JP2013222560A - 開閉器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】消弧容器102に、所定間隔を保って配置された一対の固定接触子104A,104B及び当該一対の固定接触子に対して接離可能に配設された可動接触子106を内装した開閉器であって、前記消弧容器102は、上面を開放した桶状金属体103と、該桶状金属体の内面側に配置された前記一対の固定接触子を前記可動接触子と対向させて保持する絶縁保持部材105と、前記桶状金属体の開放端面側から前記一対の固定接触子及び可動接触子を覆う下端を開放した桶状の樹脂カバー107とで構成され、前記樹脂カバー107の開放端の周囲を前記桶状金属体103の底面に接着剤で封止している。
【選択図】図1
Description
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、接点機構を囲んだ状態で封止する消弧容器を容易に形成することができる開閉器を提供することを目的としている。
しかも、桶状金属体と樹脂カバーとを接着剤で接着するので、シール剤の注入のように圧力を掛けて注入する必要がなく、樹脂カバーと金属桶状体とを容易に接着することができる。
この第2の態様によると、一対の固定接触子を可動接触子と対向する接点部と外部接続端子部との間にU字状折曲部が形成され、このU字状折曲部を接点保持部で保持し、U字状折曲部内に樹脂カバーの側面を挿通して接着剤で固定するので、一対の固定接触子の固定を容易に行うことができる。
この第3の形態によると、絶縁保持部材にアーク消弧用永久磁石を配置するので、アークを所定方向に長く引き延ばすことができ、アークの消弧を容易に、且つ確実に行うことができる。
この第4の態様によると、桶状金属体の下面側に電磁石装置を配置し、この電磁石装置で可動接触子を固定接触子に対して接離可能に可動させることができ、電磁開閉器としての電磁接触器を構成することができる。
図1は本発明に係る開閉器としての電磁接触器の全体構成の一例を示す断面図、図2は本発明に係る電磁接触器の一例を示す分解斜視図、図3は固定接触子の装着状態を示す斜視図である。
これら図1〜図3において、10は開閉器としての電磁接触器であり、この電磁接触器10は接点機構を配置した接点装置100と、この接点装置100を駆動する電磁石装置200とで構成されている。
ここで、接触子保持部105b及び105cのそれぞれは、一対の固定接触子104A及び104BのU字状折曲部104bの垂直板部を挿通保持する上下方向に延長して互いに対向する内側樋状部121及び外側樋状部122を備えている。
外側樋状部122は桶状金属体103の側板部103d及び103eの一方に沿って上下方向延長し、上端が桶状金属体103の上端より突出する中央板部126と、この中央板部126の前後端部から左方に突出する一対の側板部127及び128とで構成されている。
さらに、接触子保持部105b及び105cの外側樋状部122の中央板部126の該側面に外方に突出する係合片133が形成され、この係合片133が桶状金属体103の角筒部103bへの短辺側の上端に形成された係合凹部134に係合される。
樹脂カバー107は、下端の開放端面に、他の部の厚みが厚い肉厚で接着面積を確保する周鍔部107aが形成されている。また、周鍔部107aには、接触子保持部105b及び105cに保持されている固定接触子104A及び104Bに対向する位置に、これら固定接触子104A及び104BのU字状折曲部104bの底部を挿通する切欠部107bが形成されている。
可動軸141は、上端に外方に突出するフランジ部141aが形成されている。この可動軸141の可動接触子106の下端側に所定の接触圧を与える接触スプリング142が挿通されている。
因みに、アーク消弧用永久磁石153及び154を、図5(a)〜(c)に示すように、樹脂カバー107の外側に配置する場合には、固定接触子104A及び104Bの接点部104aと可動接触子106の接点部106aとの対向位置までの距離が長くなり、本実施形態と同一の永久磁石を適用した場合に、アークを横切る磁束密度が少なくなる。
しかも、アーク消弧用永久磁石153及び154を固定接触子104A及び104Bと可動接触子106の接点部との距離を短くするためには樹脂カバー107の前後方向の奥行きを狭くする必要があり、アークを消弧するための十分なアーク消弧空間を確保することができないという問題点がある。
電磁石装置200は、図1に示すように、側面から見て扁平なU字形状の磁気ヨーク201を有し、この磁気ヨーク201の底板部202の中央部に円筒状補助ヨーク203が固定されている。この円筒状補助ヨーク203の外側にプランジャ駆動部としてのスプール204が配置されている。
そして、磁気ヨーク201の開放端となる上端間に上部磁気ヨーク210が固定されている。この上部磁気ヨーク210は、中央部にスプール204の中央円筒部205に対向する貫通孔210aが形成されている。
先ず、電磁接触器10を構成するには、電磁石装置200の磁気ヨーク201内にスプール204を配置する。そして、可動鉄心212及び固定鉄心211をキャップ215内に復帰スプリング213を介して挿入した状態で、キャップ215を桶状金属体103にロー付け、溶接等によって固定する。このとき、固定鉄心211は桶状金属体103の挿通孔103c内に固定され、可動軸141の下方側位置が桶状金属体103の中央部に位置決め片111を固定することによって規定される。
この状態で、電磁石装置200における励磁コイル208が非励磁状態にあって、電磁石装置200で可動鉄心212を上昇させる励磁力を発生していない釈放状態にあるものとする。この釈放状態では、可動鉄心212が復帰スプリング213によって、固定鉄心211から下方に離れる方向に付勢される。
このように、釈放状態では、可動鉄心212に復帰スプリング213による付勢力が作用しているので、可動鉄心212が外部からの振動や衝撃等によって不用意に下降することがなく、誤動作を確実に防止することができる。
このとき、可動鉄心212及び磁気ヨーク201の底板部202間には、円筒状補助ヨーク203を通じて磁路が形成される。このため、可動鉄心212の上面と固定鉄心211の下面との間の磁束密度が大きくなり、可動鉄心212を吸引する大きな吸引力が作用する。
このように、可動鉄心212が上昇することにより、可動鉄心212に可動軸141を介して連結されている可動接触子106も上昇し、その接点部106aが固定接触子104A及び104Bの接点部104aに接触スプリング142の接触圧で接触する。
このとき、固定接触子104A及び104Bと可動接触子106との間に可動接触子106を開極させる方向の電磁反発力が発生する。
しかしながら、固定接触子104A及び104Bは、図1に示すように、接点部104aとU字状折曲部104bとによってL字状部が形成されているので、上板部116及び下板部118とこれに対向する可動接触子106とで逆方向の電流が流れることになる。
このため、可動接触子106を支持する接触スプリング142の押圧力を小さくすることができ、これに応じて励磁コイル208で発生する推力も小さくすることができ、電磁接触器全体の構成を小型化することができる。
この接点機構101の閉極状態から、負荷への電流供給を遮断する場合には、電磁石装置200の励磁コイル208の励磁を停止する。
この可動鉄心212が下降することにより、可動軸141を介して連結された可動接触子106が下降する。これに応じて接触スプリング142で接触圧を与えている間は可動接触子106が固定接触子104A及び104Bに接触している。その後、接触スプリング142の接触圧がなくなった時点で可動接触子106が固定接触子104A及び104Bから下方に離間する開極開始状態となる。
このとき、アーク消弧用永久磁石153及び154の対向磁極面が同極のN極であり、その外側がS極であるので、このN極が出た磁束が、平面から見て図4(a)に示すように、各アーク消弧用永久磁石153及び154固定接触子104Aの接点部104aと可動接触子106の接点部106aとの対向部のアーク発生部を可動接触子106の長手方向に内側から外側に横切ってS極に達して磁界が形成される。
したがって、アーク消弧用永久磁石153及び154の磁束がともに固定接触子104Aの接点部104a及び可動接触子106の接点部106a間と、固定接触子104Bの接点部104a及び可動接触子1060の接点部1060a間を可動接触子106の長手方向で互いに逆方向に横切ることになる。
また、消弧空間155では、その下方側及び上方側で、固定接触子104Aの接点部104a及び可動接触子106の接点部106a間の磁束の向きに対して下方側に及び上方側に磁束が傾くことになる。このため、傾いた磁束によってアーク消弧空間155に引き伸ばされたアークがアーク消弧空間155の隅の方向へさらに引き伸ばされ、アーク長を長くすることができ、良好な遮断性能を得ることができる。
このため、フレミングの左手の法則によって、可動接触子106の長手方向と直交し且つ固定接触子104Bの接点部104aと可動接触子106との開閉方向と直交してアーク消弧空間155側に向かう大きなローレンツ力Fが作用する。
また、アーク消弧空間155では、上述したように、その下方側及び上方側で、固定接触子104Bの接点部104a及び可動接触子106の接点部106a間の磁束の向きに対して下方側及び上方側に磁束が傾くことになる。
一方、電磁接触器10の投入状態で、負荷側から直流電源側に回生電流が流れている状態で、釈放状態とする場合には、前述した図4(b)における電流の方向が逆となることから、ローレンツ力Fがアーク消弧空間156側に作用し、アークがアーク消弧空間156側に引き伸ばされることを除いては同様の消弧機能が発揮される。
さらに、絶縁機能、アーク消弧用永久磁石153及び154の位置決め機能及びアーク消弧用永久磁石153及び154のアークからの保護機能を絶縁保持部材105b及び樹脂カバー107で行うことができるので、製造コストを低減させることができる。
また、アーク消弧用永久磁石153及び154が樹脂カバー107の内側に配設されているので、アークを横切る磁束密度を多くすることができるとともに、アーク消弧空間155及び156はアーク消弧用永久磁石153及び154の厚み分広く形成することができ、長いアーク長をとることができ、アークを確実に消弧することができる。
なお、上記実施形態においては、接点機構101を構成する固定接触子104A,104Bが可動接触子106の近傍でL字状に形成されている場合について説明しが、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、可動接触子106を上下で挟むようにC字状に形成することもでき、その他任意の構成の接点機構を適用することができる。
また、上記実施形態においては、樹脂カバー107の内周面にアーク消弧用永久磁石153及び154を配置した場合について説明した。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではなく、樹脂カバー107の外周面に消弧用永久磁石を配置するようにしてもよく、さらにはアーク消弧用永久磁石153及び154を省略するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、本発明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、電磁継電器、スイッチ等の消弧容器を有する開閉器に本発明を適用することができる。
Claims (4)
- 消弧容器に、所定間隔を保って配置された一対の固定接触子及び当該一対の固定接触子に対して接離可能に配設された可動接触子を内装した開閉器であって、
前記消弧容器は、上面を開放した桶状金属体と、該桶状金属体の内面側に配置された前記一対の固定接触子を前記可動接触子と対向させて保持する絶縁保持部材と、前記桶状金属体の開放端面側から前記一対の固定接触子及び可動接触子を覆う下端を開放した桶状の樹脂カバーとで構成され、
前記樹脂カバーの開放端の周囲を前記桶状金属体の底面に接着剤で封止することを特徴とする開閉器。 - 前記一対の固定接触子は、前記可動接触子と対向する接点部と、外部接続端子部との間にU字状折曲部が形成され、前記絶縁保持部材は、前記一対の固定子のU字状折曲部を挿通保持する接点保持部が形成され、前記樹脂カバーは、その側面を前記一対の固定接触子のU字状折曲部内に挿通し、接着剤で固定されていることを特徴とする請求項1に記載の開閉器。
- 前記絶縁保持部材は、前記一対の固定接触子の接点部及び前記可動接触子の接点部に対向してアーク消弧用永久磁石を保持する磁石保持部が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の開閉器。
- 前記桶状金属体の下面側に前記可動接触子を前記一対の固定接触子に対して接離可能に可動させる電磁石装置が配置されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の開閉器。
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