特開 2025-24374 電磁接触器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025024374

(43)【公開日】2025-02-20

(54)【発明の名称】電磁接触器

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/20 20060101AFI20250213BHJP

   H01H 51/24 20060101ALI20250213BHJP

   H01H 50/16 20060101ALI20250213BHJP

   H01H 50/42 20060101ALI20250213BHJP

   H01F 7/122 20060101ALI20250213BHJP

【ＦＩ】

H01H50/20 B

H01H51/24 J

H01H50/16 A

H01H50/42 A

H01F7/122 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023128430

(22)【出願日】2023-08-07

(71)【出願人】

【識別番号】508296738

【氏名又は名称】富士電機機器制御株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(72)【発明者】

【氏名】東風 彬生

【テーマコード（参考）】

5E048

【Ｆターム（参考）】

5E048AB04

5E048AD02

(57)【要約】

【課題】電磁接触器において、コイルの巻き付け量を維持しつつ径方向外側への大型化を抑制する。
【解決手段】電磁接触器１１は、スプール２２と、プランジャ２３と、アーマチュア２４と、永久磁石２７と、ヨーク２８と、を備えている。スプール２２は、巻き軸３１にコイル３２が巻かれている。プランジャ２３は、進退可能な状態で巻き軸３１に挿通されている。アーマチュア２４は、プランジャ２３の一端に連結されている。永久磁石２７は、巻き軸３１の一端側に配置されている。ヨーク２８は、永久磁石２７の一端側に配置され、コイル３２が非励磁のときにアーマチュア２４を吸着する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻き軸にコイルが巻かれたスプールと、
進退可能な状態で前記巻き軸に挿通されたプランジャと、
前記プランジャの一端に連結された第一のアーマチュアと、
前記巻き軸の一端側に配置された永久磁石と、
前記永久磁石の一端側に配置され、前記コイルが非励磁のときに前記第一のアーマチュアを吸着する第一のヨークと、を備えることを特徴とする電磁接触器。

【請求項2】

前記プランジャの他端に連結された第二のアーマチュアと、
軸方向の一端側、径方向の外側、及び軸方向の他端側を閉塞し、前記コイルを励磁したときに前記第二のアーマチュア及び前記第一のアーマチュアを吸着する第二のヨークと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電磁接触器。

【請求項3】

前記スプール、前記プランジャ、前記第一のアーマチュア、前記永久磁石、前記第一のヨーク、及び前記第二のアーマチュア、及び前記第二のヨークによって電磁石部を構成し、
固定接触子に可動接触子を接触及び離間させる接点支えと、
奥行方向の奥に配置され、動作軸を奥行方向に直交させて前記電磁石部が収容された下部フレームと、
奥行方向の手前に配置され、動作軸を前記電磁石部の動作軸と平行にして前記接点支えが収容された上部フレームと、を備え、
前記第一のアーマチュアには、奥行方向の手前に向かって突出し、前記接点支えに駆動力を伝達するレバーが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁接触器。

【請求項4】

前記電磁石部は、前記第一のヨーク及び前記第二のヨークを介して、軸方向に対向する前記下部フレームの内周面によって位置決めされていることを特徴とする請求項３に記載の電磁接触器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁接触器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示された電磁接触器は、プランジャを駆動して接点の開閉を行なうものであり、外ヨークとコイルとの間には、永久磁石及び内ヨークが設けられている。永久磁石及び内ヨークは、非励磁のときにアーマチュアを吸着して釈放状態を維持する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１－１４０６０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

外ヨークとコイルとの間に永久磁石及び内ヨークを設けた場合、コイルを巻き付けるスペースが制約されるため、コイルの巻き付け量が低下するか、又は径方向外側に大型化してしまう。
本発明の目的は、電磁接触器において、コイルの巻き付け量を維持しつつ径方向外側への大型化を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様に係る電磁接触器は、スプールと、プランジャと、第一のアーマチュアと、永久磁石と、第一のヨークと、を備えている。スプールは、巻き軸にコイルが巻かれている。プランジャは、進退可能な状態で巻き軸に挿通されている。第一のアーマチュアは、プランジャの一端に連結されている。永久磁石は、巻き軸の一端側に配置されている。第一のヨークは、永久磁石の一端側に配置され、コイルが非励磁のときに第一のアーマチュアを吸着する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、永久磁石と第一のヨークを巻き軸の一端側に配置しているため、コイルを巻き付けるスペースが制約されることはない。したがって、コイルの巻き付け量を維持しつつ、径方向外側への大型化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】電磁接触器を示す図である。

【図2】電磁接触器を示す図である。

【図3】電磁石部を示す図である。

【図4】上部フレームを示す図である。

【図5】電磁接触器を示す図である。

【図6】下部フレームを示す図である。

【図7】比較例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

【0009】

《実施形態》
《構成》
以下の説明では、互いに直交する三方向を、便宜的に、縦方向、幅方向、及び奥行方向とする。
図１は、電磁接触器１１を示す図である。
図中の（ａ）は、電磁接触器１１を、縦方向の一方、幅方向の一方、及び奥行方向の手前から見た状態を示している。図中の（ｂ）は、電磁接触器１１を、奥行方向の手前から見た状態を示している。電磁接触器１１は、接点を密閉しない開放型で、下部フレーム１２と、上部フレーム１３と、を備えている。下部フレーム１２は、奥行方向の奥に配置されている。上部フレーム１３は、下部フレーム１２における奥行方向の手前に嵌め合わされている。上部フレーム１３には、奥行方向の手前に、消弧カバー１４と、端子カバー１５と、が嵌め合わされている。上部フレーム１３には、縦方向の両側に、夫々、三つの主端子１６と、補助端子１７と、コイル端子１８と、が設けられている。

【0010】

図２は、電磁接触器１１を示す図である。
ここでは、電磁接触器１１において、縦方向の中心を通り幅方向及び奥行方向に沿った断面を、縦方向の一方から見た状態を示している。下部フレーム１２は、縦方向の両側、幅方向の両側、及び奥行方向の奥が閉塞され、奥行方向の手前が開放された箱状に形成されている。上部フレーム１３は、縦方向の両側、幅方向の両側、及び奥行方向の奥が閉塞され、奥行方向の手前が開放された箱状に形成されている。電磁接触器１１は、電磁石部２１と、接点支え４１と、を備えている。電磁石部２１は、下部フレーム１２に収容され、幅方向に沿って動作する動作軸Ａ１を備えている。接点支え４１は、上部フレーム１３に収容され、幅方向に沿って動作する動作軸Ａ２を備えている。動作軸Ａ１及び動作軸Ａ２は、平行であり、奥行方向に離れている。

【0011】

図３は、電磁石部２１を示す図である。
ここでは、分解した電磁石部２１を、縦方向の一方、幅方向の一方、及び奥行方向の手前から見た状態を示している。電磁石部２１は、スプール２２と、プランジャ２３と、アーマチュア２４（第一のアーマチュア）と、アーマチュア２５（第二のアーマチュア）と、一対のヨーク２６（第二のヨーク）と、一対の永久磁石２７と、ヨーク２８（第一のヨーク）と、を備えている。電磁石部２１は、コイルに電流を流す向きが一定となる有極直流型である。
スプール２２は、絶縁性を有する樹脂製であり、図２に示すように、幅方向に延びる円筒状の巻き軸３１にコイル３２が巻かれている。コイル３２は、一端が一方のコイル端子１８に接続され、他端が他方のコイル端子１８に接続されている。

【0012】

プランジャ２３は、幅方向に延びる円柱状の可動鉄心であり、軸方向に進退可能な状態で巻き軸３１の内側に挿入される。プランジャ２３は、巻き軸３１よりも長い。
アーマチュア２４は、縦方向及び奥行方向に沿った板状の継鉄であり、プランジャ２３の一端に連結される。アーマチュア２４は、幅方向から見て略方形に形成され、奥行方向の手前に突出したレバー３６が形成されている。レバー３６は、図２に示すように、上部フレーム１３の底に形成された開口部から進入し、接点支え４１に嵌まり合う。
アーマチュア２５は、縦方向及び奥行方向に沿った板状の継鉄であり、プランジャ２３の他端に連結される。アーマチュア２５は、幅方向から見て略方形に形成されている。

【0013】

ヨーク２６は、縦方向の外側及び幅方向の両側を覆い、奥行方向から見て縦方向の内側に向かって開いた略コ字状に形成された継鉄である。一対のヨーク２６は、スプール２２に対して縦方向の両側から嵌め合わされている。
永久磁石２７は、奥行方向に沿って延びる柱状であり、アーマチュア２４を挟んで縦方向の両側に一つずつ設けられている。
ヨーク２８は、縦方向及び奥行方向に沿った板状の継鉄であり、アーマチュア２４よりも幅方向の外側で永久磁石２７に吸着されている。

【0014】

図４は、上部フレーム１３を示す図である。
ここでは、上部フレーム１３において、動作軸Ａ２を通り縦方向及び幅方向に沿った断面を、奥行方向の手前から見た状態を示している。上部フレーム１３には、縦方向の両側に、夫々、三つの主固定接触子４２（固定接触子）と、補助固定接触子４３と、が設けられている。主固定接触子４２は、導電性を有する金属であり、縦方向に延び、縦方向及び奥行方向に沿った板状に形成され、主端子１６の端子台と一体に成形されている。主固定接触子４２には、縦方向における内側の端部で幅方向の他方を向いた端面に主固定接点が形成されている。補助固定接触子４３は、導電性を有する金属であり、縦方向に延び、縦方向及び奥行方向に沿った板状に形成され、補助端子１７の端子台と一体に成形されている。補助固定接触子４３には、縦方向における内側の端部で幅方向の他方を向いた端面に補助固定接点が形成されている。

【0015】

接点支え４１には、三つの主可動接触子４４（可動接触子）と、補助可動接触子４５と、が設けられている。主可動接触子４４は、導電性を有する金属であり、縦方向に延び、縦方向及び奥行方向に沿った板状で、且つ奥行方向から見て幅方向の一方に凸となるハット状に成形されている。主可動接触子４４には、両端側で幅方向の一方を向いた端面に、主固定接点に対向する主可動接点が形成されている。補助可動接触子４５は、導電性を有する金属であり、縦方向に延び、縦方向及び奥行方向に沿った板状で、且つ奥行方向から見て幅方向の一方に凸となるハット状に成形されている。補助可動接触子４５には、両端側で幅方向の一方を向いた端面に、補助固定接点に対向する補助可動接点が形成されている。主可動接触子４４及び補助可動接触子４５は、夫々、接触スプリング４６によって幅方向の一方に付勢されている。接点支え４１は、図２に示すように、バックスプリング４７によって幅方向の他方に付勢されている。接点支え４１には、奥行方向の手前から蓋体４８が嵌め合わされている。

【0016】

上記の構成により、コイル３２に通電がない非励磁の状態では、図２に示すように、永久磁石２７の磁力とバックスプリング４７の反発力によって、プランジャ２３が幅方向の他方に変位した配置となる。永久磁石２７の磁束は、永久磁石２７、ヨーク２８、アーマチュア２４、プランジャ２３における幅方向の他方側、及びヨーク２６における幅方向の他方側を順に通過する。この閉ループとなる磁気回路によって、アーマチュア２４がヨーク２８に吸着される。こうして、プランジャ２３が幅方向の他方へ変位しているときに、レバー３６を介して接点支え４１も幅方向の他方へ変位し、接点が開いた釈放状態となる。このとき、ヨーク２６における幅方向の一方に対してアーマチュア２５が離間し、ヨーク２６における幅方向の他方に対してアーマチュア２４が離間している。

【0017】

この状態から、コイル３２に通電され励磁されると、コイル３２の磁力によって、ヨーク２６における幅方向の一方にアーマチュア２５が吸着され、ヨーク２６における幅方向の他方にアーマチュア２４が吸着される。これにより、プランジャ２３が永久磁石２７の磁力とバックスプリング４７の反発力に逆らって幅方向の一方に変位した配置となる。コイル３２の磁束は、プランジャ２３、アーマチュア２４、ヨーク２６、及びアーマチュア２５を順に通過する。この閉ループとなる磁気回路によって、ヨーク２６における幅方向の一方にアーマチュア２５が吸着され、ヨーク２６における幅方向の他方にアーマチュア２４が吸着される。こうして、プランジャ２３が幅方向の一方へ変位しているときに、レバー３６を介して接点支え４１も幅方向の一方へ変位し、接点が閉じた投入状態となる。このとき、ヨーク２８に対してアーマチュア２４が離間している。

【0018】

図５は、電磁接触器１１を示す図である。
ここでは、分解した電磁接触器１１を、縦方向の一方、幅方向の一方、及び奥行方向の手前から見た状態を示している。電磁接触器１１を組み立てる場合、下部フレーム１２に電磁石部２１を収容し、下部フレーム１２に上部フレーム１３を嵌め合わせ、上部フレーム１３に接点支え４１を収容する。
図６は、下部フレーム１２を示す図である。
ここでは、下部フレーム１２を、奥行方向の手前から見た状態を示している。下部フレーム１２には、幅方向における両側の内周面のうち縦方向の両側に、リブ５１が形成されている。幅方向における一方のリブ５１がヨーク２６に接触し、幅方向における他方のリブ５１がヨーク２８に接触することで、電磁石部２１における幅方向の位置決めがなされる。

【0019】

《作用効果》
次に、実施形態の主要な作用効果について説明する。
電磁接触器１１は、スプール２２と、プランジャ２３と、アーマチュア２４と、永久磁石２７と、ヨーク２８と、を備えている。スプール２２は、巻き軸３１にコイル３２が巻かれている。プランジャ２３は、進退可能な状態で巻き軸３１に挿通されている。アーマチュア２４は、プランジャ２３の一端に連結されている。永久磁石２７は、巻き軸３１の一端側に配置されている。ヨーク２８は、永久磁石２７の一端側に配置され、コイル３２が非励磁のときにアーマチュア２４を吸着する。このように、永久磁石２７とヨーク２８を巻き軸３１の一端側に配置しているため、コイル３２を巻き付けるスペースが制約されることはない。したがって、コイル３２の巻き付け量を維持しつつ、径方向外側への大型化を抑制することができる。巻き軸３１の一端側は、元々、アーマチュア２４のストローク代として確保されており、そこに永久磁石２７を配置しているため、電磁石部２１が軸方向へ大型化することはない。また、非励磁のときにアーマチュア２４をヨーク２８に吸着させて、プランジャ２３の位置を保持することができる。

【0020】

電磁接触器１１は、アーマチュア２５と、ヨーク２６と、を備えている。アーマチュア２５は、プランジャ２３の他端に連結されている。ヨーク２６は、軸方向の一端側、径方向の外側、及び軸方向の他端側を閉塞し、コイル３２を励磁したときにアーマチュア２５及びアーマチュア２４を吸着する。すなわち、励磁されたときにアーマチュア２５をヨーク２６における幅方向の一方側に吸着させ、アーマチュア２４をヨーク２６における幅方向の他方側に吸着させる。これにより、励磁されたときのプランジャ２３の位置を保持することができる。

【0021】

スプール２２、プランジャ２３、アーマチュア２４、永久磁石２７、ヨーク２８、及びアーマチュア２５、及びヨーク２６によって電磁石部２１を構成する。電磁接触器１１は、接点支え４１と、下部フレーム１２と、上部フレーム１３と、を備えている。接点支え４１は、主固定接触子４２に主可動接触子４４を接触及び離間させる。下部フレーム１２は、奥行方向の奥に配置され、動作軸Ａ１を奥行方向に直交させて電磁石部２１が収容されている。上部フレーム１３は、奥行方向の手前に配置され、動作軸Ａ２を電磁石部２１の軸方向と平行にして接点支え４１が収容されている。アーマチュア２４には、奥行方向の手前に向かって突出し、接点支え４１に駆動力を伝達するレバー３６が形成されている。このように、電磁石部２１の動作軸Ａ１と接点支え４１の動作軸Ａ２とを同軸上に配置しないことで、奥行方向の小型化を図ることができる。
電磁石部２１は、ヨーク２８及びヨーク２６を介して、軸方向に対向する下部フレーム１２の内周面によって位置決めされている。これにより、樹脂成型品であるスプール２２を介して位置決めする構成と比べて、プランジャ２３のストローク量を安定させることができる。

【0022】

次に、比較例について説明する。
比較例は、永久磁石とヨークのレイアウトが異なることを除いては、前述した実施形態と同様の構成であるため、共通する部分については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
図７は、比較例を示す図である。
比較例となる電磁石部６１では、ヨーク２６（外ヨーク）とコイル３２との間に、永久磁石６７及びヨーク６８（内ヨーク）が設けられている。永久磁石６７及びヨーク６８は、非励磁のときにアーマチュア２５を吸着して釈放状態を維持する。このように、ヨーク２６とコイル３２との間に、永久磁石６７及びヨーク６８を設けた場合、コイル３２を巻き付けるスペースが制約されるため、コイル３２の巻き付け量が低下するか、又は径方向外側に大型化してしまうという問題があった。

【0023】

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

【符号の説明】

【0024】

１１…電磁接触器、１２…下部フレーム、１３…上部フレーム、１４…消弧カバー、１５…端子カバー、１６…主端子、１７…補助端子、１８…コイル端子、２１…電磁石部、２２…スプール、２３…プランジャ、２４…アーマチュア、２５…アーマチュア、２６…ヨーク、２７…永久磁石、２８…ヨーク、３１…巻き軸、３２…コイル、３６…レバー、４１…接点支え、４２…主固定接触子、４３…補助固定接触子、４４…主可動接触子、４５…補助可動接触子、４６…接触スプリング、４７…バックスプリング、４８…蓋体、５１…リブ、６１…電磁石部、６７…永久磁石、６８…ヨーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】