JPS60206006A - ノイズレス電磁石及びかかる電磁石を用いた接触器 - 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】 産業上の利用分野 本発明は応用上ノイズレス動作を必要とする電磁石に関
し、ここに該電磁石は多様な多くの装置の、特に接触器
又は接点形成器の１部を形成することが出来るものであ
る。

一般に、夜間の家庭用暖房装置や操作室の大電力電流制
御装置などの調節はノイズレス装置の使用を必要とする
ことは公知である。

ここで、これ等の種類の用途において、電力レベルの制
御や絶縁性が要求されるのは、静電リレー或いは接触器
が未だ電磁接触器に代って用いられる状態にないことを
意味するものである。

公知のように、このような応用においては、交流電源が
直接供給される電磁石は、閉接衝撃や閉じた状態での振
動などが依然として非常に大きいために、使用すること
は出来ない。

従って、直流電源による（交流電流を整流、Ｐ波して与
える）接触器についての検討がなされており、その駆動
トルクは閉接中の抵抗トルクの変動に出来るだけ適合さ
れ、又該接触器は駆動電力の増加、従って閉接衝撃を制
限するように与えられる。

この抵抗力の変化に適合させる２つの例がフランス特許
第２２６０１７６号及び第２４０６８８５号に開示され
ている。

これ等の方法は、非常に効率的ではあるが、抵抗力に関
する製造公差や供給電圧の変動などのため、なお不十分
なものである。即ち、好ましくない条件下で動作を保証
する方法は、好ましい条件が存在する時は、閉接の終了
時点でエネルギーを増加させ、これは閉接衝撃を十分大
きくし、聴覚的に面倒な問題を与えることになる。

以上よシ本発明は、との閉接時のエネルギー増加及び復
帰に必要なエネルギーの増加を減衰させることによって
、上記の欠点を克服することを目的とする。

従って本発明は、固定磁気回路と、並進移動自在で、前
記固定磁気回路と共に幅が可変な空隙を形成する磁気回
路とからなる直流電源を装備した電磁石を与える。

この電磁石は、特に、少なくとも２つの空隙からなるこ
とを特徴とし、又、これ等の２つの空隙の各々を規定す
る磁気回路面の１つが作動停止部材として用いられる磁
性材料からなる制動要素を備え、該要素は電磁石の空隙
の各々の幅を作動位置で最小値に制限することを特徴と
するものである。

本発明の有利な特徴に従って、前記制動要素はシリコン
塗膜エラストマーよりなる成形片から形成される。

第１α図及びｌｂ図を参照すると、接触器は、従来の並
進形接触器の構造をなし、ケース１の内側で： Ｅ字状をなし、ウェブ３がケース１に確保された下部板
４に対して固定された固定磁気回路２と、同様にＥ字状
をなし、脚部６，７が固定磁気回路２の脚部と各々整合
された移動磁気回路５とからなシ、ここにこれ等２つの
磁気回路の脚部６゜７．８．９の各々の端部は、互いに
相互に対向し、且つ空隙ｔｏ　、　ｔｉを形成するもの
であシ、前記接触器は更に： 管状骨組部分１４に巻回され、且つ固定ｆｆｌ気回路２
と移動磁気回路５との脚部６．７．８．９の間の空間内
に配置されたコイル１３と、 コイル１３の骨組部分１４を固定磁気回路２に固定する
固定装置と、 前記骨組部分１４内で移動磁気回路５をガイドするガイ
ド装置と、 移動磁気回路５のウェブ１６に取シ付けた移動接点保持
アセンブリ１５と、 コイル１３の骨組部分１４の上部ショルダー１８と磁気
回路５のウェブ１６との間に配置された少なくとも１つ
の戻しはね１７とからなるものである。

特に、図示の例においては、固定磁気回路は円筒形ビン
１９によりコイル１３に確保される。ここで、本発明が
このような配列に限定されないことは言うまでもない。

例えば、固定Ｃ８気回路２は簡単にコイル１３の骨組部
分１４に嵌合される。

これをガイドするために、移動磁気回路５はコイル１３
の骨組１４内に設けた軸方向溝と共同するキー２１から
なる。

空隙１０と１１の形状は抵抗力に対する駆動力の変化剤
に適合させるために設計段階で決定される。

このように、本例においては、固定磁気回路の中央脚部
９の端部はＶ字形溝を有し、該溝には移動磁気回路５の
中央脚部７の端部２５が係合され、該端部は従ってほぼ
相補的な凸形Ｖ字形状をなしている。

同様にして、固定磁気回路２０２つの側方脚部８の端部
は各々外部面取シ面２６，２７からなシ、又、移動磁気
回路５０２つの側方脚部６は各々内部面取シ面２８’、
２９からなシ、固定磁気回路２の外部面取り面２６　、
２７は互いに傾斜した２つの横方向空隙を形成するよう
に移動磁気回路５の内部面取り面２８　、２９と共同動
作する。

これ等の形状の空隙１０；１１は、交流電源付き磁気回
路を得る従来の方法（リベット締め）によって組込まれ
た薄板金を切削する方法を採用しているので、工業的な
大量生産のために迅速に再生可能であるという利点を有
する。

上記のように、第２ａ図及び２ｂ図は接触器の移動アセ
ンブリを示しておシ、ここに移動磁気回路６は固定ピン
３１により接点保持アセンブリ１５に接続される。戻し
ばね１７は全体として緩和状態にある。作動位置におい
ては、前記ばねは移動アセンブリを第１ｃＬ図及びｌｂ
図に示した静止位置に戻すために用いられ、この図にお
いて、移動接点保持アセンブリ１５の上部面は、移動の
終了時に、ケース１の上部壁に設けられた接触面上に、
接点力の平衡を取シながら、載置されるようになる（開
放接点）。

第３α図に示したように、固定磁気回路２は２つの横方
向溝３３からなシ、該溝は、ケース１の下部板４へのス
ナップ嵌合によυ前記回路を取シ付けるために用いられ
る。この下部板は固定磁気回路２の下部部分を囲繞する
Ｕ字形部分を備え、その脚部は溝３３に係合するゲスか
らなる。

開放及び閉接時の衝撃を減衰させる装置はニ一方で静止
位置ダンバー３４からなシ、該ダン・ぐ−は、例えばシ
リコン塗膜エンストマーよシなる衝撃吸収材からなシ、
移動アセンブリ１５の上面に固定され、従って、移動ア
センブリが静止位置に復帰する時、ケース１の上部面に
設″けた接触面３２に対して圧縮され、又、 他方で、２つの作動位置ダン−ｆ−３５からなシ、これ
も同様にシリコン塗膜エラストマーよシなる弾性部材か
らなシ、各々固定磁気回路２０２つの側方脚部８に固定
され、又該ダン・ぐ−には作動位置にある移動磁気回路
５の側方脚部の端部が載置されるようになる。

これ等の装置は、好ましくは熱可塑性材料からなシ、磁
気回路２のウェブ３と下部板４との間に設けたがス３６
などの支承要素により完成し、又該装置はこれ等の部分
間の遊びを排除するために用いられ、且つ接触器の閉接
衝撃を緩和するために用いられる。

第５ｃＬ図及び５ｂ図に示したように、静止位置ダン・
′ｅ−３４は、形状が長方形で、接続ラグ４１によシ共
に接続された３つの部分３８，３９，４０、即ち、中央
部分３９と２つの横方向部分３８．４０内に形成された
シリコン塗膜エラストマーからなる板の形態をなして与
えられる。中央部分３９は、移動接点保持アセンブリ１
５の上部面にダン−’−３４を固定する中央凹部３９′
と２つの心出し側方フランツ４２とからなる。これ等の
側部３８と４０は又、各々、中央必用し及び／又は固定
内腔４３とからなる。

勿論、本発明は静止位置ダンｔ４−３４のこの特定の形
態に限定されるものではない。明らかに、この特定の形
態は、移動接点保持部分１５の形態に本発明を単に適合
させただけであり、又、復帰衝撃を減衰させるために用
いる部分の全ての形状は本発明の範囲内にある。

Ｇａ５６ｂ及び６Ｃ図は作動位置ダン＝−３５の詳細図
である。これ等の作動位置ダンバー３５は、本例では２
つ与えられるが、各々断面が長方形のリングからなシ、
又成形により得られるシリコン塗膜エラストマーからな
る。これ等のダンパ？−は、はぼ面取シ面２６，２７の
ペースにある固定磁気回路２の側方脚部８の外面に設け
た２つのそれぞれのスタッド４５上に固定される。これ
等のスタッド４５は、移動磁気回路の側面脚部６の端部
と共に、面６α及び面４５′（第３ｂ図）間にある横方
向空隙と異なる小さな横方向空隙１０’を形成する。

これ等のスタッド４５はダンパー３５を形成するリング
アセンブリを得やすくするために適当な角度４６で磁性
薄板金を切削して得られる。

移動磁気回路５の脚部６端部が隣接するようになるこれ
等のダン／＃　−３５の位置と厚さは、ダン・ぐ−とし
て動作する以外に、空隙１０　、１１の反残留磁気機能
を果し、これ等空隙の大きさは、電機子が適用された時
圧縮ニジストマーがとる厚みによシ決定される。

シリコン塗膜エラストマーの選択は、ｔａ石の作動温度
に対する、及び薄板金を切削するために用いられるオイ
ルに対する反残留磁気ダン・ぐ−の耐性要件、及び高い
機械的耐久度要件から得られる。更に、かかるエラスト
マーの非粘着性（ｇｖ、ｒｒｖｎ−ｉｎｇ）は、電磁石
の電源がしゃ断される場合は、移動回路の時間的分離を
保証するのに都合がよい。

機械的減衰特性を持ち、耐久度の要件に適し、更に周囲
条件に耐性の適当な磁性材料を本発明の範囲内で用いる
ことが出来ることは明らかである。

第４図は本発明に従うダ／・ぐ−を備えた接触器の動作
原理を示している。移動アセンブリの移動量及び空隙の
関数として力Ｆ（Ｎ）を図示するこの図において、 曲線Ｃ１は閉接を保証する最小条件を満たす駆動力を示
し、 曲線Ｃ２は曲線Ｃ１に示した駆動力に関する最大抵抗力
を表わし、 曲線Ｃ４′は好ましい閉接条件の下での駆動力を示し、 曲線Ｃ′２は曲線Ｃ１′が表わす駆動力に関する抵抗力
を示し、 横座標０の垂直線はダンパーの圧縮がない場合の移動端
部に対応し、　′ 横座標１の垂直線Ｖ、は主接点及び付加接点の閉接に対
応し、 横座標２の垂直線ｖ２は、基本接点の開放と、２よシわ
ずかに小さい横座標ｖ′２の移動距離に対する接点開放
とに対応する。

好ましくない閉接条件の下では（最大合成力、最小供給
電圧）、正エネルギー（抵抗力より大きな駆動力による
運動）と負エネルギー（移動アセンブリが蓄積した運動
エネルギーが克服する駆動力より大きな合成力）との差
は必然的に正となり、さもなければ接触器の閉接を保証
することは出来ない。

曲線１と２め間の領域は、これ等が正か負かに依存して
反対方向に線形が施しであるが、それ等の差は移動距離
Ｏの左手の領域Ａに等しい。このようにして、ダン／ｆ
　−１０ｔ　１１は、エネルギーの増加を相殺しながら
、圧縮され（この例では０．０８１１ｍ）従ってこれに
より、合成衝撃はゼロとなる。非常に都合のよい条件が
成立する時は（曲線Ｃ；とＣ；）、作動位置ダンＩ母−
１０Ｓ　１１の圧縮は、移動距離Ｏの左手のゾーンＢに
示したエネルギーの吸収に対応する。明らかに、ダン／
や−１０１１１の圧縮時の変動が接点Ｆ（閉接接点）の
品質を落さず、或いは接触器の分離値に余り影響しない
ように対策を講じる必要がある。

これ等の条件は、本応用例においては、ダ／パー１０．
１１を圧縮しない場合の長手方向の空隙の全体の移動（
Ｉｍｍ）及び接点の全体の移動（約１朋）がダン・母−
１０、１１の圧縮（００Ｂｍｍ−０３５１１）に対して
大きいままなので、十分満足されるものである。このよ
うに、ダン／ｅ−１０１１１の図示した形状は本発明の
特定の応用例に対してのみ与えられ、任意の特定の適合
は本発明の範囲内にあることが明らかである。

このよう圧して、接触器は、例えば、第７図に示したよ
うに、一枚の磁性弾性材よシなり、固定磁石回路２の中
央脚部９のＶ字形凹状部分２４に係合する（或いは、恐
らくは、移動磁気回路５の中央脚部７の凸状部分２５に
）成形Ｖ字形部分から得られる中央ダンパー５０からな
ることになる。この方法は、これ等の回路の横方向脚部
６，８上の移動並びに固定磁気回路５，２の機械的な支
承面を有することが望ましくない場合に特に用いられる
。

しかしながら、作動位置ダン・ぐ−の位置に対しては一
般に次の３つの場合： α）厳密に空隙１１内にあるか、 ｂ）厳密に空隙ｌＯ内及び／又は側面空隙内にあるか、 Ｃ）共に空隙１１内及び空隙１０内、及び／又は空隙１
０’内にあるなどが生じることに注目すべきである。

更に、当該の全ての場合に、電機子の全ての傾斜部分２
７　、２９　；　２６　、２８　、２４　、２５の間に
、残留磁気作用を克服するために、空気又は黄銅で満た
した空隙を与えることが常に可能である。

【図面の簡単な説明】

第１α図及びｌｂ図は本発明による接触器の２つの直交
する断面であシ、 第２α図及び２ｂ図は第１図に示した接触器の移動アセ
ンブリの２つの側面図であシ、 第３α図は磁気回路の固定部分の側面図であシ、第３ｂ
図は作動ダン・ぐ−を固定する固定磁気回路に設けたス
タッドの形状を示す詳細図であシ、第４図は第１図に示
した接触器の移動アセンブリの移動距離の関数としての
力の変化の原理を示した図式であシ、 第５α図及び５ｂ図は、第１°図の接点に用いられる定
位置ダ／・り−を、前方から見た（第５α図）図、及び
側面から見た（第５ｂ図）図であり、第６α、６ｂ、６
ａ図は各々、作動位置ダンノ＋−の、側面図、軸方向断
面図、及び主面図であシ、第７図は、作動位置ダンノソ
−と共に、第１図に示した接触器の移動及び固定磁気回
路の展開透視図である。 １・・・ケース　２・・・固定磁気回路３．１６・・・
ウェブ　４・・・下部板針・・移動磁気回路　６〜９・
・・脚部１０　、１０’、　１１・・・空隙　１３・・
・コイル１４・・骨組　１５・・・接点保持アセンブリ
１７・・・戻しばね　１８・・・骨組部分ショルダー１
９　、３１・・・ピン　２１・・・キー２４・・・脚部
凹状部分　２５・・・脚部凸状部分２６〜２９・・面取
シ面　３３・・溝 ３４．３５．５０・・・ダンツク−３６・・・ボス４１
・・・ラグ ３Ｂ、３９．４０・・・ダン／ぐ一構成部分４２・・・
フランジ　４３・・・内腔 ４５・・・スタッド 代理人　弁理士藤村元彦 ＦＩＧ、１ａ　ＦＩＧ、　Ｉｂ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定磁気回路（２）と、並進自在で該固定磁気回
   路と共に幅が可変の空隙を形成する磁気回路とからなる
   直流電源を備えた電磁石にして、少なくとも２つの空隙
   からなることを特徴とし、又、これ等２つの空隙の各々
   を規定する磁気回路面の１つが、作動位置で電磁石の空
   隙の各々の幅を最小値に制限する作動位置停止部材とし
   て用いられる磁性材料からなる制動要素を備えたことを
   特徴とする電磁石。
2. （２）固定及び移動磁気回路は８字形状をなし、該形状
   はウェブ（３，１６）と、中央脚部（９，７）と、２つ
   の側面脚部（６，８）とからなシ、前記回路の１つの脚
   部（９，８）はそれぞれの空隙（１０、１１＞を形成す
   るように他方の対応する脚部（７，６）と整合され、縦
   に配列され、前記回路の１つの側面脚部（８）は各々、
   それ等の端部が面取シ端面（２６、２７）からなるが、
   他方の回路の側面脚部（６）は各々面取シ面（２８、２
   ９）からなシ、これ等の面取シ面（２７，２８）は互い
   に傾斜した２つの横方向の空隙（２０）を形成してなシ
   、固定磁気回路（２）の側部脚部（８）には、移動磁気
   回路（５）の側部脚部（６）の端部を支承するようにな
   る固定作動位置制動要素（３５）が設けられたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電磁石。
3. （３）前記作動位置制動要素（３５）は固定磁気回路（
   ２）の側部脚部（８）の外面に設けられたスタッド（４
   ５）に固定したシリコン塗膜エラストマーリングからな
   シ、これ等のスタッドは、前記端部と共に、小さな横方
   向空隙を形成することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載の電磁石。
4. （４）移動磁気回路が、固定磁気回路と共に、少なくと
   も２つの傾斜空隙を形成してなシ、これ等の傾斜空隙の
   各々を規定する固定及び移動磁気回路の面の１方が、電
   磁石の空隙の各々の幅が最小である作動位置を定める磁
   性材料からなる制動要素を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の電磁石。
5. （５）磁気回路（２）の１つの中央脚部（９）がＶ字形
   凹部（２４）を有してなシ、且つ他方の磁気回路（５）
   の中央脚部（７）が前記凹部（２４）に係合して、■字
   状の空隙を又形成するようになるＶ字形臼部分（２５）
   を有してなシ、前記凹部（２４）内に、又は前記凸部上
   に固定した磁性材料から成形されたＶ字形部分から形成
   された中央ダン・ぐ〜（５０）よりなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項に記載の電磁石。