CN116762151A - 电磁接触器 - Google Patents

Abstract

本发明的电磁接触器包括：具有第1和第2固定触点(11a、12a)的第1和第2固定触头(11、12)；在长度方向的两端设置有第1和第2可动触点(13a、13b)的可动触头(13)；收纳第1和第2固定触头以及可动触头的绝缘支承件(40)；将在第1固定触点与第1可动触点之间、第2固定触点与第2可动触点之间产生的电弧拉长至设置在收纳壳体(6)内的电弧灭弧空间(S1、S2)的一对电弧灭弧用永磁铁(47、49)。收纳壳体(4)的内壁和设置于绝缘支承件的连结部件(44a、44b)形成将第1和第2电弧灭弧空间和收纳有电磁铁单元(3)的空间连通的连通空间(56a、56b)。

Description

电磁接触器

技术领域

本发明涉及进行电流路径的通断的电磁接触器。

背景技术

作为现有技术中的电磁接触器，例如已知有专利文献1所示的电磁接触器。专利文献1的电磁接触器包括：进行电流路的通断的触点机构、收纳触点机构的触点壳、以及驱动触点机构的可动触头的电磁铁装置。触点机构包括：具有固定触点的一对固定触头；具有能够与一对固定触头的固定触点接触、分离的一对可动触点的可动触头；收纳一对固定触头和可动触头的由树脂材料形成的绝缘支承件；和将在一对固定触点与一对可动触点之间产生的电弧拉长的一对电弧灭弧用永磁铁。

在该专利文献1的电磁接触器中，当在一对固定触点和一对可动触点之间产生电弧时，电弧灭弧用永磁铁的磁通横穿电弧，由此，根据弗莱明左手定则作用有洛伦兹力的电弧在触点壳内被拉长而灭弧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-44211号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1的电磁接触器中，如果收纳一对固定触头和可动触头的触点壳的内容积小，则在电弧产生时触点壳内部的压力、温度上升，对灭弧性能有影响。

另外，如果由于电弧的产生而一对固定触头和可动触头的温度上升，则有时固定触点和可动触点熔融而产生大量的金属蒸气。在专利文献1的装置中，在固定触点与可动触点之间产生的电弧的附近充满金属蒸气，灭弧性能降低，或者一对固定触头和可动触头的绝缘性能劣化，有可能再起弧。

因此，本发明的目的在于提供一种电磁接触器，其通过扩大收纳触点机构的壳体的内容积来抑制壳体内部的压力、温度上升，并且即使产生大量的金属蒸气也能够防止灭弧性能降低和电弧再起弧。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的一个方式的电磁接触器包括：进行电流路径的通断的触点机构；驱动触点机构的可动触头的电磁铁单元；和在内部配置触点机构和电磁铁单元的收纳壳体。所述触点机构包括：具有第1固定触点的第1固定触头和具有第2固定触点的第2固定触头；可动触头，其在长度方向的两端设置有能够与第1固定触点接触、分离的第1可动触点和能够与第2固定触点接触、分离的第2可动触点；绝缘支承件，其配置在收纳壳体的内部，收纳第1固定触头和第2固定触头以及可动触头；被包围在收纳壳体的内壁与绝缘支承件之间且设于可动触头的长边方向的一侧和另一侧的第1电弧灭弧空间和第2电弧灭弧空间；彼此相对配置的一对电弧灭弧用永磁铁，其将在第1固定触点与第1可动触点之间产生的第1电弧拉长至第1电弧灭弧空间，并将在第2固定触点与第2可动触点之间产生的第2电弧拉长至第2灭弧空间；和由收纳壳体的内壁和绝缘支承件形成的、将第1电弧灭弧空间和第2灭弧空间与收纳有电磁铁单元的空间连通的一对连通空间。

发明效果

根据本发明的电磁接触器，通过扩大收纳触点机构的壳体的内容积，能够抑制壳体内部的压力、温度上升，并且即使产生大量的金属蒸气也能够防止灭弧性能降低和电弧再起弧。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的电磁接触器的截面图。

图2是表示构成电磁接触器的绝缘支承件保持电弧灭弧用永磁铁和磁极板的状态的图。

图3是表示触点机构的结构的截面图。

图4是表示在一对固定触头的固定触点和与这些固定触点分离的可动触头的一对可动触点之间产生电弧的状态的图。

具体实施方式

接着，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。但是，应该注意的是，附图是示意性的，厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比率等与现实不同。因此，具体的厚度、尺寸应参考以下的说明来判断。另外，在附图相互之间当然也包含相互的尺寸的关系、比率不同的部分。

另外，以下所示的实施方式例示了用于将本发明的技术思想具体化的装置、方法，本发明的技术思想并不将构成部件的材质、形状、构造、配置等特定为下述内容。本发明的技术思想能够在要求的权利范围所记载的技术方案所规定的技术范围内施加各种变更。

此外，在以下的说明中记载的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“长边方向”、“短边方向”等表示方向的用语参照附图的方向来使用。

参照图1至图4对本发明的第1实施方式的电磁接触器进行说明。

如图1所示，本实施方式的电磁接触器1包括触点机构2和驱动该触点机构2的后述的可动触头的电磁铁单元3。

触点机构2和电磁铁单元3以密封状态收纳于收纳壳体6内的同一空间。收纳壳体6由树脂制的上壳体4和与上壳体4接合的树脂制的下壳体5构成。在收纳壳体6内，从气体导入管7封入电弧灭弧用的气体。气体导入管7在将电弧灭弧用的气体封入到收纳壳体6内后从中途被切断而将开口封闭。在收纳壳体6的上壳体4设置有用于向其他部件安装的安装部8。

如图1所示，触点机构2包括：通过嵌件成形而固定于上壳体4的一对固定触头11、12(以下称为第1固定触头11、第2固定触头12)；和能够与这些第1固定触头11和第2固定触头12接触、分离的可动触头13。

第1固定触头11和第2固定触头12由导电性金属材料形成，在左右方向上隔开规定间隔地固定于上壳体4。并且，在左侧的第1固定触头11的下端面形成有固定触点11a，在右侧的第2固定触头12的下端面形成有固定触点12a。

另外，可动触头13是以导电性金属为材料的在左右方向上较长地延伸的导电板，被与电磁铁单元3的后述的可动柱塞21连结的触点支承件14、接触弹簧15和弹簧推压件16支承。在可动触头13的左端侧的上表面形成有与左侧的第1固定触头11的固定触点11a接触的可动触点13a，在可动触头13的右端侧的上表面形成有与右侧的第2固定触头12的固定触点12a接触的可动触点13b。触点支承件14经由安装于可动柱塞21的上端的连结弹簧23而与可动柱塞21连结，在触点支承件14支承有弹簧推压件16的一对腿部，该弹簧推压件包括顶板部和从顶板部的两端向下延伸的一对腿部。可动触头13以在左右方向上贯通弹簧推压件16的顶板部与触点支承件14之间的方式配置，在被配置于可动触头13与触点支承件14之间的接触弹簧15始终向上施力的状态下被夹持在弹簧推压件16的顶板部与接触弹簧15之间，由此支承可动触头13。

如图1所示，电磁铁单元3包括可动柱塞21、衔铁22、连结弹簧23、绕线架24、励磁线圈25、磁轭31、辅助磁轭32、永磁铁33和复位弹簧34，配置在收纳壳体6内部的触点机构2的下方。

可动柱塞21是由磁性体构成的沿上下方向延伸的圆轴状部件。在可动柱塞21的上端安装有连结弹簧23，并且在可动柱塞21的下端固定有由直径比可动柱塞21大的圆板状的磁性体构成的衔铁22。触点支承件14经由连结弹簧23连接到可动柱塞21，随着可动柱塞21向上移动而向上移动，并且随着可动柱塞21向下移动而向下移动。并且，随着触点支承件14向上移动，可动触头13向上移动，随着触点支承件14向下移动，可动触头13向下移动。此外，在可动柱塞21的外周的下侧配置有圆筒形状的滑动套筒26，在上侧配置有圆筒形状的柱塞环27。

磁轭31包括具有左右对称的形状的左半磁轭31a和右半磁轭31b，可动柱塞21向上的移动通过衔铁22与磁轭31的左半磁轭31a的下表面和右半磁轭31b的下表面抵接而被限制，可动柱塞21向下的移动通过衔铁22与辅助磁轭32的上表面抵接而被限制。

绕线架24由绝缘性的合成树脂一体地形成，包括包围可动柱塞21的外周并沿上下方向延伸的圆筒状的主干部24a、设置于主干部24a的上端的上侧凸缘部24b和设置于主干部24a的下端的下侧凸缘部24c。另外，在绕线架24的主干部24a的外周卷绕安装有驱动可动柱塞21的励磁线圈25。该励磁线圈25与端子36电连接。

永磁铁33是环状部件，设置在磁轭31的左半磁轭31a和右半磁轭31b的下侧且可动柱塞21的衔铁22的周围。在该永磁铁33的下侧设置有由磁性体构成的圆环板状的辅助磁轭32。永磁铁33以吸附于左半磁轭31a的下板部31ac和右半磁轭31b的下板部31bc各自的下表面的状态设置，辅助磁轭32以吸附于永磁铁33的下表面的状态设置。

复位弹簧34以围绕可动柱塞21的方式设置在滑动套筒26的下端面与固定于可动柱塞21的衔铁22之间，在解除励磁线圈25的励磁状态时使可动触头13相对于第1固定触头11和第2固定触头12分离。

在此，触点机构2(第1固定触头11、第2固定触头12和可动触头13)收纳于图2所示的合成树脂制的绝缘支承件40。

如图2所示，绝缘支承件40是包括如下部件的部件：呈大致相同形状的长方体形状，使彼此的内壁41a、42a相对并平行地配置的一对磁铁收纳部41、42；和在将触头收纳空间43设置于这一对磁铁收纳部41、42之间的状态下，将一对收纳空间45、46的长边方向的两端部的下侧连结的一对连结部件44a、44b。在此，一对连结部件44a、44b形成为向磁铁收纳部41、42侧突出的圆弧形状，如图1所示，以与电磁铁单元3的左半磁轭31a和右半磁轭31b的上侧的圆弧部分重叠的方式配置。

一个磁铁收纳部41形成有从内壁41a的长边方向两端部向与另一个磁铁收纳部42分离的正交方向延伸的侧壁41b、41c，在由这些内壁41a、侧壁41b、41c包围的空间形成有收纳空间45。另外，另一个磁铁收纳部42也形成有从内壁42a的长边方向两端部向与一个磁铁收纳部41分离的正交方向延伸的侧壁42b、42c，在由这些内壁42a、侧壁42b、42c包围的空间形成有收纳空间46。

如图2所示，在一个磁铁收纳部41的收纳空间45中，在与内壁41a抵接的状态下收纳有长方体形状的电弧灭弧用永磁铁47，在与相对于内壁41a相反侧的电弧灭弧用永磁铁47的背面抵接的状态下，收纳有与电弧灭弧用永磁铁47相同的背面形状的磁极板48。另外，在另一个磁铁收纳部42的收纳空间46中，在与内壁42a抵接的状态下收纳有长方体形状的电弧灭弧用永磁铁49，在与相对于内壁42a相反侧的电弧灭弧用永磁铁49的背面抵接的状态下，收纳有与电弧灭弧用永磁铁49相同的背面形状的磁极板50。而且，与电弧灭弧用永磁铁47的内壁41a抵接的磁极面为S极，与电弧灭弧用永磁铁49的内壁42a抵接的磁极面为N极。在此，如图2和图3所示，磁极板50通过与在侧壁42b、42c的外侧缘部向相互朝向的方向突出形成的一对收纳突起51的内侧卡合而收纳于收纳空间46。另外，如图3所示，收纳于收纳空间35的磁极板38通过与在侧壁41b、41c的外侧缘部向相互朝向的方向突出形成的一对收纳突起52的内侧卡合而收纳于收纳空间45。

图3表示配置于上壳体4的内部的绝缘支承件40。在绝缘支承件40的磁铁收纳部41、42之间的触头收纳空间43配置有触点机构2(第1固定触头11、第2固定触头12和可动触头13)。

如果将第2固定触头12的固定触点12a和与固定触点12a接触分离的可动触头13的可动触点13b称为触点部55a，将第1固定触头11的固定触点11a和与固定触点11a接触分离的可动触头13的可动触点13b称为触点部55b，则从收纳于磁铁收纳部42的电弧灭弧用永磁铁49向收纳于磁铁收纳部41的电弧灭弧用永磁铁47流动的磁通(图3的虚线箭头)横穿触点部65a、55b。并且，将相对于触点部55a位于右侧的区域且在上壳体4的右侧的内壁与磁铁收纳部41、42之间包围的空间作为第1电弧灭弧空间S1。另外，将相对于触点部55b位于左侧的区域且在上壳体4的左侧的内壁与磁铁收纳部41、42之间包围的空间作为第2电弧灭弧空间S2。

而且，如图3所示，在由绝缘支承件40的磁铁收纳部41、42和一对连结部件44a、44b和上壳体4的内壁包围的位置，形成有将收纳有电磁铁单元3的空间和第1和第2电弧灭弧空间S1、S2连通的连通空间56a、56b。

接着，参照图4对本实施方式的电磁接触器1的动作进行说明。

本实施方式的电磁接触器1在第1固定触头11上连接负极(-)端子，在第2固定触头12上连接正极(+)端子。

现在，电磁铁单元3的励磁线圈25处于无励磁状态，处于未通过电磁铁单元3产生使可动柱塞21向上移动的励磁力的释放状态。在该释放状态下，可动柱塞21被复位弹簧34向下施力，衔铁22通过永磁铁33的作用吸附于辅助磁轭32。因此，与可动柱塞21连结的可动触头13相对于第1固定触头11和第2固定触头12向下分离规定距离。因此，第1固定触头11和第2固定触头12之间的电流路径处于切断状态，触点机构2的触点部55a、55b成为分开的状态(触点机构2的分开状态)。

如果从该触点机构2的分开状态向电磁铁单元3的励磁线圈25通电，则在电磁铁单元3产生励磁力，克服永磁铁33对辅助磁轭32的吸附力和复位弹簧34的作用力而将可动柱塞21向上推起，衔铁22被磁轭31的左半磁轭31a的下板部ac和右半磁轭31b的下板部bc各自的下表面吸附。

这样，通过可动柱塞21向上移动，与可动柱塞21连结的可动触头13也向上移动，可动触头13的两个触点13a、13b以接触弹簧15的接触压力与第1固定触头11的固定触点11a和第2固定触头12的固定触点12a接触，触点机构2的触点部55a、55b成为闭合的状态(触点机构2的闭合状态)。

并且，当从触点机构2的闭合状态停止向电磁铁单元3的励磁线圈25通电时，通过电磁铁单元3使可动柱塞21向上移动的励磁力消失，由此可动柱塞21通过复位弹簧34的作用力而向下移动，衔铁22通过永磁铁33的作用而吸附于辅助磁轭32。

当可动柱塞21向下移动时，成为与可动柱塞21连结的可动触头13从第1固定触头11和第2固定触头12向下离开的开路开始状态。

当成为这样的触点机构2的开路开始状态时，在触点机构2的触点部55a之间产生第1电弧，在触点部55b之间产生第2电弧，通过这些第1和第2电弧继续电流的通电状态。第1电弧的电流方向是从固定触点12a朝向可动触点13b的方向，第2电弧的电流方向是从可动触点13a朝向固定触点11a的方向。

此时，从电弧灭弧用永磁铁49的N极出来而流向电弧灭弧用永磁铁47的S极的磁通横穿第1电弧和第2电弧。

根据第1电弧的电流的流动与磁通的关系，根据弗莱明左手定则，在朝向第1电弧灭弧空间S1的一侧产生洛伦兹力F1。另外，根据第2电弧的电流的流动与磁通的关系，根据弗莱明左手定则，在朝向第2电弧灭弧空间S2的一侧产生洛伦兹力F2。

通过第1电弧的起弧点向可动触头13和固定触头12的右侧的端部移动，触点部55a之间的电流的流动方向在左右方向上变化。当触点部55a之间的电流的流动方向在左右方向上变化时，洛伦兹力F1的产生方向在电磁铁单元3侧的下方向上变化，第1电弧向第1电弧灭弧空间S1大幅拉长，与封入到收纳壳体6中的电弧灭弧用的气体接触而被冷却。

另外，通过第2电弧的起弧点向可动触头13和固定触头11的左侧的端部移动，触点部55b之间的电流的流动方向在左右方向上变化。当触点部55b之间的电流的流动方向在左右方向上变化时，洛伦兹力F2的产生方向在电磁铁单元3侧的下方向上变化，第2电弧向第2电弧灭弧空间S1大幅拉长，与封入到收纳壳体6中的电弧灭弧用的气体接触而被冷却。

另一方面，触点部55a因第1电弧的温度上升而使固定触点12a和可动触点13b熔融并产生金属蒸气。另外，触点部55b因第2电弧的温度上升而使固定触点12a和可动触点13b熔融并产生金属蒸气。

在该触点部55a、55b产生的金属蒸气向第1和第2电弧灭弧空间S1、S分散，并且通过连通空间56a、56b向电磁铁单元3的收纳空间扩散。

在此，与上壳体4的内壁形成连通空间56a、56b的绝缘支承件40的连结部件44a、44b形成为朝向第1和第2灭弧空间S1、S2突出的圆弧形状。由此，连通空间56a成为从第1电弧灭弧空间S1朝向电磁铁单元3的收纳空间逐渐变窄的空间，连通空间56b成为从第2电弧灭弧空间S2朝向电磁铁单元3的收纳空间逐渐变窄的空间。因此，充满第1和第2电弧灭弧空间S1、S的金属蒸气以速度上升的状态通过逐渐成为狭窄的空间的连通空间56a、56b而向电磁铁单元3的收纳空间扩散。因此，能够抑制金属蒸气充满第1和第2电弧灭弧空间S1、S。并且，流向电磁铁单元3的收纳空间的金属蒸气通过与磁轭31的一部分接触而被冷却，收纳壳体6内部的压力、温度降低。

接着，对本实施方式的电磁接触器1的作用效果进行说明。

当由于触点机构2的开路开始状态而在触点机构2的触点部55a、55b产生第1电弧和第2电弧时，在电弧灭弧用永磁铁47、49之间流动的磁通横穿第1电弧和第2电弧。而且，通过第1电弧的起弧点向可动触头13和固定触头12的右侧的端部移动，触点部55a之间的电流的流动方向在左右方向上变化，洛伦兹力F1的产生方向在电磁铁单元3侧的下方向上变化。另外，第2电弧的起弧点也向可动触头13和固定触头11的左侧的端部移动，由此，触点部55b之间的电流的流动方向在左右方向上变化，洛伦兹力F2的产生方向在电磁铁单元3侧的下方向上变化。由此，第1和第2电弧向第1电弧灭弧空间S1、S3大幅拉长，所以能够提高断路性能。

另外，在触点部55a、55b产生的金属蒸气向第1和第2电弧灭弧空间S1、S分散，并且通过连通空间56a、56b向电磁铁单元3的收纳空间扩散。此时，连通空间56a为从第1电弧灭弧空间S1朝向电磁铁单元3的收纳空间逐渐变窄的空间，连通空间56b为从第2电弧灭弧空间S2朝向电磁铁单元3的收纳空间逐渐变窄的空间，所以充满第1和第2电弧灭弧空间S1、S的金属蒸气以速度上升的状态通过连通空间56a、56b而向电磁铁单元3的收纳空间扩散。因此，抑制金属蒸气充满第1和第2电弧灭弧空间S1、S，流向电磁铁单元3的收纳空间的金属蒸气通过与热传导率高的磁轭31的一部分接触而被冷却，相变为液体或固体，收纳壳体6内部的压力、温度降低，所以能够防止灭弧性能的降低，并且能够防止第1和第2电弧的再起弧。

另外，在本实施方式中，仅在电弧灭弧用永磁铁47的背面配置磁极板48，仅在电弧灭弧用永磁铁49的背面配置磁极板50。通常，为了在与电弧灭弧用永磁铁47、49之间形成磁环，一般配置跨越电弧灭弧用永磁铁47、49的磁极部件，但如果为了大幅拉长第1和第2电弧而选择表面磁通密度高的电弧灭弧用永磁铁47、49，则在形成磁环的磁极部件中，有可能由于磁饱和而导致磁阻变高。因此，在本实施方式中，即使选择表面磁通密度高的电弧灭弧用永磁铁47、49，也能够消除由于使用磁环的磁极部件而引起的磁饱和的问题。与此同时，由于不使用跨越电弧灭弧用永磁铁47、49的磁极部件，所以能够设定为大的第1和第2电弧灭弧空间S1、S。

附图标记说明

1 电磁接触器

2 触点机构

3 电磁铁单元

4 上壳体

5 下壳体

6 收纳壳体

7 气体导入管

8 安装部

11第1固定触头

11a固定触点

12第2固定触头

12a 固定触点

13 可动触头

13a 可动触点

13b 可动触点

14 触点支承件

15 接触弹簧

16 弹簧推压件

23 连结弹簧

21 可动柱塞

22 衔铁

23 连结弹簧

24 绕线架

24a 主干部

24b 上侧凸缘部

24c 下侧凸缘部

25 励磁线圈

26 滑动套筒

27 柱塞环

31 磁轭

31a 左半磁轭

31b 右半磁轭

32 辅助磁轭

33 永磁铁

34 复位弹簧

36端子36

40 绝缘支承件

41、42 磁铁收纳部

41a、42a内壁

41b、41c侧壁

42b、42c侧壁

43触头收纳空间

44a、44b连结部件

45、46 收纳空间

47、49 电弧灭弧用永磁铁

48、50 磁极板

51、52 收纳突起

55a、55b触点部

56a、56b连通空间

S1第1电弧灭弧空间

S2第2电弧灭弧空间。

Claims (5)

1.一种电磁接触器，其特征在于，包括：

进行电流路径的通断的触点机构；

驱动所述触点机构的可动触头的电磁铁单元；和

在内部配置所述触点机构和所述电磁铁单元的收纳壳体，

所述触点机构包括：

具有第1固定触点的第1固定触头和具有第2固定触点的第2固定触头；

可动触头，其在长度方向的两端设置有能够与所述第1固定触点接触、分离的第1可动触点和能够与所述第2固定触点接触、分离的第2可动触点；

绝缘支承件，其配置在所述收纳壳体的内部，收纳所述第1固定触头和所述第2固定触头以及所述可动触头；

被包围在所述收纳壳体的内壁与所述绝缘支承件之间且设于所述可动触头的长边方向的一侧和另一侧的第1电弧灭弧空间和第2电弧灭弧空间；

彼此相对配置的一对电弧灭弧用永磁铁，其将在所述第1固定触点与所述第1可动触点之间产生的第1电弧拉长至所述第1电弧灭弧空间，并将在所述第2固定触点与所述第2可动触点之间产生的第2电弧拉长至所述第2灭弧空间；和

由所述收纳壳体的内壁和所述绝缘支承件形成的、将所述第1电弧灭弧空间和第2灭弧空间与收纳有所述电磁铁单元的空间连通的一对连通空间。

2.如权利要求1所述的电磁接触器，其特征在于：

所述绝缘支承件包括：

收纳所述一对电弧灭弧用永磁铁的一对磁铁收纳部；和

一对连结部件，收纳所述第1固定触头和所述第2固定触头以及所述可动触头的触头收纳空间设置在该一对连结部件之间，该一对连结部件将相互分开配置的所述一对磁铁收纳部连结且该一对连结部件配置在所述电磁铁单元一侧，

所述一对连通空间设在所述一对连结部件与所述收纳壳体的内壁之间。

3.如权利要求1或2所述的电磁接触器，其特征在于：

所述一对连结部件的朝向所述第1电弧灭弧空间一侧的面和朝向所述第2电弧灭弧空间一侧的面形成为向所述第1灭弧空间突出的圆弧面形状和向所述第2灭弧空间突出的圆弧面形状。

4.如权利要求2或3所述的电磁接触器，其特征在于：

在所述绝缘支承件各自的所述一对磁铁收纳部中，以与所述电弧灭弧用永磁铁的背面重叠的状态收纳有与该灭弧用永磁铁相同形状的磁极板。

5.如权利要求1～4中任一项所述的电磁接触器，其特征在于：

在所述收纳壳体中封入有电弧灭弧用气体。