JP2000268694A - 開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より小さい電磁吸引力で駆動することができ
るため、コストの低減を図ることができると共に、鉄心
の衝撃力の減少並びに鉄心の吸着面の摩耗及び破損を減
少させることができる開閉器を得る。 【解決手段】 可動部に形成された凹部と、固定部に回
転可能に軸支され、自由端を前記凹部に挿入してなる反
転ばねと、前記凹部に形成され、接点の閉じる方向への
前記可動部の移動時に前記反転ばねの自由端を掛合し、
前記反転ばねの回転を抑止する溝を有し、前記接点の閉
じる方向への前記可動部の移動時には、前記反転ばねの
反転により前記可動部の推進力を補助し、前記接点が開
く方向への前記可動部の移動時には、前記反転ばねが反
転せずに回転し前記可動部の推進力を抑制しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電路を開閉する開
閉器に関するものであり、特に、より小さい電磁吸引力
で安定した開閉動作を行うことができる開閉器の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の開閉器を示す断面図であ
り、図において、１はクロスバー、１ａはクロスバーの
窓、２はクロスバーの窓１aに配置された可動接触子、
３は可動接触子２の底面両端に取り付けられた可動接
点、４は接触子押え、５は圧縮した状態でクロスバー１
内に組み込まれ、その復元力により接触子押え４を介し
て可動接触子２を押圧する接触子ばね、６はベース、７
はベース６に固定された固定接触子、８は可動接点３と
対向するように配置され、固定接触子の上面に取り付け
られた固定接点、9はクロスバー１と連結された可動鉄
心、1０は取付台、１１は可動鉄心９と所定の間隙をも
って配置された固定鉄心、1２はコイル、１３はコイル
１２の巻枠となるコイルスプール、1４はクロスバー１
とコイルスプール1３との間に配置された引き離しばね
である。

【０００３】図７において、コイル１２に電圧を印加す
るとコイルの周りに磁束が生じ、固定鉄心１１と可動鉄
心９との間に電磁吸引力が発生し、可動鉄心９が固定鉄
心１１へ吸引される（この方向を吸引方向とする）。そ
の際、引き離しばね１４の復元力による抵抗を受けなが
ら、可動鉄心９と連結しているクロスバー１も連動し、
クロスバーの窓１ａに配置された可動接触子２が、固定
接触子７へ引き寄せられ、可動接触子２に取り付けられ
た可動接点３と固定接触子７に取り付けられた固定接点
８とが当接する。可動鉄心９と固定鉄心１１間の間隙
（図中Ａ）は、可動接点３と固定接点８間の間隙（図中
Ｂ）よりも大きく形成されており、クロスバー１は前記
当接位置を超えてさらに前記吸引方向に移動し、可動鉄
心９と固定鉄心１１とが閉成される。そのため、接触子
ばね５はさらに圧縮され、この圧縮による復元力は接触
子押え４を介して可動接触子２に掛かり、可動接点３と
固定接点８との間に所定の接触圧力を発生させて、開閉
器外部に接続された電路を閉路する。

【０００４】図７において、コイル１２に印加していた
電圧を断つと、可動鉄心９と固定鉄心１１とを閉成させ
ていた電磁吸引力が消滅し、クロスバー１とコイルスプ
ール１３との間に配置された引き離しばね１４の復元力
によりクロスバー１が押し上げられ（この方向を開離方
向とする）、可動接点３と固定接点８が開離し、開閉器
外部に接続された電路を遮断する。

【０００５】このような構成を有する従来の開閉器にお
いては、コイルの通電により発生する電磁吸引力は、可
動鉄心と固定鉄心の間隙に反比例するため、可動鉄心が
引き寄せられるに従い増大し、閉成時に最大となる。一
方、接点が当接した瞬間に前記電磁吸引力を打ち消す方
向に接触子ばねの復元力が可動鉄心と連結しているクロ
スバーに掛かるため、クロスバーの推進力は減少する。
この接触子ばねの復元力を上回り、鉄心を安定して閉成
させるためには、大きな電磁吸引力が必要となる。

【０００６】次に、例えば特開昭６０−７４２２５号公
報に開示されている、反転ばねを使用した従来例につい
て、図８を用いて説明する。図において、図７と同一部
分には同一符号を付している。１５は反転ばね、１５ａ
は反転ばね１５の先端部、１５ｂは反転ばね１５の固定
部、１６はクロスバー１に形成された凹部である。反転
ばね１５は、例えば、図９の（ａ）のようなＵ字形状の
板ばね材料の先端を連結することにより構成され、図９
の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ＸＹ平面を超えると
形状が反転変位するものであり、その先端部１５ａは凹
部１６に挿入され、固定部１５ｂはベース６に固定され
ている。

【０００７】図８のような従来の開閉器において、コイ
ル１２に電圧を印加すると電磁吸引力によって可動鉄心
９、クロスバー１が前記吸引方向に移動し、クロスバー
１の凹部１６に挿入されている反転ばね１５の先端部１
５ａもベース６に固定された反転ばね１５の固定部１５
ｂを支点に前記吸引方向に移動する。この反転ばねの先
端部１５ａの移動に伴い、反転ばね１５は図９の（ｂ）
の形状から図９の（ｃ）の形状に反転変位する。このよ
うな反転ばねの動作を利用して、クロスバー１の前記吸
引方向への推進力を補助するものである。

【０００８】このような構成を有する従来の開閉器にお
いては、反転ばね１５の前記吸引方向に働く復元力によ
り電路の閉路を確実に行うことができるが、接点が開離
する過程で反転ばね１５が前記開離方向に反転するまで
は、反転ばね１５はクロスバー１を前記開離方向に押し
上げる力に抗して復元力が働くため、接点を確実に開離
させるためには、引き離しばね１４のばね定数を大きく
する必要があった。従って、引き離しばね１４の復元力
に打ち勝つだけの大きな電磁吸引力が必要となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記のような構成の従
来の開閉器においては、大きな電磁吸引力が必要である
ため、コイルに入力する電力及び可動鉄心の重量の増大
が必要となり、これに伴い、閉成時に大きな衝撃力が発
生し、可動鉄心と固定鉄心との当接面の摩耗の問題や鉄
心が傾いて閉成したときの局部応力により破損が生じる
という問題があった。

【００１０】この発明は、前記のような課題を解決する
ためになされたものであり、より小さい電磁吸引力で駆
動することができるため、コストの低減を図ることがで
きると共に、鉄心の衝撃力の減少並びに鉄心の吸着面の
摩耗及び破損の減少を実現することができる開閉器を得
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る開閉器
は、可動部に形成された凹部と、固定部に回転可能に軸
支され、自由端を前記凹部に挿入してなる反転ばねと、
前記凹部に形成された、接点の閉じる方向への前記可動
部の移動時に前記反転ばねの自由端を掛合し前記反転ば
ねの回転を抑止する溝を有し、前記接点の閉じる方向へ
の前記可動部の移動時には、前記反転ばねの反転により
前記可動部の推進力を補助し、前記接点が開く方向への
前記可動部の移動時には、前記反転ばねが反転せずに回
転するものである。

【００１２】第２の発明に係る開閉器は、第１の発明に
係る開閉器において、前記凹部における、前記反転ばね
の回転を抑止する溝に対向する面を凸形状としたもので
ある。

【００１３】第３の発明に係る開閉器は、第１の発明又
は第２の発明に係る開閉器において、前記反転ばねの自
由端を球形状としたものである。

【００１４】第４の発明に係る開閉器は、第１の発明〜
第３の発明に係る開閉器のいずれかにおいて、前記反転
ばねの自由端に軸受を設けたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１はこの発明に係る開閉器の断
面図であり、図において、１はクロスバー、１ａはクロ
スバーの窓、２はクロスバーの窓１aに配置された可動
接触子、３は可動接触子２の底面両端に取り付けられた
可動接点、４は接触子押え、５は圧縮した状態でクロス
バー１内に組み込まれ、その復元力により接触子押え４
を介して可動接触子２を押圧する接触子ばね、６はベー
ス、７はベース６に固定された固定接触子、８は可動接
点３と対向するように配置され、固定接触子の上面に取
り付けられた固定接点、9はクロスバー１と連結された
可動鉄心、1０は取付台、１１は可動鉄心９と所定の間
隙をもって配置された固定鉄心、1２は固定鉄心1１の側
面に組まれた磁束を発生させるコイル、１３はコイル１
２の巻枠となるコイルスプール、1４はクロスバー１と
コイルスプール1３との間に配置された引き離しばね、
１５は反転ばね、１５ａは反転ばね１５の先端部、１７
は軸、１８は軸受、１９はクロスバー１に形成された凹
部である。反転ばね１５は軸１７を介して軸受１８によ
り回転可能に支持されており、その先端部１５ａは凹部
１９に挿入されている。

【００１６】次に、図１〜図３により、反転ばね１５の
作用について説明する。図２は反転ばねの各部分を、図
３はクロスバー１に形成された凹部１９の各部分を示し
たものであり、図３の１９ａは反転ばねの回転抑止溝、
１９ｂは凹部底面、１９ｃは凹部側面である。

【００１７】図１において、コイル１２に電圧を印加す
ると電磁吸引力によって可動鉄心９、クロスバー１が前
記吸引方向に移動する。この時、反転ばね１５は回転可
能に軸支されているが、反転ばね１５の先端部１５ａ
は、図３の反転ばねの回転抑止溝１９ａに掛合されてい
るため、回転せずに前記吸引方向（図３のＣ方向）に移
動する。この反転ばねの先端部１５ａの移動に伴い、反
転ばね１５は、図９の（ｂ）の形状から図９の（ｃ）の
形状に反転変位し、その先端部１５ａはクロスバー１の
凹部底面１９ｂに当接し、クロスバー１の前記吸引方向
への推進力を補助することができる。

【００１８】コイル１２に印加していた電圧を断つと、
可動鉄心９と固定鉄心１１とを閉成させていた電磁吸引
力が消滅し、クロスバー１は引き離しばね１４の復元力
により前記開離方向（図３のＤ方向）に移動する。この
時、反転ばね１５は回転可能に支持されているため、そ
の先端部１５ａはクロスバー１の凹部底面１９ｂから凹
部側面１９ｃの方向へ移動し、反転ばね１５は軸１７回
りに回転する。従って、反転ばね１５は反転せずに回転
するため、反転ばね１５がその復元力によりクロスバー
１に及ぼす前記吸引方向の力を大きく減少させることが
できる。

【００１９】以上のような反転ばねの作用により、鉄心
を安定して閉成させるための電磁吸引力を減少させるこ
とが可能となる。従って、コイルに入力する電力を減少
させること及び可動鉄心の重量を減少させることが可能
となり、コストの低減を図ることができる共に、鉄心の
衝撃力の減少並びに鉄心の吸着面の摩耗及び破損を減少
させることができる。

【００２０】図４はクロスバー１に形成された凹部の例
を示す部分断面図であり、図１及び図３の例と異なり、
クロスバーに凸部を設け、この中に凹部１９を形成して
いる。このような形状に凹部１９を形成しても、図１及
び図３の例と同様の作用、効果を奏する。

【００２１】図５は、クロスバー１に形成された凹部１
９の形状の例を示したものであり、反転ばねの回転抑止
溝１９ａの形状がキー溝状のものである図３に示した形
状の他にも、図５の（ａ）又は（ｂ）等の様々な形状が
採用でき、クロスバー１の前記吸引方向の移動時に反転
ばね１５が回転しなければよい。また、凹部底面１９ｂ
の形状についても図３、図５の（ａ）及び（ｂ）のよう
な円形状の内周面に限らず、図５の（ｃ）のように凸形
状であってもよい。図５の（ｃ）のように凹部底面１９
ｂが凸形状である場合は、反転ばね１５の反転により反
転ばね１５の先端部１５ａが凹部底面１９ｂに当接しク
ロスバー１の前記吸引方向への推進力を補助した後、ク
ロスバー１の前記開離方向移動時における、反転ばね１
５の先端部１５ａの凹部底面１９ｂから凹部側面１９ｃ
方向への移動を行い易くすることができるため、反転ば
ね１５の前記回転動作を確実に行うことが可能となる。

【００２２】図６は、反転ばね１５の形状の例を示した
ものであり、２０は球状体、２１はボールジョイント、
２２は一自由度の回転支持軸受である。反転ばね１５の
自由端をこのような球状体２０、ボールジョイント２
１、一自由度の回転軸受２２とすることにより、反転ば
ね１５の凹部底面１９ｂから凹部側面１９ｃ方向への移
動がよりスムーズになり、従ってクロスバー１の前記開
離方向移動時における反転ばね１５の前記回転動作をよ
りスムーズに行わせることができる。特に反転ばね１５
の自由端にボールジョイント２１、一自由度の回転軸受
２２等の軸受を設けることにより、反転ばね１５の前記
回転動作をさらにスムーズに行わせることができる。ま
た、反転ばね１５と凹部１９との当接部に潤滑剤を塗布
すること等により潤滑被膜を形成すれば、反転ばね１５
の前記回転動作をさらにスムーズに行わせることができ
ると共に長期に亘る信頼性が向上する。

【００２３】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。第１の
発明に係る開閉器は、接点の閉じる方向への可動部の移
動時には反転ばねの反転により前記可動部の推進力を補
助し、前記接点が開く方向への前記可動部の移動時には
前記反転ばねが反転せずに回転するため、鉄心を安定し
て閉成させるための電磁吸引力を減少させることがで
き、コイルに入力する電力を減少させること及び可動鉄
心の重量を減少させることが可能となり、コストの低減
を図ることができると共に、鉄心の衝撃力の減少並びに
鉄心の吸着面の摩耗及び破損を減少させることができる
効果がある。

【００２４】第２の発明に係る開閉器は、第１の発明と
同様の効果を奏すると共に、前記反転ばねの前記回転動
作をより確実に行うことができる効果がある。

【００２５】第３の発明に係る開閉器は、第１の発明又
は第２の発明と同様の効果を奏すると共に、前記反転ば
ねの前記回転動作をよりスムーズに行うことができる効
果がある。

【００２６】第４の発明に係る開閉器は、第１の発明〜
第３の発明のいずれかと同様の効果を奏すると共に、前
記反転ばねの前記回転動作をさらにスムーズに行うこと
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る開閉器の断面図である。

【図２】 この発明に係る反転ばねの説明図である。

【図３】 この発明に係るクロスバーに形成した凹部の
説明図である。

【図４】 この発明に係るクロスバーに形成した凹部を
示す部分断面図である。

【図５】 この発明に係るクロスバーに形成した凹部の
形状の例を示す図である。

【図６】 この発明に係る反転ばねの形状を示す図であ
る。

【図７】 従来の開閉器を示す断面図である。

【図８】 従来の開閉器を示す断面図である。

【図９】 従来の反転ばねの説明図である。

【符号の説明】

１ クロスバー、１ａ クロスバーの窓、２ 可動接触
子、３ 可動接点、４接触子押え、５ 接触子ばね、６
ベース、７ 固定接触子、８ 固定接点、9 可動鉄
心、1０ 取付台、１１ 固定鉄心、1２ コイル、１３
コイルスプール、1４ 引き離しばね、１５ 反転ば
ね、１５ａ 反転ばねの先端部、１５ｂ 反転ばねの固
定部、１６ 凹部、１７ 軸、１８ 軸受、１９ 凹
部、１９ａ 反転ばねの回転抑止溝、１９ｂ 凹部底
面、１９ｃ 凹部側面、２０ 球状体、２１ ボールジ
ョイント、２２ 一自由度の回転軸受。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部に連結された固定接点と、可動部
   に連結された前記固定接点に対向する可動接点とを有
   し、前記可動部を駆動することにより前記接点の開閉を
   行う電路の開閉器において、 前記可動部に形成された凹部と、 前記固定部に回転可能に軸支され、自由端を前記凹部に
   挿入してなる反転ばねと、 前記凹部に形成された、前記接点の閉じる方向への前記
   可動部の移動時に前記反転ばねの自由端を掛合し前記反
   転ばねの回転を抑止する溝を有し、 前記接点の閉じる方向への前記可動部の移動時には、前
   記反転ばねの反転により前記可動部の推進力を補助し、 前記接点が開く方向への前記可動部の移動時には、前記
   反転ばねが反転せずに回転することを特徴とする開閉
   器。
2. 【請求項２】 前記凹部における、前記反転ばねの回転
   を抑止する溝に対向する面を凸形状としたことを特徴と
   する請求項１記載の開閉器。
3. 【請求項３】 前記反転ばねの自由端を球形状とするこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉器。
4. 【請求項４】 前記反転ばねの自由端に軸受を設けたこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の開閉
   器。