JPH11232984A - 電磁操作式開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投入／釈放動作終端部分で大きな緩衝力を発
生する緩衝機構を有し、長期間保守が不要で、動作衝撃
・騒音が小さい電磁操作式開閉器を提供する。 【解決手段】 少なくとも一組の接点１ａ，１ｂと２
ａ，２ｂとを電磁石装置２１，２２，２３により接触／
開離させる電磁操作式開閉器において、電磁石アマチュ
ア２２の動作ストロークの終端側で電磁石２１，２２，
２３の操作力を接点１ａ，１ｂと２ａ，２ｂとの操作部
２〜９に伝達するレバー２８と接触し、レバー２８の動
作により摩擦抵抗力を発生しながら移動し、レバー２８
に対して電磁石２１，２２，２３の操作力と反対方向の
摩擦力を発生させる楔形コマ３６を設けた電磁操作式開
閉器。 楔形コマ３６は、重力方向に移動可能に支持さ
れており、レバー２８に押し付けられるときの移動方向
は、反重力方向である。

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
に係り、特に、電磁操作式開閉器の操作機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁操作式開閉器は、例えば特開
昭56−102021号公報に記載されているように、いわゆる
ヒンジ(支点)形のアマチュアと電磁石とを操作部に持
ち、一端を回転可能に固定軸で支持された腕の別の一端
に軸を通しこの軸に回転可能に取り付けられた可動子台
と、可動子台の一端に取り付けられた接触子と、別の一
端に取り付けられて前記腕と可動子台とを下方向に付勢
するばねからなる可動接触部と、前記の操作部を連結す
るレバーとにより、アマチュアの動きを可動接触部に伝
えて、接触子を動作させるようになっている。

【０００３】上記従来技術においては、電磁石にヒンジ
形を使用しているが、プランジャ形磁石を使用したもの
も用いられている。電磁石を操作部に使用する場合は、
磁石のストロークを大きくすると、コアとアマチュアと
の磁気ギャップが大きくなって、力が小さくなるため、
一般的に開閉器では、てこ(レバー)を使用してストロー
クをかせいでいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の電磁操作式
開閉器の動作を考えると、コイルが励磁され、アマチュ
アがコアに吸引されて動作し、ギャップが小さくなると
ともに、吸引力が大きくなっていく。その場合、吸引力
Ｆは、コアとアマチュアとのギャップのほぼ自乗に反比
例して大きくなる。

【０００５】一方、これに対抗する力は、ばねによる力
となるが、吸引力が上記のように動作の終端では急速に
大きくなっていくので、ばねの力との差が拡大し、アマ
チュアとコアとは、大きな力を受けながら、衝突するこ
とになる。

【０００６】アマチュアとコアとの衝突衝撃には、つぎ
のような問題がある。 (１) レバーを通じて可動接触部に衝撃力が伝わり、各
部品の嵌め合い部に衝撃による摩耗や弛みが発生する。 (２) 衝撃音が発生し、動作騒音となる。 (３) コアとアマチュアとの衝突面の摩耗を引き起こ
す。 (４) 急激な動作停止により、接触部に強制振動が加え
られ、接触子のジャンプ動作の原因となり、接触面の荒
れを発生させる。

【０００７】また、開閉器の保守作業の改善や空気配管
の省略化に対する近年のニーズから、従来は空気操作式
が使用されていた大容量の開閉器にも電磁操作式が嘱望
されるようになり、通電容量を大きくしたものが設計さ
れている。そのためには、接触圧力を大きくする必要が
あり、一般に小さなコイルで起動時に大きな力を発生で
きる過励磁方式が用いられる。過励磁方式では、動作終
端部での吸引力と反力との差がさらに拡大するので、上
記衝撃を吸収する手段が必要となっている。

【０００８】この緩衝用として油を使用したダンパが用
いられている。

【０００９】しかし、長期使用では、ダンパピストンの
摩耗により油漏れを起こすなどの保守上の問題について
は、考慮されていなかった。

【００１０】本発明の目的は、動作終端部分で大きな緩
衝力を発生する緩衝機構を有し、保守が長期間不要とな
り、動作衝撃・騒音が小さい電磁操作式開閉器を提供す
ることである。

【００１１】

【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、少なくとも一組の接点を電磁石装置によ
り接触／開離させる電磁操作式開閉器において、電磁石
の動作ストロークの終端側で電磁石の操作力を接点の操
作部に伝達するレバーと接触し、レバーの動作により摩
擦抵抗力を発生しながら移動し、レバーに対して電磁石
の操作力と反対方向の摩擦力を発生させる楔形コマを設
けた電磁操作式開閉器を提案する。

【００１２】楔形コマは、レバーの投入動作時に接触す
る位置，レバーの釈放動作時に接触する位置，レバーの
投入動作時および釈放動作時に接触する位置のいずれか
に設置することができる。

【００１３】また、楔形コマは、レバーに搭載してもよ
い。

【００１４】いずれの場合も、楔形コマは、重力方向に
移動可能に支持され、かつ、のレバーに押し付けられる
ときの移動方向が反重力方向であることが望ましい。

【００１５】本発明においては、油やばねを使用しない
緩衝機構として、固体の摩擦力を利用した緩衝材を使用
した。これにより、緩衝材との間に発生する摩擦力は、
開閉器の動作が完了すると同時に０になるので、過励磁
形の電磁石の投入―保持の切り替えに時間遅れなく追従
できる。すなわち、楔形コマを操作レバーに接触させ、
楔形コマと案内面，楔形コマとレバーの両方の摩擦力を
発生させて、レバーの動作に対して抵抗力を発生させる
ので、楔形コマとレバーとの接触開始位置を決めると、
電磁石動作の任意の位置から緩衝作用をさせ、最も緩衝
力が必要な動作終端部で大きな力を発生させることがで
きる。

【００１６】緩衝材は、自重を利用して初期位置に復帰
するので、構造が単純である。

【００１７】また、楔形コマは、重力方向に動作可能で
あり、自重で初期位置に復帰するから、復帰のためのば
ねや送り機構が不要であり構造が簡単になる。

【００１８】さらに、ばね力や流体の摩擦を使用してい
ないから、緩衝力の作用は動作が完了すると直ちに０と
なり、過励磁形の電磁石の保持電流は、本来の保持に必
要な力の分だけでよく、緩衝装置の力は含めなくて良い
ので、保持電流値を小さくできる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、図１〜図７を参照して、本
発明による電磁操作式開閉器の実施例を説明する。

【００２０】図１は、本発明による電磁操作式開閉器の
一実施例を接点の開離状態で示す側面図である。図１に
おいて、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、軸５により可動腕４に回転可
能に固定されている。可動腕４は、軸７により可動腕６
に回転可能に固定されている。可動接点１ａ、２ａは、
可動腕４が軸７のまわりを回転すると、固定接点１ｂ、
２ｂに対して接触／開離する。

【００２１】可動子台３には、軸８が貫通して固定さ
れ、軸８には、可動腕４と可動子台３とを軸７の周わり
で反時計方向に力を与えるばね９が取り付けられてい
る。

【００２２】可動子台３と可動腕４を連結する軸５に
は、リンク１０の一端が同軸に取り付けられ、他方の一
端は、軸１１により連結軸１２に回転可能に取り付けら
れている。可動腕４および可動子台３は、接点１ａ，２
ａの開離状態では、ばね９の力およびストッパ１５によ
りその位置を保持している。

【００２３】操作部は、電磁コイル２０と、電磁コイル
２０を貫通するコア２１と、アマチュア２２と、継鉄２
３と、軸２４によりアマチュア２２の一端に中央部を回
転可能に連結されるとともに軸２７により下端を固定支
点２６に固定されたレバー２８とからなる。レバー２８
の固定支点と反対側の一端の穴２８ａには、軸２９によ
り連結軸１２が軸方向に移動可能なように連結され、連
結軸１２とレバー２８との間にはばね３０が設けられ、
連結軸１２をレバー２８に対して押し出す方向の力が作
用している。

【００２４】アマチュア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により支持されている。

【００２５】レバー２８の固定支点２６および電磁石の
継鉄２３は、支持フレーム３５に固定されている。支持
フレーム３５とレバー２８との間には、支持フレームに
取り付けた軸３７により楔形コマ３６が軸方向に移動可
能に取り付けられ、レバー２８の電磁石側上端部には、
楔形コマ３６の楔角度に合わせた傾斜面が形成されてい
る。

【００２６】電磁石のコイル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と、開閉
器の投入完了後に経済抵抗４１をコイル２０に直列に接
続するための切り替え接点４２とを設けてある。

【００２７】次に、図２を参照して、図１の電磁操作式
開閉器の動作を説明する。図２は、図１の実施例におけ
る動作力の特性を示す図である。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、電磁石が励磁される。アマチュ
ア２２およびコア２１は、上記のコイルの磁束により磁
化されて相互に吸引力Ｆを生じる。

【００２８】吸引力Ｆがばね９の力を超えると、アマチ
ュア２２は、可動腕をばね９の力に抗して、時計回り方
向に回転させながら、コア２１の方向に移動する。アマ
チュア２２の移動に伴って、アマチュア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Ｆは、ギ
ャップＧの自乗に反比例して、大きくなってゆく。

【００２９】一方、ばね９およびばね３０の力が、アマ
チュア２２を力Ｆと反対方向に力Ｐとして働き、アマチ
ュア２２の移動に伴って、可動腕４が時計回り方向に回
転するので、ばね９は引き延ばされて、その力が大きく
なり、接触子１ａと１ｂ，２ａと２ｂが接触すると、連
結軸１２がレバー２８の方向に押されるので、ばね３０
は圧縮されて、やはりその力が大きくなってゆく。しか
し、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。

【００３０】図３は、図１の実施例における緩衝動作開
始状態を示す側面図である。レバー２８が、アマチュア
２２の移動とともに反時計方向に回転していき、楔形コ
マ３６と接触し、図３の状態となる。

【００３１】図４は、図１の実施例をＡ方向から見た図
である。楔形コマ３６は図２の如く軸３７に吊り下げら
れているが、レバー２８によって図３の左方向で支持フ
レーム３５の案内面に下方から押し付けられて、上向き
の力を受ける。この力に対して、摩擦力による反力が働
く。

【００３２】図５は、図１の実施例における投入完了状
態を示す側面図である。支持フレーム３５の案内面とレ
バー２８との間には、摩擦力が生じ、摩擦力に応じた反
力がレバー２８に加わる。このため、図２に点線で示し
た反力Ｐ１となり、アマチュア２２の吸引力Ｆとの差
(Ｆ−Ｐ１)は、楔形コマ３６を装着しない場合に比べ、
大幅に小さくなる。

【００３３】投入動作が完了すると、アマチュア２２
は、コア２１に接触し、ギャップＧは０となる。楔形コ
マ３６は、図１の位置から上方に移動した位置で、レバ
ー２８に接触保持されるが、摩擦力による反力は、楔形
コマ３６の移動が完了すると、０になる。

【００３４】投入動作が完了すると、切り替え接点４２
が開かれ、経済抵抗４１がコイルに直列に接続されるの
で、電流は小さくなり、吸引力もＦ１からＦ２に小さく
なるが、反力は摩擦力が０になるので、保持力Ｆ２より
も小さくなる。

【００３５】本実施例では、支持フレームの楔形コマ案
内面を垂直にしてあるが、角度をつけると、楔形コマ３
６の移動摩擦抵抗力を加減できる。

【００３６】図６は、 レバーの釈放動作側に楔形コマ
を接触させる実施例の要部を示す図である。図１の実施
例では、投入動作側に楔形コマ３６を設けてあるが、図
６に示すように、釈放動作側にも同様の楔形コマを設
け、釈放動作終端における衝撃を緩和することもでき
る。なお、投入動作側と釈放動作側の両方に設けること
も可能である。

【００３７】図７は、レバー自体に楔形コマを搭載した
実施例の要部を示す図である。

【００３８】図１の実施例では、楔形コマを支持フレー
ム側に取り付けているが、楔形コマをレバー側に取り付
けても、同等の効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。 (１) 電磁開閉器の動作終端での衝撃力をオイルダンパ
等の流体を使用しない構造で吸収でき、油の劣化や漏れ
が発生しないので長期間安定した性能を保持でき、装置
の保守回帰を延長できる。 (２) 緩衝力を機械的な固体摩擦力で発生させるので、
動作の遅れが無く必要な領域だけの緩衝を容易に得るこ
とができ、保持力の設定には影響がないので保持力を小
さくでき、操作コイルの小型化、保持消費電力の低減が
図れる。 (３) 流体式の緩衝機構に比べてコンパクトでも大きな
緩衝力が得られ、装置を小型に設計できる。 (４) 緩衝体である楔形コマの自重を利用して復帰させ
るため構造が簡単で使用部品数が少なく、低コストな開
閉器を供給できる。 (５) 摩擦力を発生させる力の方向がレバーの動作方向
であり、かつ部品の摩耗方向に一致しているので、緩衝
体である楔形コマに摩耗を生じた場合でも、緩衝動作開
始位置は変化するが、緩衝力は変わらないので、長期間
安定した緩衝効果が得られ、保守回帰の延長が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電磁操作式開閉器の一実施例を接
点の開離状態で示す側面図である。

【図２】図１の実施例における動作力の特性を示す図で
ある。

【図３】図１の実施例における緩衝動作開始状態を示す
側面図である。

【図４】図１の実施例をＡ方向から見た図である。

【図５】図１の実施例における投入完了状態を示す側面
図である。

【図６】レバーの釈放動作側に楔形コマを接触させる実
施例の要部を示す図である。

【図７】レバー自体に楔形コマを搭載した実施例の要部
を示す図である。

【符号の説明】

１ａ 可動接点 １ｂ 固定接点 ２ａ 可動接点 ２ｂ 固定接点 ３ 可動子台 ４ 可動腕 ５ 軸 ６ 固定支点 ７ 軸 ８ 軸 ９ ばね １０ リンク １１ 軸 １２ 連結軸 １５ ストッパ ２０ コイル ２１ コア ２２ アマチュア ２３ 継鉄 ２４ 軸 ２６ 支点 ２７ 軸 ２８ レバー ２９ 軸 ３０ ばね ３１ 軸 ３５ 支持フレーム ３６ 楔形コマ ３７ 軸 ４０ 操作接点 ４１ 経済抵抗 ４２ 切り替え接点

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一組の接点を電磁石装置によ
   り接触／開離させる電磁操作式開閉器において、 前記電磁石の動作ストロークの終端側で前記電磁石の操
   作力を前記接点の操作部に伝達するレバーと接触し、前
   記レバーの動作により摩擦抵抗力を発生しながら移動
   し、前記レバーに対して電磁石の操作力と反対方向の摩
   擦力を発生させる楔形コマを設けたことを特徴とする電
   磁操作式開閉器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電磁操作式開閉器にお
   いて、 前記楔形コマが、前記レバーの投入動作時に接触する位
   置に設置されていることを特徴とする電磁操作式開閉
   器。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の電磁操作式開閉器にお
   いて、 前記楔形コマが、前記レバーの釈放動作時に接触する位
   置に設置されていることを特徴とする電磁操作式開閉
   器。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の電磁操作式開閉器にお
   いて、 前記楔形コマが、前記レバーの投入動作時および釈放動
   作時に接触する位置に設置されていることを特徴とする
   電磁操作式開閉器。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか一項に記載
   の電磁操作式開閉器において、 前記楔形コマが、前記レバーに搭載されていることを特
   徴とする電磁操作式開閉器。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか一項に記載
   の電磁操作式開閉器において、 前記楔形コマが、重力方向に移動可能に支持され、か
   つ、前記のレバーに押し付けられるときの移動方向が反
   重力方向であることを特徴とする電磁操作式の開閉器。