JPH09171753A - 電磁接触器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】接触子部及び電磁コイルの小形化を図る 【解決手段】接点部を可動接触子５が可動接触子ホルダ
９に把持されて回動する１点切り方式とし、かつ可動接
触子５と固定導体８とを摺動接触により接続して接触子
部の小形化するとともに、操作電磁石４を回転駆動式の
双安定型有極電磁石とし、電磁コイル２６を小形化す
る。

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、電磁石操作によ
り負荷回路を開閉する電磁接触器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の電磁接触器の一般的な構成
を示す縦断面図である。図において、電磁コイル４１が
装着された固定鉄心４２とこれに対向して配置された可
動鉄心４３とにより操作電磁石が構成され、可動鉄心４
３は電磁コイル４１との間に挿入された復帰ばね４４に
より、電磁コイル４１の非励磁状態で図示釈放位置に維
持されている。可動鉄心４３には接触子支え４５が連結
され、この接触子支え４５の窓穴内には左右両端に可動
接点４６を有する橋絡型の可動接触子４７がその背後の
接触ばね４８とともに保持されている。一方、可動接触
子４７の両端に対向して左右一対の固定接触子４９及び
５０が配置され、その一端に可動接点４６が接離する固
定接点５１がそれぞれ取り付けられるとともに、他端は
入出力端子部としてそれぞれ端子ねじ５２が設けられて
いる。

【０００３】ここで、電磁コイル４１が励磁されると、
可動鉄心４３は復帰ばね４４に抗して固定鉄心４２に吸
引され、図の右に向かって移動する。それに伴い可動接
点４６は固定接点５１に接触し、可動接触子４７は固定
接触子４９，５０間を橋絡して入出力端子部間を閉路さ
せる。その後、電磁コイル４１が消磁されると、可動鉄
心４３は復帰ばね４４の復元力で図示位置に復帰し、固
定接触子４９，５０間は再び開路される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電磁
接触器は、可動接触子が橋絡型であるため接点が可動・
固定合わせて４個となり、かつ固定接触子も左右一対必
要であるため接点部が大形化するという問題があった。
また、操作電磁石は磁気吸引力のみで動作するため電磁
コイルは専有体積が大きくならざるを得ず、かつ閉路中
の消費電力も大きいという問題があった。この発明は、
接点部や操作電磁石を小形化し、結果として電磁接触器
の小形化を図るとともに、消費電力の節減を図ることに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載のこの発明は、本体ケースに回動自在
に支持された絶縁物の可動接触子ホルダと、この可動接
触子ホルダに一端で把持され、他端に可動接点が取り付
けられた可動接触子と、この可動接触子の側面と摺動接
触する左右一対の接触片を有し、この接触片は前記可動
接触子ホルダとの間に挿入された圧縮ばねにより前記可
動接触子側面に押圧される固定導体と、一端がこの固定
導体に接続され、他端に出力端子部が形成された接続板
と、一端に前記可動接点と接離する固定接点が取り付け
られ、他端に入力端子部が形成された固定接触子と、２
つの磁気的な安定点を有する回転駆動式の有極双安定型
電磁石からなる操作電磁石と、この操作電磁石のアーマ
チュアと前記可動接触子ホルダとを連結するリンク機構
とを設け、外部からの電気信号で前記操作電磁石の電磁
コイルに交互に極性を変えて直流電圧を印加することに
より、前記アーマチュアを前記２つの安定点の間で回転
駆動して、前記可動接触子を開閉動作させるようにする
ものとする。

【０００６】また、請求項２記載のこの発明は、操作電
磁石を磁気的な安定点と復帰ばねの復元力による機械的
な安定点とを有する回転駆動式の有極単安定型電磁石と
し、外部からの電気信号で前記操作電磁石の電磁コイル
に直流電圧を印加することにより、前記アーマチュアを
前記復帰ばねの復元力に抗して前記磁気的な安定点に回
転駆動して、前記可動接触子を閉成動作させ、前記直流
電圧の印加を解除することにより、前記復帰ばねの復元
力で前記アーマチュアを前記機械的な安定点に回転駆動
して、前記可動接触子を開離動作させるようにするもの
とする。

【０００７】上記手段によれば、可動接触子は一端の可
動接触子ホルダを介して回動し、他端の可動接点で固定
接点と接離する１点切り接点方式となるため接点部が小
形化する。また、その場合、可動接触子と固定導体との
電気的接続はリード線によらずに摺動接触で行われるた
め、この接続部も小形化するとともに、繰り返し応力に
よるリード線の断線やその曲げ抵抗による開閉負荷のば
らつきがなくなり、動作信頼性が向上する。一方、操作
電磁石として永久磁石による保持力を利用した有極双安
定型電磁石を用いることで電磁コイルの小形化を図れる
とともに、電磁コイルは開閉操作時のみ一時的に励磁す
ればよいので消費電力も少なくて済む。

【０００８】上記電磁接触器において、操作電磁石のア
ーマチュアと可動接触子ホルダとをピンとＵ字溝との嵌
合により着脱自在に連結することにより、操作電磁石の
交換が容易となり、種々の制御電圧仕様に柔軟に対応で
きるようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態を示
す電磁接触器の縦断面図、図２（Ａ）は可動接触子の摺
動接触部分を示す側面図、図２（Ｂ）はその背面図、図
３は図１における操作電磁石の拡大図である。図１にお
いて、モールドケース１の図の左側には出力端子部２が
配置され、右側には入力端子部３が配置されており、そ
の間の電路は操作電磁石４で駆動される可動接触子５に
より開閉される。出力端子部２はＺ字状に屈曲された平
角導体からなる接続板６の一端に構成され、端子ねじ７
が設けられている。接続板６の他端には固定導体８がろ
う付けあるいはねじ締めにより接合され、可動接触子５
はその一端で固定導体８と摺動接触するようになってい
る。

【００１０】図２において、固定導体８は接続板６に接
合される下端部がＬ形に折り曲げられた弾性導体からな
る左右一対の接触片８ａにより形成され、その上端部で
平板な可動接触子５の一端（図２（Ａ）の斜線部）を両
側から挟んでいる。一方、可動接触子５はこの端部で可
動接触子ホルダ９（図１）に把持されている。すなわ
ち、モールド樹脂からなる可動接触子ホルダ９は各相に
渡る回動軸９ａと、これに各相別に一体形成された左右
一対の側壁９ｂとからなっていて、図２（Ｂ）に示すよ
うに、側壁９ｂ間に一端が収容された可動接触子５は、
この端部を貫通してその両端が側壁９ｂに支持されたピ
ン１０により可動接触子ホルダ９に回動可能に連結され
ている。そして、側壁９ｂと可動接触子５との間には、
可動接触子５を図１の反時計方向に付勢する圧縮ばねか
らなる接触ばね１１（図２（Ａ））が挿入され、可動接
触子５はこの接触ばね１１により側壁９ｂの図示しない
ストッパ部に押圧され、可動接触子ホルダ９に一体的に
把持されている。

【００１１】また、図２において、ピン１０が固定導体
８を貫通する部分には長穴１２が設けられ、この長穴１
２（図２（Ａ））は可動接触子ホルダ９の回動軸９ａを
中心とする円弧に沿う形状となっている。そして、ピン
１０の両端には側壁９ｂと固定導体８の接触片８ａとの
間に挿入された圧縮ばね１３が嵌め込まれ、この圧縮ば
ね１３は接触片８ａを可動接触子５の側面に押圧してい
る。再び図１において、一端が可動接触子ホルダ９に把
持された可動接触子５の他端には可動接点１４が取り付
けられ、これと接離する固定接点１５は平角導体からな
る固定接触子１６の一端に取り付けられている。固定接
触子１６の他端には、すでに述べた入力端子部３が構成
されている。また、可動接点１４の開閉経路を囲んで、
消弧室１７が配置されている。

【００１２】図１において、可動接触子ホルダ９には左
右一対の腕からなるリンク１８の一端がピン１９により
連結され、リンク１８の他端はピン２０により操作電磁
石４に連結されている。ここで、操作電磁石４は回転駆
動式の有極双安定型電磁石で構成されている。この有極
双安定型電磁石としては公知の任意の構成のものが使用
可能であるが、ここでは本出願人が先に出願した特開平
７−２８４２６２号に係るものを使用している。すなわ
ち、図３において、アーマチュア２１の図の上下両側
に、外ヨーク２２と内ヨーク２３との間に永久磁石２４
を挟み込んだ積層体が互いに左右勝手違いに２組配置さ
れ、またアーマチュア２１の回動中心２５の外側には電
磁コイル２６が巻回されている。この電磁コイル２６に
はコイル端子部２７（図１）からの操作電圧が全波整流
回路２８を介して、正逆交互の極性で印加される。

【００１３】外ヨーク２２、内ヨーク２３及び永久磁石
２４はいずれも図３の紙面に垂直な方向に長い短冊状の
平板で、外ヨーク２２の長手方向の両端には接極部２２
ａ及び２２ｂが互いに左右反対側に、つまり平面的に見
てＳ字形に張り出すように、それぞれかぎ状に折り曲げ
形成されている。また、内ヨーク２３についても同様に
その両端の互いに左右反対側に接極部２３ａ及び２３ｂ
がかぎ状に折り曲げ形成され、かつ外ヨーク２２と内ヨ
ーク２３とは互いに勝手違いに、つまり外ヨーク２２と
内ヨーク２３とを積層した状態では各接極部２２ａ，２
２ｂ，２３ａ，２３ｂがそれぞれ四隅に位置するように
折曲げ形成されている。

【００１４】一方、アーマチュア２１も図３の紙面に垂
直な方向に長い短冊状の平板であるが、その長手方向の
両端の左右両側に吸着部２１ａ及び２１ｂがそれぞれ張
り出し形成されている。また、回動中心２５には両端に
軸片２１ｃが突出形成され、この軸片２１ｃにはモール
ド樹脂からなる円筒軸２９が嵌め込まれている。そし
て、アーマチュア２１は円筒軸２９を介して電磁石ケー
ス３０の軸受部３０ａに回動自在に支承されている。ま
た、吸着部２１ａにはモールド樹脂からなる連結体３１
が嵌め込みにより装着され、この連結体３１にはＵ字溝
３２が形成されていて、アーマチュア２１はＵ字溝３２
とピン２０との嵌合により、図１に示すようにリンク１
８と着脱自在に連結されている。

【００１５】いま、永久磁石２４の極性（Ｎ，Ｓ）が図
示の通りであるとし、またアーマチュア２１は太線位置
にあるとすると、図の上側の永久磁石２４の磁束は矢線
で示すように、永久磁石２４のＮ極→外ヨーク２２の接
極部２２ａ→アーマチュア２１の吸着部２１ａ→アーマ
チュア２１の図の紙面に垂直な軸線の手前側端部→アー
マチュア２１の同じく奥側端部→内ヨーク２３の接極部
２３ａ→永久磁石２４のＳ極のルートで通過し、吸着部
２１ａを接極部２２ａ及び２３ａに吸着している。同様
に、図の下側の永久磁石２４の磁束は、永久磁石２４の
Ｎ極→外ヨーク２２の接極部２２ａ→アーマチュア２１
の吸着部２１ｂ→アーマチュア２１の上記手前側端部→
アーマチュア２１の同じく奥側端部→内ヨーク２３の接
極部２３ａ→永久磁石２４のＳ極のルートで通過し、吸
着部２１ｂを接極部２２ａ及び２３ａに吸着している。

【００１６】つまり、図１及び図３の太線位置におい
て、アーマチュア２１は操作電磁石４の一方の安定点に
あり、このとき図１の電磁接触器は可動接触子ホルダ９
が図の反時計方向に回動されて可動接触子５が閉成し、
電磁接触器は投入状態にある（なお、有極電磁石４の詳
細な構成・作用は、上記特開平７−２８４２６２号の明
細書・図面に記載されている）。この状態で可動接触子
５は接触ばね１１に抗して、可動接触子ホルダ９に対し
てわずかに時計方向に押し返された状態にあり、その反
力により可動接点１４は適切な接触圧力で固定接点１５
に押圧されている。この状態で、電流は入力端子部３か
ら固定接触子１６、固定接点１５、可動接点１４、可動
接触子５、固定導体６、接続板８を経て出力端子部２に
流れる。

【００１７】図１の投入状態において、電磁コイル２６
に全波整流回路２８から操作電圧を印加し、アーマチュ
ア２１を上記軸線方向（手前側端部から奥側端部）に通
過する永久磁石４の磁束を打ち消す方向、つまりアーマ
チュア２１を奥側端部から手前側端部に向かって通過す
る方向に磁束を発生させると、これによる吸引力が永久
磁石２４による吸引力を上回り、図１に矢印で示すよう
にアーマチュア２１は反時計方向に駆動されて、吸着部
２１ａは図３の下側の接極部２２ｂ，２３ｂに吸着さ
れ、吸着部２１ｂは上側の接極部２２ｂ，２３ｂに吸着
される。この時点で操作電圧を解除すると、アーマチュ
ア２１は再び永久磁石２４の磁束によりそのままの状
態、すなわち操作電磁石４のもう一方の安定点に吸着保
持される。その結果、可動接触子ホルダ９は時計方向に
駆動され、図１に細線で示した位置に開離して電磁接触
器は釈放状態となる。

【００１８】このときの永久磁石２４の磁束の作用は先
の場合と勝手違いになるだけで実質的に同じなので説明
を省略する。なお、図１の釈放状態において、細線で示
したアーマチュア２１はヨーク２２，２３に吸着される
手前で図示しないストッパに当接して停止させられてい
る。これは投入時のアーマチュア２１の起動を容易にす
るためである。

【００１９】図４は操作電磁石４として、有極単安定型
電磁石を用いた電磁接触器の実施の形態を示す縦断面図
である。図４において、有極単安定型電磁石の操作電磁
石４は、図３と相違して、外ヨーク２２及び内ヨーク２
３の接極部２２ａ及び２３ａは双安定型と同様にかぎ状
に形成されて磁気的な安定点を構成しているが、接極部
２２ｂ及び２３ｂは機械的な安定点を構成するために直
立状に形成されて接極面積が縮小されている。また、ア
ーマチュア２１とリンク１８とを連結するピン２０とモ
ールドケース１との間に引張ばねからなる復帰ばね３３
が掛け渡され、アーマチュア２１は図の反時計方向に付
勢されている。

【００２０】図４において、電磁コイル２６が非励磁の
状態ではアーマチュア２１は復帰ばね３３の力を受けて
細線位置、すなわち機械的な安定点に保持され、電磁接
触器は釈放状態にある。なお、この状態でもアーマチュ
ア２１は接極部２２ｂ及び２３ｂに吸着される手前で図
示しないストッパにより停止させられている。ここで、
電磁コイル２６に全波整流回路２８を介して制御電圧を
印加し、アーマチュア２１の軸線方向を手前側から奥側
に向かうように磁束を発生させると、永久磁石２４と電
磁コイル２６の両方の磁束に基づく吸引力が復帰ばね３
３のばね力を上回り、アーマチュア２１は時計方向に駆
動されて接極部２２ａ及び２３ａに吸着され、磁気的な
安定点である太線位置に保持される。これに伴い、可動
接触子５は反時計方向に駆動され、電磁接触器は投入さ
れる。その後、電磁コイル２６の励磁が解かれるとアー
マチュア２１は復帰ばね３３の作用で機械的な安定点に
復帰し、電磁接触器は釈放される。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、上述したところによ
り以下の効果が得られる (1) 接点部を１点切り方式としたことにより、可動及び
固定接点が各１個で済み接触子構成が小形化するととも
に接触信頼性が向上する。また、その場合に可動接触子
と固定導体との接続を摺動接触方式としたことにより、
リード線方式のような断線や負荷抵抗のばらつきがな
く、動作特性が安定する。 (2) 操作電磁石を永久磁石の吸引力を利用した有極電磁
石としたことにより、電磁コイルが小形化されるととも
に、特に双安定型にあっては開閉駆動時のみ一時的に励
磁すればよいので消費電力が節減される。 (3) 操作電磁石とリンク機構との連結をピンとＵ字溝と
の嵌合により着脱自在としたことにより、操作電磁石の
仕様変更に伴う交換が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す電磁接触器の縦断
面図である。

【図２】図１における可動接触子と固定導体との摺動接
触を説明する図で、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は背面図で
ある。

【図３】図１における双安定型有極電磁接触器の拡大側
面図である。

【図４】この発明の異なる実施の形態を示す電磁接触器
の縦断面図である。

【図５】従来の電磁接触器を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２ 出力端子部 ３ 入力端子部 ４ 操作電磁石 ５ 可動接触子 ６ 接続板 ８ 固定導体 ９ 可動接触子ホルダ １１ 接触ばね １３ 圧縮ばね １６ 固定接触子 １８ リンク ２０ ピン ２１ アーマチュア ２２ 外ヨーク ２３ 内ヨーク ２４ 永久磁石 ２６ 電磁コイル ２８ 全波整流回路 ３２ Ｕ字溝 ３３ 復帰ばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体ケースに回動自在に支持された絶縁物
   の可動接触子ホルダと、この可動接触子ホルダに一端で
   把持され、他端に可動接点が取り付けられた可動接触子
   と、この可動接触子の側面と摺動接触する左右一対の接
   触片を有し、この接触片は前記可動接触子ホルダとの間
   に挿入された圧縮ばねにより前記可動接触子側面に押圧
   される固定導体と、一端がこの固定導体に接続され、他
   端に出力端子部が形成された接続板と、一端に前記可動
   接点と接離する固定接点が取り付けられ、他端に入力端
   子部が形成された固定接触子と、２つの磁気的な安定点
   を有する回転駆動式の有極双安定型電磁石からなる操作
   電磁石と、この操作電磁石のアーマチュアと前記可動接
   触子ホルダとを連結するリンク機構とを設け、外部から
   の電気信号で前記操作電磁石の電磁コイルに交互に極性
   を変えて直流電圧を印加することにより、前記アーマチ
   ュアを前記２つの安定点の間で回転駆動して、前記可動
   接触子を開閉動作させるようにしたことを特徴とする電
   磁接触器。
2. 【請求項２】操作電磁石を磁気的な安定点と復帰ばねの
   復元力による機械的な安定点とを有する回転駆動式の有
   極単安定型電磁石とし、外部からの電気信号で前記操作
   電磁石の電磁コイルに直流電圧を印加することにより、
   前記アーマチュアを前記復帰ばねの復元力に抗して前記
   磁気的な安定点に回転駆動して、前記可動接触子を閉成
   動作させ、前記直流電圧の印加を解除することにより、
   前記復帰ばねの復元力で前記アーマチュアを前記機械的
   な安定点に回転駆動して、前記可動接触子を開離動作さ
   せるようにしたことを特徴とする請求項１記載の電磁接
   触器。
3. 【請求項３】操作電磁石のアーマチュアとリンク機構と
   をピンとＵ字溝との嵌合により着脱自在に連結したこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載の電磁接触器。