JP5018844B2

JP5018844B2 - 電磁接触器

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Publication number: JP5018844B2
Application number: JP2009190587A
Authority: JP
Inventors: 康弘中; 聡克大上; 幸治大久保; 幸悦高谷; 健司鈴木
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2029-08-20
Also published as: JP2011044284A; CN102859631A; EP2469570A1; US8324993B2; EP2469570A4; WO2011021334A1; US20120139673A1; EP2469570B1; CN102859631B

Description

本発明は、電磁接触器に係わり、詳細には、電磁石の可動コアの吸引運動、釈放運動を可動接点支えに伝達する駆動レバーに関する。

電磁接触器として、例えば特許文献１の装置が知られている。
この特許文献１の電磁接触器は、ケース内に、電磁石と、この電磁石に平行に配置した可動接点支えと、可動接点支えを初期位置に向けて付勢する復帰ばねと、電磁石の吸引運動、釈放運動を可動接点支えに伝達する駆動レバーとが収納されている。
可動接点支えは複数の可動接点を備え、復帰ばねに抗して移動し、各可動接点に対向してケース内に配置した固定接点との開閉動作を行なう。電磁石は、励磁コイルと、固定コアと、固定コアに接離自在に対向配置した可動コアとを備えている。駆動レバーは、長手方向の中央部がケース内にピンを介して軸支され、一端部が可動接点支えに係合し、他端部が可動コアに係合している。

そして、電磁石の励磁コイルが励磁状態となり、電磁石の可動コアが固定コアに吸引されると、可動コアの吸引による移動が伝達された駆動レバーが可動コア連結部を介してピン回りに回動し、この駆動レバーの回動が可動接点支え連結部を介して可動接点支えに伝達され、可動接点支えが初期位置から動作位置に移動することで、対応する各可動接点及び固定接点の開閉動作を行なう。また、電磁石の励磁コイルが非励磁状態になると、復帰ばねの付勢力により可動接点支えが動作位置から初期位置に移動するようになっている。

この特許文献１の装置は、過電流が流れて動作位置の可動接点支えの可動接点及び固定接点が微溶着してしまい、復帰ばねの付勢力に抗して可動接点支えが初期位置に移動しない場合が発生しても、復帰ばねの付勢力によって押されて釈放運動を行なう可動コアの慣性力が、駆動レバーを介して可動接点支えを初期位置に移動させる力として伝達され、この力が微溶着した可動接点及び固定接点の引き剥がし力として作用し、可動接点支えを初期位置に戻すことができるので、過電流が流れても電磁接触器を正常に動作することができる。

特開昭５６−１２８５３３号公報（第４図）

ところで、特許文献１の電磁接触器は、駆動レバーのピンを介してケースに連結されているので、駆動レバーの組立に要する時間が増大してしまうという問題がある。
また、特許文献１は、可動接点支えに付勢力を付与する復帰ばねの作用線（軸線の延長線）上に、可動接点支えに可動コアの運動を伝達する駆動レバーの作用点が一致していないので、移動する可動接点支えにモーメントが加わるおそれがあり、ケースとの摺動摩擦が増大するおそれがある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、過電流の流れによる接点部の微溶着の不具合を通常の動作で除去することができ、可動接点支え及び電磁石を連動する駆動レバーを容易に組み立てることができるとともに、モーメントを発生させずに可動接点支えを動作させることができる電磁接触器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る電磁接触器は、ケース内に、吸引運動及び釈放運動を行なう可動コアを有する電磁石と、前記可動コアの運動方向と平行に初期位置及び動作位置の間を移動する可動接点支えと、この可動接点支えを前記初期位置に向けて付勢する復帰ばねと、前記可動コア及び前記可動接点支えに係合し、前記可動コアの前記吸引運動を前記可動接点支えに対して前記動作位置に向かう移動力として伝達する駆動レバーと、を収納した電磁接触器において、消弧カバーの内壁にレバー保持部を形成し、この消弧カバーを前記ケースに装着して前記レバー保持部が前記駆動レバーの一端部を軸支することで、前記駆動レバーが、前記一端部を回動支点として前記可動コア及び前記可動接点支えに係合した他端側が回動するように収納され、前記可動接点支えが釈放途中で停止したときに、前記可動コアの慣性力による前記釈放運動が、前記駆動レバーを介して前記可動接点支えに対して前記初期位置に向かう移動力として伝達されるとともに、前記可動コアに可動コア係合穴を形成し、この可動コア係合穴に前記駆動レバーの他端部が挿入されて係合しており、前記可動コアが前記慣性力により前記釈放運動を行なうときに前記他端部が係合する前記可動コア係合穴の内面の近傍に、前記内面より先に前記先端部に当接する先当たり部を形成した。

ここで、可動コアの慣性力による釈放運動とは、復帰ばねの付勢力で初期位置側に押された可動接点支えの移動が駆動レバーを介して可動コアに伝達されることで、可動コアが釈放運動を行い、可動接点支えが停止しても可動コアが惰性で釈放運動を行なう力である。
この発明によると、従来構造のようなケースに固定されるピン等の回動支持部材を不要としているので、駆動レバーの組立に必要な部品を減少させることができる。また、過電流の流れによる可動接点及び固定接点の微溶着により、可動接点支えが釈放途中で停止しても、可動コアの慣性力による釈放運動が、駆動レバーを介して可動接点支えに対して初期位置に向かう移動力として伝達されることで、可動接点及び固定接点の微溶着が直ぐに引き剥がされ、電磁接触器の通常の動作で接点微溶着を除去することができる。
また、この発明によると、可動コアが慣性力により釈放運動を行なう際には駆動レバーの他端部が可動コア係合穴に形成した先当たり部に即座に当接する。これにより、可動接点及び固定接点の微溶着を引き剥がす動作を早く行なうことができる。

また、本発明に係る電磁接触器は、前記復帰ばねの軸線の延長線上に、前記可動コアの前記吸引運動を前記可動接点支えに前記移動力として伝達する前記駆動レバーの作用点が位置している。
この発明によると、復帰ばね及び駆動レバーの作用点から力が伝達される可動接点支えにはモーメントが作用せず、ケース内との間の可動接点支えの摺動摩擦を減少することができ、可動接点支えの耐久性を向上させることができる。

また、本発明に係る電磁接触器は、前記可動コア係合穴に挿入される前記駆動レバーの先端部の形状を、前記可動コア係合穴の開口面積より小さい先細形状とした。この発明によると、駆動レバーを可動コアに係合する作業が容易となる。
また、本発明に係る電磁接触器は、前記駆動レバーの他端部が、前記可動コアの運動方向に位置する可動コア係合穴の内面と近接するように、前記可動コアの運動方向に屈曲されて前記可動コア係合穴に挿入されている。

この発明によると、駆動レバーの他端部が可動コアの運動方向に位置する可動コア係合穴の内面に近接するので、可動コアの吸引運動及び慣性力による釈放運動を即座に可動接点支えに伝達することができる。
さらに、本発明に係る電磁接触器は、前記消弧カバーの前記内壁に形成したレバー保持部が、前記駆動レバーの前記一端部が内部に入り込むことで支持される凹部である。

この発明によると、消弧カバーの内壁に形成した簡便な構造の凹部により、回動支点となるように駆動レバーの一端部を軸支することができる。

本発明に係る電磁接触器によれば、従来構造のようなケースに固定されるピン等の回動支持部材を不要としているので、駆動レバーの組立に必要な部品を減少させることができる。また、過電流の流れによる接点部の微溶着で可動接点支えが釈放途中で停止しても、可動コアの慣性力による釈放運動が、駆動レバーを介して可動接点支えに対して初期位置に向かう移動力として伝達され、接点部の微溶着が直ぐに引き剥がされるので、電磁接触器の通常の動作で接点微溶着を除去することができる。

さらに、前記復帰ばねの軸線の延長線上に前記駆動レバーの作用点が位置していると、復帰ばね及び駆動レバーの作用点から力が伝達される可動接点支えにはモーメントが作用しないので、ケース内との間の可動接点支えの摺動摩擦を減少することができ、可動接点支えの耐久性を向上させることができる。

本発明に係る１実施形態の電磁接触器を示す斜視図である。電磁接触器の構成部材を示す分解斜視図である。電磁接触器の初期状態を示す断面図である。電磁接触器の可動コアが吸引運動を行なう場合の駆動レバーの回動及び可動接点支えが動作位置に移動する状態を示す簡略図である。電磁接触器の可動接点支えが復帰ばねの付勢力により初期位置に移動する場合の駆動レバーの回動及び可動コアの釈放運動を示す簡略図である。電磁接触器の可動コアが慣性力により釈放運動を行なう場合の駆動レバーの回動及び可動接点支えが初期位置に移動する状態を示す簡略図である。電磁接触器を構成する可動コアの構造及び駆動レバーとの連結構造を示す斜視図である。電磁接触器を構成する可動コアに設けた可動コア係合穴の構造を示す図である。電磁接触器を構成する駆動レバーの他端部の形状を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の電磁接触器１は、絶縁性を有する合成樹脂材で形成した下ケース３及び上ケース４を備えている。
上ケース４には、接点をそれぞれ有する端子部１０ａ〜１０ｄ及び電磁石のコイル端子１１が配置されている。上ケース４には、後述する可動接点支え７ａを密閉状態で収納する消弧カバー５と、接点をそれぞれ有する端子部１０ａ〜１０ｄ及び電磁石のコイル端子１１を覆う端子カバー６とが装着されている。

上ケース４内には、図２に示す可動接点支え７ａと、復帰ばね７ｂとが収納されている。
可動接点支え７ａは、可動接点支えベース７ａ１と、この可動接点支えベース７ａ１に被着結合される可動接点支えカバー７ａ２とを備え、可動接点支えベース７ａ１には、複数組の可動接点７ａ３が接触スプリング７ａ４と組み合わせて配置されている。また、上ケース４に装着した接点をそれぞれ有する端子部１０ａ〜１０ｄには、接点片１２が設けられており、この接点片１２に設けた固定接点（不図示）が各可動接点７ａ３に対向している。

また、下ケース３内には、図２に示すように、交流操作形の電磁石８が収納されている。この電磁石８は、励磁コイル８ａ（図３参照）を巻装したコイル枠８ｂと、このコイル枠８ｂの空洞部に挿入され、下ケース３の側壁に固定される固定コア８ｃと、この固定コア８ｃに接離自在に対向し、コイル枠８ｂの空洞部に挿入されている可動コア８ｄと、可動コア８ｄを配置したコイル枠８ｂの一端側に、互いに離間して一体形成された一対のコイル端子１１とを備えている。なお、一対のコイル端子１１は、上ケース４内に装着した接点をそれぞれ有する端子部１０ａ〜１０ｄに並んで配置される。

図３に示すように、上ケース４内に収納された可動接点支え７ａ及び下ケース３内に収納された電磁石８は、可動接点支え７ａの開閉動作の移動方向と、可動コア８ｄの運動方向（吸引運動方向及び釈放運動方向）が平行となるように配置されているとともに、復帰ばね７ｂは、可動接点支え７ａを初期位置に復帰させる方向に付勢力を作用するように配置されている。

また、可動コア８ｄの吸引運動、釈放運動を可動接点支え７ａに伝達するため、図３に示すように、復帰ばね７ｂから離間した可動接点支え７ａの一端側及び可動コア８ｄに連結した駆動レバー９が、下ケース３及び上ケース４の間に延在して収納されている。
駆動レバー９は板状部材であり、図２に示すように、長手方向の一端を回動支点部９ａとし、長手方向の他端側に可動コア連結部９ｂが形成され、長手方向の中央部に可動接点支え連結部９ｃが設けられているとともに、可動接点支え連結部９ｃより回動支点部９ａ側に寄った位置に一対の被支持部９ｄが形成されている。

駆動レバー９の可動コア連結部９ｂは、図７に示すように、可動コア８ｄに形成した連結穴８ｅに上方から挿入されて連結する。
連結穴８ｅは、図８に示すように可動コア８ｄを上面から見て、可動コア８ｄの一方の移動方向に設けた第１内面８ｅ１が、可動コア８ｄの他方の移動方向に設けた第２内面８ｅ２より内面幅（移動方向に直交する幅）が小さく、第１内面８ｅ１から連続して第２内面８ｅ２側に傾いた傾斜面８ｅ３を設けた６角形状の穴として形成されている。

可動コア連結部９ｂは、図９に示すように、板幅を徐々に狭くすることで先細の先端部９ｂ１が形成されているとともに、屈曲部９ｂ２を設けることで先端部９ｂ１までの幅ｈ２を、連結穴８ｅの第１内面８ｅ１及び第２内面８ｅ２の間の穴幅ｈ１（図８参照）に対して僅かに小さな値に設定している。
駆動レバー９の可動接点支え連結部９ｃは膨出部を設けており、図３に示すように、可動接点支え７ａの一端側で上下に貫通するレバー連結穴７ａ５を通過する。ここで、レバー連結穴７ａ５は、図３の右側に、可動接点支え連結部９ｃに当接可能なレバー係合壁７ａ７を設けている。

駆動レバー９の一対の被支持部９ｄは板幅方向の外方から突出しており、図３に示すように、可動接点支え連結部９ｃが可動接点支え７ａのレバー連結穴７ａ５を通過した際に、可動接点支え７ａの一端側の上端面７ａ６に回動自在に当接する。
駆動レバー９の回動支点部９ａは、図３に示すように、消弧カバー５の下面に設けた支点凹部５ａに入り込んで回動自在に連結されている。そして、上ケース４に消弧カバー５を装着すると、支点凹部５ａは、駆動レバー９の回動支点部９ａを保持するとともに、一対の被支持部９ｄを可動接点支え７ａの上端面７ａ６に押し付ける。

このように、回動支点部９ａが消弧カバー５の支点凹部５ａに回動自在に連結され、可動コア連結部９ｂが可動コア８ｄの連結穴８ｅに連結した駆動レバー９は、可動コア８ｄの移動とともに、回動支点部９ａを回動支点として回動し、この駆動レバー９の回動が、可動接点支え連結部９ｃ及びレバー連結穴７ａ５を介して可動接点支え７ａに伝達される。

ここで、可動接点支え７ａのレバー連結穴７ａ５に連結する駆動レバー９の可動接点支え連結部９ｃは、図３に示すように、復帰ばね７ｂの作用線（軸線Ｐの延長線）上に位置している。
次に、電磁接触器１の動作について、図３から図６を参照して説明する。
本実施形態の電磁接触器１は、電磁石８の励磁コイル８ａが非励磁状態のときには、図３に示すように、固定コア８ｃ及び可動コア８ｄの間に吸引力が作用せず、可動接点支え７ａは、復帰ばね７ｂの付勢力によって図３の右方に位置している（以下、可動接点支え７ａの初期位置）。このとき、可動接点支え７ａのａ接点の可動接点７ａ３は固定接点と離間し、ｂ接点の可動接点７ａ３は固定接点と接触している。

次に、電磁石８の励磁コイル８ａが励磁状態になると、固定コア８ｃ及び可動コア８ｄの間に吸引力が作用し、可動コア８ｄが固定コア８ｃに向けて吸引運動を行なう。図４に示すように、可動コア８ｄが図の左側に吸引運動を行なうと、可動コア連結部９ｂが連結穴８ｅの第２内面８ｅ２に当接することで、駆動レバー９は、支点凹部５ａの右側の壁部に係合した回動支点部９ａを回動支点として時計回り方向に回動し、可動接点支え連結部９ｃに押圧された可動接点支え７ａが、復帰ばね７ｂに抗して動作方向に移動する。可動接点支え７ａが動作位置まで移動すると、可動接点支え７ａのａ接点の可動接点７ａ３が固定接点と接触し、ｂ接点の可動接点７ａ３が固定接点から離間する。

次に、可動接点支え７ａの動作位置から電磁石８の励磁コイル８ａを非励磁状態にすると、図５に示すように、復帰ばね７ｂの付勢力が作用する可動接点支え７ａが初期位置に移動していく。また、電磁石８の可動コア８ｄは、復帰ばね７ｂの付勢力で移動する可動接点支え７ａから駆動レバー９を介して外力が伝達され、駆動レバー９が反時計回り方向に回動することで、固定コア８ｃから離間する方向に釈放運動を行なう。

ここで、過電流が流れることで動作位置に位置している可動接点支え７ａのａ接点の可動接点７ａ３と固定接点とが微溶着すると、復帰ばね７ｂの付勢力の作用により初期位置に向けて移動した可動接点支え７ａが釈放途中で停止してしまう。
可動コア８ｄは、可動接点支え７ａが停止するまでの復帰ばね７ｂの付勢力が駆動レバー９を介して伝達されるので、固定コア８ｃから離間する方向に惰性で運動し、この惰性の運動力（慣性力）により釈放運動を行なう。このように、可動コア８ｄが慣性力で釈放運動を行なうと、図６に示すように、駆動レバー９の可動コア連結部９ｂが、可動コア８ｄの連結穴８ｅの第１内面８ｅ１に当接し、駆動レバー９は、支点凹部５ａの左側の壁部に係合した回動支点部９ａを回動支点として反時計回り方向に回動していく。そして、反時計回り方向に回動する駆動レバー９の一部に可動接点支え７ａのレバー係合壁７ａ７が当接することで、可動接点支え７ａには初期位置に向かう外力が伝達される。このように、可動接点支え７ａに初期位置に向かう外力が伝達されると、微溶着しているａ接点の可動接点７ａ３と固定接点とが引き剥がされ、復帰ばね７ｂの付勢力が作用することで可動接点支え７ａが初期位置まで移動していく。

次に、本実施形態に係る作用効果について図面を参照しながら説明する。
図３で示したように、可動コア８ｄ及び可動接点支え７ａに連結する駆動レバー９は、一端に設けた回動支点部９ａが消弧カバー５の下面に設けた支点凹部５ａに回動自在に連結され、回動支点部９ａを回動支点として回動自在な構造とされており、従来構造のようなケースに固定されるピン等の回動支持部材を不要としているので、駆動レバー９の組立に必要な部品を減少させることができる。

また、過電流が流れて動作位置に位置している可動接点支え７ａのａ接点の可動接点７ａ３と固定接点とが微溶着した場合には、図６で示したように、可動コア８ｄは、可動接点支え７ａが釈放途中で停止するまでの復帰ばね７ｂの付勢力が駆動レバー９を介して伝達されて固定コア８ｃから離間する方向に惰性で運動し、この惰性の慣性力により釈放運動を行なうことで、駆動レバー９が回動支点部９ａを回動支点として反時計回り方向に回動していき、可動接点支え７ａに初期位置に向かう外力を伝達される。このように、可動コア８ｄの慣性力による釈放運動で、可動接点支え７ａに初期位置に向かう外力が伝達されると、微溶着しているａ接点の可動接点７ａ３と固定接点とが直ぐに引き剥がされるので、電磁接触器の通常の動作で接点微溶着を除去することができる。

また、図３で示したように、可動接点支え７ａのレバー連結穴７ａ５に連結する駆動レバー９の可動接点支え連結部９ｃは、復帰ばね７ｂの作用線（軸線Ｐの延長線）上に位置しているので、復帰ばね７ｂ及び駆動レバー９の作用点から力が伝達される可動接点支え７ａにはモーメントが作用せず、上ケース４内との間の可動接点支え７ａの摺動摩擦を減少することができ、可動接点支え７ａの耐久性を向上させることができる。

また、図８で示したように、可動コア８ｄの連結穴８ｅには、一方の移動方向側に傾斜面８ｅ３が設けられており、図６に示したように、可動コア８ｄが慣性力により釈放運動を行なう際には、可動コア連結部９ｂが、第１内面８ｅ１より先に傾斜面８ｅ３に接触するので、可動コア８ｄが慣性力により釈放動作を行なう際の可動接点支え７ａの移動応答性を高めることができる。

また、図９（ｂ）で示したように、駆動レバー９の可動コア連結部９ｂは、先細の先端部９ｂ１を備えているので、可動コア８ｄの連結穴８ｅに向けて可動コア連結部９ｂを挿入する動作を容易に行なうことができる。
また、図８及び図９（ａ）で示したように、駆動レバー９の可動コア連結部９ｂは、屈曲部９ｂ２から先端部９ｂ１までの幅ｈ２を、可動コア８ｄの連結穴８ｅの第１内面８ｅ１及び第２内面８ｅ２の間の穴幅ｈ１より僅かに小さな値に設定しており、可動コア８ｄが吸引方向及び釈放方向に運動すると、第１内面８ｅ１、或いは第２内面８ｅ２から可動コア連結部９ｂを介して直ぐに駆動レバー９の回動動作が伝達されるので、可動接点支え７ａの移動応答性を高めることができる。

さらに、図３で示したように、消弧カバー５に形成した支点凹部５ａは、駆動レバー９の一端部である回動支点部９ａを内部に抱え込んで支持しているので、簡便な構造で回動支点部９ａを軸支することができる。

１…電磁接触器、３…下ケース（ケース）、４…上ケース（ケース）、５…消弧カバー、５ａ…支点凹部（レバー保持部、凹部）、６…端子カバー、７ａ…可動接点支え、７ａ１…可動接点支えベース、７ａ２…可動接点支えカバー、７ａ３…可動接点、７ａ４…接触スプリング、７ａ５…レバー連結穴、７ｂ…復帰ばね、７ａ６…上端面、７ａ７…レバー係合壁、８…電磁石、８ａ…励磁コイル、８ｂ…コイル枠、８ｃ…固定コア、８ｄ…可動コア、８ｅ…連結穴（可動コア係合穴）、８ｅ１…第１内面（内面）、８ｅ２…第２内面（内面）、８ｅ３…傾斜面（先当たり部）、９…駆動レバー、９ａ…回動支点部（駆動レバーの一端部）、９ｂ…可動コア連結部（駆動レバーの他端部）、９ｂ１…先端部（先細の先端）、９ｂ２…屈曲部、９ｃ…可動接点支え連結部、９ｄ…被支持部、１０ａ〜１０ｄ…端子部、１１…コイル端子、１２…接点片、Ｐ…復帰ばねの軸線

Claims

ケース内に、吸引運動及び釈放運動を行なう可動コアを有する電磁石と、前記可動コアの運動方向と平行に初期位置及び動作位置の間を移動する可動接点支えと、この可動接点支えを前記初期位置に向けて付勢する復帰ばねと、前記可動コア及び前記可動接点支えに係合し、前記可動コアの前記吸引運動を前記可動接点支えに対して前記動作位置に向かう移動力として伝達する駆動レバーと、を収納した電磁接触器において、
消弧カバーの内壁にレバー保持部を形成し、この消弧カバーを前記ケースに装着して前記レバー保持部が前記駆動レバーの一端部を軸支することで、前記駆動レバーが、前記一端部を回動支点として前記可動コア及び前記可動接点支えに係合した他端側が回動するように収納され、
前記可動接点支えが釈放途中で停止したときに、前記可動コアの慣性力による前記釈放運動が、前記駆動レバーを介して前記可動接点支えに対して前記初期位置に向かう移動力として伝達されるとともに、
前記可動コアに可動コア係合穴を形成し、この可動コア係合穴に前記駆動レバーの他端部が挿入されて係合しており、
前記可動コアが前記慣性力により前記釈放運動を行なうときに前記他端部が係合する前記可動コア係合穴の内面の近傍に、前記内面より先に前記先端部に当接する先当たり部を形成したことを特徴とする電磁接触器。
前記復帰ばねの軸線の延長線上に、前記可動コアの前記吸引運動を前記可動接点支えに前記移動力として伝達する前記駆動レバーの作用点が位置していることを特徴とする請求項１記載の電磁接触器。
前記可動コア係合穴に挿入される前記駆動レバーの先端部の形状を、前記可動コア係合穴の開口面積より小さい先細形状としたことを特徴とする請求項１又は２記載の電磁接触器。
前記駆動レバーの他端部は、前記可動コアの運動方向に位置する可動コア係合穴の内面と近接するように、前記可動コアの運動方向に屈曲されて前記可動コア係合穴に挿入されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電磁接触器。
前記消弧カバーの前記内壁に形成した前記レバー保持部は、前記駆動レバーの前記一端部が内部に入り込むことで支持される凹部であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電磁接触器。