JP5777559B2 - 電磁接触器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁接触器に関する。

従来の電磁接触器の可動鉄心と固定鉄心との衝突衝撃を緩和させる構造として、固定鉄心を貫通する軸を設け、その軸の両端を緩衝ゴムで支持する構造がある（例えば、特許文献１参照。）。

また、コイルを巻回した固定コアを、板状体を積層した緩衝部材で固定絶縁台に取り付けるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照。）。

実開昭４９−３０６４号公報 特開平１０−３３４７８４号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、可動鉄心が固定鉄心に衝突した際に、緩衝ゴムや緩衝部材の撓みを利用して運動エネルギーを吸収することができるが、緩衝ゴムや緩衝部材を使用するために部品点数が増加するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、開閉動作時に可動鉄心が固定鉄心に衝突した際の衝撃を少ない部品点数で緩和させて可動接点及び固定接点の消耗を低減する電磁接触器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のプレート材を積層して構成され、リアケースに収容された固定鉄心と、固定鉄心と対向して配置された可動鉄心と、可動鉄心を固定鉄心から離間する方向に付勢する復帰ばねと、固定鉄心の周囲に設置され、巻線が巻き付けられることにより、復帰ばねの弾性力に抗して可動鉄心を固定鉄心に吸着させる電磁力を励磁時に発生させる操作コイルを形成するコイルスプールと、一対の可動接点が両端部に設けられた棒状の可動接触子が複数設置され、可動鉄心が取り付けられて、可動鉄心とともに移動するクロスバーと、可動接点と対応する固定接点が設けられ、固定接点が可動接点と対向して配置された複数の固定接触子と、を有し、操作コイルの励磁・消磁に応じて、可動接点と固定接点とが接離する電磁接触器であって、弾性を有し、固定鉄心をプレート材の積層方向に貫通する支持板と、間隔を空けてリアケースの底面に設けられ、支持板の固定鉄心から突き出た部分を下方から支持して、固定鉄心背部が浮いた状態で保持する一対のリアケース突起部と、一対のリアケース突起部同士よりも狭い間隔を空けてコイルスプールの下面に設けられた一対のコイルスプール突起部と、を備え、操作コイルが発生させた電磁力によって可動鉄心が固定鉄心に衝突した際の衝撃力を、一対のリアケース突起部と支持板との摩擦により吸収することを特徴とする。

本発明によれば、可動鉄心が固定鉄心に衝突した際の衝撃を少ない部品点数で緩和させて可動接点及び固定接点の消耗を低減できるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる電磁接触器の実施の形態１の上面図である。 図２は、実施の形態１にかかる電磁接触器の断面図である。 図３は、実施の形態１にかかる電磁接触器の断面図である。 図４は、実施の形態１にかかる電磁接触器のリアケース側の構成を示す図である。

以下に、本発明にかかる電磁接触器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる電磁接触器の実施の形態１の上面図である。図２は、実施の形態１にかかる電磁接触器の断面図であり、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す。図３は、実施の形態１にかかる電磁接触器の断面図であり、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面を示す。電磁接触器は、絶縁材で形成されたリアケース５６と、絶縁材で形成されてリアケース５６に係合したケース６５で外郭が形成される。固定鉄心５２、支持板５５、操作コイル６６、可動鉄心５４によって電磁石部が構成される。支持板５５は、例えば金属材料で形成されており、弾性を有する。操作コイル６６は固定鉄心５２の中央脚に巻回されている。可動鉄心５４は、復帰ばね５８によって固定鉄心５２と所定の間隔をもって相対向して配置されている。

また、電磁接触器は、クロスバー５７、可動接触子６１、接圧ばね６０、固定接触子６２を有する。クロスバー５７は、絶縁材料で形成され連結板５９を介して可動鉄心５４と連結されている。可動接触子６１は、クロスバー５７の頭部に設けた保持穴に配設されている。接圧ばね６０は、ばね受けを介して可動接触子６１を加圧している。固定接触子６２は、可動接触子６１と相対向してケース６５に取り付けられている。可動接点６３と固定接点６４とが接触することで電流が通電され、回路が形成される。

図４は、実施の形態１にかかる電磁接触器のリアケース側の構成を示す図である。固定鉄心５２は、複数のプレートを積層した鉄心であり、リアケース５６内に収容されている。固定鉄心５２は、弾性を持った支持板５５を介してリアケース底面５６ｂと固定鉄心背部５２ａとが隙間を空けて対向するように配置されている。

固定鉄心５２は、電磁接触器の動作方向に沿って伸びた中央脚５２ｂと、中央脚５２ｂを挟んで配置された一対の外側脚５２ｃとを備えている。また、中央脚５２ｂと外側脚５２ｃとは、動作方向と直交した方向に沿って伸びた連結部５２ｄによって連結されている。中央脚５２ｂ、外側脚５２ｃ及び連結部５２ｄは一体的に形成されており、固定鉄心５２は全体としては側面視略Ｅ字型となっている。

また、固定鉄心５２には弾性を持った支持板５５が挿入される貫通孔５３が形成されている。貫通孔５３には、連結部５２ｄの幅方向における中央部に設けられている。そして、貫通孔５３は、中央脚５２ｂの背部に沿って、幅方向とほぼ直交する方向に伸びている。

可動鉄心５４は、複数のプレートを積層した鉄心であり、ケース６５内に収容され、電磁接触器の動作方向に沿って固定鉄心５２に対して上下方向に移動可能に支持されている。可動鉄心５４は、固定鉄心５２の中央脚５２ｂ及び外側脚５２ｃとそれぞれ対向して配置された中央脚５４ｂ及び外側脚５４ｃを備えている。また、可動鉄心５４は、中央脚５４ｂ及び外側脚５４ｃを連結するとともに、これらと一体に形成された連結部５４ｄを備え、固定鉄心５２に対して対称的に配置された側面視略Ｅ字型となっている。

また、可動鉄心５４は中央脚５４ｂの根元に可動鉄心５４の厚さ方向に沿って形成された貫通孔５４ｅに挿入される帯板状の連結板５９が設けられている。

操作コイル６６は、電磁力によって固定鉄心５２と可動鉄心５４とを吸着させる磁界を発生し、復帰ばね５８の弾性力に抗して固定鉄心５２へ向かって可動鉄心５４が移動する。固定鉄心５２と可動鉄心５４とが接触することで、電磁接触器のＯＮ動作が完了する。操作コイル６６は、巻線及びコイルスプール５１を備えている。巻線は、固定鉄心５２及び可動鉄心５４の中央脚５２ｂ、５４ｂと外側脚５２ｃ、５４ｃとの間を通り中央脚５２ｂ、５４ｂの周囲を周回する。コイルスプール５１は、巻線が巻き付けられる。コイルスプール５１は、その内径側に固定鉄心５２及び可動鉄心５４の中央脚５２ｂ、５４ｂが挿入され、外径側には巻線が巻き付けられる円筒部５１ｂを有している。また、コイルスプール５１には、円筒部５１ｂの両端部から外径側にフランジ状に張り出したフランジ部５１ｃが設けられている。

弾性を有する支持板５５は、固定鉄心５２の貫通孔５３に挿入されると、その両端が固定鉄心５２から突出し、その両端部はリアケース突起部５６ａとコイルスプール突起部５１ａとで挟持される。リアケース突起部５６ａとコイルスプール突起部５１ａの先端とは、コイルスプール５１をリアケース５６内に配置した状態で、支持板５５が配置される水平方向に、リアケース突起部５６ａの間隔よりもコイルスプール突起部５１ａの間隔を狭くし、リアケース突起部５６ａとコイルスプール突起部５１ａとが支持板５５に当接する位置が対向しないようにする。

操作コイル６６に電圧を印加すると、固定鉄心５２に可動鉄心５４が吸着され、可動鉄心５４は固定鉄心５２の方へ移動する。この過程で固定鉄心５２と可動鉄心５４とが接触した瞬間、可動鉄心５４の衝突により固定鉄心５２はリアケース底面５６ｂの方向へ移動する。支持板５５に弾性を持った部材を使用することにより、可動鉄心５４と固定鉄心５２とが衝突する衝撃を幅広に設けたリアケース突起部５６ａを支点に支持板５５が湾曲し、リアケース突起部５６ａと支持板５５との間に働く摩擦力でエネルギーを吸収する。リアケース突起部５６ａが幅広に形成して接触面積を広くすることにより、リアケース突起部５６ａと支持板５５との間に働く摩擦力が大きくなり、可動鉄心５４と固定鉄心５２とが衝突する際のエネルギーを効率良く吸収できる。

固定鉄心５２は、リアケース底面５６ｂ方向へ移動した後、支持板５５の湾曲による反発力で可動鉄心５４の方向へ移動し、可動鉄心５４を離間する方向に力を作用させるため、リアケース突起部５６ａよりも狭く設けたコイルスプール突起部５１ａにより、支持板５５の湾曲を小さくし可動鉄心５４が離間する方向に働く力を抑制する。

支持板５５が湾曲することにより、可動鉄心５４が固定鉄心５２から離間する方向への移動を抑制することで、可動鉄心５４のばたつきを低減できるため、可動鉄心５４と連結されたクロスバー５７と連動する可動接触子６１のばたつきも抑制でき、可動接点６３と固定接点６４との接点ジャンプ（ＯＮ動作時に固定接点６４に衝突した可動接点６３が弾かれて一瞬離れる現象）を低減し、接点の消耗が抑制され、電磁接触器の寿命向上が期待できる。

また、電磁接触器がＯＮ動作した時の可動鉄心５４と固定鉄心５２との接触位置は、リアケース突起部５６ａとコイルスプール突起５１ａとによって挟持される支持板５５によって規定できるため、安価かつ少ない部品点数でＯＮ位置（固定鉄心５２に衝突した可動鉄心５４が静止する位置）を設定できる。また、支持板５５には剛性の高い金属材料を適用可能であるため、支持板５５自体の部品精度を高めることができることに加え、組立後でも支持板５５自体の変形による寸法の変化を考慮する必要がないため、固定鉄心５２の接触位置の位置決めの精度を高めることができる。

実施の形態２．
本発明にかかる電磁接触器の実施の形態２では、可動鉄心５４と固定鉄心５２とが接触した状態で、支持板５５は、可動鉄心５４が固定鉄心５２から離間する方向へ湾曲した状態となっている。

弾性を有する支持板５５を可動鉄心５４側に湾曲させて配置することで、可動鉄心５４が固定鉄心５２に衝突した際に、リアケース突起部５６ａよりも狭く設けたコイルスプール突起部５１ａを支点に支持板５５が湾曲して可動鉄心５４方向へ作用する力に対して、支持板５５の反発力を大きくし、可動鉄心５４が固定鉄心５２から離間する方向へ作用する力を吸収できる。

可動鉄心５４が衝突した固定鉄心５２はリアケース底面５６ｂ側に移動したのちに、支持板５５が元の形状に復元することで上方へ移動する。このとき、実施の形態１のように支持板５５が略水平に設置されていると、貫通孔５３がリアケース突起部５６ａの先端と同じ高さに達した時点で支持板５５の復元力がゼロとなる。固定鉄心５２は慣性力でリアケース突起部５６ａの高さよりも上に移動するが、この際支持板５５は上に凸の形状に変形する。このため、支持板５５の復元力は固定鉄心５２を下向きに移動させることになり、固定鉄心５２を可動鉄心５４から引き離すように作用することになる。本実施の形態２では、支持板５５が可動鉄心５４側に湾曲させて配置されているため、可動鉄心５４が固定鉄心５２に衝突した後に貫通孔５３とリアケース突起部５６ａの先端とが同じ高さになるまで上昇しても、支持板５５は、固定鉄心５２に上方向へ移動させる力を加え続ける。このため、固定鉄心５２が可動鉄心５４から引き離されることを防止できる。これにより、接点ジャンプの発生をより確実に防止できる。

この他については実施の形態１と同様である。

以上のように、本発明にかかる電磁接触器は、開閉動作時に可動鉄心が固定鉄心に衝突した際の衝撃を少ない部品点数で緩和させて可動接点及び固定接点の消耗を低減できる点で有用である。

５１ コイルスプール
５１ａ コイルスプール突起部
５２ 固定鉄心
５２ａ 固定鉄心背部
５２ｂ、５４ｂ 中央脚
５２ｃ、５４ｃ 外側脚
５２ｄ、５４ｄ 連結部
５３、５４ｅ 貫通孔
５４ 可動鉄心
５５ 支持板
５６ リアケース
５６ａ リアケース突起部
５６ｂ リアケース底面
５７ クロスバー
５８ 復帰ばね
５９ 連結板
６０ 接圧ばね
６１ 可動接触子
６２ 固定接触子
６３ 可動接点
６４ 固定接点
６５ ケース
６６ 操作コイル

Claims (3)

1. 複数のプレート材を積層して構成され、リアケースに収容された固定鉄心と、
   前記固定鉄心と対向して配置された可動鉄心と、
   前記可動鉄心を前記固定鉄心から離間する方向に付勢する復帰ばねと、
   前記固定鉄心の周囲に設置され、巻線が巻き付けられることにより、前記復帰ばねの弾性力に抗して前記可動鉄心を前記固定鉄心に吸着させる電磁力を励磁時に発生させる操作コイルを形成するコイルスプールと、
   一対の可動接点が両端部に設けられた棒状の可動接触子が複数設置され、前記可動鉄心が取り付けられて、該可動鉄心とともに移動するクロスバーと、
   前記可動接点と対応する固定接点が設けられ、該固定接点が前記可動接点と対向して配置された複数の固定接触子と、
   を有し、前記操作コイルの励磁・消磁に応じて、前記可動接点と前記固定接点とが接離する電磁接触器であって、
   弾性を有し、前記固定鉄心を前記プレート材の積層方向に貫通する支持板と、
   間隔を空けて前記リアケースの底面に設けられ、前記支持板の前記固定鉄心から突き出た部分を下方から支持して、該固定鉄心背部が浮いた状態で保持する一対のリアケース突起部と、
   前記一対のリアケース突起部同士よりも狭い間隔を空けて前記コイルスプールの下面に設けられた一対のコイルスプール突起部と、を備え、
   前記一対のコイルスプール突起部は、前記リアケース突起部同士の間の部分で前記支持板に当接しており、
   前記操作コイルが発生させた電磁力によって前記可動鉄心が前記固定鉄心に衝突した際の衝撃力を、前記一対のリアケース突起部と前記支持板との摩擦により吸収することを特徴とする電磁接触器。
2. 前記支持板は、前記固定鉄心と前記可動鉄心とが離間している状態において略直棒状であることを特徴とする請求項１に記載の電磁接触器。
3. 前記支持板は、前記固定鉄心と前記可動鉄心とが離間している状態において、前記可動鉄心が前記固定鉄心から離間する方向へ湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の電磁接触器。
   

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