JPS581495B2 - デンジカイヘイキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可動接触子を保持する接触子保持体と電磁石の
固定鉄心に吸引操作される接極子とを可動的に連結する
とともに前記接触子保持体と前記接極子との間に複数個
のばねを介挿した電磁開閉器の改良に関する。

この種の電磁開閉器の従来の一例（ドイツ連邦共和国特
許出願公告１１４３９０４）では、橋絡接触子保持体は
これに固着されているボルトを介してプランジャ形接極
子に結合されている。

しかもこのボルトは接極子の孔内断面縮小部に遊隙を存
して挿入されて接続されている。

さらに接触子保持体と接極子の球状頭部との間に板ばね
が装着され、それによって接極子の孔内の前記の断面縮
小部が円形断面のボルトに対して押圧されて線接触をし
ている。

この構成のものはガイド部の摺動が接触子保持体と接極
子との間で行なわれるため、動作時の傾斜により上記両
者のガイド摺動部に対する接触結合線ば接触子保持体と
接極子とにおいて一定しない位置をとり、摩耗やコアの
うなり等を発生する欠点をもっている。

すなわち接極子と接触子保持体とがいずれも任意に摺動
できるのでそれによってボルトと接極子との接触線が決
定されるからである。

他の従来例では、これに反してＥ形またはＵ形の固定鉄
心に対する接極子に案内部を設けずに単にボルトとばね
とによって接極子と橋絡接触子保持体を結合する。

接極子左橋絡接触子保持体との連結部には遊びをもたせ
るが、両者の接触は実質的には点状になるので接極子は
自由な揺動が可能となって、電磁開閉器閉成時に接極子
が傾いても傾きを減らすことができない。

すなわち電磁開閉器の閉成作動に際して接極子が傾いて
コアのうなり等の問題が生じやすく、また可動部の機械
的寿命が短い欠点がある。

従って接極子を傾かないように案内しない限り、極端な
場合にはＥ形またはＵ形の一方の端の脚に対する吸引力
が低下して電磁石の両脚が完全に閉成されない不安定な
状態で運転され、コイルの焼損を招くことがある。

このような不都合を避けるために接極子を案内してその
自由な揺動を制限すると、接極子が吸引されたときに接
触子保持体とその案内部に衝撃力が強く作用し接極子の
望ましくないチャタリング、接触子保持体またはその案
内部の摩耗や損傷、さらには磁石系のチャタリングを起
こすことになる。

本発明は接極子の傾斜によって生ずる前記のような悪影
響をすべて除去することを目的とする。

この目的は本発明によれば、可動接触子を保持する接触
子保持体と電磁石の固定鉄心に吸引操作される接極子と
を可動的に連結するとともに前記接触子保持体と前記接
極子との間に複数個のばねを介挿した電磁開閉器を、前
記接極子の中心部と両端が前記接触子保持体に一体に形
成された取付座に固定されたボルト状体の中央部とが前
記ばねのばね力の作用下で接触して該接極子と接触子保
持体とが可動的に連結され、かつ該接極子と前記ボルト
状体の中央部との接触部は接極子の作動方向に直角な平
担な接触面として構成され、前記複数個のばねの接極子
への作用点が該接触面の周りにしかも接極子の作動方向
に直角な面内の異なる位置に分散配置されるように構成
されることにより達成される。

本発明の実施に当っては、接極子が接触子保持体に対し
て傾いたとき、前記ばねのばね力により接極子に働く回
転モーメントと接極子の固定鉄心に対する傾きに基づき
磁気吸引力により接極子に働く回転モーメントとの大き
さを、電磁開閉器の閉成動作開始後接点の閉成開始行程
付近までの間は前者のモーメントが後者のモーメントよ
りも大きく、接極子と固定鉄心との接触開始行程付近で
は後者のモーメントが前者のモーメントより大きくなる
ように構成するのが良い。

これによって電磁開閉器の閉成動作初期には接極子とボ
ルト状体とは相対的に傾斜することなく前記平担な接触
部で面接触し、その後の閉成行程において接極子が傾斜
した場合に前記接触部の接触状態が変化することによっ
て前記ばね力によるモーメントが増加して接極子の傾斜
が抑制されるとともに接触子保持体が多少傾いても該ば
ね力によるモーメントと前記磁気吸引力によるモーメン
トによって傾きを減少させて該保持体の姿勢が補正され
る。

このように本発明においては接極子の傾斜が制限体等の
手段によらずばね力によるモーメントの増加によって良
好に制限され、電磁石の作動に際して接極子が接触子保
持体等に衝撃力を及ぼすことが少ない。

さらに本発明の実施にあたっては接極子は接触子保持体
すなわちそれに取付けられたボルト状体に対してある裕
度を持たせて傾動を可能とし、しかも接極子の固定電磁
石に対する空隙が大きくて吸引力の小さな閉成行程初期
には接極子は傾斜せずに面接触を保って接触子保持体と
弾性結合をするように構成するのが良い。

すなわちそれによって衝撃的作用は実際上ほとんど存在
しなくなる。

さらに本発明装置における製作誤差の影響を少なくする
とともにばね力によるモーメントが良好に働くようにす
るために、前述のように接極子に対するばね力の作用点
は前記接触面の周りにしかも接極子の作動方向に直角の
面内の異なる位置に複数個所分散配置するとともに、本
発明の作用を四周の方向に有効とするために、作用点を
４個所とし接触面を中心とする四角形の頂点に配するの
が良い。

本発明の実際構成にあたっては面接触部をボルト状体に
形成した平面状の突起としても良いし、あるいは接極子
のボルト状体用孔における同形の突起としても良い。

なおボルト状体は矩形状の断面とし、その両端の接触子
保持体への固定部位で回動を阻止するのが良い。

またこのボルト状体に突起を形成するため、またはその
突起の頂面の接触面の摩耗を避けるために、ボルト状体
に接極子への接触部を持った鋼製の接触片を取付けるこ
とができる。

なお接触面を前記のようにボルト状体自体に形成させる
場合にボルト状体を所定個所に挿入取付けるための特別
の差込口を接触子保持体自身に設けるかわりに、合成樹
脂製のボルト状体取り座を保持体の欠所内に差込むよう
にして一体に形成するのが良い。

そしてこれを接触子保持体の案内体として開閉器ケース
の溝内を摺動させるように構成し、特別々案内装置の付
設を省略するのが良い。

次に図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

第１図ないし第４図において１は電磁開閉器のケースで
あって、２は電磁石の固定鉄心、３はそれに取付けられ
た電磁石のコイル、４は接極子としての電磁石の可動鉄
心、５は接極子４と連結された接触子保持体である。

接触子保持体５と接極子４とは接極子４の孔８の中に遊
隙を残して挿入された栓状のボルト状体６で連結される
が、そのためにボルト状体６の中央部に接極子４のボル
ト状体用孔８の内面に当たる平坦な接触面７が設けられ
る。

接極子４と接触子保持体５との間にはばね９が介挿され
ていて、接極子４はこのばね９によってボルト状体６の
前述の接触面７に対して抑圧接触せしめられている。

なお孔８はこの実施例では第２図に示すように断面が四
角形に形成され、接極子４の孔８の図の上側の内面とボ
ルト状体６の接触面７とは面接触している。

そしてこの接触面７はボルト状体６の突起１０の頂部に
図の上方から見て四角形に形成されているので接極子４
がボルト状体６に対して傾斜すると突起の角稜部すなわ
ち、接触面７の四角形の辺部が接触部となる。

従ってこの場合の接触部は線状となり、この接触部とば
ね９のばね力が接極子に働く作用点との間の距離す々わ
ちばね９の接触部に対する作用アームの長さが接触部が
面状の場合から変化して、接極子の傾斜角を小さくする
方面にモーメントが働いて傾斜角を一定限度内に抑制す
る。

なおこの実施例においてはばね９は四つ設けられており
、それらはいずれも接触面７の外方にしかも接極子４の
動作方向に対して直角な面内における接触面７を中心と
する矩形の頂点の位置にそれぞれ作用点をもっている。

従ってばね９の隣合う二つの作用点を接触面７の中心は
それぞれ二等辺三角形を形成し接触面７はその頂点にあ
る。

またこの実施例ではボルト状体６は図示のように断面を
四角形に形成され、かつそれから突起１０を突出させて
接極子４に対する接触面７を構成させているので、ボル
ト状体６を接触子保持体５の両脚に設けた角形の孔の一
方から差し込んで固定することができない。

従って保持体５のボルト状体６を固定する孔を有する部
分を取付座１２として保持体５の本体とは別体に構成し
、保持体５の下方に欠所１１を設けてここに取付座１２
を嵌め込み固定できるようにするのが良い。

すなわちまず接極子４の孔８に突起１０を有するボルト
状体６を挿入した後、ボルト状体６の両端に取付座１２
，１２を嵌めてこれらを保持体５の欠所１１，１１に嵌
着して保持体５の本体に固定できるようにする。

さらに取付座には摺動部１３を設けてそれがケース１の
溝１４内を案内されるように構成するのが良い。

第５図に示す本発明の異なる実施例においては前記の取
付座１２を別体に設けることは必ずしも必要でない。

すなわちボルト状体６は突起のない乎担な四角形断面に
形成され、接極子４の孔８の側に突起２０が設けられ、
その頂面がボルト状体６に対して前記と同様に作用する
ように接触面を形成している。

しかしこのような突起２０の形成はボルト状体６におけ
る突起１０の形成よりも高価につく。

第６図ないし第９図はボルト状体６と接極子４とを面接
触させるための本発明のさらに異なる実施例を示してい
る。

第６図の実施例においては雫担なボルト状体６に突起を
持った鋼製の接触片１５が取付けられ、それが前記の作
用を有するように接極子４と接触している。

第７図の実施例においては同様な接触片１５に複数の隆
起部１６が設けられ、それが前記第１〜４図の実施例に
おける突起１００角稜部に相当せしめられている。

さらに第８図と第９図に示す実施例ではボルト状体６に
取付けられた接触片１７は接極子と面接触する部分では
Ｕ字状断面を持っているが、その他の部分ではボルト状
体への取付けを良好にするためにＵ字の両脚部がボルト
状体の長さ方向に延長されている。

前述の説明のように構成された本発明による電磁石開閉
器においては、接触子保持体５に一体に形成された取付
座１２に固定されたボルト状体６と接極子４との間に雫
担な接触面が設けられ、接極子４がボルト状体６従って
橋絡接触子保持体５に対して傾斜した場合にその傾斜角
を許容限度内に抑えるようばね９による補償作用が生じ
る。

この作用を以下第１０図の説明図により説明する。

第１０図は前述の第３図と同じ方向から見た説明図であ
って、Ｕ形の固定鉄心２に対して接触子保持体５および
接極子４が傾いた状態を傾斜角を跨張して模式的に描か
れている。

第１０図ａは電磁開閉器の閉成動作開始直後の状態を示
し、接触子保持体５はケース１との案内摺動面に存する
若干の遊隙に起因して僅かな角度αだけ固定鉄心２に対
して傾いている。

接極子４はこれに応じて角度α１だけ固定鉄心２に対し
て傾いており、接極子４には固定鉄心２からの図の下方
へ向いた吸引力が働いているほか傾きα１に基づく回転
モーメント力Ｍａが働いている。

しかし接極子４がこのモーメント力Ｍａによ傾斜角α１
を小さくする方向に回転しようとするとその孔８の図の
上内面とボルト状体６の突起１０との接触面７の接触状
態が変わって突起１０の角稜器７ａを中心に回転し々け
ればならない。

このとき図から容易にわかるように角稜部７ａに対する
図の左側のばね９−１の接極子４に対する作用点のアー
ム長は図の右側のばね９−２の作用点のアーム長より長
くなるので図でＭｓで示すモーメント力Ｍｓが前述のモ
ーメント力Ｍａと反対方向に働くことにより、一般にＭ
ｓ＞Ｍａなので実際には接極子４は傾斜角αｌを小さく
する方向の回転することができず、接触子４はばね９−
１，９−２により接触面７の全面においてボルト状体６
に対して押し付けられている。

すなわち第１０図ａの状態ではα＝α１である。

次に接触子４がさらに固定鉄心２に吸引されて接触子保
持体５の橋絡接触子がケース１に取り付けられた固定接
触子に接触するに至るとその作用で接触子保持体５の固
定鉄心２に対する傾斜角αが変わって第１０図ｂまたは
第１０図Ｃの状態になる。

第１０図ｂは接点の閉成に伴って接触子保持体５の傾斜
角αが前述のａの状態より小さくなった場合の状態を示
す。

この場合はα１＞αとなるので図示のように接極子４は
ボルト状体６の接触面７に対してα２の傾斜角をもつこ
とになり、さらにこの結果接極子４はボルト状体６の突
起１０の左側の角稜部７ｂと接触することになる。

またこの場合にも接触子４には固定鉄心２の吸引力に基
づくモーメントＭａが働いているが、角稜部７ｂに対す
るばね９−２の接極子４への作用点のアーム長がばね９
−１の作用点のアーム長より長くなるので、ばね９−１
，９−２のばね力に基づくモーメント力Ｍｓが前記のモ
ーメント力Ｍａに同方向に加わって接極子４に作用する
。

従ってこの場合は第１０図ａの状態と異なりばね力によ
るモーメント力Ｍｓが吸引力によるモーメント力Ｍａに
加わって接極子４の傾斜角α１を速やかに減少させる。

第１０図Ｃは接点の閉成に伴って接触子保持体５の傾斜
角αが前述のａの状態より大きくなったと仮定したとき
の状態を示す。

この場合はα１＜αとなり、図示のように接極子４はボ
ルト状体６の接触面７に対してα８の傾斜角をもつこと
になり、さらに接極子４はボルト状体６の突起１０の右
側の角稜部７ａと接触することになる。

従ってこの場合の吸引力によるモーメント力Ｍａおよび
ばね力によるモーメント力Ｍｓは前述のａの場合と同じ
方向に働く。

しかしこの際接触子保持体５にかかるモーメント力を考
えると、まず吸引力によるモーメントＭａは接触部７ａ
を介してそれと同方向に回転させるモーメント力を接触
子保持体５に与えるとともに、ばね力によるモーメント
力Ｍｓはその反作用モーメントを接触子保持体５に与え
るので、接触子保持体５はばね力によるモーメント力Ｍ
ｓと同じ大きさで吸引力によるモーメント力Ｍａと同方
向のモーメント力を受けることになる。

従って結局接触子保持体５には両モーメント力Ｍａ，Ｍ
ｓの合力が傾斜角αを減少させる方向に働き、接触子保
持体５の傾きが補正される。

接極子４にはこの接触子保持体５の傾きが補正されつつ
ある過程でばね力によるモーメント力Ｍｓがその傾斜角
度α１を増加させる方向に働くが、第１０図ａの状態と
は異なり接極子４は固定鉄心２に近づいており吸引力従
ってそれによるモーメント力Ｍａが増加していてＭａ＞
Ｍｓになるので、実際には傾斜角度α１は増加せずに接
極子４は接触面７に押し付けられるに至るまで増加した
モーメント力Ｍａを接触子保持体５に与える。

以上の説明から本発明の構成によれば、接点の閉成に伴
い接触子保持体５の傾きの角度が変わると、それまで面
接触していた接触面７の接触状態が変わって接触子保持
体５にはその傾斜角αを減少させて正しい姿勢に補正す
るモーメント力が強く働くとともに接極子４にもその傾
斜角α１を減少させて固定鉄心２の接極面に正しく当接
させるモーメント力が常に働くことがわかる。

本発明を実施した電磁開閉器においては橋絡接触子保持
体と接極子とをばね力によるモーメント力を持たせない
で完全に自由に運動しうるように結合したものに比して
、開閉器の閉成時に起こる接極子４の接触子保持体５に
対する傾斜角は僅かに数分の一である。

従来の装置では接極子の傾斜角の増大が接極子の閉成運
動の最終行程で起こることが多く、本発明のような補償
作用のない単なる弾性接続構成においては、前記傾斜は
開閉器閉成のため電磁石を付勢した初期において既に生
じ、かつ閉成行程の進行にともなって急速に増大して前
記のような不都合を生じうる。

また接極子が一方向に回動可能なようにボルト状態を介
して接触子保持体と接続されているような両者の剛性連
結に比して、本発明を実施した電磁開閉器においては接
極子の両側極面の一方が固定鉄心の対向極面と衝突を開
始してから他方の極面が全く接触し終わるまでの間に発
生する衝撃回転モーメントの値は数分の一である。

このような接触子保持体や接触子にかかる衝撃力が少な
くてすむので、電磁石の極面や接触子保持体の摺動部や
係合部の摩耗を著しく減少させ、それらの寿命を非常に
増大させることができる。

また前記の両者の剛性結合の欠点すなわち電磁石の閉成
直前に橋絡接触子が固定接点に対して摺動運動を行なっ
てチャタリング時間を著しく増大することも、本発明装
置においては良好に回避される。

なお本発明装置におけるチャタリング時間は、長くても
前記剛性連結の場合の約１／３である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の開閉器に関する一実施例の従断側面図
、第２図は接極子とボルトとの結合装置部分の正面図、
第３図は第１図の一部切欠正面図で第１図Ｉ−■部、第
４図は第３図のばね部分における従断面図で第３図の■
一■部である。 また第５図は異なる実施例の従断側面図である。 さらに第６図および第７図は前記結合装置部分のそれぞ
れ異なる実施例の従断側面図であり、第８図および第９
図は結合装置部分のさらに異なる実施例の平面図および
従断側面図である。 なお第１０図ａ，ｂ，ｃは本発明の作用を説明するため
の説明図である。 図において４は接極子、５は橋絡接触子保持体、６はボ
ルト状体、７は接触面、８はボルト状体用孔、９はばね
、１０は接触面７形成用の突起、１２はボルト取付座。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可動接触子を保持する接触子保持体と電磁石の固定
   鉄心に吸引操作される接触子とを可動的に連結するとと
   もに前記接触子保持体と前記接極子との間に複数個のば
   ねを介挿した電磁開閉器において、前記触極子の中心部
   と両端が前記接触子保持体に一体に形成された取付座に
   固定されたボルト状体の中央部とが前記ばねのばｉ力の
   作用下で接触して該接極子俣接触子保持体とが可動的に
   連結され、かつ該接極子と前記ボルト状体の中央部との
   接触部は接極子の作動方向に直角な平担な接触面として
   構成され、前記複数個のばねの接極子への作用点が該接
   触面の周りにしかも接極子の作動方向に直角々面内の異
   なる位置に分散配置されたことを特徴とする電磁開閉器
   。