JPS59138020A - スナツプ作動スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 個の静止接点と、少な（とも／個の可動接点部分とから
成立っている交流用のスナップ作用スイッチ、特に、マ
イクロスインチに関するものである。

この形式のスイッチは、一般に、スイッチを閉塞すると
、接点が跳び上がること及びスイッチを開放すると、ア
ークを形成する結果として、接点腐食の開−を有してい
る。接点の間のエアギャップが大きくなればなる程、ま
た、開閉される電流が大きくなればなる程、接点腐食は
益々太き（なる。

この効果は、ＩＲＥ　ＰＲＯＣ．、第１コざ巻、ｐｔ．
Ｂ。

第５号（　／９ｇ／年９月発行）の第コ３７〜コダコペ
ージに記載されている。

接点腐食の可能性は、スイッチが、接点の中に、貴金属
、例えば、銀の比較的に高い含有量を有して設計されな
ければならないか、又は、必要な寿命時間を持つために
、過大な寸法でなければならないという事実に導く。

更に、スナツプ型式の大概のスイッチにおいては、接点
腐食の発生は、無線障害の発生や、接触抵抗の増加のよ
うなスイッチの電気性能に影響するという事実の他に、
スイッチの輪郭をも変える。このことは、それ自体、以
下に説明されるように、スイッチを負荷を切り入れさせ
るために、スイッチの作動部材の変位の増加として現わ
れる（行程が増加する）。例えば、サーモスタット又は
圧力スタットのような制御装置の上において使用されろ
スイッチの場合には、スイッチ行程の変更、温度及び圧
力の変動を生じさせ、これは、朗らかに、この応用にお
いては望ましいことではない。

本発明は、実際の接点の開放を、開閉されつつある交流
の正弦波に同期させるための配置を有しており、実際の
開閉される電流が、ゼロ値にできるだけ近く安全であり
、どんな場合にも、その閉塞された状態においてスイッ
チを通って流れる最大電流の範囲内にはないように、上
述の型式のスナップ作用のスイッチを得るという目的に
、基礎を置（ものである。

この目的は、本発明によると、一つの接点部分の上に、
スイッチ電流によって励磁される電磁石ユニットが配置
され、また、他の接点部分の上には、強磁性材料製の接
極子ユニットが、前記電磁石ユニットに対向して配置さ
れるようにすることによって、達成される。

スイッチ電流によって励磁される電磁石ユニットは、そ
の励磁により発生される磁束によって、電流の瞬間値に
比例する力で接極子ユニットを引き付ける。この場合、
若しも、電流がスイッチの中を流れつつあるならば、ス
イッチの自然の接点閉塞力に対して、比例して現われる
追加の閉塞力が重畳される。電流のゼロ交差の間、この
追加の閉塞力はゼロであり、従って、スイッチは、ゼロ
交差の近（において開放することができるだけであるよ
うにし、このようにして、実際の開閉される電流は、電
流の最大値の著しく以下の′ある値に確実に実質的に制
限されるようにする。この配置によって、接点腐食の発
生は、実質的に減少され、また、無線干渉を発生する可
能性も減少される，、更に、重畳して加えられる閉塞力
は、接点の閉塞時における跳ね返り期間を減少する傾向
とし、接点腐食を一層減少させろ。

この簡単で且つ価格的に有効な配置は、より少ない貴金
属（例えば、銀ノの含有量及び（又は〕同じ定格電流に
対して、より小さな直径を有しており、寿命を期待し得
るスイッチ設計とする。

便宜上、動かされるべき質量をできる限り低（保持する
ために、電磁石ユニットは、静止接点部分の上に配置さ
れ、また、接極子ユニットは、可動接点部分の上に配置
される。

電磁石ユニットは、有利には、−個の極片を有している
強磁性材料製のユニットと、一つの接点部分の上に配列
され、スイッチ電流がそれを通って流れる励磁巻線を有
している。

電磁石ユニットは、また、一つの接点部分を包囲してい
る２個の極片を有している強磁性材料のユニットであり
、これらの内、一つの接点部分それ自体が、励磁巻線を
形成している。

接極子ユニットは、便宜上、電磁石ユニットの極片を橋
絡している他の接点部分の上に配列された強磁性材料製
の部分である。

他の接点部分は、それ自体、強磁性材料製であり、また
、それ自身、接極子ユニットを形成しても良い。

切換えスイッチとしてスイッチを設計する時には、便宜
上、このスイッチは、−個の電磁石ユニット並びに７個
の接極子ユニットを有しているか、又は、７個の電磁石
ユニット並びに２個の接極子ユニットを有している。熱
論、最初の場合には、電磁石ユニットは静止しており、
接極子ユニットは可動であり、一方、後者の場合には、
接極子ユニットは、静止しており、電磁石ユニットは可
動である。

以下、本発明を実施例を示す添附図面に基づいて説明す
る。

第１図に略図で示されたスイッチは、静止接点−を有し
ている静止接点部分／と、可動接点グを支持している可
動接点部分３とを有している。オメガ状のばね２０が、
可動接点部分３の上に設けられたヒンジ、２／とココと
の間を旋回され、また、弾性部材２３が上方に予荷重を
加えられていると共に端子乙に、電気的に接続されてい
る。

外部の作動部材７が、弾性部材２３に協同しており、ス
イッチをその開放位置及び閉塞位置に作動させる。静止
している止めコダが、接点の開放を制限し、行程位置を
制限するために設けられており、また、作動部材りは、
スイッチの開閉を遂行しなければならない。

電気的負荷２Ｓが、静止接点部分／と、電気供給源とに
接続されている。電気供給源の一つの極が、端子乙に接
続されており、この゛ようにして、負荷電流を端子６と
、静止接点部分／との間において流れさせる。これらの
条件の下に、接点コ及びダは、オメガばねコ０の分力に
よってもっばら決定されて、それらの接点を閉塞に維持
する保持力を有している。

接点−、グの開放は、作動部材７がその反時計方向の回
転及びそれに引続いて、弾性部材２３が、ヒンジ、２／
及びココを、接触点２乙と幾何学的に整列させた時に生
ずる。

ヒンジコ／及び−一並びに接触点−乙がＸ−Ｘ線の上に
あるという条件の下に、保持接点力がゼロとされ、接点
ａ及びグの開放が、第２図に示されるように、オメガ状
のばねＳＯの作用の下に生じ始まる。

制御装置の場合においては、作動部材りは、それが応答
するパラメータの変化速度に依存して非常に遅（動（こ
とができる。その上、多（の応用において、スイッチ作
動部材りと、荷重電流との間の時間には、何らの相関関
係も゛なく、それ故、正弦波は、正弦波の任意の点にお
いて開閉を発生する。

それ故、電流が可成りの値を有している時における開閉
の可能性が、非常に高い。逆に、電圧の正弦波が著しい
値である瞬間においてスイッチを閉塞する可能性が、同
様に高い。両方の場合において、高い瞬間的な電流のし
ゃ断及び高い瞬間的な電圧における接点の閉塞は、可能
性のある接点の腐食に導く。

第３図は、接点コ及びりが腐食されている第１図のスイ
ッチを示すものである。この状態においては、接点コ及
びりが何ら影響されない（線Ｘ−Ｘ）最初の状態に関し
て、接触点２６と、ヒンジ、２／及び２ユとの幾何学的
整列が、作動部側７の異々つた位置（線Ｘ’　−Ｘ’　
）　ｉこおいて生じ、これは、？１７０１ＪＪ装置の較
正に偏差を生じさせる。

これに対し、本発明による第７図に略図で示されたスイ
ッチ、特に、マイクロスイッチは、静止接点コを有して
いる静止接点部分／と、可動接点ダを有している弾性的
な可動接点部分３とを有している。静止接点部分ｌは、
端子Ｓを有しており、また、可動接点部分３は、端子乙
を有している。作動部材７が、スイッチを作動させるた
めに設けられている。

静止接点部分ｌの上には、接点コ及び夕の近（において
、極片９及びＩＯ並びに励磁巻線／／を有している電磁
石ユニットｇがある。交流であり、端子Ｓ、接点部分／
、接点コ、接点部分３及び端子乙を経て流れるスイッチ
電流は、電気巻線／／を通って流れつつある。可動接点
部分３の上には、強磁性材料製の接極子ユニットノコが
、電磁石ユニットｇに対向して配列されている。この接
極子ユニッ）／、２は、例えば、電磁石ユニットｇの極
片９及び１０を橋絡するチップの形状を有することがで
きる。

接点２及びｑが閉塞される時は、スイッチ電流が励磁巻
線／ｌを通って流れ、電磁石ユニットＫＧこよって、ス
イッチ電流の瞬間値のために働かされる力Ｑこよって、
接極子ユニットノコの上に増強される。

作動部材７が、第二図の条件、例えば、ヒンジＵ／及び
、２．２並びに接触点２Ａの線Ｘ−ｘの上における盤列
が近付（時は、接触力は、磁気保持によって、依然とし
て、ゼロよりもより大きいある一定の値であり、このよ
うにして、電流のゼロ交差まで、スイッチが開放するこ
とを阻止する。

このことは、切換え電流が、決して、スイッチ電流の最
大の瞬間値に等くけなく、常に、実質的にそれ以下であ
ることを意味するものである。このようにして、本発明
Ｇこよる電磁石ユニッ）＆及び接極子ユニット／２無し
のスイッチに対する接点腐食は、実質的に減少される。

それ故、接点の焼崩によって起こされる応答の不正確が
、長期間に渡って阻止されることができ、このようにし
て、スイッチの使用寿命は実質的に延長され、その上、
他の設計ファクターは等しいということが生ずる。

第Ｓ及び６図は、電磁石ユニットｇが、静止接点部分／
を包囲しているユニットであり、強磁性材料製であるス
イッチを略図で示すものである。この場合には、静止接
点部分ｌそれ自体が、電磁石ユニット８の励磁巻線を形
成している。

熱論、電磁石ユニットｇを可動接点部分３の上に配列し
、接極子ユニットノコを静止接点部分／の上に配列する
ことも可能である。接極子ユニット／−を可動接点部分
３の上又は静止接点部分ｌの上に配列する代わりに、可
動接点部分Ｊ、又は、静止接点部分／ば、それら自身、
強磁性材料製とすることもできる。

第７図は、切換スイッチとして設計された時におげろ本
発明によるスイッチの実施例を略図で示すものである。

このようなスイッチは、関係する静止接点／グを有して
いる第二の静止接点部分１３を有しており、また、接点
／ｌは他の端子／Ｓを有している。可動接点部分３は、
他の可動接点／６を有している。

静止接点部分／　、？の上には、他の電磁石二二ンｌ−
／　ｇが置かれている。接極子ユニットノコは、スイッ
チ位置に応じて、電磁石ユニットｇか、電磁石ユニット
１ｇかによって引き（ｔ［られる。電磁石ユニットｇ及
び７ｇの接極子ユニット／２と一諸の効果は、スイッチ
の切換え位置に応じて、電磁石ユニツ）＆の励磁巻線／
／か、又は、電磁石ユニットｅｇの励磁巻線／９かが、
それを通ってスイッチ電流を有する時に、第り図に関し
て説明されたのと、それぞれシ同じである。

本発明によるこの配置の効果は、第３図に見られること
ができるが、図には、電流正弦波が示されている。例と
して、正弦波は、５０　Ｈｚの周波数を有しており、ま
た、電流のピーク値は、１０ｈである（実効値は約’７
Ａ）。

上述の磁気装置によって、磁気保持力は、電流が約、２
Ａに、すなわち、ピーク電流の２０％低下するまで、接
点開放を延期することのできるという実際的な仮定が作
られている。

それ故、実際の接点開放は、ハツチされた面積によって
現わされる時間間隔内に始まることが許されるが、これ
は、全正弦波期間の約１３饅であり、一方、残りの３７
％に対しては、接点開放は、たとえ作動部材が、若しも
、電流が流れなかったならば開放するという位置を、ス
イッチが達成したとしても、生ずることはできない。

若しも、スイッチが、時限（Ｙ−Ｙ’）内において開放
するならば、アークの持続時間は、ゼロと、２Ａとの間
の瞬間的電流において、最大／　ＯｍＢｅｃ　、最少９
．Ｊ＆ｍ５ｅｃであり、アークの抵抗に依存して、アー
クの発生の間に増加する傾向となる。平均のアークの発
生の持続時間は、それ故、９４７　ｍ５ｅＣであるが、
しかしながら、この範囲は、本事例の１５ざチである。

〔Ｙ′−Ｗ〕の時限内においては、接点の開放は、電流
が２人である瞬間Ｗまでは始まることはできず、また、
アークの持続時間は、Ｏ’、　ｂ　！；　ｍ、ｓ　ｅｃ
である。

これは、本事例の３７％の場合を現わす。期間（ｗ−ｗ
’）においては、スイッチは、−Ａとゼロとの間の瞬間
電流において、最大０．４３ｍ５ｅＣ１最少ゼロｍ５ｅ
ｃ　　のアークの持続時間で開放することを許され、平
均のアークの持続時間は、本事例のＡ、３％においてｏ
、ｔｓ　ｓ　＝ｓｅｃである。アークの持続時間の一般
の平均は、本事例の９３．５チにおいて、コＡの最大瞬
間電流においてハＪ／ｍ５ｅｃ　　となるが、これは、
若しも、磁気保持が備えられていないならば、瞬間電流
ゼロ／　１０Ａにおけるｓ　ｍ５ｅｃ　　と対比される
。

長い作用時間及びしゃ断を受けない接点は、増加された
耐久力の傾向となり且つ（又は）より小さな寸法に設計
される傾向があると認めることは合理的なことである。

本発明によるスイッチの磁気装置は、例えば、接点開放
の瞬間の最大ｇ、７ｍ５ｅｃ　　間の可能な遅延分含ん
でいるが、これは多くの応用において、不適切な遅延で
はない。

本発明による磁気装置が多くの利点をもたら□すことに
注目することは、適切なことである。

すなわち、 接点開放におけるアークの発生のエネルギーが、しゃ断
されるより低い電流により、著しく減少され、アークの
持続時間も著しく減少され、これらによって、接点腐食
が著しく少カ（なること 閉塞への移行における接点の跳ね返りが、保持磁力によ
って弱められること 供給線の上に及び（又は）空気を通って誘起される無線
干渉の可能な発生が、著しく減少されること 電流正弦波と同期されるような力率には、不敏感である
装置とすること 特定の運転電流に同調する必要無しに異なった電流値に
おいて作動することができる装置とすること などである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、外部部材によって作動される一般的なスナッ
プ作動スイッチを、その閉塞位置で示す略図、第２図は
、第１図のスイッチを接点の開放の近くにおいて示す略
図、第３図は、゛第１図のスイッチの接点腐食の発生時
におけるスイッチの輪郭に及ぼす効果を示す略図、第ｑ
図は、本発明によるスナップ作動スイッチ、特に、マイ
クロスインチの略図、第Ｓ図は、電磁石ユニットと接極
子ユニットとの可能な実施例を有する本発明によるスイ
ッチの一部分の略側面図、第６図は、第Ｓ図の正面図、
第７図は、切換えスイッチとして形成された本発明によ
るスイッチの略図、第３図は、正弦波の電流で見られた
切換えの瞬間を示す線図である。 ／、／、？・・静止接点部分；コ・・静止接点；３・・
可動接点部分；ダ・・可動接点；　ｇ　、ｉｔ・・電磁
石ユニット；９＃１０・・極片；ｌｌ・・巻線；／コ・
・接極子ユニット。 ＦＩＧ　　Ｉ Ｉ ＦＩＧ、　　２ ＦＩＧ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　静止接点部分（１）の上に少な（とも１個の静止接
   点（２）及び可動接点部分（３）の上に少なくとも７個
   の可動接点（り）を有している交流用スナップ作動スイ
   ッチ、特に、マイクロスインチにおいて、接触部分（／
   ｌ　／　ｊン３）の一つの上にスイッチ電流によって励
   磁される電磁石二二ソ）　（１，７ｇ）が配置されると
   共に接触部分の他の上には強磁性材料製の接極子ユニッ
   ト（ｌユ）が前記電磁石ユニソ）　（ｇＴ／ｇ）に対向
   して配置されてイルことを特徴とするスイッチ。 ２　前配電磁石二二ン）　（ｇ、１ｇ）が静止接点部分
   （１）の上に配置されると共に前記接極子ユニツ）　Ｃ
   ｌ２）が可動接点部分（３）の上に配置されている特許
   請求の範囲第１項記載のスイッチ。 ３　前記電磁石ユニツ）　（ｇ、１ｇ）が、２個の極片
   （９・ＩＯ）を有している強磁性材料製のユニットであ
   り、また、電流が流れる励磁巻線（ｌ／。 ／９）が一つの接点部分（’　ｒ　／　Ｊ　ｚ　Ｊ）の
   上に配列されている特許請求の範囲第１又は−項記載の
   スイッチ。 弘　前記電磁石ユニン）　ＣｇＴ／ｇ）が、一つの接点
   部分（八／３；３）を包囲する２個の極片を有している
   強磁性材料製のユニットであり、この接点部分（／　、
   ／　３ｓ　ａ　）それ自体が励磁巻線を形成している特
   許請求の範囲第１又はコ項記載のスイッチ。 Ｓ　前記接極子ユニン）　（／コ）か、前記電磁石ユニ
   ッ）　（ｇ、１ｇ）の極片（？、　１０）を橋絡してい
   る他の接点部分（ａ　ｔ　／　＋　／　３）の上に配列
   された強磁性材料製の部分である特許請求の範囲第１〜
   弘項のいずれかに記載のスイッチ。 乙　前記能の接点部分”’＋’＋／Ｊ）それ自体が、強
   磁性材料製である特許請求の範囲第１−ダ項のいずれか
   に記載のスイッチ。 ２　スイッチが切換えスイッチであり、−個の電磁石ユ
   ニツ）　Ｃ７ｅ／ｇ）並びに１個の接極子ユニット（／
   ユ）を有している特許請求の範囲第１〜６項記載のいず
   れかに記載のスイッチ。 ｇ　スイッチが切換えスイッチであり、１個の電磁石ユ
   ニン）　（ｇ、１ｇ）並びに−個の接極子ユニット〔／
   コ〕を有している特許請求の範囲第１〜６項のいずれか
   に記載のスイッチ。