JP2928845B2 - 電磁開閉器 - Google Patents
電磁開閉器Info
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- JP2928845B2 JP2928845B2 JP7248425A JP24842595A JP2928845B2 JP 2928845 B2 JP2928845 B2 JP 2928845B2 JP 7248425 A JP7248425 A JP 7248425A JP 24842595 A JP24842595 A JP 24842595A JP 2928845 B2 JP2928845 B2 JP 2928845B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえばガスタービ
ンを起動するスタータモータなどに通電するために適用
されている直流低電圧大電流用の電磁開閉器に関するも
のである。
ンを起動するスタータモータなどに通電するために適用
されている直流低電圧大電流用の電磁開閉器に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のスタータモータ用電磁開
閉器は、自動車専用の小形のものしかなく、大形エンジ
ンのスタータモータ用電磁開閉器は一般産業用の大電流
電磁開閉器を直流用に改造して流用していた。そのた
め、大形で高価であり、操作直流電圧の許容変動率が小
さいため、操作電圧が1/2に低下した場合には、電磁
開閉器が動作しないおそれがあり、電圧の安定した操作
用別置電源装置を必要としている。
閉器は、自動車専用の小形のものしかなく、大形エンジ
ンのスタータモータ用電磁開閉器は一般産業用の大電流
電磁開閉器を直流用に改造して流用していた。そのた
め、大形で高価であり、操作直流電圧の許容変動率が小
さいため、操作電圧が1/2に低下した場合には、電磁
開閉器が動作しないおそれがあり、電圧の安定した操作
用別置電源装置を必要としている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ガス
タービンの大型化にともない、たとえばDC108Vの
直流低圧状態で、2,000A程度の大電流を約30秒
間にわたってスタータモータに通電するとともに、約
4,000回以上の開閉動作に耐える電磁開閉器の提供
が要請されているが、従来の電磁開閉器では、この大電
流通電によって発生するアークで接点が溶損や溶着し、
その使用に耐えないものであった。
タービンの大型化にともない、たとえばDC108Vの
直流低圧状態で、2,000A程度の大電流を約30秒
間にわたってスタータモータに通電するとともに、約
4,000回以上の開閉動作に耐える電磁開閉器の提供
が要請されているが、従来の電磁開閉器では、この大電
流通電によって発生するアークで接点が溶損や溶着し、
その使用に耐えないものであった。
【0004】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、接点の溶損や溶着なく大電流通電が可能で、信頼性
が高く長寿命であり、かつ操作電圧の変動率の大きい電
磁開閉器を提供することを目的とする。
で、接点の溶損や溶着なく大電流通電が可能で、信頼性
が高く長寿命であり、かつ操作電圧の変動率の大きい電
磁開閉器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、電磁
開閉器をオン・オプ操作する直流電圧の変動範囲が大き
く、かつ直流低電圧大電流を気中開閉する電磁開閉器に
おいて、1対のメイン固定接点を電源側端子片および負
荷側端子片にそれぞれ設定するとともに中継導電性部材
を介し1対のアーク固定接点を上記各端子片に個別に接
続して電気絶縁台に固定してなる固定接触子ブロック
と、上記各メイン固定接点およびアーク固定接点に接離
可能に対向させて1対のメイン可動接点およびアーク可
動接点を可動接触子に設定してなる可動接触子ブロック
と、この可動接触子ブロックを軸移動可能な支持ロッド
に弾比的に支持してなる復帰ばね機構と、上記支持ロッ
ドを軸移動させる電磁石ブロックとを具備し、上記電磁
石ブロックは、上記支持ロッドおよびプランジャを軸移
動可能に嵌合してシリンダの内部空間を気密に形成して
なるシリンダ室と、上記プランジャを励磁して軸方向へ
移送駆動する上記シリンダに巻装された電磁コイルと、
励磁開始動作における所定ストロークで上記シリンダ室
の内部圧力を大気に開放する絞り機能付逆止弁とを備え
たことを特徴とする。
開閉器をオン・オプ操作する直流電圧の変動範囲が大き
く、かつ直流低電圧大電流を気中開閉する電磁開閉器に
おいて、1対のメイン固定接点を電源側端子片および負
荷側端子片にそれぞれ設定するとともに中継導電性部材
を介し1対のアーク固定接点を上記各端子片に個別に接
続して電気絶縁台に固定してなる固定接触子ブロック
と、上記各メイン固定接点およびアーク固定接点に接離
可能に対向させて1対のメイン可動接点およびアーク可
動接点を可動接触子に設定してなる可動接触子ブロック
と、この可動接触子ブロックを軸移動可能な支持ロッド
に弾比的に支持してなる復帰ばね機構と、上記支持ロッ
ドを軸移動させる電磁石ブロックとを具備し、上記電磁
石ブロックは、上記支持ロッドおよびプランジャを軸移
動可能に嵌合してシリンダの内部空間を気密に形成して
なるシリンダ室と、上記プランジャを励磁して軸方向へ
移送駆動する上記シリンダに巻装された電磁コイルと、
励磁開始動作における所定ストロークで上記シリンダ室
の内部圧力を大気に開放する絞り機能付逆止弁とを備え
たことを特徴とする。
【0006】請求項2の発明は、シリンダ室が電磁コイ
ルを巻装したコイルスプールの軸部に形成されているこ
とを特徴とする。請求項3の発明は、復帰動作で上記シ
リンダ室を大気に開放する逆止弁を電磁石ブロックのプ
ランジャに有することを特徴とする。請求項4の発明
は、各アーク可動接点が可動接触子に固定された導電性
板ばね部材に弾性的に支持されて、復帰動作時に慣性で
開放動作を遅延するように構成したことを特徴とする。
ルを巻装したコイルスプールの軸部に形成されているこ
とを特徴とする。請求項3の発明は、復帰動作で上記シ
リンダ室を大気に開放する逆止弁を電磁石ブロックのプ
ランジャに有することを特徴とする。請求項4の発明
は、各アーク可動接点が可動接触子に固定された導電性
板ばね部材に弾性的に支持されて、復帰動作時に慣性で
開放動作を遅延するように構成したことを特徴とする。
【0007】請求項5の発明は、各アーク可動および固
定接点がアーク消弧装置およびアークバリアで外周面を
取り囲んで構成されていることを特徴とする。請求項6
の発明は、各アーク可動および固定接点がカーボン製で
あることを特徴とする。
定接点がアーク消弧装置およびアークバリアで外周面を
取り囲んで構成されていることを特徴とする。請求項6
の発明は、各アーク可動および固定接点がカーボン製で
あることを特徴とする。
【0008】請求項7の発明は、復帰ばね機構が上記支
持ロッドの中央部に外嵌されたばね力のそれぞれ異なる
複数の復帰コイルばね部材の組み合わせからなり、電磁
コイルで駆動されるプランジャの軸移動にともなって一
次的および指数関数的に上昇するばね反力を可動接触子
ブロックに付勢するように構成されていることを特徴と
する。
持ロッドの中央部に外嵌されたばね力のそれぞれ異なる
複数の復帰コイルばね部材の組み合わせからなり、電磁
コイルで駆動されるプランジャの軸移動にともなって一
次的および指数関数的に上昇するばね反力を可動接触子
ブロックに付勢するように構成されていることを特徴と
する。
【0009】
【作用】請求項1の発明によれば、電磁コイルの励磁で
プランジャが徐々に移動を開始し、所定ストロークの移
動で上記支持ロッドに当接してこれと一体的に軸移動
し、電磁コイルへの通電にもとづく励磁力の上昇にとも
なって上記可動接触子ブロックは復帰ばね機構およびシ
リンダ室の空気を圧縮しながら軸移動し、アーク可動接
点とアーク固定接点が接触する直前に上記絞り機能付逆
止弁を開放し、上記シリンダ室が外気に連通されて内部
圧力が低下し、上記プランジャは復帰ばね機構によるば
ね反力に抗して上記支持ロッドを急速度で移動させ、ア
ーク可動接点とアーク固定接点が接触したのち、急速度
でメイン可動接点がメイン固定接点に接触させることが
できる。 したがって、請求項1の発明によれば、アーク
可動接点がアーク固定接点に接触する直前にシリンダヘ
ッド内面が絞り機能付逆止弁を押して、シリンダ室内の
圧縮空気を放出し、絞り機能で適当なスピードで減圧し
て、支持ロッドの移動を接点のハンチングのない程度に
調整し、アーク可動接点がアーク固定接点に接触したの
ち、メイン接点の接触に至るまでの時間を短縮し、アー
ク接点の発熱を抑制して接点の長寿命化を達成すること
ができる。 つまり、請求項1の発明によれば、アーク可
動接点とアーク固定接点が接触する直前にはシリンダ室
の内部圧力が大き過ぎてプランジャの移動速度が非常に
遅くなり過ぎ、このままでは接点のハンチングはないけ
れども、アーク可動接点とアーク固定接点の接触から、
メイン可動接点とメイン固定接点の接触までの時間が長
くなり、アーク接点のみの接触時間が長くなるので、上
記絞り機能付逆止弁をアーク可動接点とアーク固定接点
の接触直前に開放し、上記シリンダ室の内部圧力を低下
させることにより、アーク可動接点がアーク固定接点に
接触したのち、メイン接点の接触に至るまでの時間を短
縮し、アーク接点の発熱を抑制して接点の長寿命化を達
成することができる。
プランジャが徐々に移動を開始し、所定ストロークの移
動で上記支持ロッドに当接してこれと一体的に軸移動
し、電磁コイルへの通電にもとづく励磁力の上昇にとも
なって上記可動接触子ブロックは復帰ばね機構およびシ
リンダ室の空気を圧縮しながら軸移動し、アーク可動接
点とアーク固定接点が接触する直前に上記絞り機能付逆
止弁を開放し、上記シリンダ室が外気に連通されて内部
圧力が低下し、上記プランジャは復帰ばね機構によるば
ね反力に抗して上記支持ロッドを急速度で移動させ、ア
ーク可動接点とアーク固定接点が接触したのち、急速度
でメイン可動接点がメイン固定接点に接触させることが
できる。 したがって、請求項1の発明によれば、アーク
可動接点がアーク固定接点に接触する直前にシリンダヘ
ッド内面が絞り機能付逆止弁を押して、シリンダ室内の
圧縮空気を放出し、絞り機能で適当なスピードで減圧し
て、支持ロッドの移動を接点のハンチングのない程度に
調整し、アーク可動接点がアーク固定接点に接触したの
ち、メイン接点の接触に至るまでの時間を短縮し、アー
ク接点の発熱を抑制して接点の長寿命化を達成すること
ができる。 つまり、請求項1の発明によれば、アーク可
動接点とアーク固定接点が接触する直前にはシリンダ室
の内部圧力が大き過ぎてプランジャの移動速度が非常に
遅くなり過ぎ、このままでは接点のハンチングはないけ
れども、アーク可動接点とアーク固定接点の接触から、
メイン可動接点とメイン固定接点の接触までの時間が長
くなり、アーク接点のみの接触時間が長くなるので、上
記絞り機能付逆止弁をアーク可動接点とアーク固定接点
の接触直前に開放し、上記シリンダ室の内部圧力を低下
させることにより、アーク可動接点がアーク固定接点に
接触したのち、メイン接点の接触に至るまでの時間を短
縮し、アーク接点の発熱を抑制して接点の長寿命化を達
成することができる。
【0010】請求項2の発明によれば、電磁コイルを巻
装したコイルスプールの軸部にシリンダ室を形成したか
ら、電磁石ブロックの小型コンパクト化を達成すること
ができる。請求項3の発明によれば、復帰時における電
磁コイルの励磁解除時にシリンダ室を大気に開放させ
て、可動接触子ブロックの瞬時下降を達成し、アークの
発生を極力抑制することができる。請求項4の発明によ
れば、アーク可動接点が弾性的に支待され、可動接触子
ブロックの瞬時下降に際し、アーク可動接点が慣性で静
止状態を保持し、対向するアーク固定接点に対するオン
動作を極力保持してアーク接点としての機能を達成する
ことができる。
装したコイルスプールの軸部にシリンダ室を形成したか
ら、電磁石ブロックの小型コンパクト化を達成すること
ができる。請求項3の発明によれば、復帰時における電
磁コイルの励磁解除時にシリンダ室を大気に開放させ
て、可動接触子ブロックの瞬時下降を達成し、アークの
発生を極力抑制することができる。請求項4の発明によ
れば、アーク可動接点が弾性的に支待され、可動接触子
ブロックの瞬時下降に際し、アーク可動接点が慣性で静
止状態を保持し、対向するアーク固定接点に対するオン
動作を極力保持してアーク接点としての機能を達成する
ことができる。
【0011】請求項5の発明によれば、発生する爆発性
アークイオンガスを安全区域に封じ込め、アーク転移危
険区域にガスを噴出させないようにし、アーク接点間の
みに確実にアークを発生させることができる。
アークイオンガスを安全区域に封じ込め、アーク転移危
険区域にガスを噴出させないようにし、アーク接点間の
みに確実にアークを発生させることができる。
【0012】請求項6の発明によれば、各アーク接点が
カーボン製であるため、高温高圧のアーク流で溶損や溶
着するおそれがなく、固有抵抗が金属に比べ非常に高い
ので、大電流通電によるアーク接点の電圧降下が大き
く、そのために負荷電流が絞られ、接点の寿命を長くす
るのに有効である。 なお、アーク接点はカーボン製であ
るから、固定抵抗値が高いので、2,000Aを通電す
るときには通電時間の短かいことが望ましい。また、ア
ークはアーク接点の接触時に瞬間的に発生するのみであ
る。請求項7の発明によれば、バッテリの直流電圧が下
降した下限電圧領域において、上限電圧領域の半分以下
の弱いプランジャ電磁吸引力でも充分にメイン接点押圧
力および復帰ばね反力を確保しなければならない。その
ためは、プランジャストローク終端付近の強い電磁吸引
力を有効に利用しなければならない。 そこで、プランジ
ャが励磁開始直後のゼロストロークから約2/3ストロ
ークに達するまでのストロークの一次的に上昇する電磁
吸引力に対しては弱いばねを、約2/3ストロークから
ストローク終端までの指数関数的に上昇する電磁吸引力
に対しては、途中から強いばねを付勢し、下限電圧領域
でのプランジャ励磁吸引力に近似した総合ばね反力を組
み合わせ構成することにより、下限電圧領域でも確実に
動作し、かつ充分なメイン接点押圧力および可動接触子
ブロックとプランジャの復帰ばね反力を確保することが
できる。
カーボン製であるため、高温高圧のアーク流で溶損や溶
着するおそれがなく、固有抵抗が金属に比べ非常に高い
ので、大電流通電によるアーク接点の電圧降下が大き
く、そのために負荷電流が絞られ、接点の寿命を長くす
るのに有効である。 なお、アーク接点はカーボン製であ
るから、固定抵抗値が高いので、2,000Aを通電す
るときには通電時間の短かいことが望ましい。また、ア
ークはアーク接点の接触時に瞬間的に発生するのみであ
る。請求項7の発明によれば、バッテリの直流電圧が下
降した下限電圧領域において、上限電圧領域の半分以下
の弱いプランジャ電磁吸引力でも充分にメイン接点押圧
力および復帰ばね反力を確保しなければならない。その
ためは、プランジャストローク終端付近の強い電磁吸引
力を有効に利用しなければならない。 そこで、プランジ
ャが励磁開始直後のゼロストロークから約2/3ストロ
ークに達するまでのストロークの一次的に上昇する電磁
吸引力に対しては弱いばねを、約2/3ストロークから
ストローク終端までの指数関数的に上昇する電磁吸引力
に対しては、途中から強いばねを付勢し、下限電圧領域
でのプランジャ励磁吸引力に近似した総合ばね反力を組
み合わせ構成することにより、下限電圧領域でも確実に
動作し、かつ充分なメイン接点押圧力および可動接触子
ブロックとプランジャの復帰ばね反力を確保することが
できる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがって
説明する。図1はこの発明による電磁開閉器の一例を示
す断面図で、図2の平面図におけるX−X線に沿う断面
図である。同図において、Aは電磁石ブロック、Bは可
動接触子ブロック、Cは固定接触子ブロック、Dは復帰
ばね機構、Eはアーク消弧装置およびアークバリヤ、F
は補助接点機構である。
説明する。図1はこの発明による電磁開閉器の一例を示
す断面図で、図2の平面図におけるX−X線に沿う断面
図である。同図において、Aは電磁石ブロック、Bは可
動接触子ブロック、Cは固定接触子ブロック、Dは復帰
ばね機構、Eはアーク消弧装置およびアークバリヤ、F
は補助接点機構である。
【0014】上記電磁石ブロックAは、有底筒形の電気
絶縁性ケース本体1の底部に形成された凹所2にプラン
ジャ3を軸移動可能に収納し、電磁コイル4を巻装した
電気絶縁性コイルスプール5を同軸状に固定して、上記
ケース本体1およびコイルスプール5を蓋体6およびシ
リンダヘッド7でもって気密に閉塞するとともに、上記
スプール5の円筒状軸部をシリンダ8として構成し、上
記シリンダ8の内部空間には上記プランジャ3およびシ
リンダヘッド7で密閉されたシリンダ室9が形成されて
いる。
絶縁性ケース本体1の底部に形成された凹所2にプラン
ジャ3を軸移動可能に収納し、電磁コイル4を巻装した
電気絶縁性コイルスプール5を同軸状に固定して、上記
ケース本体1およびコイルスプール5を蓋体6およびシ
リンダヘッド7でもって気密に閉塞するとともに、上記
スプール5の円筒状軸部をシリンダ8として構成し、上
記シリンダ8の内部空間には上記プランジャ3およびシ
リンダヘッド7で密閉されたシリンダ室9が形成されて
いる。
【0015】上記ケース本体1の底部には通気孔10が
形成され、上記プランジャ3には上記シリンダ室9と通
気孔10とを連通する連通孔11が形成され、この連通
孔11には上記電磁コイル4による励磁解除時に開放さ
れる逆止弁12が設定されている。また、上記プランジ
ャ3には上記シリンダ室9と通気孔10とを連通する絞
り機能付逆止弁13が設定され、この絞り機能付逆止弁
13における弁棒14の先端部14aを上記シリンダ室
9の内部に突出させて、上記絞り機能付逆止弁13の弁
体15をばね部材16で弾性的に支持している。
形成され、上記プランジャ3には上記シリンダ室9と通
気孔10とを連通する連通孔11が形成され、この連通
孔11には上記電磁コイル4による励磁解除時に開放さ
れる逆止弁12が設定されている。また、上記プランジ
ャ3には上記シリンダ室9と通気孔10とを連通する絞
り機能付逆止弁13が設定され、この絞り機能付逆止弁
13における弁棒14の先端部14aを上記シリンダ室
9の内部に突出させて、上記絞り機能付逆止弁13の弁
体15をばね部材16で弾性的に支持している。
【0016】上記シリンダヘッド7には中央部に形成さ
れた貫通孔7aに支持ロッド17が軸移動可能でかつ気
密に嵌挿され、その基端部17aを上記シリンダ室9の
内部で上記プランジャ3に当接可能に対向配設させると
ともに、中央部17bに復帰ばね機構Dを介して可動接
触子ブロックBを弾性的に支持し、先端部17cを固定
接触子ブロックCに軸移動可能に挿通している。上記支
持ロッド17の中央部17bには1対のばね受け座17
d,17eが軸方向へ所定間隔存して突設され、上記ば
ね受け座17dを有頭筒状の金属製ホルダ18に軸移動
可能に嵌合するとともに、内部に介装された第1の復帰
コイルばね部材19の圧縮ばね力でもって上記ホルダ1
8の頭部18aと上記ばね受け座17dとを押圧し、上
記支持ロッド17を下降位置に保持している。
れた貫通孔7aに支持ロッド17が軸移動可能でかつ気
密に嵌挿され、その基端部17aを上記シリンダ室9の
内部で上記プランジャ3に当接可能に対向配設させると
ともに、中央部17bに復帰ばね機構Dを介して可動接
触子ブロックBを弾性的に支持し、先端部17cを固定
接触子ブロックCに軸移動可能に挿通している。上記支
持ロッド17の中央部17bには1対のばね受け座17
d,17eが軸方向へ所定間隔存して突設され、上記ば
ね受け座17dを有頭筒状の金属製ホルダ18に軸移動
可能に嵌合するとともに、内部に介装された第1の復帰
コイルばね部材19の圧縮ばね力でもって上記ホルダ1
8の頭部18aと上記ばね受け座17dとを押圧し、上
記支持ロッド17を下降位置に保持している。
【0017】また、上記ホルダ18の頭部18aにはキ
ヤップ状のストッパ部材20が固定されるとともに、上
記支持ロッド17の中央部17bが軸移動可能に挿通さ
れ、上記支持ロッド17に突設されたばね受け座17e
が上記ストッパ部材20の内部で所定ストロークの軸移
動を許容するように構成されている。さらに、上記支持
ロッド17の先端部17cには第2および第3の復帰コ
イルばね部材21,22が外嵌され、第2の復帰コイル
ばね部材21は可動接触子ブロックBと固定接触子ブロ
ックCとの間にフリ−状態に保持され、第3の復帰コイ
ルばね部材22は可動接触子ブロックBと固定接触子ブ
ロックCにその両端部が当接して、上記第1の押圧兼復
帰コイルばね部材19とともに復帰ばね機構Dを構成
し、第1ないし第3の復帰コイルばね部材19,21,
22はこの順にばね力が順次小さく設定されている。
ヤップ状のストッパ部材20が固定されるとともに、上
記支持ロッド17の中央部17bが軸移動可能に挿通さ
れ、上記支持ロッド17に突設されたばね受け座17e
が上記ストッパ部材20の内部で所定ストロークの軸移
動を許容するように構成されている。さらに、上記支持
ロッド17の先端部17cには第2および第3の復帰コ
イルばね部材21,22が外嵌され、第2の復帰コイル
ばね部材21は可動接触子ブロックBと固定接触子ブロ
ックCとの間にフリ−状態に保持され、第3の復帰コイ
ルばね部材22は可動接触子ブロックBと固定接触子ブ
ロックCにその両端部が当接して、上記第1の押圧兼復
帰コイルばね部材19とともに復帰ばね機構Dを構成
し、第1ないし第3の復帰コイルばね部材19,21,
22はこの順にばね力が順次小さく設定されている。
【0018】上記ホルダ18には電気絶縁製の環状ブラ
ケット23を介して円環状の可動接触子24(図3)が
締付部材25でほぼ同心状に固着され、上記可動接触子
24の下面には半円弧状の導電性板ばね部材26(図
4)の基端部26aを締付部材43で固定するととも
に、その先端部26bにはカーボン製アーク可動接点2
7を着脱可能に固定した金属製接点台28が締付部材4
4で固着され、この接点台28は上記可動接触子24の
下面に積層固定された金属製基板56にコイル状ばね部
材29を介して弾性的に支持されている。上記アーク可
動接点27は、上記可動接触子24の上面に設定された
メイン可動接点30に対し周方向へほぼ90度変位した
点対称位置に配設されて、可動接触子ブロックBを構成
している。
ケット23を介して円環状の可動接触子24(図3)が
締付部材25でほぼ同心状に固着され、上記可動接触子
24の下面には半円弧状の導電性板ばね部材26(図
4)の基端部26aを締付部材43で固定するととも
に、その先端部26bにはカーボン製アーク可動接点2
7を着脱可能に固定した金属製接点台28が締付部材4
4で固着され、この接点台28は上記可動接触子24の
下面に積層固定された金属製基板56にコイル状ばね部
材29を介して弾性的に支持されている。上記アーク可
動接点27は、上記可動接触子24の上面に設定された
メイン可動接点30に対し周方向へほぼ90度変位した
点対称位置に配設されて、可動接触子ブロックBを構成
している。
【0019】電磁石ブロックAにおけるケース本体1の
蓋体6には、複数本の支柱31が突設され、これら各支
柱31を介し固定接触子ブロックCの絶縁台32が上記
電磁石ブロックAに固定されて上記可動接触子ブロック
Bにほぼ平行に配設されている。上記絶縁台32の中央
部には軸受部材33が固定され、この軸受部材33の軸
受孔33aに上記支持ロッド17の先端部17cを摺動
可能に挿通するとともに、上記アーク可動接点27に所
定間隔を存してカーボン製アーク固定接点34が対向配
設され、このアーク固定接点34は上記絶縁台32に固
定された中継端子金具36の下端部における金属製接点
台35に着脱可能に固定されている。上記接点台35は
上記中継端子金具36,リ−ド片37(図2)および中
継端子金具38を介して電源側端子片39に電気的に接
続され、この電源側端子片39には上記メイン可動接点
30に対向してメイン固定接点40(図5)が固定され
て、固定接触子ブロックCを構成している。
蓋体6には、複数本の支柱31が突設され、これら各支
柱31を介し固定接触子ブロックCの絶縁台32が上記
電磁石ブロックAに固定されて上記可動接触子ブロック
Bにほぼ平行に配設されている。上記絶縁台32の中央
部には軸受部材33が固定され、この軸受部材33の軸
受孔33aに上記支持ロッド17の先端部17cを摺動
可能に挿通するとともに、上記アーク可動接点27に所
定間隔を存してカーボン製アーク固定接点34が対向配
設され、このアーク固定接点34は上記絶縁台32に固
定された中継端子金具36の下端部における金属製接点
台35に着脱可能に固定されている。上記接点台35は
上記中継端子金具36,リ−ド片37(図2)および中
継端子金具38を介して電源側端子片39に電気的に接
続され、この電源側端子片39には上記メイン可動接点
30に対向してメイン固定接点40(図5)が固定され
て、固定接触子ブロックCを構成している。
【0020】上記アーク接点27,34の外周面側には
アーク消弧装置Eが対向配設され、このアーク消弧装置
Eは複数枚のグリッド板41を絶縁性枠体42に上下方
向へ所定間隔存して並設して構成され、固定接触子ブロ
ックCの絶縁台32に固定されている。また、上記アー
ク接点27,34の内周面側には半円弧状の耐熱性合成
樹脂からなる固定および可動アークバリア45,46が
対向配設され、固定アークバリア45は固定接触子ブロ
ックCの絶縁台32の下面に一体に突設されるととも
に、可動アークバリア46は可動接触子ブロックBの金
属製基板56に固定され、上記各アーク接点27,34
はアーク消弧装置Eと固定および可動アークバリア4
5,46で取り囲まれたアーク消弧室47(図3)に収
納されている。
アーク消弧装置Eが対向配設され、このアーク消弧装置
Eは複数枚のグリッド板41を絶縁性枠体42に上下方
向へ所定間隔存して並設して構成され、固定接触子ブロ
ックCの絶縁台32に固定されている。また、上記アー
ク接点27,34の内周面側には半円弧状の耐熱性合成
樹脂からなる固定および可動アークバリア45,46が
対向配設され、固定アークバリア45は固定接触子ブロ
ックCの絶縁台32の下面に一体に突設されるととも
に、可動アークバリア46は可動接触子ブロックBの金
属製基板56に固定され、上記各アーク接点27,34
はアーク消弧装置Eと固定および可動アークバリア4
5,46で取り囲まれたアーク消弧室47(図3)に収
納されている。
【0021】上記固定接触子ブロックCの絶縁台32の
上面には上記支持ロッド17の先端17hで開閉される
補助接点機構Fが装着されている。すなわち、上記絶縁
台32の上面には、マイクロスイツチ48が固定される
とともに、このマイクロスイツチ48の押ボタン49を
押圧操作する押圧ピン50(図2)が軸受部材51に軸
移動可能に保持され、上記押圧ピン50は上記支持ロッ
ド17の先端17hで回動軸53のまわりに回動操作さ
れる回動レバー52の下端部によって駆動されるように
構成されている。
上面には上記支持ロッド17の先端17hで開閉される
補助接点機構Fが装着されている。すなわち、上記絶縁
台32の上面には、マイクロスイツチ48が固定される
とともに、このマイクロスイツチ48の押ボタン49を
押圧操作する押圧ピン50(図2)が軸受部材51に軸
移動可能に保持され、上記押圧ピン50は上記支持ロッ
ド17の先端17hで回動軸53のまわりに回動操作さ
れる回動レバー52の下端部によって駆動されるように
構成されている。
【0022】以上は、電源側端子片39の開閉機構を図
2のX−X線に沿う構成について説明したものであり、
負荷側端子片39Yの開閉機構については前述のものと
ほぼ同様である。したがって、図2のY−Y線に沿う負
荷側端子片39Yの開閉機構については、便宜上、上記
X−X線に沿う構成とほぼ同一もしくは相当部分に同一
符号に補助符号Yを付記して、その詳しい説明を省略す
る。
2のX−X線に沿う構成について説明したものであり、
負荷側端子片39Yの開閉機構については前述のものと
ほぼ同様である。したがって、図2のY−Y線に沿う負
荷側端子片39Yの開閉機構については、便宜上、上記
X−X線に沿う構成とほぼ同一もしくは相当部分に同一
符号に補助符号Yを付記して、その詳しい説明を省略す
る。
【0023】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。図1において、電磁コイル4を励磁すると、プラン
ジャ3がシリンダ室9の内部をシリンダ8の内周面を摺
動しながら上昇開始し、所定のエアギヤップGに相当す
る距離を上昇すると、支持ロッド17の下端17fに当
接してこれと一体的に軸移動する。このとき、上記シリ
ンダ室9と通気孔10とは上記プランジャ3に設定され
た逆止弁12で連通が遮断され、かつ、絞り機能付逆止
弁13でその流路13aが遮断されているため、上記シ
リンダ室9の内部圧力の上昇で、復帰ばね機構Dによる
圧縮ばね力と相まって、上記プランジャ3は徐々に上昇
を開始する。つまり、一般に、電磁コイル4は通電開始
時におけるプランジャ3の励磁力が小さいため、上記支
持ロッド17に対するプランジャ3の負荷を軽減させる
ように考慮されている。
る。図1において、電磁コイル4を励磁すると、プラン
ジャ3がシリンダ室9の内部をシリンダ8の内周面を摺
動しながら上昇開始し、所定のエアギヤップGに相当す
る距離を上昇すると、支持ロッド17の下端17fに当
接してこれと一体的に軸移動する。このとき、上記シリ
ンダ室9と通気孔10とは上記プランジャ3に設定され
た逆止弁12で連通が遮断され、かつ、絞り機能付逆止
弁13でその流路13aが遮断されているため、上記シ
リンダ室9の内部圧力の上昇で、復帰ばね機構Dによる
圧縮ばね力と相まって、上記プランジャ3は徐々に上昇
を開始する。つまり、一般に、電磁コイル4は通電開始
時におけるプランジャ3の励磁力が小さいため、上記支
持ロッド17に対するプランジャ3の負荷を軽減させる
ように考慮されている。
【0024】上記プランジャ3は電磁コイル4への通電
にもとづく励磁力の上昇にともなって順次上昇し、上記
可動接触子ブロックBは復帰ばね機構Dにおける第1の
ばね部材19に支持されるとともに、第3のばね部材2
2のばね反力に抗し、またシリンダ室9の空気を圧縮し
ながら上昇し、全ストロークの約2/3ストロークまで
上昇した時点で第2のばね部材21が第3のばね部材2
2に付勢されて更に上昇し、アーク可動接点27,27
Y(図3)をアーク固定接点34,34Y(図5)に接
触させる。これによって、上記電源側端子片39は、中
継端子金具38,リ−ド片37,中継端子金具36,ア
ーク固定接点34,アーク可動接点27,可動接点台2
8,導電性板ばね部材26,可動接触子24,導電性板
ばね部材26Y,アーク可動接点27Y,アーク固定接
点34Y,中継端子金具36Y,リ−ド片37Yおよび
中継端子金具38Yを介して負荷側端子片39Yに電気
的に接続される。このとき、アーク接点が接触した瞬間
にアークが発生し、続いて全負荷電流、たとえば2,0
00Aがアーク接点を流れる。
にもとづく励磁力の上昇にともなって順次上昇し、上記
可動接触子ブロックBは復帰ばね機構Dにおける第1の
ばね部材19に支持されるとともに、第3のばね部材2
2のばね反力に抗し、またシリンダ室9の空気を圧縮し
ながら上昇し、全ストロークの約2/3ストロークまで
上昇した時点で第2のばね部材21が第3のばね部材2
2に付勢されて更に上昇し、アーク可動接点27,27
Y(図3)をアーク固定接点34,34Y(図5)に接
触させる。これによって、上記電源側端子片39は、中
継端子金具38,リ−ド片37,中継端子金具36,ア
ーク固定接点34,アーク可動接点27,可動接点台2
8,導電性板ばね部材26,可動接触子24,導電性板
ばね部材26Y,アーク可動接点27Y,アーク固定接
点34Y,中継端子金具36Y,リ−ド片37Yおよび
中継端子金具38Yを介して負荷側端子片39Yに電気
的に接続される。このとき、アーク接点が接触した瞬間
にアークが発生し、続いて全負荷電流、たとえば2,0
00Aがアーク接点を流れる。
【0025】上記アーク可動接点27,27Yがアーク
固定接点34,34Yに接触する直前に、上記プランジ
ャ3に設定された絞り機能付逆止弁13における弁棒1
4の先端部14aがシリンダヘッド7の内面7bに当接
して、上記絞り機能付逆止弁13が開放されると、上記
シリンダ室9が外気に連通されて内部圧力が低下し、上
記プランジャ3は復帰ばね機構Dにおける第2および第
3のばね部材21,22によるばね反力に抗して上記支
持ロッド17を急上昇させて、メイン可動接点30,3
0Yがメイン固定接点40,40Yに接触する。上記絞
り機能付逆止弁13の開放時点は、たとえば、上記アー
ク可動接点27,27Yがアーク固定接点34,34Y
に接触する時点のプランジャ3の位置より1mmスタート
寄りである。また、上記絞り機能付逆止弁13の開放度
が大き過ぎると、上記シリンダ室9の内部圧力低下が急
峻過ぎて、上記アーク接点およびメイン接点がハンチン
グして接触が不確実となり、火花が発生して接点寿命を
短かくする。そのため、上記絞り機能付逆止弁13の絞
り通路13aと絞り弁体13c のギャップ(図6)を調
整して、上記逆止弁13の開放時に各接点がソフトタッ
チするように絞り度を適切に設定する。この実施例にお
いて、上記逆止弁13の絞り度についての実験結果は図
7および図8に示すとおりである。
固定接点34,34Yに接触する直前に、上記プランジ
ャ3に設定された絞り機能付逆止弁13における弁棒1
4の先端部14aがシリンダヘッド7の内面7bに当接
して、上記絞り機能付逆止弁13が開放されると、上記
シリンダ室9が外気に連通されて内部圧力が低下し、上
記プランジャ3は復帰ばね機構Dにおける第2および第
3のばね部材21,22によるばね反力に抗して上記支
持ロッド17を急上昇させて、メイン可動接点30,3
0Yがメイン固定接点40,40Yに接触する。上記絞
り機能付逆止弁13の開放時点は、たとえば、上記アー
ク可動接点27,27Yがアーク固定接点34,34Y
に接触する時点のプランジャ3の位置より1mmスタート
寄りである。また、上記絞り機能付逆止弁13の開放度
が大き過ぎると、上記シリンダ室9の内部圧力低下が急
峻過ぎて、上記アーク接点およびメイン接点がハンチン
グして接触が不確実となり、火花が発生して接点寿命を
短かくする。そのため、上記絞り機能付逆止弁13の絞
り通路13aと絞り弁体13c のギャップ(図6)を調
整して、上記逆止弁13の開放時に各接点がソフトタッ
チするように絞り度を適切に設定する。この実施例にお
いて、上記逆止弁13の絞り度についての実験結果は図
7および図8に示すとおりである。
【0026】このとき、上記可動接触子ブロックBは復
帰ばね機構Dにおける第1ないし第3のばね部材19,
21,22の全ばね反力を受けるとともに、上記支持ロ
ッド17が第1のばね部材19をさらに圧縮して上昇
し、上記全ばね反力を急上昇させたのち、プランジャ3
がシリンダヘッド7の内面7bに当接して可動接触子ブ
ロックBの上昇が停止する。これによって、上記メイン
可動接点30,30Y(図3)はメイン固定接点40,
40Y(図5)に対し、 第1のばね力−(第2のばね力+第3のばね力) の接点圧で接触し、上記電源側端子片39がメイン固定
接点40,メイン可動接点30,可動接触子24,メイ
ン可動接点30Yおよびメイン固定接点40Yを介して
負荷側端子片39Yに電気的に接続されるとともに、上
記復帰ばね機構Dによる強大なばね反力を上記可動接触
子ブロックBに付与することができる。
帰ばね機構Dにおける第1ないし第3のばね部材19,
21,22の全ばね反力を受けるとともに、上記支持ロ
ッド17が第1のばね部材19をさらに圧縮して上昇
し、上記全ばね反力を急上昇させたのち、プランジャ3
がシリンダヘッド7の内面7bに当接して可動接触子ブ
ロックBの上昇が停止する。これによって、上記メイン
可動接点30,30Y(図3)はメイン固定接点40,
40Y(図5)に対し、 第1のばね力−(第2のばね力+第3のばね力) の接点圧で接触し、上記電源側端子片39がメイン固定
接点40,メイン可動接点30,可動接触子24,メイ
ン可動接点30Yおよびメイン固定接点40Yを介して
負荷側端子片39Yに電気的に接続されるとともに、上
記復帰ばね機構Dによる強大なばね反力を上記可動接触
子ブロックBに付与することができる。
【0027】他方、上記支持ロッド17の先端17hが
最下端位置H1から上昇して、中間位置H2に到達した
とき、補助接点機構Fにおける回動レバー52(図2)
の下端部で押圧ピン50が駆動されて軸移動し、マイク
ロスイツチ48をオン動作させ、さらに、最上端位置H
3に上昇して、上記マイクロスイツチ48のオン動作を
保持し、動作表示素子(図示せず)を点灯させて、各接
点の接触動作を確認表示することができる。前述した実
施例における操作電圧、励磁吸引力、プランジャストロ
ークおよび第1,第2,第3のばね力に関する動作関連
図を図9に示す。
最下端位置H1から上昇して、中間位置H2に到達した
とき、補助接点機構Fにおける回動レバー52(図2)
の下端部で押圧ピン50が駆動されて軸移動し、マイク
ロスイツチ48をオン動作させ、さらに、最上端位置H
3に上昇して、上記マイクロスイツチ48のオン動作を
保持し、動作表示素子(図示せず)を点灯させて、各接
点の接触動作を確認表示することができる。前述した実
施例における操作電圧、励磁吸引力、プランジャストロ
ークおよび第1,第2,第3のばね力に関する動作関連
図を図9に示す。
【0028】ところで、上記アーク接点27,27Y,
34,34Yの通電は短時間であり、また、カーボン製
であるため、耐アーク性が良好で、上記アーク接点が溶
損や溶着するのを有効に防止することができる。また、
アーク接点の材質であるカーボンは固有抵抗値が非常に
高いので、実施例によるアーク固定および可動接点の電
圧降下は2,000A通電のとき約10Vに達する。こ
のことは、その分だけ負荷電流が減少し、接点の寿命を
長くする。
34,34Yの通電は短時間であり、また、カーボン製
であるため、耐アーク性が良好で、上記アーク接点が溶
損や溶着するのを有効に防止することができる。また、
アーク接点の材質であるカーボンは固有抵抗値が非常に
高いので、実施例によるアーク固定および可動接点の電
圧降下は2,000A通電のとき約10Vに達する。こ
のことは、その分だけ負荷電流が減少し、接点の寿命を
長くする。
【0029】上記メイン接点の接触と同時に、バッテリ
からの大電流が上述したように、電源側端子片39,メ
イン固定接点40,メイン可動接点30,可動接触子2
4,メイン可動接点30Yおよびメイン固定接点40Y
を介して負荷側端子片39Yに流れて、負荷を駆動する
ことができる。しかも、上記メイン接点の接触時には、
上記アーク接点の電流路がすでに閉路されて通電状態に
あり、その通電状態における電流を上記メイン接点側に
転流させるものであるため、アークの発生が防止され
て、上記メイン接点の溶損や溶着を有効に防止すること
ができる。
からの大電流が上述したように、電源側端子片39,メ
イン固定接点40,メイン可動接点30,可動接触子2
4,メイン可動接点30Yおよびメイン固定接点40Y
を介して負荷側端子片39Yに流れて、負荷を駆動する
ことができる。しかも、上記メイン接点の接触時には、
上記アーク接点の電流路がすでに閉路されて通電状態に
あり、その通電状態における電流を上記メイン接点側に
転流させるものであるため、アークの発生が防止され
て、上記メイン接点の溶損や溶着を有効に防止すること
ができる。
【0030】ところで、スタータモータを起動する電磁
開閉器は、通常、別置電源装置のコスト低減のため、ス
タータモータ駆動用バッテリを兼用にして操作電源とす
る。このため、スタータモータ起動時には短絡的大電流
が流れてバッテリ端子電圧は定格電圧の1/2位まで低
下する。したがって、この低下したバッテリ電圧でも電
磁開閉器は確実に動作しなければならない。そこで、電
磁開閉器の各復帰ばね特性は、バッテリ電圧の低下した
下限電圧領域でのプランジャ3の電磁吸引力特性によっ
て決定する。すなわち、電磁吸引力に少し余裕をもたせ
るために、バッテリの1/3定格電圧での電磁力特性曲
線に沿って各復帰ばね特性を決定する。これらは図9で
示したとおりである。つぎに、この下限電圧領域で決定
された各復帰ばね特性を有する電磁開閉器をバッテリ1
00%定格電圧での上限電圧領域で使用した場合には、
下記の課題が生じる。電磁開閉器に通電直後のプランジ
ャ3の励磁吸引力は図9で示すように、下限電圧領域で
のそれの数倍の力がある。このため、第3の復帰ばね部
材22の弱いばね反力では、この電磁吸引力を押え切れ
ず、プランジャ3は瞬間に終端に到達して各接点を接触
させる。しかしながら、電磁コイルにはインダクタンス
Lがあるので、第2のばね部材21,第1のばね部材1
9のばね反力に抗してプランジャ3を吸引上昇させるに
は少し時間がかかり、電磁開閉器への通電直後には電磁
吸引力が不足している。したがって、プランジャ3はス
トローク途中まで後退下降して各接点を開離させ、電磁
吸引力の上昇を待って再び各接点が接触する。つまり、
プランジャ3は大きくバウンドすることとなる。そこ
で、シリンダ室9を設けてプランジャ3の衝撃的上昇を
抑制し、各接点がソフトタッチするようにすれば、上記
課題が解消される。この実施例におけるこれらの点に関
する実験結果を図10および図11に示す。
開閉器は、通常、別置電源装置のコスト低減のため、ス
タータモータ駆動用バッテリを兼用にして操作電源とす
る。このため、スタータモータ起動時には短絡的大電流
が流れてバッテリ端子電圧は定格電圧の1/2位まで低
下する。したがって、この低下したバッテリ電圧でも電
磁開閉器は確実に動作しなければならない。そこで、電
磁開閉器の各復帰ばね特性は、バッテリ電圧の低下した
下限電圧領域でのプランジャ3の電磁吸引力特性によっ
て決定する。すなわち、電磁吸引力に少し余裕をもたせ
るために、バッテリの1/3定格電圧での電磁力特性曲
線に沿って各復帰ばね特性を決定する。これらは図9で
示したとおりである。つぎに、この下限電圧領域で決定
された各復帰ばね特性を有する電磁開閉器をバッテリ1
00%定格電圧での上限電圧領域で使用した場合には、
下記の課題が生じる。電磁開閉器に通電直後のプランジ
ャ3の励磁吸引力は図9で示すように、下限電圧領域で
のそれの数倍の力がある。このため、第3の復帰ばね部
材22の弱いばね反力では、この電磁吸引力を押え切れ
ず、プランジャ3は瞬間に終端に到達して各接点を接触
させる。しかしながら、電磁コイルにはインダクタンス
Lがあるので、第2のばね部材21,第1のばね部材1
9のばね反力に抗してプランジャ3を吸引上昇させるに
は少し時間がかかり、電磁開閉器への通電直後には電磁
吸引力が不足している。したがって、プランジャ3はス
トローク途中まで後退下降して各接点を開離させ、電磁
吸引力の上昇を待って再び各接点が接触する。つまり、
プランジャ3は大きくバウンドすることとなる。そこ
で、シリンダ室9を設けてプランジャ3の衝撃的上昇を
抑制し、各接点がソフトタッチするようにすれば、上記
課題が解消される。この実施例におけるこれらの点に関
する実験結果を図10および図11に示す。
【0031】上記メイン接点の電流路に大電流を流して
負荷の駆動を完了し、電磁コイル4の励磁が解除される
と、上記可動接触子ブロックBは復帰ばね機構Dによる
強大なばね反力でもって、支持ロッド17およびプラン
ジャ3とともにほぼ一体的に軸移動して下降を開始す
る。このとき、上記プランジャ3に設定された弁体12
aは慣性で静止状態を保持され、かつ、シリンダ室9の
内部負圧で吸引されて、上記プランジャ3と一体に下降
する弁室12bの内部のストッパ57に当接して逆止弁
12を開放状態に保持し、シリンダ室9を通気孔10に
連通させて大気に開放させる。したがって、上記プラン
ジャ3はシリンダ室9を負圧にさせることなく、上記復
帰ばね機構Dのばね反力を開放させて、上記可動接触子
ブロックBを瞬時動作で下降させることができる。
負荷の駆動を完了し、電磁コイル4の励磁が解除される
と、上記可動接触子ブロックBは復帰ばね機構Dによる
強大なばね反力でもって、支持ロッド17およびプラン
ジャ3とともにほぼ一体的に軸移動して下降を開始す
る。このとき、上記プランジャ3に設定された弁体12
aは慣性で静止状態を保持され、かつ、シリンダ室9の
内部負圧で吸引されて、上記プランジャ3と一体に下降
する弁室12bの内部のストッパ57に当接して逆止弁
12を開放状態に保持し、シリンダ室9を通気孔10に
連通させて大気に開放させる。したがって、上記プラン
ジャ3はシリンダ室9を負圧にさせることなく、上記復
帰ばね機構Dのばね反力を開放させて、上記可動接触子
ブロックBを瞬時動作で下降させることができる。
【0032】また、上記アーク可動接点27,27Y
は、導電性板ばね部材26の先端部26bに固定されて
変位可能であるとともに、コイル状ばね部材29を介し
弾性的に支持されて常時押し上げられているため、上記
可動接触子ブロックBの瞬時下降に際して慣性で静止状
態を保持し、上方のアーク固定接点34,34Yに対す
るオン動作を極力保持することができる。このように、
上記アーク可動接点27,27Yがアーク固定接点3
4,34Yに接触した状態で、メイン可動接点30,3
0Yをメイン固定接点40,40Yから開放させること
ができるため、メイン接点の開放に際しアークの発生を
防止することができる。
は、導電性板ばね部材26の先端部26bに固定されて
変位可能であるとともに、コイル状ばね部材29を介し
弾性的に支持されて常時押し上げられているため、上記
可動接触子ブロックBの瞬時下降に際して慣性で静止状
態を保持し、上方のアーク固定接点34,34Yに対す
るオン動作を極力保持することができる。このように、
上記アーク可動接点27,27Yがアーク固定接点3
4,34Yに接触した状態で、メイン可動接点30,3
0Yをメイン固定接点40,40Yから開放させること
ができるため、メイン接点の開放に際しアークの発生を
防止することができる。
【0033】電磁コイル4の通電が切られ、メイン可動
接点30,30Yがメイン固定接点40,40Yから開
離されるまでの動作を詳述する。電磁コイル4にはイン
ダクタンス分Lがあるので、励磁エネルギが溜まってい
る。この通電を切っても、この励磁エネルギのため、励
磁力が急激になくならない。また、プランジャ3はシリ
ンダヘッド内面7bに当接しているので、上記プランジ
ャ3とシリンダヘッド内面7bの間には通電を切って
も、残留磁気のため強い吸引力が働らいている。したが
って、次式が成立するまでプランジャ3はシリンダヘッ
ド内面7bより開離することができない。残留磁気によ
る吸引力<(電磁コイル4の残留エネルギによる励磁力
+第1のばね反力+第2のばね反力+第3のばね反力+
アーク可動接点のばね部材29の反力+アーク可動接点
のばね部材29Yの反力+板ばね26の反力+板ばね2
6Yの反力)この式が成立するには、通電を切って電磁
コイル4の残留エネルギが放出され、励磁力が1/10
以下になったときである。この実施例によれば、これに
要する時間は30msであり、この時点まで上記プラン
ジャ3は下降を開始しない。可動接触子ブロックBとプ
ランジャ3は支持ロッド17を介して当接し、一体とな
っているが、上記の式が成立した瞬間、第1のばね部材
19が強いばね反力で支持ロッド17を押し、支持ロッ
ド17の下端17fが質量の大きいプランジャ3を弾き
飛ばすように作用し、可動接触子ブロックBとプランジ
ャ3を分離する。つぎに、残った可動接触子ブロックB
に第1のばね部材19を除く残りのばね群が作用して、
同ブロックBを急速に引き下げ、メイン接点を開ける。
接点30,30Yがメイン固定接点40,40Yから開
離されるまでの動作を詳述する。電磁コイル4にはイン
ダクタンス分Lがあるので、励磁エネルギが溜まってい
る。この通電を切っても、この励磁エネルギのため、励
磁力が急激になくならない。また、プランジャ3はシリ
ンダヘッド内面7bに当接しているので、上記プランジ
ャ3とシリンダヘッド内面7bの間には通電を切って
も、残留磁気のため強い吸引力が働らいている。したが
って、次式が成立するまでプランジャ3はシリンダヘッ
ド内面7bより開離することができない。残留磁気によ
る吸引力<(電磁コイル4の残留エネルギによる励磁力
+第1のばね反力+第2のばね反力+第3のばね反力+
アーク可動接点のばね部材29の反力+アーク可動接点
のばね部材29Yの反力+板ばね26の反力+板ばね2
6Yの反力)この式が成立するには、通電を切って電磁
コイル4の残留エネルギが放出され、励磁力が1/10
以下になったときである。この実施例によれば、これに
要する時間は30msであり、この時点まで上記プラン
ジャ3は下降を開始しない。可動接触子ブロックBとプ
ランジャ3は支持ロッド17を介して当接し、一体とな
っているが、上記の式が成立した瞬間、第1のばね部材
19が強いばね反力で支持ロッド17を押し、支持ロッ
ド17の下端17fが質量の大きいプランジャ3を弾き
飛ばすように作用し、可動接触子ブロックBとプランジ
ャ3を分離する。つぎに、残った可動接触子ブロックB
に第1のばね部材19を除く残りのばね群が作用して、
同ブロックBを急速に引き下げ、メイン接点を開ける。
【0034】さらに、上記可動接触子ブロックBが下降
すると、上記アーク可動接点27,27Yがアーク固定
接点34,34Yから開放される。このとき、アーク接
点には全負荷電流、たとえばDC108V,DC2,0
00Aが流れているので、爆発的にアークがアーク接点
間に発生する。接点をアークの被害から救うには、極力
急速に可動接触子ブロックBを下降させなければならな
い。そのためには、第1ないし第3のばね部材を可能な
限り強くし、シリンダ室9の気密を保持している支持ロ
ッド17のシール部材58およびプランジャ3のシール
部材59は気密性を損なわないで摩擦を少なくしなけれ
ばならない。プランジャ3が全ストロークの半分を越え
て下端に達するまでの間の復帰ばね力は弱い第3のばね
部材22が作用しているのみであるから、シール部材の
摩擦があれば、プランジャ3を瞬時に押し切れない。こ
の実施例における電磁開閉器の遮断特性を図12に示
す。
すると、上記アーク可動接点27,27Yがアーク固定
接点34,34Yから開放される。このとき、アーク接
点には全負荷電流、たとえばDC108V,DC2,0
00Aが流れているので、爆発的にアークがアーク接点
間に発生する。接点をアークの被害から救うには、極力
急速に可動接触子ブロックBを下降させなければならな
い。そのためには、第1ないし第3のばね部材を可能な
限り強くし、シリンダ室9の気密を保持している支持ロ
ッド17のシール部材58およびプランジャ3のシール
部材59は気密性を損なわないで摩擦を少なくしなけれ
ばならない。プランジャ3が全ストロークの半分を越え
て下端に達するまでの間の復帰ばね力は弱い第3のばね
部材22が作用しているのみであるから、シール部材の
摩擦があれば、プランジャ3を瞬時に押し切れない。こ
の実施例における電磁開閉器の遮断特性を図12に示
す。
【0035】また、発生したアーク流は、アーク消弧装
置Eにおける各グリッド板41で伸長させたのち、分断
して冷却することにより容易に消弧できるとともに、上
記アーク接点27,34の内周面側における導電性部材
に転流するのを上記固定および可動アークバリア45,
46でもって有効に防止することができる。しかも、上
記各アーク接点27,27Y,34,34Yはカーボン
製であるため、高温高圧のアーク流で溶損や溶着するの
を一層防止することができる。
置Eにおける各グリッド板41で伸長させたのち、分断
して冷却することにより容易に消弧できるとともに、上
記アーク接点27,34の内周面側における導電性部材
に転流するのを上記固定および可動アークバリア45,
46でもって有効に防止することができる。しかも、上
記各アーク接点27,27Y,34,34Yはカーボン
製であるため、高温高圧のアーク流で溶損や溶着するの
を一層防止することができる。
【0036】なお、この発明による電磁開閉器はガスタ
ービンの起動に限られず、他の装置に直流低圧大電流を
短時間通電する場合に適応することができることはいう
までもない。
ービンの起動に限られず、他の装置に直流低圧大電流を
短時間通電する場合に適応することができることはいう
までもない。
【0037】
【発明の効果】この発明は以上詳述したように、接点の
溶損や溶着なく大電流通電が可能で、かつ信頼性の高い
長寿命な電磁開閉器を提供することができる。
溶損や溶着なく大電流通電が可能で、かつ信頼性の高い
長寿命な電磁開閉器を提供することができる。
【図1】この発明による電磁開閉器の一例を示す断面図
である。
である。
【図2】同電磁開閉器の上面図である。
【図3】同電磁開閉器の内部構造を示す可動接触子ブロ
ックの要部の一部切欠した上面図である。
ックの要部の一部切欠した上面図である。
【図4】同可動接触子ブロックの要部の一部切欠した下
面図である。
面図である。
【図5】同電磁開閉器の内部構造を示す固定接触子ブロ
ックの要部の斜視図である。
ックの要部の斜視図である。
【図6】同電磁開閉器の内部構造を示す電磁石ブロック
の要部の断面図である。
の要部の断面図である。
【図7】同電磁開閉器の絞り機能付逆止弁の絞り度がゆ
るい場合の各接点の動作図である。
るい場合の各接点の動作図である。
【図8】同電磁開閉器の絞り機能付逆止弁の絞り度が適
切な場合の各接点の動作図である。
切な場合の各接点の動作図である。
【図9】同電磁開閉器の電磁吸引力特性とばね組み合わ
せ構成の原理図である。
せ構成の原理図である。
【図10】同電磁開閉器の気密シリンダ室を形成した場
合の各接点の動作図である。
合の各接点の動作図である。
【図11】同電磁開閉器の気密シリンダ室を形成しない
場合の各接点の動作図である。
場合の各接点の動作図である。
【図12】同電磁開閉器の遮断特性図である。
【符号の説明】 A 電磁石ブロック B 可動接触子ブロック C 固定接触子ブロック D 復帰ばね機構 E アーク消弧装置 3 プランジャ 4 電磁コイル 5 コイルスプール 7 シリンダヘッド 8 シリンダ 9 シリンダ室 12 逆止弁 13 絞り機能付逆止弁 17 支持ロッド 17a 基端部 17b 中央部 19 第1の押圧兼復帰コイルばね 21 第2の復帰コイルばね 22 第3の復帰コイルばね 24 可動接触子 26 導電性板ばね部材 27 電源側アーク可動接点 27Y 負荷側アーク可動接点 29 電源側アーク可動接点コイル状ばね 29Y 負荷側アーク可動接点コイル状ばね 30 電源側メイン可動接点 30Y 負荷側メイン可動接点 32 電気絶縁台 34 電源側アーク固定接点 34Y 負荷側アーク固定接点 36 中継端子金具(中継導電性部材) 36Y 中継端子金具(中継導電性部材) 39 電源側端子片 39Y 負荷側端子片 40 電源側メイン固定接点 40Y 負荷側メイン固定接点 45 固定アークバリア 46 可動アークバリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−260070(JP,A) 特開 昭63−32816(JP,A) 特開 昭56−97921(JP,A) 実開 昭63−84823(JP,U) 実開 昭62−193640(JP,U) 特表 平5−502753(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01H 50/54 H01H 50/20 H01H 50/88 H01H 9/30 H01H 33/04
Claims (7)
- 【請求項1】電磁開閉器をオン・オフ操作する直流電圧
の変動範囲が大きく、かつ直流低電圧大電流を気中開閉
する電磁開閉器において、1対のメイン固定接点を電源
側端子片および負荷側端子片にそれぞれ設定するととも
に中継導電性部材を介し1対のアーク固定接点を上記各
端子片に個別に接続して電気絶縁台に固定してなる固定
接触子ブロックと、上記各メイン固定接点およびアーク
固定接点に接離可能に対向させて1対のメイン可動接点
およびアーク可動接点を可動接触子に設定してなる可動
接触子ブロックと、この可動接触子ブロックを軸移動可
能な支持ロッドに弾性的に支持してなる復帰ばね機構
と、上記支持ロッドを軸移動させる電磁石ブロックとを
具備し、上記電磁石ブロックは、上記支持ロッドおよび
プランジャを軸移動可能に嵌合してシリンダの内部空間
を気密に形成してなるシリンダ室と、上記プランジャを
励磁して軸方向へ移送駆動する上記シリンダに巻装され
た電磁コイルと、励磁開始動作における所定ストローク
で上記シリンダ室の内部圧力を大気に開放する絞り機能
付逆止弁とを備え、上記電磁コイルの励磁で上記プラン
ジャが徐々に移動を開始し、所定ストロークの移動で上
記支持ロッドに当接してこれと一体的に軸移動し、電磁
コイルへの通電にもとづく励磁力の上昇にともなって上
記可動接触子ブロックは復帰ばね機構およびシリンダ室
の空気を圧縮しながら軸移動し、アーク可動接点とアー
ク固定接点が接触する直前に上記絞り機能付逆止弁を開
放し、上記シリンダ室が外気に連通されて内部圧力が低
下し、上記プランジャは復帰ばね機構によるばね反力に
抗して上記支持ロッドを急速度で移動させ、アーク可動
接点とアーク固定接点が接触したのち、急速度でメイン
可動接点がメイン固定接点に接触させるように構成した
ことを特徴とする電磁開閉器。 - 【請求項2】上記シリンダ室は電磁コイルが巻装された
コイルスプールの軸部に形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の電磁開閉器。 - 【請求項3】上記電磁石ブロックは、復帰動作で上記シ
リンダ室を大気に開放する逆止弁を上記プランジャに有
することを特徴とする請求項1または2に記載の電磁開
閉器。 - 【請求項4】上記各アーク可動接点は、上記可動接触子
に固定され た導電性板ばね部材に弾性的に支持されて、
復帰動作時に慣性で開放動作を遅延させるように構成し
たことを特徴とする請求項3に記載の電磁開閉器。 - 【請求項5】上記各アーク可動および固定接点は、アー
ク消弧装置およびアークバリアで外周面を取り囲んで構
成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいず
れかに記載の電磁開閉器。 - 【請求項6】上記各アーク可動および固定接点はカーボ
ン製であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれ
かに記載の電磁開閉器。 - 【請求項7】上記復帰ばね機構は、上記支持ロッドの中
央部に外嵌されたばね力のそれぞれ異なる複数の復帰コ
イルばね部材の組み合わせからなり、上記電磁コイルで
駆動されるプランジャの軸移動にともなって一次的およ
び指数関数的に上昇するばね反力を上記可動接触子ブロ
ックに付勢するように構成されていることを特徴とする
請求項1ないし6のいずれかに記載の電磁開閉器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7248425A JP2928845B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 電磁開閉器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7248425A JP2928845B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 電磁開閉器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0973851A JPH0973851A (ja) | 1997-03-18 |
JP2928845B2 true JP2928845B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=17177938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7248425A Expired - Fee Related JP2928845B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 電磁開閉器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2928845B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009045262B4 (de) * | 2009-10-01 | 2019-03-28 | Seg Automotive Germany Gmbh | Relais mit pneumatischer Dämpfung |
JP7255440B2 (ja) * | 2019-10-02 | 2023-04-11 | 富士電機機器制御株式会社 | 接点機構及びこれを使用した電磁接触器 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5697921A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-07 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnetic contactor |
JPS62193640U (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-09 | ||
JPS6332816A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-12 | 松下電工株式会社 | 接点開閉装置 |
JPS6384823U (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-03 | ||
FR2667439B1 (fr) * | 1990-09-27 | 1992-11-27 | Telemecanique Electrique | Appareil interrupteur pour l'alimentation de charges capacitives. |
JPH06260070A (ja) * | 1991-04-26 | 1994-09-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 電磁継電器 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP7248425A patent/JP2928845B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0973851A (ja) | 1997-03-18 |
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