JP7254423B2 - 電磁接触器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁接触器に関するものである。

電磁接触器は、常時励磁式のものと瞬時励磁式のものが知られている。常時励磁式の電磁接触器は、操作回路の投入コイルに電流が流れている間、投入コイル内の固定鉄心が磁化されて可動鉄心を引き寄せ、主回路を導通させるものであるため、投入状態を保つには投入コイルに電流を流し続ける必要がある。このため、節電したい場合や、投入コイルの発熱を抑えたい場合には、瞬時励磁式の電磁接触器が用いられる。瞬時励磁式の電磁接触器は、機械的に投入状態に保つための構造を採用することが知られている。例えば特許文献１に記載の構造は、投入状態を保つために、別体として形成した保持装置を電磁接触器の外部に連結させている。この保持装置は釈放コイルや釈放コイルによって駆動する可動鉄心、それと連動する機構などを備えている。

特開２０００－２５１６０１号公報

ところで、特許文献１に記載されている構造を用いる場合、コイルを追加で使用することなどに起因する部品点数の増加や、製品コストの増加が発生してしまう。また、大型化してしまうという問題があった。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、部品点数を抑えたコンパクトな瞬時励磁式の電磁接触器を提供できるようにすることである。

上記課題を解決するため、コイルの電流が流されることで励磁される固定鉄片と、固定鉄片が励磁されると固定鉄片に引き付けられる可動鉄片と、可動接点を移動させるクロスバーと、可動鉄片と連動した可動接点が固定接点に接触することで、負荷に電源供給する主回路が開いた状態から閉じた状態となる接点部と、可動鉄片と連動するリンクピンと、リンクピンとリンクし、固定鉄片の励磁がオフであるときにリンクピンの移動を規制可能な規制部が備えられ、可動鉄片の動作に伴いリンクピンの移動をガイドする制御部材と、を備えた電磁接触器とする。

また、制御部材は、正面視で固定鉄片から固定接触子までの高さの範囲、かつ、固定鉄片と可動鉄片の少なくとも一方に隣り合うように配置された構成とすることが好ましい。

また、側面視で、接点と接点の間に制御部材を設けた構成とすることが好ましい。

また、可動鉄片は、一端に固定鉄片に対して回動自在に連結される連結部を備えるとともに、他端に固定鉄片の励磁により引き付けられる可動部を備え、クロスバーは、可動部とリンクピンの少なくとも一方に連結される接続部を備え、正面視で前記接続部を通る垂直線の一方側に制御部材を設け、他方側に可動鉄片の連結部を設けた構成とすることが好ましい。

また、可動鉄片の可動部は、可動接点と固定接点が接していない非励磁状態においては制御部材よりも上方に位置し、励磁状態で可動接点と固定接点が接している状態においては、制御部材の高さと略同一の高さに位置する構成とすることが好ましい。

また、正面視で固定鉄片と可動鉄片の少なくとも一方の幅方向両外側となる位置に、制御部材が設けられた構成とすることが好ましい。

本発明では、部品点数を抑えたコンパクトな瞬時励磁式の電磁接触器を提供することが可能となる。

第一の実施例における電磁接触器の初期状態の正面図である。ただし、破線により垂直線を示している。 図１に示す電磁接触器の固定鉄片が励磁された状態の正面図である。 図１に示す電磁接触器の側面図である。なお、破線間が接点と接点の間を表している。 図１において垂直線を付した箇所で電磁接触器を切った断面図である。なお、破線間が接点と接点の間を表している。 制御部材の規制部周りを拡大した図である。ただし、制御部材の板状の部位の一面側が実線で表されており、他面側が破線で表されている。 図５に示す部分をリンクピンの一部が周回する場合の、一面側と他面側のリンクピンの端部の移動例を表した図である。ただし、制御部材の板状の部位の一面側が実線で表されており、他面側が破線で表されている。 リンクピンの一部が規制部周りを周回する場合の、一面側のリンクピンの端部の移動例を表した図である。 第二の実施例における電磁接触器の固定鉄片が励磁された状態の正面図である。 図８に示す電磁接触子の初期状態の断面図である。ただし、固定鉄片が励磁されていない状態である。 図８に示す電磁接触子の固定鉄片が励磁された状態の断面図である。 図８に示す電磁接触器の側面図である。 図８に示す電磁接触器の制御部材がクロスバーに固定されている状態を示す図である。ただし、制御部材を上下に移動させた場合にリンクピンの端部が移動する向きを矢印で表している。

以下に発明を実施するための形態を示す。図１乃至図４に示されていることから理解されるように、本実施形態の電磁接触器１は、コイル１３の電流が流されることで励磁される固定鉄片１１と、固定鉄片１１が励磁されると固定鉄片１１に引き付けられる可動鉄片１２と、可動接点１５を移動させるクロスバー１４と、可動鉄片１２と連動した可動接点１５が固定接点１６に接触することで、負荷に電源供給する主回路が開いた状態から閉じた状態となる接点部と、可動鉄片１２と連動するリンクピン２１と、を備えている。また、この電磁接触器１は、リンクピン２１とリンクし、固定鉄片１１の励磁がオフであるときにリンクピン２１の移動を規制可能な規制部２３が備えられ、可動鉄片１２の動作に伴いリンクピン２１の移動をガイドする制御部材２２を備えている。このため、部品点数を抑えたコンパクトな瞬時励磁式の電磁接触器１を提供することが可能となる。

ここで、図１から図４に示す第一の実施例について、説明する。この例では、固定鉄片１１はＵ字状に構成してあり、その一方側の端部が筒状のコイル１３の内側に位置するとともに、他方の端部がコイル１３の半径方向外側に位置する。本実施例の可動鉄片１２は直線状であり、一端に形成した連結部２５は固定鉄片１１と回動自在に連結されている。また、この連結部２５は、固定鉄片１１と電気的に接続されている。図１及び図２に示すことから理解されるように、可動鉄片１２の他端に形成した可動部２６は、固定鉄片１１が励磁されることにより固定鉄片１１に引き付けられる。

電磁接触器１は、図示しない戻しバネにより可動部２６と固定鉄片１１が離れるように付勢されているが、固定鉄片１１が励磁されることにより、この付勢力より大きな力で可動部２６と固定鉄片１１が引き付けられるため、固定鉄片１１と可動部２６を接触させることができる。なお、この例では、可動鉄片１２の連結部２５と固定鉄片１１が接触していることで磁力を高めることができ、高い吸引力を得ることができる。そのため、容量が小さい構造であっても、可動鉄片１２を強く引き付けることができる。

固定鉄片１１を励磁して可動鉄片１２を移動させることにより、可動部２６を移動させれば、可動接触子１８に備えられた可動接点１５と、固定接触子１７に備えらえた固定接点１６に関し、接触している状態と離れている状態を切り替えることができる。

図１に示す例では、可動鉄片１２の可動部２６は、リンクピン２１と接続している。より詳しくは、可動鉄片１２の可動部２６は、クロスバー１４に設けられた長孔２７に嵌め込まれたリンクピン２１に対して回動自在に接続されている。なお、リンクピン２１は長孔２７の範囲で移動することができる。このように、リンクピン２１の一方は可動部２６と連結される。一方、リンクピン２１の他方は制御部材２２にガイドされて移動する。

また、図１に示すことから理解されるように、実施形態の制御部材２２は、正面視で固定鉄片１１から固定接触子１７までの高さの範囲、かつ、固定鉄片１１と可動鉄片１２の少なくとも一方に隣り合うように配置されている。このため、制御部材２２をコンパクトにすることができる。また、図３及び図４に示すことから理解されるように、側面視で、接点と接点の間に制御部材２２を設けた構成とすることが好ましい。クロスバー１４の移動軸が偏ることなく可動接点１５を移動できるので、安定して接点の開閉を持続できるからである。

可動鉄片１２は、一端に固定鉄片１１に対して回動自在に連結される連結部２５を備えるとともに、他端に固定鉄片１１の励磁により引き付けられる可動部２６を備え、クロスバー１４は、可動部２６とリンクピン２１の少なくとも一方に連結される接続部５１を備え、正面視で前記接続部５１を通る垂直線の一方側に制御部材２２を設け、他方側に可動鉄片１２の連結部２５を設けた構成とすることが好ましい。制御部材２２と可動鉄片１２をコンパクトに配置できるからである。また、制御部材２２が正面視で垂直線の一方側に設けられているため、制御部材２２の組み付けや取り外しが容易にできるからである。なお、このようにすれば、電磁接触器１を瞬時式から常時式にする変更、若しくはその逆の変更を容易に行うことができる。

ところで、図１及び図２に示すことから理解されるように、実施形態のクロスバー１４は垂直に上下動し、接点部を開閉する。接点がオフになった状態では、図１に示すように、可動鉄片１２とリンクピン２１は互いに傾斜角度が大きくなり山状に連なるようになる。可動鉄片１２が固定鉄片１１に引き付けられ、接点がオンになった状態では、図２に示すように、可動鉄片１２とリンクピン２１の傾斜角度が小さくなる。

ところで、図１及び図２に示すことから理解されるように、可動鉄片１２の可動部２６に関しては、可動接点１５と固定接点１６が接していない非励磁状態においては制御部材２２よりも上方に位置し、励磁状態で可動接点１５と固定接点１６が接している状態においては、制御部材２２の高さと略同一の高さに位置するようにすることが好ましい。可動接点１５のストロークを効率よくリンクピン２１の動作に変換できるからである。

リンクピン２１は、クロスバー１４の上下動にあわせて制御部材２２にガイドされて移動するが、リンクピン２１をガイドする制御部材２２は、固定鉄片１１の励磁がオフであるときにリンクピン２１の移動を規制可能な規制部２３を備えている。この規制部２３にリンクピン２１が引っ掛かることにより、固定鉄片１１の励磁がオフであっても、可動接点１５と固定接点１６が接触している状態を維持することができる。なお、実施例のリンクピン２１は、四角形の一辺の一部分が切り取られたような略Ｃ字状に形成されており、その両端側が規制部２３に接触できるようになっている。

この制御部材２２の板状の部位の一面側と他面側の各々は、図５及び図６に示すことから理解されるように、突状の部位が互いに異なる形状となるように構成されている。リンクピン２１の一部は、図６及び図７に示す「「１」→「２」→「３」→「４」→「１」・・・」といった順序で、逆回転することなく、この突状の部位の周囲を周回できる。図５に示す例では、この突状の部位は、正面視で側方側がへこむハート型となっており、そのへこむ部分にリンクピン２１を引っ掛ければ、可動接点１５と固定接点１６が接触する状態を維持することができる。

なお、初期状態から一度励磁すれば、リンクピン２１の一部は「１」→「２」へ移動することになり、その後、励磁を解除すればリンクピン２１の一部は「２」→「３」に移動することになる。再び励磁すればリンクピン２１の一部は「３」→「４」へ移動することになり、その後、励磁を解除すればリンクピン２１の一部は「４」→「１」に移動することになる。リンクピン２１の一部が「１」の位置にある状態では、可動接点１５と固定接点１６が離れた状態であり、リンクピン２１の一部が「３」の位置にある状態では、可動接点１５と固定接点１６が接触した状態である。つまり、接点のオンオフの切り替えは、短期的にコイル１３に電流を流すことで行うことができる。

上記した例は、Ｕ字状の固定鉄片１１を用いているが、このような形態に限る必要は無い。例えば、図８から図１０に示すことから理解されるように、Ｗ字状の固定鉄片１１を用いても良い。この例では、固定鉄片１１の中央に設けられた突設部６１にコイル１３を嵌める形態としている。また、この例では可動鉄片１２もＷ字状である。なお、戻しバネ３２は、この可動鉄片１２を固定鉄片１１から引き離す方向に付勢している。

Ｕ字状の固定鉄片１１を備えた図１に示す例では、固定鉄片１１と可動鉄片１２が２点接触であるのに対し、Ｗ字状の固定鉄片１１を用いる場合は、固定鉄片１１と可動鉄片１２を３点接触とすることもできる。このため、可動鉄片１２の吸引力を大きくすることができ、大型の電磁接触器１に用いることができる。逆に、図１に示すようなものは、小型の電磁接触器１に用いられる。２点接触の分、可動鉄片１２の吸引力は落ちてしまうが、図１に示す例では、連結部２５にて互いを接触させて回動させる構造を採用することにより、可動部２６への吸引力を高めている。

この可動鉄片１２はクロスバー１４と連結されているが、図８から図１１に示すクロスバー１４には、可動鉄片１２の他に、制御部材２２も連結されている。より具体的には、クロスバー１４の下部の中央部に可動鉄片１２が固定され、両端に制御部材２２が固定されている。このように、正面視で固定鉄片１１と可動鉄片１２の少なくとも一方の幅方向両外側となる位置に、制御部材２２が設けられた構成とすると、大きい容量の電磁接触器１であっても安定して接点の移動の制御を行うことができる。

図８から図１１に示す例においては、リンクピン２１は下部がリンクピン固定部材３１で回動自在に固定され、上部が制御部材２２の経路内でガイドされている。なお、初期状態では、リンクピン２１の上部は固定鉄片１１と可動鉄片１２の間の高さ位置になる。

ここで、接点がオフで励磁されていない状態からのリンクピン２１の動作について説明する。接点がオフで励磁されていない初期状態から操作回路がオンになり、コイル１３に電流が流れた直後、可動鉄片１２が固定鉄片１１に引き寄せられて主回路が導通する。この際、リンクピン２１は図７や図１２の「１」から「２」に移動する。

その後、操作回路がオフになると鉄片の磁化が解け、戻しバネ３２の力で可動鉄片１２が上がり始め、その直後にリンクピン２１は図７や図１２の「２」から「３」に向けて移動する。可動鉄片１２がさらに上がると、可動鉄片１２の先端に接続されたリンクピン２１が制御部材２２の規制部２３に引っ掛かり、可動鉄片１２の位置が固定される。これにより操作回路がオフの状態でも主回路の導通が保持される。

その後、操作回路の電源がオンになると、再び可動鉄片１２が固定鉄片１１に引き寄せられてリンクピン２１が規制部２３からはずれ、図７や図１２の「３」から「４」に移動する。

再び操作回路がオフになると、リンクピン２１が図７や図１２の「４」から「１」に移動する。この移動により、可動鉄片１２が完全に上がり、主回路の導通がなくなる。このようにリンクピン２１などを用いて可動鉄片１２の動きを制御することで、接点のオンオフを調整することができる。

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、電磁接触器は、ブレーカのようにトリップする機構を備えた電磁開閉器として用いるものであっても良い。

１ 電磁接触器
１１ 固定鉄片
１２ 可動鉄片
１３ コイル
１４ クロスバー
１５ 可動接点
１６ 固定接点
２１ リンクピン
２２ 制御部材
２３ 規制部
２５ 連結部
２６ 可動部
５１ 接続部

Claims (6)

1. コイルの電流が流されることで励磁される固定鉄片と、
   固定鉄片が励磁されると固定鉄片に引き付けられる可動鉄片と、
   可動接点を移動させるクロスバーと、
   可動鉄片と連動した可動接点が固定接点に接触することで、負荷に電源供給する主回路が開いた状態から閉じた状態となる接点部と、
   可動鉄片と連動するリンクピンと、
   リンクピンとリンクし、固定鉄片の励磁がオフであるときにリンクピンの移動を規制可能な規制部が備えられ、可動鉄片の動作に伴いリンクピンの移動をガイドする制御部材と、
   を備えた電磁接触器。
2. 制御部材は、正面視で固定鉄片から固定接触子までの高さの範囲、かつ、固定鉄片と可動鉄片の少なくとも一方に隣り合うように配置された請求項１に記載の電磁接触器。
3. 側面視で、接点と接点の間に制御部材を設けた請求項２に記載の電磁接触器。
4. 可動鉄片は、一端に固定鉄片に対して回動自在に連結される連結部を備えるとともに、他端に固定鉄片の励磁により引き付けられる可動部を備え、
   クロスバーは、可動部とリンクピンの少なくとも一方に連結される接続部を備え、
   正面視で前記接続部を通る垂直線の一方側に制御部材を設け、他方側に可動鉄片の連結部を設けた請求項２又は３に記載の電磁接触器。
5. 可動鉄片の可動部は、可動接点と固定接点が接していない非励磁状態においては制御部材よりも上方に位置し、励磁状態で可動接点と固定接点が接している状態においては、制御部材の高さと略同一の高さに位置する請求項４に記載の電磁接触器。
6. 正面視において、固定鉄片の幅方向の両隣のそれぞれに制御部材を備える、若しくは、可動鉄片の幅方向の両隣のそれぞれに制御部材を備える請求項３に記載の電磁接触器。

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