JPH11297177A - Contact open and close device - Google Patents

Contact open and close device

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Publication number
JPH11297177A
JPH11297177A JP9195698A JP9195698A JPH11297177A JP H11297177 A JPH11297177 A JP H11297177A JP 9195698 A JP9195698 A JP 9195698A JP 9195698 A JP9195698 A JP 9195698A JP H11297177 A JPH11297177 A JP H11297177A
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JP
Japan
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contact
force
spring
movable
movable structure
Prior art date
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Pending
Application number
JP9195698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kimihide Nakatsu
公秀 中津
Munehisa Takeda
宗久 武田
Shigeharu Otsuka
重治 大塚
Takaaki Mori
高明 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce electric power for closing a movable contact and a fixed contact and make structure simple by arranging a tripping means for opening the fixed contact and an energizing means for applying force in the closing direction to a movable structural body between a base and the movable structural body. SOLUTION: A cross bar 35 is pushed against an opening stopper by the resisting force of a tripping spring 22 and rested, and magnetic attractive force is applied to between a permanent magnet 29 and an attracting member 31 through a yoke 30. In order to close a movable contact 23a and a fixed contact 16a, a driving means 17 needs the driving force exceeding the resisting force of a main contact spring and the tripping spring 22. Force almost equal to the sum of the resisting force of the main contact spring 24 and that of the tripping spring 22 is applied to the opposite direction, and balanced to force applied to the cross bar 35 to drive a driving means 17 with less input power. For balancing, a cancel mechanism 27A, a magnet unit 32, a first and second balancing springs 33, (34) are installed. A frame is strongly held against shock or the like and opening of the contact is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、接点開閉装置に
関し、特に可動接触子を駆動する機構の改良に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact switching device, and more particularly to an improvement of a mechanism for driving a movable contact.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は従来の接点開閉装置の一例の初
期状態を示す断面図、図12は図11の可動鉄心の移動
距離と、可動鉄心に作用する吸引力と反抗力との合力と
の関係の概略を示す関係図である。
2. Description of the Related Art FIG. 11 is a cross-sectional view showing an initial state of an example of a conventional contact opening / closing device. FIG. 12 is a view showing a moving distance of a movable core shown in FIG. FIG. 4 is a relationship diagram showing an outline of the relationship.

【0003】図11において、1は取付台1a、ハウジ
ング1b、上ストッパ1cを有するベース、2,3はそ
れぞれベース1内に設けられている励磁コイル及び固定
鉄心、4は固定鉄心3に対向してベース1内に設けられ
ている可動鉄心、5は可動鉄心4に連結されている絶縁
材製のクロスバー、6はクロスバー5の上部の窓5aに
図の上下方向へ摺動自在に保持されている可動接触子で
あり、この可動接触子6の両端には、可動接点6aが取
り付けられている。
In FIG. 11, reference numeral 1 denotes a base having a mounting base 1a, a housing 1b, and an upper stopper 1c; 2, 3; an excitation coil and a fixed core provided in the base 1; The movable core 5 provided in the base 1 is a crossbar made of an insulating material connected to the movable core 4, and 6 is slidably held in a window 5a at the upper part of the crossbar 5 in the vertical direction in the figure. A movable contact 6 a is attached to both ends of the movable contact 6.

【0004】7は可動接触子6に接触圧力を付与する主
接点ばねであり、この主接点ばね7は、圧縮コイルばね
により構成されており、初期状態では予圧をかけて取り
付けられている。8は端子板9に電気的に接続され、か
つ固定されている固定接触子であり、この固定接触子8
の一端には、可動接点6aが接離する固定接点8aが取
り付けられている。また、端子板9には、外部回路(図
示せず)を接続するための端子ねじ9aが設けられてい
る。10は固定鉄心3と可動鉄心4との間に設けられて
いる引外しばねである。
[0004] Reference numeral 7 denotes a main contact spring for applying a contact pressure to the movable contact 6. The main contact spring 7 is constituted by a compression coil spring, and is attached by applying a preload in an initial state. Reference numeral 8 denotes a fixed contact that is electrically connected to and fixed to the terminal plate 9.
The fixed contact 8a to which the movable contact 6a comes and goes is attached to one end of the fixed contact 8a. The terminal plate 9 is provided with terminal screws 9a for connecting an external circuit (not shown). Reference numeral 10 denotes a trip spring provided between the fixed iron core 3 and the movable iron core 4.

【0005】次に、図12において、X軸は可動鉄心4
の初期状態からの移動距離、Y軸は吸引力、反抗力、a
は引外しばね10及び主接点ばね7の反抗力の合力、b
は固定鉄心3と可動鉄心4との間に励磁される吸引力、
cは可動接点6aと固定接点8aとが当接する位置、d
は可動接点6aと固定接点8aとの閉成動作が完了する
位置、eは初期状態での引外しばね10の反抗力、fは
可動接点6aと固定接点8aとが当接した瞬間の引外し
ばね10の反抗力、gはfの次の瞬間に主接点ばね7の
予圧がかかった瞬間の引外しばね10及び主接点ばね7
の反抗力の合力、hは可動接点6aと固定接点8aとの
閉成動作が完了した状態での吸引力である。
[0005] Next, in FIG.
, The moving distance from the initial state, the Y axis is the suction force, the reaction force, a
Is the resultant of the reaction forces of the trip spring 10 and the main contact spring 7, b
Is an attractive force excited between the fixed iron core 3 and the movable iron core 4,
c is a position where the movable contact 6a and the fixed contact 8a are in contact with each other, d
Is the position where the closing operation of the movable contact 6a and the fixed contact 8a is completed, e is the reaction force of the trip spring 10 in the initial state, and f is the trip at the moment when the movable contact 6a and the fixed contact 8a come into contact with each other. The reaction force g of the spring 10 is the trip spring 10 and the main contact spring 7 at the moment when the main contact spring 7 is preloaded at the moment following f.
H is a suction force in a state where the closing operation of the movable contact 6a and the fixed contact 8a is completed.

【0006】次に、動作について説明する。可動接点6
aと固定接点8aとを閉じるためには、引外しばね10
の反抗力e以上の吸引力を発生させるだけの電力を、初
期状態の励磁コイル2に印加する必要がある。励磁コイ
ル2にそれだけの電力が印加されると、発生磁束により
固定鉄心3と可動鉄心4との間に吸引力が生じる。この
吸引力によって、可動鉄心4とクロスバー5との結合体
は、引外しばね10の反抗力eに抗して図11の下方へ
移動する。
Next, the operation will be described. Movable contact 6
a to close the fixed contact 8a with the trip spring 10
It is necessary to apply power to the exciting coil 2 in the initial state to generate an attractive force equal to or more than the reaction force e. When such power is applied to the exciting coil 2, an attractive force is generated between the fixed iron core 3 and the movable iron core 4 by the generated magnetic flux. Due to this suction force, the combined body of the movable iron core 4 and the crossbar 5 moves downward in FIG. 11 against the reaction force e of the trip spring 10.

【0007】可動鉄心4とクロスバー5との結合体がc
まで移動すると、可動接点6aと固定接点8aとが当接
する。当接した瞬間の引外しばね10の反抗力はfであ
るが、次の瞬間に主接点ばね7の予圧がかかるため、反
抗力は引外しばね10及び主接点ばね7の反抗力の合力
gになる。
[0007] The combined body of the movable iron core 4 and the crossbar 5 is c
When the movable contact 6a moves to the position, the movable contact 6a and the fixed contact 8a come into contact with each other. The reaction force of the trip spring 10 at the moment of contact is f, but the pre-load of the main contact spring 7 is applied at the next moment, so the reaction force is the resultant force g of the reaction forces of the trip spring 10 and the main contact spring 7. become.

【0008】図11の開状態における鉄心間隙は、接点
間隙より大きく構成されているので、可動接点6aと固
定接点8aとの接触開始位置よりもさらに下方へクロス
バー5が移動する。その際に主接点ばね7は圧縮され、
その反抗力により可動接触子6が付勢されて、主接点力
が得られる。そして、可動鉄心4がdまで移動し固定鉄
心3に衝突した時点で、可動接点6aと固定接点8aと
の閉成動作が完了し、この状態が保持される。このと
き、吸引力はhに保持される。
Since the iron core gap in the open state of FIG. 11 is configured to be larger than the contact gap, the crossbar 5 moves further below the contact start position of the movable contact 6a and the fixed contact 8a. At that time, the main contact spring 7 is compressed,
The movable contact 6 is urged by the reaction force, and a main contact force is obtained. When the movable core 4 moves to d and collides with the fixed core 3, the closing operation of the movable contact 6a and the fixed contact 8a is completed, and this state is maintained. At this time, the suction force is maintained at h.

【0009】一方、励磁コイル2の電力を取り除くと、
可動鉄心4と固定鉄心3との間の磁気吸引力は消滅し、
主接点ばね7及び引外しばね10の反抗力により、可動
鉄心4とクロスバー5との結合体が図11の上方へ移動
される。この結合体が図12のcまで移動すると接点が
開離する。その後、可動鉄心4とクロスバー5との結合
体は、引外しばね10の反抗力のみによって移動され、
上ストッパ1cに押し付けられて停止する。結合体が停
止した時点で、可動接点6aと固定接点8aとの開成動
作は完了する。
On the other hand, when the power of the exciting coil 2 is removed,
The magnetic attraction between the movable core 4 and the fixed core 3 disappears,
Due to the reaction force of the main contact spring 7 and the trip spring 10, the combined body of the movable core 4 and the crossbar 5 is moved upward in FIG. When the combination moves to the position c in FIG. 12, the contacts are opened. Thereafter, the combined body of the movable iron core 4 and the crossbar 5 is moved only by the reaction force of the trip spring 10,
It is stopped by being pressed against the upper stopper 1c. At the time when the assembly stops, the opening operation of the movable contact 6a and the fixed contact 8a is completed.

【0010】ここで、図11の初期状態では、固定鉄心
3と可動鉄心4との距離が最大になっており、当然のこ
とながら可動接点6aと固定接点8aとの距離も最大に
なっている。このため、可動接点6aと固定接点8aと
を閉じようとすると、励磁コイル2に十分大きな電力を
印加し、可動鉄心4とクロスバー5との結合体を引外し
ばね10の反抗力eに抗して移動させるだけの吸引力を
発生させる必要がある。
Here, in the initial state of FIG. 11, the distance between the fixed core 3 and the movable core 4 is maximum, and the distance between the movable contact 6a and the fixed contact 8a is naturally maximum. . Therefore, when closing the movable contact 6a and the fixed contact 8a, a sufficiently large electric power is applied to the exciting coil 2 and the combined body of the movable iron core 4 and the crossbar 5 is tripped to resist the reaction force e of the spring 10. It is necessary to generate a suction force that is sufficient to move the object.

【0011】また、可動接点6aと固定接点8aとの閉
成動作が完了した状態dでは、主接点ばね7及び引外し
ばね10の変位が共に最大になるため、発生するばね力
はaに示すように最大になる。しかし、この状態では、
固定鉄心3と可動鉄心4とは衝突して密着しており、両
者の距離=0となっているので、吸引力は最大になる。
このため、必要な吸引力hは、初期状態程度の大きな電
力を励磁コイル2に印加しなくても得ることができる。
In the state d in which the closing operation of the movable contact 6a and the fixed contact 8a is completed, the displacement of the main contact spring 7 and the displacement of the trip spring 10 are both maximum. To be max. However, in this state,
The fixed iron core 3 and the movable iron core 4 collide and come into close contact with each other, and since the distance between them is zero, the suction force is maximized.
For this reason, the required attraction force h can be obtained without applying a large amount of power to the exciting coil 2 as in the initial state.

【0012】このように、固定鉄心3に併設された励磁
コイル2に電力を印加して励磁し、空隙を隔てて配置さ
れた可動鉄心4を吸引する方式では、空隙長が大きくな
ると、固定鉄心3と可動鉄心4との間に働く吸引力が非
線形的に低下するため、初期状態で励磁コイル2に大き
な電力を印加する必要がある。しかし、固定鉄心3と可
動鉄心4とが衝突して密着し、可動接点6aと固定接点
8aとの閉成動作が完了した状態では、主接点ばね7と
引外しばね10との反抗力が最大になるものの、初期状
態に比べれば非常に小さな印加電力で必要な吸引力hを
得ることができる。
As described above, in the system in which electric power is applied to the exciting coil 2 attached to the fixed core 3 to excite it, and the movable core 4 arranged with a gap therebetween is attracted, when the gap length increases, the fixed core becomes larger. Since the attractive force acting between the movable core 3 and the movable core 4 decreases nonlinearly, it is necessary to apply a large power to the exciting coil 2 in an initial state. However, when the fixed iron core 3 and the movable iron core 4 collide and come into close contact with each other, and the closing operation of the movable contact 6a and the fixed contact 8a is completed, the reaction force between the main contact spring 7 and the tripping spring 10 becomes maximum. However, the required suction force h can be obtained with an extremely small applied power as compared with the initial state.

【0013】逆に言えば、励磁コイル2に印加する電力
を一定とすると、最も大きな吸引力が必要な初期状態の
電力を常に印加せざるを得ず、閉成動作が完了した状態
では、過大な吸引力が発生していることになる。
Conversely, if the power applied to the exciting coil 2 is fixed, the power in the initial state requiring the largest attraction force must be constantly applied, and when the closing operation is completed, an excessive amount of power is required. That is, a strong suction force is generated.

【0014】例えば、従来の接点開閉装置である三菱電
機(株)製の電磁開閉器MS―Kシリーズの技術資料集
に掲載されているJIS規格C8325−1977交流
電磁開閉器で定められたAC3級を満足する電磁開閉器
で、フレームサイズ=125と呼ばれているものでは、
励磁コイル2に印加される電圧がAC220V、60H
zの場合、初期状態から可動鉄心4とクロスバー5との
結合体を移動させるためには、励磁コイル2に印加され
る初期電力は270W程度が必要である。一方、可動接
点6aと固定接点8aとの閉成動作が完了し、保持され
た状態dでは、励磁コイル2に印加される電力は2W程
度で済む。このように、初期状態と、閉成動作が完了し
た状態とでは、励磁コイル2に必要な印加電力には大き
な差がある。
[0014] For example, AC class 3 stipulated by the JIS standard C8325-1977 AC electromagnetic switch described in the technical data book of the electromagnetic switch MS-K series manufactured by Mitsubishi Electric Corporation, which is a conventional contact switch. Electromagnetic switch that satisfies
When the voltage applied to the exciting coil 2 is AC220V, 60H
In the case of z, the initial power applied to the exciting coil 2 needs to be about 270 W in order to move the combined body of the movable iron core 4 and the crossbar 5 from the initial state. On the other hand, in the state d in which the closing operation of the movable contact 6a and the fixed contact 8a is completed and held, the electric power applied to the exciting coil 2 needs only about 2 W. Thus, there is a large difference in the applied power required for the exciting coil 2 between the initial state and the state where the closing operation is completed.

【0015】このため、従来の接点開閉装置では、主接
点ばね7の変位が最大になる直前、即ち図12のdの直
前にリミットスイッチで内蔵回路(共に図示せず)に切
り換え、AC220Vを10%程度に降圧し、さらに全
波整流してDCを作り、励磁コイル2に印加される電力
=2W程度をDCで得るようにしている。DCで保持す
るのは、固定鉄心3と可動鉄心4とが60Hzで振動、
衝突することによって発生するうなり音をなくすためで
ある。
For this reason, in the conventional contact opening / closing device, just before the displacement of the main contact spring 7 becomes maximum, that is, immediately before d in FIG. %, And DC is produced by full-wave rectification, so that the power applied to the exciting coil 2 = about 2 W is obtained by DC. The reason for holding at DC is that the fixed core 3 and the movable core 4 vibrate at 60 Hz,
This is to eliminate the beating sound generated by the collision.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の接点開閉装置においては、初期状態で固定鉄心
3と可動鉄心4との距離が最大になっているため、可動
接点6aと固定接点8aとを閉じようとすると、励磁コ
イル2に大きな電力を印加する必要があるという問題点
があった。また、DCで保持するためには、リミットス
イッチや内蔵回路が必要であり、部品点数が増加すると
いう問題点もあった。さらに、リミットスイッチの動作
開始点のばらつきが大きく、リミットスイッチの作動が
早過ぎて、DC低電力に切り換わるのが早過ぎ、可動接
点6aと固定接点8aとの閉成動作が完了できなくなる
恐れもあった。
In the conventional contact switching device constructed as described above, the distance between the fixed iron core 3 and the movable iron core 4 is maximized in the initial state, so that the movable contact 6a and the movable contact 6a are fixed. To close the contact 8a, there is a problem that it is necessary to apply a large electric power to the exciting coil 2. In addition, a limit switch and a built-in circuit are necessary to hold the voltage at DC, and there is a problem that the number of parts increases. Furthermore, the variation in the operation start point of the limit switch is large, the operation of the limit switch is too early, the switching to DC low power is too early, and the closing operation of the movable contact 6a and the fixed contact 8a may not be completed. There was also.

【0017】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、可動接点と固
定接点とを閉じる際に必要な電力を低減することがで
き、また部品点数を減少させて構造を簡単にすることが
できる接点開閉装置を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and can reduce the power required for closing the movable contact and the fixed contact, and can reduce the number of parts. An object of the present invention is to provide a contact switching device that can be reduced in size and simplified in structure.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る接
点開閉装置は、ベースと、このベースに設けられ、固定
接点を有している固定接触子と、ベースに往復動可能に
設けられている可動構造体と、この可動構造体の往復動
方向へ往復動可能に可動構造体に設けられ、固定接点に
接離する可動接点を有している可動接触子と、可動構造
体と可動接触子との間に与圧された状態で設けられ、閉
成時に可動接点に主接点力を与える主接点ばねと、ベー
スに設けられ、可動構造体を閉成方向へ移動させる駆動
手段と、ベースと可動構造体との間に設けられ、可動接
点から固定接点を開離させる引外し手段と、ベースと可
動構造体との間に設けられ、可動構造体に対して閉成方
向への力を作用させる付勢手段とを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a contact opening / closing device including a base, a fixed contact provided on the base and having fixed contacts, and a reciprocating movement provided on the base. A movable structure, a movable contact provided on the movable structure so as to be able to reciprocate in the reciprocating direction of the movable structure, and having a movable contact that comes into contact with and separates from the fixed contact; A main contact spring that is provided in a pressurized state between the contact and applies a main contact force to the movable contact when closed, and a driving unit that is provided on the base and moves the movable structure in the closing direction; A tripping means provided between the base and the movable structure for separating the fixed contact from the movable contact, and a force provided between the base and the movable structure in a closing direction with respect to the movable structure And urging means for acting the

【0019】請求項2の発明に係る接点開閉装置は、駆
動手段により往復動されるロッドと、可動接触子及び主
接点ばねが設けられロッドに対して可動構造体の往復動
方向へ変位可能なフレームと、ロッドに設けられ、ロッ
ドに対するフレームの閉成方向への相対変位を規制する
内部力発生ばねストッパと、この内部力発生ばねストッ
パとフレームとの間に設けられ、ロッドとフレームとの
相対変位に対応したばね力を発生する内部力発生ばねと
を有する可動構造体を用いたものである。
A contact switching device according to a second aspect of the present invention is provided with a rod reciprocated by a driving means, a movable contact and a main contact spring, and is displaceable in the reciprocating direction of the movable structure with respect to the rod. A frame, an internal force generating spring stopper that is provided on the rod, and regulates a relative displacement of the frame with respect to the rod in the closing direction; and an internal force generating spring stopper that is provided between the internal force generating spring stopper and the frame. A movable structure having an internal force generating spring for generating a spring force corresponding to the displacement is used.

【0020】請求項3の発明に係る接点開閉装置は、フ
レームの閉成方向への移動を規制する閉成ストッパをベ
ースに設けたものである。
The contact opening and closing device according to the third aspect of the present invention has a base provided with a closing stopper for restricting the movement of the frame in the closing direction.

【0021】請求項4の発明に係る接点開閉装置は、ベ
ースと可動構造体との間に設けられ、可動構造体の閉成
方向への変位の途中から可動構造体に対して開成方向へ
のばね力を作用させる釣合ばねを備えたものである。
A contact switching device according to a fourth aspect of the present invention is provided between the base and the movable structure, and is configured to move the movable structure in the opening direction with respect to the movable structure during the displacement of the movable structure in the closing direction. It is provided with a balancing spring for applying a spring force.

【0022】請求項5の発明に係る接点開閉装置は、互
いに異なるタイミングで可動構造体にばね力を作用させ
る複数の釣合ばねを備えたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a contact switching device including a plurality of balancing springs for applying a spring force to the movable structure at different timings.

【0023】請求項6の発明に係る接点開閉装置は、可
動構造体及びベースのいずれか一方に設けられている永
久磁石と、可動構造体及びベースのいずれか他方に設け
られ、永久磁石の磁力により吸引される吸着部材とを有
する磁石ユニットを、付勢手段として用いたものであ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a contact opening / closing device provided with a permanent magnet provided on one of the movable structure and the base and a permanent magnet provided on the other of the movable structure and the base. A magnet unit having a suction member attracted by the above is used as the urging means.

【0024】請求項7の発明に係る接点開閉装置は、可
動接点が固定接点に接触した瞬間に可動構造体に作用す
る主接点ばねの予圧をキャンセルするキャンセル力を可
動構造体に作用させるキャンセル機構を備えたものであ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the contact opening / closing device, a canceling mechanism for applying a canceling force to the movable structure to cancel the preload of the main contact spring acting on the movable structure at the moment when the movable contact comes into contact with the fixed contact. It is provided with.

【0025】請求項8の発明に係る接点開閉装置は、互
いに異なる条件でキャンセル力を作用させる複数のキャ
ンセル機構を備えたものである。
The contact opening and closing device according to the invention of claim 8 is provided with a plurality of canceling mechanisms for applying a canceling force under different conditions.

【0026】請求項9の発明に係る接点開閉装置は、キ
ャンセル力を磁気的に発生するキャンセル機構を用いた
ものである。
A contact switching device according to a ninth aspect of the present invention uses a canceling mechanism that magnetically generates a canceling force.

【0027】請求項10の発明に係る接点開閉装置は、
可動構造体及びベースのいずれか一方に設けられている
永久磁石と、可動構造体及びベースのいずれか他方に設
けられ、永久磁石の磁力により吸引される吸着部材とを
有するキャンセル機構を用いたものである。
[0027] According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a contact switching device.
One using a permanent magnet provided on one of the movable structure and the base, and a suction mechanism provided on one of the other of the movable structure and the base and attracted by the magnetic force of the permanent magnet It is.

【0028】請求項11の発明に係る接点開閉装置は、
ベースと、このベースに設けられ、固定接点を有してい
る固定接触子と、ベースに往復動可能に設けられている
可動構造体と、この可動構造体の往復動方向へ往復動可
能に可動構造体に設けられ、固定接点に接離する可動接
点を有している可動接触子と、可動構造体と可動接触子
との間に与圧された状態で設けられ、閉成時に可動接点
に主接点力を与える主接点ばねと、ベースに設けられ、
可動構造体を閉成方向へ移動させる駆動手段と、ベース
と可動構造体との間に設けられ、可動接点から固定接点
を開離させる引外し手段と、可動接点が固定接点に接触
した瞬間に可動構造体に作用する主接点ばねの予圧をキ
ャンセルするキャンセル力を可動構造体に作用させるキ
ャンセル機構とを備えたものである。
The contact switching device according to the eleventh aspect of the present invention
A base, a fixed contact provided on the base and having a fixed contact, a movable structure provided reciprocally on the base, and movable reciprocally in a reciprocating direction of the movable structure. A movable contact provided on the structure and having a movable contact which comes into contact with and separates from the fixed contact; and a movable contact provided between the movable structure and the movable contact in a pressurized state. A main contact spring for applying a main contact force, provided on a base,
Drive means for moving the movable structure in the closing direction, trip means provided between the base and the movable structure, for separating the fixed contact from the movable contact, and at the moment the movable contact comes into contact with the fixed contact A canceling mechanism for applying a canceling force to the movable structure to cancel the preload of the main contact spring acting on the movable structure.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。図1はこの発明の実施の形態の一例
による接点開閉装置の初期状態の断面図、図2は図1の
II−II線断面図、図3は図1のIII−III線断
面図、図4は図3のIV−IV線断面図である。なお、
図1は図2のI−I線断面図に相当するものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a sectional view of an initial state of a contact switching device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3. In addition,
FIG. 1 corresponds to a cross-sectional view taken along line II of FIG.

【0030】図において、11は閉成ストッパ11aが
設けられている取付台、12は取付台11上に固定され
ているハウジング、13はハウジング12内に固定され
ている開成ストッパ、14は取付台11、ハウジング1
2及び開成ストッパ13を有するベースである。15は
開成ストッパ13に固定されている複数の端子板、16
は各端子板15にそれぞれ電気的に接続され、かつ固定
されている固定接触子であり、これらの固定接触子16
には、それぞれ固定接点16aが設けられている。
In the drawing, reference numeral 11 denotes a mounting base provided with a closing stopper 11a, 12 denotes a housing fixed on the mounting base 11, 13 denotes an opening stopper fixed in the housing 12, and 14 denotes a mounting base. 11, housing 1
2 and a base having an opening stopper 13. Reference numeral 15 denotes a plurality of terminal boards fixed to the opening stopper 13;
Are fixed contacts which are electrically connected to and fixed to the respective terminal boards 15, and these fixed contacts 16
Are provided with fixed contacts 16a, respectively.

【0031】17はベース14の上方に固定されている
駆動手段であり、この駆動手段17としては、DCリニ
アモータが使用されている。18は駆動手段17を貫通
し駆動手段17により図1の上下方向へ往復摺動される
2本のロッドであり、これらのロッド18の下端部は、
ベース14内に挿入されている。また、駆動手段17内
には、ロッド18を案内する軸受機構(図示せず)が設
けられている。
Reference numeral 17 denotes a drive unit fixed above the base 14, and a DC linear motor is used as the drive unit 17. Numeral 18 denotes two rods which penetrate the driving means 17 and are reciprocally slid in the vertical direction in FIG. 1 by the driving means 17.
It is inserted into the base 14. A bearing mechanism (not shown) for guiding the rod 18 is provided in the driving unit 17.

【0032】19は図2の上下方向へ往復動可能にベー
ス14内に設けられ、閉成ストッパ11a及び開成スト
ッパ13に接離するフレームであり、このフレーム19
には、図1の左右方向へ貫通したばね収容部19a及び
3つの窓19bが設けられている。20はばね収容部1
9a内でロッド18の下端部に固定されている内部力発
生ばねストッパ、21は内部力発生ばねストッパ20と
フレーム19との間に設けられ、ロッド18に対してフ
レーム19を図2の下方へ付勢しフレーム19を内部力
発生ばねストッパ20の上面に当接させる複数の内部力
発生ばねであり、これらの内部力発生ばね21には、初
期状態で撓みが発生しない程度の予圧が与えられてい
る。
A frame 19 is provided in the base 14 so as to be able to reciprocate up and down in FIG. 2 and comes into contact with and separates from the closing stopper 11a and the opening stopper 13.
Is provided with a spring accommodating portion 19a and three windows 19b penetrating in the left-right direction of FIG. 20 is a spring receiving part 1
An internal force generating spring stopper 21 fixed to the lower end of the rod 18 within 9a is provided between the internal force generating spring stopper 20 and the frame 19, and the frame 19 is moved downward with respect to the rod 18 in FIG. A plurality of internal force generating springs for urging the frame 19 into contact with the upper surface of the internal force generating spring stopper 20, and these internal force generating springs 21 are given a preload that does not cause bending in the initial state. ing.

【0033】22は取付台11とフレーム19との間に
設けられ、フレーム19を上方へ付勢してフレーム19
を開成ストッパ13に当接させる引外し手段としての複
数の引外しばね、23はフレーム19の窓19bにそれ
ぞれ図2の上下方向へ摺動可能に設けられている複数の
可動接触子であり、これらの可動接触子23の両端部に
は、固定接点16aに接離する可動接点23aがそれぞ
れ設けられている。24は窓19b内にそれぞれ設けら
れ、可動接触子23に主接点力を与える主接点ばねであ
り、これらの主接点ばね24は、予圧された状態で窓1
9b内に設けられている。
A frame 22 is provided between the mounting base 11 and the frame 19 and urges the frame 19 upward to move the frame 19
A plurality of tripping springs as tripping means for contacting the opening stopper 13 with the opening stopper 13, and a plurality of movable contacts 23 provided on the window 19b of the frame 19 so as to be slidable in the vertical direction in FIG. At both ends of these movable contacts 23, movable contacts 23a that come into contact with and separate from the fixed contact 16a are provided. Reference numerals 24 are main contact springs respectively provided in the windows 19b and applying a main contact force to the movable contact 23. These main contact springs 24 are provided in the window 1 in a preloaded state.
9b.

【0034】25はベース14に固定されている小形永
久磁石、26はロッド18に固定され、小形永久磁石2
5により吸引される小形吸着部材、27A,27Bは小
形永久磁石25及び小形吸着部材26を有するキャンセ
ル機構である。
Numeral 25 denotes a small permanent magnet fixed to the base 14, and 26 denotes a small permanent magnet 2 fixed to the rod 18.
Small suction members 27A and 27B attracted by 5 are canceling mechanisms having small permanent magnets 25 and small suction members 26.

【0035】28は内部力発生ばねストッパ20に連結
されており、ロッド18と一体に図2の上下方向へ往復
動する釣合ばねストッパ、29は釣合ばねストッパ28
に固定されている永久磁石、30は永久磁石29の両端
部に固定されている磁性体製のヨーク、31は取付台1
1内の底部に固定されている磁性体製の吸着部材、32
は永久磁石29、ヨーク30及び吸着部材31を有する
付勢手段としての磁石ユニットである。
A balancing spring stopper 28 is connected to the internal force generating spring stopper 20 and reciprocates in the vertical direction in FIG. 2 integrally with the rod 18, and 29 is a balancing spring stopper 28.
, A yoke made of a magnetic material fixed to both ends of a permanent magnet 29, and 31 a mounting base 1.
32, a magnetic adsorption member fixed to the bottom of 1
Is a magnet unit as an urging means having a permanent magnet 29, a yoke 30, and an attraction member 31.

【0036】33,34は取付台11内の底部にそれぞ
れ立設されている第1及び第2釣合ばねであり、これら
第1及び第2釣合ばね33は、ケーシング33a,34
a、このケーシング33a,34aの端部に出没可能に
設けられ、釣合ばねストッパ28が当接する当接部材3
3b,34b、及びケーシング33a,34a内に設け
られ、当接部材33b,34bを突出方向へ付勢するば
ね本体33c,34cをそれぞれ有している。また、図
4に示すように、初期状態では、第1釣合ばね33の当
接部材33bの高さが、第2釣合ばね34の当接部材3
4bの高さよりも高くなっている。
Reference numerals 33 and 34 denote first and second balancing springs which stand upright on the bottom of the mounting table 11, respectively. The first and second balancing springs 33 are casings 33a and 34, respectively.
a, a contact member 3 which is provided at the ends of the casings 33a and 34a so as to be able to protrude and retract, and against which the balancing spring stopper 28 contacts
3b, 34b and spring bodies 33c, 34c provided in the casings 33a, 34a to urge the contact members 33b, 34b in the protruding direction. Further, as shown in FIG. 4, in the initial state, the height of the contact member 33 b of the first balancing spring 33 is equal to the height of the contact member 3 of the second balancing spring 34.
It is higher than the height of 4b.

【0037】なお、この実施の形態の可動構造体である
クロスバー35は、ロッド18、フレーム19、内部力
発生ばねストッパ20及び内部力発生ばね21から構成
されている。
The cross bar 35, which is a movable structure according to the present embodiment, comprises a rod 18, a frame 19, an internal force generating spring stopper 20, and an internal force generating spring 21.

【0038】次に、動作について説明する。初期状態で
は、クロスバー35は、従来のものと同様に引外しばね
22の反抗力によって開成ストッパ13に押し付けられ
静止している。しかし、この実施の形態では、磁石ユニ
ット32で構成された磁石ユニット32が設けられてい
るので、初期状態でも、永久磁石29と吸着部材31と
の間にはヨーク30を介して磁気吸引力が作用してい
る。このため、従来の図12の引外しばね10の反抗力
eに相当する力は、磁石ユニット32の磁気吸引力Fm
と自重(図1の上下方向を天地として使用する場合)と
の和に打ち勝ってクロスバー35を開成ストッパ13に
押し付けるだけの大きさである。
Next, the operation will be described. In the initial state, the crossbar 35 is pressed against the opening stopper 13 by the reaction force of the tripping spring 22 and remains stationary, as in the conventional case. However, in this embodiment, since the magnet unit 32 constituted by the magnet unit 32 is provided, the magnetic attraction force between the permanent magnet 29 and the attraction member 31 via the yoke 30 even in the initial state. Working. Therefore, the force corresponding to the reaction force e of the conventional tripping spring 10 of FIG.
The crossbar 35 is only large enough to overcome the sum of its own weight (when the vertical direction in FIG. 1 is used as the top and bottom) and press the crossbar 35 against the opening stopper 13.

【0039】この状態で、駆動手段17が引外しばね2
2の反抗力e以上の駆動力を発生すると、クロスバー3
5は、図1及び図2の下方へ移動する。駆動手段17
は、DCリニアモータであるので、投入電力が一定なら
ば発生する駆動力は可動接点23aと固定接点16aと
の距離に依存することなく常に一定である。
In this state, the driving means 17 operates the tripping spring 2
2 generates a driving force greater than the reaction force e, the crossbar 3
5 moves downward in FIGS. 1 and 2. Driving means 17
Is a DC linear motor, so that if the input power is constant, the generated driving force is always constant without depending on the distance between the movable contact 23a and the fixed contact 16a.

【0040】しかし、可動接点23aと固定接点16a
との閉成動作を完了させるためには、駆動手段17は、
主接点ばね24及び引外しばね22の反抗力に打ち勝つ
駆動力を発生しなければならない。従来の接点開閉装置
では、閉成動作完了時の主接点ばね7及び引外しばね1
0の反抗力の合計は、7.6kgf=74.5Nであ
る。
However, the movable contact 23a and the fixed contact 16a
In order to complete the closing operation with
A driving force must be generated to overcome the reaction force of the main contact spring 24 and the trip spring 22. In the conventional contact opening / closing device, the main contact spring 7 and the trip spring 1 when the closing operation is completed.
The total reaction force of 0 is 7.6 kgf = 74.5N.

【0041】ここで、リニアモータにより1W当たり得
られる推力は、非常に効率が高いものでも5N/W程
度、通常の効率のものではその半分以下である。つま
り、仮にこの高効率リニアモータを用いたとしても必要
な投入電力は15W程度となってしまい、従来例と比較
すると、初期状態の投入電力は6%程度に削減される
が、閉成動作完了時の投入電力は逆に7倍程度に増加し
悪化してしまう。
Here, the thrust obtained per 1 W by the linear motor is about 5 N / W even at very high efficiency, and less than half of that at normal efficiency. That is, even if this high-efficiency linear motor is used, the required input power is about 15 W. Compared with the conventional example, the input power in the initial state is reduced to about 6%, but the closing operation is completed. Conversely, the input power at the time increases about seven times and deteriorates.

【0042】これに対し、駆動手段17への投入電力
を、従来例の閉成動作完了時の励磁コイル2に印加され
る電力=2W程度に抑えるためには、主接点ばね24及
び引外しばね22の反抗力を低下させるのが最も容易な
方法である。しかし、主接点ばね24のばね力を低下さ
せると、可動接点23aと固定接点16aとの接触時に
両者の間に生ずる電磁反発力によってハンチングが起
き、アークが発生し、その熱によって接点の摩耗を異常
に早めてしまう。また、最悪の場合には、可動接点23
a及び固定接点16aが溶着して離れなくなり、開成動
作を行うことができなくなる。
On the other hand, in order to suppress the power applied to the driving means 17 to the power applied to the exciting coil 2 at the time of completion of the closing operation of the conventional example = about 2 W, the main contact spring 24 and the trip spring are required. 22 is the easiest way to reduce the reaction force. However, when the spring force of the main contact spring 24 is reduced, hunting occurs due to an electromagnetic repulsion generated between the movable contact 23a and the fixed contact 16a when the movable contact 23a and the fixed contact 16a come into contact, an arc is generated, and the heat causes wear of the contact. Abnormally accelerated. In the worst case, the movable contact 23
a and the fixed contact 16a are welded and cannot be separated, and the opening operation cannot be performed.

【0043】また、引外しばね22のばね力を低下させ
ると、クロスバー35をその自重に打ち勝って初期状態
に戻すことができなくなり、やはり開成動作を行うこと
ができなくなってしまう。従って、主接点ばね24及び
引外しばね22の反抗力を低下させることは難しい。
If the spring force of the trip spring 22 is reduced, the crossbar 35 cannot overcome its own weight and cannot be returned to the initial state, so that the opening operation cannot be performed. Therefore, it is difficult to reduce the reaction force of the main contact spring 24 and the trip spring 22.

【0044】そこで、主接点ばね24及び引外しばね2
2の反抗力を従来並に確保しながら、従来例の閉成動作
完了時並の投入電力を達成するには、主接点ばね24及
び引外しばね22の反抗力とほぼ同じ大きさの力を反対
方向へ向けて加え、クロスバー35に作用する力を、ほ
ぼ釣り合わせるようなかたちで小さくすればよい。この
場合、クロスバー35には、合力としては小さな力しか
加わっていないので、駆動手段17への投入電力を、従
来の閉成動作完了時の投入電力並にすることができる。
Therefore, the main contact spring 24 and the trip spring 2
In order to achieve the same level of power when the closing operation of the conventional example is completed while securing the same reaction force as that of the prior art, a force having substantially the same magnitude as the reaction force of the main contact spring 24 and the trip spring 22 is applied. The force acting on the crossbar 35 in the opposite direction may be reduced in such a manner as to be substantially balanced. In this case, since only a small force is applied to the crossbar 35, the power applied to the driving means 17 can be made equal to the power applied when the conventional closing operation is completed.

【0045】このように、クロスバー35にかかる力を
ほぼ釣り合わせるため、この実施の形態では、キャンセ
ル機構27A,27B、磁石ユニット32、第1釣合ば
ね33及び第2釣合ばね34が用られている。
As described above, in order to substantially balance the force applied to the cross bar 35, in this embodiment, the cancel mechanisms 27A and 27B, the magnet unit 32, the first balancing spring 33, and the second balancing spring 34 are used. Have been.

【0046】力が発生する方向を見ると、磁石ユニット
32は常に閉成方向、即ち図2の下向きに力を発生す
る。第1釣合ばね33及び第2釣合ばね34は、開成方
向、即ち図2の上向きに力を発生する。キャンセル機構
27A,27Bについては、小形吸着部材26が小形永
久磁石25と正対するまでは、閉成方向、即ち図2の下
向きの吸引力を発生する。この下向きの吸引力は、小形
吸着部材26が小形永久磁石25の上端面付近にあると
きに最大になり、その後徐々に減少してゆき、小形吸着
部材26が小形永久磁石25と正対するときに0にな
る。
Looking at the direction in which the force is generated, the magnet unit 32 always generates a force in the closing direction, that is, downward in FIG. The first balancing spring 33 and the second balancing spring 34 generate a force in the opening direction, that is, upward in FIG. The canceling mechanisms 27A and 27B generate a downward attractive force in the closing direction, that is, the downward direction in FIG. 2 until the small attracting member 26 faces the small permanent magnet 25. This downward attractive force is maximized when the small attraction member 26 is near the upper end surface of the small permanent magnet 25, and gradually decreases thereafter, when the small attraction member 26 faces the small permanent magnet 25. It becomes 0.

【0047】この後、小形吸着部材26が小形永久磁石
25の下端面付近に進むに従って、今度は開成方向、即
ち図2の上向きの吸引力が発生する。この上向きの吸引
力は、小形吸着部材26が小形永久磁石25の下端面付
近にあるときに最大になり、その後徐々に減少してゆ
く。
Thereafter, as the small attracting member 26 moves near the lower end surface of the small permanent magnet 25, an attraction force is generated in the opening direction, that is, in the upward direction in FIG. The upward attraction force becomes maximum when the small attraction member 26 is near the lower end surface of the small permanent magnet 25, and thereafter gradually decreases.

【0048】また、フレーム19が閉成ストッパ11a
に当たって停止するまでは、内部力発生ばね21は殆ど
縮むことがないため、ロッド18及びフレーム19は、
概ね一体となって移動する。この後、フレーム19が閉
成ストッパ11aに当たって停止した後は、ロッド18
だけが移動するため、内部力発生ばね21にはロッド1
8の変位に応じた大きなばね力が発生する。この大きな
ばね力は、内部力発生ばねストッパ20を介して磁石ユ
ニット32の駆動力と釣り合うため、ロッド18に大き
なばね力が反力として加わることはない。このため、駆
動手段17が、ロッド18をベース14に向かって移動
させるのに必要な駆動力は、閉成ストッパ11aに当た
って停止するまでと同じになる。
Further, the frame 19 is provided with the closing stopper 11a.
Since the internal force generating spring 21 hardly contracts until the rod 18 and the frame 19 stop,
They generally move together. After that, after the frame 19 stops by hitting the closing stopper 11a, the rod 18
Only the rod 1 moves, so the internal force generating spring 21 has the rod 1
A large spring force is generated according to the displacement of No. 8. Since the large spring force balances the driving force of the magnet unit 32 via the internal force generating spring stopper 20, the large spring force is not applied to the rod 18 as a reaction force. For this reason, the driving force required for the driving means 17 to move the rod 18 toward the base 14 is the same as when the driving means 17 hits the closing stopper 11a and stops.

【0049】一方、内部力発生ばね21に発生した大き
なばね力は、反力としてフレーム19にも伝わる。フレ
ーム19は静止して動けないため、この力によって、フ
レーム19は閉成ストッパ11aに強く押しつけられる
ことになる。その結果、衝撃力のような突発的な外乱が
加わっても、フレーム19が動くことがなく、従って主
接点力が変化せず、可動接点23aの固定接点16aか
らの開離が防止される。また、閉成方向へのフレーム1
9の変位を閉成ストッパ11aにより規制しているた
め、主接点ばね24の変位を一定にすることができ、主
接点力を安定させることができる。
On the other hand, the large spring force generated in the internal force generating spring 21 is transmitted to the frame 19 as a reaction force. Since the frame 19 cannot move stationary, the force causes the frame 19 to be strongly pressed against the closing stopper 11a. As a result, even when a sudden disturbance such as an impact force is applied, the frame 19 does not move, so that the main contact force does not change, and the movable contact 23a is prevented from being separated from the fixed contact 16a. Also, the frame 1 in the closing direction
9 is regulated by the closing stopper 11a, the displacement of the main contact spring 24 can be made constant, and the main contact force can be stabilized.

【0050】次に、図5〜図10はそれぞれ図1の接点
開閉装置のロッド18の移動距離に対する変化の解析結
果を示したグラフであり、図5はロッド18上端に作用
する力、図6は主接点ばね24のばね力、図7はキャン
セル機構27A,27Bが発生するキャンセル力、図8
は第1釣合ばね33のばね力、図9は第2釣合ばね34
のばね力、図10は閉成ストッパ11aにかかる内部力
発生ばね21のばね力に対する反力である。
FIGS. 5 to 10 are graphs showing the results of analysis of the change with respect to the moving distance of the rod 18 of the contact switch of FIG. 1. FIG. 5 shows the force acting on the upper end of the rod 18, and FIG. 7 shows the spring force of the main contact spring 24, FIG. 7 shows the canceling force generated by the canceling mechanisms 27A and 27B, and FIG.
9 shows the spring force of the first balancing spring 33, and FIG.
FIG. 10 shows the reaction force against the spring force of the internal force generating spring 21 applied to the closing stopper 11a.

【0051】まず、駆動手段17により初期状態のクロ
スバー35が図1及び図2の下方へ移動される。このと
き、必要な駆動力は、例えば図11に示した従来の接点
開閉装置における引外しばね10の初期状態での反抗力
=2kgf=19.6Nである。仮に、高効率リニアモ
ータを用いるとすれば、必要な投入電力は4W程度であ
り、従来例の閉成動作完了時並の投入電力を達成してい
る。
First, the crossbar 35 in the initial state is moved downward in FIGS. 1 and 2 by the driving means 17. At this time, the required driving force is, for example, the reaction force in the initial state of the tripping spring 10 in the conventional contact switching device shown in FIG. 11 = 2 kgf = 19.6 N. Assuming that a high-efficiency linear motor is used, the required input power is about 4 W, which achieves the same input power as when the closing operation of the conventional example is completed.

【0052】ここで、図5の実線は、第1釣合ばね3
3、第2釣合ばね34及びキャンセル機構27A,27
Bによる力の釣合わせを一切行わない無補正の場合を示
している。図5のグラフの縦軸は、ロッド18上端での
力の釣合の結果を示しており、0では磁気吸引力とばね
力とがちょうど釣り合っており、プラス方向では磁気吸
引力、即ち図2の下向きの力が強く、マイナス方向では
ばね力、即ち図2の上向きの力が強いことを示してい
る。無補正の場合は、磁石ユニット32の磁気吸引力
と、自重と、主接点ばね24、引外しばね22及び内部
力発生ばね21のばね力との釣合の結果を示しているこ
とになる。
Here, the solid line in FIG.
3. Second balancing spring 34 and canceling mechanisms 27A, 27
The case of no correction in which no force balancing by B is performed is shown. The vertical axis of the graph in FIG. 5 shows the result of the balance of the force at the upper end of the rod 18. At 0, the magnetic attractive force and the spring force are exactly balanced, and in the plus direction, the magnetic attractive force, that is, FIG. Indicates that the downward force is strong, and the negative direction indicates that the spring force, that is, the upward force in FIG. 2 is strong. In the case of no correction, the result of the balance between the magnetic attraction force of the magnet unit 32, its own weight, and the spring force of the main contact spring 24, the trip spring 22, and the internal force generating spring 21 is shown.

【0053】図5のiからjまでは、可動接点23aと
固定接点16aとが接触するまでである。ここでは、引
外しばね22の変位が増加し、図2の上方向にばね力が
線形的に徐々に増加してゆく。また、磁石ユニット32
については、ロッド18の移動に伴って永久磁石29及
びヨーク30が吸着部材31に近づくので、図2の下方
向に磁気吸引力が非線形的に徐々に増加してゆく。
5A to 5J are the states until the movable contact 23a and the fixed contact 16a come into contact with each other. Here, the displacement of the trip spring 22 increases, and the spring force gradually increases linearly upward in FIG. Also, the magnet unit 32
With regard to (2), the permanent magnet 29 and the yoke 30 move closer to the attracting member 31 with the movement of the rod 18, so that the magnetic attractive force gradually increases nonlinearly downward in FIG.

【0054】この状態での磁石ユニット32の磁気吸引
力は、その増加量が小さいので、ほぼ線形的に増加す
る。このため、ばね力と磁気吸引力とは、図5のiから
jに示すようにほぼ釣り合う。従って、駆動手段17へ
の投入電力は、従来例の閉成動作完了時並でよいことに
なる。なお、フレーム19が閉成ストッパ11aに当接
して停止するmまでは、内部力発生ばね21は殆ど縮む
ことがなく、クロスバー35のフレーム19とロッド1
8とは、概ね一体となって移動する。
The magnetic attraction of the magnet unit 32 in this state increases almost linearly because the increase is small. For this reason, the spring force and the magnetic attraction force are almost balanced as shown in FIGS. Therefore, the electric power supplied to the driving means 17 may be equal to that of the conventional example when the closing operation is completed. Until the frame 19 comes into contact with the closing stopper 11a and stops, the internal force generating spring 21 hardly shrinks, and the frame 19 of the crossbar 35 and the rod 1
8 moves substantially integrally.

【0055】図5のjでは、可動接点23aと固定接点
16aとの接触が開始される。このため、jからkで
は、主接点ばね24の予圧が急激に立ち上がり、釣合を
示す線はマイナス側に急激に振れる。この後、kからl
の区間の前半では、引外しばね22及び主接点ばね24
のばね力の増加分と、磁石ユニット32の磁気吸引力の
増加分とがほぼ釣り合うため、釣合を示す線はほぼ水平
な直線となる。しかし、kからlの区間の後半になる
と、磁石ユニット32の磁気吸引力が非線形的に急速に
増加するため、釣り合いを示す線は徐々にプラス側に振
れる。また、lからmの区間については、kからlの区
間の後半と同様である。
In FIG. 5j, the contact between the movable contact 23a and the fixed contact 16a is started. For this reason, from j to k, the preload of the main contact spring 24 rises rapidly, and the line indicating the balance suddenly swings to the minus side. Then, from k to l
, The trip spring 22 and the main contact spring 24
Is substantially balanced with the increase in the magnetic attraction force of the magnet unit 32, so that the line indicating the balance is a substantially horizontal straight line. However, in the latter half of the section from k to l, the magnetic attraction force of the magnet unit 32 increases non-linearly and rapidly, so that the line indicating the balance gradually swings to the positive side. The section from l to m is the same as the latter half of the section from k to l.

【0056】図5のmにおいてフレーム19が閉成スト
ッパ11aに当接して停止すると、ここから先はロッド
18だけが移動し続ける。また、この時点で引外しばね
22及び主接点ばね24の変位量も増加しなくなるの
で、ここから先の引外しばね22及び主接点ばね24の
ばね力は一定である。mからロッド18が停止するまで
は、内部力発生ばね21のばね力と磁石ユニット32の
磁気吸引力との釣合になるが、やはり磁石ユニット32
の磁気吸引力が非線形的に急速に増加するため、釣合を
示す線はプラス側に振れる。
When the frame 19 comes into contact with the closing stopper 11a and stops at m in FIG. 5, only the rod 18 continues to move from here. At this time, the displacement of the trip spring 22 and the main contact spring 24 also does not increase, so that the spring force of the trip spring 22 and the main contact spring 24 is constant. m until the rod 18 stops, the spring force of the internal force generating spring 21 and the magnetic attraction force of the magnet unit 32 are balanced.
Since the magnetic attraction force of the non-linear magnetic field rapidly increases in a non-linear manner, the balance line swings to the plus side.

【0057】この区間では、内部力発生ばね21に発生
したばね力は、反力としてフレーム19にも伝わり、こ
の力によって、フレーム19はベース14の閉成ストッ
パ11aに強く押し付けられる。この力は、衝撃力のよ
うな突発的な外乱に対抗してフレーム19を保持するよ
うに働くので、可動接点23aと固定接点16aとの開
離を防ぐことができる。
In this section, the spring force generated by the internal force generating spring 21 is transmitted to the frame 19 as a reaction force, and the frame 19 is strongly pressed against the closing stopper 11a of the base 14 by this force. This force acts to hold the frame 19 against a sudden disturbance such as an impact force, so that the movable contact 23a and the fixed contact 16a can be prevented from being separated.

【0058】このように、第1釣合ばね33、第2釣合
ばね34及びキャンセル機構27A,27Bによる力の
釣合わせを一切行わなければ、ロッド18が停止したと
きには、磁気吸引力の方が16kgf=157N程度大
きくなっている。このため、可動接点23aと固定接点
16aとを開離させるために駆動手段17に必要な投入
電力は31W程度になってしまい、従来例の閉成動作完
了時並の投入電力では開成動作を行うことができない。
As described above, unless the forces of the first balancing spring 33, the second balancing spring 34, and the canceling mechanisms 27A, 27B are balanced at all, when the rod 18 stops, the magnetic attraction force is smaller. 16 kgf = 157 N is larger. For this reason, the input power required for the driving means 17 to open the movable contact 23a and the fixed contact 16a is about 31 W, and the opening operation is performed with the same input power as when the closing operation is completed in the conventional example. Can not do.

【0059】そこで、実施の形態に示す接点開閉装置で
は、第1釣合ばね33、第2釣合ばね34及びキャンセ
ル機構27A,27Bを用い、j以降の力の釣合をと
り、従来例の閉成動作完了時並の投入電力で開閉動作を
行えるようにした。以下では、力の釣合をとったときの
動作について説明する。
Therefore, in the contact opening / closing device shown in the embodiment, the first balancing spring 33, the second balancing spring 34, and the canceling mechanisms 27A and 27B are used to balance the force after j, and the conventional art is used. Opening / closing operation can be performed with the same input power as when closing operation is completed. Hereinafter, the operation when the force is balanced will be described.

【0060】上述したように、図5及び図6のjからk
の区間では、可動接点23aと固定接点16aとが接触
を開始するため、主接点ばね24の予圧が急激に立ち上
がる。この部分で力の釣合をとるためには、キャンセル
機構27A,27Bが用いられる。即ち、図2の下向き
に急速に立ち上がるキャンセル力(磁気吸引力)がロッ
ド18に加えられる。
As described above, j to k in FIGS. 5 and 6
In the section (1), the movable contact 23a and the fixed contact 16a start contacting, so that the preload of the main contact spring 24 rises rapidly. In order to balance forces in this portion, cancel mechanisms 27A and 27B are used. That is, a canceling force (magnetic attraction force) that rapidly rises downward in FIG. 2 is applied to the rod 18.

【0061】この実施の形態では、条件の異なる2組の
キャンセル機構27A,27Bが用いられている。そし
て、これらのキャンセル機構27A,27Bは、大きさ
の異なる(ロッド18の変位量に対して作用する範囲の
異なる)キャンセル力、即ちnarrow、wideで
示す2通りのキャンセル力を同時に発生する。これら2
通りのキャンセル力は、図7のjからk、さらに先の区
間で同時に加えられ、これにより主接点ばね24の予圧
による急激な立ち上がり部分だけではなく、その後の水
平部分の力の釣合も同時にとることが可能となる。な
お、キャンセル力を加える時間、キャンセル力の大きさ
等の条件は、キャンセル機構27A,27Bの小形吸着
部材26及び小形永久磁石25の厚さ、長さ、ギャップ
の大きさ、磁石の種類等を変化させることによって最適
化を図ることができる。
In this embodiment, two sets of cancel mechanisms 27A and 27B having different conditions are used. These canceling mechanisms 27A and 27B simultaneously generate canceling forces having different sizes (different ranges acting on the displacement amount of the rod 18), that is, two types of canceling forces indicated by narrow and wide. These two
The same canceling force is simultaneously applied in the sections from j to k in FIG. 7 and further ahead, so that not only the sudden rise due to the preload of the main contact spring 24 but also the balance of the force of the horizontal part thereafter are simultaneously performed. It is possible to take. The conditions such as the time for applying the canceling force and the magnitude of the canceling force depend on the thickness, length, gap size, type of magnet, etc. of the small attracting members 26 and the small permanent magnets 25 of the canceling mechanisms 27A and 27B. By changing it, optimization can be achieved.

【0062】また、磁気吸引力を用いたキャンセル機構
27A,27Bでは、原理的に小形吸着部材26が、小
形永久磁石25と正対した後に、反対方向、即ち図2の
上方向の吸引力を発生する。しかし、最適化されたna
rrow、wideの2通りのキャンセル力が同時に加
えられ合成されることにより、narrowの反対方向
の吸引力の影響が低減される。また、図7のl以降には
wideの反対方向の吸引力がそのまま残るが、この区
間は磁石ユニット32の磁気吸引力の非線形的な増加が
急速に大きくなってくる区間であり、しかもwideの
反対方向の吸引力が磁石ユニット32の磁気吸引力をキ
ャンセルする方向に働くので、ロッド18上端での力の
釣合をとるためには好ましい。
In the canceling mechanisms 27A and 27B using the magnetic attractive force, the small attracting member 26 faces the small permanent magnet 25 in principle, and then applies the attracting force in the opposite direction, that is, the upward direction in FIG. Occur. However, the optimized na
The effect of the suction force in the opposite direction of the narrow is reduced by simultaneously applying and canceling the two canceling forces of the row and the wide. Further, after l in FIG. 7, the attractive force in the opposite direction of the wide remains as it is, but this section is a section in which the non-linear increase of the magnetic attractive force of the magnet unit 32 increases rapidly, and Since the attraction force in the opposite direction acts in the direction to cancel the magnetic attraction force of the magnet unit 32, it is preferable to balance the force at the upper end of the rod 18.

【0063】このように、キャンセル機構27A,27
Bを用いて力の釣合をとることによって、jからlの区
間ではばね力の方が少なくとも1kgf=9.8N程度
大きい状態にすることができる。このとき、駆動手段1
7に必要な投入電力は2W程度であり、従来例の閉成動
作完了時並の投入電力で閉成動作を行うことができる。
As described above, the canceling mechanisms 27A, 27
By balancing the forces using B, in the section from j to l, the spring force can be at least about 1 kgf = 9.8 N higher. At this time, the driving means 1
The input power required for 7 is about 2 W, and the closing operation can be performed with the same input power when the closing operation of the conventional example is completed.

【0064】次に、図5のlからmは、磁石ユニット3
2の磁気吸引力が非線形的に急速に大きくなる区間であ
る。この区間で力の釣合をとるためには、図8に示すよ
うな特性を持った第1釣合ばね33のばね力を図2の上
向きにロッド18に加え、磁石ユニット32の磁気吸引
力をキャンセルすればよい。
Next, 1 to m in FIG.
2 is a section where the magnetic attraction force is rapidly increased non-linearly. In order to balance the forces in this section, the spring force of the first balancing spring 33 having the characteristics shown in FIG. 8 is applied to the rod 18 upward in FIG. Can be canceled.

【0065】このように、第1釣合ばね33のばね力を
用いて力の釣合をとることにより、lからmの区間では
ばね力の方が少なくとも0.5kgf=4.9N程度大
きい状態にすることができる。このとき、駆動手段17
に必要な投入電力は1W程度であり、従来例の閉成動作
完了時並の投入電力で閉成動作を行うことができる。
As described above, by balancing the forces using the spring force of the first balancing spring 33, the spring force is larger by at least about 0.5 kgf = 4.9 N in the section from 1 to m. Can be At this time, the driving means 17
Is required to be about 1 W, and the closing operation can be performed with the same applied power as when the closing operation of the conventional example is completed.

【0066】次に、図5のmからロッド18が停止する
までの区間は、内部力発生ばね21のばね力と、磁石ユ
ニット32の磁気吸引力との釣合になるが、やはり磁石
ユニット32の磁気吸引力の非線形的な増加がに急速に
大きくなる区間である。この区間で力の釣合をとるため
には、図9に示すような特性を持った第2釣合ばね34
のばね力を図2の上向きにロッド18に加え、磁石ユニ
ット32の磁気吸引力をキャンセルすればよい。
Next, in the section from m in FIG. 5 to when the rod 18 stops, the spring force of the internal force generating spring 21 and the magnetic attraction force of the magnet unit 32 are balanced. This is a section in which the non-linear increase of the magnetic attraction force rapidly increases. In order to balance forces in this section, a second balancing spring 34 having characteristics as shown in FIG.
Is applied to the rod 18 upward in FIG. 2 to cancel the magnetic attraction of the magnet unit 32.

【0067】このように、第2釣合ばね34のばね力を
用いて力の釣合をとることにより、mからロッド18が
停止するまでの区間ではばね力の方が少なくとも0.1
kgf=1N程度大きい状態にすることができる。この
とき、駆動手段17に必要な投入電力は0.2W程度で
あり、従来例の閉成動作完了時並の投入電力で閉成動作
を行うことができる。
As described above, by balancing the forces using the spring force of the second balancing spring 34, the spring force is at least 0.1 in the section from m to the time when the rod 18 stops.
kgf = 1N. At this time, the input power required for the driving means 17 is about 0.2 W, and the closing operation can be performed with the same input power as when the closing operation of the conventional example is completed.

【0068】この場合でも、第2釣合ばね34のばね力
をロッド18に加えているので、内部力発生ばね21に
発生したばね力の一部は、第2釣合ばね34のばね力の
分だけキャンセルされる。しかし、内部力発生ばね21
に発生したばね力の残りは、図10に示すように反力と
してフレーム19に伝わり、この力によってフレーム1
9は閉成ストッパ11aに強く押し付けられる。この力
は、衝撃力のような突発的な外乱に対抗してフレーム1
9を保持するように働くので、可動接点23aの固定接
点16aからの開離を防ぐことができる。
Also in this case, since the spring force of the second balancing spring 34 is applied to the rod 18, a part of the spring force generated in the internal force generating spring 21 is less than the spring force of the second balancing spring 34. Canceled by minutes. However, the internal force generating spring 21
The rest of the spring force generated in the frame 1 is transmitted to the frame 19 as a reaction force as shown in FIG.
9 is strongly pressed against the closing stopper 11a. This force is applied to the frame 1 against sudden disturbances such as impact forces.
9, the movable contact 23a can be prevented from being separated from the fixed contact 16a.

【0069】以上のように、磁石ユニット32、第1釣
合ばね33、第2釣合ばね34及びキャンセル機構27
A,27Bを用い、クロスバー35に作用する力をほぼ
釣り合わせることによって、従来例の閉成動作完了時並
の投入電力、即ち2W程度の電力を駆動手段17に投入
するだけで、可動接点23a及び固定接点16aの閉成
動作を行うことが可能になる。
As described above, the magnet unit 32, the first balance spring 33, the second balance spring 34, and the cancel mechanism 27
A and 27B are used to substantially balance the forces acting on the crossbar 35, so that only the input power at the same time as when the closing operation of the conventional example is completed, that is, about 2W, is applied to the driving means 17, and the movable contact The closing operation of the fixed contact 23a and the fixed contact 16a can be performed.

【0070】なお、上記実施の形態では、第1及び第2
釣合ばね33,34として圧縮ばねを用いたものを示し
たが、これに限定されるものではなく、例えば板ばねを
組み合わせたもの、非線形特性を示す円錐ばね、竹の子
ばね、又はこれらの組み合わせなどであってもよい。
In the above embodiment, the first and second
Although a spring using a compression spring as the balancing springs 33 and 34 has been described, the present invention is not limited to this. For example, a combination of leaf springs, a conical spring exhibiting nonlinear characteristics, a bamboo spring, or a combination thereof It may be.

【0071】また、上記実施の形態では、図2の左側が
N極、右側がS極に着磁された永久磁石29を磁石ユニ
ット32に用いたが、所定の磁気吸引力が得られるなら
ば、着磁状態はこれに限定されるものではなく、例えば
図2の上がN極、下がS極に着磁されていてもよい。さ
らに、ヨーク30の形状、寸法、材料及び取付位置等に
ついても、所定の磁気吸引力が得られる範囲で変更が可
能である。
In the above embodiment, the permanent magnet 29 magnetized with the N pole on the left side and the S pole on the right side of FIG. 2 is used for the magnet unit 32. However, if a predetermined magnetic attraction force can be obtained. The magnetized state is not limited to this. For example, the upper side in FIG. 2 may be magnetized to the N pole, and the lower side may be magnetized to the S pole. Further, the shape, dimensions, material, mounting position, and the like of the yoke 30 can be changed as long as a predetermined magnetic attraction force can be obtained.

【0072】さらに、上記実施の形態では、ロッド18
側の可動部材を磁石29及びヨーク30とし、ベース1
4側の固定部材を吸着部材31としたが、逆に配置して
もよく、可動部を軽量化して動作特性を改善することが
できる。
Further, in the above embodiment, the rod 18
The movable member on the side is a magnet 29 and a yoke 30, and the base 1
Although the fixing member on the fourth side is the suction member 31, the fixing member may be arranged reversely, and the moving part can be reduced in weight and the operating characteristics can be improved.

【0073】さらにまた、上記実施の形態では、急激に
立ち上がる1つの力と釣り合わせるために2組のキャン
セル機構27A,27Bを設けたが、1つのキャンセル
機構で複数の急激に立ち上がる力と釣り合わせてもよ
く、力を釣り合わせることが可能であるならば、キャン
セル機構をどのように組み合せてもよい。
Further, in the above-described embodiment, two sets of canceling mechanisms 27A and 27B are provided in order to balance with one force that rises sharply. However, one canceling mechanism balances a plurality of forces that suddenly rise up. The canceling mechanism may be combined in any manner as long as the forces can be balanced.

【0074】また、上記実施の形態では、ロッド18、
第1及び第2釣合ばね33,34、及び内部力ばね21
の材料について特に限定していないが、磁石ユニット3
2やキャンセル機構27A,27Bの磁気回路に悪影響
を及ぼさないものであれば、どのような材料を用いても
よく、必ずしも非磁性材料を用いる必要はない。
In the above embodiment, the rod 18,
First and second balancing springs 33 and 34 and internal force spring 21
The material of the magnet unit 3 is not particularly limited.
2, any material may be used as long as it does not adversely affect the magnetic circuits of the cancel mechanisms 27A and 27B, and it is not necessary to use a non-magnetic material.

【0075】さらに、上記実施の形態では、磁石ユニッ
ト32のヨーク30と吸着部材31とが直接吸着する
が、ヨーク30及び吸着部材31の少なくともいずれか
一方の吸着面に、例えば非磁性体のシート等を貼り付け
てもよく、これにより着磁ばらつきや表面粗さのばらつ
き等による磁気吸引力のばらつきの影響を低減すること
ができる。
Further, in the above-described embodiment, the yoke 30 of the magnet unit 32 and the attraction member 31 are directly attracted, but at least one of the attraction surfaces of the yoke 30 and the attraction member 31 is, for example, a non-magnetic sheet. Or the like may be attached, thereby reducing the influence of variations in magnetic attraction due to variations in magnetization and variations in surface roughness.

【0076】さらにまた、上記実施の形態では、ベース
14内に固定した釣合ばね33,34により釣合ばねス
トッパ28を受けるようにしたが、釣合ばねのうちの少
なくとも1つを釣合ばねストッパ28側に固定してベー
ス14に接離させるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the balancing spring stopper 28 is received by the balancing springs 33 and 34 fixed in the base 14, but at least one of the balancing springs is replaced by the balancing spring. The base 14 may be fixed to the stopper 28 and may be separated from the base 14.

【0077】また、上記実施の形態では、ベース14と
釣合ばねストッパ28との間に釣合ばね33,34を設
けたが、釣合ばねのうちの少なくとも1つをフレーム1
9とベース14との間に設けてもよい。この場合、釣合
ばねは、ベース14側に固定してもフレーム19側に固
定してもよい。また、釣合ばねのうちの少なくとも1つ
を内部力発生ばねストッパ20とベース14との間に設
けてもよい。この場合、釣合ばねは、ベース14側に固
定しても内部力発生ばねストッパ20側に固定してもよ
い。
In the above embodiment, the balance springs 33 and 34 are provided between the base 14 and the balance spring stopper 28, but at least one of the balance springs is connected to the frame 1
9 and the base 14 may be provided. In this case, the balancing spring may be fixed to the base 14 side or the frame 19 side. Further, at least one of the balancing springs may be provided between the internal force generating spring stopper 20 and the base 14. In this case, the balancing spring may be fixed to the base 14 side or the internal force generating spring stopper 20 side.

【0078】さらに、上記実施の形態では、全ての内部
力発生ばね24に与圧をかけて配置したが、少なくとも
1つの内部力発生ばねを与圧をかけずに配置してもよ
い。この場合、与圧をかけない内部力発生ばねは、ロッ
ド18側に固定してもフレーム19側に固定してもよ
い。
Further, in the above embodiment, all the internal force generating springs 24 are pressurized and arranged, but at least one internal force generating spring may be arranged without applying pressure. In this case, the internal force generating spring to which no pressurization is applied may be fixed to the rod 18 side or the frame 19 side.

【0079】さらにまた、上記実施の形態では、駆動手
段17としてDCリニアモータを用いたが、所定の性能
が得られ、寸法的制約、コスト等を満足するものであれ
ば、例えばプランジャなど、他のどのようなものを用い
てもよい。また、変位拡大機構や減速機構等を併用して
もよい。
Further, in the above-described embodiment, a DC linear motor is used as the driving means 17. However, if a predetermined performance is obtained and dimensional restrictions and costs are satisfied, for example, a plunger or the like may be used. Any of the above may be used. Further, a displacement enlargement mechanism, a deceleration mechanism, and the like may be used together.

【0080】また、上記実施の形態では、磁気回路を用
いた方式のキャンセル機構27A,27Bを示したが、
所定のキャンセル力が得られるものであれば、他のどの
ような方式を用いてもよい。さらに、付勢手段も磁石ユ
ニット32に限定されるものではない。さらにまた、可
動構造体はクロスバー35に限定されるものではない。
In the above embodiment, the canceling mechanisms 27A and 27B using a magnetic circuit have been described.
Any other method may be used as long as a predetermined canceling force can be obtained. Further, the urging means is not limited to the magnet unit 32. Furthermore, the movable structure is not limited to the crossbar 35.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明の
接点開閉装置は、可動構造体に対して閉成方向への力を
作用させる付勢手段をベースと可動構造体との間に設け
たので、可動構造体に対して作用する開成方向への力に
付勢手段による付勢力をほぼ釣り合わせて、駆動手段に
必要な駆動力を小さくすることができ、駆動手段への投
入電力を小さくすることができる。
As described above, in the contact opening and closing device according to the first aspect of the present invention, the urging means for applying a force in the closing direction to the movable structure is provided between the base and the movable structure. With this arrangement, the urging force of the urging means can be substantially balanced with the force in the opening direction acting on the movable structure, and the driving force required for the driving means can be reduced. Can be reduced.

【0082】請求項2の発明の接点開閉装置は、ロッ
ド、フレーム、内部力発生ばねストッパ及び内部力発生
ばねにより可動構造体を構成したので、ロッドとフレー
ムとの相対変位に対応して発生したばね力を内部力とし
て内部力発生ばねに蓄えることができ、これにより衝撃
力のような突発的な外乱に対してフレームを強固に保持
することができ、可動接点と固定接点との開離を防ぐこ
とができる。
In the contact opening / closing device according to the second aspect of the present invention, since the movable structure is constituted by the rod, the frame, the internal force generating spring stopper and the internal force generating spring, it is generated in accordance with the relative displacement between the rod and the frame. The spring force can be stored as an internal force in the internal force generating spring, whereby the frame can be firmly held against sudden disturbance such as an impact force, and the movable contact and the fixed contact can be separated. Can be prevented.

【0083】請求項3の発明の接点開閉装置は、フレー
ムの閉成方向への移動を規制する閉成ストッパをベース
に設けたので、主接点ばねの変位を一定にでき、一定の
主接点力を得ることができる。
In the contact opening / closing device according to the third aspect of the present invention, since the closing stopper for restricting the movement of the frame in the closing direction is provided on the base, the displacement of the main contact spring can be made constant, and the main contact force can be made constant. Can be obtained.

【0084】請求項4の発明の接点開閉装置は、可動構
造体の閉成方向への変位の途中から可動構造体に対して
開成方向へのばね力を作用させる釣合ばねをベースと可
動構造体との間に設けたので、付勢手段による付勢力が
非線形的に変化する場合にも、可動構造体に作用する合
力を安定させることができ、駆動手段への投入電力を小
さく保つことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a contact opening / closing device comprising a balancing spring for applying a spring force in the opening direction to the movable structure during the displacement of the movable structure in the closing direction. Since it is provided between the body and the body, even when the urging force of the urging means changes nonlinearly, the resultant force acting on the movable structure can be stabilized, and the power input to the driving means can be kept small. it can.

【0085】請求項5の発明の接点開閉装置は、ばね力
の作用タイミングの異なる複数の釣合ばねを設けたの
で、付勢手段による付勢力の非線形的な変化に対して、
より確実に対応することができる。
The contact opening and closing device according to the fifth aspect of the present invention is provided with a plurality of balancing springs having different operation timings of the spring force.
It is possible to respond more reliably.

【0086】請求項6の発明の接点開閉装置は、永久磁
石と吸着部材とを有する磁石ユニットを付勢手段として
用いたので、電力を消費せずに非線形的な付勢力を可動
構造体に作用させることができる。また、電気配線等が
不要であるため、部品点数が少なく、信頼性に優れ、コ
ストも低減できる。
In the contact switching device according to the sixth aspect of the present invention, since the magnet unit having the permanent magnet and the attraction member is used as the urging means, the non-linear urging force acts on the movable structure without consuming power. Can be done. Further, since electric wiring and the like are unnecessary, the number of parts is small, the reliability is excellent, and the cost can be reduced.

【0087】請求項7の発明の接点開閉装置は、可動接
点が固定接点に接触した瞬間に可動構造体に作用する主
接点ばねの予圧をキャンセルするキャンセル力を可動構
造体に作用させるキャンセル機構を設けたので、駆動手
段に必要な駆動力を小さくすることができ、駆動手段へ
の投入電力を小さくすることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a contact opening / closing device having a canceling mechanism for applying a canceling force to the movable structure to cancel a preload of the main contact spring acting on the movable structure at the moment when the movable contact comes into contact with the fixed contact. With the provision, the driving force required for the driving means can be reduced, and the power input to the driving means can be reduced.

【0088】請求項8の発明の接点開閉装置は、互いに
異なる条件でキャンセル力を作用させる複数のキャンセ
ル機構を用いたので、駆動手段に必要な駆動力を小さく
することができ、駆動手段への投入電力を小さくするこ
とができる。
The contact switching device according to the eighth aspect of the present invention uses a plurality of canceling mechanisms for applying the canceling force under different conditions, so that the driving force required for the driving means can be reduced, and The input power can be reduced.

【0089】請求項9の発明の接点開閉装置は、キャン
セル力を磁気的に発生するキャンセル機構を用いたの
で、電力を消費せずにキャンセル力を得ることができ
る。また、電気配線等が不要であるため、部品点数が少
なく、信頼性に優れ、コストも低減できる。
The contact switching device according to the ninth aspect of the present invention uses a canceling mechanism that magnetically generates a canceling force, so that the canceling force can be obtained without consuming power. Further, since electric wiring and the like are unnecessary, the number of parts is small, the reliability is excellent, and the cost can be reduced.

【0090】請求項10の発明の接点開閉装置は、永久
磁石と吸着部材とを有するキャンセル機構を用いたの
で、簡単な構造でより確実にキャンセル力を発生させる
ことができる。
The contact switching device according to the tenth aspect of the present invention uses the canceling mechanism having the permanent magnet and the attraction member, so that the canceling force can be more reliably generated with a simple structure.

【0091】請求項11の発明の接点開閉装置は、可動
接点が固定接点に接触した瞬間に可動構造体に作用する
主接点ばねの予圧をキャンセルするキャンセル力を可動
構造体に作用させるキャンセル機構を設けたので、駆動
手段に必要な駆動力を小さくすることができ、駆動手段
への投入電力を小さくすることができる。
According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a contact opening / closing device having a canceling mechanism for applying a canceling force to the movable structure for canceling the preload of the main contact spring acting on the movable structure at the moment when the movable contact comes into contact with the fixed contact. With the provision, the driving force required for the driving means can be reduced, and the power input to the driving means can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態の一例による接点開閉
装置の初期状態の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an initial state of a contact switching device according to an example of an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のII−II線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】 図1のIII−III線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 1;

【図4】 図3のIV−IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3;

【図5】 図1のロッドの変位量とロッド上端に作用す
る力との関係を示す関係図である。
5 is a relationship diagram showing a relationship between a displacement amount of the rod of FIG. 1 and a force acting on an upper end of the rod.

【図6】 図1のロッドの変位量と主接点ばねのばね力
との関係を示す関係図である。
FIG. 6 is a relationship diagram showing a relationship between a displacement amount of a rod of FIG. 1 and a spring force of a main contact spring.

【図7】 図1のロッドの変位量とキャンセル機構が発
生するキャンセル力との関係を示す関係図である。
FIG. 7 is a relationship diagram showing a relationship between a displacement amount of a rod of FIG. 1 and a canceling force generated by a canceling mechanism.

【図8】 図1のロッドの変位量と第1釣合ばねのばね
力との関係を示す関係図である。
8 is a relationship diagram showing a relationship between a displacement amount of a rod in FIG. 1 and a spring force of a first balancing spring.

【図9】 図1のロッドの変位量と第2釣合ばねのばね
力との関係を示す関係図である。
FIG. 9 is a relationship diagram showing a relationship between a displacement amount of a rod in FIG. 1 and a spring force of a second balancing spring.

【図10】 図1のロッドの変位量と閉成ストッパにか
かる内部力発生ばねのばね力に対する反力との関係を示
す関係図である。
10 is a relationship diagram showing a relationship between a displacement amount of a rod of FIG. 1 and a reaction force against a spring force of an internal force generating spring applied to a closing stopper.

【図11】 従来の接点開閉装置の一例の初期状態を示
す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an initial state of an example of a conventional contact switching device.

【図12】 図11の可動鉄心の移動距離と、可動鉄心
に作用する吸引力と反抗力との合力との関係の概略を示
す関係図である。
12 is a relationship diagram schematically showing a relationship between a moving distance of the movable iron core of FIG. 11 and a resultant force of a suction force and a reaction force acting on the movable iron core.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a 閉成ストッパ、14 ベース、16 固定接触
子、16a 固定接点、17 駆動手段、18 ロッ
ド、19 フレーム、20 内部力発生ばねストッパ、
21 内部力発生ばね、22 引外しばね(引外し手
段)、23 可動接触子、23a 可動接点、24 主
接点ばね、25 小形永久磁石、26 小形吸着部材、
27A,27B キャンセル機構、29 永久磁石、3
1 吸着部材、32 磁石ユニット(付勢手段)、33
第1釣合ばね、34 第2釣合ばね、35 クロスバ
ー(可動構造体)。
11a closing stopper, 14 base, 16 fixed contacts, 16a fixed contact, 17 driving means, 18 rod, 19 frame, 20 internal force generating spring stopper,
21 internal force generating spring, 22 tripping spring (tripping means), 23 movable contact, 23a movable contact, 24 main contact spring, 25 small permanent magnet, 26 small attracting member,
27A, 27B cancellation mechanism, 29 permanent magnets, 3
1 attracting member, 32 magnet unit (biasing means), 33
First balancing spring, 34 Second balancing spring, 35 Crossbar (movable structure).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 高明 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takaaki Mori 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベースと、 このベースに設けられ、固定接点を有している固定接触
子と、 上記ベースに往復動可能に設けられている可動構造体
と、 この可動構造体の往復動方向へ往復動可能に上記可動構
造体に設けられ、上記固定接点に接離する可動接点を有
している可動接触子と、 上記可動構造体と上記可動接触子との間に与圧された状
態で設けられ、閉成時に上記可動接点に主接点力を与え
る主接点ばねと、 上記ベースに設けられ、上記可動構造体を閉成方向へ移
動させる駆動手段と、 上記ベースと上記可動構造体との間に設けられ、上記可
動接点から上記固定接点を開離させる引外し手段と、 上記ベースと上記可動構造体との間に設けられ、上記可
動構造体に対して閉成方向への力を作用させる付勢手段
とを備えていることを特徴とする接点開閉装置。
1. A base, a fixed contact provided on the base and having a fixed contact, a movable structure provided reciprocally on the base, and a reciprocating direction of the movable structure. A movable contact provided on the movable structure so as to be able to reciprocate, and having a movable contact that comes into contact with and separates from the fixed contact; and a state in which pressure is applied between the movable structure and the movable contact. A main contact spring for applying a main contact force to the movable contact at the time of closing; a driving means provided at the base for moving the movable structure in a closing direction; and the base and the movable structure. A tripping means for separating the fixed contact from the movable contact; and a tripping means provided between the base and the movable structure to apply a force to the movable structure in a closing direction. And a biasing means for acting. Contact switching apparatus.
【請求項2】 可動構造体は、駆動手段により往復動さ
れるロッドと、可動接触子及び主接点ばねが設けられ上
記ロッドに対して上記可動構造体の往復動方向へ変位可
能なフレームと、上記ロッドに設けられ、上記ロッドに
対する上記フレームの閉成方向への相対変位を規制する
内部力発生ばねストッパと、この内部力発生ばねストッ
パと上記フレームとの間に設けられ、上記ロッドと上記
フレームとの相対変位に対応したばね力を発生する内部
力発生ばねとを有していることを特徴とする請求項1記
載の接点開閉装置。
2. A movable structure includes a rod reciprocated by a driving means, a frame provided with a movable contact and a main contact spring, and displaceable in the reciprocating direction of the movable structure with respect to the rod. An internal force generating spring stopper that is provided on the rod and regulates relative displacement of the frame in the closing direction with respect to the rod; and an internal force generating spring stopper that is provided between the internal force generating spring stopper and the frame. 2. The contact opening and closing device according to claim 1, further comprising: an internal force generating spring that generates a spring force corresponding to a relative displacement between the contact opening and closing device.
【請求項3】 ベースには、フレームの閉成方向への移
動を規制する閉成ストッパが設けられている請求項2記
載の接点開閉装置。
3. The contact opening / closing device according to claim 2, wherein the base is provided with a closing stopper for restricting the movement of the frame in the closing direction.
【請求項4】 ベースと可動構造体との間に設けられ、
上記可動構造体の閉成方向への変位の途中から上記可動
構造体に対して開成方向へのばね力を作用させる釣合ば
ねを備えていることを特徴とする請求項1ないし請求項
3のいずれかに記載の接点開閉装置。
4. It is provided between the base and the movable structure,
4. A balancing spring according to claim 1, further comprising a balancing spring for applying a spring force to the movable structure in an opening direction during the displacement of the movable structure in the closing direction. The contact switching device according to any one of the above.
【請求項5】 互いに異なるタイミングで可動構造体に
ばね力を作用させる複数の釣合ばねを備えていることを
特徴とする請求項4記載の接点開閉装置。
5. The contact opening / closing device according to claim 4, further comprising a plurality of balancing springs for applying a spring force to the movable structure at different timings.
【請求項6】 可動構造体及びベースのいずれか一方に
設けられている永久磁石と、上記可動構造体及び上記ベ
ースのいずれか他方に設けられ、上記永久磁石の磁力に
より吸引される吸着部材とを有する磁石ユニットが付勢
手段として用いられていることを特徴とする請求項1な
いし請求項5のいずれかに記載の接点開閉装置。
6. A permanent magnet provided on one of the movable structure and the base, and an attracting member provided on one of the other of the movable structure and the base and attracted by a magnetic force of the permanent magnet. The contact switching device according to any one of claims 1 to 5, wherein a magnet unit having the following is used as the urging means.
【請求項7】 可動接点が固定接点に接触した瞬間に可
動構造体に作用する主接点ばねの予圧をキャンセルする
キャンセル力を上記可動構造体に作用させるキャンセル
機構を備えていることを特徴とする請求項1ないし請求
項6のいずれかに記載の接点開閉装置。
7. A cancel mechanism for applying a canceling force to the movable structure to cancel a preload of a main contact spring acting on the movable structure at the moment when the movable contact comes into contact with the fixed contact. The contact switching device according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 互いに異なる条件でキャンセル力を作用
させる複数のキャンセル機構を備えていることを特徴と
する請求項7記載の接点開閉装置。
8. The contact opening / closing device according to claim 7, further comprising a plurality of canceling mechanisms for applying a canceling force under mutually different conditions.
【請求項9】 キャンセル力を磁気的に発生するキャン
セル機構を用いたことを特徴とする請求項7又は請求項
8に記載の接点開閉装置。
9. The contact opening / closing device according to claim 7, wherein a canceling mechanism that magnetically generates a canceling force is used.
【請求項10】 キャンセル機構は、可動構造体及びベ
ースのいずれか一方に設けられている永久磁石と、上記
可動構造体及び上記ベースのいずれか他方に設けられ、
上記永久磁石の磁力により吸引される吸着部材とを有し
ていることを特徴とする請求項9記載の接点開閉装置。
10. A permanent magnet provided on one of the movable structure and the base, and a cancellation mechanism provided on one of the other of the movable structure and the base.
The contact opening / closing device according to claim 9, further comprising an attraction member that is attracted by a magnetic force of the permanent magnet.
【請求項11】 ベースと、 このベースに設けられ、固定接点を有している固定接触
子と、 上記ベースに往復動可能に設けられている可動構造体
と、 この可動構造体の往復動方向へ往復動可能に上記可動構
造体に設けられ、上記固定接点に接離する可動接点を有
している可動接触子と、 上記可動構造体と上記可動接触子との間に与圧された状
態で設けられ、閉成時に上記可動接点に主接点力を与え
る主接点ばねと、 上記ベースに設けられ、上記可動構造体を閉成方向へ移
動させる駆動手段と、 上記ベースと上記可動構造体との間に設けられ、上記可
動接点から上記固定接点を開離させる引外し手段と、 上記可動接点が上記固定接点に接触した瞬間に上記可動
構造体に作用する上記主接点ばねの予圧をキャンセルす
るキャンセル力を上記可動構造体に作用させるキャンセ
ル機構とを備えていることを特徴とする接点開閉装置。
11. A base, a fixed contact provided on the base and having a fixed contact, a movable structure provided reciprocally on the base, and a reciprocating direction of the movable structure. A movable contact provided on the movable structure so as to be able to reciprocate, and having a movable contact that comes into contact with and separates from the fixed contact; and a state in which pressure is applied between the movable structure and the movable contact. A main contact spring for applying a main contact force to the movable contact at the time of closing; a driving means provided at the base for moving the movable structure in a closing direction; and the base and the movable structure. A tripping means for separating the fixed contact from the movable contact, and canceling a preload of the main contact spring acting on the movable structure at the moment when the movable contact comes into contact with the fixed contact. Above cancellation power Contact switching apparatus characterized by comprising a cancel mechanism to be applied to the structure.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007087632A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd Electromagnetic switching device
CN101599392A (en) * 2008-06-05 2009-12-09 通用电气公司 The contact block of tool free

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