(57)【要約】【課題】クッション作用が高く場所を取らない固定鉄心の緩衝機構を実現する。【解決手段】固定鉄心１の両端面に突出部４を一体に設け、この突出部４に板材からなる緩衝材５を縦に装着し、この緩衝材５を支持脚として固定鉄心１を電磁接触器の下部ケース７に支持させる。板状の緩衝材５を縦向きに用いることによりばね高さＨを容易に大きく取ることができ、高いクッション作用が得られるとともに、固定鉄心１の両側に緩衝材５の板厚程度の空間があれば設置できるので場所を取らず、また緩衝材５は板材から打ち抜けるので製作費も安価である。【選択図】　　　　図１
2004047141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部ケースと上部ケースとからなる絶縁ケース内に、互いに対向する固定鉄心と可動鉄心とを有する電磁石を備え、前記下部ケースに支持された前記固定鉄心に電磁コイルが装着されるとともに、前記可動鉄心に接点機構が連結され、前記電磁コイルが励磁されると前記可動鉄心が復帰ばねに抗して前記固定鉄心に吸引され、前記接点機構の切り換えが行われる電磁接触器において、前記固定鉄心の左右端面に突出部を形成するとともに、板面に穴部を形成した板状の緩衝材を左右一対に設け、この緩衝材を前記突出部と前記穴部とを嵌合させて前記固定鉄心に縦向きに装着し、この固定鉄心を前記緩衝材を支持脚として前記下部ケースに支持させたことを特徴とする電磁接触器。
【請求項２】
前記緩衝材の上面を前記下部ケース又は上部ケースの一部で押さえ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。
【請求項３】
前記上部ケースに前記下部ケースに入り込む脚部を設け、この脚部で前記緩衝材の上面を押さえるようにしたことを特徴とする請求項２記載の電磁接触器。
【請求項４】
前記上部ケースの脚部と前記下部ケースとを係合させることにより、前記上部ケースと下部ケースとを連結したことを特徴とする請求項３記載の電磁接触器。
【請求項５】
前記電磁コイルのボビンの一部で前記緩衝材の上面を押さえるとともに、前記ボビンを前記上部ケースの一部で押さえ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。
【請求項６】
前記緩衝材の下端部を前記固定鉄心の下面よりも下方に突出させたことを特徴とする請求項１記載の電磁接触器。
【請求項７】
前記緩衝材を前記下部ケースの内壁面と前記固定鉄心の左右端面との間に挟み込む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。
【請求項８】
前記下部ケースの側壁の内側に横断面凸形の凹部を設け、この凹部に前記緩衝材を嵌め込んでその周囲を保持す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。
【請求項９】
前記固定鉄心の突出部の付け根に階段状の拡幅部を形成し、この拡幅部の端面を前記緩衝材の板面に突き当てるようにしたことを特徴とする請求項７記載の電磁接触器。
【請求項１０】
前記固定鉄心の突出部が前記緩衝材の凹部に嵌入する長さを前記緩衝材の板厚よりも小さくしたことを特徴とする請求項７記載の電磁接触器。
【請求項１１】
前記緩衝材の外縁部又は内部の一部を切り欠き又は打ち抜いたことを特徴とする請求項１記載の電磁接触器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁石操作により接点機構を切り換える電磁接触器に関し、詳しくは電磁石の緩衝構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁接触器は一般に、下部ケースと上部ケースとからなる絶縁ケース内に、互いに対向する固定鉄心と可動鉄心とを有する電磁石を備え、下部ケースに支持された固定鉄心に電磁コイルが装着されるとともに、可動鉄心に接点機構が連結され、電磁コイルが励磁されると可動鉄心が復帰ばねに抗して固定鉄心に吸引され、接点機構の切り換えが行われる構造となっている。このような電磁接触器においては、可動鉄心の吸引時に固定鉄心や接点機構に衝撃が生じる。特に、交流電源にて駆動される電磁石を用いる電磁接触器（交流電磁接触器）の動作は、直流電源にて駆動されるものよりも高速に作動するため衝撃が大きく、機器としての機械的寿命の低下や接点のチャタリングなどの問題が生じる。このようなことから、交流電磁接触器には通常、衝撃緩和のための緩衝機構が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した緩衝機構として、特開平６−５１８２号公報に記載された構造がある。これは、固定鉄心の両端外面に突出片を設ける一方、電磁接触器ボディにこの突出片を支持する支持部を設け、これら突出片と支持部との間に湾曲状の弾性金属などからなる緩衝材を挿入したものである。この緩衝機構は、固定鉄心と支持部との間の緩衝材により可動鉄心と固定鉄心との衝突による衝撃力を吸収するものであるが、固定鉄心と支持部との間に挟み込める緩衝材はごく薄く小さなものにならざるを得ず、その衝撃緩衝効果も限定的である。また、この緩衝材は固定鉄心の上方への動きは規制することができず、固定鉄心の緩衝材による跳ね返りによって、一度は吸着された可動鉄心が再び固定鉄心から分離し、接点も再び開離してしまう可能性がある。従って、このような上方への跳ね返りを抑制するためには別途の手段を講じなければならず、その場合には電磁接触器の構造が複雑になる。
【０００４】
一方、すでに従来製品に採用されている緩衝機構として、図９及び図１０に示したものがある。ここで、図９は固定鉄心の斜視図、図１０は固定鉄心の両端に装着される緩衝材の斜視図である。図９に示すように、固定鉄心３１の両端には突出部３２が一体形成され、この突出部３２に図１０に示した緩衝材３３が装着される（図９では右端の突出部３２にのみ緩衝材３３を装着した状態を示している。）。緩衝材３３はゴムの成形品で、突出部３２と嵌合する凹部３４を有する中空箱状の枠体として構成され、凹部３４内の上下面に複数のフィン３５が櫛歯状に形成されている。この緩衝材３３は凹部３４を介して突出部３２に弾性的に嵌め込まれ、フィン３５の先端が突出部３２の上下面に当接する。緩衝材３３が装着された固定鉄心３１は、両端が緩衝材３３を介して下部ケースの段部に支持され、緩衝材３３の上面が上部ケースの一部で押さえられることにより固定される。
【０００５】
図９及び図１０に示した構造では、固定鉄心３１の上下方向の動きが緩衝材３３のフィン３５により適度な弾性及び粘性をもって抑制されるが、緩衝材３３はクッション性を高めるためフィン３５を突出部３２と当接させている。そのため、突出部３２と緩衝材３３との前後方向（固定鉄心の厚さ方向）の接触面積（受圧面積）が小さく、緩衝材３３の内部応力を抑えるためには左右方向（凹部３４の深さ方向）の寸法を大きくする必要がある。その結果、固定鉄心３１に形成する突出部３２も大きくなり固定鉄心３１が大型化する。また、ゴムの成形品からなる緩衝材３３は圧縮成形あるいは射出成形による製造手法を用いなければならず、成形金型の初期投資や成形費用などコストが高い。そのため、図示の構造は小型化及び低コスト化に限界があり、現状では容量の大きな電磁石を使用した大型の電磁接触器への適用に留まっている。
【０００６】
また、やはり製品化されている別の従来構造として、図１１に示したものが知られている。図１１は電磁接触器の固定鉄心部分の要部分解斜視図である。図１１において、下部ケース４１に収容された固定鉄心４２の下面と下部ケース４１の底面との間にゴムの板材からなる緩衝材４３が敷かれるとともに、Ｅ形鉄心からなる固定鉄心４２の中央脚に装着される電磁コイル４４のボビン４５と固定鉄心４２との間に円錐形のコイルばね４６が設置されており、固定鉄心４２の上方向の動きが抑制されている。なお、ボビン４５は、図示しない上部ケースの一部で上から押さえられている。この緩衝機構は構造簡単であるが、上部緩衝材としてのコイルばね４６は粘性がないため、固定鉄心４２の振動減衰が遅くなるとともに、底部の緩衝はゴムの板厚方向の変形で行うため、次に説明するように緩衝材の変形量が小さく十分な緩衝機能が得られない。
【０００７】
すなわち、固定鉄心４２の底面と下部ケース４１との間に挟まれるように挿入された板状の緩衝材４３は、図１２に示すように短いばね（ばね定数Ｋ）５１を多数並べた状態と考えられる。このときのばね５１の本数をｎ本とし、固定鉄心４２にＦの力が作用していると仮定すると、全体のばね定数はｎＫであり、また各ばね５１に作用する力はＦ／ｎ、そのときの沈み込む量（変位）はＦ／ｎＫと求められる。固定鉄心４２をさらに柔軟に保持する目的でばね定数を低下させるためには、ばね５１の個数を減らすようにする、つまり緩衝材の面積を低減させることが従来から行われていた。ばね力の減少率をｍとするとばね５１の個数を全体でｎ／ｍとして固定鉄心４２を保持することになり、全体のばね定数はｎＫ／ｍに低減されるが、各ばね５１の応力はｍ倍に増加してｍＦ／ｎとなる。このように、各ばね５１の応力はばね定数の減少量に逆比例して増加することになるので、ゴム自体の寿命が短くなる。よって、接触面積の減少によるばね定数の低減には限界があることがわかる。また、緩衝材の板厚を大きくしてばね定数Ｋを下げようとすると、固定鉄心の設置高さが大きくなり、結果として電磁接触器の大型化を招くことになる。
【０００８】
この発明は、上述した状況の下でなされたものであり、その課題は、十分な緩衝性能を実現しながら、構造簡単で設置スペースが小さく、かつ安価な緩衝機構を備えた電磁接触器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、下部ケースと上部ケースとからなる絶縁ケース内に、互いに対向する固定鉄心と可動鉄心とを有する電磁石を備え、前記下部ケースに支持された前記固定鉄心に電磁コイルが装着されるとともに、前記可動鉄心に接点機構が連結され、前記電磁コイルが励磁されると前記可動鉄心が復帰ばねに抗して前記固定鉄心に吸引され、前記接点機構の切り換えが行われる電磁接触器において、前記固定鉄心の左右端面に突出部を形成するとともに、板面に穴部を形成した板状の緩衝材を左右一対に設け、この緩衝材を前記突出部と前記穴部とを嵌合させて前記固定鉄心に縦向きに装着し、この固定鉄心を前記緩衝材を支持脚として前記下部ケースに支持させるものである（請求項１）。
【００１０】
この発明は、板状の緩衝材を板厚方向ではなく、縦向き（板面に平行な方向）に変形させて緩衝作用を得るものである。この構成では、固定鉄心の設置高さを保ったままで緩衝材の高さを大きくすることができ、次に述べるように大きな変形を得ることができる。すなわち、高さの大きい緩衝材は、図１３に示すようにばね５１を直列に接続した状態に置き換えることができる。図１３では、ばね５１を直列に２本接続した状態を示している。これは緩衝材５の高さが２倍になった例であり、この状態で従来例と同様にばね定数と応力の関係を求めると次のようになる。同一高さ当りのばね定数をｎＫとしたとき、直列に接続していることから、全体のばね定数はｎＫ／２と従来例の半分になり、保持の剛性が低下したことになる。このとき、図１２の場合と同じ力Ｆが固定鉄心１に作用すると、緩衝材５の全体の変形量は２倍となるが、同一厚さ当りのばねの変形量は変わらないことから、応力はＦ／ｎとなり従来例と同一である。つまり、緩衝材５の寿命を低下させることなく固定鉄心１を柔軟に保持することが可能となる。
【００１１】
請求項１において、前記緩衝材の上面を前記下部ケース又は上部ケースの一部で押さえるようにするのがよい（請求項２）。これにより、固定鉄心の上方への動きを規制することができる。その場合、前記上部ケースに前記下部ケースに入り込む脚部を設け、この脚部で前記緩衝材の上面を押さえるようにするとよい（請求項３）。更にその場合、前記上部ケースの脚部と前記下部ケースとを係合させることにより、前記上部ケースと下部ケースとを連結すれば、上部ケースを下部ケースに固定する別途の手段が不要になる（請求項４）。
【００１２】
請求項１において、緩衝材の上面を押さえる手段として、前記電磁コイルのボビンの一部で前記緩衝材の上面を押さえるとともに、前記ボビンを前記上部ケースの一部で押さえるようにすることができる（請求項５）。
【００１３】
請求項１において、前記緩衝材の下端部を前記固定鉄心の下面よりも下方に突出させれば、緩衝材の高さを増やす上で有利となるとともに、下部ケースの平らな底面に緩衝材を直に載せることができ、下部ケースの構造が簡単になる（請求項６）。
【００１４】
請求項１において、前記緩衝材を前記下部ケースの内壁面と前記固定鉄心の左右端面との間に挟み込むようにするのがよく、これにより固定鉄心の左右方向の位置決めが容易に行なえる（請求項７）。その場合、前記下部ケースの側壁の内側に横断面凸形の凹部を設け、この凹部に前記緩衝材を嵌め込んでその周囲を保持するようにすれば、縦向きの板材からなる緩衝材の固定鉄心側への倒れ込みや屈曲、横方向へのずれなどを確実に抑制することができる（請求項８）。
【００１５】
請求項７において、前記固定鉄心の突出部の付け根に階段状の拡幅部を形成し、この拡幅部の端面を前記緩衝材の板面に突き当てるようにすれば、固定鉄心端面と緩衝材との接触面積が減り、この接触面での摩擦や緩衝材の磨耗が減少する（請求項９）。
【００１６】
請求項７において、前記固定鉄心の突出部が前記緩衝材の凹部へ嵌入する長さを前記緩衝材の板厚よりも小さくすれば、固定鉄心突出部が下部ケースと接触せず、この接触による新たな衝撃力の発生を防ぐことができる（請求項１０）。
【００１７】
請求項１において、前記緩衝材の外縁部又は内部の一部を切り欠き又は打ち抜けば、緩衝材の剛性を容易に変更、調整することが可能である（請求項１１）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜図３はこの発明の基本的な実施の形態を示すもので、図１は交流電磁接触器の下部ケースに収納された固定鉄心の横断面図、図２は図１における固定鉄心と緩衝材の分解斜視図、図３は緩衝材が装着された固定鉄心の斜視図である。図１〜図３において、固定鉄心１はＥ形で、周知の通り図示形状に打ち抜かれた多数の珪素鋼鈑がリベット２により締結されて構成され、左右脚の磁極部にはくま取りコイル３（図１）が取り付けられている。ここで、固定鉄心１の左右端面には、平角形状の突出部４が同時打ち抜きにより一体に形成されている。
【００１９】
一方、５は左右一体に設けられた方形板状の緩衝材で、板面の略中央に固定鉄心１の突出部４と嵌合する長方形の穴部（貫通穴）６を有している。緩衝材５は、一定の厚さを持つゴムの板材から、打ち抜きあるいは切断により製作される。この緩衝材５は、突出部４と穴部６との嵌合により、固定鉄心１の端面に接するように、図示の通り縦向きに装着される。そして、固定鉄心１は緩衝材５を支持脚として、図１に示すように電磁接触器の下部ケース７に支持される。緩衝材５は下部ケース７の底面の段部７ａ上に載置され、固定鉄心１の下面と下部ケース７の底面との間に一定の隙間８が設けられている。また、緩衝材５は下部ケース７の内壁面と固定鉄心１の左右端面との間に挟み込まれている。
【００２０】
図示構成において、固定鉄心１の中央脚に装着された図示しない電磁コイルが励磁されると、図示しない可動鉄心が固定鉄心１に吸引され、可動鉄心が固定鉄心１に衝突して衝撃が生じる。この衝撃は緩衝材５のクッション作用により吸収されるが、その際、図示構成によれば板状の緩衝材５は縦向きに用いられ、固定鉄心１（突出部４）と下部ケース７との間に大きな高さＨが取れるため、緩衝材５の力学的エネルギの吸収能が大きく、すぐれた緩衝作用が得られる。しかも、緩衝材５は固定鉄心１の端面に装着されるため、固定鉄心１を下部ケース７内で持ち上げなくても十分な高さＨが得られ、また固定鉄心１の両側に必要なスペースも緩衝材５の板厚程度で済み、下部ケース７を大型化することがない。特に、図１に示すように緩衝材５を下部ケース７の内壁面と固定鉄心１の端面との間に挟み込むことにより、緩衝材５の収容スペースが最小限になり、同時に固定鉄心１の左右方向の位置決め固定が行われる。一方、板状の緩衝材５は既製の板材から容易に打ち抜かれ、あるいは切り出されるため、型成形するものに比べて安価に製作される。
【００２１】
緩衝材５に用いる板状の弾性材としては、天然ゴム及び合成ゴムの他、ゴム状弾性を示す各種のゴム類似物質が使用可能であるが、特に耐熱性、耐薬品性、耐老化性を強化した合成ゴム、例えばニトリルゴムやエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）が有用である。
【００２２】
図１において、緩衝材５の上面を下部ケース７又は図示しない上部ケースの一部で押さえれば、固定鉄心１の上方への跳ね返りなどを柔軟に規制することができる。図４は、上部ケースにより緩衝材５を押さえた実施の形態を示すもので、電磁接触器の要部を破断した斜視図である。図４において、下部ケース７に装着される上部ケース９には、下部ケース７に入り込む左右一対の脚部１０が一体に設けられ、この脚部１０は上部ケース９の図示装着状態において、その下面で緩衝材５の上面を押さえるようになっている。また、図示の場合、脚部１０の外側面には下部ケース７の側壁の図示しない凹部と係合する突起１１が一体形成され、上部ケース９は突起１１を介して下部ケース７と弾性的に連結されるようになっている。これにより、上部ケース９を下部ケース７に固定する別途の連結手段が不要である。
【００２３】
なお、図４では上部ケース９の一部で緩衝材５を押さえる実施の形態を示したが、下部ケース７の内壁面に緩衝材５の上面に被さる突出部をひさし状に設け、固定鉄心１に装着した緩衝材５を横方向からスライドさせて突出部の下に挿入するなど、下部ケース７の一部で緩衝材５の上面を押さえることも可能である。
【００２４】
図５は、電磁コイルのボビンにより緩衝材を押さえた実施の形態を示すもので、下部ケース内部の斜視図ある。図５において、図示しない巻線が巻かれる電磁コイルのボビン１２は、下部フランジ１３が左右に延長され、この延長部は窓穴１４に固定鉄心１の左右脚部を通過させ、その端部で緩衝材５の上面を押さえている。ボビン１２は、図示しないが下部ケース７に装着される上部ケースの一部が上部フランジ１５に当接して固定される。この構成によれば、新たな部品を追加することなく、既存ボビンの形状の変更だけで固定鉄心１の上方への跳ね返り防止に対応することができる。
【００２５】
図６は、緩衝材の下端部を固定鉄心の下面よりも下方に突出させた実施の形態を示すもので、下部ケース内の固定鉄心の横断面図である。図６において、固定鉄心１に装着された緩衝材５は、下端部が固定鉄心１の下面よりも下方に突出し、その下端面は下部ケース７の平らな底面に直に載置されている。この構成によれば、突出部４と下部ケース７との間の緩衝材５の高さＨを容易に増やすことができ、また固定鉄心１の下方に隙間８を生じさせるための下部ケース７の段部が不要であるため、下部ケース７の構造が簡単になる。
【００２６】
また、図６において、固定鉄心１の突出部４の付け根に、階段状の拡幅部１６が形成され、この拡幅部１６の端面は緩衝材５の板面に突き当てられている。この構成によれば、緩衝材５が固定鉄心１の端面に直に接する場合（図１）に比べて、固定鉄心１と緩衝材５との接触面積が減り、この面での摩擦や緩衝材５の磨耗が減少する。更に図６において、突出部４の穴部６への嵌入長さＬは緩衝材５の板厚ｔよりも小さく、突出部４の端面と下部ケース７の内壁面との間には、隙間１７が設けられている。この構成によれば、突出部４と下部ケース７と接触がなく、固定鉄心１に衝撃が加わった際に、突出部４と下部ケース７とが擦れて新たな衝撃力が発生することが防止される。隙間１７は緩衝材５を薄肉に残し、穴部６を底付き穴としてもよい。
【００２７】
図７は、緩衝材５を下部ケース７により周囲から保持するようにした実施の形態を示すもので、固定鉄心及び緩衝材５を横断面で示した下部ケース内の斜視図ある。図７において、下部ケース７の側壁の内側には、横断面凸形の凹部１８が上下方向に設けられ、この凹部１８にその上面開口から嵌め込まれた緩衝材５は、その周囲が凹部１８の壁面と接して保持されている。この構成によれば、縦向きの板材からなる緩衝材５の固定鉄心側への倒れ込みや屈曲、横方向へのずれなどが確実に抑えられる。
【００２８】
図８は、緩衝材の一部を切り欠き又は打ち抜いた実施の形態を示す斜視図である。図８において、（Ａ）は緩衝材５の上下縁部に切欠１９を設けたもの、（Ｂ）は緩衝材５の内部に穴部６に連続させて角穴２０を打ち抜いたものである。この構成によれば、緩衝材５の板厚は一定のままで、その剛性を容易に変更、調整することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、板状の緩衝材を固定鉄心に縦向きに装着し、この固定鉄心を緩衝材を支持脚として下部ケースに支持させることにより、十分な緩衝性能を有し、構造簡単で設置スペースが小さく、かつ安価な緩衝機構を備えた電磁接触器を実現することができる。
【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固定鉄心部分の横断面図である。
【図２】図１における固定鉄心と緩衝材の分解斜視図である。
【図３】図１における固定鉄心と緩衝材の斜視図である。
【図４】図１における緩衝材の上面を上部ケースで押さえた電磁接触器の要部を破断した斜視図である。
【図５】図１における緩衝材の上面を電磁コイルのボビンで押さえた電磁接触器の下部ケース内を示す斜視図である。
【図６】この発明の異なる実施の形態を示す電磁接触器の固定鉄心部分の横断面図である。
【図７】この発明の更に異なる実施の形態を示す電磁接触器の固定鉄心部分の横断斜視図である。
【図８】図１における緩衝材の異なる実施の形態を示す斜視図で、（Ａ）は緩衝材の外縁部を切り欠いた場合、（Ｂ）は緩衝材の内部を打ち抜いた場合である。
【図９】従来例を示す固定鉄心の斜視図である。
【図１０】図９における緩衝材の斜視図である。
【図１１】異なる従来例を示す電磁接触器の要部分解斜視図である。
【図１２】図１１における緩衝材の緩衝作用を説明する図である。
【図１３】図１における緩衝材の緩衝作用を説明する図である。
【符号の説明】
１　　固定鉄心
４　　突出部
５　　緩衝材
６　　穴部
７　　下部ケース
９　　上部ケース
１０　　脚部
１６　　拡幅部
１９　　切欠
２０　　角穴
【図１】
2004047141.tif 000003
【図２】
2004047141.tif 000004
【図３】
2004047141.tif 000005
【図４】
2004047141.tif 000006
【図５】
2004047141.tif 000007
【図６】
2004047141.tif 000008
【図７】
2004047141.tif 000009
【図８】
2004047141.tif 000010
【図９】
2004047141.tif 000011
【図１０】
2004047141.tif 000012
【図１１】
2004047141.tif 000013
【図１２】
2004047141.tif 000014
【図１３】
2004047141.tif 000015