JP2021114451A - 電磁接触器 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1の電磁接触器は、固定接点を有する一対の固定接触子及び固定接点に接離可能な一対の可動接点を有する可動接触子を備えた接点機構と、可動接触子に駆動軸を介して連結された可動プランジャを有して接点機構を駆動する電磁石ユニットと、接点機構、駆動軸及び可動プランジャを収容する密封された収容室と、を備えている。
上述した特許文献1は、アークバリアの組付けで発生した摩耗粉が、絶縁ホルダーの底部に設けた貫通孔から電磁石ユニットに侵入し、摩耗粉が可動プランジャに付着するおそれがある。摩耗粉が可動プランジャに付着すると、開極状態の固定接点及び可動接点の接点間距離が基準寸法より短くなってしまうので、固定接点及び可動接点の間に発生するアークの遮断性能に悪影響を及ぼすおそれがある。また、可動プランジャと補助ヨークの接触面に摩耗紛が介在すると磁気回路が不安定となり、動作に悪影響を及ぼす恐れがある。さらに、可動プランジャとキャップのクリアランスに摩耗紛が侵入すると、可動プランジャの摺動動作が阻害される恐れがある。
また、以下に示す第1実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
図1に示すように、電磁接触器1は、接点機構4と、この接点機構4を駆動する電磁石ユニット5とを備えている。
接点機構4は接点収納ケース6に収納されている。接点収納ケース6は、金属製の角筒体7と、この角筒体7の上端を閉塞する例えばセラミックや合成樹脂材などの絶縁材料により形成した絶縁基板8とを備えている。
接点機構4は、絶縁基板8に導体部11,12を介して固定されている一対の固定接触子13,14(以下、第1固定接触子13、第2固定接触子14と称する)と、これら第1及び第2固定接触子13,14に設けた第1及び第2固定接点13a,14aと対向する第1及び第2可動接点15a,15bを有する可動接触子15とを備えている。
駆動軸23の長手方向の中央部には外方に突出する円形状の駆動軸フランジ部25が形成されており、可動接触子15の貫通孔24に駆動軸23を挿入することで、可動接触子15の中央下部が駆動軸フランジ部25に当接し、駆動軸23の上部から接触スプリング26を挿入する。そして、駆動軸23の上端に固定したスプリング受け27aとCリング27bとで接触スプリング26の上端を固定することで、接触スプリング26が可動接触子15に対して所定の付勢力を付与している。
スプール30は、固定プランジャ29を挿通する中央円筒部31と、この中央円筒部31の下端部から半径方向外方に突出する下フランジ部32と、中央円筒部31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33とで構成されている。そして、中央円筒部31、下フランジ部32及び上フランジ部33で構成される収納空間に励磁コイル34が巻装されている。
スプール30の中央円筒部31内に挿入された固定プランジャ29の上部には、有底筒状に形成されたキャップ35で覆われ、このキャップ35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35aが配置されている。このフランジ部35aは、上部磁気ヨーク21の下面にシール接合されている。これによって、キャップ35が上部磁気ヨーク21の貫通孔21aを介して連通される密封容器が形成される。
上部磁気ヨーク21の上面には、環状に形成された駆動用永久磁石37が可動プランジャ22の周鍔部22aを囲むように固定されている。この駆動用永久磁石37は上下方向すなわち厚み方向に例えば上端側をN極とし、下端側をS極とするように着磁されている。
駆動用永久磁石37の上端面に、駆動用永久磁石37と同一外形で可動プランジャ22の周鍔部22aの外径より小さい内径の貫通孔38を有する補助ヨーク39が固定されており、この補助ヨーク39の下面に、可動プランジャ22の周鍔部22aが接触する。密閉された接点収納ケース6には、アーク消弧用の様々なガスが封入されている。
第1固定接触子13は、可動接触子15の第1可動接点15a側に配置されており、可動接触子15の第1可動接点15aに下側から対向し、第1固定接点13aを上面に設けた第1導電板部13bと、可動接触子15から離れた第1導電板部13bの端部から折り曲げられて上方に延在している第2導電板部13cと、第2導電板部13cの上端から折り曲げられて可動接触子15の上方に延在している第3導電板部13dと、を備えている。
また、第1固定接触子13の第2導電板部13cの内側面及び第2固定接触子14の第2導電板部14cの内側面を覆うように、平面から見てC字状の磁性体板19a,19bが装着されている。これにより、第2導電板部13c、14cを流れる電流によって発生する磁場をシールドすることができる。
接点収納ケース6の内部には、有底筒形状の絶縁ホルダー18が配置されている。絶縁ホルダー18は、溶融したときに水素ガスが発生する絶縁性の合成樹脂によって形成されている。絶縁ホルダー18は、図4にも示すように、接点収納ケース6の角筒体7の内側に沿って延在する筒状絶縁壁18aと、筒状絶縁壁18aの下部に形成されて上部磁気ヨーク21、駆動用永久磁石36及び補助ヨーク39の上面を覆う絶縁底18bと、を備えている。絶縁底部18bには、駆動軸23及び駆動軸23の外周に装着されたバックスプリング36が遊挿される挿通孔18cが形成されている。
今、電磁石ユニット5の励磁コイル34が無励磁状態にあって、電磁石ユニット5で可動プランジャ22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22が復帰スプリング36によって、上部磁気ヨーク21から離れる上方向に付勢される。これと同時に、駆動用永久磁石37の磁力による吸引力が補助ヨーク39に作用し、可動プランジャ22の周鍔部22aが吸引される。このため、可動プランジャ22の周鍔部22aの上面が補助ヨーク39の下面に接触している。
この接点機構4が開極状態から、電磁石ユニット5の励磁コイル34に通電すると、この電磁石ユニット5で励磁力が発生し、可動プランジャ22を復帰スプリング36の付勢力及び駆動用永久磁石37の吸引力に抗して下方に押し下げる。この可動プランジャ22の下降が、周鍔部22aの下面が上部磁気ヨーク21の上面に当たることで停止する。
このため、電力供給源の大電流が、第1固定接触子13、可動接触子15、第2固定接触子14を通じて負荷装置に供給され閉極状態となる。
励磁コイル34への励磁を停止すると、電磁石ユニット5で可動プランジャ22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22が復帰スプリング36の付勢力によって上昇し、周鍔部22aが補助ヨーク39に近づくに従って駆動用永久磁石37の吸引力が増加する。
また、可動プランジャ22と補助ヨーク39の接触行為を阻害することがないため、安定した磁気回路を確保することができる。さらに、可動プランジャ22とキャップ35のクリアランスにも付着物が侵入しないため、安定した摺動動作を得ることができる。
第2実施形態が、第1実施形態の電磁接触器1と異なる構成は、絶縁ホルダー18の絶縁底18bの下面と補助ヨーク39の上面との間に、コイルスプリングからなる押し付け部材40が配置されている。このコイルスプリングからなる押し付け部材40は、絶縁底18bの下面と補助ヨーク39の上面との間にコイル長を短くした圧縮状態で配置されており、コイル長が長くなるように弾性復帰することで、絶縁ホルダー18の筒状絶縁体18aの開口頂部18dが鍔部16c,17cを押し付け、絶縁ホルダー18を絶縁基板8側に移動させる。これにより、当接部16b,17bが絶縁基板8に押し付けられて当接しアークバリア16,17が、絶縁ホルダー18とともに接点収納ケース6の内部に組付けられる。
これにより、本実施形態も、アークバリア16,17を組み付けた際の摩耗粉が発生せず、可動プランジャ22の周鍔部22aの上面に何も付着しないので、接点機構4の開極状態のときの可動接触子15の第1可動接点15a,第2可動接点15b及び第1固定接触子13の第1固定接点13a、第2固定接触子14の第2固定接点14aの接点間距離を、可動接点及び固定接点の間に発生するアークを十分に消弧可能な距離に設定することができる。
4 接点機構
5 電磁石ユニット
6 接点収納ケース
7 角筒体
7a 角筒体フランジ部
8 絶縁基板
9,10 貫通孔
11,12 導体部
13 第1固定接触子
13a,14a 第1及び第2固定接点
13b,14b 第1導電板部
13c,14c 第2導電板部
13d,14d 第3導電板部
14 第2固定接触子
15 可動接触子
15a,15b 第1及び第2可動接点
16,17 アークバリア
16a,17a,バリア部
16b,17b 当接部
16c,17c 鍔部
18 絶縁ホルダー
18a 筒状絶縁壁
18b 絶縁底
18c 挿通孔(ホルダー挿通孔)
18d 開口頂部
19a,19b 磁性体板
20,40 押し付け部材
21 上部磁気ヨーク
21a 貫通孔
22 可動プランジャ
22a 周鍔部
23 駆動軸
24 貫通孔
25 駆動軸フランジ部
26 接触スプリング
27a スプリング受け
27b Cリング
28 磁気ヨーク
29 固定プランジャ
30 スプール
31 中央円筒部
32 下フランジ部
33 上フランジ部
34 励磁コイル
35 キャップ
35a フランジ部
36 バックスプリング
37 駆動用永久磁石
38 貫通孔(ヨーク挿通孔)
39 補助ヨーク
Claims (8)
- 固定接点を有する一対の固定接触子及び前記固定接点に接離可能な一対の可動接点を有する可動接触子を備える接点機構と、
前記可動接触子に連結する駆動軸を有して前記一対の固定接触子に接離する接離方向に前記可動接触子を駆動する電磁石ユニットと、
一端開口を絶縁基板で閉塞したケースであり、前記接点機構及び前記駆動軸が収容されている接点収納ケースと、を備え、
前記接点収納ケースの内部に、前記絶縁基板に接触するアークバリアと、
前記アークバリアを前記絶縁基板に押し付ける押し付け部材と、を有することを特徴とする電磁接触器。 - 前記押し付け部材は弾性部材であることを特徴とする請求項1記載の電磁接触器。
- 前記接点収納ケースの内部に、前記絶縁基板側に開口部を設けた有底筒状の部材であり、底部に前記駆動軸が挿通するホルダー挿通孔が形成されて前記接点収納ケースの内壁を覆う絶縁ホルダーを有し、
前記押し付け部材は、前記絶縁ホルダーを介して前記アークバリアを前記絶縁基板側に押し付けることを特徴とする請求項1または2に記載の電磁接触器。 - 前記アークバリアは、前記絶縁ホルダーの前記開口部の縁部に当接する鍔部が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の電磁接触器。
- 前記絶縁ホルダーの底部の前記絶縁基板とは反対側に、板状の補助ヨークが配置され、
前記押し付け部材は、前記絶縁ホルダーの底部及び前記補助ヨークの間にあって、前記駆動軸の外周に配置されていることを特徴とする請求項3または4に記載の電磁接触器。 - 前記一対の固定接触子は、前記固定接点を設けた第1導電板部と、前記第1導電板部の端部から前記接離方向に延在する第2導電板部と、前記第2導電板部の端部から延在する第3導電板部と、を備えた側面から見てC字形状を有し、
前記アークバリアは、前記一対の固定接触子の前記第2導電板部及び前記第3導電板部の内面を覆うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電磁接触器。 - 前記押し付け部材はゴムであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の電磁接触器。
- 前記押し付け部材はコイルスプリングであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の電磁接触器。
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