JP6409431B2 - 電磁接触器 - Google Patents

Description

本発明は、電流路の開閉を行う電磁接触器に関する。

電流路の開閉を行う電磁接触器として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
特許文献１に記載された電磁接触器は、一対の固定接触子及びこれら一対の固定接触子に接離可能な可動接触子を有する接点機構と、この接点機構を駆動する電磁石ユニットとを備えている。
電磁石ユニットは、接点機構の可動接触子に連結軸で連結された可動プランジャと、所定の電圧を印加することで磁束を発生させて可動プランジャを駆動する励磁コイルと、励磁コイルを囲む磁気ヨークとを備えている。可動プランジャは、円筒形状のプランジャ本体と、このプランジャ本体の他端に形成した周鍔部とを備えている。
磁気ヨークは、断面Ｕ字状の下部磁気ヨークと、この下部磁気ヨークの上部開口部に橋架した上部磁気ヨークとで構成され、上部磁気ヨークにプランジャ貫通孔が形成されている。そして、下部磁気ヨークの底部に円筒形状の固定プランジャを固定し、下部磁気ヨークの底部にスプールを配置する際に、スプールの中央円筒部の下部に固定プランジャを挿入する。

また、可動プランジャのプランジャ本体を、上部磁気ヨークのプランジャ貫通孔及びスプールの中央円筒部に挿通し、このプランジャ本体の下側外周が固定プランジャの一部に重なり合うように配置する。そして、可動プランジャの周鍔部を、プランジャ貫通孔の周囲の上部磁気ヨークに対向させる。
また、可動プランジャの周鍔部に対向する上部磁気ヨークに、可動プランジャの可動方向に着磁した永久磁石を固定し、下部磁気ヨークの底面に、可動プランジャのプランジャ本体に対して上部磁気ヨークから離間する方向にスプリング力を付与する復帰スプリングを配置し、永久磁石に固定した補助ヨークに周鍔部を当接させることで、釈放状態の周鍔部及び上部磁気ヨークの間に所定のギャップを設けている。

そして、励磁コイルを励磁すると、可動プランジャのプランジャ本体から周鍔部を通り、周鍔部と上部磁気ヨークとの間のギャップを通り、上部磁気ヨーク、下部磁気ヨーク、固定プランジャ、可動プランジャのプランジャ本体に至る閉磁路が形成される。
ここで、周鍔部と上部磁気ヨークとの間のギャップに発生した磁束が、永久磁石の吸引力及び復帰スプリングのスプリング力に抗して周鍔部を上部磁気ヨークに当接させる（可動プランジャを駆動させる）吸引力として作用し、接点機構の一対の固定接触子及び可動接触子が接触するので電流路が形成されて投入状態となる。

特開２０１２−２４３５８３号公報

ところで、上述した特許文献１の電磁接触器は、閉磁路における磁気抵抗を小さくするために、可動プランジャのプランジャ本体の下側外周が円筒形状の固定プランジャの一部に重なり合うように配置している。
このプランジャ本体の下側外周と固定プランジャとの間の僅かなギャップに発生する磁束が、可動プランジャの駆動方向に対して直交する方向の吸引力として作用する。
このように、可動プランジャの駆動方向に対して直交する方向の吸引力が作用すると、プランジャ本体が傾いてプランジャ本体を支持している摺動部位が摩耗するおそれがある。

また、上記吸引力の作用により可動プランジャとともに可動接触子が傾き、可動接触子と一対の固定接触子との２つの接点ギャップがアンバランスになるおそれがある。
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、励磁コイルの励磁による磁束の発生により可動プランジャの動作に影響を与えずに正常に電流路の開閉を行うことができる電磁接触器を提供する。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電磁接触器は、一対の固定接触子及びこれら一対の固定接触子に接離可能な可動接触子を有する接点機構と、この接点機構を駆動する電磁石ユニットと、を備え、電磁石ユニットは、可動接触子に連結された可動プランジャと、励磁することで磁束を発生させて可動プランジャを駆動方向に駆動する励磁コイルと、この励磁コイルを囲む磁気ヨークと、この磁気ヨークに固定され、可動プランジャの駆動方向で対向している固定プランジャと、を備え、可動プランジャ及び前記固定プランジャの接極面は、前記可動プランジャの駆動方向を向いて形成されている。そして、可動プランジャの少なくとも固定プランジャ側の端部を覆うように、有底筒体からなるキャップを配置して一対の固定接触子、可動接触子及び可動プランジャをガス封止領域に封止するとともに、少なくとも固定プランジャの接極面をガス封止領域に配置し、且つ可動プランジャの前記接極面に対向させている。

本発明に係る電磁接触器によれば、可動プランジャ及び固定プランジャの接極面が、可動プランジャの駆動方向を向いて形成されているので、閉磁路において可動プランジャ及び固定プランジャの接極面で発生する磁束の方向が、可動プランジャの駆動方向に沿う方向であり、可動プランジャの駆動方向に直交するような吸引力が発生しない。したがって、可動プランジャの動作に影響を与えずに正常に電流路の開閉を行うことができる。

本発明に係る第１実施形態の電磁接触器を示す断面図である。 第１実施形態の電磁接触器の分解斜視図である。 第１実施形態の電磁石ユニットを示す断面図である。 本発明に係る第２実施形態の電磁石ユニットを示す断面図である。 第２実施形態の固定プランジャの形状を示す斜視図である。 第２実施形態の閉磁路の要部を示す概略図である。 本発明に係る第３実施形態の電磁石ユニットを示す断面図である。 第３実施形態の固定プランジャ及びキャップの形状を示す図である。 本発明に係る第４実施形態の電磁石ユニットを示す断面図である。 第４実施形態の固定プランジャ及びキャップの形状を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において、同一構成部分には同一符号を付してその説明は省略する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る電磁接触器は、図１から図３に示されており、電磁接触器１は、接点機構２と、接点機構２を駆動する電磁石ユニット３と、接点機構２、後述する連結軸３７及び可動プランジャ３５を収容する密封された収容室４とを備えている。

接点機構２は、収容室４を構成する接点機構収容ケース５内に収容されており、この接点機構収容ケース５は、金属製の角筒体６と、この角筒体６の上端を閉塞する平板状のセラミック製の絶縁基板７とを備えている。角筒体６は、下端部に外方に突出するフランジ部６ａを有し、そのフランジ部６ａが収容室４を構成する後述の上部磁気ヨーク８の上面にシール接合されている。絶縁基板７には、一対の貫通孔７ａ、７ｂが所定間隔をあけて形成されている。絶縁基板７の上面における貫通孔７ａ、７ｂの周囲及び絶縁基板７の下面における角筒体６が接触する位置には、メタライズ処理が施されている。

接点機構２は、絶縁基板７に一対の導体部２１、２２（以下、第１導体部２１、第２導体部２２と称する）を介して固定されている一対の固定接触子２３、２４（以下、第１固定接触子２３、第２固定接触子２４と称する）と、これら第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４に対して接離可能に配置されている可動接触子２５とを備えている。第１導体部２１は、絶縁基板７の貫通孔７ａに挿通されて固定され、第２導体部２２は、絶縁基板７の貫通孔７ｂに挿通されて固定されている。

第１固定接触子２３は、銅などからなる側面視Ｃ字形状の導電板であり、絶縁基板７の下面に沿って外側に延長する上板部２３ａと、上板部２３ａの外側端部から下方に延長する中間板部２３ｂと、中間板部２３ｂの下端部から上板部２３ａと平行に内側に延長する下板部２３ｃとを備えている。下板部２３ｃは、可動接触子２５の下方に延び、その上面に可動接触子２５の第１接点が接触する第１接点２３ｄを備えている。

一方、第２固定接触子２４も、第１固定接触子２３と同様に、銅などからなる側面視Ｃ字形状の導電板であり、絶縁基板７の下面に沿って外側に延長する上板部２４ａと、上板部２４ａの外側端部から下方に延長する中間板部２４ｂと、中間板部２４ｂの下端部から上板部２４ａと平行に内側に延長する下板部２４ｃとを備えている。下板部２４ｃは、可動接触子２５の下方に延び、その上面に可動接触子２５の第２接点が接触する第２接点２４ｄを備えている。

第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４のそれぞれは、第１導体部２１及び第２導体部２２のそれぞれに固定されており、その固定方法としては、ろう付け、螺合等があげられる。
第１固定接触子２３の中間板部２３ｂの内側面及び第２固定接触子２４の中間板部２４ｂの内側面を覆うように、平面から見てＣ字状の磁性体板２８が装着されている。これにより、中間板部２３ｂ、２４ｂ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。

第１固定接触子２３には、アークの発生を規制する合成樹脂製の絶縁カバー２６が装着され、第２固定接触子２４にも、アークの発生を規制する合成樹脂製の絶縁カバー２７が装着されている。これにより、第１固定接触子２３の内周面では下板部２３ｃの上面側の第１接点２３ｄのみが露出される。また、第２固定接触子２４の内周面では下板部２４ｃの上面側の第２接点２４ｄのみが露出される。

可動接触子２５は、銅などを材料とした図１の左右方向に長尺な導電板であり、第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４内に両端部を配置するように配設されている。この可動接触子２５は、電磁石ユニット３の後述する可動プランジャ３５に固定された連結軸３７に支持されている。可動接触子２５の中央部には、連結軸３７を挿通する貫通孔が形成されている。

連結軸３７の上下方向略中央部には、フランジ部３７ａが外方に向けて突出形成されている。可動接触子２５は、その貫通孔を連結軸３７の上方から挿通してフランジ部３７ａ上に載置される。そして、連結軸３７の上方から接触スプリング３９を挿通し、固定部材３８を連結軸３７の上方から連結軸３７に挿通し、接触スプリング３９で所定の付勢力を得るように接触スプリング３９の上端を固定部材３８によって止める。

この可動接触子２５は、釈放状態で、両端の第１接点及び第２接点がそれぞれ第１固定接触子２３の第１接点２３ｄ及び第２固定接触子２４の第２接点２４ｄのそれぞれと所定間隔を保って離間した状態となる。また、可動接触子２５は、投入位置で、両端の第１接点及び第２接点がそれぞれ第１固定接触子２３の第１接点２３ｄ及び第２固定接触子２４の第２接点２４ｄのそれぞれに、接触スプリング３９による所定の接触圧力で接触するように設定されている。

接点機構収容ケース５の角筒体６の内周面には、図１に示すように、有底角筒状に形成された絶縁筒部１４が配設されている。この絶縁筒部１４は、金属製の角筒体６に対するアークの影響を遮断する絶縁機能を有する。
電磁石ユニット３は、図１に示すように、側面から見てＵ字形状の下部磁気ヨーク３１を有し、この下部磁気ヨーク３１の底板部の中央部に、中実円筒形状の固定プランジャ３２が固定されている。この固定プランジャ３２の上面３２ａは、軸方向に直交する平坦面として形成されている。そして、固定プランジャ３２の外側にスプール３３が配置されている。

スプール３３は、固定プランジャ３２を挿通する中央円筒部３３ａと、中央円筒部３３ａの下端部から半径方向外側に突出する下フランジ部３３ｂと、中央円筒部３３ａの上端部から半径方向外側に突出する上フランジ部３３ｃとを備えている。そして、図１乃至図３に示すように、スプール３３の中央円筒部３３ａ、下フランジ部３３ｂ、及び上フランジ部３３ｃ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。

下部磁気ヨーク３１の開放端となる上端には、板状の上部磁気ヨーク８が固定されている。この上部磁気ヨーク８の中央部には、プランジャ貫通孔８ａが形成されている。
また、スプール３３の中央円筒部３３ａ内に配置された固定プランジャ３２の上面３２ａは平坦面に形成されており、この上面３２ａ上に有底筒状に形成された非磁性体で形成したキャップ９の底部が配置されている。

キャップ９の開放端に設けられた半径方向外側に突出するフランジ部９ａが、上部磁気ヨーク８の下面にシール接合されている。これにより、接点機構収容ケース５及びキャップ９が上部磁気ヨーク８のプランジャ貫通孔８ａ介して連通される密封した容器（収容室４）が形成されている。
このキャップ９の内部には、最下部に復帰スプリング３６を配置した可動プランジャ３５が上下方向に移動可能に収容されている。

可動プランジャ３５は、キャップ９の内部に上下方向に移動可能に収容され、固定プランジャ３２の同一直径とした中空円筒形状のプランジャ本体４０と、プランジャ貫通孔８ａよりも大きな外径を有して上部磁気ヨーク８の上方に位置している周鍔部４１とを備えている。プランジャ本体４０の下面４０ａは、軸方向に直交する平坦面として形成されている。ここで、可動プランジャ３５及び前述した固定プランジャ３２は同軸に配置され、固定プランジャ３２の上面３２ａと、プランジャ本体４０の下面４０ａは、キャップ９の底部を介して平行に対向している。

図３に示すように、可動プランジャ３５の軸線上には、周鍔部４１側の上端側に連結軸３７を嵌入する嵌入孔４３と、復帰スプリング３６を配置するスプリング収納孔４４が形成されている。
なお、本発明に係る可動プランジャの接極面がプランジャ本体４０の下面４０ａに対応し、本発明に係る固定プランジャの接極面が固定プランジャ３２の上面３２ａに対応している。

また、図１及び図２に示すように、上部磁気ヨーク８の上面８ｂには、外形が方形で円形の中心開口を有して環状に形成された永久磁石１１が可動プランジャ３５の周鍔部４１を囲むように固定されている。永久磁石１１は、上下方向即ち厚み方向に上端側を例えばＮ極、下端側をＳ極とするように着磁されている。
永久磁石１１の上面には、永久磁石１１と同一外形で可動プランジャ３５の周鍔部４１よりも小さい内径の貫通孔１２ａを有する補助ヨーク１２が固定されている。
補助ヨーク１２の上面には、弾性を有する板状の異物侵入防止部材１３が固定されている。
そして、可動プランジャ３５の嵌入孔４３に嵌入する連結軸３７が、補助ヨーク１２の貫通孔１２ａ及び異物侵入防止部材１３の貫通孔１３ａを挿通している。

この第１実施形態の電磁接触器１の釈放状態では、可動プランジャ３５が復帰スプリング３６によって上方に付勢されて、周鍔部４１の上面が補助ヨーク１２の下面に当接する釈放位置となる。この状態で、可動接触子２５の一対の接点が第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４の接点２３ｄ，２４ｄから上方に離間して、電流遮断状態となっている。
この釈放状態では、可動プランジャ３５の周鍔部４１が永久磁石１１の磁力によって補助ヨーク１２に吸引され、復帰スプリング３６の付勢力と相まって可動プランジャ３５が外部からの振動や衝撃等によって不用意に下方に移動することなく補助ヨーク１２に当接された状態が確保される。

釈放状態では、図３に示すように、可動プランジャ３５の周鍔部４１の下面と上部磁気ヨーク８の上面８ｂとの間にギャップＧ１を設け、固定プランジャ３２の上面３２ａと、可動プランジャ３５のプランジャ本体４０の下面４０ａとの間にギャップＧ２を設けている。
釈放状態で励磁コイル３４を励磁したときに、図３に示すように、可動プランジャ３５のプランジャ本体４０から周鍔部４１を通り、周鍔部４１と上部磁気ヨーク８との間のギャップＧ１を通って上部磁気ヨーク８に達し、この上部磁気ヨーク８からＵ字状の下部磁気ヨーク３１、固定プランジャ３２を通り、固定プランジャ３２の上面３２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間のギャップＧ２を通って可動プランジャ３５のプランジャ本体４０に至る閉磁路が形成される。

これにより、可動プランジャ３５の周鍔部４１の下面と上部磁気ヨーク８の上面８ｂとの間のギャップＧ１の磁束密度を高めるとともに、固定プランジャ３２の上面３２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間のギャップＧ１の磁束密度を高め、大きな吸引力を発生して可動プランジャ３５を復帰スプリング３６の付勢力及び永久磁石１１の吸引力に抗して下降させる。

したがって、この可動プランジャ３５に連結軸３７を介して連結されている可動接触子２５の一対の可動接点を、第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４の接点２３ｄ，２４ｄに接触させ、第１固定接触子２３から可動接触子２５を通じて第２固定接触子２４に向かう電流路が形成されて投入状態となる。
そして、上部磁気ヨーク８と、上部磁気ヨーク８の上面８ｂに接合され、内部に接点機構２を収容する接点機構収容ケース５と、上部磁気ヨーク８の下面に接合され、内部に可動プランジャ３５を収容するキャップ９とにより、接点機構２、連結軸３７及び可動プランジャ３５を収容する密封された収容室４を構成している。密封された収容室４内には、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、第１実施形態の電磁接触器１の動作を説明する。
今、第１固定接触子２３が例えば大電流を供給する電力供給源に接続され、第２固定接触子２４が負荷に接続されているものとする。
この状態で、電磁石ユニット３の励磁コイル３４が非励磁状態にあって、電磁石ユニット３で可動プランジャ３５を下降させる吸引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３５が復帰スプリング３６によって、上部磁気ヨーク８から離れる上方向に付勢される。

これと同時に、永久磁石１１の磁力による吸引力が補助ヨーク１２に作用されて、可動プランジャ３５の周鍔部４１が吸引される。このため、可動プランジャ３５の周鍔部４１の上面が補助ヨーク１２の下面に当接している。
このため、可動プランジャ３５に連結軸３７を介して連結されている接点機構２の可動接触子２５の接点が第１及び第２固定接触子２３，２４の第１及び第２接点２３ｄ，２４ｄから上方に所定距離だけ離間している。このため、第１及び第２固定接触子２３，２４間の電流路が遮断状態にあり、接点機構２が開極状態となっている。

この釈放状態から、電磁石ユニット３の励磁コイル３４を励磁すると、可動プランジャ３５のプランジャ本体４０から周鍔部４１を通り、周鍔部４１と上部磁気ヨーク８との間のギャップＧ１を通って上部磁気ヨーク８に達し、この上部磁気ヨーク８からＵ字状の下部磁気ヨーク３１、固定プランジャ３２を通り、固定プランジャ３２の上面３２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間のギャップＧ２を通って可動プランジャ３５のプランジャ本体４０に至る閉磁路が形成される。

このとき、周鍔部４１と上部磁気ヨーク８の上面８ｂとの間のギャップＧ１で磁束密度が高まり、周鍔部４１を上部磁気ヨーク８に引き寄せる吸引力が作用する。
また、固定プランジャ３２の上面３２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間のギャップＧ２で磁束密度が高まり、プランジャ本体４０を固定プランジャ３２に引き寄せる吸引力が作用する。
このような吸引力が作用することで、可動プランジャ３５を、復帰スプリング３６の付勢力及び環状永久磁石１１の吸引力に抗して下方に押し下げる。

そして、可動プランジャ３５の下降が、周鍔部４１の下面が上部磁気ヨーク８の上面８ｂに当接することで停止される。このように、可動プランジャ３５が下降することにより、可動プランジャ３５に連結軸３７を介して連結されている可動接触子２５も下降し、可動接触子２５の接点が第１及び第２固定接触子２３，２４の第１及び第２接点２３ｄ，２４ｄに接触スプリング３９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第１固定接触子２３、可動接触子２５及び第２固定接触子２４を通じて負荷に供給される閉極状態となる。

次に、第１実施形態の電磁接触器１の効果について説明する。
第１実施形態の電磁接触器１は、励磁コイル２４の励磁により、周鍔部４１と上部磁気ヨーク８の上面８ｂとの間のギャップＧ１で磁束密度が高まり、周鍔部４１を上部磁気ヨーク８に引き寄せる吸引力が作用するとともに、固定プランジャ３２の上面３２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間のギャップＧ２で磁束密度が高まり、プランジャ本体４０を固定プランジャ３２に引き寄せる吸引力が作用するので、可動プランジャ３５を、大きな吸引力を発生して復帰スプリング３６の付勢力及び環状永久磁石１１の吸引力に抗して上部磁気ヨーク８の上面８ｂ側に押し下げることができる。

また、第１実施形態では、固定プランジャ３２の上面３２ａ及びプランジャ本体４０の下面４０ａが平行に対向しているので、上面３２ａと下面４０ａとの間のギャップＧ２で発生する磁束の方向は、可動プランジャ３５の駆動方向に沿う方向であり、従来構造のようにランジャ本体４０が傾いてしまう可動プランジャ３５の駆動方向に直交するような吸引力が発生しない。したがって、可動プランジャ３５の駆動に影響を与えることがなく、一対の固定接触子２３，２４と可動接触子２５の接点ギャップも常に一定に設定することができる。
また、この第１実施形態は、固定プランジャ３２がスプール３３の中央円筒部３３ａの内部に配置されていることから、従来構造と比較して固定プランジャ３２の外径寸法が小さくなり、スプール３３の励磁コイル３４の巻線スペースを広くすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明に係る電磁接触器１の第２実施形態の電磁石ユニット５０について、図４から図６を参照して説明する。
第２実施形態の電磁石ユニット５０は、図４に示すように、スプール３３の下部磁気ヨーク３１の底板部の中央部に、固定プランジャ５１が固定されており、固定プランジャ５１の外側にスプール３３が配置されている。
固定プランジャ５１は中実円筒形状であり、図５に示すように、その上部は軸方向外方に突出する円錐台形状として形成され、テーパ周面５１ａが形成されている。
この固定プランジャ５１のテーパ周面５１ａに当接しているキャップ９の底部９ｂも、軸方向内方に凹んだ円錐台形状に形成され、固定プランジャ５１の上部に面接触している。

キャップ９の内部には、最下部に復帰スプリング３６を配置した可動プランジャ３５のプランジャ本体４０が収納されている。
プランジャ本体４０の下部は、軸方向内方に凹んだ円錐台形状として形成され、テーパ周面４０ｂが形成されている。
そして、固定プランジャ５１のテーパ周面５１ａと、プランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂは、キャップ９の底部９ｂを介して平行に対向している。

ここで、この第２実施形態は、第１実施形態において固定プランジャ３２の上面３２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間に設定したギャップＧ２を、図６に示すように、固定プランジャ５１のテーパ周面周５１ａとプランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂとが軸方向に離れている距離に設定している。
なお、本発明に係る可動プランジャの接極面がプランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂに対応し、本発明に係る固定プランジャの接極面が固定プランジャ５１のテーパ周面周５１ａに対応している。

この第２実施形態の電磁接触器１は、釈放状態において電磁石ユニット５０の励磁コイル３４を励磁すると、可動プランジャ３５のプランジャ本体４０から周鍔部４１を通り、周鍔部４１と上部磁気ヨーク８との間のギャップＧ１を通って上部磁気ヨーク８に達し、この上部磁気ヨーク８からＵ字状の下部磁気ヨーク３１、固定プランジャ５１を通るとともに、互いに平行な固定プランジャ５１のテーパ周面５１ａとプランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂとが直交する方向を通って可動プランジャ３５のプランジャ本体４０に至る閉磁路が形成される。

互いに平行な固定プランジャ５１のテーパ周面５１ａとプランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂとが直交する方向の間は、図６で示すように、テーパ周面５１ａとテーパ周面４０ｂとが軸方向に離れているギャップＧ２より小さなギャップＧ３となる（Ｇ３＜Ｇ２）。
これにより、固定プランジャ５１のテーパ周面５１ａとプランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂとの間のギャップＧ３で磁束密度が高まり、プランジャ本体４０を固定プランジャ３２に引き寄せる吸引力が、第１実施形態より大きな力で作用する。

したがって、第２実施形態の電磁接触器１は、励磁コイル２４の励磁により、周鍔部４１と上部磁気ヨーク８の上面８ｂとの間のギャップＧ１で磁束密度が高まり、周鍔部４１を上部磁気ヨーク８に引き寄せる吸引力が作用するとともに、固定プランジャ５１のテーパ周面５１ａとプランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂとの間のギャップＧ３で磁束密度が高まり、プランジャ本体４０を固定プランジャ５１に引き寄せる大きな吸引力が作用し、可動プランジャ３５を、大きな吸引力を発生して復帰スプリング３６の付勢力及び環状永久磁石１１の吸引力に抗して上部磁気ヨーク８の上面８ｂ側に押し下げることができる。
また、この第２実施形態は、固定プランジャ５１がスプール３３の中央円筒部３３ａの内部に配置されていることから、従来構造と比較して固定プランジャ５１の外径寸法が小さくなり、スプール３３の励磁コイル３４の巻線スペースを広くすることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明に係る電磁接触器１の第３実施形態の電磁石ユニット６０について、図７及び図８を参照して説明する。
第３実施形態の電磁石ユニット６０は、キャップ９の底部に円形の貫通孔９ｃが形成されている。
下部磁気ヨーク３１の底板部の中央部に、中実円筒形状の固定プランジャ６１が固定されており、この固定プランジャ６１の外側にスプール３３が配置されている。
固定プランジャ６１の上部には縮径部６２が突出して形成されており、この縮径部６２の上面６２ａは、軸方向に直交する平坦面として形成されている。

キャップ９内に挿入されるプランジャ本体４０の下面４０ａも、軸方向に直交する平坦面として形成されている。
そして、固定プランジャ６１の縮径部６２の上面６２ａに、プランジャ本体４０のスプリング収納孔４４に収納した復帰スプリング３６の下端が当接している。
そして、キャップ９のフランジ部９ａが、上部磁気ヨーク８の下面にシール接合され、キャップ９の底部に形成した貫通孔９ｃの内周が固定プランジャ６１の縮径部６２の周縁にシール接合されている。

これにより、接点機構収容ケース５及びキャップ９が上部磁気ヨーク８のプランジャ貫通孔８ａ介して連通される密封した容器（収容室４）が形成され、収納室４の内部に、縮径部６２の上面６２ａが位置している。
ここで、この第３実施形態は、第１実施形態において固定プランジャ３２の上面３２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間に設定したギャップＧ２を、図７に示すように、固定プランジャ６１の縮径部６２の最下部位置とプランジャ本体４０の下面４０ａとが軸方向に離れている距離に設定している。
なお、本発明に係る可動プランジャの接極面がプランジャ本体４０の下面４０ａに対応し、本発明に係る固定プランジャの接極面が固定プランジャ６１の上面６２ａに対応している。

この第３実施形態の電磁接触器１は、釈放状態において電磁石ユニット６０の励磁コイル３４を励磁すると、可動プランジャ３５のプランジャ本体４０から周鍔部４１を通り、周鍔部４１と上部磁気ヨーク８との間のギャップＧ１を通って上部磁気ヨーク８に達し、この上部磁気ヨーク８からＵ字状の下部磁気ヨーク３１、固定プランジャ６１を通るとともに、収納室４の内部に位置している固定プランジャ６１の縮径部６２の上面６２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間のギャップＧ４を通って可動プランジャ３５のプランジャ本体４０に至る閉磁路が形成される。

固定プランジャ６１の縮径部６２の上面６２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間のギャップＧ４は、固定プランジャ６１の縮径部６２の最下部位置とランジャ本体４０の下面４０ａとが軸方向に離れているギャップＧ２より小さいので、固定プランジャ６１の上面６２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間のギャップＧ４で磁束密度が高まり、プランジャ本体４０を固定プランジャ６１に引き寄せる吸引力が、第１実施形態より大きな力で作用する。

したがって、第３実施形態の電磁接触器１は、励磁コイル２４の励磁により、周鍔部４１と上部磁気ヨーク８の上面８ｂとの間のギャップＧ１で磁束密度が高まり、周鍔部４１を上部磁気ヨーク８に引き寄せる吸引力が作用するとともに、収納室４の内部に位置している固定プランジャ６１の縮径部６２の上面６２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間のギャップＧ４で磁束密度が高まり、プランジャ本体４０を固定プランジャ６１に引き寄せる大きな吸引力が作用し、可動プランジャ３５を、大きな吸引力を発生して復帰スプリング３６の付勢力及び環状永久磁石１１の吸引力に抗して上部磁気ヨーク８の上面８ｂ側に押し下げることができる。
また、この第３実施形態も、固定プランジャ６１がスプール３３の中央円筒部３３ａの内部に配置されていることから、従来構造と比較して固定プランジャ６１の外径寸法が小さくなり、スプール３３の励磁コイル３４の巻線スペースを広くすることができる。

［第４実施形態］
さらに、本発明に係る電磁接触器の第４実施形態の電磁石ユニット７０について、図９及び図１０を参照して説明する。
第４実施形態の電磁石ユニット７０も、キャップ９の底部に円形の貫通孔９ｃが形成されている。
下部磁気ヨーク３１の底板部の中央部に、中実円筒形状の固定プランジャ７１が固定されており、この固定プランジャ７１の外側にスプール３３が配置されている。
固定プランジャ７１の上部には縮径部７２が突出して形成されており、この縮径部７２は円錐台形状として形成され、テーパ周面７２ａが形成されている。

キャップ９内に挿入されるプランジャ本体４０の下部も、軸方向内方に凹んだ円錐台形状として形成され、テーパ周面４０ｂが形成されている。
そして、固定プランジャ７１の縮径部７２の上面に、プランジャ本体４０のスプリング収納孔４４に収納した復帰スプリング３６の下端が当接している。
そして、キャップ９のフランジ部９ａが、上部磁気ヨーク８の下面にシール接合され、キャップ９の底部に形成した貫通孔９ｃの内周が固定プランジャ７１の縮径部７２の周縁にシール接合されている。

これにより、収容室４の内部に、縮径部７２のテーパ周面７２ａが位置している。
ここで、この第４実施形態は、第１実施形態において固定プランジャ３２の上面３２ａとプランジャ本体４０の下面４０ａとの間に設定したギャップＧ２を、図９に示すように、固定プランジャ７１の縮径部７２の最下部位置とプランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂとが軸方向に離れている距離に設定している。
なお、本発明に係る可動プランジャの接極面がプランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂに対応し、本発明に係る固定プランジャの接極面が固定プランジャ７１のテーパ周面７２ａに対応している。

この第４実施形態の電磁接触器１は、釈放状態において電磁石ユニット７０の励磁コイル３４を励磁すると、可動プランジャ３５のプランジャ本体４０から周鍔部４１を通り、周鍔部４１と上部磁気ヨーク８との間のギャップＧ１を通って上部磁気ヨーク８に達し、この上部磁気ヨーク８からＵ字状の下部磁気ヨーク３１、固定プランジャ６１を通るとともに、収納室４の内部に位置している固定プランジャ７１の縮径部７２のテーパ周面７２ａとプランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂとが直交する方向のギャップＧ５を通って可動プランジャ３５のプランジャ本体４０に至る閉磁路が形成される。

この第４実施形態も、励磁コイル２４の励磁により、周鍔部４１と上部磁気ヨーク８の上面８ｂとの間のギャップＧ１で磁束密度が高まり、周鍔部４１を上部磁気ヨーク８に引き寄せる吸引力が作用するとともに、収納室４の内部に位置している固定プランジャ７１の縮径部７２のテーパ周面７２ａとプランジャ本体４０のテーパ周面４０ｂとの間のギャップＧ５で磁束密度が高まり、プランジャ本体４０を固定プランジャ７１に引き寄せる大きな吸引力が作用し、可動プランジャ３５を、大きな吸引力を発生して復帰スプリング３６の付勢力及び環状永久磁石１１の吸引力に抗して上部磁気ヨーク８の上面８ｂ側に押し下げることができる。
また、この第４実施形態も、固定プランジャ７１がスプール３３の中央円筒部３３ａの内部に配置されていることから、従来構造と比較して固定プランジャ６１の外径寸法が小さくなり、スプール３３の励磁コイル３４の巻線スペースを広くすることができる。

１ 電磁接触器
２ 接点機構
３ 電磁石ユニット
４ 収容室
５ 接点機構収容ケース
６ 角筒体
６ａ フランジ部
７ 絶縁基板
７ａ 貫通孔
７ｂ 貫通孔
８ 上部磁気ヨーク
８ａ 可動プランジャ貫通孔
８ｂ 上部磁気ヨークの上面
９ キャップ
９ａ フランジ部
９ｂ キャップの底部
９ｃ キャップの貫通孔
１１ 永久磁石
１２ 補助ヨーク
１２ａ 貫通孔
１３ 異物侵入防止部材
１３ａ 貫通孔
１４ 絶縁筒部
２１ 導体部
２２ 導体部
２３ 第１固定接触子
２３ａ 上板部
２３ｂ 中間板部
２３ｃ 下板部
２３ｄ 第１接点
２４ 第２固定接触子
２４ａ 上板部
２４ｂ 中間板部
２４ｃ 下板部
２４ｄ 第２接点
２５ 可動接触子
２６ 絶縁カバー
２７ 絶縁カバー
２８ 磁性体板
３１ 下部磁気ヨーク
３２ 固定プランジャ
３２ａ 固定プランジャの上面
３２ｂ 立ち上がり部
３３ スプール
３３ａ 中央円筒部
３３ｂ 下フランジ部
３３ｃ 上フランジ部
３４ 励磁コイル
３５ 可動プランジャ
３６ 復帰スプリング
３７ 連結軸
３７ａ フランジ部
３８ 固定部材
３９ 接触スプリング
４０ プランジャ本体
４０ａ プランジャ本体の下面
４０ｂ プランジャ本体のテーパ周面
４１ 周鍔部
４３ 嵌入孔
４４ スプリング収納孔
５０，６０，７０ 電磁石ユニット
５１，６１，７１ 固定プランジャ
５１ａ，７２ａ 固定プランジャのテーパ周面
６２，７２ 縮径部
６２ａ 縮径部の上面
Ｇ１ 可動プランジャの周鍔部と磁気ヨークのヨーク面との間のギャップ
Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５ 固定プランジャとプランジャ本体との間のギャップ

Claims (4)

1. 一対の固定接触子及びこれら一対の固定接触子に接離可能な可動接触子を有する接点機構と、この接点機構を駆動する電磁石ユニットと、を備え、
   前記電磁石ユニットは、前記可動接触子に連結された可動プランジャと、励磁することで磁束を発生させて前記可動プランジャを駆動方向に駆動する励磁コイルと、この励磁コイルを囲む磁気ヨークと、この磁気ヨークに固定され、前記可動プランジャの駆動方向で対向している固定プランジャと、を備え、
   前記可動プランジャ及び前記固定プランジャの接極面は、前記可動プランジャの駆動方向を向いて形成されており、
   前記可動プランジャの少なくとも前記固定プランジャ側の端部を覆うように、有底筒体からなるキャップを配置して前記一対の固定接触子、前記可動接触子及び可動プランジャをガス封止領域に封止するとともに、少なくとも前記固定プランジャの前記接極面を前記ガス封止領域に配置し、且つ前記可動プランジャの前記接極面に対向させたことを特徴とする電磁接触器。
2. 前記可動プランジャ及び前記固定プランジャの前記接極面は、前記可動プランジャの駆動方向に直交する面として形成されていることを特徴とする請求項１記載の電磁接触器。
3. 前記可動プランジャ及び前記固定プランジャの前記接極面は、前記可動プランジャの駆動方向に対して傾斜する面として形成されていることを特徴とする請求項１記載の電磁接触器。
4. 可動プランジャ及び前記固定プランジャは、前記励磁コイルが巻装されている中央円筒部の内部に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の電磁接触器。

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