电磁接触器 【技术领域】
本发明涉及电磁接触器，它能够抑制电磁力使可动铁心闭合、释放时所产生的可动铁心与固定铁心之间的碰撞而带来的冲击。
背景技术
参照图19对于电磁接触器进行说明。图19是表示电磁接触器的构造的剖视图。在图19中，电磁接触器100由固定部分与可动部分构成，固定部分通过压缩安装在横臂2与装配台23之间的解扣弹簧30将基座10利用螺丝与装配台23结合。在基座10上，固定具有触点12的主固定接触件25与辅助固定接触件26，通过冲击缓冲用的橡胶板22将固定铁心20安装装配台23内，在基座10上设有弧形盒11。将电磁铁配置在固定铁心20的脚部周围并且在线轴24上卷绕电线形成线圈21。
在可动部分中，可动铁心1通过销3与安装在基座10内的横臂2连接，并且在横臂2的上部窗口部分，通过压簧5与接触弹簧6配合主可动接触件4，在主可动接触件4上设有与主固定接触件25对置的触点7。在横臂2的中央窗口部分中，通过辅助接触弹簧9配合与固定辅助接触件26对置的辅助可动接触件8。
电磁接触器100通过使得打开、关闭电磁铁的励磁，将可动铁心1相对于固定铁心20从第1位置移动到第2位置，因此，在没有激发电磁铁的状态下，将确保可动铁心1与固定铁心20之间的吸附面间为较宽间隙状态下的可动铁心的位置作为第1位置(也可以作为第2位置)，将激励电磁铁状态下相对于固定铁心2可动铁心1发生移动并且该吸附面间为较窄间隙(包含间隙为0的相接触的状态)状态下的可动铁心1的位置作为第2位置(也可以作为第1位置)。闭合电磁接触器100是表示可动铁心从第1位置向第2位置移动，释放电磁接触器100是表示可动铁心1从第2位置向第1位置移动。这样，可动铁心1在第1位置上解扣弹簧30将反T形的横臂2地上部下压而接触到基座10。
其次，参照图19对于上述构造的电磁接触器100的动作进行说明。当向线圈2闭合电压并流过电流时，固定铁心20受到磁化，在固定铁心20与可动铁心1之间g产生电磁吸引力，可动铁心由于该吸引力排斥解扣弹簧30与接触弹簧6、9，受固定铁心20吸引而从第1位置向第2位置移动，同时可动接触件4的触点7接触并压着固定接触件25的触点12。
另一方面，当截断线圈21的电流时，由于使得固定铁心20消磁，故可动铁心1从吸附状态释放并且从第2位置向第1位置移动，同时开放触点7与触点12。
然而，在上述电磁接触器100的构造中，由于闭合或者截断线圈21的电流，可动铁心1向固定铁心2的碰撞速度较高，会重复发生短暂弹回动作。通过伴随上述重复动作的振动，产生所谓的振荡，即主可动接触件4的触点7与主固定接触件25的触点12短暂接触、分离。
因此，由于上述的闭合或者截断，会产生来自可动铁心1、固定铁心20、横臂2、基座10等的较大冲击声，或者产生来自可动铁心1等的粉尘，或者对于横臂2、基座10等反复冲击的问题。
【发明内容】
本发明为了解决上述问题，目的在于提供一种能够抑制闭合、开放时产生的冲击的电磁接触器。
为了达成本发明的，第1方面的电磁接触器是通过控制电磁铁的通电使得可动铁心向固定铁心从第1位置移动到第2位置而由此进行触点的开闭的电磁接触器，它具备控制流过所述电磁铁的电流的积分值而使得所述可动铁心在所述第2位置上的加速度小于规定值的吸引力控制手段。
第2方面的电磁接触器是从电源向电磁铁流过电流并利用电磁力使得可动铁心从与固定铁心的间隙大的第1位置向所述间隙小的第2位置移动而开放或闭合触点的电磁接触器，它具备将第1电流在规定时间中流过所述电磁铁而使得所述可动铁心在所述第2位置上的加速度为规定值并且在大致所述第2位置上将第2电流流过所述电磁铁的吸引力控制手段。
第3方面的电磁接触器是截断从电源流过电磁铁的电流使得可动铁心从与固定铁心间隙小的第2位置向所述间隙大的第1位置移动并且开放或者闭合触点的电磁接触器，它具备截断流过所述电磁铁的电流后将减速电流在规定时间中流过所述电磁铁而使得所述可动铁心在所述第1位置上的加速度为规定值的吸引力控制手段。
第4方面的电磁接触器是从电源向电磁铁流过电流并利用电磁力使得可动铁心从与固定铁心的间隙大的第1位置向所述间隙小的第2位置移动并且开放或闭合触点的电磁接触器，它具备：控制流过所述电磁铁的电流的电流控制手段；利用所述电流控制手段使得第1电流在规定时间中流过所述电磁铁后截断并且经过规定时间之后在所述可动铁心大致移动到所述第2位置的时刻利用所述电流控制手段使得第2电流流过所述电磁铁的指令手段。
本发明第5方面的电磁接触器是截断从电源流过电磁铁的电流并使得可动铁心从与固定铁心间隙小的第2位置向所述间隙大的第1位置移动并且开放或者闭合触点的电磁接触器，它具备：控制流过所述电磁铁的电流的电流控制手段；利用所述电流控制手段截断流过所述电磁铁的电流并且经过规定时间后利用所述电流控制手段使得减速电流在规定时间中流过电磁铁并在所述可动铁心大致移动到所述第1位置的时刻利用所述电流控制手段截断所述减速电流的指令手段。
第6方面的电磁接触器中，第2电流的值相当于利用所述电流控制手段使得大于将所述可动铁心保持在所述第2位置上所需要的保持电流值的电流在规定时间中流过所述电磁铁之后，利用所述电流控制手段在所述电磁铁流过的保持电流值。
第7方面的电磁接触器是从电源向电磁铁流过电流并利用电磁力使得可动铁心从与固定铁心的间隙大的第1位置向所述间隙小的第2位置移动并且开放或闭合触点的电磁接触器，它具备：控制流过所述电磁铁的电流的电流控制手段；指令手段，所述指令手段利用所述电流控制手段使得第1电流在规定时间中流过所述电磁铁之后，在所述可动铁心接近所述第2位置的时刻利用所述电流控制手段使得小于所述第1电流的第2电流在规定时间中流过所述电磁铁之后，在所述可动铁心大致移动到第2位置的时刻利用所述电流控制手段使得第3电流流过所述电磁铁。
第8方面的电磁接触器是截断从电源流过电磁铁的电流并使得可动铁心从与固定铁心间隙小的第2位置向所述间隙大的第1位置移动并且开放或者闭合触点的电磁接触器，它具备：控制流过所述电磁铁的电流的电流控制手段；指令手段，所述指令手段利用所述电流控制手段截断流过所述电磁铁的电流并经过规定时间之后，利用所述电流控制手段使得第1减速电流在规定时间中流过所述电磁铁，在所述可动铁心接近所述第1位置的时刻，利用所述电流控制手段使得第二减速电流流过规定时间之后，在所述可动铁心大致移动到所述第1位置的时刻上，利用所述电流控制手段截断所述第2减速电流。
第9方面的电磁接触器是指令手段的指令或者电磁力控制手段在电流的上升缘或者下降缘具有规定的斜率。
第10方面的电磁接触器是从交流源向电磁铁流过电流并利用电磁力使得可动铁心从与固定铁心的间隙大的第1位置向所述间隙小的第2位置移动并且开放或闭合触点的电磁接触器，它具备根据指令手段的指令将所述交流电源在规定的电压相位从阻断变成导通的相位控制手段；所述指令手段的指令使得规定时间中导通所述相位控制手段，在所述电磁铁上施加电压并且经过规定时间之后当所述可动铁心大致到达所述第2位置的时刻阻断所述相位控制手段。
第11方面的电磁接触器是截断从交流电源流向电磁铁的电流并将可动铁心从与固定铁心的间隙小的第2位置向所述间隙大的第1位置移动并且开放或者闭合触点的电磁接触器，它具备：产生使得所述电磁接触器从闭合变为开放的开放信号的开放信号手段；根据指令手段的指令以及所述开放信号的产生将所述交流电源在规定的电压相位上从阻断变换成导通，同时在所述开放信号产生之后根据所述指令手段的信号与所述交流电源电压相位无关地导通、阻断的相位控制手段；所述指令手段根据开放指令手段的开放信号的产生利用所述相位控制手段截断所述电磁铁的电压之后，在规定时间之后利用所述相位控制手段向所述电磁铁规定时间施加电压，当所述可动铁心大致到达所述第1位置的时刻使得所述相位控制手段从导通变为阻断。
第12方面的电磁接触器是截断从电源流过电磁铁的电流并使得可动铁心从与固定铁心的间隙大的第1位置向所述间隙小的第2位置移动并且开放或闭合触点的电磁接触器，所述电磁铁具备激励所述固定铁心的第1电磁铁以及激励所述可动铁心的第2电磁铁，并且所述电磁接触器具备：控制流过所述第1以及第2电磁铁的电流的电流控制手段；通过切换流过所述第1或第2电磁铁的电流的方向而将所述可动铁心与固定铁心所产生的电磁力切换成吸引力与排斥力的切换手段；指令手段，所述指令手段利用所述电流控制手段以及所述切换手段使得第1吸引电流在所述可动铁心与所述固定铁心吸引的方向上在规定时间中流过所述第1以及第2电磁铁之后，在所述可动铁心接近所述第2位置的时刻，利用所述电流控制手段以及所述切换手段使得所述第1排斥电流在规定时间内在所述可动铁心与所述固定铁心排斥的方向上流过所述第1以及第2电磁铁之后，当所述可动铁心大致移动到所述第2位置的时刻利用所述电流控制手段以及切换手段使得所述第2吸引电流在所述可动铁心与所述固定铁心吸引的方向上流过所述第1以及第2电磁铁。
第13方面的电磁接触器是截断从电源流向电磁铁的电流并将可动铁心从与固定铁心的间隙小的第2位置向所述间隙大的第1位置移动并且开放或者闭合触点的电磁接触器，所述电磁铁具备激励所述固定铁心的第1电磁铁以及激励所述可动铁心的第2电磁铁，并且所述电磁接触器具备通过切换流过所述第1或第2电磁铁的电流的方向而将所述可动铁心与固定铁心所产生的电磁力切换成吸引力与排斥力的切换手段以及指令手段，所述指令手段利用所述电流控制手段以及所述切换手段使得第1排斥电流在所述可动铁心与所述固定铁心排斥的方向上在规定时间中流过所述第1以及第2电磁铁之后，利用所述电流控制手段以及所述切换手段使得第1吸引电流在所述可动铁心与所述固定铁心吸引的方向上在规定时间中流过所述第1以及第2电磁铁之后，在所述可动铁心大致移动到第1位置的时刻上截断所述第1吸引电流。
附图简述
图1是本发明一实施例的电磁接触器的电部分的部体框图。
图2是图1所示的指令产生部分的内部电路图。
图3是表示图1中的电磁接触器的动作所对应的各部分波形的时序图。
图4是表示图1中的电磁接触器的动作基于试验的各部分波形的时序图。
图5是表示本发明其他实施例的指令产生部分的内部电路图。
图6是表示图5中的电磁接触器的动作所对应的各部分波形的时序图。
图7是表示本发明其他实施例的指令产生部分的内部电路图。
图8是表示图7中的电磁接触器的动作所对应的各部分波形的时序图。
图9是表示电源电压发生变动时各部分的时序图。
图10是表示本发明其他实施例的限制指令发生部分的指令信号的斜率的内部电路图。
图11是表示图10的电磁接触器的动作所对应的各部分的波形的时序图。
图12是表示本发明其他实施例的交流驱动型电磁接触器的电部分的总体框图。
图13是表示图12所示的同步信号产生部分的内部电路图。
图14是表示图12中的电磁接触器的动作所对应的各部分的波形的流程图。
图15是表示本发明其他实施例中电磁接触器的可动铁心以及固定铁心具备电磁铁的主视图。
图16是表示图15的电磁接触器的电部分的框图。
图17是表示图16所示的指令产生部分的内部电路图。
图18是表示图14的电磁接触器的动作所对应的各部分的波形的时序图。
图19是电磁接触器的剖视图。
具体实施形态
其次，如下所述，对于本发明的实施例进行说明。
实施例1
参照图1以及图2对于本发明的实施例进行说明。图1是表示本发明一实施例总体接线的框图，图2是图1所示的指令产生部分的详细的内部电路图。在图1以及图2中由开关信号部分314与吸引力控制部分303构成，所述开关信号部分314使得由开关314S产生闭合、开放图19所示的电磁接触器100的电磁铁301(线圈21)的电流的信号，所述吸引力控制部分303作为吸引力控制手段通过根据来自该开关信号部分314的开关信号控制流过电磁铁301的电流的积分值，由此控制电磁铁301的电磁吸引力。
吸引力控制部分303由指令产生部分400、根据来自指令产生部分400的指令控制流过电磁铁301的电流的电流控制部分401、根据该指令进行导通或阻断控制流过电磁铁301的电流的开关部分403、连接在电流控制部分401以及开关部分403的输出上的直流电源402，该指令产生部分400作为指令手段使得产生作为以开关信号部分314的开关信号来控制电磁铁301电流的指令的吸引指令值407。
指令产生部分400由根据开关304S的导通(闭合)信号产生用于使得在时间TU1中流过作为第1加速电流的强加速电流E1的脉冲的定时器TU1、根据开关304S的导通产生稳态电流E6的延迟信号U4的定时器TY4、根据将开关304S的阻断(开放)信号通过“非”电路414反相后的反相信号而产生强减速电流E7的延迟信号U7的定时器TU7、根据定时器TU7的信号产生时间U8的脉冲的定时器TU8。
根据各定时器TU1、TU4、TU8的各输出信号，通过将各指令部分SE1、SE6、SE7的指令值连接到输出端所接开关421、426、427的输出，将各指令部分SE1、SE6、SE7的指令值作为吸引力指令值407输入作为电流控制手段的电流控制部分401，同时将各定时器TU1、TU4、TU8的输出信号通过“或”电路413而作为开关控制信号408输入开关部分403。
电流控制部分401其构造如下，将吸引力指令值407连接到放大器440的正输入端，将负输入端与检测流过电磁铁301的电流的电流检测器406的输出连接，放大器440的输出与控制流过电磁铁的线圈301的电流的MOSFET等电流控制元件441的输入连接，电流控制元件441的一输出端与电磁铁301的一端连接、另一输出端与电源402连接，而且电流控制部分401通过放大器440比较吸引力指令值407与检测值491。
即，当电流控制部分401将吸引指令值407的电压施加到放大器440的输入时，电流控制元件441导通，从电源402向电磁铁301流过电流，电流检测器406检测电流并且放大器440工作使得检测值491(电压值)与吸引力指令值407相等，因此，电磁铁301流过与吸引力指令值407成比例的电流。
开关部分403由输入开关控制信号408的信号的驱动电路462、栅极连接在该驱动电路462的输出上的MOSFET等能够控制电流的电流控制元件461，电流控制元件461与电磁铁401及电源402串联连接，根据开关控制信号408的导通、截止信号，电流控制元件461导通、截止。
又，二极管404、405连接在电源402的正负端与电磁铁301之间，当指令发生部分400的指令值407减小并且开关部分403截止时，如果产生于电磁铁301的端子之间的过电压大于电源402的电压，就流过电流并且正反馈到电源402，同时使得电流迅速减小。
参照图1～图3对于如上述这样构成的电磁接触器的闭合、开放动作进行说明。图3是表示电磁接触器的各部分动作的时序图，在图3中，(a)表示开关304S的信号，(b)表示流过电磁铁301的电流波形，(c)表示可动铁心1的移动曲线，(d)、(g)、(i)、(j)表示各定时器的动作时间，(m)是表示各点的时间值。
首先，说明闭合时的动作。在时间T1中，当开关304S导通时，通过定时器TU1产生时间U1的脉冲，同时开关421导通，使指令部分SE1将时间U1的脉冲提供给电流控制部分401作为吸引力指令值407。电流控制部分401通过放大器440导通电流控制元件441。同时，通过“非”电路414将定时器TU7、定时器TU8的输出信号(高电平)经过“或”电路413后所得的开关信号408供给驱动电路462而使得电流控制元件461导通。
接着，在电磁铁301中流过脉冲状的作为第1电流的强加速电流E1并且在可动铁心1上产生与固定铁心20之间的强吸引力，在如图3(c)所示的310时刻上不动作，不久从311时刻开始加速并且速度上升，在经过了时间U1的时间T2中的312时刻上，开关421截止、吸引力指令截止，并且电流控制部分401截止，由此截断强加速电流E1。
通过上述截断，可动铁心1由于惯性，反抗解扣弹簧30等的排斥力往固定铁心20的方向靠近，正好在作为达到固定铁心20的位置的第2位置时间T5的313位置上速度变为零。
这里，决定312的速度，使得可动铁心1在作为第2位置的313位置上的速度为零并设定强加速电流E1与时间U1的值即强加速电流E1的积分值，以设定获得312速度Vs的电磁吸引力。因此，由于可以设定(控制)强加速电流E1的积分值，故强加速电流E1的波形也可以不是脉冲状。
从开关304S导通起经过时间U4之后，即在313上定时器TU4的输出导通，作为“或”电路413的输出的开关控制信号408导通并且导通开关部分403，同时指令产生部分400的开关426导通，设置指令部分SE5并且通过电流控制部分401在电磁铁301流过作为第2电流的吸附电流E6时，由于可动铁心1已经位于向着固定铁心30的狭窄间隙中(第2位置)，故可动铁心1吸附到固定铁心20上并且保持该状态。
这里，吸附电流E6由于可以是维持可动铁心1在第2位置上与固定铁心20为吸附状态的保持电流，即使它远低于强加速电流E1，也能够吸附可动铁心1，在开关304S导通的期间能够连续地提供该电流。又，当在电磁铁301没有流过吸附电流E6时，可动铁心1如314那样从固定铁心20分离。
因此，在开关304S导通之后，仅在规定时间中将强加速电流E1流过电磁铁301，此后，在可动铁心1达到固定铁心20的时刻，可动铁心1的速度几乎为0。可动铁心1在313位置上将吸附电流E6流过电磁铁301并且将可动铁心1保持在第2位置上，故能够抑制可动铁心1接合到固定铁心20时的冲击。
又，在上述实施例中，根据预先设定的定时器的时间来设定可动铁心1达到第2位置的时刻，也可以由公知的非接触式开关等位置检测手段检测出该第2位置之后而使得流过吸附电流E6。
其次，对于开放电磁接触器时的动作进行说明。现在，在时间T7上截止开关304时，由于定时器TU4的输出为截止，故吸引力指令值407也为截止，电流控制部分401在时间T7截断吸附电流E6。由此，可动铁心1与固定铁心20之间没有吸引力，而在图(c)所示的315时刻不会马上移动。片刻之后，从316时刻起由于解扣弹簧30等的排斥力而离开固定铁心20并开始加速。
开关304S在时间T7为截止，时间U7之后定时器TU7的输出为导通，定时器TU8导通，在时间T8的317上，作为“或”电路413的输出的开关控制信号408导通，使指令部分SE7通过电流控制部分401并且在时间T8的317上在将作为脉冲状减速电流的强减速电流E7流过电磁铁301当作吸引力指令值407，从而可动铁心1在时间U8过后进行减速直到381时刻为止。
这里，当在时间T8流过强减速电流E7时，可动铁心1在固定铁心20的方向上因受到电磁力带来的吸引力与解扣弹簧30的排斥力之差的力而减速。因此，由于上述之差的力，317时的速度逐渐变慢，可设定317时的时间U7、强减速电流E7与时间U9的值，即设定强减速电流E1的积分值，而使得可动铁心1在第2位置的时间T11的318时刻上速度为0。因此，由于可以设定(控制)强减速电流E7的积分值，故强减速电流E7的波形也可以不为脉冲状。
可动铁心1在作为第2位置的时间T11的318位置上截止强减速电流E7时，其速度也为0，因此，抑制了弹回并且机械性地保持在第1位置上，维持释放状态。在该第1位置上，由于与可动铁心1一体地进行移动的横臂2接触到基座10，故也抑制了横臂2与基座10的冲击。
这里，当施加强减速电流E7的时间U8过长时，如321那样，可动铁心1与固定铁心20分离，因此，时间T11需要正确。
又，当没有流过强减速电流E7时，如319所示那样，由于解扣弹簧30等的排斥力又被进一步加速，在320上横臂2以高速度向基座10冲击。
因此，截断电磁铁301的吸附电流，在规定的时间之后，流过强减速电流，并且在可动铁心向第2位置移动的时刻的速度为0时，截断上述强减速电流，能够抑制可动铁心1释放时的冲击。
其次，对应于上述实施例的试验数据如图4所示。图4表示三菱电机制S-K35型的各部分的时序图，图3(a)表示开关信号部分的输出信号，(b)表示流过电磁铁的电流波形，(c)表示可动铁心的位置。如上述实施例那样，根据图3可以理解在闭合、开放电磁接触器时可动铁心平稳地进行加速。
实施例2
参照图1以及图5对于本发明其他实施例进行说明。图5是图1所示的指令产生部分的内部接线图。在上述实施例中，将在图3中时间T4流过的电流作为保持电流的大小程度时，由于固定铁心20的电磁吸引力、解扣弹簧30等的偏差，可动铁心1与固定铁心20的吸附有时恐怕不够充分。这里，说明改进这方面的发明的实施例。
在图5中，指令产生部分400在如上述图2所示的指令产生部分中附加第2电流指令部分400a，该第2电流指令部分400a除开关425根据定时器TU4的信号将指令部分SE5的指令值连接到输出外，还通过“非”电路415将定时器TU4的输出信号以及定时器TU5的输出信号反相，通过“或”电路416获得逻辑积，并且根据“与”电路416的输出信号使得导通、截止开关426并输出吸附电流E6的指令部分SE6的指令值。
因此，利用开关421、425、426、427顺次切换各指令部分SE1、SE5、SE6、SE7的各指令值407并且输出到吸引力指令值407，能够输出如图6(b)所示的电流波形。
参照图1、图5、图6对于上述构成的电磁接触器的动作进行说明。图6是电磁接触器各部分的时序图，在图6中，除了纵轴的符号(h)以外，与其他与图3的纵轴的符号相同，(h)是定时器U5的输出信号，由于上述实施例1中的从时间T5到时间T7的动作不同，仅对于不同的部分进行说明。
在313中，定时器TU4的输出导通，作为“或”电路413的输出的开关控制信号408导通并且使得开关部分403导通，同时，定时器TU5导通，开关425导通，将指令部分SE5的吸引力指令值407提供给电流控制部分401，在时间U5间作为第2电流使大于保持电流值的高强度吸附电流E5流过电磁铁301，可靠地吸附住大致位于第2位置的可动铁心1。
在时间U5结束之后的330时刻的时间T6上，定时器TU5截止，该信号通过“非”电路415反相之后输入“与”电路416的一输入端，其另一输端由于定时器TU4的输出保持导通，故“与”电路416的输出为导通，并使得开关426导通，与实施例1相同地，在电磁铁上流过吸附电流E6。这里，只要能够稳定地吸附可动铁心1即可，所以允许强吸附电流E5的值以及流过该电流的时间U5的值为很宽范围的值。
因此，在使得开关304S导通之后，规定时间在电磁铁301中流过强加速电流，并且在可动铁心1达到固定铁心20的时刻，使得规定时间流过强吸附电流E5之后，流过吸附电流E6，从而能够抑制闭合可动铁心1时的冲击并且能够可靠地吸附可动铁心1。
实施例3
参照图1以及图7对于本发明其他实施例进行说明。图7是指令产生部分的内部接线图。在上述实施例1以及2中，由于使得可动铁心1移动到第1或第2位置之前的速度较高，发现由于电压变动等的偏差，在闭合或者开放电磁接触器时会产生冲击。
这里，本发明的实施例是为了解决上述问题而降低闭合或释放可动铁心1时的最终加速度。在图7中，指令产生部分400将上述图5所示的指令产生部分的定时器TU1改变为具有比定时器TU1的设定时间U1稍短的时间U11的定时器TU11，将定时器TU8改变为具有比其设定时间稍短的时间U18的定时器TU18，弱加速电流E3的电流指令部分400c、弱减速电流E7的电流指令部分400e、定时器T3以及定时器TU10的输出连接在“或”电路413的输入上。
电流指令部分400c具备根据开关304S的导通信号产生弱加速电流E3的时间U2的延迟信号定时器TU2与根据该定时器TU2的信号产生时间U3的脉冲的定时器TU3。电流指令部分400e具备利用“非”电路414使得开关304的截止信号反相并产生弱减速电流E9的延迟信号U9的定时器TU9与根据该定时器TU9的信号产生时间U10的脉冲的定时器TU10，根据定时器TU3、TU10的各信号利用连接在输出上的开关423、429将指令部分SE3、SE9的指令值作为吸引力指令值407输出到电流控制部分401。
参照图1、图7、图8对于上述构造的电磁接触器的动作进行说明。图8是用于说明电磁接触器各部分动作的波形图与时序图，在图8中，纵轴的相同符号是与图6相同或相当的部分，(f)是定时器TU3的输出信号，(k)是定时器TU9的输出信号，(i)是定时器TU10的输出信号。
首先，对于闭合时的动作进行说明。到时间T2为止，除了流过电磁铁301的强减速电流E1的时间U11比时间U1稍短之外，其他与上述实施例几乎相同，故省略说明。这里，使得稍稍缩短流过强加速电流E1的时间U11相当于，进行设定使得加速满足能够使得可动铁心1没有达到第2位置而如341那样在第2位置稍前停止，并且降低保持可动铁心1时的加速度。
然而，如果放开，可动铁心1就在第2位置的稍前方停止，并且因解扣弹簧30等而向第1位置移动，故在时间T3中，通过可动铁心1在固定铁心20附近的时间T3的位置340上在时间U3之间流过作为小于强加速电流E1(第1电流)的第2电流的弱加速电流E3，由此在没有达到第2位置的距离部分以低速度在进行加速。这样，决定弱加速电流E3的强度与时间U2、U3而使得可动铁心1在作为达到固定铁心20的位置的时间T5中的313位置上速度为0。
因此，当闭合可动铁心1时，在电磁铁301上仅规定时间U11流过强加速度电流E1，在可动铁心1达到固定铁心20附近的时刻上，仅在规定时间U3中流过弱加电流E3，在可动铁心1到达固定铁心20的时刻上，通过流过强吸附电流E5或吸附电流E6，从而能够抑制闭合时的冲击并且能够确保可动铁心1的吸附。
其次，参照图1、图7、图8对于开放电磁接触器时的动作进行说明。到时间T2为止，除了作为流过电磁铁301的第1减速电流的强减速电流E7的时间U18稍短于时间U8之外，其他几乎与上述实施例相同，故省略说明。这里，使得流过强减速电流E7的时间U18稍短相当于，进行设定使得可动铁心1没有到达第1位置时，减速成为如图343那样在第1位置稍前停止的速度，从而可动铁心1减小在第1位置附近的减速度。
然而，如果放开时，可动铁心1从第1就位置的稍前方由于解扣弹簧30等而向第1位置以急速的减速度移动，故可动铁心1在固定铁心20附近的时间T10的位置344上，在时间U10间流过作为第2减速电流的弱加速电流E9，由此当在343时刻使缓慢移动的可动铁心1再进行减速时，即对于没有到达第1位置的距离部分以低速度进行减速时，在作为第1位置的时间T11的318位置上截断弱减速电流E9，则由于横臂2与基板10接触，能够抑制冲击。
这里，决定弱减速电流E9的值与时间U9、U10的值，使得在该时刻T11的318位置上速度为0。
又，由于可动铁心1的速度正在减慢，时间T11前后即使略微偏差，也能够以可动铁心1的碰撞速度低的状态释放。
因此，截断电磁铁301的吸附电流，在规定时间U7之后，仅在时间U18中流过强减速电流E7，在可动铁心1接近第1位置时，流过弱减速电流E9，在向第1位置移动时通过截断弱减速电流E9，由此能够抑制释放时的冲击。
又，虽然以矩形波表示在上述实施例1～3所示的电磁铁301中流过的电流，但也可以是曲线状、断续状。又，由于线圈21具有电感，故以矩形状表示流过电磁铁301的电流，而实际上具有由电流的上升、下降时施加的电压所决定的斜率而成为梯形波。
实施例4
在上述实施例1～3中，如图9(a)所示由于指令产生部分400的吸引力指令值407为脉冲状，(b)所示的流过电磁铁301的电流504的上升曲线因线圈的电感而依赖于电源402的电压，例如，若电源402的电压下降，则如以虚线505那样上升下降的变化率变小。
这里，如(b)的虚线所示，当电源电压下降时，流过电磁铁301的电流从实线504变为虚线505，如(c)所示，可动铁心1的动作如矩形508虚线所示，进行加速直到312B。当电源电压较高时，仅加速到312A，顶点从507偏移到509。因此，当电压下降时，在可动铁心1的位置510时刻上，当流过吸附电流E6时，由于可动铁心1还未达到第2位置，可动铁心1的碰撞速度不为0，从而产生冲击。另一方面，当流过吸附电流E6时，由于可动铁心1到达第2位置之后向第1位置移动，碰撞速度不为0，从而产生冲击。
本发明的其他实施例是能够获得相对于温度、电源电压的变动而动作稳定并且可抑制闭合、开放时的冲击的电磁接触器。参照图10以及图11对于本发明其他实施例进行说明。图11是表示吸引力控制部分303的框图，图11是表示电磁接触器的各部分的动作的时序图。
在图10中，在吸引力控制部分303中，在指令产生部分400与电流控制部分401之间设置斜率限制部分500。斜率限制部分500使得吸引力指令值407在一定的变化率以下，即变换成在电流的上升以及下降中具有规定斜率的指令值501，并根据该指令值501控制电磁铁301的电流。
斜率限制部分500将吸引力指令值407连接在放大器520的负输入端，放大器520的输出通过电阻521连接在放大器522的负输入端，电容523连接在放大器522的输入端、将放大器522的输出连接在放大器520的负输入端，从而形成积分器。该积分器的电压变化率是由电阻521与电容523所决定的恒定值，将吸引力指令值407的变化率变换到一定值以下而获得指令值501。因此，在斜率限制部分500中，若吸引力指令值407缓慢变化时指令值501也输出同一值，而若吸引力指令值407迅速变化时指令值501的变化率变得稳定。
参照图10以及图11对于上述构造的电磁接触器的动作进行说明。(c)表示可动铁心1的动作，为513所示的动作，使得加速直到312C为止。因此，在514上达到顶点时，若使得流过吸附电流E6，则碰撞速度为0并且能够进行吸附。
斜率限制部分500具有图11(a)所示的指令值501，设定指令值501的斜率比图9(b)所示的电流的斜率505小。对于该指令值501，电流控制部分401动作时，则流过电磁铁的电流的变化如图11(b)所示电压高时为511、电压低时为虚线所示的512。流过电磁铁301的电流的变化由于根据斜率限制部分500的指令值501而进行变化，故与电压的变化几乎无关。
因此，如图11(c)所示，由于截止可动铁心1的移动曲线513的加速电流E1的312C上的加速后速度以及位置很难随电压变化而发生变化，故可动铁心1其514的位置没有变动。因此，吸附电流6在相同时刻、在碰撞速度为0的位置515上能够吸附可动铁心1。
指令产生部分400的吸引力指令值407通过斜率限制部分500被变换成小于一定变化率的指令值501，故电流控制部分401根据指令值501控制电磁铁301的电流。因此，即使电源电压发生变动，也能够抑制闭合、释放可动铁心1时的冲击速度。
又，即使电磁铁301的温度上升且线圈的电阻值发生变化、电流的变化率发生变化，也与上述电源电压变动的情况相同，能够稳定地进行动作。又，斜率限制部分500也可以变换为指令值501，使得在吸引力指令值407的上升或下降中具有规定倾斜。
实施例5
参照图12以及图13对于本发明实施例进行说明。图12是交流励磁的电磁接触器的电部分的框图，图13是同步信号产生部分的内部线路图。本发明的实施例是将实施例1应用到交流驱动型的电磁接触器中，在图12以及图13中，吸引力控制部分303由同步信号产生部分800、交流开关部分801以及交流电源802构成，该吸引力控制部分作为相位控制手段根据作为使得打开、关闭电磁接触器100的信号的开放信号手段的开关304，控制施加到电磁铁301上的电压相位。
同步信号产生部分800由相位检测部分804与定时器部分构成，在相位检测部分804中，将开关304S的导通、截止信号808连接到D型触发器809的数据输入端，并且通过当交流电源802的电压803过零点时输出脉冲信号的过零检测部分805而输入到触发器809的时钟端，输出D型触发器809的相位同步信号807。
定时器部分在构造上由产生施加U1的脉冲的定时器TU1、产生信号U4的定时器TU4、根据将同步开关信号807通过“非”电路414的反相信号而产生信号U7的定时器TU7、根据定时器TU7的信号产生时间U8的脉冲的定时器TU8、获取定时器TU1、TU4、TU8的输出信号的逻辑和的“或”电路413构成，并且“或”电路413的输出作为开关控制信号806输出到交流开关部分801。
在交流开关部分801中，两个开关元件831反相串联连接，在开关元件831的输出之间连接二极管833、834，根据开关控制信号806通过驱动电路832而导通、截止开关元件831。又，在交流开关部分801的输出之间连接作为高电压吸收元件的变阻器835。
参照图12～图14对于上述构造的电磁接触器的动作进行说明。图14是表示电磁接触器各部分的动作的时序图，在图14中，(a)表示开关304S的信号，(b)表示交流电源的电压波形，(c)表示同步信号产生部分800的输出信号806，(d)表示施加到电磁铁301的电压波形，(e)表示可动铁心1的动作，(g)、(h)、(k)、(l)表示定时器的动作波形，(f)、(i)表示从开关304S的导通、截止信号起的延迟时间。
现在，当在时间T31开关304S导通时，交流电源802的电压在P1时间过后的时间T2成为过零点，来自过零检测部分805的输出信号为导通，从定时器TU1产生时间U1的脉冲，通过“或”电路413、驱动电路832导通时间U1间的开关元件831，在电磁铁301上施加图14(d)821的波形并流过电流。因此，可动铁心1在与固定铁心20之间产生强吸引力而进行加速，并且进行移动直到时间T2的位置312为止，在时间T1截止交流开关部分801。
该312的速度由作为交流电压与交流开关部分801的导通时间的时间U1决定，使得可动铁心1在313的第2位置上即在时间T5上速度变为零。又，交流开关部分801由于从过零点820开始导通，与开关304S导通的时刻无关地将恒定的交流电压施加到电磁铁301。
其次，从交流开关部分801截止起可动铁心1由于惯性，反抗解扣弹簧30等的排斥力往固定铁心20的方向靠近，速度因排斥力而逐渐变慢，从时间T1起经过时间U4之后，可动铁心1的位置313的时间5上，由于定时器TU4的输出为高电平信号，故导通交流开关部分801时，可动铁心1向第2位置移动，吸附到固定铁心20并且在导通开关304S的期间保持该吸附状态。
其次，对于电磁接触器开放的动作进行说明。现在，当在时间T32上开关304S截止时，交流电压在时间P2后的时间T7上由相位检测部分84检测出交流电源802的电压为过零点822的情况，并且使得截止交流开关部分801。
从过零点822起经过时间U7之后，定时器TU7的输出为高电平信号，在作为可动铁心1的317位置的T8时间上，从定时器TU8产生时间U8的脉冲并且在时间U8期间导通交流开关部分801，可动铁心1在固定铁心20的方向上由于受到电磁力带来的吸引力与解扣弹簧30等的排斥力之差的力而减速，同时靠近第1位置，317时的速度由于上述之差的力而逐渐变慢，可动铁心1的速度逐渐减速并且在作为318的位置的时间T11上变为0。
即，为了使得在318位置上速度为零，确定317时的时间U7与交流开关部分801的导通时间U8。可动铁心1从317到318为止的减速度由该导通时间U8与交流电压决定。
电磁接触器100的开放信号由开关304S产生起，在交流电源802的交流电压成为过零点之后，通过交流开关部分801截断施加在电磁铁301上的电压，在规定时间U7之后通过交流开关部分801向电磁铁301在规定时间U8之间施加电压，此后，从可动铁心1在第1位置318上利用交流开关部分801截断施加到电磁铁上的电压起，在第1位置上横臂2就与基座10接触，故即使为交流电源，也能够抑制电磁接触器开放时的冲击。而且，由于施加到电磁铁301上的电压在作为规定相位的过零点上被截止并且U7时间之后向电磁铁301施加电压，故从施加到电磁铁301上的电压的积分值为恒定开始，能够与交流电压的相位无关地将可动铁心1移动到第1位置。
实施例6
参照图15～图17对于本发明其他实施例进行说明。图15是激励固定铁心的第1电磁铁与激励可动铁心1的第2电磁铁的主视图，图16以及图17是电部分的电路图。
在该发明的实施例中，对于能够抑制闭合、开放时的冲击并且能够缩短闭合、开放时间的电磁接触器进行说明。
在图15中，电磁接触器形成将线圈21A卷绕在线轴上且具有电磁铁301A的固体铁心20、将线圈21B与线圈21A相同方向地卷绕在线轴且具有电磁铁301B的可动铁心1，当在线圈21A、21B上流过同一方向的电流时，使得固定铁心20以及可动铁心1磁化并且吸引力发挥作用而吸附两者。另一方面，当在线圈21A或线圈21B流过反方向的电流时，在反方向上受到磁化并且固定铁心20与可动铁心1远离。
在图16中，与图1相同的符号表示同一部分或相当部分，故省略说明。在图16中，在吸引力控制部分303的输出上连接电磁铁301A以及作为切换手段的切换部分600，在切换部分600的输出上连接电磁铁301B，利用切换部分600切换流过电磁铁301B的电流方向。
指令产生部分1400由利用开关304S的导通(闭合)信号产生用于时间U1中流过吸引电流E21、E31的脉冲的定时器TU1、利用开关304S的导通产生流过排斥电流E22、E32的起始时刻的延迟信号U21的定时器TU21、利用定时器TU21的输出信号产生用于时间中U2流过排斥电流E22、E32的脉冲的定时器TU22、利用开关304S的导通信号产生用于流过吸附电流E16、E26的起始时刻的延迟信号的定时器TU4、根据将开关304S的截止(打开)信号由“非”电路414反相后的反相信号产生用于流过排斥电流E23、E33的脉冲的定时器TU23、根据上述反相信号设定流过吸引电流E27、E37的起始时刻的定时器TU7、根据定时器TU7的信号产生时间U8的脉冲的定时器TU8构成。
根据各定时器TU1、TU22、TU44、TU23、TU8的各输出信号，通过连接将各指令部分SE11～SE13、SE16、SE17的指令值连接到输出的开关421、602、603、426、427的输出，将各指令部分SE1等的指令值作为吸引力指令值407输入电流控制部分401，同时使得将各定时器TU1、TU22、TU4、TU23、TU8的输出信号通过“或”电路413并作为开关控制信号408输入开关部分403，由“或非”电路604获得定时器TU22、TU23的反相逻辑并作为切换信号601。
由于切换部分600利用切换信号601电切换电磁铁301B的电压极性，当切换信号601为高电平时，开关611、612导通，由于切换信号601被“非”电路610反相，故开关613、614导通，由此连接电源402。
又，当切换信号601为低电平时，开关611、612截止，由于切换信号601被“非”电路601反相，开关613、614为导通，反相连接电源402的极性。
参照图15～图18对于上述构造的电磁接触器的动作进行说明。在图18中，(a)表示开关304S的信号，(b)表示流过电磁铁301A的电流波形，(c)表示流过电磁铁301B的电流波形，(d)表示可动铁心1与固定铁心20的吸引、排斥状态，(e)表示可动铁心1的动作，(f)、(g)、(h)、(i)、(j)、(k)、(1)表示各定时器的动作。
首先，对于电磁接触器的闭合动作进行说明。在时间T1，当开关304S导通时，定时器TU1产生时间U1的脉冲并且通过“或”电路413根据开关控制信号408使得开关部分403导通。同时，开关421导通，使指令部分SE11给电流控制部分401提供吸引力指令值407。由于定时器TU21、TU22的输出为低电平信号，作为“或非”电路604的输出的切换信号601为高电平信号，使得切换部分600的开关611、612导通，使得开关613、614截止，利用电流控制部分401控制流过电磁铁301A、301B的电流。
因此，在电磁铁301A、301B上流过同一反相的脉冲状的加速电流E21、E32，在可动铁心1与固定铁心20之间产生强吸引力，在如图18(e)所示的310时刻上没有移动可动铁心1，片刻之后从311的时刻开始加速，速度上升，在经过了时间U1的时间T2的312位置上，开关421截止，使吸引力指令值407为截止，电流控制部分401截止并截断加速电流E21、E32。
可动铁心1由于惯性，反抗解扣弹簧30等的排斥力往固定铁心20的方向靠近并且向610的位置移动。在该位置的时间T21上，定时器TU21为高电平信号，从定时器TU22产生时间U22的脉冲，通过“或”电路413使开关控制信号408为高电平，从而导通开关部分403。同时，由于定时器TU22的输出为高电平信号，作为“或非”电路604输出的切换信号为低电平，故切换部分600的开关613、614导通，开关611、612截止，并且开关602导通而将指令部分SE12的输出作为吸引指令值407通过电流控制部分401控制流过电磁铁301A、301B的电流。
在可动铁心1的位置610上，通过在电磁铁301A上在时间U22之间流过减速电流E32、在电磁铁301B上在时间U22之间流过与减速电流E32反方向的减速电流E22，由此可动铁心1与固定铁心20产生排斥，还加之解扣弹簧30等的排斥力，可动铁心1急速减速。可动铁心1速度下降，在移动到第2位置稍之前的位置611的时间T22上，由于定时器TU22的输出为低电平信号，开关602截止，使得电流控制部分401截止并截断减速电流E32、E22，可动铁心1从位置611到313之间利用惯性进行移动。
这里，减速电流E32、E22的值与时间U21、U22的值使得可动铁心1在313位置、时间T5上速度为0。
又，时间T22与时间T5也可以一致。
从开关304S导通开始，定时器TU4的输出在时间U4之后成为高电平信号，通过“或”电路413使开关控制信号408成为高电平信号，从而开关部分403导通。同时，开关426导通，将指令部分SE16的输出作为吸引指令值407输入到电流控制部分401。同时，由于定时器TU23的输出为低电平信号，作为“或非”电路604的输出的切换信号为高电平，切换部分600的开关611、612导通，使得开关613、614截止，由电流控制部分401控制流过电磁铁301A、301B的电流。
因此，可动铁心1在大致为第2位置的位置313上，在电磁铁301A、301B上流过同一方向的吸附电流E16、E26，可动铁心1吸附到固定铁心20并进行保持。
如上所述，根据开关304S的导通信号，电磁铁301A、301B上在可动铁心1与固定铁心20吸引的方向上、在时间U21之间流过加速电流E31、E21，当可动铁心1到达固定铁心20附近时，在可动铁心1与固定铁心20排斥的方向上、在时间U22之间流过减速电流E32、E22，在可动铁心1到达第2位置的时刻，由于在可动铁心1与固定铁心20相吸引的方向上流过吸附电流E16、E26，故通过急速减速使得可动铁心1的速度几乎为零而到达固定铁心20，电磁接触器闭合时间短并且能够抑制由碰撞带来的冲击。
参照图15～图19对于打开上述构造的电磁接触器时的动作进行说明。现在，在时间T7上当截止开关304S时，由于定时器TU23的输出为高电平，开关603导通并且从指令部分SE7向电流控制部分401提供吸引力指令值407，“或非”电路604的输出为低电平，切换部分600的开关613、614为导通，在可动铁心1与固定铁心20排斥的方向上时间U23中流过加速电流E33、E23。由此，可动铁心1与固定铁心20发生排斥，而在(e)所示的315时刻并没有立即动作。片刻之后，从316开始加速，还加之解扣弹簧30等的排斥力，在速度上升了的时间T23的612上截断排斥加速电流E33、E23。
从开关304S导通开始经过时间U7之后的时间T8，定时器TU7变为高电平，通过“或”电路413利用开关控制信号408使得开关部分403导通。同时，由于定时器TU22、TU23的输出为低电平信号，“或非”电路604的输出为高电平信号，开关611、612导通，开关613、614截止，并且开关421导通将指令部分SE11的输出作为吸引力指令值407由电流控制部分401控制流过电磁铁301A、301B的电流。
可动铁心1在317位置的时间T8上，在电磁铁301A上在时间U8之间流过减速电流E37，在电磁铁301B上在时间U8之间流过与减速电流同一方向的减速电流E27。可动铁心1到318时刻为止吸引力作用而减速。可动铁心1在作为第1位置318的时间T11上，定时器TU8的输出信号为低电平，故开关427截止，使得电流控制部分401截止并截断减速电流E37、E27，可动铁心1通过解扣弹簧30等平稳地维持释放状态。
这里，由于时间T11可动铁心1的速度变慢，即使前后稍有偏差，冲击速度也会变小。
因此，利用截止信号使得开关304S截断流过电磁铁301A、301B的吸附电流E16、E26之后，在可动铁心1与固定铁心20排斥方向上在时间U23之间流过加速电流E33、E23之后，在时间U7之后，电磁铁301A、301B上在可动铁心1与固定铁心20吸引的方向在时间U8之间流过减速电流E37、E27，当可动铁心1到达到第1位置时，由于截断减速电流E37、E27，故电磁接触器的开放时间短并且能够抑制由碰撞带来的冲击，接点能够迅速地截断或闭合电流，故起弧时间变短，因电弧发热导致的熔融、损伤减少，能够延迟触点的寿命。
如上所述，根据本发明第1方面，能够抑制闭合、开放电磁接触器时的冲击，并且冲击声音变小，电接点振荡减小。
根据本发明第1或第4方面，能够抑制闭合电磁接触器时的冲击，冲击声音变小，电接点振荡减小。
根据本发明第3或第5方面，能够抑制开放电磁接触器时的冲击，冲击声音变小，电接点振荡减小。
根据本发明第6方面，除了第2或第4方面的效果之外，对于电磁接触器，可动铁心与固定铁心的吸引更加稳定。
根据本发明第7方面，在闭合电磁接触器时，由于减小可动铁心接近第2位置的速度变化率，能够抑制闭合可动铁心时的冲击使得很难受到电压变动、部件常数偏差等的影响，能够减小电接点振荡。
根据本发明第8方面，当开放电磁接触器时，由于减小可动铁心接近第2位置时的速度变化率，能够抑制闭合可动铁心时的冲击使得很难受到电压变动、部件常数偏差等的影响，能够减小电接点振荡。
根据本发明第9方面，出了第1～第8方面的各种效果之外，还具有很难受到电压变动或者温度变动的影响的效果。
根据本发明第10方面，能够抑制闭合交流驱动型电磁接触器时的冲击，冲击声音减小，并且能够减小电接点振荡。
根据本发明第11方面，能够抑制开放交流驱动型电磁接触器时的冲击，冲击声音变小，能够减小电接点振荡。
根据本发明第12方面，能够缩短闭合电磁接触器时的动作时间并且能够抑制闭合可动铁心时的冲击，冲击声音变小，电接点振荡减小。
根据本发明第13方面，能够缩短释放电性接触器时的动作时间并且能够抑制闭合可动铁心时的冲击，而且冲击声音减小，电接点振荡变小。
工业利用性
如上所述，本发明的电磁接触器能够减轻闭合、开放时的冲击。