JP2008034238A - Contact switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接点開閉器に関するものである。 The present invention relates to a contact switch.
従来の接点開閉器の電磁石装置として、電磁コイルと、吸引面を有し電磁コイルにより励磁される固定鉄心(呼び鉄)と、吸引面に対向する対向面を有し固定鉄心が電磁コイルにより励磁されると対向面が吸引面に吸引、吸着され、励磁解除されると復帰ばねにより吸引面と対向面とを離間させる可動鉄心(プランジャ)と、を備える電磁石装置であって、吸引面又は対抗面の一方に凸部を形成し、他方に凸部が遊嵌する凹部を形成したものがある(例えば、特許文献1参照)。 As an electromagnetic device for a conventional contact switch, an electromagnetic coil, a fixed iron core (nominal iron) that has a suction surface and is excited by the electromagnetic coil, and a fixed iron core that has a facing surface opposite to the suction surface are excited by the electromagnetic coil. And a movable iron core (plunger) that separates the attraction surface and the opposing surface by a return spring when the excitation is released, and the opposing surface is attracted to and attracted to the attraction surface. There is one in which a convex portion is formed on one of the surfaces and a concave portion in which the convex portion is loosely fitted is formed on the other (see, for example, Patent Document 1).
上記従来の電磁石装置は、初期吸引力が得やすくなると同時に、可動鉄心の吸着直前段階での吸引力の増大を抑制し、可動鉄心と固定鉄心との吸着時の衝撃力を緩和することができるという効果を奏する。 The conventional electromagnet device can easily obtain an initial attractive force, and at the same time, can suppress an increase in the attractive force immediately before the adsorption of the movable iron core, and can reduce the impact force at the time of adsorption between the movable iron core and the fixed iron core. There is an effect.
しかしながら、上記従来の技術によれば、可動鉄心と固定鉄心との吸着時の衝撃力を緩和することができるが、可動鉄心が作動させる接点開閉器の可動接点の接点バウンスを抑制することはできない。そのため、接点間アークの発生を抑制することができないという問題があった。 However, according to the above conventional technique, the impact force at the time of adsorption between the movable iron core and the fixed iron core can be reduced, but the contact bounce of the movable contact of the contact switch operated by the movable iron core cannot be suppressed. . Therefore, there has been a problem that the generation of arc between contacts cannot be suppressed.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接点間アークの発生を抑制して接点摩耗を低減する接点開閉器を得ることを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the contact switch which suppresses generation | occurrence | production of the arc between contacts and reduces contact wear.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の接点開閉器は、電磁コイルにより励磁される固定鉄心と、一端で可動接点を支持する接点ばねの他端を支持し、前記固定鉄心が励磁されると該固定鉄心に吸引、吸着され、非励磁となると復帰ばねにより復帰する可動鉄心と、前記固定鉄心及び可動鉄心の励磁、非励磁により前記可動接点と接触、離間する固定接点と、を備え、前記固定鉄心及び可動鉄心の励磁により、前記可動接点を前記固定接点に接触させるとともに前記接点ばねを所定の圧縮距離だけ圧縮して前記可動接点を前記固定接点に押圧する接点開閉器において、前記可動鉄心の吸引方向と平行であって互いに対向しかつ吸着しない側面と、前記可動鉄心の吸引方向と垂直又は略垂直で互いに吸着する接極面と、を前記固定鉄心及び可動鉄心に形成し、前記可動鉄心の吸引時の、前記可動接点が前記固定接点に接触する直前に、前記対向する側面間の側面間磁気抵抗が、前記接極面間の接極面間磁気抵抗を下回るように、前記対向する側面及び前記接極面の面積と間隔を設定したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the contact switch of the present invention supports the fixed iron core excited by the electromagnetic coil and the other end of the contact spring that supports the movable contact at one end, and A movable iron core that is attracted and adsorbed to the fixed iron core when the iron core is excited and returned by a return spring when de-energized, and a fixed contact that contacts and separates from the movable contact by excitation and non-excitation of the fixed iron core and movable iron core And opening and closing a contact that contacts the movable contact with the fixed contact and compresses the contact spring by a predetermined compression distance to press the movable contact against the fixed contact by exciting the fixed iron core and the movable iron core. A side surface that is parallel to the suction direction of the movable iron core, is opposed to each other and is not attracted, and a contact surface that is attracted to each other perpendicularly or substantially perpendicular to the suction direction of the movable iron core, Immediately before the movable contact comes into contact with the fixed contact, when the movable iron core is attracted to the fixed iron core and the movable iron core, the side-to-side magnetic resistance between the opposing side surfaces is the armature between the armature surfaces. The areas and intervals of the opposing side surfaces and the contact surface are set so as to be less than the inter-surface magnetic resistance.
この発明によれば、可動接点と固定接点とが接触する直前の可動接点の速度を抑えて接点バウンスを抑え、接点間アークの発生を抑制して接点摩耗を低減する接点開閉器が得られるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to obtain a contact switch that suppresses contact bounce by suppressing the speed of the movable contact immediately before the movable contact and the fixed contact contact, and suppresses the generation of arc between the contacts and reduces contact wear. There is an effect.
以下に、本発明にかかる接点開閉器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a contact switch according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態
図1は、本発明の接点開閉器の実施の形態の電磁コイル非通電時を示す縦断面図であり、図2−1は、電磁コイルが通電されて可動鉄心が吸引され可動接点が固定接点に接触する前の状態を示す図1のA部拡大図であり、図2−2は、電磁コイルが通電されて可動鉄心が吸引され可動接点が固定接点に接触する前の状態を示す図1のA部拡大斜視図であり、図3は、可動接点が固定接点に接触した後の状態を示す図1のA部拡大斜視図であり、図4は、可動鉄心の吸引力とばねによる反抗力との関係を示す吸引力特性線図であり、図5は、鉄心の接極面間隔と、接極面間磁気抵抗及び側面間磁気抵抗の関係を示す磁気抵抗特性線図である。
Embodiment FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing a contact switch according to an embodiment of the present invention when an electromagnetic coil is not energized, and FIG. 2-1 is a movable contact when the electromagnetic coil is energized to attract the movable iron core. FIG. 2-2 is an enlarged view of a part A in FIG. 1 showing a state before contact with the fixed contact, and FIG. 2-2 shows a state before the electromagnetic coil is energized to attract the movable iron core and the movable contact contacts the fixed contact. 1 is an enlarged perspective view of part A of FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged perspective view of part A of FIG. 1 showing a state after the movable contact contacts the fixed contact, and FIG. FIG. 5 is a magnetic force characteristic diagram showing the relationship between the resistance of the spring and the repulsive force, and FIG. is there.
図1に示すように、接点開閉器100のケースは、固定鉄心1及び電磁コイル2などを設置する背面側ケース3と、接触子などを収容し背面側ケース3に被せる正面側ケース4とから成る。正面側ケース4の中段には、内側端に固定接点5、5が固着され、外側端に端子ねじ6、6を備えて外部接続端子となる一対の固定接触子7、7が、所定距離離間して固定されている。
As shown in FIG. 1, the
一対の固定接触子7、7の間、すなわち接点開閉器100の中央には、可動接触子支持体8が設置されている。可動接触子支持体8は、その外側端が正面側ケース4のガイド孔4aにガイドされ、図の上下方向に移動可能となっている。可動接触子支持体8の内側端には、可動鉄心9が取付けられている。
A
また、電磁コイル2が巻かれた巻枠2aが中央磁極1aに嵌挿された固定鉄心1が、背面側ケース3内に設置されている。巻枠2aの正面側の鍔と可動鉄心9の凹部との間には、電磁コイル2の非通電時(固定鉄心1の非励磁時)に固定鉄心1と可動鉄心9とを離間させ、可動鉄心9を復帰させるための円錐状に巻かれた復帰ばね10が装着されている。
A fixed
可動接触子支持体8の図示左右方向を向く四角孔8aには、固定接点5、5のそれぞれに接触、離間する可動接点11、11を両端に設けた細長板状の可動接触子12が、その中央部を四角孔8aに位置させるようにして挿入され支持されている。可動接触子12の中央部正面側には、ばね受け12aが固定され、可動接触子12は、ばね受け12aを介して接点ばね13の一端に係合し接点ばね13に支持されている。
In the
接点ばね13は少し圧縮され、その他端が四角孔8aの正面側の面に支持されている。このようにして、接点ばね13の他端及び可動接触子12の中央部は、可動接触子支持体8に支持されている。また、原理的に言えば、一端で可動接点11、11を支持する接点ばね13の他端が可動鉄心9により支持されている。
The
固定鉄心1及び可動鉄心9は、三叉状に形成され、それぞれ対向する中央磁極1a、9a及び二つの側部磁極1b、1b、9b、9bを有している。固定鉄心1の側部磁極1b、1bの吸引面には、くま取りコイル1c、1cが装着されている。
The fixed
図2−1に示すように、固定鉄心1の中央磁極1aの吸引面には、可動鉄心9の吸引方向(図の上下方向)と平行な側面1e、1e、及び側面1e、1eと垂直(傾斜していてもよい:略垂直)な底面(接極面)1d及び縁面(接極面)1g、1gを有する凹部1fが形成されている。また、可動鉄心9の中央磁極9aの対向面には、可動鉄心9の吸引方向と平行な側面9e、9e、及び側面9e、9eと垂直(略垂直)な端面(接極面)9d及び縁面(接極面)9g、9gを有し、凹部1fに遊嵌する凸部9fが形成されている。
As shown in FIG. 2A, the attraction surface of the central
図1に示すように、電磁コイル2が非通電の非励磁状態では、可動接触子12は、接点ばね13により四角孔8aの背面側の面に押付けられている。また、復帰ばね10の復帰力により、可動接触子支持体8の当接面8bが、正面側ケース4の当接面4bに当接している。
As shown in FIG. 1, when the
実施の形態の接点開閉器100では、非励磁状態における固定接点5、5と可動接点11、11との間の接点間距離は、3.3mmであり、固定鉄心1の吸引面(接極面1d、1g、1g)と可動鉄心9の対向面(接極面9d、9g、9g)との鉄心間距離は、4.9mmであり、凹部1fの深さ(=凸部9fの高さ)は、5mmである。
In the
また、電磁コイル2が通電されて固定鉄心1が励磁され、可動鉄心9が固定鉄心1に吸引されて可動接触子支持体8が駆動され、可動接点11、11が固定接点5、5に接触した後、可動鉄心9の対向面(接極面)が固定鉄心1の吸引面(接極面)に吸着されるまでの接点ばね13の圧縮距離(接点のワイピング量)Cは、1.6mmであり、固定鉄心の凹部1fの側面1eと可動鉄心9の凸部9fの側面9eとの間の側面間隔は、1.4mmである。
In addition, the
次に、図1〜図5を参照して、上記の寸法に形成された実施の形態の接点開閉器100の動作及び側面1e、9e、接極面1d、1g、9d、9gの面積と間隔の設定について説明する。
Next, referring to FIG. 1 to FIG. 5, the operation of the
図1に示す電磁コイル2が、非通電の状態から通電の状態になると、固定鉄心1が励磁され、図4に示すように、可動鉄心9に対して約3Nの吸引力を発生する。復帰ばね10の復帰力は、約2.3Nであるので、可動鉄心9は復帰ばね10に抗して可動接触子支持体8とともに固定鉄心1の方向へ吸引される。
When the
可動鉄心9が固定鉄心1方向へ吸引され、鉄心の接極面間隔(凸部9fの接極面9d、9gと凹部1fの接極面1d、1gとの間の間隔)Gが、接点ばね13の圧縮距離(接点のワイピング量)C=1.6mmとなる前(可動接点11、11が固定接点5、5に接触する前)においては、図2−2及び図5に示すように、可動鉄心9の凸部9fの側面9eと固定鉄心の凹部1fの側面1eとの間の側面間磁気抵抗が、接極面間磁気抵抗を下回るように側面1e、9e及び接極面1d、1g、9d、9gの面積と間隔を設定してあり、磁束Mの大半が側面1e、9e間に流れ、可動鉄心9に対する吸引力として働かなくなる。
The
上記の理由により、本来であれば二次関数的に増加する鉄心同士の吸引力が、図4に示すように、可動接点11、11が固定接点5、5に接触する前の領域Pにおいて増加していないので、可動鉄心9の駆動速度が抑えられ、これによって接点衝突時の接点バウンスが抑えられ、接点バウンスによって発生するアークの発生回数を低減することができ、アークによる接点消耗量が低減する。
For the above reason, the attraction force between the iron cores, which normally increases in a quadratic function, increases in a region P before the
可動鉄心9が固定鉄心1に近づき、鉄心の接極面間隔Gが、接点ばね13の圧縮距離(接点のワイピング量)C=1.6mm以下となると、可動接点11、11が固定接点5、5に接触し、可動鉄心9の吸引力に対する反抗力が、復帰ばね10の反抗力+接点ばね13の反抗力となって、図4に示すように急増するが、図5に示すように、可動接点11、11が固定接点5、5に接触した後は、側面間磁気抵抗が接極面間磁気抵抗を上回るように側面1e、9e及び接極面1d、1g、9d、9gの面積と間隔を設定してあり、側面間に流れていた磁束Mが、図3に示すように、殆んど接極面間に流れるようになり、鉄心同士の吸引力を急増させ、吸引力が、復帰ばね10の反抗力+接点ばね13の反抗力よりも大きくなり、可動鉄心9を固定鉄心1に吸着させる。
When the
以上説明したように、過大吸引力が不要な接点接触までは吸引力を抑え、接点接触後、接点ばね13の反抗力が加わって反抗力が急増するときは、十分な吸引力を確保している。
As described above, when the contact force that does not require an excessive suction force is suppressed, the suction force is suppressed, and after the contact contact, when the reaction force of the
なお、実施の形態の接点開閉器100では、固定鉄心1の吸引面に凹部1fを形成し、可動鉄心9の対向面に凸部9fを形成したが、固定鉄心1の吸引面に凸部を形成し、可動鉄心9の対向面に凹部を形成してもよい。
In the
以上のように、本発明にかかる接点開閉器は、アークによる接点消耗量を低減させ、長寿命の接点開閉器として有用である。 As described above, the contact switch according to the present invention reduces the amount of contact consumption due to arc and is useful as a long-life contact switch.
1 固定鉄心
1a 中央磁極
1b 側部磁極
1c くま取りコイル
1d 底面(接極面)
1e 側面
1f 凹部
1g 縁面(接極面)
2 電磁コイル
2a 巻枠
3 背面側ケース
4 正面側ケース
4a ガイド孔
4b 当接面
5 固定接点
6 端子ねじ
7 固定接触子
8 可動接触子支持体
8a 四角孔
8b 当接面
9 可動鉄心
9a 中央磁極
9b 側部磁極
9d 端面(接極面)
9e 側面
9f 凸部
9g 縁面(接極面)
10 復帰ばね
11 可動接点
12 可動接触子
12a ばね受け
13 接点ばね
100 接点開閉器
C 接点ばねの圧縮距離(接点のワイピング量)
G 鉄心の接極面間隔
M 磁束
P 可動接点が固定接点に接触する前の領域
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
G Distance between contact surfaces of the iron core M Magnetic flux P Area before the movable contact contacts the fixed contact
Claims (2)
一端で可動接点を支持する接点ばねの他端を支持し、前記固定鉄心が励磁されると該固定鉄心に吸引、吸着され、非励磁となると復帰ばねにより復帰する可動鉄心と、
前記固定鉄心及び可動鉄心の励磁、非励磁により前記可動接点と接触、離間する固定接点と、
を備え、前記固定鉄心及び可動鉄心の励磁により、前記可動接点を前記固定接点に接触させるとともに前記接点ばねを所定の圧縮距離だけ圧縮して前記可動接点を前記固定接点に押圧する接点開閉器において、
前記可動鉄心の吸引方向と平行であって互いに対向しかつ吸着しない側面と、前記可動鉄心の吸引方向と垂直又は略垂直で互いに吸着する接極面と、を前記固定鉄心及び可動鉄心に形成し、
前記可動鉄心の吸引時の、前記可動接点が前記固定接点に接触する直前に、前記対向する側面間の側面間磁気抵抗が、前記接極面間の接極面間磁気抵抗を下回るように、前記対向する側面及び前記接極面の面積と間隔を設定したことを特徴とする接点開閉器。 A fixed iron core excited by an electromagnetic coil;
A movable iron core that supports the other end of the contact spring that supports the movable contact at one end, is attracted and adsorbed to the fixed iron core when the fixed iron core is excited, and is returned by a return spring when de-energized.
A fixed contact that contacts and moves away from the movable contact by excitation and non-excitation of the fixed core and the movable core;
A contact switch for contacting the movable contact with the fixed contact and compressing the contact spring by a predetermined compression distance to press the movable contact against the fixed contact by exciting the fixed iron core and the movable iron core. ,
Side surfaces that are parallel to the suction direction of the movable iron core, are opposed to each other and are not attracted, and contact surfaces that are attracted to each other perpendicularly or substantially perpendicular to the suction direction of the movable iron core are formed on the fixed iron core and the movable iron core. ,
At the time of attracting the movable iron core, just before the movable contact comes into contact with the fixed contact, the side-to-side magnetoresistance between the opposing side surfaces is less than the magnetoresistance between the contact surfaces. 2. A contact switch according to claim 1, wherein an area and a distance between the opposing side surfaces and the contact surface are set.
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JP2006206370A JP2008034238A (en) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | Contact switch |
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