JP2007059084A - 電磁開閉器のオプションユニット - Google Patents

Abstract

【課題】鉛直取付けを標準とする電磁開閉器を、設置場所の条件から水平取付けして使用する場合に適用して所定の開閉動作特性が発揮できるようにする新規なオプションユニットを提供する。
【解決手段】ユニットを底部に連結フック３１ａを備えたケース３１と、該ケースに内装して電磁開閉器の接触子ホルダに掛止する連結フック３２ａを備えたスライドフレーム３２と、該スライドフレームとケース底部との間に介挿した補償スプリング（圧縮ばね）３３とからな水平面取付ユニット３で構成する。そして、電磁開閉器１を水平取付け面４Ｈに縦向き姿勢で設置する場合にそのケース頂部に装着し、開閉器可動部品の重量荷重を補償スプリング３３に担持させてバックスプリング１５の負荷力変動を相殺させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁開閉器を水平取付面に設置して使用する場合に適用して開閉器の動作特性を安定確保させるオプションユニットに関する。

配電盤，制御盤などに設置して使用する頭記の電磁開閉器は、周知のようにその本体ケース内に操作電磁石,バックスプリング,接点機構の可動接触子を保持して操作電磁石の可動鉄心に連結した接触子ホルダの各部品を装備した構成になり、通常は盤内に敷設した支持レールなどに対し、その鉛直取付面に取付けて使用するようにしている。
また、この電磁開閉器には各種のオプションユニットが用意されていてその一つに補助接点ユニット（ヘッドオンユニット）があり、この補助接点ユニットを電磁開閉器の頂部に装着して増設使用するために、本体ケースの頂部にはヘッドオンユニットを着脱可能に装着できるようにユニット連結部を標準装備している（例えば、特許文献１参照）。
次に、特許文献１に開示されている電磁開閉装置を例に、補助接点ユニット（増設接点装置）を装着した電磁開閉器を鉛直取付面に取り付けた状態での組立構造を図４，図５に示す。各図において、１は電磁開閉器、２は電磁開閉器１の本体ケースの頂部に組み付けた補助接点ユニット（オプションユニット）であり、電磁開閉器１は頂部を前に向けて鉛直取付面４Ｖに設置されている。

ここで、電磁開閉器１は、ベースとカバーの二分割構造になる本体ケース（モールドケース）１１の内部に操作電磁石の固定鉄心１２，可動鉄心１３，固定鉄心１２に巻装した電磁コイル１４，電磁コイル１４と可動鉄心１３の間に介挿したバックスプリング（圧縮コイルばね）１５，可動鉄心１３に連結した接触子ホルダ１６，固定接触子１７，接触子ホルダ１６に搭載した双接点形の可動接触子１８，接触子スプリング１９を装備した構成になる。また、本体ケース１１のベースには支持レールに固定するための掛止機構１１ａを備えており、さらにケース本体１１の頂部には、補助接点ユニット２などのヘッドオン・オプションユニットをワンタッチ操作で簡単に着脱可能に装着するためのユニット連結部として、図５で示すように接触子ホルダ１６の端面を取り囲むように４本の逆Ｌ字形の係合爪部１１ｂを、また本体ケース１１の頂面に臨む接触子ホルダ１６の端面には補助接点ユニット２の接点機構と連結するための係合爪部１６ａが形成されている。

一方、補助接点ユニット２は、そのユニットケース２１に接触子ホルダ２２，固定接触子２３，可動接触子２４，接触子スプリング２５を装備した構成になり、ケース２１および接触子ホルダ２２の底部にはそれぞれ前記の係止爪部１１ｂ，１６ａに掛止する連結フック２１ａ，２２ａおよび補助接点ユニット２を装着位置に掛止するロック片２１ｂを備えている。
そして、補助接点ユニット２を電磁開閉器１に装着するには、図５で示すように補助接点ユニット２を電磁開閉器１のケース頂面に当てがい、横方向にスライドさせながら前記連結フック２１ａ，２２ａを係合爪１１ｂ，１６ａに掛止し、ロック片２１ｂで装着位置に鎖錠する。なお、上記補助接点ユニット２の連結機構，電磁開閉器１の開閉動作、並びに電磁開閉器１の開閉動作に連動する補助接点ユニット２の開閉動作については、特許文献１に詳しく述べられており、ここではその説明を省略する。
特開平６−７６７１５号公報

上記した電磁開閉器１を配電盤などに設置するには、図４および図６（ａ）で示すように本体ケース１１のベースを背後に向けて盤内の鉛直取付面４Ｖに取付け、電磁開閉器に装着する補助接点ユニット２などのオプションユニットが開閉器本体ケース１１の頂部から前方に突き出すような姿勢（図４参照）で使用する設置の仕方を標準取付けとして指定している。また、メーカーで製作する電磁開閉器は、前記の取付け姿勢を前提として所定の開閉動作特性を発揮するように、操作電磁石の吸引力特性，バックスプリングのばね特性を設計したものを標準製品としてユーザーに提供している。
ところで、電磁開閉器を使用するユーザー側での事情（設置スペース，設置場所の条件など）から、図６（ｂ）のように電磁開閉器の本体ケース１１を水平取付面４Ｈに取付けた縦向き姿勢で使用する場合がある。しかしながら、鉛直取付面４Ｖへの取付け（図６（ａ）参照）を前提として設計，製作された電磁開閉器１を水平取付面４Ｈに取付けて（図６（ｂ）参照）使用すると、電磁開閉器の動作特性が変動してしまう問題がある。

すなわち、図６（ａ）の鉛直面取付け姿勢では、電磁開閉器１の本体ケース１１に搭載した操作電磁石の可動鉄心１３，接触子ホルダ１６，可動接触子１８，接触スプリング１９などの可動部品の重量荷重がバックスプリング１５に直接加わることがないのに対して、図６（ｂ）の水平面取付け姿勢では前記可動部品の重量荷重がバックスプリング１５に作用することになり、このために電磁開閉器の負荷力−電磁石ストローク特性が変化する。
図７はこの変化の様子を表した電磁開閉器の負荷力・電磁石吸引力−電磁石ストロークの特性図で、図中の特性線Ａは図６（ａ）の鉛直面取付け姿勢対応する負荷力特性、特性線Ｂは図６（ｂ）の水平取付け姿勢に対応する負荷力特性、特性線Ｃは電磁石の吸引力特性を表しており、その負荷力特性はストローク動作の過程で図４に示した可動接触子１８／固定接触子１７間の接触，接触スプリング１９の撓み応力，補助接点ユニット２の可動接触子２４／固定接触子２３間の接触，接触スプリング２５の撓み応力が順に加わってステップ状に変化している。この負荷力特性で、特性Ｂは前記可動部品の重量荷重がバックスプリング１５に対してスプリングを圧縮する方向に押すよう作用するために、特性Ａと比べて負荷力がΔＰだけ減少するようになる。なお、Ｐは電磁石の無励磁状態での負荷力である。

しかも、前記のように電磁開閉器の負荷力が特性ＡからＢに減少すると、電磁石の吸引力（特性線Ｃ）と負荷力（特性線Ｂ）との差が大きくなった分だけ操作電磁石の吸着動作で可動鉄心１３と固定鉄心１２との衝撃力が大きくなり、この衝撃に起因する各部品の疲労進行が早まって開閉器の耐久性が低下する。さらに、電磁石の無励磁状態における負荷力が低下すると、電磁開閉器に振動，衝撃力が加わった際に接点が不測にＯＮになるなどして開閉器が誤動作し易くなる。
そこで、従来では使用先現場で電磁開閉器を水平取付けで使用する場合に、ユーザーからの申し出を受けてバックスプリング１５を前記可動部品の重量荷重に見合う強さのスプリングに交換して対処するようにしている。しかしながら、開閉器に組み込むバックスプリングを水平面取付け専用のものに交換するにはメーカーへのオーダーメードとなるため、その製品入手には時間が掛かり、既に標準の製品を購入したユーザーが設置場所の条件から水平面取付けを必要とする場合には即応できない。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、電磁開閉器を水平取付けして使用する場合に適用して所定の開閉動作特性が発揮できるようにした従来にない新規なオプションユニットを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、操作電磁石,バックスプリング,接点機構の可動接触子を保持して操作電磁石の可動鉄心に連結した接触子ホルダの各部品を本体ケースに装備し、かつ本体ケースの頂部には補助接点ユニット等のヘッドオンユニットを着脱可能に掛止するユニット連結部を備えた構造になる電磁開閉器の水平取付けに適用するオプションユニットであり、
そのオプションユニットは、本体ケースのベースを下に向けて水平取付け面に設置した電磁開閉器に対してその本ケース頂部に前記ユニット連結部を介して装着し、この状態で開閉器可動部品の重量荷重を担持して前記バックスプリングの負荷力変動を相殺させる補償スプリングを内蔵した水平面取付ユニットとして構成するものとし（請求項１）、具体的には次記のような構成で実現する。

すなわち、前記の水平面取付ユニットは、その底部に開閉器本体ケースのユニット連結部に掛止する連結フックを備えたケースと、該ケースに内装してその底部側に突き出した先端部に電磁開閉器の接触子ホルダに掛止する連結フックを形成したスライドフレームと、該スライドフレームのはね受け座とケース底部のばね受け座との間に介挿した圧縮ばねの補償スプリングとからなり、該補償スプリングの仕様を開閉器可動部品の重量荷重と釣り合うようなばね力に設定して構成する（請求項２）。

元来、鉛直面取付けを標準として設計，製作された電磁開閉器を、ユーザー側の設置場所条件などによりやむを得ず水平面取付けに変更して使用する場合に、オプション品としてあらかじめ用意した前記の水平面取付ユニットを電磁開閉器のケース頂部に備えたユニット連結部に装着することで、そのユニットに搭載した補償スプリングにより、電磁開閉器の可動部品の重量荷重を相殺してバックスプリングに作用する負荷力の変動を補償することができ、これにより電磁開閉器を鉛直面取付けと変わらぬ開閉動作特性を発揮させて使用することができる。
しかも、従来の対応策のようにメーカーに特注して電磁開閉器のバックスプリングを異なるばね特性のものに交換する手間と時間が必要なく、オプション品として用意した水平面取付ユニットを電磁開閉器の頂部に装着するだけで即対応でき、これによりユーザーへのサービス性向上が図れる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。なお、図１は電磁開閉器に本発明による水平面取付ユニットを装着した使用状態での縦断面図、図２は水平面取付ユニットの分解斜視図、図３は水平面取付ユニットを電磁開閉器に組み付ける手順の説明図であり、図４，図５に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
すなわち、図示実施例では、本体ケース１１のベースを下に向けて電磁開閉器１を水平取付面４Ｈの上に起立姿勢に設置して使用する場合には、その本体ケース１１の頂部に備えたユニット連結部を利用して、オプションユニットとして用意した次記構造の水平面取付ユニット３を装着する。
この水平面取付ユニット３は、上蓋３１ａを備えた箱形ケース３１の内部にスライドフレーム３２および補償スプリング３３を内装した組立構造になり、ここでケース３１はその底部側に図４の補助接点ユニット２と同様な連結フック３１ｂおよびロック片３１ｃを設けている。また、スライドフレーム３２はケース３１の中央位置で上下方向へスライド可能に案内支持されており、ケース３１の底部から下方に突き出したフレーム先端部には電磁開閉器１の接触子ホルダ１６の頂部端面に形成した係合爪１６ａに掛止する連結フック３２ａを形成し、そのフレーム上部側に設けた鍔状ばね受け座３２ｂとケース３１の底部側に形成したばね受け座との間に補償スプリング（円錐形の圧縮ばね）３３を介挿している。

なお、この補償スプリング３３は、電磁開閉器１のフレームサイズに対応してたばね特性を整定したスプリングを使用し、開閉器ケース内に組み込んだ可動部品（操作電磁石の可動鉄心１３，接触子ホルダ１６，可動接点１８，接触スプリング１９など）の重量荷重を支えるようにばね力を設定している。
また、水平面取付ユニット３を電磁開閉器１の本体ケース１１に装着する手順は図５の補助接点ユニット２と同様であり、図３で示すようにユニットケース３１の底部を電磁開閉器１のケース頂面に当てがい、その面上をスライドさせながら前記連結フック３１ｂ，３２ａおよびロック片３１ｃを電磁開閉器１のケース頂部に形成したユニット連結部の係合爪１１ｂ，１６ａに掛止して定位置に掛止固定する。
このユニット装着状態では、補償スプリング３３のばね力（上向き）と電磁開閉器１の本体ケース１１に搭載した前記可動部品の重量荷重（下向き）とが釣り合って互いに相殺し合う。これにより、図７の負荷特性図で述べた負荷力の減少分（特性ＡとＢとの差）を補償して電磁石開閉器を図示のＡ特性で開閉動作させることができる。なお、操作電磁石の吸引動作時には、可動鉄心１３に連動する水平面取付ユニット３のスライドフレーム３２が下方に移動して補償スプリング３３の荷重が増大するようになるが、あらかじめ補償スプリング３３のばね定数を小さくしておくことで開閉動作特性に与える影響を軽微に抑えることができる。

また、電磁開閉器１を水平面取付けから標準の鉛直面取付に戻す場合には、オプションユニットである水平面取付ユニット３を取り外すだけで、電磁開閉器をその鉛直面取付け姿勢で正常に開閉動作させることができる。

本発明の実施例による水平面取付ユニットを電磁開閉器に装着して水平取付面に設置した使用状態での組立構造を表す断面図 図１における水平面取付ユニットの分解斜視図 図１の水平面取付ユニットを電磁開閉器に装着する手順の説明図 補助接点ユニットを電磁開閉器に装着して鉛直取付面に設置した標準取付けの状態での組立構造を表す断面図 図４の補助接点ユニットを電磁開閉器に装着する手順の説明図 電磁開閉器の取付け形態を表す図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ電磁開閉器を単独で鉛直取付面，水平取付面に設置した場合の取付け姿勢を表す斜視図 図６（ａ），（ｂ）に対応する電磁開閉器の負荷力・電磁石吸引力−電磁石ストロークの特性図

符号の説明

１ 電磁開閉器
１１ 本体ケース
１２ 操作電磁石の固定鉄心
１３ 可動鉄心
１４ 電磁コイル
１５ バックスプリング
１６ 接触子ホルダ
１７ 固定接触子
１８ 可動接触子
１９ 接触スプリング
３ 水平面取付ユニット（オプションユニット）
３１ ケース
３１ｂ 連結フック
３２ スライドフレーム
３２ａ 連結フック
３２ｂ ばね受け座
３３ 補償スプリング
４Ｖ 鉛直取付面
４Ｈ 水平取付面

Claims (2)

1. 操作電磁石,バックスプリング,接点機構の可動接触子を保持して操作電磁石の可動鉄心に連結した接触子ホルダの各部品を本体ケースに装備し、かつ本体ケースの頂部には補助接点ユニット等のヘッドオンユニットを着脱可能に掛止するユニット連結部を備えた構造になる電磁開閉器の水平取付けに適用するオプションユニットであり、
   前記オプションユニットを本体ケースのベースを下に向けて水平取付け面に設置した電磁開閉器に対して、その本体ケース頂部に前記ユニット連結部を介して装着し、この状態で開閉器可動部品の重量荷重を担持して前記バックスプリングの負荷力変動を相殺させる補償スプリングを内蔵した水平面取付ユニットとして構成したことを特徴とする電磁開閉器のオプションユニット。
2. 請求項１記載のオプションユニットにおいて、水平面取付ユニットが、その底部に開閉器本体ケースのユニット連結部に掛止する連結フックを備えたケースと、該ケースに内装してその底部側に突き出した先端部に電磁開閉器の接触子ホルダに掛止する連結フックを形成したスライドフレームと、該スライドフレームのばね受け座とケース底部のばね受け座との間に介挿した圧縮ばねの補償スプリングとからなり、該補償スプリングの仕様を開閉器可動部品の重量荷重と釣り合うようなばね力に設定したことを特徴とする電磁開閉器のオプションユニット。

Images