JP2014116256A - 電磁接触器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電磁接触器は、固定接点部118と、その固定接点部118と接離可能に対向配置する可動接点部130と、その固定接点部118及び可動接点部130を収容する消弧室を形成する消弧容器と、を備える。そして、上記可動接点部130と上記固定接点部118との対向する接点面間のうち、少なくとも固定接点部118の接点端部と上記可動接点部130の接点端部との間の対向距離を、上記接点端部側の端面に近付くほど大きくなるように設定した。
【選択図】図1
Description
このとき、上記可動接点部と固定接点部との対向距離は小さく設定されているため、上記可動接点部と固定接点部とが、上記の対向しない端部まで移動しないとアークが伸長しづらいために、アーク停滞時間が長くなるといった課題がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、アーク滞留時間の短縮による遮断性能の向上を目的とする。
また、上記可動接点部の上記接点端部における上記固定接点部側に位置する角部を面取り形状とすることで、上記対向距離を上記端面に近付くほど大きくなるように設定するようにしても良い。
また、少なくとも上記楔状空間では、アークの伸長が発生しやすくなることで、アークの移動がより滑らかに外方に移動するようになる。この結果、金属蒸気による絶縁低下の抑制にも寄与することが可能となる。
図1は本発明に係る電磁接触器の一例を示す断面図、図2は消弧室の分解斜視図である。この図1及び図2において、10は電磁接触器であり、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を駆動する電磁石ユニット200とで構成されている。
金属角筒体104は、金属製の下端部に外方と突出するフランジ部103を有する。金属角筒体104は、そのフランジ部103が後述する電磁石ユニット200の上部磁気ヨーク210にシール接合されて固定されている。
接点機構101は、図1に示すように、消弧室102の固定接点支持絶縁基板105の貫通孔106及び107に挿通されて固定された一対の固定接触子111及び112を備えている。これら固定接触子111及び112のそれぞれは、固定接点支持絶縁基板105の貫通孔106及び107に挿通される上端に外方に突出するフランジ部を有する支持導体部114と、この支持導体部114に連結されて固定接点支持絶縁基板105の下面側に配設され内方側を開放したC字状部115とを備えている。
また図1から分かるように、固定接点取付け部116は、固定接点支持絶縁基板105よりも可動接点部130側に張り出して配置されている。
する部材である。
この絶縁カバー121によって、C字状部115の内周面では固定接点部118の上面側のみが露出されて接点部118aとされている。
ここで、上側カバー部122aは、図5に示すように、可動接点部130の接点側とは反対側の面と対向する対向面部を構成する。
この可動接点部130は、釈放状態では、図1及び図7に示すように、両端の接点部130aと固定接触子111及び112のC字状部115の固定接点部118の接点部118aとが予め設定した間隔を保って離間した状態となる。また、可動接点部130は、投入位置では、両端の接点部が固定接触子111及び112のC字状部115の固定接点部118の接点部118aに、接触スプリング134による予め設定した接触圧で、接触するように設定されている。
そして、スプール204の中央円筒部205の上部位置に、可動鉄芯215が上下に摺動可能に配設されている。その可動鉄芯215の下端面には、復帰スプリング214の上部が同時に取付けられている。この可動鉄芯215には、上部磁気ヨーク210から上方に突出する上端部位置に、半径方向外方に突出する周鍔部216が形成されている。
そして、永久磁石220の上端面に、永久磁石220と同一外形で可動鉄芯215の周鍔部216の外径より小さい内径の貫通孔224を有する補助ヨーク225が固定されている。この補助ヨーク225の下面に可動鉄芯215の周鍔部216が対向されている。
そして、釈放状態では、可動鉄芯215が復帰スプリング214によって上方に付勢されて、周鍔部216の上面が補助ヨーク225の下面に当接する釈放位置となる。この状態で、可動接点部130の接点部130aが固定接触子111及び112の接点部118aから上方に離間して、電流遮断状態となっている。
そして、可動鉄芯215の少なくとも下端部側が、非磁性体製で上方が開放された有底筒状に形成されたキャップ230で覆われている。
もっとも、消弧室102及びキャップ230で密封容器を構成し、この密封容器内にガスを封入する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、遮断する電流が低い場合にはガス封入を省略するようにしてもよい。
次に、上記実施形態の電磁接触器の動作を説明する。
今、固定接触子111が例えば大電流を供給する電力供給源に接続され、固定接触子112が負荷に接続されているものとする。
この状態で、電磁石ユニット200における励磁コイル208が非励磁状態にあって、電磁石ユニット200で可動鉄芯215を下降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、可動鉄芯215は、復帰スプリング214によって、上部磁気ヨーク210から離れる上方向に付勢される。これと同時に、永久磁石220の磁力による吸引力が補助ヨーク225に作用されて、可動鉄芯215の周鍔部216が吸引される。このため、可動鉄芯215の周鍔部216の上面が補助ヨーク225の下面に当接している。
このように、釈放状態では、可動鉄芯215に復帰スプリング214による付勢力と環状永久磁石220による吸引力との双方が作用しているので、可動鉄芯215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。
このように、可動鉄芯215が下降することにより、可動鉄芯215に可動支持体131を介して連結されている可動接点部130も下降し、その接点部130aが固定接触子111及び112の接点部118aに接触スプリング134の接触圧で接触する。
これによって、電磁石ユニット200で可動鉄芯215を下方に移動させる励磁力がなくなる。したがって、可動鉄芯215が復帰スプリング214の付勢力によって上昇し、周鍔部216が補助ヨーク225に近づくに従って環状永久磁石220の吸引力が増加する。
このとき、固定接触子111及び112のC字状部115の固定接点取付け部116及び中間部117を覆う絶縁カバー121が装着されているので、アークが固定接触子111及び112の接点部118aと可動接点部130の接点部130aとの間のみに発生させることができる。このため、アークの発生状態を安定させることができ、消弧性能を向上させることができる。
この時、図8(a)のように、固定接点部118と可動接点部130との対向距離がほぼ同じ場合には、アークが幅方向両端部(接点端部)側の端面位置まで移動するまでは、アークが外方に伸展し難い。このため、その分だけアーク停滞時間が長くなる。また、アーク停滞時間が長い場合、接点間で短ギャップのまま対面している面積が大きいことから、アークによって発生した金属蒸気が接点近傍に充満して絶縁が落ちることで、アーク再発弧の現象が発生し易くなる。このことは結果として、遮断性能の悪化に繋がる。
また、本実施形態では、図5に示すように、可動接点部130の上面側の幅方向の寸法L1よりも絶縁カバー121の上側カバー部122aの幅方向の寸法L2を小さく設定している。
これに対し、本実施形態では、図7に示すように、伸長したアークが、可動接点部の上面側にも廻ってアークの伸長が更に引き伸ばされることで、より早期に消弧される。
ここで、上記説明では、可動接点部130と固定接点部118の両方に面取り形状130b、118bを形成した場合で例示した。可動接点部130と固定接点部118のいずれか一方にだけ面取り形状を形成しても良い。図10に固定接点部118だけに面取り形状118bを形成した場合を図10に例示する。この作用効果も、上記実施形態と同様である。
また、最終的なアークの伸長が短くなるが、可動接点部130の上面側の幅方向の寸法L1よりも絶縁カバー121の上側カバー部122aの幅方向の寸法L2を大きく設定しても良い。
本実施形態の電磁接触器10では、次のような効果を奏する。
(1)上記可動接点部130と上記固定接点部118との対向する接点面間のうち、少なくとも上記可動接点部130を上記固定接点部118から離隔する際に発生したアークの移動方向に位置する上記固定接点部118の接点端部と上記可動接点部130の接点端部との間の対向距離を、上記接点端部側の端面118c、130cに近付くほど大きくなるように設定した。
以上のことからアークの遮断性能が向上する。
(3)上記可動接点部130の上記接点端部における上記固定接点部118側に位置する角部を面取り形状130bとする。これによって、上記対向距離を上記端面に近付くほど大きくなるように設定することが出来る。
これによって、消弧室空間に伸長したアークをより引き伸ばすことが可能となる。この結果、より確実にアークを消弧することが出来る。これによって、遮断性能が向上する。
100 接点装置
101 接点機構
102 消弧室
105 固定接点支持絶縁基板
111、112 固定接触子
115 C字状部
118 固定接点部
118a 接点部
118b 面取り形状
118c 接点端部側の端面
121 絶縁カバー
122 L字状板部
122a 上側カバー部(対向面部)
122b 側方カバー部
130 可動接点部
130a 接点部
130b 面取り形状
130c 接点端部側の端面
132 可動接触子
141 磁石収納ポケット
143 アーク消弧用永久磁石
145 アーク消弧空間
F ローレンツ力
Claims (4)
- 固定接点部と、その固定接点部と接離可能に対向配置する可動接点部と、その固定接点部及び可動接点部を収容する消弧室を形成する消弧容器と、を備え、
上記可動接点部と上記固定接点部との対向する接点面間のうち、少なくとも上記可動接点部を上記固定接点部から離隔する際に発生したアークの移動方向に位置する上記固定接点部の接点端部と上記可動接点部の接点端部との間の対向距離を、上記接点端部側の端面に近付くほど大きくなるように設定したことを特徴とする電磁接触器。 - 上記固定接点部の上記接点端部における上記可動接点部側に位置する角部を面取り形状とすることで、上記対向距離を上記端面に近付くほど大きくなるように設定することを特徴とする請求項1に記載した電磁接触器。
- 上記可動接点部の上記接点端部における上記固定接点部側に位置する角部を面取り形状とすることで、上記対向距離を上記端面に近付くほど大きくなるように設定することを特徴とする請求項1に記載した電磁接触器。
- 上記固定接点部を有する接点導体部を有し、
その接点導体部は、上記可動接点部の接点側の面と対向配置して固定接点が形成される上記固定接点部と、上記可動接点部の接点側とは反対側の面と対向する固定接点取付け部と、上記アークの移動方向と交差する方向の位置で上記接点形成部と固定接点取付け部とを一体に連結する中間部とを備えると共に、上記固定接点取付け部が、消弧容器の内面よりも上記可動接点部に近づけて配置され、
更に、上記固定接点取付け部と可動接点部との間に介装される絶縁カバーを有し、
上記絶縁カバーは、上記可動接点部の接点側とは反対側の面と対向する対向面部と、その対向面部の両側から所記可動接点部から離れる方向に向かう左右の立上り部とを備え、
上記アークの移動方向に沿った方向における、可動接点部の幅寸法よりも上記対向面部の幅寸法を小さく設定することを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載した電磁接触器。
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