時点からアーマチュア２の動作開始または動作
完了時点までの時間との間に所望の関係を得ることがで
きる。一般に、このような電磁石構成においては、緩衝
液としてのシリコン油の粘性のため、前記の動作時間と
コイル電流との関係は第９図に示すような反限時特性と
なる。

配線用遮断器が配置された回路に短絡事故が発生する
と、この短絡電流によって電磁石の磁路（第６図の３−
６−２−１−３）に生ずる磁束は、第８図のように、プ
ランジャ３がほとんど移動しない状態でアーマチュア２
を急速に接極子６の方向へ吸引せしめるに十分な大きさ
になり、瞬時に遮断器を引き外す。なお、遮断器の引外
しは、配線用遮断器の構成を示す第４図および第５図に
おいて、電磁石のコイル５に過電流が流れ、筒状体４に
設けられた接極子６の方向へアーマチュア２が吸引さ
れ、操作機構との掛合い部2aが外れて、遮断器を投入状
態に保持していたトグルリンク11がくずれることによっ
て行われる。なお、12はトグルリンク11が開放されたと
きに遮断ばねによって開放される可動接触子である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

以上のように構成された電磁石における問題点はつぎの
通りである。すなわち、電磁石を動作せしめうる最小コ
イル電流すなわち第５図においてアーマチュア２と操作
機構との掛合い部2aを引き外しうる力をアーマチュアに
作用せしめる最小コイル電流いわゆる最小動作電流I_tに
対し、プランジャ３がほとんど移動しない状態で瞬時に
アーマチュア２を吸引せしめる瞬時引外し動作電流値I
_stは従来８倍程度のものが製作されていたが、この程度
の倍率では、この種の配線用遮断器を変圧器１次側のよ
うな、大きな突入電流の流れる回路に使用した場合、投
入時に不要に遮断動作を行うおそれがあり、このような
動作を避けるためこの倍率を調節しようとしても、以下
に述べる理由から困難であった。

すなわち、第６図に示す電磁石の構成では、プランジャ
３を復帰スプリング７に抗して接極子位置まで移動せし
めるのに必要なコイル電流は復帰スプリングの力が弱い
ため小さい値ですむが、アーマチュア２と遮断器操作機
構との掛合いを引き外すにはアーマチュアと接極子との
間に所定の磁束密度を生ぜしめる必要があり、このた
め、プランジャが接極子に接触した状態でコイルに流す
べき電流すなわち最小動作電流は、プランジャを接極子
までもたらすのに必要とした前記電流に等しいがこれよ
りも大きくなる。

一方、瞬時引外し動作電流値は、プランジャ３がほとん
ど移動しない状態でアーマチュア２と接極子６との間に
アーマチュアを操作機構から引き外すのに必要な磁束密
度を生ぜしめなければならないから、この電流値を大き
くして前記最小動作電流に対する倍率を高めようとする
と、プランジャ３と接極子６との間の空隙を大きくして
磁路：プランジャ３−接極子６−アーマチュア２−マグ
ネットヨーク１−プランジャ３の磁気抵抗を大きくする
必要があり、このため電磁石が軸方向に長くなり、この
電磁石を内蔵する遮断器が大形化するという問題点があ
った。

この考案の目的は、電磁石を軸方向に長くすることなく
最小動作電流に対する瞬時引外し動作電流の倍率を高
め、もって遮断器の大形化を避けうる電磁石の構成を提
供することである。

〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本考案によれば、非磁性材
からなり少なくとも一方端に底面を有する筒状に形成さ
れ内側に軸線方向を同じくして挿入された強磁性材から
なる棒状のプランジャと、このプランジャを前記底面に
押圧する復帰スプリングとを収容するとともに、前記プ
ランジャの軸線方向移動速度を制御する緩衝液が充填さ
れかつ他方端に接極子を備えた筒状体と；この筒状体の
外側でこの筒状体に接する前記プランジャ半径方向の磁
路を形成するとともに前記接極子に吸引されるアーマチ
ュアを支承するマグネットヨークと；前記マグネットヨ
ークのプランジャ半径方向の磁路と前記接極子との間で
前記筒状体を取り巻きこの筒状体の軸線方向の磁束を発
生させるコイルと；を備えた電磁石を有する配線用遮断
器の引外し装置において、前記電磁石を、前記筒状体を
とり巻くコイルが前記マグネットヨークのプランジャ半
径方向磁路側に前記接極子とプランジャとの間の空隙を
ほぼ残す高さに巻かれている構成とするものとする。

〔作用〕

電磁石をこのように構成することにより、従来は、第３
図に示すように、コイルに電流を流すことによりマグネ
ットヨークのプランジャ半径方向磁路を通過する磁束φ
_ｃ中の大きな割合が接極子とアーマチュアとの間の空隙
を通過し、このため瞬時引外し動作電流はさほど大きく
なくてもアーマチュアを遮断器の操作機構から引き外し
て接極子に吸引させることが可能であったのに対し、第
２図に示すように、前記磁束φ_ｃのうちコイルと接極子
との間でコイルから直接マグネットヨークへ向かう洩れ
磁束φ_Ｌを生ずるため、接極子を通過してアーマチュア
へ向かう磁束φ_ａが減少し、従来と同一の瞬時引外し動
作電流ではアーマチュアを操作機構から引き外すに足る
吸引力が得られなくなる。このため、コイルにはさらに
大きい電流を流す必要があり、これにより瞬時引外し動
作電流が従来より大きくなる。一方、最小動作電流は、
復帰スプリングの力が弱く、コイル電流は小さくても容
易にプランジャを接極子位置まで移動せしめうること、
また、プランジャが接極子に接触した状態ではコイルの
内側は強磁性材のみによる磁路となり、接極子とアーマ
チュアとの間に生じる磁束はコイルの高さには関係な
く、コイルの起磁力のみによってきまることから、コイ
ルの巻数が等しければ最小動作電流は変化しない。従っ
て、本考案のように、コイルをマグネットヨークのプラ
ンジャ半径方向磁路側に前記接極子とプランジャとの間
の空隙をほぼ残す高さに巻くことにより、電磁石を軸方
向に長くすることなく最小動作電流に対する瞬時引外し
動作電流の倍率を増すことができる。なお、この場合に
は、コイルの高さが従来より低くなるから、コイルが半
径方向に大きくなりうるが、この半径の増加分は通常、
コイルまわりのスペース内に収まり、遮断器の大形化を
招くことはない。

〔実施例〕 第１図に本考案の一実施例による電磁石の構成を示す。
筒状体４をとり巻くコイル15は、マグネットヨーク１の
プランジャ半径方向の磁路の面から寸法ｈの高さまで巻
かれ、このコイルの左側端面と接極子６の右側端面との
間の軸方向間隔は、プランジャ３の左側端面と接極子６
の右側端面との間の間隔にほぼ等しい。このコイル15を
除いては電磁石の構成ならびに構成部材は従来のもの
（第６図）と全く同じである。

このように、筒状体をとり巻くコイルを、マグネットヨ
ークのプランジャ半径方向磁路側に前記接極子とプラン
ジャとの間の空隙をほぼ残す高さに巻くことにより、コ
イルに電流を流したときに筒状体の内側に生ずる軸線方
向の磁束のうち、接極子とコイル端面との間を直接マグ
ネットヨーク方向へ向かう洩れ磁束を生じるため、接極
子からアーマチュアへ向かう磁束が減少し、アーマチュ
アを遮断器の操作機構から引き外す力が不足する。この
ため、コイルにはより大きい電流を流すことが必要とな
り、瞬時引外し動作電流が大きくなって最小動作電流に
対する倍率が大きくなる。

〔考案の効果〕

以上に述べたように、本考案によれば、非磁性材からな
り少なくとも一方端に底面を有する筒状に形成され内側
に軸線方向を同じくして挿入された強磁性材からなる棒
状のプランジャと、このプランジャを前記底面に押圧す
る復帰スプリングとを収容するとともに、前記プランジ
ャの軸線方向移動速度を制御する緩衝液が充填されかつ
他方端に接極子を備えた筒状体と；この筒状体の外側で
この筒状体に接する前記プランジャ半径方向の磁路を形
成するとともに前記接極子に吸引されるアーマチュアを
支承するマグネットヨークと；前記マグネットヨークの
プランジャ半径方向の磁路と前記接極子との間で前記筒
状体を取り巻きこの筒状体の軸線方向の磁束を発生させ
るコイルと；を備えた電磁石を有する配線用遮断器の引
外し装置において、前記電磁石を、前記筒状体をとり巻
くコイルが前記マグネットヨークのプランジャ半径方向
磁路側に前記接極子とプランジャとの間の空隙をほぼ残
す高さに巻かれている構成としたので、電磁石を大きく
することなく最小動作電流に対する瞬時引外し動作電流
の倍率を高めることができ、従来と同じ大きさであって
変圧器１次側に設置可能な配線用遮断器を提供すること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による電磁石の構成を示す部
分断面図、第２図は本考案の電磁石における磁束の状況
を示す説明図、第３図は従来の電磁石における磁束の状
況を示す説明図、第４図および第５図は配線用遮断器に
おける電磁石の取付け状況を示すものであって、第４図
は配線用遮断器の部分断面平面図、第５図は縦断面図、
第６図は従来の電磁石の構成例を示す部分断面図、第７
図は第６図に示す電磁石の最小動作電流による動作時の
プランジャの位置を示す説明図、第８図は第６図に示す
電磁石の瞬時引外し動作電流による動作時のプランジャ
の位置を示す説明図、第９図はコイルに流れる電流と電
磁石の動作時間との関係を示す線図である。 1:マグネットヨーク、2:アーマチュア、3:プランジャ、
4:筒状体、4a:底面、5,15:コイル、6:接極子、7:復帰ス
プリング、8:シリコン油（緩衝液）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性材からなり少なくとも一方端に底面
   を有する筒状に形成され内側に軸線方向を同じくして挿
   入された強磁性材からなる棒状のプランジャと、このプ
   ランジャを前記底面に押圧する復帰スプリングとを収容
   するとともに、前記プランジャの軸線方向移動速度を制
   御する緩衝液が充填されかつ他方端に接極子を備えた筒
   状体と；この筒状体の外側でこの筒状体に接する前記プ
   ランジャ半径方向の磁路を形成するとともに前記接極子
   に吸引されるアーマチュアを支承するマグネットヨーク
   と；前記マグネットヨークのプランジャ半径方向の磁路
   と前記接極子との間で前記筒状体を取り巻きこの筒状体
   の軸線方向の磁束を発生させるコイルと；を備えた電磁
   石を有する配線用遮断器の引外し装置において、前記筒
   状体をとり巻くコイルが前記マグネットヨークのプラン
   ジャ半径方向磁路側に前記接極子とプランジャとの間の
   空隙をほぼ残す高さに巻かれていることを特徴とする配
   線用遮断器の引外し装置。