JP2012089485A - 電磁開閉装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】騒音の発生を抑えることができ、外観サイズを小さくすることができるようにした電磁開閉装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態による電磁開閉装置200は、ハウジング114と、ハウジング114に配置される固定接点211と、固定接点211に接離可能に配置される可動接点112と、ハウジング114の一側に配置され、可動接点112を駆動する駆動部120とを含み、固定接点211は、可動接点112の移動方向に対して垂直方向に配置される。
【選択図】図1

Description

本発明は、電磁開閉装置に関し、特に、騒音の発生を抑えることができ、外観サイズを小さくすることができるようにした電磁開閉装置に関する。
周知のように、電磁開閉装置は、電流を供給又は停止するための電気的な接点開閉装置の一種である。
電磁開閉装置は、各種産業用設備、機械や車両などに用いられる。
通常、電磁開閉装置は、固定接点及び可動接点と、前記可動接点を駆動する電気アクチュエータとを備えて構成される。
図9は従来の電磁開閉装置の断面図である。
図9に示すように、電磁開閉装置100は、消弧部110と駆動部120とを備える。
消弧部110は、固定接点111と可動接点112とを備える。
固定接点111及び可動接点112の外側には、ハウジング114が備えられる。
駆動部120は、コイル121と、互いに接離可能に配置される固定コア122及び可動コア123とを備える。
コイル121は、電源供給により磁気力を発生させる。
コイル121の内部には、固定コア122及び可動コア123が配置される。可動コア123には、作用ロッド125の一端部が結合される。作用ロッド125の他端部は、固定コア122を貫通して可動接点112に連結される。固定コア122の中央には、作用ロッド125が貫通できるように、貫通孔124が設けられる。作用ロッド125には、可動接点112が所定の接圧力で固定接点111に接触できるように、接圧ばね113が備えられる。
コイル121の周辺には、固定コア122及び可動コア123と共に磁路を形成するヨークプレート127及びヨーク本体128が備えられる。
固定コア122と可動コア123との間には、ばね126が備えられる。これにより、可動コア123が固定コア122から離隔することができる。
以下、従来の電磁開閉装置100の動作を簡単に説明する。
コイル121に電源が供給されると、コイル121は磁気力を発生させ、可動コア123は固定コア122に近づく方向に移動する。可動コア123の移動と同時に作用ロッド125が移動し、可動接点112が固定接点111に接触する。作用ロッド125は、可動接点112が固定接点111に接触した後も、同一方向に移動し続ける。作用ロッド125の移動により接圧ばね113が圧縮され、可動接点112が所定の接圧力で固定接点111に接触するように付勢する。これにより、可動接点112と固定接点111との接触状態が安定に維持される。
一方、コイル121への電源供給が停止されると、磁気力が発生しなくなり、可動コア123はばね126の付勢力により固定コア122から離隔する。これにより、可動接点112が固定接点111から分離される。
しかし、このような従来の電磁開閉装置においては、固定接点111が可動接点112の移動方向に沿ってハウジング114に結合されており、一方向、例えば可動接点112の移動方向の外観サイズ(又は、ハウジング114の高さ)が増加する。
また、固定接点111が可動接点112の移動方向に沿ってハウジング114に結合されており、可動接点112が固定接点111に繰り返し接触(衝撃接触)した場合、固定接点111の遊びが生じたり、固定接点111がハウジング114から分離されるなど、寿命が短くなることがある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、外観サイズを小さくすることができる電磁開閉装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、部品の遊びの発生を抑制することができ、寿命を延長することができる電磁開閉装置を提供することを他の目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに配置される固定接点と、前記固定接点に接離可能に配置される可動接点と、前記ハウジングの一側に配置され、前記可動接点を駆動する駆動部とを含み、前記固定接点は、前記可動接点の移動方向に対して垂直方向に配置されることを特徴とする電磁開閉装置を提供する。
前記固定接点は、前記ハウジングの1つの側壁に互いに離隔して配置されるか、又は前記ハウジングの2つの側壁に互いに離隔して配置されるように構成してもよい。
前記固定接点は、前記ハウジングの内部に配置される接点部と、前記接点部の一側に延びて前記ハウジングの外部に配置される連結部とを含んでもよい。
前記連結部は、前記駆動部から遠ざかる方向に折り曲げられるように構成してもよい。
前記連結部は、前記駆動部に近づく方向に折り曲げられるように構成してもよい。
前記連結部は、前記駆動部に近づく方向に折り曲げられ、さらに前記接点部と平行に外側に延びるように構成してもよい。
前記ハウジングの内部に絶縁性ガスが充填されるように構成してもよい。
前記可動接点は、前記固定接点に比べて、前記駆動部から遠い位置に配置されるように構成してもよい。
前記駆動部は、磁気力を発生させるコイルと、前記コイルの内側に配置される固定コアと、前記固定コアに接離可能に配置される可動コアと、一側は前記可動コアに連結されて他側は前記可動接点に連結される作用ロッドと、前記可動コアが前記固定コアから離隔するように付勢力を与えるばねとを備え、前記可動接点は、前記コイルの電源遮断時、前記ばねの付勢力により、前記固定接点に接触するように構成してもよい。
前記可動接点は、前記固定接点に比べて、前記駆動部に近い位置に配置されるように構成してもよい。
前記駆動部は、磁気力を発生させるコイルと、前記コイルの内側に配置される固定コアと、前記固定コアに接離可能に配置される可動コアと、一側は前記可動コアに連結されて他側は前記可動接点に連結される作用ロッドと、前記可動コアが前記固定コアから離隔するように付勢力を与えるばねとを備え、前記可動接点は、前記コイルの電源供給時、前記固定接点に接触するように構成してもよい。
本発明の電磁開閉装置によれば、固定接点を可動接点の移動方向に対して垂直方向に配置することにより、外観サイズを小さくすることができる。
また、固定接点を可動接点の移動方向に対して垂直方向に沿ってハウジングに結合することにより、固定接点とハウジングとの間に遊びが生じることを抑制することができる。さらに、固定接点がハウジングから分離されることを防止することができる。
また、可動接点が固定接点の側方から接触することにより、固定接点と可動接点との接触時の衝撃騒音を緩和することができる。
本発明の一実施形態による電磁開閉装置の断面図である。 図1の作用を説明するための図である。 図1のIV−IV線断面図である。 図3の固定接点の変形例を示す図である。 本発明の他の実施形態による電磁開閉装置の断面図である。 図5の作用を説明するための図である。 本発明のさらに他の実施形態による電磁開閉装置の断面図である。 図7の作用を説明するための図である。 従来の電磁開閉装置の断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
説明の便宜上、前述及び図示した構成と同一又は相当部分には同一符号を付す。
図1及び図2に示すように、本発明の一実施形態による電磁開閉装置200は、ハウジング114と、ハウジング114に配置される固定接点211と、固定接点211に接離可能に配置される可動接点112と、ハウジング114の一側に配置され、可動接点112を駆動する駆動部120とを含んでもよい。
ハウジング114は、内部に収容空間が形成される。
ハウジング114は、例えば直方体状に形成されてもよい。
ハウジング114の内部には、固定接点211と可動接点112とが接離可能に配置されてもよい。
ハウジング114の内部には、絶縁性ガス(図示せず)が充填されてもよい。これにより、固定接点211と可動接点112との間に発生するアークを迅速に消弧することができる。
ハウジング114の一側(図の下方)には、駆動部120が備えられてもよい。
ハウジング114には、固定接点211が備えられてもよい。
固定接点211は、互いに離隔して配置されるように、複数で構成してもよい。本実施形態においては、固定接点211が1対で構成された場合を例示している。
ハウジング114の内部には、可動接点112が固定接点211に接離可能に配置されてもよい。
固定接点211は、可動接点112の移動方向に対して垂直方向に配置されてもよい。
例えば、固定接点211は、ハウジング114の側面部に結合されてもよい。
ハウジング114には、固定接点211を結合できるように、固定接点結合部116が形成されてもよい。ここで、固定接点211とハウジング114とは、インサート射出成形法で一体に結合(成形)してもよく、別々に形成して組み立ててもよい。
より具体的には、可動接点112は、ハウジング114の上下方向に移動可能に配置され、固定接点211は、可動接点112の移動方向に対して垂直方向である、ハウジング114の左右方向(水平方向)に配置されてもよい。本実施形態の電磁開閉装置200は、固定接点211が可動接点112の移動方向に対して垂直方向に配置されることにより、可動接点112の移動方向の外観サイズ(図におけるハウジング114の高さ)を小さくすることができる。また、固定接点211が可動接点112の移動方向に対して垂直方向に沿ってハウジング114に結合又は配置されることにより、可動接点112と固定接点211とが繰り返し接触しても、固定接点211とハウジング114との間に遊びが生じることを抑制することができ、固定接点211がハウジング114から分離される恐れがない。
また、可動接点112の接触時、固定接点211に弾性変形(作用)が発生することにより、衝撃力が緩和される。従って、可動接点112の接触時の衝撃騒音が減少する。
固定接点211は、図3に示すように、ハウジング114の対向する両側面部にそれぞれ備えられてもよい。また、固定接点211は、図4に示すように、ハウジング114の一側面部に互いに所定距離離隔して配置されるように備えられてもよい。図示していないが、固定接点211の一側には、後述する駆動部120のコイルに電源を供給するためのコイル端子が備えられてもよい。
固定接点211は、ハウジング114の内部に配置される接点部213と、接点部213から延びてハウジング114の外部に配置される連結部215とを備えてもよい。固定接点211のいずれか一方には電源が接続され、固定接点211の他方には負荷が接続されるようにしてもよい。
本実施形態の固定接点211は、可動接点112の移動方向のサイズを増加させることなく、固定接点211の接点部213を長くすることができる。これにより、可動接点112との接触時に発生した固定接点211の振動がハウジング114の外部に伝達されることを抑制することができる。
連結部215は、駆動部120から遠ざかる方向(例えば、図の上方)に折り曲げられるように形成されてもよい。
可動接点112は、棒状に形成されてもよい。
可動接点112は、両端部が固定接点211の接点部213にそれぞれ接触できるように、固定接点211の一側に配置されてもよい。例えば、可動接点112は、固定接点211に比べて、駆動部120から遠い位置に配置されてもよい。本実施形態においては、可動接点112が図における固定接点211の上方に配置された場合を例示している。
一方、駆動部120は、電気力により駆動される電気アクチュエータで構成してもよい。
より具体的には、駆動部120は、磁気力を発生させるコイル121と、コイル121の内側に配置される固定コア122と、固定コア122に接離可能に配置される可動コア123と、一側は可動コア123に連結されて他側は可動接点112に連結される作用ロッド125と、可動コア123が固定コア122から離隔するように付勢力を与えるばね126とを備えて構成してもよい。
コイル121は、ボビン130の周囲に巻回されてもよい。
ボビン130は、円筒状に形成されてもよい。
ボビン130の内部には、固定コア122が配置されてもよい。
固定コア122の一端部(図における上端部)は、ボビン130の外部に突出するようにしてもよい。
固定コア122の一端部には、固定コア122と磁路を形成するヨークプレート127が結合されてもよい。
ヨークプレート127には、磁路を形成するヨーク本体128が結合されてもよい。ヨーク本体128は、略円筒状に形成されてもよい。
ボビン130の内部には、可動コア123が固定コア122に接離可能に備えられてもよい。可動コア123は、ヨークプレート127、ヨーク本体128、固定コア122と共に磁路を形成することができる。
可動コア123には、作用ロッド125の一端部が挿入結合されてもよい。作用ロッド125の他端部は、固定コア122を貫通して可動接点112に接続されてもよい。固定コア122の軸心には、作用ロッド125が挿入される貫通孔124が貫通形成されてもよい。
可動接点112の一側には、可動接点112を所定の接圧力で固定接点211に接触させる接圧ばね221が備えられてもよい。接圧ばね221は、圧縮コイルばねで実現してもよい。
一方、固定コア122と可動コア123との間には、ばね126が備えられてもよい。
ばね126は、可動コア123の移動方向に沿って伸縮可能である。ばね126は、圧縮コイルばねで実現してもよい。ここで、ばね126は、接圧ばね221の付勢力より大きな付勢力を有するように構成してもよい。これにより、コイル121の電源遮断時、ばね126の付勢力により、接圧ばね221を圧縮することができるだけでなく、可動接点112が所定の接圧力で固定接点211に接触した状態を安定に維持することができる。
固定コア122及び可動コア123の外側には、缶129が備えられてもよい。缶129は、内部と外部が密封されるように構成してもよい。
このような構成により、駆動部120のコイル121に電源が供給されると、可動コア123は磁気抵抗が小さくなる方向に移動して、固定コア122に近づく。これにより、可動接点112が固定接点211から分離される。これにより、負荷が電源から分離される。
一方、コイル121への電源供給が停止されると、前記圧縮されたばね126の付勢力により、可動コア123が固定コア122から迅速に離隔する。可動コア123の移動と同時に作用ロッド125が移動し、可動接点112が固定接点211に接触する。これにより、負荷が電源に接続される。
作用ロッド125が移動し続けると、接圧ばね221は、所定の圧縮がなされ、可動接点112が固定接点211側に移動するように付勢力を与えることができる。これにより、可動接点112と固定接点211とが所定の接圧力で接触状態を安定に維持することができる。
以下、図5及び図6を参照して本発明の他の実施形態による電磁開閉装置について説明する。説明の便宜上、前述及び図示した構成と同一又は相当部分には同一符号を付し、一部重複する構成についての詳細な説明は省略する。
図5及び図6に示すように、本発明の他の実施形態による電磁開閉装置400は、ハウジング114と、ハウジング114に配置される固定接点411と、固定接点411に接離可能に配置される可動接点112と、ハウジング114の一側に配置され、可動接点112を駆動する駆動部120とを含んでもよい。
ハウジング114は、内部に収容空間が形成されるように、略直方体状に構成してもよい。
ハウジング114の側面部には、固定接点411が備えられてもよい。固定接点411は、ハウジング114の対向する両側面部にそれぞれ結合されてもよい。これにより、固定接点411が図におけるハウジング114の高さ方向に突出することを防止し、可動接点112の移動方向の外観サイズ(図におけるハウジング114の高さ)を小さくすることができる。また、固定接点411が可動接点112の移動方向に対して垂直方向に配置されることにより、固定接点411とハウジング114との間に遊びが生じることを抑制することができる。さらに、可動接点112との繰り返し接触時に作用する衝撃力により固定接点411がハウジング114から分離されることを防止することができる。
固定接点411は、可動接点112の移動方向に対して垂直方向に配置されてもよい。より具体的には、固定接点411は、ハウジング114の側方からそれぞれ挿入結合されてもよい。ハウジング114の側面部には、固定接点411を挿入できるように、結合孔がそれぞれ貫通形成されてもよい。
固定接点411は、ハウジング114の内部に配置される接点部413と、接点部413から延びてハウジング114の外部に配置される連結部415とを備えてもよい。ここで、接点部413は、可動接点112の移動方向に対して垂直方向に配置されてもよい。すなわち、接点部413は、可動接点112がハウジング114の上下方向に移動する場合、ハウジング114の左右方向(又は、水平方向)に配置されてもよい。
連結部415は、駆動部120側に折り曲げられるように構成してもよい。本実施形態においては、連結部415が図の下方に折り曲げられるように構成された場合を例示している。
ハウジング114の内部には、可動接点112が固定接点411に接離可能に配置されてもよい。
可動接点112は、固定接点411に比べて、駆動部120に近い位置に配置されてもよい。
駆動部120は、コイル121、ヨークプレート127、固定コア122、可動コア123、作用ロッド125、及びばね126を備えて構成してもよい。
ここで、駆動部120は、コイル121への電源供給時、可動接点112が固定接点411に接触するように、可動接点112を駆動する。
より具体的には、コイル121への電源遮断時、可動コア123は、ばね126の付勢力により固定コア122から離隔し、作用ロッド125は、可動接点112が固定接点411から分離されて所定距離離隔できる程度の長さを有するように構成してもよい。
作用ロッド125には、可動接点112を固定接点411側に付勢する接圧ばね223が備えられてもよい。これにより、可動接点112と固定接点411との接触時、可動接点112が所定の接圧力で固定接点411に接触することにより、接触状態を安定に維持することができる。
例えば、接圧ばね223は、可動接点112の一側、より具体的には、可動接点112の下側(駆動部120側)に配置されてもよい。
接圧ばね223は、可動接点112が固定接点411に接触した後、可動接点112を固定接点411側に付勢することにより、可動接点112が所定の付勢力で固定接点411に弾性接触するようにする。
このような構成により、コイル121に電源が供給されると、可動コア123は固定コア122側に移動する。可動コア123の移動と同時に可動接点112が移動し、可動接点112が固定接点411に接触する。これにより、負荷が電源に接続される。
一方、コイル121への電源供給が停止されると、前記圧縮されたばね126の付勢力により、可動コア123が固定コア122から離隔する。これにより、可動接点112が固定接点411から分離される。
以下、図7及び図8を参照して本発明のさらに他の実施形態による電磁開閉装置について説明する。
図7及び図8に示すように、本発明のさらに他の実施形態による電磁開閉装置600は、ハウジング114と、ハウジング114に配置される固定接点611と、固定接点611に接離可能に配置される可動接点112と、ハウジング114の一側に配置され、可動接点112を駆動する駆動部120とを含んでもよい。
ハウジング114は、内部に収容空間が形成されるように、略直方体状に構成してもよい。
ハウジング114には、固定接点611が備えられてもよい。
固定接点611は、複数で構成してもよい。
固定接点611は、ハウジング114の一側面部に配置されてもよく、ハウジング114の対向する両側面部に配置されてもよい。
固定接点611は、可動接点112の移動方向に対して垂直方向に配置されてもよい。これにより、可動接点112の移動方向の電磁開閉装置600の外観サイズを小さくすることができる。また、可動接点112の繰り返し作用(衝撃)によりハウジング114と固定接点611との間に遊び(隙間)が生じることを抑制することができる。
また、ハウジング114のサイズを増加させることなく、可動接点112と接触する固定接点611の接点部613を長くすることができ、可動接点112との接触時の衝撃力を緩和することができる。
固定接点611は、ハウジング114の内部に配置される接点部613と、接点部613の一側に延びてハウジング114の外部に配置される連結部617とを備えてもよい。
接点部613の一端部は、ハウジング114の外部に配置され、接点部613と連結部617との間には、折曲部615が備えられてもよい。
折曲部615は、接点部613の端部からハウジング114の下方に折り曲げられるように形成されてもよい。
連結部617は、折曲部615の端部からハウジング114の外側に折り曲げられて延びるように形成されてもよい。
ハウジング114の内部には、可動接点112が固定接点611に接離可能に配置されてもよい。
可動接点112は、固定接点611に比べて、駆動部120に近い位置に配置されてもよい。
駆動部120は、コイル121、ヨークプレート127、固定コア122、可動コア123、作用ロッド125、及びばね126を備えて構成してもよい。
ここで、駆動部120は、コイル121への電源供給時、可動接点112が固定接点611に接触するように、可動接点112を駆動する。
より具体的には、コイル121への電源遮断時、可動コア123は、ばね126の付勢力により固定コア122から離隔し、作用ロッド125は、可動接点112が固定接点611から分離されて所定距離離隔できる程度の長さを有するように構成してもよい。
作用ロッド125には、可動接点112を固定接点611側に付勢する接圧ばね223が備えられてもよい。これにより、可動接点112と固定接点611との接触時、可動接点112が所定の接圧力で固定接点611に接触することにより、接触状態を安定に維持することができる。
例えば、接圧ばね223は、可動接点112の一側、より具体的には、駆動部120側に配置されてもよい。
このような構成により、コイル121に電源が供給されると、可動コア123は固定コア122側に移動する。可動コア123の移動と同時に可動接点112が移動し、可動接点112が固定接点611に接触する。これにより、負荷が電源に接続される。
一方、コイル121への電源供給が停止されると、前記圧縮されたばね126の付勢力により、可動コア123が固定コア122から離隔する。これにより、可動接点112が固定接点611から分離される。
以上、本発明は特定の実施形態について図示及び説明された。しかしながら、本発明は、その思想又は本質的な特徴から外れない範囲内で様々に実施することができ、上記実施形態の詳細な説明の内容により限定されるものではない。
なお、上記詳細な説明に示していない実施形態であっても、添付された特許請求の範囲に定義された技術思想の範囲内で広く解釈されるべきである。また、特許請求の範囲の技術的範囲とその均等範囲内に含まれるあらゆる変更及び変形は、添付された特許請求の範囲に含まれるべきである。
112 可動接点
114 ハウジング
120 駆動部
121 コイル
122 固定コア
123 可動コア
125 作用ロッド
126 ばね
200、400、600 電磁開閉装置
211、411、611 固定接点
213、413、613 接点部
215、415、617 連結部
615 折曲部

Claims (11)

  1. ハウジングと、
    前記ハウジングに配置される固定接点と、
    前記固定接点に接離可能に配置される可動接点と、
    前記ハウジングの一側に配置され、前記可動接点を駆動する駆動部とを含み、
    前記固定接点は、前記可動接点の移動方向に対して垂直方向に配置されることを特徴とする電磁開閉装置。
  2. 前記固定接点は、前記ハウジングの1つの側壁に互いに離隔して配置されるか、又は前記ハウジングの2つの側壁に互いに離隔して配置されることを特徴とする請求項1に記載の電磁開閉装置。
  3. 前記固定接点は、
    前記ハウジングの内部に配置される接点部と、
    前記接点部の一側に延びて前記ハウジングの外部に配置される連結部と
    を含むことを特徴とする請求項2に記載の電磁開閉装置。
  4. 前記連結部は、前記駆動部から遠ざかる方向に折り曲げられることを特徴とする請求項3に記載の電磁開閉装置。
  5. 前記連結部は、前記駆動部に近づく方向に折り曲げられることを特徴とする請求項3に記載の電磁開閉装置。
  6. 前記連結部は、前記駆動部に近づく方向に折り曲げられ、さらに前記接点部と平行に外側に延びることを特徴とする請求項3に記載の電磁開閉装置。
  7. 前記ハウジングの内部には、絶縁性ガスが充填されることを特徴とする請求項1に記載の電磁開閉装置。
  8. 前記可動接点は、前記固定接点に比べて、前記駆動部から遠い位置に配置されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の電磁開閉装置。
  9. 前記駆動部は、
    磁気力を発生させるコイルと、
    前記コイルの内側に配置される固定コアと、
    前記固定コアに接離可能に配置される可動コアと、
    一側は前記可動コアに連結されて他側は前記可動接点に連結される作用ロッドと、
    前記可動コアが前記固定コアから離隔するように付勢力を与えるばねとを備え、
    前記可動接点は、前記コイルの電源遮断時、前記ばねの付勢力により、前記固定接点に接触することを特徴とする請求項8に記載の電磁開閉装置。
  10. 前記可動接点は、前記固定接点に比べて、前記駆動部に近い位置に配置されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の電磁開閉装置。
  11. 前記駆動部は、
    磁気力を発生させるコイルと、
    前記コイルの内側に配置される固定コアと、
    前記固定コアに接離可能に配置される可動コアと、
    一側は前記可動コアに連結されて他側は前記可動接点に連結される作用ロッドと、
    前記可動コアが前記固定コアから離隔するように付勢力を与えるばねとを備え、
    前記可動接点は、前記コイルの電源供給時、前記固定接点に接触することを特徴とする請求項10に記載の電磁開閉装置。
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