CN103238198B - 电磁接触器 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使对大电流进行开闭，也能使整个构成小型化的电磁接触器。电磁接触器（10）包含触点装置（100）和电磁铁单元（200）。触点装置（100）在一对固定触点（111）、（112）上形成C字状触点部，C字状触点部内可接触和分离地设置可动触点（130）的两端。电磁铁单元（200）包含U字状的磁轭（201）、架设在该开放部的上部磁轭（210）、缠绕有设置在磁轭的励磁线圈（208）的线轴（204）、设在线轴（204）的中心部且连接于可动触点（130）的可动铁心（215）、设置在上部磁轭（210）上以包围可动铁心（215）的前端侧的周边凸缘部的环状永久磁铁（220）。

Description

电磁接触器

技术领域

本发明涉及一种电磁接触器，该电磁接触器包含具有固定触点和可动触点的接触装置和用于驱动该可动触点的电磁铁单元，并插入到电流通路。

背景技术

在进行电流通路的开闭的电磁接触器中，通过电磁铁单元的励磁线圈和可动铁心驱动可动触点。即，励磁线圈处于非励磁状态时，可动铁心受到复位弹簧的偏置力，可动触点从保持预定间隔而设置的一对固定触点分离而处于断开状态。在该断开状态下，通过激励励磁线圈，可动铁心抵抗复位弹簧而移动，可动触点接触一对固定触点而处于闭合状态（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3107288号公报

发明内容

技术问题

然而，在上述专利文献1中记载的现有例子中，从闭合状态变为断开状态时，固定触点和可动触点之间产生电弧。当对流通数十安培至数百安培左右的高电流的电流通路进行开闭时，为了可靠地灭弧，需要使处于断开状态的固定触点和可动触点之间的距离变长，同时需要使用于由闭合状态改为断开状态的复位弹簧的偏置力变大，因此存在整个电磁接触器的结构变得大型化的问题。

因此，本发明是着眼于上述现有例子中存在的问题而提出的，其目的在于提供一种对大电流通路进行开闭时也能使整个结构小型化的电磁接触器。

技术方案

为了达到上述目的，本发明的一个实施方式的电磁接触器，包含：接触装置，该接触装置中内置有一对固定触点和相对于该一对固定触点可自由接触和分离地设置的可动触点；电磁铁单元，该电磁铁单元具有励磁线圈，该励磁线圈用于驱动通过连接轴连接于所述接触装置的可动触点的可动铁心。所述接触装置构成为在保持预定间隔而固定设置的一对固定触点上形成具有沿相互面对的方向延伸预定长度的触点部的L字状部，所述可动触点的两端在所述电磁铁单元的相反侧与所述L字状部的触点部可接触和分离地设置。所述电磁铁单元包含包围铁心驱动部的磁轭、前端通过所述磁轭中形成的开口突出且被复位弹簧偏置的可动铁心、固定设置为包围该可动铁心的突出端侧上形成的周边凸缘部且沿所述可动铁心的移动方向磁化的环状永久磁铁。

根据这种结构，在构成接触装置的一对固定触点形成具有沿对面方向延伸预定长度的触点部的L字状部，通过将可动触点设置为使其两端在电磁铁单元的相反侧与这些一对固定触点的触点部可接触和分离，从而可以将接触装置的相对于可动触点的移动方向的高度变短。

并且，通过在电磁铁单元设置用于包围可动铁心的周边凸缘部的永久磁铁的同时设置辅助轭，从而可以在可动铁心产生使可动触点沿断开方向移动的吸引力，由此能够抑制复位弹簧的偏置力。因此，可以减少励磁线圈的磁通势而使电磁铁单元小型化。并且，在断开状态可通过永久磁铁的磁力来吸引可动铁心的周边凸缘部，在断开时能够确保较高的耐误动作性能。据此，能够减小复位弹簧的偏置力，从而能够使电磁铁单元的高度更加小型化。

并且，在所述电磁接触器中，优选地，所述一对固定触点在夹着所述可动触点的两端而面对设置的位置形成对向板部而使所述L字状部构成为C字状部，该C字状部的除了所述触点部的内周部安装有用于限制电弧的产生的绝缘罩。

根据这种结构，在可动触点接触一对固定触点的闭合状态，能够通过通电电流而产生抵抗作用于打开方向的电磁斥力的较大的洛伦兹力。并且，由于在C字状部内设置可动触点的两端部，因此从闭合状态进入到断开状态时，在触点部之间以外也会产生电弧，但可以通过绝缘罩抑制该触点部之间以外的电弧的产生。

并且，在所述电磁接触器中，优选地，所述接触装置构成为所述一对固定触点和所述可动触点被触点收纳盒包围，该触点收纳盒的沿着所述可动触点的内周面侧设有灭弧用永久磁铁。

根据这种结构，由于在绝缘盒的内侧设置了灭弧用永久磁铁，因此可以使灭弧用永久磁铁靠近一对固定触点和可动触点之间的电弧产生部。并且，可以在灭弧用永久磁铁的一对固定触点的对面方向的外侧形成较大的灭弧空间，能够可靠地进行灭弧。

并且，在所述电磁接触器中，较佳为所述触点收纳盒由一端与所述电磁铁单元的上部磁轭密闭接合并包围所述一对固定触点和所述可动触点的金属制筒体、密闭地堵塞该金属制筒体的开放端面而进行接合且支承所述一对固定触点的固定触点支撑绝缘基板、设置在所述金属制筒体的内周面的绝缘筒体构成。

根据这种结构，可以容易地进行将具有L字状部或C字状部的一对固定触点固定到具有密封性的绝缘盒的作业。

并且，在所述电磁接触器中，较佳为所述可动触点通过接触弹簧可移动地设置在连接于所述可动铁心的连接轴的前端所形成的凸缘部，被所述连接轴支承且承接所述接触弹簧的中央部形成为向所述电磁铁单元一侧突出的凹部。

根据这种结构，可以与可动触点上形成的凹部的凹陷量相应地降低接触弹簧的设置位置，从而可以进一步缩短接触装置的可动触点的移动方向的高度。

并且，在所述电磁接触器中，所述电磁铁单元还可以包含上部被开放的截面为U字状的磁轭、架设在该磁轭的上部开放部的上部磁轭、缠绕有设置在所述磁轭的底面板部的励磁线圈并具有中心开口的线轴、在该线轴的中心开口内沿轴向可自由移动地设置且前端通过形成于所述上部磁轭的开口突出且被复位弹簧偏置的可动铁心、在所述上部磁轭上固定设置为包围该可动铁心的前端侧形成的周边凸缘部且沿轴向磁化的环状永久磁铁、被固定在该环状永久磁铁的上表面而接触于所述可动铁心的所述周边凸缘部的与所述上部磁轭相反的一侧的辅助轭。

根据这种结构，可以在可动铁心的周边凸缘部抵接于辅助轭的状态下，通过环状永久磁铁、辅助轭、可动铁心、U字状的磁轭、上部磁轭而形成返回环状永久磁铁的磁路。并且，在对缠绕在线轴上的励磁线圈进行激磁时，形成由励磁线圈产生的磁通量通过可动铁心、上部磁轭、U字状的磁轭的磁路，由此可以使可动铁心抵抗复位弹簧而移动。

并且，在所述电磁接触器中，所述电磁铁单元包含在断开位置包围所述可动铁心的所述U字状磁轭的底面侧端部的侧面的环状辅助轭，该环状辅助轭与所述可动铁心的侧面之间的间隙被设定为小于所述可动铁心的底面侧端部与所述U字状磁轭之间的间隙。

根据这种结构，可以在处于断开位置的状态下，能够可靠地形成在对励磁线圈进行激磁时产生的磁通量通过的磁路，提高可动铁心的凸缘与上部磁轭之间的磁通密度，提高可动铁心的吸引力。

发明效果

根据本发明，可以得到如下效果：能够将接触装置的沿可动触点的移动方向的高度降低的同时，可以使电磁铁单元小型化，而且可以使整个电磁接触器的结构小型化。

并且，由于在触点收纳盒中将灭弧用永久磁铁设置在沿着可动触点的内周面侧，因此从闭合状态改为断开状态时，产生横切一对固定触点与可动触点之间的触点部上产生的电弧的磁通量，由此拉伸电弧，可以在永久磁铁的与一对固定触点的面对方向的外侧形成较大的灭弧空间，确保必要的电弧长度而可靠地灭弧。

并且，由于在电磁铁单元中设置了将可动铁心吸引到断开方向的永久磁铁，因此在断开时通过永久磁铁吸引可动铁心，从而可以可靠地防止因振动或冲击等使可动触点与一对固定触点误接触的情况。与此同时，可以根据永久磁铁对可动铁心的吸引力而与之相应地降低复位弹簧的偏置力，因此可以减少励磁线圈的磁通势而使电磁铁单元小型化。

附图说明

图1是表示本发明的电磁接触器的第一实施方式的剖面图。

图2是灭弧室的分解立体图。

图3是表示触电装置的绝缘罩的图，（a）是立体图，（b）是安装前的平面图，（c）是安装后的平面图。

图4是表示绝缘罩的安装方法的说明图。

图5是在图1的A-A线上的剖面图。

图6是用于说明通过本发明的灭弧用永久磁铁进行灭弧的说明图。

图7是用于说明当将灭弧用永久磁铁设置在绝缘盒的外侧时的灭弧的说明图。

图8是表示永久磁铁和可动铁心之间的位置关系的放大剖面图。

图9是用于说明通过永久磁铁吸引可动铁心的动作的图，（a）是表示断开状态的局部剖面图，（b）是表示闭合状态的局部剖面图。

图10是本发明的电磁接触器的第二实施方式的剖面图。

图11是表示本发明的接触器的变形例的图，（a）是剖面图，（b）是立体图。

图12是表示本发明的接触器的其他变形例的图，（a）是剖面图，（b）是立体图。

图13是表示接触器的绝缘筒体的变形例的分解立体图。

图14是表示电磁铁单元的圆筒状辅助轭的变形例的图，（a）是剖面图，（b）是分解立体图。

图15是表示电磁铁单元的圆筒状辅助轭的变形例的图，（a）是剖面图，（b）是分解立体图。

符号说明：

10为电磁接触器，100为接触装置，101为接触机构，102为灭弧室，104为方管状体，105为固定触点支撑绝缘基板，111、112为固定触点，114为支撑导体部，115为C字状部，116为上板部，117为中间板部，118为下板部，118a为触点部，121为绝缘罩，122为L字状板部，123、124为侧板部，125为嵌合部，130为可动触点，130a为触点部，131为连接轴，132为凹部，134为接触弹簧，140为绝缘筒体，141、142为磁铁收纳空间，143、144为灭弧用永久磁铁，145、146为灭弧空间，160为L字状部，200为电磁铁单元，201为磁轭，203为圆筒状辅助轭，204为线轴，208为励磁线圈，210为上部磁轭，214为复位弹簧，215为可动铁心，216为周边凸缘部，220为永久磁铁，225为辅助轭，251为基础部件，252为磁铁收纳部，301为方管状部，302为上表面板部，303为桶状体，304为连接部件，305为底板部。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的电磁接触器的一个例子的剖面图，图2是灭弧室的分解立体图。在该图1和图2中，10为电磁接触器，该电磁接触器10由用于设置接触机构的接触装置100和用于驱动该接触装置100的电磁铁单元200构成。

根据图1和图2清楚可知，接触装置100具有用于收纳接触机构101的灭弧室102。如图2（a）所示，该灭弧室102包含具有在金属制的下端部向外突出的凸缘部103的金属方管状体104、用于堵塞该金属方管状体104的上端的由平板状的陶瓷绝缘基板构成的固定触点支撑绝缘基板105。

金属方管状体104将其凸缘部103密封粘合于后述的电磁铁单元200的上部磁轭210进行固定。

并且，固定触点支撑绝缘基板105的中央部形成有用于插通后述的一对固定触点111、112的贯通孔106、107，该贯通孔106、107保持预定间隔而形成。该固定触点支撑绝缘基板105的上面侧的贯通孔106、107的周围以及下面侧的与方管状体104接触的位置实施金属化处理。在进行该金属化处理时，在平面上沿纵横向排列多个固定触点支撑绝缘基板105的状态下，在贯通孔106、107的周围和与方管状体104接触的位置形成金属箔。

如图1所示，接触机构101包含一对固定触点111、112，固定触点111、112插通到灭弧室102的固定触点支撑绝缘基板105的贯通孔106、107中而被固定。这些固定触点111、112分别包含支撑导体部114和C字状部115，该支撑导体部114在插通到固定触点支撑绝缘基板105的贯通孔106、107的上端具有向外突出的凸缘部，该C字状部115连接于该支撑导体部114并设置在固定触点支撑绝缘基板105的下侧而开放内侧。

C字状部115由沿着固定触点支撑绝缘基板105的下面向外侧延伸的上板部116、从该上板部116的外侧端部向下方延伸的中间板部117、从该中间板部117的下端侧与上板部116平行地向内侧即固定触点111、112的对面方向延伸的下板部118构成，且形成为在由中间板部117和下板部118形成的L字状结构上增设上板部116的C字状。

这里，支撑导体部114和C字状部115在将于支撑导体部114的下端面突出而形成的销114a插入到C字状部115的上板部116上形成的贯通孔120中的状态下，例如通过硬钎焊予以固定。在此，支撑导体部114和C字状部115的固定并不局限于硬钎焊，还可以通过将销114a嵌合到贯通孔120中，或者在销114a中形成公螺纹，并在贯通孔120中形成母螺纹后啮合两者的方法。

并且，为了覆盖固定触点111、112的C字状部115中的中间板部117的内侧面，安装有从平面上观察为C字状的磁性体板119。由此，通过设置磁性体板119来覆盖中间板部117的内侧面，从而可以屏蔽在中间板部117流通的电流产生的磁场。因此，如下所述，在固定触点111、112的触点部118a与可动触点130的触点部130a接触的状态下使可动触点部130a向上分离时产生电弧的情况下，可以防止在中间板部117流通的电流引起的磁场和由固定触点111、112的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间发生的电弧引起的磁场相互发生干涉。因此，可以防止两个磁场相互排斥并由该电磁排斥力导致电弧沿可动触点130向内侧移动而难以遮断电弧的问题。

此外，固定触点111、112的C字状部115上分别安装有限制电弧的发生的、由合成树脂材料制造的绝缘罩121。如图3（a）和图3（b）所示，该绝缘罩121是用于覆盖C字状部115的上板部116和中间板部117的内周面的部件。绝缘罩121包含沿上板部116和中间板部117的内周面的L字状板部122、从该L字状板部122的前后端部分别向上侧和外侧延伸而覆盖C字状部115的上板部116和中间板部117的侧面的侧板部123、124、从这些侧板部123、124的上端向内侧形成而嵌合到固定触点111、112的支撑导体部114上形成的小径部114b的嵌合部125。

因此，如图3（a）和图3（b）所示，绝缘罩121处于使嵌合部125面向固定触点111、112的支撑导体部114的小径部114b的状态，然后如图3（c）所示，通过推入绝缘罩121，将嵌合部125嵌合到支撑导体部114的小径部114b。

实际上，如图4（a）所示，使安装固定触点111、112之后的灭弧室102处于将固定触点支撑绝缘基板105置于下侧的状态，然后从上方的开口部将绝缘罩121以上下反向于图3（a）～图3（c）的状态插入到固定触点111、112之间。

接着，如图4（b）所示，在使嵌合部125接触固定触点支撑绝缘基板105的状态下，如图4（c）所示，通过将绝缘罩121推向外侧，从而将嵌合部125卡合到固定触点111、112的支撑导体部114的小径部114b进行固定。

如此，通过在固定触点111、112的C字状部115安装绝缘罩121，从而该C字状部115的内周面中只有下板部118的上表面侧被露出而成为触点部118a。

然后，设置可动触点130，以使可动触点130的两端部设置在固定触点111、112的C字状部115内。该可动触点130由固定于后述的电磁铁单元200的可动铁心215上的连接轴131支撑。如图1所示，该可动触点在中央部的连接轴131的附近形成有向下突出的凹部132，该凹部132上形成有用于插通连接轴131的贯通孔133。

连接轴131的上端形成有向外突出的凸缘部131a。该连接轴131从下端侧插通接触弹簧134，接着使连接轴131插通可动触点130的贯通孔133，使接触弹簧134的上端抵接凸缘部131a，并例如通过C状环135对可动触点130进行定位，以使可动触点130受到该接触弹簧134的预定的偏置力。

在断开状态下，该可动触点130处于其两端的触点部130a与固定触点111、112的C字状部115的下板部118的触点部118a保持预定间隔而分离的状态。并且，在闭合位置，可动触点130被设定为其两端的触点部根据来自接触弹簧134的预定的接触压力而与固定触点111、112的C字状部115的下板部118的触点118a接触。

此外，灭弧室102的方管状体104的内周面设有例如由合成树脂制造的绝缘筒体140。该绝缘筒体140由设置在方管状体104的内周面的方管状部140a和用于堵塞该方管状部140a的下面的底板部140b构成。如图5所示，在该绝缘筒体140的方管状部140a中与可动触点130的侧面面对的内周面形成有磁铁收纳空间141、142。该磁铁收纳空间141、142中插通并固定有灭弧用永久磁铁143、144。

该灭弧用永久磁铁143、144被磁化成在厚度方向相互面对的面为同极，例如为N极。并且，如图5所示，灭弧用永久磁铁143、144被设定为左右方向的两端部分别从固定触点111、112的触点部118a与可动触点130的触点部相面对的位置略向内侧偏置。并且，在磁铁收纳空间141、142的左右方向的外侧分别形成灭弧空间145、146。

并且，突出而形成有可动触点导向部件148、149，该可动触点导向部件148、149与磁铁收纳空间141、142中靠近可动触点130两端的侧边缘滑动接触，以用于限制可动触点130的旋转。

如此，通过将灭弧用永久磁铁143、144设置在绝缘筒体140的内周面一侧，从而可以使灭弧用永久磁铁143、144靠近可动触点130。因此，如图6（a）所示，由两个灭弧用永久磁铁143、144的N极侧产生的磁通量φ沿左右方向从内侧向外侧以较大的磁通密度横切固定触点111、112的触点部118a与可动触点130的触点部130a相互面对的部分。

因此，如果将固定触点111连接于电流供给源，将固定触点112连接于负荷一侧，则闭合状态的电流方向如图6（b）所示，从固定触点111通过可动触点130而流向固定触点112。然后，在闭合状态下使可动触点130从固定触点111、112的上方分离而改为断开状态的情况下，固定触点111、112的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间产生电弧。

该电弧根据灭弧用永久磁铁143、144产生的磁通量φ而被拉伸到灭弧用永久磁铁143一侧的灭弧空间145一侧。此时，由于灭弧空间145、146对应于灭弧用永久磁铁143、144的厚度而形成为较大，因此可以拉长电弧长度，能够可靠地灭弧。

在此，如图7（a）～（c）所示，当将灭弧用永久磁铁143、144设置在绝缘筒体140的外侧时，至固定触点111、112的触点部118a与可动触点130的触点部130a相面对的位置的距离变长，当使用与本实施方式相同的永久磁铁时，横切电弧的磁通密度变小。

因此，作用于从闭合状态变为断开状态时产生的电弧的洛伦兹力变小，无法充分地拉伸电弧。为了提高灭弧性能，需要增加灭弧用永久磁铁143、144的磁化量。并且，为了使灭弧用永久磁铁143、144与固定触点111、112和可动触点130的触点部的距离变短，需要使绝缘筒体140的前后方向的厚度变小，但此时存在难以确保用于灭弧的足够的灭弧空间的问题。

但是，根据上述实施方式，由于将灭弧用永久磁铁143、144设置在绝缘筒体140的内侧，因此可以解决上述的在绝缘筒体140的外侧设置灭弧用永久磁铁143、144的情况下发生的所有问题。

如图1所示，电磁铁单元200具有从侧面观察呈扁平的U字形状的磁轭201，该磁轭201的底板部202的中央部固定有圆筒状辅助轭203。该圆筒状辅助轭203的外侧设有线轴204。

该线轴204由用于插通圆筒状辅助轭203的中央圆筒部205、从该中央圆筒部205的下端部向半径方向外侧突出的下部凸缘部206、从中央圆筒部205上端的略下侧向半径方向外侧突出的上部凸缘部207构成。并且，由中央圆筒部205、下部凸缘部206以及上部凸缘部207构成的收纳空间中卷装有励磁线圈208。

并且，作为磁轭201的开放端的上端之间固定有上部磁轭210。该上部磁轭210在中央部形成有面对线轴204的中央圆筒部205而设置的贯通孔210a。

并且，在线轴204的中央圆筒部205内可上下滑动地设置可动铁心215，该可动铁心215在底部和磁轭201的底板部202之间设置了复位弹簧214。在该可动铁心215中从上部磁轭210向上突出的上端部形成有向半径方向外侧突出的周边凸缘部216。

并且，上部磁轭210的上面固定有形成为环状的永久磁铁220，该永久磁铁220包围可动铁心215的周边凸缘部216。该永久磁铁220具有包围周边凸缘部216的贯通孔221。该永久磁铁220沿上下方向即厚度方向被磁化，例如上端侧被磁化为N极，下端侧被磁化为S极。在此，将永久磁铁220的贯通孔221形状形成为对应于周边凸缘部216的形状，外周面形状可以形成为圆形、方形等任意的形状。

并且，永久磁铁220的上端面固定有辅助轭225，该辅助轭225形成为与永久磁铁220相同的外形，且具有内径比可动铁心215的周边凸缘部216的外径小的贯通孔224。该辅助轭225的下面抵接可动铁心215的周边凸缘部216。

这里，如图8所示，永久磁铁220的厚度T设定为可动铁心215的动程L加以可动铁心215的周边凸缘部216的厚度t的值（T=L+t）。因此，可动铁心215的动程L受到永久磁铁220的厚度T的限制。

因此，可以使影响可动铁心215的动程的累积的部件数量和形状公差最小。并且，通过仅由永久磁铁220的厚度T和周边凸缘部216的厚度t来确定可动铁心215的动程L，从而可以使动程L的偏差最小。特别是，在小型的电磁接触器中，动程较小的情况下效果更佳。

并且，由于将永久磁铁220形成为环状，因此例如与日本特开平2-91901号公报中记载的那样在左右侧分割永久磁铁而设置两个的情况相比，部件数量减少而能够实现成本降低。并且，由于在形成在永久磁铁220的贯通孔221的内周面附近设有可动铁心215的周边凸缘部216，因此在使永久磁铁220产生的磁通量通过的闭回路中不会发生浪费，磁通量的泄漏变少，可以有效率地使用永久磁铁的磁力。

在此，永久磁铁220的形状并不局限于上述记载，还可以形成为圆环状，只要内周面形成为圆筒面，外形可以形成为任意形状。

并且，可动铁心215的上端面螺纹连接用于支撑可动触点130的连接轴131。

并且，在断开状态下，可动铁心215受到复位弹簧214的偏置力而向上偏移，处于周边凸缘部216的上表面抵接辅助轭225的下表面的断开位置。在该状态下，可动触点130的触点部130a从固定触点111、1112的触点部118a向上分离而处于电流被切断的状态。

在该断开状态下，可动铁心215的周边凸缘部216通过永久磁铁220的磁力而被吸引到辅助轭225，并且与复位弹簧214的偏置力结合而确保抵接于辅助轭225的状态，据此可动铁心215不会因来自外部的振动和冲击等意外地向下移动。

并且，在断开状态下，如图9（a）所示，可动铁心215的周边凸缘部216的下表面与上部磁轭210的上表面之间的间隙g1、可动铁心215的外周面与上部磁轭210的贯通孔210a之间的间隙g2、可动铁心215的外周面与圆筒状辅助轭203之间的间隙g3、可动铁心215的下表面与磁轭201的底板部202的上表面之间的间隙g4被设定为如下关系。

g1<g2且g3<g4

因此，在断开状态下对励磁线圈208进行激磁时，如图9（a）所示,磁通量从可动铁心215通过周边凸缘部216、并通过周边凸缘部216与上部磁轭210之间的间隙g1而到达上部磁轭210。形成从该上部磁轭210通过U字状的磁轭201后通过圆筒状辅助轭203而到达可动铁心215的闭合磁路。

因此，可以提高可动铁心215的周边凸缘部216的下表面与上部磁轭210的上表面之间的间隙g1的磁通密度，可以产生更大的吸引力，使可动铁心215克服复位弹簧214的偏置力和永久磁铁220的吸引力而下降。因此，通过连接轴131连接于该可动铁心215的可动触点130的触点部130a接触固定触点111、112的触点部118a，形成由固定触点111通过可动触点130流向固定触点112的电流通路而变成闭合状态。

如果变成该闭合状态，如图9（b）所示，由于可动铁心215的下端面靠近U字状的磁轭201的底板部202，因此上述的各间隙g1～g4之间的关系变成为如下。

g1<g2且g3>g4

因此，如图9（b）所示，形成由励磁线圈208产生的磁通量从可动铁心215通过周边凸缘部216直接进入到上部磁轭210，从该上部磁轭210通过U字状的磁轭201后，从其底板部202直接回到可动铁心215的闭合磁路。

因此，在间隙g1和间隙g4中作用较大的吸引力，使可动铁心215保持在下降位置。因此，通过连接轴131连接于可动铁心215的可动触点130的触点部130a与固定触点111、112的触点部118a的接触状态得以保持。

并且，可动铁心215被由非磁性体制造且形成为有底筒状的盖子230覆盖，在该盖子230的开放端沿半径方向外侧延伸而形成的凸缘部231密闭结合于上部磁轭210的下表面。由此，形成灭弧室102和盖子230通过上部磁轭210的贯通孔210a连通的密闭容器。并且，由灭弧室102和盖子230形成的密闭容器内封入氢气、氮气、氢和氮的混合气体、空气、SF₆等气体。

接着，说明上述实施方式的动作。

此时，假设固定触点111连接于例如供给大电流的电力供给源，固定触点112连接于负荷。

在该状态下，假设电磁铁单元200中的励磁线圈208处于非激磁状态，处于尚未发生通过电磁铁单元200降低可动铁心215的激磁力的断开状态。在该断开状态下，可动铁心215受到复位弹簧214的作用力而朝着远离上部磁轭210的上方偏置。与此同时，通过永久磁铁220的磁力产生的吸引力作用于辅助轭225，吸引可动铁心215的周边凸缘部216。因此，可动铁心215的周边凸缘部216的上表面抵接辅助轭225的下表面。

因此，通过连接轴131连接于可动铁心215的触点机构101的可动触点130的触点部130a相对于固定触点111、112的触点部118a向上方分开预定距离。因此，固定触点111、112之间的电流通路处于被切断的状态，触点机构101处于打开状态。

如此，在断开状态下，由于可动铁心215受到复位弹簧214的偏置力和环状永久磁铁220的吸引力这两种力，因此可动铁心215不会因为来自外部的振动和冲击等意外地下降，能够可靠地防止误动作。

在该断开状态下，如果对电磁铁单元200的励磁线圈208进行激磁，则该电磁铁单元200中产生励磁力，从而克服复位弹簧214的偏置力和环状永久磁铁220的吸引力而向下推压可动铁心215。此时，如图9(a)所示，可动铁心215的底面与磁轭201的底板部202之间的间隙g4较大，几乎没有能通过该间隙g4的磁通量。

然而，可动铁心215的下部外周面面对而设有圆筒状辅助轭203，该圆筒状辅助轭203之间的间隙g3设定为比间隙g4小。因此，可动铁心215和磁轭201的底板部202之间通过圆筒状辅助轭203形成磁路。

此外，相比于可动铁心215的外周面与上部磁轭210的贯通孔210a的内周面之间的间隙g2，可动铁心215的周边凸缘部216的下表面与上部磁轭210之间的间隙g1设定为小。因此，可动铁心215的周边凸缘部216的下表面与上部磁轭210的上表面之间的磁通密度变大，将会产生吸引可动铁心215的周边凸缘部216的较大的吸引力。

因此，可动铁心215克服复位弹簧214的偏置力和环状永久磁铁220的吸引力而快速下降。由此，如图9（b）所示，可动铁心215的下降根据周边凸缘部216的下表面抵接上部磁轭210的上表面而停止。

如此，可动铁心215下降会导致通过连接轴131连接于可动铁心215的可动触点130也下降，其触点部130a以接触弹簧134的接触压力与固定触点111、112的触点部118a接触。

因此，变成外部电力供给源的大电流通过固定触点111、可动触点130以及固定触点112而供给到负荷的关闭状态。

此时，固定触点111、112与可动触点130之间产生打开可动触点130的方向的电磁斥力。

然而，如图1所示，由于固定触点111、112由上板部116、中间板部117以及下板部118而形成有C字状部115，因此在上板部116和下板部118以及与其面对而设置的可动触点130之间可能流通反方向的电流。因此，根据在固定触点111、112的下板部118形成的磁场和在可动触点130中流通的电流的关系，基于弗来明左手定律而能够产生将可动触点130推向固定触点111、112的触点部118a的洛伦兹力。

通过该洛伦兹力，可以抵抗固定触点111、112的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间发生的朝向打开方向的电磁斥力，能够可靠地防止可动触点130的触点部130a被打开。因此，可以使支撑可动触点130的接触弹簧134的推压力较小，还可相应地减小励磁线圈208中产生的推力，可以使整个电磁接触器的结构小型化。

在该触点机构101的关闭状态下切断流向负荷的电流供给时，停止对电磁铁单元200的励磁线圈208的激磁。

由此，在电磁铁单元200中使可动铁心215向下移动的激磁力消失，从而可动铁心215因复位弹簧214的偏置力而上升，环状永久磁铁220的吸引力随着周边凸缘部216靠近辅助轭225而增加。

随着该可动铁心215的上升，通过连接轴131连接的可动触点130也上升。相应地，通过接触弹簧134施加接触压力的期间，可动触点130接触固定触点111、112。此后，在接触弹簧134的接触压力消失的时间点，进入可动触点130从固定触点111、112向上分离的打开开始状态。

如果变成该打开开始状态，则固定触点111、112的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间产生电弧，通过该电弧保持电流的通电状态。此时，由于安装有用于覆盖固定触点111、112的C字状部115的上板部116和中间板部117的绝缘罩121，因此可以使电弧仅在固定触点111、112的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间产生。因此，可以使电弧的产生状态变得稳定，能够提高灭弧性能。

并且，由于C字状部115的上板部116和中间板部117被绝缘罩121覆盖，因此可以通过设在可动触点130的两端部与C字状部115的上板部116以及中间板部117之间的绝缘罩121来确保绝缘距离，能够缩短可动触点130的可移动方向的高度。因此，可以使触点装置100小型化。

此外，由于固定触点111、112的中间板部117的内侧面被磁性体板119覆盖，因此由流通于中间板部117的电流产生的磁场被磁性体板119屏蔽。因此，固定触点111、112的触点部118a以及可动触点130的触点部130a之间产生的电弧引起的磁场和流通于中间板部117的电流产生的磁场不会发生干涉，能够防止由流通于中间板部117的电流产生的磁场受到电弧的影响。

此时，由于灭弧用永久磁铁143、144的相面对的磁极面为N极、其外侧为S极，因此俯视时如图6（a）所示，从始于该N极的磁通量朝可动触点130的长度方向从内侧向外侧横切固定触点111的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间的面对部的电弧产生部后到达S极而形成磁场。同样地，朝可动触点130的长度方向从内侧向外侧横切固定触点112的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间的电弧产生部后到达S极而形成磁场。

因此，灭弧用永久磁铁143、144的磁通量在可动触点130的长度方向上沿互为相反的方向横切固定触点111的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间、以及固定触点112的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间。

因此，在固定触点111的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间，如图6（b）所示，电流I从固定触点111一侧流向可动触点130侧的同时，磁通量φ从内侧朝向外侧。因此，根据弗来明左手定律，如图6（c）所示，产生与可动触点130的长度方向垂直且与固定触点111的触点部118a和可动触点130的开闭方向垂直而朝向灭弧空间145侧的较大的洛伦兹力F。

通过该洛伦兹力F，在固定触点111的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间产生的电弧被大幅度拉长，以从固定触点111的触点部118a的侧面通过灭弧空间145内而达到可动触点130的上面侧，由此被灭弧。

并且，在灭弧空间145中，在其下方侧和上方侧，对于固定触点111的触点部118a和可动触点130的触点部130a之间的磁通量的朝向而言，磁通量向下方和上方倾斜。因此，通过倾斜的磁通量而被拉伸到灭弧空间145的电弧进一步被拉伸到灭弧空间145的角落方向，因此可以使电弧长度变长，能够得到良好的遮断性能。

另外，如图6（b）所示，在固定触点112的触点部118a与可动触点130的触点部130a之间，电流I从可动触点130侧流向固定触点112一侧的同时，磁通量φ从内侧朝向外侧。因此，根据弗来明左手定律，产生与可动触点130的长度方向垂直且与固定触点112的触点部118a和可动触点130的开闭方向垂直而朝向灭弧空间145侧的较大的洛伦兹力F。

通过该洛伦兹力F，在固定触点112的触点部118a与可动触点130之间产生的电弧被大幅度拉长，以从可动触点130的上面侧通过灭弧空间145内而达到固定触点112的侧面侧，由此被灭弧。

并且，在灭弧空间145中，如上所述，在其下方侧和上方侧，对于固定触点112的触点部118a和可动触点130的触点部130a之间的磁通量的朝向而言，磁通量向下方和上方倾斜。因此，通过倾斜的磁通量而被拉伸到灭弧空间145的电弧进一步被拉伸到灭弧空间145的角落方向，因此可以使电弧长度变长，能够得到良好的遮断性能。

另外，在电磁接触器10的闭合状态下，当从负荷侧向直流电源侧产生再生电流的状态下进入断开状态时，由于前述的图6（b）中的电流朝反方向流动，因此洛伦兹力F作用于灭弧空间146一侧，除了电弧被拉伸到灭弧空间146一侧之外，发挥相同的灭弧功能。

此时，由于灭弧用永久磁铁143、144设置在形成于绝缘筒体140的磁铁收纳空间141、142内，因此电弧不会直接接触灭弧用永久磁铁143、144。因此，可以稳定地维持灭弧用永久磁铁143、144的磁特性，可以使遮断性能稳定。

并且，由于能够通过绝缘筒体140覆盖金属制的方管状体104的内周面而进行绝缘，因此不会发生电流被切断时电弧的短路，能够可靠地切断电流。

此外，由于能够通过一个绝缘筒体140完成绝缘功能、灭弧用永久磁铁143、144的定位功能、相对于电弧的灭弧用永久磁铁143、144的保护功能，因此可以减少制造成本。

并且，在用于收纳灭弧用永久磁铁143、144的永久磁铁收纳空间141、142中与可动触点130面对而设置的位置突出而形成有与可动触点的侧边缘滑动接触的可动触点导向部件148、149，因此能够可靠地防止可动触点130的旋转。

如此，根据上述实施方式，在接触装置100中，由于固定触点111、112的C字状部115与赋予可动触点130的接触压力的接触弹簧134并列设置，因此与上述的专利文献1中记载的固定触点、可动触点以及接触弹簧串联设置的情况相比，可以缩短接触机构101的高度。因此，可以使接触装置100变得小型化。

并且，灭弧室102由方管状体104和对其上面进行密封且通过钎焊而固定保持固定触点111、112的平板状的固定触点支撑绝缘基板105通过钎焊而形成，因此可以使固定触点支撑绝缘基板105在同一个平面上沿纵向和横向紧密排列，一次能够执行多个固定触点支撑绝缘基板105的金属化处理，可以提高生产率。

并且，可以在固定触点支撑绝缘基板105上钎焊固定触点111、112之后，将其钎焊到方管状体104，可以容易地进行固定触点111、112的固定保持，可以使用结构简单的钎焊工具，能够实现组装工具的成本的降低。

与将灭弧室102形成为筒状的情况相比，固定触点支撑绝缘基板105的平面度、弯曲的抑制和管理也变得容易。此外，可以集中地大量制作灭弧室102，因此可以减少制作成本。

并且，关于电磁铁单元200，由于在上部磁轭210上设置沿可动铁心215的移动方向磁化的环状永久磁铁220，而且在其上面形成了辅助轭225，因此可以由一个环状永久磁铁220产生吸引可动铁心215的周边凸缘部216的吸引力。

因此，能够通过环状永久磁铁220的磁力和复位弹簧214的偏置力固定处于断开状态的可动铁心215，因此能够提高针对误动作冲击的保持力。

并且，能够降低复位弹簧214的偏置力，能够减小由接触弹簧134和复位弹簧214引起的总负荷。因此，能够与所降低的总负荷相应地降低励磁线圈208中产生的吸引力，能够减小励磁线圈208的磁通势。因此，能够使线轴204的轴方向长度变短，使电磁铁单元200的可动铁心215的移动方向的高度变低。

如此，在接触装置100和电磁铁单元200这两个部分能够降低可动铁心215的移动方向的高度，因此与专利文献1中记载的现有例子相比，能够使电磁接触器10的整体结构大幅度缩短，能够实现小型化。

此外，通过在环状永久磁铁220的内周面内设置可动铁心215的周边凸缘部216，从而在使环状永久磁铁220产生的磁通量通过的闭合磁路中不会发生浪费，磁通量的泄露变少，可以有效率地使用永久磁铁的磁力。

并且，由于将可动铁心215的周边凸缘部216设置在上部磁轭210与形成在环状永久磁铁220的上面的辅助轭225之间，因此可以通过环状永久磁铁220的厚度和可动铁心215的周边凸缘部216的厚度来调整可动铁心215的动程。

因此，可以使影响可动铁心215的动程的累积的部件数量和形状公差最小。并且，通过仅由永久磁铁220的厚度和可动铁心215的周边凸缘部216的厚度来调整可动铁心215的动程，因此可以极大地减小动程的偏差。

下面，参照图10说明本发明的第二实施方式。

在该第二实施方式中对灭弧室的结构进行了变更。

即，在第二实施方式中，如图10和图2（b）所示，通过陶瓷或合成树脂材料一体成型方管状部301和用于堵塞方管状部301的上端的上表面板部302而形成桶状体303，在该桶状体303的开放端面一侧进行金属化处理而形成金属箔，在该金属箔上密封地结合金属制的连接部件304而构成灭弧室102。

并且，桶状体303的底面侧的内周面设有例如由合成树脂形成的、对应于前述的第一实施方式的底板部104b的底板部305。

并且，与上述的固定触点支撑绝缘基板105相同，上表面板部302上形成有用于插通固定触点111、112的插通孔306、307，固定触点111、112与前述的第一实施方式相同地支撑于这些插通孔306、307中。

其他构成与前述的第一实施方式相同，与图1的对应部分赋予了相同的符号，在此省略其详细说明。

根据该第二实施方式，由于使用由绝缘材料一体成型的桶状体303构成灭弧室102，因此能够通过较少的工序容易地形成具有气密性的灭弧室102，同时可以减少部件数量。

在此，在上述第一实施方式和第二实施方式中，对于在固定触点111、112上形成C字状部115的情况进行了说明，但并不局限于此，如图11（a）和（b）所示，也可以在支撑导体部114上连接省略了C字状部115中的上板部116而形成的L字状部160。

在这种情况下，在使可动触点130接触固定触点111、112的关闭状态中，也能使由流通L字状部160的垂直板部的电流产生的磁通量作用于固定触点111、112和可动触点130之间的接触部。因此，可以提高固定触点111、112与可动触点130之间的接触部中的磁通密度，可以产生能够克服电磁斥力的洛伦兹力。

并且，在上述第一实施方式和第二实施方式中，对于可动触点130在中央部具有凹部132的情况进行了说明，但并不局限于此，如图12（a）和（b）所示，也可以省略凹部132而形成为平板状。

并且，在上述第一实施方式和第二实施方式中，对于将保持灭弧用永久磁铁143、144的绝缘筒体140成型为一体的情况进行了说明，但并不局限于此。

即，如图13所示，也可以在形成基础部件251的磁铁收纳部252的底板部253的前后和左右端部组合而设置用于构成侧壁的4张侧板部256～259，通过连接这些侧板部256～259而形成绝缘筒体140。在这种情况下，由于将侧壁部分割为4张侧板部256～259，因此与整体被一体形成的情况相比，变得容易制造。另外，也可以形成将4张侧板部256～259一体化的方管状体。

并且，在上述第一实施方式和第二实施方式中，对于可动铁心215上啮合连接轴131的情况进行了说明，但是也可将可动铁心215和连接轴131形成为一体。并且，对于连接轴131与可动触点130之间的连接而言，在连接轴131的前端部形成凸缘部131a，并在插通接触弹簧134和可动触点130之后用C环固定可动触点130的下端的情况进行了说明，但并不局限于此。即，也可以在连接轴131的C环位置形成沿径向突出的定位大径部，在该定位大径部抵接可动触点130之后设置接触弹簧134，然后用C环固定该接触弹簧134的上端。

并且，在上述第一实施方式和第二实施方式中，对于在可动铁心215的下端侧相邻而设置圆筒状辅助轭203的情况进行了说明，但并不局限于此。即，如图14（a）和（b）所示，也可以将磁轭201形成为有底圆筒状，并使辅助轭203由沿磁轭201的底板部202的圆环状板部203a和从该圆环状板部203a的内周面向上竖起的圆筒部203b构成。

并且，如图15（a）和（b）所示，也可以在U字状的磁轭201的底板部202形成贯通孔202a，在该贯通孔202a内嵌合凸状的辅助轭203，将该辅助轭203的小径部203c插通到可动铁心215中形成的插通孔217中。

并且，在上述实施方式中，对于由灭弧室102和罩230构成密闭容器，且在该密闭容器中封入气体的情况进行了说明，但并不限定于此，当切断的电流较小时，也可以省略气体的封入。

Claims (7)

1.一种电磁接触器，其特征在于，包含：

接触装置，该接触装置中内置有一对固定触点和相对于该一对固定触点可自由接触和分离地设置的可动触点；

电磁铁单元，该电磁铁单元具有励磁线圈，该励磁线圈用于驱动通过连接轴连接于所述接触装置的可动触点的可动铁心，

所述接触装置构成为在保持预定间隔而固定设置的一对固定触点上形成具有沿相互面对的方向延伸预定长度的触点部的L字状部，所述可动触点的两端在所述L字状部的与所述电磁铁单元相反的一侧与所述L字状部的触点部可接触和分离地设置，

所述电磁铁单元包含包围铁心驱动部的磁轭、前端通过所述磁轭中形成的开口突出且被复位弹簧偏置的可动铁心、固定设置为包围该可动铁心的突出端侧上形成的周边凸缘部且沿所述可动铁心的移动方向磁化的环状永久磁铁。

2.根据权利要求1所述的电磁接触器，其特征在于，所述一对固定触点在夹着所述可动触点的两端而面对设置的位置形成对向板部而使所述L字状部构成为C字状部，该C字状部的除了所述触点部的内周部安装有用于限制电弧的产生的绝缘罩。

3.根据权利要求1所述的电磁接触器，其特征在于，所述接触装置构成为所述一对固定触点和所述可动触点被灭弧室包围，该灭弧室的沿着所述可动触点的内周面侧设有灭弧用永久磁铁。

4.根据权利要求3所述的电磁接触器，其特征在于，所述灭弧室由一端与所述电磁铁单元的上部磁轭密闭地接合并包围所述一对固定触点和所述可动触点的金属制筒体、密闭地堵塞该金属制筒体的开放端面而进行接合且支承所述一对固定触点的固定触点支撑绝缘基板、设置在所述金属制筒体的内周面的绝缘筒体构成。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的电磁接触器，其特征在于，所述可动触点通过接触弹簧可移动地设置在连接于所述可动铁心的连接轴的前端上所形成的凸缘部，被所述连接轴支承且承接所述接触弹簧的中央部形成为向所述电磁铁单元一侧突出的凹部。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的电磁接触器，其特征在于，所述电磁铁单元包含上部被开放的截面为U字状的磁轭、架设在该磁轭的上部开放部的上部磁轭、缠绕有设置在所述磁轭的底面板部的励磁线圈并具有中心开口的线轴、在该线轴的中心开口内沿轴向可自由移动地设置且前端通过形成于所述上部磁轭的开口突出且被复位弹簧偏置的可动铁心、在所述上部磁轭上固定设置为包围该可动铁心的前端侧形成的周边凸缘部且沿轴向磁化的环状永久磁铁、被固定在该环状永久磁铁的上表面而接触于所述可动铁心的所述周边凸缘部的与所述上部磁轭相反的一侧的辅助轭。

7.根据权利要求6所述的电磁接触器，其特征在于，所述电磁铁单元包含在断开位置包围所述可动铁心的所述U字状磁轭的底面侧端部的侧面的环状辅助轭，该环状辅助轭与所述可动铁心的侧面之间的间隙被设定为小于所述可动铁心的底面侧端部与所述U字状磁轭之间的间隙。