JP5853224B2 - Contact device and electromagnetic switching device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、接点装置及びそれを用いた電磁開閉装置に関する。 The present invention relates to a contact device and an electromagnetic switching device using the contact device.
従来から、電気回路を開閉する電磁継電器が知られており、例えば特許文献1に開示されているようなものがある。この特許文献1に記載の電磁継電器は、通電時に電磁力を発生するコイルと、コイルの電磁力により駆動される可動部材と、第1固定接点を有する第1固定接点保持部材と、第2固定接点及び第3固定接点を有する第2固定接点保持部材とを備える。可動部材は、可動コア、シャフト、および絶縁碍子から構成される。また、この電磁継電器は、各固定接点と接離する第1可動接点及び第2可動接点及び第3可動接点を有する可動子と、固定接点と可動接点とが当接する向きに可動子を付勢する接圧ばねと、固定接点と可動接点とが離れる向きに可動子を付勢する復帰ばねとを備える。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electromagnetic relay that opens and closes an electric circuit is known. For example, there is one disclosed in
そして、この電磁継電器は、コイルの電磁力により可動コア等が駆動されたときには、固定接点と可動接点とが当接するとともに、可動部材と可動子とが離れるように構成されている。ここで、可動コア等が電磁力により駆動されたときには、第1固定接点と第1可動接点との接触部、第2固定接点と第2可動接点との接触部、および第3固定接点と第3可動接点との接触部の3点接触となる。したがって、3つの可動接点が3つの固定接点に衝突した際の可動子の揺動が防止されるようになっている。 The electromagnetic relay is configured such that when the movable core or the like is driven by the electromagnetic force of the coil, the fixed contact and the movable contact come into contact with each other and the movable member and the movable element are separated from each other. Here, when the movable core or the like is driven by electromagnetic force, the contact portion between the first fixed contact and the first movable contact, the contact portion between the second fixed contact and the second movable contact, and the third fixed contact and the first Three-point contact is made at the contact portion with the three movable contacts. Therefore, the swing of the movable element when the three movable contacts collide with the three fixed contacts is prevented.
しかしながら、上記従来例では、接点間が導通したとき、或いは接点間に短絡電流等の大電流が流れたとき等の場合に、可動子は、固定接点保持部材から発生する磁場の影響によって接点が反発する向きに電磁反発力を受けてしまう。すると、電磁反発力により接点間の接圧が低下することで可動接点が固定接点から離れ、その瞬間に接点間にアークが発生する。このアークの発生により可動接点と固定接点とが溶着する虞があった。 However, in the above-described conventional example, when the contacts are conducted or when a large current such as a short-circuit current flows between the contacts, the mover has a contact due to the influence of the magnetic field generated from the fixed contact holding member. The electromagnetic repulsive force is received in the direction of repulsion. Then, the contact pressure between the contacts decreases due to the electromagnetic repulsive force, so that the movable contact moves away from the fixed contact, and an arc is generated between the contacts at that moment. The generation of this arc may cause welding of the movable contact and the fixed contact.
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、電磁反発力を効率良く打ち消すことで接点間に働く接圧の低下を防止することのできる接点装置及びそれを用いた電磁開閉装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a contact device capable of preventing a decrease in contact pressure acting between contacts by efficiently canceling an electromagnetic repulsive force, and an electromagnetic switch using the contact device. The purpose is to provide.
本発明の接点装置は、互いに接離する固定接点及び可動接点と、前記可動接点が設けられる可動接触子と、前記可動接触子と一体に連動するシャフトと、前記可動接触子を前記固定接点に接触させる向きに付勢する接圧ばねとを備え、前記シャフトには、その先端から前記可動接触子を貫通して前記固定接点側と反対側に伸びる延設部が設けられ、前記延設部の一端には鍔部が設けられ、前記鍔部と前記可動接触子との間には、前記可動接触子を前記固定接点に向かう向きに付勢する補助ばねが設けられ、前記接圧ばねの一端部は、前記可動接触子に接することを特徴とする。
The contact device according to the present invention includes a fixed contact and a movable contact that are contacted and separated from each other, a movable contact provided with the movable contact, a shaft that is integrally linked to the movable contact, and the movable contact as the fixed contact. A contact pressure spring that urges in the direction of contact, and the shaft is provided with an extending portion extending from the tip of the shaft through the movable contact to the side opposite to the fixed contact side, and the extending portion A hook is provided at one end of the spring, and an auxiliary spring that biases the movable contact toward the fixed contact is provided between the hook and the movable contact. One end is in contact with the movable contact .
この接点装置において、前記鍔部及び前記補助ばねを保持するホルダを設けることが好ましい。 In this contact device, it is preferable to provide a holder for holding the flange and the auxiliary spring.
本発明の電磁開閉装置は、上記何れかの接点装置と、当該接点装置の前記可動接触子を駆動して前記各可動接点を前記各固定接点に接離させる駆動手段とを備えることを特徴とする。 An electromagnetic switching device according to the present invention includes any one of the contact devices described above, and a driving unit that drives the movable contact of the contact device to bring the movable contacts into contact with and away from the fixed contacts. To do.
本発明は、電磁反発力を効率良く打ち消すことで接点間に働く接圧の低下を防止することができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that it is possible to prevent a decrease in contact pressure acting between the contacts by efficiently canceling the electromagnetic repulsion force.
以下、本発明に係る接点装置の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、図1(a)における上下を上下方向、紙面手前側を前方向、紙面奥側を後方向と定めるものとする。本実施形態である接点装置1は、図1(a)に示すように、第1の固定接点10A及び第2の固定接点10Bを有する第1の固定端子10と、第3の固定接点10Cを有する第2の固定端子11とを備える。また、本実施形態は、各固定接点10A〜10Cとそれぞれ接離する可動接点12A〜12Cを有する可動接触子12と、可動接触子12を各固定接点10A〜10Cに接触させる向きに付勢する接圧ばね13とを備える。
Hereinafter, embodiments of a contact device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the vertical direction in FIG. 1A is defined as the vertical direction, the front side of the paper is defined as the front direction, and the back side of the paper is defined as the rear direction. As shown in FIG. 1A, the
各固定端子10,11は、何れも導電性を有する金属材料から矩形板状に形成される。第1の固定端子10の上面には、導電性を有する金属材料から形成される第1の固定接点10A及び第2の固定接点10Bが前後方向に沿って互いに一定の間隔を空けて固着される。また、第2の固定端子11の上面には、同じく導電性を有する金属材料から形成される第3の固定接点10Cが固着される。
Each of the
可動接触子12は、導電性を有する金属材料から矩形板状に形成され、その下面には、各固定接点10A〜10Cと対向する形で第1の可動接点12A、第2の可動接点12B、第3の可動接点12Cがそれぞれ固着される。各可動接点12A〜12Cは、各固定接点10A〜10Cと同様に、導電性を有する金属材料から形成される。なお、各固定接点10A〜10C及び各可動接点12A〜12Cは、接触抵抗を小さくするために各固定端子10,11及び可動接触子12を形成する材料よりも電気抵抗の小さい材料で形成されるのが望ましい。
The
接圧ばね13は、コイルスプリングから成り、その下端部が可動接触子12の上面に当接するとともに、上端部が接点装置1の収容される空間の壁面(図示せず)に当接する。したがって、接圧ばね13の付勢力が働くことにより、可動接触子12は各固定接点10A〜10Cに向かう向き(下向き)に付勢される。
The
可動接触子12の下方には、後述する駆動手段により駆動されて可動接触子12を上向きに押圧する金属製のシャフト14が配設されている。シャフト14の上端部には、絶縁性を有する樹脂材料から形成されるキャップ14Aが配設されている。また、キャップ14Aの上端部には、可動接触子12を貫通して上側まで伸びる棒状の延設部15が一体に形成されている。この延設部15の上端部には、延設部15の径方向に沿って広がる鍔部16が設けられており、鍔部16の下面に補助ばね17の上端部が固定されている。
Below the
補助ばね17は、コイルスプリングから成り、上述のようにその上端部が鍔部16の下面に固定される。また、鍔部16及び補助ばね17は、例えば樹脂材料から前後両面が開口した箱体に形成されたホルダ18に保持されている。すなわち、補助ばね17は、その下端部がホルダ18の内面に当接することで、鍔部16の下面とホルダ18の内面との間で位置決めされる。
The
以下、本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明では、シャフト14を図示しない駆動手段によって上下方向に沿って駆動させることで、可動接触子12を駆動させている。この駆動手段としては、例えば後述する電磁開閉装置の実施形態における電磁石装置2が用いられる。また、シャフト14は、駆動されて変位した後は、次に駆動されるまではその位置が固定されるものとする。
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described. In the following description, the
接点間が開成しているときは、図1(a)に示すように、シャフト14のキャップ14Aの上端部が可動接触子12の下面に当接している。ここで、接点間が開成しているときには、シャフト14のキャップ14Aが初期位置に固定されていることから、可動接触子12の下方への変位が規制されている。
When the contact is open, the upper end of the
次に、シャフト14が下向きに駆動されると、シャフト14に連動してキャップ14Aも下方に変位する。すると、キャップ14Aによる可動接触子12の下方への変位の規制が解除されるため、可動接触子12は接圧ばね13の付勢力により下方に(各固定接点10A〜10Cに向かう向き)に変位する。そして、図1(b)に示すように、各可動接点12A〜12Cが各固定接点10A〜10Cに当接して接点間が閉成する。
Next, when the
ところで、シャフト14の下方への変位に伴って、延設部15及び鍔部16も下方へと変位する。そして、ホルダ18の下面が可動接触子12に当接し、補助ばね17が鍔部16の下面とホルダ18の内面との間で圧縮された状態となる。ここで、シャフト14は変位後の位置が固定されるため、シャフト14と連動する鍔部16も変位後の位置が固定される。したがって、補助ばね17の付勢力がホルダ18を介して働くことにより、可動接触子12は各固定接点10A〜10Cに向かう向き(下向き)に付勢される。
By the way, along with the downward displacement of the
ここで、接点間が導通したとき、或いは接点間に短絡電流等の大電流が流れたとき等の場合に、可動接触子12は、固定端子10,11から発生する磁場の影響によって接点が反発する向き(上向き)に電磁反発力を受ける。しかしながら、本実施形態では、上述のように補助ばね17の付勢力によって可動接触子12が下向きに付勢されているため、この電磁反発力と180度反対向きの力により、電磁反発力を効率良く打ち消すことができる。
Here, the
そして、シャフト14が上向きに駆動されると、シャフト14に連動してキャップ14Aが上方に変位し、キャップ14Aの上端部が可動接触子12の下面と当接する。キャップ14Aは、接圧ばね13の付勢力に抗って可動接触子12を上方へと変位させ、初期位置に戻る。これにより、各可動接点12A〜12Cが各固定接点10A〜10Cから離れて接点間が開成する。
When the
上述のように、本実施形態では、可動接触子12を各固定接点10A〜10Cに向かう向きに付勢する補助ばね17を設けたので、上記電磁反発力を効率良く打ち消すことができ、接点間に働く接圧の低下を防止することができる。したがって、接点間の接圧の低下により各可動接点12A〜12Cが各固定接点10A〜10Cから離れるということがない。このため、接点間にはアークも発生せず、アークにより各可動接点12A〜12Cと各固定接点10A〜10Cとが溶着するのを防止することができる。
As described above, in the present embodiment, since the
なお、本実施形態では、ホルダ18を設けることで補助ばね17の位置決めを行っているが、ホルダ18を設けなくてもよい。例えば、鍔部16の下面に下向きに突出する突部(図示せず)を設け、当該突部に補助ばね17の上端部を嵌め合わせることで補助ばね17の位置決めを行う構成であってもよい。また、本実施形態では、3つの可動接点12A〜12Cと3つの固定接点10A〜10Cとで接点部が構成されているが、2つの可動接点12A,12Cと2つの固定接点10A,10Cとで構成してもよい。
In the present embodiment, the
以下、上記接点装置1を備えた電磁開閉装置の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、図2における上下左右を上下左右方向と定めるものとする。また、以下の説明では、上記接点装置1における延設部15、鍔部16、補助ばね17、ホルダ18の図示を省略している。
Hereinafter, an embodiment of an electromagnetic switching device provided with the
本実施形態は、図2に示すように、中空箱形のハウジング3内に、上記接点装置1と、接点装置1の可動接触子12を駆動して各可動接点12A〜12Cを各固定接点10A〜10C(図3参照)に接離させる電磁石装置2(駆動手段)とを収納して構成される。なお、ハウジング3は例えばPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂製であって、図2に示すように2つの上ケース30、下ケース31を一体に組み合わせて形成される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the hollow box-shaped
接点装置1は、上ケース30と下ケース31とで覆われる空間内に配置される。ここで、接圧ばね13は、その上端部が上ケース30内部の上面に固定される。また、シャフト14は、上ケース30を貫通して下ケース31まで延設されており、後述する可動鉄心24に貫通する形で固定されている。
The
ここで、図3(a)に示すように、第1の可動接点12Aは、第2の可動接点12B及び第3の可動接点12Cの各中心を通る線からずれた位置に配置されている。また、図3(b)に示すように、第1の固定接点10Aは、第2の固定接点10B及び第3の固定接点10Cの各中心を通る線からずれた位置に配置されている。
Here, as shown to Fig.3 (a), 12 A of 1st movable contacts are arrange | positioned in the position shifted | deviated from the line which passes each center of the 2nd
各固定端子10,11には、それぞれハウジング3の右面から突出する負荷端子100,110が一体に形成されている。各負荷端子100,110のうち何れか一方は、外部電源(図示せず)に接続され、他方は外部負荷(図示せず)に接続される。なお、接点装置1の他の各部は上記実施形態において既に説明しているので、ここでは説明を省略する。
The fixed
電磁石装置2は、図2に示すように、コイルボビン21に巻き回されて成る励磁巻線20と、励磁巻線20の両端がそれぞれ接続される1対(図示では1つ)のコイル端子22とを備える。また、電磁石装置2は、コイルボビン21内に配設固定される固定鉄心23と、可動鉄心24と、復帰ばね25とを備える。
As shown in FIG. 2, the electromagnet device 2 includes an excitation winding 20 wound around a
コイルボビン21は、樹脂材料により円筒状に形成され、その上端部及び下端部のそれぞれに鍔部21A,21Bが形成されている。鍔部21A,21Bの間にある円筒部21Cには、上述のように励磁巻線20が配設されている。
The
励磁巻線20は、コイルボビン21の鍔部21Aに設けられる1対の端子部(図示せず)にその両端部がそれぞれ接続され、各端子部を介して各コイル端子22に接続される。各コイル端子22は、銅等の導電性を有する金属材料から形成され、ハウジング3の右面から突出する形で設けられる。そして、各コイル端子22に励磁電流を流すことで、励磁巻線20が通電するようになっている。
The exciting winding 20 is connected to a pair of terminal portions (not shown) provided on the
コイルボビン21の円筒部21Cには、その内側の下端部に磁性材料から形成された固定鉄心23が配設される。ここで、コイルボビン21の下方には、磁性材料から形成された継鉄21Dが配設されている。そして、固定鉄心23は、コイルボビン21の下端部に設けられた図示しない穴を介して継鉄21Dに固定されている。固定鉄心23の上端部には、可動鉄心24の下端部が嵌り込む下向きに窪んだ凹部23Aが設けられている。また、コイルボビン21の円筒部21C内側には、磁性材料から形成された可動鉄心24が固定鉄心23の上側に移動自在に配設される。可動鉄心24の下端部には、上向きに窪んだ収納凹部24Aが設けられており、この収納凹部24Aに復帰ばね25の一部が収納される。
The
復帰ばね25は、コイルスプリングから成り、可動鉄心24の収納凹部24A内の上面と、固定鉄心23の凹部23A内の下面との間に保持される。復帰ばね25は、可動鉄心24が下方に変位したときに圧縮され、可動鉄心24を上向きに付勢する。
The return spring 25 is formed of a coil spring and is held between the upper surface in the
ここで、可動鉄心24の外径寸法は固定鉄心23の外径寸法よりも小さく、コイルボビン21の円筒部21Cと可動鉄心24との間には隙間が生じる。この隙間には、磁性体から円筒状に形成されて上端部にフランジが設けられたプレート26が配設される。そして、上記の固定鉄心23と、可動鉄心24と、プレート26と、継鉄21Dとで磁気回路を形成している。
Here, the outer diameter dimension of the
以下、本実施形態の動作について説明する。先ず、励磁巻線20に通電すると、可動鉄心24が固定鉄心23に吸引されることで、可動鉄心24に固定されているシャフト14が下方に変位する。すると、シャフト14と連動してキャップ14Aも下方に変位することで、キャップ14Aによる可動接触子12の下方への変位の規制が解除されるため、可動接触子12は接圧ばね13の付勢力により下方に変位する。そして、各可動接点12A〜12Cが各固定接点10A〜10Cに当接して接点間が閉成する。
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described. First, when the excitation winding 20 is energized, the
このとき、各可動接点12A〜12Cと各固定接点10A〜10Cとが3点で接触するため、接点同士が衝突した際の可動接触子12の揺動が防止される。このため、可動接触子12の揺動による異音の発生や、各可動接点12A〜12C及び各固定接点10A〜10Cの摩擦による消耗を防止することができる。
At this time, since each
一方、励磁巻線20への通電が遮断されると、復帰ばね25の付勢力により可動鉄心24が上方へと変位し、シャフト14も上方に変位する。すると、シャフト14と連動してキャップ14Aも上方に変位することで、キャップ14Aの上端部が可動接触子12の下面と当接する。キャップ14Aは、接圧ばね13の付勢力に抗って可動接触子12を上方へと変位させ、初期位置に戻る。これにより、各可動接点12A〜12Cが各固定接点10A〜10Cから離れて接点間が開成する。
On the other hand, when the energization to the excitation winding 20 is interrupted, the
上述のように、本実施形態においても上記接点装置1を用いているので、接点間が導通したとき、或いは接点間に短絡電流等の大電流が流れた際に生じる電磁反発力を効率良く打ち消すことができ、接点間に働く接圧の低下を防止することができる。したがって、接点間の接圧の低下により各可動接点12A〜12Cが各固定接点10A〜10Cから離れるということがない。このため、接点間にはアークも発生せず、アークにより各可動接点12A〜12Cと各固定接点10A〜10Cとが溶着するのを防止することができる。
As described above, since the
1 接点装置
10 第1の固定端子
11 第2の固定端子
10A〜10C 固定接点
12 可動接触子
12A〜12C 可動接点
14 シャフト
15 延設部
16 鍔部
17 補助ばね
18 ホルダ
2 電磁石装置(駆動手段)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記接圧ばねの一端部は、前記可動接触子に接することを特徴とする接点装置。 A fixed contact and a movable contact that are brought into contact with and away from each other, a movable contact provided with the movable contact, a shaft that is integrally linked to the movable contact, and a biasing direction in which the movable contact is brought into contact with the fixed contact. An extension portion that extends from the tip of the shaft through the movable contact to the opposite side of the fixed contact side, and a flange portion is provided at one end of the extension portion. An auxiliary spring that urges the movable contact toward the fixed contact is provided between the flange and the movable contact ;
One end portion of the contact pressure spring is in contact with the movable contact .
3. An electromagnetic switching device comprising: the contact device according to claim 1; and driving means for driving the movable contact of the contact device to bring the movable contacts into and out of contact with the fixed contacts.
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