JP2015035414A - 接点装置及びこれを使用した電磁接触器 - Google Patents

Abstract

【課題】開極時に生じるアークの伸長を容易にする接点装置及びこれを使用した電磁接触器を提供する。【解決手段】一対の固定接触子１０６ａ，１０６ｂに対して可動接触子１３０が接離可能に配置された接点装置１００であって、前記一対の固定接触子は、上板部１１６と該上板部の下側に所定間隔を保って平行に配置される接点台部１１８と前記上板部及び前記接点台部間を連接する連結板部１１７とで互いに対向する内方側を開放したＵ字状に形成され、前記可動接触子は、前記一対の固定接触子の上板部及び接点台部間に当該接点台部に対して接離可能に配置され、前記接点台部１１８の前記可動接触子と対向する接点部にアークの移動を妨げる段差部を生じることなく接点粒を配置している。【選択図】図２

Description

本発明は、固定接触子に対して可動接触子が接離可能に配置された接点装置及びこれを使用した電磁接触器に関する。

電流路の開閉を行う電磁接触器では、所定距離を保って配置された互いに対向する内方側を開放したＣ字状部を有する一対の固定接触子と、これら一対の固定接触子の下板部に対して接離可能に配置された可動接触子とが接点収納ケース内に配置され、この接点収納ケースの内側に一対の固定接触子及び可動接触子を囲むように絶縁筒体を配置し、この絶縁筒体に一対の固定接触子及び可動接触子間に発生するアークを消弧するアーク消弧用永久磁石を磁石収納部で位置決め保持するとともに、この磁石収納部の可動接触子の延長方向外側にアーク消弧空間を形成するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２４３５９２号公報

ところで、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、一対の固定接触子をＣ字状部とこれを支持する支持導体部とで構成し、Ｃ字状部と支持導体部とをろう付け等によって接合するようにしている。
ここで、固定接触子の可動接触子との接触部に接点粒を配置して、接点消耗を防ぎ、長寿命化を図る場合には、接点粒の下板部の上面からの高さを高くして段差部が生じることになる。このように接点粒と下板部との間に段差部が生じると、固定接触子から可動接触子が離間する開極時に発生するアーク接点粒の段差部を乗り越えて伸長することが難しく、アークの膠着現象を生じて、接点部に激しい消耗を起こすとともに、アーク遮断時間が長く遮断が不安定となる。このため、接点粒を設けた場合には、接点粒を設けない場合に比較してアーク遮断性能が大幅に低下するという未解決の課題がある。
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、接点粒を使用しながらアークの膠着現象を防止してアークを迅速に移動させてアーク遮断性能を向上させることができる接点装置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。

上記目的を達成するために、本発明に係る接点装置の一態様は、一対の固定接触子に対して可動接触子が接離可能に配置された接点装置である。この接点装置は、前記一対の固定接触子が、上板部と該上板部の下側に所定間隔を保って平行に配置される接点台部と前記上板部及び前記接点台部間を連接する連結板部とで互いに対向する内方側を開放したＣ字状接点部を有し、前記可動接触子が、前記一対の固定接触子の上板部及び接点台部間に当該接点台部に対して接離可能に配置され、前記接点台部の前記可動接触子の接点と対向する位置に、接点粒を前記可動接触子の接点に対向させて支持する環状支持部と、該環状支持部の外周縁からアークの移動方向であって前記可動接触子から離れる方向に延長するアーク誘導部とを備えた接点粒支持部材を配置している。
また、本発明に係る電磁接触器は、上述した接点装置と、この接点装置の可動接触子を可動する電磁石ユニットとを備えている。

本発明によれば、固定接触子の接点台部に配置する接点粒を環状支持部で支持するとともに、環状支持部にアークの移動方向に延長するアーク誘導部が形成されているので、開極時に可動接触子の接点部と接点粒間に発生するアークを、環状支持部を通じてアーク誘導部に迅速に移動させることができ、遮断時のアークによる接点粒近傍の消耗を抑制することができるとともに、アークの引き延ばし時間を短縮してアーク遮断性能を向上させることができる。しかも、アーク誘導部でアークの足を誘導するので、アークの駆動方向がぶれることなく所望の駆動方向に確実に駆動することができる。
また、上記効果を有する接点装置を使用して電磁接触器を構成するので、固定接触子に設けた接点粒でのアークの膠着を防止して、高電圧・大電流の遮断が可能で、長寿命化を図ることができる電磁接触器を提供できる。

本発明に係る電磁接触器の一実施形態を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線上の接点装置の断面図である。 固定接触子のＣ字状接点部を示す斜視図である。 図１のＢ−Ｂ線上の断面図である。 アークの発生状態を説明する説明図である。 本発明の第２の実施形態を示す図２と同様の断面図である。 第２の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態を示す図２と同様の断面図である。 第３の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態を示す図２と同様の断面図である。 第４の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態を示す図２と同様の断面図である。 第５の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。 本発明の第６の実施形態を示す図２と同様の断面図である。 第６の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。 本発明の第７の実施形態を示す図２と同様の断面図である。 第７実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。 本発明の第８の実施形態を示す図２と同様の断面図である。 第８の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。 本発明に適用し得る可動接触子の変形例を示す斜視図である。 本発明に適用し得る接点装置の変形例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る電磁開閉器の一例を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線上における接点装置の断面図である。図３はＣ字状接点部を示す斜視図、図４は図１のＢ−Ｂ線上の断面図である。
これら図１〜図４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。
接点装置１００は、図１〜図４から明らかなように、接点機構１０１を収納する接点収納ケース１０２を有する。この接点収納ケース１０２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と、この金属角筒体１０４の上端を閉塞する平板状のセラミック絶縁基板で構成される固定接点支持絶縁基板１０５と、金属角筒体１０４の内周側に配置された絶縁筒体１４０とを備えている。

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。
また、固定接点支持絶縁基板１０５には、中央部に後述する一対の固定接触子１１１及び１１２を挿通する貫通孔１０６及び１０７が所定間隔を保って形成されている。
接点機構１０１は、図１に示すように、接点収納ケース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１１３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字状接点部１１５とを備えている。

Ｃ字状接点部１１５は、固定接点支持絶縁基板１０５の下面に沿って外側に延長する上板部１１６とこの上板部１１６の外側端部から下方に延長する連結板部１１７と、この連結板部１１７の下端側から上板部１１６と平行に内方側すなわち固定接触子１１１及び１１２の対面方向に延長する接点台部１１８とで内方側を開放したＣ字状に形成されている。
接点台部１１８には、後述する可動接触子１３０の接点部１３０ａと対向する上面位置に、接点粒１１９が配置されている。この接点粒１１９は、扁平な円柱状に形成されており、ろう付け等の接合手法で接点台部１１８に接合されている。

この接点粒１１９の周囲には接点粒１１９を支持する例えば銅、タングステン、アルミニウム、真鍮等の非磁性金属で形成された接点粒支持部材１２０が同様にろう付け等の接合手法で接合されている。この接点粒支持部材１２０は、図３で特に明らかなように、接点粒１１９の周囲を覆う環状支持部１２０ａと、この環状支持部１２０ａのアークの移動方向すなわち後述する可動接触子１３０の延長方向と直交する方向に延長するアーク誘導部１２０ｂとで構成されている。アーク誘導部１２０ｂは、接点台部１１８の上面を通り、接点台部１１８の側面を通って接点台部１１８の下面近傍まで延長している。上記構成を有する接点粒支持部材１２０は接点粒１１９と同時にろう付け等の接合手段によって接点台部１１８に接合されている。このとき接点台部１１８に接点粒支持部材１２０の装着位置に段部１１８ａが形成されており、この段部１１８ａで接点粒支持部材１２０の位置決めを行うことができる。

また、支持導体部１１４とＣ字状接点部１１５とは、支持導体部１１４の下端面に突出形成されたピン１１４ａをＣ字状接点部１１５の上板部１１６に形成された貫通孔１１６ａ内に挿通した状態で例えばろう付け等によって固定されている。なお、支持導体部１１４及びＣ字状接点部１１５の固定は、ろう付け等に限らず、ピン１１４ａを貫通孔１２０に嵌合させたり、ピン１１４ａに雄ねじを形成し、貫通孔１２０に雌ねじを形成して両者を螺合させたりしてもよい。
そして、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１５にそれぞれ、アークとの絶縁のため合成樹脂材製の絶縁カバー１２１が装着されている。この絶縁カバー１２１は、Ｃ字状接点部１１５の上板部１１６及び連結板部１１７の内周面を被覆するものである。
このように、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１５に絶縁カバー１２１を装着することにより、このＣ字状接点部１１５の内周面では接点台部１１８の上面側のみが露出されて接点部１１８ａとされている。

そして、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１５内に両端部を配置するように可動接触子１３０が配設されている。この可動接触子１３０は後述する電磁石ユニット２００の可動プランジャ２１５に固定された連結軸１３１に支持されている。この可動接触子１３０は、中央部の連結軸１３１の近傍が下方に突出する凹部１３２が形成され、この凹部１３２に連結軸１３１を挿通する貫通孔１３３が形成されている。
連結軸１３１は、上端に外方に突出するフランジ部１３１ａが形成されている。この連結軸１３１に下端側から接触スプリング１３４に挿通し、次いで可動接触子１３０の貫通孔１３３を挿通して、接触スプリング１３４の上端をフランジ部１３１ａに当接させこの接触スプリング１３４で所定の付勢力を得るように可動接触子１３０を例えばＣリング１３５によって位置決めする。

この可動接触子１３０は、釈放状態で、両端の接点部と固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１５の接点台部１１８の接点部１１８ａとが所定間隔を保って離間した状態となる。また、可動接触子１３０は、投入位置で、両端の接点部が固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１５の接点台部１１８の接点部１１８ａに、接触スプリング１３４による所定の接触圧で接触するように設定されている。
さらに、接点収納ケース１０２を構成する絶縁筒体１４０は、図１〜図３に示すように、例えば合成樹脂製の上端を開放した有底の角筒状に形成され、この絶縁筒体１４０の可動接触子１３０の側面に対向する位置に内方に突出する磁石収納ポケット１４１及び１４２が形成されている。この磁石収納ポケット１４１及び１４２には、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４が挿通されて固定されている。

このアーク消弧用永久磁石１４３及び１４４は、厚み方向に互いの対向面が同極例えばＮ極となるように着磁されている。そして、磁石収納ポケット１４１及び１４２の左右方向の外側にそれぞれアーク消弧室１４５及び１４６が形成されている。
電磁石ユニット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。
このスプール２０４は、円筒状補助ヨーク２０３を挿通する中央円筒部２０５と、この中央円筒部２０５の下端部から半径方向外方に突出する下フランジ部２０６と、中央円筒部２０５の上端より僅かに下側から半径方向外方に突出する上フランジ部２０７とで構成されている。そして、中央円筒部２０５、下フランジ部２０６及び上フランジ部２０７で構成される収納空間に励磁コイル２０８が巻装されている。

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。
そして、スプール２０４の中央円筒部２０５内に、底部と磁気ヨーク２０１の底板部２０２との間に復帰スプリング２１４を配設した可動プランジャ２１５が上下に摺動可能に配設されている。この可動プランジャ２１５には、上部磁気ヨーク２１０から上方に突出する上端部に半径方向外方に突出する周鍔部２１６が形成されている。

また、上部磁気ヨーク２１０の上面に、環状に形成された環状永久磁石２２０が可動プランジャ２１５の周鍔部２１６を囲むように固定されている。この環状永久磁石２２０は外形が長方形に形成され中央部に周鍔部２１６を囲む貫通孔２２１を有する。この環状永久磁石２２０は上下方向すなわち厚み方向に上端側を例えばＮ極とし、下端側をＳ極とするように着磁されている。なお、環状永久磁石２２０の貫通孔２２１の形状は周鍔部２１６の形状に合わせた形状とし、外周面の形状は円形、方形等の任意の形状とすることができる。同様に、環状永久磁石２２０の外形も長方形状に限らず、円形、六角形等の任意の形状とすることができる。

そして、環状永久磁石２２０の上端面に、環状永久磁石２２０と同一外形の補助ヨーク２２５が固定されている。
そして、可動プランジャ２１５が、図１に示すように、非磁性体製で有底筒状に形成されたキャップ２３０で覆われ、このキャップ２３０の開放端に半径方向外方に延長して形成されたフランジ部２３１が上部磁気ヨーク２１０の下面にシール接合されている。これによって、接点収納ケース１０２及びキャップ２３０が上部磁気ヨーク２１０の貫通孔２１０ａを介して連通される密封容器が形成されている。そして、接点収納ケース１０２及びキャップ２３０で形成される密封容器内に水素ガス、窒素ガス、水素及び窒素の混合ガス、空気、ＳＦ_６等のガスが封入されている。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
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で可動プランジャ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、可動プランジャ２１５が復帰スプリング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、環状永久磁石２２０の磁力による吸引力が補助ヨーク２２５に作用されて、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６が吸引される。このため、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の上面が補助ヨーク２２５の段差板部２２５ｃ下面に当接している。

このため、可動プランジャ２１５に連結軸１３１を介して連結されている接点機構１０１の可動接触子１３０の接点部１３０ａが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａから上方に所定距離だけ離間している。このため、固定接触子１１１及び１１２間の電流路が遮断状態にあり、接点機構１０１が開極状態となっている。
このように、釈放状態では、可動プランジャ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、可動プランジャ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。
この釈放状態から、電磁石ユニット２００の励磁コイル２０８を励磁すると、この電磁石ユニット２００で励磁力を発生させて、可動プランジャ２１５を復帰スプリング２１４の付勢力及び環状永久磁石２２０の吸引力に抗して下方に押し下げる。

このように、可動プランジャ２１５が下降することにより、可動プランジャ２１５に連結軸１３１を介して連結されている可動接触子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。
このため、外部電力供給源の大電流が固定接触子１１１、可動接触子１３０、及び固定接触子１１２を通じて負荷に供給される閉極状態となる。
このとき、固定接触子１１１及び１１２と可動接触子１３０との間に可動接触子１３０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１１１及び１１２は、図１に示すように、上板部１１６、連結板部１１７及び接点台部１１８によってＣ字状接点部１１５が形成されているので、上板部１１６及び接点台部１１８とこれに対向する可動接触子１３０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１１１及び１１２の接点台部１１８が形成する磁界と可動接触子１３０に流れる電流の関係からフレミングの左手の法則により可動接触子１３０を固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａ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１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａ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１３０の接点部１３０ａが開極することを確実に防止することができる。

このため、可動接触子１３０を支持する接触スプリング１３４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、電磁石ユニット２００の励磁コイル２０８の励磁を停止する。
これによって、電磁石ユニット２００で可動プランジャ２１５を下方に移動させる励磁力がなくなることにより、可動プランジャ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。

この可動プランジャ２１５が上昇することにより、連結軸１３１を介して連結された可動接触子１３０が上昇する。これに応じて接触スプリング１３４で接触圧を与えている間は可動接触子１３０が固定接触子１１１及び１１２に接触している。その後、接触スプリング１３４の接触圧がなくなった時点で可動接触子１３０が固定接触子１１１及び１１２から上方に離間する開極状態となる。
この開極状態となると、固定接触子１１１及び１１２の接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間にアークが発生し、このアークによって電流の通電状態が継続される。

このとき、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１５の上板部１１６及び連結板部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と可動接触子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、アークをアーク消弧室１４５又は１４６へ引き伸ばして消弧することができ、消弧性能を向上させることができる。
また、Ｃ字状接点部１１５の上板部１１６及び連結板部１１７が絶縁カバー１２１で覆われているので、可動接触子１３０の両端部とＣ字状接点部１１５の上板部１１６及び連結板部１１７の間の絶縁カバー１２１によって絶縁距離を確保することができ、可動接触子１３０の可動方向の高さを短縮することができる。したがって、接点装置１００を小型化することができる。

一方、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４の対向磁極面が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５（ａ）に示すように、各アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４固定接触子１１１の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの対向部のアーク発生部を可動接触子１３０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。同様に、固定接触子１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａのアーク発生部を可動接触子１３０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１４３及び１４４の磁束がともに固定接触子１１１の接点部１１８ａ及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間と、固定接触子１１２の接点部１１８ａ及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間を可動接触子１３０の長手方向で互いに逆方向に横切ることになる。
このため、固定接触子１１１の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間では、図５（ｂ）に示すように、電流Ｉが固定接触子１１１側から可動接触子１３０側に流れるとともに、磁束Φの向きが内側から外側に向かう方向となる。このため、フレミングの左手の法則によって、図５（ｃ）に示すように、可動接触子１３０の長手方向と直交し且つ固定接触子１１１の接点部１１８ａと可動接触子１３０との開閉方向と直交してアーク消弧室１４５側に向かう大きなローレンツ力Ｆが作用する。

このローレンツ力Ｆによって、固定接触子１１１の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアーク１４９が、図２に示すように、固定接触子１１１の接点部１１８ａの側面からアーク消弧室１４５の内壁まで伸ばされ、この内壁に沿って可動接触子１３０の上面側に達するように大きく引き伸ばされる。
このとき、固定接触子１１１の接点粒１１９が接点粒支持部材１２０の環状支持部１２０ａによって囲まれ、この環状支持部１２０ａにアークの駆動方向に延長するアーク誘導部１２０ｂが形成され、このアーク誘導部１２０ｂが接点台部１１８の側面を通って下面に達する位置まで延長されている。

このため、開極時に可動接触子１３０の接点部１３０ａと接点粒１１９との間に発生したアークは、ローレンツ力によって消弧室１４５側に移動されながらアーク消弧室１４５に引き伸ばされる。アークが引き伸ばされるにつれてアークの足がアーク誘導部１２０ｂを通ってアーク誘導部１２０ｂの下端まで移動し、最終的に、図２に示すように、アーク誘導部１２０ｂの先端からアーク消弧室１４５の内壁面に沿って伸長し、絶縁カバー１２１の下側を通って可動接触子１３０の側面の上端部に達する所定アーク長となるように大きく引き伸ばされる。このように、アーク長が所定アーク長に達することにより、アーク電圧が高くなって、アークが消弧される。このとき、開極時に接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生するアークが接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に膠着状態となることなく、アークの伸長に伴ってアーク誘導部１２０ａの先端まで迅速に移動するので、アーク引き延ばし時間を接点粒支持部材１２０が存在しない場合に比較して十分に短縮することができ、アークの遮断性能を向上させることができる。

一方、固定接触子１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０との間では、図５（ｂ）に示すように、電流Ｉが可動接触子１３０側から固定接触子１１２側に流れるとともに、磁束Φの向きが内側から外側に向かう右方向となる。このため、フレミングの左手の法則によって、可動接触子１３０の長手方向と直交し且つ固定接触子１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０との開閉方向と直交してアーク消弧室１４５側に向かう大きなローレンツ力Ｆが作用する。
このローレンツ力Ｆによって、固定接触子１１２の接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアークが、可動接触子１３０の上面側からアーク消弧室１４５内に沿って大きく引き伸ばされる。ここでも、接点粒１１９が接点粒支持部材１２０によって支持され、この接点粒支持部材１２０にアーク誘導部１２０ｂが形成されているので、上述した固定接触子１１１の接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａの場合と同様にアークが迅速に引き伸ばされて消弧される。

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逆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５（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がアーク消弧室１４６側に作用し、アークがアーク消弧室１４６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。
このとき、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４は絶縁筒体１４０に形成された磁石収納ポケット１４１及び１４２内に配置されているので、アークが直接アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４に接触することがない。このため、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４の磁気特性を安定して維持することができ、遮断性能を安定化させることができる。

また、絶縁筒体１４０によって、金属製の角筒体１０４の内周面を覆って絶縁できるので、電流遮断時のアークの短絡がなく、確実に電流遮断を行うことができる。
さらに、絶縁機能、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４の位置決め機能及びアーク消弧用永久磁石１４３及び１４４のアークからの保護機能を１つの絶縁筒体１４０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。

このように、上記第１の実施形態によると、固定接触子１１１及び１１２の接点台部１１８の可動接触子１３０の接点部１３０ａに対向する上面に接点粒１１９が形成され、この接点粒１１９の周囲がアーク誘導部１２０ｂを有する接点粒支持部材１２０によって支持されているので、開極時に接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生するアークの足が迅速にアーク誘導部１２０ｂの先端まで移動される。このため、アークが接点粒１１９に膠着状態となることを確実に防止することができ、接点粒１１９の周囲の消耗を抑制することができ、Ｃ字状接点部１１５の寿命を長期化することができる。しかも、アークをアーク長さが必要な長さに到達するまでのアーク引き延ばし時間を短縮してアーク遮断性能を向上させることができる。

また、開極時に接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生するアークの足は、アーク誘導部１２０ｂによって誘導されることにより、アークが駆動したくない方向にぶれることなく、所望の方向に確実に駆動することができ所定のアーク長に達せずに、遮断不能状態となることを確実に防止することができる。
さらに、このような作用効果を有する接点装置１００を使用して電磁接触器１０を構成することにより、固定接触子に設けた接点粒でのアークの膠着を防止して、高電圧・大電流の遮断が可能で、長寿命化を図ることができる電磁接触器を提供できる。

次に、本発明の第２の実施形態について図６及び図７を伴って説明する。
この第２の実施形態では、接点粒支持部材１２０のアーク誘導機能を強化す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６及び図７に示すように、接点粒支持部材１２０の環状支持部１２０ａのアーク誘導部１２０ｂの延長線上に、接点粒１１９に接する内周縁からアーク誘導部１２０ｂに向かうアーク誘導用の溝部１２０ｃ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し、図２及び図３との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

この第２の実施形態によると、接点粒１１９を支持する環状支持部１２０ａに、アーク誘導部１２０ｂの延長線上に、接点粒１１９に接する内周縁からアーク誘導部１２０ｂに向かうアーク誘導用の溝部１２０ｃを形成したので、開極時に接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアークの足をアーク誘導部１２０ｂへより迅速にぶれなく移動させることができ、アーク誘導機能を強化してアーク遮断性能をより向上させることができると共に、接点粒１１９の周囲の消耗もより抑制することができる。
なお、上記第２の実施形態においては、アーク誘導用の溝部１２０ｃを環状支持部１２０ａの上面に形成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、アーク誘導部１２０ｂの途中や下端まで延長するようにしてもよい。

次に、本発明の第３の実施形態について図８及び図９を伴って説明する。
この第３の実施形態では、上記第２の実施形態と同様に、接点粒支持部材１２０のアーク誘導機能を強化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８及び図９に示すように、接点粒支持部材１２０の環状支持部１２０ａのアーク誘導部１２０ｂの延長線上に、接点粒１１９に接する内周縁からアーク誘導部１２０ｂに向かうアーク誘導用の突条１２０ｄを形成したことを除いては、前述した第２の実施形態と同様の構成を有し、図６及び図７との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

この第３の実施形態によると、接点粒１１９を支持する環状支持部１２０ａのアーク誘導部１２０ｂの延長線上に、接点粒１１９に接する内周縁からアーク誘導部１２０ｂに向かうアーク誘導用の突条１２０ｄを形成したので、開極時に接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアークの足をアーク誘導部１２０ｂへより迅速にぶれなく移動させることができ、アーク遮断性能をより向上させることができると共に、接点粒１１９の周囲の消耗もより抑制することができる。
なお、上記第３の実施形態においては、アーク誘導用の突条１２０ｄを環状支持部１２０ａの上面に形成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、アーク誘導部１２０ｂの途中や下端まで延長するようにしてもよい。

次に、本発明の第４の実施形態について図１０及び図１１を伴って説明する。
この第４の実施形態では、接点粒支持部材１２０でのアーク伸長をより長くでき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１０及び図１１に示すように、接点粒支持部材１２０のアーク誘導部１２０ｂに接点台部１１８の下面より下方に延長する延長部１２０ｅを形成したことを除いては、第１の実施形態と同様の構成を有し、図２及び図３との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

この第４の実施形態によると、アーク誘導部１２０ｂの下側に下方に延長する延長部１２０ｅが形成されているので、開極時に接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアークの足をアーク誘導部１２０ｂへ迅速にぶれなく移動させ、さらにアークの足を延長部１２０ｅの下端まで迅速に移動させることができる。このため、アーク１４９のアーク長を図１０に示すようにより長くすることができ、アーク電圧をより高めて確実に消弧することが可能となり、アーク遮断性能をより向上させることができると共に、接点粒１１９の周囲の消耗も抑制することができる。

次に、本発明の第５の実施形態について図１２及び図１３を伴って説明する。
この第５の実施形態は、接点台部１１８の下側をアーク消弧空間として使用するようにしたものである。
すなわち、第５の実施形態では、図１２及び図１３に示すように、上述した第４の実施形態における延長部１２０ｅに代えてアーク誘導部１２０ｂの下端から内下方に傾斜延長する傾斜延長部１２０ｆを形成したことを除いては上記第４の実施形態と同様の構成を有し、図１０及び図１１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

この第５の実施形態によると、前述した第４の実施形態と同様に、アーク誘導部１２０ｂの下側に内下方に傾斜延長する傾斜延長部１２０ｆが形成されているので、開極時に接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアークの足をアーク誘導部１２０ｂへ迅速にぶれなく移動させ、さらにアークの足を延長部１２０ｅの下端まで迅速に移動させることができる。このため、アーク１４９のアーク長を図１０に示すようにより長くすることができ、アーク電圧をより高めて確実に消弧することが可能となり、アーク遮断性能をより向上させることができると共に、接点粒１１９の周囲の消耗も抑制することができる。この場合には、固定接触子１１１のアークの足を固定接触子１１１の接点台部１１８の下面側に移動させることができ、接点台部１１８の下側をアーク消弧空間として使用することが可能となり、アークの引き延ばし長さをより長くして消弧を容易とするとともに、容積の有効利用を図ることができる。

次に、本発明の第６の実施形態について図１４及び図１５を伴って説明する。
この第６の実施形態では、前述した第５の実施形態と同様に接点台部の下側をアーク消弧空間として使用するようにしたものである。
この第６の実施形態では、図１２及び図１３に示すように、上述した第５の実施形態における傾斜延長部１２０ｆに代えてアーク誘導部１２０ｂの下端から接点台部１１８の下面に沿って折り曲げた折り曲げ部１２０ｇを形成したことを除いては上記第５の実施形態と同様の構成を有し、図１２及び図１３との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

この第６の実施形態によると、アーク誘導部１２０ｂの下端に接点台部１１８の下面に沿って延長する折り曲げ部１２０ｇが形成されているので、開極時に接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアークの足をアーク誘導部１２０ｂへ迅速にぶれなく移動させ、さらにアークの足を折り曲げ部１２０ｇの先端すなわち接点台部１１８の下面側中央部にまで迅速に移動させることができる。このため、アーク１４９のアーク長を図１２に示すようにより長くすることができ、アーク電圧をより高めて確実に消弧することが可能となり、アーク遮断性能をより向上させることができると共に、接点粒１１９の周囲の消耗も抑制することができる。この場合には、固定接触子１１１のアークの足を固定接触子１１１の接点台部１１８の下面側に移動させることができ、接点台部１１８の下側をアーク消弧空間として使用することが可能となり、アークの引き延ばし長さをより長くして消弧を容易とするとともに、容積の有効利用を図ることができる。

次に、本発明の第７の実施形態について図１６及び図１７を伴って説明する。
この第７の実施形態では、接点粒支持部材１２０でのアーク伸長をより長く且つより迅速に行うことがきるようにしたものである。
この第７の実施形態は、前述した第４の実施形態における接点粒支持部材１２０のアーク誘導部１２０ｂ及び延長部１２０ｅが接点台部１１８の上面から下方に行くに従い絶縁筒体１４０の前後側面板部の内面との距離が徐々に小さくなる下外方に延長する傾斜板部１２０ｈとして形成されていることを除いては、第４の実施形態と同様の構成を有し、図１０及び図１１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

この第７の実施形態によると、前述した第４の実施形態と同様に、アーク誘導部１２０ｂ及び延長部１２０ｅが接点台部１１８の上面から下外方に傾斜延長する傾斜板部１２０ｈとして形成されている。このため、開極時に接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアークの足をアーク誘導部１２０ｂへ迅速にぶれなく移動させることができる。さらに、アーク誘導部１２０ｂに移動したアークの足は、アーク誘導部１２０ｂが下外方に傾斜する傾斜板部１２０ｈとなっているので、下方アーク誘導部１２０がアークの足を傾斜延長部１２０ｆの外面を伝って下端まで前述した第４の実施形態より迅速に移動させることができる。このため、アーク１４９のアーク長を図１７に示すように長くすることができ、アーク電圧をより高めて確実に消弧することが可能となり、アーク遮断性能をより向上させることができると共に、接点粒１１９の周囲の消耗も抑制することができる。この場合でも、固定接触子１１１のアークの足を固定接触子１１１の接点台部１１８の下面側に移動させることができ、接点台部１１８の下側をアーク消弧空間として使用することが可能となり、アークの引き延ばし長さをより長くして消弧を容易とするとともに、容積の有効利用を図ることができる。

次に、本発明の第８の実施形態について図１８及び図１９を伴って説明する。
この第８の実施形態は、接点粒支持部材１２０で接点台部１１８を覆うように装着可能に構成したものである。
すなわち、第８の実施形態では、図１８及び図１９（ａ），（ｂ）に示すように、接点粒支持部材１２０の環状支持部１２０ａに、接点台部１１８の先端部に装着して接点台部１１８の先端部及び両側面を覆う平面から見て断面Ｕ字状のキャップ部１２０ｉを形成し、このキャップ部１２０ｉの側面にアーク誘導部１２０ｂを形成した構成を有することを除いては第１の実施形態と同様の構成を有し、図２及び図３との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

この第８の実施形態によると、接点粒支持部材１２０を、そのキャップ部１２０ｉ内に接点台部１１８の先端が挿通されるようにして接点台部１１８を覆うように接点台部１１８に装着する。このように、キャップ部１２０ｉを接点台部１１８の先端部に装着することにより、接合面積を大きくとることができるので、接点粒支持部材１２０を接点台部１１８に強固に接合することができ、耐久性を向上させることができる。アーク遮断性能としては前述した第４の実施形態と同様のアーク遮断性能を発揮することができる。
なお、上記第１〜第７の実施形態においては、接点粒１１９を上面視で円形であ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、上面視で楕円形や、長円形とすることができる。これに応じて接点粒支持部材１２０の環状支持部１２０ａの形状を変更すればよい。
また、接点粒１１９は接点台部１１８に直接接合する場合に代えて、接点粒支持部材１２０に凹部を形成し、この凹部に接点粒１１９を接合するようにしてもよい。

また、上記第１〜第８の実施形態において、可動接触子１３０の接点部が平板状に形成されてい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、図２０に示すように、固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａに対向する板部の延長方向に沿う側面にアークの移動方向となる上外方に傾斜延長するアーク誘導部１３０ｂを形成するようにしてもよい。この場合には、開極時に発生するアークの可動接触子１３０側の足がアーク誘導部１３０ｂを伝って上外側に迅速に移動させることができる。このため、可動接触子１３０側のアークの伸長をより長くより迅速に行うことができ、アーク電圧をより高めて確実に消弧することが可能となり、アーク遮断性能をより向上させることができる。

また、上記第１〜第８の実施形態においては、可動接触子１３０の中央部に凹部１３２を形成する場合について説明したが、可動接触子１３０を、図２１（ａ）及び（ｂ）に示すように、凹部１３２を省略して平板状に形成するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、接点装置１００及び電磁石ユニット２００について一例を説明したに過ぎず、接点装置１００及び電磁石ユニット２００の内部構成は任意の構成とすることができる。
また、上記実施形態においては、接点収納ケース１０２及びキャップ２３０で気密室２４０を構成し、この気密室２４０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。

１０…電磁接触器、１１…外装絶縁容器、１００…接点装置、１０１…接点機構、１０２…消弧室、１０４…金属角筒体、１０５…固定接点支持絶縁基板、１１１，１１２…固定接触子、１１４…支持導体部、１１５…Ｃ字状接点部、１１６…上板部、１１７…連結板部、１１８…接点台部、１１９…接点粒、１２０…接点粒支持部材、１２０ａ…環状支持部、１２０ｂ…アーク誘導部、１２０ｃ…溝部、１２０ｄ…突条、１２０ｅ…延長部、１２０ｆ…傾斜延長部、１２０ｇ…折り曲げ部、１２０ｈ…傾斜板部、１２０ｉ…接点部、１３０ｂ…アーク誘導部、１３１…連結軸、１３４…接触スプリング、１４０…絶縁筒体、１４１，１４２…磁石収納ポケット、１４３，１４４…アーク消弧用永久磁石、１４５，１４６…アーク消弧室、１４９…アーク、２００…電磁石ユニット、２０１…磁気ヨーク、２０３…円筒状補助ヨーク、２０４…スプール、２０８…励磁コイル、２１０…上部磁気ヨーク、２１４…復帰スプリング、２１５…可動プランジャ

Claims (11)

1. 一対の固定接触子に対して可動接触子が接離可能に配置された接点装置であって、
   前記一対の固定接触子は、上板部と該上板部の下側に所定間隔を保って平行に配置される接点台部と前記上板部及び前記接点台部間を連接する連結板部とで互いに対向する内方側を開放したＣ字状接点部を有し、
   前記可動接触子は、前記一対の固定接触子の上板部及び接点台部間に当該接点台部に対して接離可能に配置され、
   前記接点台部の前記可動接触子の接点と対向する位置に、接点粒を前記可動接触子の接点に対向させて支持する環状支持部と、該環状支持部の外周縁からアークの移動方向であって前記可動接触子から離れる方向に延長するアーク誘導部とを備えた接点粒支持部材を配置したことを特徴とする接点装置。
2. 前記接点粒支持部材は、非磁性金属で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接点装置。
3. 前記環状支持部に前記アーク誘導部に向かう溝部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の接点装置。
4. 前記環状支持部に前記アーク誘導部に向かう突条を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の接点装置。
5. 前記アーク誘導部は、前記接点台部の下端面から下方に突出する延長部を備えていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の接点装置。
6. 前記アーク誘導部は、前記接点台部の下端面から内下側に傾斜延長する傾斜延長部を備えていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の接点装置。
7. 前記アーク誘導部は、前記接点台部下面側に沿う折り曲げ延長部を備えていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の接点装置。
8. 前記アーク誘導部は、前記接点台部の上端面から当該接点台部の下面より下側に下外方に傾斜延長する傾斜板部で構成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の接点装置。
9. 前記接点粒支持部材は前記接点台部の先端に装着されるキャップ部を備えていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の接点装置。
10. 前記可動接触子は、前記接点粒に対向する長手方向両側縁に上外方に傾斜延長するアーク誘導部が形成されていることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の接点装置。
11. 前記請求項１から１０の何れか１項に記載の接点装置と、該接点装置の可動接触子を可動する電磁石ユニットとを備えたことを特徴とする電磁接触器。

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