JP7435487B2 - 密閉型電磁接触器 - Google Patents
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Description
特許文献1の密閉型電磁接触器は、固定接点を有する一対の固定接触子と、これら一対の固定接触子の固定接点に接離可能な一対の可動接点を有する可動接触子と、内部にアーク消弧用ガスが封入され、一対の固定接触子及び可動接触子を収納している接点容器と、可動接触子に駆動軸を介して連結している電磁石装置と、を備えている。
特許文献1の密閉型電磁接触器は、電磁石装置の駆動により可動接触子の可動接点が一対の固定接触子の固定接点から離間する際にアークが発生するが、接点容器内に封入されたアーク消弧用ガスにアークが冷却されて消弧される。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量化及び製造コストの低減化を図ることができる密閉型電磁接触器を提供することを目的としている。
なお、以下の説明で記載されている「上」、「下」、「左」、「右」、「底」、「前」、「後」、「長尺方向」、「短尺方向」等の方向を示す用語は、添付図面の方向を参照して用いられている。
図1に示す本実施形態の電磁接触器1は、フェノール、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートなどの、合成樹脂で形成した有底箱形状の絶縁箱体2と、絶縁箱体2の上部開口を閉塞する合成樹脂で形成した絶縁基板3とからなる収納ケース4を備えている。絶縁箱体2と絶縁基板3とは、例えば、エポキシ樹脂系の接着剤で接合されている。
絶縁箱体2は、互いに短尺方向から対向している第1及び第2側壁2b,2cと、互いに長尺方向から対向している第3及び第4側壁2d,2eと、第3及び第4側壁2d,2eの下側位置で第3及び第4側壁2d,2eが対向する距離より短い距離で対向している第5及び第6側壁2f,2g(図3参照)と、第1及び第2側壁2b,2cと第5及び第6側壁2f,2gの下端で左右方向に延在する底壁2h(図3参照)と、を備えている。
積層膜LFは、具体的には、粘土結晶の積層膜であり、精製したスメクタイトの層間イオンを置換し、PVAや水溶性ナイロンなどの、水溶性の有機バインダーOBでつなぎ合わせることで、迷路効果を発現し、水素や窒素などのガス分子の透過を防いでいる。積層膜LFは厚み方向に積層されており、厚さは例えば2μmである。この、積層膜LFは、例えば塗液をミスト化して絶縁基板3に塗布するスプレー方式とし、例えば150度以上の、層間イオンが粘土結晶内に取り組まれる温度で焼成されることで完成される。
なお、絶縁箱体2の外気に接する面、絶縁箱体2と絶縁基板3との境界部を含む全ての外気に接する面も、所定厚さの積層膜LFでコーティングされている。
可動接触子12の長尺方向中央の上方には、駆動部14に連結したスプリング受け15が配置されており、このスプリング受け15と可動接触子12の中央上部との間に接触スプリング16が配置され、接触スプリング16は可動接触子12に対して下向きの所定の付勢力を付与している。
第1固定接触子10は、可動接触子12の第1可動接点12a側に長手方向の一方の端部に配置されており、可動接触子12の第1可動接点12aに下側から対向し、第1固定接点10aを上面に設けた第1導電板部10bと、可動接触子12から離れた第1導電板部10bの端部から折り曲げられて上方に延在している第2導電板部10cと、第2導電板部10cの上端から折り曲げられて可動接触子12の上方に延在している第3導電板部10dと、を備えている。
また、第2固定接触子11も、可動接触子12の第2可動接点12b側に長手方向の他方の端部に配置されており、可動接触子12の第2可動接点12bに下側から対向し、第2固定接点11aを上面に設けた第1導電板部11bと、可動接触子12から離れた第1導電板部11bの端部から折り曲げられて上方に延在している第2導電板部11cと、第2導電板部11cの上端から折り曲げられて可動接触子12の上方に延在している第3導電板部11dと、を備えている。
また、可動接触子12は、投入位置で、可動接点12a,12bが、第1及び第2固定接触子10,11の固定接点10a,11aに、接触スプリング16による所定の接触圧で接触するように設定されている。
磁石ホルダー21,22には、第1~第4アーク消弧用永久磁石30~33が配置されている。
第1アーク消弧用永久磁石30は、可動接触子12の長手方向の一方の側面に磁石ホルダー21を介して対向するように配置され、第2アーク消弧用永久磁石31は、可動接触子12の長手方向の他方の側面に磁石ホルダー22を介して対向するように配置されている。これら第1及び第2アーク消弧用永久磁石30,31は、可動接触子12に対向する磁極面がN極となるように着磁されている。
これにより、第1アーク消弧用永久磁石30のN極から出て第3アーク消弧用永久磁石32及び第4アーク消弧用永久磁石33のS極に流れる磁束は、第1固定接触子10の第1固定接点10aと可動接触子12の第1可動接点12aとの対向部の近くを通過して大きな磁束密度で横切る。
また、接点収納部6には、第1~第4アーク消弧用永久磁石30~33の外周を囲む永久磁石用ヨーク34,35が配置されている。
スプール36の外周には、短尺方向から側面視C字形状の一対の磁気ヨーク39a,39bが配置されており、磁気ヨーク39a,39bの上端側ヨークは上フランジ部36bに支持され、下端側ヨークは袴部36dに支持されている。
図3に示すように、電磁石収納部8の最下部(底壁2h上)にスプリングガイド44が配置され、このスプリングガイド44に支持された状態で復帰スプリング45が、底壁2hと可動プランジャ13との間に配置されている。
そして、収納ケース4の底壁2hに設けたガス注入部46から接点収納部6及び電磁石収納部に水素や窒素などの、1種類又は複数種類のアーク消弧用ガスが封入されている。
本実施形態の電磁接触器1は、第1固定接触子10及び端子ボルト17に負極(-)を接続し、第2固定接触子11及び端子ボルト19に正極(+)を接続するものとする。
電磁石ユニット7の励磁コイル37が無励磁状態にあって、電磁石ユニット7で可動プランジャ13を下降させる励磁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13が復帰スプリング45によって上方向に付勢される。このため、可動プランジャ13のプランジャ下方移動規制部41が、駆動部14の駆動部側係合部43a,43bに当接して駆動部14の上方移動が規制され、接点機構5の可動接触子12の第1可動接点12a,第2可動接点152が、第1固定接触子10の第1固定接点10a、第2固定接触子11の第2固定接点11aに対して上方に所定距離だけ離間する。このため、第1固定接触子10及び第2固定接触子11の間の電流路が遮断状態にあり、接点機構5が開極状態となっている。
このため、電力供給源の大電流が、第1固定接触子10、可動接触子12、第2固定接触子11を通じて負荷装置に供給される閉極状態となる。
励磁コイル37への励磁を停止すると、電磁石ユニット7で可動プランジャ13を下方に移動させる励磁力がなくなることにより、可動プランジャ13が復帰スプリング45の付勢力によって上昇する。
可動プランジャ13が上昇することにより、駆動部14に支持された可動接触子12が上昇し、可動接触子12が第1固定接触子10及び第2固定接触子11から上方に離間する開極開始状態となる。
本実施形態の電磁接触器1の収納ケース4(絶縁箱体2及び絶縁基板3)は、合成樹脂で形成されているので、従来装置のようなセラミック製のケースを備えた電磁接触器と比較して大幅な軽量化を図ることができるとともに、製造コストの低減化を図ることができる。
また、収納ケース4は、粘土結晶の積層膜LFでコーティングされているので、水素や窒素などのガス分子の透過が抑制され、収納ケース4に封入されたアーク消弧用ガスの漏洩を防ぐことができる。
2 絶縁箱体
2b~2e 第1~第4側壁
2f 第5側壁
2g 第6側壁
2h 底壁
2i 接続用凸条
3 絶縁基板
3a 接続用凹条
4 収納ケース(密閉容器)
5 接点機構
6 接点収納部
7 電磁石ユニット
8 電磁石収納部
10 第1固定接触子
10a 第1固定接点
10b 第1導電板部
10c 第2導電板部
10d 第3導電板部
11 第2固定接触子
11a 第2固定接点
11b 第1導電板部
11c 第2導電板部
11d 第3導電板部
12 可動接触子
12a 第1可動接点
12b 第2可動接点
13 可動プランジャ
14 駆動部
15 スプリング受け
16 接触スプリング
17,19 端子ボルト(外部端子)
17a,19a ボルト頭部
18、20 絶縁カバー部
21,22 磁石ホルダー
30~33 第1~第4アーク消弧用永久磁石
34,35 永久磁石用ヨーク
36 スプール
36a 中央円筒部
36b 上フランジ部
36c 下フランジ部
36d 袴部
37 励磁コイル
38 コイル端子
39a,39b 磁気ヨーク
40a,40b 弾性部材
41 プランジャ下方移動規制部
42 プランジャ上方移動規制部
43a,43b 駆動部側係合部
44 スプリングガイド
45 復帰スプリング
46 ガス注入部
LF 積層膜(粘土結晶の積層膜)
OB 有機バインダー
Claims (6)
- 固定接点を有する一対の固定接触子と、
前記一対の固定接触子の前記固定接点に接離可能な一対の可動接点を有する可動接触子と、
前記可動接触子を駆動する電磁石ユニットと、
前記一対の固定接触子及び前記可動接触子を密閉して収納する密閉容器と、を備え、
前記密閉容器は、第1部材と第2部材とで構成され、アーク消弧用ガスが封入された合成樹脂製の容器であり、
前記第1部材は、全周が側壁で囲まれて前記側壁の端面に接続用凸条が全周に連続して形成されており、
前記第2部材は、前記側壁の端面に対向する位置に、前記接続用凸条が挿入可能な接続用凹条が連続して形成されており、
接続部材を介在させた状態で前記接続用凹条に前記接続用凸条を挿入することで、前記第1部材及び前記第2部材が一体化されていることを特徴とする密閉型電磁接触器。 - 固定接点を有する一対の固定接触子と、
前記一対の固定接触子の前記固定接点に接離可能な一対の可動接点を有する可動接触子と、
前記可動接触子を駆動する電磁石ユニットと、
前記一対の固定接触子及び前記可動接触子と前記電磁石ユニットを同一空間に密閉して収納する密閉容器と、を備え、
前記密閉容器は、第1部材と第2部材とで構成され、アーク消弧用ガスが封入された合成樹脂製の容器であり、
前記第1部材は、全周が側壁で囲まれて前記側壁の端面に接続用凸条が全周に連続して形成されており、
前記第2部材は、前記側壁の端面に対向する位置に、前記接続用凸条が挿入可能な接続用凹条が連続して形成されており、
接続部材を介在させた状態で前記接続用凹条に前記接続用凸条を挿入することで、前記第1部材及び前記第2部材が一体化されていることを特徴とする密閉型電磁接触器。 - 前記固定接触子は、化学エッチングによる表面処理が施されており、インサート成形によって前記密閉容器に一体化されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の密閉型電磁接触器。
- 前記一対の固定接触子に接続する外部端子を備えており、前記外部端子の接続部が、インサート成形によって前記密閉容器に一体化されていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の密閉型電磁接触器。
- 前記密閉容器は、粘土結晶の積層膜によってガスバリアコーティングされていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の密閉型電磁接触器。
- 前記一対の固定接触子の前記固定接点を除いた前記可動接触子に対向する部位を覆う絶縁カバー部が、インサート成形によって前記密閉容器に一体化されていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の密閉型電磁接触器。
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