JP2014103043A - 接点装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動鉄心が固定鉄心に接触する際に発生する衝撃音の大きさのばらつきを低減させた接点装置を提供する。
【解決手段】接点装置Ａは、電磁石ブロック２と、電磁石ブロック２によって接点のオン／オフが切り替えられる接点ブロック３とを備える。電磁石ブロック２は、導線を巻回して形成される電磁コイル２２と、電磁コイル２２の軸方向における一端側の筒内に固定される固定鉄心２４と、電磁コイル２２の軸方向における他端側の筒内に配置され電磁コイル２２への通電の有無に応じて固定鉄心２４に接離する可動鉄心２５とを具備する。可動鉄心２５の接触面には固定鉄心２４側に突出する突出部２５ｂが設けられ、固定鉄心２４の接触面は平坦面である。従って、可動鉄心２５を固定鉄心２４に接触させる際には可動鉄心２５の突出部２５ｂが必ず接触することになり、接触位置を安定させることができるので、衝撃音の大きさのばらつきを低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、接点装置に関するものである。

従来より、電磁コイルを用いて接点を開閉させる電磁接触器が提供されている（例えば特許文献１参照）。この電磁接触器は、可動鉄心及び固定鉄心と、可動鉄心と固定鉄心との間に電磁吸引力を与える電磁コイルと、可動鉄心に固定され可動鉄心の動きに合わせて摺動する連結板と、可動接点を有し連結板に取り付けられる可動接触子と、固定接点を有し可動接触子に対して対向配置される固定接触子とを備える。

この電磁接触器では、電磁コイルに操作電圧が印加されると、電磁コイルから発生する電磁吸引力によって可動鉄心が固定鉄心側に移動し、それに伴って連結板も固定鉄心側に移動する。そして、連結板が固定鉄心側に移動することで、連結板に取り付けられた可動接触子が固定接触子側に移動し、可動接点が固定接点に接触する。

特開平７−２６３２１９号公報

上述の特許文献１に示した電磁接触器では、電磁コイルが通電されると可動鉄心が固定鉄心側に移動して固定鉄心に接触し、その際衝撃音が発生するが、本従来例では可動鉄心と固定鉄心とが面同士で接触しており、両者の接触位置は必ずしも一定でないことから、衝撃音の大きさが毎回異なっていた。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、可動鉄心が固定鉄心に接触する際に発生する衝撃音の大きさのばらつきを低減させた接点装置を提供することにある。

本発明の接点装置は、導線を巻回して形成される電磁コイル、電磁コイルの軸方向における一端側の筒内に固定される固定鉄心、及び電磁コイルの軸方向における他端側の筒内に配置され電磁コイルへの通電の有無に応じて固定鉄心に接離する可動鉄心を具備する電磁石ブロックと、電磁石ブロックによって接点のオン／オフが切り替えられる接点ブロックとを備える。可動鉄心及び固定鉄心のうち何れか一方の接触面には他方側に突出する突出部が設けられており、他方の接触面は平坦面である。

この接点装置において、突出部は、突出部が設けられた可動鉄心又は固定鉄心の接触面における中心部に設けられるのが好ましい。

また、この接点装置において、突出部は、突出部が設けられた可動鉄心又は固定鉄心の接触面における端部に設けられるのも好ましい。

さらに、この接点装置において、突出部は、突出部が設けられた可動鉄心又は固定鉄心の接触面における中心部と端部の間に設けられるのも好ましい。

また、この接点装置において、突出部は、突出部が設けられた可動鉄心又は固定鉄心と同じ材料からなるのも好ましい。

さらに、この接点装置において、突出部は、突出部が設けられた可動鉄心又は固定鉄心と異なる材料からなるのも好ましい。

また、この接点装置において、突出部は、突出部が設けられた可動鉄心又は固定鉄心の材料よりも剛性が低い材料からなるのも好ましい。

さらに、この接点装置において、突出部は、衝撃吸収材からなるのも好ましい。

可動鉄心が固定鉄心に接触する際には、一方の鉄心に設けられた突出部が必ず接触することになり、可動鉄心及び固定鉄心の面同士を接触させる場合に比べて接触位置を安定させることができるので、衝撃音の大きさのばらつきを低減することができるという効果がある。

本実施形態の接点装置の構成を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は同上に用いられる固定鉄心及び可動鉄心のバリエーションを示す断面図である。 同上を示し、（ａ）は後面図、（ｂ）は側面図である。

以下に、接点装置Ａの実施形態について図１〜図３を参照して説明する。なお、以下の説明では特に断りがない限り、図１に示す向きにおいて上下左右の方向を規定し、さらに図１中の紙面に垂直な方向を前後方向と規定して説明を行う。

本実施形態の接点装置Ａは、図１に示すように、電磁石ブロック２と接点ブロック３とを一体に組み合わせて構成される内器ブロック１を備え、この内器ブロック１は、中空箱状に形成されたケース４内に収納される。

電磁石ブロック２は、絶縁材料により中空筒状に形成されたコイルボビン２１と、コイルボビン２１に導線を巻回して形成される電磁コイル２２と、上記導線の両端にそれぞれ接続されるコイル端子２３（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）とを備える。また電磁石ブロック２は、コイルボビン２１の軸方向における一端側（図１中の上側）の筒内に固定される固定鉄心２４と、コイルボビン２１の軸方向における他端側（図１中の下側）の筒内に配置され電磁コイル２２への通電の有無に応じて固定鉄心２４に接離する可動鉄心２５とを備える。さらに電磁石ブロック２は、磁性材料からなりコイルボビン２１を包囲する継鉄２６と、コイルボビン２１の筒内に配置されて下向きの弾性力を可動鉄心２５に与える復帰ばね２７とを備える。

接点ブロック３は、絶縁材料からなり下面が開口する中空箱状に形成された封止容器３１と、略円柱状に形成されて下面に固定接点３２が固着された固定端子３３と、可動接点（図示せず）を有し封止容器３１内に配置される可動接触子３５とを備える。また接点ブロック３は、可動接触子３５の下面に当接し固定端子３３側（図１中の上側）への弾性力を可動接触子３５に与えるコイル状の接圧ばね３６と、上端に可動接触子３５が取り付けられ、下端が可動鉄心２５に連結されて可動鉄心２５の移動に連動するシャフト３７とを備える。

コイルボビン２１は、樹脂材料により上端及び下端に鍔部２１ａ，２１ｂを有する中空円筒状に形成され、円筒部２１ｃの外周には電磁コイル２２を形成する導線が巻回されている。また、円筒部２１ｃの下側の内径は、上側の内径よりも拡径されている。

電磁コイル２２は、コイルボビン２１の円筒部２１ｃに巻回された導線からなり、電磁コイル２２への通電の有無に応じて可動鉄心２５を固定鉄心２４に接触させたり、可動鉄心２５を固定鉄心２４から離間させる。

コイル端子２３は、導電性材料（例えば銅など）からなり、電磁コイル２２を形成する導線が接続されるとともに、上記導線に操作電圧を印加するための外部電源（図示せず）が接続される。

継鉄２６は、コイルボビン２１の上側に配置される略矩形板状の第１継鉄２６Ａと、コイルボビン２１の下側に配置される略矩形板状の第２継鉄２６Ｂと、第２継鉄２６Ｂの左右両端より上方に向けて延設され第１継鉄２６Ａに接続される一対の第３継鉄２６Ｃとで構成される。

第１継鉄２６Ａの上面の略中央には凹部２６ａが設けられており、この凹部２６ａの略中央には挿通孔２６ｃが設けられている。また、第１継鉄２６Ａの下面には、上端に鍔部２８ａを有する有底円筒状の円筒部材２８が接合されており、円筒部材２８の筒内と第１継鉄２６Ａの凹部２６ａとが挿通孔２６ｃを通して連続している。ここで、円筒部材２８の円筒部２８ｂ内の下側には、磁性材料により略円柱状に形成された可動鉄心２５が配置され、さらに磁性材料により略円筒状に形成された固定鉄心２４が円筒部２８ｂ内に挿入されて、固定鉄心２４と可動鉄心２５とが対向して配置される。

また、第１継鉄２６Ａの上面には、固定鉄心２４の上端に設けられた鍔部２４ａを収納するための空間を形成する凸部４５ａが略中央に設けられた金属製のキャップ部材４５が固定されており、このキャップ部材４５によって固定鉄心２４が抜け止めされる。さらに、コイルボビン２１の下側の内周面と円筒部材２８の外周面との間には、磁性材料からなる円筒状のブッシュ２６Ｄが嵌合されており、継鉄２６、固定鉄心２４及び可動鉄心２５とともに磁気回路を形成している。

復帰ばね２７は、コイル状に形成され、固定鉄心２４の軸方向に形成された挿通孔２４ｂに挿通されるとともに、下端部が可動鉄心２５の突出部２５ｂに当接し且つ上端がキャップ部材４５の下面に当接する。さらに、復帰ばね２７は、可動鉄心２５とキャップ部材４５との間に圧縮状態で配置され、上向きの弾性力を可動鉄心２５に与える。

シャフト３７は、非磁性材料により上下方向に長い丸棒状に形成され、キャップ部材４５の凸部４５ａに設けられた挿通孔４５ｂ及び復帰ばね２７の筒内に挿通される。このシャフト３７は、下側に形成されたねじ部３７ｂが可動鉄心２５の軸方向に形成されたねじ孔２５ａにねじ込まれることで可動鉄心２５に接続される。

可動接触子３５は、導電性材料（例えば銅など）により略矩形板状に形成された本体部３５ａを有し、本体部３５ａの略中央には挿通孔３５ｄが設けられている。この挿通孔３５ｄにはシャフト３７が挿通され、シャフト３７の上端に形成された鍔状の規制部３７ａによって、固定端子３３側（図１中の上側）への移動が規制される。また、本体部３５ａの上面における左右両端側には、それぞれ可動接点（図示せず）が固着されている。

固定端子３３は、導電性材料（例えば銅など）により略円柱状に形成されており、上端には鍔部３３ａが設けられ、下面には可動接点に対向する固定接点３２が固着されている。また、固定端子３３の上面から軸方向へねじ孔３３ｂが設けられており、このねじ孔３３ｂには外部負荷等のねじ部（図示せず）がねじ込まれる。

封止容器３１は、耐熱性材料（例えばセラミックなど）により下面が開口する中空箱状に形成され、その上面には固定端子３３が挿通される２つの挿通孔３１ａ，３１ａが左右方向に並べて設けられている。そして、固定端子３３は、鍔部３３ａを封止容器３１の上面から突出させた状態で挿通孔３１ａに挿通され、例えばろう付けにより封止容器３１に接合される。また、封止容器３１の開口端縁には、フランジ３８の一端（図１中の上端）がろう付けにより接合され、さらにフランジ３８の他端はろう付けによって第１継鉄２６Ａに接合され、封止容器３１が密閉される。また、封止容器３１の開口部には、固定接点３２と可動接点（図示せず）との間で発生するアークを、封止容器３１とフランジ３８との接合部から絶縁するための絶縁部材３９が設けられている。

絶縁部材３９は、絶縁性材料（例えばセラミックや合成樹脂など）により上面が開口する略中空直方体状に形成され、下面の略中央に形成された矩形枠３９ａ内の凹部にキャップ部材４５の凸部４５ａが嵌合される。また、絶縁部材３９の周壁の上端側が封止容器３１の周壁の内面に当接することで、固定接点３２及び可動接点（図示せず）からなる接点部から、封止容器３１とフランジ３８との接合部の絶縁を図っている。

さらに、絶縁部材３９の底面の略中央には、接圧ばね３６の下端側が配置される円形枠３９ｃが設けられ、この円形枠３９ｃの略中央には、シャフト３７を挿通するための挿通孔３９ｂが設けられている。そして、この円形枠３９ｃ内の凹部に接圧ばね３６の下端部が嵌め込まれることで、接圧ばね３６の位置ずれが防止される。また、接圧ばね３６は、上端が可動接触子３５の下面に当接し、絶縁部材３９と可動接触子３５との間において圧縮状態で配置されることで、固定端子３３側（図１中の上側）への弾性力を可動接触子３５に与える。

ケース４は、樹脂材料により略矩形箱状に形成され、上面が開口した中空箱状のケース本体４１と、ケース本体４１の開口を覆うようにしてケース本体４１に取り付けられる中空箱状のカバー４２とで構成される（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）。

ケース本体４１は、接点装置Ａを被取付面（図示せず）に取り付けるための取付部１４１を左右両側に有し、各取付部１４１には取付ねじ（図示せず）を挿通するための挿通孔１４１ａがそれぞれ設けられている。また、ケース本体４１の上側の開口端縁には段差４１ａが形成されており、下側に比べて外周が小さくなっている。さらに、段部４１ａよりも上側の後面には、一対の凹部４１ｃ（図３（ａ）参照）が左右方向に並べて設けられている。

カバー４２は、下面が開口する中空箱状に形成されており、後面にはケース本体４１に組み付ける際にケース本体４１の凹部４１ｃに嵌まり込む一対の突部４２ａ（図３（ａ）参照）が設けられている。

次に、接点装置Ａの動作について説明する。まず最初に、電磁コイル２２が通電されていない状態では、図１に示すように、復帰ばね２７から与えられる下向きの弾性力によって可動鉄心２５が固定鉄心２４から離間した状態にあり、それに伴ってシャフト３７に取り付けられた可動接触子３５の各可動接点（図示せず）もそれぞれ対応する固定接点３２から離間した状態にある。

電磁コイル２２が通電されると、可動鉄心２５が固定鉄心２４に吸引されて上方へ移動し、それに伴って可動鉄心２５に連結されたシャフト３７も上方へ移動する。さらに、シャフト３７に取り付けられた可動接触子３５も固定端子３３側に移動するため、可動接触子３５の各可動接点がそれぞれ対応する固定接点３２に接触し、接点間が導通する。

また、電磁コイル２２への通電がオフされると、復帰ばね２７から与えられる弾性力によって可動鉄心２５が下方へ移動し、それに伴って可動鉄心２５に連結されたシャフト３７も下方へ移動する。さらに、シャフト３７に取り付けられた可動接触子３５も下方へ移動するため、可動接触子３５の各可動接点がそれぞれ対応する固定接点３２から離間し、接点間が遮断される。

ここで、上記従来例のように可動鉄心と固定鉄心が面同士で接触している場合には、両者の接触位置は必ずしも一定ではなく、そのため接触時における衝撃音の大きさが毎回異なっていた。そこで本実施形態では、衝撃音の大きさのばらつきを低減するために以下の構成を採用している。

図２（ａ）はその一例を示す断面図である。本例では、可動鉄心２５の上面（固定鉄心２４との対向面）における中央部に、固定鉄心２４側に突出する突出部２５ｂが設けられており、この突出部２５ｂは、可動鉄心２５と同じ材料により可動鉄心２５と一体に設けられている。また、固定鉄心２４の下面（可動鉄心２５との対向面）は平坦面となっている。そして、電磁コイル２２が通電されると、可動鉄心２５が固定鉄心２４に吸引され、可動鉄心２５の突出部２５ｂが固定鉄心２４の下面に接触する。つまり、本例では可動鉄心２５の突出部２５ｂのみが固定鉄心２４に接触することになる。

このように、可動鉄心２５が固定鉄心２４に接触する際には、可動鉄心２５の突出部２５ｂが必ず接触することになり、可動鉄心２５と固定鉄心２４が面同士で接触する場合に比べて接触位置を安定させることができるので、衝撃音の大きさのばらつきを低減することができる。また、可動鉄心２５側の接触位置を突出部２５ｂとすることで、可動鉄心２５が固定鉄心２４に２度当たりし難いという利点もある。

また、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は本実施形態の固定鉄心２４及び可動鉄心２５の別の例を示す断面図である。図２（ｂ）では、可動鉄心２５の上面（固定鉄心２４との対向面）における端部に突出部２５ｃが設けられており、図２（ｃ）では、可動鉄心２５の上面における中央部と端部の間に突出部２５ｄが設けられている。従って、これらの場合でも、図２（ａ）と同様に、可動鉄心２５と固定鉄心２４の接触位置を安定させることができるので、衝撃音の大きさのばらつきを低減することができる。特に、図２（ａ）の場合には、突出部２５ｂを可動鉄心２５の接触面における中央部に設けているので、図２（ｂ）及び図２（ｃ）の場合に比べて可動鉄心２５を固定鉄心２４に安定的に接触させることができる。

なお本実施形態では、可動鉄心２５と同じ材料により突出部を形成したが、可動鉄心２５と異なる材料で突出部を形成してもよい。特に、可動鉄心２５よりも剛性の低い材料（例えばゴムやスポンジなどの衝撃吸収材）により突出部を形成した場合には、可動鉄心２５と同じ材料で突出部を形成した場合に比べて衝撃音を低減することができる。また本実施形態では、可動鉄心２５側に突出部を設けているが、固定鉄心２４側に突出部を設けてもよく、本実施形態に限定されない。但しこの場合、可動鉄心２５の接触面を平坦面とする必要がある。

２ 電磁石ブロック
３ 接点ブロック
２２ 電磁コイル
２４ 固定鉄心
２５ 可動鉄心
２５ｂ 突出部
Ａ 接点装置

Claims (8)

1. 導線を巻回して形成される電磁コイル、前記電磁コイルの軸方向における一端側の筒内に固定される固定鉄心、及び前記電磁コイルの軸方向における他端側の筒内に配置され前記電磁コイルへの通電の有無に応じて前記固定鉄心に接離する可動鉄心を具備する電磁石ブロックと、
   前記電磁石ブロックによって接点のオン／オフが切り替えられる接点ブロックとを備え、
   前記可動鉄心及び前記固定鉄心のうち何れか一方の接触面には他方側に突出する突出部が設けられており、他方の接触面は平坦面であることを特徴とする接点装置。
2. 前記突出部は、前記突出部が設けられた前記可動鉄心又は前記固定鉄心の接触面における中心部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の接点装置。
3. 前記突出部は、前記突出部が設けられた前記可動鉄心又は前記固定鉄心の接触面における端部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の接点装置。
4. 前記突出部は、前記突出部が設けられた前記可動鉄心又は前記固定鉄心の接触面における中心部と端部の間に設けられたことを特徴とする請求項１記載の接点装置。
5. 前記突出部は、前記突出部が設けられた前記可動鉄心又は前記固定鉄心と同じ材料からなることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の接点装置。
6. 前記突出部は、前記突出部が設けられた前記可動鉄心又は前記固定鉄心と異なる材料からなることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の接点装置。
7. 前記突出部は、前記突出部が設けられた前記可動鉄心又は前記固定鉄心の材料よりも剛性が低い材料からなることを特徴とする請求項６記載の接点装置。
8. 前記突出部は、衝撃吸収材からなることを特徴とする請求項７記載の接点装置。

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