JP5835451B1 - 静音電磁接触器 - Google Patents
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Abstract
Description
ところで、交流操作形電磁接触器は、エレベータ等の産業用機器に広く使用されているが、例えば特許文献1に記載されているように、固定鉄心、可動鉄心及びコイルで構成される交流電磁石装置を有し、可動鉄心に例えば3相分の可動接触子を保持する可動接触子支えが連結されている。この可動接触子支えには、各可動接触子に、接点閉時に各固定接触子に対して所定の接触圧力を付与する接点ばねが個別に設けられている。また、可動鉄心には、接点開時に各可動接触子を各固定接触子から離間させる復帰スプリングが配置されている。
そこで、本発明の一態様は、特許文献1に記載された従来例の課題を解決するために、交流動作電源で電磁接触器を動作させる際に発生する衝撃音を抑制して静音性を向上させることができる静音電磁接触器を提供することを目的としている。
以下、本発明の一態様を示す静音電磁接触器の第1の実施形態について図1を伴って説明する。
直流操作形電磁接触器20は、上下に分割された下部フレーム21Aと上部フレーム21Bとを結合して構成される絶縁フレーム21を有する。下部フレーム21Aには、図3に示す直流電磁石装置40を内装しており、下部フレーム21Aの正面上部に、直流電磁石装置40に直流操作電力を供給する正負の直流操作電源端子22p及び22nを形成した端子部23が形成されている。
また、上部フレーム21Bには、可動接触子42の両端に下側から対向するように、前後方向に所定間隔を保って配置された前後一対の固定接触子44及び45が固定配置されている。
また、上部フレーム21Bには上端の天板21aの中央位置に開口48が設けられ、この開口48を通じて可動接触子支え41に形成された係合爪部41aが突出されている。
次に、下部フレーム21A及び上部フレーム21Bに内蔵された内部構造を図3について詳細に説明する。下部フレーム21Aに内蔵された直流電磁石装置40は、固定鉄心51と、可動鉄心52と、励磁コイル53とを備えている。
可動鉄心52も、上部側の前後方向に延長する基板部52aと、この基板部52aの下面中央部に形成された中央脚部52bと、基板部52aの下面における中央脚部52bを挟んで前後対称位置に配置された一対の外側脚部52c及び52dとでE字状に形成されている。
中央磁極部51bにV字状の凹部51eが形成され、中央磁極部52bには凹部51eに対向するテーパー突出部52eが形成されて、磁気ギャップが形成されている。一方、外側脚部51c及び51dには下方から上方に行くに従い徐々に内方に傾斜する傾斜面51fが形成され、外側脚部52c及び52dには、傾斜面51fと平行に下方から上方に行くに従い徐々に内側に傾斜する傾斜面52fが形成されている。
また、固定鉄心51及び可動鉄心52の互いに対向する中央脚部51b及び52bと外側磁極部51c,51d及び52c,52dとの間に励磁コイル53を巻装したボビン55が配置されている。このボビン55の上端と可動鉄心52の基板部52aの下面との間に可動鉄心52を固定鉄心51から離れる方向に付勢する復帰スプリング56が配置されている。
一方、直流電磁接触器の場合は、このような大きな電流が流れる現象が無く、吸引時に緩やかにコイル電流が上昇する。このように、交流電磁石は大きな電流により吸引されるために一気に加速された可動鉄心により大きな衝撃音が発生し、直流電磁石では、これに比べ衝撃音が小さくなる。
第1ユニット30は、図2(a)及び(b)に示すように、内部に整流回路を内蔵した絶縁フレーム31に、平面から見て前端側に交流操作電源端子32a,32bが形成され、これら交流操作電源端子32a,32bに対して絶縁隔壁33を挟んで反対側に正負の直流操作電源端子34p,34nが形成されている。直流操作電源端子34p,34nは、平面から見てU字状に形成されている。
上述した静音電磁接触器10を、本願エレベータ等の産業用機器の通電路に適用する場合には、図1(a)及び(b)に示すように、直流操作形電磁接触器20の直流操作電源端子22p及び22nに、第1ユニット30の直流操作電源端子34p及び34nをねじ止めして固定する。
この状態で、負荷に電力を供給するには、第1ユニット30の交流操作電源端子32a及び32bに単相交流電力を供給する。これにより整流回路35の全波整流ダイオードブリッジ回路36で直流に変換されて直流操作電源端子34p及び34nに出力される。
この可動鉄心52の下降に伴って可動接触子支え41も下降し、これによって可動接触子42が固定接触子44及び45に接触し、さらに接点ばね43によって押圧された状態で可動鉄心52の傾斜面52fが固定鉄心51の傾斜面51fを覆う非磁性板54に当接して、可動鉄心52の下降が停止される。
しかも、上記第1の実施形態では、直流操作形電磁接触器20の直流操作電源端子22p及び22nに第1ユニット30の直流操作電源端子34p及び34nを接続するだけの簡易な構成で、交流操作電源環境で直流操作形電磁接触器を適用することができる。
このため、可動鉄心52が復帰スプリング56によって緩やかに上昇を開始し、その後、直流電磁石装置40の吸引力が小さくなるにつれて上昇速度が速くなり、最終的に可動接触子支え41の基部が上部フレーム21Bの天板21aの内側に当接することにより、図3の状態に復帰する。
また、上記第1の実施形態においては、固定鉄心51に対して可動鉄心52が可動する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば特開平2005−183286号公報に記載されているように、一対の柱状鉄心を平行に配設し、一対の柱状鉄心のそれぞれに励磁コイルを巻装し、これらコイルを巻装した一対の柱状鉄心の一方の端部に対向させて可動鉄片となるアーマチュアを配置し、このアーマチュアに可動接触子支えを取付けるようにしても上記第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
次に、本発明の一態様を示す静音電磁接触器の第2の実施形態を図5〜図7について節目する。
すなわち、第2の実施形態では、図5及び図6に示すように、第2ユニットとしてb接点構成を有する補助接点ユニット60を直流操作形電磁接触器20の上部にヘッドオン状態で着脱可能に装着している。
補助接点ユニット60の内部構造は、図6に模式的に示すように、中央部に直流操作形電磁接触器20の可動接触子支え41に接触する補助接点支え65が上下方向に摺動可能に配置されている。この補助接点支え65には、中央部に可動補助接点66が接点ばね67によって上方に付勢されて配置され、上端部に動作表示片64が形成され、さらに下端に直流操作形電磁接触器20の可動接触子支え41に接触する接触片68が形成されている。
次に、上記第2の実施形態の動作を説明する。
今、直流操作形電磁接触器20の励磁コイル53に第1ユニット30を介して直流電流が通電されていない開極状態では、可動鉄心52が復帰スプリング56によって固定鉄心51から上方に離間するように可動接触子支え41の基部が上部フレーム21Bの上面板の内面側に当接している。
この可動鉄心52の下降に伴って可動接触子支え41も下降し、可動接触子42が固定接触子44及び45に接触し、さらに接点ばね43に抗して可動接触子支え41が下降する。そして、可動鉄心52の傾斜面52fが固定鉄心51の傾斜面51fを覆う非磁性板54に当接し、可動鉄心52の下降が停止する。この状態では、可動接触子42が接点ばね43によって所定の接触圧を持って接触し、閉極状態となる。
すなわち、直流操作形電磁接触器20が開極状態にある状態では、可動鉄心52が復帰スプリング56の弾発力によって最大ストローク位置STmaxにある。このとき、補助接点ユニット60では接点ばね67が圧縮されて復帰スプリング56とは逆方向の負荷力を発生している。
したがって、直流操作形電磁接触器20の直流電磁石装置40で吸引力を発生したときに、比較的小さい吸引力で可動鉄心52が復帰スプリング56に抗して下降を開始する。
その後、可動鉄心52のストロークがST1に達すると、補助接点ユニット60の接点ばね67が自由長となり、接点ばね67の負荷力が零となって復帰スプリング56のみの負荷力となる。
その後、直流電磁石装置40の励磁コイル53への通電を停止すると、この時に励磁コイル53内の残留電流は第1ユニット30内の整流回路35における全波整流ダイオードブリッジ回路36でダイオードD3,D1及びD4,D2を通る閉回路に流れるため直流電磁石装置40の残留磁束が徐々に消磁される。
このように、第2の実施形態によると、直流操作形電磁接触器20の投入時に、補助接点ユニット60の接点ばね67の負荷力が復帰スプリング56の負荷力とは逆方向に作用するので、可動鉄心52が緩やかに下降を開始することになる。このため、可動鉄心52の運動エネルギーを減少させることができ、吸引完了となる非磁性板54に当接したときの衝撃音の発生をさらに抑制することができる。このため、直流操作形電磁接触器20にb接点構成の補助接点ユニット60をヘッドオン状態で装着することにより、直流操作形電磁接触器20の投入時の衝撃音レベルを補助接点ユニット60を設けない場合の70dB程度から65dB程度まで低下させることが可能となる。
また、上記第2の実施形態においては、直流操作形電磁接触器20にヘッドオン状態で補助接点ユニット60を装着する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、補助接点ユニット60を図5に示すように直流操作形電磁接触器20の側面に形成された開口71に露出する可動接触子支え41に設けられた接触片72に上方から係合するように可動鉄心52の最大ストロークで圧縮状態となる接点ばねを有するサイドオン形の補助接点ユニットを装着するようにしても上記第2の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Claims (4)
- 交流操作電力を直流操作電力に変換する整流回路を内蔵し、該整流回路の交流入力側に接続された交流操作電源端子と前記整流回路の直流出力側に接続され且つ前記交流操作電源端子とは絶縁隔壁を挟んで反対側に形成された直流操作電源端子とを有する第1ユニットと、
内装する直流電磁石装置に電力を供給する直流操作電源端子を有し、交流操作形電磁接触器に対して静音性が高い直流操作形電磁接触器とを備え、
前記第1ユニットは、前記直流操作電源端子を前記直流操作型電磁接触器の直流操作電源端子に接続して固定することにより、前記直流操作型電磁接触器に装着される
ことを特徴とする静音電磁接触器。 - 前記整流回路は、全波整流ダイオードブリッジ回路と、該全波整流ダイオードブリッジ回路の入力側に接続されたサージ電圧吸収用のバリスタとを少なくとも備えていることを特徴とする請求項1に記載の静音電磁接触器。
- 前記直流操作形電磁接触器は、互いに対向するE字状の固定鉄心及び可動鉄心と、前記固定鉄心及び可動鉄心の互いに対向する中央突出片の周囲に巻装された励磁コイルと、前記可動鉄心の中央突出片とは反対側に取付けられた可動接触子を保持する可動接触子支えと、前記可動接触子の両端側に対向して配置された一対の固定接触子と、前記可動鉄心を前記可動接触子が前記一対の固定接触子から離間する方向に付勢する復帰スプリングと、前記固定鉄心、前記可動鉄心、前記励磁コイル、前記可動接触子支え、前記一対の固定接触子、前記復帰スプリングを内装し、前記可動接触子支えの一部を外部に露出させる開口を前記直流操作電源端子とは異なる面に有する絶縁フレームとを備え、
前記絶縁フレームの前記開口位置に装着可能な前記可動接触子支えを前記復帰スプリングが縮む方向に付勢する弾性体を有する第2ユニットを備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の静音電磁接触器。 - 前記第2ユニットは、b接点を有する補助接点ユニットで構成されていることを特徴とする請求項3に記載の静音電磁接触器。
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