JP3620306B2 - 電磁開閉装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠隔操作により制御できる電磁開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は従来の電磁開閉装置の動作を説明する側面図、図１３は従来の電磁開閉装置の磁束経路を説明する斜視図である。図１４は従来の電磁開閉装置の原理を説明する側面図であり、図１４（ａ）は２箇所接極タイプを示し、図１４（ｂ）は１箇所接極タイプを示している。
【０００３】
図１２に示すように、電磁開閉装置１はケース２とハンドル３とを備える。ケース２は上方が開口する絶縁性樹脂製の略矩形箱状のものである。ハンドル３は、絶縁性樹脂製のもので、その表面は操作時の指先に沿う凹曲面に成形されるとともに、ケース２に設けた揺動軸２０を中心に揺動自在にされている。
【０００４】
ケース２は、内部に、復帰付勢手段に相当する復帰ばね４と、継鉄５（図１３参照）と、リセットコイル６とを備える。復帰ばね４は、コイルばねにて形成され、ケース２の底面右端中央近傍とハンドル３の裏部右端中央近傍との間に介入される。そして、復帰ばね４は、ケース２の底面右端中央近傍とハンドル３の裏部右端中央近傍とを互いに遠ざける方向、すなわち、ハンドル３を揺動軸２０を中心に左回動する方向、電気的スイッチ接点（図示せず）をオフする方向、に常時付勢している。
【０００５】
継鉄５は、珪素鋼などの鉄板材にて形成された継鉄部材５０，５１から構成されており、平面視略コ字形に組み立てられ、ケース２に固定される。また、継鉄５の対向片にあっては、リセットコイル６を装着するために、継鉄部材５１の方が幅狭にされるものの、接極部５０ａ，５１ａの部分では共に同一幅で且つ幅広にされている。リセットコイル６はボビン６０に巻装されている。リセットコイル６はボビン６０を介して継鉄部材５１に装着される。
【０００６】
ハンドル３は接極子７（図１３参照）を備える。接極子７は、直方体の永久磁石Ｍと、略Ｌ字形に成形された接極片７０，７１とを備える。永久磁石Ｍは厚さ方向に着磁されている。接極片７０は永久磁石ＭのＮ極面に取着している。接極片７１は永久磁石ＭのＳ極面に取着している。そして、接極片７０と接極片７１とは平行に対向する。また、接極片７０，７１の間隔は、前記継鉄５の接極部５０ａ，５１ａの間隔と同一にされており、接極片７０，７１の端部である被接極部７０ａ，７１ａは接極部５０ａ，５１ａにそれぞれちょうど当接して磁着できるようにされている。
【０００７】
なお、ケース２の裏面には、リセットコイル６に電気的に接続する励磁端子６１，６１やスイッチ接点に接続する接点端子（図示せず）が植設されるとともに、励磁端子６１，６１および接点端子（図示せず）をそれぞれ電気的に隔絶する隔壁２１が設けられている。
【０００８】
ところで、上述のような電磁開閉装置１は次のように動作する。すなわち、図１２に示すオフ状態の電磁開閉装置１にあっては、復帰ばね４は付勢方向に伸長状態になり、ハンドル３の左側が下がり、接極子７の被接極部７０ａ，７１ａは継鉄５の接極部５０ａ，５１ａから離間している。
【０００９】
そこで、ハンドル３の右側を復帰ばね４の付勢力に逆らって押圧すると、復帰ばね４は圧縮され、接極子７の被接極部７０ａ，７１ａは継鉄５の接極部５０ａ，５１ａに接近する。そして、被接極部７０ａ，７１ａが接極部５０ａ，５１ａに対して所定位置以上に近接すると、被接極部７０ａ，７１ａが磁力によって接極部５０ａ，５１ａに吸引される力の方が、復帰ばね４の付勢力よりも優勢になり、被接極部７０ａ，７１ａが接極部５０ａ，５１ａに当接する接極状態、すなわちハンドル３の右側が下がった状態が維持され、電気的スイッチ接点（図示せず）のオン状態が持続される。
【００１０】
オン状態になった電磁開閉装置１にあっては、永久磁石ＭのＮ極から放出される磁束φは、図１３に示すように次のような磁束経路で循環する。すなわち、永久磁石ＭのＮ極→接極片７０→被接極部７０ａ→接極部５０ａ→継鉄部材５０→継鉄部材５１→接極部５１ａ→被接極部７１ａ→接極片７１→永久磁石ＭのＳ極、の磁束経路で循環する。
【００１１】
オン状態にある電磁開閉装置１は次のように遠隔操作にてオフ状態にできる。すなわち、前述の磁束経路を通る磁束φとは逆向きの磁束Φを生じせしめる電流つまりリセット電流を、励磁端子６１，６１を介してリセットコイル６に流し、前述の磁束経路の磁束φを弱めることによって、被接極部７０ａ，７１ａが磁力によって接極部５０ａ，５１ａに吸引される力の方が、復帰ばね４の付勢力よりも劣勢になるようにするのである。すると、必然的にハンドル３は左回動し、ハンドル３の左側が下がった状態が維持され、電磁開閉装置１の電気的スイッチ接点（図示せず）のオフ状態が持続されることになる。
【００１２】
電磁開閉装置１は例えば省電力用コピー機などに利用される。すなわち、電磁開閉装置１を手動にてオン操作し、コピー機電源を投入するものの、計時装置にて計時していて例えば１５分間に一度も使用されなければ、電力の無駄使いと判断され、自動的にリセットコイル６にリセット電流が流され、コピー機電源を強制的にオフすることにより省電力を図るのである。
【００１３】
ところで、上述の図１２，図１３を用いて説明した電磁開閉装置１は、図１４（ａ）に示す２箇所接極タイプのものに相当している。以下、図１４（ａ）に示す２箇所接極タイプの電磁開閉装置について動作原理の説明を行う。なお、前述した電磁開閉装置１と同等の箇所には同じ符号を付してある。
【００１４】
図１４（ａ）の２箇所接極タイプの電磁開閉装置は、継鉄５と、リセットコイル６と、接極子７とを含んで構成される。継鉄５は、対向片と橋絡片とを備える側面視コ字形のもので、固定されてなり、両端には接極部５０ａ，５１ａを備え、橋絡片にはリセットコイル６が巻装されている。
【００１５】
接極子７は、側面視コ字形のもので、復帰付勢手段（図示せず）によって継鉄５から離間する方向の付勢力Ｆを受けており、直方体の永久磁石Ｍと、接極片７０，７１とを備える。永久磁石Ｍは厚さ方向に着磁されている。接極片７０は永久磁石ＭのＮ極面に取着している。接極片７１は永久磁石ＭのＳ極面に取着している。そして、接極片７０と接極片７１とは平行に対向する。また、接極片７０，７１の間隔は、前記継鉄５の接極部５０ａ，５１ａの間隔と同一にされており、接極片７０，７１の端部である被接極部７０ａ，７１ａは接極部５０ａ，５１ａにそれぞれちょうど当接して磁着できるようにされている。
【００１６】
一旦、接極子７が付勢力Ｆに逆らって押圧されて継鉄５に当接して磁着すると、リセットコイル６にリセット電流が流れないかぎり、永久磁石Ｍによって生じる磁束φによる接極部５０ａ，５１ａと被接極部７０ａ，７１ａとの吸引力が、付勢力Ｆよりも優勢になって、磁着が持続する。そして、リセットコイル６にリセット電流が流れると、リセットコイル６の発生する起磁力による磁束Φにより永久磁石Ｍによって生じる磁束φが相殺されて弱められ、接極部５０ａ，５１ａと被接極部７０ａ，７１ａとの吸引力が付勢力Ｆよりも劣勢になって、接極部５０ａ，５１ａと被接極部７０ａ，７１ａとは離間する。
【００１７】
一方、図１４（ｂ）に示す１箇所接極タイプの電磁開閉装置も考案されている。以下、図１４（ｂ）に示す１箇所接極タイプの電磁開閉装置について動作原理の説明を行う。なお、図１４（ａ）に示す電磁開閉装置と同等の箇所には同じ符号を付してある。
【００１８】
この図１４（ｂ）に示す電磁開閉装置にあっても、継鉄５と、リセットコイル６と、接極子７とを含んで構成される。継鉄５は断面略Ｅ字形のもので、固定されてなり、中央脚５２には接極部５２ａが形成されるとともにリセットコイル６が巻装され、外脚先端内側面には永久磁石Ｍが取着される。永久磁石Ｍは、外脚先端内側面に対して直交する方向に磁化され、接極子７側がＮ極にされている。接極子７は、前記接極部５２ａに接極自在な被接極部７２ａを有する接極片であり、復帰付勢手段（図示せず）によって、継鉄５の中央脚５２の接極部５２ａから離間する方向の付勢力Ｆを受けている。
【００１９】
一旦、接極子７が付勢力Ｆに逆らって押圧されて継鉄５の接極部５２ａに当接して磁着すると、リセットコイル６にリセット電流が流れないかぎり、永久磁石Ｍによって生じる磁束φによる接極部５２ａと被接極部７２ａとの吸引力が、付勢力Ｆよりも優勢になって、磁着が持続する。そして、リセットコイル６にリセット電流が流れると、リセットコイル６の発生する起磁力による磁束Φにより永久磁石Ｍによって生じる磁束φが相殺されて弱められ、接極部５２と被接極部７２との吸引力が付勢力Ｆよりも劣勢になって、接極部５２ａと被接極部７２ａとは離間する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電磁開閉装置にあっては、永久磁石Ｍの厚みがリセットコイル６の起磁力に対する大きな磁気抵抗になって、永久磁石Ｍからの磁束φを弱めるための、リセットコイル６の起磁力による磁束Φの通る磁束経路が非効率となり、リセットコイル６に大電流を流しても、なかなか永久磁石Ｍによる磁束φを弱めることができない。つまり、接極部５０ａ，５１ａと被接極部７０ａ，７１ａとの接極面あるいは接極部５２ａと被接極部７２ａとの接極面を通る磁束を効率的に減少させることができず、オン状態（セット状態）の電磁開閉装置１を効率的にオフ状態（リセット状態）にすることができず、電磁開閉装置１の安定した特性を得ることが困難で、僅かな製造上のバラツキで動作不良を生じてしまうという問題点があった。
【００２１】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、製造上のバラツキに強く、常に安定した動作特性を得ることができる、優れる電磁開閉装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の問題点を解決するため、請求項１記載の発明にあっては、接極部を有する継鉄と、接極部に接極自在な被接極部を有する接極子と、接極部と被接極部とを離間する方向に付勢する復帰付勢手段と、接極部と被接極部とを一旦接極せしめると接極状態を維持するに足る第１の磁束を接極面に流すように第１の磁束経路を形成する永久磁石と、接極状態でリセット電流を供給すると前記永久磁石を迂回して前記第１の磁束を打ち消す方向の第２の磁束を前記接極面に流して前記接極部と前記被接極部とを離間する第２の磁束経路を形成するリセットコイルとを設け、前記継鉄は２箇所の接極部を有するものであり、前記接極子は接極部毎に接極自在な被接極部を有する接極片を具備するものであり、前記永久磁石は前記接極片間に磁化方向に介在されるものであり、前記リセットコイルは前記継鉄に巻装されるものであり、前記接極片間に前記第２の磁束経路のための磁束バイパス部を設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の発明にあっては、前記磁束バイパス部は、磁束経路ギャップを形成するための突状部として、前記接極片の対向面にそれぞれ側面視重合的に設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項３記載の発明にあっては、前記復帰付勢手段は、前記箇所の接極部間を通って配設されることを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明にあっては、前記磁束バイパス部を前記復帰付勢手段の力点とすることを特徴とする。
【００２７】
請求項５記載の発明にあっては、接極部を有する継鉄と、接極部に接極自在な被接極部を有する接極子と、接極部と被接極部とを離間する方向に付勢する復帰付勢手段と、接極部と被接極部とを一旦接極せしめると接極状態を維持するに足る第１の磁束を接極面に流すように第１の磁束経路を形成する永久磁石と、接極状態でリセット電流を供給すると前記永久磁石を迂回して前記第１の磁束を打ち消す方向の第２の磁束を前記接極面に流して前記接極部と前記被接極部とを離間する第２の磁束経路を形成するリセットコイルとを設け、前記継鉄は中央脚に接極部を有する断面略Ｅ型形状または底面の略中央を接極部とする断面略コ字形のものであり、前記接極子は前記接極部に接極自在な被接極部を有する接極片を具備するものであり、前記永久磁石は前記継鉄の外脚先端内側に配設されて且つ外脚先端内側面に対して直交する方向に磁化せしめたものであり、前記継鉄と前記接極片との間に前記第２の磁束経路のための磁束バイパス部を設け、前記磁束バイパス部は、前記継鉄の外脚の側面端から延設されて内側に屈曲して形成された第１のスライド対向部と前記接極片から延設されて前記第１のスライド対向部と平行で対向するように形成された第２のスライド対向部とを含んで構成され、前記接極部と前記被接極部とが離間しても前記第１のスライド対向部と前記第２のスライド対向部との間隔を略一定に保ち、前記磁束バイパス部における磁気抵抗を略一定に保つようにしたことを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電磁開閉装置の第１の実施の形態を図１および図２に基づいて、第２の実施の形態を図３および図４に基づいて、第３の実施の形態を図５乃至図１１に基づいて、それぞれ詳細に説明する。
【００３１】
［第１の実施の形態］
図１は電磁開閉装置の磁束経路を示す斜視図である。図２は電磁開閉装置の接極部に吸引接極する被接極部を示す図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。なお、図１、図２において、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同等の箇所には、同じ符号を付してある。
【００３２】
また、第１の実施の形態の電磁開閉装置にあっては、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と構成ならびに動作原理は基本的に同じであり、以下の説明において、図１または図２に記載されていない箇所にあっては図１２および図１３に付した符号を用いて説明する。従って、図１２および図１３をも参照されたい。
【００３３】
この第１の実施の形態の電磁開閉装置１も、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同様、ケース２と、ハンドル３と、復帰付勢手段に相当する復帰ばね４と、継鉄５と、リセットコイル６と、接極子７とを備える。リセットコイル６は継鉄５の継鉄部材５１に装着される。
【００３４】
この第１の実施の形態の電磁開閉装置１が従来のものと異なり特徴となるのは、図１に示すように、接極子７に磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂを設けた構成である。接極子７はハンドル３の裏部に組み込まれる。接極子７は、直方体の永久磁石Ｍと、略Ｌ字形に成形された接極片７０，７１とを備える。永久磁石Ｍは厚さ方向に着磁されている。
【００３５】
接極片７０は永久磁石ＭのＮ極面に取着している。接極片７１は永久磁石ＭのＳ極面に取着している。従って、接極片７０と接極片７１とは平行に対向する。磁束バイパス部７０ｂは接極片７０の被接極部７０ａの先端を接極片７１の方へ略直角に折り曲げて形成され、磁束バイパス部７１ｂは接極片７１の被接極部７１ａの先端を接極片７０の方へ略直角に折り曲げて形成される。
【００３６】
接極片７０，７１の間隔は、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの先端の間隔Ｌｂを除いて、間隔Ｌａとされている。継鉄５の接極部５０ａ，５１ａの間隔は間隔Ｌａとされている。つまり、接極片７０，７１の被接極部７０ａ，７１ａは接極部５０ａ，５１ａにそれぞれちょうど当接して磁着できる。
【００３７】
従って、この電磁開閉装置１にあっても、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同様、ハンドル３の右側を復帰ばね４の付勢力に逆らって押圧すると、復帰ばね４は圧縮され、接極子７の被接極部７０ａ，７１ａは継鉄５の接極部５０ａ，５１ａに接近する。そして、被接極部７０ａ，７１ａが接極部５０ａ，５１ａに対して所定位置以上に近接すると、被接極部７０ａ，７１ａが磁力によって接極部５０ａ，５１ａに吸引される力の方が、復帰ばね４の付勢力よりも優勢になり、被接極部７０ａ，７１ａが接極部５０ａ，５１ａに当接する状態、すなわちハンドル３の右側が下がった状態が維持され、電気的スイッチ接点（図示せず）のオン状態が持続される。
【００３８】
オン状態になった電磁開閉装置１の、永久磁石ＭのＮ極から放出されてＳ極に戻る磁束φは、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂが形成されているものの、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの先端間には間隔Ｌｂの間隙があり、かなりの磁気抵抗が存在する。従って、永久磁石ＭのＮ極から放出されてＳ極に戻る磁束φは、最も磁気抵抗の少ない経路、すなわち従来の電磁開閉装置の場合と同様、永久磁石ＭのＮ極→接極片７０→被接極部７０ａ→接極部５０ａ→継鉄部材５０→継鉄部材５１→接極部５１ａ→被接極部７１ａ→接極片７１→永久磁石ＭのＳ極、の第１の磁束経路で循環する。
【００３９】
ところで、この発明の重要な作用効果は、オン状態にある電磁開閉装置１を遠隔操作にてオフ状態にするとき、すなわちリセットするときに発揮される。つまり、従来の電磁開閉装置にあっては、電磁開閉装置をオン状態からオフ状態にするにあたって、被接極部７０ａ，７１ａが接極部５０ａ，５１ａに当接しているオン状態において、リセットコイル６の起磁力によって生じる磁束Φを、第１の磁束経路の全経路にわたって逆向きに循環させている。
【００４０】
従って、従来の電磁開閉装置にあっては、リセットコイル６の起磁力に対する磁気抵抗は、永久磁石Ｍの厚さによる磁気抵抗が最も高く且つかなりの磁気抵抗値を示す。そこで、被接極部７０ａ，７１ａと接極部５０ａ，５１ａとの当接している接極面において、永久磁石Ｍからの磁束φを打ち消す程度に、リセットコイル６の起磁力による磁束Φを強めるには、リセットコイル６の巻線巻回数を多くするとともに大電流を流さなければならず、電磁開閉装置のコンパクト化やコストダウンに逆行する。
【００４１】
ところで、被接極部７０ａ，７１ａが磁力によって接極部５０ａ，５１ａに吸引される力は、被接極部７０ａから接極部５０ａへ流れる磁束のベクトル和の絶対値と、接極部５１ａから被接極部７１ａへ流れる磁束のベクトル和の絶対値とにより決定され、前記のそれぞれの絶対値が大きければ大きいほど強くなる。
【００４２】
つまり、被接極部７０ａ，７１ａが磁力によって接極部５０ａ，５１ａに吸着されている力を弱めるには、被接極部７０ａと接極部５０ａとの接極面で流れる磁束のベクトル和の絶対値と、接極部５１ａと被接極部７１ａとの接極面で流れる磁束のベクトル和の絶対値とを、小さくできさえすれば良いことになる。
【００４３】
そこで、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂを設けることによって、リセットコイル６の起磁力に対する磁気抵抗を少なくして、リセットコイル６の生じる単位起磁力当たりの磁束Φを多くし、且つこの磁束Φを被接極部７０ａ，７１ａと接極部５０ａ，５１ａとの接極面に効率的に作用せしめるように構成し、リセットコイル６の僅かな起磁力で確実なリセット動作を実現せしめたのが、本発明の電磁開閉装置なのである。
【００４４】
このオン状態にある電磁開閉装置１にあっては、継鉄部材５１に装着されたリセットコイル６の起磁力による磁束Φは、図１に示すような第２の磁束経路を循環する。すなわち、継鉄部材５１→継鉄部材５０→接極部５０ａ→被接極部７０ａ→磁束バイパス部７０ｂ→磁束バイパス部７１ｂ→被接極部７１ａ→接極部５１ａ→継鉄部材５１、の第２の磁束経路を循環する。
【００４５】
従って、この電磁開閉装置によれば、リセットコイル６の巻線巻回数が少なくても、また、リセットコイル６に流す電流が少なくても、電磁開閉装置１をオン状態からオフ状態へ切り換えるリセット動作を確実に行なうことができ、電磁開閉装置そのものをコンパクト化することができるとともに、コストダウンを図ることができる。
【００４６】
また、図１に示すような磁束経路を備える電磁開閉装置１にあっては、図２に示すように、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂが対向して側面視重合的に設けられており、接極片７０と接極片７１とを対称形状にすることができて製造上都合が良い。
【００４７】
なお、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの先端の間隔Ｌｂは、あまり狭すぎても好ましくない。なぜならば、間隔Ｌｂが極端に接近すると、永久磁石Ｍからの磁束φが磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂで短絡するような状態になり、被接極部７０ａ，７１ａと接極部５０ａ，５１ａとの当接している接極面を通る永久磁石Ｍからの磁束φが減少してしまうからである。従って、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの先端の間隔Ｌｂにあっては、最適値を経験的に求めるか、あるいはコンピュータ解析を行なって求めることが好ましい。
【００４８】
また、図１に示すような磁束経路を備える電磁開閉装置１にあっては、図２に示すように、復帰ばね４を接極部５０ａ，５１ａの間に通し、復帰ばね４の力点を磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂにすることができ、空間利用効率を高めることができて、電磁開閉装置１のコンパクト化に都合が良い。
【００４９】
なお、上記の実施の形態にあっては、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂは、接極片７０，７１の先端を折り曲げて形成しているが、もちろん、接極片７０，７１の先端に磁性体片を溶着や加締めなどで取着しても良い。また、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの位置も、接極片７０，７１の先端に限らず、接極片７０，７１の先端から永久磁石Ｍの方へ奥まった位置であっても良く、極論すれば永久磁石Ｍの後方側に位置させても構わない。更に、接極片７０と接極片７１とを対称形状にする必要がなければ、磁束バイパス部７０ｂだけを設けるようにして、磁束バイパス部７０ｂの突出代を少し長くしても、略同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【００５０】
［第２の実施の形態］
図３は電磁開閉装置の接極部に吸引接極する被接極部を示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図４は電磁開閉装置の要部を示す側面図である。なお、図３、図４において、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同等の箇所には、同じ符号を付してある。
【００５１】
また、第２の実施の形態の電磁開閉装置１にあっても、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と構成ならびに動作原理は基本的に同じであり、以下の説明において、図３または図４に記載されていない箇所にあっては図１２および図１３に付した符号を用いて説明する。従って、図１２および図１３をも参照されたい。
【００５２】
この第２の実施の形態の電磁開閉装置１にあっても、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同様、ケース２と、ハンドル３と、復帰付勢手段に相当する復帰ばね４と、継鉄５と、リセットコイル６と、接極子７とを備える。リセットコイル６は継鉄５の継鉄部材５１に装着される。
【００５３】
この第２の実施の形態の電磁開閉装置１が、従来のものと異なり特徴となるのは、前述の第１の実施の形態の電磁開閉装置と同様の理由で、接極子７に磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃを設けた構成である。
【００５４】
この接極子７に設けた磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃが、第１の実施の形態の電磁開閉装置１の接極子７に設けた磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂと異なり特徴となるのは、第１の実施の形態の電磁開閉装置の接極子７に設けた磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂが、被接極部７０ａ，７１ａに対して平行に折り曲げて形成してあるのに対し、第２の実施の形態の電磁開閉装置の接極子７に設けた磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃにあっては、接極片７０，７１の被接極部７０ａ，７１ａ近傍の側辺に対し平行に略直角に折り曲げて形成した構成である。
【００５５】
詳しい説明は省略するが、図３に示すように、接極片７０，７１の被接極部７０ａ，７１ａ近傍の側辺に対し平行に略直角に折り曲げて形成した磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃにあっても、前述の第１の実施の形態の電磁開閉装置と同様の原理で、同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
また、図３に示すような磁束経路を有する電磁開閉装置１にあっては、磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃがそれぞれ対向して側面視重合的に設けられており、接極片７０と接極片７１とを対称形状にすることができて製造上都合が良い。なお、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの先端の間隙は、あまり狭すぎても好ましくなく、最適値を実験的に求めるか、あるいは、コンピュータ解析を行なって求めることが好ましい。
【００５７】
ところで、図３に示すように、接極片７０，７１の被接極部７０ａ，７１ａ近傍の側辺に対し平行に略直角に折り曲げて形成した磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃを備える接極子７にあっては、図４に示すように、復帰ばね４を接極部５０ａ，５１ａの間に通すとともに被接極部７０ａ，７１ａの間を通して、復帰ばね４の力点をハンドル３の裏部にすることができ、空間利用効率を高めることができて、電磁開閉装置１のコンパクト化に都合が良い。
【００５８】
なお、上記の実施の形態にあっては、磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃは、接極片７０，７１の先端付近の側辺に対し平行に略直角に折り曲げて形成しているが、もちろん、接極片７０，７１の先端付近の側辺に磁性体片を溶着や加締めなどで取着しても良い。また、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの位置も、接極片７０，７１の先端に限らず、接極片７０，７１の先端から永久磁石Ｍの方へ奥まった位置であっても良く、極論すれば永久磁石Ｍの後方側に位置させても構わない。更に、接極片７０と接極片７１とを対称形状にする必要がなければ、磁束バイパス部７０ｃだけを設けるようにして、磁束バイパス部７０ｃの突出代を少し長くしても、略同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【００５９】
［第３の実施の形態］
図５は電磁開閉装置を示す側面図、図６は電磁開閉装置の磁束経路構成を示す斜視図、図７は電磁開閉装置のリセットコイルを示す斜視図、図８は電磁開閉装置の磁束経路を説明する斜視図、図９は電磁開閉装置の継鉄本体を示す斜視図、図１０は電磁開閉装置の継鉄中央脚を示す斜視図、図１１は電磁開閉装置の接極子を示す斜視図である。なお、図５乃至図１１において、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同等の箇所には、同じ符号を付してある。
【００６０】
図５に示すように、電磁開閉装置１はケース２とハンドル３とを備える。ケース２は上方が開口する絶縁性樹脂製の略矩形箱状のものである。ハンドル３は、絶縁性樹脂製のもので、その表面は操作時の指先に沿う凹曲面に成形されるとともに、ケース２に設けた揺動軸２０を中心に揺動自在にされている。
【００６１】
ケース２は、内部に、復帰付勢手段に相当する復帰ばね４と、継鉄５と、リセットコイル６と、接極子７とを備える。復帰ばね４は、コイルばねにて形成され、ケース２の底面左端中央近傍とハンドル３の裏部左端中央近傍との間に介入される。そして、復帰ばね４は、ケース２の底面左端中央近傍とハンドル３の裏部左端中央近傍とを互いに遠ざける方向、すなわち、ハンドル３を揺動軸２０を中心に右回動する方向、電気的スイッチ接点（図示せず）をオフする方向、に常時付勢している。
【００６２】
継鉄５は、珪素鋼などの鉄板材にて形成され、図９に示すような断面略コ字形の継鉄本体５２と、図１０に示すような一枚板の継鉄中央脚５３とから構成されており、図８に示すように断面略Ｅ字形に組み立てられ、ケース２に固定される。継鉄本体５２は、図９に示すように、対向する外脚５２ａ，５２ｂと橋絡片５２ｃとから構成される。外脚５２ａ，５２ｂは同じ幅にされている。外脚５２ａ，５２ｂは橋絡片５２ｃにて橋絡される。橋絡片５２ｃの略中央には矩形の挿着孔５２ｄが穿設される。また、外脚５２ａの右端中部からは、延設されて内側に略直角に屈曲した第１のスライド対向部に相当する継鉄舌片５２ａ１ が、形成される。継鉄中央脚５３は、図９に示すように、傾斜した接極部５３ａと挿着突部５３ｂとを備える。継鉄中央脚５３の幅は、外脚５２ａ，５２ｂの幅よりやや短くされる。
【００６３】
リセットコイル６は、図７に示すように、ボビン６０にコイルを巻装したものである。ボビン６０は、樹脂製のもので、基台部６０ａを備え、基台部６０ａには断面略矩形の筒状部６０ｂが立設され、筒状部６０ｂの先端には鍔状部６０ｃが形成されている。ボビン６０の基台部６０ａの両端は、リセットコイル６に接続する植設されたピン状の励磁端子６１，６１を備える。また、ボビン６０の基台部６０ａは、底部に窪んだ基台段部６０ａ１ を備える。そして、ボビン６０の奥行きＷ１ は、リセットコイル６が継鉄本体５２の外脚５２ａ，５２ｂの間に配設できるように、外脚５２ａ，５２ｂの間隔Ｗ４ に比較してやや短くされる。基台段部６０ａ１ の幅Ｗ２ は、継鉄本体５２の橋絡片５２ｃを跨ぐことができるように、橋絡片５２ｃの幅Ｗ５ に比較してやや長くされている。
【００６４】
上述の継鉄本体５２と継鉄中央脚５３とリセットコイル６とは次のようにして組み立てる。すなわち、先ず、継鉄中央脚５３をリセットコイル６を巻装したボビン６０の柱状中空部６０ｂ内へ挿入し、継鉄中央脚５３の挿着突部５３ｂをボビン６０の基台部６０ａの中央に穿設されている貫通孔（図示せず）に挿入する。そして、継鉄本体５２の外脚５２ａ，５２ｂの間から、基台部６０ａで橋絡片５２ｃを跨ぐようにして、基台段部６０ａ１ を継鉄本体５２に宛てがい、基台部６０ａからの挿着突部５３ｂの突出代部を橋絡片５２ｃの略中央に穿設されている挿着孔５２ｄに挿着する。
【００６５】
そして、ボビン６０は継鉄本体５２の橋絡片５２ｃと継鉄中央脚５３とで挟持され、リセットコイル６は継鉄本体５２の外脚５２ａ，５２ｂの間に固定され、側面視略Ｅ字形の継鉄５が完成する。その後、継鉄本体５２の外脚５２ａ，５２ｂの先端内側面に、永久磁石Ｍ，Ｍをそれぞれ取着する。このとき永久磁石Ｍ，Ｍは、同極面が対向するように配設される。この実施の形態にあっては、Ｎ極同士が対向するように配設される。このように、永久磁石Ｍ，Ｍが取着されるとともにリセットコイル６が巻装されたブロックは、ケース２の上方の開口から挿入され、励磁端子６１，６１はケース２の底部から外へ適宜貫通され、ボビン６０の基台部６０ａはケース２の底部に固定される。
【００６６】
接極子７は、珪素鋼などの鉄板材を打ち抜き加工するとともに折り曲げ加工を施した平面視Ｌ字形の図１１に示すような複雑な形状のもので、接極子本体片７２と第２のスライド対向部に相当する接極子舌片７３と備える。接極子本体片７２は被接極部７２ａとばね受部７２ｂとを備える。被接極部７２ａは、接極子本体片７２の中部から延設した部分を斜交いに切断して形成され、継鉄中央脚５３の傾斜した接極部５３ａに平面で当接して接極できるようにされている。ばね受部７２ｂは、接極子本体片７２の先端近傍に形成された小突起状のものであり、復帰ばね４の一端部を受けるための部分である。
【００６７】
上述の接極子７は、ケース２の内部に組み込まれ固定されているボビン６０の柱状中空部６０ｂに、被接極部７２ａの形成されている部分を挿入するようにして、柱状中空部６０ｂをガイドにスライド自在にケース２の内部に組み込まれる。このとき、復帰ばね４の一端部をばね受部７２ｂに係止するとともに、復帰ばね４の他端部をケース２の底部に形成されたばね受凹部２２に係入し、押圧圧縮しながら復帰ばね４をも組み込む。その後、図示しない電気的スイッチをケース２の内部に組み込むとともに、ハンドル３をケース２の揺動軸２０に揺動自在に取着する。すると、図５に示す電磁開閉装置１が完成する。
【００６８】
このとき、接極子７の接極子本体片７２は、永久磁石Ｍ，Ｍの間隙のちょうど中央に位置し、永久磁石Ｍ，Ｍの表面に接近するものの接触しないようにされるとともに、復帰ばね４の伸長しようとする付勢力Ｆを受ける。また、接極子７の接極子舌片７３は、継鉄本体５２の外脚５２ａに形成された継鉄舌片５２ａ１ に対し、平行で間隙Ｌｃで接近して対向されるとともに、接極子７がスライド可動しても対向面積が変化しないようにスライド可動方向に継鉄舌片５２ａ１ よりも長くされて、磁束バイパス部を形成する。接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間隙Ｌｃは、大き過ぎず且つ小さ過ぎない適度の磁気抵抗が形成されるように設定される。
【００６９】
上述のように構成される電磁開閉装置１は次のように動作する。すなわち電磁開閉装置１は、電気的スイッチ接点（図示せず）のオフ状態では、図５において図示されている状態とは逆に、ハンドル３は右回動して、ハンドル３の右側が下がった状態になっている。そして、ハンドル３の右側が下がった状態、すなわち、電気的スイッチ接点（図示せず）のオフ状態では、継鉄５の接極部５３ａと接極子７の被接極部７２ａとが離間した状態に維持され、復帰ばね４は伸長した状態を持続する。それでいて、復帰ばね４は、更に伸長する方向の付勢力Ｆを接極子７に与えている。
【００７０】
そこで、ハンドル３の左側を復帰ばね４の付勢力Ｆに逆らって押圧すると、復帰ばね４は圧縮され、接極子７の被接極部７２ａが継鉄５の接極部５３ａに接近する。そして、被接極部７２ａが接極部５３ａに対して所定位置以上に近接すると、被接極部７２ａが永久磁石Ｍ，Ｍの生ずる磁力によって接極部５３ａに吸引される力の方が、復帰ばね４の付勢力Ｆよりも優勢になり、被接極部７２ａが接極部５３ａに吸引され当接する図５に示す状態、すなわちハンドル３の左側が下がった状態が維持され、電気的スイッチ接点（図示せず）のオン状態が持続される。
【００７１】
オン状態になった電磁開閉装置１にあっては、永久磁石Ｍ，ＭのＮ極から放出される磁束φは、次のような第１の磁束経路で循環する。すなわち、永久磁石Ｍ，ＭのＮ極→接極子７の接極子本体片７２→被接極部７２ａ→接極部５３ａ→継鉄中央脚５３→挿着突部５３ｂ→橋絡片５２ｃ→外脚５２ａ，５２ｂ→永久磁石Ｍ，ＭのＳ極、の磁束経路で循環する。
【００７２】
ところで、上述のようにしてオン状態になった電磁開閉装置１にあっては、次のようにしてオフ状態になる。すなわち、励磁端子６１，６１を介してリセットコイル６にリセット電流を流し、リセットコイル６に起磁力を生じせしめ、この起磁力による磁束Φを発生させる。この磁束Φは、次のような第２の磁束経路で循環する。すなわち、継鉄中央脚５３→接極部５３ａ→被接極部７２ａ→接極子本体片７２→接極子舌片７３→継鉄舌片５２ａ１ →外脚５２ａ→橋絡片５２ｃ→挿着突部５３ｂ→継鉄中央脚５３、の磁束経路を循環する。
【００７３】
そして、被接極部７２ａと接極部５３ａとの接極面における磁束φと磁束Φとは、相互に逆方向で相殺され、ベクトル和の絶対値は磁束φのみの場合よりも小さくなり、被接極部７２ａと接極部５３ａとの接極面における相互の吸引力は、弱くなって、復帰ばね４の付勢力Ｆよりも劣勢になる。従って、被接極部７２ａと接極部５３ａとは離間することになり、左下がりになっているハンドル３の左側が接極子７によって持ち上げられ、ハンドル３は右回動して右下がりになり、電気的スイッチ接点（図示せず）のオン状態はオフ状態へ切り換わり、電磁開閉装置１はリセット状態になる。
【００７４】
ここで重要な点は、接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間隙Ｌｃを適切に設定して、間隙Ｌｃによって第２の磁束経路に対して与える磁気抵抗を、大き過ぎず且つ小さ過ぎない適度の磁気抵抗に設定することである。なぜならば、間隙Ｌｃが大き過ぎ、第２の磁束経路に対して与える磁気抵抗が大きくなり過ぎれば、リセット電流によって生じる磁束Φの発生効率は低下し、リセットコイル６の巻線巻回数が多くなってしまうからである。
また、間隙Ｌｃが小さ過ぎ、第２の磁束経路に対して与える磁気抵抗が小さくなり過ぎれば、第１の磁束経路に対しても影響を与えて、永久磁石Ｍ，ＭのＮ極から放出される磁束φは、第１の磁束経路である、永久磁石Ｍ，ＭのＮ極→接極子本体片７２→被接極部７２ａ→接極部５３ａ→継鉄中央脚５３→挿着突部５３ｂ→橋絡片５２ｃ→外脚５２ａ，５２ｂ→永久磁石Ｍ，ＭのＳ極、の経路で循環するのみならず、永久磁石ＭのＮ極→接極子本体片７２→接極子舌片７３→継鉄舌片５２ａ１ →外脚５２ａ→永久磁石ＭのＳ極、の磁束経路や、永久磁石ＭのＮ極→接極子本体片７２→接極子舌片７３→継鉄舌片５２ａ１ →外脚５２ａ→橋絡片５２ｃ→外脚５２ｂ→永久磁石ＭのＳ極、の磁束経路で循環するようになり、被接極部７２ａと接極部５３ａとの接極面を流れる磁束φが減少し、被接極部７２ａと接極部５３ａとの接極面における相互の吸引力は、弱くなって、復帰ばね４の付勢力Ｆよりも劣勢になり、リセットコイル６にリセット電流を流していない状態であるにもかかわらず、被接極部７２ａと接極部５３ａとの接極状態を維持することができなくなってしまうからである。
【００７５】
従って、磁束バイパス部すなわち接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間隙Ｌｃにあっては、最適値を経験的に求めるか、あるいはコンピュータ解析を行なって求めることが好ましい。
【００７６】
つまり、この電磁開閉装置によれば、接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間隙Ｌｃを適切に設定すれば、リセットコイル６の巻線巻回数が少なくても、また、リセットコイル６に流すリセット電流が少なくても、電磁開閉装置１をオン状態からオフ状態へ切り換えるリセット動作を確実に行なうことができるので、電磁開閉装置そのものをコンパクト化することができるとともに、電磁開閉装置１のコンパクト化やコストダウンを図ることができる。
【００７７】
また、図５に示す電磁開閉装置１にあっては、接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間隙Ｌｃおよび対向面積は、被接極部７２ａと接極部５３ａとが接極状態にあっても、被接極部７２ａと接極部５３ａとが離間状態にあっても変化しないので、接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間での磁気抵抗は殆ど変化しない。従って、被接極部７２ａと接極部５３ａとが離間しかけたときにあっても、リセット電流によって生じる第２の磁束経路に流れる磁束Φを減じるのは、被接極部７２ａと接極部５３ａと間の磁気抵抗の増加分のみであり、被接極部７２ａと接極部５３ａとの離間に磁束Φを有効に作用させることができるので、その点からも接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間のスライド対向機構は有益である。
【００７８】
更に、図５に示すような電磁開閉装置１にあっては、接極子７に永久磁石Ｍやリセットコイル６を持たせる必要がなく、珪素鋼板などの鉄片だけで構成することが可能で、可動部である接極子７を軽量化することが可能で、レスポンスを良好にできるとともに、電気的スイッチ接点の遮断動作速度を早めることができる。
【００７９】
また更に、図５に示すような電磁開閉装置１にあっては、第１の実施の形態に示したような電磁開閉装置１とは異なり、接極部と被接極部とがそれぞれ一つづつで良く、製造上のバラツキによって起こり得る接極部の片当たりに起因する接極不良を防止できる。
【００８０】
また更に、継鉄中央脚５３は必ずしも必要なく、継鉄中央脚５３を無くし、接極子７の接極子本体片７２の被接極部７２ａを、継鉄本体５２の橋絡片５２ｃに当接するように延ばしても良く、この場合には、継鉄５を側面視略コ字形の単純な曲げ加工などで作成することができる。
【００８１】
なお、本発明は上記の実施の形態の電磁開閉装置に限定するものではなく、リセットコイル６の配設位置にあっては第２の磁束経路のいずれの位置であっても良く、また、永久磁石Ｍの配設位置にあっては第１の磁束経路と第２の磁束経路との共通になる経路部分を除いた第１の磁束経路のいずれの位置であっても良く、設計上の各種制限のもとで適宜の変更が可能である。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、リセットコイルの巻線巻回数が少なくても、また、リセットコイルに流す電流が少なくても、オン状態からオフ状態に切り換えるリセット動作を確実に行うことができるようになり、製造上のバラツキに強く、常に安定した動作特性を得ることのできる、コンパクト化やコストダウンの可能な、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。また、この効果に加えて更に、継鉄および接極子を、それぞれ略左右対象形状に形成することが可能で、製造上の都合の良い、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。
【００８４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて更に、復帰付勢手段を継鉄の各接極部の間を通して磁束バイパス部を復帰付勢手段の力点として流用することができ、空間利用効率を高めて、更なるコンパクト化を図るこのできる、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。
【００８５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて更に、復帰付勢手段を継鉄の各接極部の間を通して配設できるので、空間利用効率を高めることができてコンパクト化に都合の良い、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。
【００８６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３記載の発明の効果に加えて更に、磁束バイパス部を復帰付勢手段の力点として流用するので、空間利用効率を高めることができて且つ部品点数を少なくでき、コンパクト化とコストダウンとに都合の良い、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。
【００８９】
請求項５記載の発明によれば、接極部と被接極部とがそれぞれ一つづつで良いので、製造上のバラツキによって起こり得る接極部の片当たりに起因する接極不良を防止できる、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。また、この効果に加えて更に、接極部と被接極部とが離間しても、磁束バイパス部での磁気抵抗を殆ど変化させずに略一定に保つことができるので、リセットコイルの巻線巻回数が少なくても、また、リセットコイルに流す電流が少なくても、オン状態からオフ状態に切り換えるリセット動作を確実に行うことができるようになり、製造上のバラツキに強く、常に安定した動作特性を得ることのできる、コンパクト化やコストダウンの可能な、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の電磁開閉装置の磁束経路を示す斜視図である。
【図２】上記電磁開閉装置の接極部に吸引接極する被接極部を示す図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態の電磁開閉装置の接極部に吸引接極する被接極部を示す図である。
【図４】上記電磁開閉装置の要部を示す側面図である。
【図５】本発明に係る第３の実施の形態の電磁開閉装置を示す側面図である。
【図６】上記電磁開閉装置の磁束経路構成を示す斜視図である。
【図７】上記電磁開閉装置のリセットコイルを示す斜視図である。
【図８】上記電磁開閉装置の磁束経路を説明する斜視図である。
【図９】上記電磁開閉装置の継鉄本体を示す斜視図である。
【図１０】上記電磁開閉装置の継鉄中央脚を示す斜視図である。
【図１１】上記電磁開閉装置の接極子を示す斜視図である。
【図１２】従来の電磁開閉装置の動作を説明する側面図である。
【図１３】上記電磁開閉装置の磁束経路を説明する斜視図である。
【図１４】上記電磁開閉装置の原理を説明する側面図である。
【符号の説明】
１ 電磁開閉装置
４ 復帰付勢手段
５ 継鉄
５０ａ 接極部
５１ａ 接極部
５２ａ１ 磁束バイパス部（第１のスライド対向部）
５３ａ 接極部
６ リセットコイル
７０ 接極片
７０ａ 被接極部
７０ｂ 磁束バイパス部
７０ｃ 磁束バイパス部
７１ 接極片
７１ａ 被接極部
７１ｂ 磁束バイパス部
７１ｃ 磁束バイパス部
７２ 接極片
７２ａ 被接極部
７３ 磁束バイパス部（第２のスライド対向部）
Ｌｂ 磁束経路ギャップ
Ｌｃ 磁束経路ギャップ
Ｍ 永久磁石
φ 第１の磁束
Φ 第２の磁束
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠隔操作により制御できる電磁開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は従来の電磁開閉装置の動作を説明する側面図、図１３は従来の電磁開閉装置の磁束経路を説明する斜視図である。図１４は従来の電磁開閉装置の原理を説明する側面図であり、図１４（ａ）は２箇所接極タイプを示し、図１４（ｂ）は１箇所接極タイプを示している。
【０００３】
図１２に示すように、電磁開閉装置１はケース２とハンドル３とを備える。ケース２は上方が開口する絶縁性樹脂製の略矩形箱状のものである。ハンドル３は、絶縁性樹脂製のもので、その表面は操作時の指先に沿う凹曲面に成形されるとともに、ケース２に設けた揺動軸２０を中心に揺動自在にされている。
【０００４】
ケース２は、内部に、復帰付勢手段に相当する復帰ばね４と、継鉄５（図１３参照）と、リセットコイル６とを備える。復帰ばね４は、コイルばねにて形成され、ケース２の底面右端中央近傍とハンドル３の裏部右端中央近傍との間に介入される。そして、復帰ばね４は、ケース２の底面右端中央近傍とハンドル３の裏部右端中央近傍とを互いに遠ざける方向、すなわち、ハンドル３を揺動軸２０を中心に左回動する方向、電気的スイッチ接点（図示せず）をオフする方向、に常時付勢している。
【０００５】
継鉄５は、珪素鋼などの鉄板材にて形成された継鉄部材５０，５１から構成されており、平面視略コ字形に組み立てられ、ケース２に固定される。また、継鉄５の対向片にあっては、リセットコイル６を装着するために、継鉄部材５１の方が幅狭にされるものの、接極部５０ａ，５１ａの部分では共に同一幅で且つ幅広にされている。リセットコイル６はボビン６０に巻装されている。リセットコイル６はボビン６０を介して継鉄部材５１に装着される。
【０００６】
ハンドル３は接極子７（図１３参照）を備える。接極子７は、直方体の永久磁石Ｍと、略Ｌ字形に成形された接極片７０，７１とを備える。永久磁石Ｍは厚さ方向に着磁されている。接極片７０は永久磁石ＭのＮ極面に取着している。接極片７１は永久磁石ＭのＳ極面に取着している。そして、接極片７０と接極片７１とは平行に対向する。また、接極片７０，７１の間隔は、前記継鉄５の接極部５０ａ，５１ａの間隔と同一にされており、接極片７０，７１の端部である被接極部７０ａ，７１ａは接極部５０ａ，５１ａにそれぞれちょうど当接して磁着できるようにされている。
【０００７】
なお、ケース２の裏面には、リセットコイル６に電気的に接続する励磁端子６１，６１やスイッチ接点に接続する接点端子（図示せず）が植設されるとともに、励磁端子６１，６１および接点端子（図示せず）をそれぞれ電気的に隔絶する隔壁２１が設けられている。
【０００８】
ところで、上述のような電磁開閉装置１は次のように動作する。すなわち、図１２に示すオフ状態の電磁開閉装置１にあっては、復帰ばね４は付勢方向に伸長状態になり、ハンドル３の左側が下がり、接極子７の被接極部７０ａ，７１ａは継鉄５の接極部５０ａ，５１ａから離間している。
【０００９】
そこで、ハンドル３の右側を復帰ばね４の付勢力に逆らって押圧すると、復帰ばね４は圧縮され、接極子７の被接極部７０ａ，７１ａは継鉄５の接極部５０ａ，５１ａに接近する。そして、被接極部７０ａ，７１ａが接極部５０ａ，５１ａに対して所定位置以上に近接すると、被接極部７０ａ，７１ａが磁力によって接極部５０ａ，５１ａに吸引される力の方が、復帰ばね４の付勢力よりも優勢になり、被接極部７０ａ，７１ａが接極部５０ａ，５１ａに当接する接極状態、すなわちハンドル３の右側が下がった状態が維持され、電気的スイッチ接点（図示せず）のオン状態が持続される。
【００１０】
オン状態になった電磁開閉装置１にあっては、永久磁石ＭのＮ極から放出される磁束φは、図１３に示すように次のような磁束経路で循環する。すなわち、永久磁石ＭのＮ極→接極片７０→被接極部７０ａ→接極部５０ａ→継鉄部材５０→継鉄部材５１→接極部５１ａ→被接極部７１ａ→接極片７１→永久磁石ＭのＳ極、の磁束経路で循環する。
【００１１】
オン状態にある電磁開閉装置１は次のように遠隔操作にてオフ状態にできる。すなわち、前述の磁束経路を通る磁束φとは逆向きの磁束Φを生じせしめる電流つまりリセット電流を、励磁端子６１，６１を介してリセットコイル６に流し、前述の磁束経路の磁束φを弱めることによって、被接極部７０ａ，７１ａが磁力によって接極部５０ａ，５１ａに吸引される力の方が、復帰ばね４の付勢力よりも劣勢になるようにするのである。すると、必然的にハンドル３は左回動し、ハンドル３の左側が下がった状態が維持され、電磁開閉装置１の電気的スイッチ接点（図示せず）のオフ状態が持続されることになる。
【００１２】
電磁開閉装置１は例えば省電力用コピー機などに利用される。すなわち、電磁開閉装置１を手動にてオン操作し、コピー機電源を投入するものの、計時装置にて計時していて例えば１５分間に一度も使用されなければ、電力の無駄使いと判断され、自動的にリセットコイル６にリセット電流が流され、コピー機電源を強制的にオフすることにより省電力を図るのである。
【００１３】
ところで、上述の図１２，図１３を用いて説明した電磁開閉装置１は、図１４（ａ）に示す２箇所接極タイプのものに相当している。以下、図１４（ａ）に示す２箇所接極タイプの電磁開閉装置について動作原理の説明を行う。なお、前述した電磁開閉装置１と同等の箇所には同じ符号を付してある。
【００１４】
図１４（ａ）の２箇所接極タイプの電磁開閉装置は、継鉄５と、リセットコイル６と、接極子７とを含んで構成される。継鉄５は、対向片と橋絡片とを備える側面視コ字形のもので、固定されてなり、両端には接極部５０ａ，５１ａを備え、橋絡片にはリセットコイル６が巻装されている。
【００１５】
接極子７は、側面視コ字形のもので、復帰付勢手段（図示せず）によって継鉄５から離間する方向の付勢力Ｆを受けており、直方体の永久磁石Ｍと、接極片７０，７１とを備える。永久磁石Ｍは厚さ方向に着磁されている。接極片７０は永久磁石ＭのＮ極面に取着している。接極片７１は永久磁石ＭのＳ極面に取着している。そして、接極片７０と接極片７１とは平行に対向する。また、接極片７０，７１の間隔は、前記継鉄５の接極部５０ａ，５１ａの間隔と同一にされており、接極片７０，７１の端部である被接極部７０ａ，７１ａは接極部５０ａ，５１ａにそれぞれちょうど当接して磁着できるようにされている。
【００１６】
一旦、接極子７が付勢力Ｆに逆らって押圧されて継鉄５に当接して磁着すると、リセットコイル６にリセット電流が流れないかぎり、永久磁石Ｍによって生じる磁束φによる接極部５０ａ，５１ａと被接極部７０ａ，７１ａとの吸引力が、付勢力Ｆよりも優勢になって、磁着が持続する。そして、リセットコイル６にリセット電流が流れると、リセットコイル６の発生する起磁力による磁束Φにより永久磁石Ｍによって生じる磁束φが相殺されて弱められ、接極部５０ａ，５１ａと被接極部７０ａ，７１ａとの吸引力が付勢力Ｆよりも劣勢になって、接極部５０ａ，５１ａと被接極部７０ａ，７１ａとは離間する。
【００１７】
一方、図１４（ｂ）に示す１箇所接極タイプの電磁開閉装置も考案されている。以下、図１４（ｂ）に示す１箇所接極タイプの電磁開閉装置について動作原理の説明を行う。なお、図１４（ａ）に示す電磁開閉装置と同等の箇所には同じ符号を付してある。
【００１８】
この図１４（ｂ）に示す電磁開閉装置にあっても、継鉄５と、リセットコイル６と、接極子７とを含んで構成される。継鉄５は断面略Ｅ字形のもので、固定されてなり、中央脚５２には接極部５２ａが形成されるとともにリセットコイル６が巻装され、外脚先端内側面には永久磁石Ｍが取着される。永久磁石Ｍは、外脚先端内側面に対して直交する方向に磁化され、接極子７側がＮ極にされている。接極子７は、前記接極部５２ａに接極自在な被接極部７２ａを有する接極片であり、復帰付勢手段（図示せず）によって、継鉄５の中央脚５２の接極部５２ａから離間する方向の付勢力Ｆを受けている。
【００１９】
一旦、接極子７が付勢力Ｆに逆らって押圧されて継鉄５の接極部５２ａに当接して磁着すると、リセットコイル６にリセット電流が流れないかぎり、永久磁石Ｍによって生じる磁束φによる接極部５２ａと被接極部７２ａとの吸引力が、付勢力Ｆよりも優勢になって、磁着が持続する。そして、リセットコイル６にリセット電流が流れると、リセットコイル６の発生する起磁力による磁束Φにより永久磁石Ｍによって生じる磁束φが相殺されて弱められ、接極部５２と被接極部７２との吸引力が付勢力Ｆよりも劣勢になって、接極部５２ａと被接極部７２ａとは離間する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電磁開閉装置にあっては、永久磁石Ｍの厚みがリセットコイル６の起磁力に対する大きな磁気抵抗になって、永久磁石Ｍからの磁束φを弱めるための、リセットコイル６の起磁力による磁束Φの通る磁束経路が非効率となり、リセットコイル６に大電流を流しても、なかなか永久磁石Ｍによる磁束φを弱めることができない。つまり、接極部５０ａ，５１ａと被接極部７０ａ，７１ａとの接極面あるいは接極部５２ａと被接極部７２ａとの接極面を通る磁束を効率的に減少させることができず、オン状態（セット状態）の電磁開閉装置１を効率的にオフ状態（リセット状態）にすることができず、電磁開閉装置１の安定した特性を得ることが困難で、僅かな製造上のバラツキで動作不良を生じてしまうという問題点があった。
【００２１】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、製造上のバラツキに強く、常に安定した動作特性を得ることができる、優れる電磁開閉装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の問題点を解決するため、請求項１記載の発明にあっては、接極部を有する継鉄と、接極部に接極自在な被接極部を有する接極子と、接極部と被接極部とを離間する方向に付勢する復帰付勢手段と、接極部と被接極部とを一旦接極せしめると接極状態を維持するに足る第１の磁束を接極面に流すように第１の磁束経路を形成する永久磁石と、接極状態でリセット電流を供給すると前記永久磁石を迂回して前記第１の磁束を打ち消す方向の第２の磁束を前記接極面に流して前記接極部と前記被接極部とを離間する第２の磁束経路を形成するリセットコイルとを設け、前記継鉄は２箇所の接極部を有するものであり、前記接極子は接極部毎に接極自在な被接極部を有する接極片を具備するものであり、前記永久磁石は前記接極片間に磁化方向に介在されるものであり、前記リセットコイルは前記継鉄に巻装されるものであり、前記接極片間に前記第２の磁束経路のための磁束バイパス部を設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の発明にあっては、前記磁束バイパス部は、磁束経路ギャップを形成するための突状部として、前記接極片の対向面にそれぞれ側面視重合的に設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項３記載の発明にあっては、前記復帰付勢手段は、前記箇所の接極部間を通って配設されることを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明にあっては、前記磁束バイパス部を前記復帰付勢手段の力点とすることを特徴とする。
【００２７】
請求項５記載の発明にあっては、接極部を有する継鉄と、接極部に接極自在な被接極部を有する接極子と、接極部と被接極部とを離間する方向に付勢する復帰付勢手段と、接極部と被接極部とを一旦接極せしめると接極状態を維持するに足る第１の磁束を接極面に流すように第１の磁束経路を形成する永久磁石と、接極状態でリセット電流を供給すると前記永久磁石を迂回して前記第１の磁束を打ち消す方向の第２の磁束を前記接極面に流して前記接極部と前記被接極部とを離間する第２の磁束経路を形成するリセットコイルとを設け、前記継鉄は中央脚に接極部を有する断面略Ｅ型形状または底面の略中央を接極部とする断面略コ字形のものであり、前記接極子は前記接極部に接極自在な被接極部を有する接極片を具備するものであり、前記永久磁石は前記継鉄の外脚先端内側に配設されて且つ外脚先端内側面に対して直交する方向に磁化せしめたものであり、前記継鉄と前記接極片との間に前記第２の磁束経路のための磁束バイパス部を設け、前記磁束バイパス部は、前記継鉄の外脚の側面端から延設されて内側に屈曲して形成された第１のスライド対向部と前記接極片から延設されて前記第１のスライド対向部と平行で対向するように形成された第２のスライド対向部とを含んで構成され、前記接極部と前記被接極部とが離間しても前記第１のスライド対向部と前記第２のスライド対向部との間隔を略一定に保ち、前記磁束バイパス部における磁気抵抗を略一定に保つようにしたことを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電磁開閉装置の第１の実施の形態を図１および図２に基づいて、第２の実施の形態を図３および図４に基づいて、第３の実施の形態を図５乃至図１１に基づいて、それぞれ詳細に説明する。
【００３１】
［第１の実施の形態］
図１は電磁開閉装置の磁束経路を示す斜視図である。図２は電磁開閉装置の接極部に吸引接極する被接極部を示す図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。なお、図１、図２において、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同等の箇所には、同じ符号を付してある。
【００３２】
また、第１の実施の形態の電磁開閉装置にあっては、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と構成ならびに動作原理は基本的に同じであり、以下の説明において、図１または図２に記載されていない箇所にあっては図１２および図１３に付した符号を用いて説明する。従って、図１２および図１３をも参照されたい。
【００３３】
この第１の実施の形態の電磁開閉装置１も、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同様、ケース２と、ハンドル３と、復帰付勢手段に相当する復帰ばね４と、継鉄５と、リセットコイル６と、接極子７とを備える。リセットコイル６は継鉄５の継鉄部材５１に装着される。
【００３４】
この第１の実施の形態の電磁開閉装置１が従来のものと異なり特徴となるのは、図１に示すように、接極子７に磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂを設けた構成である。接極子７はハンドル３の裏部に組み込まれる。接極子７は、直方体の永久磁石Ｍと、略Ｌ字形に成形された接極片７０，７１とを備える。永久磁石Ｍは厚さ方向に着磁されている。
【００３５】
接極片７０は永久磁石ＭのＮ極面に取着している。接極片７１は永久磁石ＭのＳ極面に取着している。従って、接極片７０と接極片７１とは平行に対向する。磁束バイパス部７０ｂは接極片７０の被接極部７０ａの先端を接極片７１の方へ略直角に折り曲げて形成され、磁束バイパス部７１ｂは接極片７１の被接極部７１ａの先端を接極片７０の方へ略直角に折り曲げて形成される。
【００３６】
接極片７０，７１の間隔は、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの先端の間隔Ｌｂを除いて、間隔Ｌａとされている。継鉄５の接極部５０ａ，５１ａの間隔は間隔Ｌａとされている。つまり、接極片７０，７１の被接極部７０ａ，７１ａは接極部５０ａ，５１ａにそれぞれちょうど当接して磁着できる。
【００３７】
従って、この電磁開閉装置１にあっても、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同様、ハンドル３の右側を復帰ばね４の付勢力に逆らって押圧すると、復帰ばね４は圧縮され、接極子７の被接極部７０ａ，７１ａは継鉄５の接極部５０ａ，５１ａに接近する。そして、被接極部７０ａ，７１ａが接極部５０ａ，５１ａに対して所定位置以上に近接すると、被接極部７０ａ，７１ａが磁力によって接極部５０ａ，５１ａに吸引される力の方が、復帰ばね４の付勢力よりも優勢になり、被接極部７０ａ，７１ａが接極部５０ａ，５１ａに当接する状態、すなわちハンドル３の右側が下がった状態が維持され、電気的スイッチ接点（図示せず）のオン状態が持続される。
【００３８】
オン状態になった電磁開閉装置１の、永久磁石ＭのＮ極から放出されてＳ極に戻る磁束φは、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂが形成されているものの、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの先端間には間隔Ｌｂの間隙があり、かなりの磁気抵抗が存在する。従って、永久磁石ＭのＮ極から放出されてＳ極に戻る磁束φは、最も磁気抵抗の少ない経路、すなわち従来の電磁開閉装置の場合と同様、永久磁石ＭのＮ極→接極片７０→被接極部７０ａ→接極部５０ａ→継鉄部材５０→継鉄部材５１→接極部５１ａ→被接極部７１ａ→接極片７１→永久磁石ＭのＳ極、の第１の磁束経路で循環する。
【００３９】
ところで、この発明の重要な作用効果は、オン状態にある電磁開閉装置１を遠隔操作にてオフ状態にするとき、すなわちリセットするときに発揮される。つまり、従来の電磁開閉装置にあっては、電磁開閉装置をオン状態からオフ状態にするにあたって、被接極部７０ａ，７１ａが接極部５０ａ，５１ａに当接しているオン状態において、リセットコイル６の起磁力によって生じる磁束Φを、第１の磁束経路の全経路にわたって逆向きに循環させている。
【００４０】
従って、従来の電磁開閉装置にあっては、リセットコイル６の起磁力に対する磁気抵抗は、永久磁石Ｍの厚さによる磁気抵抗が最も高く且つかなりの磁気抵抗値を示す。そこで、被接極部７０ａ，７１ａと接極部５０ａ，５１ａとの当接している接極面において、永久磁石Ｍからの磁束φを打ち消す程度に、リセットコイル６の起磁力による磁束Φを強めるには、リセットコイル６の巻線巻回数を多くするとともに大電流を流さなければならず、電磁開閉装置のコンパクト化やコストダウンに逆行する。
【００４１】
ところで、被接極部７０ａ，７１ａが磁力によって接極部５０ａ，５１ａに吸引される力は、被接極部７０ａから接極部５０ａへ流れる磁束のベクトル和の絶対値と、接極部５１ａから被接極部７１ａへ流れる磁束のベクトル和の絶対値とにより決定され、前記のそれぞれの絶対値が大きければ大きいほど強くなる。
【００４２】
つまり、被接極部７０ａ，７１ａが磁力によって接極部５０ａ，５１ａに吸着されている力を弱めるには、被接極部７０ａと接極部５０ａとの接極面で流れる磁束のベクトル和の絶対値と、接極部５１ａと被接極部７１ａとの接極面で流れる磁束のベクトル和の絶対値とを、小さくできさえすれば良いことになる。
【００４３】
そこで、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂを設けることによって、リセットコイル６の起磁力に対する磁気抵抗を少なくして、リセットコイル６の生じる単位起磁力当たりの磁束Φを多くし、且つこの磁束Φを被接極部７０ａ，７１ａと接極部５０ａ，５１ａとの接極面に効率的に作用せしめるように構成し、リセットコイル６の僅かな起磁力で確実なリセット動作を実現せしめたのが、本発明の電磁開閉装置なのである。
【００４４】
このオン状態にある電磁開閉装置１にあっては、継鉄部材５１に装着されたリセットコイル６の起磁力による磁束Φは、図１に示すような第２の磁束経路を循環する。すなわち、継鉄部材５１→継鉄部材５０→接極部５０ａ→被接極部７０ａ→磁束バイパス部７０ｂ→磁束バイパス部７１ｂ→被接極部７１ａ→接極部５１ａ→継鉄部材５１、の第２の磁束経路を循環する。
【００４５】
従って、この電磁開閉装置によれば、リセットコイル６の巻線巻回数が少なくても、また、リセットコイル６に流す電流が少なくても、電磁開閉装置１をオン状態からオフ状態へ切り換えるリセット動作を確実に行なうことができ、電磁開閉装置そのものをコンパクト化することができるとともに、コストダウンを図ることができる。
【００４６】
また、図１に示すような磁束経路を備える電磁開閉装置１にあっては、図２に示すように、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂが対向して側面視重合的に設けられており、接極片７０と接極片７１とを対称形状にすることができて製造上都合が良い。
【００４７】
なお、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの先端の間隔Ｌｂは、あまり狭すぎても好ましくない。なぜならば、間隔Ｌｂが極端に接近すると、永久磁石Ｍからの磁束φが磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂで短絡するような状態になり、被接極部７０ａ，７１ａと接極部５０ａ，５１ａとの当接している接極面を通る永久磁石Ｍからの磁束φが減少してしまうからである。従って、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの先端の間隔Ｌｂにあっては、最適値を経験的に求めるか、あるいはコンピュータ解析を行なって求めることが好ましい。
【００４８】
また、図１に示すような磁束経路を備える電磁開閉装置１にあっては、図２に示すように、復帰ばね４を接極部５０ａ，５１ａの間に通し、復帰ばね４の力点を磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂにすることができ、空間利用効率を高めることができて、電磁開閉装置１のコンパクト化に都合が良い。
【００４９】
なお、上記の実施の形態にあっては、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂは、接極片７０，７１の先端を折り曲げて形成しているが、もちろん、接極片７０，７１の先端に磁性体片を溶着や加締めなどで取着しても良い。また、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの位置も、接極片７０，７１の先端に限らず、接極片７０，７１の先端から永久磁石Ｍの方へ奥まった位置であっても良く、極論すれば永久磁石Ｍの後方側に位置させても構わない。更に、接極片７０と接極片７１とを対称形状にする必要がなければ、磁束バイパス部７０ｂだけを設けるようにして、磁束バイパス部７０ｂの突出代を少し長くしても、略同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【００５０】
［第２の実施の形態］
図３は電磁開閉装置の接極部に吸引接極する被接極部を示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図４は電磁開閉装置の要部を示す側面図である。なお、図３、図４において、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同等の箇所には、同じ符号を付してある。
【００５１】
また、第２の実施の形態の電磁開閉装置１にあっても、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と構成ならびに動作原理は基本的に同じであり、以下の説明において、図３または図４に記載されていない箇所にあっては図１２および図１３に付した符号を用いて説明する。従って、図１２および図１３をも参照されたい。
【００５２】
この第２の実施の形態の電磁開閉装置１にあっても、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同様、ケース２と、ハンドル３と、復帰付勢手段に相当する復帰ばね４と、継鉄５と、リセットコイル６と、接極子７とを備える。リセットコイル６は継鉄５の継鉄部材５１に装着される。
【００５３】
この第２の実施の形態の電磁開閉装置１が、従来のものと異なり特徴となるのは、前述の第１の実施の形態の電磁開閉装置と同様の理由で、接極子７に磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃを設けた構成である。
【００５４】
この接極子７に設けた磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃが、第１の実施の形態の電磁開閉装置１の接極子７に設けた磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂと異なり特徴となるのは、第１の実施の形態の電磁開閉装置の接極子７に設けた磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂが、被接極部７０ａ，７１ａに対して平行に折り曲げて形成してあるのに対し、第２の実施の形態の電磁開閉装置の接極子７に設けた磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃにあっては、接極片７０，７１の被接極部７０ａ，７１ａ近傍の側辺に対し平行に略直角に折り曲げて形成した構成である。
【００５５】
詳しい説明は省略するが、図３に示すように、接極片７０，７１の被接極部７０ａ，７１ａ近傍の側辺に対し平行に略直角に折り曲げて形成した磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃにあっても、前述の第１の実施の形態の電磁開閉装置と同様の原理で、同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
また、図３に示すような磁束経路を有する電磁開閉装置１にあっては、磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃがそれぞれ対向して側面視重合的に設けられており、接極片７０と接極片７１とを対称形状にすることができて製造上都合が良い。なお、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの先端の間隙は、あまり狭すぎても好ましくなく、最適値を実験的に求めるか、あるいは、コンピュータ解析を行なって求めることが好ましい。
【００５７】
ところで、図３に示すように、接極片７０，７１の被接極部７０ａ，７１ａ近傍の側辺に対し平行に略直角に折り曲げて形成した磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃを備える接極子７にあっては、図４に示すように、復帰ばね４を接極部５０ａ，５１ａの間に通すとともに被接極部７０ａ，７１ａの間を通して、復帰ばね４の力点をハンドル３の裏部にすることができ、空間利用効率を高めることができて、電磁開閉装置１のコンパクト化に都合が良い。
【００５８】
なお、上記の実施の形態にあっては、磁束バイパス部７０ｃ，７１ｃは、接極片７０，７１の先端付近の側辺に対し平行に略直角に折り曲げて形成しているが、もちろん、接極片７０，７１の先端付近の側辺に磁性体片を溶着や加締めなどで取着しても良い。また、磁束バイパス部７０ｂ，７１ｂの位置も、接極片７０，７１の先端に限らず、接極片７０，７１の先端から永久磁石Ｍの方へ奥まった位置であっても良く、極論すれば永久磁石Ｍの後方側に位置させても構わない。更に、接極片７０と接極片７１とを対称形状にする必要がなければ、磁束バイパス部７０ｃだけを設けるようにして、磁束バイパス部７０ｃの突出代を少し長くしても、略同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【００５９】
［第３の実施の形態］
図５は電磁開閉装置を示す側面図、図６は電磁開閉装置の磁束経路構成を示す斜視図、図７は電磁開閉装置のリセットコイルを示す斜視図、図８は電磁開閉装置の磁束経路を説明する斜視図、図９は電磁開閉装置の継鉄本体を示す斜視図、図１０は電磁開閉装置の継鉄中央脚を示す斜視図、図１１は電磁開閉装置の接極子を示す斜視図である。なお、図５乃至図１１において、従来の技術で図１２および図１３を用いて説明した電磁開閉装置と同等の箇所には、同じ符号を付してある。
【００６０】
図５に示すように、電磁開閉装置１はケース２とハンドル３とを備える。ケース２は上方が開口する絶縁性樹脂製の略矩形箱状のものである。ハンドル３は、絶縁性樹脂製のもので、その表面は操作時の指先に沿う凹曲面に成形されるとともに、ケース２に設けた揺動軸２０を中心に揺動自在にされている。
【００６１】
ケース２は、内部に、復帰付勢手段に相当する復帰ばね４と、継鉄５と、リセットコイル６と、接極子７とを備える。復帰ばね４は、コイルばねにて形成され、ケース２の底面左端中央近傍とハンドル３の裏部左端中央近傍との間に介入される。そして、復帰ばね４は、ケース２の底面左端中央近傍とハンドル３の裏部左端中央近傍とを互いに遠ざける方向、すなわち、ハンドル３を揺動軸２０を中心に右回動する方向、電気的スイッチ接点（図示せず）をオフする方向、に常時付勢している。
【００６２】
継鉄５は、珪素鋼などの鉄板材にて形成され、図９に示すような断面略コ字形の継鉄本体５２と、図１０に示すような一枚板の継鉄中央脚５３とから構成されており、図８に示すように断面略Ｅ字形に組み立てられ、ケース２に固定される。継鉄本体５２は、図９に示すように、対向する外脚５２ａ，５２ｂと橋絡片５２ｃとから構成される。外脚５２ａ，５２ｂは同じ幅にされている。外脚５２ａ，５２ｂは橋絡片５２ｃにて橋絡される。橋絡片５２ｃの略中央には矩形の挿着孔５２ｄが穿設される。また、外脚５２ａの右端中部からは、延設されて内側に略直角に屈曲した第１のスライド対向部に相当する継鉄舌片５２ａ１ が、形成される。継鉄中央脚５３は、図９に示すように、傾斜した接極部５３ａと挿着突部５３ｂとを備える。継鉄中央脚５３の幅は、外脚５２ａ，５２ｂの幅よりやや短くされる。
【００６３】
リセットコイル６は、図７に示すように、ボビン６０にコイルを巻装したものである。ボビン６０は、樹脂製のもので、基台部６０ａを備え、基台部６０ａには断面略矩形の筒状部６０ｂが立設され、筒状部６０ｂの先端には鍔状部６０ｃが形成されている。ボビン６０の基台部６０ａの両端は、リセットコイル６に接続する植設されたピン状の励磁端子６１，６１を備える。また、ボビン６０の基台部６０ａは、底部に窪んだ基台段部６０ａ１ を備える。そして、ボビン６０の奥行きＷ１ は、リセットコイル６が継鉄本体５２の外脚５２ａ，５２ｂの間に配設できるように、外脚５２ａ，５２ｂの間隔Ｗ４ に比較してやや短くされる。基台段部６０ａ１ の幅Ｗ２ は、継鉄本体５２の橋絡片５２ｃを跨ぐことができるように、橋絡片５２ｃの幅Ｗ５ に比較してやや長くされている。
【００６４】
上述の継鉄本体５２と継鉄中央脚５３とリセットコイル６とは次のようにして組み立てる。すなわち、先ず、継鉄中央脚５３をリセットコイル６を巻装したボビン６０の柱状中空部６０ｂ内へ挿入し、継鉄中央脚５３の挿着突部５３ｂをボビン６０の基台部６０ａの中央に穿設されている貫通孔（図示せず）に挿入する。そして、継鉄本体５２の外脚５２ａ，５２ｂの間から、基台部６０ａで橋絡片５２ｃを跨ぐようにして、基台段部６０ａ１ を継鉄本体５２に宛てがい、基台部６０ａからの挿着突部５３ｂの突出代部を橋絡片５２ｃの略中央に穿設されている挿着孔５２ｄに挿着する。
【００６５】
そして、ボビン６０は継鉄本体５２の橋絡片５２ｃと継鉄中央脚５３とで挟持され、リセットコイル６は継鉄本体５２の外脚５２ａ，５２ｂの間に固定され、側面視略Ｅ字形の継鉄５が完成する。その後、継鉄本体５２の外脚５２ａ，５２ｂの先端内側面に、永久磁石Ｍ，Ｍをそれぞれ取着する。このとき永久磁石Ｍ，Ｍは、同極面が対向するように配設される。この実施の形態にあっては、Ｎ極同士が対向するように配設される。このように、永久磁石Ｍ，Ｍが取着されるとともにリセットコイル６が巻装されたブロックは、ケース２の上方の開口から挿入され、励磁端子６１，６１はケース２の底部から外へ適宜貫通され、ボビン６０の基台部６０ａはケース２の底部に固定される。
【００６６】
接極子７は、珪素鋼などの鉄板材を打ち抜き加工するとともに折り曲げ加工を施した平面視Ｌ字形の図１１に示すような複雑な形状のもので、接極子本体片７２と第２のスライド対向部に相当する接極子舌片７３と備える。接極子本体片７２は被接極部７２ａとばね受部７２ｂとを備える。被接極部７２ａは、接極子本体片７２の中部から延設した部分を斜交いに切断して形成され、継鉄中央脚５３の傾斜した接極部５３ａに平面で当接して接極できるようにされている。ばね受部７２ｂは、接極子本体片７２の先端近傍に形成された小突起状のものであり、復帰ばね４の一端部を受けるための部分である。
【００６７】
上述の接極子７は、ケース２の内部に組み込まれ固定されているボビン６０の柱状中空部６０ｂに、被接極部７２ａの形成されている部分を挿入するようにして、柱状中空部６０ｂをガイドにスライド自在にケース２の内部に組み込まれる。このとき、復帰ばね４の一端部をばね受部７２ｂに係止するとともに、復帰ばね４の他端部をケース２の底部に形成されたばね受凹部２２に係入し、押圧圧縮しながら復帰ばね４をも組み込む。その後、図示しない電気的スイッチをケース２の内部に組み込むとともに、ハンドル３をケース２の揺動軸２０に揺動自在に取着する。すると、図５に示す電磁開閉装置１が完成する。
【００６８】
このとき、接極子７の接極子本体片７２は、永久磁石Ｍ，Ｍの間隙のちょうど中央に位置し、永久磁石Ｍ，Ｍの表面に接近するものの接触しないようにされるとともに、復帰ばね４の伸長しようとする付勢力Ｆを受ける。また、接極子７の接極子舌片７３は、継鉄本体５２の外脚５２ａに形成された継鉄舌片５２ａ１ に対し、平行で間隙Ｌｃで接近して対向されるとともに、接極子７がスライド可動しても対向面積が変化しないようにスライド可動方向に継鉄舌片５２ａ１ よりも長くされて、磁束バイパス部を形成する。接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間隙Ｌｃは、大き過ぎず且つ小さ過ぎない適度の磁気抵抗が形成されるように設定される。
【００６９】
上述のように構成される電磁開閉装置１は次のように動作する。すなわち電磁開閉装置１は、電気的スイッチ接点（図示せず）のオフ状態では、図５において図示されている状態とは逆に、ハンドル３は右回動して、ハンドル３の右側が下がった状態になっている。そして、ハンドル３の右側が下がった状態、すなわち、電気的スイッチ接点（図示せず）のオフ状態では、継鉄５の接極部５３ａと接極子７の被接極部７２ａとが離間した状態に維持され、復帰ばね４は伸長した状態を持続する。それでいて、復帰ばね４は、更に伸長する方向の付勢力Ｆを接極子７に与えている。
【００７０】
そこで、ハンドル３の左側を復帰ばね４の付勢力Ｆに逆らって押圧すると、復帰ばね４は圧縮され、接極子７の被接極部７２ａが継鉄５の接極部５３ａに接近する。そして、被接極部７２ａが接極部５３ａに対して所定位置以上に近接すると、被接極部７２ａが永久磁石Ｍ，Ｍの生ずる磁力によって接極部５３ａに吸引される力の方が、復帰ばね４の付勢力Ｆよりも優勢になり、被接極部７２ａが接極部５３ａに吸引され当接する図５に示す状態、すなわちハンドル３の左側が下がった状態が維持され、電気的スイッチ接点（図示せず）のオン状態が持続される。
【００７１】
オン状態になった電磁開閉装置１にあっては、永久磁石Ｍ，ＭのＮ極から放出される磁束φは、次のような第１の磁束経路で循環する。すなわち、永久磁石Ｍ，ＭのＮ極→接極子７の接極子本体片７２→被接極部７２ａ→接極部５３ａ→継鉄中央脚５３→挿着突部５３ｂ→橋絡片５２ｃ→外脚５２ａ，５２ｂ→永久磁石Ｍ，ＭのＳ極、の磁束経路で循環する。
【００７２】
ところで、上述のようにしてオン状態になった電磁開閉装置１にあっては、次のようにしてオフ状態になる。すなわち、励磁端子６１，６１を介してリセットコイル６にリセット電流を流し、リセットコイル６に起磁力を生じせしめ、この起磁力による磁束Φを発生させる。この磁束Φは、次のような第２の磁束経路で循環する。すなわち、継鉄中央脚５３→接極部５３ａ→被接極部７２ａ→接極子本体片７２→接極子舌片７３→継鉄舌片５２ａ１ →外脚５２ａ→橋絡片５２ｃ→挿着突部５３ｂ→継鉄中央脚５３、の磁束経路を循環する。
【００７３】
そして、被接極部７２ａと接極部５３ａとの接極面における磁束φと磁束Φとは、相互に逆方向で相殺され、ベクトル和の絶対値は磁束φのみの場合よりも小さくなり、被接極部７２ａと接極部５３ａとの接極面における相互の吸引力は、弱くなって、復帰ばね４の付勢力Ｆよりも劣勢になる。従って、被接極部７２ａと接極部５３ａとは離間することになり、左下がりになっているハンドル３の左側が接極子７によって持ち上げられ、ハンドル３は右回動して右下がりになり、電気的スイッチ接点（図示せず）のオン状態はオフ状態へ切り換わり、電磁開閉装置１はリセット状態になる。
【００７４】
ここで重要な点は、接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間隙Ｌｃを適切に設定して、間隙Ｌｃによって第２の磁束経路に対して与える磁気抵抗を、大き過ぎず且つ小さ過ぎない適度の磁気抵抗に設定することである。なぜならば、間隙Ｌｃが大き過ぎ、第２の磁束経路に対して与える磁気抵抗が大きくなり過ぎれば、リセット電流によって生じる磁束Φの発生効率は低下し、リセットコイル６の巻線巻回数が多くなってしまうからである。
また、間隙Ｌｃが小さ過ぎ、第２の磁束経路に対して与える磁気抵抗が小さくなり過ぎれば、第１の磁束経路に対しても影響を与えて、永久磁石Ｍ，ＭのＮ極から放出される磁束φは、第１の磁束経路である、永久磁石Ｍ，ＭのＮ極→接極子本体片７２→被接極部７２ａ→接極部５３ａ→継鉄中央脚５３→挿着突部５３ｂ→橋絡片５２ｃ→外脚５２ａ，５２ｂ→永久磁石Ｍ，ＭのＳ極、の経路で循環するのみならず、永久磁石ＭのＮ極→接極子本体片７２→接極子舌片７３→継鉄舌片５２ａ１ →外脚５２ａ→永久磁石ＭのＳ極、の磁束経路や、永久磁石ＭのＮ極→接極子本体片７２→接極子舌片７３→継鉄舌片５２ａ１ →外脚５２ａ→橋絡片５２ｃ→外脚５２ｂ→永久磁石ＭのＳ極、の磁束経路で循環するようになり、被接極部７２ａと接極部５３ａとの接極面を流れる磁束φが減少し、被接極部７２ａと接極部５３ａとの接極面における相互の吸引力は、弱くなって、復帰ばね４の付勢力Ｆよりも劣勢になり、リセットコイル６にリセット電流を流していない状態であるにもかかわらず、被接極部７２ａと接極部５３ａとの接極状態を維持することができなくなってしまうからである。
【００７５】
従って、磁束バイパス部すなわち接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間隙Ｌｃにあっては、最適値を経験的に求めるか、あるいはコンピュータ解析を行なって求めることが好ましい。
【００７６】
つまり、この電磁開閉装置によれば、接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間隙Ｌｃを適切に設定すれば、リセットコイル６の巻線巻回数が少なくても、また、リセットコイル６に流すリセット電流が少なくても、電磁開閉装置１をオン状態からオフ状態へ切り換えるリセット動作を確実に行なうことができるので、電磁開閉装置そのものをコンパクト化することができるとともに、電磁開閉装置１のコンパクト化やコストダウンを図ることができる。
【００７７】
また、図５に示す電磁開閉装置１にあっては、接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間隙Ｌｃおよび対向面積は、被接極部７２ａと接極部５３ａとが接極状態にあっても、被接極部７２ａと接極部５３ａとが離間状態にあっても変化しないので、接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間での磁気抵抗は殆ど変化しない。従って、被接極部７２ａと接極部５３ａとが離間しかけたときにあっても、リセット電流によって生じる第２の磁束経路に流れる磁束Φを減じるのは、被接極部７２ａと接極部５３ａと間の磁気抵抗の増加分のみであり、被接極部７２ａと接極部５３ａとの離間に磁束Φを有効に作用させることができるので、その点からも接極子舌片７３と継鉄舌片５２ａ１ との間のスライド対向機構は有益である。
【００７８】
更に、図５に示すような電磁開閉装置１にあっては、接極子７に永久磁石Ｍやリセットコイル６を持たせる必要がなく、珪素鋼板などの鉄片だけで構成することが可能で、可動部である接極子７を軽量化することが可能で、レスポンスを良好にできるとともに、電気的スイッチ接点の遮断動作速度を早めることができる。
【００７９】
また更に、図５に示すような電磁開閉装置１にあっては、第１の実施の形態に示したような電磁開閉装置１とは異なり、接極部と被接極部とがそれぞれ一つづつで良く、製造上のバラツキによって起こり得る接極部の片当たりに起因する接極不良を防止できる。
【００８０】
また更に、継鉄中央脚５３は必ずしも必要なく、継鉄中央脚５３を無くし、接極子７の接極子本体片７２の被接極部７２ａを、継鉄本体５２の橋絡片５２ｃに当接するように延ばしても良く、この場合には、継鉄５を側面視略コ字形の単純な曲げ加工などで作成することができる。
【００８１】
なお、本発明は上記の実施の形態の電磁開閉装置に限定するものではなく、リセットコイル６の配設位置にあっては第２の磁束経路のいずれの位置であっても良く、また、永久磁石Ｍの配設位置にあっては第１の磁束経路と第２の磁束経路との共通になる経路部分を除いた第１の磁束経路のいずれの位置であっても良く、設計上の各種制限のもとで適宜の変更が可能である。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、リセットコイルの巻線巻回数が少なくても、また、リセットコイルに流す電流が少なくても、オン状態からオフ状態に切り換えるリセット動作を確実に行うことができるようになり、製造上のバラツキに強く、常に安定した動作特性を得ることのできる、コンパクト化やコストダウンの可能な、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。また、この効果に加えて更に、継鉄および接極子を、それぞれ略左右対象形状に形成することが可能で、製造上の都合の良い、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。
【００８４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて更に、復帰付勢手段を継鉄の各接極部の間を通して磁束バイパス部を復帰付勢手段の力点として流用することができ、空間利用効率を高めて、更なるコンパクト化を図るこのできる、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。
【００８５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて更に、復帰付勢手段を継鉄の各接極部の間を通して配設できるので、空間利用効率を高めることができてコンパクト化に都合の良い、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。
【００８６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３記載の発明の効果に加えて更に、磁束バイパス部を復帰付勢手段の力点として流用するので、空間利用効率を高めることができて且つ部品点数を少なくでき、コンパクト化とコストダウンとに都合の良い、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。
【００８９】
請求項５記載の発明によれば、接極部と被接極部とがそれぞれ一つづつで良いので、製造上のバラツキによって起こり得る接極部の片当たりに起因する接極不良を防止できる、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。また、この効果に加えて更に、接極部と被接極部とが離間しても、磁束バイパス部での磁気抵抗を殆ど変化させずに略一定に保つことができるので、リセットコイルの巻線巻回数が少なくても、また、リセットコイルに流す電流が少なくても、オン状態からオフ状態に切り換えるリセット動作を確実に行うことができるようになり、製造上のバラツキに強く、常に安定した動作特性を得ることのできる、コンパクト化やコストダウンの可能な、優れる電磁開閉装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の電磁開閉装置の磁束経路を示す斜視図である。
【図２】上記電磁開閉装置の接極部に吸引接極する被接極部を示す図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態の電磁開閉装置の接極部に吸引接極する被接極部を示す図である。
【図４】上記電磁開閉装置の要部を示す側面図である。
【図５】本発明に係る第３の実施の形態の電磁開閉装置を示す側面図である。
【図６】上記電磁開閉装置の磁束経路構成を示す斜視図である。
【図７】上記電磁開閉装置のリセットコイルを示す斜視図である。
【図８】上記電磁開閉装置の磁束経路を説明する斜視図である。
【図９】上記電磁開閉装置の継鉄本体を示す斜視図である。
【図１０】上記電磁開閉装置の継鉄中央脚を示す斜視図である。
【図１１】上記電磁開閉装置の接極子を示す斜視図である。
【図１２】従来の電磁開閉装置の動作を説明する側面図である。
【図１３】上記電磁開閉装置の磁束経路を説明する斜視図である。
【図１４】上記電磁開閉装置の原理を説明する側面図である。
【符号の説明】
１ 電磁開閉装置
４ 復帰付勢手段
５ 継鉄
５０ａ 接極部
５１ａ 接極部
５２ａ１ 磁束バイパス部（第１のスライド対向部）
５３ａ 接極部
６ リセットコイル
７０ 接極片
７０ａ 被接極部
７０ｂ 磁束バイパス部
７０ｃ 磁束バイパス部
７１ 接極片
７１ａ 被接極部
７１ｂ 磁束バイパス部
７１ｃ 磁束バイパス部
７２ 接極片
７２ａ 被接極部
７３ 磁束バイパス部（第２のスライド対向部）
Ｌｂ 磁束経路ギャップ
Ｌｃ 磁束経路ギャップ
Ｍ 永久磁石
φ 第１の磁束
Φ 第２の磁束
Claims (5)
- 接極部を有する継鉄と、接極部に接極自在な被接極部を有する接極子と、接極部と被接極部とを離間する方向に付勢する復帰付勢手段と、接極部と被接極部とを一旦接極せしめると接極状態を維持するに足る第１の磁束を接極面に流すように第１の磁束経路を形成する永久磁石と、接極状態でリセット電流を供給すると前記永久磁石を迂回して前記第１の磁束を打ち消す方向の第２の磁束を前記接極面に流して前記接極部と前記被接極部とを離間する第２の磁束経路を形成するリセットコイルとを設け、前記継鉄は２箇所の接極部を有するものであり、前記接極子は接極部毎に接極自在な被接極部を有する接極片を具備するものであり、前記永久磁石は前記接極片間に磁化方向に介在されるものであり、前記リセットコイルは前記継鉄に巻装されるものであり、前記接極片間に前記第２の磁束経路のための磁束バイパス部を設けたことを特徴とする電磁開閉装置。
- 前記磁束バイパス部は、磁束経路ギャップを形成するための突状部として、前記接極片の対向面にそれぞれ側面視重合的に設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁開閉装置。
- 前記復帰付勢手段は、前記２箇所の接極部間を通って配設されることを特徴とする請求項１記載の電磁開閉装置。
- 前記磁束バイパス部を前記復帰付勢手段の力点とすることを特徴とする請求項１乃至３記載の電磁開閉装置。
- 接極部を有する継鉄と、接極部に接極自在な被接極部を有する接極子と、接極部と被接極部とを離間する方向に付勢する復帰付勢手段と、接極部と被接極部とを一旦接極せしめると接極状態を維持するに足る第１の磁束を接極面に流すように第１の磁束経路を形成する永久磁石と、接極状態でリセット電流を供給すると前記永久磁石を迂回して前記第１の磁束を打ち消す方向の第２の磁束を前記接極面に流して前記接極部と前記被接極部とを離間する第２の磁束経路を形成するリセットコイルとを設け、前記継鉄は中央脚に接極部を有する断面略Ｅ型形状または底面の略中央を接極部とする断面略コ字形のものであり、前記接極子は前記接極部に接極自在な被接極部を有する接極片を具備するものであり、前記永久磁石は前記継鉄の外脚先端内側に配設されて且つ外脚先端内側面に対して直交する方向に磁化せしめたものであり、前記継鉄と前記接極片との間に前記第２の磁束経路のための磁束バイパス部を設け、前記磁束バイパス部は、前記継鉄の外脚の側面端部から延設されて内側に屈曲して形成された第１のスライド対向部と前記接極片から延設されて前記第１のスライド対向部と平行で対向するように形成された第２のスライド対向部とを含んで構成され、前記接極部と前記被接極部とが離間しても前記第１のスライド対向部と前記第２のスライド対向部との間隔を略一定に保ち、前記磁束バイパス部における磁気抵抗を略一定に保つようにしたことを特徴とする電磁開閉装置。
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| JP12030398 | 1998-04-30 | ||
| JP27610498A JP3620306B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-09-29 | 電磁開閉装置 |
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- 1998-09-29 JP JP27610498A patent/JP3620306B2/ja not_active Expired - Fee Related
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