WO2001027950A1

WO2001027950A1 - Contacteur

Info

Publication number: WO2001027950A1
Application number: PCT/JP2000/007149
Authority: WO
Inventors: Ritsu Yamamoto; Tsutomu Shimomura; Riichi Uotome; Hideki Enomoto; Takehiko Toguchi; Mamoru Tateno; Yoshiyuki Iwami
Original assignee: Matsushita Electric Works, Ltd.
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2001-04-19
Also published as: EP1168392A4; KR20010081079A; KR100442068B1; CN1323410C; DE60019912D1; US6700466B1; CN1327604A; DE60019912T2; EP1168392B1; EP1168392A1

Description

明細書

技術分野

本発明は、パワー負荷用のリレ一や電磁開閉器等に好適な接点装置に関する。背景技術

例えば電動走行する自動車の電源の開閉などに用いられる接点装置では、 1 0 O Aといった比較的大きな直流電流の開閉が行われる。このような接点装置では、電路を開にした時に接点間に生じるアークによって迅速な遮断が行われ難い。そこで、例えば特開平 8— 4 5 4 1 1号公報には、アークの熱によつて加熱されてァ一ク消弧性ガスを発生する絶縁体を設け、アーク消弧性ガスでアークを冷却し遮断性能を向上するようにした接点装置が開示されている。

しかしながら、上記のようにアーク消弧性ガスを発生する絶縁体を設けただけでは、接点間に発生するアークの電圧上昇速度が小さく、このために、必ずしも良好な遮断性能が得られないという問題を有している。

本発明は、上記した問題点に鑑みなされたもので、その目的は、接点間に発生するアークの電圧上昇を急速に生じさせることによつて電路の遮断性能を向上させた接点装置を提供することにある。発明の開示

本発明の接点装置は、ハウジング内に、固定接点が設けられた固定接触子と、固定接点に接離する可動接点が設けられた可動接触子と、可動接触子を駆動する駆動機構とを備える接点装置において、上記固定接点および可動接点が位置する領域の近傍に永久磁石を配置し、固定接点と可動接点とが離れる時に生じるアークが、上記永久磁石の磁気作用によつて固定接点と可動接点との相対向領域から側方に移動して引き伸ばされるように形成している。このような構成の接点装置では、電路の開時に固定接点と可動接点との間に生じたアークは、永久磁石の磁気作用により側方に移動されて引き伸ばされ、そのアーク長の増加に応じてアーク電圧が上昇する。これにより、ァ一クが速やかに消滅することになつて、電路の遮断性能が向上する。

また上記に加えて、アーク消弧性ガスを発生しうる絶縁材料で形成されたアーク消弧部材を、上記固定接点と可動接点との近傍領域に設けた構成とすれば、アーク消弧性ガスによりアークが冷却され、これによつてさらにァーク電圧が上昇するので、さらに電路の遮断性能が向上する。

本発明の上記およびそれ以外の関連する目的と特徵は、添付図面を参照した以下の実施形態の説明で一層明瞭になるであろう。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施形態 1における接点装置の外観を示す斜視図である。図 2は、上記接点装置の正面断面図である。

図 3は、上記接点装置に組込まれているアーク消弧部材を示すものであつて、同図（a ) は斜視図、同図（b ) はこのアーク消弧部材と固定接触子および可動接触子との位置関係を示す斜視図である。

図 4は、上記接点装置に組込まれている一対の永久磁石を示すものであつて、同図（a ) は斜視図、同図（b ) はこれら永久磁石とアーク消弧部材との位置関係を示す斜視図である。

図 5は、上記永久磁石の作用を示す要部模式図である。

図 6は、上記永久磁石の作用によって生じるアークの動作状態を示す要部模式図である。

図 7は、固定接触子および可動接触子を流れる電流によって生じる磁気作用を示す要部断面模式図である。

図 8は、固定接触子を流れる電流とヨークとの関係を示す要部断面模式図である o

図 9は、前記アーク消弧部材の変形例を示すものであって、同図（a ) は部分斜視図、同図（b ) はこのアーク消弧部材とアークとの関係を示す要部断面模式図である。

図 10は、前記アーク消弧部材の他の変形例を示すものであって、同図（a ) は部分斜視図、同図（b ) はこのアーク消弧部材とアークとの関係を示す要部断面模式図、同図（c ) は同図（b ) の状態でのアーク電圧の特性図である。

図 11は、前記アーク消弧部材のさらに他の変形例を示す部分斜視図である。図 12は、本発明の実施形態 2における接点装置の一部切欠き正面断面図である。

図 13は、本発明の実施形態 3における接点装置の外観を示す斜視図である。図 14は、図 13に示す接点装置の正面断面図である。

図 15は、図 14に示す接点装置でのアークの動作状態を示す要部断面模式図である。

図 16は、図 14に示す接点装置で電流が逆方向に流れるときのアークの動作状態を示す要部断面模式図である。発明を実施するための最良の形態

〔実施形態 1〕

本実施形態に係る接点装置は、図 1に示す外観形状を有するハウジング 1 を備えている。このハウジング 1は合成樹脂成形品から成り、下側半分が後述する駆動機構 1 3を収納する略直方体形状の下部ハウジング部 1 aとして形成され、また、上側半分が後述する電流開閉機構 1 1を収納する上部ハウジング部 1 bとして形成されている。上部ハウジング部 1 bは、下部ハウジング部 1 aよりも前後方向（同図中、 F— B方向）の厚さ寸法が小さく、また、この上部ハウジング部 1 bの前後の壁面には、左右方向（同図中、 L _ R方向）の両端部と中間部とに、縦壁状のリブ 1 c…がそれぞれ設けられている。

下部ハウジング部 1 aにおける底部側には、この接点装置を固定するための固定部 1 d · 1 dが、左右の側壁から側方（L— R方向）に突出する形状で形成されている。これら固定部 1 d · 1 dの中心箇所には金属製のスリーブ 2 · 2がそれぞれ圧入されている。これらスリーブ 2 · 2に、図示しないボルト等の固定具を揷通して締結することによって、この接点装置が固定される。

一方、上部ハウジング部 1 bにおける上端側には、鋦系板材料から成る一対の固定接触子 3 · 3が、上部ハウジング部 1 bの左右の側壁からそれぞれ側方に突き出す形状で、この上部ハウジング部 1 bに組付けられている。これら固定接触子 3 · 3の各端部側には、それぞれ、ボルト 4 ·ナット 5 ·ばね座金 6が取付けられている。これら 4〜6を用いて、外部電気配線（図示せず）の端部に設けられている接続端子が、各固定接触子 3 · 3に固定され接続される。

上記各固定接触子 3 · 3におけるハウジング 1内に位置する部分は、図 2 に示すように、ハウジング 1における左右の中心付近から略水平に外方に延びる端子接続部 3 aと、この端子接続部 3 aの内方端から下側に折曲された連結部 3 bと、この連結部 3 bの下端から水平に側方に延びる接点固定部 3 cとを有する断面略 U字状にそれぞれ形成されている。上記各端子接続部 3 a · 3 aがハウジング 1内から側方に突き出して、各外方端に前記したボルト 4 ·ナット 5 ·ばね座金 6が取付けられている。一方、各接点固定部 3 c

• 3 cの下面における端部側に、銀系金属材料から成る固定接点 7 · 7がろう付け等によってそれぞれ接合されている。

上記各接点固定部 3 c · 3 cの下側に、銅系板材から成る可動接触子 8が配置されている。この可動接触子 8は、左右一対の上記接点固定部 3 c · 3 cの全体にわたる長さ寸法で形成されている。そして、この可動接触子 8の左右両端側に、銀系金属材料から成る可動接点 9 · 9が、前記同様にろう付け等によつてそれぞれ接合されている。

この可動接触子 8が、図示の位置から、後述する駆動機構 1 3によって上方に駆動されたとき、両可動接点 9 · 9が各固定接点 7 · 7に下側から同時に当接する。これによつて、左右一対の固定接触子 3 · 3が可動接触子 8を介して導通する。すなわち、可動接触子 8の上下動によって両固定接触子 3

• 3間にわたる電流経路（以下、電路ともいう）の開閉が行われる。これら固定接触子 3 · 3と可動接触子 8とによって電流開閉機構 1 1が構成されている。この電流開閉機構 1 1が前記した上部ハウジング部 1 bに配置され、この上部ハウジング部 1 b内には、両固定接触子 3 · 3の接点固定部 3 c · 3 cと、可動接触子 8とを収納する空間を設けて、この空間が電流開閉室 1 2として形成されている。

一方、前記した下部ハウジング部 1 a内に、電磁石装置から成る駆動機構 1 3が収納されている。この駆動機構 1 3は、コイル 1 4が巻回されたコィルポビン 1 5と、このコイルボビン 1 5の上面に沿って配置された上部ョ一ク 1 6と、コイルボビン 1 5の下面からコイルボビン 1 5の外側を囲う断面略 U字状の下部ヨーク 1 7とを備えている。これらコイルボビン 1 5 ·上部ヨーク 1 6 ·下部ヨーク 1 7の中心貫通穴には、その上部側に固定鉄心 1 8 が固定され、その下側に可動鉄心 1 9が配置されている。この可動鉄心 1 9 に、固定鉄心 1 8を貫通して上方に延びる駆動軸 2 0が取付けられている。また、固定鉄心 1 8と可動鉄心 1 9との間には、圧縮コイルパネより成る復帰バネ 2 1が配置されている。

前記ハウジング 1には、上記した駆動機構 1 3の配設空間を、その上方の電流開閉室 1 2から区画する略水平な第 1隔壁 1 eが設けられている。この第 1隔壁 1 eの中心貫通穴内の位置に、上方に突出する合成樹脂製の連結部材 2 2が配置されている。この連結部材 2 2の下壁面 2 2 aに、上記駆動軸 2 0の上端部が係合されている。これにより、この連結部材 2 2は、駆動軸

2 0と一体的に上下動する。

前記可動接触子 8は、上記連結部材 2 2内を水平に貫通させて、この連結部材 2 2に組付けられている。詳細には、連結部材 2 2内に圧縮コイルパネよりなる接圧バネ 2 3がさらに設けられている。このバネ 2 3により、可動接触子 8の中心領域を連結部材 2 2の上壁面 2 2 bに下側から押し付けた状態で、この可動接触子 8が連結部材 2 2に保持されている。

このような構成により、前記コイル 1 4に通電してこのコイル 1 4が励磁されると、可動鉄心 1 9が固定鉄心 1 8に吸着されて上方に移動する。そして、この可動鉄心 1 9と一体的に駆動軸 2 0 ·連結部材 2 2 ·可動接触子 8 が上昇する。この結果、前記した左右一対の可動接点 9 · 9が各固定接触子

3 · 3の固定接点 7 · 7に当接して、両固定接触子 3 · 3間の電路が閉成される。また、この状態からコイル 1 4への通電を停止すると、前記した接圧バネ 2 3および復帰バネ 2 1のバネ力によって可動鉄心 1 9が下降する。この結果、可動接触子 8も下降して可動接点 9 · 9が固定接点 7 · 7から離れ、両固定接触子 3 · 3間が非導通状態に切換わって電路が開となる。

ところで、上記のように可動接点 9 · 9が固定接点 7 · 7から離れる際には、これら接点 9 · 7間にアークが発生する。このアークを速やかに消滅させて電路の遮断性能を向上するために、本実施形態の接点装置には、以下に説明するようなアーク消弧部材 3 1と永久磁石 3 2とが上部ハウジング部 1 b内にさらに組込まれている。

アーク消弧部材 3 1は、図 3 ( a ) に示すように、略直方体の箱形状に形成されている。なお、同図では前面を覆う蓋を省略している。このアーク消弧部材 3 1の上面および下面の各中央領域には、それぞれ切欠き開口 3 1 a · 3 1 bが形成されている。このアーク消弧部材 3 1が、同図（b ) に示すように、固定接触子 3 · 3の接点固定部 3 c · 3 cと可動接触子 8とを囲うように、前記上部ハウジング部 1 b内に組付けられている。なお、アーク消弧部材 3 1の上面の切欠き開口 3 1 aは、両固定接触子 3 · 3の端子接続部 3 a · 3 aが挿通し得る幅寸法で形成されている。また、下面の切欠き開口 3 1 bは、前記した連結部材 2 2が挿通し得る幅寸法で形成されている。このアーク消弧部材 3 1は、アーク消弧性ガスを発生しうる絶縁材料で作製されている。前述したように、固定接点 7から可動接点 9が離れる際にァ —クが発生すると、このアークの周辺が加熱されて高温となる。これに伴い、アーク消弧部材 3 1からアーク消弧性ガスが発生し、このガスによってァ一クが冷却される。この結果、アーク電圧が上昇し、アークが速やかに消滅することになつて、遮断性能が向上する。

アーク消弧性ガスを発生しうる絶縁材料としては、不飽和ポリエステルや、鎖式化合物に金属水酸化物または水和物を添加したものが好ましい。また、鎖式化合物としては、ナイロン 6またはナイロン 6 6が好ましい。また、金属水酸化物としては、水酸化マグネシウムが好ましい。このような材料を用いることにより、絶縁耐圧劣化特性の向上を図ることができる。

図 4 ( a ) には、上部ハウジング部 1 b内にさらに組込まれている一対の永久磁石 3 2 · 3 2を示している。これら永久磁石 3 2 · 3 2は直方体の板状に形成され、上記したアーク消弧部材 3 1を挟んで、前後方向（図において F—R方向）に相互に対向するように配置される。両永久磁石 3 2 - 3 2 の各背面には、これらの面の全体を覆う金属板から成るヨーク 3 3 · 3 3がそれぞれ取付けられている。これらヨーク 3 3 · 3 3の周縁には、永久磁石 3 2 - 3 2の周面に沿って突出する短寸の突片部 3 3 a…が形成されている _c これら突片部 3 3 a…間に永久磁石 3 2を嵌め込むことによって、各永久磁石 3 2とヨーク 3 3との相対的な取付位置が保持されている。さらに、各ヨーク 3 3 * 3 3の上縁には、左右両側に、各永久磁石 3 2 · 3 2の厚さ寸法を超えて前後方向に突き出す磁路形成部 3 3 b…が設けられている。したがって、各ヨーク 3 3 · 3 3は、これら磁路形成部 3 3 bの領域で、断面略 L字状に形成されている。

なお、上記形状のヨーク 3 3は、例えば永久磁石 3 2に接着剤を用いて取付けることも可能であるが、本実施形態では、永久磁石 3 2の磁力によって、ヨーク 3 3を永久磁石 3 2に吸着保持させている。したがって、この場合には接着作業を格別行う必要がないので、組立を極めて容易に行うことが可能となっている。

上記のようなヨーク 3 3 · 3 3が各々取付けられた永久磁石 3 2 · 3 2が、同図（b ) に示すように、前記した箱形のアーク消弧部材 3 1の前面蓋に沿う位置、および後面壁に沿う位置に各々位置するように、前記上部ハウジング部 1 b内に組込まれている。このとき、前面側のヨーク 3 3の磁路形成部 3 3 bと後面側のヨークの磁路形成部 3 3 bとが上下に重なる状態で組付けられている。これにより、これら上下に重なる磁路形成部 3 3 b · 3 3 bを介して、前後の永久磁石 3 2 · 3 2が磁気的に相互に接続された組立状態となっている。また、上記の磁路形成部 3 3 b · 3 3 bは、前記図 2に示されているように、各固定接触子 3の端子接続部 3 aと接点固定部 3 cとの間、すなわち、前記した U字状部分内を、前後に貫通して位置する構造になっている。

上記各永久磁石 3 2 · 3 2は、図 5に示すように、固定接点 Ίと可動接点 9との配設空間を挟んで相対面する面の一方が N極、他方が S極となるように着磁されている。さらに詳細には、本実施形態の接点装置では、両固定接触子 3 · 3間に可動接触子 8を介して直流を流すことを想定している。この場合に、電流の向きは一定方向に定められている。この方向を図中実線矢印で示す方向としたとき、上記の永久磁石 3 2 · 3 2は、電路の開操作が行われて接点 7 · 9間に発生したアーク 3 4に対し、このアーク 3 4を、固定接触子 3と可動接触子 8の各端部に向かう方向（図中の方向）に移動させる磁気作用が生じるように形成されている。

これにより、アーク 3 4が固定接触子 3と可動接触子 8の各端部まで移動すると、図 6に示すように、さらに上記の磁気作用が加わっていることによつて、このアーク 3 4は湾曲状に引き伸ばされる。なお、この接点装置では、上記したように直流電流の開閉を行うことが前提であることから、左右のァ —ク 3 4 · 3 4を通しての電流の向きは上下逆である。したがって、左右のアーク 3 4 · 3 4は、それぞれ各固定接触子 3 · 3と可動接触子 8の両端方向へと同時に移動されて、上記のように各々引き伸ばされることになる。このようにアーク 3 4が引き伸ばされることによってアーク電圧が上昇する。また、前記したアーク消弧部材 3 1から発生するアーク消弧性ガスによつても、アーク 3 4が冷却されてアーク電圧の上昇が促進される。この結果、アークが速やかに消滅し、高速遮断が行われる。

なお、本実施形態における各固定接触子 3 · 3は、前述のように略 U字状に形成されている。これにより、図 7に示すように、各固定接触子 3 · 3の接点固定部 3 c · 3 cと可動接触子 9とを流れる電流の向き（→の向き）は、互いに平行かつ逆方向となる。したがって、接点 7 · 9間に発生するアーク 3 4には、さらに、このような電流の向きに応じて生じる磁場が強め合って加わることになる。この結果、アーク 3 4が接点固定部 3 c · 3 cと可動接触子 9との各端部方向へと速やかに移動する。したがって、これによつてもさらに電路の遮断特性が高くなる。また、本実施形態においては、各固定接触子 3 · 3の U字状部分を、永久磁石 3 2に取付けられたヨーク 3 3の磁路形成部 3 3 bが貫通して位置する構成である。これにより、図 8に示すように、固定接触子 3を流れる電流のうち、可動接触子 8と同方向に流れる電流（固定接触子 3の端子接続部 3 a に流れる電流）から発生する磁束が、上記ヨーク 3 3の磁路形成部 3 3わに吸収される。この結果、接点 7 · 9間に印加される磁束が増え、これによつて、接点 7 · 9間に発生したアーク 3 4がさらに速やかに端部方向に移動する。したがって、これによつても電路の遮断性能がさらに向上したものとなつている。

なお、前記図 6を参照して説明したように、接点 7 · 9間に発生したァ一ク 3 4は、固定接触子の端子接続部 3 aと可動接触子 8との各端部方向へと移動し、さらに、側方へと湾曲して引き伸ばされる。そこで、このアーク 3 2の移動方向に位置するアーク消弧部材 3 1の側壁面 3 1 cに、例えば図 9 ( a ) に示すように、複数のスリット 3 1 d…を設けた構成とすることも可能である。

このような構成とすることにより、同図（b ) に示すように、上記側壁面 3 1 cに向かう方向に膨らんだアーク 3 4が、さらに複数のスリット 3 1 d …内へと迫り出すことになる。したがって、アーク長がさらに伸び、アーク電圧が高くなつて遮断性能がさらに向上する。

一方、上記アーク消弧部材 3 1の側壁面 3 1 cに、図 1 0 ( a ) に示すように、複数の金属プレート 3 5…を一体成形等の方法によって取付けた構成としても良い。このような構成とすることにより、同図（b ) に示すように、金属プレート 3 5…にアーク 3 4が飛び移る。そして、アーク電圧は、同図 ( c ) に示すように、各金属プレート 3 5…で発生する陰極降下電圧および陽極降下電圧の分だけ上昇するので、これによつてもさらに電路の遮断性能を高めることができる。また、上記アーク消弧部材 3 1の側壁面 3 1 cに、図 1 1に示すように、複数の突起部 3 1 eを設けた構成としても良い。このような構成とすることにより、アーク 3 4の熱を受けるアーク消弧部材 3 1の表面積が増えるので、発生するアーク消弧ガスの量が増え、これによつてもさらに電路の遮断性能が向上する。

〔実施形態 2〕

次に、本発明の他の実施形態における接点装置について、図 1 2を参照して説明する。なお、前記実施形態 1の接点装置と同一の機能を有する部材には同一の符号を付記して、詳細な説明を省略する。後述するさらに他の実施形態においても同様とする。

本実施形態に係る接点装置は、左右一対の固定接点 7 · 7と、これらに下側から対向する可動接点 9 · 9とが、前記実施形態 1の接点装置に比べて、ハウジング 1の中心線寄りの位置に設けられている。これにより、各接点固定部 3 cは、固定接点 7から端部までの長さが長い構成として、この部分がアーク走行部 3 dとなっている。また、可動接触子 8も上記同様に、各可動接点 9 · 9の取付位置から外側に、長さを長くしたアーク走行部 8 a · 8 a が設けられている。

このような構成の接点装置においては、接点 7 · 9間に発生したアークが永久磁石 3 2の磁気作用によって上記アーク走行部 3 d · 8 a上を側方に移動した後、端部から湾曲して引き伸ばされる。この場合の各アーク走行部 3 d · 8 a上の移動も、前記図 7を参照して説明したように、各固定接触子 3 • 3の接点固定部 3 c · 3 cと可動接触子 9とを流れる電流によって生じる磁場が加わり、また、図 8を参照して説明したように、固定接触子 3の端子接続部 3 aに流れる電流から発生する磁束がヨーク 3 3の磁路形成部 3 3 b に吸収されて接点 7 · 9間の磁束が増えることから、極く短時間で生じて、すぐに端部に達して前記のように引き伸ばされる。そして、この位置でのアークと各接点 7 · 9との間の距離は上記アーク走行部 3 d · 8 aの長さに応じて長くなつている。このため、各接点 7 · 9はアークの熱で高温に加熱されることが抑えられる。この結果、前記同様に電路の遮断性能が向上することに加え、電路の開閉が繰返されても、これに伴う各接点 7 · 9の消耗量が小さくなつて接点寿命が向上する。

〔実施形態 3〕

次に、本発明のさらに他の実施形態における接点装置について、図 1 3〜図 1 6を参照して説明する。

この接点装置のハウジング 1も、図 1 3に示すように、下部ハウジング 1 a上に、この下部ハウジング 1 aよりも前後方向の厚さ寸法が小さい上部ハウジング 1 bを設けて形成されている。但し、この上部ハウジング 1 bにおける前後の各壁面は、図 1に示したリブ 1 c…を設けずに、平坦な面に形成されている。そして、前記同様の形状に形成されたヨーク 3 3を備える永久磁石 3 2が、これらの面に外側から取付けられている。すなわち、上部ハウジング 1 bには前後方向に貫通する貫通穴が形成され、これら貫通穴に、ョ —ク 3 3の磁路形成部 3 3 bを貫通させて、一対の永久磁石 3 2が前後から上部ハウジング 1 bに組付けられている。

なお、同図において 4 0は、前記したコイル 1 4に通電するためのリード線である。このリード線 4 0は、下部ハウジング 1 aにおける側部の外壁 1 f に形成された導出孔 1 gを通して外部に引き出されている。

下部ハウジング 1 a内には、図 1 4に示すように、前記実施形態 1とほぼ同様の構成を有する電磁石装置から成る駆動機構 1 3が収納されている。但し、この駆動機構 1 3では、上部ヨーク 1 6における中心領域に下方に円筒状に垂下する筒部 1 6 aが形成され、この筒部 1 6 aが、図 2に示した固定鉄心 1 8と同様に機能するように構成されている。また、この駆動機構 1 3 においては、可動鉄心 1 9に下端側が固定されて上方に延びる駆動軸 2 0と、可動接触子 8を保持する連結部材 2 2とが、合成樹脂材で一体に形成されている。

一方、上記駆動機構 1 3を、その上方の前記した電流開閉室 1 2から区画する第 1隔壁 1 eの左右方向の長さ寸法は、ハウジング 1における左右両側部の各外壁 1 f · 1 f との間に空間が形成されるように、これら外壁 1 f · 1 f 間にわたる寸法よりも短く形成されている。そして、ハウジング 1には、この第 1隔壁 1 eにおける左右両端からそれぞれ下方に垂下する第 2隔壁 1 h · 1 hがさらに設けられている。駆動機構 1 3はこれら第 2隔壁 1 h · 1 h間に配置され、これら第 2隔壁 l h * 1 hとハウジング 1における左右両側の各外壁 1 f · 1 f との間に、上記電流開閉室 1 2に連通する通気路 1 j • 1 jが形成されている。

なお、下部ヨーク 1 7には、上記第 2隔壁 1 h · 1 hの各下端に対応する高さ位置に切欠開口 1 7 a · 1 7 aが形成されている。したがって、上記各通気路 1 jは、これら切欠き開口 1 7 a · 1 7 aを通して、駆動機構 1 3の配設空間にも連通した構成となっている。また、ハウジング 1における右側の外壁 1 f に、前記したリード線 4 0を引き出すための導出孔 1 gが形成されており、上記通気路 1 jは、この導出孔 1 gを通して外部に連通している。一方、上部ハウジング 1 bには、前記実施形態とほぼ同様に形成された一対の固定接触子 3 · 3および可動接触子 8が配置されている。なお、これらが配置されている電流開閉室 1 2内には、前記したアーク消弧部材 3 1は設けられていない。これに替えて、ハウジング 1自体が、アーク消弧性ガスを発生する材料、すなわち、前記した水酸化マグネシウムを添加したナイロン 6あるいはナイロン 6 6や、 P B T、もしくは不飽和ポリエステル等の材料で形成されている。

上記各固定接触子 3 · 3における接点固定部 3 c · 3 cと可動接触子 8とには、各固定接点 7 · 7や可動接点 9 · 9の各取付位置から左右側方に延びるアーク走行部 3 d · 3 d · 8 a · 8 aが、前記実施形態 2と同様に設けられている。そして本実施形態では、接点固定部 3 c · 3 cにおけるアーク走行部 3 d · 3 dの長さを、可動接触子 8のアーク走行部 8 a · 8 aよりも長くして形成されている。

さらに本実施形態の接点装置におけるハウジング 1には、左右一対の固定接触子 3 · 3の各連結部 3 b · 3 bの間の領域に、下方に垂下する分離突起 1 kが設けられている。

このような構成の接点装置においては、図 1 5に示すように、電路の開時に接点 7 · 9間に発生するアーク 3 4は、前記同様に永久磁石 3 2の磁気作用によって、接点固定部 3 cと可動接触子 8との各端部に向かって側方に移動する。この場合、接点固定部 3 cの端部位置が可動接触子 8よりも外側に位置しているので、これら両端部間までアーク 3 4が移動した時点で、斜めに傾斜した状態となってアーク長が長くなる。その後、さらにアーク 3 4に湾曲変形が生じ、アーク長はさらに長くなる。このようなアーク 3 4の引き伸ばしに伴ってアーク電圧が急激に上昇し、これによつてアーク 3 4が迅速に消滅して高速遮断が行われる。

このように本実施形態においては、接点固定部 3 c · 3 cのアーク走行部 3 d · 3 dと可動接触子 8のアーク走行部 8 a · 8 aとの長さを相互に異ならせていることで、アーク 3 4の移動の過程でアーク 3 4の引き伸ばしが容易に、かつ速やかに生じて、電路の遮断特性がさらに向上する。

なお、上記のように接点固定部 3 cのアーク走行部 3 dを可動接触子 8のアーク走行部 8 aよりも長く形成した場合、アーク 3 4の湾曲状の変形は、斜め下方向に向かう方向性を有することになる。これに伴って、電流開閉室 1 2内の側方空間に存在する空気は、アーク 3 4によって加熱され、圧力が上昇する。この圧力が上昇した空気（以下、これをアークガスという）も、上記アーク 3 4の湾曲方向に沿う方向性を有する。この場合に、本実施形態の接点装置では、前記図 1 4を参照して説明したように、上記した方向は第 1隔壁 1 eで塞がれることなく、通気路 1 jに連通している。これにより、アーク 3 4に対して、上記方向への引き伸ばし空間が充分に確保されている。このため、アーク 3 4は容易に通気路 1 jに伸びることができる。また、前記したアークガスは、電流開閉室 1 2から通気路 1 ]'を通して下部ハウジング 1 b側へと流れることになる。

この通気路 1 jの下端部は、リード線 4 0が引き出されている導出孔 1 g を通して外部に連通している。また、下部ヨーク 1 7の切欠き開口 1 7 aを通して、コイル 1 4が配置されている空間とも連通しているから、コイル 1 4の周囲の空間もアークガスを逃がすための空間として利用される。この結果、電流開閉室 1 2内でのアークガスの圧力上昇が小さく抑えられる。これにより、上記導出孔 1 gを除いてハウジング 1がほぼ密閉状に形成されていても、このハウジング 1に、アークガスによって膨れ変形が生じるのが防止される。

なお、上記の接点装置は、前述したように、直流電流の開閉を行うために使用されるもので、この場合の電流の向きは一定である。但し、この種の接点装置では大電流は上述の向きで使用するものの、小電流については逆向きに流すこともある。このような逆向きの電流が流れているときに接点 7 · 9 間に生じる左右一対のアークは、永久磁石 3 2の磁気作用によって、前記とは逆に互いに近付く向きに移動することになる。

このような場合でも、アークが持続せずに電路の遮断が確実に行われるように、両固定接触子 3間に、前記した分離突起 1 kが設けられている。すなわち、図 1 6に示すように、接点 7 · 9に生じたアーク 3 4 * 3 4が中心方向に移動し、さらに相互に近づくように湾曲して、仮に、図中破線で示すように、両固定接触子 3 · 3の連結部 3 b · 3 b間にわたるようなアーク 3 4 aに変化した場合、このアーク 3 4 aは分離突起 1 kを迂回して引き伸ばされた形状となる。したがって、このような形状のアーク電圧は充分に高くなり、両接点 7 · 9間のアーク 3 4 · 3 4が消滅し、電路が遮断される。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、添付した請求の範囲で限定した以外はこれら実施形態に制約されるものではなく、本発明の精神と範囲に反することなく種々に変更することができる。

例えば、上記各実施形態では、 2つの永久磁石 3 2 · 3 2を相対向させ、かつ、平行に配置したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、少なくとも接点 7 · 9間に磁場が形成されるように永久磁石が配置されていれば良い。

また、実施形態 1 · 2においては、アーク消弧部材 3 1を直方体箱形状に形成したがこれに限定されるものではなく、例えば接点 7 · 9間からアーク 3 4が移動する方向に直交する面のみを備えた形状等としても良い。

また、上記各実施形態では、固定接触子 3を略 U字状に形成したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、少なくとも固定接点 7と可動接点 9とが接離できるような構成であれば、固定接触子 3はどのような形状であつても良い。

また、実施形態 3においては、固定接触子 3のアーク走行部 3 dを可動接触子 8のアーク走行部 8 aよりも長くしたが、これに限定されるものではなく、可動接触子 8のアーク走行部 8 aの長さを固定接触子 3のアーク走行部 3 dより長くしても良い。

さらに、実施形態 2 · 3における固定接触子 3のアーク走行部 3 dと可動接触子 8のアーク走行部 8 aとは互いに平行な形状としたが、例えば、端部に向かうに伴って相互に離れるように、これらアーク走行部 3 d · 8 aを互いに非平行な形状としても良い。この場合には、アーク走行部 3 d · 8 aをアークが移動する過程でアークの引き伸ばしが生じるので、さらに遮断特性を向上させることができる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明の接点装置は、永久磁石やアーク消弧部材を設けることによって優れた電路の遮断特性を備えている。このため、電動走行する自動車電源の開閉など、大電流の直流電流を開閉する電磁開閉器や、パワー負荷用リレ一等に好適に使用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . ハウジング内に、固定接点が設けられた固定接触子と、固定接点に接離する可動接点が設けられた可動接触子と、可動接触子を駆動する駆動機構とを備える接点装置において、

上記固定接点および可動接点が位置する領域の近傍に永久磁石を配置し、固定接点と可動接点とが離れる時に生じるアークが、上記永久磁石の磁気作用によつて固定接点と可動接点との相対向領域から側方に移動して引き伸ばされるように形成していることを特徴とする接点装置。

2 . 請求項 1記載の接点装置であって、

アーク消弧性ガスを発生しうる絶縁材料で形成されたアーク消弧部材を、上記固定接点と可動接点との近傍領域に設けていることを特徵とする接点

3 . 請求項 2記載の接点装置であって、

上記絶縁材料が不飽和ポリエステルであることを特徴とする接点装置。

4 . 請求項 2記載の接点装置であって、

上記絶縁材料が鎖式化合物に金属水酸化物または水和物を添加した材料であることを特徴とする接点装置。

5 . 請求項 4記載の接点装置であって、

上記鎖式化合物がナイ口ン 6またはナイロン 6 6であることを特徵とする接点装置。

6 . 請求項 4記載の接点装置であって、

上記金属水酸化物が水酸化マグネシゥムであることを特徴とする接点装

7 . 請求項 2記載の接点装置であって、

前記アーク消弧部材は、アークが永久磁石の作用により移動して引き伸ばされる方向の部分に、スリツトを有することを特徴とする接点装置。

8 . 請求項 2記載の接点装置であって、

前記ァ一ク消弧部材は、アークが永久磁石の作用により移動して引き伸ばされる方向の部分に、金属プレートを有することを特徴とする接点装置 _c

9 . 請求項 2記載の接点装置であって、

前記アーク消弧部材は、アークが永久磁石の作用により移動して引き伸ばされる方向の部分に、突起部を有することを特徴とする接点装置。

10. 請求項 1記載の接点装置であって、

前記固定接触子の一端側を、固定接点が取付けられた接点固定部と、この接点固定部に対向して略平行な端子接続部との各端部が連結部を介して相互に連結された略 U字状に形成していることを特徴とする接点装置。

11. 請求項 1記載の接点装置であって、

前記一対の永久磁石を磁気的に相互に接続するヨークを設けていることを特徴とする接点装置。

12. 請求項 11記載の接点装置であって、

前記固定接触子の一端側を、固定接点が取付けられた接点固定部と、この接点固定部に対向して略平行な端子接続部との各端部が連結部を介して相互に連結された略 U字状に形成し、かつ、上記ヨークの少なくとも一部を、固定接触子の略 U字状部分に配置していることを特徴とする接点装置。

13. 請求項 11記載の接点装置であって、

前記ヨークを断面略 L字状の 2つのヨーク部品で構成していることを特徵とする接点装置。

14. 請求項 13記載の接点装置であって、

上記 2つのヨーク部品を前記永久磁石の吸引力によって保持させていることを特徴とする接点装置。

15. 請求項 1の接点装置であって、前記固定接触子と可動接触子との少なくとも一方は、アークが永久磁石の作用により移動して引き伸ばされる方向に延びるアーク走行部を備えることを特徴とする接点装置。

16. 請求項 15記載の接点装置であって、

上記固定接触子と可動接触子との双方にアーク走行部を各々設け、かつ、これら走行部の長さが互いに異なるように形成していることを特徴とする

17. 請求項 1記載の接点装置であって、

前記ハウジング内に、前記固定接点および可動接点が位置する電流開閉室から前記駆動機構を区画する第 1隔壁を設けると共に、この第 1隔壁よりも駆動機構側におけるこの駆動機構とハウジングの外壁との間の領域に第 2隔壁を設けて、この第 2隔壁とハウジングの外壁との間に上記電流開閉室に連通する通気路を形成していることを特徴とする接点装置。

18. 請求項 1記載の接点装置であって、

一対の固定接触子を前記可動接触子の両端側に各々対向させて配置し、可動接触子の両端側にそれぞれ設けた可動接点が各固定接触子に設けた固定接点に接離するように形成すると共に、

前記ハゥジングには、両固定接触子間にわたるアークが生じるときにこのアークを引き伸ばすための分離突起を両固定接触子間の領域に設けていることを特徴とする接点装置。