WO2019180934A1

WO2019180934A1 - 接点開閉器

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Publication number: WO2019180934A1
Application number: PCT/JP2018/011798
Authority: WO
Inventors: 小林　篤志; 勝俊五十嵐
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2019-09-26
Also published as: JPWO2019180934A1; CN111886667B; JP6540919B1; CN111886667A

Abstract

固定鉄心（１０）と、一対の固定接点（７）を備える固定接触子（８）と、固定鉄心（１０）に対応して配置され、固定鉄心（１０）駆動される可動鉄心（９）と、固定接点（７）と対向して設けられる一対の可動接点（３）を下面側に備える可動接触子（２）と、可動接触子（２）における可動接点（３）が設けられる位置の裏面側に当接する押圧部（１Ｂ）を備える可動板ばね（１）と、可動板ばね（１）の中央部に当接するように配置され、可動鉄心（９）の駆動力を可動板ばね（１）に伝える可接支え（４）と、を備え、可動接触子（２）は、可動接触子の（２）の長手方向中央部の両側面に、上下方向に延びる溝状の切欠き部（２Ａ）を備え、可動板ばね（１）は、切欠き部に係合する係合部（１Ａ）を備える、接点開閉器。

Description

接点開閉器

　本発明は、電源と負荷との間の閉路または開路に使用される接点開閉器に関するものである。

　接点開閉器とは、固定鉄心に設けられた操作コイルの励磁により、可動鉄心を固定鉄心に接離させ、可動鉄心にクロスバーを介して連結された可動接触子を連動させることにより、当該可動接触子に設けられた可動接点を固定接点に接離して電路の開閉を行う装置である。

　特許文献１には、可動接点が接合された可動接触子と、可動接触子に対向し可動接点と接触する固定接点が接合された固定接触子、可動接触子と固定接触子が接触時に所定接触圧力を維持するための押しばね、この押しばねのばね圧を可動接点に伝達する可動板ばねとを備えた接点開閉器が開示されている。

　可動接触子、可動板ばねはそれぞれクロスバーによりガイドされている。操作コイルの励磁によりクロスバーが駆動され、可動接点と固定接点が接触する接点開閉器の閉路状態において、可動板ばねは、クロスバーから押しばねを介して伝達される力を、可動接触子の可動接点の裏面に伝えることで、可動接触子に曲げ応力が発生することを防止する機能を持っている。

実開昭５３－１１８０６６号公報

　上記特許文献１では、可動接触子と可動板ばねがそれぞれ別個にクロスバーに支持されている。そのため、可動板ばねと可動接触子の接触位置は、可動接触子とクロスバーのズレや、可動板ばねとクロスバーのズレが、可動接触子と可動板ばねの接触位置のズレとして合成されてしまい、この位置ズレが押しばねから可動接点に伝達する力にバラつきが生じることとなる。このバラつきにより、可動接点および固定接点間の接触抵抗にバラつきが生じやすく、通電時に接点間で大きな発熱を生じる場合があり、接点の寿命が短くなる虞があった。

　本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、押しばねから可動接点に伝達する力のばらつきを低減し、可動接点および固定接点間の接触抵抗を安定化させることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的達成するために、本発明の接点開閉器は、固定鉄心と、一対の固定接点を備える固定接触子と、固定鉄心に対応して配置され、固定鉄心駆動される可動鉄心と、固定接点と対向して設けられる一対の可動接点を下面側に備える可動接触子と、可動接触子における可動接点が設けられる位置の裏面側に当接する押圧部を備える可動板ばねと、可動板ばねの中央部に当接するように配置され、可動鉄心の駆動力を可動板ばねに伝える可接支えと、を備え、可動接触子は、可動接触子の長手方向中央部の両側面に、上下方向に延びる溝状の切欠き部を備え、可動板ばねは、切欠き部に係合する係合部を備える。

　本発明の接点開閉器は、可動板ばねが、可動接触子の可動接点裏面側を押圧する構成において、可動接触子に対する可動板ばねの位置ずれを抑えることができ、可動鉄心の駆動力を安定して両可動接点に供給することが可能であり、可動接点および固定接点間の接触抵抗を安定化させるという効果を奏する。

実施の形態１の接点開閉器の斜視図である。実施の形態１の接点開閉器における、可動接触子の上面図である。本発明の実施の形態１の接点開閉器の可動板ばね１の斜視図である。本発明の実施の形態１の接点開閉器の可動板ばね１と可動接触子２との係合状態を表す斜視図である。本発明の実施の形態１の接点開閉器の可動板ばね１と可動接触子２と可接支え４との係合状態を表す斜視図である。本発明の実施の形態１の接点開閉器の接点開極時の断面図である。本発明の実施の形態１の接点開閉器の接点開極時の断面図である。図８は、本発明の実施の形態１の接点開閉器の接点閉路状態の断面図である。本発明の実施の形態２の接点開閉器の可動板ばね１と可動接触子２との係合状態を表す斜視図である。本発明の実施の形態２の接点開閉器の可動板ばね１と可動接触子２と可接支え４との係合状態を表す斜視図である。本発明の実施の形態１、２の変形例の接点開閉器の可動板ばね１と可動接触子２との係合状態を表す斜視図である。

　以下に、本発明に係る接点開閉器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１の接点開閉器について、固定接触子を含めて示す斜視図である。固定接触子８には固定接点７が設けられている。可動接触子２には、可動接点３が設けられており、可動接触子２は、可動板バネ１、可接支え４およびクロスバー５と連結されている。

　図２は、実施の形態１の接点開閉器を上方から見た場合の、可動接触子の上面図である。後に説明する図６～８は、図２におけるＡ－Ａ線で接点開閉器を切断した場合の断面図である。なお、実施の形態１の接点開閉器を説明するために、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を、それぞれ、図１、図３～５に図示するように、互いに直交する方向として定義する。Ｘ方向は、一対の可動接点３や一対の固定接点７が並ぶ方向である。Ｚ方向は、可動接触子が移動する方向である。また、Ｚ方向正側を上、負側を下と定義する。

　図３は、本発明の実施の形態１の接点開閉器の可動板ばね１を示す斜視図である。可動板ばね１は、Ｘ方向が長手方向となるように形成されている。可動板ばね１は、長手方向の中央部両側に、下方に折り曲げられて延びる係合部１Ａを備える。また、可動板ばね１は、長手方向両端付近に、可動接触子２に当接するためのＶ字状に折り曲げられた形状の押圧部１Ｂを備える。また、可動板ばね１は、長手方向中央部と長手方向両端部との間において、Ｙ方向両側に、上方に折り曲げられて延びるＬ字形状の曲げ部１Ｃと、を備える。可動板ばね１はステンレス鋼製であり、ステンレス鋼の平板を基材としたプレス加工により形成されている。

　図４は、本発明の実施の形態１の接点開閉器の可動板ばね１と可動接触子２との係合状態を表す斜視図である。可動接触子２は銅製である。可動接触子は、Ｘ方向が長手方向となるように形成されている。可動接触子２は、長手方向中央両側に、Ｚ方向に延びる溝状の切欠き部２Ａを備える。可動接触子２の長手方向両端付近の下面に、可動接点３が接合されている。可動板ばね１の押圧部１Ｂは、可動接触子２の上面と、可動接点３と対応する位置において、当接する。また、可動板ばね１の中央Ｌ字形状の係合部１Ａが可動接触子２の切欠き部２Ａに係合している。可動板ばね１の中央部に上方から力が加えられ、可動板ばね１が撓んだ場合、係合部１Ａが溝状の切欠き部２Ａに沿って移動する。この係合により、可動板ばね１と可動接触子２が位置決めされる。この位置決め構造により、可動板ばね１の押圧部１Ｂと可動接触子２の接触部の位置がＸ方向に変動することを抑制する。なお、可動板ばね１の中央Ｌ字形状の係合部１Ａと、可動接触子２の切欠き部２Ａは、可動板ばね１と可動接触子２のＺ方向の移動には影響を与えない。

　図５は、本発明の実施の形態１の接点開閉器の可動板ばね１と可動接触子２と可接支え４との係合状態を表す斜視図である。Ｌ字状の曲げ部１Ｃと可接支え４のＵ字状の立設部４Ｃとの係合により、可動板ばね１が可接支え４により位置決めされる。これにより、可接支え４に対する可動板ばね１のＸ方向の位置ずれを低減することが可能である。また、Ｌ字状の曲げ部１Ｃを４か所設けることにより、可接支え４に対する可動板ばね１のＸ－Ｙ方向の回転ずれを低減することが可能である。また、さらには、Ｌ字状の曲げ部１Ｃが可接支え４のＵ字状の立設部４Ｃに当接することにより、可接支え４に対する可動板ばね１のＸ－Ｚ方向回転方向のズレやガタツキも抑制することが可能である。ここで、可接支え４はステンレス鋼製であり、プレス加工により形成されている。

　図６は、本発明の実施の形態１の接点開閉器の可動子の接点開極時の断面図である。可動鉄心９は、クロスバー５と一体化されている。クロスバー５のばね受け部５Ａと可接支え４のばね受け部４Ａの間には、押しばね６が挿入されており、押しばね６は可接支え４を下向きに付勢する。押しばね６の付勢力により、クロスバー５の上面５Ｂと可接支え４の交差部４Ｂとで、可動接触子２と可動板ばね１とが、挟持されている。

　図７は、本発明の実施の形態１の接点開閉器の接点開極時の断面図である。可動鉄心９と固定鉄心１０の接触面間の距離Ｌ１は可動接点３と固定接点７の接触面間の距離Ｌ２よりも長い構造を有している。図示しない操作コイルに流される駆動電流により、固定鉄心１０は励磁される。励磁された固定鉄心１０に可動鉄心９が吸引されることにより、可動鉄心９と一体化して組み合されているクロスバー５、クロスバー５に組み合わされている可動板ばね１、可動接触子２、可接支え４および押しばね６が可動鉄心９と連動して固定鉄心１０に向かって移動する。可動鉄心９が初期開極位置から距離Ｌ２分だけ固定鉄心１０に近づいた時点で可動接点３と固定接点７が接触し、接点閉路状態となる。さらに可動鉄心９が固定鉄心１０に吸引され、初期開極位置から可動鉄心９が固定鉄心１０の方向に距離Ｌ１分だけ移動し、可動鉄心９と固定鉄心１０が接触した際に、完全な接点閉路状態となる。

　図８は、本発明の実施の形態１の接点開閉器の完全な接点閉路状態の断面図である。可動鉄心９が固定鉄心１０に吸引され、固定鉄心１０の方向に距離Ｌ２分だけ移動した時点で、可動接点３は固定接点７と接触し、それ以上固定鉄心１０方向へ移動しなくなる。可動鉄心９が距離Ｌ１分移動した際には、可動接触子２が、クロスバー５の上面５Ｂから、距離Ｌ１-Ｌ２分だけ離れた位置となる。この完全な接点閉路状態において、可動鉄心９に付与される吸引力は、押しばね６により調整された上で、可接支え４に付与され、さらに、可接支え４の交差部４Ｂより、可動板ばね１に対してばね圧Ｐ１が伝えられる。

　ばね圧Ｐ１が可動板ばね１の中央付近に与えられた際、可動板ばね１の押圧部１Ｂの接触部を介し、可動接触子２の可動接点３の裏面側に、それぞれ接点接触圧力Ｐ２およびＰ３が付与される。このとき、可動接触子２に対し、可動板ばね１の押圧部１Ｂから、可動接点３の裏面側に付与される圧力Ｐ２とおよびＰ３と、固定接点７から、可動接点３を介して付与される接点接触圧力とが、与えられる。可接支え４の交差部４Ｂからのばね圧Ｐ１は、可動板ばね１の中央付近に与えられるものの、可動板ばね１を介することにより、可動接触子２が、圧力Ｐ２とおよびＰ３を受ける位置と、固定接点７から付与される反力を受ける位置が一致する。これにより接触圧力による可動接触子２への内部応力を削減し、可動接触子２が反り接点圧力が減少する変形を抑制している。

　しかしながら、可動板ばね１と可動接触子２の位置ズレが大きくなると、可動板ばね１の押圧部１Ｂより圧力Ｐ２およびＰ３を受ける位置と、固定接点７からの反力が付与される可動接点３の位置とのズレが大きくなり、可動板ばね１による可動接触子２の変形防止効果が薄れてしまい、接触抵抗にバラつきが生じやすくなる。実施の形態１の接点開閉器においては、図４に示されるように、可動板ばね１の中央Ｌ字形状の係合部１Ａが、可動接触子２の切欠き部２Ａに嵌め合わされていることにより、可動板ばね１と可動接触子２の位置ズレが抑制される。これにより、安定した接点圧力の供給が可能となり、接点間の接触抵抗の安定により通電部の接点間における異常発熱を抑制し、接点の異常消耗を抑える効果を奏する。

　また、実施の形態１の接点開閉器においては、可動板ばね１のＬ字状の曲げ部１Ｃと、可接支え４の係合により、可接支え４に対する可動板ばね１の位置ずれを抑制することが可能であり、固定接点７と可動接点３の接触部が安定し、異常発熱を抑制し、接点の異常消耗を抑える効果を奏する。

実施の形態２．
　本発明の実施の形態２の接点開閉器の可動板ばね１、可動接触子２、可接支え４の構成について、説明する。なお、実施の形態２の接点開閉器の他の構成に関しては、実施の形態１と同様の構成とできるため、説明は割愛する。実施の形態２の接点開閉器を説明するために、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を、それぞれ、図９、図１０に図示するように、互いに直交する方向として定義する。Ｘ方向は、一対の可動接点３や一対の固定接点７が並ぶ方向である。Ｚ方向は、可動接点が移動する方向である。Ｚ方向正側を上、負側を下と表現する場合もある。

　図９は、本発明の実施の形態２の接点開閉器の可動板ばね１と可動接触子２との係合状態を表す斜視図である。可動板ばね１はＸ方向中央部のＹ方向両側に設けられたＺ方向負側に延びるＬ字形状の係合部１Ａと、Ｘ方向両端に設けられた押圧部１Ｂと、Ｘ方向中央部とＸ方向両端部との間のＹ方向側に設けられたＺ方向正側に延びるＬ字形状の曲げ部１Ｃと、を有している。

　可動接触子２のＸ方向両端付近の下面には、可動接点３が接合されている。可動板ばね１の押圧部１Ｂは、可動接触子２の上面と、可動接点３と対応する位置において、接触している箇所である。また、可動板ばね１の中央Ｌ字形状の係合部１Ａが可動接触子２の切欠き部２Ａと嵌め合わせることにより、可動板ばね１と可動接触子２が位置決めされる。この位置決め構造により、可動板ばね１の押圧部１Ｂと可動接触子２の接触部がＸ方向に変動することを抑制する。

　図１０は、本発明の実施の形態２の接点開閉器の可動板ばね１と可動接触子２と可接支え４との係合状態を表す斜視図である。Ｌ字状の曲げ部１Ｃと可接支え４のＵ字状の立設部４Ｃとの係合により、可動板ばね１が可接支え４により位置決めされる。これにより、可接支え４に対する可動板ばね１のＸ方向の位置ずれを低減することが可能である。また、Ｌ字状の曲げ部１Ｃが可接支え４のＵ字状の立設部４Ｃに当接することにより、可接支え４に対する可動板ばね１のＸ－Ｚ方向回転方向のズレやガタツキも抑制することが可能である。これにより、実施の形態１と同様に、安定した接点圧力の供給が可能となり、接点間の接触抵抗の安定により通電部の接点間における発熱量が安定し、過度な製品発熱を抑制する効果を奏する。

　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。例えば、実施の形態１、２の変形例として、接点開閉器の可動板ばね１は、図１１の斜視図に示されるように、実施の形態１、２におけるＬ字状の曲げ部１Ｃを備えない形態とすること可能である。この場合、可接支え４に対し、可動板ばね１および可動接触子２の少なくともいずれか一方を位置決めする機構を別途設けることが必要となるが、可動板ばね１の中央Ｌ字形状の係合部１Ａが、可動接触子２の切欠き部２Ａに嵌め合わされていることにより、可動板ばね１と可動接触子２の位置ズレを抑制することができる。これにより、安定した接点圧力の供給が可能となり、接点間の接触抵抗の安定により通電部の接点間における異常発熱を抑制し、接点の異常消耗を抑える効果を奏する。

　また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

　１　可動板ばね、１Ａ　係合部、１Ｂ　押圧部、１Ｃ　曲げ部、２　可動接触子、２Ａ　切欠き部、３　可動接点、４　可接支え、４Ａ　ばね受け部、４Ｂ　交差部、４Ｃ　立設部、５　クロスバー、５Ａ　ばね受け部、５Ｂ　上面、６　押しばね、７　固定接点、８　固定接触子、９　可動鉄心、１０　固定鉄心。

Claims

　固定鉄心と、
　一対の固定接点を備える固定接触子と、
　前記固定鉄心に対応して配置され、前記固定鉄心に駆動される可動鉄心と、
　前記固定接点と対向して設けられる一対の可動接点を下面側に備える可動接触子と、
　前記可動接触子における前記可動接点が設けられる位置の裏面側に当接する押圧部を備える可動板ばねと、
　可動板ばねの中央部に当接するように配置され、前記可動鉄心の駆動力を可動板ばねに伝える可接支えと、
を備え、
　前記可動接触子は、前記可動接触子の長手方向中央部の両側面に、上下方向に延びる溝状の切欠き部を備え、
　前記可動板ばねは、前記切欠き部に係合する係合部を備える、接点開閉器。
　前記可動板ばねは、上方に延びて形成され、前記可接支えに係合する折り曲げ部を備える、請求項１に記載の接点開閉器。
　前記可接支えは、上方に延びて形成される立設部を備え、前記折り曲げ部に前記立設部が嵌め合わされている、請求項２に記載の接点開閉器。
　前記固定鉄心と一体に形成された樹脂製のクロスバーと、
　前記クロスバーに収容され、前記可動鉄心の駆動力を前記可動支えに伝える押しばねをさらに備える、請求項１乃至３のいずれかに記載の接点開閉器。