JPH0785448B2 - 電磁石用サージ電圧抑制装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は電磁石用サージ電圧抑制装置及びかかる装置を
取り付けた電磁石に関し、特に、少なくとも２つの機
能、すなわち電磁石の遮断時のサージ電圧を制限する機
能と、制御用コイルに給電しない時に電磁石の磁気回路
の残留磁気を抑制する機能と、を有する電磁石用サージ
電圧抑制装置に関する。

＜従来技術、及びその問題点＞ 一般に、電磁石において遮断時のサージ電圧を制限する
機能は、電磁石のコイルを担持する磁気回路の固定部に
取り付けられた銅合金製の短絡リングによって行われ
る。

また、励磁用コイルに給電しない時の磁気回路の残留磁
気は、非磁性材料により電磁石の空隙を画定することに
よって除去される。

これら２つの機能は、例えば、本出願人により1984年２
月28日付で提出されたフランス特許出願第84 03014号
「消音電磁石及びかかる電磁石を用いた接触器」と題し
て記載された消音電磁石により可能となる。上記出願に
よる電磁石は、中央脚部の端部がＶ字形にへこむととも
に２つの側方脚部の端部が外方に面取りされ固定された
Ｅ字形の第１磁気回路と、中央脚部の端部が固定磁気回
路のへこみと噛み合う凸状の形状を採るとともに側方脚
部の端部が内方に面取りされ可動のＥ字形の第２磁気回
路と、第１磁気回路及び第２磁気回路の中央脚部に巻回
されたコイルと、からなる。

上記構造では、遮断時のサージ電圧を制限する機能は、
薄肉の金属シートを打ち出して折曲形成され第１磁気回
路のウェブに固定されたリングによってなされる。

電磁石の各磁気回路の互いに対向する面取り面、及び互
いに対向する凹部及び凸部により電磁石の動作時に形成
される空隙は、リングによって形成される。このリング
は、例えばシリコンコートエラストマからなり、第１磁
気回路の２つの側方脚部にそれぞれ取り付けられ、この
リングを介して第２磁気回路の側方脚部の端部が吸着さ
れる。

しかしながら、上記構造において、これら２つの機能
は、第１磁気回路及び第２磁気回路間のセンタリングが
良好で、且つ第２磁気回路の移動に対する遊びが少ない
時にのみ、確実に作用するものである。

実際、側方或いは中央の空隙は、回路の空隙磁気抵抗を
低減するために狭くしなければならないので、かなりの
遍倚があったり移動に対する遊びが過剰となると、電磁
石の給電時の側方空隙の形状が非対称となる。この側方
空隙の形状の非対称によって、側方脚部の一方に磁気吸
着が生じて磁気回路が正確に閉塞しないことになる。

従って、上記欠点に鑑みて、非磁性片を空隙に配置する
ことが必要となる。なお、この非磁性片が耐摩耗性を有
するとさらに良い。最終的な空隙（残留磁気抑制用空
隙）を画定する機能は上記エラストマリングによって行
われるから、この非磁性片は、最終的な空隙を画定する
機能を持たない時は、ガイド機能のみを有する。

これらの装置では、多数の部品（サージ電圧制限リン
グ、エラストマリング、耐摩耗性非磁性片）が用いられ
ている。

本発明の目的は、上記問題点を解決することである。

＜発明の概要＞ 本発明は、上記２つの機能が１部材または同一部材にて
作動するサージ電圧抑制装置を提供する。

従って、第１磁気回路、及びこの第１磁気回路と係合し
第１磁気回路と接触すると少なくとも１つの空隙を形成
する第２磁気回路からなる電磁石において、本発明のサ
ージ電圧抑制装置は、電磁石の磁束の変化によるサージ
電圧を抑制するために第１磁気回路に取り付けられた短
絡リングを含み、この短絡リングは、少なくとも一部分
が空隙内に延在するように形成された良導性及び非磁性
を呈する金属シートにて形成されたものである。

電磁石の給電時に存在すべき空隙を形成するための特定
の手段がない場合は、短絡リングの脚部がこの機能を果
たすように動作することは明らかである。

一方、電磁石が上記特許出願に記載された構造を採る場
合、短絡リングの２つの脚部は電磁石への給電が開始さ
れるとガイド動作にのみ用いられることとなる。さら
に、最終的な空隙（残留磁気抑制用空隙）を画定する機
能はエラストマリングにて行われるので、短絡リング
は、最終的な空隙を画定する機能は持たない。

この第２の方法は、複雑ではあるが、消音電磁石を必要
とする場合や、残留磁気抑制部材がダンパの役割を果た
す場合にのみ用いられるものである。

更に、通常のノイズの多い環境下で動作する直流電磁石
の場合、サージ電圧制限リングが接触時の空隙のセンタ
リング及び残留磁気抑制を同時に行う第１の方法が有効
である。

＜実施例＞ 本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明する。

第１図において、接触器は、従来の並行移動型の接触器
構造を有し、ケース１の内部に、第１磁気回路２、第２
磁気回路５、コイル13、可動接点保持アセンブリ15及び
少なくとも１つの付勢ばね17を有する。第１磁気回路２
はＥ字形状をなし、ウェブ３がケース１の底板４に固定
されている。第２磁気回路５もＥ字形状をなし、第１磁
気回路２の脚部8,9の各々に対応して直線状となる脚部
6,7を有する。脚部6,7の各々は、第１磁気回路２の対応
する脚部8,9と互いに対向して空隙10を形成する。コイ
ル13は、筒状のカーカス14に巻回され、第１磁気回路２
の脚部8,9と第２磁気回路５の脚部6,7の間に形成された
空間に配置される。このコイル13のカーカス14は、固定
手段によって第１磁気回路２に固定されている。また、
第２磁気回路５はカーカス14に対して移動することがで
きる。可動接点保持アセンブリ15は第２磁気回路５のウ
ェブ16に取り付けられている。付勢ばね17はコイル13の
カーカス14の上方肩部18と第２磁気回路５のウェブ16と
の間に配置されている。

特に、図示の構成において、第１磁気回路２は円筒状ピ
ン19によりコイル13の中心に配置されて固定される。な
お、本発明は上記構成に限らず、例えば、第１磁気回路
２を例えばコイル13のカーカス14に単に嵌入させて固定
することもできる。

第２磁気回路５は、カーカス14に対して可動とするため
に、コイル13のカーカス14に形成され軸方向を長手方向
とする溝と係合するキー21を有する。

空隙10,11の形状は、抵抗力に対する駆動力の変化則に
適合するように設計段階で決められる。

上記実施例において、第１磁気回路の中央脚部の端部24
はＶ字形にへこんだ形状をなし、この端部24は第２磁気
回路５の中央脚部７の端部25と係合するので、端部25は
Ｖ字形に突出した形状をなしている。これらの２つの端
部24,25の形状によって、空隙11はＶ字形に画定され
る。

第１磁気回路２の２つの側方脚部８の各端部は外側を面
取りした外側面取り面26,27を有し、第２磁気回路５の
２つの側方脚部６の各端部は、内側に面取りした内側面
取り面28,29を有する。第１磁気回路２の外側面取り面2
6,27は、それぞれ空隙10,10を形成するように第２磁気
回路５の内側面取り面28,29と対向する。

上記空隙10,11の形状は、交流給電磁気回路を得るため
に従来の方法（リベット）により組立られた薄肉の金属
シートを一緒に打ち出す技術を採用することによって、
高い生産性にて容易に作製することができる。

第２磁気回路５の閉塞動作に関して、中央の空隙11及び
側方の空隙10の傾斜の程度によって、有効なストローク
に対する吸着磁気抵抗は減少する。

上記実施例において、サージ電圧の抑制機能は、断面が
Ｕ字形に折曲されてウェブの中心にほぼ矩形の開口を有
する銅合金からなる金属シートによって得られる。この
金属シートは、第１磁気回路２のウェブ３に載置されて
第１磁気回路２を部分的に包み込み、開口に中央脚部９
が挿通するようになっている。更に、前記金属シート
は、磁気回路２の中央脚部９の磁束が変化する間にエネ
ルギーを消費するので、遮断時のサージ電圧を抑制する
短絡リング機能を備える。

残留磁気抑制機能及び抑制機能は、断面が矩形の２つの
ダンパ35によって得られる。これらのダンパ35は、シリ
コンコートエラストマからなり、モールディングにて形
成される。また、ダンパは、それぞれ外側面取り面26,2
7のほぼ基部において、第１磁気回路２の側方脚部８の
外面に形成された２つのスタッド45に嵌合されている。

これらスタッド45は、リングを容易に組立てるために、
適当な角度46に磁性を呈する金属シートを打ち出してダ
ンパ35を形成することによって、形成される。

第２磁気回路５の側方脚部６の端部が接触するダンパ35
の位置によって、抑制機能の他に、非磁性エラストマに
より可能となる空隙10,11の残留磁気抑制機能が生じ
る。シリコンコートエラストマは、電磁石の作動温度、
金属シートの切断に用いられるオイルに対する耐性、並
びに耐摩耗性などの残留磁気抑制に必要な条件に基づい
て選択される。更に、このようなエラストマの非磁気性
によって、電磁石への給電が遮断している時に第２磁気
回路が第１磁気回路に吸着されることを防ぐことができ
る。なお、本発明において、所望の耐摩耗性を有して使
用条件に適し機械的な抑制特性を有する非磁性材料であ
れば、適宜の非磁性材料を用いてよいことは明らかであ
る。

第１図において、破線Ｔは第２磁気回路５の接触位置を
示し、この位置Ｔに第２磁気回路５が達すると、ダンパ
35は圧縮されるが、側方空隙及び中央空隙は現れない。

第２磁気回路５が中心から遍倚すると、第２図に示すよ
うな磁気吸着が発生する。第２磁気回路５のカーカス14
による移動に、空隙10,11が歪み互いに対向する面の平
行性を損なう程の遊びを有する場合も、同様な磁気吸着
が発生する。

第３図に、上記磁気吸着を回避する本発明のサージ電圧
抑制リング50を示す。このリングは第１図に示すリング
と同様に断面がＵ字形となる本体を有する。リング50の
ウェブ51は、中央にほぼ矩形の開口52を有し、この開口
52を第１磁気回路２の中央脚部９が挿通する。さらに、
ウェブ51は、両端部にてそれぞれ直角に折曲され第１磁
気回路２の対応する側方脚部８の内面に沿って伸長する
第１片部55,56を有するラグ53,54にて拡張されている。
この第１片部55,56は、さらに、側方脚部８の外側面取
り面26,27に重なるように斜め方向に折曲された第２片
部57,58により拡張される。

このリング50は、導電率及び耐摩耗性がともに大きな非
磁性体からなるシートにて形成される。よって、このリ
ングは、サージ電圧の制限に加えて、第２片部57,58を
介して第２磁気回路５を磁気吸着させることなく移動さ
せるとともに、第２磁気回路５の第１磁気回路への接触
時も空隙10を形成する。

上記実施例では、残留磁気抑制機能はダンパ35によって
作用する。このようなダンパを使用しない場合は、第２
磁気回路５の側方脚部6,7の内側面取り面28,29が接触す
るリングの第２片部が、残留磁気抑制機能を備えること
になる。

なお、本発明は上記構造の電磁石に制限されるものでは
なく、サージ電圧抑制リングと残留磁気抑制金属シート
とを組合わせたものを、他の構造の直流電磁石に適用す
ることもできる。さらに、本発明は、第６図に図示する
可動プレートリレーのサージ電圧制限リングを形成する
ために適用することもできる。

第６図に示すプレートリレーは、破線で示すコイル61が
嵌合されたコア60を有する電磁石から形成される。コア
60は、その軸方向の一端部に平坦な円形のヘッド62が取
り付けられ、一方、一端部に対向する他端部にはＬ字形
のアーマチュアの脚部63が直角に固定されている。コア
60の軸線と平行に伸長するアーマチュアの脚部65の上方
縁部64に、コア60のヘッド62の上に広がるプレート66
が、ちょうつがいにて固定されている。

給電中は、コイル61が励起されてコア60に引き寄せられ
たプレート66は、磁気吸着面として作用するヘッド62の
平坦面67に圧接される。

図６において、サージ電圧抑制装置は、ヘッド62の下方
に２つの脚部69,70にて保持されてコア60を包囲するリ
ング68からなる。脚部69,70は、ヘッド62の平坦面67か
ら伸長し、ヘッド62は残留磁気抑制空隙として作用す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はフランス国特許出願第84 03014号に記載された
接触器の断面図であり、第２図は第１図に示す接触器の
磁気回路の可動部び固定部の脚部の端部間に磁気吸着が
生じた場合の概略図であり、第３図は第１図に示す接触
器に使用可能な本発明によるサージ電圧抑制装置の斜視
図であり、第４図は第３図に示すサージ電圧抑制装置を
取り付けた第１図に示す接触器の磁気回路の固定部及び
可動部の斜視図であり、第５図はサージ電圧抑制装置を
取り付けた磁気回路の固定部の側面図であり、第６図は
サージ電圧抑制装置が残留磁気抑制機能を備えた電磁石
の斜視図である。 主要部分の符号の説明 ２……第１磁気回路、3,16,51……ウェブ、５……第２
磁気回路、10,11……空隙、13、61……コイル、35……
ダンパ、50……サージ電圧制御リング、52……開口、5
3,54……ラグ、55,56……第１片部、57,58……第２片
部、60……コア、62……ヘッド、66……プレート、67…
…平坦面。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定された第１磁気回路と、前記第１磁気
   回路と係合し前記第１磁気回路と接触して少なくとも１
   つの空隙を形成する可動の第２磁気回路と、を有する電
   磁石に用いられるサージ電圧抑制装置であって、 前記電磁石の磁束の変化によるサージ電圧を抑制するた
   めに前記第１磁気回路に装着された少なくとも１つの短
   絡リングを有し、 前記短絡リングは、導電性及び非磁性を有する金属シー
   トからなり、且つ前記空隙内に延在する１領域を少なく
   とも有することを特徴とするサージ電圧抑制装置。
2. 【請求項２】前記金属シートは耐摩耗性を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のサージ電圧抑
   制装置。
3. 【請求項３】前記電磁石の給電時において、前記空隙は
   前記第１磁気回路と前記第２磁気回路との間に配置され
   た緩衝手段により画定されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のサージ電圧抑制装置。
4. 【請求項４】前記電磁石の給電時において、前記空隙は
   少なくとも前記金属シートの前記領域にて画定されて形
   をなすことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   サージ電圧抑制装置。
5. 【請求項５】前記電磁石の前記第１磁気回路はウェブ、
   中央脚部、及び２つの側方脚部とからなるＥ字形をな
   し、 前記中央脚部及び側方脚部の各端部は、前記第２磁気回
   路が接触すると前記第２磁気回路とともに中央空隙と２
   つの側方空隙とを形成し、 前記短絡リングは、金属シートにて断面がＵ字形に折曲
   されてウェブが開口を有し、且つ前記第１磁気回路のウ
   ェブに配置されて前記第１磁気回路を部分的に包囲する
   とともに前記開口を前記第１磁気回路の前記中央脚部が
   挿通し、 前記短絡リングのウェブは、その両端部においてそれぞ
   れ折曲されて前記第１磁気回路の対応する内面に沿って
   伸長する第１片部と、前記第１片部に延在し対応する前
   記側方空隙の形状を保持するために前記側方脚部の端部
   を少なくとも部分的に被覆するように折曲された第２片
   部と、からなるラグにて延長されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のサージ電圧抑制装置。
6. 【請求項６】前記第１磁気回路の前記側方脚部の端部の
   各々は外側を面取りした外側面取り面を有し、前記第２
   磁気回路の前記側方脚部の端部の各々は内側を面取りし
   た内側面取り面を有し、前記第１磁気回路の前記外側面
   取り面は、２つの側方空隙を形成するために前記第２磁
   気回路の前記内側面取り面と対向し、前記リングの前記
   ラグの前記第２片部は、前記第１磁気回路の側方脚部の
   前記外側面取り面の少なくとも一部に重畳するように折
   曲されていることを特徴とする特許請求の範囲第５項に
   記載のサージ電圧抑制装置。
7. 【請求項７】周囲にコイルが嵌合されたコアと、平坦な
   磁気吸着面を有するヘッドと、励起されると前記磁気吸
   着面に吸着される可動プレートと、を有する電磁石に用
   いられるサージ電圧抑制装置であって、 前記磁気吸着面から折曲された少なくとも１つの脚部に
   より前記ヘッドの下方に保持されて前記コアを包囲する
   リングを有し、 前記ヘッドは残留磁気抑制手段であることを特徴とする
   サージ電圧抑制装置。
8. 【請求項８】固定された第１磁気回路と、前記第１磁気
   回路と係合し前記第１磁気回路と接触して少なくとも１
   つの空隙を形成する可動の第２磁気回路と、を有する電
   磁石であって、 前記電磁石の磁束の変動によるサージ電圧を抑制するた
   めに前記第１磁気回路に取り付けられた少なくとも１つ
   の短絡リングを含み、 前記短絡リングは、導電性及び非磁性を有する金属シー
   トにより形成され、前記空隙中に延在する１領域を少な
   くとも有することを特徴とする電磁石。