JP2012028252A - 接点機構及びこれを使用した電磁接触器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】通電路に介挿された固定接触子2及び可動接触子3を有する接点機構CMであって、接点機構CMは、前記固定接触子2及び可動接触子3の少なくとも一方の形状を、L字形状やU字形状として、通電時に前記固定接触子2及び前記可動接触子3間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する。
【選択図】図2
Description
しかしながら、ヒューズや回路遮断器と組み合わせて回路を構成する電磁接触器は、短絡時に流れる大電流の通電時に可動接触子が電磁反発力によって開極することを阻止する必要があり、上述した特許文献2に記載の従来例を適用するには、一般的には可動接触子の固定接触子に対する接触圧を確保する接触スプリングのばね力を大きくすることで対処している。
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、全体の構成を大型化することなく通電時に可動接触子を開極させる電磁反発力を抑制することができる接点機構及びこれを使用した電磁接触器を提供することを目的としている。
この構成によると、固定接触子及び可動接触子の少なくとも一方の形状を、例えば、L字形状やU字形状として、通電時に固定接触子及び可動接触子間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する形状としたので、大電流通電時の可動接触子の開極を抑制することができる。
この構成によると、第1及び第3の導電部で逆方向の電流が流れることになり、可動接触子の導電板と固定接触子の第3の導電板部との間に可動接触子を固定接触子に接触させる方向の電磁反発力を発生することができる。
この構成によると、可動接触子側にU字状折り返し部を形成し、このU字状折り返し部における電流経路を利用して、可動接触子の導電板部と、固定接触子の第1の導電板部との間に可動接触子を固定接触子に接触させる方向の電磁反発力を発生させる。
この構成によると、電磁接触器の通電時に可動接触子及び固定接触子間を開極させる電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させて、可動接触子を固定接触子に接触させる接触スプリングのバネ力を小さくすることができる。これに応じて、可動接触子を駆動する電磁石の推力も小さくすることができ、小型な電磁接触器を提供することができる。
図1において、1は例えば合成樹脂製の本体ケースである。この本体ケース1は、上部ケース1aと下部ケース1bの2分割構造を有する。上部ケース1aには、接点機構CMが内装されている。この接点機構CMは、上部ケース1aに固定配置された固定接触子2と、この固定接触子2に接離自在に配設された可動接触子3とを備えている。
固定鉄心5の中央脚部5aにはコイルホルダ7に巻装された単相交流が供給される電磁コイル8が固定されている。また、コイルホルダ7の上面と可動鉄心6の中央脚6aの付け根との間に可動鉄心6を固定鉄心5から離れる方向に付勢する復帰スプリング9が配設されている。
そして、可動鉄心6の上端に接触子ホルダ11が連結されている。この接触子ホルダ11にはその上端側に軸直角方向に形成された挿通孔11aに、可動接触子3が接触スプリング12によって固定接触子2に対して所定の接触圧を得るように下方に押圧されて保持されている。
一方、固定接触子2は、図2に拡大図示するように、可動接触子3の可動接点部3b,3cに下側から対向する一対の固定接点部2a,2bを支持して導電板3aと平行に外側に向かう第1の導電板部2c,2dと、この第1の導電板部2c,2dの導電板3aより外側となる外側端部から導電板3aの端部の外側を通って上方に延長する第2の導電板部2e,2fとで形成されたL字状導電板部2g,2hを備えている。そして、これらL字状導電板部2g,2hの上端に、図1に示すように、上部ケース1aの外側に延長して固定された外部接続端子2i,2jに連結されている。
今、操作用電磁石4の電磁コイル8が非通電状態である状態では、固定鉄心5及び可動鉄心6間に電磁吸引力が生じることはなく、復帰スプリング9によって、可動鉄心6が固定鉄心5から上方に離れる方向に付勢され、この可動鉄心6の上端がストッパ13に当接することにより電流遮断位置に保持される。
この可動鉄心6が電流遮断位置にある状態では、可動接触子3が、図2(b)に示すように、接触子ホルダ11の挿通孔11aの底部に接触スプリング12によって接触されている。この状態で、可動接触子3の導電板3aの両端側に形成された可動接点部3b,3cが固定接触子2の固定接点部2a,2bから上方に離間しており、接点機構CMが開成状態となっている。
しかしながら、固定接触子2は、図2に示すように、第1の導電板部2c,2d及び第2の導電板部2e,2fによってL字状導電板部2g,2hが形成されているので、上述した電流路が形成されることにより、可動接触子3を流れる電流に対し、図2(d)に示す磁界を形成する。このため、フレミングの左手の法則により、可動接触子3の導電板3aに可動接点部3b,3cを固定接点部2a,2b側に押し付ける開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を作用させることができる。
しかも、この場合、固定接触子2にL字状導電板部2g,2hを形成するだけで良く、固定接触子2の加工を容易に行うことができるとともに、別途開極方向の電磁反発力に抗する電磁力又は機械力を発生する部材を必要としないので、部品点数が増加することはなく、全体の構成が大型化することを抑制することができる。
この第2の実施形態では、可動接触子の背面側に固定接触子及び可動接触子に対して発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させるようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、図3に示すように、前述した第1の実施形態における図2の構成において、固定接触子2のL字状導電板部2g,2hにおける第2の導電板部2e,2fを可動接触子3の導電板3aの端部の上端側を覆うように折り曲げて、導電板3aと平行な第3の導電板部2m,2nを形成してU字状導電部2o,2pを形成したことを除いては前述した第1の実施形態と同様の構成を有する。
この接点機構CMの開成状態から操作用電磁石4の電磁コイル8に単相交流を通電することにより、固定鉄心5で吸引力が発生されて可動鉄心6が復帰スプリング9に抗して下方に吸引される。これによって、接点機構CMが、図3(c)に示すように、接触子ホルダ11が下降して可動接触子3の可動接点部3b,3cが固定接触子2の固定接点部2a,2bに接触スプリング12の接触圧で接触し閉成状態となる。
しかしながら、固定接触子2は、図3に示すように、第1の導電板部2c,2d、第2の導電板部2e,2f及び第3の導電板部2m,2nによってU字状導電板部2o,2pが形成されているので、固定接触子2の第3の導電板部2m,2nとこれに対向する可動接触子3の導電板3aとで逆方向の電流が流れることになる。このため、固定接触子2の第3の導電板部2m,2nが形成する磁界と可動接触子3の導電板3aに流れる電流の関係からフレミング左手の法則により可動接触子3の導電板3aを固定接触子2の固定接点部2a,2bに押し付けるローレンツ力を発生することができる。このローレンツ力によって、固定接触子2の固定接点部2a,2b及び可動接触子3の可動接点部3b,3c間に発生する開極方向の電磁反発力に抗することが可能となり、可動接触子3の可動接点部3b,3cが開極することを防止することができる。
この第2の実施形態でも、固定接触子2にU字状導電板部2o,2pを形成するだけの簡易な構成で、固定接触子2及び可動接触子3間に生じる開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生することができ、前述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
この第3の実施形態では、前述した第2の実施形態とは逆に可動接触子にU字状折り返し部を形成するようにしたものである。
すなわち、第3の実施形態では、図4(a)〜図4(c)に示すように、可動接触子3の導電板3aの両端側から上方に延長する第1の導電板部3d,3eと、この第1の導電板部3d,3eの上端から内方に延長する第2の導電板部3f,3gとで、導電板3aの上方側に折り返すU字状折り返し部3h,3iが形成されている。これらU字状折り返し部3h,3iの第2の導電板部3f,3gにおける先端側の下面に可動接点部3j,3kが形成されている。
しかしながら、可動接触子3は、図4に示すように、導電板3a、第1の導電板部3d,3e及び第2の導電板部3f,3gによってU字状折り返し部3h,3iが形成されているので、可動接触子3の導電板3aと固定接触子2の第4の導電板部2q,2rとに逆方向の電流が流れることになる。このため、図4(c)に示すように、可動接触子3の導電板3aに流れる電流と固定接触子2の第4の導電板部2q,2rが形成する磁界により、導電板3aに可動接触子3の可動接点部3j,3kを固定接触子2の固定接点部2w,2xに押し付けるローレンツ力を発生することができる。このローレンツ力によって、固定接触子2の固定接点部2w,2x及び可動接触子3の可動接点部3j,3k間に発生する開極方向の電磁反発力に抗することが可能となり、大電流の通電時に可動接触子3の可動接点部3j,3kが開極することを防止することができる。
この第4の実施形態においては、固定接触子及び可動接触子をともに平板状に形成して開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させるようにしたものである。
すなわち、第4の実施形態では、図5(a)〜(d)に示すように、接点機構CMを構成する固定接触子2及び可動接触子3をともに平板状に形成されている。固定接触子2は、互いに所定間隔を保って配設された平面から見て長方形状の平板導体21a,21bを有する。これら平板導体21a,21bは、線対称に形成されており、可動接触子3の長手方向端部に対向する位置に、開放端面が内方端面側となるU字状溝22a,22bが表裏に貫通して形成され、これらU字状溝22a及び22bで囲まれる板部23a,23bの可動接触子3との対向面に固定接点部24a,24bが形成されている。
この接点機構CMの閉成状態では、外部接続端子2iから入力される例えば直流電源からの大電流が平板導体21aに左端側に入力され、U字状溝22aで囲まれる板部23aに固定接点部24aが形成されているので、平板導体21aに入力された大電流は、U字状溝22aの両側面側の側板部25a,25bを通って板部23aに入り、固定接点部24aから可動接触子3の可動接点部32aに供給される。
この固定接点部24bに供給された大電流は、板部23bからU字状溝22bの両側面側の側板部26a,26bを通り、平板導体21bの右端側から外部接続端子2jを通って負荷に供給される。
このため、可動接触子3の側板部33a,33b及び34a,34bにはフレミングの左手の法則によって下向きのローレンツ力が発生する。このローレンツ力によって固定接点部24a,24b及び可動接点部32a,32b間に発生する開極方向の電磁反発力を抑制することができ、可動接触子3の開極を防止することができ、前述した第1〜第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上記実施形態においては、本発明の接点機構CM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、開閉器等の任意の機器に適用することができる。
Claims (5)
- 通電路に介挿された固定接触子及び可動接触子を有する接点機構であって、
前記固定接触子及び可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接触子及び前記可動接触子間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する形状としたことを特徴とする接点機構。 - 前記可動接触子は、可動部に支持され、表裏の一方の面における両端側にそれぞれ接点部を有する導電板を備え、
前記固定接触子は、前記導電板の接点部に対向する一対の固定接点部を支持してそれぞれ前記導電板と平行に当該導電板の両端より外側に向かう第1の導電板部と、該第1の導電板部の外方端部から前記導電板の端部の外側を通って延長する第2の導電板部とで形成されたL字状導電板部を備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の接点機構。 - 前記固定接触子は、前記第2の導電板部の端部から前記導電板と平行に内方に延長する第3の導電板部を有してU字状に構成されていることを特徴とする請求項2に記載の接点機構。
- 前記可動接触子は、可動部に支持される導電板部と、該導電板部の両端に形成されたU字状折り返し部と、該U字状折り返し部の前記導電板部との対向面に形成された接点部とを備え、
前記固定接触子は、前記U字状折り返し部内に前記導電板部と平行に配設された前記可動接触子の接点部と接触する接点部を形成した一対の第1の導電板部と、該一対の第1の導電板部の内側端からそれぞれ前記U字状折り返し部の端部の内側を通って延長する第2の導電板部とで構成されるL字状導電板部を備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の接点機構。 - 前記請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の接点機構を備え、前記可動接触子が操作用電磁石の可動鉄心に連結され、前記固定接触子が外部接続端子に接続されていることを特徴とする電磁接触器。
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