JPS6154132A - 開閉装置の接触部構造 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、リレー・コンタクタ・スイッチ等における開
閉装置の接触部構造に関する。

［背景技術］ 定格電流が１乃至３０Ａ付近で使用されるリレー・コン
タクタ・スイッチ等の開閉装置にあっては、接点の消耗
よりもラッシュ電流による耐ｆ８着性が大きな問題とな
っている。かかる定格電流領域で実際にｉ要点の負荷と
なるものは、小型モータ・ソレノイド・各種ランプ等で
あり、これらはいずれも接点没入（接触）直後に５乃至
１００倍のラッシュ電流が流れる。ところで、開閉装置
の接点溶着はその没入（接触）動作時、接点同志の衝突
による機械的振動、もしくは通電電流による電磁反発に
よって惹起されるバウンスによる発生アーク、あるいは
接触部の電流集中によるジュール熱によって生じる。す
なわち、ラッシュ電流が大きくなればそれに応じて接点
溶着の危険も増大するのである。従ってラッシュ電流が
大きい負荷に使用する開閉装置は、接点圧・接点例外し
力・接点形状等を大きくしたり、開閉装置の外部に限流
リアクトル等を設置する等により対応していた。

［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑みてなしたものであってその目的
とするところは、ラッシュ電流による接点の耐溶着性を
向上させ得る開閉装置の接触部構造を提供するにある。

［発明の開示］ 本発明に係る開閉装置の接触部構造は、一端が可動接触
子の駆動部材に中間部が可動接触子にそれぞれ接合され
るとともに他端が固定接触子に対峙するコイルばねを設
け、しかもこのコイルばねは固定・可動両接点が接触し
ているときにはこれと並列に電路を形成し、かつ両接点
の接離動作における接触動作時には先立って電路を形成
し、開離動作時には遅れて電路を切断するようにしてな
る点に特徴を有する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図乃至第６図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の接触部構造をリレーに用いたもので、
ケース１内に固定接点２を有した固定接触子３とこの固
定接点２に接離する可動接点４を有し駆動部材りの駆動
枠５にて駆動される可動接触子６が収容されている。固
定接触子３は接点固着片３ａと導出片３ｂとでＬ字状を
なし、固定接点２を固着しない導出片３ｂがケース１に
貫通固着されることによりケース外部に突出した部分を
固定接点端子７としている。可動接触子６は剛性材料に
て形成されており、基端６ａが揺動可能にケース１に枢
支され、基端６ａから板状に延出した中間部６ｂに可動
接点４を固着しである。

駆動部材りは円筒状のコイル８、吸引面を有してコイル
８円筒内に配設される固定鉄心９、コイル８軸線上で変
位可能にコイル８円筒内に支持されしかも一端１０ａが
前記固定鉄心９の吸引面に対面し他端１０ｂでは固定鉄
心９の吸引力に抗するよう復帰ばね１１にてばね付勢さ
れるプランジャ１０からなる一般的な電磁石装置と、一
端１２ａがプランジャ１０の他端１０ｂに他端１２ｂが
駆動枠５にそれぞれ連結され中間部１２Ｃがケース１に
枢支されてプランジャ１０に従動する連結杆１２と、連
結杆１２、すなわちプランジャ１０に従動する駆動枠５
よりなる。この駆動部材りはプランジャ１０が可動接触
子６に対し固定接触子３の反対側に位置し、かつその軸
線方向が可動接触子６の長平方向と直交するよう配設さ
れる。

駆動枠５はプラスチックのような絶縁材料にてなり、連
結杆１２に連結される基部５ａの可動接触子６側側面の
下部に後述するコイルばねのばね係止部５ｂと、その上
部に可動接触子６の先端６Ｃを跨ぐようなＬ字状の接触
子係止部５Ｃとが突没される。このばね係止部５ｂは、
可動接触子６の先端６Ｃ板面との間に所定間隙をもって
対向するとともに、固定接触子４の接点固着片４ａとも
重合的な位置関係を有する。また接触子孫止部５Ｃは、
そのＬ字状先端が可動接触子６先１６ｃの固定接触子４
側側面に当接し得るもので、可動接触子５の揺動動作の
片側規制を行う。

１３は所定の巻数及び自由長を有するコイルばねで、ピ
アノ線、ステンレス線、もしくは銅系ばね材料（例えば
Ｂｅ−Ｃｕ）にて形成されており、一端１３ａが駆動部
材りの駆動枠５のばね係止部５ｂに、中間部１３ｂが可
動接触子６の先端６Ｃに棲それぞれ接合されるとともに
他端１３Ｃが固定接触子３の接点固着片３ａに対峙して
いる。

第１図は電磁石装置のコイル８が励磁されていない定常
状態（接点開離状！３）でプランジャ１０は右方位置に
停止しているが、この状態ではコイルばね１３の一端１
３ａと中間部１３ｂ間は若干圧縮状態にある。従って、
そのばね力を受ける可動接触子６は、その先端６Ｃが駆
動枠５の接触子係止部５Ｃに当接している。一方、コイ
ルばね１３の中間部１３ｂと他端１３Ｃ間は自由状態に
あって、しかも他θＩｌｌ　１３　ｃと固定接触子３の
接点固着片３ａ間には間隙ｇ１が介在する。この間隙ｇ
１は両接点２，４間の間隙ｇ２より若干小さく設定する
。

第１図の定常状態からコイル８が励磁された励磁状！３
（接点接触状態）ではプランジャ１０が固定鉄心９に吸
引されて左方位置に移動し、従って駆動枠５は逆方向に
従動して両接点２．４を接触せしめるのであるが、両接
点２，４はその吸引動作途中で接触仄態に入る。この接
触状態に入った後はプランジャ１０、すなわち駆動枠５
の移動にも拘わらず可動接触子６は移動しなくなるので
コイルばね１３の−＆ｔＭ　１３　ａと中間部１３ｂ間
は十分に圧縮され、結局それによるばね力が両接点２゜
４間の接点圧として作用する。またコイルばね１３は両
接点２．４が接触しているときにはこれと並列に電路を
形成するとともに、前記した間隙ｇ１、　ｇ２の関係に
より両接点２．４の接離動作における接触動作時には先
立って電路を形成し、開離動作時には遅れて電路を切断
する。コイルばね１３の所定の巻数及び自由長はこのよ
うな点を考慮して決定するのである。

１４はコイル８の端子、１５は可動接点端子、１６は可
動接触子６と可動接点端子１５とを接続するリード線、
１７は復帰ばね１１の端部を受けるためケースｌに突設
したばね受部である。

（動作） 第２図は動作状態を示す要部側面図で、（ａ）は第１図
と同じくコイル８が励磁されていない定常状態（接点開
離状！３）にある。

この状態でコイル８が励磁されると、プランジャ１０が
復帰ばね１１のばね力に抗して吸引され駆動枠５が（ａ
）の矢符Ａ方向に移動し始める。

この移動によりまず（ｂ）の如くコイルばね１３の他端
１３Ｃと固定接触子３の接点固着片３ａとが両接点２，
４に先立って接触し電路１１を形成する。さらに駆動枠
５が矢符Ａ方向に移動することにより（Ｃ）の如く両接
点２．４が接触して電路１２も形成される。この状態で
は電路ｉＬ　　ｉ２が並列に形成されているものの、電
路１２の方の抵抗が小さいから、電流ｌは主に電路１２
を流れる。そして両接点２，４はコイルばね１３の一端
１３ａと中間部１３ｂ間のばね力により十分な接点圧が
付与される。

次にこの状態でコイル８の励磁を消滅させると、プラン
ジャ１０がｉＫ帰ばね１１のばね力により復帰し、従っ
て駆動枠５が（ｄ’）の矢符Ｂ方向に移動してまず両接
点２，４が開離し電路１１だけ形成された状態を経てコ
イルばね１３の他端１３Ｃと固定接触子３の接点固着片
３ａとが開離しくｅ）、すなわち第１図の状態に戻る。

ここで本案の如くコイルばね１３を設けたものと、これ
がない従来のものとを対比する。

■　接触部の接離動作における電流 本案のものの電流Ｉａは第３図の如き曲線をなし、第２
図（ａ）乃至（ｅ）の各時点が時間軸を上に示しである
。一方、従来のものの電流Ｉｂは接点が接触した（Ｃ“
）時点からラッシュ電流が流れ、その後定常電流が流れ
、そして接点が開離した（ｄ’）時点で電流が流れな（
なる。このことからＩａはＩｂに比して大幅にラッシュ
電流が抑制されることがわかる。すなわち、（ｂ）時点
から（Ｃ）時点ではコイルばね１３の抵抗骨が作用し、
しかもリアクトル作用をも果たすこととなって数百μｓ
ｅｃの間に数ｋＡに達するコンデンサ負荷に対して有効
な限流効果が得られる。このことはラッシュ電流による
電磁反発も抑制することとなる。Ｔｏは接−触動作詩の
接点バウンス発生区間である。

■　接触部の接離動作における挙動 本案のものの可動接触子６の負荷荷重Ｐｒａは第４図の
如き曲線をなし、第２図（ａ）乃至（ｅ）の各時点がス
トローク軸Ｘ上に示しである。一方、従来のものの負荷
前１Ｐｒｂは（ｂ）乃至（Ｃ）区間においてコイルばね
１３が無い分だけＰｒａより小さくなる。Ｐｒｅはコイ
ル８の吸引力のような可動接触子６を駆動させる荷重で
、Ｐｒｃ−Ｐｒａ、あるいはＰｒｃ−Ｐｒｂが可動接触
子６に加わる。このことから本案のものはコイル８が励
磁されて接触動作を行うときはコイルばね１３が可動接
点４の衝突時の緩衝作用をなし、逆にコイル８の励磁が
消滅して開離動作を行うときはＰｒｃが零であるからコ
イルばね１３が可動接点４引外し力の増大作用をなすこ
とがわかる。

さらに、上記した作用が接触動作時における接点圧と接
点２，４の接離状態に与える影響を見てみると、本案の
ものの接点圧Ｐａは第５図の如き曲線をなし、接離状態
を示す曲線Ａの山が少ない。

一方、従来のものの接点圧ｐｂはＰａよりも振幅が大き
く、接ｔ？１１１状態を示す曲線Ｂの山が多い。従って
、本案のものは接点のバウンスが少なくなる。

また、開離動作時におけるアーク電流とアーク電圧に与
えるに’Ｊを見てみると、本案のものの７−ク電流ｉａ
は第６図（ａ）の如き曲線をなし、一方、従来のものの
アーク電流ｉｂはｉａより長い時間流れ、本案のものの
アーク電圧ｖａは第６図（ｂ）の如き曲線をなし、一方
、従来のもののアーク電圧νｂはｖａより遅く引上げら
れる。従って、本案のもののコイルばね１３が一種のア
ークチップとなってアークによる接点の損傷が軽減でき
る。

以上のように本案のものは、ラッシュ電流が抑制されて
接触部のジュール熱が低くなり、また接触動作時のバウ
ンスも少なくでき、さらには開離動作時のアークの発生
が少なくなるのである。

なお、コイルばね１３を形状記憶合金にて形成すると、
さらに良好な作用が実現できる。すなわち、形状記憶合
金のコイルばねは、所定の変態点温度を越えるまでは先
の実施例と同程度のばね荷重を有し、変態点温度を越え
ると例えば自由長が短くなる如くにしてばね荷重が小さ
くなるよう設定する。しかしてこの場合における可動接
触子の負荷荷重Ｐｒｄは第７図の如き曲線をなすのであ
るが、先の実施例のＩ’ｒａ＋　Ｐｒｂ、　Ｐｒｃと関
連づけて見てみると、コイルばねは接触動作時のラッシ
ュ電流の周波数が高いとその熱容量のため変態点温度を
越えず、従って先の実施例のそれと同様に作用するが、
ラッシュ電流の周波数が低いと変態点温度を越えてばね
荷重が小さくなる。また、両接点が接触している間は電
路が並列に形成されるものの、電流は主に両接点が形成
する電路を流れるから、コイルばねが変態点温度を越え
ていたものも元に戻り、従ってそのばね荷重も元に戻る
ので、開離動作時には先の実施例と同様に作用する。

［発明の効果］ 本発明に係る開閉装置の接触部構造は、一端が可動接触
子の駆動部材に中間部が可動接触子にそれぞれ接合され
るとともに他端が固定接触子に対峙するコイルばねを設
け、しかもこのコイルばねは固定・可動両接点が接触し
ているときにはこれと並列に電路を形成し、かつ両接点
の接離動作における接触動作時には先立って電路を形成
し、開離動作時には遅れて電路を切断するようにしてな
るものであるから、従来のものに比して接離動作におけ
るラッシュ電流を抑制して接触部のジュール熱が低くな
り、またバウンスも少なくでき、さらにアークの発生が
少なくなって接点の損傷も軽減でき、もってラッシュ電
流に対する接点の耐溶着性を向上させ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図はリレーに用いたものの断面図、第２図（ａ）乃至
（ｅ）は動作を説明する要部側面図、第３図は電流一時
間曲線図、第４図は荷重−ストローク曲線図、第５図は
接点圧一時間曲線図、第６図（ａ）はアーク電流一時間
曲線図、（ｂ）はアーク電圧一時間曲線図、第７図は本
発明の他の実施例の荷重−ストローク曲線図である。 ２−・・固定接点、３・−固定接触子、４−可動接点、
５・・−駆動枠、６・・・可動接触子、１３−コイルば
ね、Ｄ・・駆動部材。 特許出願人　　松下電工株式会社 代理人弁理士　　　　竹光　敏九 （ほか２名） 第１図 第２図 （ａ）（ｂ） （ｅ） 第３図 ＣＣ）＋０１　　　　　　Ｘ　　　　　　　ｔａｒ（１
：！　）　　　　　　　　　　　　　　　　ｔｅ　）第
５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定接点を有した固定接触子とこの固定接点に接
   離する可動接点を有し駆動部材にて駆動される可動接触
   子とからなる開閉装置の接触部構造において、一端が前
   記駆動部材に中間部が前記可動接触子にそれぞれ接合さ
   れるとともに他端が前記固定接触子に対峙するコイルば
   ねを設け、しかもこのコイルばねは前記両接点が接触し
   ているときにはこれと並列に電路を形成し、かつ両接点
   の接離動作における接触動作時には先立って電路を形成
   し、開離動作時には遅れて電路を切断するようにしてな
   る開閉装置の接触部構造。