(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復移動可能なクロスバーに固定された可動接点を有する接触子と、上記可動接点と対向して固定された固定接点とを備えた電磁開閉器において、
移動部材を有し、この移動部材を第１の動作により所定量並進変位すると共に、第２の動作により復帰する駆動部と、
一端部が前記クロスバーを押圧可能な部位に配置されて片持ち梁状に他端が固定される弾性部材としての第１の辺部と、この第１の辺部の先端部近傍に一端側が連結され、他端側が前記移動部材に固定されて前記第１の辺部に対向する第２の辺部とを有し、略Ｖ状を呈するように前記第１の辺部および第２の辺部が固定される押圧部材と、
上記可動接点と上記固定接点とを閉成させる方向へのクロスバーの移動により縮み、上記可動接点と上記固定接点とを開放させる方向へのクロスバーの移動により伸張する弾性部材と、
を備え、
上記駆動部の移動部材の上記第１の動作によって第２の辺部を介して第１の辺部を回転させることにより第１の辺部の先端部で前記クロスバーを押圧移動させて前記可動接点と上記固定接点とを閉成させ、上記駆動部の移動部材の上記第２の動作および前記弾性部材によって第２の辺部を復帰させることで前記可動接点と上記固定接点とを開放させることを特徴とする電磁開閉器。
【請求項２】
往復移動可能なクロスバーに固定された可動接点を有する接触子と、上記可動接点と対向して固定された固定接点とを備えた電磁開閉器において、
移動部材を有し、この移動部材を第１の動作により所定量並進変位すると共に、第２の動作により復帰する駆動部と、
一端部が前記クロスバーに連結されて他端が固定される弾性部材としての第１の辺部と、この第１の辺部の先端部近傍に一端側が連結され、他端側が前記移動部材に固定されて前記第１の辺部に対向する第２の辺部とを有し、略Ｖ状を呈するように前記第１の辺部および第２の辺部が固定される押圧部材と、
を備え、
上記駆動部の移動部材の上記第１の動作によって第２の辺部を介して第１の辺部を回転させることにより第１の辺部の先端部で前記クロスバーを押圧移動させて前記可動接点と上記固定接点とを閉成させ、上記駆動部の移動部材の上記第２の動作によって第２の辺部を復帰させることで前記可動接点と上記固定接点とを開放させることを特徴とする電磁開閉器。
【請求項３】
前記第２の辺部は、ワイヤであることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁開閉器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電磁開閉器の改良に関し、並進変位を拡大せしめる部材を用いて電磁開閉器を簡易にするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁開閉器を図６によって説明する。図６は電磁開閉器の一部断面図である。電磁開閉器は大別してベース９内に収納された可動部と、固定部とから成っており、可動部は可動鉄心１と、クロスバー２と、可動接点５が溶着された可動接触子３などから成り、可動鉄心１はピン４でクロスバー２に連結されている。可動接触子３は固定接点８に対向して配置され、コンタクトばね６や押さえばね７によりクロスバー２の窓部に挿入支持されている。
【０００３】
固定部は固定鉄心１０と、ボビン１４に巻かれたコイル１１と固定接点８とから成り、固定鉄心１０は可動鉄心１との吸着面にギャップＳが確保されており、ゴム板１２を介して取付台１３内に収納されている。コイル１１は固定鉄心１０の脚部回りに定置されている。
【０００４】
クロスバー２と取付台１３との間には、弾性部材としての引き外しばね１５が挿入されており、固定鉄心１０、コイル１１などから成る電磁石に電流を流してクロスバー２が下降することで、可動接点５と固定接点８とを閉成させると共に、引き外しばね１５を押圧して圧縮し、上記電磁石の電流を遮断して引き外しばね１５の伸張によりクロスバー２を上昇させることで、可動接点５と固定接点８とを開放させている。なお、ベース９が取付台１３にねじ結合されている。
【０００５】
つぎに、上記のように構成された電磁開閉器の作用について図６及び、可動鉄心と固定鉄心との間隙（ストローク）に対する電磁吸引力の特性曲線を示す図７を参照して説明する。なお、図７中、破線は可動部に作用するばね復原力を示す。
【０００６】
コイル１１に電源が投入されると、固定鉄心１０は磁化され、可動鉄心１との間に電磁吸引力が作用する。この吸引力により可動鉄心１は、主に引き外しばね１５とコンタクトばね６に抗して吸引され（ストロークＳ１→Ｓ２）、固定鉄心１０に吸着される（ストロークＳ２→Ｓ０）。この過程で可動接点５は固定接点８に衝突して押圧閉路する（ストロークＳ２）。
【０００７】
電磁吸引力はストロークの減少とともに急激に増大し（間隙に反比例）、吸着時最大に至る（ストロークＳ０）。一方、コイル１１の電源が遮断されると、固定鉄心１０と可動鉄心１との電磁吸引力が消失して引き外しばね１５のばね力で、可動鉄心１を復帰して固定接点８と可動接点５を解放する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように構成された電磁開閉器は、駆動源である可動鉄心１そのものが可動接点５とほぼ同一距離（ストローク）を移動しなければならなかったので、起動時に大きな電磁吸引力を必要としていた。この結果、可動鉄心１は重量が重くなり、固定鉄心１０との吸着時に大きな衝撃力が発生するので、吸着面が摩耗したり、吸着面が傾いて衝突することにより局部的な応力が増大したりするという問題点があった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、わずかな駆動源の変位を拡大して少ないストロークで効率の良い電磁開閉器を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の電磁開閉器は、往復移動可能なクロスバーに固定された可動接点を有する接触子と、上記可動接点と対向して固定された固定接点とを備えた電磁開閉器において、移動部材を有し、この移動部材を第１の動作により所定量並進変位すると共に、第２の動作により復帰する駆動部と、一端部が前記クロスバーを押圧可能な部位に配置されて片持ち梁状に他端が固定される弾性部材としての第１の辺部と、この第１の辺部の先端部近傍に一端側が連結され、他端側が前記移動部材に固定されて前記第１の辺部に対向する第２の辺部とを有し、略Ｖ状を呈するように前記第１の辺部および第２の辺部が固定される押圧部材と、上記可動接点と上記固定接点とを閉成させる方向へのクロスバーの移動により縮み、上記可動接点と上記固定接点とを開放させる方向へのクロスバーの移動により伸張する弾性部材とを備え、上記駆動部の移動部材の上記第１の動作によって第２の辺部を介して第１の辺部を回転させることにより第１の辺部の先端部で前記クロスバーを押圧移動させて前記可動接点と上記固定接点とを閉成させ、上記駆動部の移動部材の上記第２の動作および前記弾性部材によって第２の辺部を復帰させることで前記可動接点と上記固定接点とを開放させることを特徴とするものである。
【００１１】
第２の発明の電磁開閉器は、往復移動可能なクロスバーに固定された可動接点を有する接触子と、上記可動接点と対向して固定された固定接点とを備えた電磁開閉器において、移動部材を有し、この移動部材を第１の動作により所定量並進変位すると共に、第２の動作により復帰する駆動部と、一端部が前記クロスバーに連結されて他端が固定される弾性部材としての第１の辺部と、この第１の辺部の先端部近傍に一端側が連結され、他端側が前記移動部材に固定されて前記第１の辺部に対向する第２の辺部とを有し、略Ｖ状を呈するように前記第１の辺部および第２の辺部が固定される押圧部材とを備え、上記駆動部の移動部材の上記第１の動作によって第２の辺部を介して第１の辺部を回転させることにより第１の辺部の先端部で前記クロスバーを押圧移動させて前記可動接点と上記固定接点とを閉成させ、上記駆動部の移動部材の上記第２の動作によって第２の辺部を復帰させることで前記可動接点と上記固定接点とを開放させることを特徴とするものである。
【００１２】
第３の発明の電磁開閉器は、前記第２の辺部は、ワイヤであることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の一実施の形態を図１及び図２によって説明する。図１はこの発明の一実施の形態による電磁開閉器の側面図及び押圧部材の斜視図、図２は図１の電磁開閉器の正面一部断面図で、図中、従来と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１４】
図１及び図２において、電磁開閉器には、クロスバー１３０の突起１３０ａに連結されて先端部で、押圧して下降させる略Ｖ字状の押圧部材１００と、この押圧部材１００の一端を、第１の動作により並進変位させると共に、第２の動作により復帰させると移動部材としてのロッド１０５ａを、有する駆動部としてのシリンダ１０５と、このシリンダ１０５をケース１３１の側面に固定させる固定部１３３とが従来の電磁開閉器に付加されている。反面、ケース１３１内に収納されていたコイル及び固定，可動鉄心などから成る吸着部が削減されている。
【００１５】
押圧部材１００は、先端にフック部１０３ａを有する第２の辺部としての棒状部材１０３と、梁状の弾性で、垂直部１０１ａを有する第１の辺部としての略Ｌ状の弾性部材１０１とを備え、弾性部材１０１の先端部には、穿設された窓１０１ｅが設けられていて、この窓１０１ｅに棒状部材１０３のフック部１０３ａを係止することにより、共有された先端部１００ｆを形成している。
【００１６】
シリンダ１０５は、ロッド１０５ａが棒状部材１０３の一端に連結されており、シリンダ１０５のロッド１０５ａの並進変位により押圧部材１００の先端部の変位量が図１に示すように下方に拡大するように構成されている。
【００１７】
固定部１３３は、ケース１３１の上面に突起片１３１ａを設け、この突起片１３１ａにシリンダ１０５の端面が固定されており、略Ｌ柱状の介在部材１０４の一端面を突起片１３１ａの側面に固定して、介在部材１０４の他端面を押圧部材１００の垂直部１０１ａに固定されている。
【００１８】
ここで、押圧部材１００の変位量が拡大する理由を図３によって説明する。図３は、剛体である板状部材の一端に荷重が作用して部材が回転した状態を示しており、図３において、記号Ａは押圧部材１００の先端部、記号Ｌは押圧部材１００の長さ、記号Ｐは荷重、記号Ｘ，Ｙは水平及び垂直変位、記号θは回転角である。
【００１９】
図３から、θ回転後のＡ部におけるｙ軸方向の位置の差Δｙは下式となる。
Δｙ＝Ｌ（１−ｃｏｓθ）≒（Ｌθ）／２・・・（１）
また、Ａ部の水平変位Ｘは下式となる。
Ｘ＝Ｌｓｉｎθ≒Ｌθ・・・（２）
【００２０】
式（１）のΔｙが棒状部材１０３の並進変位、式（２）のｘが押圧部材１００垂直方向の拡大変位にそれぞれ対応する。したがって並進変位Δｙに対する拡大変位ｘの割合Ｇは下式となる。
Ｇ＝Ｘ／Δｙ≒２／θ・・・（３）
【００２１】
ここで、例えば回転角θが１０°の場合、割合Ｇは１１．５になる。つまり押圧部材１００の先端部１００ｆの垂直変位はθの小さい範囲では、シリンダ１０５のロッド１０５ａの並進変位により容易に拡大される。
【００２２】
つぎに、上記のように構成された電磁開閉器の作用を図１及び図２によって説明する。シリンダ１０５に電源が投入されると、シリンダ１０５のロッド１０５ａが縮み、押圧部材１００の棒状部材１０３の他端が並進変位され、この変位は先端部１００ｆに連動される。これにともなって押圧部材１００はモーメントにより実線のように曲げられ、押圧部材１００の先端部１００ｆは並進変位方向と垂直な方向に拡大変位される。
【００２３】
この拡大変位によりクロスバー１３０の突起１３０ａが押圧部材１００の先端部１００ｆで押圧され、クロスバー１３０が所定量下降して、可動接点３は固定接点８に所定の押圧力で接続閉路される。
【００２４】
一方、シリンダ１０５の電源が遮断されると、電磁吸引力が消失するため、シリンダ１０５のロッド１０５ａが伸張し、押圧部材１００の弾性部材１０１が破線で示すように自己のばね復原力に加え、引き外しばね１５やコンタクトばね６の復原力が重畳した力により復帰して固定接点５と可動接点８とは開放遮断する。
【００２５】
なお、上記実施の形態では、引き外しばね１５を備えているが、押圧部材１００の先端部１００ｆをクロスバー１３０の突起１３０ａに固定し、電源のオンによりシリンダ１０５のロッド１０５ａが所定量縮み、押圧部材１００の弾性部材１０１のばね力により図１の点線のように押圧部材１００が復帰できるので、引き外しばね１５は必ずしも必要ない。
【００２６】
実施の形態２．
この発明の他の実施の形態を図４によって説明する。図４は、押圧部材の斜視図である。図４において、押圧部材１１０は梁状で長板の第２の辺部１１１ｃと、垂直部１１１ａを有する第１の辺部１１１ｂとの先端を共有した共有部１１１ｆとを有して形成されている。かかる共有部１１１ｆは、一つの部材を折り曲げて形成しても良いし、二つの部材の先端を溶接、ハンダ、接着剤などで結合しても良い。
【００２７】
実施の形態３．
この発明の他の実施の形態を図５によって説明する。図５はオーバーハング部を有する押圧部材の分解斜視図である。図５において、押圧部材１２０は梁状で長板の第２の辺部としてのワイヤー１２３と、垂直部１２１ａ及びオーバーハング部１２１ｚを有する第１の辺部としての板状の弾性部材１２１とを備え、オーバハング部１２１ｚには、穿設された孔１２１ｅにワイヤー１２３を貫通して玉１２４で係止することにより共有部を形成している。
【００２８】
かかる構成によれば、押圧部材１２０に生じる垂直変位の急増、すなわち座屈現象の発生がより緩やかになり、シリンダ１０５の端面をケース１３１の突起片１３１ａに固定する際に、固定範囲に余裕ができる。
【００２９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、駆動部の移動部材のわずかな変位を拡大して少ないストロークで効率の良い電磁開閉器を得ることができ、しかも、可動部の投入、遮断時の応答特性が大幅に向上し、鉄心の摩耗に起因するストロークの上昇を抑制できるという効果がある。
【００３０】
第２の発明によれば、駆動部の移動部材のわずかな変位を拡大して少ないストロークで効率の良い電磁開閉器を得ることができ、しかも、可動部の投入、遮断時の応答特性が大幅に向上し、鉄心の摩耗に起因するストロークの上昇を抑制でき、弾性部材が省けるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態による電磁開閉器の正面図である。
【図２】  図１の電磁開閉器の一部断面構成図である。
【図３】  図１の押圧部材の先端部が拡大されることを示す図である。
【図４】  この発明の他の実施の形態による押圧部材の斜視図である。
【図５】  この発明の他の実施の形態による押圧部材の斜視図である。
【図６】  従来の電磁開閉器の一部断面図である。
【図７】  図６に示す電磁開閉器の鉄心吸引作用を示す曲線図である。
【符号の説明】
２  クロスバー、３  可動接触子、５  可動接点、８  固定接点、１５  引き外しばね（弾性部材）、１００，１１０，１２０  押圧部材、１０５  シリンダ（駆動部）、１０５ａ  ロッド（移動部材）。
【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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