JP5600577B2 - 接点機構及びこれを使用した電磁接触器 - Google Patents
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Description
しかしながら、大電流を取り扱う電磁接触器では、大電流通電時に可動接触子が電磁反発力によって開極することを阻止する必要があり、上述した特許文献1に記載の従来例を適用することはできず、一般的には可動接触子の固定接触子に対する接触圧を確保する接触スプリングのばね力を大きくすることで対処している。
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、全体の構成を大型化することなく通電時に可動接触子を開極させる電磁反発力を抑制することができる接点機構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。
また、固定接触子の一対の導体部をL字状に形成することにより、第1の導電板部及び第2の導電板部の電流経路を利用して、可動接触子を固定接触子に接触させる方向のローレンツ力を発生させる。
この構成によると、固定接触子を構成する第1の導電板部が同一平面上に所定距離を保って配設され、これら第1の導電板部に対して可動接触子が接離可能に配設されているので、可動接触子を第1の導電板部に接触させた大電流通電時に可動接触子を流れる電流によって、アーマチュア及びヨーク間に電磁反発力に抗する吸引力を発生させることができる。
この構成によると、可動接触子を流れる大電流によって生じる磁界によってフランジ部の端面とアーマチュアの対向面との間に電磁反発力に抗する吸引力を発生させることができる。
この構成によると、電磁接触器の通電時に可動接触子及び固定接触子間を開極させる電磁反発力に抗する吸引力を発生させるとともに、これに加えてローレンツ力も発生させることができ、可動接触子を固定接触子に接触させる接触スプリングのバネ力を小さくすることができる。これに応じて、可動接触子を駆動する電磁石の推力も小さくすることができ、小型な電磁接触器を提供することができる。
また、上記効果を有する接点機構を電磁接触器に適用することにより、可動接触子を固定接触子に接触させる接触スプリングのバネ力を小さくすることができ、可動接触子を駆動する電磁石の推力も小さくすることができ、小型な電磁接触器を提供することができる。
図1において、1は例えば合成樹脂製の本体ケースである。この本体ケース1は、上部ケース1aと下部ケース1bの2分割構造を有する。上部ケース1aには、接点機構CMが内装されている。この接点機構CMは、上部ケース1aに固定配置された固定接触子2と、この固定接触子2に接離自在に配設された可動接触子3とを備えている。
固定鉄心5の中央脚部5aにはコイルホルダ7に巻装された単相交流が供給される電磁コイル8が固定されている。また、コイルホルダ7の上面と可動鉄心6の中央脚6aの付け根との間に可動鉄心6を固定鉄心5から離れる方向に付勢する復帰スプリング9が配設されている。
そして、可動鉄心6の上端に接触子ホルダ11が連結されている。この接触子ホルダ11にはその上端側に軸直角方向に形成された挿通孔11aに、可動接触子3が接触スプリング12によって固定接触子2に対して所定の接触圧を得るように下方に押圧されて保持されている。
そして、アーマチュア12の上面と挿通孔11aの上面との間に接触スプリング13が介挿され、この接触スプリング13によって可動接触子3が下方に押圧されている。
また、導電部2c及び2dの外側端部には外部接続端子14a及び14bが連結されている。そして、上部ケース1a内の導電部2c及び2d間の固定部15には、アーマチュア12と対向する磁性材料で構成されたヨーク16が固定されている。
今、操作用電磁石4の電磁コイル8が非通電状態である状態では、固定鉄心5及び可動鉄心6間に電磁吸引力が生じることはなく、図1に示すように、復帰スプリング9によって、可動鉄心6が固定鉄心5から上方に離れる方向に付勢され、この可動鉄心6の上端がストッパ17に当接することにより電流遮断位置に保持される。
この可動鉄心6が電流遮断位置にある状態では、可動接触子3が、図1に示すように、接触子ホルダ11の挿通孔11aの底部に接触スプリング13によって接触されている。この状態で、可動接触子3の導電板部3aの両端側に形成された可動接点部3b,3cが固定接触子2の導電部2c,2dに形成された固定接点部2a,2bから上方に離間しており、接点機構CMが開成状態となっている。
このとき、固定接触子2の固定接点部2a,2b及び可動接触子3の可動接点部3b、3c間に大電流によって可動接点部3b,3cを開極させる方向の電磁反発力が発生する。
この第2の実施形態では、アーマチュア及びヨークによる吸引力に加えて電磁反発力に抗するローレンツ力を作用させ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3に示すように、接点機構CMの固定接触子2がL字状に形成されているとともに、可動接触子3の中央部に下方に突出された突出部3dとされている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1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。
また、可動接触子3の突出部3dの上面にアーマチュア12が固定されているとともに、固定接触子2の第1の導電板部21c,21d間の固定部15に前述した第1の実施形態と同様の構成を有するヨーク16が配設されている。
この接点機構CMの開成状態から、操作用電磁石4に通電すると、固定鉄心4に可動鉄心6が復帰スプリング9に抗して吸引される。このため、可動接触子3が下降して、その可動接点部3b,3cが固定接点2の第1の導電板部21c,21dの固定接点部21a,21bに接触スプリング13による所定接触圧で接触し、接点機構CMが閉成状態となる。
これに加えて、固定接触子2は、図4(a)(b)に示すように、第1の導電板部21c,21d及び第2の導電板部21e,21fによってL字状導電部21g,21hが形成されているので、上述した電流路が形成されることにより、可動接触子3を流れる電流に対し、図4(a)に示す磁界を形成する。このため、フレミングの左手の法則により、可動接触子3の導電板部3aに可動接点部3b,3cを固定接点部21a,21b側に押し付ける開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を作用させることができる。
しかも、この場合、固定接触子2にL字状導電部21g,21hを形成するだけで良く、固定接触子2の加工を容易に行うことができるとともに、別途開極方向の電磁反発力に抗する電磁力又は機械力を発生する部材を必要としないので、部品点数が増加することはなく、全体の構成が大型化することを抑制することができる。
この第3の実施形態では、固定接点部及び可動接点部に対して開極方向の電磁反発力が発生し、さらに可動接点部に対しても開極方向にローレンツ力が発生する場合の開極方向の力を抑制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5に示すように、上部ケース1aの上面板部1cに例えば左右方向に所定距離を保って離間する固定接触子3の一対の導電部31a及び31bが互いに平行に上下方向に延長して配設されている。
そして、可動接触子3の左右方向の中央部における固定接触子2とは反対側の下面に磁性材料で構成されたアーマチュア12が固定され、上面板部1cの固定接触子2の導電部31a及び31b間に上面板部とその前後端部から下方に延長するフランジ部とで断面コ字状に形成され、磁性材料で構成されたヨーク16がアーマチュア12と対向して固定されている。ここで、アーマチュア12とヨーク16との左右方向の長さが前述した第1及び第2の実施形態に比較して長くなるように選定されている。
この第3の実施形態によると、操作用電磁石45のコイルに通電していない状態では、図5に示すように、可動プランジャ39が自重によってまたは図示しない復帰スプリングによって固定プランジャ38から下方に離間する方向に位置する。この状態では、可動接触子3が固定接触子2の導電板部31a及び31bから下方に離間しており、接点機構CMが開成状態になる。
このため、例えば導電部31aに入力される大電流が導電部31aから可動接触子3の可動接点部3b、導電板部3a及び可動接点部3cを通じて固定接触子2の導電部31bに入力され、この導電部31bから外部の負荷に至る電流路が形成され、接点機構CMが閉成状態となる。
さらに、固定接触子2の導電部31a及び31bと可動接触子3とは両者が接触してL字状部が形成されるが、前述した第2の実施形態とは異なり、可動接触子3の可動接点部3b,3cが固定接触子2の導電部31a,31bの下側に存在することにより、L字状部で発生する磁界によるローレンツ力は、可動接触子3を固定接触子2の導電部31a,31bから下方に離反する方向すなわち電磁反発力と同一方向に発生する。
しかしながら、この第3の実施形態では、可動接触子3を囲むアーマチュア12及びヨーク16の左右方向の長さが長く設定されておいるので、アーマチュア12及びヨーク16間のギャップを構成する面積が広くなり、可動接触子3の導電板部3aを通る大電流によってアーマチュア12及びヨーク16間に発生する吸引力を、可動接触子3を開極させる方向の電磁反発力及びローレンツ力の合力に釣り合うように大きくすることができる。
このため、可動接触子3を支持する接触スプリング13の押圧力を小さくすることができ、これに応じて操作用電磁石4で発生する推力も小さくすることができ、全体の構成を小型化することができる。
なお、上記実施形態においては、本発明の接点機構CM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、開閉器等の任意の機器に本発明の接点機構CMを適用することができる。
Claims (4)
- 通電路に介挿された所定距離を保って離間する一対の導電部を有する固定接触子と、前記一対の導電部に対して接離可能に配設した可動接触子とを備えた接点機構であって、
前記可動接触子に、磁性材料で構成されるアーマチュア及び磁性材料で構成されるヨークの一方を配設し、前記固定接触子の一対の導電部間に前記アーマチュア及び前記ヨークの他方を配設し、
前記固定接触子は、前記一対の導体部が第1の導電板部と第2の導電板部とを有するL字状に形成され、互いの第1の導電板部同士を同一平面内で所定距離を保って配設し、且つ互いの第2の導電板部を対向配置した構成を有し、
前記可動接触子は前記第2の導電板部が対向する領域内で前記第1の導電板部に対して接離可能に配設され、
前記固定接触子は、前記一対の導体部が前記可動接触子を接触させた通電時に、当該可動接触子を前記一対の導体部から離間させる電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する
ことを特徴とする接点機構。 - 前記第1の導電板部は、平板状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の接点機構。
- 前記アーマチュアは前記可動接触子の幅より広い幅の平板状に形成され、前記ヨークは平板状の底板部と、該底板部の前記アーマチュアの前記可動接触子から突出する板部に対向して当該アーマチュア側に突出するフランジ部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の接点機構。
- 前記請求項1乃至3の何れか1項に記載の接点機構を備え、前記可動接触子が操作用電磁石の可動鉄心に連結され、前記固定接触子が外部接続端子に接続されていることを特徴とする電磁接触器。
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