(57)【要約】【課題】電磁部のコイルの巻数やコイルに流す電流等を増やさずにＦ接点の接点開離力を増大して接点溶着を防止する。【解決手段】コイル６の励磁により生じる磁気吸引力によって鉄心５に吸引される接極子７により接点駆動体１５が復帰ばね１６方向に移動してコンモン接点９とＦ接点１３とが接触する前に接点駆動体１５に対して復帰ばね１６の弾性力とともに副復帰ばね１９の弾性力を加えてコンモン接点９とＦ接点１３とが接触しているときに接点駆動体１５に加えられるばね負荷力を大きくする。このばね負荷力によりコイル６を励磁状態から無励磁状態に移行するとき接点駆動体１５を復帰させてコンモン接点９とＦ接点１３を開放するときの接点開離力を大きくして接点溶着が生じることを防ぐ。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁部と接点部とを有し、
前記電磁部には、鉄心に巻き回したコイルと、該コイルに流す電流により生じる磁気吸引力により前記鉄心に吸引される接極子とを有し、
前記接点部には、コンモン接点を有するＣ接点ばねと、前記電磁部を励磁しているときに前記コンモン接点と接触しているＦ接点を有するＦ接点ばねと、一方の端部が前記接極子の変位に追従して変位して前記コンモン接点とＦ接点を接触させる接点駆動体と、接点駆動体の他方の端部に対して前記接極子側に弾性力を与えている復帰ばねと、前記接極子により前記接点駆動体が前記復帰ばね方向に移動して前記コンモン接点とＦ接点とが接触する前であらかじめ定めた一定距離だけ移動した位置より前記接点駆動体に対して前記接極子側に弾性力を与える副復帰ばねとを有することを特徴とする電磁継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば信号保安装置等に使用する電磁継電器、特に接点溶着の防止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば鉄道輸送を安全、正確に行うための信号保安装置に使用する電磁継電器は、図５の構成図に示すように、電磁部２と接点部３がベース４に設けられてカバー（不図示）で覆われている。電磁部２には鉄心５に巻き回したコイル６と接極子７と空隙８を有し、磁気回路を構成する。接点部３にはコンモン接点９を有する片持ばねからなるＣ接点ばね１０と、Ｃ接点ばね１０より電磁部２側に設けられ、コイル６に電流を供給しないときコンモン接点９と接触しているＢ接点１１を有する片持ばねからなるＢ接点ばね１２と、Ｃ接点ばね１０に対してＢ接点ばね１２とは反対側に設けられコイル６に電流を供給しているときコンモン接点９と接触しているＦ接点１３を有する片持ばねからなるＦ接点ばね１４と、一方の端部が接極子７に係止する接点駆動体１５と、接点駆動体１５に対して接極子７側に弾性力を与える復帰ばね１６及びＢ接点ばね１２に係止するストッパー１７と、Ｆ接点ばね１４に係止するストッパーとを有する。
【０００３】
この電磁継電器でコイル６に電流を流すと接極子７は鉄心５に吸引されて接点駆動体１５を復帰ばね１６側に移動してＣ接点ばね１０を電磁部２とは反対側に変位させてコンモン接点９をＢ接点１１から離してＦ接点１３に接触させる。この状態でコイル６に流している電流を遮断すると、復帰ばね１６の弾性力により接点駆動体１５を電磁部２側に移動して接極子７を鉄心５から離すとともにコンモンばね１０を電磁部２側に変位させてコンモン接点９をＦ接点１３から離してＢ接点１１に接触させる。
【０００４】
この電磁継電器は、鉄道という環境における悪条件のもとで故障を起こさないとともに、故障を起こした場合でも危険側の事故となることを極力防止する必要がある。このためＦ接点の接点開離力を増大して接点溶着を防止することが必要である。
【０００５】
電磁継電器の接点溶着を防止するため、特許文献１に示された電磁継電器は、可動接点を有する可動接触片をコイルに電流を流したときに可動して可動接点を固定接点に接触させる可動鉄片に位置規制用係止片を設け、コイルに供給している電流を遮断にして可動接点を固定接点から離す時に、位置規制用係止片を可動接触片の可動接点近傍に係止させて可動鉄片の回動により可動接触片を強制的に回動して接点溶着を防止している。
【０００６】
また、特許文献２に示された電磁継電器は、可動接点を有する可動ばねの支持部より可動接点側と反対側に被当接片を設け、コイルに電流を流したときに回動して可動ばねを変位する接点駆動体には可動ばねの可動接点側に当接して可動接点を固定接点に接触させる押圧部と、接点駆動体の回転中心に対して押圧部と反対側に可動ばねの被当接片を押圧する復帰用押圧部を設け、コイルに供給している電流を遮断にして可動接点を固定接点から離す時に、接点駆動体の回動により復帰用押圧部で可動ばねの被当接片を押圧して可動接触片を強制的に回動して接点溶着を防止している。
【特許文献１】特開平６−１１１７０２号公報
【特許文献２】特開平９−２５９７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に示された接点溶着の防止方法は、図５に示すように接点駆動体１５で片持ばねからなるＣ接点ばね１０を変位させるフレクシャー方式やリフトオフ方式の電磁継電器には適用できず、この電磁継電器でＦ接点の接点開離力を増大して接点溶着を防止するには接点駆動体１５を押圧する復帰ばね１６の剛性を高めて弾性力を上げる必要がある。
【０００８】
この図５に示すようなフレクシャー方式の電磁継電器の接極子ストロークに対する復帰ばね１６とＣ接点ばね１０のばね系によるばね負荷力と電磁部２の磁気吸引力の変化特性を図６に示す。図６において、ばね負荷力特性Ａのａ点は電磁部２が無励磁の状態、ａ点〜ｂ点は電磁部２が励磁されて接極子７が鉄心５側に移動しているがＢ接点１１はコンモン接点９に接触している状態、ｂ点〜ｃ点はＢ接点１１の接点接触力相当分が急激にプラスされている状態、ｃ点はコンモン接点９がＢ接点１１から離れる点、ｃ点〜ｄ点はＢ接点１１からＦ接点１３に切り替わるまでの状態、ｄ点はコンモン接点９がＦ接点１３に接触する点、ｄ点〜ｅ点はＦ接点の接点接触力相当分が急激にプラスされている状態、ｅ点〜ｆ点はＦ接点１３がコンモン接点９に追従している状態、ｆ点は最終動作位置を示し、この最終動作位置におけるばね負荷力が最大になる。
【０００９】
電磁継電器の磁気吸引力特性Ｂに示すように、電磁継電器が動作するためには、磁気吸引力はばね負荷力より常に大きくなければならない。電磁継電器でＦ接点の接点開離力を増大して接点溶着を防止するために復帰ばねの剛性を高めてばね負荷力を大きくしたりすると、剛性変更前にばね負荷力と磁気吸引力が接近していた位置においては、ばね負荷力が磁気吸引力を超えてしまい、電磁継電器が正常に動作しなくなる。このため磁気吸引力もばね負荷力の増加に合わせて大きくする必要があり、電磁部２のコイル６の巻数を増やすか、コイル６に流す電流を大きくしたり、磁気抵抗を減らしたりあるいは鉄心や接極子に特性の優れた磁性材料を使用しなければならない。コイル６の巻数を増やしたりあるいはコイル６に流す電流を大きくすると、電磁継電器が大型化したりあるいは消費電力が増大するという短所がある。また、磁気抵抗を減らすためには鉄心や接極子が大きくなり電磁部が大型化してしまう。さらに、鉄心や接極子に特性の優れた磁性材料を使用するとコスト高になってしまう。
【００１０】
この発明は、このような短所を改善し、電磁部のコイルの巻数やコイルに流す電流を増やさずにＦ接点の接点開離力を増大して接点溶着を防止することができる電磁継電器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の電磁継電器は、電磁部と接点部とを有し、前記電磁部には、鉄心に巻き回したコイルと、該コイルに流す電流により生じる磁気吸引力により前記鉄心に吸引される接極子とを有し、前記接点部には、コンモン接点を有するＣ接点ばねと、前記電磁部を励磁しているときに前記コンモン接点と接触しているＦ接点を有する接点ばねと、一方の端部が前記接極子の変位に追従して変位して前記コンモン接点とＦ接点を接触させる接点駆動体と、接点駆動体の他方の端部に対して前記接極子側に弾性力を与えている復帰ばねと、前記接極子により前記接点駆動体が前記復帰ばね方向に移動して前記コンモン接点とＦ接点とが接触する前であらかじめ定めた一定距離だけ移動した位置より前記接点駆動体に対して前記接極子側に弾性力を与える副復帰ばねとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、電磁部のコイルの励磁により生じる磁気吸引力によって鉄心に吸引される接極子により接点駆動体が復帰ばね方向に移動してコンモン接点とＦ接点とが接触する前であらかじめ定めた一定距離だけ移動した位置より接点駆動体に対して復帰ばねの弾性力とともに副復帰ばねの弾性力を加えてコンモン接点とＦ接点とが接触しているときに接点駆動体に加えられるばね負荷力を大きくし、このばね負荷力によりコイルを励磁状態から無励磁状態に移行するとき接点駆動体を復帰させるから、コンモン接点とＦ接点を開放するときの接点開離力を大きくして接点溶着が生じることを防ぐことができる。
【００１３】
また、接点駆動体が復帰ばね方向に移動してコンモン接点とＦ接点とが接触する前であらかじめ定めた一定距離だけ移動して電磁部の鉄心と接極子の間の空隙が狭くなって、十分に大きい磁気吸引力が得られてから接点駆動体に対して副復帰ばねの弾性力を加えるから、磁気吸引力を増やさずに電磁継電器を安定して動作させることができる。
【００１４】
さらに、接点駆動体が復帰ばね方向に移動してコンモン接点とＦ接点とが接触する前に接点駆動体に対して副復帰ばねの弾性力を加えてコンモン接点とＦ接点とが接触する前に接点駆動体の移動速度を減少させるから、コンモン接点とＦ接点が接触する時のチャタリングを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１はこの発明の電磁継電器の構成図である。図に示すように電磁継電器１は、電磁部２と接点部３がベース４に設けられてカバー（不図示）で覆われている。電磁部２には鉄心５に巻き回したコイル６と接極子７と空隙８を有し、磁気回路を構成する。接点部３にはコンモン接点９を有する片持ばねからなるＣ接点ばね１０と、Ｃ接点ばね１０より電磁部２側に設けられ、コイル６に電流を供給しないときコンモン接点９と接触しているＢ接点１１を有する片持ばねからなるＢ接点ばね１２と、Ｃ接点ばね１０に対してＢ接点ばね１２とは反対側に設けられコイル６に電流を供給したときコンモン接点９と接触するＦ接点１３を有する片持ばねからなるＦ接点ばね１４と、一方の端部が接極子７と係止してＣ接点ばね１０を変位させる接点駆動体１５と、接点駆動体１５の他方の端部に対して接極子７側に弾性力を与える復帰ばね１６と、Ｂ接点ばね１２とＦ接点ばね１４とそれぞれ係止するストッパー１７，１８のほかにＦ接点ばね１４と復帰ばね１６の間に設けられ、接点駆動体１５が復帰ばね１６方向に移動してコンモン接点９とＦ接点１３とが接触する前であらかじめ定めた一定距離だけ移動して電磁部２の鉄心５と接極子７の間の空隙が狭くなったとき接点駆動体１５に対して接極子７側に弾性力を与える副復帰ばね１９と副復帰ばね１９と係止するストッパー２０を有する。
【００１６】
Ｃ接点ばね１０は接点駆動体１５の連結部２１で連結され、接点駆動体１５の移動により変位する。Ｂ接点ばね１２とＦ接点ばね１４は接点駆動体１５には連結されず、Ｃ接点ばね１０により変位する。副復帰ばね１９は電磁部２が無励磁のときストッパー２０により位置が抑制され、接点駆動体１５が復帰ばね１６方向に一定量移動したとき、先端部が接点駆動体１５に設けた副加圧部２２に押されて変位してストッパー２０から離れて接点駆動体１５に弾性力を与える。
【００１７】
この電磁継電器１の動作を図２の動作遷移図と図３の接極子ストロークに対するばね負荷力と電磁部２の磁気吸引力の変化特性図を参照して説明する。電磁部２のコイル６に電流を流していないとき、図２（ａ）に示すように、接点駆動体１５は復帰ばね１６とＣ接点ばね１０のばね系によるばね負荷力により電磁部２側に移動して接極子７を鉄心５から離して空隙８を形成している。この接点駆動体１５の移動によりコンモン接点９を有するＣ接点ばね１０がＢ接点ばね１２側に変位してコンモン接点９をＢ接点１１に接触させ押圧してＢ接点ばね１２を電磁部２側に変形してストッパー１７から離し、コンモン接点９とＢ接点１１の間に所定の接点接触力を与えている。このとき、副復帰ばね１９はストッパー２０により位置が規制されて接点駆動体１５の副加圧部２２から離れ、接点駆動体１５に副復帰ばね１９の弾性力を加えず、接点駆動体１５には復帰ばね１６とＣ接点ばね１０のばね系により、図３のａ点でばね負荷力Ｆａが加えられている。
【００１８】
この状態でコイル６に電流を流すと、図２（ｂ）に示すように、接極子７に磁気吸引力が作用して鉄心５側に吸引され接点駆動体１５を復帰ばね１６側に移動してＣ接点ばね１０を電磁部２とは反対側に変位させる。このとき接点駆動体１５には復帰ばね１６とＣ接点ばね１０のばね系によるばね負荷力が加えられ、副復帰ばね１９の弾性力は加えらていないから、図３に示すように、ａ点からｂ点の間において接点駆動体１５に加えられるばね負荷力は接極子７に作用する磁気吸引力を超えないで済み、接極子７を確実に移動させることができる。この接極子７の移動により空隙８の間隔が狭くなると接極子７に作用する磁気吸引力が大きくなり、復帰ばね１６が接点駆動体１５に加える弾性力も大きくなる。
【００１９】
接極子７が図３のｂ点に達すると、Ｂ接点ばね１２は、図２（ｂ）に示すように、ストッパー１７に接触する。接極子７が移動して図３のｂ点からｃ点の間でコンモン接点９とＢ接点１１の接点接触力に相当するばね負荷力（Ｆｃ−Ｆｂ）が接点駆動体１５に加えられる。接極子７が図３のｃ点に達するとコンモン接点９とＢ接点１１の接点接触力は零になってコンモン接点９とＢ接点１１が開になる。接極子７が図３のｃ点から移動して接極子７と鉄心５との間の空隙８が狭くなると、接極子７に作用する磁気吸引力は図３に示すように大きくなる。
【００２０】
さらに接極子７が移動して図３のｇ点に達すると、図２（ｃ）に示すように、接点駆動体１５の副加圧部２２が副復帰ばね１９の先端部に接触する。接極子７がｇ点から移動すると副復帰ばね１９はストッパー２０から離れ、接点駆動体１５には復帰ばね１６と副復帰ばね１９及びＣ接点ばね１０のばね系によるばね負荷力が加えられる。この接点駆動体１５に対して副復帰ばね１９で加える弾性力を含むばね負荷力と副復帰ばね１９の弾性力が加えられる副加圧部２２の位置は、図３に示すように磁気吸引力を超えないように設定されているから接極子７を確実に移動させることができる。
【００２１】
接極子７が図３のｇ点からｄ点に達すると、図２（ｄ）に示すように、コンモン接点９がＦ接点１３に接触し、接極子７が図３のｄ点からｅ点に移動する間に、コンモン接点９とＦ接点１３の接点接触力に相当するばね負荷力（Ｆｅ１−Ｆｄ１）が接点駆動体１５に加えられ、接極子７がｄ点を超えるとＦ接点ばね１４がストッパー１８から離れる。そして接極子７が鉄心５に接触する図３のｆ点に達すると動作を完了して接点駆動体１５にばね負荷力Ｆｆ１が加えられる。
【００２２】
このようにコンモン接点９がＢ接点１１から離れてＦ接点１３と接触する間に接点駆動体１５に副復帰ばね１９の弾性力を含むばね負荷力を加えるようにしたから、コイル６を励磁状態から無励磁状態に移行するときに接点駆動体１５に加えられるばね負荷力を、図３のばね負荷力特性Ａのように副復帰ばね１９を使用しない場合と比べて図３のばね負荷力特性Ａ１に示すように大きくすることができ、コンモン接点９とＦ接点１３の接点開離力を大きくして接点溶着が生じることを防ぐことができる。
【００２３】
また、コンモン接点９がＢ接点１１から離れてＦ接点１３と接触する間に接点駆動体１５に副復帰ばね１９の弾性力を加えるとともに副復帰ばね１９の弾性力を含むばね負荷力は磁気吸引力を超えることがないように設定されているから、磁気吸引力を増やさずに電磁継電器１を動作させることができる。
【００２４】
前記説明では、接点駆動体１５でＣ接点ばね１０を変位させるフレクシャー方式の電磁継電器１について説明したが、図４に示すように、接点駆動体１５でＦ接点１３を有するＦ接点ばね１４とＢ接点１１を有するＢ接点ばね１２を変位させるリフトオフ方式の電磁継電器１ａにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の電磁継電器の構成図である。
【図２】電磁継電器の動作を示す動作遷移図である。
【図３】副復帰ばねを設けた場合の接極子ストロークに対するばね負荷力と電磁部の磁気吸引力の変化特性図である。
【図４】この発明の他の電磁継電器の構成図である。
【図５】従来の電磁継電器の構成図である。
【図６】従来の電磁継電器の接極子ストロークに対するばね負荷力と電磁部の磁気吸引力の変化特性図である。
【符号の説明】
【００２６】
１；電磁継電器、２；電磁部、３；接点部、４；ベース、５；鉄心、６；コイル、
７；接極子、８；空隙、９；コンモン接点、１０；Ｃ接点ばね、１１；Ｂ接点、
１２；Ｂ接点ばね、１３；Ｆ接点、１４；Ｆ接点ばね、１５；接点駆動体、
１６；復帰ばね、１７；ストッパー、１８；ストッパー、１９；副復帰ばね、
２０；ストッパー、２１；連結部、２２；副加圧部。
【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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