JP6763328B2 - 接点装置及びこれを使用した電磁接触器 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載された接点装置は、一対の固定端子台の先端に形成された固定接点に対して可動接触子を接離可能に配置し、この可動接触子の周囲を方形枠上の収容ケースで囲むことにより、可動接触子の両端の接点を通る直線回りの振動と可動接触子を支持する軸回りの回転とを抑制するようにしている。
また、特許文献2に記載された接点装置にあっては、可動鉄片と可動接触子を支持する可動絶縁台とが2本のリベットで連結され、さらに可動絶縁台に形成されたガイド用突部に可動接触子が案内されることにより、可動接触子の可動鉄片に対する回動が抑制される。しかしながら、特許文献2に記載された接点装置では、可動接触子を支持する可動絶縁台の構成が複雑であるとともに2本のリベットを有するので、組立を容易に行うことができないという課題がある。
案内部は、可動接触子に形成されたボス出し成形部で構成されている。
また、本発明の一態様に係る電磁接触器は、上記構成を有する接点装置を備え、接点装置の可動軸に連結される可動鉄心を有する電磁石ユニットを備えている。
また、本発明の一態様によれば、上記接点機構を備えた電磁接触器を構成するので、可動接触子の可動軸回りの揺動を抑制し、アークの発弧点を安定させることができる電磁接触器を提供することができる。
以下、本発明に係る接点装置を含む電磁接触器の実施形態について説明する。
電磁接触器1は、図1に示すように、接点装置2と、接点装置2を駆動する電磁石ユニット3を備えている。
接点装置2は、接点機構4を収納する接点収納部5を備えている。この接点収納部5は、銅、アルミニウム、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性金属製の角筒体6と、この角筒体6の上端を閉塞する平板状の例えばセラミック製の絶縁板7と、角筒体6の内部に配置された有底絶縁筒体8とを備えている。
接点機構4は、絶縁板7に一対となる第1導体部21及び第2導体部22を介して固定されている一対となる第1固定接触子23及び第2固定接触子24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。
ここで、第1固定接触子23は、導電体金属部からなる側面視C字形状の導電板であり、絶縁板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接点部が接触する第1接点部23dを備えている。
また、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、平面から見てコの字状の磁性体板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。
この可動接触子25は、電磁石ユニット3の後述する可動鉄心35に固定された可動軸37に支持されている。可動接触子25の中央部には、可動軸37を挿通する貫通孔25aが形成されている。
一方、図3に示すように、有底絶縁筒体8の案内部25dに対向する底部には、取付孔8aが形成され、この取付孔8aに揺動規制部材29が挿通固定されている。揺動規制部材29は、可動接触子25の案内部25dに係合されて可動接触子25の可動軸37回りの揺動を規制する。この揺動規制部材29は、非磁性体製の金属部材で構成され、台部29aと、この台部29aから上方に突出する円柱部29bとを備えている。この揺動規制部材29の先端は、可動接触子25の案内部25d内を通じて可動接触子25の上面より突出している。
そして、可動接触子25は、釈放状態で、図1に示すように、両端の第1接点部25b及び第2接点部25cがそれぞれ第1固定接触子23の第1接点部23d及び第2固定接触子24の第2接点部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接点部25b及び第2接点部25cがそれぞれ第1固定接触子23の第1接点部23d及び第2固定接触子24の第2接点部24dのそれぞれに、接触スプリング39による所定の接触圧で接触する。
また、下部磁気ヨーク31の開放端となる上端には、板状の磁気ヨーク10が固定されている。この磁気ヨーク10の中央部には、可動鉄心35を挿通する貫通孔10aが形成されている。
また、磁気ヨーク10の上面には、図1及び図2に示すように、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が可動鉄心35の周鍔部35b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。
そして、可動鉄心35を上下方向に挿通する貫通孔10aを有する板状の磁気ヨーク10と、磁気ヨーク10の上面に接合され、内部に接点機構4を収納する接点収納部5と、磁気ヨーク10の下面に接合され、内部に可動鉄心35を収容するキャップ9とにより、接点機構4、可動軸37及び可動鉄心35を収容する密封された接点収納部5を構成している。密封された接点収納部5内には、例えば水素などのアーク消弧用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。
先ず、第1固定接触子23に接続された第1導体部21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に接続された第2導体部22が負荷に接続されているものとする。
この釈放状態では、可動鉄心35が復帰スプリング36によって、磁気ヨーク10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に作用し、可動鉄心35の周鍔部35cが吸引される。このため、可動鉄心35の周鍔部35cの上面が補助ヨーク12の下面に接触している。
このように、可動鉄心35が下降することにより、可動鉄心35に可動軸37を介して連結されている可動接触子25も下降し、接点機構4の可動接触子25の第1接点部及び第2接点部のそれぞれが、第1固定接触子23の第1接点部23d及び第2固定接触子24の第2接点部24dのそれぞれに対して接触スプリング39の接触圧で接触する。
そして、接点機構4の閉極状態から、負荷への電流供給を遮断する場合には、電磁石ユニット3の励磁コイル34への通電を停止する。
励磁コイル34への通電を停止すると、電磁石ユニット3で可動鉄心35を下方に移動させる励磁力がなくなることにより、可動鉄心35が復帰スプリング36の付勢力によって上昇し、周鍔部35cが補助ヨーク12に近づくに従って永久磁石11の吸引力が増加する。
そして、可動接触子25の第1接点部及び第2接点部と、第1固定接触子23の第1接点部23d及び第2固定接触子24の第2接点部24dとの間に発生したアークは、これらアークの電流の流れと、アーク消弧用永久磁石51a,51b及び52a,52bで発生した磁束φ1及びφ2との関係からフレミング左手の法則により発生したローレンツ力F1及びF2によって有底絶縁筒体8に形成された第1アーク消弧室53及び54を通って第2アーク消弧室55及び56まで引き延ばされるとともに、接点収納部5に封入されたアーク消弧用ガスによって冷却されて消弧される。
このように、電磁接触器1では、開極状態から閉極状態となり、再度開極状態に復帰させる一連の動作で負荷に供給する電流の通電及び遮断を行なう。この際、可動軸37の上下動によって、可動接触子25は第1固定接触子23及び第2固定接触子24との接離を繰り返すことになる。
特に、揺動規制部材29を可動接触子25と同じ銅材料で構成することにより、異種金属接触腐食を防止することができる。
このため、揺動規制部材29と第2固定接触子24の下板部24c及び第2接点部24dとの間隔は、可動接触子25に流れる電流が揺動規制部材29を通じて第2固定接触子に流れる電流路が形成されないために必要とする絶縁距離だけ離すだけでよく、アークの乗り移りについては考慮する必要がない。
なお、上記第1実施形態では、可動接触子25に貫通孔でなる案内部25dを形成するので、この案内部25dの分電流路となる断面積が減少することになる。このため、案内部25dの両脇の厚みを厚くして電流路の断面積を確保するようにしてもよい。
この第2実施形態では、前述した第1実施形態における可動接触子に形成する案内部の形状を変更したものである。
すなわち、第2実施形態では、案内部25dを貫通孔に代えてボス出し成形部としている。この案内部25dは、可動接触子25をプレス機でボス出し成形加工することにより、可動接触子25の下面側に断面円形の凹部25eを形成し、この凹部25eの上部側に盛り上がり部25fを形成している。
この第2実施形態によると、案内部25dとなる凹部25e内に揺動規制部材29が係合されているので、前述した第1実施形態と同様に可動接触子25の可動軸37回りの揺動を抑制することができる。
しかも、案内部25dが凹部25eと盛り上がり部25fとで形成されているので、電流路としての断面積を他の平坦な板部と略同じに設定することができ、可動接触子25を流れる電流が減少することなく、案内部25dを形成することができる。
この第3実施形態では、接点機構4の構成を、可動接触子を一対の固定接触子に突き当てる構成に変更したものである。
すなわち、第3実施形態では、図7に示すように、接点収納部5が、セラミックス、合成樹脂等の絶縁部材で形成される下端を開放した桶状体61と、その開放端面に密着固定された金属製の接合部材62と、桶状体61の側面を覆う金属筒体63とで構成されている。そして、接合部材62が電磁石ユニット3の磁気ヨーク80の上面にろう付け、溶接等によって気密状態で固定されている。
これら固定接触子64a,64bのそれぞれは、上部側の大径頭部65とこの大径頭部65と同軸的に連接された下部側の小径円柱部66とで構成されている。
また、接点装置2は、第1固定接触子64a及び第2固定接触子64bの小径円柱部66の下端面に比較的狭い所定のギャップを隔てて可動接触子68が接離可能に対向配置されている。この可動接触子68は、少なくとも第1固定接触子64a及び第2固定接触子64bと対向する位置に第1接点部68a及び第2接点部68bが形成されている。
この第3実施形態によると、可動接触子68が第1固定接触子64a及び第2固定接触子64bから離間している図7に示す釈放状態では、第2実施形態と同様に可動接触子69の案内部68cの凹部68d内に係合している。このため、釈放状態で、可動接触子68が可動軸69回りに揺動することを確実に防止することができ、第2実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、上記第3実施形態では、案内部68cをボス出し成形部と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、前述した第1実施形態と同様に案内部68cを貫通孔とすることもできる。この場合には、揺動規制部材73として摩耗粉の発生を抑制できる非磁性金属材料を適用することが好ましい。
さらに、揺動規制部材29は直線的な柱状に形成する場合に限らず、案内部25d又は68cとの係合部以外を第2固定接触子24又は64bから離れる方向に曲げるようにしてもよい。
また、上記第1〜第3実施形態では、接点装置2を電磁接触器1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、継電器、開閉器等の接点装置として適用することができる。
Claims (5)
- 一対の固定接触子と可動接触子とを有する接点機構と、
前記可動接触子を前記一対の固定接触子に対して接離可能に支持する可動軸と、
前記可動軸を挿通して前記接点機構を収納する接点収納部と、
前記接点収納部の前記可動接触子と対向する位置に配置され、前記可動接触子に形成された案内部に係合されて当該可動接触子の揺動を規制する揺動規制部材と、を備え、
前記案内部は、前記可動接触子に形成されたボス出し成形部で構成されている接点装置。 - 前記揺動規制部材は、前記可動軸と平行に形成されている請求項1に記載の接点装置。
- 前記揺動規制部材は、非磁性金属材料で構成されている請求項1又は2に記載の接点装置。
- 前記揺動規制部材は、前記接点収納部と一体となっている請求項1から3の何れか一項に記載の接点装置。
- 前記請求項1から4の何れか1項に記載の接点装置を備えるとともに、前記接点装置の可動軸に連結される可動鉄心を有する電磁石ユニットを備えている電磁接触器。
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