(57)【要約】【課題】可動鉄心が固定鉄心に吸引されたときの衝撃による可動接触子のバウンス現象による接触子の消耗を抑える。【解決手段】操作電磁石１が励磁されると可動鉄心３が対向する固定鉄心２に吸引され、可動鉄心に連結された接触子支え６に保持された可動接触子７が可動鉄心３と一体に移動して各相一対の固定接触子９間を橋絡する電磁接触器において、可動接触子７と固定接触子９との接触面を可動鉄心３の吸引方向に対して平行に形成し、円筒状に形成した可動接触子７を固定接触子９の固定接点１１に転動接触させる。これにより、可動鉄心３と連動する可動接触子７が可動接触子７と固定接触子９との接触面に平行に運動し、可動接触子７が固定接触子９に対して跳躍することによるバウンス現象が抑えられる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作電磁石の可動鉄心に連結された接触子支えに各相の可動接触子が保持されるとともに、前記操作電磁石を収容するモールドケースに各相の一対の固定接触子が互いに対向するように固定され、前記操作電磁石が励磁されると前記可動鉄心が対向する固定鉄心に吸引され、前記可動鉄心と一体に移動した前記可動接触子が前記固定接触子間を橋絡して通電路を閉路する電磁接触器において、
前記可動接触子と固定接触子との接触面を前記可動鉄心の吸引方向に対して平行に形成したことを特徴とする電磁接触器。
【請求項２】
前記可動接触子を円筒状に形成するとともに前記接触子支えに回転可能に支持させ、この可動接触子の外周面を前記固定接触子の接触面に転動接触させ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】
平坦な案内面を形成する絶縁物のガイド部材を前記固定接触子に隣接させて設け、移動中の前記可動接触子を前記案内面上で転動させ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】
前記固定接触子の接触面に前記可動接触子に向って傾斜する勾配を設けたことを特徴とする請求項２記載の電磁接触器。
【請求項５】
前記可動接触子の外周面に微細な凹凸を多数設けたことを特徴とする請求項２記載の電磁接触器。
【請求項６】
前記可動接触子の端部にピニオンを同軸に固定するとともに、このピニオンと噛み合うラックを前記モールドケースに固定したことを特徴とする請求項２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、電磁石操作により電路を開閉する電磁接触器に関し、特に接触子の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記電磁接触器は周知であり、例えば特許文献１にも記載されている。図７は従来の電磁接触器の一例を示す概略構成図である。図７において、１は操作電磁石で固定鉄心２、可動鉄心３及び電磁コイル４からなり、これらはモールドケース５に収容されている。可動鉄心３に連結された接触子支え６には、各相の可動接触子７が接触スプリング８とともに保持され、モールドケース５には各相一対の固定接触子９が互いに対向するように固定されている。可動接触子７の両端には可動接点１０が接合され、固定接触子９の先端には固定接点１１が接合されている。可動鉄心３はモールドケース５と接触子支え６との間に挿入された復帰スプリング１２により付勢され、図示釈放状態において固定鉄心２から離されている。
【０００３】
電磁接触器の投入時には電磁コイル４が励磁され、可動鉄心３が対向する固定鉄心２に吸引される。それに伴い、可動接触子７は可動鉄心３と連動して直線的に図７の下方に移動し、可動接点１０が固定接点１１と接触して固定接触子９，９間を橋絡する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−５４００８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示したような従来の電磁接触器において、投入時に可動鉄心３が固定鉄心２に吸着されるまでの時間は数ミリ秒と短く、可動鉄心３は高速で固定鉄心２に衝突する。そのため、可動鉄心３は大きな衝撃力を受け、衝突の瞬間に固定鉄心２から離れるが、この可動鉄心３は固定鉄心２から引き続き吸引力を受けているため、再び固定鉄心２に接触する。このような可動鉄心３の接触と離間は衝撃力が減衰するまで続くが、可動鉄心３には可動接触子７が保持されているため、可動接触子７は可動鉄心３の挙動と同様、固定接触子９に対して跳躍するバウンス現象を生じる。図８は、そのときの可動接触子７の変位とアーク電圧を示すものである。
【０００６】
上述した可動接触子７のバウンス現象が生じると、アーク放電により接触子表面が溶融し、接触子表面の気化消耗で接触状態が変化する。そのため、接触抵抗の増加により異常発熱を生じたり、最悪の場合は可動接触子７が固定接触子９に溶着して開離できなくなったりすることがある。従って、可動接触子７のバウンス現象は、電磁接触器の動作信頼性を低下させる大きな要因となる。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、電磁接触器の投入時に可動鉄心が固定鉄心に衝突することによる可動接触子のバウンス現象を抑制し、接触子の接触信頼性の向上を図ることにある。
【０００８】
【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、操作電磁石の可動鉄心に連結された接触子支えに各相の可動接触子が保持されるとともに、前記操作電磁石を収容するモールドケースに各相の一対の固定接触子が互いに対向するように固定され、前記操作電磁石が励磁されると前記可動鉄心が対向する固定鉄心に吸引され、前記可動鉄心と一体に移動した前記可動接触子が前記固定接触子間を橋絡して通電路を閉路する電磁接触器において、前記可動接触子と固定接触子との接触面を前記可動鉄心の吸引方向に対して平行に形成するものである（請求項１）。
【０００９】
従来の電磁接触器では、一般に可動接触子と固定接触子との接触面は可動鉄心の吸引方向に対して直角に形成され、その結果として可動鉄心が固定鉄心に衝突した際に可動接触子にバウンス現象が発生する。請求項１の発明は、可動接触子と固定接触子との接触面を可動鉄心の吸引方向に対して平行に形成することにより、可動鉄心と連動する可動接触子の運動を可動接触子と固定接触子との接触面に平行に生じさせ、可動接触子のバウンス現象を抑えるものである。
【００１０】
請求項１の発明において、前記可動接触子を円筒状に形成するとともに前記接触子支えに回転可能に支持させ、この可動接触子の外周面を前記固定接触子の接触面に転動接触させるようにするのがよい（請求項２）。これにより、接触動作時の機械的な抵抗が減少するとともに、可動接触子は円周面が接触面として使用されるため、局所的な消耗が防止されて接触抵抗の安定化が図れる。
【００１１】
請求項２の発明において、平坦な案内面を形成する絶縁物のガイド部材を前記固定接触子に隣接させて設け、移動中の前記可動接触子を前記案内面上で転動させるようにするのがよい（請求項３）。これにより、投入時には可動接触子をガイド部材上で予め転動させ、固定接触子との接触を円滑にすることができるとともに、釈放時には固定接触子から開離した可動接触子をガイド部材上で転動させ、固定接触子との間で生じたアークの足の位置を転動する可動接触子の外周面上で常に変化させてアークを冷却し、消弧時間の短縮を図ることができる。
【００１２】
また、請求項２の発明において、前記固定接触子の接触面に前記可動接触子に向って傾斜する勾配を設けるとよい（請求項４）。これにより、可動接触子と固定接触子との接触圧力が高まる。
【００１３】
更に、請求項２の発明において、前記可動接触子の外周面に微細な凹凸を多数設けたるとよい（請求項５）。これにより、可動接触子外周面の摩擦が増大し、固定接触子と接触する際の転動が円滑になる。
【００１４】
更にまた、請求項２の発明において、前記可動接触子の端部にピニオンを同軸に固定するとともに、このピニオンと噛み合うラックを前記モールドケースに固定することができる（請求項６）。これにより、可動接触子の転動がより確実になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施の形態を示す電磁接触器の要部斜視図である。なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用いるものとする。図１において、従来例との相違は、可動接触子７と固定接触子９との接触面（図示の場合は固定接点１１の上面）が、矢印で示す可動鉄心３の吸引方向に対して平行に形成されている点である。ここで、接触子支え６は左右一対のばち形の側板６ａと、これらを連結する連結バー６ｂとからなり、連結バー６ｂはロッド１３を介して可動鉄心３に連結されている。
【００１６】
一方、可動接触子７は円筒状に形成され、両端に一体に突出する軸部７ａを介して、軸受１４により回転可能に支持されている。軸受１４は耐熱性の絶縁物からなり、接触子支え６の側板上に結合されている。三相（３本）の可動接触子７は可動鉄心３の吸引方向に沿って等間隔で配列され、これらの可動接触子７に対向するように、３対の固定接触子９がモールドケース５上に固定されている。また、モールドケース５上には、各相の固定接触子９に隣接して、固定接点１１の上面と平行に平坦な案内面を形成する絶縁物のガイド部材１５がそれぞれ設けられている。図示釈放状態において、可動接触子７はガイド部材１５上に待機している。
【００１７】
図１において、電磁コイル４が励磁されると可動鉄心３が固定鉄心２に吸引され、可動接触子７は接触子支え６を介して可動鉄心３と一体に、実線矢印の方向に直線的に移動する。これにより、可動接点１０は固定接点１１と接触し、可動接触子７は固定接触子９，９間を橋絡する。その後、電磁コイル４の励磁が解かれると、モールドケース５と一体のばね受け板１ａと接触子支え６との間に挿入された圧縮コイルばねからなる復帰スプリング１２の作用により、可動鉄心３及び接触子支え６は破線矢印方向に押し戻され、図示釈放状態に復帰する。
【００１８】
図２は図１における接触子部分の一相分の拡大図、図３は図２（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩＩ線に沿う断面図である。図２（Ａ）及び図３は投入過程を示し、可動鉄心３が吸引されて直線矢印方向に移動する可動接触子７は、ガイド部材１５上を曲線矢印方向に転動し、次いで固定接点１１上に駆け上って図２（Ｂ）に示す位置で停止する。
【００１９】
図３に示すように、固定接触子９とモールドケース５との間には、圧縮コイルばねからなる接触スプリング１６が挿入されており、固定接触子９は二点鎖線で示すように、釈放状態で固定接点１１の上面がガイド部材１５から若干突出するように、モールドケース５と一体の図示しないストッパで高さ位置が規制されている。そこで、ガイド部材１５上を転動して固定接触子９に向う可動接触子７が固定接点１１に乗ると、固定接触子９は固定接点１１の上面がガイド部材１５と同一面になる図示状態まで押し下げられ、圧縮された接触スプリング１６により可動接触子７と固定接点１１との間に適度の接触圧力が生じる。
【００２０】
図１〜図３に示した電磁接触器によれば、投入時に可動接触子７は固定接触子９の接触面に対して平行に移動するため、可動接触子７が固定接触子９の接触面に垂直に衝突する従来構成のような大きな衝撃は生じない。また、可動接触子７は円筒状に形成され、その外周面が固定接触子９の接触面に転動接触するため、平面同士が摺動接触する場合に比べて接触時の機械的な抵抗が減少し、操作電磁石１の小型が図れるとともに、外周面が接触面として使用される可動接触子７は接触点がその都度変るため、局所的な消耗が防止され接触抵抗が安定する。
【００２１】
一方、釈放時には可動接触子７は図３の矢印と反対方向に転動しながら固定接点１１上からガイド部材１５上に移動するが、その際、可動接触子７と固定接点１１との間にアークが発生しても、アークは可動接触子７側の足の位置が転動する可動接触子７の外周面上で常に変化しながら引き伸ばされるため冷却されやすく、アーク電圧の上昇による消弧が促進される。
【００２２】
図４は、異なる実施の形態を示す接触子部分の断面図である。この実施の形態では、固定接触子９の接触面に可動接触子７に向って傾斜する勾配が設けられている。この実施の形態によれば、勾配の分だけ接触スプリング１６の圧縮しろが増えるので、可動接触子７と固定接触子１１との接触圧力が高まる。また、その場合、釈放状態での固定接点１１のガイド部材１５側の高さ位置をガイド部材１５と同一面に合わせれば、投入時に可動接触子７がガイド部材１５から固定接点１１に移動する際の段差が解消し、可動接触子７の移動が円滑になる。
【００２３】
図５は、更に異なる実施の形態を示す接触子部分の断面図である。この実施の形態では、可動接触子７の外周面に微細な凹凸、図示の場合は軸方向の多数の溝が設けられている。この実施の形態によれば、可動接触子７の外周面の摩擦が増大し、ガイド部材１５や固定接触子９の接触面上での転動が確実になる。
【００２４】
図６は、更に異なる実施の形態を示す接触子部分の斜視図である。この実施の形態では、可動接触子７の端部にピニオン１７が同軸に固定される一方、モールドケース５の上面にピニオン１７と噛み合うラック１８が固定されている。この実施の形態によれば、可動接触子７の転動がピニオン１７とラック１８との噛み合いにより一層確実になる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、可動接触子と固定接触子との接触面を可動鉄心の吸引方向に対して平行に形成することにより、可動鉄心が固定鉄心に衝突した際の反発と離間に伴う可動接触子の運動が可動接触子と固定接触子との接触面と平行に生じるため、可動接触子にバウンス現象が生じることがない。その結果、アークによる接触子の消耗が低減し、長期間に渡って高い接触信頼性が保持させることができる。
【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要部斜視図である。
【図２】図１の要部拡大図で、（Ａ）は投入過程を示し、（Ｂ）は投入状態を示す。
【図３】図２（Ａ）の  ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】異なる実施の形態を示す接触子部分の断面図である。
【図５】更に異なる実施の形態を示す接触子部分の断面図である。
【図６】更に異なる実施の形態を示す接触子部分の斜視図である。
【図７】従来例を示す電磁接触器の側面図である。
【図８】図７の電磁接触器における可動接触子のバウンス現象を示す線図である。
【符号の説明】
１    操作電磁石
２    固定鉄心
３    可動鉄心
４    電磁コイル
５    モールドケース
６    接触子支え
７    可動接触子
９    固定接触子
１１    固定接点
１２    復帰スプリング
１４    軸受
１５    ガイド部材
１６    接触スプリング
１７    ピニオン
１８    ラック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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