WO2015177961A1

WO2015177961A1 - 電磁接触器

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Publication number: WO2015177961A1
Application number: PCT/JP2015/001949
Authority: WO
Inventors: 堤　貴志; 勝昭渡邊; 英樹代島; 翔太椎木
Original assignee: 富士電機機器制御株式会社
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2015-11-26
Also published as: KR102218932B1; US9887054B2; JP6172388B2; JPWO2015177961A1; US20160293366A1; KR20170005789A; CN105849846B; CN105849846A

Abstract

　第１フレーム及び第２フレームを連結するスナップフィット部の摩耗による振動の助長を抑制することができる電磁接触器を提供する。操作用電磁石を内装する第１フレーム(１１Ａ)と、接点機構を内装する第２フレーム(１１Ｂ)と、第１フレーム及び第２フレームの一方に形成した嵌合突起部(３６)と他方に形成した嵌合突起部(３６)に嵌合するフック部(２６)とで構成されるスナップフィット部(３７)を備え、フック部(２６)は、第１フレーム及び第２フレームの何れか一方の開放端に突出形成された可撓性突出板部(２６ａ)と、この可撓性突出板部の先端に形成した嵌合突起部(３６)に嵌合する嵌合部(３６ｄ)とを有し、可撓性突出板部(２６ａ)は、嵌合部(２６ｂ)と嵌合突起部(３６)との間の摩耗の進行に合わせて嵌合部(２６ｂ)を嵌合突起部(３６)の奥側に嵌合させる弾性が付与されている。

Description

電磁接触器

　本発明は、操作用電磁石を内装する第１フレームと接点機構を内装する第２フレームとを連結させる電磁接触器に関する。

　この種の電磁接触器としては、特許文献１及び２に記載された電磁接触器が提案されている。特許文献１に記載された電磁接触器は、操作用電磁石の固定コア、操作コイル等が組み込まれた下部フレームとなる第１フレームと、接点機構、接点支え及び操作用電磁石の可動コア等が組み込まれた上部フレームとなる第２フレームとをボルトで連結するようにしている。

　また、特許文献２に記載された電磁接触器は、固定コアを収容する下部フレームとなる第１フレームと、可動コアや固定接触子及び可動接触子を収容する上部フレームとなる第２フレームとの接合部に、第１フレーム及び第２フレームを結合する締付線バネを設け、この締付線バネで第１フレーム及び第２フレームを連結するようにしている。

特開２００６－２１６４３７号公報特開２００９－９８１３号公報

　しかしながら、上記特許文献１及び２に記載された電磁接触器にあっては、下部フレームとなる第１フレーム及び上部フレームとなる第２フレームをボルト締めによって連結するか又は締付線バネを使用して連結するようにしている。
　このため、第１フレームと第２フレームとをボルト又は締付線バネによって強固に固定することができるものであるが、第１フレームと第２フレームとの連結にボルト又は締付線バネを使用する必要があり、部品点数が増加するという未解決の課題がある。
　近来、電磁接触器の第１フレーム及び第２フレームを、にガラス等で繊維強化した繊維強化熱可塑性樹脂を射出成型して形成するようになり、第１フレーム及び第２フレームをスナップフィット結合することが考えられている。

　しかしながら、繊維強化熱可塑性樹脂は、靱性を確保することが困難であり、電磁接触器自身の固定接触子に対して可動接触子を接離するために操作用電磁石を励磁状態から非励磁状態とする釈放状態とする際に生じる振動によってスナップフィット部の摩耗が進行し、スナップフィット部にガタが生じることになり、耐久性を確保することができないという未解決の課題がある。
　そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、第１フレーム及び第２フレームを連結するスナップフィット部の摩耗によるガタの発生を抑制することができる電磁接触器を提供することを目的としている。

　上記目的を達成するために、本発明に係る電磁接触器の一態様は、操作用電磁石を内装する第１フレームと、接点機構を内装する第２フレームと、第１フレーム及び第２フレームの一方に形成した嵌合突起部と他方に形成した嵌合突起部に嵌合するフック部とで構成されるスナップフィット部を備えている。そして、フック部は、第１フレーム及び第２フレームの何れか一方の開放端に突出形成された可撓性突出板部と、この可撓性突出板部の先端に形成した嵌合突起部に嵌合する嵌合部とを有し、可撓性突出板部は、嵌合部と嵌合突起部との間の摩耗の進行に合わせて嵌合部を嵌合突起部の奥側に嵌合させる弾性が付与されている。

　本発明によれば、操作用電磁石を内装する第１フレームと接点機構を内装する第２フレームとを連結するスナップフィット部を構成するフック部の嵌合部と嵌合突起との間の摩耗が進行してもフック部の嵌合部と嵌合突起部との嵌合状態を維持することでき、第１フレーム及び第２フレームをスナップフィット結合する場合の耐久性を向上させることができる。

本発明に係る電磁接触器を示す外観斜視図である。図１の正面図である。図２のIII－III線上の断面図である。図２のIV－IV線上の断面図である。第１フレームと第２フレームとを切り離した状態を示す分解斜視図である。第１フレームを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。第２フレームを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。スナップフィット部を示す拡大断面図である。

　以下、本発明の一実施形態について図面を伴って説明する。
　本発明に係る電磁接触器１０は、図１に示すように、例えばガラス繊維等を混入した繊維強化熱可塑性樹脂を射出成型することにより形成された第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂが互いに連結されて構成されている。
　第１フレーム１１Ａには、図３及び図４に示すように、例えば交流電磁石で構成される操作用電磁石１２が内装されている。第２フレーム１１Ｂには、図３及び図４に示すように、操作用電磁石１２によってオン・オフ駆動される接点機構１３が内装されている。

　第１フレーム１１Ａは、操作用電磁石１２を収容する有底角筒状部２１を有する。この有底角筒状部２１は、正面から見て、図６（ａ）に示すように、中央部の幅広部２１ａと、この幅広部２１ａの一方の対向側壁例えば上下側壁に幅広部２１ａと連通するように幅広部２１ａの上下方向の中心線を中心として上下線対称に形成された幅狭部２１ｂ及び２１ｃとで構成されている。そして、幅広部２１ａを挟む幅狭部２１ｂ及び幅狭部２１ｃ間の底面にＥ字状の固定コア２２が突出部２２ａ～２２ｃを前方に向け且つ連結部２２ｄを底面に接触させて装着されている。

　この固定コア２２の中央突出部２２ｂには、図４及び図６に示すように、励磁コイル２３ａを巻装したスプール２３が装着されている。このスプール２３には、第１フレーム１１Ａの一方の幅狭部２１ｂから外方に突出する端子台２４に固定されたコイル端子２５が一体に形成されている。
　また、第１フレーム１１Ａの幅広部２１ａの他方の対向側壁例えば左右側壁の前端には、図３及び図４に示すように、幅狭部２１ｂ及び２１ｃ側の両端部にそれぞれ前方に延長する例えば４つのフック部２６が形成されている。
　これらフック部２６は、図８（ａ）に拡大図示するように、幅広部２１ａの前端から前方に延長する可撓性を有する比較的幅広の可撓性突出板部２６ａと、この可撓性突出板部２６ａの先端内側に形成された嵌合部２６ｂとから構成されている。
　嵌合部２６ｂは、可撓性突出板部２６ａの前端から後方すなわち可撓性突出板部２６ａ基部側に向かうに従い厚みが厚くなる傾斜面２６ｃと、この傾斜面２６ｃの後端から後方に僅かに延長する平坦面２６ｄと、この平坦面２６ｄの後方端から可撓性突出板部２６ａに向かう可撓性突出板部２６ａと直角で、嵌合部２６ｂの厚みの半分程度まで延長する嵌合面２６ｅと、この嵌合面２６ｅの外側に連接するＲ面取りで構成される円弧面２６ｆとで断面台形状に形成されている。

　ここで、フック部２６は、繊維強化熱可塑性樹脂を射出成型する際に、第１フレーム１１Ａの開放端面と一体に形成されており、可撓性突出板部２６ａの厚みが薄いことから射出成型後の残留応力によって可撓性突出板部２６ａが内側に倒れて傾斜延長している。
　したがって、フック部２６を後述するように嵌合突起部３６に嵌合させるには、可撓性突出板部２６ａを外側に撓ませて嵌合突起部３６に嵌合させる。このため、可撓性突出板部２６ａに対して、嵌合部２６ｂを嵌合突起部３６の奧側に付勢する弾性が付与される。

　また、第１フレーム１１Ａの有底角筒状部２１の底部四隅には取付孔を有する取付板部２７が形成されている。
　第２フレーム１１Ｂは、図４（ａ）～（ｃ）に示すように、第１フレーム１１Ａと連結する連結部側の形状が第１フレーム１１Ａの有底角筒状部２１と同一形状を有する角筒部３０を備えている。この角筒部３０は、有底角筒状部２１と同様に幅広部３１ａとこの幅広部３１ａと連通する幅狭部３１ｂ及び３１ｃとを有する。

　また、角筒部３０は、図５に示すように幅狭部３１ｂ及び３１ｃが連通していない対向側面板部３０ａ及び３０ｂが連結部側とは反対側に延長している。これら対向側面板部３０ａ及び３０ｂの延長端部の中央部間に連結板部３０ｃが橋架されている。この連結板部３０ｃの下側には、対向側面板部３０ａ及び３０ｂ間を平行に仕切る複数例えば３枚の隔壁３１が形成されて主回路電源側端子部３２ａ及び補助端子部３３ａが設けられている。

　また、連結板部３０ｃの上側には、対向側面板部３０ａ及び３０ｂ間を平行に仕切る複数例えば３枚の隔壁３４が形成されて主回路負荷側端子部３２ｂ及び補助端子部３３ｂが設けられている。
　さらに、対向側面板部３０ａ及び３０ｂには、第１フレーム１１Ａのフック部２６に対向する４個所に、下端側から側面を開放する凹部３５がそれぞれ形成され、これら凹部３５の底部における下端側に第１フレーム１１Ａに形成されたフック部２６の嵌合部２６ｂが外側から係合する嵌合突起部３６がそれぞれ形成されている。
　なお、凹部３５は、図８に示すように、嵌合突起部３６にフック部２６の嵌合部２６ｂが係止された状態で、前端側に工具挿入用空間部３５ａが形成されている。この工具挿入用空間部３５ａにマイナスねじ回しを挿入してフック部２６の嵌合部２６ｂと嵌合突起部３６の係止状態を解除することができる。

　各嵌合突起部３６は、図８（ａ）に拡大して示すように、凹部３５の後端面と面一となる後端面３６ａと、この後端面３６ａの外方端から前方に向かうに従い徐々に外側に厚みが増加して形成された傾斜面３６ｂと、この傾斜面３６ｂの外方側端部から前方に延長する平坦面３６ｃと、この平坦面３６ｃの前端から凹部３５の底面側に延長する嵌合面３６ｄとを備えている。

　そして、第１フレーム１１Ａに形成したフック部２６と第２フレーム１１Ｂに形成した嵌合突起部３６とでスナップフィット部３７が構成されている。
　また、連結板部３０ｃの背面側に消弧室３８が形成され、この消弧室３８内に可動接触子３９ａを保持する接点支え３９が前後方向に摺動可能に保持されている。この接点支え３９の背面側には、図３に示すように、固定コア２２に対向する可動コア４０が連結ばね４０ａを介して連結され、この可動コア４０と第１フレーム１１Ａのスプール２３との間に図示しない復帰スプリングが配置されている。

　さらに、連結板部３０ｃの上面、正面及び下面を覆うように消弧カバー４１が配置されている。
　そして、第１フレーム１１Ａと第２フレーム１１Ｂとが、図８（ｃ）に示すように、第１フレーム１１Ａのフック部２６を第２フレーム１１Ｂの嵌合突起部３６に嵌合させた状態で連結されて一体化される。

　ここで、第１フレーム１１Ａと第２フレーム１１Ｂとの連結は、第１フレーム１１Ａから突出するコイル端子２５が第２フレーム１１Ｂの主回路電源側端子部３２ａ及び補助端子部３３ａと対向する状態として、第１フレーム１１Ａに形成したフック部２６と第２フレーム１１Ｂに形成した嵌合突起部３６とを対向させる。
　ここで、フック部２６は、第２フレーム１１Ｂの嵌合突起部３６に嵌合していない自由状態では、図８（ａ）に示すように、可撓性突出板部２６ａが射出成型時の残留応力によって内側に所定角度を持って傾斜延長している。この状態で、嵌合部２６ｂの傾斜面２６ｃが第２フレーム１１Ｂの嵌合突起部３６の後端面３６ａと傾斜面３６ｂとの稜線に対向している。

　ここで、フック部２６と嵌合突起部３６とを嵌合させて第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂを連結した場合に、フック部２６の嵌合部２６ｂと嵌合突起部３６との干渉がないものとする。この場合に、フック部２６の可撓性突出板部２６ａが第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂの側面と面一状態となるには、図８（ｂ）に示すように、フック部２６の嵌合面２６ｅに連接する円弧面２６ｆより嵌合突起部３６の平坦面３６ｃと嵌合面３６ｄとの稜線が前方側の嵌合部２６ｂ内に位置するように設定されている。

　そして、フック部２６と嵌合突起部３６とを対向させた状態で、第２フレーム１１Ｂを第１フレーム１１Ａ側に移動させることにより、フック部２６の傾斜面２６ｃが嵌合突起部３６の後端面３６ａと傾斜面３６ｂとの稜線に接触する。さらに第２フレーム１１Ｂを第１フレーム１１Ａ側に移動させることにより、フック部２６の傾斜面２６ｃと平坦面２６ｄとの稜線が嵌合突起部３６の傾斜面３６ｂに接触することにより、フック部２６の可撓性突出板部２６ａが外側に撓む。

　その後、フック部２６の平坦面２６ｄが嵌合突起部３６の平坦面３６ｃに係合してからフック部２６の嵌合面２６ｅが嵌合突起部３６の嵌合面３６ｄに係止される。このとき、嵌合突起部３６の嵌合面３６ｄに摩耗を生じていない状態では、図８（ｃ）に示すように、フック部２６の嵌合面２６ｅと円弧面２６ｆとの境界位置が嵌合突起部３６の平坦面３６ｃ嵌合面３６ｄとの稜線に接触して可撓性突出板部２６ａが例えば外側に撓んだ状態で第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂとが連結される。

　しかしながら、図８（ｃ）のフック部２６と嵌合突起部３６との嵌合状態で、電磁接触器１０を作動させると、操作用電磁石１２の励磁コイル２３ａが非通電状態であって操作用電磁石１２が非励磁状態である場合には、可動コア４０が図示しない復帰スプリングによって前方に付勢されている。この状態では、接点支え３９に支持されている可動接触子３９ａが固定接触子より離間した釈放状態にある。

　この釈放状態から、操作用電磁石１２の励磁コイル２３ａに交流電力を通電して操作用電磁石１２を励磁状態とすると、可動コア４０が復帰スプリングに抗して固定コア２２に吸引される。このため、可動コア４０に連結ばね４０ａを介して連結された接点支え３９の可動接触子３９ａが固定接触子に接触して、主回路電源側端子部３２ａ及び補助端子部３３ａと主回路負荷側端子部３２ｂ及び補助端子部３３ｂとが電気的に接続されて通電状態となる。

　この通電状態から操作用電磁石１２の励磁コイル２３ａに対する交流電力の通電を遮断することにより、固定コア２２による吸引力が消失して可動コア４０が復帰スプリングによって前方の釈放位置に復帰する。この際、可動コア４０が復帰スプリングによって釈放位置に復帰する際に振動が発生し、この振動が第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂに伝達されることにより、両者の接合部であるフック部２６の嵌合面２６ｅ及び円弧面２６ｆと嵌合突起部３６の嵌合面３６ｄとの接触部に摩耗が生じる。

　この通電状態と釈放状態とを繰り返すことにより、フック部２６の嵌合面２６ｅ及び円弧面２６ｆと嵌合突起部３６の嵌合面３６ｄとの間の摩耗が進行する。
　この摩耗は、嵌合突起部３６の平坦面３６ｃと嵌合面３６ｄとの稜線部で著しく生じることになり、この稜線部が摩耗によって徐々に半径が大きくなる円弧面となって行く。この場合、フック部２６の可撓性突出板部２６ａはもともと図８（ａ）に示すように、内側に傾斜延長していて撓みを生じているので、摩耗の進行によって、可撓性突出板部２６ａの弾性力によって、図８（ｂ）に示すように、フック部２６の可撓性突出板部２６ａが内側に撓み、可撓性突出板部２６ａの外側表面が第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂの側面と面一の状態となる。

　さらに、フック部２６及び嵌合突起部３６間の摩耗が進行すると、図８（ｄ）に示すように、フック部２６の可撓性突出板部２６ａが傾斜した状態となる。この状態となると、嵌合部２６ｂの傾斜面２６ｃと平坦面２６ｄとの稜線部が凹部３５の底面に接触する状態となり、これ以上の可撓性突出板部２６ａの傾斜が規制される。
　このように、フック部２６と嵌合突起部３６との間の摩耗が進行しても、この摩耗に応じてフック部２６の可撓性突出板部２６ａの撓みによる弾性力によって可撓性突出板部２６ａが傾斜して、フック部２６の嵌合部２６ｂが嵌合突起部３６の奧側に接触することになる。このため、フック部２６の嵌合面２６ｅ及び円弧面２６ｆと嵌合突起部３６の平坦面３６ｃ及び嵌合面３６ｄとの稜線部との間に隙間が生じることを抑制できる。
　したがって、第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂの連結にスナップフィット結合を適用した場合でも、長期の使用によって第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂ間の連結状態が変化することを確実に抑制することができる。このため、電磁接触器１０を釈放状態とした際に第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂ間に生じる振動音の発生を抑制することができる。

　この結果、電磁接触器１０の耐久性を向上させることができるとともに、前述した従来例のように、第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂを連結する締付線バネやボルトを設けることなく、スナップフィット部で第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂを確実に連結することができ、部品点数を減少させて電磁接触器の製造コストを低減することができる。

　しかも、フック部２６の可撓性突出板部２６ａを内側に傾斜させる場合に、繊維強化熱可塑性樹脂を射出成型した後の残留応力による倒れを利用しているので、可撓性突出板部２６ａを傾斜させるために特別な設計を行う必要がなく、可撓性突出板部２６ａの残留応力による傾斜を抑制する形状を設計する必要もない。
　なお、上記実施形態においては、なお、摩耗が生じていない状態での可撓性突出板部２６ａの撓み状態が、図８（ｃ）に示すように外側に撓んでいる場合について説明した。しかしながら、本発明では、上記に限定されるものではなく、摩耗が生じていない状態で、図８（ｂ）に示すように可撓性突出板部２６ａの外側表面が第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂの側面と面一の状態となるようにしてもよく、或いは可撓性突出板部２６ａが第１フレーム１１Ａ及び第２フレーム１１Ｂの側面のやや内側となるようにしてもよい。要は可撓性突出板部２６ａが外側に撓んだ状態となっていればよい。

　なお、上記実施形態においては、操作用電磁石１２として交流電磁石を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、無極直流電磁石や有極直流電磁石を適用することができる。この場合には、プランジャを接点支え３９に連結ばねを介して連結するようにすればよい。
　なお、上記実施形態においては、第１フレーム１１Ａにフック部２６を形成し、第２フレーム１１Ｂに嵌合突起部３６を形成した場合について説明した。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではなく、第１フレーム１１Ａに嵌合突起部３６を形成し、第２フレーム１１Ｂにフック部２６を形成するようにしてもよい。

　また、フック部２６及び嵌合突起部３６の配置組数は、４組に限定されるものではなく、３組、５組以上の任意の組数設ければ良いものである。
　さらに、上記実施形態においては、操作用電磁石１２として交流電磁石を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、無極直流電磁石や有極直流電磁石を適用することができる。この場合には、プランジャを接点支え３９に連結ばねを介して連結するようにすればよい。

　なお、上記実施形態においては、第１フレーム１１Ａにフック部２６を形成し、第２フレーム１１Ｂに嵌合突起部３６を形成した場合について説明した。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではなく、第１フレーム１１Ａに嵌合突起部３６を形成し、第２フレーム１１Ｂにフック部２６を形成するようにしてもよい。
　さらに、フック部２６及び嵌合突起部３６の配置組数は、４組に限定されるものではなく、３組、５組以上の任意の組数設ければ良いものである。

　１０…電磁接触器、１１Ａ…第１フレーム、１１Ｂ…第２フレーム、１２…操作用電磁石、１３…接点機構、２１…有底角筒状部、２２…固定コア、２３…スプール、２５…コイル端子、２６…フック部、２６ａ…可撓性突出板部、２６ｂ…嵌合部、２６ｃ…傾斜面、２６ｄ…平坦面、２６ｅ…嵌合面、２６ｆ…円弧面、３０…角筒部、３２ａ…主回路電源側端子部、３２ｂ…主回路負荷側端子部、３３ａ，３３ｂ…補助接点部、３５…凹部、３６…嵌合突起部、３６ａ…後端面、３６ｂ…傾斜面、３６ｃ…平坦面、３６ｄ…嵌合面、３７…スナップフィット部、３９…接点支え、４０…可動コア

Claims

　操作用電磁石を内装する第１フレームと、接点機構を内装する第２フレームと、前記第１フレーム及び前記第２フレームの一方に形成した嵌合突起部と他方に形成した前記嵌合突起部に嵌合するフック部とで構成されるスナップフィット部を備え、
　前記フック部は、前記第１フレーム及び前記第２フレームの何れか一方の開放端に突出形成された可撓性突出板部と、該可撓性突出板部の先端に形成した前記嵌合突起部に嵌合する嵌合部とを有し、
　前記可撓性突出板部は、前記嵌合部と前記嵌合突起部との間の摩耗の進行に合わせて当該嵌合部を前記嵌合突起部の奥側に嵌合させる弾性が付与されている
　ことを特徴とする電磁接触器。
　前記フック部の嵌合部は、前記可撓性突出板部の先端から基部側に向かうに従い徐々に突出する傾斜面と、該傾斜面の内側端から前記可撓性突出板部と平行に前記基部側に延長する平坦面と、該平坦面の前記基部側端部から外方に前記可撓性突出板部まで延長する嵌合面とで台形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁接触器。
　前記嵌合突起部は、前記フック部との嵌合時に、前記フック部の嵌合部における傾斜面と平坦面との境界と係合して前記可撓性突出板部を外側に撓ませる傾斜面と、該傾斜面の外側端部に連接する平坦面と、該平坦面の前記傾斜面とは反対側の端面から内側に延長する嵌合面とで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁接触器。
　前記フック部を形成した前記第１フレーム及び前記第２フレームの一方は繊維強化熱可塑性樹脂を射出成型して、射出成型後の残留応力による前記フック部の内側への倒れを利用して前記フック部に弾性を付与することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電磁接触器。