JP6146549B1 - 接点装置およびこれを利用した電磁接触器 - Google Patents

Abstract

【課題】主接点部で発生したアークが主接点部と蓋板部と絶縁ケースの間に入り込み、補助端子に接触するのを抑制する。【解決手段】一対の主固定接触子１１および主可動接触子１２を備えた主接点機構と、主接点機構と異なる位置に配置される補助固定接触子２１および補助可動接触子２２とを備えた補助接点機構と、主可動接触子１２と補助可動接触子２２とを連動させる可動軸４０と、補助固定接触子２１と電気的に接続された棒状の補助端子３１と、補助端子３１が貫通する孔３２を有する蓋板部８と、主接点機構と補助接点機構が収納されると共に主接点機構と補助端子３１とを隔離する補助端子ケース部３４を有する絶縁ケース、およびこれらを外包し蓋板部８と接合された筒体７から構成された接点装置で、蓋板部８と補助端子ケース部３４との境界には互いに嵌合する嵌合部が形成されている。【選択図】図３

Description

この発明は、電流路の開閉を行う接点装置およびこの接点装置を備えた電磁接触器に関する。

電磁開閉器には、例えば特許文献１に示すように、高電流の通電および遮断を行う主接点機構と、主接点機構に連動した補助接点機構を持つものがある。このような電磁開閉器は、補助接点機構に検出回路を接続することで主接点機構の通電状態を把握することができる。

ＵＳ２００８／００８４２６０

しかし、特許文献１に記載の電磁接触器は、主接点機構と補助接点機構は直接連結されていないため、主接点機構の固定接触子と可動接触子が溶着した場合に検知することが難しい。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に関わる接点装置は、所定の間隔で離間している一対の主固定接触子および該主固定接触子と接離可能に支持された主可動接触子を備えた主接点機構と、前記主接点機構と異なる位置に配置されて所定の間隔で離間している補助固定接触子、および前記補助固定接触子と接離可能に支持された補助可動接触子とを備えた補助接点機構と、前記主可動接触子と前記補助可動接触子とを連動させる可動軸と、前記補助固定接触子と電気的に接続された棒状の補助端子と、前記補助端子が貫通する孔を有する蓋板部と、前記主接点機構と補助接点機構が収納されると共に前記主接点機構と前記補助端子とを隔離する補助端子ケース部を有する絶縁ケース、および前記絶縁ケースを外包し前記蓋板部と接合された筒体から構成され、前記蓋板部と前記補助端子ケース部との境界には互いに嵌合する嵌合部が形成されている接点収納部と、からなる。

本発明に関わる一態様によれば、主接点機構の固定接触子と可動接触子の溶着を確実に検知することができる。
さらに、主接点部と蓋板部と絶縁ケースの間に形成される隙間との沿面距離をより長くすることができるので、主接点部で発生したアークが補助端子に接触するのを抑制することができる。

本発明に関わる接点装置を有する電磁接触器の第１実施形態の断面図である。 第１実施形態の電磁接触器の断面図である。 本発明に関わる接点装置の分解斜視図である。 本発明に関わる接点装置の補助端子を示す斜視図である。 本発明に関わる接点装置の補助端子を示す断面図である。 図５におけるＸ部の拡大図である。 本発明に関わる接点装置の第２実施形態を示す図３と同様の分解斜視図である。 本発明に関わる接点装置の第２実施形態を示す図６と同様の断面図である。 本発明に関わる接点装置の第３実施形態を示す図６と同様の断面図である。 本発明に関わる接点装置の第３実施形態の変形例を示す図６と同様の断面図である。

次に、図を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
本発明に関わる第１実施形態を図１〜図６を参照して説明する。

電磁接触器１は、図１、図２に示すように、接点機構を有した接点装置２と、接点機構を駆動する電磁石ユニット３を有する。

接点装置２は、主接点機構４と補助接点機構５を収納する接点収納部６を備えている。接点収納部６は、金属製の外側角筒体７と、外側角筒体７の上端を閉塞する例えばセラミックスなどの絶縁材料製の蓋板部８と、外側角筒体７に収納される絶縁ケース９で構成されている。

外側角筒体７は、蓋板部８とは反対側の端部にフランジ部７ａが形成されており、後述する上部磁気ヨーク５２にシール接合によって固定される。

蓋板部８は、平板状に形成され、中央部には、後述する一対の主固定接触子１１Ａ、１１Ｂを個別に支持する貫通孔が長手方向に所定間隔を保って形成されている。
また、後述する二対の補助端子３１Ａ、３１Ｂおよび３１Ｃ、３１Ｄも一対の主固定接触子１１Ａ、１１Ｂと平行になるよう長手方向に所定間隔を保って蓋板部８に配置されており、この補助端子３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄは蓋板部８に設けられた補助端子用貫通孔３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄに挿通されて固定される。二対の補助端子３１Ａ、３１Ｂおよび３１Ｃ、３１Ｄは、それぞれ蓋板部８の短手方向に所定間隔を保って配置されている。蓋板部８裏面側では、それぞれの補助端子用貫通孔３２の周辺に凹部３３が形成されている。

絶縁ケース９は、主接点機構４を収容する主接点ケース１０と補助接点機構５を収容する補助接点ケース２０を軸方向に直列に配置して形成されている。

主接点機構４は、一対の主固定接触子１１Ａ、１１Ｂと、これら一対の主固定接触子１１Ａ、１１Ｂと接離可能に支持された主可動接触子１２とで構成されている。

主固定接触子１１は、蓋板部の貫通孔に挿通されてロウ付けや溶接等により、気密状態で固定されている。主接点ケース１０内に突出した端部には、接点部を有している。

主可動接触子１２は、接点収納部６の長手方向に延長した板状の導電性材料で形成され、後述する可動軸４０に支持されて軸方向に可動可能に配設されている。主可動接触子１２の下側には、可動軸４０に形成されたスプリング受け部４１との間に接触スプリング４２が介挿され、これによって上方に押圧されている。

主接点機構４を収容する主接点ケース１０は、上端を開放した桶状体となっている。底板部１０ａには、主固定接触子１１および主可動接触子１２の接点部周辺を補助接点ケース２０側に凹ませてなるアーク消弧用凹部１０ｂが形成されている。また、底板部１０ａの中心部には貫通孔が形成され、可動軸４０が挿通される。
そして、主接点ケース１０の壁面には補助端子ケース３４が形成されている。この補助端子ケース３４の一端には、図３〜図５に示すように、主接点ケース１０の壁面高さより突出する凸部３５が形成されており、この凸部３５は、蓋板部８の裏面に形成された凹部３３と組立時に嵌合する。

補助接点機構５は、補助接点ケース２０に収容され、例えば四つの補助固定接触子２１Ａ〜２１Ｄと、これら補助固定接触子２１Ａ〜２１Ｄと接離可能に支持された二つの補助可動接触子２２Ａ、２２Ｂを有する。

補助固定接触子２１は、例えばバネ材で作られていて、図３に示すように、接点板部２１ａと弾性板部２１ｂとこれらを連結する連結板部２１ｃで略Ｕ字状に形成されている。そして、補助接点ケース２０内には補助固定接触子保持部２３が設けられ、この補助固定接触子保持部２３に形成された補助固定接触子保持孔２３ａに補助固定接触子２１が挿入されて保持される。このとき、接点板部２１ａは補助固定接触子保持部２３の壁部２３ｂに沿って延長し、補助可動接触子２２と対向する位置に配置され、弾性板部２１ｂは壁部２３ｂを挟んで接点板部２１ａと平行に延長する。連結板部２１ｃは壁部２３ｂを跨いで接点板部２１ａの一端と弾性板部２１ｂの一端を連結する。

また、補助固定接触子の弾性板部２１ｂは、図４、図５に示すように、補助端子３１と接続される。補助端子３１は導電性の金属でピン状に形成されており、蓋板部８の補助端子用貫通孔３２から挿入され、補助端子ケース３４を通じ、先端が補助固定接触子の弾性板部２１ｂに接触する。

補助可動接触子２２を保持する補助可動接触子保持部２４は、絶縁材料で形成され、円筒部２４ａと、該円筒部２４ａの外側に形成された接点収納部２４ｂを備えている。接点収納部２４ｂには、主可動接触子１２と並行になるように補助可動接触子２２Ａ、２２Ｂが配置され、それぞれが個別に接圧スプリング（不図示）によって上下方向のどちらかに押圧されている。本実施形態では、補助固定接触子２１Ａと２１Ｂ、および補助可動接触子２２Ａで常開接点が構成され、補助固定接触子２１Ｃと２１Ｄおよび補助可動接触子２２Ｂで常閉接点が構成されている。
補助可動接触子保持部２４は、主接点ケース１０に形成されたアーク消弧用凹部１０ｂの間に配置される。円筒部２４ａの中心には可動軸４０が貫通されて固定され、可動軸４０は補助接点ケース２０の底板部に形成された貫通孔を挿通している。これによって補助可動接触子保持部２４は主可動接触子１２と連動して軸方向に可動可能となっている。

電磁石ユニット３は、下部磁気ヨーク５１と下部磁気ヨーク５１の開放端を連結する板状の上部磁気ヨーク５２とを有する。上部磁気ヨーク５２の底面側には円筒状の固定鉄心５３が固定配置され、固定鉄心５３の上部磁気ヨーク５２とは反対側には円筒状の可動鉄心５４が軸方向に可動可能に配置される。固定鉄心５３と可動鉄心５４の間にはスプリング５５が介挿され、可動鉄心５４が固定鉄心５３から離れる方向に付勢されている。また、主可動接触子１２および補助可動接触子保持部２４を支持している可動軸４０は、固定鉄心５３の中心に形成された貫通孔を挿通して、一端が可動鉄心５４に固定される。
そして、固定鉄心５３および可動鉄心５４は有底筒状のキャップ５６に覆われており、キャップ５６の一端は上部磁気ヨーク５２の下面側に気密状態で接合される。そして、上述のように外側角筒体のフランジ部７ａが上部磁気ヨーク５２の上面に気密接合されることにより、接点収納部６とキャップ５６とで密封された接点装置２が構成される。密封された接点装置２内には、例えば水素などのアーク消弧用ガスが封入される。
キャップ５６の外周側にはスプール５７が配置され、スプール５７には励磁コイル５８が巻装されている。

次に、上記第１実施形態の動作を説明する。

例えば、固定接触子１１Ａが大電流を供給する電力供給源に接続され、固定接触子１１Ｂが負荷に接続されているものとする。

このとき、電磁石ユニット３における励磁コイル５８は非励磁状態にあり、電磁石ユニット３に連結された可動軸４０は上昇していない。

非励磁状態では、可動軸４０に支持された主可動接触子１２は、固定接触子１１Ａ、１１Ｂから離間し、両接点間は電気的に切り離されている開極状態にある。

また、補助接点機構５では、補助可動接触子２２Ａは、補助固定接触子２１Ａ、２１Ｂから離間し、開極状態となっている。一方、補助可動接触子２２Ｂは補助固定接触子２１Ｃ、２１Ｄと接触状態にあり、通電されて閉極状態となっている。

励磁コイル５８に通電すると、電磁石ユニット３で励磁力を発生させて、可動鉄心５４が復帰スプリング５５の付勢力に抗して固定鉄心５３側に上昇する。これにより、可動鉄心５４に連結された可動軸４０が押し上げられる。

これに応じて、可動軸４０に連結された主可動接触子１２が上方に移動し、主固定接点１１Ａ、１１Ｂに接触スプリング４２の接触圧で接触し、通電状態となる。

また、補助接点機構５では、補助可動接触子２２Ａは補助固定接触子２１Ａ、２１Ｂと接触して閉極状態となる。一方、補助可動接触子２２Ｂは補助固定接触子２１Ｃ、２１Ｄと離間し、開極状態となる。

この主接点機構４の通電を遮断する場合には、励磁コイル５８への通電を停止する。これにより、電磁石ユニット３は非励磁状態となり、可動鉄心５４は復帰スプリング５５の付勢力によって押圧されて固定鉄心５３から離間する。同時に可動軸４０も下降するので、主接点機構４は開極状態、二組の補助接点機構５は一方が開極状態、もう一方は閉極状態となる。

主接点機構４が開極状態となったとき、主固定接点１１および主可動接点１２間でアークが発生する。発生したアークは、主接点ケース１０の外側に配置されたアーク消弧用永久磁石（不図示）によって引き伸ばされる。このとき、主接点ケース１０の底板部１０ａにアーク消弧用凹部１０ｂが形成されているので、アーク長をより伸長させることができ、遮断性能を向上させることができる。

加えて、補助端子ケース３４の上端に段差が形成されたことで主接点ケース１０の壁面の高さよりも高くなっているので、蓋板部８と補助端子ケース３４の隙間とアーク発生部の沿面距離はより長くなり、アークが隙間に侵入して補助端子３１と接触するのを抑制できる。

なお、本実施形態の補助接点機構は、補助固定接触子２１Ａと２１Ｂ、および補助可動接触子２２Ａで常開接点、補助固定接触子２１Ｃと２１Ｄおよび補助可動接触子２２Ｂで常閉接点が構成されているが、これに限らず、二組の常開接点もしくは常閉接点で構成しても良い。
［第２実施形態］
次に、本発明に関わる第２実施形態を図７、図８を参照して説明する。

第２実施形態に関わる電磁接触器では、補助端子ケース３４の凸部を貫通部３４ａの周囲のみに設け、煙突形状としている。

すなわち、前述した第１実施形態における図６の構成において、補助端子ケース３４全体を主接点ケース１０の壁面より突出させていたのを、補助端子ケース３４に形成された補助端子貫通部３４ａの周辺だけ円筒形状に突出させた煙突部３６を形成した。これに応じて、蓋板部８の裏面に形成した凹部も補助端子用貫通孔３２の周囲に限定して円形に抜き、煙突部３６が嵌合する凹部３７を形成した。

その他の構成については、上述した第１実施形態と同様の構成を有しているので、対応部分には同一の符号を付し、詳細説明は省略する。

このように段差部を煙突状としたことにより、第１実施形態と同様に補助端子ケース３４の上端が主接点ケース１０の壁面の高さよりも高くなっているので、蓋板部８と補助端子ケース３４の隙間とアーク発生部の沿面距離はより長くなり、アークが隙間に侵入して補助端子３１と接触するのを抑制できる。また、アークが蓋板部８と補助端子ケース３４の間の隙間にアークが侵入しても、補助端子３１に至るまでの経路が煙突部３６に遮られてアーク移動距離が長くなるので、補助端子３１がアークと接触して短絡するのをさらに抑制できる。

なお、この煙突部３６は円筒形に限らない。同じように、凹部３７も円形に限らず、煙突部３６に対応する形状であれば良い。
［第３実施形態］
次に、本発明に関わる第３実施形態を図９を参照して説明する。
第３実施形態では、蓋板部８と補助端子ケース３４の間に絶縁部材を介挿して、より絶縁性を高めている。

例えば、前述した第２実施形態における図７の構成において、補助端子ケース３４の煙突部３６と蓋板部８の凹部３７の間に円筒形の絶縁ゴム３８を介挿して補助端子３１を囲むように配置することで、アークから補助端子３１を保護したものである。

この第３実施形態によると、煙突部３６の周囲を絶縁ゴム３８で囲むので、第２実施形態に関わる消弧室の絶縁性をさらに向上することができ、短絡を阻止することができる。
この第３実施形態では円筒状の絶縁ゴムについて説明したが、図１０に示すように、絶縁ゴム３８の一端に鍔部３８ａを形成すると、蓋板部８と補助端子ケース３４間の隙間を埋めることができ、より絶縁性を高めることができる。つまり、段差部周辺に絶縁物を配置することで補助端子３１をアークから保護することができるので、主接点部と補助端子との絶縁をより強化することができる。
なお、この絶縁ゴム３８は円筒形に限らず、煙突部３６に対応する形状であれば良い。

１ 電磁接触器
２ 接点装置
３ 電磁石ユニット
４ 主接点機構
５ 補助接点機構
６ 接点収納部
７ 外側角筒体
８ 蓋板部
９ 絶縁ケース
１０ 主接点ケース
１１ 主固定接触子
１２ 主可動接触子
２０ 補助接点ケース
２１ 補助固定接触子
２２ 補助可動接触子
２３ 補助固定接触子保持部
２４ 補助可動接触子保持部
３１ 補助端子
３２ 補助端子用貫通孔
３３，３７ 凹部
３４ 補助端子ケース
３５ 凸部
３６ 煙突部
３８ 絶縁ゴム
４０ 可動軸
５１ 下部磁気ヨーク
５２ 上部磁気ヨーク
５３ 固定鉄心
５４ 可動鉄心
５５ 復帰スプリング
５６ キャップ
５７ スプール
５８ 励磁コイル

Claims (9)

1. 所定の間隔で離間している一対の主固定接触子および該主固定接触子と接離可能に支持された主可動接触子を備えた主接点機構と、
   前記主接点機構と異なる位置に配置されて所定の間隔で離間している補助固定接触子、および前記補助固定接触子と接離可能に支持された補助可動接触子とを備えた補助接点機構と、
   前記主可動接触子と前記補助可動接触子とを連動させる可動軸と、
   前記補助固定接触子と電気的に接続された棒状の補助端子と、
   前記補助端子が貫通する孔を有する蓋板部と、前記主接点機構と前記補助接点機構が収納されると共に前記主接点機構と前記補助端子とを隔離する補助端子ケース部を有する絶縁ケース、および前記絶縁ケースを外包し前記蓋板部と接合された筒体から構成され、前記蓋板部と前記補助端子ケース部との境界には互いに嵌合する嵌合部が形成されている接点収納部と、
   からなる接点装置。
2. 前記絶縁ケースは、前記主接点機構を収容する主接点ケースと前記補助接点機構を収容する補助接点ケースとから構成され、前記蓋板部に対して前記主接点ケース、前記補助接点ケースの順に前記筒体に収容され、前記補助端子ケース部が前記主接点ケースに形成された請求項１に記載の接点装置。
3. 前記補助端子ケース部は、前記主接点ケース部の前記筒体に沿った壁部に形成された請求項２に記載の接点装置。
4. 前記嵌合部は、前記蓋板部側は凹部、前記絶縁ケース側は凸部となっていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の接点装置。
5. 前記凸部は、前記補助端子の外周を覆う煙突形状であることを特徴とする請求項４に記載の接点装置。
6. 前記嵌合部の周囲には絶縁部材を介挿していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の接点装置。
7. 前記絶縁部材は筒形状であることを特徴とする請求項６に記載の接点装置。
8. 前記絶縁部材は、一端に鍔部を形成していることを特徴とする請求項７に記載の接点装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の接点装置を備えた電磁接触器。