JP4910900B2 - 接触子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁接触器や電磁継電器などの接触子装置に関する。特には、最低使用電流の低い補助接触子装置などにおいて、基本構造を大幅に変えることなく接触信頼性を向上させることのできる接触子装置に関する。

電磁接触器は、電磁コイルの吸引力を利用して固定鉄心と可動鉄心との接触、離間を切り換えて、電気回路の開閉を制御するものである。まず、一般的な電磁接触器の構造を説明する。
図６は、一般的な電磁接触器の斜視図である。
図７は、図６の電磁接触器の内部構造を示す斜視図である。
電磁接触器１は、図６に示すように、上下２つ割りのケースである下部フレーム１０と上部フレーム２０を有し、これらの内部に、図７に示すように、固定鉄心３０、可動鉄心４０、電磁コイル５０、主接触子装置７０と補助接触子装置８０とを有する接触子装置６０等が備えられている。

図７を参照して説明する。固定鉄心３０は、複数のプレートを積層してリベットで固定したＥ字型の鉄心であり、下部フレーム１０内にフローティング状態で収納されている。同鉄心３０の中央の脚は電磁コイル５０内に挿入されている。固定鉄心３０には、厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されており、同貫通孔に支持板３１が挿入されている。支持板３１の両端は貫通孔から突き出ており、同端部にゴム等の弾性部材からなる弾性体３２が装着されている。支持板３１は、この弾性体３２によって下部フレーム１０に固定されており、固定鉄心３０は下部フレーム１０に対してフローティング状態で支持されている。

可動鉄心４０は、固定鉄心３０に対して向き合って配置された略Ｅ字型の部材であり、上部フレーム２０内に、固定鉄心３０に当接及び離間するように対向して収容されている。可動鉄心４０と電磁コイル５０との間には、復帰バネ４１が介装されている。

接触子装置６０は、主接触子装置７０と補助接触子装置８０とを備える。この例では、主接触子装置７０が本体の中央に３極、補助接触子８０が主接触子装置７０の両側に１極ずつ配置されている。主接触子装置７０は、使用電流量が比較的大きい回路に使用され、補助接触子装置８０は使用電流量が比較的小さい信号系統（数Ｖ、数ｍＡ）の回路に使用される。各接触子装置７０、８０は、各々可動接触子７１、８１と固定接触子７２、８２とを有し、相互に当接、離間することによって回路の接続、遮断を切り換える電気接点である。

主可動接触子７１と補助可動接触子８１は、可動接点支え４２に保持されている。可動接点支え４２は、可動鉄心４０の背面部（上面部）に、連結板（図示されず）に支持されて、上部フレーム２０内をスライド可能となっている。同可動接点支え４２には、窓が形成されており、この窓の部分に、主可動接触子７１及び補助可動接触子８１が挿入され、各々バネ受け（図示されず）を介して接触バネ（図示されず）により保持されている。
一方、主固定接触子７２と補助固定接触子８２は、上部フレーム２０の、主可動接触子７１及び補助可動接触子８１と対向する部分に固定されている。これらの接触子装置６０は、接点カバー６２（図６参照）で覆われている。

電磁コイル５０が励磁されると、固定鉄心３０と可動鉄心４０は互いに吸引し合い可動鉄心４０が移動して固定鉄心３０に吸着する。これにより、可動鉄心４０に支持されている可動接点支え４２が、上部フレーム２０に対して移動するので、主及び補助可動接触子７１、８１が主及び補助固定接触子７２、８２に接触する。電磁コイル５０の励磁を解くと、可動鉄心４０は復帰バネ４１により付勢されて固定鉄心３０から離れる。これにより、主及び補助可動接触子７１、８１が主及び補助固定接触子７２、８２から離れる。

次に、上記の電磁接触器１の補助接触子装置８０（補助可動接触子８１及び補助固定接触子８２）の構造を説明する。
図８は、双接点型の接触子装置の構造を示す斜視図であり、図８（Ａ）は非接触状態、図８（Ｂ）は接触状態を示す。
補助接触子装置８０は、主に操作回路に使用されるもので、印加される電気は低電圧小電流（数Ｖ、数ｍＡ程度）であるので、特に接点の接触信頼性が高いことが要求される。

補助接触子装置８０は、図８（Ａ）に示すように、１個の可動接触子８１と２個の固定接触子８２とからなる。可動接触子８１は、橋絡形で、中央のバネ受けが当接する装着部８１ａと、装着部８１ａの両端から板バネ式に支持される接点台８１ｂを有する。各接点台８１ｂは、切り込み溝８１ｃにより二分割されており、各々の分割片の先端裏面に可動接点８１ｄが設けられている。このタイプは双接点型と呼ばれているものであり、接触箇所を増やすことにより、接触不良が起こる確率を低くしている。
一方、固定接触子８２の、可動接触子８１の各接触台８１ｂの可動接点８１ｄに対向する部分には固定接点８２ａが固定されている。固定接点８２ａは鋭角にして接触不良を起こり難くした平坦又はローレット状等の平板である。

接点導通時には、図８（Ｂ）に示すように、可動接触子８１の各可動接点８１ｄが、固定接触子８２の固定接点８２ａに接触する。

ところで、一般に、電磁接触器は、接触子装置に異物が入り込みにくいように、極力隙間がないような構造となっている。しかし、電磁接触器の開閉に伴って発生する摩耗粉や空気中の塵埃等の非常に微細な粉塵は接触子装置に侵入してしまう。このような粉塵は、接触子装置の接点の接触面に付着又は堆積する。このような粉塵に対して、接触子装置は以下のように作用して接触信頼性を得ている。可動接触子８１が固定接触子８２に接触した際、可動接触子８１の接点台８１ｂが、同接触子の長手方向に弾性的に変形し、可動接点８１ｄは固定接点８２ａと接触したまま、長手方向にわずかにスライドする。この動きにより、接触面の微細な粉塵がかき出され、接触面が常に清浄な状態に保たれる。

接触信頼性をさらに高めるために、可動接触子とバネ受けとを線又は点で接触するようにして、可動接触子のたわみによる接触性を向上させた案も提案されている（特許文献１参照）。

また、接触面が酸化して薄い酸化物被膜が形成され、これにより接触不良が発生することがある。これに対しては、可動接点に、中心線を挟んで並ぶ同一高さの複数の接触部を設けたものが提案されている（特許文献２参照）。この接触部は、リブ状、円錐状、球面状などの形状とすることができる。このような接触部は、固定接点と摺動接触するので、接点部に付着していた塵埃や形成されていた酸化被膜が擦り落とされて清浄化されるとしている。
さらに、固定接点に先端が尖った複数条の突部を突設し、可動接点にも先端が尖った複数条の突部を突設したものも提案されている（特許文献３参照）。この例においては、固定接点の突部と可動接点の突部とを略直交させることにより、接触圧力を向上させて接触信頼性を得ている。

特開平２−２９７８１７ 実開平５８−１３１５４７ 特開昭５８−１２２１９

前述のように、接触子装置は、微細な粉塵や酸化物被膜の問題に対しては、前述のように、可動接触子の変形や接点同士の摺動接触により解決できる。しかし、電磁接触器は、接触子装置に異物が入り込みにくいように、極力隙間がないような構造となっているものの完全密閉ではないため、まれに、繊維状異物が接触子装置内に侵入することがある。

図９は、固定接点に繊維状異物が付着した状態を示す斜視図である。
繊維状異物Ｆが、図９に示すように、固定接点８２ａの表面を横切るように付着すると、前述の可動接点の接触面上の動きではかき出すことができない。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、繊維状異物に対しても接触信頼性を向上させた接触子装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の接触子装置は、 固定接点を有する固定接触子、及び、前記固定接点に接触及び離間するように対向配置された複数の可動接点を有する可動接触子、を備える接触子装置であって、 前記固定接点の接点面に、線状の突起からなる仕切り、及び、該仕切りの両側の平面状接触部、が形成されており、 前記可動接触子の各接点が、前記固定接点の仕切りの両側の平面状接触部に各々接触することを特徴とする。

本発明によれば、固定接点の接点面に線状の突起からなる仕切りを設けているので、繊維状異物が両接触部をまたぐように付着する可能性をきわめて低くすることができ、可動接触子と固定接触子との接触信頼性を向上できる。なお、平面状接触部の平面状とは、ローレットのような多少の凹凸、あるいは傾斜のある面も含む意味である。

本発明の第２の接触子装置は、 固定接点を有する固定接触子、及び、前記固定接点に接触及び離間するように対向配置された可動接点を有する可動接触子、を備える接触子装置であって、 前記固定接点の接点面に、線状の突起からなる仕切り、及び、該仕切りの両側の平面状接触部、が形成されており、 前記可動接点の接触面に、前記仕切りを収容する溝が形成されていることを特徴とする。

単接点型の場合、可動接触子のみを単接点型に対応するものとし、固定接触子は双接点型と同じものを共用するのが一般的である。単接点型の可動接触子の接点は、一般に円錐形に形成されているため、突起状の仕切りの形成された固定接点を有する固定接触子を使用すると、可動接点が線状突起に当り、固定接点と可動接点とが正規の接触をせず、本来の性能を損なう恐れがある。そこで、可動接触子の接点に仕切りを収容する溝を形成すると、可動接触子と固定接触子とが接触した際、この溝に仕切りがはまり込む。これにより、可動接点の溝の両側の部分は、固定接点の仕切りの両側の接触部に接触しやすくなるので、接点同士の干渉を避けつつ接触信頼性を向上できるとともに本来の性能を維持できる。

本発明の第１の接触子装置の接触信頼性向上方法は、 固定接点を有する固定接触子、及び、前記固定接点に接触及び離間するように対向配置された複数の可動接点を有する可動接触子、を備える接触子装置の接触信頼性を向上させる方法であって、 前記固定接点の接点面に、線状の突起からなる仕切り、及び、該仕切りの両側の平面状接触部を形成し、 前記可動接触子の各接点を、前記固定接点の平面状接触部に各々接触させることにより、繊維状異物が同時に前記仕切りの両側の平面状接触部に付着して接触不良となる可能性を低減することを特徴とする。

本発明の第２の接触子装置の接触信頼性向上方法は、 固定接点を有する固定接触子、及び、前記固定接点に接触及び離間するように対向配置された可動接点を有する可動接触子、を備える接触子装置の接触信頼性を向上させる方法であって、 前記固定接点の接点面に、線状の突起からなる仕切り、及び、該仕切りの両側の平面状接触部、を形成し、 前記可動接点の接触面に、前記仕切りを収容する溝を形成し、 前記可動接点の接触面の溝の両側の部分を、各々、前記固定接点の仕切りの両側の平面状接触部の各々に接触させることにより、繊維状異物が同時に前記仕切りの両側の平面状接触部に付着して接触不良となる可能性を低減することを特徴とする。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、接触子装置に繊維状異物が侵入した場合に、この異物を固定接触子の接点に付着しにくくできるので、様々な形態の異物に対して接触信頼性を向上させた接触子装置を提供できる。

発明を実施するための形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る接触子装置（双接点型補助接触子装置）の構造を示す斜視図であり、図１（Ａ）は非接触状態、図１（Ｂ）は接触状態を示す。
補助接触子装置１８０は、図８の補助接触子装置８０と同様の構成であり、１個の可動接触子１８１と２個の固定接触子１８２からなる。可動接触子１８１は橋絡形で、バネ受けが当接する中央の装着部１８１ａと、装着部１８１ａの両端から板バネ式に支持される接点台１８１ｂとを有する。接点台１８１ｂは、切り込み溝１８１ｃにより二分割されており、各々の分割片の先端裏面に可動接点１８１ｄが設けられている。

固定接触子１８２の、可動接触子１８１の両接点台１８１ｂの可動接点１８１ｄが対向する部分には、固定接点１８２ａが固定されている。固定接点１８２ａは、平面状又はローレット面上の平板であり、幅方向中心に、長さ方向に延びる線状の突起からなる仕切り１８２ｂが形成されている。この仕切り１８２ｂにより、固定接点１８２ａには、２個の接触部１８２ａ−１、１８２ａ−２が形成される。接触部１８２ａ−１、１８２ａ−２の各々は、可動接触子１８１の可動接点１８１ｄの各々に対向している。なお、仕切り１８２ｂは可動接触子１８１の接点台１８１ｂの切り込み溝８１ｃに対向しているので、接点台１８１ａの各分割片の動きに干渉せず、接点性能に影響を与えない。

接点導通時には、図１（Ｂ）に示すように、可動接触子１８１の可動接点１８１ｄの各々が、固定接触子１８２の各々の固定接点１８２ａ−１又は１８２ａ−２に接触する。

このような形状の接触子装置に繊維状異物が付着した場合を考える。
図２（Ａ）は、固定接触子に繊維状異物が付着した状態を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の一部を拡大した図である。
図２（Ｂ）に示すように、繊維状異物Ｆが、仕切り１８２ｂをまたいで接触部１８２ａ−１、１８２ａ−２に渡るように付着した場合、仕切り１８２ｂにより同異物は接触部１８２ａ−１、１８２ａ−２に停滞しにくい。つまり、繊維状異物Ｆが仕切り１８２ｂによって斜めになり、一端は一方の接触部１８２ａ−２に接するが、他端は他方の接触部１８２ａ−１から浮いた状態となり、同部に接していない。また、仕切り１８２ｂを挟んで両接触部１８２ａ−１、１８２ａ−２に付着したとしても、可動接触子１８１の２つの接点１８１ｄと接触する部分に同時に付着する可能性は低い。なお、繊維状異物Ｆが、一方の接触部１８２ａ−１にのみ付着した場合は、他方の接触部１８２ａ−２は問題なく使用できる。

したがって、繊維状の異物が固定接点１８２上に侵入しても、同接点１８２と可動接点１８１ｄとは確実に接触する。

図３は、図１の接触子装置を備えた電磁接触器の内部構造を示す斜視図である。
この電磁接触器は、図６で説明した電磁接触器とほぼ同様の構造であり、接触子装置１６０の補助接触子装置として、図１に示す補助接触子装置１８０を使用している。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る接触子装置（双接点型）の構造を示す図である。
この例の接触子装置は、図１の接触子装置１８０とほぼ同じ構造であるが、固定接触子２８２の固定接点２８２ａに設けられた仕切り２８２ｂの長さが短くなっている。これは、接点製造時のことを考慮した形状で、プレス成形する場合は両端に平面があった方が作りやすいためである。なお、このようにわずかに線状突起（仕切り２８２ｂ）が短くなっても効果は変わらない。

図５（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る接触子装置（単接点型）の構造を示す斜視図であり、図５（Ｂ）は、可動接触子を図５（Ａ）の下から見た斜視図である。
この例の接触子装置３８０も、図１の接触子装置１８０と同様に、可動接触子３８１と固定接触子１８２からなる。固定接触子は図１の固定接触子１８２と同様の構成を有するが、可動接触子３８１は、接点台３８１ｂが二分割されておらず、各接点台３８１ｄの先端裏面に可動接点３８１ｄが設けられている。このタイプを単接点型という。このような単接点型は、双接点型よりも電流容量が大きい用途に使用される。このような場合は、可動接触子のみを単接点型に対応するものとし、固定接触子は双接点型と同じものを共用するのが一般的である。単接点型の可動接触子３８１の接点３８１ｄは、酸化被膜を破るために円錐形に形成されている。

このように可動接触子の接点が円錐形の場合、前述の例と同様に、固定接触子１８２の固定接点１８２ａに仕切り１８２ｂが形成されていると、固定接点と可動接点との間に十分な接触面積が得られない。そこで、図５（Ｂ）に示すように、可動接触子３８１の各接点３８１ｄの幅方向中央に、長さ方向に延びる溝３８１ｅが形成されている。可動接触子３８１と固定接触子１８２とが接触した際、これら溝３８１ｅに固定接触子１８２の各接点１８２ａの仕切り１８２ｂが収容される。これにより、可動接点３８１の溝３８１ｅの両側の接点３８１ｄは、固定接点１８２ａの仕切り１８２ｂの両側の接触部１８２ａ−１、１８２ａ−２に接触しやすくなる。

このように、単接点型の場合も、接点性能に影響を与えることなく、固定接点１８２ａに仕切り１８２ｂを設けて繊維状異物を付着し難くすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る接触子装置（双接点型）の構造を示す斜視図であり、図１（Ａ）は非接触状態、図１（Ｂ）は接触状態を示す。 図２（Ａ）は、固定接触子に繊維状異物が付着した状態を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の一部を拡大した図である。 図１の接触子装置を備えた電磁接触器の内部構造を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る接触子装置（双接点型）の構造を示す図である。 図５（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る接触子装置（単接点型）の構造を示す斜視図であり、図５（Ｂ）は、可動接触子を図５（Ａ）の下から見た斜視図である。 一般的な電磁接触器の斜視図である。 図６の電磁接触器の内部構造を示す斜視図である。 双接点型の接触子装置の構造を示す斜視図であり、図８（Ａ）は非接触状態、図８（Ｂ）は接触状態を示す。 固定接点に繊維状異物が付着した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１６０ 接触子装置
１８０ 補助接触子装置 １８１ 可動接触子
１８１ａ 装着部 １８１ｂ 接点台
１８１ｃ 切り込み溝 １８１ｄ 可動接点
１８２ 固定接触子 １８２ａ 固定接点
１８２ａ−１、１８２ａ−２ 接触部 １８２ｂ 仕切り
２８２ 補助接触子装置 ２８２ａ 固定接点
２８２ｂ 仕切り
３８０ 補助接触子装置 ３８１ 可動接触子
３８１ａ 装着部 ３８１ｂ 接点台
３８１ｄ 可動接点 ３８１ｅ 溝

Claims (1)

1. 固定接点を有する固定接触子、及び、前記固定接点に接触及び離間するように対向配置された複数の可動接点を有する可動接触子、を備える接触子装置であって、
   前記固定接点の接点面に、線状の突起からなる仕切り、及び、該仕切りの両側の平面状接触部、が形成されており、
   前記可動接触子の各接点が、前記固定接点の仕切りの両側の平面状接触部に各々接触することを特徴とする接触子装置。

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