(57)【要約】【課題】電磁接触器において消費される電力、延いては発熱量を低減することが目的とされる。【解決手段】電磁接触器は、電磁力付与部１と、磁心１３と、固定接点１４と、可動接点１５とを備える。電磁力付与部１は、第１及び第２の電磁石１１，１２を有する。第１の電磁石１１は第１の磁束Ｂ１を発生する。第２の電磁石１２は、第１の磁束Ｂ１よりも小さい第２の磁束Ｂ２を発生する。第１及び第２の磁束Ｂ１，Ｂ２によって、磁心１３には電磁力付与部１へと向かう電磁力が付与される。磁心１３は可動であって、第１の磁束Ｂ１による電磁力によって電磁力付与部１へと引き付けられる。磁心１３が電磁力付与部１に引き付けられた後は、電磁力付与部１は、第１の磁束Ｂ１よりも小さい第２の磁束Ｂ２を発生する。可動接点１５は、磁心１３が電磁力付与部１に引き付けられることに連係して、固定接点１４に接触する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁心（１３）と、
自身へと向かう電磁力を前記磁心に付与し、前記磁心を自身へと引き付けるときには第１の磁束を発生し、前記磁心を自身へと引き付けた後は前記第１の磁束よりも小さい第２の磁束を発生する電磁力付与部（１）と、
固定接点（１４）と、
前記磁心が前記電磁力付与部に引き付けられることに連係して、前記固定接点に接触する可動接点（１５）と
を備える、電磁接触器。
【請求項２】
前記電磁力付与部（１）は、前記第１の磁束の発生開始（ｔ１）から所定の時間（Δｔ）経過後に、前記第２の磁束を発生する、請求項１記載の電磁接触器。
【請求項３】
前記電磁力付与部（１）は、
前記第１の磁束を発生する第１の電磁石（１１）と、
前記第２の磁束を発生する第２の電磁石（１２）と
を有し、
前記第２の電磁石における巻線の巻回数は、前記第１の電磁石における巻線の巻回数よりも小さい、請求項１または請求項２記載の電磁接触器。
【請求項４】
前記第１の電磁石（１１）は自身に前記第２の電磁石（１２）を含む、請求項３記載の電磁接触器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁接触器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電磁接触器では、以下に示す特許文献１に開示されているように、一つの電磁石への所定の電力の供給と遮断のみで、可動接点と固定接点との接触を制御していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６４８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、かかる電磁接触器によれば、可動接点と固定接点とを接触する際には、一つの電磁石に対して所定の電力を供給し続けるため、大きな電力が消費され、延いては発熱量が増大するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電力、延いては発熱量を低減することが目的とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の請求項１にかかる電磁接触器は、磁心（１３）と、自身へと向かう電磁力を前記磁心に付与し、前記磁心を自身へと引き付けるときには第１の磁束を発生し、前記磁心を自身へと引き付けた後は前記第１の磁束よりも小さい第２の磁束を発生する電磁力付与部（１）と、固定接点（１４）と、前記磁心が前記電磁力付与部に引き付けられることに連係して、前記固定接点に接触する可動接点（１５）とを備える。
【０００７】
この発明の請求項２にかかる電磁接触器は、請求項１記載の電磁接触器であって、前記電磁力付与部（１）は、前記第１の磁束の発生開始（ｔ１）から所定の時間（Δｔ）経過後に、前記第２の磁束を発生する。
【０００８】
この発明の請求項３にかかる電磁接触器は、請求項１または請求項２記載の電磁接触器であって、前記電磁力付与部（１）は、前記第１の磁束を発生する第１の電磁石（１１）と、前記第２の磁束を発生する第２の電磁石（１２）とを有し、前記第２の電磁石における巻線の巻回数は、前記第１の電磁石における巻線の巻回数よりも小さい。
【０００９】
この発明の請求項４にかかる電磁接触器は、請求項３記載の電磁接触器であって、前記第１の電磁石（１１）は自身に前記第２の電磁石（１２）を含む。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の請求項１にかかる電磁接触器によれば、磁心が電磁力付与部に引き付けられることで、磁心と電磁力付与部との距離が狭くなる。よって、磁心に付与する電磁力を得るための磁束は、磁心が電磁力付与部に近づくほど小さい。このため、第２の磁束を第１の磁束よりも小さくすることにより、固定接点と可動接点との接触を可能としつつも電力、延いては発熱量が低減できる。
【００１１】
この発明の請求項２にかかる電磁接触器によれば、所定の時間として、磁心の引き付けに必要な時間を採用することで、磁心の引き付けが完了する前に第２の磁束が発生されることを防止できる。
【００１２】
この発明の請求項３にかかる電磁接触器によれば、第１の磁束は第１の電磁石におけるアンペアターンを、磁心が電磁力付与部に引き付けられるときの磁心の磁気抵抗で除した値に依存する。また第２の磁束は第２の電磁石におけるアンペアターンを、磁心が電磁力付与部に引き付けられた後の磁心の磁気抵抗で除した値に依存する。磁心と電磁力付与部との距離が小さいほど、当該磁気抵抗は小さくなるが、第２の電磁石における巻線の巻回数が第１の電磁石における巻線の巻回数よりも小さいので、第１の電磁石の巻線と第２の電磁石の巻線のそれぞれに同じ電流を供給しても、第２の磁束を第１の磁束よりも小さくすることができる。よって、第１の磁束から第２の磁束への切替は、第１の電磁石に供給していた電流を第２の電磁石に切り替えて供給するという、簡易な制御で行える。
【００１３】
この発明の請求項４にかかる電磁接触器によれば、第１の電磁石の一部を第２の電磁石として用いて、第２の磁束を発生することができるので、電磁力付与部が小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１及び図２は、本発明にかかる電磁接触器の構成を例示する。当該電磁接触器は、電磁力付与部１と、磁心１３，１３１と、固定接点１４と、可動接点１５と、圧縮バネ３１，３２と、ホルダ４とを備える。なお、可動接点１５と固定接点１４とが接触されている場合が図２に、非接触の場合が図１にそれぞれ示されている。
【００１５】
電磁力付与部１は、第１及び第２の電磁石１１，１２を有する。なお、図１及び図２では、第２の電磁石１２は、第１の電磁石１１の一部を構成する。すなわち、第１の電磁石１１は、自身が有する巻線の一部を第２の電磁石１２とで共有する。例えば、電磁力付与部１は、第１の電磁石１１と第２の電磁石１２とを別個独立に有しても良い。ただし、前者の方が、電磁力付与部１を小型化できる点で望ましい。
【００１６】
第１及び第２の電磁石１１，１２のそれぞれが発生する磁束によって、磁心１３には電磁力付与部１へと向かう電磁力が付与される。具体的には、第１の電磁石１１は第１の磁束Ｂ１を発生する。第２の電磁石１２は、第１の磁束Ｂ１よりも小さい第２の磁束Ｂ２を発生する。
【００１７】
磁心１３は可動であって、電磁力付与部１から付与された電磁力によって電磁力付与部１へと引き付けられる（図２）。具体的には、電磁力付与部１が第１の磁束Ｂ１を発生して、磁心１３に電磁力を付与することで、磁心１３は電磁力付与部１へと引き付けられる。
【００１８】
磁心１３が電磁力付与部１に引き付けられることで、磁心１３と電磁力付与部１との距離が狭くなる。よって、磁心１３に付与する電磁力を得るための磁束は、磁心１３が電磁力付与部１に近づくほど小さい。よって、磁心１３が電磁力付与部１に引き付けられた後は、電磁力付与部１は、第１の磁束Ｂ１よりも小さい第２の磁束Ｂ２を発生するだけで、磁心１３を電磁力付与部１に引き付けた状態で維持できる。
【００１９】
第２の磁束Ｂ２を第１の磁束Ｂ１よりも小さくすることができるので、電磁接触器において電力、延いては発熱量が低減できる。
【００２０】
磁心１３１は固定されており、ヨークとして用いられる。具体的には磁心１３１は、前記電磁力付与部１に対して磁心１３とは反対側に設けられる。磁心１３１を設けることで、電磁力付与部１に流す電流Ｉを小さくしても、電磁力付与部１において所望の量の磁束を発生することができる。よって、電磁接触器において電力、延いては発熱量が低減できる。
【００２１】
可動接点１５は、磁心１３が電磁力付与部１に引き付けられることに連係して、固定接点１４に接触する。
【００２２】
具体的には、磁心１３が移動可能な方向ｄ１において、可動接点１５は、固定接点１４に対して磁心１３とは反対側に設けられる。可動接点１５は、ホルダ４を介して磁心１３に連結される。すなわち、磁心１３が電磁力付与部１に引き付けられることで、ホルダ４を介して可動接点１５も方向ｄ１に沿って電磁力付与部１側へと移動する。よって、可動接点１５は、方向ｄ１において磁心１３とは反対側から固定接点１４に接触する。
【００２３】
圧縮バネ３１は、電磁力付与部１と磁心１３との間に設けられている。圧縮バネ３１は、磁心３１が電磁力付与部１に引き付けられた状態（図２）から、磁心３１を元の状態（図１）に戻す。具体的には、磁心３１が電磁力付与部１に引き付けられることで（位置ｒ２）、圧縮バネ３１は圧縮されて反発力を生じる。電磁力付与部１への電力の供給を遮断すると、当該反発力によって磁心３１は電磁力付与部１から遠ざけられ、元の位置ｒ１に戻る。
【００２４】
圧縮バネ３２は、可動接点１５に対して固定接点１４とは反対側に設けられ、ホルダ４と可動接点１５とを連結する。なお、ホルダ４は磁心１３から、可動接点１５の固定接点１４とは反対側まで延びている。
【００２５】
可動接点１５が固定接点１４に接触した後、さらに磁心１３を電磁力付与部１に引き付けることで、圧縮バネ３２は圧縮されて反発力を生じる。当該反発力によって、可動接点１５は、固定接点１４側へと押し付けられる。よって、可動接点１５と固定接点１４との間の接触不良が防止される。
【００２６】
第１の磁束Ｂ１を発生させる制御と、第２の磁束Ｂ２を発生させる制御との切替えの具体的な態様について、図１及び図２を用いて説明する。図１及び図２には、制御部２が示されている。制御部２は、スイッチ２１と、切替部２２とを有する。スイッチ２１は、接点２１１〜２１３を含む。切替部２２は、接点２１１と接点２１３との接続（以下、「接続Ｓ１」という。）と、接点２１２と接点２１３との接続（以下、「接続Ｓ２」という。）との切替えを実行する。
【００２７】
第１の電磁石１１の巻線について、一端１１ａは電源９を介して接点２１３に接続され、他端１１ｂは接点２１１に接続されている。第２の電磁石１２の巻線について、一端１２ａは一端１１ａと同様に接点２１３に接続され、他端１２ｂは接点２１２に接続される。なお図１及び図２では、一端１１ａと一端１２ａとは同じものであって、第１及び第２の電磁石１１，１２に共有されている。
【００２８】
切替部２２からの指令によりスイッチ２１で接続Ｓ１が実行されると（図１）、第１の電磁石１１は第１の磁束Ｂ１を発生する。切替部２２からの指令によりスイッチ２１で接続Ｓ２が実行されると（図２）と、第２の電磁石１２は第２の磁束Ｂ２を発生する。
【００２９】
図３は、電磁力付与部１に印加される電圧Ｖの時間的変化（ｂ）と、電圧Ｖの印加に伴って電磁力付与部１に流れる電流Ｉの時間的変化（ａ）を、それぞれ示す。
【００３０】
切替部２２による接続Ｓ２は、接続Ｓ１の実行の開始（時間ｔ１）から所定の時間Δｔ経過後（時間ｔ２）に実行されることが望ましく、所定の時間Δｔとして、磁心１３の引き付けに必要な時間を採用することが特に望ましい。なぜなら、電磁力付与部１による磁心１３の引き付けが完了する前に、接続Ｓ２が実行されて磁心１３が元の位置ｒ１に戻ってしまうことが防止できるからである。
【００３１】
上述した内容は次のように把握することができる。すなわち、電磁力付与部１は、第１の磁束Ｂ１の発生開始（時間ｔ１）から所定の時間Δｔ経過後（時間ｔ２）に、第２の磁束Ｂ２を発生させる。
【００３２】
なお、図３では、時間ｔ３に電磁力付与部１への、電源９からの電力の供給が遮断される時間ｔ３において、磁心１３は元に位置ｒ１に戻る。
【００３３】
上述した電磁接触器において、第２の電磁石１２における巻線の巻回数Ｒ２は、第１の電磁石１１における巻線の巻回数Ｒ１よりも小さいことが望ましい。理由を以下に説明する。
【００３４】
第１の磁束Ｂ１は、第１の電磁石１１におけるアンペアターンを、後述するように磁心１３が電磁力付与部１に引き付けられるときの、磁心１３の磁気抵抗で除した値に依存する。第２の磁束Ｂ２は、第２の電磁石１２におけるアンペアターンを、後述するように磁心１３が電磁力付与部１に引き付けられた後の、磁心１３の磁気抵抗で除した値に依存する。
【００３５】
磁心１３と電磁力付与部１との距離が小さいほど、当該磁気抵抗は小さくなるので、巻回数Ｒ１と巻回数Ｒ１とがほぼ同じで、かつ第１及び第２の電磁石１１，１２の巻線のそれぞれに流す電流Ｉがほぼ同じであれば（例えば、図３（ａ）に示される電流Ｉ１）、第２の磁束Ｂ２が第１の磁束Ｂ１よりも大きくなってしまう。
【００３６】
よって、第２の電磁石１２における巻線の巻回数Ｒ２を、第１の電磁石１１における巻線の巻回数Ｒ１よりも小さくすることで、第１及び第２の電磁石１１，１２の巻線のそれぞれに同じ電流Ｉを供給する場合であっても、第２の磁束Ｂ２を第１の磁束Ｂ１よりも小さくすることができる。
【００３７】
しかも、第１の磁束Ｂ１から第２の磁束Ｂ２への切替は、第１の電磁石１１に供給していた電流を第２の電磁石１２に切り替えて供給するという、簡易な制御で行える。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明にかかる電磁接触器の構成を例示する断面図である。
【図２】本発明にかかる電磁接触器の構成を例示する断面図である。
【図３】（ａ）電磁接触器に印加される電圧Ｖと、（ｂ）電磁接触器に流れる電流Ｉの、それぞれの時間的変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  電磁力付与部
１１  第１の電磁石
１２  第２の電磁石
１３  磁心
１４  固定接点
１５  可動接点
ｔ１  時間
Δｔ  所定の時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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