JPS6346967B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば配線用遮断器内に組込まれ、過
電流検出用のセンサーとして用いられるオイルダ
ツシユポツト型電磁石に関する。

従来、この種のオイルダツシユポツト型電磁石
は第１図に示すようにコイル１に流れる過電流に
より生ずる電磁力によつて、シリンダー２内に収
容されたプランジヤー３を制動油４の粘性抵抗お
よび復帰バネ５の弾力に抗して上動せしめ、かつ
バネ６の弾力に抗してアマチユア７をポールヘツ
ド８に吸引駆動させ、これにより機械出力を得て
いたが、漏れ磁束（無効磁束）による吸引力、す
なわちソレノイド吸引力を利用していないので、
高速応答性が悪いとい欠点があつた。

このため、上記欠点を改善するものとして第２
図に示す構造のものが提案された。すなわち、こ
の構造のオイルダツシユポツト型電磁石は断面が
コ字型をしたヨーク９の下部屈曲片９ａに有底筒
状のシリンダー１０、制動油１１、プランジヤー
１２、復帰バネ１３、ポールヘツド１４からなる
オイルダツシユポツトブロツクO′pを摺動可能に
配設し、コイル１５に流れる過電流により生ずる
電磁石によつて、プランジヤー１２を上動させて
ポールヘツド１４の下端に吸着せしめ、これによ
りポールヘツド１４とヨーク９の上部屈曲片９ｂ
に固設された固定鉄芯１６間を流れる磁束を増加
させ、オイルダツシユポツトブロツクO′pをその
下端部と下部屈曲片９ａとの間に弾装させたバネ
１７に抗して上動せしめ、固定鉄芯１６に摺動可
能に貫通する非磁性体の動作ピン１８を押上げる
ことによつて、機械出力を得るようになつてい
る。

一方、コイル１５に短絡電流が流れた場合に
は、それによつて生ずる強い電磁力によつてプラ
ンジヤー１２の作動を待つことなくオイルダツシ
ユポツトブロツクO′pを上動させ、動作ピン１８
を押し上げて、瞬時に機械力を得ることができ、
このように、この従来のものではオイルダツシユ
ポツトブロツクO′pの構造によつて無効磁束によ
る吸引力が引き外し動作に加わるので、第１図に
示した従来例のものに比べその動作の高速化が企
図されていた。

しかして、図中P′およびA′は、シリンダー１
３内におけるプランジヤー１２の上端とポールヘ
ツド１４の下端との間で形成される磁気空隙、ポ
ールヘツド１４の上端と固定鉄芯１６の下端との
間で形成される磁気空隙で、これら空隙磁気抵抗
は通常次のような割合に構成されている。

すなわち、コイル１５やその他の磁気抵抗を無
視した場合には、オイルダツシユポツトの磁気回
路に発生する磁束φは、磁気空隙P′，A′の空隙
磁気抵抗をR_P′，R_A′とすると φ＝Ni／R_A′＋R_P′ Ｎ：コイルのターン数 ｉ：電流 で表わせる。この場合、定格電流をi₀とし、オイ
ルダツシユポツトが時延動作をしないで瞬時動作
をするときの電流を定格の８倍とするとき、定格
電流の1.2倍から制動油の中をプランジヤーが動
き、プランジヤーとポールヘツドが密着して、
R_P′≒０となつてオイルダツシユポツトブロツク
は動作する。すなわち、オイルダツシユポツトが
動作するときの磁束はφ_1.2＝Ｎ×1.2i₀／R_A′、また、 短絡電流が流れて動作するときはφ₈＝
Ｎ×８×i₀／R_A′＋R_P′で表わされる。そして、φ_1.2
＝φ₈と おくと、上式より1.2／R_A′＝８／R_A′＋R_P′となるか らR_P′／R_A′≒5.7となる。

したがつて、この種の構造のものではプランジ
ヤーとポールヘツド間の磁気抵抗と、ポールヘツ
ドと固定鉄芯間の磁気抵抗の比を略５：１程度に
して設計する必要があつた。

しかしながら、第２図に示したオイルダツシユ
ポツト型電磁石においては磁気回路に形成される
空隙磁気抵抗は単なるエアギヤツプ構造となつて
おり、また動作ピンは非磁性体からなつているた
めに、固定鉄芯とポールヘツドとの空隙磁気抵抗
が大きく、またこれに呼応してポールヘツドとプ
ランジヤーとの空隙磁気抵抗も略１：５の関係に
設定しなければならないため、大きくなり、よつ
て磁気効率が悪いと共に、これに伴つて装置の大
型化を招く上、引き外しの動作も格別に速くはな
らなかつた。

本発明はこのような従来の欠点を改善し、固定
鉄芯とポールヘツド間の空隙磁気抵抗を減少せし
め、磁気効率の向上を図ることによつて装置全体
の小型化、巻線の節約およびこれら小型化、磁気
効率の向上によつて瞬時応答性の改善を図つたオ
イルダツシユポツト型電磁石を提供することを目
的とするものである。

以下、本発明の一実施例を図面により説明する
と、第３図において１９は断面が略コ字形をした
磁性体からなるヨークで、その下部屈曲片１９ａ
の略中央には凹部２０とこの凹部２０に連通する
透孔２１が形成されており、この透孔２１にオイ
ルダツシユポツトブロツクOpが上下に摺動可能
に嵌挿され、常時は凹部２０と後述するシリンダ
ーの下端部に固設したバネ受け２２との間に弾装
したバネ２３の弾力によつて下方へ附勢されてい
る。

前記オイルダツシユポツトブロツクOpは、非
磁性体からなる有底筒状のシリンダー２４と、こ
のシリンダー２４内に封入された制動油２５と、
シリンダー２４内に上下動可能に収容された磁性
体からなるプランジヤー２６と、シリンダー２４
内に弾装され、かつプランジヤー２６を下方へ附
勢せしめる復帰バネ２７と、シリンダー２４の開
口部を密封する磁性体よりなるポールヘツド２８
とで密封構造に構成されている。

２９はヨーク１９の上側屈曲片１９ｂの略中央
に固設された磁性体からなる固定鉄芯で、その下
端面をポールヘツド２８の上端面と対向させてお
り、この固定鉄芯２９の略中央に摺動孔３０が形
成され、この摺動孔３０に上端部を引き外し機構
（図示略）に連係した磁性体からなる細径の引き
外しピン３１が摺動可能に貫通している。この場
合、前記引き外しピン３１の下端部はポールヘツ
ド２８の上端面と一体的に連結されている。この
他、３２はヨーク１９の内側に位置せしめられ、
かつコイルボビンを介して巻装配設されたコイル
で、このコイルの中空部内に前記オイルダツシユ
ポツトブロツクOpの上端部が通常時において配
設されている。

このように構成したオイルダツシユポツト型電
磁石は、コイル３２に定格電流が流れている場合
には、シリンダー２４内のプランジヤー２６はコ
イル３２の無効磁束、すなわち所謂ソレノイド吸
引力を受けるが、シリンダー２４内に弾装された
復帰バネ２７の弾力および制動油２５の粘性抵抗
によつて、作動し得ない。

しかして、このようにして構成された本発明の
電磁石装置において、いま過負荷電流の如き電流
がコイル３２に流れた場合、引き外しピン３１は
細い磁性体ピンからなつているため、ポールヘツ
ド２８とプランジヤー２６との磁気空隙Ｐが大き
く、その空隙磁気抵抗R_Pが大きい場合、すなわ
ちプランジヤー２６の静止時または移動初期時に
は、磁気回路に流れる磁束φは少ないので、引き
外しピン３１は磁気飽和せず、磁束が流れるた
め、ポールヘツド２８と固定鉄芯２９との間の磁
気空隙Ａの空隙磁気抵抗R_Aは極めて小さい値と
なる。一方、プランジヤー２６が上動し、磁気空
隙Ｐが零値に近づいていくと、空隙磁気抵抗R_P
は減少するため、それに伴い磁束φが大きく流れ
るようになり、引き外しピン３１はその断面積が
小さいので、この状態に達すると磁気飽和する。
しかして、ポールヘツド２８と固定鉄芯２９間に
オイルダツシユポツトブロツクOpを固定鉄芯側
に吸引するに足る吸引力を発生する。

このため、オイルダツシユポツトブロツクOp
はバネ２３の弾力に抗して上動し、ポールヘツド
２８の上端面に一体的に連結された引き外しピン
３１を上動せしめ、引き外しピン３１の上端部に
おいて所望の機械出力が得られる。

一方、コイル３２に短絡電流のような高過電流
が流れると、コイル３２に強い電磁力が発生し、
これがオイルダツシユポツトブロツクOpに作用
するため、オイルダツシユポツトブロツクOpは
プランジヤー２６の作動を待つことなくバネ２３
の弾力に抗して上動し、引き外しピン３１の上端
部に機械出力を付与せしめる。したがつて、この
場合には引き外し動作の高速性が得られることと
なる。

第４図は本発明の他の実施例を示すもので、第
３図の実施例と相違するところは、ポールヘツド
２８の上端面を略円錐面状に形成すると共に、ポ
ールヘツド２８と対向配置された固定鉄芯２９の
下端面を前記ポールヘツド２８を受け入れ可能な
凹状の円錐面に形成した点にあり、両者の対向面
積の増加を図ることによつて、ポールヘツド２８
と固定鉄芯２９の空隙磁気抵抗R_Aを小さくし、
これによつて前述の実施例に比べ磁気効率を高め
るようにした点を特徴としている。その他の構成
は、第３図の実施例と同様であり、対応する部分
には同一の符号を付してある。

本発明は以上のように、オイルダツシユポツト
ブロツクの動作を伝達する引き外しピンを磁性体
で構成したから、従来のこの種装置に比べ磁気効
率を向上できる利点がある。また、このようにし
て固定鉄芯とポールヘツド間の空隙磁気抵抗を小
さくすることに伴つて、ポールヘツドとプランジ
ヤーとの空隙磁気抵抗を小さくすることができる
から、装置全体の小型化および巻線の節約が図
れ、またこれら小型化および磁気効率の高効率化
によつてプランジヤー、ひいてはオイルダツシユ
ポツトブロツクの慣性が小さくなるため、瞬時応
答性の改善を期待できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例を示す断面図、第
３図は本発明の一実施例を示す断面図、第４図は
本発明の他の実施例を示す断面図である。 ２４……シリンダー、２５……制動油、２６…
…プランジヤー、２７……復帰バネ、２８……ポ
ールヘツド、２９……固定鉄芯、３１……引き外
しピン、３２……コイル、Op……オイルダツシ
ユポツトブロツク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非磁性体からなるシリンダーの内部に制動油
   と、磁性体からなるプランジヤーと、プランジヤ
   ーに復帰性向を付与する復帰バネを封入し、かつ
   シリンダーの開口部を磁性体からなるポールヘツ
   ドで密封してなるオイルダツシユポツトブロツク
   と、このオイルダツシユポツトブロツクの周囲に
   配設されたコイルと、前記ポールヘツドの端面よ
   り離間して対向配置された磁性体からなる固定鉄
   芯とからなり、低過電流時に前記プランジヤーが
   ポールヘツドに接近してから前記オイルダツシユ
   ポツトブロツクが動作し、高過電流時には前記プ
   ランジヤーの動作を待つことなく瞬時に前記オイ
   ルダツシユポツトブロツクが動作するオイルダツ
   シユポツト型電磁石において、前記固定鉄芯を貫
   通してオイルダツシユポツトブロツクの動作を伝
   達する引き外しピンを磁性体で構成し、かつこの
   引き外しピンの下端部は前記ポールヘツドと一体
   的に連結されていることを特徴としたオイルダツ
   シユポツト型電磁石。