JPH08185779A

JPH08185779A - 電磁接触器

Info

Publication number: JPH08185779A
Application number: JP32497494A
Authority: JP
Inventors: Naoki Muramatsu; 直樹村松; Yoshihide Kanehara; 好秀金原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-07-16
Also published as: US5684668A; DE19520573A1; DE19520573C2

Abstract

(57)【要約】【目的】電磁接触器の投入時の衝撃力を軽減するこ
と。【構成】交流電源１００により電磁石１０１を吸引・
解放させて接点を開閉する電磁接触器において、交流電
源１００の電圧を任意の位相により投入するスイッチ手
段と、スイッチ手段の任意の位相を調整する位相調整手
段１０３とを備え、位相調整手段１０３は、電磁石１０
１の可動鉄心１が固定鉄心２０に衝突する速度が遅くな
る位相であると共に、可動鉄心１の衝突速度ｖの微分値
ｄｖ／ｄαがゼロ又はゼロ付近にて電磁石１０１を励磁
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電磁石のコイルの励磁
をオン又はオフすることにより可動鉄心を固定鉄心に吸
引・解放することにより接点を開閉する電磁接触器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁接触器を図２６によって説明
する。図２６は電磁接触器の電磁石の断面図である。電
磁接触器の構造は可動鉄心１と可動鉄心１と連結された
図示しない可動接点部からなる可動部と、固定鉄心２
０、コイル２１等から成る固定部に大別される。固定鉄
心２０は衝撃緩衝用部材であるゴム板２２を介し図示し
ない取付台内に収納されている。コイル２１はボビン２
４に巻回され、固定鉄心２０の中央脚に嵌合されてい
る。可動鉄心１の中央脚とボビン２４の間に円すい形の
引き外しばね３１が介在している。

【０００３】次に電磁接触器の動作を図２６を参照して
説明する。コイル２１に電流が流れると固定鉄心２０は
磁化され、可動鉄心１との間に電磁吸引力が発生し、可
動鉄心１は引き外しばね３１に抗して固定鉄心２０に吸
引される。この運動過程において図示していない可動接
触子の接点は固定接触子の接点に接触押圧されて閉成す
る。又、コイル２１の電流が遮断され、固定鉄心２０と
可動鉄心１との間の電磁吸引力が消滅すると引き外しば
ね３１により可動鉄心１は元の位置に移動し、、該接点
の接触も開放される。このように直接電磁石の電源を開
閉動作させている。

【０００４】他の従来の電磁接触器を図２７によって説
明する。図２７は特公昭５１−３２２９７号公報に開示
された「接点投入回路」を示す。この接点投入回路はコ
イルの投入位相をチャタリングの発生の少ない位相角に
するものである。図２７(ａ)において、コイル２１と交
流電源１００と制御整流素子４１とが投入スイッチ１０
１を介して直列に接続されている。又、電源１００と位
相信号発生回路４０とが投入スイッチ１１を介して直列
に接続されている。位相信号発生回路４０は交流電源１
００の電圧がＶBO値になると制御整流素子４１にトリガ
ー信号を発生する構成となっている。

【０００５】図２７（ｂ）は位相信号発生回路Ａの電圧
ＶBO値と電源１００の電圧波形との関係を示したもので
ある。この図より電圧ＶBO値に相当する位相角が２５゜
であるため０〜２５°迄の間に投入スイッチ１１が閉成
された時はそのままコイル２１を励磁する。一方、２５
°以上の位相角で投入された時は次のサイクルの０〜２
５°まで、待ってから、制御整流素子４１を導通させ、
コイル２１を励磁して接点のチャタリングの発生を少な
くしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように第１の従
来の電磁接触器においては、電源の投入位相が任意であ
るので、可動鉄心１の固定鉄心２０への衝突速度に大き
な変動が生じていた。

【０００７】又、第２の従来技術では接点のチャタリン
グの発生を少なくする位相であるため、以下に示す理由
により可動鉄心１が固定鉄心２０へ衝突する速度を抑制
するには充分でなかった。即ち、接点のチャタリングを
少なくするには可動鉄心１が固定鉄心２０へ吸着される
までのストロークの途中において、可動鉄心１と固定接
点が衝突する速度を低く設定することになる。これに対
して、可動鉄心１が固定鉄心２０へ衝突する衝撃を低く
するには可動鉄心１のストロークのほぼ最終時点の速度
を低くすることであり、可動鉄心１のストロークの特定
の通過点の速度を低くすることとは異なる。

【０００８】上記を検証するために図２８にある電磁接
触器について、横軸に可動鉄心１の変位Ｘに対し、可動
鉄心１の吸引の速度Ｖを縦軸にして求めた計算結果を示
す。図２８は電源の投入位相は３５゜と９０゜の場合を
示している。可動鉄心１が約４ｍｍのストロークにおい
て２．５ｍｍに変位した位置で固定接点（接触子）に衝
突する。図２８から、電源の投入位相が３５゜と９０゜
の場合には、接点投入時の速度Ｖは０．６ｍ／ｓ程度で
ほぼ等しい。これに対して可動鉄心１が固定鉄心２０に
衝突する速度Ｖは電源の投入位相により大幅に異なる。
すなわち、該速度Ｖは９０゜のときは約１．６ｍ／ｓに
増大しており、これは３５゜の場合の約０．４ｍ／ｓに
比べて４倍となる。ところで、接点のチャタリング時間
は接点の投入速度に依存しており、速度が大きいほど時
間は長くなる。従って、接点のチャタリング時間はほぼ
等しいのに対して、鉄心の衝撃力は４倍の差異がある。
このため、可動鉄心１の動作途中の接点が接触する速度
を遅くしてチャタリングの発生を少なくしているにも拘
らず、可動鉄心１が固定鉄心２０に衝突する速度が速く
なり、電磁接触器の寿命を低下させることがあった。

【０００９】更に、可動鉄心１の衝撃が少ないにも拘ら
ず、接点のチャタリングの発生が生じ易いことも生じる
ので、接点にアーク放電を生じさせ、接点の寿命を短く
していた。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、第１に電磁接触器のコイルの電
圧の投入位相を制御することにより衝撃力を軽減でき寿
命の長い電磁接触器を得ることを目的とする。

【００１１】第２に、衝撃力を軽減でき寿命の長い電磁
接触器を得ると共に、接点のアーク放電を防ぎ、接点の
寿命の長い電磁接触器を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る電磁接
触器は、交流電源により電磁石を吸引・解放させて接点
を開閉する電磁接触器において、上記交流電源の電圧を
任意の位相により投入するスイッチ手段と、上記スイッ
チ手段の任意の位相を調整する位相調整手段とを備え、
上記位相調整手段は、上記電磁石の可動鉄心が固定鉄心
に衝突する速度が遅くなる位相であると共に、可動鉄心
の衝突速度ｖの微分値ｄｖ／ｄαがゼロ又はゼロ付近に
て上記電磁石を励磁することを特徴とするものである。

【００１３】又、第２の発明に係る電磁接触器は、交流
電源により電磁石を吸引・解放させて接点を開閉すると
共に、可動鉄心の衝突速度ｖの微分値ｄｖ／ｄαがゼロ
になる点を複数有する電磁接触器において、上記交流電
源の電圧の任意の位相にて投入するスイッチ手段と、上
記スイッチ手段の任意の位相を調整する位相調整手段と
を備え、上記位相調整手段は、上記電磁石の可動鉄心が
固定鉄心に衝突する速度が遅くなる位相であると共に、
可動鉄心の衝突速度ｖの微分値ｄｖ／ｄαがゼロ又はゼ
ロ付近となる最も早い位相にて上記コイルを励磁するこ
とを特徴とするものである。

【００１４】又、第３の発明に係る電磁接触器は、上記
位相調整手段は、操作信号によりリセットを解除し、ゼ
ロクロス検出部の出力信号によりセットされる第１の記
憶手段と、予め定めた設定電圧と交流電圧とを比較する
比較手段と、操作信号によりリセットを解除し、上記第
１の記憶手段の出力信号と上記比較手段の出力信号によ
りセットされる第２の記憶手段とを備えたものである。

【００１５】又、第４の発明に係る電磁接触器は、電磁
接触器開閉用のスイッチ、電磁接触器の電磁石、位相制
御するスイッチ手段とを直列に接続し、上記直列回路の
電流を検出する電流検出部と、上記位相制御するスイッ
チ手段の間の電圧を検出する電圧検出部とを備え、上記
位相制御するスイッチ手段の投入を上記電圧検出部の出
力又は上記電流検出部の出力によって制御することを特
徴とするものである。

【００１６】又、第５の発明に係る電磁接触器は、位相
制御するスイッチ手段は第１のスイッチング素子と第２
のスイッチング素子との間に全波整流ブリッジが接続さ
れ、電流検出部は上記全波整流ブリッジの出力に抵抗を
接続し、上記抵抗の電圧により回路に流れる電流を検出
することを特徴とするものである。

【００１７】又、第６の発明に係る電磁接触器は、電磁
接触器の接点と並列に接続した全波整流ブリッジと、上
記全波整流ブリッジの出力に直列接続されたコンデンサ
と、上記コンデンサと並列に抵抗及びスイッチング素子
を直列した回路を接続させ、上記電磁接触器の電磁石の
印加電圧の有無を検出し、上記スイッチング素子をオン
・オフ制御することを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】第１の発明に係る電磁接触器によれば、可動鉄
心が固定鉄心に衝突する速度が遅くなる位相で電磁石を
励磁する。

【００１９】第２の発明に係る電磁接触器によれば、可
動鉄心が固定鉄心に衝突する速度が遅くなる最小の位相
で電磁石を励磁する。

【００２０】第３の発明に係る電磁接触器によれば、第
１の記憶手段は操作信号によりリセットを解除し、ゼロ
クロス検出部の出力信号でセットされ、第２の記憶手段
は設定器の設定電圧と交流電圧を比較し、操作信号によ
りリセットを解除し、上記第１の記憶手段の出力と比較
手段の出力によりセットされる。

【００２１】第４の発明に係る電磁接触器によれば、ス
イッチ手段がオフの時は電圧検出部が電圧を検出し、ス
イッチ手段がオンの時は電流検出部が電流を検出する。

【００２２】第５の発明に係る電磁接触器によれば、電
流検出部は電流スイッチ部の直列に接続した２個のスイ
ッチング素子の間にブリッジ接続した整流器を挿入し、
上記整流器の出力に抵抗を接続し、上記抵抗の電圧を検
出して回路に流れる電流を検出する。

【００２３】第６の発明に係る電磁接触器によれば、接
点に対し、並列にブリッジ接続した整流器を接続し、上
記整流器の整流出力にはコンデンサ、抵抗とスイッチン
グ素子の直列体を並列に接続し、上記電磁接触器の電磁
石の電圧を検出し、上記スイッチング素子をオン・オフ
して接点のアーク放電を防止するものである。

【００２４】

【実施例】

実施例１．この発明の電磁接触器の一実施例を図１につ
いて説明する。図１において、交流電源１００、電磁石
１０１、スイッチ手段を内臓した位相スイッチ１０３に
直列接続され、スイッチ手段を投入動作させる操作信号
を発生する信号発生部１０４と位相スイッチ１０３とを
接続する。位相スイッチ１０３はコイル１０１に印加さ
れる交流電源１００の電圧位相を零から一定位相α後に
オン（以下、投入位相という。）制御する。信号発生部
１０４は常開接点２００を内臓しており、常開接点２０
０の開放・閉成によって位相スイッチ１０３の動作指令
を与えるものである。

【００２５】ここで、投入位相αと可動鉄心１が固定鉄
心２０に衝突するときの衝突速度Ｖｍの関係を図２に示
す。図２において、縦軸が衝突速度Ｖｍで、横軸が投入
位相αを示し、投入位相αにより衝突速度Ｖｍは約０．
４〜１．６ｍ／ｓと大きく変動する。又、投入位相αは
衝突速度Ｖｍが遅くなる点１４０、１４１、１４２、１
４３のいずれかに設定する。一般的に鉄心の衝撃応力は
衝突速度に比例する。このため衝突速度は低ければ低い
ほど衝撃応力は低減し、鉄心の摩耗寿命は増大する。し
かし投入精度の誤差などを考慮すると投入位相αは±５
％程度に選定することになる。なお、衝突速度の許容範
囲を緩和すればこれ以外の位相でも良いことは勿論であ
る。

【００２６】位相スイッチ１０３の投入位相αの具体的
設定手段を図３に基づいて説明する。図３において、交
流電源１００、電磁石１０１、位相スイッチ１０３とを
直列に接続され、信号発生部１０４と位相スイッチ１０
３とを接続する。位相調整手段を内臓した投入位相検出
部１８０Ｂを位相スイッチ１０３に接続する。ここで、
投入位相検出部１８０Ｂは可変抵抗器等により投入位相
αを任意に設定できる機能を有しており、詳細な構成は
後述の実施例に記載してある。可動鉄心１の上部突起部
２０ａに非接触レーザドップラ方式の速度計５００のプ
ローブ５００Ａを平行に配置する。

【００２７】上記の構成において、常開接点２００を閉
成して位相スイッチ１０３をオン待機状態にし、スイッ
チ手段の投入位相αを可変抵抗器によって設定する。こ
のような設定において、位相スイッチ１０３をオンさ
せ、電磁石１０１を励磁して可動鉄心１を動作させ、イ
ンジケータ５００Ｂに表示された速度を測定者が目視す
る。上記一連の作業を投入位相αを可変抵抗器によって
設定毎に繰り返し、可動鉄心１の速度が遅くなる投入位
相αを可変抵抗器によって設定する。なお、上記は可動
鉄心１の速度を直接に検出したが、可動鉄心１の変位量
Ｌを差動トランスで測定し、同時に移動時間ｔも測定し
てＬ／ｔを求めて可動鉄心２０の速度を間接的に検出す
る手段もある。

【００２８】この実施例の動作を図４の波形図を参照し
て説明する。まず、投入位相αを図２の点１４０に相当
する位相に設定する。次に、（ｂ）に示すように時間Ｔ
oで、信号発生部１０４の常開接点２００を閉成する。
該閉成により、（ｃ）に示すように時間Ｔ1から一定の
位相α後の時間Ｔ2で位相スイッチ１０３がオンする。
従って、（ａ）に示すように電磁石１０１には斜線部分
１１１の電圧が印加され、（ｄ）に示すように電磁石１
０１に電流１１２が流れ、電磁力により可動鉄心１を固
定鉄心２０に吸引する。（ｅ）に示すように可動鉄心１
は慣性のため電流１１２が流れ始めてからしばらく経っ
て時間Ｔ１１において動き始め、可動鉄心１の速度はだ
んだん増加し、時間Ｔ５で固定鉄心２０に衝突する。
又、動き始めた時間Ｔ11から加速し、時間Ｔ５で衝突す
るまでには（ｄ）に示すように電流１１２の変化があ
る。可動鉄心１の吸引力は電流の２乗に比例するので、
該電流１１２がゼロになった時点Ｔ4（以下、電流ゼロ
クロス点という。）では吸引力はゼロである。従って可
動鉄心１は引き外しばね３１等の反力に押されながら速
度を落とし、ちょうど可動鉄心１と固定鉄心２０が衝突
する時間Ｔ5で衝突速度が最小になる。又、（ｆ）に示
すように可動鉄心１が吸引される途中の時間Ｔ12におい
て接点１０２が閉成する。

【００２９】接点１０２の閉成は図４（ｆ）の時間Ｔ12
で示すように衝突速度が遅くなるような位相で電磁石１
０１を励磁したときの電流ゼロクロス点Ｔ4に近い。従
って、電磁石１０１を励磁後に接点１０２が閉成する時
点の近傍で、電磁石１０１を流れる電流がゼロになるよ
うな投入位相αで、位相スイッチ１０３をオンすること
により上記実施例と同等の効果が得られる。

【００３０】実施例２．この発明の他の実施例を図５に
よって説明する。図５において、縦軸は可動鉄心１が電
磁石１０１を励磁してから固定鉄心２０に衝突するまで
の時間（以下、吸引時間という。）、即ち、図４におけ
る位相スイッチ１０３がオンする時間Ｔ2から可動鉄心
１が固定鉄心２０に衝突する時間Ｔ5までの時間であ
る。横軸は投入位相αを示す計算と実験結果である。図
５より、電源周波数が６０Ｈｚの場合、吸引時間ｔは１
１〜２６ｍｓと２倍以上の変動幅がある。

【００３１】前述したように図２において衝突速度Ｖｍ
が遅い時の投入位相αは点１４０、１４１、１４２、１
４３がある。しかし、点１４１、１４２は図５より吸引
時間が長い。又、該点１４１、１４２は衝突速度が低い
時の位相の幅も狭いので、投入位相αとして好ましくな
い。又、点１４３は動作する位相の幅は広いが、該点１
４３に相当する位相は１３５゜となり、交流電源１００
の周波数を６０ＨＺとして時間に換算すると６．２５ｍ
ｓとなる。従って、電磁接触器は通常の動作時間に投入
位相αも考慮しなければならないので、操作信号の発生
からスイッチ手段がオンし、電磁接触器の投入動作が完
了するまでの時間（以下、「全動作時間」という。）が長
くなり、電磁接触器の性能としては好ましくない。この
ため、点１４０に相当する投入位相約３５°が全動作時
間等を考慮して最も良い。

【００３２】なお、電磁接触器は電磁石の動作形式（プ
ランジャ型、平板型等）、接点の電流容量など種類が多
く、それぞれの吸引時間、衝突速度は電磁接触器毎に異
なる。又、この吸引時間等は電磁接触器の取付け方向に
よっても異なる。しかし、電磁接触器毎の衝突速度が遅
くなり、かつ吸引時間の短い投入位相を選びこれによ
り、該投入位相によって電磁石１０１を励磁することに
より投入衝撃を軽減できる。

【００３３】次に、実際の電磁接触器の動作波形を図６
によって説明する。図６において、（ｂ）に示すように
時間Ｔｏにて、信号発生部１０４の常開接点を閉成し、
(ａ）に示すように投入位相αを約３５°で位相スイッ
チ１０３をオンし、電磁石１０１に斜線部分の電圧１５
０を印加する。電磁石１０１に電圧が印加され、(ｃ)に
示すように電磁石１０１に電流１５１が流れ、電磁吸引
力を生じ、可動鉄心１は（ｄ）に示すように時間Ｔ11か
ら動き始めて、吸引力により加速１５２されて移動し、
(ｅ)に示すように接点１０２は可動鉄心１が固定鉄心２
０に衝突する直前の時間Ｔ12で閉成し、その後に、可動
鉄心１が時間Ｔ5において固定鉄心２０に低い速度にて
衝突する。これは、時間Ｔ4において、電磁石電流がゼ
ロであるので、可動鉄心１の加速力がなくなるからであ
る。

【００３４】この電流ゼロクロス点１５５から衝突する
までの時間１５４は約４ｍｓである。実験結果よると一
般に、１〜５ｍｓの間に分布している。なお、投入位相
αの設定は電流ゼロクロス点から可動鉄心１が固定鉄心
２０に衝突する前の１〜５ｍｓの間となるようにしても
良い。この投入位相αの設定は電流ゼロクロス点が時間
Ｔ5に近いと、可動鉄心１の速度が低下せずに衝突する
し、一方、時間Ｔ5より電流ゼロクロス点が早くなりす
ぎると逆方向の電流が増えて吸引力が再び増加し、可動
鉄心１を再度加速するので、衝突速度が速くなる。

【００３５】投入位相の悪い設定による実際の電磁接触
器の動作波形を図７によって説明する。図７において、
（ｂ）に示すように時間Ｔ0にて、信号発生部１０４の
常開接点２００を閉成し、（ａ）に示すように投入位相
αを７３゜で位相スイッチ１０３をオンし、電磁石１０
１に斜線部分の電圧１５０を印加する。電磁石１０１に
電圧が印加され、(ｃ）に示すように電磁石１０１に電
流１５１が流れ、電磁吸引力を生じ、可動鉄心１は
（ｄ）に示すように時間Ｔ11から動き始めて、吸引力に
より比較的遅い加速１６２で動き、途中に電流ゼロクロ
ス点１６５を通り電流が増加してくると急加速１６３し
て、時間Ｔ5において固定鉄心２０に衝突する。その結
果、可動鉄心１の衝突速度は非常に早い。このため、衝
突時に大きな衝突音がし、位相角３５度の場合の時と比
べると顕著な差がある。

【００３６】実施例３．この発明の他の実施例を図８に
よって説明する。図８は電磁石１０１の励磁を遮断する
際の波形図である。図８において、（ｂ）に示すように
信号発生部１０４の常開接点２００を閉成し、（ｃ）に
示すように位相スイッチ１０３をオンし、(ａ)に示すよ
うに電磁石１０１に電圧１７０を印加して電流１７１を
流した状態を示している。電磁石１０１はインダクタン
スと抵抗の直列の等価回路であるから、電磁石１０１の
電圧１７０に対し電流１７１は６０〜８０度の遅れ位相
で流れるものが多い。これは、電磁石１０１の電力損失
を小さくするように設計されるので、抵抗成分に比べイ
ンダクタンス成分を大きくしているからである。この例
では、電流の位相が６７度遅れている。

【００３７】（ｂ）に示すように時間Ｔ20において信号
発生部１０４の常開接点２００を開放した時、次の電圧
ゼロクロス点１７２を検出し、この電圧ゼロクロス点１
７２の時点Ｔ21から位相角β後の時間Ｔ22で(ｃ）に示
すように位相スイッチ１０３をオフすると、電流ゼロク
ロス点で電磁石１０１を遮断できる。従って、電磁石１
０１のインダクタンスにはエネルギーが蓄積されていな
いので、電磁石１０１を遮断することにより高電圧の発
生がなくなる。高電圧の発生がないので、半導体等で構
成する位相スイッチ１０３の信頼性が高くなり、また、
高電圧に伴うノイズの発生も少なくなる。

【００３８】実施例４．この発明の他の実施例を図９に
よって説明する。図９において、交流電源１００に対し
て電磁石１０１が電流スイッチ部１８１の端子Ｓ１、Ｓ
２を介して直列に接続される。電磁石１０１の一端と投
入位相検出部１８０の端子ＶＰが接続され、投入位相検
出部１８０の端子ＳＳと信号発生部１０４の端子ＳＤに
接続される。この信号発生部１０４はフォトカプラ２０
１により位相スイッチ１０３の操作信号を生成してい
る。更に、位相スイッチ１０３は投入位相検出部１８０
と電気的に開閉可能な電流スイッチ部１８１からなり、
その両者を端子ＰＯと端子ＣＣに接続している。又、電
流スイッチ部１８１はスイッチ手段としての電気スイッ
チ２０７を入力信号で開閉するものであり、例えば、ト
ランジスタやＦＥＴ（電界効果形トランジスタ）があ
る。

【００３９】投入位相検出部１８０は信号発生部１０４
の出力信号を反転させるインバータ素子１９１の出力を
記憶手段１９２のリセット端子に接続し、交流電源１０
０の電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出部１９
０の出力を記憶手段１９２のセット端子に接続されてい
る。フリップフロップ等で構成される記憶手段１９２の
出力には該出力の信号を一定時間遅延する位相調整手段
としてのタイマ手段１９３の入力に接続されている。こ
のタイマ手段１９３は可変抵抗１９３Ａにより遅延時間
を調整可能としており、具体的な構成はオンディレイタ
イマーや抵抗とコンデンサによる時定数回路で構成する
遅延手段等がある。

【００４０】この実施例の動作を図９によって説明す
る。信号発生部１０４のフォトカプラ２０１を介してオ
ン信号を発生させ、インバータ素子１９１で信号を反転
し、記憶手段１９２のリセットを解除する。交流電源１
００の電圧がゼロになることをゼロクロス検出部１９０
が検出して出力信号を発生する。該出力信号はタイマ手
段１９３により一定時間遅れて出力され、電流スイッチ
部１８１にオン信号を入力する。従って、電流スイッチ
部１８１は一定の投入位相でオンし電磁石１０１を励磁
する。この電流スイッチ１８１のオンする位相をタイマ
手段１９３の遅れ時間を適当に設定することにより、衝
突速度が遅くなる投入位相に設定した電磁接触器を構成
できる。

【００４１】実施例５．投入位相検出部の他の実施例を
図１０によって説明する。図１０において、投入位相検
出部１８０Ｂは端子ＳＳに供給される外部からの信号を
反転するインバータ素子１９１の入力に接続され、この
インバータ素子１９１の出力にはフリップフロップ等で
構成された記憶手段１９２、２０６のリセット端子に接
続されており、オン信号によって記憶手段１９２、２０
６をリセットを解除している。又、交流電源と接続され
た端子ＶＰは比較手段２０４の入力の一端と、ゼロクロ
ス検出部１９０の入力とに接続されている。ゼロクロス
検出部１９０の出力は記憶手段１９２のセット端子に接
続されている。

【００４２】設定器２０３は比較手段２０４の入力の他
端に接続されている。設定器２０３は交流電源１００の
電圧を比較手段２０４により比較するための基準電圧を
設定している。比較手段２０４の出力と記憶手段１９２
の出力はアンド素子２０５の入力に接続され、アンド素
子２０５の出力は記憶手段２０６のセット端子に接続さ
れている。

【００４３】この実施例の動作を図１０によって説明す
る。外部からのオン信号が端子ＳＳに入力され、インバ
ータ素子１９１でオン信号を反転し、記憶手段１９２、
２０６のリセットを解除する。又、交流電源１００の電
圧が端子ＶＰに印加されており、該電圧がゼロになった
ことをゼロクロス検出部１９０が検出して出力信号を発
生する。記憶手段１９２のリセットが解除されている場
合は該出力信号により記憶手段１９２はセットされる。
次に、設定器２０３の設定電圧より交流電源１００の電
圧が越えると、比較手段２０４の出力はオンとなり、記
憶手段１９２の出力オン信号との論理積をアンド素子２
０５により求め、アンド素子２０５の出力信号により記
憶手段２０６をセットする。従って、外部からのオン信
号により、各記憶手段１９２、２０６のリセットをした
後の交流電源１００の電圧のゼロクロス点で記憶手段１
９２はセットされ、更に、交流電源１００の電圧が設定
器２０３の設定電圧を越えると比較手段２０４は信号を
出力するので、アンド素子２０５の出力により記憶手段
２０６がセットされ、交流電圧が設定器２０３の設定電
圧に対応する位相で出力信号を発生することになる。以
上説明した投入位相検出部１８０Ｂを図９の投入位相検
出部１８０と交換することにより実施例４で説明したの
と同様に設定器２０３で位相設定ができるため衝突速度
が遅くなる投入位相に設定した電磁接触器を得ることが
できる。

【００４４】実施例６．この発明の他の実施例を図１１
によって説明する。図１１において、交流電源１００に
電磁石１０１が電流スイッチ部１８１Ｂの端子Ｓ１、Ｓ
２を介して直列に接続される。電磁石１０１の一端とオ
フ位相検出部１８０Ｃの端子ＶＱとに接続され、オフ位
相検出部１８０Ｃの端子ＳＴと信号発生部１０４の端子
ＳＤに接続される。この信号発生部１０４はアンド素子
２０２により位相スイッチ１０３の操作信号を生成して
いる。オフ位相検出部１８０Ｃの端子ＳＥと電流スイッ
チ部１８１Ｂの端子ＣＣを接続している。

【００４５】オフ位相検出部１８０Ｃは信号発生部１０
４のアンド素子２０２の出力を記憶手段１９２のリセッ
ト端子に接続され、交流電源１００の電圧のゼロクロス
を検出するゼロクロス検出部１９０の出力を記憶手段１
９２のセット端子に接続されている。フリップフロップ
等で構成される記憶手段１９２の出力は該出力信号を一
定時間遅延するタイマ手段１２０の入力に接続されてい
る。このタイマ手段１２０は可変抵抗１２０Ａにより遅
延時間を調整可能としており、具体的な構成はオンディ
レイタイマーや抵抗とコンデンサによる時定数回路で構
成する遅延手段等がある。タイマ手段１２０の出力は駆
動回路２０８の入力に接続され、駆動回路２０８の出力
が２つのＦＥＴ（電界効果形トランジスタ）等のスイッ
チ手段としてのスイッチング素子２０９Ａ、２０９Ｂの
入力に接続されている。スイッチング素子２０９Ａ、２
０９Ｂの出力を逆方向に直列に接続し、各スイッチング
素子２０９Ａ、２０９Ｂ間にそれぞれダイオード２１
６、２１７が接続され、端子Ｓ１、Ｓ２の間に高電圧を
吸収する電圧吸収素子２１１に接続されている。

【００４６】この実施例の動作を図１１によって説明す
る。信号発生部１０４のアンド素子２０２の出力がオン
信号を発生しており記憶手段１９２の出力がオフとなっ
ている。インバータ素子１２１の出力がオンとなり、タ
イマ手段も一定時間後にオン信号を駆動回路２０８の入
力に供給し、駆動回路２０８の出力からオン信号を与え
スイッチング素子２０９Ａ、２０９Ｂをオンし電磁石１
０１を励磁する。次に、信号発生部１０４のアンド素子
２０２の出力がオフ信号を発生して、記憶手段１９２の
リセットを解除させておき、交流電源１００の電圧がゼ
ロになることをゼロクロス検出部１９０が検出して出力
信号を発生する。該出力信号の発生により記憶手段１９
２の出力がオンとなり、インバータ素子１２１が該オン
信号を反転してタイマ手段１９３により一定時間遅れて
出力され、電流スイッチ部１８１Ｂにオフ信号を送出す
る。従って、電流スイッチ部１８１Ｂは交流電源１００
の電圧のゼロ点から一定の位相でオフし電磁石１０１を
遮断する。この電流スイッチ部１８１Ｂのオフする位相
をタイマ手段１２０の遅れ時間を適当に設定することに
より、電磁石１０１の電流がゼロになった点で遮断でき
るので、高電圧の発生が少ない位相に設定した電磁接触
器を構成できる。

【００４７】実施例７．この発明の他の実施例を図１２
によって説明する。図１２において、電磁石１０１と交
流電源１００がスイッチ手段を内臓した電流スイッチ部
１８１の端子Ｓ１、Ｓ２とを介して直列に接続される。
オフ位相検出部１８０Ｃの端子ＳＴと信号発生部１０４
の端子ＳＤが接続され、オフ位相検出部１８０Ｃの端子
ＶＱと、位相調整手段を内臓した投入位相検出部１８０
の端子ＶＰが電磁石１０１の一端に接続される。オフ位
相検出部１８０Ｃの端子ＳＥと投入位相検出部１８０の
端子ＳＳが接続され、投入位相検出部１８０の端子ＰＯ
が電流スイッチ部１８１の端子ＣＣに接続されている。
なお、投入位相検出部１８０は図１０、オフ位相検出部
１８０Ｃは図１１と同一のものである。

【００４８】この実施例の動作を図１２を参照して説明
する。まず、信号発生部１０４のスイッチを投入し、オ
ン信号をオフ位相検出部１８０Ｃの端子ＳＴに供給す
る。オフ位相検出部１８０Ｃは端子ＳＥからオン信号を
発生し、投入位相検出部１８０の端子ＳＳに該信号が供
給される。交流電源１００の電圧がゼロになったことを
検出し、一定時間後に投入位相検出部１８０の端子ＰＯ
からオン信号を発生して電流スイッチ部の端子ＣＣに供
給し、電流スイッチ部１８１をオンして電磁石１０１を
励磁する。

【００４９】次に、信号発生部１０４のスイッチを開放
し、オフ信号をオフ位相検出部の端子ＳＴに供給してお
り、交流電源１００の電圧がゼロになったことを検出
し、一定時間後にオフ位相検出部１８０Ｃの出力がオフ
となり、投入位相検出部１８０の端子ＳＳに供給され、
投入位相検出部１８０の端子ＰＯにオフ信号を発生し、
電流スイッチ部１８１をオフして電磁石１０１を遮断す
る。

【００５０】実施例８．この発明の他の実施例を図１３
によって説明する。図１３において、交流電源１００の
一端をスイッチ１６０を介して電磁石１０１の一端に接
続し、電磁石１０１の他端は電流スイッチ部の端子Ｓ
１、Ｓ２を介して交流電源１００の他端に接続されてい
る。信号検出部１６１Ａの端子ＶＳと投入位相検出部１
８０の端子ＶＰにスイッチ１６０の一端を接続する。信
号検出部１６１Ａの端子ＳＤと投入位相検出部１８０の
端子ＳＳを接続し、投入位相検出部１８０の端子ＰＯと
電流スイッチ部１８１の端子ＣＣに接続されている。信
号検出部１６１Ａは端子ＶＳに整流器１５６の入力が接
続され、この整流器１５６の出力が比較手段１５８の入
力の一端に接続されている。設定器１５７は交流電源１
００の電圧を比較手段１５８と比較するための基準電圧
を設定し、比較手段１５８の出力は端子ＳＤに接続され
ている。

【００５１】この実施例の動作を図１３によって説明す
る。スイッチ１６０が投入されると、信号検出部１６１
Ａは交流電源１００の電圧が端子ＶＳに入力され、該電
圧が設定器１５７の設定電圧よりも高い場合に、比較手
段１５８が出力にオン信号を発生し、投入位相検出部１
８０の端子ＳＳに供給する。端子ＶＰに供給される交流
電源１００の電圧がゼロになったことを検出し、該検出
後、一定時間の後に投入位相検出部１８０はオン信号を
端子ＰＯに供給して電流スイッチ１８１をオンし電磁石
１０１を励磁する。

【００５２】実施例９．この発明の他の実施例を図１４
によって説明する。図１４おいて、信号検出部の他の実
施例を説明する。交流電源１００の一端をスイッチ１６
０を介して電磁石１０１の一端に接続し、電磁石１０１
の他端を電流スイッチ部１８１の端子Ｓ１、Ｓ２を介し
て変流器等の電流検出部１９４の一端に接続し、電流検
出部１９４の他端を交流電源１００の他端に接続する。
電圧検出部１７５の端子ＶＳ１と投入位相検出部１８０
の端子ＶＰにスイッチ１６０の一端が接続され、電流ス
イッチ部１８１の端子Ｓ２と電圧検出部１７５の端子Ｖ
Ｓ２が接続されている。電流検出部１９４の出力を電流
処理部１７６の端子ＣＳ１、ＣＳ２に接続される。信号
検出部１６１Ｂの端子ＳＤと投入位相検出部１８０の端
子ＳＳを接続し、投入位相検出部１８０の端子ＰＯと電
流スイッチ部１８１の端子ＣＣに接続されている。電圧
検出部１７５の端子ＶＳ1には抵抗１６６を介してフォ
トカプラ１６７、１６８の入力側を直列接続した回路の
両端に接続されている。フォトカプラ１６７、１６８の
エミッタは接地され、フォトカプラ１６７、１６８のコ
レクタ同士を接続し、このコレクタにはダイオード１８
５の一端と、バッファ１８９の一端と、抵抗１８４を介
して信号電源に接続されている。ダイオード１８５の他
端にはコンデンサ１８７の一端と、バッファ１８６の入
力と、抵抗１８８を介して信号電源が接続されている。
なお、コンデンサ１８７の他端は接地されている。イン
バータ素子１８６の出力が端子ＶＳ０に接続され、この
端子ＶＳ０にはオア素子２２４の入力の一端に接続され
ている。なお、バッファ１８９の出力は端子ＶＳ１、Ｖ
Ｓ２間の電圧がゼロになるとパルス信号を出力するの
で、ゼロクロス検出部として利用できる。

【００５３】電流処理部１７６は端子ＣＳ1、ＣＳ2に整
流器２２０が接続され、整流器２２０の出力に抵抗２２
１を接続し、抵抗２２１の一端を接地する。抵抗２２１
の他端を比較手段２２３の入力の一端に接続する。所定
の基準電圧を設定する設定器２２２の出力を比較手段２
２３の入力の他端に接続し、比較手段２２３の出力が端
子ＣＳ０に接続され、この端子ＣＳ０にはオア素子２２
４の入力の他端に接続されている。

【００５４】この実施例の動作を図１４によって説明す
る。まず、スイッチ１６０を投入すして、電圧が端子Ｖ
Ｓ1と端子ＶＳ2の間に印加され、抵抗１６６を介して電
流が流れ、フォトカプラ１６７又はフォトカプラ１６８
が半周期毎にオンし、コンデンサ１８７の電圧をダイオ
ード１８５を介して放電し、インバータ素子１８６の入
力がＨｉｇｈからＬｏｗに変化し、インバータ素子１８
６が該入力を反転し、出力にＬｏｗからＨｉｇｈの信号
を発生する。オア素子２２４を介して投入位相検出部１
８０の端子ＳＳにオン信号(Ｈｉｇｈ）を送出する。そ
の後、投入位相検出部１８０は交流電源１００の電圧の
ゼロクロス点から一定の遅延時間により端子ＰＯにオン
信号を供給し、電流スイッチ部１８１をオンする。従っ
て、この電流スイッチ１８１のオンする位相をタイマ手
段により適当に設定することにより、衝突速度が遅くな
る投入位相に設定した電磁接触器を構成できる。

【００５５】次に、電流スイッチ部１８１のオンにより
電磁石１０１に電流が流れ、端子Ｓ１、Ｓ２間の電圧が
ほぼゼロとなり、フォトカプラ１６７、１６８はオフす
る。コンデンサ１８７は抵抗１８８を介して所定の時定
数で充電され、所定の時間後にインバータ素子１８６の
入力がＬｏｗからＨｉｇｈに変化する。一方、該所定の
時間内に電流検出部１９４が電流を検出し、電流検出部
１９４の出力を整流器２２０により整流して抵抗２２１
に電圧を発生する。該電圧が設定器２２２の電圧値以上
となると、比較手段２２３の出力にＨｉｇｈ(オン信
号）を発生してオア素子２２４を介して投入位相検出部
１８０の端子ＳＳに入力し、端子ＰＯにオン信号の供給
を継続し、電流スイッチ部１８１の端子ＣＣにオン信号
を継続する。電流スイッチ部１８１のオンを継続して電
磁石１０１に電流を流し続ける。即ち、電流スイッチ部
１８１がオンした後は端子Ｓ１、Ｓ２間の電圧がゼロに
なるが、代わりに電流が流れるので、電流検出部１９４
により電磁石１０１の電流を検出して位相スイッチ１０
３のオンを継続する。

【００５６】実施例１０．この発明の他の実施例を図１
５によって説明する。この実施例は図１４の電流検出部
及び電流処理部の他の実施例について説明する。従っ
て、電流検出部１９４Ａ、電流処理部１７６Ａ以外は図
１４と同一であるので、説明を省略する。図１５におい
て、２個のスイッチング素子２０９Ａ、２０９Ｂの出力
間に整流素子２３０Ａ〜２３０Ｄからなる整流器２３０
の入力を接続し、整流器２３０の出力を抵抗２３１の一
端に接続し、抵抗２３１の他端及び整流器２３０の出力
の一端を接地する。なお、整流器２３０と抵抗２３１に
よって電流検出部１９４Ａを構成する。抵抗２３１の一
端を電流処理部１７６Ａの端子ＣＳに接続する。スイッ
チング素子２３２の入力は端子ＣＳに接続され、スイッ
チング素子２３２のコレクタは抵抗２３３を介して信号
電源に接続され、スイッチング素子２３２のエミッタは
接地されている。抵抗２３３の接続点２３６にインバー
タ素子２３５の入力と、コンデンサ２３４の一端が接続
され、コンデンサ２３４の他端は接地されており、イン
バータ素子２３５の出力が端子ＣＳ０に接続されてい
る。なお、コンデンサ２３４は交流電源の電流のゼロク
ロス点においてインバータ素子２３５の信号が変化させ
ないようにする働きがある。

【００５７】この実施例の動作を図１５によって説明す
る。今、スイッチング素子２０９Ａ、２０９Ｂがオン
し、電流が整流器２３０に流れると、整流器２３０が整
流し、抵抗２３１に電圧を発生する。スイッチング素子
２３２の入力に該電圧が供給され、スイッチング素子２
３２がオンし、接続点２３６の電圧をＨｉｇｈからＬｏ
ｗに変化させる。該変化電圧がインバータ素子２３５に
供給され、インバータ素子２３５の出力はＬｏｗからＨ
ｉｇｈに変化する。該変化により電磁石１０１の電流が
流れていることを検出する。即ち、スイッチング素子２
０９Ａ、２０９Ｂに一定値以上の電流が流れるとインバ
ータ素子２３５の信号が変化する。

【００５８】実施例１１．この発明の他の実施例を図１
６によって説明する。図１６において、電磁石１０１を
交流電源１００に位相スイッチ１０３の端子Ｓ１、Ｓ２
を介して接続される。位相スイッチ１０３の端子ＶＰと
電磁石１０１の一端を接続する。端子ＶＰには抵抗１６
６を介してフォトカプラ１６７、１６８の入力側を直列
接続した回路の両端に接続されている。フォトカプラ１
６７、１６８のエミッタは接地され、フォトカプラ１６
７、１６８のコレクタ同士を接続し、このコレクタ同士
の接続点２５９には記憶手段２４３、２４４のセット端
子と、抵抗１８４を介して信号電源に接続されている。
一方、トランジスタ２４０を内臓した信号発生部１０４
の出力は端子ＳＤに接続され、この端子ＳＤと位相スイ
ッチ１０３の端子ＳＳが接続されている。この端子ＳＳ
には抵抗２４２の一端と記憶手段２４４のリセット端子
に接続され、抵抗２４２の他端が接地されている。記憶
手段２２４の出力のＱバー端子にはＦＥＴ２４６の入力
が接続され、ＦＥＴ２４６の出力の一端が接地され、こ
の出力の他端がコンデンサ２５０の一端と、バッファ２
５２の入力と、抵抗２４８を介して信号電源に接続され
ている。なお、コンデンサ２５０の他端は接地されてい
る。バッファ２５２の出力は記憶手段２４３のリセット
端子に接続され、記憶手段２４３の出力のＱバー端子に
はＦＥＴ２４５の入力が接続され、ＦＥＴ２４５の出力
の一端が接地され、この出力の他端にはバッファ２５１
の入力と、可変抵抗２４７とコンデンサ２４９の直列接
続した回路からなる位相調整手段２４７Ａに接続されて
いる。バッファ２５１の出力にはスイッチ手段としての
ＦＥＴ２３７の入力が接続され、ＦＥＴ２３７の出力の
一端が接地され、この出力の他端には整流器２３９の一
端が接続されている。ＦＥＴ２３７の出力間には電圧吸
収素子２３８が接続されている。

【００５９】この実施例の動作を説明する。フォトカプ
ラ１６７、１６８は交流電源１００の電圧を抵抗１６６
を介して印加し、半周期毎に、交互にフォトカプラ１６
７、１６８に電流を流す。フォトカプラ１６７、１６８
の出力の接続点２５９に図１６に示すように交流電源１
００の電圧ゼロ点でパルスが出力される。信号発生部１
０４がオン信号を発生すると、抵抗２４２の電圧がＬＯ
ＷからＨｉｇｈとなり記憶手段２４４がリセットされ
る。従って、記憶手段２４４の出力ＱバーがＨｉｇｈに
なり、ＦＥＴ２４６がオンし、バッファ２５２の出力は
ＨｉｇｈからＬｏｗになり記憶手段２４３のリセットを
解除する。従って、接続点２５９の電圧のパルスが記憶
手段２４３のセット端子に入力され、記憶手段２４３の
出力ＱバーはＨｉｇｈからＬｏｗになり、ＦＥＴ２４５
がオフになる。これにより抵抗２４７とコンデンサ２４
９による時定数でコンデンサ２４９の電圧は上昇するの
で、一定時間が経つとバッファ２５１の出力がＬｏｗか
らＨｉｇｈになり、ＦＥＴ２３７がオンし、整流器２３
９によりＦＥＴ２３７には電流が流れ、電磁石１０１を
励磁する。

【００６０】従って、信号発生部１０４がオンの時は、
交流電源１００の電圧のゼロクロス点から抵抗２４７、
コンデンサ２４９により遅れて電磁石１０１を励磁す
る。つまり一定の投入位相で電磁石１０１を励磁するこ
とになる。該投入位相を位相調整手段２４７Ａにより適
当に選定すれば、投入衝撃を軽減した電磁接触器を得る
ことができる。

【００６１】又、信号発生部１０４がオフの時は、抵抗
２４２の電圧がＬｏｗになり、記憶手段２４４のリセッ
ト信号が解除され、フォトカプラ１６７、１６８の出力
電圧のゼロクロスパルスによりセットされ、記憶手段２
４３の出力ＱバーがＨｉｇｈからＬｏｗになるのでＦＥ
Ｔ２４６はオフになる。抵抗２４８を介してコンデンサ
２５０が充電され、コンデンサ２５０の電圧は上昇し、
一定の時間後にバッファ２５２の出力はＬｏｗからＨｉ
ｇｈになる。従って、記憶手段２４３はリセットされ、
出力ＱバーがＬｏｗからＨｉｇｈとなりＦＥＴ２４５は
オンする。バッファ２５１の入出力は同様にＬｏｗから
Ｈｉｇｈに変化し、ＦＥＴ２３７はオフする。抵抗２４
８とコンデンサ２５０による時定数回路の時定数を適当
に設定すれば、電磁石１０１の電流がゼロで遮断するこ
とができる。

【００６２】実施例１２．この発明の他の実施例を図１
７によって説明する。図１７は位相スイッチ１０３の制
御部分をマイクロコンピュータ(以下、マイコンとい
う。)やデジタルシグナルプロセッサ等の演算機能を持
った集積回路を使用した例である。記憶手段、タイマ手
段、デジタル演算等をマイコン３００の機能を利用して
構成したものであり、マイコン３００の端子Ａを抵抗１
８４の一端に接続され、マイコン３００の端子Ｂが抵抗
２４２に接続され、マイコン３００の端子ＣがＦＥＴ２
３７の入力に接続されている。

【００６３】この実施例の動作を図１８のフローチャー
トによって説明する。まず、マイコン３００のＢ端子の
抵抗２４２の電圧により信号発生部１０４がオンか確認
する（ステップ３０１）。オンであればマイコン３００
のＡ端子の電圧がゼロクロス点のパルス信号がくるまで
待ってから（ステップ３０２）、タイマ１の時間だけ待
ち(ステップ３０３）、マイコン３００のＣ端子にオン
の信号を出力を継続する（ステップ３０４）。一方、信
号発生部１０４がオフであれば、マイコン３００のＡ端
子の電圧がゼロクロス点のパルス信号がくるまで待って
から（ステップ３０５）、タイマ２の時間だけ待ち（ス
テップ３０６）、マイコン３００のＣ端子にオフの信号
の出力を継続する（ステップ３０７）。なお、タイマ
１、２の時間は交流電源１００の電圧のゼロクロス点か
らの時間(位相)に相当するので、このタイマ１の時間を
衝突速度の低い時間に設定すれば、投入衝撃を軽減した
電磁接触器を得ることができる。また、タイマ２の時間
を電磁石１０１の電流がゼロで遮断する時間に設定すれ
ば、高電圧の発生を抑制する電磁接触器を得ることがで
きる。又、ワンチップマイコン等を使用すれば小さな集
積回路で、安価に構成でき、各種の電磁接触器に対して
もソフトウエア、特にタイマ時間を変更するだけで良
く、生産が容易である。又、最近は高電圧、高電力の制
御部を集積回路とできるので、ＦＥＴ２３７、ダイオー
ド２３９、高電圧吸収素子２３８等を含み、又、フォト
カプラ１６７、１６８の代わりに絶縁機能を有する集積
回路を使用すれば、小型で安価な制御回路を実現でき
る。

【００６４】実施例１３．この発明の他の実施例を図１
９及び図２０によって説明する。図１９において、５０
は弾性体であり、例えばゴム等の材質としている。弾性
体５０の形状は図２０（ａ）は円形状、（ｂ）は矩形
状、（ｃ）は矩形状の一部が切断されているものがあ
る。この弾性体５０は固定鉄心２０の底部まわりに装着
される。なお、作用については従来のゴム板２２の場合
と同様である。

【００６５】実施例１４．この発明の他の実施例を図２
１によって説明する。図２１において、駆動回路２５８
は取付台２３内に収納され、樹脂注形などにより一体固
定される。一方、固定鉄心２０の底部周りには、二つの
弾性体５０が嵌合される。そして、ボビン２４はこの弾
性体５０を介して固定鉄心２０を押圧する状態で装着さ
れる。

【００６６】なお、図２１は駆動回路２５８を取付台２
３に一体収納させた例であり、その位置を限定するもの
ではない。従って、駆動回路２５８の付帯位置として
は、取付台２３の側面や底面、あるいは取付台２３とは
独立した位置でも良い。固定鉄心２０の底部周りに弾性
体５０を一体装着できるようにしたので、このため組立
性が向上する。

【００６７】実施例１５．この発明の他の実施例を図２
２により説明する。図２２は電磁接触器の接点のアーク
放電を防止するための一実施例である。図２２におい
て、交流電源１００とスイッチ１６０、電磁石１０１を
直列に接続する。電磁石１０１の両端を電圧検出部４０
０の入力に接続し、電圧検出部４００の出力をスイッチ
ング素子４０３の入力に接続し、スイッチング素子４０
３の出力の一端に抵抗４０２を接続し、スイッチング素
子４０３の出力の他端と抵抗４０２の他端との間にコン
デンサ４０４と高電圧吸収素子４０６を並列接続する。
一方、接点１０２と並列に整流素子４０５Ａ〜４０５Ｄ
からなる整流器４０５の入力が接続され、整流器４０５
の出力がコンデンサ４０４等に接続されている。４４０
は点線で示すように電圧検出部４００等を備えたアーク
防止回路である。

【００６８】この実施例の動作を図２３によって説明す
る。（ａ）に示すようにスイッチ１６０を時間Ｔ30でオ
ンすると（ｂ）に示すように交流電源１００の電圧が電
磁石１０１に印加される。（ｃ）に示すように電圧検出
部４００が電磁石１０１の電圧を検出し、オン信号を発
生して（ｄ）に示すようにスイッチング素子４０３を時
間Ｔ30でオンする。スイッチング素子４０３のオンによ
りコンデンサ４０４は抵抗４０２を通じて放電し、曲線
４１４のように電圧を低下する。また、接点１０２は電
磁石１０１を励磁してから時間Ｔ32で閉成するので、コ
ンデンサ４０４の電圧は更に、曲線４１５のように電圧
を低下する。

【００６９】ここで、接点１０２が閉成するとき、接点
１０２が離れたり接触したりするチャタリング４２６が
発生する。接点１０２が閉成する前に時間Ｔ30ですでに
スイッチング素子４０３が整流器４０５を介して抵抗４
０２を通じて、（ｇ）に示すように曲線４１７のような
電流が負荷回路４１３に流れている。従って、チャタリ
ング４１６が発生しても接点１０２の接点間には高電圧
が発生しないのでアーク放電も殆ど発生しない。

【００７０】次に、スイッチ１６０をオフしたときの動
作について説明する。図２３(ａ)に示すように時間Ｔ33
において、スイッチ１６０をオフすると、（ｂ）に示す
ように電磁石１０１の電圧はゼロになる。従って、
（ｃ）に示すように電圧検出部４００の出力も時間Ｔ34
においてオフするので、（ｄ）に示すようにスイッチン
グ素子４０３も同時にオフする。この時、（ｅ）に示す
ように接点１０２が閉じており、コンデンサ４０４の電
圧は既に放電している。しばらくして接点１０２が時間
Ｔ35で開放し、それまで流れていた負荷回路の電流４１
３はすべて整流器４０５に流れ、コンデンサ４０４を充
電する。従って、コンデンサ４０４の電圧は曲線４１８
のように上昇する。

【００７１】この時、異常に高い電圧に充電し、スイッ
チング素子４０３を破壊防止のために、高電圧吸収素子
４０６を接続している。コンデンサ４０４の負荷電流は
（ｇ）に示すように曲線４１９のように減少する。この
とき、接点１０２の接点間の電圧は（ｆ）に示すように
曲線４１８とほぼ同じであるので、時間Ｔ35に於いては
電圧はゼロである。従って、チャタリング４２０が発生
しても、接点間にアーク放電は発生しない。また電圧が
曲線４１８のようにほぼ一定に上昇するとともに、負荷
回路の電流４１３も曲線４１９のようにすみやかに減少
する。また、この時（ｇ）に示すように接点１０２の電
流は点線４２１のように時間Ｔ35にすぐにゼロになるの
で、接点１０２の開放時の消耗が軽減できる。このコン
デンサ４０４が充電された曲線４２２の状態では整流器
４０５は逆電圧による遮断状態になっており、負荷回路
に電流が流れない。

【００７２】又、接点を常閉接点４０９を用いた例を図
２４に示す。４４０Ａはアーク防止回路である。特に、
電圧検出部４００の出力信号４１１にインバータ素子４
０１の入力を接続し、インバータ素子４０１の出力をス
イッチング素子４０３の入力に接続する以外は図２２と
同様であるので、説明を省略する。

【００７３】更に、三相交流電源にアーク防止回路を接
続した実施例を図２５に示す。三相交流電源４２４に接
続するモータ４２３等のインダクタンス負荷を接点１０
２で開閉するものである。スイッチ１６０を開閉すると
電磁石１０１を交流電源１００の電圧で励磁し、接点１
０２のそれぞれが開閉できる。アーク防止回路４４０を
接点にそれぞれ接続することにより三相交流回路に於い
ても適用することができる。接点１０２に接続する負荷
回路の電流変化が緩慢であるので高電圧や突入電流など
の負荷回路への電気的な衝撃が少なく、直流電流のイン
ダクタンス負荷を開閉する電磁接触器は効果が大であ
る。また、接点の開閉時に接点間に高電圧が発生しない
ので、接点間のギャップを短くでき、又、発生したアー
ク放電を消弧するためのアークバリア等が不要になるな
ど小型軽量、高速動作、長寿命、低価格のものが得られ
る効果がある。更に、開閉ともこの接点に接続する負荷
回路の電流変化が緩慢であるので、ノイズの発生が少な
いという効果もある。

【００７４】

【発明の効果】第１の発明によれば、可動鉄心が固定鉄
心に衝突する速度が遅くなる位相でコイルを励磁したの
で、可動鉄心の衝撃力を軽減でき、寿命が長くなる電磁
接触器を得る効果がある。

【００７５】第２の発明によれば、可動鉄心が固定鉄心
に衝突する速度が遅くなる最小の位相でコイルを励磁し
たので、電磁接触器の動作時間を短くしつつ可動鉄心の
衝撃力を軽減でき、寿命が長くなる電磁接触器を得る効
果がある。

【００７６】第３の発明によれば、スイッチ手段に指令
を与える投入位相検出部は、操作信号によりリセットを
解除し、ゼロクロス検出部の出力信号によりセットされ
る第１の記憶手段と、予め定めた設定電圧と交流電圧と
を比較する比較手段と、操作信号によりリセットを解除
し、上記第１の記憶手段の出力信号と上記比較手段の出
力信号によりセットされる第２の記憶手段とを備えたの
で、電磁接触器の投入位相を簡易に正確に設定できる効
果がある。

【００７７】第４の発明によれば、電磁接触器開閉用の
スイッチ手段、電磁接触器の電磁石、位相制御するスイ
ッチ手段とを直列に接続し、上記直列回路の電流を検出
する電流検出部と、上記位相制御するスイッチ手段の間
の電圧を検出する電圧検出部とを備え、上記位相制御す
るスイッチ手段の投入を上記電圧検出部の出力又は上記
電流検出部の出力によって制御するようにしたので、ス
イッチ手段をユニットとしてコイルと交流電源間に簡易
に接続できる効果がある。

【００７８】第５の発明によれば、位相制御するスイッ
チ手段は第１のスイッチング素子と第２のスイッチング
素子との間に全波整流ブリッジが接続され、電流検出部
は上記全波整流ブリッジの出力に抵抗を接続し、上記抵
抗の電圧により回路に流れる電流を検出するので、電流
検出部のアース電位を共通にでき、絶縁増幅器を不要に
できる効果がある。

【００７９】第６の発明によれば、電磁接触器の接点と
並列に接続した全波整流ブリッジと、上記全波整流ブリ
ッジの出力に直列接続されたコンデンサと、上記コンデ
ンサと並列に抵抗及びスイッチング素子を直列接続した
回路を接続させ、上記電磁接触器の電磁石の印加電圧の
有無を検出し、上記スイッチング素子をオン・オフ制御
するので、可動鉄心の衝撃力を軽減でき、寿命が長くな
る電磁接触器を得ることができ、更に、接点間に発生す
るアーク放電が非常に少なくなるなるので、チャタリン
グ時のアーク放電を防ぎ、接点の寿命を飛躍的に長くす
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示した回路図である。

【図２】電磁接触器の動作を調べた曲線である。

【図３】この発明の投入位相の設定回路である。

【図４】図１の動作を説明するための波形図とタイム
チャ−トである。

【図５】この発明の電磁接触器の動作を調べたグラフ
である。

【図６】この発明の実際の波形図である。

【図７】この発明の実際の波形図である。

【図８】この発明の実際の波形図である。

【図９】この発明の他の一実施例を示した回路図であ
る。

【図１０】この発明の投入位相検出部を示した回路図
である。

【図１１】この発明の他の一実施例を示した回路図で
ある。

【図１２】この発明の他の一実施例を示した回路図で
ある。

【図１３】この発明の他の一実施例を示した回路図で
ある。

【図１４】この発明の他の一実施例を示した回路図で
ある。

【図１５】この発明の電流検出部を示した回路図であ
る。

【図１６】この発明の他の一実施例を示した回路図で
ある。

【図１７】マイクロコンピュータを使用した実施例で
ある。

【図１８】図１７のマイクロコンピュータのフローチ
ャートである。

【図１９】衝撃緩衝装置を示す図である。

【図２０】弾性体を示す斜視図である。

【図２１】衝撃緩衝装置を示す図である。

【図２２】接点のアーク放電を防止用の一実施例を示
す回路図である。

【図２３】図２１の動作説明のためのタイミングチャ
ートである。

【図２４】常閉接点である場合の接点アーク防止回路
を示す。

【図２５】三相交流電源の場合の接点アーク防止回路
を示す。

【図２６】従来の電磁接触器の構造を示す断面図であ
る。

【図２７】従来技術の特公昭５１−３２２９７の回路
図である。

【図２８】従来の電磁接触器の特性曲線である。

【符号の説明】

１・・・可動鉄心、２０・・・固定鉄心、２１・・・コ
イル１０４・・・信号発生部、１２０・・・タイマ手段１２１・・・インバータ素子、１５６・・・整流器、１
５７・・・設定器１５８・・・比較器、１６１Ａ・・・信号検出部１６１Ｂ・・・信号検出部、１７５、４００・・・電圧
検出部１８０、１８０Ａ、１８０Ｂ、１８０Ｃ・・・投入位相
検出部１８１・・・電流スイッチ部、１９０・・・ゼロクロス
検出部１９１・・・インバータ素子、１９２・・・記憶手段１９３・・・タイマー手段、１９４・・・電流検出部２０３・・・設定器、２０４・・・比較手段、２０６・
・・記憶手段２３２・・・スイッチング素子４４０、４４０Ａ・・・接点アーク防止回路４０３・・・スイッチング素子、４１０・・・インバー
タ素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源により電磁石を吸引・解放させ
て接点を開閉する電磁接触器において、上記交流電源の
電圧を任意の位相により投入するスイッチ手段と、上記
スイッチ手段の任意の位相を調整する位相調整手段とを
備え、上記位相調整手段は、上記電磁石の可動鉄心が固
定鉄心に衝突する速度が遅くなる位相であると共に、可
動鉄心の衝突速度ｖの微分値ｄｖ／ｄαがゼロ又はゼロ
付近にて上記電磁石を励磁することを特徴とする電磁接
触器。
【請求項２】交流電源により電磁石を吸引・解放させ
て接点を開閉すると共に、可動鉄心の衝突速度ｖの微分
値ｄｖ／ｄαがゼロになる点を複数有する電磁接触器に
おいて、上記交流電源の電圧の任意の位相にて投入する
スイッチ手段と、上記スイッチ手段の任意の位相を調整
する位相調整手段とを備え、上記位相調整手段は、上記
電磁石の可動鉄心が固定鉄心に衝突する速度が遅くなる
位相であると共に、可動鉄心の衝突速度ｖの微分値ｄｖ
／ｄαがゼロ又はゼロ付近となる最も早い位相にて上記
コイルを励磁することを特徴とする電磁接触器。
【請求項３】上記位相調整手段は、操作信号によりリ
セットを解除し、ゼロクロス検出部の出力信号によりセ
ットされる第１の記憶手段と、予め定めた設定電圧と交
流電源の電圧とを比較する比較手段と、操作信号により
リセットを解除し、上記第１の記憶手段の出力信号及び
上記比較手段の出力信号によりセットされる第２の記憶
手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の
電磁接触器。
【請求項４】電磁接触器開閉用のスイッチ手段、電磁
接触器の電磁石、位相制御するスイッチ手段とを直列に
接続し、上記直列回路の電流を検出する電流検出部と、
上記位相制御するスイッチ手段の間の電圧を検出する電
圧検出部とを備え、上記位相制御するスイッチ手段の投
入を上記電圧検出部の出力又は上記電流検出部の出力に
よって制御することを特徴とする請求項１又は２記載の
電磁接触器。
【請求項５】位相制御するスイッチ手段は第１のスイ
ッチング素子と第２のスイッチング素子との間に全波整
流ブリッジが接続され、電流検出部は上記全波整流ブリ
ッジの出力に抵抗を接続し、上記抵抗の電圧により回路
に流れる電流を検出することを特徴とする請求項４記載
の電磁接触器。
【請求項６】電磁接触器の接点と並列に接続した全波
整流ブリッジと、上記全波整流ブリッジの出力に直列接
続されたコンデンサと、上記コンデンサと並列に抵抗及
びスイッチング素子を直列接続した回路を接続させ、上
記電磁接触器の電磁石の印加電圧の有無を検出し、上記
スイッチング素子をオン・オフ制御することを特徴とす
る請求項１又は２記載の電磁接触器。