JP6926732B2 - Gas sealed magnetic contactor - Google Patents

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本発明は、固定接点を有する固定接触子と、可動接点を有する可動接触子とが、ガスを封入された消弧室に配置されてなるガス密閉型電磁接触器に関する。 The present invention relates to a gas-sealed electromagnetic contactor in which a fixed contactor having a fixed contact and a movable contactor having a movable contact are arranged in an arc extinguishing chamber filled with gas.

ガス密閉型電磁接触器は、接点部が密閉容器内に封止され、この密閉容器には、遮断性能を高める水素ガスなどが封入されているので、より小さな製品寸法で高電圧・大電流の遮断が可能となるという利点を有している。また、密閉容器内で接点を開閉することで、製品外部にアークの火花が飛び散らないため、火災などの心配がなく、外部からもゴミが入らないので安全性や接触信頼性に優れている。 In the gas sealed electromagnetic contactor, the contact part is sealed in a closed container, and hydrogen gas that enhances the breaking performance is sealed in this closed container, so that the product size is smaller and the voltage and current are higher. It has the advantage of being able to block. In addition, by opening and closing the contacts inside the closed container, the sparks of the arc do not scatter outside the product, so there is no risk of fire, and dust does not enter from the outside, so it is excellent in safety and contact reliability.

一方、下記特許文献1には、Cuよりも高融点を有する金属材料、又はCuよりも高気化熱を持つ金属材料を少なくとも1種含有させたCuW合金からなる接点用部材と、Cu又はCuを主成分とする合金、あるいは鋼又は鋼を主成分とする合金からなる導体とから構成され、該双方の部材の接合面にCu又はCu合金からなる層を介在さ せ、部材同士が一体に接合されてなるアーク接触子が開示されている。 On the other hand, Patent Document 1 below describes a contact member made of a CuW alloy containing at least one metal material having a melting point higher than that of Cu or a metal material having a heat of vaporization higher than that of Cu, and Cu or Cu. It is composed of an alloy containing the main component or a conductor made of steel or an alloy containing steel as the main component, and a layer made of Cu or Cu alloy is interposed on the joint surface of both members to integrally join the members. The arc contacts made of copper are disclosed.

また、下記特許文献2には、仮焼結体に当該仮焼結体よりも融点の低い溶浸材を含浸して接点材料を製造する方法において、上記仮焼結体の下面中央に凹部を形成し、この凹部に導電性金属を配置すると共に、上記仮焼結体上面には溶浸材を配置し、この上面溶浸材を加熱することで上記仮焼 結体に含浸させて接点材料を得ることを特徴とする接点材料の製造方法が開示されている。 Further, in Patent Document 2 below, in a method of impregnating a temporary sintered body with an infiltrating material having a melting point lower than that of the temporary sintered body to produce a contact material, a recess is provided in the center of the lower surface of the temporary sintered body. The contact material is formed, a conductive metal is placed in the concave portion, and an infiltrating material is arranged on the upper surface of the temporary sintered body, and the upper surface infiltrating material is heated to impregnate the calcined body with the contact material. A method for producing a contact material, which is characterized by obtaining the above, is disclosed.

特開2001−138069号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-138609 特開平6−203692号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-203692

ガス密閉型電磁接触器は、前述したような優れた特徴を有しているが、密閉容器内に、遮断性能を高める水素ガスなどが封入されているので、接点表面の融点の低い材料(銅や銀など)が消耗しやすいという問題があった。そして、融点の低い材料が消耗すると、融点の高い材料(タングステン、クロムなど)のみが残存し、接触抵抗が大きくなるという問題があった。 The gas-sealed electromagnetic contactor has the above-mentioned excellent features, but since hydrogen gas, etc., which enhances the blocking performance is sealed in the closed container, a material with a low melting point (copper) on the contact surface. There was a problem that (such as silver and silver) was easily consumed. Then, when the material having a low melting point is consumed, only the material having a high melting point (tungsten, chromium, etc.) remains, and there is a problem that the contact resistance becomes large.

上記特許文献1には、CuW合金からなる接点用部材と、Cu又はCuを主成分とする合金、あるいは鋼又は鋼を主成分とする合金からなる導体とから構成され、該双方の部材の接合面にCu又はCu合金からなる層を介在させ、部材同士が一体に接合されてなるアーク接触子が開示されているが、ガス密閉型電磁接触器の接触子として用いることについては開示されていない。 The above-mentioned Patent Document 1 is composed of a contact member made of a CuW alloy and a conductor made of Cu or an alloy containing Cu as a main component, or steel or an alloy containing steel as a main component, and joins both members. An arc contactor in which a layer made of Cu or a Cu alloy is interposed on the surface and the members are integrally joined to each other is disclosed, but it is not disclosed that the member is used as a contactor of a gas-sealed electromagnetic contactor. ..

また、上記特許文献2には、仮焼結体の下面中央に凹部を形成し、この凹部に導電性金属を配置すると共に、上記仮焼結体上面には溶浸材を配置し、この上面溶浸材を加熱することで上記仮焼 結体に含浸させて接点材料を得ることが記載されているが、真空バルブの接点材料の製造方法に関するものであり、ガス密閉型電磁接触器の接触子として用いることについては開示されていない。 Further, in Patent Document 2, a recess is formed in the center of the lower surface of the temporary sintered body, a conductive metal is arranged in the recess, and a infiltrating material is arranged on the upper surface of the temporary sintered body. It is described that the calcined material is impregnated into the calcined body to obtain a contact material by heating the infiltrated material, but it relates to a method for manufacturing a contact material for a vacuum valve, and is a contact of a gas-sealed electromagnetic contactor. It is not disclosed for use as a child.

したがって、本発明の目的は、ガス密閉型電磁接触器において、接点表面の融点の低い材料(銅や銀など)が消耗しやすいという問題を解決し、接触抵抗を長期に亘って低く維持できるようにすることにある。 Therefore, an object of the present invention is to solve the problem that a material having a low melting point (copper, silver, etc.) on the contact surface is easily consumed in a gas-sealed electromagnetic contactor, and to maintain a low contact resistance for a long period of time. To be.

上記目的を達成するため、本発明は、固定接点を有する固定接触子と、可動接点を有する可動接触子とが、ガスを封入された消弧室に配置されてなるガス密閉型電磁接触器において、前記固定接点及び前記可動接点は、高融点接点材料と、該高融点接点材料よりも低融点の低融点接点材料とが混合した混合層と、前記低融点接点材料のみからなる低融点層とが接合されて構成されており、前記混合層が前記固定接点及び前記可動接点の表面側に配置され、前記低融点層は、前記混合層の内側に配置されていて、前記混合層が相手方接点に接離するように構成されていることを特徴とするガス密閉型電磁接触器を提供するものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a gas-sealed electromagnetic contacter in which a fixed contact having a fixed contact and a movable contact having a movable contact are arranged in an arc extinguishing chamber filled with gas. The fixed contact and the movable contact include a mixed layer in which a high melting point contact material is mixed with a low melting point contact material having a melting point lower than that of the high melting point contact material, and a low melting point layer composed of only the low melting point contact material. The mixed layer is arranged on the surface side of the fixed contact and the movable contact, the low melting point layer is arranged inside the mixed layer, and the mixed layer is a mating contact. Provided is a gas-sealed electromagnetic contactor characterized in that it is configured to be in contact with and separated from the gas.

本発明によれば、混合層中の低融点接点材料の消耗に伴って、低融点層の低融点接点材料が溶融して混合層に移動するので、混合層中の低融点接点材料が補充され、長期に亘って接触抵抗を良好に維持することができる。 According to the present invention, as the low melting point contact material in the mixed layer is consumed, the low melting point contact material in the low melting point layer melts and moves to the mixed layer, so that the low melting point contact material in the mixed layer is replenished. , The contact resistance can be maintained well for a long period of time.

本発明においては、前記混合層の裏面側中央部に凹部が形成されており、前記低融点層は、該凹部に充填されていることが好ましい。この態様によれば、混合層の裏面側中央部に形成された凹部に低融点層が充填されているので、混合層の全体にまんべんなく低融点層から低融点接点材料を補充することができ、接触抵抗の増大をより効果的に抑制することができる。 In the present invention, it is preferable that a recess is formed in the central portion on the back surface side of the mixed layer, and the low melting point layer is filled in the recess. According to this aspect, since the low melting point layer is filled in the recess formed in the central portion on the back surface side of the mixed layer, the low melting point contact material can be evenly replenished from the low melting point layer to the entire mixed layer. The increase in contact resistance can be suppressed more effectively.

また、前記混合層は、前記高融点接点材料を90〜10質量%、前記低融点接点材料を10〜90質量%含有することが好ましい。この態様によれば、固定接点と可動接点の接触抵抗を低くすると共に、耐久性を向上させることができる。 Further, the mixed layer preferably contains 90 to 10% by mass of the high melting point contact material and 10 to 90% by mass of the low melting point contact material. According to this aspect, the contact resistance between the fixed contact and the movable contact can be lowered, and the durability can be improved.

また、前記混合層は、前記高融点接点材料を40〜60質量%、前記低融点接点材料を60〜40質量%含有することが好ましい。この態様によれば、固定接点と可動接点の接触抵抗を低くすると共に、耐久性を更に向上させることができる。 Further, the mixed layer preferably contains the high melting point contact material in an amount of 40 to 60% by mass and the low melting point contact material in an amount of 60 to 40% by mass. According to this aspect, the contact resistance between the fixed contact and the movable contact can be lowered, and the durability can be further improved.

また、前記消弧室に封入されるガスは、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスからなることが好ましい。この態様によれば、消弧室に封入されるガスとして、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスを用いることにより、アークに対する冷却効果を高めて消弧能力を高めることができる。一方、特に水素ガスは、低融点接点材料の消耗を早める傾向があるが、本発明においては、混合層中の低融点接点材料の消耗に伴って、低融点層の低融点接点材料が溶融して混合層に移動するので、接触抵抗を良好に維持することができる。 The gas sealed in the arc extinguishing chamber is preferably a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas. According to this aspect, by using a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas as the gas sealed in the arc extinguishing chamber, the cooling effect on the arc can be enhanced and the arc extinguishing ability can be enhanced. On the other hand, hydrogen gas in particular tends to accelerate the consumption of the low melting point contact material, but in the present invention, the low melting point contact material of the low melting point layer melts as the low melting point contact material in the mixed layer is consumed. Since it moves to the mixed layer, the contact resistance can be maintained well.

更に、前記消弧室に封入されるガスは、水素ガスを30%(v/v)以上含有することが好ましい。消弧室に封入されるガスとして、水素ガスを30%(v/v)以上含有するものを用いることにより、アークに対する冷却効果を高めて消弧能力を高めることができる。一方、特に水素ガスは、低融点接点材料の消耗を早める傾向があるが、本発明においては、混合層中の低融点接点材料の消耗に伴って、低融点層の低融点接点材料が溶融して混合層に移動するので、接触抵抗を良好に維持することができる。 Further, the gas sealed in the arc extinguishing chamber preferably contains 30% (v / v) or more of hydrogen gas. By using a gas containing 30% (v / v) or more of hydrogen gas as the gas sealed in the arc extinguishing chamber, the cooling effect on the arc can be enhanced and the arc extinguishing ability can be enhanced. On the other hand, hydrogen gas in particular tends to accelerate the consumption of the low melting point contact material, but in the present invention, the low melting point contact material of the low melting point layer melts as the low melting point contact material in the mixed layer is consumed. Since it moves to the mixed layer, the contact resistance can be maintained well.

更にまた、前記混合層の厚さは、0.2〜1mmであることが好ましい。この態様によれば、混合層の厚さが0.2〜1mmであることにより、低融点層に熱が伝わりやすくなり、混合層中の低融点接点材料の消耗に伴って、低融点層の低融点接点材料が溶融して、混合層に移動しやすくすることができる。 Furthermore, the thickness of the mixed layer is preferably 0.2 to 1 mm. According to this aspect, when the thickness of the mixed layer is 0.2 to 1 mm, heat is easily transferred to the low melting point layer, and as the low melting point contact material in the mixed layer is consumed, the low melting point layer becomes The low melting point contact material can be melted and easily transferred to the mixed layer.

更にまた、前記混合層と前記低融点層とからなる前記固定接点及び前記可動接点の全体の厚さが、0.5〜3mmであることが好ましい。この態様によれば、固定接点及び可動接点の強度を保持し、接触抵抗を良好に維持することができる。 Furthermore, the total thickness of the fixed contact and the movable contact composed of the mixed layer and the low melting point layer is preferably 0.5 to 3 mm. According to this aspect, the strength of the fixed contact and the movable contact can be maintained, and the contact resistance can be maintained well.

本発明によれば、混合層中の低融点接点材料の消耗に伴って、低融点層の低融点接点材料が溶融して混合層に移動するので、混合層中の低融点接点材料が補充され、長期に亘って接触抵抗を良好に維持することができる。 According to the present invention, as the low melting point contact material in the mixed layer is consumed, the low melting point contact material in the low melting point layer melts and moves to the mixed layer, so that the low melting point contact material in the mixed layer is replenished. , The contact resistance can be maintained well for a long period of time.

本発明が適用されるガス密閉型電磁接触器の一例を示す概略断面図である。It is schematic cross-sectional view which shows an example of the gas closed type electromagnetic contactor to which this invention is applied. 本発明のガス密閉型電磁接触器における固定接触子と可動接触子とを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the fixed contactor and the movable contactor in the gas closed type electromagnetic contactor of this invention. 本発明のガス密閉型電磁接触器における接点の構造を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the contact | contact in the gas closed type electromagnetic contactor of this invention. 実施例1のガス密閉型電磁接触器の電流時間積(AS)による接触抵抗(mΩ)の変化を測定した結果を示す図表である。It is a figure which shows the result of having measured the change of the contact resistance (mΩ) by the current time product (AS) of the gas closed type electromagnetic contactor of Example 1.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.

図1には、本発明が適用されるガス密閉型電磁接触器の一例が示されている。なお、このガス密閉型電磁接触器10の構造は、例えば特開2016−201304号に詳しく説明されているので、ここでは、その要部について簡単に説明する。 FIG. 1 shows an example of a gas sealed magnetic contactor to which the present invention is applied. Since the structure of the gas-sealed electromagnetic contactor 10 is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-201304, the main part thereof will be briefly described here.

このガス密閉型電磁接触器10は、接点機構20と、接点機構20を駆動する電磁石ユニット30と、接点機構20を収納する密封された消弧室40とを備えている。 The gas sealed magnetic contactor 10 includes a contact mechanism 20, an electromagnet unit 30 for driving the contact mechanism 20, and a sealed arc extinguishing chamber 40 for accommodating the contact mechanism 20.

接点機構20は、第1固定接触子21と、第2固定接触子22と、可動接触子23とを有している。可動接触子23は、可動プランジャ24に装着された連結軸25に支持されて取付けられている。可動プランジャ24は、復帰スプリング26によって上方に付勢されている。また、可動接触子23は、接触スプリング27によって、下方に付勢されており、第1固定接触子21及び第2固定接触子22に接触する際には、接触スプリング27を圧縮させて弾性的に接触するようになっている。 The contact mechanism 20 has a first fixed contact 21, a second fixed contact 22, and a movable contact 23. The movable contact 23 is supported and attached to a connecting shaft 25 mounted on the movable plunger 24. The movable plunger 24 is urged upward by the return spring 26. Further, the movable contact 23 is urged downward by the contact spring 27, and when it comes into contact with the first fixed contact 21 and the second fixed contact 22, the contact spring 27 is compressed and elastic. It is designed to come into contact with.

電磁石ユニット30は、可動プランジャ24の下部外周に配置された励磁コイル31と、可動プランジャ24の上部外周に配置された永久磁石32とを有している。 The electromagnet unit 30 has an exciting coil 31 arranged on the lower outer periphery of the movable plunger 24 and a permanent magnet 32 arranged on the upper outer periphery of the movable plunger 24.

消弧室40は、金属製の角筒体41と、その内側に配置された絶縁筒体42と、角筒体41の上端にその下面が接合された固定接点支持絶縁基板43と、角筒体41の下面に接合された磁気ヨーク44とで囲まれて封止されている。なお、角筒体41の外周には、アーク消弧用永久磁石45が配置されている。 The arc extinguishing chamber 40 includes a metal square cylinder 41, an insulating cylinder 42 arranged inside the metal square cylinder 41, a fixed contact support insulating substrate 43 whose lower surface is joined to the upper end of the square cylinder 41, and a square cylinder. It is surrounded and sealed with a magnetic yoke 44 joined to the lower surface of the body 41. A permanent magnet 45 for arc extinguishing is arranged on the outer circumference of the square cylinder 41.

消弧室40の内部には、水素ガス、窒素ガス、水素及び窒素の混合ガス、空気、SF6等のガスが充填されている。消弧室40に充填するガスは、特に限定されないが、アークに対する冷却効果を高めて消弧能力を高める上で、水素ガスを含有することが好ましく、水素ガスを30%(v/v)以上含有することがより好ましい。また、耐電圧確保のため、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスが好ましく用いられる。 The inside of the arc extinguishing chamber 40 is filled with a gas such as hydrogen gas, nitrogen gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen, air, and SF 6. The gas to be filled in the arc extinguishing chamber 40 is not particularly limited, but it is preferable to contain hydrogen gas in order to enhance the cooling effect on the arc and enhance the arc extinguishing ability, and the hydrogen gas is 30% (v / v) or more. It is more preferable to contain it. Further, in order to secure the withstand voltage, a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas is preferably used.

図2に示すように、固定接触子21,22には固定接点28が接合されており、可動接触子23には可動接点29が接合されている。 As shown in FIG. 2, fixed contacts 28 are joined to fixed contacts 21 and 22, and movable contacts 29 are joined to movable contacts 23.

このガス密閉型電磁接触器10の動作について説明すると、電磁石ユニット30の励磁コイル31が非励磁状態にあって、電磁石ユニット30で可動プランジャ24を下降させる吸引力を発生していない釈放状態にある場合は、可動プランジャ24が復帰スプリング26の付勢力及び永久磁石32の吸引力によって上昇した位置にあり、可動接触子23が第1固定接触子21及び第2固定接触子22に接触せず、接点は開いて開極状態になる。 Explaining the operation of the gas-sealed electromagnetic contactor 10, the exciting coil 31 of the electromagnet unit 30 is in a non-excited state, and the electromagnet unit 30 is in a released state in which an attractive force for lowering the movable plunger 24 is not generated. In this case, the movable plunger 24 is in a position raised by the urging force of the return spring 26 and the attractive force of the permanent magnet 32, and the movable contact 23 does not come into contact with the first fixed contact 21 and the second fixed contact 22. The contacts open and open.

次に、電磁石ユニット30の励磁コイル31に通電がなされると、電磁石ユニット30で吸引力が発生し、可動プランジャ24が、復帰スプリング26の付勢力及び永久磁石32の吸引力に抗して下降する。その結果、可動接触子23も下降し、可動接触子23に設けられた可動接点29(図2参照)が、第1固定接触子21及び第2固定接触子22のそれぞれに設けられた固定接点28に接触して、第1固定接触子21及び第2固定接触子22を導通させる。その結果、電力供給源の大電流が、第1固定接触子21、可動接点29、固定接点28を通して、負荷装置に供給される閉極状態となる。 Next, when the exciting coil 31 of the electromagnet unit 30 is energized, an attractive force is generated by the electromagnet unit 30, and the movable plunger 24 descends against the urging force of the return spring 26 and the attractive force of the permanent magnet 32. do. As a result, the movable contact 23 is also lowered, and the movable contact 29 (see FIG. 2) provided on the movable contact 23 is a fixed contact provided on each of the first fixed contact 21 and the second fixed contact 22. In contact with 28, the first fixed contact 21 and the second fixed contact 22 are made conductive. As a result, a large current of the power supply source is supplied to the load device through the first fixed contact 21, the movable contact 29, and the fixed contact 28, and is in a closed state.

そして、再び電磁石ユニット30の励磁コイル31への通電を解除すると、電磁石ユニット30の可動プランジャ24に対する下方への吸引力がなくなり、復帰スプリング26の付勢力及び永久磁石32の吸引力によって、可動プランジャ24が上昇して、可動接触子23が第1固定接触子21及び第2固定接触子22から離れて、接点が開いて開極状態になる。このとき、固定接触子21,22の固定接点28と、可動接触子23の可動接点29との間にアークが発生し、このアークは、アークの電流の流れと、アーク消弧用永久磁石45で発生した磁束との関係から、フレミング左手の法則により発生したローレンツ力によって引き延ばされて消弧する。 Then, when the energization of the electromagnet unit 30 to the exciting coil 31 is released again, the downward attractive force of the electromagnet unit 30 with respect to the movable plunger 24 disappears, and the urging force of the return spring 26 and the attractive force of the permanent magnet 32 cause the movable plunger. 24 is raised, the movable contact 23 is separated from the first fixed contact 21 and the second fixed contact 22, and the contacts are opened to open the pole. At this time, an arc is generated between the fixed contact 28 of the fixed contacts 21 and 22 and the movable contact 29 of the movable contact 23, and this arc is generated by the current flow of the arc and the permanent magnet 45 for extinguishing the arc. Due to the relationship with the magnetic flux generated in, it is stretched and extinguished by the Lorentz force generated by Fleming's left-hand rule.

このとき、固定接点28及び可動接触子23の材料となっている低融点の金属が昇華して低融点金属が消耗するという問題がある。この低融点金属の消耗は、消弧室40に充填するガスが、アークに対する冷却効果が高い水素ガスを含有する場合に特に激しくなる傾向がある。本発明は、このような問題点を解決するため、固定接触子21,22の固定接点28、及び可動接触子23の可動接点29の構造を、例えば下記のような構造にした点を特徴としている。 At this time, there is a problem that the low melting point metal which is the material of the fixed contact 28 and the movable contact 23 is sublimated and the low melting point metal is consumed. The consumption of the low melting point metal tends to be particularly severe when the gas filled in the arc extinguishing chamber 40 contains hydrogen gas having a high cooling effect on the arc. In order to solve such a problem, the present invention is characterized in that the structures of the fixed contacts 28 of the fixed contacts 21 and 22 and the movable contacts 29 of the movable contacts 23 are, for example, the following structures. There is.

すなわち、図3に示すように、本発明における固定接点28,可動接点29は、高融点接点材料52と、該高融点接点材料52よりも低融点の低融点接点材料51とが混合した混合層50と、低融点接点材料のみからなる低融点層53とが接合されて構成されており、前記混合層50が固定接点28及び可動接点29の表面側に配置され、前記低融点層53は、前記混合層50の内側に配置されていて、前記混合層50が相手方接点に接離するように構成されている。 That is, as shown in FIG. 3, the fixed contact 28 and the movable contact 29 in the present invention are a mixed layer in which the high melting point contact material 52 and the low melting point contact material 51 having a lower melting point than the high melting point contact material 52 are mixed. The 50 and the low melting point layer 53 made of only the low melting point contact material are joined to each other, and the mixed layer 50 is arranged on the surface side of the fixed contact 28 and the movable contact 29. It is arranged inside the mixing layer 50, and is configured so that the mixing layer 50 comes into contact with and separates from the mating contact.

そして、この実施形態の場合は、混合層50の裏面側中央部に凹部が形成されており、低融点層53は、該凹部に充填されている。このような構造とすることにより、混合層50の裏面側中央部に形成された凹部に低融点層53が充填されているので、混合層50の全体にまんべんなく低融点層53から低融点接点材料を補充することができ、接触抵抗の増大をより効果的に抑制することができる。 In the case of this embodiment, a recess is formed in the central portion on the back surface side of the mixed layer 50, and the low melting point layer 53 is filled in the recess. With such a structure, the low melting point layer 53 is filled in the recess formed in the central portion on the back surface side of the mixed layer 50, so that the entire mixed layer 50 is evenly covered with the low melting point layer 53 to the low melting point contact material. Can be replenished, and the increase in contact resistance can be suppressed more effectively.

ただし、本発明における固定接点28,可動接点29の構造は、上記構造に限定されるものではなく、例えば板状に形成された混合層50の下面に、同じく板状に形成された低融点層53が積層された形状であってもよい。 However, the structures of the fixed contact 28 and the movable contact 29 in the present invention are not limited to the above structure, and for example, a low melting point layer also formed in a plate shape on the lower surface of the mixed layer 50 formed in a plate shape. The shape may be a stack of 53.

上記高融点接点材料52としては、例えば、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、タングステンカーバイト(WC)などが好ましく使用される。また、低融点接点材料51、低融点層53(以下両者の材料を「低融点接点材料」とする)としては、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)などが好ましく使用される。 As the high melting point contact material 52, for example, tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), tungsten carbide (WC) and the like are preferably used. Further, as the low melting point contact material 51 and the low melting point layer 53 (hereinafter, both materials are referred to as "low melting point contact materials"), for example, copper (Cu), silver (Ag) and the like are preferably used.

混合層50の製造方法としては、高融点接点材料と、低融点接点材料とを混合し、プレス成型した後、焼結させる方法や、高融点材料を予めプレス成型して焼結させた後、低融点材料を溶融させて、高融点材料の隙間に含浸させる方法などを採用することができる。 As a method for producing the mixed layer 50, a method in which a high melting point contact material and a low melting point contact material are mixed and press-molded and then sintered, or a method in which the high melting point material is press-molded and sintered in advance and then sintered. A method of melting the low melting point material and impregnating the gaps between the high melting point materials can be adopted.

また、低融点層53は、混合層50の裏面側を切削加工して凹部とし、その凹部に低融点接点材料を溶融させて流し込む方法や、低融点接点材料を上記凹部に適合する形状に成形し、該成形された低融点接点材料を凹部に挿入して溶接する方法などを挙げることができる。 Further, the low melting point layer 53 is formed by cutting the back surface side of the mixed layer 50 into a recess, and melting and pouring the low melting point contact material into the recess, or molding the low melting point contact material into a shape suitable for the recess. Then, a method of inserting the molded low melting point contact material into the recess and welding it can be mentioned.

混合層50は、高融点接点材料52を90〜10質量%、低融点接点材料51を10〜90質量%含有することが好ましく、高融点接点材料52を40〜60質量%、低融点接点材料51を60〜40質量%含有することが更に好ましい。これによって、固定接点と可動接点の接触抵抗を低くすると共に、耐久性を向上させることができる。高融点接点材料52が10質量%未満では、接点材料としての強度が不足する傾向があり、高融点接点材料52が90質量%を超えると、接触抵抗が増大する傾向がある。 The mixed layer 50 preferably contains 90 to 10% by mass of the high melting point contact material 52 and 10 to 90% by mass of the low melting point contact material 51, and 40 to 60% by mass of the high melting point contact material 52 and the low melting point contact material. It is more preferable to contain 51 in an amount of 60 to 40% by mass. As a result, the contact resistance between the fixed contact and the movable contact can be lowered, and the durability can be improved. If the melting point contact material 52 is less than 10% by mass, the strength as the contact material tends to be insufficient, and if the melting point contact material 52 exceeds 90% by mass, the contact resistance tends to increase.

混合層50のより好ましい態様としては、高融点接点材料52としてWを用い、低融点接点材料51としてCuを用いたものが挙げられる。 As a more preferable embodiment of the mixed layer 50, W is used as the high melting point contact material 52 and Cu is used as the low melting point contact material 51.

また、混合層50の厚さは、0.2〜1mmであることが好ましい。これによって低融点層53に熱が伝わりやすくなり、混合層50中の低融点接点材料51の消耗に伴って、低融点層53の低融点接点材料が溶融して、混合層50に移動しやすくすることができる。混合層50の厚さが0.2mm未満では、接点材料としての強度や耐久性が不足する傾向があり、1mmを超えると、低融点層53に熱が伝わりにくくなり、混合層50の低融点接点材料51が消耗したとき、低融点層53から低融点材料が補充されにくくなる。 The thickness of the mixed layer 50 is preferably 0.2 to 1 mm. As a result, heat is easily transferred to the low melting point layer 53, and as the low melting point contact material 51 in the mixed layer 50 is consumed, the low melting point contact material of the low melting point layer 53 melts and easily moves to the mixed layer 50. can do. If the thickness of the mixed layer 50 is less than 0.2 mm, the strength and durability as a contact material tend to be insufficient, and if it exceeds 1 mm, heat is less likely to be transferred to the low melting point layer 53, and the low melting point of the mixed layer 50 is low. When the contact material 51 is consumed, it becomes difficult for the low melting point material to be replenished from the low melting point layer 53.

更に、混合層50と低融点層53とからなる固定接点28及び可動接点29の、それぞれの全体の厚さは、0.5〜3mmであることが好ましい。これによって、固定接点28及び可動接点29の強度を保持し、接触抵抗を良好に維持することができる。それぞれの接点の全体の厚さが0.5mm未満では、強度や耐久性が不足する傾向があり、3mmを超えると、熱伝導が弱くなり効果が発揮されない傾向がある。 Further, the total thickness of the fixed contact 28 and the movable contact 29 composed of the mixed layer 50 and the low melting point layer 53 is preferably 0.5 to 3 mm. As a result, the strength of the fixed contact 28 and the movable contact 29 can be maintained, and the contact resistance can be maintained satisfactorily. If the total thickness of each contact is less than 0.5 mm, the strength and durability tend to be insufficient, and if it exceeds 3 mm, the heat conduction tends to be weakened and the effect tends not to be exhibited.

このようにして構成された本発明のガス密閉型電磁接触器によれば、接点が開くときにアークが発生して、混合層50中の低融点接点材料51が昇華して消耗する際に、低融点層53の低融点接点材料が溶融して混合層50に移動し、消耗した低融点接点材料51を補充するので、混合層50中の低融点接点材料51の消耗が抑制され、接触抵抗を長期間に亘って低く維持することができるという効果が得られる。 According to the gas-sealed electromagnetic contactor of the present invention configured in this way, when an arc is generated when the contacts are opened and the low melting point contact material 51 in the mixed layer 50 is sublimated and consumed. Since the low melting point contact material of the low melting point layer 53 melts and moves to the mixed layer 50 to replenish the consumed low melting point contact material 51, the consumption of the low melting point contact material 51 in the mixed layer 50 is suppressed and the contact resistance. Can be kept low for a long period of time.

なお、図1に示した実施形態は、本発明が適用されるガス密閉型電磁接触器の一例であり、本発明は、接点の構造に特徴を有するものであって、ガス密閉型電磁接触器の構造自体は限定されるものではなく、他の構造のガス密閉型電磁接触器にも適用できる。 The embodiment shown in FIG. 1 is an example of a gas-sealed electromagnetic contactor to which the present invention is applied. The present invention is characterized by a contact structure and is a gas-sealed electromagnetic contactor. The structure itself is not limited, and can be applied to gas-sealed magnetic contactors having other structures.

[実施例1]
ガス密閉型でない電磁接触器(マグネットスイッチ)に、混合層と低融点層とを接合してなる接点を装着し、この電磁接触器をガスチャンバ中に入れて、窒素ガスを封入し、ガス密閉型電磁接触器と類似した環境を作り、電流のON、OFFによりアークを発生させたときの電流時間積(AS)による接触抵抗(mΩ)の変化を測定した。 混合層50としては、高融点接点材料52としてWを用い、低融点接点材料51としてCuを用い、Cu:W=50:50としたものを用いた。低融点層53としては、Cuを用いた。
[Example 1]
A contact formed by joining a mixed layer and a low melting point layer is attached to an electromagnetic contactor (magnet switch) that is not a gas-sealed type, and this electromagnetic contactor is placed in a gas chamber, filled with nitrogen gas, and gas-sealed. An environment similar to that of a conventional magnetic contactor was created, and the change in contact resistance (mΩ) due to the current-time product (AS) when an arc was generated by turning the current on and off was measured. As the mixed layer 50, W was used as the high melting point contact material 52, Cu was used as the low melting point contact material 51, and Cu: W = 50: 50 was used. Cu was used as the low melting point layer 53.

この結果を図4に示す。図4に示されるように、電流時間積が600ASとなるまで、接触抵抗は低く抑えることができた。 The result is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the contact resistance could be kept low until the current-time product reached 600 AS.

10 密閉型電磁接触器
20 接点機構
21 第1固定接触子
22 第2固定接触子
23 可動接触子
24 可動プランジャ
25 連結軸
26 復帰スプリング
27 接触スプリング
28 固定接点
29 可動接点
30 電磁石ユニット
31 励磁コイル
32 永久磁石
40 消弧室
41 角筒体
42 絶縁筒体
43 固定接点支持絶縁基板
44 磁気ヨーク
45 アーク消弧用永久磁石
10 Sealed electromagnetic contactor 20 Contact mechanism 21 First fixed contactor 22 Second fixed contactor 23 Movable contactor 24 Movable plunger 25 Connecting shaft 26 Return spring 27 Contact spring 28 Fixed contact 29 Movable contact 30 Electromagnet unit 31 Exciting coil 32 Permanent magnet 40 Arc extinguishing chamber 41 Square cylinder 42 Insulated cylinder 43 Fixed contact support Insulated substrate 44 Magnetic yoke 45 Permanent magnet for arc extinguishing

Claims (7)

固定接点を有する固定接触子と、可動接点を有する可動接触子とが、ガスを封入された消弧室に配置されてなるガス密閉型電磁接触器において、
前記固定接点及び前記可動接点は、高融点接点材料と、該高融点接点材料よりも低融点の低融点接点材料とが混合した混合層と、前記低融点接点材料のみからなる低融点層とが接合されて構成されており、
前記混合層が前記固定接点及び前記可動接点の表面側に配置され、前記低融点層は、前記混合層の内側に配置されていて、前記混合層が相手方接点に接離するように構成されており、
前記混合層の厚さは、0.2〜1mmであることを特徴とするガス密閉型電磁接触器。
In a gas-sealed electromagnetic contactor in which a fixed contactor having a fixed contact and a movable contactor having a movable contact are arranged in an arc extinguishing chamber filled with gas.
The fixed contact and the movable contact include a mixed layer in which a high melting point contact material is mixed with a low melting point contact material having a lower melting point than the high melting point contact material, and a low melting point layer composed of only the low melting point contact material. It is made up of joints and
The mixed layer is arranged on the surface side of the fixed contact and the movable contact, the low melting point layer is arranged inside the mixed layer, and the mixed layer is configured to be in contact with and separated from the mating contact. Ori,
A gas-sealed electromagnetic contactor characterized in that the thickness of the mixed layer is 0.2 to 1 mm.
固定接点を有する固定接触子と、可動接点を有する可動接触子とが、ガスを封入された消弧室に配置されてなるガス密閉型電磁接触器において、
前記固定接点及び前記可動接点は、高融点接点材料と、該高融点接点材料よりも低融点の低融点接点材料とが混合した混合層と、前記低融点接点材料のみからなる低融点層とが接合されて構成されており、
前記混合層が前記固定接点及び前記可動接点の表面側に配置され、前記低融点層は、前記混合層の内側に配置されていて、前記混合層が相手方接点に接離するように構成されており、
前記混合層の裏面側中央部に凹部が形成されており、前記低融点層は、該凹部に充填されていることを特徴とするガス密閉型電磁接触器。
In a gas-sealed electromagnetic contactor in which a fixed contactor having a fixed contact and a movable contactor having a movable contact are arranged in an arc extinguishing chamber filled with gas.
The fixed contact and the movable contact include a mixed layer in which a high melting point contact material is mixed with a low melting point contact material having a lower melting point than the high melting point contact material, and a low melting point layer composed of only the low melting point contact material. It is made up of joints and
The mixed layer is arranged on the surface side of the fixed contact and the movable contact, the low melting point layer is arranged inside the mixed layer, and the mixed layer is configured to be in contact with and separated from the mating contact. Ori,
A gas-sealed electromagnetic contactor characterized in that a recess is formed in a central portion on the back surface side of the mixed layer, and the low melting point layer is filled in the recess.
前記混合層は、前記高融点接点材料を90〜10質量%、前記低融点接点材料を10〜90質量%含有する、請求項1又は2記載のガス密閉型電磁接触器。 The gas-sealed electromagnetic contactor according to claim 1 or 2, wherein the mixed layer contains 90 to 10% by mass of the high melting point contact material and 10 to 90% by mass of the low melting point contact material. 前記混合層は、前記高融点接点材料を40〜60質量%、前記低融点接点材料を60〜40質量%含有する、請求項3記載のガス密閉型電磁接触器。 The gas-sealed magnetic contactor according to claim 3, wherein the mixed layer contains 40 to 60% by mass of the high melting point contact material and 60 to 40% by mass of the low melting point contact material. 前記消弧室に封入されるガスは、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスからなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス密閉型電磁接触器。 The gas-sealed electromagnetic contactor according to any one of claims 1 to 4, wherein the gas sealed in the arc extinguishing chamber is a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas. 前記消弧室に封入されるガスは、水素ガスを30%(v/v)以上含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガス密閉型電磁接触器。 The gas-sealed electromagnetic contactor according to any one of claims 1 to 5, wherein the gas sealed in the arc extinguishing chamber contains 30% (v / v) or more of hydrogen gas. 前記混合層と前記低融点層とからなる前記固定接点及び前記可動接点の全体の厚さが、0.5〜3mmである、請求項1〜のいずれか1項に記載のガス密閉型電磁接触器。

The gas-sealed electromagnetic wave according to any one of claims 1 to 6 , wherein the total thickness of the fixed contact and the movable contact composed of the mixed layer and the low melting point layer is 0.5 to 3 mm. Contactor.

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