KR20140022054A

KR20140022054A - 접점 기구 및 이것을 사용한 전자 접촉기

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Publication number: KR20140022054A
Application number: KR1020137029168A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 다치카와; 마사루 이소자키; 오사무 가시무라; 고우에츠 다카야; 야스히로 나카; 유지 시바
Original assignee: 후지 덴키 가부시키가이샤; 후지 덴키 기기세이교 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2014-02-21
Also published as: EP2711964A4; EP2711964A1; WO2012157215A1; US20130335175A1; EP2711964B1; US8816801B2; CN103140910A; JP2012243587A; CN103140910B; JP5809443B2

Abstract

전체 구성을 대형화하지 않고 통전시에 가동 접촉자를 개극시키는 전자 반발력을 억제할 수 있으며, 아크의 소호 성능을 향상시키도록 한 접점 기구 및 이것을 사용한 전자 접촉기를 제공한다. 통전로 사이에 삽입된 한쌍의 고정 접점부(2a, 2b)를 갖는 고정 접촉자(2)와 상기 한쌍의 고정 접점부(2a, 2b)에 접촉 분리 가능한 한쌍의 가동 접점부(3b, 3c)를 갖는 가동 접촉자(3) 중 적어도 한쪽의 형상을, 통전시에 상기 고정 접점부 및 상기 가동 접점부 사이에 발생하는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 발생시키는 형상으로 하고, 상기 한쌍의 고정 접점부 및 상기 한쌍의 가동 접점부 사이에 발생하는 아크를 반대측의 고정 접점부측으로 구동시키는 힘을 억제하는 자성체(14a, 14b)를 상기 고정 접촉자 및 가동 접촉자 중 적어도 한쪽에 배치했다.

Description

접점 기구 및 이것을 사용한 전자 접촉기{CONTACT MECHANISM AND ELECTROMAGNETIC CONTACTOR USING THE SAME}

본 발명은, 전류로(電流路) 사이에 삽입된 고정 접촉자 및 가동 접촉자를 구비한 접점 기구 및 이것을 사용한 전자 접촉기에 관한 것으로, 통전시의 가동 접촉자를 고정 접촉자로부터 이반시키는 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 발생시키도록 한 것이다.

전류로를 개폐하는 접점 기구로서, 종래, 예컨대, 회로 차단기나 전자 접촉기 등, 전류 차단시에 아크가 발생하는 개폐기에 적용하는 고정 접촉자로서, 고정 접촉자를 측면에서 봤을 때 C자형으로 꺾어 꺾음부에 고정 접점을 형성하고, 이 고정 접점에 가동 접촉자의 가동 접점을 접촉 분리 가능하게 배치한 구성으로 하고, 대전류 차단시에 가동 접촉자에 작용하는 전자 반발력을 크게 함으로써 개극 속도를 크게 하여, 아크를 급속하게 신장하도록 한 개폐기가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

또, 동일한 구성에 있어서 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계에 의해 아크를 구동시키는 전자 접촉기의 접촉자 구조가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).

일본 특허 공개 제2001-210170호 공보 일본 특허 공개 평4-123719호 공보

그런데, 상기 특허문헌 1에 기재된 종래예에 있어서는, 고정 접촉자를 측면에서 볼 때 C자형으로 하여 발생하는 전자 반발력을 크게 하도록 하고 있고, 이 큰 전자 반발력에 의해서, 단락 등에 의한 대전류를 차단하는 대전류 차단시의 가동 접촉자의 개극 속도를 크게 하여, 아크를 급속하게 신장하고, 사고 전류를 작은 값으로 제한할 수 있는 것이다.

그러나, 퓨즈나 회로 차단기와 조합하여 회로를 구성하는 전자 접촉기는, 단락시에 흐르는 대전류의 통전시에 가동 접촉자가 전자 반발력에 의해 개극하는 것을 저지할 필요가 있어, 전술한 특허문헌 2에 기재된 종래예를 적용하기 위해서는, 일반적으로는 가동 접촉자의 고정 접촉자에 대한 접촉압을 확보하는 접촉 스프링의 스프링력을 크게 함으로써 대처하고 있다.

이와 같이 접촉 스프링에 의한 접촉압을 크게 하면, 가동 접촉자를 구동시키는 전자석에서 발생하는 추진력도 크게 할 필요가 있어, 전체 구성이 대형화된다. 혹은, 보다 전류 제한 효과가 높고, 차단 성능이 우수한 퓨즈나 회로 차단기와 조합할 필요가 있다고 하는 미해결 과제가 있다.

이 미해결의 과제를 해결하기 위해서, 상기 고정 접촉자 및 가동 접촉자 중 적어도 한쪽의 형상을, 통전시에 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자 사이에 발생하는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 높이는 형상으로 하는 것을 고려할 수 있다.

이 경우에는, 통전시의 고정 접촉자 및 가동 접촉자 사이에 발생하는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 높여, 개극 방향의 전자 반발력을 억제할 수 있지만, 전류 차단시에는, 고정 접촉자 및 가동 접촉자 사이에 아크가 발생하고, 이 아크가 로렌츠력에 의해 고정 접촉자 및 가동 접촉자 사이와 직교하는 방향으로 신장되게 되어, 아크 소호(消弧)에 영향을 미친다고 하는 새로운 과제가 생긴다.

따라서, 본 발명은, 상기 종래예의 미해결 과제에 착안하여 이루어진 것으로, 전체 구성을 대형화하지 않고 통전시에 가동 접촉자를 개극시키는 전자 반발력을 억제할 수 있으며, 아크의 소호 성능을 향상시키도록 한 접점 기구 및 이것을 사용한 전자 접촉기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 따른 접점 기구는, 통전로 사이에 삽입된 한쌍의 고정 접촉자와 이 한쌍의 고정 접촉자에 접촉 분리 가능한 가동 접촉자 중 적어도 한쪽의 형상을, 통전시에 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자 사이에 발생하는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 발생시키는 형상으로 하고, 상기 한쌍의 고정 접촉자 및 가동 접촉자의 접점부 사이에 발생하는 아크를 반대측의 고정 접촉자측으로 구동시키는 힘을 억제하는 자성체를 상기 한쌍의 고정 접촉자 및 가동 접촉자 중 적어도 한쪽에 배치한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 고정 접촉자 및 가동 접촉자 중 적어도 한쪽의 형상을, 예컨대, L자형이나 C자형으로 하여, 통전시에 고정 접촉자 및 가동 접촉자 사이에 발생하는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 발생시키는 형상으로 했기 때문에, 대전류 통전시의 가동 접촉자의 개극을 억제할 수 있으며, 고정 접촉자 및 가동 접촉자 중 적어도 한쪽에 배치한 자성체에 의해 아크를 반대측의 고정 접촉자측으로 구동시키는 힘을 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 형태에 따른 접점 기구에 있어서, 상기 가동 접촉자는, 가동부에 지지되고, 표리 중 한쪽 면에서의 양단측에 각각 접점부를 갖는 도전판을 구비하고, 상기 고정 접촉자는, 상기 도전판의 접점부에 대향하는 한쌍의 고정 접점부와, 이 한쌍의 고정 접점부를 지지하여 각각 상기 도전판과 평행하게 이 도전판의 양단보다 외측으로 향하는 제1 도전판부와, 이 제1 도전판부의 외측 단부로부터 상기 도전판의 단부의 외측을 통과하여 연장되는 제2 도전판부로 형성된 L자형 도전판부를 구비하고, 상기 자성체를 상기 제2 도전판부의 적어도 상기 고정 접점부측을 덮도록 배치한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 도전판으로 형성되는 가동 접촉자에 대하여, 고정 접촉자에 제1 도전판부 및 제2 도전판부에 의해 L자형 도전부를 형성하여, 통전시에 제2 도전판부에서 형성되는 자속과 제1 도전판부에 흐르는 전류의 관계로부터, 고정 접촉자 및 가동 접촉자 사이에 통전시에 생기는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하여 가동 접촉자를 고정 접촉자에 접촉시키는 방향의 큰 로렌츠력을 발생시킨다. 또, 제2 도전판부에 배치한 자성체에 의해 아크를 반대측의 고정 접촉자측으로 구동시키는 힘을 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 형태에 따른 접점 기구에 있어서, 상기 고정 접촉자는, 상기 제2 도전판부의 단부로부터 상기 도전판과 평행하게 안쪽으로 연장되는 제3 도전판부를 갖고 C자형으로 구성되고, 상기 자성체를 상기 제2 도전판부의 적어도 내측면을 덮도록 배치한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 제1 및 제3 도전판부에서 역방향의 전류가 흐르게 되어, 가동 접촉자의 도전판과 고정 접촉자의 제3 도전판부 사이에 가동 접촉자를 고정 접촉자에 접촉시키는 방향의 전자 반발력을 발생시킬 수 있다. 또, 제2 도전판부에 배치한 자성체에 의해, 고정 접촉자 및 가동 접촉자 사이에 발생하는 아크를 반대측의 고정 접촉자측으로 구동시키는 힘을 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 형태에 따른 접점 기구에 있어서, 상기 가동 접촉자는, 가동부에 지지되는 도전판부와, 이 도전판부의 양단에 형성된 C자형 꺾음부와, 이 C자형 꺾음부의 상기 도전판부와의 대향면에 형성된 접점부를 구비하고, 이 고정 접촉자는, 상기 C자형 꺾음부내에 상기 도전판부와 평행하게 배치된 상기 가동 접촉자의 접점부와 접촉하는 접점부를 형성한 한쌍의 제1 도전판부와, 이 한쌍의 제1 도전판부의 내측단으로부터 각각 상기 C자형 꺾음부의 단부의 내측을 통과하여 연장되는 제2 도전판부로 구성되는 L자형 도전판부를 구비하고, 상기 자성체를 상기 가동 접촉자의 C자형 꺾음부의 적어도 내측면을 덮도록 배치한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 가동 접촉자측에 C자형 꺾음부를 형성하고, 이 C자형 꺾음부에서의 전류 경로를 이용하여, 가동 접촉자의 도전판부와, 고정 접촉자의 제1 도전판부의 사이에 가동 접촉자를 고정 접촉자에 접촉시키는 방향의 전자 반발력을 발생시킨다. 또, C자형 꺾음부에 배치한 자성체에 의해, 고정 접촉자 및 가동 접촉자 사이에 발생하는 아크를 반대측의 고정 접촉자측으로 구동시키는 힘을 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 하나의 형태에 따른 전자(電磁) 접촉기는, 상기 각 형태의 어느 하나의 형태의 접점 기구를 구비하고, 상기 가동 접촉자가 조작용 전자석의 가동 철심에 연결되고, 상기 고정 접촉자가 외부 접속 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 전자 접촉기의 통전시에 가동 접촉자 및 고정 접촉자 사이를 개극시키는 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 발생시켜, 가동 접촉자를 고정 접촉자에 접촉시키는 접촉 스프링의 스프링력을 작게 할 수 있다. 이것에 따라서, 가동 접촉자를 구동시키는 전자석의 추진력도 작게 할 수 있어, 소형의 전자 접촉기를 제공할 수 있다. 또, 자성체에 의해 고정 접촉자 및 가동 접촉자 사이에 발생하는 아크를 반대측의 고정 접촉자측으로 구동시키는 힘을 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 통전로 사이에 삽입된 고정 접촉자 및 가동 접촉자를 갖는 접점 기구의 대전류 통전시의 고정 접촉자 및 가동 접촉자에 생기는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 발생시킬 수 있다. 이 때문에, 기계적 압박력을 사용하지 않고 대전류 통전시의 가동 접촉자의 개극을 확실하게 방지할 수 있다. 또, 고정 접촉자 및 가동 접촉자의 접점부 사이에 발생하는 아크를 반대측의 고정 접촉자측으로 구동시키는 힘을 억제하는 자성체를 상기 고정 접촉자 및 가동 접촉자 중 적어도 한쪽에 배치함으로써, 아크의 소호 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명을 전자 접촉기에 적용한 경우의 제1 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 접점 기구의 제1 실시형태를 나타내는 도면으로서, (a)는 개극시의 접점 기구를 나타내는 사시도, (b)는 폐극시의 접점 기구를 나타내는 단면도, (c)는 폐극시의 자속을 나타내는 단면도, (d)는 개극시의 접점 기구의 아크 발생 상태를 나타내는 단면도, (e)는 (d) A-A선상의 단면도에서의 자장을 나타내는 도면이다.
도 3은 자성체를 제거한 상태의 접점 기구를 나타내는 도면으로서, (a)는 폐극시의 접점 기구를 나타내는 단면도, (b)는 개극시의 접점 기구의 아크 발생 상태를 나타내는 단면도, (c)는 (b) B-B선상의 단면도에서의 자장을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 접점 기구의 제2 실시형태를 나타내는 도면으로서, (a)는 사시도, (b)는 폐극시의 접점 기구를 나타내는 단면도, (c)는 개극시의 접점 기구의 아크 발생 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 제2 실시형태에 적용할 수 있는 전자 접촉기를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 접점 기구의 제3 실시형태를 나타내는 도면으로서, (a)는 사시도, (b)는 폐극시의 접점 기구를 나타내는 단면도, (c)는 개극시의 접점 기구의 아크 발생 상태를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 접점 기구를 적용한 전자 접촉기를 나타내는 단면도이다.

도 1에 있어서, 1은 예컨대 합성 수지제의 본체 케이스이다. 이 본체 케이스(1)는, 상부 케이스(1a)와 하부 케이스(1b)의 2분할 구조를 갖는다. 상부 케이스(1a)에는, 접점 기구(CM)가 내장되어 있다. 이 접점 기구(CM)는, 상부 케이스(1a)에 고정 배치된 고정 접촉자(2)와, 이 고정 접촉자(2)에 접촉 분리 가능하게 배치된 가동 접촉자(3)를 구비하고 있다.

또, 하부 케이스(1b)에는, 가동 접촉자(3)를 구동시키는 조작용 전자석(4)이 배치되어 있다. 이 조작용 전자석(4)은, E자 각(脚)형의 적층 강판으로 형성된 고정 철심(5)과, 마찬가지로 E자 각형의 적층 강판으로 형성된 가동 철심(6)이 대향하여 배치되어 있다.

고정 철심(5)의 중앙 각부(脚部)(5a)에는 코일 홀더(7)에 감긴 단상 교류가 공급되는 전자 코일(8)이 고정되어 있다. 또, 코일 홀더(7)의 상면과 가동 철심(6)의 중앙 각부(6a)의 밑동 사이에 가동 철심(6)을 고정 철심(5)으로부터 멀어지는 방향으로 압박하는 복귀 스프링(9)이 배치되어 있다.

또한, 고정 철심(5)의 외측 각부의 상단부면에는 셰이딩 코일(10)이 매립되어 있다. 이 셰이딩 코일(10)에 의해서, 단상 교류 전자석에 있어서 교번 자속의 변화에 의한 전자 흡인력의 변동, 소음 및 진동을 억제할 수 있다.

그리고, 가동 철심(6)의 상단에 접촉자 홀더(11)가 연결되어 있다. 이 접촉자 홀더(11)에는 그 상단측에 축직각 방향으로 형성된 삽입 관통 구멍(11a)에, 가동 접촉자(3)가 접촉 스프링(12)에 의해 고정 접촉자(2)에 대하여 정해진 접촉압을 얻도록 아래쪽으로 압박되어 유지되고 있다.

이 가동 접촉자(3)는, 도 2에 확대하여 나타낸 바와 같이, 중앙부가 접촉 스프링(12)에 의해 압박된 가늘고 긴 막대형의 도전판(3a)으로 구성되고, 이 도전판(3a)의 양단측의 하면에 가동 접점부(3b, 3c)가 각각 형성되어 있다.

한편, 고정 접촉자(2)는, 도 2에 확대하여 나타낸 바와 같이, 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b, 3c)에 하측으로부터 대향하는 한쌍의 고정 접점부(2a, 2b)를 지지하여 도전판(3a)과 평행하게 외측으로 향하는 제1 도전판부(2c, 2d)와, 이 제1 도전판부(2c, 2d)의 도전판(3a)보다 외측이 되는 외측 단부로부터 도전판(3a)의 단부의 외측을 통과하여 위쪽으로 연장되는 제2 도전판부(2e, 2f)로 형성된 L자형 도전판부(2g, 2h)를 구비하고 있다. 그리고, 이들 L자형 도전판부(2g, 2h)의 상단에, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상부 케이스(1a)의 외측으로 연장하여 고정된 외부 접속 단자(2i, 2j)에 연결되어 있다.

그리고, L자형 도전판부(2g, 2h)의 제2 도전판부(2e, 2f)에 자성체판(14a, 14b)이 고정 배치되어 있다. 이들 자성체판(14a, 14b)의 각각은, 접점 기구(CM)가 개극 상태에 있을 때 고정 접점부(2a, 2b)와 가동 접점부(3b, 3c) 사이와 대향하는 내측면을 덮는 내면판부(14c)와, 이 내면판부(14c)의 전후 양단으로부터 제2 도전판부(2e, 2f)의 측면을 통과하여 외면측으로 향하는 측판부(14d, 14e)로 구성되어 있다.

다음으로, 상기 제1 실시형태의 동작을 설명한다.

지금, 조작용 전자석(4)의 전자 코일(8)이 비여자 상태인 상태에서는, 고정 철심(5) 및 가동 철심(6) 사이에 전자 흡인력이 생기지는 않고, 복귀 스프링(9)에 의해서, 가동 철심(6)이 고정 철심(5)으로부터 위쪽으로 멀어지는 방향으로 압박되고, 이 가동 철심(6)의 상단이 스토퍼(13)에 접촉함으로써 전류 차단 위치에 유지된다.

이 가동 철심(6)이 전류 차단 위치에 있는 상태에서는, 가동 접촉자(3)가, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 접촉자 홀더(11)의 삽입 관통 구멍(11a)의 바닥부에 접촉 스프링(12)에 의해 접촉되어 있다. 이 상태로, 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)의 양단측에 형성된 가동 접점부(3b, 3c)가 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a, 2b)로부터 위쪽으로 이격되어 있어, 접점 기구(CM)가 개극 상태로 되어 있다.

이 접점 기구(CM)의 개극 상태로부터, 조작용 전자석(4)의 전자 코일(8)에 단상 교류를 공급하면, 고정 철심(5)과 가동 철심(6) 사이에서 흡인력이 발생하고, 가동 철심(6)이 복귀 스프링(9)에 대항하여 아래쪽으로 흡인된다. 이에 따라, 접촉자 홀더(11)에 지지되어 있는 가동 접촉자(3)가 하강하여, 가동 접점부(3b, 3c)가 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a, 2b)에 접촉 스프링(12)의 접촉압으로 접촉하여, 폐극 상태가 된다.

이 폐극 상태가 되면, 예컨대, 직류 전원(도시하지 않음)에 접속된 고정 접촉자(2)의 외부 접속 단자(2i)로부터 입력되는 예컨대 수십 kA 정도의 대전류가 제2 도전판부(2e), 제1 도전판부(2c), 고정 접점부(2a)를 통하여 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b)에 공급된다. 이 가동 접점부(3b)에 공급된 대전류는 도전판(3a), 가동 접점부(3c)를 통하여 고정 접점부(2b)에 공급된다. 이 고정 접점부(2b)에 공급된 대전류는 제1 도전판부(2d), 제2 도전판부(2f), 외부 접속 단자(2j)에 공급되어, 외부의 부하에 공급되는 통전로가 형성된다.

이 때, 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a, 2b) 및 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b, 3c) 사이에 가동 접점부(3b, 3c)를 개극시키는 방향의 전자 반발력이 발생한다.

그러나, 고정 접촉자(2)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 도전판부(2c, 2d) 및 제2 도전판부(2e, 2f)에 의해 L자형 도전판부(2g, 2h)가 형성되어 있기 때문에, 전술한 전류로가 형성됨으로써, 가동 접촉자(3)에 흐르는 전류에 대하여, 도 2의 (c)에 나타내는 자계를 형성한다. 이 때문에, 프레밍의 왼손 법칙에 의해, 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)에 가동 접점부(3b, 3c)를 고정 접점부(2a, 2b)측으로 압박하는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 작용시킬 수 있다.

따라서, 가동 접촉자(3)를 개극시키는 방향의 전자 반발력이 발생하더라도, 이것에 대항하는 로렌츠력을 발생시킬 수 있기 때문에, 가동 접촉자(3)가 개극하는 것을 확실하게 억제할 수 있다. 이 때문에, 가동 접촉자(3)를 지지하는 접촉 스프링(12)의 압박력을 작게 할 수 있고, 이것에 따라서 조작용 전자석(4)에서 발생하는 추진력도 작게 할 수 있어, 전체 구성을 소형화할 수 있다.

더구나, 이 경우, 고정 접촉자(2)에 L자형 도전판부(2g, 2h)를 형성하기만 하면 되어, 고정 접촉자(2)의 가공을 용이하게 행할 수 있으며, 별도로 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 전자력 또는 기계력을 발생시키는 부재를 필요로 하지 않기 때문에, 부품수가 증가하지 않아, 전체 구성이 대형화되는 것을 억제할 수 있다.

이 접점 기구(CM)의 폐극 상태로부터 조작용 전자석(4)의 여자를 정지하여, 전류 차단 상태로 하면, 도 2의 (d)에 나타낸 바와 같이, 고정 접촉자(2)의 L자형 도전판부(2g, 2h)의 고정 접점부(2a, 2b)로부터 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b, 3c)가 위쪽으로 이격된다. 이 때, 고정 접점부(2a, 2b) 및 가동 접점부(3b, 3c) 사이에 아크(15a, 15b)가 발생한다. 이 아크(15a)의 전류 방향은 개극 방향이 되고, 아크(15b)의 전류 방향은 개극 방향과 역방향이 된다.

이 때, 외부 접속 단자(2i)가 정극(+) 단자에 접속되고, 외부 접속 단자(2j)가 부극(-) 단자에 접속되어 있는 것으로 하면, 고정 접촉자(2)의 L자형 도전판부(2g)는 +극성을 가지고, L자형 도전판부(2h)는 -극성을 갖는다. 그 결과, L자형 도전판부(2g)의 고정 접점부(2a)와 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b) 사이에 발생하는 아크(15a)의 전류 방향은, 도 2의 (e)에 나타낸 바와 같이, 고정 접점부(2a)로부터 가동 접점부(3b)로 향하는 방향이 된다. 또, 이 아크(15a)에 인접하는 제2 도전판부(2e)내에 흐르는 전류의 방향은 역방향으로 된다.

이 때문에, 아크(15a)와 제2 도전판부(2e)에서 발생하는 자장은 서로 반발하는 방향으로 발생하기 때문에, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 자성체판(14a, 14b)이 생략되어 있는 것으로 하면, 전자 반발력의 영향을 받아 아크(15a)의 아크단이 제2 도전판부(2f)측이 되는 내측으로 이동하게 되어, 아크의 차단에 충분한 공간을 확보할 수 없어, 아크를 충분히 신장하여 차단하는 것이 어려워진다.

그러나, 본 실시형태에서는, 도 2의 (e)에 나타낸 바와 같이, 아크(15a)가 발생하는 고정 접점부(2a) 및 가동 접점부(3b) 사이에 대향하는 L자형 도전판부(2g)의 제2 도전판부(2e)의 내측면을 덮도록 자성체판(14a)이 배치되어 있다. 이 때문에, 자성체판(14a)에 의해서, 제2 도전판부(2e)에서 발생하는 자장을 실드할 수 있어, 아크(15a)에 제2 도전판부(2e)에서 발생하는 자장이 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.

마찬가지로, 고정 접점부(2b)와 가동 접점부(3c) 사이에 발생하는 아크(15b)에 인접하는 L자형 도전판부(2h)의 제2 도전판부(2f)에도 내측면을 덮는 자성체판(14b)을 배치함으로써, 이 자성체판(14b)에 의해 제2 도전판부(2f)가 발생시키는 자장을 실드하여, 아크(15b)에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.

따라서, 아크(15a, 15b)에 인접하는 L자형 도전판부(2g, 2h)의 제2 도전판부(2e, 2f)를 아크(15a, 15b)로부터 멀어지게 하지 않고, 제2 도전판부(2e, 2f)로부터 발생하는 자장의 영향을 적게 할 수 있기 때문에, 장치를 대형화하지 않고, 아크(15a, 15b)를 안정적으로 목표 방향으로 신장시켜 차단할 수 있다.

즉, 아크(15a, 15b)를 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)상의 전류 방향에 대하여 수직 방향으로 이동하도록 외부 자계를 부여하여, 이 수직 방향으로 아크(15a, 15b)의 차단에 충분한 차단 공간을 부여함으로써, 아크(15a, 15b)를 확실하게 차단할 수 있다.

참고로, 도 3의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 고정 접촉자(2)의 L자형 도전판부(2g, 2h)의 제2 도전판부(2e, 2f)에 자성체판(14a, 14b)을 설치하지 않는 경우에도, 도 3의 (a)에 나타내는 접점 기구(CM)의 폐극시에는, 전술한 제1 실시형태와 같이 개극 방향의 전자 반발력을 억제하는 로렌츠력을 발생시킬 수 있다. 그러나, 전류 차단시에, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 아크(15a, 15b)가 발생했을 때, L자형 도전판부(2g)에는, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, L자형 도전판부(2g)의 제2 도전판부(2e)에 흐르는 전류에 의해 시계 방향의 자속(Bb)을 갖는 자장이 형성되고, 한편, 아크(15a)에서는, 전류 방향이 역방향이 되기 때문에, 반시계 방향의 자속(Ba)을 갖는 자장이 형성되게 된다.

이 때문에, 제2 도전판부(2e)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자장과 아크(15a)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자장이 서로 반발하게 되고, 이 전자 반발력에 의해서, 아크단을 도 3의 (c)에서 우측 방향, 즉, 반대측의 L자형 도전판부(2h)측으로 이동시키는 힘(F)이 발생한다. 이 전자 접촉기에서는, 아크를 가동 접촉자의 구동 방향 및 가동 접촉자의 도전판형의 전류 방향에 수직인 방향으로 구동시키도록 외부 자계를 부여하고 있어, 상기 수직 방향으로 아크의 차단에 충분한 공간을 확보할 수 없어, 아크를 충분히 신장하여 차단하는 것이 어려워진다.

특히, 대전류시에는, 아크가 받는 전자 반발력이 커져, 이 경향이 현저해진다. 고정 접촉자(2)의 L자형 도전판부(2g, 2h)의 제2 도전판부(2e, 2f)와 아크의 발생 개소의 거리를 떼어 놓음으로써 아크에 미치는 영향은 저감되지만, 고정 접촉자가 가동 접촉자의 외측에 크게 형성되게 되어, 장치가 대형화되어 버린다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시형태를 도 4에 관해 설명한다.

이 제2 실시형태에서는, 가동 접촉자의 배면측에 고정 접촉자 및 가동 접촉자에 대하여 발생하는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 발생시키도록 한 것이다.

즉, 제2 실시형태에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 전술한 제1 실시형태에서의 도 2의 구성에 있어서, 고정 접촉자(2)의 L자형 도전판부(2g, 2h)에서의 제2 도전판부(2e, 2f)를 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)의 단부의 상단측을 덮도록 절곡하여, 도전판(3a)과 평행한 제3 도전판부(2m, 2n)를 형성하여 C자형 도전판부(2o, 2p)를 형성한 것을 제외하고는 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성을 갖는다.

이 제2 실시형태에 의하면, 조작용 전자석(4)의 전자 코일(8)이 비여자 상태에서는, 고정 철심(5)과 가동 철심(6) 사이에 흡인력이 작용하지 않기 때문에, 전술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 가동 철심(6) 및 접촉자 홀더(11)가 복귀 스프링(9)의 스프링력에 의해 위쪽으로 압박되어, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 접점 기구(CM)가 개극 상태로 되어 있다.

이 접점 기구(CM)의 개극 상태로부터 조작용 전자석(4)의 전자 코일(8)을 여자시킴으로써, 고정 철심(5)에서 흡인력이 발생하여 가동 철심(6)이 복귀 스프링(9)에 대항하여 아래쪽으로 흡인된다. 이것에 의해서, 접점 기구(CM)에 있어서, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 접촉자 홀더(11)가 하강하여 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b, 3c)가 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a, 2b)에 접촉 스프링(12)의 접촉압으로 접촉하여 폐극 상태가 된다.

이와 같이 접점 기구(CM)가 폐극 상태가 되면, 예컨대, 직류 전원(도시하지 않음)에 접속된 고정 접촉자(2)의 외부 접속 단자(2i)로부터 입력되는 예컨대 수십 kA 정도의 대전류가 제3 도전판부(2m), 제2 도전판부(2e), 제1 도전판부(2c), 고정 접점부(2a)를 통하여 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b)에 공급된다.

이 가동 접점부(3b)에 공급된 대전류는 도전판(3a), 가동 접점부(3c)를 통하여 고정 접점부(2b)에 공급된다. 이 고정 접점부(2b)에 공급된 대전류는 제1 도전판부(2d), 제2 도전판부(2f), 제3 도전판부(2n), 외부 접속 단자(2j)에 공급되어, 외부의 부하에 공급되는 통전로가 형성된다.

그러나, 고정 접촉자(2)는, 제1 도전판부(2c, 2d), 제2 도전판부(2e, 2f) 및 제3 도전판부(2m, 2n)에 의해 C자형 도전판부(2o, 2p)가 형성되어 있기 때문에, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 고정 접촉자(2)의 제3 도전판부(2m, 2n)와 이것에 대향하는 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)에서 역방향의 전류가 흐르게 된다. 이 때문에, 고정 접촉자(2)의 제3 도전판부(2m, 2n)와 가동 접촉자(3)의 도전판(3a) 사이의 공간부(Aa 및 Ab)에 전자 반발력을 발생시킬 수 있다.

이 전자 반발력에 의해 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)을 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a, 2b)에 압박하는 로렌츠력을 발생시킬 수 있다. 이 로렌츠력에 의해서, 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a, 2b) 및 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b, 3c) 사이에 발생하는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 것이 가능해져, 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b, 3c)가 개극하는 것을 방지할 수 있다.

이 접점 기구(CM)의 폐극 상태로부터 조작용 전자석(4)의 여자를 정지하여, 전류 차단 상태로 하면, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 고정 접촉자(2)의 C자형 도전판부(2o, 2p)의 고정 접점부(2a, 2b)로부터 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b, 3c)가 위쪽으로 이격된다. 이 때, 고정 접점부(2a, 2b) 및 가동 접점부(3b, 3c) 사이에 아크(15a, 15b)가 발생한다. 이 아크(15a)의 전류 방향은 개극 방향이 되고, 아크(15b)의 전류 방향은 개극 방향과 역방향이 된다.

이 때문에, 전술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a)와 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b) 사이에 발생하는 아크(15a)에 흐르는 전류의 방향은 인접하는 고정 접촉자(2)의 제2 도전판부(2e)내에 흐르는 전류의 방향과 역방향으로 된다.

이 때문에, 아크(15a)에서 발생하는 자장과, 제2 도전판부(2e)에서 발생하는 자장은 서로 반발하는 방향으로 발생하기 때문에, 그 반발력을 약하게 하기 위해서, 고정 접촉자(2)의 제2 도전판부(2e)의 내측면을 덮도록 자성체판(14a)을 배치함으로써, 제2 도전판부(2e)가 발생시키는 자장을 실드하여, 아크(15a)에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. 또, 마찬가지로, 고정 접점부(2b)와 가동 접점부(3c) 사이에 발생하는 아크(15b)에 인접하는 고정 접촉자(2)의 제2 도전판부(2f)로부터의 자장을 자성체판(14b)으로 실드하여, 아크(15b)에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.

이 제2 실시형태에서도, 고정 접촉자(2)에 C자형 도전판부(2o, 2p)를 형성하기만 하는 간이한 구성으로, 고정 접촉자(2) 및 가동 접촉자(3) 사이에 생기는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 발생시킬 수 있고, 또한, 아크(15a, 15b)에 인접하는 도체판부를 아크로부터 멀어지게 하지 않고 도체판부로부터 발생하는 자장의 영향을 억제할 수 있기 때문에, 전술한 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시형태에 있어서는, 자성체판(14a, 14b)이 도전판부의 내측면을 덮는 내면판부(14c)와, 이 내면판부(14c)의 전후 양단부로부터 외측으로 연장되는 측판부(14d, 14e)로 구성되어 있는 경우에 관해 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 자성체판(14a, 14b)을 도전판부의 주위를 전부 덮도록 형성해도 좋다.

또, 상기 제2 실시형태에 있어서는, 전술한 제1 실시형태의 전자 접촉기에 새로운 접점 기구(CM)를 적용한 경우에 관해 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

즉, 도 5에 나타내는 전자 접촉기에 C자형 도전판부(2o, 2p)를 갖는 접점 기구(CM)를 적용하도록 해도 좋다. 이 도 5에 있어서는, 전자 접촉기는, 접점 기구(CM)를 수납하는 통형의 접점 수납 케이스(21)를 구비하고 있다. 이 접점 수납 케이스(21)는, 고정 접촉자(2)를 지지하는 천면판이 되는 고정 접점 지지 절연 기판(22)과, 이 고정 접점 지지 절연 기판(22)의 하면측에 납땜된 도전성을 갖는 금속 각통체(23)와, 이 금속 각통체(23)의 내주면측에 배치된 바닥이 있는 각통형의 절연 각통체(24)를 갖고, 하면을 개방한 통형으로 구성되어 있다.

그리고, 고정 접촉자(2)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, C자형 도전판부(2o, 2p)의 제3 도전판부(2m, 2n)에 삽입 관통 구멍(25)이 형성되고, 이 삽입 관통 구멍(25)에 지지 도전부(26)에 형성된 핀(27)이 끼워져 삽입되어, 예컨대 납땜에 의해 일체로 고정되어 있다.

한편, 고정 접점 지지 절연 기판(22)에는, 길이 방향(도 5에서의 좌우 방향)으로 정해진 간격을 유지하여 고정 접촉자(2)의 지지 도전부(26)를 삽입 관통하는 관통 구멍(22a 및 22b)이 형성되고, 이들 관통 구멍(22a 및 22b)내에 상면측으로부터 고정 접촉자(2)의 지지 도전부(26)를 삽입 관통하고, 하면측에서 핀(27)을 C자형 도전판부(2o, 2p)의 삽입 관통 구멍(25)에 감합시켜 납땜함으로써, 고정 접촉자(2)를 고정 접점 지지 절연 기판(22)에 지지한다.

그리고, 고정 접촉자(2)의 C자형 도전판부(2o, 2p)에는, 그 제2 도전판부(2e, 2f) 및 제3 도전판부(2m, 2n)의 내주면 및 양측면을 덮도록 절연 커버(30)가 지지 도전부(26)의 소직경부(26a)에 감합되어 장착되어 있다.

한편, 조작용 전자석(4)은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 측면에서 볼 때 편평한 U자형의 자기 요크(31)와, 이 자기 요크(31)의 개방단이 되는 상단부 사이에 고정된 평판형의 상부 자기 요크(32)를 구비하고 있다.

자기 요크(31)에는, 그 저판부(31a)의 중앙부에 비교적 높이가 낮은 원통형 보조 요크(33)가 형성되어 있다. 이 원통형 보조 요크(33)의 외주면에 스풀(34)이 배치되어 있다.

이 스풀(34)은, 원통형 보조 요크(33)를 삽입 관통하는 중앙 원통부(35)와, 이 중앙 원통부(35)의 하단부로부터 반경 방향 바깥쪽으로 돌출된 하플랜지부(36)와, 중앙 원통부(35)의 상단보다 약간 하측으로부터 반경 방향 바깥쪽으로 돌출된 상플랜지부(37)로 구성되어 있다. 그리고, 중앙 원통부(35), 하플랜지부(36) 및 상플랜지부(37)로 구성되는 수납 공간에 전자 코일(38)이 감겨 있다.

또, 상부 자기 요크(32)는, 중앙부에 스풀(34)의 중앙 원통부(35)에 대향하는 관통 구멍(32a)이 형성되어 있다.

그리고, 원통형 보조 요크(33) 및 스풀(34)의 중앙 원통부(35)의 내주측에, 비자성체이며 바닥이 있는 통형상으로 형성된 캡(41)이 배치되어 있다. 이 캡(41)은, 개방단에 반경 방향 바깥쪽으로 연장되어 형성된 플랜지부(41a)가 상부 자기 요크(32)의 하면에 시일 접합되어 있다. 이것에 의해서, 접점 수납 케이스(21) 및 캡(41)이 상부 자기 요크(32)의 관통 구멍(32a)을 통해 연통되는 밀봉 용기가 형성되어 있다. 그리고, 접점 수납 케이스(21) 및 캡(41)으로 형성되는 밀봉 용기내에 수소 가스, 질소 가스, 수소 및 질소의 혼합 가스, 공기, SF₆ 등의 가스가 봉입되어 있다.

또, 캡(41)내에는, 캡(41)의 저판부와의 사이에 복귀 스프링(42)을 배치한 가동 플런저(43)가 상하로 슬라이딩 가능하게 배치되어 있다. 이 가동 플런저(43)에는, 상부 자기 요크(32)로부터 위쪽으로 돌출된 상단부에 반경 방향 바깥쪽으로 돌출된 둘레 플랜지부(43a)가 형성되어 있다.

또, 상부 자기 요크(32)의 상면에, 원환형으로 형성된 영구 자석(44)이 가동 플런저(43)의 둘레 플랜지부(43a)를 둘러싸도록 고정되어 있다. 이 영구 자석(44)은 상하 방향, 즉 두께 방향으로 예컨대 상단측을 N극으로 하고, 하단측을 S극으로 하도록 착자되어 있다.

그리고, 영구 자석(44)의 상단부면에, 영구 자석(44)과 동일한 외형이며 가동 플런저(43)의 둘레 플랜지부(43a)의 외경보다 작은 내경의 중심 개구를 갖는 보조 요크(45)가 고정되어 있다. 이 보조 요크(45)의 하면에 가동 플런저(43)의 둘레 플랜지부(43a)가 접촉되어 있다.

또, 영구 자석(44)을 환형으로 형성했기 때문에, 예컨대 일본 특허 공개 평2-91901호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 영구 자석을 좌우로 분할하여 2개 배치하는 경우에 비교하여, 부품수가 적어져 비용 절감을 도모할 수 있다. 또, 영구 자석(44)의 내주면 근방에 가동 플런저(43)의 둘레 플랜지부(43a)가 배치되기 때문에, 영구 자석(44)에서 생기는 자속을 통과시키는 폐회로에 낭비가 없어, 누설 자속이 적어져, 영구 자석의 자력을 효율적으로 사용할 수 있다.

또한, 영구 자석(44)의 형상은 상기에 한정되는 것은 아니며, 외형을 사각형으로 하거나, 사각형 통형상으로 형성하거나 할 수도 있고, 요컨대 내면 형상이 가동 플런저(43)의 둘레 플랜지부(43a)의 형상에 맞춘 형상이라면 외형은 임의의 형상으로 할 수 있다.

또, 가동 플런저(43)의 상단부면에는 절연 각통체(24)의 저면부에 형성된 관통 구멍(24a)을 통하여 위쪽으로 돌출되어 가동 접촉자(3)를 지지하는 연결축(46)이 고정되어 있다.

이 도 5의 구성에 의하면, 석방 상태에서는, 가동 플런저(43)가 복귀 스프링(42)에 의해 위쪽으로 압박되어, 둘레 플랜지부(43a)의 상면이 보조 요크(45)의 하면에 접촉하는 석방 위치가 된다. 이 상태에서는, 가동 접촉자(3)의 접점부(3b 및 3c)가 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a 및 2b)로부터 위쪽으로 이격되어, 전류 차단 상태로 되어 있다.

이 석방 상태에서는, 가동 플런저(43)의 둘레 플랜지부(43a)가 영구 자석(44)의 자력에 의해 보조 요크(45)에 흡인되어 있어, 복귀 스프링(42)의 압박력과 맞물려 가동 플런저(43)가 외부로부터의 진동이나 충격 등에 의해 부주의하게 아래쪽으로 이동하지 않고 보조 요크(45)에 접촉된 상태가 확보된다.

또, 석방 상태에서 전자 코일(38)을 여자했을 때, 전자 코일(38)에 의해 발생하는 자속은, 가동 플런저(43)로부터 둘레 플랜지부(43a)를 통과하고, 둘레 플랜지부(43a)와 상부 자기 요크(32) 사이의 갭을 통과하여 상부 자기 요크(32)에 도달한다. 이 상부 자기 요크(32)로부터 U자형의 자기 요크(31)를 통과하고 원통형 보조 요크(33)를 통과하여 가동 플런저(43)에 이르는 폐자로가 형성된다.

이 때문에, 가동 플런저(43)의 둘레 플랜지부(43a)의 하면과 상부 자기 요크(32)의 상면 사이의 갭의 자속 밀도를 높일 수 있고, 보다 큰 흡인력을 발생시켜, 가동 플런저(43)를 복귀 스프링(42)의 압박력 및 영구 자석(44)의 흡인력에 대항하여 하강시킨다. 따라서, 이 가동 플런저(43)에 연결축(46)을 통해 연결되어 있는 가동 접촉자(3)의 접점부(3b 및 3c)가 한쌍의 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a 및 2b)에 접촉되어 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a)로부터 가동 접촉자(3)를 통하여 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2b)로 향하는 전류로가 형성되어 투입 상태가 된다.

이 투입 상태가 되면, 가동 플런저(43)의 하단부면이 U자형의 자기 요크(31)의 저판부(31a)에 근접하기 때문에, 전자 코일(38)에 의해 발생하는 자속이, 가동 플런저(43)로부터 둘레 플랜지부(43a)를 통과하여 직접 상부 자기 요크(32)에 들어가, 이 상부 자기 요크(32)로부터 U자형의 자기 요크(31)를 통과하여, 그 저판부(31a)로부터 직접 가동 플런저(43)로 되돌아가는 폐자로가 형성된다.

이 때문에, 가동 플런저(43)의 둘레 플랜지부(43a) 및 상부 자기 요크(32) 사이의 갭과 가동 플런저(43)의 저면 및 자기 요크(31)의 저판부(31a) 사이의 갭에서 큰 흡인력이 작용하여 가동 플런저(43)가 하강 위치에 유지된다. 이 때문에, 가동 플런저(43)에 연결축(46)을 통해 연결된 가동 접촉자(3)의 접점부(3b 및 3c)가 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2a 및 2b)에 접촉된 상태가 계속된다.

이 투입 상태에 있어서, 고정 접촉자(2)는, 제1 도전판부(2c, 2d), 제2 도전판부(2e, 2f) 및 제3 도전판부(2m, 2n)에 의해 C자형 도전판부(2o, 2p)가 형성되어 있기 때문에, 전술한 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 고정 접촉자(2)의 제3 도전판부(2m, 2n)와 이것에 대향하는 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)에서 역방향의 전류가 흐르게 된다. 이 때문에, 고정 접촉자(2)의 제3 도전판부(2m, 2n)와 가동 접촉자(3)의 도전판(3a) 사이의 공간부(Aa 및 Ab)에 전자 반발력을 발생시킬 수 있다.

이 접점 기구(CM)의 폐극 상태로부터 전자 코일(38)의 여자를 정지하여, 전류 차단 상태로 하면, 전술한 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 고정 접촉자(2)의 C자형 도전판부(2o, 2p)의 고정 접점부(2a, 2b)로부터 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3b, 3c)가 위쪽으로 이격된다. 이 때, 고정 접점부(2a, 2b) 및 가동 접점부(3b, 3c) 사이에 아크(15a, 15b)가 발생한다. 이 아크(15a)의 전류 방향은 개극 방향이 되고, 아크(15b)의 전류 방향은 개극 방향과 역방향이 된다.

이 때문에, 아크(15a)에서 발생하는 자장과, 제2 도전판부(2e)에서 발생하는 자장은 서로 반발하는 방향으로 발생하기 때문에, 그 반발력을 약하게 하기 위해서, 고정 접촉자(2)의 제2 도전판부(2e)의 내측면을 덮도록 자성체판(14a)을 배치함으로써, 제2 도전판부(2e)가 발생시키는 자장을 실드하여 아크(15a)에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. 또, 마찬가지로, 고정 접점부(2b)와 가동 접점부(3c) 사이에 발생하는 아크(15b)에 인접하는 고정 접촉자(2)의 제2 도전판부(2f)로부터의 자장을 자성체판(14b)으로 실드하여, 아크(15b)에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.

더구나, 이 도 5의 구성에서는, 고정 접촉자(2)의 C자형 도전판부(2o 및 2p)의 내주면측에 절연 커버(30)가 장착되어 있기 때문에, 가동 접촉자(3)의 양단부와 C자형 도전판부(2o 및 2p)의 제3 도전판부(2m 및 2n) 사이에 절연 커버(30)에 의해 절연 거리를 확보할 수 있어, C자형 도전판부(2o 및 2p)에서의 가동 접촉자(3)의 가동 방향의 높이를 단축할 수 있다. 따라서, 접점 기구(CM)를 소형화할 수 있다.

또한, 조작용 전자석(4)을, 자기 요크(31) 및 상부 자기 요크(32)와, 전자 코일(38)을 감은 스풀(34)과, 가동 플런저(43)와, 이 가동 플런저(43)의 상부 자기 요크(32)로부터 돌출된 둘레 플랜지부(43a)를 덮는 영구 자석(44)과, 보조 요크(45)로 구성함으로써, 유극 전자석 구성으로서 가동 플런저(43)의 가동 방향의 높이를 단축할 수 있어, 조작용 전자석(4)을 소형화할 수 있다.

또한, 도 5의 구성에 있어서는, 접점 수납 케이스(21)를 고정 접점 지지 절연 기판(22), 금속 각통체(23) 및 절연 각통체(24)로 구성하는 경우에 관해 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 세라믹스 등의 절연 재료로 하면을 개방한 통형체를 일체 성형하고, 이 통형체의 개방단부면에 금속 각통체를 납땜 등으로 고정하여 접점 수납 케이스(21)를 구성하도록 해도 좋다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시형태를 도 6에 관해 설명한다.

이 제3 실시형태에서는, 전술한 제2 실시형태와는 반대로 가동 접촉자에 C자형 꺾음부를 형성하도록 한 것이다.

즉, 제3 실시형태에서는, 도 6의 (a)∼도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)의 양단측으로부터 위쪽으로 연장되는 제1 도전판부(3d, 3e)와, 이 제1 도전판부(3d, 3e)의 상단으로부터 안쪽으로 연장되는 제2 도전판부(3f, 3g)에 의해, 도전판(3a)의 위쪽으로 꺾는 C자형 꺾음부(3h, 3i)가 형성되어 있다. 이들 C자형 꺾음부(3h, 3i)의 제2 도전판부(3f, 3g)에서의 선단측의 하면에 가동 접점부(3j, 3k)가 형성되어 있다.

또, 고정 접촉자(2)는, 접점 기구(CM)의 개극 상태에서, 가동 접촉자(3)의 C형 꺾음부(3h, 3i)를 형성하는 도전판(3a)과 제2 도전판부(3f, 3g) 사이에 대향하여, 안쪽으로 연장되는 제4 도전판부(2q, 2r)와, 이들 제4 도전판부(2q, 2r)의 내측단으로부터 위쪽으로 가동 접촉자(3)의 C자형 꺾음부(3h, 3i)의 내측 단부의 내측을 통과하여 위쪽으로 연장되는 제5 도전판부(2s, 2t)로 L자형 도전판부(2u, 2v)가 형성되어 있다. 그리고, 제4 도전판부(2q, 2r)의 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3j, 3k)에 대향하는 위치에 고정 접점부(2w, 2x)가 형성되어 있다.

또, 가동 접촉자(3)의 제1 도전판부(3d, 3e)의 내측면을 덮도록 자성체판(14a, 14b)이 고정 배치되어 있다. 이들 자성체판(14a, 14b)의 각각은, 제1 도전판부(3d, 3e)의 위쪽의 폐극 상태에서의 고정 접점부(2w, 2x)와 가동 접점부(3j, 3k) 사이와 대향하는 위치에 제1 도전판부(3d, 3e)의 주위를 덮도록 배치되어 있다.

이 제3 실시형태에 의하면, 조작용 전자석(4)의 전자 코일(8)이 비여자 상태일 때에는, 가동 철심(6)이 복귀 스프링(9)에 의해 위쪽으로 이동하여 접촉자 홀더(11)가 스토퍼(13)에 접촉한 위치가 된다. 이 때, 접점 기구(CM)는, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)이 접촉 스프링(12)에 의해 삽입 관통 구멍(11a)의 바닥부에 접촉하고 있다. 그리고, C형 꺾음부(3h, 3i)를 구성하는 도전판(3a) 및 제2 도전판부(3f, 3g)의 중간부에 고정 접촉자(2)의 제4 도전판부(2q, 2r)가 위치하여 고정 접점부(2w, 2x)가 가동 접점부(3j, 3k)와 아래쪽으로 이격되어, 개극 상태로 되어 있다.

이 접점 기구(CM)의 개극 상태로부터, 조작용 전자석(4)의 전자 코일(8)을 여자함으로써, 고정 철심(5)으로 가동 철심(6)을 복귀 스프링(9)에 대항하여 흡인하면, 접촉자 홀더(11)가 하강한다. 이 때문에, 접점 기구(CM)에서는, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3j, 3k)가 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2w, 2x)에 접촉하는 폐극 상태가 된다.

이와 같이 접점 기구(CM)가 폐극 상태가 되면, 예컨대, 직류 전원(도시하지 않음)에 접속된 고정 접촉자(2)의 외부 접속 단자(2i)로부터 입력되는 예컨대 수십 kA 정도의 대전류가 제5 도전판부(2s), 제4 도전판부(2q), 고정 접점부(2w)를 통하여 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3j)에 공급된다. 이 가동 접점부(3j)에 공급된 대전류는 제2 도전판부(3f), 제1 도전판부(3d), 도전판(3a), 제1 도전판부(3e), 제2 도전판부(3g), 가동 접점부(3k)를 통하여 고정 접점부(2x)에 공급된다. 이 고정 접점부(2x)에 공급된 대전류는 제4 도전판부(2r), 제5 도전판부(2t), 외부 접속 단자(2j)를 통하여, 외부의 부하에 공급되는 통전로가 형성된다.

이 때, 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2w, 2x) 및 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3j, 3k) 사이에 가동 접점부(3j, 3k)를 개극시키는 방향의 전자 반발력이 발생한다.

그러나, 가동 접촉자(3)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 도전판(3a), 제1 도전판부(3d, 3e) 및 제2 도전판부(3f, 3g)에 의해 C자형 꺾음부(3h, 3i)가 형성되어 있기 때문에, 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)과 고정 접촉자(2)의 제4 도전판부(2q, 2r)에 역방향의 전류가 흐르게 된다.

이 때문에, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 가동 접촉자(3)의 도전판(3a)과 고정 접촉자(2)의 제4 도전판부(2q, 2r) 사이의 공간(Ac, Ad)에, 전자 반발력을 작용시켜 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3j, 3k)를 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2w, 2x)에 압박하는 로렌츠력을 발생시킬 수 있다. 이 로렌츠력에 의해서, 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2w, 2x) 및 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3j, 3k) 사이에 발생하는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 것이 가능해져, 대전류의 통전시에 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3j, 3k)가 개극하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제3 실시형태에서는, 고정 접촉자(2)에 L자형 도전판부(2u, 2v)가 형성되어 있기 때문에, 가동 접촉자(3)의 제2 도전판부(3f, 3g)의 상측에 L자형 도전판부(2u, 2v)의 제5 도전판부(2s, 2t)에 의한 자속 강화부가 형성되므로, 전술한 제1 실시형태와 동일한 로렌츠력도 발생시킬 수 있어, 보다 강력하게 가동 접촉자(3)의 개극을 방지할 수 있다.

이 접점 기구(CM)의 폐극 상태로부터 조작용 전자석(4)의 여자를 정지하여, 전류 차단 상태로 하면, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 고정 접촉자(2)의 L자형 도전판부(2u, 2v)의 고정 접점부(2w, 2x)로부터 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3j, 3k)가 위쪽으로 이격된다. 이 때, 고정 접점부(2w, 2x) 및 가동 접점부(3j, 3k) 사이에 아크(15a, 15b)가 발생한다. 이 아크(15a)의 전류 방향은 개극 방향이 되고, 아크(15b)의 전류 방향은 개극 방향과 역방향이 된다.

이 때, 외부 접속 단자(2i)가 정극(+) 단자에 접속되고, 외부 접속 단자(2j)가 부극(-) 단자에 접속되어 있는 것으로 하면, 고정 접촉자(2)의 L자형 도전판부(2u)는 + 극성을 가지고, L자형 도전판부(2v)는 -극성을 갖는다. 그 결과, L자형 도전판부(2u)의 고정 접점부(2w)와 가동 접촉자(3)의 가동 접점부(3j) 사이에 발생하는 아크(15a)의 전류 방향은, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 고정 접점부(2w)로부터 가동 접점부(3j)로 향하는 방향이 된다. 또, 이 아크(15a)에 인접하는 가동 접촉자(3)의 제1 도전판부(3d)내에 흐르는 전류의 방향은 역방향으로 된다.

이 때문에, 아크(15a)와 제1 도전판부(3d)에서 발생하는 자장은 서로 반발하는 방향으로 발생하기 때문에, 그 반발력을 약하게 하기 위해서 가동 접촉자(3)의 제1 도전판부(3d)의 주위를 덮도록 자성체판(14a)을 배치함으로써, 제1 도전판부(3d)가 발생시키는 자장을 확실하게 실드하여, 아크(15a)에 제1 도전판부(3d)의 자장이 영향을 미치지 않도록 하고 있다.

마찬가지로, 고정 접촉자(2)의 고정 접점부(2x)와 가동 접점부(3k) 사이에 발생하는 아크(15b)에 인접하는 가동 접촉자(3)의 제1 도전판부(3e)로부터의 자장이 아크(15b)에 미치는 영향을 저감하도록 제1 도전판부(3e)의 주위를 덮는 자성체판(14b)을 배치함으로써, 제1 도전판부(3e)가 발생시키는 자장을 확실하게 실드하여, 이 제1 도전판부(3e)에서 발생하는 자장이 아크(15b)에 영향을 미치지 않도록 하고 있다.

따라서, 이 제3 실시형태에서도, 전술한 제1 및 제2 실시형태와 마찬가지로, 아크에 인접하는 도체판부를 아크로부터 멀어지게 하지 않고 도체판부로부터 발생하는 자장의 영향을 적게 할 수 있다. 이 때문에, 장치를 대형화하지 않고, 아크를 안정적으로 목표 방향으로 신장시켜 차단할 수 있다.

이 제3 실시형태에서도, 고정 접촉자(2) 및 가동 접촉자(3) 사이에 생기는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 발생시킬 수 있고, 또한 아크에 인접하는 도체판부를 아크로부터 멀어지게 하지 않고 도전판부로부터 발생하는 자장이 아크에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있기 때문에, 전술한 제1 및 제2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 제3 실시형태에 있어서는, 자성체판(14a 및 14b)을 제1 도전판부(3d, 3e)의 위쪽의 폐극 상태에서의 고정 접점부(2w, 2x)와 가동 접점부(3j, 3k)의 사이와 대향하는 위치에 제1 도전판부(3d, 3e)의 주위를 덮도록 배치한 경우에 관해 설명했지만, 전술한 제1 및 제2 실시형태와 마찬가지로 제1 도전판부(3d, 3e)의 내측면, 전측면 및 후측면을 덮도록 배치하도록 해도 좋다.

상기 제3 실시형태에 있어서는, 아크(15a, 15b)에 대하여 고정 접촉자(2)의 L자형 도전판부(2u, 2v)의 제4 도전판부(2s, 2t)도 가동 접촉자(3)의 제1 도전판부(3d, 3e)보다는 거리가 멀지만 아크(15a, 15b)에 근접해 있기 때문에, 이들 제4 도전판부(2s, 2t)에도 자성체판(14a, 14b)을 고정 배치하도록 해도 좋다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 본 발명의 접점 기구(CM)를 전자 접촉기에 적용한 경우에 관해 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 개폐기 등의 임의의 기기에 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 전체 구성을 대형화하지 않고 통전시에 가동 접촉자를 개극시키는 전자 반발력을 억제할 수 있으며, 아크의 소호 성능을 향상시키도록 한 접점 기구 및 이것을 사용한 전자 접촉기를 제공할 수 있다.

1 : 본체 케이스, 1a : 상부 케이스, 1b : 하부 케이스, CM : 접점 기구, 2 : 고정 접점, 2a, 2b : 고정 접점부, 2c, 2d : 제1 도전판부, 2e, 2f : 제2 도전판부, 2g, 2h : L자형 도전판부, 2i, 2j : 외부 접속 단자, 2m, 2n : 제3 도전판부, 2o, 2p : C자형 도전판부, 2q, 2r : 제4 도전판부, 2s, 2t : 제5 도전판부, 2u, 2v : L자형 도전판부, 2w, 2x : 고정 접점부, 3 : 가동 접촉자, 3a : 도전판, 3b, 3c : 가동 접점부, 3d, 3e : 제1 도전판부, 3f, 3g : 제2 도전판부, 3h, 3i : C자형 꺾음부, 3j, 3k : 가동 접점부, 4 : 조작용 전자석, 5 : 고정 철심, 6 : 가동 철심, 8 : 전자 코일, 9 : 복귀 스프링, 11 : 접촉자 홀더, 12 : 접촉 스프링, 13 : 스토퍼, 14a, 14b : 자성체판, 15a, 15b : 아크, 21 : 접점 수납 케이스, 22 : 고정 접점 지지 절연 기판, 23 : 금속 각통체, 24 : 절연 각통체, 30 : 절연 커버, 31 : 자기 요크, 32 : 상부 자기 요크, 33 : 원통형 보조 요크, 34 : 스풀, 38 : 전자 코일, 41 : 캡, 42 : 복귀 스프링, 43 : 가동 플런저, 43a : 둘레 플랜지부, 44 : 원환형 영구 자석, 45 : 보조 요크, 46 : 연결축

Claims

통전로 사이에 삽입된 한쌍의 고정 접점부를 갖는 고정 접촉자와 이 한쌍의 고정 접점부에 접촉 분리 가능한 한쌍의 가동 접점부를 갖는 가동 접촉자 중 적어도 한쪽의 형상을, 통전시에 상기 고정 접점부 및 상기 가동 접점부 사이에 발생하는 개극 방향의 전자 반발력에 대항하는 로렌츠력을 발생시키는 형상으로 하고,
상기 한쌍의 고정 접점부 및 상기 한쌍의 가동 접점부 사이에 발생하는 아크를 반대측의 고정 접촉자측으로 구동시키는 힘을 억제하는 자성체를 상기 고정 접촉자 및 가동 접촉자 중 적어도 한쪽에 배치한 것을 특징으로 하는 접점 기구.
제1항에 있어서, 상기 가동 접촉자는, 가동부에 지지되고, 표리 중 한쪽 면에서의 양단측에 각각 접점부를 갖는 도전판을 구비하고,
상기 고정 접촉자는, 상기 도전판의 접점부에 대향하는 고정 접점부를 지지하여 각각 상기 도전판과 평행하게 이 도전판의 양단보다 외측으로 향하는 제1 도전판부와, 이 제1 도전판부의 외측 단부로부터 상기 도전판의 단부의 외측을 통과하여 연장되는 제2 도전판부로 형성된 L자형 도전판부를 구비하고,
상기 자성체를 상기 제2 도전판부의 적어도 상기 고정 접점부측을 덮도록 배치한 것을 특징으로 하는 접점 기구.
제2항에 있어서, 상기 고정 접촉자는, 상기 제2 도전판부의 단부로부터 상기 도전판과 평행하게 안쪽으로 연장되는 제3 도전판부를 갖고 C자형으로 구성되고,
상기 자성체를 상기 제2 도전판부의 적어도 상기 고정 접점부측을 덮도록 배치한 것을 특징으로 하는 접점 기구.
제1항에 있어서, 상기 가동 접촉자는, 가동부에 지지되는 도전판부와, 이 도전판부의 양단에 형성된 C자형 꺾음부와, 이 C자형 꺾음부의 상기 도전판부와의 대향면에 형성된 접점부를 구비하고,
상기 고정 접촉자는, 상기 C자형 꺾음부내에 상기 도전판부와 평행하게 배치된 상기 가동 접촉자의 접점부와 접촉하는 접점부를 형성한 한쌍의 제1 도전판부와, 이 한쌍의 제1 도전판부의 내측단으로부터 각각 상기 C자형 꺾음부의 단부의 내측을 통과하여 연장되는 제2 도전판부로 구성되는 L자형 도전판부를 구비하고,
상기 자성체를 상기 가동 접촉자의 C자형 꺾음부의 적어도 내측면을 덮도록 배치한 것을 특징으로 하는 접점 기구.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 접점 기구를 구비하고, 상기 가동 접촉자가 조작용 전자석의 가동 철심에 연결되고, 상기 고정 접촉자가 외부 접속 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.