CN105609372A - 静音电磁接触器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种静音电磁接触器，能够抑制因交流动作电源使电磁接触器动作时产生的冲击声来提高静音性。该静音电磁接触器具有：第一单元(30)，其内置有将交流操作电力转换成直流操作电力的整流电路；直流操作型电磁接触器(20)，其静音性比将该第一单元(30)安装于直流操作电源端子的被供给直流操作电力的交流操作型电磁接触器高。

Description

静音电磁接触器

技术领域

本发明涉及利用交流操作电源驱动的静音电磁接触器。

背景技术

一般而言，作为电磁接触器，提案有利用交流操作电源驱动的交流操作型电磁接触器和利用直流操作电源驱动的直流操作型电磁接触器这两种，根据这些接触器使用的操作电源而选择。

但是，交流操作型电磁接触器被广泛用于电梯等产业用设备，但例如如专利文献1中记载的那样，具有由固定铁芯、可动铁芯和线圈构成的交流电磁铁装置，在可动铁芯上连结有例如保持3相的可动触头的可动触头支承件。在该可动触头支承件上，在各可动触头上分别设置有在触点闭合时对各固定触头施加规定的接触压力的触点弹簧。另外，在可动铁芯上配置有在触点断开时使各可动触头与各固定触头分离的复位弹簧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实公平7－29553号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述专利文献1记载的交流操作型的电磁接触器中，交流电磁铁装置的负载成为可动铁芯的复位弹簧和可动触头的触点弹簧的合成负载力，因此交流电磁铁装置需要产生超过该合成负载力的吸引力。当施加与该合成负载力相抵的吸引力时，可动部的动能增大，所以需要缓和交流电磁铁装置的可动铁芯与固定铁芯碰撞时的冲击，因此，在固定铁芯和框架底部之间设置弹性片。

这样，利用弹性片缓和可动铁芯向固定铁芯碰撞时产生的冲击，但配置于可动触头支承件的触点弹簧的负载由电磁接触器的通电性能及闭路电流性能决定，用于确保通电性能及闭路性能的弹簧负载力变大。伴随于此，可动部的动能也增大，但能够利用弹性片缓和的冲击力存在限度，无法充分地缓和冲击力。因此，存在闭路时产生较大的冲击声的问题。

还存在如下问题，即，在释放时，利用复位弹簧使可动铁芯一气返回，可动触头支承件与外壳碰撞，产生较大的冲击声。

发明内容

因此，为了解决专利文献1中记载的现有例的问题，本发明的一实施方式的目的在于，提供一种静音电磁接触器，能够抑制利用交流动作电源使电磁接触器动作时产生的冲击声而提高静音性。

用于解决问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的一实施方式提供一种静音电磁接触器，具有：将交流操作电力转换成直流操作电力的整流电路；和静音性比被供给该整流电路的直流操作电力的交流操作型电磁接触器高的直流操作型电磁接触器。

发明效果

根据本发明的一实施方式，在利用交流操作电源使电磁接触器动作的情况下，使用整流电路使静音性比交流操作型电磁接触器高的直流操作型电磁接触器动作，由此能够提高静音性能。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的静音电磁接触器的第一实施方式的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

图2是表示卸下图1的第一单元的状态的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

图3是表示图1的静音电磁接触器的内部结构的示意图。

图4表示可应用于第一实施方式的整流电路的电路图。

图5是表示作为本发明一实施方式的静音电磁接触器的第二实施方式的侧视图。

图6是表示图5的静音电磁接触器的内部结构的示意图。

图7是表示第二实施方式的行程和负载力及电磁铁吸引力的关系的特性线图。

图8是表示第二实施方式的变形例的与图6一样的示意图。

符号说明

10…静音电磁接触器；20…直流操作型电磁接触器；21…绝缘框架；22p、22n…直流操作电源端子；30…第一单元；31…绝缘框架；32a、32b…交流操作电源端子；34p、34n…直流操作电源端子；40…直流电磁铁装置；41…可动触头支承件；42…可动触头；43…触点弹簧；44、45…固定触头；46…电源侧连接端子；47…负载侧连接端子；48…开口；51…固定铁芯；52…可动铁芯；53…励磁线圈；54…缓冲用弹簧板；56…复位弹簧；60…辅助触点单元；61…绝缘框架；62、63…辅助电路端子；65…辅助触点支承件；66…可动辅助触点；67…触点弹簧；69、70…固定辅助触点；80…弹簧部件；81…第二单元

具体实施方式

接着，参照附图说明本发明的一实施方式。在以下附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的符号。但是，附图是示意性的图，应当注意厚度和平面尺寸的关系、各层的厚度的比率等与现实的不同。因此，具体的厚度及尺寸应参照以下的说明进行判断。另外，当然还包含附图彼此之间相互尺寸关系或比率不同的部分。

另外，以下所示的实施方式例示了用于将本发明的技术思想具体化的装置和方法，本发明的技术思想并不会将构成部件的材质、形状、构造、配置等特定于下述方式。本发明的技术思想能够在记载在权利要求的范围内的特征所限定的技术范围内施加各种变更。

以下，根据图1说明表示本发明一实施方式的静音电磁接触器的第一实施方式。

如图1及图2所示，静音电磁接触器10具有直流操作型电磁接触器20和安装于该直流操作型电磁接触器20的正面的第一单元30。

直流操作型电磁接触器20具有结合上下分割的下部框架21A和上部框架21B而构成的绝缘框架21。在下部框架21A中内置有图3所示的直流电磁铁装置40，在下部框架21A的正面上部形成有端子部23，该端子部23形成有向直流电磁铁装置40供给直流操作电力的正负的直流操作电源端子22p及22n。

在上部框架21B上内置有通过图3所示的直流电磁铁装置40可上下移动的可动触头支承件41。在该可动触头支承件41，沿前后方向延长的可动触头42按3相左右方向上并排配置，这些可动触头42被触点弹簧43向下方施力。

另外，在上部框架21B，以从下侧与可动触头42的两端相对的方式，固定配置有在前后方向上保持规定间隔地配置的前后一对固定触头44及45。

而且，固定触头44及45分别与形成于上部框架21B的上端部的电源侧端子46及负载侧端子47电连接。

另外，在上部框架21B，在上端的顶板21a的中央位置设置有开口48，通过该开口48突出有形成于可动触头支承件41的卡合爪部41a。

接着，基于图3详细说明内置于下部框架21A及上部框架21B的内部结构。内置于下部框架21A的直流电磁铁装置40具有固定铁芯51、可动铁芯52和励磁线圈53。

固定铁芯51利用基板部51a、形成于该基板部51a的上表面中央位置的中央腿部51b、在基板部51a的上表面的夹着中央腿部51b的前后对称位置上形成的外侧腿部51c及51d而形成E形。

可动铁芯52也利用沿上部侧的前后方向延长的基板部52a、形成于该基板部52a的下表面中央部的中央腿部52b、基板部52a的下表面的夹着中央腿部52b且配置于前后对称位置的一对外侧腿部52c及52d形成E形。

与固定铁芯51和可动铁芯52的彼此相对的中央腿部51b及52b，在中央磁极部51b形成有V形的凹部51e，在中央磁极部52b形成有与凹部51e相对的锥状突出部52e，由此形成有磁隙。另一方面，在外侧腿部51c及51d形成有随着从下方至上方逐渐向内侧倾斜的倾斜面51f，在外侧腿部52c及52d与倾斜面51f平行地形成有从下方至上方逐渐向内侧倾斜的倾斜面52f。

而且，在固定铁芯51以从外侧覆盖两个倾斜面51f的方式配置有非磁性板54，在接通时，可动铁芯52的倾斜面52f与非磁性板54抵接，使可动铁芯52向下方的移动停止。

另外，在固定铁芯51及可动铁芯52的相互相对的中央腿部51b及52b与外侧磁极部51c、51d及52c、52d之间配置有卷绕了励磁线圈53的线轴55。在该线轴55的上端和可动铁芯52的基板部52a的下表面之间配置有复位弹簧56，该复位弹簧56对可动铁芯52施加朝向远离固定铁芯51的方向的力。

在此，向励磁线圈53供给的直流电流在直流电磁铁中安培匝数(Ampere-turn)固定的情况下，耗电量和线圈绕组的体积处于所谓的折衷关系。如果要降低耗电量，则线圈绕组的匝数增加，体积变大。相反，如果要减小线圈绕组的体积，则为了补偿线圈绕组的匝数的减少而增大电流，因此耗电量增加。为了使电磁接触器进行接通动作，需要使可动铁芯确保超过触点弹簧43的负载力与复位弹簧56的合成负载力的吸引力。

交流电磁铁中，在吸引前的初始状态下固定铁芯和可动铁芯分离，所以在磁路中存在空隙且磁导较小，因此在吸引开始时流过较大的电流。利用该产生较大的电流的原理，进行电磁铁的吸引。

另一方面，在直流电磁接触器的情况下，这种较大的电流流过的现象消失，在吸引时线圈电流缓慢上升。这样，交流电磁铁因被较大的电流吸引而由一气加速的可动铁芯产生较大的冲击声，与其相比，在直流电磁铁中冲击声较小。

根据实验，相同规格的交流操作型电磁接触器的冲击声水平为80dB左右，与此相对，能够将本实施方式的直流操作型电磁接触器20的冲击声水平减少至70dB左右。

第一单元30如图2(a)及(b)所示，在内部内置有整流电路的绝缘框架31，俯视观察时在前端侧形成有交流操作电源端子32a、32b，并且形成有正负的直流操作电源端子34p、34n，该正负的直流操作电源端子34p、34n隔着绝缘分隔壁33相对于这些交流操作电源端子32a、32b形成在相反侧。直流操作电源端子34p、34n俯视观察时形成U形。

如图4所示，内置于该第一单元30的整流电路35具有：将整流用的4个二极管D1～D4连接成桥状的全波整流二极管电桥电路36；与该全波整流二极管电桥电路36的交流输入点连接的交流操作电源端子32a、32b；在全波整流二极管电桥电路36的交流输入点和交流操作电源端子32a、33b之间在连接侧的输入侧与二极管D1及D2并联地连接的电涌吸收用压敏电阻37；和与全波整流二极管电桥电路36的直流输出点连接的正负的直流操作电源端子34p、34n。

而且，第一单元30安装于直流操作型电磁接触器20。该第一单元30向直流操作型电磁接触器20的安装按如下方式进行，即，将形成于第一单元30背面的直流操作电源端子34p、34n如图1(a)及(b)所示那样安装于在直流操作型电磁接触器20的正面侧形成的直流操作电源端子22p及22n的外螺纹部后进行螺纹固定。

接着，说明上述第一实施方式的动作。

在将上述静音电磁接触器10应用于本申请电梯等产业用设备的通电路中的情况下，如图1(a)及(b)所示，将第一单元30的直流操作电源端子34p及34n通过螺纹紧固而固定于直流操作型电磁接触器20的直流操作电源端子22p及22n。

在该状态下，第一单元30的交流操作电源端子32a及32b例如与商用交流电源连接。另外，直流操作型电磁接触器20从形成于上部框架21B的电源侧端子46一侧供电，并将负载侧端子47与例如电动机等负载连接。

在该状态下，为了向负载供给电力，向第一单元30的交流操作电源端子32a及32b供给单相交流电力。由此，利用整流电路35的全波整流二极管电桥电路36转换成直流输出至直流操作电源端子34p及34n。

该直流操作电源端子34p及34n与直流操作型电磁接触器20的直流操作电源端子22p及22n连接，因此向励磁线圈53供给直流电力来产生磁通，通过该磁通，可动铁芯52被固定铁芯51吸引，抵抗复位弹簧56而下降。

随着该可动铁芯52的下降，可动触头支承件41也下降，由此可动触头42与固定触头44及45接触，进一步在被触点弹簧43推压的状态下，可动铁芯52的倾斜面52f与覆盖固定铁芯51的倾斜面51f的非磁性板54抵接，可动铁芯52的下降停止。

此时，如上述，在直流电磁接触器的情况下，在吸引时流过较大电流的现象消失，线圈电流缓慢地上升。因此，能够抑制冲击声的产生，相比相同通电规格的交流操作型电磁接触器的冲击声水平为80dB左右，形成充分低的70dB左右的冲击声水平，提高了静音特性。

而且，在上述第一实施方式中，通过仅将直流操作型电磁接触器20的直流操作电源端子22p及22n与第一单元30的直流操作电源端子34p及34n连接的简单结构，能够在交流操作电源环境下应用直流操作型电磁接触器。

然后，如果停止对直流电磁铁装置40的励磁线圈53的通电，则此时励磁线圈53内的残留电流在第一单元30内的整流电路35中的全波整流二极管电桥电路36中流过通过二极管D3、D1及D4、D2的闭电路，因此直流电磁铁装置40的残留磁通逐渐消磁。

因此，通过复位弹簧56使可动铁芯52开始缓慢地上升，然后，随着直流电磁铁装置40的吸引力变小，上升速度变快，最终可动触头支承件41的基部与上部框架21B的顶板21a的内侧抵接，由此恢复成图3的状态。

此外，在上述第一实施方式中，对使固定铁芯51及可动铁芯52各自的相对面为倾斜面的情况进行了说明，但不限定于此，也能够将固定铁芯51及可动铁芯52的相对面如交流操作型电磁接触器那样设为与可动方向正交的端面。

另外，在上述第一实施方式中，说明了可动铁芯52相对于固定铁芯51可动的情况，但不限定于此，例如如日本特开平2005－183286号公报所记载的那样，平行地配置有一对柱状铁芯，在一对柱状铁芯上分别卷绕励磁线圈，与该卷绕有线圈的一对柱状铁芯的一端部相对地配置成为可动铁片的电枢，并在该电枢上安装可动触头支承件，由此也能够得到与上述第一实施方式相同的作用效果。

另外，上述第一实施方式中，说明了将整流电路内置于第一单元30的情况，但也可以省略第一单元30，而将整流电路内置于直流操作型电磁接触器20。

接着，基于图5～图7说明表示本发明一实施方式的静音电磁接触器的第二实施方式。

该第二实施方式在上述第一实施方式的结构中安装第二单元，该第二单元在直流操作型电磁接触器的上部对直流电磁铁励磁时，产生方向与复位弹簧相反的附加力。此外，在第二实施方式中，对与第一实施方式相同的部件标注相同的符号，并省略其详细说明。

即，在第二实施方式中，如图5及图6所示，作为第二单元，将具有b触点结构的辅助触点单元60以能够在迎面安装(headon，触头接通)的状态下拆装的方式安装在直流操作型电磁接触器20的上部。

如图5(a)及(b)所示，该辅助触点单元60在例如绝缘框架61的上表面侧的前后端部侧分别设置有4个辅助电路端子62及63，在中央部设置有动作显示片64。

辅助触点单元60的内部结构如图6示意性所示那样，在中央部以能够沿上下方向滑动的方式配置有可与直流操作型电磁接触器20的可动触头支承件41接触的辅助触点支承件65。在该捕助触点支承件65，在中央部配置有可动辅助触点66，其被触点弹簧67向上方施力，在上端部形成有动作显示片64，在下端还形成有可与直流操作型电磁接触器20的可动触头支承件41接触的接触片68。

在绝缘框架61配置有从上表面侧与可动辅助触点66的两端侧相对的一对固定辅助触点69及70，这些固定辅助触点69及70与辅助电路端子62及63电连接。

接着，对上述第二实施方式的动作进行说明。

现在，在不经由第一单元30向直流操作型电磁接触器20的励磁线圈53通直流电流的开极(断开)状态下，以可动铁芯52在复位弹簧56的作用下向上方远离固定铁芯51的方式，使得可动触头支承件41的基部与上部框架21B的上表面板的内表面侧抵接。

另一方面，在辅助触点单元60中，辅助触点支承件65的接触片68与直流操作型电磁接触器20的可动触头支承件41抵接，因此辅助触点支承件65向上方移动，可动辅助触点66在触点弹簧67的作用下以规定接触压力与固定辅助触点69及70接触。因此，将与辅助电路端子62及63连接的电源供给侧及负载侧导通。

在从该直流操作型电磁接触器20的开极状态起经由第一单元30供给直流电流而成为接通状态时，在固定铁芯51产生由励磁线圈53产生的磁通引起的吸引力，通过该吸引力，可动铁芯52抵抗复位弹簧56地被吸引而下降。

随着该可动铁芯52的下降，可动触头支承件41也下降，可动触头42与固定触头44及45接触，进而可动触头支承件41抵抗触点弹簧43地下降。然后，可动铁芯52的倾斜面52f与覆盖固定铁芯51的倾斜面51f的非磁性板54抵接，可动铁芯52的下降停止。在该状态下，可动触头42在触点弹簧43的作用下保持规定的接触压力进行接触，成为闭极(闭合)状态。

此时，在辅助触点单元60中，随着可动触头支承件41的下降，辅助触点支承件65下降，在直流操作型电磁接触器20的可动触头42与固定触头44及45接触前，触点弹簧67成为自由长度，辅助触点支承件65进一步下降，由此可动辅助触点66向下方远离固定辅助触点69及70，辅助电路端子62及63间成为开极状态。

图7表示此时的直流操作型电磁接触器20的可动铁芯52的行程、复位弹簧56、触点弹簧43及触点弹簧67的负载力和励磁线圈53产生的吸引力的关系。

即，在直流操作型电磁接触器20处于开极状态的状态下，可动铁芯52在复位弹簧56的弹簧力的作用下处于最大行程位置STmax。此时，在辅助触点单元60中，触点弹簧67被压缩，产生与复位弹簧56相反方向的负载力。

因此，总的负载力如图7所示，成为从复位弹簧56的负载力减去辅助触点单元60的触点弹簧67的负载力而得到的负载力。

因此，在由直流操作型电磁接触器20的直流电磁铁装置40产生吸引力时，通过较小的吸引力就会使可动铁芯52抵抗复位弹簧56而开始下降。

然后，当可动铁芯52的行程到达ST1时，辅助触点单元60的触点弹簧67成为自由长，触点弹簧67的负载力变成零，为仅复位弹簧56的负载力。

然后，当可动铁芯52的行程到达ST2时，直流操作型电磁接触器20的可动触头42与固定触头44及45接触，触点弹簧43被压缩，由此该触点弹簧43的负载力与复位弹簧56的负载力相加，总负载力变大。在直流电磁铁装置40中，产生超过在该行程位置ST2上的总负载力的吸引力，因此可动铁芯52继续下降。

然后，可动铁芯52到达停止位置时，行程成为零而形成闭极状态，以后通过由直流电磁铁装置40维持吸引力，能够维持闭极状态。

然后，如果停止对直流电磁铁装置40的励磁线圈53的通电，则此时励磁线圈53内的残留电流在第一单元30内的整流电路35的全波整流二极管电桥电路36流过通过二极管D3、D1及D4、D2的闭电路，因此直流电磁铁装置40的残留磁通逐渐消磁。

因此，可动铁芯52开始缓慢上升，此时的负载特性线通过与接通时相反路径恢复至最大行程STmax。

这样，根据第二实施方式，在直流操作型电磁接触器20接通时，辅助触点单元60的触点弹簧67的负载力向与复位弹簧56的负载力相反的方向作用，因此可动铁芯52开始缓慢下降。因此，能够减少可动铁芯52的动能，能够进一步抑制吸引结束时与非磁性板54抵接时的冲击声的产生。因此，通过在直流操作型电磁接触器20上以迎面安装状态安装b触点结构的辅助触点单元60，能够将直流操作型电磁接触器20接通时的冲击声水平从不设置辅助触点单元60时的70dB左右降低到65dB左右。

此外，在上述第二实施方式中，说明了设置有4个辅助触点单元60的辅助电路端子62及63的情况，但不限定于此，只要能够获得对直流操作型电磁接触器20的复位弹簧56所需要的负载力即可，辅助电路端子数能够任意地设定。

另外，在上述第二实施方式中，说明了在直流操作型电磁接触器20上以迎面安装状态安装辅助触点单元60的情况，但不限定于此，即使以将辅助触点单元60如图5所示那样从上方与在形成于直流操作型电磁接触器20侧面的开口71中露出的可动触头支承件41上所设置的接触片72卡合的方式，安装具有在可动铁芯52的最大行程成为压缩状态的触点弹簧的侧开型(Side-ontype，侧面安装型)辅助触点单元，也可以得到与上述第二实施方式相同的作用效果。

另外，在上述第二实施方式中，说明了在直流操作型电磁接触器20上安装作为第二单元的辅助触点单元60的情况，但不限定于此，也可以如图8所示，设置在可动铁芯52处于最大行程位置STmax的状态下成为压缩状态且直流操作型电磁接触器20的触点弹簧43开始压缩前成为自由长的弹簧部件80，在直流操作型电磁接触器20上以迎面安装状态安装能够将该弹簧部件80与直流操作型电磁接触器20的可动触头支承件41连结的第二单元81。另外，也可以将第二单元81以侧开状态安装于直流操作型电磁接触器20，代替将第二单元81以迎面安装状态安装于直流操作型电磁接触器20的情况。

Claims (5)

1.一种静音电磁接触器，其特征在于，包括：

将交流操作电力转换成直流操作电力的整流电路；和

静音性比被供给该整流电路的直流操作电力的交流操作型电磁接触器高的直流操作型电磁接触器。

2.根据权利要求1所述的静音电磁接触器，其特征在于：

所述整流电路内置在能够与所述直流操作型电磁接触器的直流操作电源端子连接的第一单元内。

3.根据权利要求1或2所述的静音电磁接触器，其特征在于：

所述整流电路至少包括全波整流二极管电桥电路和与该全波整流二极管电桥电路的输入侧连接的用于吸收浪涌电压的压敏电阻。

4.根据权利要求3所述的静音电磁接触器，其特征在于：

所述直流操作型电磁接触器包括：彼此相对的E形的固定铁芯和可动铁芯；励磁线圈，其卷绕在所述固定铁芯和可动铁芯的彼此相对的中央突出片的周围；可动触头支承件，其保持安装在所述可动铁芯的与中央突出片相反的一侧的可动触头；与所述可动触头的两端侧相对地配置的一对固定触头；复位弹簧，其对所述可动铁芯施加向所述可动触头远离所述一对固定触头的方向的力；和绝缘框架，其内置所述固定铁芯、所述可动铁芯、所述励磁线圈、所述可动触头支承件、所述一对固定触头、所述复位弹簧，并且具有使所述可动触头支承件的一部分露出在外部的开口，

所述静音电磁接触器包括具有弹性体的第二单元，该弹性体对能够安装在所述绝缘框架的所述开口位置的所述可动触头支承件施加向所述复位弹簧收缩的方向的力。

5.根据权利要求4所述的静音电磁接触器，其特征在于，

所述第二单元由具有b触点的辅助触点单元构成。