JPH09265847A - ダンパー付きコンタクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンタクタがＯＮ状態、あるいはＯＦＦ状態に
なる時に不快な音を生じないような構成を有するコンタ
クタを提供する。 【解決手段】中心に鉄芯を有するコイル１１１の上部に
オリフィス１０９を有するピストン１０８、バネ１１
０、オイル１０４を収納するピストン収納部１１２を設
ける。ピストン１０８はピストン軸１１３に固定され、
ピストン軸１１３はピストン１０８と磁性体１０２と接
点１０５−１が取り付けられた非磁性体１０３とを連動
させる。コンタクタがＯＮ状態になるときは、コイル１
１１に電流が流され、電磁石の力によって磁性体１０２
が引きつけられるが、ピストン１０８に設けられたオリ
フィス１０９とオイル１０４の作用のためにゆっくりし
た動きになる。従って、接点１０５−１と１０５−２は
ゆっくり接触するようになる。ＯＦＦ状態になるときも
同様に、ゆっくり接点１０５−１と１０５−２が離れ、
磁性体１０２はゆっくりとストッパ１０１に衝突する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路のＯＮ／ＯＦ
Ｆを切り替えるコンタクタに係り、特には、ダンパー付
きコンタクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、電動フォークリフトや電気自動車
等においては、モータの電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替え
や、電動式パワーステアリングのＯＮ／ＯＦＦ等を制御
するためにコンタクタが使用されている。

【０００３】図７は、従来のコンタクタの構造を示す構
成図である。同図においてはコンタクタの接点部分の要
部のみを示し、コンタクタの土台等の構造は省略してあ
る。コンタクタは中心に鉄芯を有し、電磁石として作用
するコイル７０１と、コイル７０１に電流が流れたとき
にコイル７０１に吸引される磁性体７０４と、コイル７
０１に電流が流れていない時に、コイル７０１から磁性
体７０４を引き離すためのバネ７０２とからなってい
る。磁性体７０４には非磁性体７０３が取り付けられて
おり、非磁性体７０３には端子７０９と接点７０５が設
けられている。

【０００４】端子７０９には回路からの配線が接続され
る。更に、回路からの配線が接続される端子７１０を備
える非磁性体７０７が設けられ、端子７１０と反対側の
端には、前述の接点７０５と接触して電流を流れるよう
にするための接点７０６が設けられている。

【０００５】非磁性体７０３は不図示の土台に回動する
ように取り付けられており、コンタクタがＯＮやＯＦＦ
になるときに接点７０５と接点７０６が接触したり、離
れたりするように回動する。非磁性体７０３の上部には
不図示の土台と一体に構成されたストッパ７０８が設け
られておりコンタクタがＯＮの状態からＯＦＦの状態に
移るとき、非磁性体７０３が余分に回動しないようにな
っている。

【０００６】コンタクタがＯＦＦ状態の時には同図に示
されるように、非磁性体７０３に取り付けられた磁性体
７０４がコイル７０１から離れるようにバネ７０２の力
で上に持ち上げられた状態となる。この状態において
は、接点７０５と接点７０６とは離れた状態となるの
で、コンタクタを介して電流は流れない。

【０００７】次に、コイル７０１に電流を流すとコイル
７０１の中に入れられた鉄芯が磁石となって磁性体７０
４をバネ７０２の力に抗して引きつける。この結果、同
図の矢印に示されるように、非磁性体７０３が回動して
接点７０５と７０６が接触するようになる。

【０００８】このようにして、端子７０９と端子７１０
の間に導通が生じ、コンタクタはＯＮ状態になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コンタクタ
がＯＮ状態となって、接点７０５と７０６とが接触する
場合、コイル７０１の作用により勢い良く磁性体７０４
を引きつけるので、「カチッ」というような音を生じ
る。また、このような音がする場合には接点７０５と７
０６とがリバウンドを起こしている。同様に、コンタク
タがＯＦＦ状態になるときに、非磁性体７０３がストッ
パ７０８に衝突し、「カチッ」という音を生じる。

【００１０】ところが、このようなコンタクタは作動音
の小さな電動式フォークリフト等に用いられ、静かな工
場内等で使われるので、このような音はなるべく鳴らな
いようにすることが好ましい。

【００１１】従って、本発明の課題は、コンタクタがＯ
Ｎ状態、あるいはＯＦＦ状態になる時に不快な音を生じ
ないような構成を有するコンタクタを提供することであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のコンタクタは、
コンタクタがＯＮ状態の時に電流を流がすために接触す
る少なくとも２つの接点と、少なくとも１つの接点と連
動する磁性体と、コンタクタのＯＮ時に磁性体を引きつ
ける電磁石と、コンタクタのＯＦＦ時に磁性体を電磁石
から引き離す弾性体と、磁性体の動きを緩やかにするダ
ンパーとからなる。

【００１３】このように、接点と連動する磁性体の動き
をダンパーによって緩やかにすることによって、接点と
接点が接触するとき、ゆっくりと接触することになるの
で、コンタクタのＯＮ時に「カチッ」という不快な音が
しない。接点と磁性体とが連動するとは、例えば、銅等
の非磁性体で形成された長尺状の板等に磁性体と接点と
が取り付けられており、非磁性体の動きに合わせて磁性
体と接点とが一緒に動くことを示している。

【００１４】また、ダンパーを上記のように設けたこと
によりコンタクタがＯＦＦ状態になって接点と接点とが
離れる場合の動きもゆっくりしたものになる。従って、
弾性体によって磁性体が電磁石から引き離される場合
に、接点の動きを制限する為に設けられるストッパに磁
性体等が激しくぶつかって、「カチッ」という音を生じ
ることもない。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例の
構成を示す図である。図１の実施例においては、コイル
１１１の上にピストン収納部１１２が設けられており、
ピストン１０８とバネ１１０とオイル１０４とを収納し
て、ダンパーを形成している。ピストン１０８はピスト
ン軸１１３にＥリング等の固定子１０７によって固定さ
れており、ピストン１０８の動きと磁性体１０２とが連
動するように構成されている。ピストン１０８の下部に
はバネ１１０が設けられ、コイル１１１に電流が流れて
いない時にはピストン１０８を押し上げて磁性体１０２
とコイル１１１とを引き離し、接点１０５−１と１０５
−２とが接触しないようになっている。この状態はコン
タクタのＯＦＦ状態である。ここで、従来のコンタクタ
と同様に磁性体１０２の上方への動きを制限するため、
不図示の土台に取り付けられたストッパ１０１が設けら
れている。コンタクタがＯＮ状態のときには、コイル１
１１に電流が流れ、電磁石として磁性体１０２を引きつ
ける。これに連動して、接点１０５−１と１０５−２と
が接触し、端子１１４と端子１１５の間を導通させる。

【００１６】バネ１１０とピストン１０８とはピストン
収納部１１２に収納される。更に、ピストン収納部１１
２には流体としてのオイルが入れられており、ピストン
１０８にはオイル１０４が通り抜けられるようにオリフ
ィス１０９（穴）が設けられている。このように構成す
ると、コイル１１１に電流が流れて磁性体１０２が引き
つけられる場合、磁性体１０２に取り付けられたピスト
ン１０８がゆっくり移動するようになる。すなわち、ピ
ストン収納部１１２に充満されたオイル１０４は、ピス
トン１０８の移動と共に、オリフィス１０９を通って流
れる。この時、オイル１０４は、ピストン１０８への抵
抗力となり、ピストン１０８がゆっくり移動してダンパ
ーとして機能するようになる。これにより、磁性体１０
２もゆっくり動くので、接点１０５−１と接点１０５−
２とがゆっくり接触することになる。これにより、接点
１０５−１と１０５−２が接触するときに生じていた
「カチッ」という音を抑えることができる。

【００１７】コイル１１１に流れる電流を無くすと、コ
ンタクタはＯＦＦ状態になるが、このときもオリフィス
１０９を流れるオイル１０４の抵抗によってゆっくり接
点１０５−１と１０５−２が離れるようになる。従っ
て、たとえ、磁性体１０２がストッパ１０１に当たった
としても、不快な音は生じない。

【００１８】オイル１０４は、その材料として特別のも
のを使用する必要はなく、ピストン１０８が移動する
際、抵抗を生じることによりピストン１０８の移動を遅
くすることができる程度の粘性を有するものであればそ
の他の流体でもよい。

【００１９】また、オリフィス１０９の数や形状やオリ
フィス径（穴の大きさ）も、使用するオイル１０４の粘
性との関係で、適切な速度で接点１０５−１と１０５−
２を接触させることができるように構成すればよく、コ
ンタクタの応答性等を鑑みて当業者が行う設計内容に依
存するものである。

【００２０】図１の実施例ではコンタクタがＯＦＦ時に
接点１０５−１と１０５−２とを引き離す力を供給して
いるのはバネ１１０となっているが、特に、バネに限ら
れたものではなく、コンタクタがＯＮ時には、磁性体１
０２をコイル１１１側に近づけて、接点１０５−１と１
０５−２を接触させることができ、コンタクタがＯＦＦ
時には、ピストン１０８を押し上げて接点１０５−１と
１０５−２が離れた状態を保持することが出来る弾性体
であればよい。

【００２１】ここで、述べた磁性体１０２は例えば鉄で
形成されるが、コイル１１１による電磁石の磁力によっ
て、引き寄せられる材質のものならば特に鉄でなくても
よい。また、非磁性体１０３、１０６は、例えば、銅で
形成されるが、コイル１１１により生成される電磁石の
影響をあまり受けず、電流を通すものであれば銅に限ら
れたものではない。接点１０５−１、１０５−２は例え
ば銀で形成されているのが一般的であるが、特に、これ
に限らない。

【００２２】同図のコンタクタは、電動式フォークリフ
トにおいては、例えば、パワーステアリング用電源の部
分や荷役モータに電力を送る部分や、フォークリフトの
前後進の切替え部分、あるいはモータの回生などの部分
に使用される。

【００２３】このようなコンタクタを流れる電流は、例
えば、パワーステアリングの場合は約５０Ａ、走行時の
前後進の切替え部分に使用される場合には、約５００Ａ
など、広い範囲で使用される。

【００２４】図２は、ダンパーに用いられるピストンの
正面図である。同図（ａ）はピストン１０８に４つのオ
リフィス１０９（穴）を設けた構成である。このように
オリフィス１０９を設けると、ピストン収納部１１２内
のオイル１０４がこのオリフィス１０９を通って流れ
る。この時、オイル１０４が大きな粘性を有しているこ
とから、抵抗によってピストン１０８の動きが遅くな
る。特に、オリフィス１０９の数が少なかったり、開口
面積が狭かったりすると、より抵抗が大きくなって、ピ
ストン１０８の動きが更に遅くなる。従って、接点１０
５−１、１０５−２もそれだけゆっくり接触することに
なる。

【００２５】しかしながら、接点１０５−１、１０５−
２の反応が遅くなると、コンタクタの使用箇所に制限が
生じるので、オリフィス１０９の開口面積や数を適切に
選んでやることによって、調度良い速度で接点１０５−
１と１０５−２を接触させるように調整する。

【００２６】同図（ｂ）はオリフィス１０９の数を同図
（ａ）の場合より増やした例である。これによれば、オ
イル１０４が通過する場所が増えているので、オイル１
０４が、ピストン収納部１１２の中で移動しやすくな
り、ピストン１０８の移動も速くなる。

【００２７】例えば、電動式フォークリフトの前進、後
進の切替え部分に本発明のコンタクタを使用する場合、
接点１０５−１と１０５−２とが接触したり、離れたり
する反応時間を従来のコンタクタで得られる反応時間と
同じ程度に設定すれば、充分使用することができる。従
来のコンタクタの場合、使用者のスイッチング指示に対
し、反応時間がほぼ０．１秒であるが、接点が勢い良く
接触するためリバウンドが起こるので、反応時間は０．
１秒強である。しかし、実際に電動式フォークリフトを
使用する場合に、コンタクタの反応時間が０．２秒を越
えると、使用に耐えることができないので、本発明のコ
ンタクタの反応時間を０．１〜０．２秒の範囲に入るよ
うにオリフィスの数や開口面積、あるいはオイルの種類
を選択するようにすればよい。

【００２８】従って、同図（ａ）に示すように、ピスト
ン１０８にオリフィス１０９を４つ設ける構成で、反応
時間が長すぎる場合は同図（ｂ）のようにオリフィス１
０９の数を増やして全体の開口面積を広げてやればよ
い。勿論、数はそのままでオリフィス１つ１つの面積を
大きくしても良い。

【００２９】なお、パワーステアリングのモータや荷役
のモータ部分に設けられるコンタクタの場合には、一番
最初に電源を入れるとき、あるいは最後に電源を切ると
きにのみ動作するので、特に反応時間が問題になること
はない。従って、このような部分に本発明のコンタクタ
を使用する場合は、反応時間を０．１秒から０．２秒の
範囲に調整する必要はない。

【００３０】図３は、本発明の第２の実施例を示す図で
ある。同図で、図１と同じ構成要素には、同じ参照番号
を付してあり、第１の実施例と共通の部分の説明は省略
する。同図の構成において、ピストン収納部１１２に収
納されているのはピストン１０８とピストン軸１１３と
ピストン１０８を固定する固定子１０７とオイルであ
り、ダンパーを形成している。バネ３０１は、ピストン
収納部１１２の外に設けられており、磁性体１０２を上
方に押圧している。

【００３１】第２の実施例においても、ダンパーの作用
は同様であり、ピストン収納部１１２内のオイル１０４
がピストン１０８のオリフィスを通る際の抵抗によっ
て、ピストン１０８の動きを遅くするとともに、接点１
０５−１と１０５−２が接触したり、離れたりする速度
を遅くしている。

【００３２】バネ３０１は、磁性体１０２を上方に押圧
しており、コイル１１１に電流が流れていない場合には
接点１０５−１と１０５−２は離れた状態となる。コイ
ル１１１に電流が流れると、中に鉄芯の入ったコイル１
１１は電磁石となり磁性体１０２を引きつける。このと
きピストン１０８はオイル１０４の抵抗を受けながらゆ
っくりと下方に移動するので、ピストン１０８とピスト
ン軸１１３を介して連動した磁性体１０２もゆっくり下
方に移動し、接点１０５−１と１０５−２をゆっくり接
触させる。

【００３３】図４は、本発明の第３の実施例を示す図で
ある。なお、図１の構成と同じ構成要素には同じ参照番
号を付してあり、第１の実施例と共通の部分の説明は省
略する。

【００３４】第３の実施例では、バネ４０１がピストン
１０８の上方に設けられている。同図に示しているのは
コンタクタがＯＮ状態の時の様子である。この場合、コ
イル１１１には電流が流れており、磁性体１０２を引き
つけている。従って、磁性体１０２に連動した接点１０
５−１と１０５−２は互いに接触した状態になってい
る。この状態では、バネ４０１は引き延ばされた状態と
なっており、コイル１１１に電流が供給されなくなった
場合には、このバネ４０１の縮もうとする力によってコ
イル１１１と磁性体１０２とが引き離される。

【００３５】このように、第１、第２の実施例において
はバネの延びようとする力を利用して、磁性体１０２を
コイル１１１から引き離していたが、本実施例のように
バネの縮もうとする力を利用することも可能である。

【００３６】ダンパーの作用は第１、第２の実施例と実
質的に同じであって、ピストン収納部１１２内のオイル
１０４がオリフィス１０９を介して移動することにより
生じる抵抗によって、ピストン１０８の移動がゆっくり
になり、接点１０５−１と１０５−２とが比較的ゆっく
り離れたり、接触したりする。

【００３７】これにより、接点１０５−１と１０５−２
が互いに接触するとき、あるいは磁性体１０２とストッ
パ１０１とが接触するときに「カチッ」という音は生じ
なくなり、静かなコンタクタの動作が実現できる。

【００３８】図５は、本発明の第４の実施例を示す図で
ある。なお、図１の構成要素と同じ構成要素には、同じ
参照番号を付してあり、第１の実施例と共通の部分の説
明は省略する。

【００３９】同図においては、バネ５０１がピストン収
納部１１２の上に設けられている。作用は第１あるいは
第２の実施例と実質的に同じである。すなわち、バネ５
０１が延びようとする力を利用して磁性体１０２を上方
に保持し、接点１０５−１と１０５−２を離れさせてい
る。ここで、コイル１１１に電流を流すと、鉄芯を有す
るコイル１１１によって磁性体１０２が引き寄せられ
る。このとき、オリフィス１０９を通過して移動するオ
イル１０４の抵抗力によりピストン１０８の移動が遅く
なり、ピストン１０８に連動した接点１０５−１の動き
も遅くなり、ゆっくり接点１０５−２と接触するように
なっている。また、接点１０５−１が接点１０５−２か
ら離れる場合にもピストン１０８の動きがオイル１０４
の抵抗によって遅くなるため、ゆっくり接点１０５−
１、１０５−２が離れるようになる。

【００４０】第４の実施例においては、バネ５０１がピ
ストン収納部１１２の上に設けられていること以外は、
作用においても第１の実施例と実質的に同じである。図
６は、本発明の第５の実施例を示す図である。

【００４１】なお、図１と同じ構成要素には同じ参照番
号を付してあり、第１の実施例と共通の部分の説明は省
略する。同図においては、バネ６０１は磁性体１０２と
ストッパ１０１との間に設けられており、縮もうとする
力によって磁性体１０２を上方に引っ張っている。同図
に示すのは、コイル１１１に電流が供給され、電磁石と
して磁性体１０２を引きつけており、接点１０５−１と
１０５−２が接触してコンタクタがＯＮ状態にある様子
である。

【００４２】コンタクタがＯＦＦの状態になる場合に
は、コイル１１１に供給される電流が止められ、バネ６
０１の縮もうとする力によって磁性体１０２が上方に引
っ張られる。このとき、ピストン収納部１１２内のオイ
ル１０４がオリフィス１０９を通って流れるときの抵抗
によって磁性体１０２がゆっくり引っ張り上げられる。
このようにして、接点１０５−１と１０５−２とが離れ
ることによって、コンタクタはＯＦＦ状態になる。

【００４３】このように、同図においては、バネ６０１
がストッパ１０１と磁性体１０２との間に取り付けられ
ている点を除いては第３の実施例と実質的に同じ作用を
有している。

【００４４】以上、各実施例の説明で述べたように、ピ
ストン収納部内にオイルを充填し、オリフィスを有する
ピストンをピストン軸に取り付けて、ピストン収納部に
入れた構成をコイルによって生成される電磁石に引き寄
せられる磁性体に取り付けることによって、２つの接点
のうち磁性体と連動して動く接点の動きが遅くなり、接
点が接触するときや、磁性体がストッパに当たるときに
「カチッ」という音が鳴らないようにすることができ
る。

【００４５】上記実施例は本発明を実施する場合の例で
あり、他にも様々な変形が可能である。例えば、実施例
では、磁性体はピストン軸によって垂直に上下する構成
を示したが、図７の従来例のように磁性体及び接点の取
り付けられる非磁性体を土台に回動するように取り付
け、オイルとピストンを使ったダンパーで磁性体の回動
の動きを遅くする構成としてもよい。

【００４６】また、上記実施例のいずれにおいてもダン
パーであるピストン収納部１１２は、鉄芯を有するコイ
ル１１１の上部に設けられているが、必ずしもこのよう
な構成としなくてもよく、接点と接点がゆっくり接触
し、接点が取り付けられている磁性体もしくは非磁性体
がストッパにゆっくり衝突するようにできれば、いずれ
の箇所に設けてもよい。

【００４７】あるいは、いずれの実施例においても、ピ
ストンはピストン軸を介して接点と連動する磁性体に取
り付けられる構成となっていたが、接点が取り付けられ
ている非磁性体に取り付けられる構成でもよい。すなわ
ち、オリフィスを有するピストンとオイルと、これらを
収納するピストン収納部とからなるダンパーを設ける位
置は、接点同士が接触する速度、あるいは接点同士が離
れる速度を遅くすることが出来る位置であればどこに設
けてもよく、例えば、図１で言えば、接点が取り付けら
れている非磁性体１０３と１０６の間に設けてもよい。

【００４８】

【発明の効果】本発明においては、オリフィスを有する
ピストンをピストン収納部に収納し、ピストン収納部を
オイルで充填する構成を設けることにより、バネや電磁
石の力により動かされる接点の動きを緩やかにすること
が出来る。

【００４９】このことにより、コンタクタがＯＮ状態に
なったり、ＯＦＦ状態になったりするときに生じていた
「カチッ」という不快な音を低減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。

【図２】ダンパーに用いられるピストンの正面図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図６】本発明の第５の実施例を示す図である。

【図７】従来のコンタクタの構造を示す構成図である。

【符号の説明】

１０１、７０８ ストッパ １０２、７０４ 磁性体 １０３、１０６、７０３、７０７ 非磁性体 １０４ オイル １０５−１、１０５−２ 接点 １０７ 固定子（Ｅリング） １０８ ピストン １０９ オリフィス １１０、３０１、４０１、５０１、６０１、７０２
バネ １１１、７０１ コイル １１２ ピストン収納部 １１３ ピストン軸 ７０５、７０６ 接点 ７０９、７１０ 端子

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気回路のＯＮ、ＯＦＦを切り替えるコン
   タクタにおいて、 コンタクタがＯＮ状態の時に電流を流がすために接触す
   る少なくとも２つの接点と、 前記少なくとも２つの接点のうち、少なくとも１つの接
   点と連動する磁性体と、 コンタクタのＯＮ時に前記磁性体を引きつける電磁石
   と、 コンタクタのＯＦＦ時に前記磁性体を前記電磁石から引
   き離す弾性体と、 前記磁性体の動きを緩やかにするダンパーとからなるこ
   とを特徴とするダンパー付きコンタクタ。
2. 【請求項２】前記ダンパーは、 オリフィスを有し、前記磁性体と連動するピストンと、 前記オリフィス内を通過して前記ピストンの動きを抵抗
   により緩やかにする流体と、 前記ピストンと前記流体とを収納する収納部と、からな
   ることを特徴とする請求項１記載のダンパー付きコンタ
   クタ。
3. 【請求項３】前記弾性体は前記収納部の内部に収納され
   ていることを特徴とする請求項２記載のダンパー付きコ
   ンタクタ。
4. 【請求項４】前記弾性体は、自身が延びようとする力に
   よって、コンタクタのＯＦＦ時に前記磁性体を前記電磁
   石から引き離していることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１つに記載のダンパー付きコンタクタ。
5. 【請求項５】前記弾性体は、自身が縮もうとする力によ
   って、コンタクタのＯＦＦ時に前記磁性体を前記電磁石
   から引き離していることを特徴とする請求項１記載のダ
   ンパー付きコンタクタ。
6. 【請求項６】更に、コンタクタがＯＦＦ時に、前記弾性
   体が前記磁性体を前記電磁石から引き離す動きを制限す
   るためのストッパが設けられていることを特徴とする請
   求項１〜５のいずれか１つに記載のダンパー付きコンタ
   クタ。
7. 【請求項７】前記弾性体はバネであることを特徴とする
   請求項１〜６のいずれか１つに記載のダンパー付きコン
   タクタ。