JPS63124324A - 電磁形継電器 - 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】 ［発明−の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は保護継電装置に使用する電磁形継電器の動作時
において、接点閉路時のチャタリング現象によるパルス
出力信号発生防止構造に関するものである。

（従来の技術） 従来、複数の可動接点と固定接点からなる電磁形継電器
の接点機構において、接触信頼性向上のために接点接触
部をツイン接点としており、ツイン接点の片側が接触不
良等の接触障害が生じても、もう一方の接点が健全であ
れば、電気的に支障無く運用できるように工夫されてい
る。

第１１図及び第１２図は、従来構成の電磁形継電器であ
る。第１１図は接点構成の状態を示す正面図であり、第
１２図は第１１図の側面図である。

第１１図に示すように、支点１を中心としとて円周方向
へ回動するレバー２がナツト３等で固定され、前記レバ
ー２の両端部には連結ビン４．４′によりシャフト５．
５′が各々連結されている。

又、前記シャフト５の他端部は、ガイドプレート８のガ
イド穴８ａ、　８ａ’　に各々貫通して静止している。

　。

前記シャフト５．５′には、複数個の可動接点６が一定
の間隔ｌで取付けられ、一定の長さＪ！１の複数個の間
隔片７で固定されている。

前記一定の間隔１１で固定取付けされている可動接点６
に対応し、ベース９にネジ３′等で一定の間隔１２固定
取付けされている複数の固定接点１０がある。

第１２図において、前記支点１を有している連結棒１１
は、電磁石１２の励磁により回動するように構成されて
いる。

又、第１３図、第１４図には、可動接点６及び固定接点
１０の形状詳細図を示す。

第１４図において、可動接点６は固定部６ａと、任意の
長さを有する複数のアーム部６ｂと複数の接点部６Ｃと
で構成されており、複数のアーム部は左右対称形状を成
している。

第１３図において、可動接点６及び固定接点１ｏの接触
関係を示す。１個の可動接点６には、固定接点１０が２
個配設されており、前記固定接点１ｏと可動接点６との
接触関係は、前記２個の固定接点１゜は平行で、しかも
接点部１０ａ間が１４′の距離となるように、ネジ等（
図示しない）でベース（図示しない）に固定されている
。

これに対し、前記可動接点６の左右対称に位置する接点
部６ｃの中心間の長さを１４の距離となるように構成し
、１４′と１４との寸法関係は、Ｊ！４’　”’ｊ！４
となっている。

更に、前記固定接点１０の接点部１０ａは、ｊ！６の長
さを有しており、前記可動接点６の上下に位置する接点
部６Ｃの中心間隔をｊ！５の距離となるように構成し、
この時の１６と１５の寸法関係は、１Ｇ〉１５となって
いる。

第１５図、第１６図、第１７図、第１８図、第１９図、
第２０図において、前述した構成の電磁形継電器の動作
について説明する。

第１５図は、前記第１１図の常時使用状態より、前記電
磁石１２（図示しない〉が励磁されて、支点１を中心に
レバー２が回動し、この動きと連動し、シャフト５．５
′が各々上下動し、複数の可動接点６が切換ねる直前の
状態を表している。

第１６図は、第１５図の可動接点６と固定接点１０の拡
大詳細図であり、前記シャフト５が電磁石１２の励磁に
より、矢印Ｆ方向へ移動過渡状態を示している。

第１７図において、前記矢印Ｆ方向へ移動した可動接点
６は、可動接点６の接点部６Ｃと、前記固定接点１０の
接点部１０ａとが接触して、初めて電気的導通が得られ
る。この時、過渡的ではあるが、矢印Ｆ方向への移動に
伴う若干の慣性力と、前記可動接点６は弾性を有してい
ることから、第１８図、第１９図に示されるように、前
記固定接点１０と接触した時、Ｆｌ、Ｆ１′、Ｆ２、Ｆ
２′のように可動接点６のアーム部６ｂが振動する。こ
の振動は次第に減衰し、ある一定の時間後は、第１７図
のように安定した接触状態を得ることが出来る。

（発明が解決しようとする問題点） 第２０図は従来のチャタリング減衰曲線特性図である。

これを用いて説明すると、第１１図の状態をＡ点として
、前記電磁石１２（図示しない）が励磁されて、シャフ
ト５が移動し第１６図の状態を経由し、初期状態より時
間ｔ′後、前記可動接点６と固定接点１０が接触し、こ
れで初期閉路状態となる。この時、前記シャフト５の移
動時の慣性力及び可動接点６の複数のアーム部６ｂの弾
性が影響し合ってチャタリング現象を生じるが、時間ｔ
′以後初期時の振動と、振幅は小さく減衰しながらチャ
タリング減衰曲線を描く。

前記チャタリング減衰曲線は、電気的導通域と電気的不
導通域を経由し、完全開路時間ｔ　ｎ後安定する。

前述した状態では、前記可動接点６と複数のアーム部６
ｂの接点部６Ｃと固定接点１０．１０′　の接点部１０
ａ　、ｉｏａ’を介して接点出力される信号は、初期閉
路時間ｔ′後「１」レベル、「Ｏ」レベルのパルスが出
力される。

このようなチャタリング現象のため、接点信号が「１」
、「０」を繰返し出力した場合、この出力を取込んで（
ｌ！！機器の制御を行なう高速度の補助リレーやマイク
ロコンピュータ等は確実に不要応答又は不要応答モード
を形成してしまう現象があり、接点信号取込みの際、電
磁形継電器動作後、接点が完全閉路するまでの時間を外
部機器側で協調させる必要が生ずる等の問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、電磁形継電器動作時の接点チャタリング発生防止に
よる外部機器の不要応答又は不要応答モード形成等を防
止し、安定した接点出力が得られる電磁形継電器を提供
することを目的としている。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための構成を、実施例に対応する第
１図及び第２図を用いて説明する。

本発明では、電磁形継電器の接点機構に着目し、中心部
にある固定部１４ａに対して弾性材からなるアーム部１
４ｂ　、１４ｂ’　、１４ｃ　、１４ｃ’　を左右対称
に備え可動接点１４と固定接点１３．１３′　とからな
り、これらのアーム部は複数個の対構成として各端部に
は可動接点１４ｄ　、１４ｄ’　、１４ｅ　、１４ｅ’
　を設け、これら対構成された各アーム部毎にアームの
長さ１７．１８を変えるよう構成した。

（作用） 可動接点１４ｄ　、１４ｄ’　、１４ｅ　、１４ｅ’が
固定接点１３ａ　、１３ａ’　、１３ｂ　、１３ｂ’　
ニ衝撃力を有ＬＴ接触した場合は、チャタリング現象が
発生する。

この場合、対構成された可動接点は、アームの長さを異
にしているため、各アームの振動数及び振幅は異なる。

従って、各アームの長さ毎に発生する外部への信号を重
畳することにより、見掛は上のチャタリングを防止する
ことが可能となる。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は、本発明による電磁形継電器の接点接触部の構
成詳細斜視図、第２図は、第１図に示す可動接点の単体
平面図、第３図は長い方の可動接点のチャタリング減衰
曲線特性図、第４図は短い方の可動接点のチャタリング
減衰曲線特性図、第５図は、第３図と第４図の合成チャ
タリング減衰曲線特性図である。

第１図及び第２図において、弾性を有する可動接点１４
と、この可動接点１４は左右対称に各々長さの異なる弾
性を有するアーム部１４ｂ（アーム長さＪ７）と、弾性
を有するアーム部１４Ｃ（アーム長さ１８）と固定部１
４ａが一体に形成され、前記弾性を有し左右対称に位置
するアーム部１４ｂ　、１４ｂ’　　（アーム長さＪ１
７）の可動接点１４ｄ　、１４ｄ’の中心間の長さを１
９の距離となるように構成し、又、弾性を有し左右対称
に位置するアーム部１４ｃ　、１４ｃ’（アーム長さ１
８）の可動接点１４ｅ　、１４ｅ’の中心間の長さを１
１０の距離となるように構成する。

前記１９と１１０の寸法関係は、ｊ！９＞ｊ！１ｏとな
るように構成し、前記アーム長さＪ２７を有するア一ム
部１４ｂ　、１４ｂ’の可動接点１４ｄ　、１４ｄ’　
と、アーム長さ１８を有するアーム部１４ｃ　、１４ｃ
’の可動接点１４ｅ　、１４ｅ’　の中心間隔をＪ！、
１１の距離となるように構成する。又、固定接点１３の
接点１３ａ。１３ｂの中心間距離は、１１１′である。

固定接点１３には、前記可動接点１４のアーム部１４ｂ
　、１４ｂ’の接点１４ｄ　、１４ｄ’の中心とクロス
して接触ならしめるように固定接点１３ａ　、１３ａ’
　　（中心間の長さ１９′）が位置し、更に前記可動接
点１４のアーム部１４ｃ　、１４ｃ’の接点１４ｅ　、
１４ｅ’の中心とクロスして接触ならしめるように固定
接点１３ｂ　、１３ｂ′　（中心間の長ざｊ！１ｏ’）
が位置している。

前記可動接点１４の接点１４ｄ　、１４ｄ’　の中心間
距離１つと、前記固定接点１３の接点１３ａ　、１３ａ
’　の中心間距離１９′との関係は、Ｊ！９＝ｊ！９’
の関係で、前記可動接点１４の接点１４ｅ　、１４ｅ’
　の中心間距離１１ｏと、前記固定接点１３の接点１３
ｂ　、１３ｂ’の中心間距１ｉＩｌｔｉ１０′　との関
係は、Ｊ！　１ｏ　＝　ｊ！　１ｏ　’である。

その他の構成は、従来例と同様である。

以下に前述した構成による作用を説明する。

第１図において、電磁石１２（図示しない）が励磁され
、可動接点１４が移動速度■（一定）で矢印方向Ｖへ移
動し、固定接点１３へ前記移動速度■に比例した衝撃力
で接触する。

この時、第３図において、前記電磁石１２（図示しない
）が動作し、前記可動接点１４が動き始めてから可動接
点１４と固定接点１３が初期閉路するまでの初期閉路時
間はｔ２となる。

■第３図において、初期閉路後（時間的にはｔ２後）前
記可動接点１４は前記固定接点１３との接触時の衝撃力
によりのチャタリング現象が発生する。

このチャタリング現象は、前記可動接点１４のアーム長
さＪ１７を有するアーム部１４ｂ　、１４ｂ’　が振動
するためである。

なお、チャタリングは時定数をもって減衰するが、その
状態をチャタリング減衰曲線に表わす。

前記チャタリング減衰曲線を数式化すると、チャタリン
グは振動と振幅に分割できる。

３ＥＩ　　　　　３Ｅｂｈ３ 上記（１）、（２）式は時定数をもって減衰するので、
チャタリング減衰曲線Ｕは、（３）式のようになる。

Ｅ・・・ヤング率 ρ・・・密度 ■・・・断面２次モーメント−ｂｈ３−ｈ・・・可動接
点１４の厚み ｂ・・・可動接点１４のアーム部の幅 φｈ・・・投入位相 Ｓ・・・断面積（ｂ−ｈ） １・・・可動接点アーム部の長さ Ｋ・・・定数（主に可動接点ワイプによる振動を抑制す
る定数） Ｋ′・・・定数（主に可動接点ワイプによる振幅を抑制
する定数） 前記、チャタリング減衰曲線は、電気的導通域と電気的
不導通域を経由し、完全開路時間ｔ１後安定する（チャ
タリングが無くなる）。

前述した状態では、前記可動接点１４のアーム部１４ｂ
　、１４ｂ’の接点１４ｄ　’、１４ｄ’　と固定接点
１３の接点１３ａ　、１３ａ’を介して接点出力される
信号は、初期閉路時間ｔ２後、「１」レベル、ｒＯＪレ
ベルのパルスが出力される。

■第４図において、前述■と同様に初期閉路後、（時間
的にはｔ２後）チャタリング現象が発生しているが、本
チャタリング現象は、前記可動接点１４のアーム部長さ
１８を有するアーム部１４ｃ．１４ｃ’が振動した時の
状態、即ち、チャタリング減衰曲線を表わす。

なお、前述した■のアーム部１４ｂ　、１４ｂ’のアー
ム部長さ１７との寸法は、ＩＢ　＜ｊ！７の関係にある
。

この寸法関係においては、前述した■の（１）式より固
有振動ｆｎは、ｆ　ｎ　ｏり−ｊ−一の関係があること
がら、アーム部長さｌの２乗に反比例し、振幅Ｕｏは、
Ｕｏ※ｊ３の関係があることがら、アーム部長さ１の３
乗に比例するので、例えば（第４図の場合）１７のアー
ム部長さを、に対し、固有振動ｆｒＬは１．７８倍、振
幅Ｕｏは線は電気的導通域と電気的不導通域を経由し、
完全開路時間ｔ１１後安定する。

この状態では、前記可動接点１４のアーム部１４ｃ　、
１４ｃ’の接点１４ｅ　、１４ｅ’　と、固定接点１３
の接点１３ｂ　、１３ｂ’を介して接点出力される信号
は、初期閉路時間ｔ２後、前述した■の「１」レベル、
ｒＯＪレベルのパルス幅よりパルス幅の小さいパルスが
出力される。

◎第５図において、前述したの、■のチャタリング減衰
曲線を重ね合せてみると（可動接点には一体成形されて
いる）、初期閉路時間後、接点出力信号は見掛上、チャ
タリング現象が無い状態、即ち、パルスが出力されない
。

以上説明した如く、上記実施例によれば、電磁形継電器
動作時に発生するチャタリング現象による接点出力信号
のパルス出力を無くすことが出来る。

第６図は他の実施例の構成図であり、接点接触部のみを
示し、第７図は可動接点の平面図である。

本実施例では、可動接点部の一方に角度を形成したもの
である。即ち、第６図に示されるように、可動接点１Ｇ
の左右対称に位置する弾性を有するアーム部１６ａ　、
１６ａ’及び１６ｂ　、１６ｂ’のどちらか一対一　１
５− のアーム部（本発明ではアーム部１６ｂ　、１６ｂ’　
）に他一対のアーム部（本発明ではアーム部１６ａ　、
１６ａ′　）に対し、θ分角度を設け、固定接点１３に
θ分角度を設けた。

アーム部１６ｂ　、１６ｂ’の接点１６ｃ　、１６ｃ’
がアーム部１６ａ　、１６ａ’の接点１６ｄ　、１６ｄ
’　よりも速く接触するように構成する。

なお、可動接点１６以外は、前述した実施例の構成と同
じである。

先ず、第６図において、電磁石１２（図示しない）が励
磁され、可動接点１６が移動速度■（一定）で矢印方向
Ｖへ移動し、固定接点１３へ前記移動速度Ｖに比例した
衝撃力で接触する。

この時、第３図において、前記電磁石１２（図示しない
）が動作し、前記可動接点１６が動き始めてから可動接
点１６と固定接点１３が初期閉路するまでの初期閉路時
間はｔ２となる。

■第８図において、初期閉路後（時間的にはｔ２後）前
記可動接点１６は、前記固定接点１３との接触時の衝撃
力によりチャタリング現象が発生する。

このチャタリング現象は、前記可動接点１６のアーム部
１６ａ　、１６ａ’　が振動するためである。

なお、チャタリングは、時定数をもって減衰するが、そ
の状態をチャタリング減衰曲線に表わす。

前記チャタリング減衰曲線は、電気的導通域と電気的不
導通域を経由し、完全開路時間ｔ１後安定する（チャタ
リングが無くなる）。

前述した状態では、前記可動接点１６のアーム部１６ｂ
　、１６ｂ’　の接点１６ｄ　、１６ｄ’　と固定接点
１３の接点１３ａ　、１３ａ’を介して接点出力される
信号は、初期閉路時間ｔ２後、「１」レベル、ｒＯＪレ
ベルのパルスが出力される。

■第９図において、前述した可動接点１６のアーム部１
６ｂ　、１６ｂ’　は、初ｌＩｌ開路の時間はｔ４とな
る。

前述した初期閉路時間乙２との関係は、ｔ４＜　ｔ２と
なる。

即ち、アーム部１６ｂ　、１６ｂ’　の方が１６ａ　、
１６ａ’よりも早く接点が閉路する。

初期閉路後、アーム部ｉｅｂ　、ｉｅｂ’　はチャタリ
ング現象が発生するが、このチャタリング減衰曲線は電
気的導通域と電気的不導通域を経由し、作動開始後、時
間ｔ　ＪＪ後に安定する。

この状態では、前記可動接点１Ｇのアーム部１６ｂ　、
１６ｂ’の接点１６ｃ　、１６ｃ’　と、固定接点１３
の接点１３１１．１３ｂ’　を介して接点出力される信
号は、初期閉路時間ｔ４後、前述した■の「１」レベル
、ｒＯＪレベルのパルス幅より、パルス幅の小さいパル
スが出力される。

◎第１０図において、前述したの、■のチャタリング減
衰曲線を重ね合せ（可動接点には一体成形されている）
でみると、初期閉路時間ｔ４後、接点出力信号は見掛上
、チャタリング現象が無い状態、即ち、パルスが出力さ
れない。

上記実施例では、２個ある左右対称に形成された可動接
点のうちのいずか一方の長さを変えて、又、長さと共に
、折曲角度を変えてチャタリングを防止するようにした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示
す方式も考えられる。

■可動接点の左右対称に位置する一対のアーム部−１８
＝ の厚さを変えても、同様の効果を得ることが出来る（（
１）式より、固有振動ｆｒＬは厚さｈに比例するため）
。

■可動接点の左右対称に位置する一対のアーム部の幅を
変えても、同様の効果を得ることが出来る（（２）式よ
り、振幅Ｕｏは断面積Ｓに反比例するため）。

［発明の効果］ 以上、説明した如く、本発明によれば電磁形継電器の可
動接点に左右対称に複数のアーム部を設け、このアーム
部の長さを左右対称に一対以上変えたり、又、左右対称
に一対以上折曲げたり、左右対称に一対以上厚さ、幅等
を変え、又、前記変形を同時に組合せることにより、電
磁形継電器動作時に生じる接点ヂャタリング現象による
接点出力信号の繰返しパルス出力が無くなり、出力信号
を取込んでいる外部機器の不要応答又は不要応答モード
の形成が防止でき、安定した接点出力信号が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電磁形継電器に適用される可動接
点及び固定接点の一実施例の構成詳細図、第２図は可動
接点構成平面図、第３図は長い方の可動接点のチャタリ
ング減衰曲線特性図、第４図は短い方の可動接点のチャ
タリング減衰曲線特性図、第５図は第３図、第４図を合
成したチャタリング減衰曲線特性図、第６図は他の実施
例による可動接点及び固定接点の構成詳細図、第７図は
第６図の可動接点構成平面図、第８図は第６図の実施例
に示される長い方の可動接点のチャタリング減衰曲線特
性図、第９図は第６図の実施例に示される短い方のチャ
タリング減衰曲線特性図、第１０図は第８図、第９図を
合成したチャタリング減衰曲線特性図、第１１図は従来
の電磁形継電器の構成平面図、第１２図は従来の電磁形
継電器の構成側面図、第１３図は従来の可動接点及び固
定接点の構成詳細図、第１４図は従来の可動接点構成平
面図、第１５図は従来の電磁形継電器の動作途中状態図
、第１６図は電磁石の付勢によりシャフト５が移動した
時の可動接点と固定接点の関係図、第１７図は可動接点
と固定接点が接触した状態図、第１８図は可動接点と固
定接点とが接触した後、離れた状態図、第１９図は可動
接点と固定接点とが離れた後、再接触した状態図、第２
０図は従来のチャタリング減衰曲線特性図である。 １１・・・連結棒　　　　　　　１２・・・電磁石１３
ａ、１３ａ’　、１３ｂ　、１３ｂ’　・・・接点１４
ｄ、１４ｄ’　、１４ｅ　、１４ｅ’　・・・接点１４
ｂ、１４ｂ’　、１４ｃ、１４ｃ’　、１６ａ、１６ａ
’　、１６ｂ、１６ｂ’・・・アーム部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部信号によって励磁される電磁石と、前記電磁
   石の付勢に連動する接点機構とによって構成される電磁
   形継電器において、前記接点機構は、中心部にある固定
   部に対して弾性を有するアーム部を左右対称に備えた可
   動接点と固定接点とからなり、前記アーム部は複数個の
   対構成として各端部には接点を設け、前記対構成された
   各アーム部毎にアームの長さを変えたことを特徴とする
   電磁形継電器。
2. （２）対構成された複数個のアーム部の内の所定数のア
   ーム部を、固定接点側に任意の角度をつけて形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電磁形継電
   器。
3. （３）対構成された複数個のアーム部の内の所定数のア
   ーム部の厚さを変えたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の電磁形継電器。
4. （４）対構成された複数個のアーム部の内の所定数のア
   ーム部の幅を変えたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の電磁形継電器。