JP5990240B2 - 電磁開閉装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電磁開閉装置に関し、特に、組立工数を削減できるようにした電磁開閉装置に関する。
周知のように、電磁開閉装置は、主電源と負荷を開閉する開閉装置の一種である。
図１２は従来の電磁開閉装置の断面図であり、図１３は図１２の電磁開閉装置の要部拡大図である。
図１２及び図１３に示すように、従来の電磁開閉装置は、接点部１０と、接点部１０を開閉する駆動部３０とを備える。
接点部１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１に固定配置される固定接点１５と、固定接点１５に接離する可動接点２１とを含む。
駆動部３０は、コイル４１と、コイル４１の周辺に配置されて磁路を形成するヨーク５１と、コイル４１の内部に配置される固定コア６１と、固定コア６１に接離する可動コア７１と、一端は可動コア７１に連結されて他端は可動接点２１に連結されるシャフト８１と、可動コア７１を初期位置に復帰させるリターンスプリング９１とを備える。
コイル４１はボビン４５を備える。
ボビン４５の内部には、固定コア６１が挿入される。
固定コア６１はヨーク５１と磁路を形成する。
固定コア６１には、シャフト８１が相対移動可能に挿入される。
シャフト８１の一端部には、可動接点２１が相対運動可能に連結される。
シャフト８１の一端部には、可動接点２１が固定接点１５に弾性的に接触するように加圧するコンタクトスプリング２５が設けられる。
一方、ハウジング１１には、固定接点１５及び可動接点２１から発生するアークから構成部品を保護するためのアークプロテクタ９３が備えられる。
ハウジング１１は、下方に開口するように形成される。
アークプロテクタ９３は、ハウジング１１の下部に開口を閉塞するように結合される。
アークプロテクタ９３の中央には、内部にコンタクトスプリング２５が収容される突出部９５が形成される。
コンタクトスプリング２５の下方には緩衝用ゴム９７が備えられる。
緩衝用ゴム９７の上側にはワッシャ９８が配置される。
しかし、このような従来の電磁開閉装置においては、突出部９５の内部に緩衝用ゴム９７が結合され、緩衝用ゴム９７の上方にコンタクトスプリング２５が配置されるようにしており、緩衝用ゴム９７に遊びが発生することがあった。つまり、コンタクトスプリング２５の支持が不十分であった。
また、緩衝用ゴム９７は、部品点数を増加させるだけでなく、サイズが相対的に小さいため取り扱いが容易でないので組立工数を増加させる。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、部品点数及び組立工数を削減することのできる電磁開閉装置を提供することを目的とする。
本発明は、部品点数を削減すると共に遊びの発生を抑制することのできる電磁開閉装置を提供することを他の目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、前記ハウジングの内部に備えられる固定接点と、前記ハウジングの内部で前記固定接点に接離する可動接点と、一端が前記可動接点に連結されるシャフト及び前記可動接点が前記固定接点に接触するように付勢するコンタクトスプリングを備え、前記可動接点を駆動する駆動部と、アークを遮断するアーク遮断部、及び前記アーク遮断部から突出し、中央に前記シャフトが収容されるシャフト収容部が備えられて前記コンタクトスプリングを支持するコンタクトスプリング支持部を備えるアークプロテクタとを含む、電磁開閉装置を提供する。
前記電磁開閉装置は、前記コンタクトスプリング支持部と前記コンタクトスプリングとの間に配置されるワッシャをさらに含んでもよい。
前記コンタクトスプリング支持部は、前記コンタクトスプリング側に突出して前記ワッシャを支持する突起を備えてもよい。
前記突起は、前記コンタクトスプリング側に向かうほど外幅が次第に減少するようにしてもよい。
前記突起は、断面三角形状を有するようにしてもよい。
前記突起は、断面半円形状を有するようにしてもよい。
前記コンタクトスプリング支持部は、前記コンタクトスプリングの外郭に配置されるガイド部を備えてもよい。
前記ガイド部は、前記ワッシャが収容されるワッシャ収容部を内部に備えてもよい。
前記コンタクトスプリング支持部は、前記シャフト収容部が形成される円筒部を備え、前記ガイド部は、前記円筒部から突出し、前記円筒部の内径より拡張された内径を有するように形成されてもよい。
前記ガイド部は、前記円筒部から突出して前記ワッシャを支持する複数の突起を内側に備えてもよい。
前記突起は、断面三角形状を有するようにしてもよい。
前記突起は、断面半円形状を有するようにしてもよい。
前記電磁開閉装置は、前記ワッシャと前記シャフトとの間に配置される緩衝部材をさらに含んでもよい。
前記駆動部は、コイル、前記コイルの内部に配置される固定コア、及び前記固定コアに対して接離可能に配置されて前記シャフトの他端が連結される可動コアをさらに備え、前記コンタクトスプリング支持部は、前記固定コアの一端部が収容される固定コア収容部を備えるようにしてもよい。
前記固定コア収容部は、前記シャフト収容部から半径方向に拡張されるように形成されてもよい。
前記アーク遮断部は、底面部及び前記底面部の縁部に沿って突出する側壁部を備え、前記側壁部は、前記ハウジングの内面に密着して挿入結合されるようにしてもよい。
前記側壁部は、前記ハウジングの内面に圧入されるようにしてもよい。
本発明の一実施形態によれば、アーク遮断部及びコンタクトスプリング支持部を備えるアークプロテクタを含むことにより、部品点数及び組立工数を削減することができる。
また、コンタクトスプリング支持部をアーク遮断部と一体に形成することにより、単一部品でアークからの保護とコンタクトスプリングの緩衝支持の両方を実現することができる。
さらに、コンタクトスプリング支持部をアーク遮断部と一体に形成することにより、コンタクトスプリング支持部の遊びの発生が抑制され、コンタクトスプリングを安定して支持することができる。
さらに、コンタクトスプリング支持部が固定コア収容部を備えるようにすることにより、アークプロテクタの外郭及び中央部を強固に支持することができる。
以下、本発明の好ましい実施形態による電磁開閉装置について添付図面を参照して詳細に説明する。
なお、本明細書及び特許請求の範囲で用いられた用語や単語は、通常の意味や辞書的な意味に限定されて解釈されてはならず、発明者は発明者自身の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を定義できるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。
よって、本明細書に記載された実施形態と図面に開示された構成は、本発明の最も好ましい実施形態にすぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないので、本発明の出願時点においてこれらを代替できる様々な均等物と変形例があり得ることを理解すべきである。
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態による電磁開閉装置は、ハウジング１１０と、ハウジング１１０の内部に備えられる固定接点１１５と、ハウジング１１０の内部で固定接点１１５に接離する可動接点１２１と、一端が可動接点１２１に連結されるシャフト１８１及び可動接点１２１が固定接点１１５に接触するように付勢するコンタクトスプリング２０１を備え、可動接点１２１を駆動する駆動部１３０と、アークを遮断するアーク遮断部２１１及びアーク遮断部２１１から突出してコンタクトスプリング２０１を支持するコンタクトスプリング支持部２２１を備えるアークプロテクタ２１０とを含んでもよい。
ハウジング１１０の内部には、収容空間が形成されてもよい。
ハウジング１１０は、例えば、セラミック部材で実現される。
ハウジング１１０は、例えば、下方に開口するように形成される。
ハウジング１１０の内部には、固定接点１１５が備えられてもよい。
固定接点１１５は、例えば、ハウジング１１０の上端に結合される。
ハウジング１１０の内部には、固定接点１１５に接離する可動接点１２１が備えられてもよい。
ハウジング１１０の一側には、可動接点１２１を固定接点１１５に接離させる駆動部１３０が備えられてもよい。
駆動部１３０は、例えば、ハウジング１１０の下側に配置される。
駆動部１３０は、例えば、磁力を発生するコイル１４１と、コイル１４１の周辺に配置されて磁路を形成するヨーク１５１と、コイル１４１の内部に配置される固定コア１６１と、固定コア１６１に対して接離可能に配置される可動コア１７１と、一端は可動コア１７１に連結されて他端は可動接点１２１に連結されるシャフト１８１と、可動コア１７１が固定コア１６１から離隔するように付勢するリターンスプリング１９１とを備える。
コイル１４１は、円筒状に形成されてもよい。
コイル１４１の内部には、ボビン１４５が備えられてもよい。
ボビン１４５の内部には、固定コア１６１及び可動コア１７１が挿入されてもよい。
固定コア１６１と可動コア１７１との間には、可動コア１７１が固定コア１６１から離隔するように付勢するリターンスプリング１９１が備えられてもよい。
固定コア１６１の上端部１６３は、ヨーク１５１の上側から所定の高さだけ突出するように構成されてもよい。
固定コア１６１の内部には、シャフト１８１が相対運動可能に収容される収容部１６４が設けられてもよい。
可動接点１２１は、例えば、電気伝導体からなる。
可動接点１２１には、シャフト１８１の端部が相対運動可能に連結されてもよい。
可動接点１２１には、シャフト１８１の端部が相対運動可能に挿入される挿入孔１２５が形成されてもよい。
シャフト１８１は、例えば、シャフト本体１８３と、シャフト本体１８３の一側から延びて可動接点１２１と結合する可動接点結合部１８５とを備える。
シャフト本体１８３は、固定コア１６１の収容部１６４に収容結合されてもよい。
可動接点結合部１８５は、例えば、シャフト本体１８３の外径より縮小された外径を有するように形成される。
可動接点結合部１８５は、可動接点１２１の挿入孔１２５に挿入結合されてもよい。
可動接点１２１の一側には、可動接点１２１が固定接点１１５に所定の圧力で接触するように付勢するコンタクトスプリング２０１が備えられてもよい。
コンタクトスプリング２０１は、例えば、圧縮コイルスプリングで実現される。
コンタクトスプリング２０１の内部には、シャフト１８１の端部が挿入結合されてもよい。
コンタクトスプリング２０１の内部には、可動接点結合部１８５が挿入されてもよい。
一方、可動接点１２１の一側には、アークプロテクタ２１０が備えられてもよい。
アークプロテクタ２１０は、ハウジング１１０の下方開口に備えられてもよい。
アークプロテクタ２１０の外郭には、シールカップ１１２が備えられてもよい。
アークプロテクタ２１０は、例えば、固定接点１１５及び可動接点１２１から発生するアークから駆動部１３０を保護するアーク遮断部２１１と、アーク遮断部２１１から突出してコンタクトスプリング２０１を支持するコンタクトスプリング支持部２２１とを備える。
アークプロテクタ２１０は、電気絶縁性能及び緩衝性能を有する部材で実現されてもよい。
アークプロテクタ２１０は、例えば、ゴム部材で形成される。
アーク遮断部２１１は、例えば、底面部２１３と、底面部２１３の縁部に沿って突出する側壁部２１５とを備える。
アーク遮断部２１１の側壁部２１５は、ハウジング１１０の内部に挿入されるようにしてもよい。
アーク遮断部２１１の側壁部２１５は、外面がハウジング１１０の内面に面接触するようにしてもよい。
アーク遮断部２１１の側壁部２１５は、例えば、ハウジング１１０の内部に圧入されるようにしてもよい。これにより、固定接点１１５と可動接点１２１との間で発生したアークが外部に漏れることを抑制することができる。
アーク遮断部２１１の中央領域には、コンタクトスプリング支持部２２１が備えられてもよい。
コンタクトスプリング支持部２２１は、アーク遮断部２１１の底面部２１３から突出形成されてもよい。
コンタクトスプリング支持部２２１は、例えば、内部にシャフト１８１を収容できるように円筒状に形成される。
コンタクトスプリング支持部２２１は、可動接点１２１が固定接点１１５から離隔した初期位置でシャフト本体１８３の端部より高く突出するようにしてもよい。
コンタクトスプリング支持部２２１は、固定コア１６１の上端部１６３が収容される固定コア収容部２２５を備えてもよい。これにより、アークプロテクタ２１０の結合を強固にすることができる。より具体的には、アークプロテクタ２１０は、アーク遮断部２１１の側壁部２１５がハウジング１１０の内部に圧入され、コンタクトスプリング支持部２２１の固定コア収容部２２５が固定コア１６１の上端部に結合されることにより、横方向の遊動が抑制される。
固定コア収容部２２５は、コンタクトスプリング支持部２２１の下部に形成されてもよい。
固定コア収容部２２５は、例えば、コンタクトスプリング支持部２２１の内径から半径方向外側に拡張されるように切り取って形成される。
コンタクトスプリング支持部２２１の上端部２２３は、平坦面からなるようにしてもよい。
コンタクトスプリング支持部２２１の上端部２２３とコンタクトスプリング２０１との間には、ワッシャ２３１が備えられてもよい。
ワッシャ２３１の貫通孔２３２には、可動接点結合部１８５が収容結合されてもよい。
コンタクトスプリング支持部２２１の外径は、ワッシャ２３１の外径及びコンタクトスプリング２０１の外径より大きく形成されてもよい。
ワッシャ２３１は、例えば、コンタクトスプリング支持部２２１の上端部２２３に面接触する。
ワッシャ２３１とシャフト１８１との間には、緩衝部材２４１が備えられてもよい。これにより、ワッシャ２３１とシャフト１８１とが直接接触しなくなり、金属間の接触による騒音の発生が抑制される。
緩衝部材２４１は、例えば、円盤状に形成される。
緩衝部材２４１の外径は、コンタクトスプリング支持部２２１の内径より小さく形成されてもよい。
緩衝部材２４１の中央には、シャフト１８１が貫通する貫通孔２４５が形成されてもよい。
より具体的には、貫通孔２４５の内径は、可動接点結合部１８５の外径より大きく形成されてもよい。
一方、アークプロテクタ２１０は、図５及び図６に示すように、コンタクトスプリング２０１側に突出してワッシャ２３１を支持する突起２２７を備えてもよい。
アークプロテクタ２１０は、アーク遮断部２１１と、アーク遮断部２１１の中央領域からコンタクトスプリング２０１に向かって突出してコンタクトスプリング２０１を支持するコンタクトスプリング支持部２２１とを備えてもよい。
コンタクトスプリング支持部２２１は、例えば、アーク遮断部２１１の底面部２１３から円筒状に突出した円筒部２２２と、円筒部２２２の上端からコンタクトスプリング２０１に向かって突出し、円周方向に離隔した複数の突起２２７とを備える。
円筒部２２２には、固定コア１６１の上端部１６３が収容される固定コア収容部２２５が備えられてもよい。
各突起２２７は、コンタクトスプリング２０１側に向かうほど外幅が次第に減少するようにしてもよい。これにより、初期接触時の緩衝が容易になり、騒音の発生が抑制される。
各突起２２７の上側（上端）には、ワッシャ２３１が備えられてもよい。
各突起２２７は、断面三角形状に形成されるようにしてもよい。
本実施形態においては、突起２２７が断面三角形状に形成された場合を例示しているが、図９に示すように、突起２２８が断面半円形状に形成されるようにしてもよい。
一方、アークプロテクタ２１０は、図７及び図８に示すように、コンタクトスプリング２０１の外郭に配置されるガイド部２２９を備えてもよい。
アークプロテクタ２１０は、アーク遮断部２１１と、アーク遮断部２１１の中央領域からコンタクトスプリング２０１に向かって突出してコンタクトスプリング２０１を支持するコンタクトスプリング支持部２２１とを備えてもよい。
コンタクトスプリング支持部２２１は、例えば、アーク遮断部２１１の底面部２１３から円筒状に突出した円筒部２２２と、コンタクトスプリング２０１の外郭に配置されるように円筒部２２２の上端から突出したガイド部２２９とを備える。
ガイド部２２９は、例えば、円筒部２２２の上端から可動接点１２１側に突出して円周方向に延びた円筒状に形成される。
円筒部２２２には、固定コア１６１の上端部１６３が収容される固定コア収容部２２５が備えられてもよい。
ガイド部２２９は、円筒部２２２の内径Ｄi1より拡張された内径Ｄi2を有するように形成されてもよい。
ガイド部２２９は、内部にワッシャ２３１が収容されるワッシャ収容部２３０を備えてもよい。
ワッシャ２３１は、円筒部２２２の上側に配置されてもよい。
円筒部２２２の上側には、図１０に示すように、複数の断面三角形状の突起２２７が備えられてもよい。これにより、ワッシャ２３１と突起２２７との初期接触時の接触面積が相対的に小さくなり、緩衝が容易になり、接触騒音を低減することができる。
また、円筒部２２２の上側には、図１１に示すように、複数の断面半円形状の突起２２８が備えられてもよい。これにより、ワッシャ２３１と突起２２８との初期接触時の接触面積が相対的に小さくなり、緩衝が容易になり、接触騒音を低減することができる。
このような構成により、ヨーク１５１の上端より突出した固定コア１６１の上端部１６３が固定コア収容部２２５に収容されるように、アークプロテクタ２１０を結合することができる。
シャフト１８１は、緩衝部材２４１、ワッシャ２３１、コンタクトスプリング２０１及び可動接点１２１が予め結合されるようにしてもよい。
シャフト１８１の下端が固定コア１６１の内部を貫通するように結合されてもよい。
シャフト１８１の下端は、可動コア１７１の内部に挿入されて一体に固定結合されてもよい。例えば、シャフト１８１の下端は、可動コア１７１に溶接結合される。
アークプロテクタ２１０の上側には、ハウジング１１０が結合されてもよい。
一方、駆動部１３０のコイル１４１に電源が供給されると、可動コア１７１は電磁力により固定コア１６１側に移動する。
可動コア１７１の移動と同時にシャフト１８１及び可動接点１２１は固定接点１１５に向かって移動する。このとき、リターンスプリング１９１は圧縮されて付勢力が蓄積される。
移動した可動接点１２１は固定接点１１５に接触して先に移動が停止される。
可動接点１２１と固定接点１１５との接離過程でアークが発生することがあり、可動接点１２１と固定接点１１５との間で発生したアークはアークプロテクタ２１０により周辺に飛散することが抑制される。
シャフト１８１及び可動コア１７１は可動コア１７１が固定コア１６１に接触するまで可動接点１２１に対して相対移動する。このとき、コンタクトスプリング２０１は圧縮されて付勢力が蓄積される。
より具体的には、可動接点１２１が固定接点１１５に接触して可動接点１２１の移動が停止されると、ワッシャ２３１はシャフト１８１により加圧されてコンタクトスプリング支持部２２１から離隔する。ワッシャ２３１が移動すると、コンタクトスプリング２０１が圧縮されて付勢力が蓄積される。これにより、可動接点１２１は所定の接圧力で固定接点１１５に接触した状態を安定して維持することができる。
一方、駆動部１３０のコイル１４１への電源供給が停止されると、可動コア１７１はリターンスプリング１９１の付勢力により固定コア１６１から離隔して初期位置に復帰する。
可動コア１７１の移動と同時にシャフト１８１は初期位置に移動し、シャフト１８１の移動と同時にコンタクトスプリング２０１は伸長する。
コンタクトスプリング２０１が伸長を開始すると、ワッシャ２３１はコンタクトスプリング支持部２２１側に移動する。
このとき、ワッシャ２３１は緩衝部材２４１又は突起２２７、２２８により緩衝され、騒音の発生が抑制される。
１１０ ハウジング
１１５ 固定接点
１２１ 可動接点
１３０ 駆動部
１４１ コイル
１６１ 固定コア
１７１ 可動コア
１８１ シャフト
２０１ コンタクトスプリング
２１０ アークプロテクタ
２１１ アーク遮断部
２１３ 底面部
２１５ 側壁部
２２１ コンタクトスプリング支持部
２２２ 円筒部
２２５ 固定コア収容部
２２７、２２８ 突起
２２９ ガイド部
２３０ ワッシャ収容部
２３１ ワッシャ
２４１ 緩衝部材
１１５ 固定接点
１２１ 可動接点
１３０ 駆動部
１４１ コイル
１６１ 固定コア
１７１ 可動コア
１８１ シャフト
２０１ コンタクトスプリング
２１０ アークプロテクタ
２１１ アーク遮断部
２１３ 底面部
２１５ 側壁部
２２１ コンタクトスプリング支持部
２２２ 円筒部
２２５ 固定コア収容部
２２７、２２８ 突起
２２９ ガイド部
２３０ ワッシャ収容部
２３１ ワッシャ
２４１ 緩衝部材
Claims (11)
- ハウジングと、
前記ハウジングの内部に備えられる固定接点と、
前記ハウジングの内部で前記固定接点に接離する可動接点と、
一端が前記可動接点に連結されるシャフト及び前記可動接点が前記固定接点に接触するように付勢するコンタクトスプリングを備え、前記可動接点を駆動する駆動部と、
アークを遮断するアーク遮断部、及び前記アーク遮断部から突出し、中央に前記シャフトが収容されるシャフト収容部が備えられて前記コンタクトスプリングを支持するコンタクトスプリング支持部を備えるアークプロテクタと、
前記コンタクトスプリング支持部と前記コンタクトスプリングとの間に配置されるワッシャと、
を含み、
前記アークプロテクタは、電気絶縁性能及び緩衝性能を有する部材で実現され、
前記コンタクトスプリング支持部は、前記コンタクトスプリング側に突出して前記ワッシャを支持する突起を備え、
前記突起は、前記コンタクトスプリング側に向かうほど外幅が次第に減少する、電磁開閉装置。 - 前記突起は、断面三角形状を有する、請求項１に記載の電磁開閉装置。
- 前記突起は、断面半円形状を有する、請求項１に記載の電磁開閉装置。
- 前記コンタクトスプリング支持部は、前記コンタクトスプリングの外郭に配置されるガイド部を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁開閉装置。
- 前記ガイド部は、前記ワッシャが収容されるワッシャ収容部を内部に備える、請求項４に記載の電磁開閉装置。
- 前記コンタクトスプリング支持部は、前記シャフト収容部が形成される円筒部を備え、
前記ガイド部は、前記円筒部から突出し、前記円筒部の内径より拡張された内径を有するように形成される、請求項５に記載の電磁開閉装置。 - 前記ワッシャと前記シャフトとの間に配置される緩衝部材をさらに含む、請求項１に記載の電磁開閉装置。
- 前記駆動部は、コイル、前記コイルの内部に配置される固定コア、及び前記固定コアに対して接離可能に配置されて前記シャフトの他端が連結される可動コアをさらに備え、
前記コンタクトスプリング支持部は、前記固定コアの一端部が収容される固定コア収容部を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁開閉装置。 - 前記固定コア収容部は、前記シャフト収容部から半径方向に拡張されるように形成される、請求項８に記載の電磁開閉装置。
- 前記アーク遮断部は、底面部及び前記底面部の縁部に沿って突出する側壁部を備え、
前記側壁部は、前記ハウジングの内面に密着して挿入結合される、請求項８又は９に記載の電磁開閉装置。 - 前記側壁部は、前記ハウジングの内面に圧入される、請求項１０に記載の電磁開閉装置。
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