JPH07134934A - 電磁接触器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】可動接点を備えた可動接触子の投入駆動を電磁
石で行う電磁接触器を、投入時の衝撃性騒音による真夜
の安眠妨害や、同一盤内他機器の振動による誤動作を惹
き起こさない構造に構成する。 【構成】投入動作終端で可動鉄心と固定鉄心とが接触し
ない構造として高騒音レベルの金属音を発生させないよ
うにする。具体的には、可動，固定両接点２ａ，１ａ接
触後、固定接点台９ａをストッパとして可動鉄心５の移
動を阻止し、投入動作終端で可動，固定両鉄心５，６間
に空隙を存在させるようるにするか、両鉄心を衝撃吸収
体を介して衝突させるようにするか、可動部と固定部と
を衝撃吸収体を介しかつ投入動作終端で両鉄心間に空隙
が残るように衝突させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電磁接触器の投入動
作時に発生する衝撃性の投入騒音や投入衝撃の低減を目
的とした電磁接触器の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に本発明が対象とする電磁接触器の
従来の構成例を示す。ここで、同図（ａ）は電磁接触器
の開路状態での断面図、同図（ｂ）は閉路状態での断面
図を示す。接触器は、固定接触子１と、固定接触子１に
接離する可動接触子２と、接触ばね３を内蔵し、この接
触ばね３のばね圧下に可動接触子２を支える可動接触子
支え（以下接触子支えまたは単に支えともいう）４と、
可動接触子支え４と結合される可動鉄心５と、投入時に
可動鉄心５を吸引する固定鉄心６と、固定鉄心６の脚部
を囲む電磁コイル７と、電磁コイル７の図示されないコ
イル巻枠と可動接触子支え４との間に介装された復帰用
スプリング８と、固定フレーム９と、グリッド等の消弧
手段を備えて固定フレーム９に一本化される消弧室１０
とを主要構成要素として構成されている。なお、固定鉄
心６は、吸引した可動鉄心５が電磁コイル７の励磁を断
った後に釈放不能となることのないよう、この例では磁
路が２分されて分離間隙が非磁性板６ａで埋められてい
る。この非磁性板は、固定鉄心７の磁極面上面に設ける
構造も広く用いられており、この場合は非磁性板の上面
が固定鉄心側の吸着面となる。

【０００３】次に、この電磁接触器の投入動作につき説
明する。同図（ａ）に示した状態で電磁コイル７に通電
すると、固定鉄心６と可動鉄心５との間に吸引力が発生
し、この吸引力で可動鉄心５と結合された可動接触子支
え４が図の下方へ駆動され、可動接触子の接点２ａが固
定接触子１の接点１ａに接触する。可動接触子支え４に
内蔵された接触ばね３は可動接触子２をばね圧下に保持
するために圧縮された状態で組み込まれており、このた
め、可動接点２ａが固定接点１ａに接触した瞬間にすで
にある程度の通電容量を有しているが、定格電流通電に
はまだばね力が不足しているため、可動鉄心５をさらに
吸引して接触ばね３を圧縮し、可動鉄心５の被吸着面が
固定鉄心６の吸着面に接触した同図（ｂ）の状態で所要
ばね力が得られるようにしている。なお、この電磁接触
器における遮断動作は、電磁コイル７の通電を断って両
鉄心間の吸引力を消滅させることにより行われ、スプリ
ング８の力で可動接触子支え４が上方へ駆動され、可動
接点２ａが固定接点１ａから開離するときに生じたアー
クが消弧室１０内で遮断された後可動接触子支え４がさ
らに上方へ移動し、同図（ａ）の位置で停止して遮断を
完了する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本来、この種電磁接触
器のような制御装置は、接点がＯＮ／ＯＦＦして電気を
制御するものであり、接点が衝突するときの音や衝撃は
必要なものであるが、両鉄心の衝突する音や衝撃は不要
なものである。この点を今少し詳しく説明すると、接点
衝突時の音や衝撃を減らそうとすると、衝突時の速度を
落とす必要が生じる。そうすると、接触後、接触ばねが
定格電流通電に必要な力を出す圧縮量まで圧縮させるの
に時間がかかり、その間に接点が過度に温度上昇し、可
動鉄心が固定鉄心に接触して定格通電可能なばね力とな
るまでの間に溶着する恐れが生じる。従って、接点の損
傷を少なくしたり、接点寿命を長くしたりしようとする
と、ある程度の衝撃音や衝撃は避けることができない。
しかし、このときの衝撃音や衝撃は質量の軽い可動接触
子が衝突するときのものであり、衝撃音や衝突の大きさ
はさほど大きくならないので、使用環境面で問題になる
ことはなく、実際その低減の要求も生じてない。しかし
可動鉄心が固定鉄心に衝突するときの音や衝撃は、可動
部の全質量が衝突するときの音や衝撃であり、しかも衝
突時の速度は可動鉄心が固定鉄心に近づくにつれて大き
くなる吸引力の下で加速された速度であるために非常に
大きく、このため以下のような問題が生じている。

【０００５】（１）真夜の投入騒音による安眠妨害 （２）同じ盤内に取り付けられた他機器の振動による誤
動作。 本発明の目的は、投入時の音や衝撃を上記問題点を解消
可能なレベルまで低減することのできる電磁接触器の構
成を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、固定接触子と、可動接触子と、
可動接触子を支える可動接触子支えと、可動接触子支え
と結合される可動鉄心と、投入時に可動鉄心を吸引する
固定鉄心と、前記可動，固定両鉄心の間に吸引力を発生
させる電磁コイルと、可動鉄心，固定鉄心，電磁コイル
を用いて構成される開閉駆動機構を包む固定フレームと
を備えてなる電磁接触器を、投入時に可動接触子が固定
接触子に接触した後、投入動作終端で可動鉄心の被吸着
面が固定鉄心の吸着面に接触しないように構成するもの
とする。

【０００７】具体的には、投入時に可動接触子が固定接
触子に接触した後、固定接触子もしくは固定接触子を支
持する固定接触子台がストッパとなって可動鉄心の移動
が阻止され、可動鉄心の被吸着面と固定鉄心の吸着面と
の間に空隙が存在するように各部の寸法を設定すること
により、両鉄心を接触させないものとすれば極めて好適
である。

【０００８】あるいは、可動鉄心の被吸着面あるいは固
定鉄心の吸着面の少なくともいずれか一方の面に衝撃吸
収体を設けて両鉄心を接触させない構造、可動接触子支
えの移動方向に垂直に投入時の移動方向終端側へ向いた
該可動接触子支えの面と、この面と前記移動方向に対向
するように固定フレームに設けたストッパの面との少な
くともいずれか一方の面に衝撃吸収体が設けられるとと
もに、可動接触子支えとストッパとが衝撃吸収体を介し
て衝突したときに可動鉄心の被吸着面と固定鉄心の吸着
面との間に空隙が残るように各部の寸法設定がなされた
構造、可動鉄心の被吸着面の周縁側など、被吸着面の一
部と、該被吸着面部分と対向するように固定フレームに
設けたストッパ面との少なくともいずれか一方の面に衝
撃吸収体が設けられるとともに、可動鉄心とストッパと
が衝撃吸収体を介して衝突したときに可動鉄心と固定鉄
心との間に空隙が残るように各部の寸法設定がなされた
構造としてもよい。

【０００９】なお、衝撃吸収体を設けて可動鉄心に接触
しないようにする場合には、衝撃吸収体として、ブチル
ゴム，スチレンブタジエンゴムなどの合成ゴムあるいは
天然ゴム等のゴムを用いて形成したものを用いるように
すれば好適である。

【００１０】

【作用】この発明は、安眠妨害を惹き起こす原因が、固
い金属同志の衝突による金属音であること、しかも睡眠
者に到達した時点でなおかなりの騒音レベルを保有して
いること、また同一盤内の他機器を誤動作させる衝撃
が、大質量の固い金属同志が衝突することによる、周波
数の極めて高い衝撃であり、このためにこの衝撃が他機
器に伝わったとき、他機器の構成部材の変形による衝撃
緩和作用発現の時間的余裕のないままに衝撃力が波高値
に達する，固くて強い衝撃であること、従って、基本的
には、固い金属同志は接触させないようにすることによ
り問題の解決が可能となり、また接触させる場合には間
接的に接触させるようにして金属音ではなくすることが
問題を解決しうる手段となることに着目したものであ
る。

【００１１】すでに述べたように、接点同志の衝撃音や
衝撃の強さは問題とならないので、可動，固定両接点接
触の時点から、固定接点を備えた固定接触子あるいは固
定接触子を支持する固定接触子台をストッパとして可動
鉄心の移動を阻止し、可動鉄心が固定鉄心に接触しない
ようにすれば、両接点接触の時点以後、すぐに可動接触
子が可動接触子支えに押されて移動方向に撓み、つづい
てその反動で反対方向に撓んではね返り、可動接点が固
定接点から離れようとするが、可動鉄心は可動接触子支
えと一体になって移動慣性を保有した状態でなお吸引力
を受けているので反対方向の撓みは起こらず、従っては
ね返りによる両接点の開離も生じない。

【００１２】また、可動鉄心の被吸着面あるいは固定鉄
心の吸着面の少なくともいずれか一方の面に衝撃吸収体
を設けて両鉄心を接触させないようにするか、可動接触
子支えの移動方向に垂直に投入時の移動方向終端側へ向
いた該可動接触子支えの面と、この面と前記移動方向に
対向するように固定フレームに設けたストッパの面との
少なくともいずれか一方の面に衝撃吸収体が設けられる
とともに、可動接触子支えとストッパとが衝撃吸収体を
介して衝突したときに可動鉄心の被吸着面と固定鉄心の
吸着面との間に空隙が残るように各部の寸法設定がなさ
れた構造とするか、可動鉄心の被吸着面の周縁側など、
被吸着面の一部と、該被吸着面部分と対向するように固
定フレームに設けたストッパ面との少なくともいずれか
一方の面に衝撃吸収体が設けられるとともに、可動鉄心
とストッパとが衝撃吸収体を介して衝突したときに可動
鉄心と固定鉄心との間に空隙が残るように各部の寸法設
定がなされた構造とすると、衝撃音が金属音でなくな
り、前述の問題を解決することができる。

【００１３】また、上記衝撃緩衝体をゴムを用いて形成
するようにすると、ゴムは他の固体材料と比べて硬度が
やわらかく変形量も大きいので、衝撃の強さを緩和する
効果が大きく、また騒音の高さを低減させる効果も大き
い。また、ゴムは弾性体であるので、吸収した衝突エネ
ルギーは一旦弾性エネルギーとして貯えた後、再度形状
が元に戻って貯えた弾性エネルギーを放出しょうとする
が、可動鉄心は可動接触子支えと一体となってなお移動
慣性を保有しており、かつ吸引力を受けているので形状
の復元が阻止され、可動接触子の反対方向移動すなわち
はね返りは生じない。従って、ゴムの使用により、本発
明の目的が達成されるとともに、はね返りが抑えられて
装置本来の性能が発揮される。

【００１４】

【実施例】図１に本発明の第１の実施例を示す。図にお
いて、図６に記載の部材と同一部材あるいは対応する部
材には同一符号を付して説明を省略する。この実施例
は、投入動作の終端で可動鉄心が固定鉄心に接触しない
ようにする場合の一構造例を示したものであり、同図
（ａ）はこの電磁接触器の開状態を示し、同図（ｂ）は
閉状態を示す。可動接触子支え４の移動方向長さは図６
に示すものより短くし、投入動作終端で可動鉄心５の被
吸着面と固定鉄心６の吸着面との間には空隙Ａが形成さ
れるようにている。なお、この実施例でも、残留磁束低
減用非磁性板６ａは図６と同位置としている。

【００１５】投入時に、同図（ａ）に示す開状態で電磁
コイル７に通電すると可動鉄心５に吸引力が作用し、可
動鉄心５，可動接触子支え４が一体となって図の下方へ
駆動される。可動接触子２の可動接点２ａが固定接触子
１の固定接点１ａに接触すると、以降、可動接触子２を
押している接触ばね３（図６（ａ））が可動接触子支え
４の下方方向への移動によりさらに圧縮されてギャップ
Ｇ（図６（ａ））が小さくなり、Ｇが零になったとき、
固定接触子台９ａ（図１（ｂ））がストッパとなって可
動鉄心５の移動を阻止する。しかし、可動鉄心５はなお
も移動をつづけようとするので可動接触子２が下方へ撓
み、その反動でこんどは上方へ撓んではね返ろうとす
る。しかし、可動鉄心５は可動接触子支え４と一体とな
って移動慣性を有しており、また吸引力を受けているの
ではね返りは生じない。投入動作終端で可動鉄心５と固
定鉄心６との間に形成される空隙Ａは、スプリング８に
打ち勝って投入状態を保持できる長さ以下でできるだけ
小さく設定し、保持に要する電磁コイルの電流を小さく
するようにする。参考として、図５に両鉄心の間隔
（Ａ）と投入状態の保持に要する電磁コイル電流との関
係を、Ａが零の場合を基準にして示す。この図から分か
るように、両鉄心の間の空隙長を０．２ｍｍとするとコ
イル電流比は約２．５となるが、電磁接触器の通常の投
入電流範囲内の投入電流と比べて小さく、空隙長が問題
となることはない。

【００１６】図２に本発明の第２の実施例を示す。この
実施例は、可動鉄心５の平坦な被吸着面を板状の衝撃吸
収体１５で覆ったものを示す。投入動作終端では同図
（ｂ）のように可動鉄心５が衝撃吸収体１５を介して固
定鉄心６に衝突するので、強い金属音の発生がなく、投
入騒音による問題が解決される。なお、図では、衝撃吸
収体１５の厚みを誇張して描いているが、実際には図５
の横軸に示した範囲内の厚みとする。また、衝撃吸収体
１５は、材質にゴムを用いて形成して衝撃の強さと衝撃
音の騒音レベルとを従来と比べ大幅に低減している。な
お、両鉄心が衝撃吸収体１５を介して衝突したときの可
動接触子２のはね返りは、衝突時点で可動鉄心５が可動
接触子支え４と一体となって移動慣性をもっており、ま
た吸引力を受けているために生じない。

【００１７】図３に本発明の第３の実施例を示す。この
実施例は、可動接触子支え４における可動鉄心５周縁側
の面４ａをリング状の板材からなる衝撃吸収体１６で覆
い、一方、固定フレーム９には内壁面側にリング状のス
トッパを設け、可動鉄心５が固定鉄心６と衝突しないよ
うにこのストッパで衝撃吸収体１６を介して可動接触子
支え４を受け止めるようにしたものである。

【００１８】図４に本発明の第４の実施例を示す。この
実施例は、可動鉄心５の周縁側の面５ａをリング状の板
材からなる衝撃吸収体１７で覆い、一方、固定フレーム
９の内壁面側にリング状のストッパを設け、可動鉄心５
が固定鉄心６と衝突しないように、このストッパで衝撃
吸収体１７を介して鉄心５を受け止めるようにしたもの
である。

【００１９】なお、図３，図４の実施例で用いる衝撃吸
収体の材質は図２の実施例の場合と同じとしている。

【００２０】

【発明の効果】本発明においては、固定接触子と、可動
接触子と、可動接触子を支える可動接触子支えと、可動
接触子支えと結合される可動鉄心と、投入時に可動鉄心
を吸引する固定鉄心と、前記可動，固定両鉄心の間に吸
引力を発生させる電磁コイルと、可動鉄心，固定鉄心，
電磁コイルを用いて構成される開閉駆動機構を包む固定
フレームとを備えてなる電磁接触器を以上のように構成
したので、以下に記載する効果が得られる。

【００２１】請求項１の電磁接触器では、投入時に可動
接触子が固定接触子に接触した後、投入動作終端で可動
鉄心の被吸着面が固定鉄心の吸着面に接触しないように
したので、大質量可動部中の可動鉄心と固定部を構成す
る固定鉄心との衝突が生じなくなり、固い金属同志の衝
突によって生じていた金属音の発生が防止されたので、
安眠妨害等の環境問題や、同一盤内他機器の振動による
誤動作発生に基づく制御信頼性の問題が解決され、さや
わかや運転環境が得られる。また、電磁接触器自体とし
ても、 （１）可動鉄心と固定鉄心とが衝突しなくなるので、鉄
心が機械的に破損しなくなり、電磁接触器の信頼性が向
上する。

【００２２】（２）両鉄心が衝突しないので残留吸着力
防止のための非磁性板が不必要となり、鉄心構造が簡易
化される。 等のメリットが得られる。請求項２の電磁接触器では、
実質的に可動接触子支えの移動方向寸法を短くするのみ
で請求項１の効果を得ることができる。また、電磁接触
器自体としても、請求項１のメリットに加え、さらに、
可動，固定両接点の接触圧力として接触ばねのほかに可
動鉄心に作用する吸引力が加わることにより、従来では
可動，固定両接点の消耗時に接触ばねが伸びて接触圧力
が低下したのに対し、可動鉄心が接点消耗量の分固定鉄
心側へ移動してより強い接触圧力を与えるので、接触状
態の劣化がなく、通電信頼性が向上するメリットが得ら
れる。

【００２３】請求項３，４，５の電磁接触器では、可動
鉄心を有する質量の大きい可動部と固定部とが衝撃吸収
体を介して衝突するので、強い金属音が発生しなくな
り、請求項１の効果が得られる。特に、請求項３の電磁
接触器では、従来の構造にほとんど変更を加えることな
く衝撃吸収体を付加することで請求項１の効果が得ら
れ、同一効果を得るのにコスト面のメリットが大きい。

【００２４】請求項６の電磁接触器では、投入動作終端
で金属音が発生しなくなるほかに衝突時の衝撃の強さと
騒音レベルとが大きく低減される効果がある。しかも可
動接触子のはね返りが生じないので、はね返りの繰返し
による接点消耗も生じることがなく、装置本来の性能が
維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電磁接触器構造の第１の実施例を
示すものであって、同図（ａ）は電磁接触器構造を開状
態で示す断面図、同図（ｂ）は閉状態で示す断面図

【図２】本発明による電磁接触器構造の第２の実施例を
示すものであって、同図（ａ）は電磁接触器構造を開状
態で示す断面図、同図（ｂ）は閉状態で示す断面図

【図３】本発明による電磁接触器構造の第３の実施例を
示すものであって、同図（ａ）は電磁接触器構造を開状
態で示す断面図、同図（ｂ）は閉状態で示す断面図

【図４】本発明による電磁接触器構造の第４の実施例を
示すものであって、同図（ａ）は電磁接触器構造を開状
態で示す断面図、同図（ｂ）は閉状態で示す断面図

【図５】本発明に基づいて投入動作終端で可動鉄心と固
定鉄心とを接触させない場合に電磁接触器を閉状態に保
持するのに必要な電磁コイル電流の両鉄心間隔依存性を
示す線図

【図６】本発明が対象とした電磁接触器の従来構造の一
例を示す図であって、同図（ａ）は電磁接触器構造を開
状態で示す断面図、同図（ｂ）は閉状態で示す断面図

【符号の説明】

１ 固定接触子 ２ 可動接触子 ４ 可動接触子支え ５ 可動鉄心 ６ 固定鉄心 ７ 電磁コイル ９ 固定フレーム ９ａ 固定接点台（固定接触子台） １５ 衝撃吸収体 １６ 衝撃吸収体 １７ 衝撃吸収体 Ａ 空隙

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定接触子と、可動接触子と、可動接触子
   を支える可動接触子支えと、可動接触子支えと結合され
   る可動鉄心と、投入時に可動鉄心を吸引する固定鉄心
   と、前記可動，固定両鉄心の間に吸引力を発生させる電
   磁コイルと、可動鉄心，固定鉄心，電磁コイルを用いて
   構成される開閉駆動機構を包む固定フレームとを備えて
   なる電磁接触器において、投入時に可動接触子が固定接
   触子に接触した後、投入動作終端で可動鉄心の被吸着面
   が固定鉄心の吸着面に接触しないように構成されている
   ことを特徴とする電磁接触器。
2. 【請求項２】請求項第１項に記載のものにおいて、投入
   時に可動接触子が固定接触子に接触した後、投入動作終
   端で可動鉄心の被吸着面が固定鉄心の吸着面に接触しな
   いようにする構成が、投入時に可動接触子が固定接触子
   に接触した後、固定接触子もしくは固定接触子を支持す
   る固定接触子台がストッパとなって可動鉄心の移動が阻
   止され、可動鉄心の被吸着面と固定鉄心の吸着面との間
   に空隙が存在するように各部の寸法が設定されて実現し
   ていることを特徴とする電磁接触器。
3. 【請求項３】請求項第１項に記載のものにおいて、投入
   時に可動接触子が固定接触子に接触した後、投入動作終
   端で可動鉄心の被吸着面が固定鉄心の吸着面に接触しな
   いようにする構成が、可動鉄心の被吸着面あるいは固定
   鉄心の吸着面の少なくともいずれか一方の面に衝撃吸収
   体が設けられて実現していることを特徴とする電磁接触
   器。
4. 【請求項４】請求項第１項に記載のものにおいて、投入
   時に可動接触子が固定接触子に接触した後、投入動作終
   端で可動鉄心の被吸着面が固定鉄心の吸着面に接触しな
   いようにする構成が、可動接触子支えの移動方向に垂直
   に投入時の移動方向終端側へ向いた該可動接触子支えの
   面と、この面と前記移動方向に対向するように固定フレ
   ームに設けたストッパの面との少なくともいずれか一方
   の面に衝撃吸収体が設けられるとともに、可動接触子支
   えとストッパとが衝撃吸収体を介して衝突したときに可
   動鉄心の被吸着面と固定鉄心の吸着面との間に空隙が残
   るように各部の寸法設定がなされて実現していることを
   特徴とする電磁接触器。
5. 【請求項５】請求項第１項に記載のものにおいて、投入
   時に可動接触子が固定接触子に接触した後、投入動作終
   端で可動鉄心の被吸着面が固定鉄心の吸着面に接触しな
   いようにする構成が、可動鉄心の被吸着面の周縁側な
   ど、被吸着面の一部と、該被吸着面部分と対向するよう
   に固定フレームに設けたストッパ面との少なくともいず
   れか一方の面に衝撃吸収体が設けられるとともに、可動
   鉄心とストッパとが衝撃吸収体を介して衝突したときに
   可動鉄心と固定鉄心との間に空隙が残るように各部の寸
   法設定がなされて実現していることを特徴とする電磁接
   触器。
6. 【請求項６】請求項第３項，第４項または第５項に記載
   のものにおいて、衝撃吸収体は、ブチルゴム，スチレン
   ブタジエンゴムなどの合成ゴムあるいは天然ゴム等のゴ
   ムを用いて形成されていることを特徴とする電磁接触
   器。