(57)【要約】【課題】低騒音の気密型電磁開閉器を提供する。【解決手段】気密型電磁開閉器は、一端が可動接触子１３に支持され、固定電極１２に接触する方向に可動接触子１３を付勢して接触圧力を提供する第１接圧スプリング２３と、第１接圧スプリング２３の他端を支持し、駆動軸１６上に固定設定されるスプリングシート部材と、第１接圧スプリング２３より直径が大きく、一端が可動接触子１３に支持され、他端が鉄板１４に支持され、接触圧力の非線形区間が減少するように第１接圧スプリング２３より半径方向外側で固定電極１２に接触する方向に可動接触子１３を付勢する第２接圧スプリング２４とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面が開放された気密容器、前記気密容器の開放された面の反対面に気密接合される固定電極、前記固定電極に接触する位置と前記固定電極から分離される位置との間で移動可能な可動接触子、前記可動接触子を支持して共に移動可能な駆動軸、前記駆動軸と結合されて共に移動可能な可動コア、前記可動コアと対向するように設置される固定コア、前記固定コア及び前記可動コアを中空の内部に収容するボビン、前記ボビンの周囲に巻かれるコイル、前記コイルの周辺に設置されて磁路を形成するヨーク、及び、前記ヨークと共に磁路を形成し、前記ボビンの上部に設置される鉄板、を備える気密型電磁開閉器であって、
一端が前記可動接触子に支持され、前記固定電極に接触する方向に前記可動接触子を付勢して接触圧力を提供する第１接圧スプリングと、
前記第１接圧スプリングの他端を支持し、前記駆動軸上に固定設定されるスプリングシート部材と、
前記第１接圧スプリングより直径が大きく、前記第１接圧スプリングより半径方向外側で前記固定電極に接触する方向に前記可動接触子を付勢する第２接圧スプリングと
を含むことを特徴とする気密型電磁開閉器。
【請求項２】
前記第２接圧スプリングは、一端が前記可動接触子に支持され、他端が前記鉄板に支持されることを特徴とする請求項１に記載の気密型電磁開閉器。
【請求項３】
前記第１接圧スプリング及び前記第２接圧スプリングは、コイルばねで構成されることを特徴とする請求項２に記載の気密型電磁開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密型電磁開閉器に関し、特に、開閉動作の騒音を低減できる気密型電磁開閉器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁開閉器は、電源供給線路を開閉するために使用される装置であり、産業用、家庭用、及び電気自動車用など、幅広い用途に活用されている比較的低電圧の電力開閉器である。このような電磁開閉器は、制御電源の供給又は遮断により励磁（magnetizing）又は消磁（demagnetizing）されるコイルの磁力を利用して可動コアを移動させて、可動コアに接続された可動接触子を対応する固定電極から分離させる回路開放位置又は対応する固定電極に接触させる回路閉路位置に移動させて電源供給回路を開閉する構成を有する。回路閉路位置において、振動、衝撃などの外部要因により可動接触子と対応する固定電極との接触位置で接触不良が発生すると、接点の融着、破損などが発生して大きな電気事故となる恐れがあるので、接圧スプリングを利用して対応する固定電極に接触する位置に可動接触子を付勢する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、電磁開閉器において、接触時の動作信頼性のために大きな付勢力を有する接圧スプリングを使用すると、回路の閉路動作時、可動接触子と固定電極間の接触時の衝撃が大きくなって大きな衝撃騒音が発生するという問題があった。
【０００４】
特に、家庭用及び電気自動車用の電磁開閉器においては、このような衝撃騒音が発生しない低騒音化構造が必須である。
【０００５】
一方、従来技術による気密型電磁開閉器は、可動接触子の駆動軸の周囲に１つの接圧スプリングを設置したものであり、該当接圧スプリングの一端は可動接触子の中心部に支持され、他端は駆動軸に固定設置したスプリングシートにより支持されていた。また、従来技術による気密型電磁開閉器は、接触動作時に固定電極と衝突する可動接触子の部位が可動接触子の外側部位であるのに対して、接圧スプリング及び接触駆動力を与える駆動軸は可動接触子の中心部上に存在する。従って、固定電極と接触する可動接触子の部位が受ける衝撃は大きく、図３に示すように、可動接触子が接触動作時に移動する距離のストロークが増加するにつれて総接圧力は衝突開始から長い非線形区間（図３において総接圧力が変動せずに停止する区間）を有する。このような非線形区間が長いほど大きな騒音が発生する。従って、従来技術による気密型電磁開閉器は、可動接触子の接触動作による総接圧力の変化の特性上、非線形区間が長くて大きな騒音が発生するという問題があった。
【０００６】
従って、本発明は、上述したような従来技術の問題を解決するためのものであり、本発明の目的は、気密型電磁開閉器において、可動接触子の接触動作による総接圧力の変化の特性上、非線形区間を短くすることができるため、接触動作時の騒音発生を低減できる気密型電磁開閉器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明は、一面が開放された気密容器、前記気密容器の開放された面の反対面に気密接合される固定電極、前記固定電極に接触する位置と前記固定電極から分離される位置との間で移動可能な可動接触子、前記可動接触子を支持して共に移動可能な駆動軸、前記駆動軸と結合されて共に移動可能な可動コア、前記可動コアと対向するように設置される固定コア、前記固定コア及び前記可動コアを中空の内部に収容するボビン、前記ボビンの周囲に巻かれるコイル、前記コイルの周辺に設置されて磁路を形成するヨーク、及び、前記ヨークと共に磁路を形成し、前記ボビンの上部に設置される鉄板、を備える気密型電磁開閉器であって、一端が前記可動接触子に支持され、前記固定電極に接触する方向に前記可動接触子を付勢して接触圧力を提供する第１接圧スプリングと、前記第１接圧スプリングの他端を支持し、前記駆動軸上に固定設定されるスプリングシート部材と、前記第１接圧スプリングより直径が大きく、前記第１接圧スプリングより半径方向外側で前記固定電極に接触する方向に前記可動接触子を付勢する第２接圧スプリングとを含むことを特徴とする気密型電磁開閉器を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による気密型電磁開閉器は、第１接圧スプリング以外に、前記第１接圧スプリングより直径が大きく、接触圧力の非線形区間が減少するように前記第１接圧スプリングより半径方向外側で固定電極に接触する方向に可動接触子を付勢する第２接圧スプリングを備えるので、総接圧力の変化特性において、非線形区間が従来より大幅に減少して可動接触子と固定電極間の接触衝撃が減少し、衝撃騒音が低減するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の好ましい実施形態による気密型電磁開閉器の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す本発明の好ましい実施形態による気密型電磁開閉器において、可動接触子の接触位置移動ストロークによる、復帰スプリング、第１接圧スプリング、及び第２接圧スプリングの付勢力の変化と、総接圧力の変化とを示す特性図である。
【図３】従来技術による気密型電磁開閉器において、可動接触子の接触位置移動ストロークによる、復帰スプリング及び接圧スプリングの付勢力の変化と、総接圧力の変化とを示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の目的とこれを達成するための本発明の構成及びその作用効果は、添付図面を参照した本発明の好ましい実施形態についての以下の詳細な説明によりさらに明確になるであろう。
【００１１】
図１は、本発明の好ましい実施形態による気密型電磁開閉器の構成を示す縦断面図であり、図２は、図１に示す本発明の好ましい実施形態による気密型電磁開閉器において、可動接触子の接触位置移動ストロークによる、復帰スプリング、第１接圧スプリング、及び第２接圧スプリングの付勢力の変化と、総接圧力の変化とを示す特性図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明の好ましい実施形態による気密型電磁開閉器は、気密容器１１、固定電極１２、可動接触子１３、駆動軸１６、可動コア１７、固定コア１５、ボビン１９、コイル２１、ヨーク２２、及び鉄板１４を含む。
【００１３】
気密容器１１は、一面が開放された略「Ｕ」字状の縦断面形状を有する容器であり、開放面が下を向くように設置され、本発明による気密型電磁開閉器の上部ケース機能を果たす。
【００１４】
固定電極１２は、気密容器１１の開放面の反対面に貫通して設置され、気密接合されて気密容器１１により支持される。固定電極１２は、外部の電線が接続される端子の機能と可動接触子１３に接触又は分離される固定電極の機能とを有する。固定電極１２は、一対で構成される。
【００１５】
可動接触子１３は、固定電極１２に接触する位置と固定電極１２から分離される位置との間で移動可能な可動電極で構成される。一対の固定電極１２との接触又は分離のために、可動接触子１３は、一対の固定電極１２間の隔離距離にそれぞれの幅を加算した長さを少なくとも有するように、長い導電材板で構成される。
【００１６】
駆動軸１６は、可動接触子１３を支持して共に移動可能な軸であり、駆動軸１６と可動接触子１３との接続は、可動接触子１３の中心部に形成された貫通孔に圧入されて貫通延長された駆動軸１６の上端部を離脱防止用座金（ワッシャー）１６ａで位置固定することにより行われる。駆動軸１６の上端部から予め決定された長さだけ離隔した位置には駆動軸１６の軸方向と直角に延長（突出）するように形成されるスプリング支持突部１６ｂが備えられる。スプリング支持突部１６ｂは、後述する第１接圧スプリング２３の下端を直接支持するのではなく、第１接圧スプリング２３の直径より大きい直径を有するスプリング支持用座金（符号なし）を介して第１接圧スプリング２３の下端を支持する。
【００１７】
駆動軸１６の下端部には、駆動軸１６と結合されて共に移動可能な可動コア１７が設置される。可動コア１７は、可動コア１７の離脱を防止するために、圧入、螺合又は溶接などの方法で駆動軸１６の下端部に結合される。可動コア１７は、例えば、鉄心で構成される。
【００１８】
図１において、固定コア１５は、可動コア１７の上方に、可動コア１７に対向して設置される。固定コア１５の中心には駆動軸１６が貫通する。
【００１９】
可動コア１７と固定コア１５の中心を貫通する駆動軸１６の周囲には、上端部が固定コア１５の内周面の段部により支持され、下端部が可動コア１７の内周面の段部により支持される復帰スプリング２０が設置され、復帰スプリング２０は、固定コア１５から分離される方向に可動コア１７を付勢する。従って、コイル２１への電流の流れが中断されてコイル２１が消磁されると、復帰スプリング２０の付勢力により可動コア１７は固定コア１５から図１における間隙Ｄだけ離隔した位置に復帰する。
【００２０】
ボビン１９は、固定コア１５及び可動コア１７を中空の内部に収容する。ボビン１９は、電気的絶縁性を有する合成樹脂材で形成される。
【００２１】
可動コア１７及び固定コア１５とボビン１９との間には、可動コア１７の円滑な移動通路を提供するシリンダ１８が設置される。
【００２２】
コイル２１は、ボビン１９の周囲に巻かれ、電流がコイル２１に流れると磁化して周辺のヨーク２２と鉄板１４を通る磁路を形成して可動コア１７を固定コア１５に接触するように移動させる磁気力を発生させる。
【００２３】
ヨーク２２は、コイル２１の周辺に設置されてコイル２１に電流が流れるときにコイル２１の電流に対して直角方向に形成される磁束が移動する磁路を形成する。
【００２４】
鉄板１４は、ヨーク２２と共に磁路を形成し、ボビン１９の上部に設置される。鉄板１４の中心部には通孔が形成され、該当通孔に固定コア１５の上端部が嵌められる。
【００２５】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態による気密型電磁開閉器は、第１接圧スプリング２３及び第２接圧スプリング２４をさらに含む。
【００２６】
第１接圧スプリング２３は、一端（図１の上端）が可動接触子１３の下面に支持され、固定電極１２に接触する方向に可動接触子１３を付勢して接触圧力を提供する。第１接圧スプリング２３の他端（図１の下端）は、第１接圧スプリング２３の直径より大きい直径を有するスプリングシート部材2 5としてのスプリング支持用座金により支持され、前記スプリングシート部材2 5としてのスプリング支持用座金は、駆動軸１６のスプリング支持突部１６ｂにより軸方向の移動が防止されるように支持される。
【００２７】
第２接圧スプリング２４は、第１接圧スプリング２３より直径が大きく、第１接圧スプリング２３より半径方向外側で固定電極１２に接触する方向に可動接触子１３を付勢する。第２接圧スプリング２４は、一端（図１の上端）が可動接触子１３の下面に支持され、他端（図１の下端）が鉄板１４に支持される。
【００２８】
好ましくは、第１接圧スプリング２３と第２接圧スプリング２４は、コイルばねで構成される。
【００２９】
以下、上述したように構成される本発明の好ましい実施形態による気密型電磁開閉器の動作及び作用効果について説明する。
【００３０】
図１に示されていない別途のコイル端子を介して開閉制御用電流が供給されてコイル２１が励磁されると、周辺のヨーク２２と鉄板１４を通る磁路を形成して復帰スプリング２０の付勢力に打ち勝って固定コア１５に接触するように可動コア１７を移動させる。
【００３１】
固定コア１５に接触する可動コア１７の移動により、駆動軸１６を介して可動コア１７に接続された可動接触子１３は、固定電極１２に接触するように移動する。よって、本発明の好ましい実施形態による気密型電磁開閉器を介して電源から負荷側に電力が供給される。ここで、第１接圧スプリング２３及び第２接圧スプリング２４は、固定電極１２に接触する状態を維持する接圧力を可動接触子１３に提供する。
【００３２】
図１に示されていない別途のコイル端子を介した開閉制御用電流の供給が中断されると、コイル２１が消磁され、周辺のヨーク２２と鉄板１４を通る磁路が消滅する。従って、復帰スプリング２０の付勢力により可動コア１７は固定コア１５から分離されて図１の間隙Ｄだけ離隔する。
【００３３】
図１に示すように、ここで、固定コア１５から分離される可動コア１７の下方移動により、駆動軸１６を介して可動コア１７に接続された可動接触子１３も固定電極１２との接触位置から分離されるように移動する。
【００３４】
従って、本発明の好ましい実施形態による気密型電磁開閉器を介した電源から負荷側への電力供給は遮断される。
【００３５】
本発明による気密型電磁開閉器は、第１接圧スプリング２３より直径が大きく、第１接圧スプリング２３より半径方向外側で固定電極１２に接触する方向に可動接触子１３を付勢する第２接圧スプリング２４を備えるので、可動接触子１３において、第１接圧スプリング２３及び第２接圧スプリング２４が付勢力を提供する面積が大きくなり、可動接触子１３が第１接圧スプリング２３及び第２接圧スプリング２４から受ける応力が小さくなる。また、固定電極１２に衝突する可動接触子１３の部位は、中心部ではない外周部に該当する外側部であるため、第１接圧スプリング２３及び第２接圧スプリング２４、特に、第２接圧スプリング２４の直径が従来より可動接触子１３の外側部に近く位置するので、本発明の気密型電磁開閉器の電源供給位置、すなわち、オン位置で可動接触子１３が固定電極１２に衝突するとき、固定電極１２から可動接触子１３に加えられる反力を大部分吸収して、図２に示すように、第１接圧スプリング２３及び第２接圧スプリング２４による総接圧力が非線形的に停止する区間が短くなり、衝撃が吸収されて騒音を低減することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１１    気密容器
１２    固定電極
１３    可動接触子
１４    鉄板
１５    固定コア
１６    駆動軸
１７    可動コア
１８    シリンダ
１９    ボビン
２０    復帰スプリング
２１    コイル
２２    ヨーク
２３    第１接圧スプリング
２４    第２接圧スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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