JPH09320429A - 電磁接触器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電磁石操作用コイルに接続されたスイッチング
素子をスイッチング動作することにより電磁石操作用コ
イルに発生するスイッチングノイズが電源線に伝導する
のを防止する。 【解決手段】電磁石操作用コイルMCに接続されたスイッ
チングトランジスタTrを駆動回路DSにより、投入時には
連続したパルスを供給し、保持時には断続したパルスを
供給してスイッチング動作させることにより電力消費を
図る電磁接触器においては、スイッチングトランジスタ
Trのスイッチング動作によって電磁石操作用コイルMCに
発生したスイッチングノイズが電源AC側に伝導するた
め、そのスイッチングノイズを吸収するノイズフィルタ
ーNFを設ける。ノイズフィルターNFは、ノーマルモード
ノイズを吸収するコンデンサC2と、コモンモードノイズ
を吸収するコモンモードコイルCCから構成されている。

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、電磁石操作用コ
イルが巻回された固定鉄心と、この固定鉄心に対向配置
された可動鉄心を有し、前記電磁石操作用コイルに電流
を流すことにより固定鉄心に可動鉄心を吸引し、可動鉄
心が固定鉄心に吸着されることにより可動接点が固定接
点に接するようにした電磁接触器であって、特に電磁石
の投入時には電磁石操作用コイルに連続した電流を流し
て固定鉄心に可動鉄心を吸引し、可動鉄心が固定鉄心に
吸着した後の保持時には可動鉄心と固定鉄心との吸着状
態を保持するだけの断続電流を流して電力消費を低減す
るようにした電磁接触器に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の電磁接触器の構造を図７
に示す。図７は投入状態にある電磁接触器の側面断面図
であり、絶縁物フレーム50内にＥ形の固定鉄心51が配置
され、この固定鉄心51の中央脚には巻枠53に巻回された
電磁石操作用コイルMCが取付けられている。固定鉄心51
に対向して可動鉄心52が配置され、この可動鉄心52には
可動接触子支え54が結合されている。可動接触子支え54
には可動接点56a を有する可動接触子56が接触ばね55を
介して取付けられ、前記可動接点56a は絶縁物フレーム
50に固定された固定接触子57の固定接点57a に対向して
いる。絶縁物フレーム50の下部にはケース58が取付けら
れ、このケース58内には、抵抗器, コンデンサ，IC等の
電気部品59が搭載されたプリント基板60が硬化樹脂61で
樹脂封止されている。なお、62は絶縁物ケース50の内壁
に沿って配置されたシールド板、63は復帰ばねである。

【０００３】図８は電磁接触器の電磁石装置の回路図で
あり、ACは単相交流電源であり、投入用スイッチSWを投
入することによりダイオードブリッジからなる全波整流
回路DBの交流端子に単相交流電源ACの交流電圧が印加さ
れる。全波整流回路DBの直流端子は電磁石操作用コイル
MCとスイッチングトランジスタTrのコレクタ・エミッタ
通路との直列回路に接続されると共に駆動回路DSに接続
されている。前記駆動回路DSは、図９のタイムチャート
に示すように投入用スイッチSWが投入されると、電磁石
の可動鉄心を固定鉄心に吸引するのに必要な一定時間幅
ＴのパルスをスイッチングトランジスタTrのベースに与
え、そして一定時間Ｔの経過後可動鉄心の固定鉄心への
吸着状態を保持するに必要なだけの周期でオン，オフを
繰り返す断続パルスをスイッチングトランジスタTrのベ
ースに与える。なお、D は電磁石操作用コイルMCのフリ
ーホイリングダイオード、C1はノイズ吸収用コンデンサ
である。

【０００４】図９に示すように投入用スイッチSWが投入
されると駆動回路DSから一定時間幅Ｔのパルスがスイッ
チングトランジスタTrのベースに供給され、電磁石操作
用コイルMCには連続した電流が流れて図７に示す固定鉄
心51と可動鉄心52との間に大きな吸引力が発生する。こ
れにより可動鉄心52が固定鉄心51に吸引されて移動し固
定鉄心51に吸着する。前記電磁石操作用コイルDCに連続
した電流を流す時間幅（一定時間幅Ｔ）は電磁石操作用
コイルMCに連続した電流を流し始めてから可動鉄心52が
固定鉄心51に吸着されるまでの時間に基づいて定められ
ている。従って、投入用スイッチSWを投入してから一定
時間Ｔ経過後には可動鉄心52が固定鉄心51に吸着し、可
動鉄心52に結合された可動接触子支え54の移動により可
動接触子56の可動接点56a は固定接触子57の固定接点57
a に接触した投入状態となる。可動鉄心52の固定鉄心51
への吸着後、その吸着状態を維持するには少ない吸引力
でよいことから、駆動回路DSからは所定周期でオン, オ
フを繰り返す断続したパルスがスイッチングトランジス
タTrのベースに供給され、電磁石操作用コイルMCにはス
イッチングトランジスタTrのオフ期間にはフリーホイリ
ングダイオードD を介して電流が流れ続けて吸着状態が
保持される。投入用スイッチSWが開放されると電磁石装
置は釈放され、可動鉄心52は復帰ばね63のばね力により
元の位置（可動鉄心52の上端がフレーム50の内壁に当接
した位置）に復帰し、これにより可動接触子56の可動接
点56a が固定接触子57の固定接点57a から離れて遮断状
態となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように電磁石
操作用コイルMCには、可動鉄心52が固定鉄心51に吸着し
た後は断続した電流が与えられるので、電磁石装置を投
入状態に保持するための消費電力を抑えることができ
る。ところが、電磁石操作用コイルに断続した電流を供
給するためスイッチングトランジスタTrはスイッチング
動作せしめられるので、このスイッチング動作により電
磁石操作用コイルMCから高周波のスイッチングノイズが
発生する。このスイッチングノイズが単相交流電源ACの
電源線に伝導すると電源線から放射されて、医療機器等
の精密電子機器が電磁接触器の近傍で使用されるような
環境においてはスイッチングノイズによって精密電子機
器が誤動作してしまうおそれがある。このスイッチング
ノイズが電源線を伝導して放射されるのを防止するた
め、ノイズ吸収用コンデンサC1が挿入されている。しか
しながら、このノイズ吸収コンデンサでは、スイッチン
グノイズのうちのノーマルモードノイズのみしか阻止す
ることができず、コモンモードノイズが電源線を伝導し
て外部に放射されてしまうという欠点を有する。また、
電磁接触器が精密電子機器の近傍で使用される場合に
は、スイッチングノイズが電源線を伝導して放射するこ
とを防止せねばならないが、精密電子機器が近傍にない
環境で使用される場合のように、スイッチングノイズが
電源線を伝導して放射することに対する対策は不要であ
る。従って、スイッチングノイズが電源線を伝導して放
射することに対する対策が不要な環境で使用される電磁
接触器として、スイッチングノイズが電源線を伝導して
放射することに対する対策を施した電磁接触器を使用す
るとその対策を施した分だけコスト高となり、これを回
避するため電磁接触器が設置される環境に対応した電磁
接触器を製作すると電磁接触器の種類が多くなって保管
管理に手間がかかるという問題がある。

【０００６】そこで、本発明は前述した従来装置の欠点
を除去し、高周波ノイズであるスイッチングノイズが電
源線を伝導して放射するのを防止した電磁接触器を得る
ことを第１の目的とし、第２の目的は、電磁接触器が設
置される環境に応じた種類の電磁接触器を必要とせず、
１種類の電磁接触器を複数の使用環境の場所に設置する
ことが可能な電磁接触器を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した第１の目的を達
成するため請求項１に記載した発明は、電源に直列に電
磁石操作用コイルとスイッチング素子が接続され、前記
スイッチング素子に電磁石投入時には連続したパルスを
供給し、保持時には断続したパルスを供給する駆動回路
を備えた電磁接触器において、前記駆動回路によるスイ
ッチング素子のスイッチング動作により電磁石操作用コ
イルに発生するスイッチングノイズが電源側に伝導する
のを阻止するノイズフィルターを設けたことを特徴とす
る。この請求項１に記載した発明では、ノイズフィルタ
ーによりスイッチングノイズが阻止され、スイッチング
ノイズが電源線を伝導して放射することがなくなる。

【０００８】また、第２の目的を達成するため請求項３
に記載した発明は、電源に直列に電磁石操作用コイルと
スイッチング素子が接続され、前記スイッチング素子に
電磁石投入時には連続したパルスを供給し、保持時には
断続したパルスを供給する駆動回路を備えた電磁接触器
において、前記駆動回路によるスイッチング素子のスイ
ッチング動作により電磁石操作用コイルに発生するスイ
ッチングノイズが電源側に伝導するのを阻止するノイズ
フィルターをユニット化してフィルターユニットとし、
このフィルターユニットを電磁接触器本体に着脱自在に
設けたことを特徴とする。この請求項３に記載した発明
では、電磁接触器の付属品としてフィルターユニットを
形成することにより、設置環境によってフィルターユニ
ットの装着を行えばよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明において
は、スイッチング素子が駆動回路からのパルスによりス
イッチング動作し、これによって電磁石操作用コイルに
発生するスイッチングノイズを阻止するノイズフィルタ
ーを設ける。前記ノイズフィルターを、ノーマルモード
ノイズを阻止するコンデンサと、コモンモードノイズを
阻止するコモンモードコイルとにより形成するのがよ
い。

【００１０】また、第２の目的を達成するため請求項３
に記載した発明は、ノイズフィルターを電磁接触器に着
脱自在な付属品としてユニット化する。そして、必要に
応じてフィルターユニットを電磁接触器に装着する。

【００１１】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。図１は請求項１に記載した発明の一実
施例を示す回路図を示す。図１において、図８に示す従
来装置と同一のものには同一の符号を付してその説明は
省略する。図１において、図８に示す従来装置と相違す
る点は、電磁接触器のコイル端子T1,T2 に接続されると
共に単相交流電源ACに接続された電源端子T3,T4 を備え
たノイズフィルターNFを設けた点である。ノイズフィル
ターNFは、コイル端子T1,T2 の間に接続されたコンデン
サC2と、コイル端子T1と電源端子T3との間に接続された
コイル, コイル端子T2と電源端子T4との間に接続された
コイルを鉄心により誘導結合してなるコモンモードコイ
ルCCと、電源端子T3,T4 の間に接続されたバリスタBSか
らなる。コンデンサC2は電磁接触器に内蔵されたノイズ
吸収用コンデンサC1と共にノーマルモードノイズを阻止
し、コモンモードコイルCCはコモンモードノイズを阻止
し、バリスタBSは単相交流電源AC側から侵入するサージ
電圧を阻止する。

【００１２】図１に示す電磁石装置の動作が図８に示す
従来装置と同一であるので、その説明は省略するが、駆
動回路DSによりスイッチングトランジスタ（スイッチン
グ素子）Trがスイッチング動作することによって電磁石
操作用コイルMCに発生するスイッチングノイズのうち、
ノーマルモードノイズはノイズ吸収用コンデンサC1とコ
ンデンサC2とにより阻止し、コモンモードノイズはコモ
ンモードコイルCCによって阻止し、そのスイッチングノ
イズが単相交流電源ACの電源線を伝導して放射されるの
を防止する。

【００１３】図２は図１に示すノイズフィルターをユニ
ット化したフィルターユニットを電磁接触器に装着した
外形図を示す側面図を示し、図３は図２に示すフィルタ
ーユニットの側面断面図を示し、図４はフィルターユニ
ットの分解図、図５はフィルターユニットの組立段階の
正面図を示し、図６は図３に示すフィルターユニットの
外形図であり、(a) はその正面図、(b) は側面図、(c)
は平面図、(d) は(c)におけるＢ−Ｂ線に沿って切断し
た断面図を示す。なお、図３は図６(a) のＡ−Ａ線に沿
って切断した断面を表している。

【００１４】図２において、100 は電磁接触器を示し、
この電磁接触器100 は図７に示した電磁接触器と同様の
構造を有している。電磁接触器100 はその両端に主回路
端子101,101 を有し、この主回路端子101,101 にはそれ
ぞれ電源側および負荷側の電線（破線で示す）が接続さ
れる。また、電磁接触器100 にはコイル端子102 が設け
られ、このコイル端子102 は図１の回路図ではコイル端
子T1,T2 として示されたものである。200 は本発明のフ
ィルターユニットを示し、このフィルターユニット200
の構造は後述する図３乃至図６により詳細に説明する。
フィルターユニット200 と電磁接触器100 のコイル端子
102 とはリード線201 で接続される。フィルターユニッ
ト200 は取付けねじ203 により電磁接触器100 が取付け
られる取付け板（不図示）にねじ止めされる。なお、20
2 は単相交流電源AC（図１参照）と接続される電源線で
あり、300 は二点鎖線で示した安全カバーである。

【００１５】以下、図２に示したフィルターユニットの
構造を図３乃至図６を用いて説明する。図３はフィルタ
ーユニットの側面断面図を示し、図３において、１は正
面側が開口した箱状に形成された合成樹脂からなるケー
ス、２はケース１の開口部を覆うようにケース１に被せ
られる合成樹脂からなるカバー、３はケース１およびカ
バー２を覆う合成樹脂からなる端子カバー、４はケース
１内に収納されたプリント基板、５はコンデンサ、６は
コモンモードコイル、７はバリスタであり、それぞれの
電子部品はプリント基板４に搭載されている。８はプリ
ント基板４に実装され、図１に示す電源端子を構成する
入力端子板、９はプリント基板４に実装されたリード
線、10はケース１に固定された板状の出力端子板、11,1
2 はそれぞれ出力端子板10, 入力端子板８に螺合する端
子ねじ、13はケース１内に収納されたプリント基板４を
樹脂封止する硬化樹脂、101 はケース１に形成された仕
切壁、102 は仕切壁101 によって形成された空間であ
る。

【００１６】前記ケース１はカバー２と端子カバー３と
を取り外した状態を示す図５から明らかなように、四角
形状の外形を有し、取付面側の両端に突出した取付座10
5 が設けられ、その取付座105 には取付ねじが挿入され
る取付穴106 が形成されている。ケース１の構造は、そ
のケースのみの断面を示す図４から理解し易いように、
ケース開口側に立ち上がる仕切壁101 が形成され、この
仕切壁101 により形成された空間102 がケース背面に連
通している。ケース１の背面側には空間102 に連通する
端子取付部103 が形成され、この端子取付部103 に出力
端子板10が空間102 側から圧入されて固定されている。
端子取付部103 には出力端子板10に螺合される端子ねじ
11の両側面側に絶縁壁104 が形成されている。なお、仕
切壁012、端子取付部103 は、図３から理解し易いよう
にケース１の両端側に２か所設けられている。

【００１７】ケース１内に収納されるプリント基板４に
は、図４から明らかなように、電子部品５，６，７が搭
載されると共にケース１の正面側に向かう入力端子板８
およびケース１の背面側に引き出されるリード線９のそ
れぞれ一端が実装されている。なお、図５から明らかな
ように、プリント基板４はケース１の形状に一致した四
角形であり、仕切壁101 に対応する部分が切り欠かれて
いる。

【００１８】前記ケース１に被せられるカバー２の上端
側２か所には、図４に示すように、入力端子板８が挿入
される溝201 が形成されると共に入力端子板８に螺合す
る端子ねじ12を囲むような凹部202 が形成されている。
カバー２の両側面にはケース１側に延出した係合片203
がそれぞれ形成され、この係合片203 にはそれぞれ係合
穴204,204 が形成されている。端子カバー３には端子ね
じ11,12 を覆うカバー部301,301 と、このカバー部301,
301 と隣接する側面壁には切り込み302,302 により可撓
壁303 が形成され、この可撓壁303 には係合穴304 が設
けられ、可撓壁303 と並ぶ側面壁の一部には後述にて説
明する端子カバー３の取付けの際の基準面となるリブ30
5 が形成されている。端子カバー３の端子ねじ11,12 と
対応する部分には端子ねじ11,12 を締め付けたり、緩め
たりする工具が挿入される挿入穴306 が設けられてい
る。

【００１９】次に、この実施例におけるフィルターユニ
ットの組立について説明する。図４に示すように、ケー
ス１の端子取付部103 に仕切壁101 によって形成された
空間102 側から出力端子板10を圧入して取り付ける。そ
して、電子部品５，６，７が搭載され、入力端子板８お
よびリード線９が実装されたプリント基板４をケース１
内にその開口側から挿入する。その際、ケース１の内壁
に形成したスリット107 に入力端子板８を係合させるこ
とにより位置決めが図られる。プリント基板４をケース
１内に収納した後、リード線９の他端をケース１の仕切
壁101 により形成された空間102 に配置された出力端子
板10に半田付けにより接続する。次に、ケース１内に、
プリント基板４を完全に覆うが仕切壁101 の高さまで達
してその仕切壁101 により形成された空間から樹脂が漏
れることがないような量の硬化樹脂13を充填する。充填
された硬化樹脂13が硬化するとプリント基板４が樹脂封
止されると共にケース１に固定される。硬化樹脂13が硬
化した後、ケース１にカバー２を被せる。このとき、カ
バー２の係合片203 に設けた係合穴204 をケース１に設
けた突起部108 （図５又は図６参照）に係合させて両者
を一体化することによりケース１からカバー２が脱落す
るのを防止する。ケース１とカバー２とを一体化した
後、端子ねじ11,12 をそれぞれ出力端子板10, 入力端子
板８に螺合させて取り付ける。端子カバー３の取付け
は、端子カバー３の端子ねじ12を覆うカバー部301 の内
面をカバー２に当接させ、端子カバー３のリブ305 をケ
ース１に当接させるようにして押し込み、端子カバー３
の可撓壁303 に設けた係合穴304 をケース１に設けた突
起部109 （図５又は図６参照）に係合させる。これによ
って端子カバー３の脱落が防止され、端子カバー３のカ
バー部301,301 によって端子ねじ11,12 の裸充電部が覆
われる。

【００２０】なお、前記実施例では、ケース１の端子取
付部103 に出力端子板10を固定して取付け、この出力端
子板10にリード線９を接続するものについて説明した
が、出力端子板10を設けることなくリード線９を仕切壁
101 によって形成された空間102 を介して直接ケース１
の背面側に引き出すこともできる。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１記載の発
明によれば、駆動回路から供給されるパルスによりスイ
ッチング素子がスイッチング動作し、このスイッチング
動作により電磁石操作用コイルに発生するスイッチング
ノイズを電源側に伝導するのを阻止するノイズフィルタ
ーを設けたことにより、スイッチングノイズが電源線を
伝導して外部に放射されるのを確実に防止することがで
きる。

【００２２】また、請求項３記載の発明では、ノイズフ
ィルターをユニット化してフィルターユニットとし、電
磁接触器に着脱自在としたことにより、スイッチングノ
イズが電源線を伝導して外部に放射するのを防止したい
場合のみフィルターユニットを電磁接触器に装着すれば
よく、電磁接触器を標準品として１種類のみ製作してお
けばよく、電磁接触器の種類を少なくすることができ
る。また、既存の電磁接触器にもフィルターユニットを
装着すればスイッチングノイズが電線線を伝導して外部
に放射するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すノイズフィルターを備
えた電磁接触器の回路図

【図２】本発明の一実施例を示すフィルターユニットを
電磁接触器に装着した側面図

【図３】図２のフィルターユニットの側面断面図

【図４】図３のフィルターユニットの分解図

【図５】図３のフィルターユニットの組立段階の正面図

【図６】図３のフィルターユニットの外形図であり、
(a) はその正面図、(b) はその側面図、(c) はその平面
図、(d) は(c) におけるＢ−Ｂ線断の拡大図

【図７】電磁接触器の構造を示す側面断面図

【図８】従来の電磁接触器の回路図

【図９】図８の回路図の動作を説明するためのタイムチ
ャート

【符号の説明】

C1 コンデンサ C2 コンデンサ DS 駆動回路 Tr スイッチングトランジスタ MC 電磁石操作用コイル CC コモンモードコイル BS バリスタ NF ノイズフィルター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源に直列に電磁石操作用コイルとスイッ
   チング素子が接続され、前記スイッチング素子に電磁石
   投入時には連続したパルスを供給し、保持時には断続し
   たパルスを供給する駆動回路を備えた電磁接触器におい
   て、前記駆動回路によるスイッチング素子のスイッチン
   グ動作により電磁石操作用コイルに発生するスイッチン
   グノイズが電源側に伝導するのを阻止するノイズフィル
   ターを設けたことを特徴とする電磁接触器
2. 【請求項２】請求項１記載の電磁接触器において、ノイ
   ズフィルターは、ノーマルモードノイズを阻止するコン
   デンサと、コモンモードノイズを阻止するコモンモード
   コイルからなることを特徴とする電磁接触器。
3. 【請求項３】電源に直列に電磁石操作用コイルとスイッ
   チング素子が接続され、前記スイッチング素子に電磁石
   投入時には連続したパルスを供給し、保持時には断続し
   たパルスを供給する駆動回路を備えた電磁接触器におい
   て、前記駆動回路によるスイッチング素子のスイッチン
   グ動作により電磁石操作用コイルに発生するスイッチン
   グノイズが電源側に伝導するのを阻止するノイズフィル
   ターをユニット化してフィルターユニットとし、このフ
   ィルターユニットを電磁接触器本体に着脱自在に設けた
   ことを特徴とする電磁接触器。