JPH0223965B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は自己保持型電磁接触器の改良に係
り、特にＢ接点開放時に起こる放電を極度に抑
え、寿命の長い自己保持型電磁接触器を提供する
ものである。

（従来技術） 従来から電磁接触器としては、電気回路の開閉
に当たつて、接触子の開閉を交流電磁石で行う所
謂、交流式の電磁接触器と、交流電磁石の代わり
に永久磁石を使用した自己保持型電磁接触器が使
用されているが、前者は接触子の閉状態を維持す
るのに常時交流を通電しておく必要があり、また
後者は省電力型である反面、駆動電源が直流のた
め、整流回路電源極性変更スイツチを必要とする
等の問題点を有している。

そこで本発明者はさきに上記欠点を解消し、永
久磁石の吸着力により前記接触子の閉状態を維持
するとともに、交流通電による接触子の開閉を可
能とした自己保持型電磁接触器を提案した（特開
昭59−40429号）。

この自己保持型電磁接触器は永久磁石として所
定方向に磁化された希土類系永久磁石等の高保磁
力磁石を用い、接触子と連結する可動子の吸引、
吸着および釈放に際しては、前記永久磁石の磁化
方向を変化させることなく、単に可動子の外周に
巻装された励磁コイルに交流を通電するだけの構
成のものであり、特に吸引吸着時および釈放時の
励磁コイルへの交流通電による振動からくる作動
不良防止のため第５図に示す回路を設けている。

すなわち第５図において、可動子（図示せず）
を固定子（図示せず）に吸引吸着させるためスイ
ツチ１を入れると励磁コイル５に交流が通電さ
れ、可動子が固定子に近接し、さらに永久磁石
（図示せず）の吸引吸着力のみによつて十分可動
子が固定子に吸着可能な状態に達したとき、接点
３は閉路から開路に移行し励磁コイル５への通電
を遮断する。その後可動子は永久磁石の吸引吸着
力によつて固定子に吸着され、該可動子に連結す
る電気回路開閉用の接触子すなわち主接触子（図
示せず）を開路から閉路に移行し閉成状態を維持
する。接点４も同様に開から閉路に移行する。つ
まり、励磁コイル５に交流が通電され、該交流磁
界の方向が永久磁石による磁界と同一方向に加え
られたとき、可動子に発生する吸着力は、励磁コ
イルと永久磁石との合成吸着力とからなり、該合
成吸着力が可動子を上方に押し上げる方向に作用
するコイルバネ（図示せず）のスプリング力より
強くなることから、可動子は固定子に近接し、実
質的に永久磁石の吸引吸着力のみによつて固定子
に吸着されるのである。

次に可動子を釈放すべくスイツチ２を入れる
と、接点４が閉路状態にあるため、電気抵抗６を
介して励磁コイル５に交流が通電され、永久磁石
の吸着力を打ち消しコイルバネ２３の反発力によ
り可動子が釈放される。電気抵抗６を介すること
によつて励磁コイルの起磁力を可動子吸引時の起
磁力より小さくすると、永久磁石の不可逆減磁の
発生が防止されることとなり、上記の釈放および
吸引吸着が円滑に連続して行な得るようになるの
である。

すなわち、スイツチ２を入れ、抵抗６を介して
吸引時よりも弱い交流を励磁コイル５に通電する
と、該交流磁界の方向と永久磁石による磁界の方
向が逆方向（相殺方向）に加えられた時、可動子
に発生する永久磁石と励磁コイルとの合成吸着力
がコイルバネのスプリング力より弱くなり、可動
子と固定子との間に空隙が生じて、互いの吸引力
が急激に減衰し、釈放状態となるのである。

この場合、釈放時の励磁コイルの起磁力が可動
子吸引時の起磁力と同一であると、いつたん釈放
状態に移行しつつある可動子が、励磁コイルの磁
界方向と永久磁石の磁界方向が同一方向になつた
ときに再び永久磁石に吸引されてチヤタリングを
発生し、確実な釈放が行われなくなるのである。
なお、図においては吸引吸着と釈放とを単一励磁
コイルにて行う場合を示したが、互いに起磁力の
異なる励磁コイルを一対用いても同様な効果を得
ることができる。図中７は交流電源を示す。

可動子の釈放に伴い主接触子および接点４は閉
路から開路に移行する。同様に接点３は開路から
閉路に移行する。

本明細書においては励磁コイル５への通電に伴
い主接触子と同じ開閉動作を示す接点４をＡ接
点、主接触子と逆の開閉動作を示す接点３をＢ接
点と云う。

（発明が解決しようとする問題点） 上記Ａ接点４、Ｂ接点３の開放時には放電が起
こり、火花が発生するが、特にＢ接点３の開放時
には大きな放電が起こる。すなわち、第５図にお
いて接点４（Ａ接点）と接点３（Ｂ接点）の各開
放時における励磁コイルへの電流を比較するに、
接点３は可動子と固定子が接触する吸着可能な状
態、いわゆるもつとも励磁コイルに多量の電流が
通電されている状態において、閉路から開路に移
行するため大きな放電が起こることとなる。一方
接点４の開放時においては接点３に比べ、励磁コ
イルへの通電量も抵抗６を介することにより小さ
くなつており、必然的に放電の量も小さくなる。
このため、Ｂ接点３の消耗が著しく、電磁接触器
の寿命を短くする原因となつていた。

本発明はこれを改良してＢ接点開放時の大きな
放電を極力抑制した工業的価値の極めて高い交流
通電による自己保持型電磁接触器の提案を目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 発明者は可動子の移動に伴う主接触子、Ａ接点
およびＢ接点の開閉動作と、励磁コイルへの電流
量等種々検討した結果、Ｂ接点の開放タイミング
を従来の電磁接触器に較べ適当に遅らせることに
よりＢ接点での放電を大巾に低減させ得ることを
発見した。すなわち、励磁コイルへの電流量が最
大値より多少減少した状態においても、いつたん
近接した可動子と固定子との吸引吸着は、実質的
に永久磁石の吸引吸着力によつて達成できること
が確認できたため、Ｂ接点の開放タイミングを励
磁コイルへの電流量が最大になるタイミングより
若干遅らせ、励磁コイルへの電流量が減少した時
点で開放させることにより、Ｂ接点での放電を大
きく低減させることに成功したのである。

これを従来から使用されている電磁接触器の各
部の構成、配置を大巾に変更せずに達成するに
は、Ｂ接点を構成する固定接触子と可動接触子と
の開状態における対向距離すなわち接触子間距離
を主接触子およびＡ接点を構成する各々固定接触
子と可動接触子との開状態における対向距離すな
わち各接触子間距離よりも小とすることで可能で
あると判断した。

本発明は上記知見に基づくものであつて、可動
子および固定子と可動子の移動方向に磁化した永
久磁石とその外周に励磁コイルを備え、励磁コイ
ルへの交流の印加により可動子側と固定子側の間
に構成される主接触子、Ａ接点、Ｂ接点を開閉す
る自己保持型電磁接触器において、Ｂ接点の開状
態における固定接触子と可動接触子との接触子間
距離を主接触子およびＡ接点の開状態における固
定接触子と可動接触子の接触子間距離よりも小と
した自己保持型電磁接触器を要旨とする。この電
磁接触器に使用する永久磁石は可動子を釈放する
際に発生する励磁コイルの磁界により減磁されな
いような希土類系永久磁石等の高保磁力磁石が良
い。可動子および固定子の中央磁極部外周に巻装
される励磁コイルは可動子の円滑な移動を阻害し
ない範囲で通常、非磁性ボビン等を介して巻装さ
れるが、吸引、吸着および釈放を単一コイルで行
える構成としても（第５図）、また各独立に一対
のコイルを使用しても良く、通電電流、配置スペ
ース等に応じて適宜選定できる。

可動子および固定子の各脚部には、交流による
振動の完全防止のため、隈取りコイルを取付ける
が、通電電流の容量、脚部対向部の寸法・形状等
を考慮して少なくとも一つの対向部に取付けが必
要である。

本発明のＢ接点の開状態における固定接触子と
可動接触子との接触子間距離の調整機構は種々考
えられるが、通常使用されている接点構造を大巾
に変更することなく構成可能である。なお、接触
子間距離の設定は励磁コイルに通電する電流容量
等に応じ最適寸法を決定するようにする。

以下実施例として掲げる図面に基づいてさらに
説明する。

（実施例） 第１図は自己保持型電磁接触器の一例について
その縦断面図であり、１０は磁気回路部、１１は
接触子部を示す。

磁気回路部１０は中央磁極部１２ａと一対の脚
部１２ｂ，１２ｃを有し、中央磁極部１２ａの下
部に図示の如く上下方向に磁化した希土類系の永
久磁石１３を置いたＥ型の固定子１２と、中央磁
極部１４ａと一対の脚部１４ｂ，１４ｃを有する
Ｅ型の可動子１４とを対向配置するとともに、各
中央磁極部１２ａ，１４ａの外周に非磁性ボビン
１５を介して励磁コイル１６を巻装している。１
７ａは固定子１２の一方の脚部１２ｂ対向面に設
けた隈取りコイルであり、１７ｂは可動子１４の
一方の脚部１４ｃ対向面に設けた同じく隈取りコ
イルである。

１８は非磁性ケースであり、上記磁気回路部１
０を包囲し、損傷防止、絶縁等の役割をはたすだ
けでなく主接触子およびＡ接点の固定接触子１９
ａ，２０ａとＢ接点の固定接触子２１ａが固着さ
れる。

上記固定接触子１９ａ，２０ａ，２１ａに対向
配置する可動接触子１９ｂ，２０ｂ，２１ｂは非
磁性支持部材２２を介して前記可動子１４側に連
結され、これら固定接触子１９ａ，２０ａ，２１
ａと可動接触子１９ｂ，２０ｂ，２１ｂとで接触
子部１１を構成している。

図中２３はコイルバネであり、前記非磁性支持
部材２２下面と非磁性ボビン１５上面との間に配
置され、可動子１４を上方に押し上げる方向に作
用する。

上記構成のうち、可動接触子１９ｂ，２０ｂ，
２１ｂの配置態様の詳細を第２図に示す。図中１
９ｂは主接触子（通常３個）、２０ｂはＡ接点、
２１ｂはＢ接点を構成する各可動接触子であり、
可動子１４上方の非磁性支持部材２２に取付けら
れている。

すなわち非磁性支持部材２２には、可動接触子
が上下方向に移動できるよう、案内２４のある複
数（図では５個）の案内窓２５が設けてある。

さらに案内窓２５の上下端部には台座２６，２
６を設け該台座に上記案内に沿つて上下方向移動
可能な一対の案内金具２７，２７を圧縮バネ２８
のバネ力によつて対向配置している。さらに各可
動接触子は図示の如き配置にて前記案内金具２７
と台座２６との間に挿入支持されている。但しＢ
接点の可動接触子２１ｂを配置する案内窓２５の
上端は本発明の効果を得るための構成すなわちＢ
接点の開状態における接触子間距離を主接触子お
よびＡ接点の開状態における接触子間距離より
も、小ならしめるため、台座２６を設けない構成
となつている。次にその作用を説明する。

（作用） 第３図は本発明における可動子と連結する非磁
性支持部材の上下動に伴うＢ接点とＡ接点（主接
触子はＡ接点と同じ作動を示すところから以下Ａ
接点と主接触子を含めてＡ接点として示す）の開
閉作動の説明図である。

第３図Ａは電気回路が開状態すなわち可動子１
４（第１図）が釈放状態にある場合を示し、Ａ接
点の固定接触子２０ａと可動接触子２０ｂはL₁
なる接触子間距離をおいて開状態にあり、一方Ｂ
接点の固定接触子２１ａと可動接触子２１ｂは圧
縮バネ２８のバネ力（図中上下方向に伸長する
力）に応じた接触力にて閉状態を維持している。
ここで本発明の構成はＢ接点を配置する案内窓２
５の上端部に下端部に有する如き台座２６を有し
ないため、従来の構成に較べ大きな間隙２９を有
している。

第３図Ｂは電気回路を閉状態に移行するため励
磁コイル１６（第１図）に交流を通電すると、可
動子１４（第１図）は励磁コイル１６および永久
磁石１３（第１図）の吸引力により下方に移動
し、該可動子１４に連結する非磁性支持部材２２
も下方に移動する状態を示す。このとき本発明の
構成ではＡ接点の固定接触子２０ａと可動接触子
２０ｂとの接触子間距離が小さくなつてゆくが、
Ｂ接点の固定接触子２１ａと可動接触子２１ｂは
閉状態を維持する。これが従来の構成では、図中
二点鎖線で示す如く、この時点ですでにＢ接点は
閉状態から開状態に移行している。

第３図Ｃは可動子１４（第１図）がさらに下方
に移動し、固定子１２（第１図）に吸着した状態
で、同図に示す如く、Ａ接点は閉状態に移行し、
Ｂ接点は開状態に移行する。このときＢ接点の固
定接触子２１ａと可動接触子２１ｂとはL₂なる
接触子間距離を有している。これが従来の構成の
場合、図中二点鎖線で示す如く、同接触子間距離
はL₃であり、これらの本発明と従来品との関係
は、L₁＝L₃＞L₂となる。

以上に示す如く、本発明においては非磁性支持
部材２２に設けられたＢ接点の可動接触子２１ｂ
を配置する案内窓２５（第２図）上部に台座を設
けないため、当該接触子の開状態の接触子間距離
L₂は従来の台座を設けていた場合の接触子間距
離L₃よりも小（第３図Ｃ）であり、第３図Ａか
ら同図Ｂ、同図Ｃへの移行時、すなわち可動子の
吸引時のＢ接点の開放タイミングは従来の電磁接
触器よりも遅くなる。このために該接点における
放電による火花発生を極度に抑えることができる
のである。

第４図は本発明において、Ｂ接点の接触子間距
離を調整する機構の他の実施例を示すもので、Ｂ
接点の可動接触子２１ｂを配置する案内窓２５上
部に従来と同様、台座２６を設けた場合に、固定
接触子２１ａの先端部分を下方に弯曲させ、接触
子間距離L₂を従来の（図中二点鎖線で示す）接
触子間距離L₃よりも小さくすることによつて第
３図に示した構成と同様の効果を得るものであ
る。

（発明の効果） 以上に示すように、本発明は僅かな機構変更に
よつてＢ接点開放時に起こる放電を極度に抑え、
寿命を延長することができ、交流通電による主接
触子の開閉を可能とした交流式自己保持型電磁接
触器の活用範囲を増大するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自己保持型電磁接触器の縦断
説明図。第２図は本発明自己保持型電磁接触器の
可動接触子部分の詳細図。第３図Ａ，Ｂ，Ｃは本
発明におけるＡ接点、Ｂ接点の作動説明図。第４
図は本発明におけるＢ接点の接触子間距離の調整
機構の他の実施例図。第５図は交流式の自己保持
型電磁接触器のＡ接点、Ｂ接点の作動説明回路図
である。 １，２：スイツチ、３：Ｂ接点、４：Ａ接点、
５，１６：励磁コイル、６：電気抵抗、７：交流
電源、１０：磁気回路部、１１：接触子部、１２
ａ，１４ａ：中央磁極部、１２ｂ，１２ｃ，１４
ｂ，１４ｃ：脚部、１３：永久磁石、１４：可動
子、１５：非磁性ボビン、１７ａ，１７ｂ：隈取
りコイル、１８：非磁性ケース、１９ａ：主接触
子の固定接触子、１９ｂ：主接触子の可動接触
子、２０ａ：Ａ接点の固定接触子、２０ｂ：Ａ接
点の可動接触子、２１ａ：Ｂ接点の固定接触子、
２１ｂ：Ｂ接点の可動接触子、２２：非磁性支持
部材、２３，２８：コイルバネ、２４：案内、２
５：案内窓、２６：台座、２７：案内金具、２
９：間隙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可動子および固定子と可動子の移動方向に磁
   化した永久磁石とその外周に励磁コイルを備え、
   励磁コイルへの交流の印加により可動子側と固定
   子側の間に構成される主接触子、Ａ接点、Ｂ接点
   を開閉する自己保持型電磁接触器において、Ｂ接
   点の開状態における固定接触子と可動接触子との
   接触子間距離を主接触子およびＡ接点の開状態に
   おける固定接触子と可動接触子の接触子間距離よ
   りも小としたとを特徴とする自己保持型電磁接触
   器。