JP5981766B2 - 電磁開閉器 - Google Patents
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Description
そして、一対の固定接触子に対して可動接触子が所定ギャップを介して対向している釈放状態では、一対の固定接触子間の直流電流路が遮断された開極状態となっている。これに対して、可動接触子を例えば電磁石装置などの駆動部で駆動して、一対の固定接触子に接触させた投入状態では、一対の固定接触子間に直流電流路が形成されて閉極状態となる。
そこで、本発明は上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、一対の固定接触子に対して可動接触子が接触しているか否かを監視することができる電磁開閉器を提供することを目的としている。
この第2の態様によると、一対の固定接触子に誘電体リングを嵌合させることにより、コンデンサを形成することができ、誘電体リングの厚みを調整することにより、インピーダンスを調整することができる。
この第3の態様によると、前記抵抗の両端のインピーダンスを、可動接触子が一対の固定接触子に接触している場合の値に対して可動接触子が一対の固定接触子に接触している場合に半分の値とすることができる。
図1は本発明の接点装置を電磁開閉器としての電磁接触器に適用した場合の第1の実施形態を示す断面図である。この図1において、1は例えば合成樹脂製の外装ケースである。この外装ケース1は、下端面が開放された有底筒体1aと、この有底筒体1aの下端面を閉塞する底板1bとで構成されている。
接点装置2は、接点収納ケース4を有する、この接点収納ケース4は、セラミックス、合成樹脂等で形成される下端を開放した桶状体4aとその開放端面に密着固定された金属製の接合部材4b、桶状体4aの側面を覆う金属筒体4cとで構成されている。そして、接合部材4bが電磁石ユニット3の上部磁気ヨーク22の上面にロー付け、溶接等によって気密状態で固定されている。
この固定接触子6a,6bのそれぞれは、上部側の大径頭部7とこの大径頭部7と同軸的に連接された下部側の小径円柱部8とで構成されている。
また、接点装置2は、固定接触子6a,6bの小径円柱部8の下端面に比較的狭い所定のギャップを隔てて可動接触子11が接離可能に対向配置されている。そして、可動接触子11は接触子ホルダ13に接触スプリング14によって上方に付勢されて装着されている。接触子ホルダ13は、後述する電磁石ユニット3の可動プランジャ25に連結されて上下方向に駆動される。
電磁石ユニット3は、側面から見てU字形状の磁気ヨーク21を有し、この磁気ヨーク21の底板部21aの中央部に下端を開放した円筒部21bが形成されている。この磁気ヨーク21の上面側が上部磁気ヨーク22によって連接されている。
また、可動プランジャ25の連結軸28の周囲にスプリング挿通孔30が形成され、このスプリング挿通孔30と上部磁気ヨーク22との間に可動プランジャ25を下方に付勢する復帰スプリング31が装着されている。
そして、前述した一対の固定接触子6a及び6bに対して所定ギャップを介して可動接触子11が対向している開極状態と、一対の固定接触子6a及び6bに可動接触子11が切所している閉極状態とが、図2に示すように、接触状態検出部50によって検出される。
そして、測定端子44A及び44Bに接触状態検出部50が接続され、この接触状態検出部50によって検出抵抗43の両端のインピーダンスを検出して、可動接触子11の接触状態を検出するようにしている。
接続端子51A及び接地間にパルス電圧信号を出力するパルス信号発生部52が介挿されている。そして、パルス信号発生部52と接地との接続点と前記接続端子51Bとの間に電圧制限抵抗53が介挿されている。この電圧制限抵抗と接続端子51Bとの接続点に比較部としての比較器54の反転入力端子が接続されている。この比較器54の非反転入力端子には基準電圧Vbが供給されている。
そして、比較器54から出力される接触状態検出信号Vcが例えばレベルを反転するインバータ55を介して発光ダイオード56を駆動するダイオード駆動回路57に供給され、このダイオード駆動回路57で接触状態検出信号Vcがローレベルであるときに発光ダイオード56を点灯する。
今、外部接続端子板15aが例えば大電流を供給する直流電力供給源に接続され、外部接続端子板15bが負荷に接続されているものとする。
この状態で、電磁石ユニット3における励磁コイル23が非通電状態にあって、電磁石ユニット3で可動プランジャ25を可動させる励磁力を発生していないものとする。この状態では、可動プランジャ25が復帰スプリング31によって、上部磁気ヨーク22から離れる下方向に付勢されて、ゴム座27に当接した状態となる。このため、可動プランジャ25に連結軸28を介して連結された接触子ホルダ13に支持された可動接触子11は、固定接触子6a,6bの小径円柱部8の下端面から所定のギャップを挟んで対向しており、接点装置2が開極(釈放)状態となっている。
この接点装置2の閉極状態から、負荷への電流供給を遮断する場合には、電磁石ユニット3の励磁コイル23への電圧印加を停止する。
このようにして、電磁石ユニット3の励磁コイル23を非通電状態及び通電状態に制御することにより、接点装置2が一対の固定接触子6a及び6bから可動接触子11が所定ギャップを保って離間している開極状態と、一対の固定接触子6a及び6bに可動接触子11が接触する閉極状態とに動作される。
これに対して接点装置2が閉極状態にあるときには、図2(b)に示すように、一対の固定接触子6a及び6b間が可動接触子11によって導通されているので、抵抗Rと並列にコンデンサ42A及び42Bとの並列回路となる。このため、コンデンサ42A及び42BのインピーダンスをRcとすると、測定端子44A及び44b間のインピーダンスはR×2Rc/(R+2Rc)となり、抵抗43のインピーダンスRより小さい値となる。
Rc=1/2πfC
となる。
ここで、コンデンサ42A及び42Bの容量C及びパルス電圧信号の周波数fの少なくとも一方を調整してコンデンサ42A及び42Bの合成インピーダンス2Rcを抵抗43のインピーダンスRと一致させると、閉極時のインピーダンスをR/2とすることができ、開極時のインピーダンスRの半分とすることができる。
これらを纏めると下記表1で表すことができる。
ここで、接点装置2が閉極状態となると、前述したようにインピーダンスが開極時のインピーダンスに比較して小さくなる。このため、比較器54の反転入力端子に入力される電圧が大きくなる。
このため、接点装置2の開極時には、比較器54の反転入力端子に供給される電圧Vinが基準電圧Vbより低い値となるので、比較器54から開極状態を表すハイレベルの接触状態検出信号Vcが出力される。
一方、接点装置2の閉極時には、比較器54の反転入力端子に供給される電圧Vinが基準電圧Vbより高い値となるので、比較器54から閉極状態を表すローレベルの接触状態検出信号Vcが出力される。
この第2の実施形態では、一対の固定接触子6a及び6bに接続するコンデンサの構成を変更したものである。
すなわち、第2の実施形態では、図4(a)に示すように、内径を一対の固定接触子6a及び6bの外装ケース1から突出する端部の外径と等しいか又はこれより僅かに小さくし、外周面に電極部61を形成した扁平な円筒状の誘電体リング62A及び62Bを用意する。
この場合には、図4(c)に示すように、誘電体リング62A及び62Bの厚みを調整することにより、静電容量Cを調整することができる。
このように、上記第2の実施形態によると、一対の固定接触子6a及び6bに外周面に電極部61を形成した誘電体リング62A及び62Bを嵌合させてコンデンサを形成している。このため、前述した第1の実施形態のように一対の固定接触子6a及び6bに単体のコンデンサを接続する必要がなく、単に誘電体リング62A及び62Bを一対の固定接触子6a及び6bに嵌合させるだけで良いので、全体の構成を簡略化することができると共に、小型化が可能となる。
なお、上記第1及び第2の実施形態においては、インピーダンス変化検出回路を図3に示す構成とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図5に示す自動平衡ブリッジ回路を適用することもできる。この自動平衡ブリッジ回路は、図5に示すように、接続端子71Aに正弦波交流電圧を発生する正弦波信号発生部70を接続し、接続端子71Bに帰還抵抗72を出力側及び反転入力側間に介挿したオペアンプ73で構成される反転増幅器74の反転入力端子及び帰還抵抗72の接続点を接続する。また、オペアンプ73の非反転入力端子は接地されている。
さらに、上記実施形態においては、接点収納ケース4にガスを封入する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、遮断する電流値が少ない場合にはガスの封入を省略することができる。
さらに、電磁石ユニット3の構成も上記実施形態に限定されるものではなく、接触子ホルダ13を電磁力で可動させることができれば任意の構成を適用することができる。
さらに、上記実施形態においては、本発明を電磁接触器に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電磁継電器や他の構成の電磁開閉器に本発明を適用することができる。
Claims (4)
- 接点収納ケース内に所定間隔を保って固定配置された直流電流路に介挿される一対の固定接触子と、
該一対の固定接触子に対して接離可能に配設された可動接触子と、
該可動接触子を可動させる電磁石ユニットと、
前記一対の固定接触子のそれぞれに個別に接続された一対のコンデンサと、
該一対のコンデンサの他端に接続した抵抗と、
該抵抗の両端のインピーダスを検出して、前記一対の固定接触子に対して前記可動接触子が所定ギャップを介して対向している開極状態及び前記一対の固定接触子に前記可動接触子が接触している閉極状態を検出する接触状態検出部と、を備え、
前記一対のコンデンサの合成インピーダンスと前記抵抗のインピーダンスとが一致するように調整されていることを特徴とする電磁開閉器。 - 前記接触状態検出部は、一端が前記抵抗の一端に接続され、他端が接地に接続されたパルス信号発生部と、該パルス信号発生部と接地との間と前記抵抗の他端との間に接続された電圧制限抵抗と、前記抵抗及び前記電圧制限抵抗の接続点の電位と基準電位とを比較する比較部とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の電磁開閉器。
- 接点収納ケース内に所定間隔を保って固定配置された直流電流路に介挿される一対の固定接触子と、
該一対の固定接触子に対して接離可能に配設された可動接触子と、
該可動接触子を可動させる電磁石ユニットと、
前記一対の固定接触子のそれぞれに個別に接続された一対のコンデンサと、
該一対のコンデンサの他端に接続した抵抗と、
該抵抗の両端のインピーダスを検出して、前記一対の固定接触子に対して前記可動接触子が所定ギャップを介して対向している開極状態及び前記一対の固定接触子に前記可動接触子が接触している閉極状態を検出する接触状態検出部と、を備え、
前記接触状態検出部は、一端が前記抵抗の一端に接続され、他端が接地に接続されたパルス信号発生部と、該パルス信号発生部と接地との間と前記抵抗の他端との間に接続された電圧制限抵抗と、前記抵抗及び前記電圧制限抵抗の接続点の電位と基準電位とを比較する比較部とを備えていることを特徴とする電磁開閉器。 - 前記コンデンサは前記一対の固定接触子の前記接点収納ケースから突出する端部に嵌合させる誘電体リングで構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電磁開閉器。
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