JPH0815032B2 - 電磁接触器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁石可動鉄心と可動接触子を支持する可
動絶縁台とが軸で連結され、接触子の開閉方向と同方向
に摺動する構造の電磁接触器の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種電磁接触器の一例を第９図〜第11図に示
す。第９図は常閉接点の閉路状態を示す図、第10図は電
磁石の固定、可動両鉄心が衝突した瞬間の状態を示す図
で、図中、１は固定接触子３を支持する固定絶縁台、２
は可動接触子４を支持する可動絶縁台、５は固定鉄心
６、可動鉄心７、コイル８からなる電磁石、９は可動鉄
心７と可動絶縁台２を第９図、第10図に示す平面内で回
動可能なように連結する連結軸、10は可動鉄心７を固定
鉄心６から開離させる復帰ばね、11は固定、可動両接触
子3,4の常閉接点に接触圧を与える接点ばね、12は接点
ばね受である。

この従来例では、電磁石の励磁が解除され、コイルボ
ビン8aと可動鉄心７との間に介装した復帰ばね10の押圧
力Ｆにより可動鉄心７が固定鉄心６から開離する際、可
動鉄心７と可動絶縁台２とを連結軸９で連結した可動部
が慣性力によって復帰終端である固定絶縁台１の係止部
に衝突し、再び固定鉄心６に向かってはね返ることによ
り、一旦接触した常閉接点が再開離する、いわゆるチャ
タリング現象を防止するため、連結軸９と直角な平面内
にある可動絶縁台２の一方の肩部2aを固定絶縁台１の係
止部1aに当接させ、その衝突時に可動部の運動方向を第
９図に示す矢印Ｐ方向に偏向させる構成となっている。

第12図は衝突時の可動部の動きを示す図で、可動絶縁
台２の一方の肩部2aを係止部1aに当接させることによ
り、可動鉄心７および可動絶縁台２は第12図の二点鎖線
で示すように上記係止部1aを支点として矢印Ｐ方向に回
転運動し、この回転運動に伴って可動絶縁台の肩部2aと
上記係止部1aとの間および可動絶縁台の先端部側面2cと
固定絶縁台１の案内用開口部1cとの間に生じる摩擦によ
り運動エネルギーが消費されることと、衝突後の可動部
の運動方向の偏向により接点開閉方向のはね返り距離が
減少することで、常閉接点の再開離を防止する効果を得
ている。

従来のこの種電磁接触器の他の例としては、実開昭58
−147142号に記載のように、電磁石の励磁に際し、可動
鉄心の両方の磁極を固定鉄心の対向磁極に同時に接極さ
せるため、復帰終了状態で、可動鉄心の磁極面が固定鉄
心の磁極面と平行になるように、可動鉄心の背面を固定
絶縁台の２箇所の係止部に当接させる構成としたものが
ある。

第14図はこの従来例における可動部の復帰終了状態を
示す図で、1b、1b′は可動鉄心７の背面が当接する固定
絶縁台１の係止部であり、図中第９図〜第11図と対応す
る部分には同一符号を付して示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第９図〜第11図に示す従来例は、可動部復帰時に可動
部のはね返りによる常閉接点の再開離の防止を図ったも
のであるが、電磁石の励磁に際し、可動鉄心の両方の磁
極を固定鉄心の対向磁極に同時接極させる配慮がなされ
ていなかった。すなわち、第９図に示す可動部の復帰終
了状態において、可動鉄心７が連結軸９を中心として復
帰ばね10の力を受け可動絶縁台２に押圧される構成とし
た場合には、可動鉄心７の固定鉄心６に対する向きは復
帰ばね10の座面の形状や位置によって左右され、可動鉄
心７の両方の磁極と固定鉄心６の対向する両方の磁極と
の空隙距離S₁，S₂がS₁＝S₂になるとは限らないし、復帰
ばね10が可動絶縁台２の連結部端面2bにも当接している
場合には、可動鉄心７に当接する復帰ばね10の座面が上
記連結部端面2bにならうため、可動鉄心７の向きは第９
図に示すようになり、空隙距離S₁，S₂は、S₁＞S₂とな
る。このように上記従来例では、可動部の復帰終了状態
において、可動鉄心７と固定鉄心６の両方の磁極の空隙
距離がS₁≠S₂となるため、励磁時に空隙距離の小さい磁
極間の吸引力の方が大きく、したがって復帰終了時の空
隙距離のアンバランス状態はさらに助長され、第10図に
示すように先に吸引された可動鉄心７の一方の磁極が固
定鉄心６の対向する磁極に強く衝突する。その結果、両
鉄心の一方の磁極面のみが激しく損傷し、第13図に示す
両鉄心間の残留磁気消磁用空隙Ｇが早期に減少したり、
唸り音が早期に発生する等の問題点があつた。

一方、第14図に示す他の従来例では、可動鉄心７が復
帰ばね10の押圧力Ｆにより押し戻され、固定絶縁台１の
係止部1b,1b′に衝突したとき、ばね力Ｆと逆方向に作
用する反力Ｒにより、可動鉄心７と可動絶縁台２を軸９
で連結した可動部が固定鉄心６に向かって大きくはね返
り、その際、第15図に示すように可動部はね返り距離Ｊ
が常閉接点ワイプ寸法Ｗを越えて常閉接点の再開離をひ
き起こし、接点寿命を短くするという不具合がある。

本発明は上記の点にかんがみなされたもので、可動部
復帰時の衝撃による常閉接点の再開離現象を抑えなが
ら、電磁石接極時の鉄心磁極面の片当りを防止し、部品
を追加することなく、接点および鉄心の長寿命化を実現
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、可動部復帰時に、可動鉄心と可動絶縁台
との連結軸に対し直角な平面内にある可動絶縁台の一方
の肩部を固定絶縁台の第１の係止部に当接させ、次いで
可動鉄心の背面の一部を同平面内の上記連結軸をはさん
で上記第１の係止部とは反対側にある固定絶縁台の第２
の係止部に当接させるとともに、可動鉄心の背面の他の
部分を可動絶縁台を介して上記第１の係止部で受け止
め、吹き終了状態では同平面内にある可動鉄心の両方の
磁極が固定鉄心の対向磁極からほぼ等距離に保たれるよ
うに構成することによって達成される。

〔作用〕

可動鉄心と可動絶縁台を軸で連結した可動部が復帰ば
ねにより押し戻される途中で、可動絶縁台の一方の肩部
が固定絶縁台の第１の係止部に当接すると、その瞬間よ
り可動部の運動はそれまでの直進運動から上記第１の係
止部を支点とする回転運動に変わり、運動方向が偏向す
る。そして、この回転運動中に、可動鉄心の背面の一部
が上記連結軸をはさんで上記第１の係止部とは反対側の
位置にある固定絶縁台の第２の係止部に当接するととも
に、可動鉄心の背面の他の部分が可動絶縁台を介して上
記第１の係止部で受け止められ、復帰動作を終了する。
この間に、可動部の回転運動に伴う可動絶縁台の肩部と
上記第１の係止部との摩擦、可動鉄心の背面と上記第２
の係止部との摩擦および可動鉄心の背面とこれを受ける
可動絶縁台の肩部との摩擦によって運動エネルギーが消
費され、また可動部の運動方向の偏向により接点開閉方
向のはね返り距離が減少するため、可動部復帰時の衝撃
による常閉接点の再開離現象を防止することができる。
また、復帰終了状態では、可動鉄心の背面を固定絶縁台
の上記第２の係止部と、固定絶縁台の上記第１の係止部
に当接した可動絶縁台の一方の肩部とで安定に支え、上
記連結軸と直角な平面内にある可動鉄心の両方の磁極を
固定鉄心の対向磁極からほぼ等距離に保つことができる
ので、電磁石励磁時に可動鉄心の両方の磁極を固定鉄心
の対向磁極に同時に接極させ、磁極の片当りをなくし
て、磁極面の摩耗、損傷を軽減できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第８図により説明す
る。

第１図、第２図は本発明の第１の実施例を示す。

第１図、第２図において、固定絶縁台１、可動絶縁台
２、固定接触子３、可動接触子４、電磁石５（固定鉄心
６、可動鉄心７、コイル８）、連結軸９、復帰ばね10、
接点ばね11、接点ばね受12からなる電磁接触器の基本構
成は第９図〜第11図に示す従来例と同一であるが、本実
施例は、固定絶縁台１に可動絶縁台２に対する第１の係
止部1aと可動鉄心７に対する第２の係止部1bを並設した
点が上記従来例と異なる。この第１の係止部1aと第２の
係止部1bは、連結軸９と直角な平面内で連結軸９をはさ
んで互いに反対側に位置に設けられている。電磁石５の
固定鉄心６と可動鉄心７は、第13図に示すようにそれら
の中央脚に残留磁気消磁用空隙Ｇを持たせたＥ形鉄心か
らなり、各鉄心の両方の磁極が連結軸９と直角な平面内
の上下に位置するように対向配置され、可動鉄心７は連
結軸９によって可動接触子４を支持する可動絶縁台２と
回動自在に連結されている。このような鉄心配置は、電
磁接触器取付面の横幅寸法を比較的小さくできるため、
盤面に多数並設される制御用補助電磁接触器に多く採用
される。この種の電磁接触器には通常、常開接点と常閉
接点が各複数個装備されるが、図には常閉接点の１つの
みを示し、常開接点は図示省略する。第１図は本実施例
の可動部復帰終了状態を示す図、第２図は可動部復帰過
程で可動絶縁台２の一方の肩部2aが第１の係止部1aに当
接した瞬間の状態を示す図である。

次に、本実施例の可動部復帰動作を第３図、第４図に
より説明する。

本実施例では、第３図に示すように、第２の係止部1b
を可動絶縁台２の肩部2aの厚みＴ分だけ第１の係止部1a
よりも可動鉄心７に対して接近した位置に設けてある。
第３図は第２図と同様に、可動部が復帰ばね10の押圧力
Ｆにより押し戻される途中、可動絶縁台２の一方の肩部
2aが第１の係止部1aに当接した瞬間の状態を示す。第３
図において、可動鉄心７の重心位置をG₁、可動絶縁台２
の重心位置をG₂とし、肩部2aが第１の係止部1aに当接す
る直前の可動鉄心７、可動絶縁台２のそれぞれの慣性力
をI₁，I₂とする。図中、δ_１は可動鉄心７の背面7a部と
第２の係止部1bとの空隙、δ_１′は可動鉄心７の背面7b
部と可動絶縁台２の肩部2aとの空隙である。肩部2aが第
１の係止部1aに当接すると、その瞬間より可動絶縁台２
は第１の係止部1aを支点として時計方向に回転運動す
る。これに伴い、連結軸９は図中矢印Ｐ方向に移動しよ
うとする。このＰ方向の作用力の分力Ｐ′により、可動
鉄心７の連結部はＰ′方向に移動しようとし、可動鉄心
７は重心G₁のまわりに反時計方向の回転力を受けなが
ら、空隙δ_１，δ_１′が零になるまで連結軸９とともに
Ｐ方向に移動する。これらの作用力による可動部の動作
過程を第４図の二点鎖線で示す。同図の破線は、可動鉄
心７の背面7a部が固定絶縁台１の第２の係止部1bに当接
し、背面7b部が可動絶縁台２の肩部2aに当接した状態
（δ_１，δ_１′＝０）を示す。この状態まで可動絶縁台
２が回動したとき、可動絶縁台２の先端部側面2cと固定
絶縁台１の案内用開口部1cとの空隙δ_２がδ_２０とな
るように設定する。こうすることにより、可動鉄心７
は、固定絶縁台１の第２の係止部1bと、第１の係止部1a
に当接した可動絶縁台２の肩部2aにばね力Ｆで押しつけ
られるので、上記第１、第２の係止部1a,1bの位置と可
動絶縁台の肩部2aの寸法Ｔを適当に設定することによ
り、第１図に示すように可動鉄心７の両方の磁極と固定
鉄心６の対向磁極との空隙距離S₁，S₂がほぼS₁＝S₂に保
たれた安定した復帰終了状態となる。

一方、第４図の破線で示す状態、すなわち可動鉄心７
が第２の係止部1bに当接したとき、可動部は第３図に示
すＰ′方向の作用力を受けているため、可動鉄心７の背
面7a部と第２の係止部1bとの間で摩擦が生じ、また可動
鉄心７の背面7b部と可動絶縁台２の肩部2aとの間でも摩
擦が生じ、可動絶縁台２の肩部2aと第１の係止部1aとの
間で生じる摩擦と加わって可動部が持っていた運動エネ
ルギーを消費させる。さらに、可動部の衝突によるはね
返り方向も矢印Ｐと反対の方向になるため、第３図に示
す慣性力I₁，I₂とは逆方向へのはね返り成分は小さくな
る。以上により、第５図に示すように、可動部はね返り
距離Ｊを常閉接点ワイプ寸法Ｗより小さく抑えることが
できるので、可動部のはね返りによる常閉接点の再開離
の不具合は生じない。

また、可動絶縁台２に対する係止部1aのみを有し、可
動鉄心７に対する係止部1bを有しない従来の電磁接触器
では、第９図に示すように、復帰動作時に可動鉄心７が
可動絶縁台２とともに回動し、コイルボビン8aの内壁を
可動鉄心７の中央脚が押打する現象が発生していたが、
本実施例によれば、固定絶縁台１の第２の係止部1bによ
って復帰動作時の可動鉄心７の回動が抑制されるため、
可動鉄心７の中央脚がコイルボビン8aの内壁を押打する
ことがなくなり、したがって、衝撃によるコイル断線の
発生を防止し、コイルの長寿命化も図れる。

第６図は本発明の第２の実施例を示す。

第１図、第２図には、コイルボビン8aと可動鉄心７と
の間に介装した１個の円錐形つる巻ばねからなる復帰ば
ね10によって可動鉄心７を開離させる例を示したが、第
６図にはコイルボビン8aと可動絶縁台２の対角線上に座
面を持つ２個の円筒形つる巻ばねからなる復帰ばね10′
を用いた別の例を示す。このように復帰ばねの形状、配
置が異なる場合でも、固定絶縁台１に可動絶縁台２に対
する第１の係止部1aと可動鉄心７に対する第２の係止部
1bを設けることによって、第１の実施例と同様の作用、
効果が得られる。

第７図、第８図は本発明の第３の実施例を示す。

第９図〜第11図に示す従来の電磁接触器では、可動部
の復帰の途中で、常閉接点が閉状態となった時点より可
動絶縁台２に加わる接点ばね11の押圧力Ｑの作用方向が
可動鉄心７に加わる復帰ばね力Ｆの作用方向と一致しな
い場合、第11図に示すように、可動絶縁台２の肩部2aが
固定絶縁台１の係止部1aに当接する以前に、可動絶縁台
２の運動方向がＰ方向に偏向して、係止部1aに当接後の
常閉接点開離防止作用が安定に発揮されないことがあ
り、この現象は常閉接点が複数個あって、接点ばね11の
ばね荷重が大きいときほど発生しやすい。

第７図、第８図に示す実施例は、この問題を解消する
ため、第１図、第２図の実施例と同様の構成に加えて、
可動絶縁台２が可動鉄心７に向かって押圧されたとき、
可動鉄心７の背面中央部7cに当接する突起部2dを可動絶
縁台２に設けたものである。本実施例では、第７図に示
すように、可動部の復帰の途中で常閉接点が閉状態とな
り、可動絶縁台２に接点ばね11の押圧力が加わったと
き、上記突起部2dの平らな端面が可動鉄心７の背面中央
部7cに当接することによって、可動絶縁台２は、その軸
心が可動鉄心７の背面に対し垂直の状態に保たれる。こ
のとき、可動絶縁台２の軸穴2eが連結軸９に当ると同
時、もしくはそれ以前に上記突起部2dが可動鉄心７の背
面中央部7cに全面接触するように設定しておく。

本実施例によれば、可動絶縁台２は、第１の係止部1aに
当接する以前にその運動方向を偏向することがなく、第
８図に示すように、第１の係止部1aに当接した時点より
偏向を開始するため、常閉接点開離防止作用を安定に発
揮させることができる。また、第８図に示すように、可
動絶縁台２が第１の係止部1aを支点として回動する際、
突起部2dの角部が可動鉄心７の背面に当り、可動絶縁台
２を可動鉄心７に対し常閉接点のワイプ寸法Ｗが増加す
る方向に移動させるので、可動絶縁台２の軸穴2eと連結
軸９との間のガタにより常閉接点のワイプ寸法Ｗが減少
する不具合も解消できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、部品を追加することなく、可動鉄心
および可動絶縁台に対する係止部の適切な配置により、
可動部復帰時の衝撃による常閉接点の再開離を防止し、
かつ復帰終了状態では可動鉄心の両方の磁極を固定鉄心
の対向磁極からほぼ等距離に保って、電磁石励磁時に両
方の磁極を同時に接極させ、片当りによる接極面の損傷
や異常摩耗を防止する効果が得られる。また、両方の磁
極が同時に接極するため、可動鉄心の接極時のはね返り
がなくなり、接極時のはね返りによる常開接点の再開離
も防止できる。したがって、接点および鉄心の長寿命化
を経済的に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の第１の実施例の異なる動作状
態を示す側断面図、第３図、第４図は第１の実施例の復
帰動作の説明図、第５図は第１の実施例における常閉接
点の状態と可動部はね返りの関係を示す図、第６図は本
発明の第２の実施例を示す側断面図、第７図、第８図は
本発明の第３の実施例の異なる動作状態を示す側断面
図、第９図、第10図、第11図は従来例の異なる動作状態
を示す側断面図、第12図は従来例の復帰動作の説明図、
第13図は鉄心の接極状態を示す側面図、第14図は他の従
来例の復帰動作の説明図、第15図はその常閉接点の状態
と可動部はね返りの関係を示す図である。 1:固定絶縁台、1a:第１の係止部 1b:第２の係止部、2:可動絶縁台 2a:一方の肩部、3:固定接触子 4:可動接触子、5:電磁石 6:固定鉄心、7:可動鉄心 7a:可動鉄心の背面の一部 7b:可動鉄心の背面の他の部分 9:連結軸、10,10′：復帰ばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可動接触子を支持する可動絶縁台と、接触
   子の開閉方向と同方向に摺動する可動鉄心を持つ電磁石
   と、上記可動鉄心と可動絶縁台とを回動自在に連結する
   連結軸と、上記可動鉄心を固定鉄心から開離させる復帰
   ばねと、上記各部を収容し固定接触子を支持する固定絶
   縁台とを備えた電磁接触器において、可動部復帰時に、
   上記連結軸と直角な平面内にある上記可動絶縁台の一方
   の肩部を上記固定絶縁台の第１の係止部に当接させ、次
   いで上記可動鉄心の背面の一部を同平面内の上記連結軸
   をはさんで上記第１の係止部とは反対側にある上記固定
   絶縁台の第２の係止部に当接させるとともに、上記可動
   鉄心の背面の他の部分を上記可動絶縁台を介して上記第
   １の係止部で受け止め、復帰終了状態では同平面内にあ
   る可動鉄心の両方の磁極が固定鉄心の対向磁極からほぼ
   等距離に保たれるように構成したことを特徴とする電磁
   接触器。