JPS5828126A - 電磁接触器の操作コイル組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、交流入力により操作される電磁接触器の操作
コイル組立体に関するものである。

周知のように、電磁接触器は、各種主回路の開閉を行な
うために広く用いられており、主回路に接続された固定
接点と、主回路を開閉する口重動接点、そして、ケース
に固定され操作入力により励磁される操作コイルで吸引
力を生ずる固定鉄心と、固定鉄心に吸引されこれに対し
て進退可能に設けられその退避方向に付勢された可動鉄
心、さらに可動接点と可動鉄心とに連結され九クロスパ
ーを備え、操作入力により固定鉄心に可動鉄心が吸引さ
れるとクロスバ−で可動接点が駆動されて主回路が閉成
され、操作入力が取り去られると固定鉄心が退避して主
回路が開放される３、 従来より交流入力により操作される電磁接触器として固
定鉄心にくま取りコイルを設けたものが一般的であり、
以下、この装置を図面を用いて散切する。

第１図において、固定鉄心１０ｆｉ図示され番いベース
に固定され、そ♀中央鉄心部には操作コイル１２が外嵌
固定され、また左右の鉄心部にはくま取りコイル１４が
装着されている。そして、上記クロスパーが連結されて
いる可動鉄心１６は図において固定鉄心に対して上下方
向へベースに移動可能に設けられ、図示されない付勢手
段により常時図の上方に付勢されている。

以上の第１図装置の接続が第２図に、その電圧ベクトル
が第３図に示されている。第２図において、操作コイル
１２に＃″ｉ′ｉ′スイツチ１９電源２０が接続されて
いる。また、第３し！において、■は交流電源２０の電
圧、Ｒ３は操作コイル１２の内部抵抗、ωは交流電源２
ｏの角周波数、Ｌ（ｔ）は操作コイル１２のインダクタ
ンス、１（ｔ）は操作コイル１２を流れる電流を示して
いる。

スイッチ１９が閉じられると、操作コイル１２が励磁さ
れ、可動鉄心１６が固定鉄心１０に吸引されて可動接点
が駆動され、主回路が閉成される。

この可動鉄心１６の吸引時において、両鉄心１ｏ、１６
間の間隙が大きいときには上記インダクタンスＬ（ｔ）
が小さく、シたがって操作コイル１２には大きなラッシ
ュ電流が流れ、その吸引力は大きなものとなる。そして
、可動鉄心１６の吸引が完了して上記間隙が閉じられる
と、インダクタンスＬ（ｔ）が大きくなり、操作コイル
１２に流れる電流１（ｔ）が小さくなる。このとき、く
ま取りコイル１４によ抄、第１図に示されるくま取り部
磁束Φ１、と非くま取り部磁束Φ、との間に位相位ｔ：
生じ、したがって電磁石の吸引力が零とならず、可動鉄
心１６の吸着保持状態が維持される。

以上の従来装置は、可動鉄心１６の吸引時に操作コイル
１２に大きなラッシュ電流が流れるので、直流の操作入
力により操作される装置より大きな吸引力を発生するこ
とができ、したがって、短時間で可動鉄心１６の吸引を
完了することにより主回路を直ちに閉成することができ
るという特徴を有する。。

ところが、上記従来装置には、投入衝撃が大きく、その
寿命が短かく、また他の部品、機構などに悪影響を与え
るなどの問題があり、そして、交流操作入力にて可動鉄
心の吸着状態が保持されるので、その吸引力の脈動を避
けることができず、したがって騒音が大きいという欠点
がある２、さらに、両鉄心１０．１６を通る磁束が交番
するため、可動鉄心の吸着状態での各種鉄損、銅損が生
ずるが、これらの損失は無視し得ないほど大きいという
欠点があった。また、上記損失のうち、大きなウェイト
を占るヒステリシス損を低減するために、ケイ素鋼板を
積層して鉄心１０．１６が形成されるが、この場合、装
置が高価となる問題が生じる。

そして、くま数秒コイルの製作及びその取付には高度な
技術が必要とされている。

さらに、上記従来装置では、そのベース内のコイル保持
枠に上記操作コイルが固定されており、したがって、操
作入力の電圧が変更されたためあるいは保守点検のため
に操作コイルを取り出す必要が生じた場合、この取り出
し作業、あるいけその取り付は作業は極めて繁雑であっ
た１、本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、操作コイルの交換及び点検作業を容
易に行なうことができ、投入衝撃を緩和（５） し、鉄心騒音を減少し、可動鉄心吸引保持時の電力消費
を低減することができる電磁接触器の操作コイル組立体
を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、内部に操作コイ
ルが固定され操作コイルを！通して固定鉄心が着脱自在
に挿入される操作コイルケースと、操作コイルケースに
固定され主回路投入後に開放される投入完了スイッチと
、交流の操作入力を整流して操作コイルに励磁電流を供
給する整流回路と操作コイルの励１１１電圧を分圧する
ためのコンデンサを有し整流回路に直列接続され投入完
了スイッチが並列接続された分圧回路とを含み主回路投
入時には大きな励磁電流をそして主回路投入後には分圧
回路を介して小さな励磁電流を操作コイルに供給する回
路が組み込まれたプリント基板と、を含み、投入完了ス
イッチは固定鉄心の上方に配置され固定鉄心で発生する
摩耗粉の侵入を防止す島ことを特徴とする。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
１゜ （６） 第４図、第５図には本発明に係る操作コイル組立体が収
納された状態の電磁接触器の正面断面、側面断面が各々
示されている。図において、電磁接触器本体のベース３
０は取付板３２に螺着されており、電磁接触器は実際の
使用状態では第７図に示されるＸ方向が上方とされて設
置される。ベース３０には主回路が接続される端子３４
が固定され、また、端子３４には固定接点３８を有する
固定接触子３６が端子３４と導通状態で固定されている
。この固定接点３８と接°触し又は非接触となることに
より主回路を閉成し又は開放する可動接点４０は可動接
触子４２に設けられている。

可動接触子４２は可動接点４０が固定接点３８に対向す
る位置となるようにクロスパー４４に把持され、クロス
パー４４によって図の上下方向に駆動される。

クロスパー４４はベース３０の内壁に沿って図の上下方
向に摺動自在に設けられており常時上方に付勢され、投
入時に下方に引き下げられる。す付勢されており、クロ
スパー４４は固定鉄心１０により吸引される可動鉄心１
６にビン５８で連結されている。なお、可動鉄心１６と
クロスパー４４との間には投入衝撃を軽減する目的で緩
衝ゴム６゜が挿入されている。

以上の構成により、可動鉄心１６が可動鉄心１６により
図の下方に引き下げられていないときには、クロスパー
４４がバネ５４により上方向に押し上げられて可動接点
４ｏが固定接点３８から一ヒ方に後退した状態であり、
したがってこのときには主回路が開放される。また、可
動鉄心１６がバネ５４に抗して図の下方に引き下げられ
たときには固定接点３８に可動接点４ｏ妙１触した状態
となり、主回路が閉成される。

上記可動鉄心１６の引き下げは、前述したように、固定
鉄心１ｏにより行なわれ、この固定鉄心ｌＯの吸引力は
、操作入力により操作コイルＩ２を励磁することにより
行なわれる。

本実施例では、第６図に示される回路により操作コイル
１２の励磁が行なわれている。

すなわち、図において、操作入力は整流回路２２により
整流されて操作コイル１２に供給される。

また、整流回路２２の入力側には分圧用コンデンサ２４
が整流回路２２に対し直列接続され、このコンデンサ２
４に投入完了スイッチ１８が並列接続されている。

投入完了スイッチ１８は主回路投入時には閉成されてお
り、したがってこのときには整流回路２２を介して操作
コイル１２に大きな励磁電流が供給される。また、投入
完了スイッチ１８は主回路投入後には開放され、したが
ってこのときには分圧用コンデンサ２４が分圧回路とし
て機能し、コンデンサ２４及び整流回路２２を介して操
作コイル１２に小さな励磁電流が供給される。

また、本装置では、上記固定鉄心１０、操作コ立体６８
とされ、一方電磁接触器本体には上記可動鉄心１６の下
方に開口部７０が形成され、該開口部７０から電磁接触
器本体に操作コイル組立体６８が嵌挿収納される。

次に、上記操作コイル組立体６８及びこれを収納するた
めの電磁接触器本体の構成を詳細に紗明する。

第７図はこれらの構成部分の分解斜視図であり、同図に
おいて、前記ベース３０には上記組立体６８を収納する
だめの開口部７０が形成されている。

コノヘース３０の下部には前述のレール板５２がネジ７
２により固定されており、組立体６８の収納の容易化が
図られている。すなわち、レール板５２には２本の平行
するコの字状のレール７４．７６が形成され、これによ
り組立体６８が案内され、その最奥部に形成されたスト
ッパ部７ｇ、８０で組立体６８の位置決めが行なわれる
。また、レール板５２の前部には係合穴８２が形成され
、ケース６６の前部にはラチェット８４が設けられ、組
立体６８の収納時に両者が係合して組立体６８をもって
相対向する位置に設定される。

固定鉄心１０はコの字状に形成され、その下方ｒ（けビ
ン８６．８８が挿入てれる孔が形成され、その下方前後
にけその下面に緩衝バネ９０を装着するだめのミゾが形
成されている。この緩衝バネ９０により電磁接触器投入
時における取付盤面への衝撃を軽減することができる１
、また、固定鉄心ｌＯ′！ｉｌ−貫通したピン８６．８
８には緩衝ゴム９２．９４が外嵌され、さらに、摩擦抵
抗の小さな材料から成り前述のレール７６凹部に挿入さ
れるガイド９６の孔９８にこれら緩衝ゴム９２．９４が
嵌入される。

以上のように各部材が装着された固定鉄心１０の鉄心部
１０ａ、１０ｂは、ケース６６に形成された鉄心穴６６
ａ、５６ｂＶｃ１人される。なお、操作コイルケース６
６の上部はカバー１００により覆われる。

０１述の操作入力は端子１０２に与えられ、そしてケー
ス６６に固定されたプリント基板１０４に供給される。

このプリント基板１０４には前述の第６図における整流
回路２２、コンデンサ２４が配置され、実際の装置では
、コンデンサ２４に直列に電流制限抵抗が設けられる等
、他の回路部品も配置される。

また、前述の投入完了スイッチ１８はこのプリント基板
１０４上には配置されておらず、ケース６６に固定され
ている。

ここで、本発明では、このスイッチ１８は電磁接触器が
設置された状態で固定鉄心１０の上方に配置されてい乙
。

第８図はこの投入完了スイッチ１８０分解斜視図であり
、そのスイッチペース１１０にスイッチ固定接点１１２
を嵌入し、スイッチ復帰バネ１１４をベース１１０の凸
部に嵌め、バネ１１４Ｙこより付勢される押し棒１１６
にスイッチ可動接点１１８を挿入し、上部が可動鉄心１
６で押圧さ１１る押し俸１１６の下方凸部をバネ１１４
に嵌入し、さらにその上にスイッチカバー１２０を嵌め
込んで投入完了スイッチ１８が構成される。

第９し１は以上の操作コイル組立体６８における各部材
の結線を１明するもので、操作コイル１２、投入完了ス
イッチ１８、端子１０２、プリント基板１０４がケース
６Ｇに装着された後、それぞれの結線が行なわれる。

また、本実施例では、上記プリント基板１０４に配置さ
れた回路部品が鉄心１０．１６の開閉衝撃によって破損
しないようにこれらが注型モールド材にて固定される。

このため、ケース６６の底面からその上面の開口部に向
って穴６６　ａ、６５ｂの縁部＃Ｃは壁部１３０ａ、１
３０ｂが形成され、ケース６６が容器ｆヒされており、
ケース６６に操作コイル１２、プリント基板１０４か納
められ、次いでケース６６に注型モールド材が充填され
る。

この操作コイル１２、プリント基板１０４のケース６６
内でのモールド固定作業は、ケース６６が容器化されて
いるので容易に行なうことができる。

なお、固定鉄心１０、スイッチ１８、電線などはモール
ド固定されない。

本発明の好適な実施例は以上の構成から成り、以下その
作用を駅１明する。

操作入力が操作コイル組立体６８の入力端子１０２に与
えられていないときには、可動鉄心１６が吸引されず、
したがってクロスパー４４は図において上方に引き上げ
られた状態であり、主回路は開放されている。

操作入力が入力端子１０２に与えられた主回路投入時に
は、前記投入完了スイッチ１８が閉とされているので、
励磁コイル１２に大きな励磁電流が流れ、可動鉄心１６
が固定鉄心１０に大きな磁力にて吸引される。

そして、可動鉄心１６の固定鉄心ｌＯへの吸着が完了す
るとき、すなわち、主回路投入後、ｉｉＪ動鉄心１６の
下面で投入完了スイッチ１８は押圧されて開とされ、操
作コイル”１２に小さな励磁電流がコンデンサ２４、整
流回路２２を介して供給され、この励磁電流によって可
動鉄心１６の吸着状朝がその後保持される。

ここで、主回路閉成時に可動鉄心１６が固定鉄心１０１
Ｃ衝突するので、このとき両鉄心Ｉ　Ｏｌｌ　６の摩耗
粉が発生するが、本発明では電磁接触器の設置状態にお
いて前記投入完了スイッチ１８がケース６６内で固定鉄
心１０の上方に配置されているので、この摩耗粉は投入
完了スイッチ１８内に侵入することはない。

また、操作コイル１２の交換、点検を行なう場合には、
ラチェット８４をはずして操作コイル組立体６８を電磁
接触器本体から引き出す。

以上説明したように、本実施例によれば、操作コイル組
立体の着脱が自在なので、操作コイルの交換及び点検作
業が容易となる。

また、本発明によれば、主回路投入時には操作コイルの
内部抵抗により決定される大きな励磁電流が操作コイル
に流れ、その後の保持時では操作コイルの内部抵抗と分
圧用コンデンサにより決定される小さな励磁電流が操作
コイルに流れるので、速やかな主回路投入動作が確保さ
れるとともに保持時の電力消費がきわめて少ない。なお
、分圧用コンデンサの容量は、このコンデンサが操作コ
イルと共振する容量より十分に離れた値に設定する。

さらに、本発明によれば、主回路投入時の衝撃を低減す
ることができる。

そして、本発明によれば、励磁コイルが整流された励磁
電流によって励磁されるので、鉄心騒音が発生すること
がなく、ヒステリシス損などが生ぜず、また、くま取り
コイルを必要としない。

また、主回路開放時に固定接点と可動接点との間にアー
クが発生するが、本発明によれば、このアークが前記分
圧用コンデンサに吸収されるので、両接点はこのアーク
により消耗することはなく、外部にノイズを発すること
もない。

本発明によれば、整流回路、分圧回路を組み込んだプリ
ント基板が操作コイルケースに固定され、これと操作コ
イル、入力端子などが結線されるので、これらの配線ス
ペースを小さくすることができる。

特に前記実施例によれば、操作コイル、プリンとがなく
、また、これらが外気に触れないので経年劣化すること
もない。

そして、特に本発明によれば、電磁接触器が設置された
状態で投入完了スイッチが固定鉄心の上方に配置されて
いるので、固定鉄心と可動鉄心との衝突により生ずる摩
耗粉が投入完了スイッチに侵入することはなく、シたが
って、投入完了スイッチの誤動作を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は第１図装置の操作
部回路図、第３し１は第２図のベクトル図、の側面断面
シ１、第６図は本発明に係る操作コイル組立体の回路図
、第７図は操作コイル組立体の組立説明図、第８図は投
入スイッチの組立説明図１第９図は操作コイル組立体の
結線説明図、である。 各し１中同一部材には同一符号を付し、１２は操作コイ
ル、１８は投入完了スイッチ、２２は整流回路、２４は
コンデンサ、６６は操作コイルケース、６６ａ、６６ｂ
は鉄心穴、６８は操作コイル組立体、１０４はプリント
基板、１３０ａ、１３０ｂは壁である。 代理人　弁理士　葛　野　信　− （ほか−名） 第１図 第３図 第４図 １ｒ５８　図 第　９　　Ｆ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１１　　内部に操作コイルが固定され操作コイルを貫
   通して固定鉄心が着脱自在に挿入される操作コイルケー
   スと、操作コイルケースに固定され主回路投入後に開放
   される投入完了スイッチと、交流の操作入力を整流して
   操作コイルに励磁電流を供給する整流回路と操作コイル
   の励磁電圧を分圧するためのコンデンサを有し整流回路
   に直列接続され投入完了スイッチが並列接続された分圧
   回路とを含み主回路投入時には大きな励磁電流をそして
   主回路投入後には分圧回路を介して小さな励磁電流を操
   作コイルに供給する回路が組み込まれたプリント基板と
   、を含み、投入完了スイッチは固定鉄心の上方に配置さ
   れ固定鉄心で発生する摩耗粉の侵入を防止することを特
   徴とする電磁接触器の操作コイル組立体。