JP5884034B2 - 接点装置 - Google Patents

Description

本発明は、接点装置に関するものである。

従来、図１５に示すプランジャ型の接点装置Ｂ１があり（例えば、特許文献１参照）、電磁コイル１０１への通電により固定鉄心１０２ａを磁化してプランジャ１０２ｂを吸引するソレノイド１０２を有する。さらに、外部の電気回路に接続される一対の固定接点１０３を有しており、ソレノイド１０２に駆動されて一対の固定接点１０３間を断続する可動接点１０４が、一対の固定接点１０３に対し反プランジャ側に所定のギャップを有して配置されている。可動接点１０４は、接点圧スプリング１０５によって、固定接点に向けて付勢されている。また、ダイヤフラム１０６によって、固定接点１０３および可動接点１０４が配置される空間１０７ａとソレノイド１０２が配置される空間１０７ｂとを分離している。さらに、ダイヤフラム１０６の中央部には、ブッシュ１０８が挿通してダイヤフラム１０６に固定されており、ブッシュ１０８は、プランジャ１０２ｂと可動接点１０４との間に配置される。

そして、ブッシュ１０８は、プランジャ１０２ｂが固定鉄心１０２ａに吸引されて移動する際に、可動接点１０４が移動して一対の固定接点１０３に当接するまでの間、接点圧スプリング１０５の反力を受けて可動接点１０４と一体に移動する。プランジャ１０２ｂは、可動接点１０４が固定接点１０３に当接した後、固定鉄心１０２ａに衝突するまでの間、ブッシュ１０８と離れて単独で移動する。

また、互いに大きさが異なる双方向の電流の通電、遮断を切り替えるために、図１６に示すプランジャ型の接点装置Ｂ２も提案されている（例えば、特許文献２参照）。接点装置Ｂ２は、通電により磁力を発生するコイル２０１と、この磁力によって開閉する一対の接点部２０２と、一対の接点部２０２の外側にそれぞれ隣接配置され、接点部２０２に生じるアークを引き伸ばして消弧するための消弧用磁石体２１０とを有する。

一対の接点部２０２は、一対の固定ホルダ２０２ａと可動ホルダ２０２ｂとを有している。固定ホルダ２０２ａは、一対の固定接点２０２ｃをそれぞれ保持する導体からなる。可動ホルダ２０２ｂは、コイル２０１が発生する磁力によって固定ホルダ２０２ａに対して進退する導体からなり、一対の固定接点２０２ｃに対向配置される一対の可動接点２０２ｄが形成されている。

また、接点間に発生するアークを短時間で消弧させるために消弧用磁石体２１０を設けており、接点間に発生するアークは、消弧用磁石体２１０によって引き伸ばされる。

そして、コイル２０１への通電時に発生する磁束によって、可動コア２０３は、固定コア２０４に近付く方向に吸引され、可動コア２０３に一体に取り付けられたシャフト２０５および絶縁碍子２０６は、可動コア２０３とともに移動する。可動ホルダ２０２ｂは、ホルダ付勢手段２０５によって、可動コア２０３に付随して固定ホルダ２０２ａ側へと移動し、一対の可動接点２０２ｄと一対の固定接点２０２ｃとが接触する。

可動接点２０２ｄと固定接点２０２ｃとが当接した後も、可動コア２０３はそのまま固定コア２０４側へと吸引されるため、このときに可動ホルダ２０２ｂと可動コア２０３とが分離する。その後、可動コア２０３は、シャフト２０５の下端部が固定コア２０４内に設けられた底部２０７と接触する位置まで移動し、その位置で停止する。このとき、可動ホルダ２０２ｂはホルダ付勢手段２０５によって固定ホルダ２０２ａ側へ押圧され、可動接点２０２ｄと固定接点２０２ｃとは当接した状態を保ち、接点間の導通状態が形成される。

特開２００７−１０９４７０号公報 特開２０１０−２６７４７０号公報

上記従来の接点装置は、固定接点に接続された外部回路に回路短絡等の不具合が発生した場合、固定接点−可動接点間に短絡電流が流れる。そして、この短絡電流による電磁反発力によって、可動接点が固定接点から開離して接点間の接圧が低下し、固定接点−可動接点間にアークが発生し、発熱や接点間が溶着する虞があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動接点が固定接点に当接した後も、可動鉄心が固定鉄心に当接する方向に移動する構成を備えながら、接点反発力を打ち消すことができ、接点間における接圧の低下を抑制することができる接点装置を提供することにある。

本発明の接点装置は、可動鉄心を固定鉄心に当接する方向に移動させることによって一対の可動接点が一対の固定接点に当接した後、前記可動鉄心は前記固定鉄心に当接する方向にさらに移動する接点装置であって、前記一対の可動接点を一面に有した可動接触子と、前記可動接触子の前記一面に一端面が対向して前記可動鉄心の移動に伴って軸方向に移動する可動軸と、前記可動接触子の前記一面側および他面側のそれぞれに配置された複数の第１のヨークとを備え、前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークと前記可動接触子の前記他面側に配置された前記第１のヨークとは、前記軸方向において対向し、前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークは、前記一対の固定接点間において、前記固定接点が形成された第１部材、または前記第１部材が収納される第２部材に固定されることを特徴とする。

この発明において、前記可動接触子は、前記固定接点に対して一方側に位置して、前記可動接点は、前記固定接点に接離し、前記可動軸は、他端側が前記固定接点に対して他方側に延設され、前記可動軸に対して前記他方側に配置される前記可動鉄心、および前記可動鉄心に対して前記他方側に配置される前記固定鉄心を具備して、前記固定鉄心と前記可動鉄心との間に磁気吸引力を発生させて前記可動鉄心を前記固定鉄心に当接する方向に移動させることで、前記可動軸の一端面が前記可動接触子から離れる方向に前記可動軸を移動させる電磁石装置と、前記可動接点が前記固定接点に当接する方向に前記可動接触子を付勢する接圧ばねとを備えることが好ましい。

この発明において、前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークは、前記第１部材に設けられることが好ましい。

この発明において、前記可動接触子の前記他面側に配置された前記第１のヨークは、前記可動接触子に設けられることが好ましい。

この発明において、前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークを複数備えることが好ましい。

この発明において、前記可動接触子の前記一面側に配置された２つの前記第１のヨークは、前記一対の固定接点の略並設方向に配置されることが好ましい。

この発明において、２つの前記第１のヨークは、前記可動軸を挟んで配置されることが好ましい。

この発明において、前記固定接点は、前記可動接触子の移動方向と同一方向に延設された部分を有する導通板に接続されることが好ましい。

この発明において、前記固定接点は、前記可動接触子の移動方向に直交する方向に延設された導通板に接続することが好ましい。

この発明において、前記第１部材は、前記可動接触子の移動方向に直交する方向に形成され、前記第１部材の端部から略Ｌ字状の導通板が延設されることが好ましい。

この発明において、複数の前記固定接点を並設し、前記固定接点の略並設方向の両端の各々に位置する一対の前記固定接点を結ぶ線分の両端のそれぞれから、前記線分と同一方向に延長した各延長線上に配置した一対の永久磁石を備えることが好ましい。
この発明において、前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークと前記一対の固定接点と前記一対の永久磁石とは、前記固定接点の略並設方向において、前記一対の永久磁石のうち一方の永久磁石、前記一対の固定接点のうち一方の固定接点、前記第１のヨーク、前記一対の固定接点のうち他方の固定接点、前記一対の永久磁石のうち他方の永久磁石の順で配置されることが好ましい。
この発明において、前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークと前記一対の固定接点と前記一対の永久磁石とは、前記可動軸を通る前記固定接点の略並設方向に沿った断面において、前記一対の永久磁石のうち一方の永久磁石、前記一対の固定接点のうち一方の固定接点、前記第１のヨーク、前記可動軸、前記第１のヨーク、前記一対の固定接点のうち他方の固定接点、前記一対の永久磁石のうち他方の永久磁石の順で配置されることが好ましい。
この発明において、複数の前記固定接点を並設し、前記固定接点を挟んで対向する一対の永久磁石が、前記並設方向に沿って配置されることが好ましい。
この発明において、前記一対の永久磁石は、互いに同極が対向することが好ましい。
この発明において、前記一対の永久磁石は、互いに異極が対向することが好ましい。
この発明において、前記一対の永久磁石を磁気的に結合する第２のヨークを備えることが好ましい。
この発明において、前記一対の固定接点は、直流電路に接続されることが好ましい。

以上説明したように、本発明では、可動接点が固定接点に当接した後も、可動鉄心が固定鉄心に当接する方向に移動する構成を備えながら、接点反発力を打ち消すことができ、接点間における接圧の低下を抑制することができるという効果がある。

実施形態１の接点装置の構成を示す断面図である。 同上の接点部近傍の概略構成を示す前面図である。 同上の接点部近傍の別の概略構成を示す前面図である。 同上の接点部近傍の別の概略構成を示す前面図である。 （ａ）（ｂ）実施形態２の接点部近傍の概略構成を示す前面図である。 同上の接点部近傍の別の概略構成を示す前面図である。 実施形態３の接点部近傍の概略構成を示す前面図である。 実施形態４の接点装置の構成を示す断面図である。 同上の接点部近傍の概略構成を示す上面図である。 同上の接点部近傍の概略構成を示す前面図である。 同上の接点部近傍の概略構成を示す上面図である。 実施形態５の接点部近傍の概略構成を示す上面図である。 実施形態６の接点部近傍の概略構成を示す上面図である。 実施形態７の接点部近傍の概略構成を示す上面図である。 従来の接点装置の構成を示す断面図である。 従来の別の接点装置の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の接点装置Ａ１の構成を示す。なお、以下の説明では、図１において上下左右前後方向を規定している。

接点装置Ａ１は、上面に開口を有する函状のケース２の上部に、下面に開口を有する函状の接点カバー１が覆設されることで、外郭を構成している。

接点カバー１には、固定接点３ａを上面に設けた一対の固定ホルダ３が収納されており、一対の固定ホルダ３が左右方向に並んで配置されることで、一対の固定接点３ａも左右方向に並設されている。一対の固定ホルダ３は、上下方向に延設された一対の導通板１２にそれぞれ接続し、各導通板１２を介して接点カバー１の上面に取り付けられる一対の端子４に接続しており、一対の端子４が外部回路（図示無し）に接続される。すなわち、固定接点３ａは、固定ホルダ３の前端近傍（先端近傍）に設けられている。

さらに、一対の固定接点３ａに対向する可動接点５ａを下面に設けた可動接触子５が、固定ホルダ３の上面に対向配置されている。そして、接点カバー１の底面には円環状の凹部１ａが形成されており、接圧ばね６が凹部１ａ内に嵌め込まれ、接圧ばね６の下端は、可動接触子５の上面に当接している。

可動接触子５の下面略中央（一対の可動接点５ａ間）には、例えば軟鉄等の磁性体からなる平板状のヨーク１１Ａ（第１のヨーク）を一体に設けており、ヨーク１１Ａの下面には、円柱状の可動軸７の上端面が対向している。可動軸７は、一対の固定ホルダ３間を下方に延設されて、可動軸７の下端側には、電磁石装置８が配置されている。

さらに、接点カバー１の開口端にはダイヤフラム９が配置され、ダイヤフラム９によって、接点カバー１内の接点空間１０ａとケース２内の電磁石空間１０ｂとが分離されている。接点空間１０ａ内には、固定ホルダ３、可動接触子５、接圧ばね６、導通板１２が収納され、電磁石空間１０ｂ内には、電磁石装置８が収納される。

ダイヤフラム９は、径方向の中央部に挿通孔９ａを有する円板形状に設けられて、外周部が接点カバー１の内周面に密着して固定され、且つ挿通孔９ａに可動軸７が挿通され、挿通孔９ａの内周部に可動軸７が固定されている。このダイヤフラム９は、接点空間１０ａと電磁石空間１０ｂとを分離することにより、接点空間１０ａ側の摩耗粉が電磁石空間１０ｂへ侵入することを防止するとともに、電磁石空間１０ｂ側の異物が接点空間１０ａ側へ侵入することを防止する働きを有する。

電磁石装置８は、コイルボビン８ａと、コイル８ｂと、固定鉄心８ｃと、可動鉄心８ｄと、復帰ばね８ｅとで構成される。

コイルボビン８ａは、絶縁部材で円筒状に形成されて、その外周にはコイル８ｂが巻回されている。コイルボビン８ａの筒内には、固定鉄心８ｃ、可動鉄心８ｄ、復帰ばね８ｅが収納され、固定鉄心８ｃの上方に可動鉄心８ｄが対向配置される。固定鉄心８ｃの上面には、円柱状の凸部８ｆが形成され、可動鉄心８ｄの下面には、円柱状の凸部８ｇが形成され、復帰ばね８ｅの両端は、凸部８ｆ，８ｇに嵌め込まれる。さらに、電磁石装置８を収納したケース２は、磁性体で形成されて、磁気回路を形成するヨークとしての機能も有しており、ケース２の底面には、固定鉄心８ｃの下面が当接して配置されている。また、可動鉄心８ｄには、上面の略中央に断面円形の凹部８ｈが形成され、この凹部８ｈに可動軸７の下端が摺動可能に挿入されている。

次に、接点装置Ａ１の動作について説明する。

まず、コイル８ｂが通電されていない場合、復帰ばね８ｅの付勢力によって、可動鉄心８ｄは、接圧ばね６の付勢力に抗って上方に移動しており、可動軸７を介して可動接触子５を上方に移動させている。このとき、可動接触子５の上面は、凹部１ａの内周側に形成された円柱状の凸部１ｂに当接しており、可動接点５ａは、固定接点３ａから離間している。

次に、接点カバー１の外部に取り出された図示しないターミナルを介してコイル８ｂが通電されると、固定鉄心８ｃが磁化されて電磁石を形成して、固定鉄心８ｃと可動鉄心８ｄとの間に磁気吸引力が働く。而して、可動鉄心８ｄは、復帰ばね８ｅの付勢力に抗して、固定鉄心８ｃに当接する方向（下方向）に移動する。可動鉄心８ｄが下方向へ移動すると、可動軸７を介して可動接触子５を凸部１ｂに押し付けていた力が解放されるため、接圧ばね６の付勢力によって、可動接触子５が下方向へ移動し、可動接点５ａが固定接点３ａに当接する。可動接点５ａが固定接点３ａに当接した後、さらに可動鉄心８ｄが単独で下方向へ移動して、可動鉄心８ｄの下面が固定鉄心８ｃの上面に当接して停止する。このとき、可動接点５ａは、接圧ばね６の付勢力によって固定接点３ａに押圧されている。

次に、コイル８ｂの通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、復帰ばね８ｅの付勢力によって、可動鉄心８ｄは、固定鉄心８ｃから離れる方向（上方向）に移動する。そして、可動鉄心８ｄが可動軸７の下面に衝突した後、可動鉄心８ｄおよび可動軸７がともに上方向に移動するので、可動接触子５も可動軸７とともに、接圧ばね６の付勢力に抗して上方向に移動し、可動接点５ａは、固定接点３ａから離間する。可動接触子５は、固定ホルダ３から離れた後、可動軸７に押されて、さらに上方向に移動し、凸部１ｂの下端面に当接して停止する。

そして、このような接点装置Ａ１では、コイル８ｂが通電されて、可動接点５ａが固定接点３ａに当接した状態で、固定接点３ａから外部に引き出された端子４間で回路短絡等の不具合が発生した場合、固定接点３ａ−可動接点５ａ間に短絡電流が流れる。この短絡電流による電磁反発力によって、可動接点５ａが固定接点３ａから開離して接点間の接圧が低下し、固定接点３ａ−可動接点５ａ間にアークが発生し、発熱や接点間が溶着する虞がある。

そこで、本実施形態では、可動接触子５の下面略中央に、磁性体からなる平板状のヨーク１１Ａを一体に設けている。したがって、図２に示すように、可動接点５ａ−固定接点３ａ間が導通した状態では、可動接触子５の下面に設けたヨーク１１Ａの影響を受けて、可動接触子５の周囲に発生する磁界のバランスが崩れる。

具体的に説明すると、図２において、接点間の電流Ｉ１が左から右へ流れている場合、可動接触子５の周囲に発生する磁束のうち、前から後に向かう磁束Φ１１は、ヨーク１１Ａに集中し、可動接触子５内を通過する磁束Φ１１は減少する。一方、可動接触子５の周囲に発生する磁束のうち、後から前に向かう磁束Φ１２は、全体的に下方へ偏倚し、可動接触子５内を通過する磁束Φ１２は増加する。

したがって、可動接触子５内を後から前に向かう磁束Φ１２によって可動接触子５に作用する下向きの電磁力は、可動接触子５内を前から後に向かう磁束Φ１１によって可動接触子５に作用する上向きの電磁力に比べて大きくなる。而して、可動接触子５には下向きの電磁力（吸引力）が働く。この下向きの電磁力は、可動接触子５に発生する接点反発力（上向きの力）とは、１８０度反対方向の力であるため、接点反発力を最も効率よく打ち消す方向に働く力となっている。

このように、本実施形態の接点装置Ａ１では、固定接点３ａ−可動接点５ａ間に短絡電流が流れた場合、上記電磁力によって接点反発力を効率よく打ち消すことができ、接点間における接圧の低下を抑制することができる。すなわち、可動接点５ａ−固定接点３ａ間におけるアークの発生や、発熱および接点間の溶着を抑制することができる。

また、可動接触子５の周囲に発生する磁界のバランスを崩すために、図３に示すヨーク１１Ｂ（第１のヨーク）、または図４に示すヨーク１１Ｃ（第１のヨーク）を用いてもよい。ヨーク１１Ｂは、平板状に形成され、一対の固定ホルダ３の互いに対向する端面に一体に設けられている。ヨーク１１Ｃは、平板状に形成され、可動軸７の上端面に一体に設けられている。そして、前から後に向かう磁束Φ１１は、ヨーク１１Ｂまたはヨーク１１Ｃに集中し、可動接触子５内を通過する磁束Φ１１は減少する。一方、後から前に向かう磁束Φ１２は、全体的に下方へ偏倚し、可動接触子５内を通過する磁束Φ１２は増加する。したがって、ヨーク１１Ａを用いた場合と同様に、磁束Φ１２によって可動接触子５に作用する下向きの電磁力は、磁束Φ１１によって可動接触子５に作用する上向きの電磁力に比べて大きくなり、同様の効果を奏し得る。また、本発明の第１のヨークは、接点カバー１に設けてもよく、この場合も上記同様の効果を奏し得る。

（実施形態２）
図５（ａ）（ｂ）は、本実施形態における接点装置Ａ１のヨーク構造を示し、他の構成は実施形態１と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、本実施形態では、固定ホルダ３にヨーク２１を設け、可動接触子５にヨーク２２を設けている。なお、ヨーク２１，２２は、本発明の第１のヨークに相当する。

ヨーク２１は、断面がコの字状に形成されて、固定ホルダ３の下面に設けられ、ヨーク２２は、断面がコの字状に形成されて、可動接触子５の上面に設けられる。そして、ヨーク２１，２２は、固定接点３ａおよび可動接点５ａを挟んで上下方向に対向している。

したがって、図５（ａ）（ｂ）に示すように、固定接点３ａ−可動接点５ａ間が導通した状態では、可動接触子５に電流Ｉ２が流れることで可動接触子５の周囲に磁場が形成され、ヨーク２１，２２を通る磁束Φ２が発生する。而して、ヨーク２１−ヨーク２２間に上下方向の磁気吸引力が発生し、ヨーク２２がヨーク２１に引き寄せられるので、固定接点３ａ−可動接点５ａ間にも互いに押し付け合う力が発生する。この上下方向の磁気吸引力は、可動接触子５に発生する接点反発力とは、１８０度反対方向の力であるため、接点反発力を最も効率よく打ち消す方向に働く力となっている。

このように、本実施形態の接点装置Ａ１では、固定接点３ａ−可動接点５ａ間に短絡電流が流れた場合、上記磁気吸引力によって接点反発力を効率よく打ち消すことができ、接点間における接圧の低下を抑制することができる。すなわち、可動接点５ａ−固定接点３ａ間におけるアークの発生や、発熱および接点間の溶着を抑制することができる。

また、固定ホルダ３と端子４との間を接続する導通板は、図６に示すように、各固定ホルダ３の外側端部から上方に延設された略Ｌ字状の導通板１２Ａを用いてもよい。

（実施形態３）
図７（ａ）（ｂ）は、本実施形態における接点装置Ａ１のヨーク構造を示し、他の構成は実施形態１と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、本実施形態では、固定ホルダ３と端子４との間を接続する導通板は、矩形板状に形成された導通板１２Ｂであり、各固定ホルダ３の後端から後方に延設されている。

そして、固定ホルダ３にヨーク３１を設け、可動接触子５にヨーク３２を設けている。ヨーク３１は、平板状に形成され、一対の固定ホルダ３の互いに対向する端面に一体に設けられている。ヨーク３２は、断面がコの字状に形成され、ヨーク３１に対向する可動接触子５の上面に設けられる。なお、ヨーク３１，３２は、本発明の第１のヨークに相当する。

したがって、図７（ａ）（ｂ）に示すように、固定接点３ａ−可動接点５ａ間が導通した状態では、可動接触子５に電流Ｉ３が流れることで可動接触子５の周囲に磁場が形成され、ヨーク３１，３２を通る磁束Φ３が発生する。而して、ヨーク３１−ヨーク３２間に上下方向の磁気吸引力が発生し、ヨーク３２がヨーク３１に引き寄せられるので、固定接点３ａ−可動接点５ａ間にも互いに押し付け合う力が発生する。この上下方向の磁気吸引力は、可動接触子５に発生する接点反発力とは、１８０度反対方向の力であるため、接点反発力を最も効率よく打ち消す方向に働く力となっている。

このように、本実施形態の接点装置Ａ１では、固定接点３ａ−可動接点５ａ間に短絡電流が流れた場合、上記磁気吸引力によって接点反発力を効率よく打ち消すことができ、接点間における接圧の低下を抑制することができる。すなわち、固定接点３ａ−可動接点５ａ間におけるアークの発生や、発熱および接点間の溶着を抑制することができる。

（実施形態４）
図８、図９は、本実施形態の接点装置Ａ２の構成を示す。なお、以下の説明では、図８において上下左右前後方向を規定している。

接点装置Ａ２は、直方体の函状のケース５１が外郭を構成している。ケース５１内には、上下を分離する仕切壁５２が形成され、上方の接点空間６０ａと下方の電磁石空間６０ｂとが分離されている。

接点空間６０ａには、固定ホルダ５３、可動接触子５５、接圧ばね５６を収納している。

固定ホルダ５３は、一対の固定接点５３ａを上面に設けており、一対の固定ホルダ５３が左右方向に並んで配置されることで、一対の固定接点５３ａも左右方向に並設されている。一対の固定ホルダ５３は、後方向に導通板５３ｂがそれぞれ延設されており、各導通板５３ｂは、ケース５１の後面を挿通して外部に突出し、外部回路（図示無し）に接続される。すなわち、導通板５３ｂは、可動接触子５５の移動方向に直交する方向に延設されている。なお、可動接触子５５の移動方向に直交する方向とは、可動接触子５５の移動方向にほぼ直交する方向も含む。

さらに、一対の固定接点５３ａに対向する可動接点５５ａを下面に設けた可動接触子５５が、固定ホルダ５３の上面に対向配置されている。そして、ケース５１の上底面には円環状の凹部５１ａが形成されており、接圧ばね５６が凹部５１ａ内に嵌め込まれ、接圧ばね５６の下端は、可動接触子５５の上面に当接している。

さらに、可動接触子５５の下面略中央（一対の可動接点５５ａ間）には、例えば軟鉄等の磁性体からなる平板状のヨーク６１Ａ（第１のヨーク）を一体に設けている。

そして、ヨーク６１Ａの下面には、棒状の可動軸５７が配置されており、可動軸５７は、一対の固定ホルダ５３間を下方に延設され、軸本体５７ａの上端に、軸本体５７ａより大径の当接部５７ｂを設けて構成される。可動軸５７は、仕切壁５２の略中央に設けた挿通孔５２ａを挿通し、当接部５７ｂの上面はヨーク６１Ａの下面に対向し、軸本体５７ａの下端側には電磁石装置５８が配置されている。

仕切壁５２は、接点空間６０ａと電磁石空間６０ｂとを分離することにより、接点空間６０ａ側の摩耗粉が電磁石空間６０ｂへ侵入することを防止するとともに、電磁石空間６０ｂ側の異物が接点空間６０ａ側へ侵入することを防止する働きを有する。

電磁石装置５８は、コイルボビン５８ａと、コイル５８ｂと、固定鉄心５８ｃと、可動鉄心５８ｄと、復帰ばね５８ｅと、継鉄５８ｆとで構成される。

コイルボビン５８ａは、絶縁部材で円筒状に形成されて、その外周にはコイル５８ｂが巻回されている。コイルボビン５８ａの筒内には、固定鉄心５８ｃ、可動鉄心５８ｄ、復帰ばね５８ｅが収納され、固定鉄心５８ｃの上方に可動鉄心５８ｄが対向配置される。可動鉄心５８ｄには、可動軸５７の軸本体５７ａが挿通して固定されており、可動軸５７と可動鉄心５８ｄとは一体に移動する。固定鉄心５８ｃの上面には、円柱状の凹部５８ｇが形成され、可動鉄心５８ｄの下面には、円柱状の凹部５８ｈが形成され、復帰ばね５８ｅの両端は、凹部５８ｇ，５８ｈに嵌め込まれる。さらに、コイルボビン５８ａの外面は、磁性体からなる継鉄５８ｆで囲まれ、固定鉄心５８ｃの下面は継鉄５８ｆ当接して配置されている。

次に、接点装置Ａ２の動作について説明する。

まず、コイル５８ｂが通電されていない場合、復帰ばね５８ｅの付勢力によって、可動鉄心５８ｄは、接圧ばね５６の付勢力に抗って上方に移動しており、可動軸５７を介して可動接触子５５を上方に移動させている。このとき、可動接点５５ａは、固定接点５３ａから離間している。

次に、ケース５１の外部に取り出された図示しないターミナルを介してコイル５８ｂが通電されると、固定鉄心５８ｃが磁化されて電磁石を形成して、固定鉄心５８ｃと可動鉄心５８ｄとの間に磁気吸引力が働く。而して、可動鉄心５８ｄは、復帰ばね５８ｅの付勢力に抗して、固定鉄心５８ｃに当接する方向（下方向）に移動する。可動鉄心５８ｄが下方向へ移動すると、可動軸５７を介して可動接触子５５を上方に押し付けていた力が解放されるため、接圧ばね５６の付勢力によって、可動接触子５５が下方向へ移動し、可動接点５５ａが固定接点５３ａに当接する。可動接点５５ａが固定接点５３ａに当接した後、可動軸５７および可動鉄心５８ｄは、可動接触子５５から離れてさらに下方向へ移動して、軸本体５７ａの下端が固定鉄心５８ｃの凹部５８ｇの底部に接触する位置まで移動し、その位置で停止する。このとき、可動接点５５ａは、接圧ばね５６の付勢力によって固定接点５３ａに押圧されている。

次に、コイル５８ｂの通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、復帰ばね５８ｅの付勢力によって、可動鉄心５８ｄは、固定鉄心５８ｃから離れる方向（上方向）に移動する。そして、可動鉄心５８ｄおよび可動軸５７がともに上方向に移動するので、可動軸５７の当接部５７ｂが可動接触子５５の下面に当接した後、可動接触子５５は、接圧ばね５６の付勢力に抗して上方向に移動し、可動接点５５ａは、固定接点５３ａから離間する。可動接触子５５は、固定ホルダ５３から離れた後、可動軸５７に押されて、さらに上方向に移動し、停止する。

そして、このような接点装置Ａ２では、コイル５８ｂが通電されて、可動接点５５ａが固定接点５３ａに当接した状態で、固定接点５３ａから外部に引き出された導通板５３ｂ間で回路短絡等の不具合が発生した場合、固定接点５３ａ−可動接点５５ａ間に短絡電流が流れる。この短絡電流による電磁反発力によって、可動接点５５ａが固定接点５３ａから開離して接点間の接圧が低下し、固定接点５３ａ−可動接点５５ａ間にアークが発生し、発熱や接点間が溶着する虞がある。

そこで、本実施形態では、可動接触子５５の下面略中央に、磁性体からなる平板状のヨーク６１Ａを一体に設けている。したがって、固定接点５３ａ−可動接点５５ａ間が導通した状態では、可動接触子５５の下面に設けたヨーク６１Ａの影響を受けて、可動接触子５５の周囲に発生する磁界のバランスが崩れる。すなわち、可動接触子５５に作用する下向きの電磁力は、可動接触子５５に作用する上向きの電磁力に比べて大きくなり、実施形態１と同様の効果を奏し得る。

このように、本実施形態の接点装置Ａ２では、固定接点５３ａ−可動接点５５ａ間に短絡電流が流れた場合、上記電磁力によって接点反発力を効率よく打ち消すことができ、接点間における接圧の低下を抑制することができる。すなわち、固定接点５３ａ−可動接点５５ａ間におけるアークの発生や、発熱および接点間の溶着を抑制することができる。

さらに、本実施形態の接点装置Ａ２は、左右方向に並設された一対の固定接点５３ａに対して、一対の固定接点５３ａを左右方向から挟み込む一対の永久磁石６２Ａを、ケース５１に埋設している（図１０、図１１参照）。この永久磁石６２Ａは、固定接点５３ａ−可動接点５５ａ間が開極するときに、固定接点５３ａ−可動接点５５ａ間に発生するアークを短時間で消弧させるために設けられている。

永久磁石６２Ａは、矩形板状に形成されており、図１１に示すように、一対の固定接点５３ａを結ぶ左右方向の線分Ｌ１の両端のそれぞれから、左右方向に延長した各延長線Ｌ２，Ｌ３上に配置される。この永久磁石６２Ａは、厚み方向に着磁されており、長手方向が前後方向に沿うように配置され、厚み方向が左右方向に沿うように配置されており、同一極が互いに対向している。また、永久磁石６２Ａの前後方向の中心は、固定接点５３ａの前後方向の中心より、固定ホルダ５３の前端（固定ホルダ５３の先端）５３ｃ側に位置している。

そして、開極時に接点間に発生するアークは、永久磁石６２Ａが発生する磁界によって引き伸ばされ、短時間での消弧が可能となる。

例えば、接点装置Ａ２が、互いに大きさが異なる双方向の電流の通電、遮断を切り替える場合、図１０，図１１において、大電流が可動接触子５５を左から右へ流れ、小電流が可動接触子５５を右から左へ流れるものとする。そして、一対の永久磁石６２ＡのＳ極同士を対向させた場合、可動接触子５５を左から右へ流れる大電流の遮断時に発生するアークは、固定ホルダ５３の前端５３ｃ（固定ホルダ５３の先端）側に向かう方向（前方向）に引き伸ばされる。また、可動接触子５５を右から左へ流れる小電流の遮断時に発生するアークは、導通板５３ｂの後端５３ｄ側に向かう方向（後方向）に引き伸ばされる。

したがって、大電流の遮断時に発生するアークの端部の移動量は、最大で固定ホルダ５３の前端５３ｃまでであり、アークが充分に引き伸ばされて、消弧することが可能となる。

一方、小電流の遮断時に発生するアークの端部の移動量は、最大で導通板５３ｂの後端５３ｄまでであり、アークの端部の移動量は大きくなり、アークを大きく引き伸ばすことは困難である。しかし、小電流の遮断時に発生するアークは、消弧が比較的容易であるため、その引き伸ばし量が少なくても消弧し得る。

なお、一対の永久磁石６２ＡのＮ極同士を対向させた場合、アークが引き伸ばされる方向は、上記方向と逆になる。

そして、本実施形態では、永久磁石６２Ａの前後方向の中心が、固定接点５３ａの中心より前方向に位置している。このような構成は、互いに大きさが異なる双方向の電流の通電、遮断を切り替える接点装置において、大電流遮断時に発生するアークを前方向に引き伸ばす場合に効果的である。具体的には、大電流を遮断する際に発生するアークを、前方向に効果的に引き伸ばすことができ、さらには永久磁石６２Ａの小型化を図ることができる。
また、一対の永久磁石６２Ａを、異極が互いに対向するように配置した場合も、開極時に接点間に発生するアークは、永久磁石６２Ａが発生させる磁界によって引き伸ばされ、短時間での消弧が可能となる。

例えば、図１０，図１１において、左の永久磁石６２ＡのＮ極と右の永久磁石６２ＡのＳ極とを互いに対向させ、電流が可動接触子５５を左から右へ流れる場合、以下のようになる。まず、左の接点間に発生するアークは、導通板５３ｂの後端５３ｄに向かう方向（後方向）に引き伸ばされ、右の接点間に発生するアークは、固定ホルダ５３の前端５３ｃに向かう方向（前方向）に引き伸ばされる。また、電流が可動接触子５５を右から左へ流れる場合、左の接点間に発生するアークは、固定ホルダ５３の前端５３ｃに向かう方向（前方向）に引き伸ばされ、右の接点間に発生するアークは、導通板５３ｂの後端５３ｄに向かう方向（後方向）に引き伸ばされる。なお、一対の永久磁石６２Ａの対向極を入れ替えた場合、アークが引き伸ばされる方向は、上記方向と逆になる。

（実施形態５）
図１２は、本実施形態における接点装置Ａ２の消弧構造を示し、他の構成は実施形態４と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、本実施形態では、一対の固定接点５３ａを前後方向から挟み込む一対の永久磁石６２Ｂを備えており、一対の永久磁石６２Ｂは、左右方向を長手方向とする長尺平板状に形成されている。すなわち、一対の固定接点５３ａを挟んで対向する一対の永久磁石６２Ｂが、左右方向に沿って形成されている。

そして、一対の永久磁石６２Ｂは、厚み方向（前後方向）に着磁されており、開極時に接点間に発生するアークは、永久磁石６２Ｂが発生させる磁界によって引き伸ばされ、短時間での消弧が可能となる。

例えば、図１２において、電流が可動接触子５５を左から右へ流れる構成では、一対の永久磁石６２ＢのＳ極同士を対向させる。この場合、左の接点間に発生するアークは、左後方に引き伸ばされ、右の接点間に発生するアークは、右後方に引き伸ばされる。また、電流が可動接触子５５を右から左へ流れる構成では、一対の永久磁石６２ＢのＮ極同士を対向させる。この場合、左の接点間に発生するアークは、左後方に引き伸ばされ、右の接点間に発生するアークは、右後方に引き伸ばされる。

また、一対の永久磁石６２Ｂを、異極同士が対向するように配置してもよい。

また、一対の永久磁石６２Ｂは、長手方向（左右方向）に着磁してもよい。

（実施形態６）
図１３は、本実施形態における接点装置Ａ２の消弧構造を示し、他の構成は実施形態４と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、本実施形態では、一対の永久磁石６２Ａを磁気的に結合するヨーク６３Ａ（第２のヨーク）を備えている。ヨーク６３Ａは、矩形枠状に形成され、互いに対向する一対の短辺の内側には永久磁石６２Ａがそれぞれ配置され、一対の永久磁石６２Ａとともに磁気回路を形成する。そして、一対の永久磁石６２Ａが発生する磁束は、ヨーク６３Ａに引き寄せられて漏れ磁束が抑制されるので、接点近傍の磁束密度を向上させることができて接点間に発生するアークを引き伸ばす力が増大する。従って、ヨーク６３Ａを設けることで、永久磁石６２Ａのサイズを小さくしてもアークを引き伸ばす力を維持できるため、アーク遮断性能を維持しつつも接点装置の小型化、低コスト化を図ることができる。

（実施形態７）
図１４は、本実施形態における接点装置Ａ２の消弧構造を示し、他の構成は実施形態５と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、本実施形態では、一対の永久磁石６２Ｂを磁気的に結合するヨーク６３Ｂ（第２のヨーク）を備えている。ヨーク６３Ｂは、矩形枠状に形成され、互いに対向する一対の長辺の内側には永久磁石６２Ｂがそれぞれ配置され、一対の永久磁石６２Ｂとともに磁気回路を形成する。そして、一対の永久磁石６２Ｂが発生する磁束は、ヨーク６３Ｂに引き寄せられて漏れ磁束が抑制されるので、接点近傍の磁束密度を向上させることができて接点間に発生するアークを引き伸ばす力が増大する。従って、ヨーク６３Ｂを設けることで、永久磁石６２Ｂのサイズを小さくしてもアークを引き伸ばす力を維持できるため、アーク遮断性能を維持しつつも接点装置の小型化、低コスト化を図ることができる。

なお、実施形態１乃至３においても、実施形態４乃至７と同様に、開極時に接点間に発生するアークを短時間で消弧させるために、永久磁石を設けてもよい。

また、実施形態４乃至６において、可動接触子５５の周囲に発生する磁界のバランスを崩すため、ヨーク６１Ａの代わりに、図３に示す固定ホルダ３に設けたヨーク１１Ｂ、または図４に示す可動軸７に設けたヨーク１１Ｃと同様の構成を用いてもよい。または、図５に示す固定ホルダ３と可動接触子５との両方に設けたヨーク２１，２２と同様の構成を用いてもよい。

なお、上述の各実施形態における接点装置は、例えば、車両に搭載したバッテリーから車両走行用の電動機等へ電力を供給する直流電路に設けられて、この直流電路を導通・遮断する目的で使用される。但し、上述の各実施形態における接点装置は、この用途に限定されるものではなく、交流電路や、車両以外の電路等に用いてもよい。

Ａ１ 接点装置
３ 固定ホルダ
３ａ 固定接点
５ 可動接触子
５ａ 可動接点
６ 接圧ばね
７ 可動軸
８ 電磁石装置
８ｂ コイル
８ｃ 固定鉄心
８ｄ 可動鉄心
１１Ａ ヨーク（第１のヨーク）

Claims (18)

1. 可動鉄心を固定鉄心に当接する方向に移動させることによって一対の可動接点が一対の固定接点に当接した後、前記可動鉄心は前記固定鉄心に当接する方向にさらに移動する接点装置であって、
   前記一対の可動接点を一面に有した可動接触子と、
   前記可動接触子の前記一面に一端面が対向して前記可動鉄心の移動に伴って軸方向に移動する可動軸と、
   前記可動接触子の前記一面側および他面側のそれぞれに配置された複数の第１のヨークとを備え、
   前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークと前記可動接触子の前記他面側に配置された前記第１のヨークとは、前記軸方向において対向し、
   前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークは、前記一対の固定接点間において、前記固定接点が形成された第１部材、または前記第１部材が収納される第２部材に固定される
   ことを特徴とする接点装置。
2. 前記可動接触子は、前記固定接点に対して一方側に位置して、前記可動接点は、前記固定接点に接離し、
   前記可動軸は、他端側が前記固定接点に対して他方側に延設され、
   前記可動軸に対して前記他方側に配置される前記可動鉄心、および前記可動鉄心に対して前記他方側に配置される前記固定鉄心を具備して、前記固定鉄心と前記可動鉄心との間に磁気吸引力を発生させて前記可動鉄心を前記固定鉄心に当接する方向に移動させることで、前記可動軸の一端面が前記可動接触子から離れる方向に前記可動軸を移動させる電磁石装置と、前記可動接点が前記固定接点に当接する方向に前記可動接触子を付勢する接圧ばねとを備える
   ことを特徴とする請求項１記載の接点装置。
3. 前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークは、前記第１部材に設けられることを特徴とする請求項１または２記載の接点装置。
4. 前記可動接触子の前記他面側に配置された前記第１のヨークは、前記可動接触子に設けられることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の接点装置。
5. 前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークを複数備えることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の接点装置。
6. 前記可動接触子の前記一面側に配置された２つの前記第１のヨークは、前記一対の固定接点の略並設方向に配置されることを特徴とする請求項５記載の接点装置。
7. ２つの前記第１のヨークは、前記可動軸を挟んで配置されることを特徴とする請求項６記載の接点装置。
8. 前記固定接点は、前記可動接触子の移動方向と同一方向に延設された部分を有する導通板に接続されることを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の接点装置。
9. 前記固定接点は、前記可動接触子の移動方向に直交する方向に延設された導通板に接続することを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の接点装置。
10. 前記第１部材は、前記可動接触子の移動方向に直交する方向に形成され、前記第１部材の端部から略Ｌ字状の導通板が延設されることを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の接点装置。
11. 複数の前記固定接点を並設し、前記固定接点の略並設方向の両端の各々に位置する一対の前記固定接点を結ぶ線分の両端のそれぞれから、前記線分と同一方向に延長した各延長線上に配置した一対の永久磁石を備えることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の接点装置。
12. 前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークと前記一対の固定接点と前記一対の永久磁石とは、前記固定接点の略並設方向において、前記一対の永久磁石のうち一方の永久磁石、前記一対の固定接点のうち一方の固定接点、前記第１のヨーク、前記一対の固定接点のうち他方の固定接点、前記一対の永久磁石のうち他方の永久磁石の順で配置されることを特徴とする請求項１１記載の接点装置。
13. 前記可動接触子の前記一面側に配置された前記第１のヨークと前記一対の固定接点と前記一対の永久磁石とは、前記可動軸を通る前記固定接点の略並設方向に沿った断面において、前記一対の永久磁石のうち一方の永久磁石、前記一対の固定接点のうち一方の固定接点、前記第１のヨーク、前記可動軸、前記第１のヨーク、前記一対の固定接点のうち他方の固定接点、前記一対の永久磁石のうち他方の永久磁石の順で配置されることを特徴とする請求項１１記載の接点装置。
14. 複数の前記固定接点を並設し、前記固定接点を挟んで対向する一対の永久磁石が、前記並設方向に沿って配置されることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の接点装置。
15. 前記一対の永久磁石は、互いに同極が対向することを特徴とする請求項１１乃至１４いずれか記載の接点装置。
16. 前記一対の永久磁石は、互いに異極が対向することを特徴とする請求項１１乃至１４いずれか記載の接点装置。
17. 前記一対の永久磁石を磁気的に結合する第２のヨークを備えることを特徴とする請求項１１乃至１６いずれか記載の接点装置。
18. 前記一対の固定接点は、直流電路に接続されることを特徴とする請求項１乃至１７いずれか記載の接点装置。

Images