CN112447450A - 触点装置和电磁接触器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触点装置和电磁接触器，目的在于实现触点装置的低成本化，触点装置(10)在包括由绝缘树脂形成的绝缘部(41)的触点收纳壳体(40)内包括：固定在绝缘部(41)的一对固定触头(11和12)，该一对固定触头(11和12)在绝缘部(41)的厚度方向上贯通绝缘部(41)；和能够与一对固定触头(11和12)接触和分离地配置的可动触头(20)，绝缘部(41)与一对固定触头(11和12)为一体成形。

Description

触点装置和电磁接触器

技术领域

本发明涉及触点装置和电磁接触器，特别涉及适用于具有被绝缘部支承的固定触头的触点装置和具有该触点装置的电磁接触器的有效的技术。

背景技术

电磁接触器例如如专利文献1中公开的那样，包括进行电路的开闭的触点装置和驱动该触点装置的电磁铁装置。触点装置在包含陶瓷制的绝缘板(绝缘部)的触点收纳壳体内具有：一对固定触头，其独立地连结于从绝缘板的外表面侧插入至安装孔并突出到相反侧的内表面侧的一对固定电极；和能够与一对固定触头接触和分离地配置的可动触头。此外，触点装置包括覆盖固定触头的固定触点以外的部分的绝缘罩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-243591号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在触点装置中也要求低成本化。但是，在现有的触点装置中，固定电极和固定触头分别由独立的部件构成。而且，固定电极通过钎焊固定在绝缘板的金属化层。此外，固定电极与固定触头通过钎焊被电连接和机械连接。此外，为了在绝缘板形成金属化层而将绝缘板采用陶瓷制。因此，部件个数多，此外，需要进行复杂的组装，成为触点装置的成本上升的原因。

本发明的目的在于提供能够实现触点装置的低成本化的触点装置和电磁接触器。

用于解决问题的技术手段

本发明的一个方式的触点装置在包括由绝缘树脂形成的绝缘部的触点收纳壳体中，包括：固定在绝缘部的一对固定触头，该一对固定触头在绝缘部的厚度方向上贯通绝缘部；和配置成能够与一对固定触头接触和分离的可动触头，绝缘部与一对固定触头是一体成形的。

此外，本发明的一个方式的电磁接触器包括上述触点装置和使上述触点装置可动的电磁铁装置。

发明的效果

简单说明本申请中公开的发明中具有代表性的技术能够得到的效果如下。

根据本发明，能够实现触点装置的低成本化。

附图说明

图1是表示具备本发明的一个实施方式的触点装置的电磁接触器的内部结构的示意性截面图。

图2是将图1的一部分放大的示意性的主要部分截面图。

图3是表示图1的绝缘部的外表面侧的示意性的立体图。

图4是表示图1的绝缘部的内表面侧的示意性的立体图。

附图标记的说明

1 电磁接触器

10 触点装置

11、12 固定触头

11a、12a 第1导电部

11b、12b 第2导电部

11c、12c 第3导电部

13 固定触点

15 外部端子

20 可动触头

23a、23b 可动触点

24 贯通孔

30 连结轴

31 法兰部

32 C环

33 接触弹簧

40 触点收纳壳体

41 绝缘部

41x 外表面(主面)

41y 内表面(背面)

42 第1筒体

43 盖部件

43a 筒部

43b 贯通孔

44 第2筒体

44a 法兰部

45A、45B 绝缘罩

46A、46B 分隔板

47 突起

49 消弧室

100 电磁铁装置

101 磁轭

102 底部

103 圆筒形辅助轭

104 卷轴

105 中央圆筒部

106 下法兰部

107 上法兰部

108 励磁线圈

110 上部磁轭

110a 贯通孔

114 回位弹簧

115 可动活塞

116 周凸缘部

120 环状永久磁铁

121 中心开口

130 罩部。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

另外，在用于说明发明的实施例的全部图中，对具有相同功能的部件标注相同的附图标记，省略其重复的说明。

此外，各图只是示意性的图示，存在与实际有差异的情况。此外，以下的实施方式只是例示用于将本发明的技术思想具体化的装置和方法，并不将结构限定于下述的内容。即，本发明的技术思想能够在发明内容的范围所记载的技术范围内进行各种变更。

此外，在以下的实施方式中，在空间内彼此正交的三个方向上，令在同一平面内彼此正交的第一方向和第二方向分别为X方向、Y方向，令与第一方向和第二方向分别正交的第三方向为Z方向。

〔电磁接触器的结构〕

首先，对具备本发明的一个实施方式的触点装置的电磁接触器的结构进行说明。

如图1所示，电磁接触器1包括进行电路的开闭的触点装置10和驱动该触点装置10的电磁铁装置100。而且，触点装置10和电磁铁装置100在Z方向上纵向重叠地配置。

〔电磁铁装置的结构〕

接着，对电磁铁装置的结构进行说明。

如图1所示，电磁铁装置100具有从侧面看为扁平的U字形的磁轭101、固定在该磁轭101的底部102的中央部的圆筒形辅助轭103和配置在该圆筒形辅助轭103的外侧的卷轴104。

卷轴104具有插通圆筒形辅助轭103的中央圆筒部105、从该中央圆筒部105的Z方向下端向半径方向外方突出的下法兰部106和从中央圆筒部105的Z方向的上端向半径方向外方突出的上法兰部107。而且，在由中央圆筒部105、下法兰部106和上法兰部107形成的收纳空间部卷绕安装有励磁线圈108。

在成为磁轭101的开放端的上端部固定有上部磁轭110。而且，在该上部磁轭110的中央部设置有与卷轴104的中央圆筒部105相对的贯通孔110a。

在卷轴104的中央圆筒部105内，在与磁轭101的底部102之间可滑动地设有配置有回位弹簧114的可动活塞115。在该可动活塞115，在从上部磁轭110向上方突出的上端部设置有向半径方向外方突出的周凸缘部116。

在上部磁轭110的上表面，例如以包围可动活塞115的周凸缘部116的方式固定有具有圆形的中心开口121的环状永久磁铁120。该环状永久磁铁120以在作为Z方向的上下方向、即厚度方向上使上端侧例如为N极、使下端侧为S极的方式被磁化。

另外，环状永久磁铁120的中心开口121的形状为与周凸缘部116的形状相配合的形状，外周面的形状能够为圆形、方形等形状。

在环状永久磁铁120的上端面，固定有与环状永久磁铁120相同的外形、且具有内径比可动活塞115的周凸缘部116的外径小的贯通孔124的辅助轭125。而且，在该辅助轭125的下表面抵接有可动活塞115的周凸缘部116。

在可动活塞115的上端部，通过螺纹结合与连结轴30的一端侧连结。可动活塞115被非磁性体制的形成为有底筒形的罩部130覆盖。而且，在该罩部130的开放端设置有向半径方向外方延伸而形成的法兰部131，该法兰部131与上部磁轭110的下表面密封接合。由此，形成罩部130的内部与后述的触点装置10的消弧室49通过上部磁轭110的贯通孔110a连通的密封容器。在该密封容器内，例如被封入氢气、氮气、氢和氮气的混合气体、空气、SF₆(六氟化硫)气体等气体。

〔触点装置的结构〕

接着，对触点装置的结构进行说明。

如图1和图2所示，触点装置10在包含由绝缘树脂构成的平板状的绝缘壁即绝缘部41在内的触点收纳壳体40内，设置有在绝缘部41的板厚方向上贯通绝缘部41且固定在绝缘部41的一对固定触头11和12、以及能够与一对固定触头11和12可接触和离开地配置的可动触头20。而且，绝缘部41与一对固定触头11和12为一体成形。此外，触点装置10包括与可动触头20连结的连结轴30。

＜触点收纳壳体＞

触点收纳壳体40包括：上述的绝缘部41；方形的第1筒体42，其一端侧固定于在该绝缘部41的板厚方向上彼此位于相反侧的外表面(主面)41x和内表面(背面)41y中的内表面41y；和在该第1筒体42的与一端侧相反侧的另一端侧以覆盖第1筒体42的中空部的方式固定的盖部件43。此外，触点收纳壳体40包括一端侧插入第1筒体42的另一端侧、在与一端侧相反侧的另一端侧设置有法兰部44a的方形的第2筒体44。此外，触点收纳壳体40包括由绝缘部41、第1筒体42和盖部件43围成的消弧室49。

绝缘部41和第1筒体42由耐热性和绝缘性优异的例如环氧类的热固化性绝缘树脂形成，各个接合部通过粘接材料气密接合。第2筒体44由金属形成，一端侧插入第1筒体的另一端侧且气密接合，另一端侧的法兰部44a与电磁铁装置100的上部磁轭110密封接合。

盖部件43具有与第2筒体44的内表面相对的方形的筒部43a，并且具有阻断电弧对金属制的第2筒体44的影响的绝缘功能。

＜固定触头＞

如图2所示，一对固定触头11和12在触点收纳壳体40的消弧室49内、在可动触头20的作为长度方向的X方向上离开地配置。一个固定触头11具有：设置有固定触点13的、并且在绝缘部41的内表面41y侧与内表面41y离开且与可动触头20相对地配置的第1导电部11a；在绝缘部41的外表面41x侧在俯视时与第1导电部11a重叠地配置的第2导电部11b；和第3导电部11c，其在可动触头20的长度方向的一端侧之外，一端侧与第1导电部11a连结(连接)，与一端侧相反侧的另一端侧通过绝缘部41与第2导电部11b连结(连接)。同样，另一个固定触头12具有：设置有固定触点13的、并且在绝缘部41的内表面41y侧与内表面41y离开且与可动触头20相对地配置第1导电部12a；在绝缘部41的外表面41x侧在俯视时与第1导电部12a重叠地配置的第2导电部12b；和第3导电部12c，其在可动触头20的长度方向的另一端侧之外，一端侧与第1导电部12a连结(连接)，与一端侧相反侧的另一端侧通过绝缘部41与第2导电部12b连结(连接)。即，一对固定触头11和12分别以使彼此相面对的一侧开放的C字形形成。此外，一对固定触头11和12各自的固定触点13的配置面为内表面，与该内表面相反侧的面为外表面。

在一对固定触头11和12，第1导电部11a、12a、第2导电部11b、12b和第3导电部11c、12c由导电性的金属材料构成，一体成形。该第1导电部11a、12a、第2导电部11b、12b和第3导电部11c、12c例如通过对纯度高的铜板进行弯曲加工而形成。即，第1导电部11a、12a、第2导电部11b、12b和第3导电部11c、12c以板状形成。而且，第2导电部11b、12b具有在板厚方向上彼此位于相反侧的主面(外表面)和背面(内表面)，第2导电部11b、12b的背面(内表面)以被埋设于绝缘部41中的状态固定在绝缘部41。而且，在第2导电部11b和12b各自的主面(外表面)分别通过螺纹连接而连结有销状的外部端子15。第2导电部11b、12b在现有的触点装置中对应连结固定触头的固定电极。

＜可动触头，连结轴＞

如图1和图2所示，可动触头20由在X方向延伸、且在Y方向上具有宽度和在Z方向上具有板厚(厚度)的导电板形成。可动触头20在作为Z方向的板厚方向上位于彼此相反侧的两面中的电磁铁装置100侧(触点收纳壳体40的盖部件43侧)的主面、在长度方向上离开地配置有一对可动触点23a和23b。而且，可动触头20包括在一对可动触点23a和23b之间的中央部(中间部)具有在Z方向上贯通的贯通孔24。一对可动触点23a和23b中，一个可动触点23a与一个固定触头11的固定触点13相对，另一个可动触点23b与另一个固定触头12的固定触点13相对。

连结轴30的长度方向的中央部(一端侧与另一端侧之间的中间部)能够滑动地插通在可动触头20的贯通孔24中，连结轴30在板厚方向(Z方向)上贯穿可动触头20而与可动触头20连结。

在连结轴30的另一端侧设置有向外方突出的法兰部31。而且，在连结轴30的长度方向的中央部，以环绕连结轴30的外周的方式固定有C环32，该C环32与可动触头20的主面抵接。

在可动触头20的长度方向的中央部与连结轴30的法兰部31之间的连结轴30的外周配置有接触弹簧33，对可动触头20施加规定的作用力。

连结轴30的另一端侧的前端部与绝缘部41的内表面离开，另一端侧贯通设置在触点收纳壳体40的盖部件43的贯通孔43b，通过螺纹连接(旋拧)与可动活塞115的上端部连结。即，连结轴30通过盖部件43的贯通孔43b在触点收纳壳体40的内外延伸。

＜绝缘部＞

如图2～图4所示，在绝缘部41，以一体成形的方式设置有覆盖一个固定触头11的固定触点13以外的部分的绝缘罩45A和覆盖另一个固定触头12的固定触点13以外的部分的绝缘罩45B。在该实施方式中，绝缘罩45A和45B以从第3导电部11c、12c的另一端侧至一端侧(从第2导电部11b、12b侧至第1导电部11a、12a侧)覆盖内表面(可动触头20侧的面)，且将侧面和外表面(与可动触头20侧相反侧的面)露出的方式构成。绝缘罩45A和45B以比第3导电部11c、12c的宽度宽的宽度形成。

另外，绝缘罩45A、45B也可以采用覆盖第3导电部11c、12c的内表面和侧面、或者内表面、侧面和背面的构成。

在绝缘部41，一体成形地设置有在俯视时位于可动触头20的一个可动触点23a与连结轴30之间的分隔板46A和在俯视时位于可动触头20的另一个可动触点23b与连结轴30之间的分隔板46B。分隔板46A和46B从绝缘部41的内表面向可动触头20延伸。优选分隔板46A和46B的宽度与可动触头20的宽度相同或比可动触头20的宽度宽。

在绝缘部41的外表面41x，一体形成地设置有从外表面41x向上方突出、沿Y方向延伸且横穿过一对固定触头11和12的第2导电部11b、12b之间的突起47。

绝缘部41和一对固定触头11、12通过使用具有作为绝缘部41的成形部的内腔的成形铸模，在成形铸模的内腔内配置一对固定触头11、12而合模后，在该内腔内加压注入例如环氧类的热固化性绝缘树脂而一体成形。在该成形铸模的内腔，通过设置绝缘罩45A、45B的成形部、分隔板46A、46B的成形部和突起47的成形部，能够将绝缘罩45A、45B、分隔板46A、46B和突起47和固定触头11、12一起与绝缘部41一体成形地形成。

〔电磁接触器的动作〕

接着，参照图1和图2说明电磁接触器1的动作。

现在，在一对固定触头11和12中，一个固定触头11通过一个外部端子15与供给大电流的电力源连接，另一个固定触头12通过另一个外部端子15与负载连接。

而且，在该状态下，电磁铁装置100的励磁线圈108为非励磁状态，处于没有由电磁铁装置100产生使可动活塞115下降的励磁力的释放状态。在该释放状态下，可动活塞115被回位弹簧114向与上部磁轭110离开的上方向施力。与此同时，环状永久磁铁120的磁力产生的吸引力作用于辅助轭125，可动活塞115的周凸缘部116被吸引。因此，可动活塞115的周凸缘部116的上表面与辅助轭125的下表面抵接。

因此，通过连结轴30与可动活塞115连结的可动触头20的一对可动触点23a和23b从一对固定触头11和12的固定触点13向上方(离开的方向)隔开规定的距离。因此，一对固定触头11和12间的电流路为阻断状态，触点装置10为开路状态。

像这样，在电磁铁装置100的释放状态下，对可动活塞115同时作用着回位弹簧114产生的作用力和环状永久磁铁120产生的吸引力这两者，因此可动活塞115不会因外部的振动和冲击等而意外下降，能够可靠地防止误动作。

当从该释放状态将电磁铁装置100的励磁线圈108励磁时，在该电磁铁装置100产生励磁力，将可动活塞115抵抗回位弹簧114的作用力和环状永久磁铁120的吸引力地向下方按压。

然后，可动活塞115抵抗回位弹簧114的作用力和环状永久磁铁120的吸引力地迅速下降。然后，周凸缘部116的下表面与上部磁轭110的上表面抵接，由此可动活塞115的下降停止。

这样，由于可动活塞115下降，通过连结轴30与可动活塞115连结的可动触头20也下降，可动触头20的可动触点23a、23b与一对固定触头11、12的固定触点13、13以接触弹簧33的接触压力接触。

因此，触点装置10成为外部电力供给源的大电流通过固定触头11、可动触头20和固定触头12能够供给至负载的接通状态。

在从该触点装置10的接通状态阻断供向负载的电流供给的情况下，停止电磁铁装置100的励磁线圈108的励磁。

由此，通过电磁铁装置100使可动活塞115向下方移动的励磁力消失，由此可动活塞115因回位弹簧114的作用力而上升，随着周凸缘部116接近辅助轭125而环状永久磁铁120的吸引力增加。

通过该可动活塞115上升，通过连结轴30与可动活塞115连结的可动触头20上升。与之相应地，在由接触弹簧33施加接触压力的期间可动触头20与固定触头11和12接触。之后，在接触弹簧33的接触压力消失的时刻成为可动触头20从固定触头11和12向上方离开的开路状态。

当成为该开路状态时，在固定触头11和12的固定触点13与可动触头20的可动触点23a和23b之间产生电弧，由于该电弧而使电流的通电状态继续。此时，在固定触头11和12，第2导电部11b、12b的可动触头20侧的面被绝缘部41覆盖，第3导电部11c、12c的内表面(可动触头20侧的面)被绝缘罩45A、45B覆盖，因此能够使电弧仅在固定触头11和12的固定触点13与可动触头20的可动触点23a、23b之间产生。因此，能够可靠地防止电弧在固定触头11和12上活动，使电弧的产生状态稳定，能够提高消弧性能。而且，因为绝缘罩45A、45B比第3导电部11c、12c的宽度宽，所以还能够可靠地防止电弧的前端短路。

此外，在固定触头11和12，第2导电部11b、12b的可动触头20侧的面被绝缘部41覆盖，第3导电部11c、12c的内表面(可动触头20侧的面)被绝缘罩45A、45B覆盖，因此能够利用绝缘部41和绝缘罩45A、45B确保可动触头20的两端部与一对固定触头11、12的第2导电部11b、12b以及第3导电部11c、12c之间的绝缘距离，能够缩短可动触头20的可动方向的高度。因此，能够实现触点装置10的小型化。

进一步，在绝缘部41，一体成形地设置有在俯视时位于可动触头20的一个可动触点23a与连结轴30之间的分隔板46A和在俯视时位于可动触头20的另一个可动触点23b与连结轴30之间的分隔板46B。因此，还能够抑制电弧因磁场的影响而越到连结轴30侧。

〔实施方式的效果〕

接着，与现有的触点装置进行比较来说明该实施方式的主要效果。

该实施方式的触点装置10中，绝缘部41与一对固定触头11和12为一体成形。因此，该实施方式的触点装置10不需要像现有的触点装置那样将固定电极通过钎焊固定至绝缘部(绝缘板)的金属化层。此外，也不需要像现有的触点装置那样通过钎焊将固定电极与固定触头电连接和机械地连接。此外，也不需要为了在绝缘部形成金属化层而将绝缘部采用陶瓷制。因此，根据该实施方式的触点装置10，与现有的触点装置相比能够削减部件个数，组装也简单化，因此能够实现触点装置10和具备该触点装置10的电磁接触器1的低成本化。

此外，该实施方式的触点装置10中，在绝缘部41一体成形地设置有覆盖固定触头11、12的固定触点13以外的部分的绝缘罩45A、45B。在现有的触点装置中，在固定触头安装有独立部件的绝缘罩。因此，根据该实施方式的触点装置10，与现有的触点装置相比能够进一步削减部件个数，组装也进一步简单化。

此外，该实施方式的触点装置10中，在绝缘部41一体成形地设置有在俯视时位于可动触点23a、23b与连结轴30之间的分隔板46A、46B。因此，根据该实施方式的触点装置10，与作为独立部件设置分隔板的情况相比能够削减部件个数，组装也简单化，并且能够如上述那样，抑制电弧因磁场的影响而越到连结轴30侧。

此外，该实施方式的触点装置10中，固定触头11、12的第2导电部11b、12b形成为板状，且第2导电部11b、12b的绝缘部41侧的面埋设在绝缘部41中。因此，根据该实施方式的触点装置10，能够抑制在将外部端子15螺纹连接于固定触头11、12的第2导电部11b、12b时固定触头11、12一起转动。

此外，该实施方式的触点装置10中，固定触头11、12的第3导电部11c、12c形成为板状，且第3导电部11c、12c的第2导电部11b、12b侧埋设在绝缘部41中。因此，根据该实施方式的触点装置10，能够抑制在将外部端子15螺纹连接(旋拧)到固定触头11、12的第2导电部11b、12b时固定触头11、12一起转动。

此外，该实施方式的触点装置10在绝缘部41的外表面41x一体成形地设置有横穿一对固定触头11、12的第2导电部11b、12b之间的突起47。因此，根据该实施方式的触点装置10，与在绝缘部41作为另外的部件设置突起的情况相比能够削减部件个数，组装也简单化，并且能够不使一对固定触头11、12的第2导电部11b、12b间的间隔变宽，而与使用的电力供给源的电压对应地将绝缘部41的外表面41x的第2导电部11b、12b间的爬电距离拉长。其结果是，根据该实施方式的触点装置10，能够抑制触点装置10的大型化并且实现一对固定触头的第2导电部间的绝缘耐性的提高。

另外，在上述的实施方式中，对将一对固定触头11、12以在俯视时第1导电部与第2导电部重叠的C字形状构成的情况进行了说明，不过并不限定于该C字形状。例如，也可以以在可动触头20的长度方向上使得第2导电部11b、12b位于比第1导电部11a、12a靠外侧的S字形状来构成一对固定触头11、12。

此外，在上述的实施方式中，对将绝缘部与第1筒体以独立的部件构成的情况进行了说明，但并不限定于该结构。例如，也可以使绝缘部41与第1筒体42为一体成形。在这种情况下，与上述的实施方式的触点装置10相比能够进一步削减部件个数，组装也进一步简单化。

以上，基于上述实施方式对本发明进行了具体的说明，但本发明当然并不限定于上述实施方式，而能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

Claims (9)

1.一种触点装置，其特征在于：

在包括由绝缘树脂形成的绝缘部的触点收纳壳体中，包括：

固定在所述绝缘部的一对固定触头，该一对固定触头在所述绝缘部的厚度方向上贯通所述绝缘部；和

配置成能够与所述一对固定触头接触和分离的可动触头，

所述绝缘部与所述一对固定触头是一体成形的。

2.如权利要求1所述的触点装置，其特征在于：

所述一对固定触头包括：

第1导电部，其以与所述绝缘部离开且与所述可动触头相对的方式配置在所述绝缘部的内表面侧；

第2导电部，其配置在所述绝缘部的外表面侧；和

第3导电部，其一端侧与所述第1导电部连接，另一端侧穿过所述绝缘部与所述第2导电部连接。

3.如权利要求2所述的触点装置，其特征在于：

所述第1导电部、所述第2导电部和所述第3导电部是一体形成的。

4.如权利要求2所述的触点装置，其特征在于：

所述第2导电部形成为板状，并且所述绝缘部侧的面埋设在所述绝缘部之中。

5.如权利要求2所述的触点装置，其特征在于：

所述第3导电部形成为板状，并且与所述第2导电部连接的一侧埋设在所述绝缘部之中。

6.如权利要求2所述的触点装置，其特征在于：

所述一对固定触头在所述第1导电部的所述可动触头侧的面具有固定触点，

所述可动触头具有与所述一对固定触头的所述固定触点相对的一对可动触点，

在所述绝缘部，以一体成形的方式设置有覆盖所述固定触头的所述固定触点以外的部分的绝缘罩。

7.如权利要求2所述的触点装置，其特征在于：

还包括固定在所述可动触头的连结轴，该连结轴在可动触头的板厚方向上贯通所述可动触头的长度方向的中央部，

所述一对固定触头在所述第1导电部的所述可动触头侧的面具有固定触点，

所述可动触头具有与所述一对固定触头的所述固定触点相对的一对可动触点，

在所述绝缘部，以一体成形的方式设置有在俯视时位于所述可动触点与所述连结轴之间的分隔板。

8.如权利要求2所述的触点装置，其特征在于：

在所述绝缘部的外表面，以一体成形的方式设置有横穿所述一对固定触头的所述第2导电部间的突起。

9.一种电磁接触器，其特征在于，包括：

权利要求1～8中的任一项所述的触点装置；和

使所述可动触头可动的电磁铁装置。

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