JP2017120793A - 電磁接触器 - Google Patents

Abstract

【課題】可動接触子が固定接触子から離間する際に発生するアークを容易に消弧することができる電磁接触器を提供する。【解決手段】一対の固定接触子と該固定接触子に対して接離可能に配置された可動接触子を収納する接点収納ケースと、可動接触子を駆動する電磁石ユニットとでガスが封入された密封容器を形成し、接点収納ケースは、金属角筒体と、金属角筒体の一端を閉塞するセラミック絶縁基板と、金属角筒体の内周側に配置され、高熱伝導材で形成される絶縁筒体とを備えている。【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た電磁接触器に関し、特に可動接触子が固定接触子から離間する開極時に発生するアークを容易に消弧するようにしたものである。

電流路の開閉を行う電磁接触器としては、例えば特許文献１に記載された電磁接触器が知られている。この電磁接触器は、所定距離を保って配置された一対の固定接触子とこれら一対の固定接触子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ている。そして、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が配置されている。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。

特開２０１２−２４３５９２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、アーク消弧空間が例えば合成樹脂製の樹脂成型品で構成される絶縁筒体の内周面で形成されている。このため、樹脂成型品の場合、内壁面が滑らかに仕上げられているので、この内壁面に沿う気流は層流となり熱交換量も小さく熱交換量が飽和状態となっている。また、樹脂成型品の熱伝導率は０．２Ｗ／ｍＫと小さいため、アークの冷却効果が小さく、アーク電界を高めることができないため、所定のアーク電圧を得るためのアーク長が長くなり、小型化が困難とな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、熱交換量が飽和することなく、アークの冷却を十分に行って、アークの消弧を容易に行うことができる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、本発明に係る電磁接触器の一の態様は、一対の固定接触子と該固定接触子に対して接離可能に配置された可動接触子を収納する接点収納ケースと、可動接触子を駆動する電磁石ユニットとでガスが封入された密封容器を形成し、接点収納ケースは、金属角筒体と、金属角筒体の一端を閉塞するセラミック絶縁基板と、金属角筒体の内周側に配置され、高熱伝導材で形成される絶縁筒体とを備えている。

本発明によれば、アーク消弧室の少なくともアークと接触する内壁面側を合成樹脂成型材より高い熱伝導率を有する高熱伝導性材で形成したので、アーク接触面の熱伝達率を高めることができ、アークの冷却を十分に行うことが可能となる。その結果、アーク電界が高まり、所定のアーク電圧を得るためのアーク長を短くすることができるので、アークを引き伸ばすための消弧スペースを小さくすることができ、小型化・軽量化が可能となる。
また、アーク長が短くなると、遮断完了までの時間（アーク持続時間）が短くなり、固定接触子及び可動接触子の接点の消耗を抑制することが可能となり、コンタクタとしての長寿命化を図ることができる。

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II−II線上の接点装置の一部を拡大して示す断面図である。 図１のIII−III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。 図５のＡ部の拡大断面図である。 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。 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。 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。 本発明に適用し得る接点装置の他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接触器の一例を示す断面図、図２は図１のII−II線上における接点装置の断面図である。図３は図１のIII−III線上の断面図である。
これら図１〜図３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３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、例えばステンレス鋼で形成され、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は、平板上のセラミック絶縁基板で構成され、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字状部１１５とを備えている。

Ｃ字状部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中間板部１１７と、この中間板部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下板部１１８とでＣ字状に形成されている。
ここで、支持導体部１１４とＣ字状部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字状部１１５の上板部１１６に形成された貫通孔１２０内に挿
通した状態で例えばロウ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字状部１１５の固定は、ロウ付け等に限らず、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字状部１１５にそれぞれ、アークの発生を規制する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字状部１１５の上板部１１６及び中間板部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字状部１１５に絶縁カバー１２１を装着することにより、このＣ字状部１１５の内周面では下板部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には、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を挿通する。そして、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字状部１１５の下板部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字状部１１５の下板部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、不飽和ポリエステル樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂でなる合成樹脂成型材の熱伝導率０．２Ｗ／ｍＫより熱伝導率が高く絶縁性を有するアルミナセラミックス（熱伝導率３０Ｗ／ｍＫ）、窒化アルミニウム（熱伝導率１８０Ｗ／ｍＫ）、窒化ホウ素（熱伝導率６３Ｗ／ｍＫ）などのセラミックス系の高熱伝導性材で成型されている。この高熱伝導性材としては、後述するように接点収納ケース１０２内に封入する気体である水素の高温度における熱伝導率２０Ｗ／ｍＫ（４０００℃，１ａｔｍ）より高いことが好ましい。

絶縁筒体１４０には、可動接触子１３０の延長方向中央部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の左右方向の外側で且つ一対の固定接触子１１１，１１２の接点１１８ａと可動接触子１３０の接点１３０ａとの接触位置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。
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。

また、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と同一外形で中心開口２２４を有する補助ヨーク２２５が固定されている。
また、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、上記第１の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。
この状態では、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、中間板部１１７及び下板部１１８によってＣ字状部１１５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の下板部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の接点部１１８ａ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字状部１１５の上板部１１６及び中間板部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字状部１１５の上板部１１６及び中間板部１１７が絶縁カバー１２１で覆われている。このため、可動接触子１３０の両端部とＣ字状部１１５の上板部１１６及び中間板部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。

さらに、固定接触子１１１，１１２の中間板部１１７の内側面には磁性体板１１９によって覆われているので、この中間板部１１７を流れる電流によって発生する磁場が磁性体板１１９によってシールドされる。このため、固定接触子１１１，１１２の接点部１１８ａ及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間に発生するアークによる磁場と中間板部１１７を流れる電流によって発生する磁場とが干渉することはなく、中間板部１１７を流れる電流によって発生する磁場にアークが影響されることを防止できる。

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４（ａ）に示すように、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４（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４（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１５１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。
このように、アークがアーク消弧室１４５の内壁面に沿う状態となると、アーク消弧室１４５の内壁面を構成する絶縁筒体１４０が通常使用する不飽和ポリエステル樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化樹脂でなる合成樹脂成型材の熱伝導率（０．２Ｗ／ｍＫ）より高く、接点収納ケース１０２に封入する水素の高温（４０００℃，１ａｔｍ）での熱伝導率（２０Ｗ／ｍＫ）より高い伝導率のアルミナセラミックス（熱伝導率３０Ｗ／ｍＫ）、窒化アルミナ（熱伝導率１８０Ｗ／ｍＫ）、窒化ホウ素（６３Ｗ／ｍＫ）等の高熱伝導性材で構成されている。

このため、アーク消弧室１４５の内壁面及びその内部の熱伝導率が高くなるので、アーク１５１の熱をアーク消弧室１４５の壁面内に効率よく伝熱することができる。したがって、アーク１５１の冷却を十分に行うことが可能となる。
この結果、アーク電界を高めることができ、所定のアーク電圧を得るためのアーク長を短くすることができる。したがって、アーク１５１を引き伸ばすための消弧スペースを小さくすることができ、接点装置１００の小型化・軽量化を図ることができる。
また、アーク長が短くなると、遮断完了までの時間（アーク持続時間）が短くなり、固定接触子及び可動接触子の接点の消耗を抑制することが可能となり、コンタクタとしての長寿命化を図ることができる。

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４（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の接点部１１８ａと可動接触子１３０との間に発生したアーク１５１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、絶縁筒体１４０が通常使用する不飽和ポリエステル樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化樹脂でなる合成樹脂成型材の熱伝導率（０．２Ｗ／ｍＫ）より高く、接点収納ケース１０２に封入する水素の高温（４０００℃，１ａｔｍ）での熱伝導率（２０Ｗ／ｍＫ）より高い伝導率のアルミナセラミックス（熱伝導率３０Ｗ／ｍＫ）、窒化アルミナ（熱伝導率１８０Ｗ／ｍＫ）、窒化ホウ素（６３Ｗ／ｍＫ）等の高熱伝導性材で構成されている。このため、前述した固定接触子１１１の接点部１１８ａと可動接触子１３０との間と同様に熱伝導率を高めて、アーク１５１を十分に冷却し、アーク１５１を確実に遮断することができる。

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アーク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１５１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。
なお、絶縁筒体１４０の材質は、絶縁性を有し且つ通常使用する不飽和ポリエステル樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化樹脂でなる合成樹脂成型材の熱伝導率（０．２Ｗ／ｍＫ）より高い熱伝導率を有すれば任意の高熱伝導性材を適用することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について図５及び図６を参照して説明する。
この第２の実施形態では、絶縁筒体の構成を変更したものである。
すなわち、第２の実施形態では、絶縁筒体１４０を図６に示すように、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂１４７に、この熱硬化性樹脂より熱伝導率の高いアルミナセラミックス、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、鉄、アルミニウム、銅等の熱伝導率の高い粉末等でなる熱伝導率フィラー１４８を混入させて成型樹脂材の絶縁性能を維持しながら熱伝導率を高めた合成樹脂成型材としている。その他の構成については前述した第１の実施形態と同様の構成を有する。

この第２の実施形態によると、熱硬化性樹脂１４７に熱伝導率フィラー１４８を混入することにより、合成樹脂成型材自体の熱伝導率を高めるようにしているので、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。しかも、高熱伝導性材として熱硬化性樹脂１４７に熱伝導率フィラー１４８を混入させるだけであるで、前述した第１の実施形態におけるセラミックス系材料に比較して製造コストを大幅に抑制することができる。
ここで、熱伝導率フィラー１４８としては、上述した熱硬化性樹脂より熱伝導率の高いアルミナセラミックス、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、鉄、アルミニウム、銅等の熱伝導率の高い粉末等に限らず、熱硬化性樹脂より熱伝導率が高い任意の高熱伝導率材を適用することができ、性状としては粉状に限らず、短い繊維状等の任意の性状とすることができる。

次に、本発明の第３の実施形態について図７を伴って説明する。
この第３の実施形態は、絶縁筒体１４０の表面に高熱伝導材をインサート成型したものである。
すなわち、第３の実施形態では、図７に示すように、前述した不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂でなる熱硬化性樹脂材で絶縁筒体１４０を成型する際に、銅、ＣｕＷ、等の熱硬化性樹脂材より熱伝導率の高い金属製の高熱伝導性材としての高熱伝導率板１４９を内壁面側となるようにインサート成型している。その他の構成については前述した第１の実施形態と同様の構成を有する。
この第３の実施形態によると、絶縁筒体１４０の内壁面に高熱伝導性材としての金属の高熱伝導率板１４９をインサート成型しているので、開極時に発生するアーク１５１が引き伸ばされて絶縁筒体１４０の内壁面の近傍に到達したときに、アーク１５１の熱をアーク消弧室１４５の壁面内に効率よく伝熱することができる。したがって、アーク１５１の冷却を十分に行うことが可能となる。

この結果、アーク電界を高めることができ、所定のアーク電圧を得るためのアーク長を短くすることができる。したがって、アーク１５１を引き伸ばすための消弧スペースを小さくすることができ、接点装置１００の小型化・軽量化を図ることができる。
なお、上記第３の実施形態においては、高熱伝導率板１４９をインサート成型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、絶縁筒体１４０の内周面にこの絶縁筒体を構成する熱硬化性樹脂材より高い熱伝導率を有する任意の金属材やセラミックスをコーティングするようにしてもよい。
また、熱硬化性樹脂材よりも熱伝導率の高い金属の高熱伝導率板１４９に、絶縁材をコーティングしたものを絶縁筒体１４０の内壁に、インサート成型又は接着、ネジ止めして固定してもよい。

次に、本発明の第４の実施形態について図８を伴って説明する。
この第４の実施形態では、高熱伝導率板をインサート成型する場合に代えて絶縁筒体１４０の内周面を覆う金属熱伝導材を装着したものである。
すなわち、第４の実施形態では、図８に示すように、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂で構成された絶縁筒体１４０の内周面に、銅、ＣｕＷ、等の熱硬化性樹脂材より熱伝導率の高い高熱伝導性材で構成された高熱伝導率筒体１５０を密着させて配置している。高熱伝導率筒体１５０の配置方法は、接着、ネジ止めなどの機械的な結合を採用している。その他の構成については前述した第１の実施形態と同様の構成を有する。

この第４の実施形態によると、絶縁筒体１４０の内周面が高熱伝導率筒体１５０を密着させて配置したので、前述した第３の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
ここで、高熱伝導率筒体１５０の材質は絶縁筒体１４０を構成する熱硬化性樹脂より熱伝導率が高ければ任意の高熱伝導性材を適用することができる。
なお、上記第１〜第４の実施形態においては、絶縁筒体を高熱伝導率化するか、アーク１５１と接触する内壁面に高熱伝導性材を配置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、絶縁筒体を高熱伝導率化するとともに、絶縁筒体の内壁面に高熱伝導性材を配置するようにしてもよい。

また、上記第３及び第４の実施形態において、高熱伝導材の配置は絶縁筒体１４０の内壁面全域に配置する必要はなく、少なくとも開極時に発生するアーク１５１が触れる内壁面にのみ配置すればよい。
また、上記第１〜第４の実施形態においては、接点装置１００の接点収納ケース１０２を金属角筒体１０４と固定接点支持絶縁基板１０５と絶縁筒体１４０とで構成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、固定接点支持絶縁基板１０５を省略して、金属角筒体１０４と下端を開放した桶状の絶縁筒体とその下面を覆う絶縁底板とで構成することができる。

また、接点機構１０１も上記実施形態の構成に限定されるものではなく、任意の構成の接点機構を適用することができる。
例えば、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、支持導体部１１４にＣ字状部１１５における上板部１１６を省略した形状となるＬ字状部１６０を連結するようにしてもよい。この場合でも、固定接触子１１１及び１１２に可動接触子１３０を接触させた閉極状態で、Ｌ字状部１６０の垂直板部を流れる電流によって生じる磁束を固定接触子１１１及び１１２と可動接触子１３０との接触部に作用させることができる。このため、固定接触子１１１及び１１２と可動接触子１３０との接触部における磁束密度を高めて電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させることができる。

また、図１０（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、上記第１〜第４の実施形態においては、可動プランジャ２１５に連結軸１３１を螺合させる場合について説明したが、螺合に限らず、任意の接続方法を適用することができ、さらには可動プランジャ２１５と連結軸１３１とを一体に形成するようにしてもよい。
また、連結軸１３１と可動接触子１３０との連結が、連結軸１３１の先端部にフランジ部１３１ａを形成し、接触スプリング１３４及び可動接触子１３０を挿通してから可動接触子１３０の下端をＣリングで固定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い。すなわち、連結軸１３１のＣリング位置に半径方向に突出する位置決め大径部を形成し、これに可動接触子１３０を当接させてから接触スプリング１３４を配置し、この接触スプリング１３４の上端をＣリングによって固定するようにしてもよい。

また、電磁石ユニット２００についても、上記構成に限定されるものではなく、任意の構成の電磁石ユニットを適用することができ、要は可動接触子１３０を固定接触子１１１及び１１２に対して接離可能に駆動できればよいものである。
また、上記第１〜第４の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。

１０…電磁接触器、１００…接点装置、１０１…接点機構、１０２…接点収納ケース、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字状部、１２１…絶縁カバー、１３０…可動接触子、１３０ａ…接点部、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、１４７…樹脂成型材、１４８…熱伝導率フィラー、１４９…高熱伝導性板、１５０…高熱電導率筒体、１５１…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 (16)

1. 一対の固定接触子と該固定接触子に対して接離可能に配置された可動接触子を収納する接点収納ケースと、前記可動接触子を駆動する電磁石ユニットとでガスが封入された密封容器を形成し、
   前記接点収納ケースは、金属角筒体と、前記金属角筒体の一端を閉塞するセラミック絶縁基板と、前記金属角筒体の内周側に配置され、高熱伝導材で形成される絶縁筒体とを備える電磁接触器。
2. 前記ガスは、水素ガスである請求項１に記載の電磁接触器。
3. 前記ガスは、水素および窒素の混合ガスである請求項１に記載の電磁接触器。
4. 前記高熱伝導材は、前記ガスの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する請求項１乃至３の何れか一項に記載の電磁接触器。
5. 前記高熱伝導材の熱伝導率は、２０Ｗ／ｍＫ以上である請求項１乃至４の何れか一項に記載の電磁接触器。
6. 前記高熱伝導材は、セラミックスである請求項１乃至５の何れか一項に記載の電磁接触器。
7. 前記セラミックスは、アルミナセラミックス、窒化アルミニウム、窒化ホウ素の何れかである請求項６に記載の電磁接触器。
8. 前記高熱伝導材は、熱伝導フィラーが混入された合成樹脂成型材である請求項１乃至５の何れか一項に記載の電磁接触器。
9. 前記合成樹脂成型材は、熱硬化性樹脂である請求項８に記載の電磁接触器。
10. 前記熱伝導フィラーは、前記合成樹脂成型材よりも熱伝導率が高い材料である請求項８または９に記載の電磁接触器。
11. 前記熱伝導フィラーは、アルミナセラミックス、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、鉄、アルミニウム、銅の何れかを含んでいる請求項８乃至１０の何れか一項に記載の電磁接触器。
12. 前記絶縁筒体は、前記可動接触子および固定接触子が配置される消弧室と、前記電磁石ユニットとを隔離する隔壁を有する請求項１乃至１１の何れか一項に記載の電磁接触器。
13. 前記絶縁筒体の内壁面に金属熱伝導材が配置されている請求項１乃至１２の何れか一項に記載の電磁接触器。
14. 前記金属熱伝導材は、前記絶縁筒体にインサート成形されている請求項１３に記載の電磁接触器。
15. 前記金属熱伝導材は、前記絶縁筒体の内壁面にコーティングされている請求項１３に記載の電磁接触器。
16. 前記絶縁筒体の内壁面にセラミックスがコーティングされている請求項８乃至１２の何れか一項に記載の電磁接触器。