JPH11213840A - 電磁操作式開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、戻しばね力を低減して電磁石装置の
小型化と低容量化を図ることができる電磁操作式開閉器
を提供することにある。 【解決手段】少なくとも一組の固定接点１ｂと可動接点
１ａとを電磁石装置の励磁によって閉極し、電磁石の消
磁時に戻しばね９によって開極させる電磁操作式開閉器
において、前記電磁石装置の可動鉄心２２に絶縁部材
（２８）を介して回転可能に結合すると共に前記可動鉄
心２２に対して吸着可能な位置に磁性体フック５０を設
け、かつこの磁性体フック５０を前記固定接点１ｂと可
動接点１ａとの開極時に不動部に設置した係止具５２と
自重により係合し、前記固定接点１ｂと可動接点１ａと
の閉極時には前記電磁石装置によって前記可動鉄心２２
に吸着して磁性体フック５０を回動して前記係止具５２
との係合を解くように構成したのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁操作式開閉器の
操作機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の電磁操作式開閉器として、例
えば特公昭56−102021号公報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の開閉器
の動作においては、主接点の接点荒れを防ぐためにアー
ク接点にワイプ作用を持たせており、また回動可能なリ
ンク機構に電磁石装置の吸引力を作用させることで閉極
動作を実現している。

【０００４】また接点溶着防止、開極後の再閉極防止の
ための戻し力、耐震力を戻しばねに付設している。

【０００５】以上のことから下記課題が生じる。

【０００６】（１）閉極動作においてはアーク接点にワ
イプ作用をもたらすため接点のギャップを予め大きく設
定する必要があり、それに関連して電磁石装置の可動鉄
心ストロークも大きくなるため電磁石装置の励磁直後の
出力を大きく設定することが必要となる。電磁石装置吸
引力Ｆ１は略コアとアマチュアのギャップの自乗に反比
例して大きくなっていくためギャップが大きいときは最
も非力となる。

【０００７】（２）開極時、即ち電極石装置の非励磁状
態では振動や突発的な衝撃によって再閉極を防止する必
要性から、通常可動接点の開極力を生み出す目的で設け
てある戻しばねにＪＩＳで規定されている誤閉極防止力
を閉極方向と逆向きに規定以上に作用させる必要があ
る。これより接点投入時の操作力が増大する。

【０００８】以上２点が電磁石装置吸引力及び電磁石装
置外形が大きくなる原因であり課題である。

【０００９】本発明の目的は、戻しばね力を低減して電
磁石装置の小型化と低容量化を図ることができる電磁操
作式開閉器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、少なくとも一組の固定接点と可動接点と
を電磁石装置の励磁によって閉極し、電磁石装置の消磁
時に戻しばねによって開極させる電磁操作式開閉器にお
いて、前記電磁石装置の可動鉄心に絶縁部材を介して回
転可能に結合すると共に前記可動鉄心に対して吸着可能
な位置に磁性体フックを設け、かつこの磁性体フックを
前記固定接点と可動接点との開極時に不動部に設置した
係止具と自重により係合し、前記固定接点と可動接点と
の閉極時には前記電磁石装置によって前記可動鉄心に吸
着して磁性体フックを回動して前記係止具との係合を解
くように構成したのである。

【００１１】上記手段を用いることにより、電磁石装置
消磁状態（接点無動作）の場合において、磁性体フック
が開閉器不動部の係止具と係合することで、電磁石装置
の可動鉄心部の動作を止める方向に力を発生させ、接触
器の再閉極動作を防止する。したがって、従来は、戻し
ばねの初張力により再閉極を防止していたが、その必要
がなくばね初張力を小さくできる。よって電磁石装置の
力，大きさともに減少でき電磁石装置の小型化，低容量
化が実現可能となる。

【００１２】さらにロックの開閉機構においても、磁性
体フックは電磁石装置の可動鉄心部が励磁されると吸引
され回動して“開”動作し、又消磁すると自重で“閉”
動作するため、保守管理が必要な特別な駆動装置は必要
なく、また戻しばね力を低減したことにより各部品間の
衝撃力低減を図ることができるため長期間に亘り保守が
不要である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明による一実施の形態を
図１〜図９に沿って説明する。

【００１４】可動接点１ａおよび２ａは各々可動子台３
に固定され、可動子台３は可動腕４に軸５によって回動
可能に固定され、さらに可動腕４は固定支点６に軸７に
よって回動可能に固定され、前記の可動接点１ａ，２ａ
は可動腕４が軸７のまわりを回動することによって、固
定接点１ｂ，２ｂに対して閉極及び開極動作を行う。可
動子台３には軸８が貫通して固定され、軸８と接触器不
動部材（図示せず）の間には可動腕４と可動子台３を軸
７のまわりに図示反時計方向に力を与えるばね９が取り
付けられている。

【００１５】前記軸５にはリンク１０の一端が支持さ
れ、他端は軸１１によって連結軸１２に回動可能に取り
付けられている。可動腕４及び可動子台３は接点１ａ，
２ａの開極状態では、ばね９の力及び接触器不動部材に
付設したストッパ１５によってその位置を保持してい
る。

【００１６】一方操作部は電磁コイル２０とこれに貫通
するコア２１，電磁石装置の可動鉄心部２２，継鉄２
３、及び前記可動鉄心部２２の一端に軸２４により中央
部を回動可能に連結され、一端を固定支点２６に軸２７
により固定された絶縁素材レバー２８を持ち、絶縁素材
レバー２８の固定支点２６と反対側の一端の穴２８ａに
は前記連結軸１２が軸方向に移動可能なように軸２９に
よって連結され、連結軸１２と絶縁素材レバー２８の間
にはばね３０が設けられ、連結軸１２を絶縁素材レバー
２８に対して押し出す方向に作用している。

【００１７】可動鉄心部２２はコイル２０の穴内を軸方
向に移動可能なように、コア２１の中心軸上を貫通する
軸３１によって支持されている。

【００１８】絶縁素材レバー２８の固定支点２６及び電
磁石装置の継鉄２３は支持フレーム３５に固定されてお
り、支持フレーム３５と絶縁素材レバー２８の間に楔形
の駒３６が支持フレーム３５に設けた軸３７に軸方向に
移動可能に取り付けられており、絶縁素材レバー２８の
電磁石側上端部には楔形駒の楔角度に合わせた傾斜面２
８ｂを設けている。絶縁素材レバー２８の可動鉄心部２
２の結合ピン２４付近に磁性体フック５０を軸５１を支
点とし回動可能に設ける。また磁性体フック５０が係合
する係止具５２を固定支点２６に設ける。

【００１９】電磁石装置のコイル２０は過励磁形であ
り、操作回路には操作接点４０の他に経済抵抗４１、及
び開閉器の閉極完了後経済抵抗をコイル２０に直列に接
続するための切り替え接点４２を設けている。

【００２０】上記のように構成された実施例の動作を説
明する。

【００２１】図１において、操作接点４０を投入する
と、電流は切り替え接点４２を通してコイル２０に流れ
始め、電磁石装置が励磁される。可動鉄心部２２及びコ
ア２１は上記のコイルの磁束によって磁化されて相互に
吸引力Ｆ１を生じる。それと同時に磁性体フック５０も
磁化され軸５１を支点として回動し、可動鉄心部２２に
吸引される。これにより係止具５２との係合が解かれ非
励磁時の衝撃振動に伴う再閉極防止機能を解除する。

【００２２】吸引力Ｆ１がばね９の力を超えると、可動
鉄心部２２は可動腕４をばね９の力に抗して図示時計回
り方向に回動させながら、コア２１の方向に移動する。

【００２３】可動鉄心部２２の移動に伴って可動鉄心部
２２とコア２１のギャップＧが小さくなっていくので吸
引力Ｆ１はギャップＧの自乗に反比例して大きくなって
ゆく。

【００２４】一方ばね９及びばね３０の力が可動鉄心部
２２を力Ｆ１と反対方向に力Ｐとして働き、可動鉄心部
２２の移動に伴って可動腕４が時計回り方向に回動する
ので、ばね９は引き延ばされて力は大きくなり、接触子
１ａ，１ｂ及び２ａ，２ｂが接触すると連結軸１２が絶
縁素材レバー２８の方向に押されるので、ばね３０は圧
縮されてやはり力は大きくなってゆく。しかし絶縁素材
レバー２８が直立してくると、力Ｐは逆に小さくなって
いく。

【００２５】以上の動作課程を図３，図４，図５に示
す。即ち図３は電磁石装置が非励磁である状態を示す。
図４は電磁石装置が励磁され磁性体フック５０が可動鉄
心部２２に吸着されてロックが解除される状態を示す。
図５は接点１ａ，２ａが投入された状態を示す。また力
Ｆ１とＰの関係を図９に示す。

【００２６】絶縁素材レバー２８が可動鉄心部２２の移
動と共に図示反時計方向に回動していくと、楔形駒３６
と接触し図５の状態となる。駒３６は軸３７に吊り下げ
られているが、絶縁素材レバー２８によって図示左方向
に支持フレーム３５の案内面２８ｂに下方から押しつけ
られて上向きの力を受ける。一方案内面２８ｂと絶縁素
材レバー２８との間には摩擦力が生じ摩擦力に応じた反
応が絶縁素材レバー２８に加わる。

【００２７】閉極動作が完全に完了すると図２の状態と
なり、可動鉄心部２２はコア２１に接触しギャップＧは
０となる。楔形駒３６は図１の位置より上方に距離ｕ変
位した位置で絶縁素材レバー２８に接触保持されるが、
摩擦力反力は駒の変位が完了すると０になる。投入が完
了すると切り替え接点４２が開かれ、経済抵抗４１がコ
イル２０に直列に接されるので電流は小さくなり、吸引
力もＦ１からＦ２（図９）に小さくなるが反力は摩擦力
が０になるので吸引力Ｆ２よりも小さくなる。接点１
ａ，１ｂ解放動作ではコイル２０が消磁され可動鉄心部
２２も消磁される。よって吸引されていた磁性体フック
５０も自重で回動し初期位置に戻る(図６)。ただし係止
具５２に係合するとは限らない（図６）。もしロックの
掛かる前に磁性体フックの回動が終わっていても図６，
図７，図８に示すように、磁性体フックの形状て戻しば
ね９の力の作用によりロックの掛かる構造とした。即ち
図６は電磁石装置が消磁され磁性体フック５０が自重で
回動する状態を示す。図７は戻りばね９の力作用により
磁性体フック５０が係止具５２を乗り越える状態を示
す。図８は磁性体フックが係止具に係合し非励磁状態
（図３）と同じ状態に戻ることを示す。

【００２８】以上実施例において下記の（１)〜(５）の
効果がある。

【００２９】（１）電磁接触器の使用環境下における振
動，衝撃に対し可動接点誤投入を未然に防ぐことができ
る。

【００３０】（２）（１）項の可動接点誤投入防止作用
によりコイル吸引力に対し逆方向の力を及ぼす戻しばね
９の初張力を減少させられる（図１０）ことからコイル
２０の可動鉄心部２２ギャップ最大位置（接点投入初期
段階）におけるコイル吸引力を低減できる。よってコイ
ル外形を小型化できる。

【００３１】（３）（２）項コイルの小型化によりリン
ク機構各部の衝撃力を軽減でき、ピン結合部など摩耗部
の寿命延長することができる。

【００３２】（４）フックは可動接点１ａが開離した時
に常にロックが掛かるような形状としており安全であ
る。

【００３３】（５）ロック機構において潤滑剤は使用せ
ず、動力として磁力を用いていることから空気圧，油圧
等を動力とするものに比べ保守が長期に亘り不要であ
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、戻しばね力を低減して
電磁石装置の小型化と低容量化を図ることができる電磁
操作式開閉器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の閉極状態を示す側面図。

【図２】図１の開極状態を示す側面図。

【図３】本発明の絶縁素材レバー近傍の開極状態を示す
側面図。

【図４】図３の閉極動作中の動作を示す側面図。

【図５】図３の閉極時点の動作を示す側面図。

【図６】図３の閉極直後の動作を示す側面図。

【図７】図３の開極当初の動作を示す側面図。

【図８】図３の開極終了時点の動作を示す側面図。

【図９】本発明による電磁石装置の動作力特性図。

【図１０】本発明による戻しばね特性図。

【符号の説明】

１ａ，２ａ…可動接点、１ｂ，２ｂ…固定接点、３…可
動子台、４…可動腕、６，２６…固定支点、９…ばね、
１０…リンク、１２，２７，５１…連結軸、２０…コイ
ル、２１…コア、２２…電磁石装置の可動鉄心部、２３
…継鉄、２８…絶縁素材レバー、３０…ばね、３５…支
持フレーム、３６…楔形駒、４０…操作接点、５０…磁
性体フック、５２…係止具。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一組の固定接点と可動接点とを
   電磁石装置の励磁によって閉極し、電磁石装置の消磁時
   に戻しばねによって開極させる電磁操作式開閉器におい
   て、前記電磁石装置の可動鉄心に絶縁部材を介して回転
   可能に結合すると共に前記可動鉄心に対して吸着可能な
   位置に磁性体フックを設け、かつこの磁性体フックを前
   記固定接点と可動接点との開極時に不動部に設置した係
   止具と自重により係合し、前記固定接点と可動接点との
   閉極時には前記電磁石装置によって前記可動鉄心に吸着
   して磁性体フックを回動して前記係止具との係合を解く
   ように構成したことを特徴とした電磁操作式開閉器。
2. 【請求項２】少なくとも一組の固定接点と可動接点とを
   電磁石装置の励磁によって閉極し、電磁石装置の消磁時
   に戻しばねによって開極させる電磁操作式開閉器におい
   て、前記電磁石装置の可動鉄心を前記可動接点の動作方
   向と概ね直交する方向に動作するように配置し、かつ前
   記電磁石装置の励磁時に、吸引される前記可動鉄心の動
   作を、前記戻しばねの張力に逆らって前記可動接点に伝
   え、前記電磁石装置の消磁時に、前記可動接点を前記固
   定接点から開極させる前記戻しばねの張力により前記可
   動鉄心を元の位置に戻す絶縁素材レバーを含むリンク機
   構と、前記絶縁素材レバーに軸支され、前記電磁石装置
   の励磁時に、前記可動鉄心に吸引されて回動し、前記電
   磁石装置の消磁時に、自重により開閉器の固定部分に設
   けた係合具と係合して前記リンク機構を固定する磁性体
   フックと、前記電磁石装置の励磁時に前記絶縁素材レバ
   ーの動きを変位しながら制限する楔形駒とを備えたこと
   を特徴とする電磁操作式開閉器。