JPH0131650B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電磁開閉装置に係り、特にその電磁
石駆動装置に関するものである。

以下、この発明の一実施例を図面と共に説明す
る。第１図はこの発明の一実施例の正面部分断面
図を示し、第２図は同半断面側面図を示してい
る。

第１図、第２図において、１は耐熱性の材料よ
りなるアーク消弧用のアークボツクスを示し、磁
性金属よりなるグリツド２及び転流板３が開閉す
る電路の相数に対応して配設固定されている。４
はクロスバー、５は可動接触子、６は可動接触子
５の両端に取付けられた可動接点、７は可動接触
子押え、８は押えばね支え、９は接触子ばね、１
０はストツパーである。上記接触子ばね９はスト
ツパー１０の下部と押えばね支え８の下端部との
間に圧縮固定されており、押えばね支え８の上端
部と可動接触子押え７の上面および可動接触子５
の上面と可動接触子押え７の下面とは当接して組
立てられている。又、ストツパー１０は、クロス
バー４のストツパー穴４ａに挿入されている。１
１はベースを示し、第３図の分解斜視図に示す通
り、底部が開放した形状を有し、さらに後述する
電磁駆動装置の引出用開口部１１ａを側面に有し
ている。１２はベース１１の上部にねじで固定さ
れた端子、１３は端子１２の上面にねじ締めされ
たコの字形状の固定接触子で、その上面には固定
接点１４が取付けられている。１５は固定接触子
１３に固定されたアークランナー、１６は絶縁バ
リヤーで、上記端子１２の相互間電気的絶縁の役
を為し、アークボツクス１とベース１１に設けら
れた溝（図示せず）にその１部を挿入して両者に
はさまれ固定されている。１７は可動緩衝ゴム、
１８は可動鉄心で、可動鉄心ピン２２によりクロ
スバー４の下部に連結固定されている。１９は固
定鉄心を示し、可動鉄心１８に所定の空隙をもつ
て対向する配置となつている。２０は電磁駆動制
御装置（以下駆動制御装置と称する。）を示し、
上記固定鉄心１９に貫挿された配置となつてお
り、その内部には電磁コイル等の磁束発生装置２
１を包含している。また第４図の駆動制御装置２
０を下方より見た斜視図に示す様に、コの字形凹
部２０ａを形成するためのレール係合片２０ｂが
備えられている。なお２０ｃは貫通孔で、前記固
定鉄心１９が挿入されるものである。又、２２は
固定緩衝ばねで、上記固定鉄心１９の下部に装着
され主として電磁接触器投入時の取付盤面（図示
せず）への衝撃を軽減する機能を果す。２４は固
定鉄心ピンを示し、第２図、第３図に示されてい
る様に、上記固定鉄心１９の下部に貫通して設け
られており、その両端は固定鉄心１９から突出し
ている。上記固定鉄心ピン２４の両端には、それ
ぞれ固定緩衝ゴム２５が貫通着装され、さらに固
定緩衝ゴム２５を覆つてガイド２６が装着されて
いる。ガイド２６は摩擦抵抗の小さい材料からな
り、固定緩衝ゴム２５の外径にほぼ等しいガイド
の凹部２６ａが形成されている。２７はレール板
を示し、その中央部分には互いに平行な２本のコ
の字形状のレール２７ａが形成されている。また
レールの奥端部にはレールストツパー部２７ｂが
形成されている。レール板２７は前記ベース１１
に締付ねじ２８により締結固定されている。また
駆動制御装置２０は第１図、第４図に示されるラ
チエツト２９が組み込まれている。ラチエツト２
９は駆動制御装置２０の縦方向凸部２０ｄに、ラ
チエツト凹部２９ａを上下動自在に保持され、さ
らに戻しばね３０により下方に付勢されている。
ラチエツト２９の下部には係合突起２９ｂが形成
されており、これがレール板２７に設けられた係
合穴２７ｃに係合するよう構成されている。３１
は引外しばねを示し、クロスバー４の下端とレー
ル板２７の上面との間に配設されクロスバー４を
上方に常時付勢している。３２は取付板で、電磁
接触器を取付盤面（図示せず）に取付けるための
取付穴を有し、レール板２７の下側にねじ締固定
されている。３３は補助接点部分を示し、ベース
１１の側面に固定されている。なおアークボツク
ス１はベース１１にねじ締めにより固定され、ま
た、クロスバー４は上下動自在にベース１１の内
壁により保持案内されている。

この発明による電磁開閉装置は上記のように構
成されており、次に動作について説明する。

第１図、第２図において、駆動制御装置２０に
駆動電圧が印加されると、駆動制御装置２０が発
生する磁束により、可動鉄心１８と固定鉄心１９
の間に電磁吸引力が発生し、可動鉄心１８に連結
されたクロスバー４は引外しばね３１に抗して下
方へ移動し、可動接点６と固定接点１４が当接す
る。可動接点６と固定接点１４の間の接点ギヤツ
プよりも、可動鉄心１８と固定鉄心１９との間の
鉄心ギヤツプの方が大きく形成されているため、
クロスバー４は上記接点当接位置よりもさらに下
方に移動して鉄心が閉成される。このため接触子
ばね９は圧縮変形し、このばね圧力は押えばね支
え８、可動接触子押え７を介して可動接触子５に
伝達され、所定の接触圧力をもつて、端子１２と
同一電路を形成する反対側の端子１２の間を電気
的に導通する。

駆動制御装置２０に印加されていた駆動電圧を
取り除くと、可動鉄心１８と固定鉄心１９の間の
電磁吸引力は削滅し、クロスバー４は圧縮された
引外しばね３１の付勢力により上方に移動させら
れて、接点間が開離する。このとき可動接点６と
固定接点１４間にアークが発生するが、このアー
クは可動接点６から転流板３に、また、固定接点
１４からアークランナー１５にそれぞれ転位し、
さらにアーク電流と接触子電流による電磁反発力
によりグリツド２内に引き込まれ、冷却、分断さ
れて消弧する。上記した様に駆動制御装置２０の
駆動電圧を開閉することにより端子１２，１２間
に接続された電路の開閉動作を行う。

上記駆動制御装置２０を第５図によつて詳細に
説明すると、５０は磁束を発生させ、可動鉄心１
８を固定鉄心１９に吸引し、保持させる操作コイ
ル、５１は上記操作コイル５０と電気的に接続さ
れ、上記操作コイル５０より発生する磁束を制御
する制御回路部、５２は電源より交流電圧を制御
回路部５１に印加するコイル端子、５３は吸引時
と定常時で操作コイル５０に流れる電流を変える
為、制御回路を切替える切替スイツチ部、５４は
操作コイル５０、制御回路部５１、コイル端子５
２、切替スイツチ部５３を収納し、レール板２７
に固定されるコイルケース、５５はコイルケース
５４の上面を覆い、絶縁、防塵の為のコイルカバ
ー、５６はコイルケース５４をレール板２７に挿
入後抜け止め作用を成すラチエツト部、５７は操
作コイル５０、制御回路部５１、切替スイツチ部
５３をコイルケース５４に収納した後固定する注
形モールドである。

そして、上記駆動制御装置２０を展開した第６
図第７図に示すように制御回路部５１は、プリン
ト基板５８と回路素子５９より成り、リード線６
０によりコイル端子５２、切替スイツチ部５３、
操作コイル５０と電気的に接続されている。切替
スイツチ部５３は、可動鉄心１８あるいはクロス
バー４によつて操作される押し棒６１、上記押し
棒６１を元の位置に復帰させるスイツチ復帰ばね
６２、押し棒６１の位置によりスナツプアクシヨ
ンをするスイツチ可動接点６３、このスイツチ可
動接点６３と相対するスイツチ固定接点６４、こ
れらを収納するスイツチカバー６５、スイツチベ
ース６６よりなる。切替スイツチ部５３より出た
リード線６０Ａは、コイルケース５４の切欠き溝
５４Ａを通つて制御回路部５１のプリント基板５
８にハンダ付接続されている。上記コイル端子５
２はコイルケース５４に圧入固定されており、コ
イル端子５２より出たリード線６０Ｂはコイルケ
ース５４の切欠き溝５４Ａを通つて制御回路部５
１のプリント基板５８にハンダ付接続される。

又、上記注形モールド５７はプリント基板５８
の上面まで位置し、プリント基板５８のパターン
間及び対アース間の絶縁の役目を果たす。そして
操作コイル５０よりの発熱や、回路部品から発生
する熱を外部に効率よく放熱すると共に防湿の役
目を果たす。上記コイルカバー５５は、コイルケ
ース５４の突起５４Ｘに嵌合する引掛り部５５Ｘ
を持ち、コイルケース５４に固定されると共に、
注形により固定される埋込み用突起５５Ｙにより
注形後、注形モールド５７が固まると、注形モー
ルド５７より抜けなくなり固定される。そしてコ
イルカバー５５は制御回路部５１や操作コイル５
０に対して防塵の役割を持ち注形モールド５７だ
けで不完全な場合の電気的な絶縁の役目を果た
す。

又、上記駆動制御装置２０の電気回路図を第８
図に示す。この第８図において、Ｒは抵抗、Ｃは
無極性コンデンサ、Ｂはバリスタ、Ｄはダイオー
ド、Rcは操作コイル５０の内部抵抗である。こ
れらの回路部品は第６図に示すコの字状のプリン
ト基板５８に各々ハンダ付され、電気回路を構成
している。

次に上記駆動制御装置２０の動作を説明する。
コイル端子５２に操作電源が印加されると、開放
状態では切替スイツチ部５３がONの状態にあつ
て、抵抗ＲとコンデンサＣの両端は短絡されてお
り、操作コイル５０には操作電源電圧をダイオー
ドＤによつて全波整流された全電圧が印加され、
内部抵抗Rcによつてのみ決められる大きな電流
が流れる。これによつて投入時大きな吸引力が得
られる。この吸引力により可動鉄心１８が固定鉄
心１９の方向に動き始め、両鉄心が吸着する直前
に押し棒６１により切替スイツチ部５３はOFF
状態になる。この切替時に切替スイツチ部５３で
発生するアークはコンデンサＣと抵抗Ｒの回路に
吸引され、切替スイツチ部５３の接点損傷は軽微
なものとなる。切替スイツチ部５３がOFF状態
になると、交流側に入つているコンデンサＣによ
る電圧降下分が大きく作用し、操作コイル５０に
流れる電流はコンデンサＣによつてほとんど決め
られる小さな全波整流された電流となる。

定常状態では磁束の洩れがほとんど無い為、
又、空隙による磁気抵抗が小さい為、小さな電流
でも保持ができる。そして投入時の大きな吸引力
より定常時の小さな吸引力に切換えるタイミング
が鉄心が吸着する寸前になるよう、切替スイツチ
部５３でタイミング設定されている為、投入時の
動作は安定したものとなる。

コイル端子５２への操作電源の印加を止めると
吸引力がなくなり、可動鉄心１８は固定鉄心１９
より離れていく。そして可動鉄心１８に追従する
押し棒６１により可動接点６と固定接点１４が離
れてから、切替スイツチ部５３はON状態に切換
わる。この時、コンデンサＣに貯えられていた電
荷が抵抗Ｒを通してスイツチ可動接点６３とスイ
ツチ固定接点６４に流れ、接点表面はクリーニン
グされる。また、操作コイル５０より誘起される
電圧はダイオードＤのフライホイール回路に吸収
され、外部にはサージを放出しない。

切替スイツチ部５３は、主接点が離れてから
OFFからONに切換わる為、コイル端子５２間に
若干の電圧が残つていたとしても、その位置での
可動鉄心１８を引きつける吸引力は小さく、再び
投入する事なく安定して開放状態に落ちつく。

なお、前記固定鉄心１９はＵ形をしており、そ
の１脚は操作コイル５０を貫通し、他１脚の回り
に、制御回路部５１が配置されていると共に、残
留磁気を小さくし、開放時間を短くする為に接極
面上に段差６７が設けられている。又、可動鉄心
１８はＩ形をしており、その接極面には残留磁気
による吸着を防止する為に非磁性材料のスペーサ
６８が設けられており、これらの鉄心１８，１９
は鉄心内部を流れる磁束が直流磁束であるため構
造用鋼板の積層鋼から構成されている。

又、上記切替スイツチ部５３は電磁接触器が開
放状態ではスイツチ可動接点６３とスイツチ固定
接点６４は接触状態にあり、固定鉄心１９が励磁
され、可動鉄心１８が固定鉄心１９に吸引されて
いくと、可動鉄心１８により押し棒６１が押さ
れ、可動接点６と固定接点１４が接触した後、可
動鉄心１８と固定鉄心１９が衝突する寸前にスイ
ツチ可動接点６３はスナツプアクシヨンによつて
スイツチ固定接点６４より開放される。そして励
磁が解かれると、可動鉄心１８は固定鉄心１９よ
り離れ始め、押し棒６１はスイツチ復帰ばね６２
により可動鉄心１８に追従する。この押し棒６１
の動きにより、可動接点６と固定接点１４が離れ
た後、スナツプアクシヨンによりスイツチ可動接
点６３とスイツチ固定接点６４は接触状態にな
る。この様な投入と開放時で時間的ヒステリシス
をもつ切換動作をさせる為押し棒６１は、スイツ
チ可動接点６３をはさんで、上下にレバーをもつ
た形状を採用している。

以上説明したように、この発明装置によれば、
コイルケースに切欠き溝が形成されているので、
ケース内の配線が容易に、かつ配線スペースを要
することなく行うことができる。また、コイルケ
ースの突起にコイルカバーの引掛り部が嵌合する
ことでコイルカバーが固定されるので、モールド
注形時にコイルカバーが注形によつて浮き上がる
ことなく、モールド注形が容易に行える。さら
に、磁束を発生させる鉄心の近くに、操作コイル
と、この操作コイルへの通電を制御する制御装置
を、効率良くコンパクトに配置でき製品の内部に
電磁石駆動装置を一体の部品として配置できる。
その為、電磁石駆動装置の取扱い性が大幅に向上
すると共に、製品自身もすつきりと小形化でき、
例えば、客先の操作電源の仕様変更があつても、
この装置ごと簡単に交換するだけで済む利点があ
る。

そして、一体化する事で外部要因に対して、装
置の信頼性が向上し、コイルケース内部の固定法
としてモールド注形を採用すれば、放熱が良くな
り、熱的に改善されると共に、周囲雰囲気にもほ
とんど影響されなくなり、振動、衝撃に対しても
内部素子が保護され信頼性の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれもこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図は正面部分断面図、第２図は第１図に
示す装置の半断面側面図、第３図は可動鉄心を作
動させる駆動部の分解斜視図、第４図は駆動制御
装置の下方から見た斜視図、第５図は駆動制御装
置の上方から見た斜視図、第６図は第５図に示す
駆動制御装置の分解斜視図、第７図は切替スイツ
チ部の分解斜視図、第８図は電気回路図である。 図において、１８は可動鉄心、１９は固定鉄
心、２０は駆動制御装置、５０は操作コイル、５
４はコイルケース、５７は注形モールド、２０ｃ
は貫通孔、Ｃはコンデンサ、Ｄは整流装置であ
る。なお図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主回路端子を開閉する接点を備えた可動接触
   子を移動させる可動鉄心と、この可動鉄心を接着
   するベースと、このベースの底部に設けられた開
   口部に固定配設され、一対のレール部を有するレ
   ール部材と、上記可動鉄心と対向してこの可動鉄
   心を吸引する固定鉄心と、この固定鉄心に設けら
   れ、上記レール部材との係合部を有するガイド部
   材と、上記固定鉄心に組み合わされて所定の励磁
   力を発生させる操作コイルと、この操作コイルよ
   り発生する磁束を制御する制御回路部と、この制
   御回路部に電源から交流電圧を印加するコイル端
   子と、上記可動鉄心と固定鉄心の吸引時と定常時
   で上記操作コイルに流れる電流を替えるために上
   記制御回路部を切替える切替スイツチ部と、モー
   ルド注形用に容器化され、上記操作コイル、制御
   回路部、コイル端子および切替スイツチ部を収納
   して上記レール部材に固定されるコイルケース
   と、このコイルケースの上面を覆うコイルカバー
   とから成る電磁開閉器において、上記コイルケー
   スに、上記操作コイル、コイル端子および切替ス
   イツチ部と上記制御回路部とを電気的に接続する
   リード線を案内する切欠き溝と、上記コイルカバ
   ーを固定する突起を設けるとともに、上記コイル
   カバーに、上記コイルケースの突起と嵌合してコ
   イルケースに固定される引掛り部を形成したこと
   を特徴とする電磁開閉装置。