WO2012157173A1 - 電磁接触器 - Google Patents

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WO2012157173A1
WO2012157173A1 PCT/JP2012/002330 JP2012002330W WO2012157173A1 WO 2012157173 A1 WO2012157173 A1 WO 2012157173A1 JP 2012002330 W JP2012002330 W JP 2012002330W WO 2012157173 A1 WO2012157173 A1 WO 2012157173A1
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WO
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contact
movable
magnetic yoke
movable plunger
plunger
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Application number
PCT/JP2012/002330
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幸悦 高谷
中　康弘
鈴木　健司
祐一 山本
雄二 柴
Original Assignee
富士電機機器制御株式会社
富士電機株式会社
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Priority to US13/885,094 priority patent/US8823472B2/en
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    • H01H50/22—Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature movable inside coil and substantially lengthwise with respect to axis thereof; movable coaxially with respect to coil wherein the magnetic circuit is substantially closed

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic contactor including a contact device including a fixed contact and a movable contact, and an electromagnet unit for driving the movable contact, and is inserted in a current path.
  • the movable contact is driven by the exciting coil and the movable plunger of the electromagnet unit. That is, when the exciting coil is in a non-excited state, the movable plunger is urged by the return spring, and the movable contact is released from the pair of fixed contacts arranged at a predetermined interval. . By exciting the exciting coil from this released state, the movable plunger is moved against the return spring, and the movable contact is brought into contact with the pair of fixed contacts (see, for example, Patent Document 1). ).
  • an electromagnetic contactor includes a pair of fixed contacts and a movable contact disposed so as to be able to contact with and separate from the pair of fixed contacts.
  • an L-shaped portion having a contact portion extending a predetermined length in a facing direction is formed on a pair of fixed contacts fixedly arranged at a predetermined interval, and both ends of the movable contact are It has the structure arrange
  • the electromagnet unit is formed on a projecting end side of the movable plunger, a magnetic yoke surrounding the plunger driving portion, a movable plunger having a tip projecting through an opening formed in the magnetic yoke and biased by a return spring. And an annular permanent magnet magnetized in the movable direction of the movable plunger, which is fixedly disposed so as to surround the peripheral flange portion.
  • an L-shaped portion having a contact portion extending a predetermined length in the facing direction is formed on the pair of fixed contacts constituting the contact device, and movable contact is made on the contact portions of the pair of fixed contacts.
  • the height of the contact device in the direction of movement of the movable contact can be shortened by disposing the child so that both ends thereof can contact and separate from the side opposite to the electromagnet unit.
  • a permanent magnet is provided in the electromagnet unit so as to surround the peripheral flange portion of the movable plunger, and an auxiliary yoke is provided to apply an attractive force for moving the movable contactor in the releasing direction to the movable plunger, thereby The urging force can be suppressed.
  • the electromagnet unit can be reduced in size by reducing the magnetomotive force of the exciting coil.
  • the peripheral flange portion of the movable plunger can be attracted by the magnetic force of the permanent magnet, and high malfunction resistance performance can be ensured at the time of release. Accordingly, the biasing force of the return spring can be reduced, so that the height of the electromagnet unit can be further reduced.
  • the pair of fixed contacts form a C-shaped part by forming a counter plate part at a position where the L-shaped part faces the L-shaped part across both ends of the movable contact
  • an insulating cover for restricting arc generation is attached to an inner peripheral portion of the C-shaped portion excluding the contact portion. According to this configuration, it is possible to generate a large Lorentz force that resists the electromagnetic repulsion force acting in the opening direction by the energizing current in a closing state where the movable contact is in contact with the pair of fixed contacts.
  • both ends of the movable contact are arranged in the C-shaped part, an arc is generated other than between the contact parts when shifting from the charged state to the released state. Generation
  • production of can be suppressed by an insulating cover.
  • the contact device includes the pair of fixed contacts and the movable contact surrounded by a contact storage case, and an arc extinguishing is performed on the inner peripheral surface side of the contact storage case along the movable contact. It is preferable to have a configuration in which an arc permanent magnet is disposed. According to this configuration, since the arc extinguishing permanent magnet is arranged inside the insulating case, the arc extinguishing permanent magnet can be brought close to the arc generating portion between the pair of fixed contact and movable contact. Moreover, a wide arc extinguishing space can be formed on the outer side in the facing direction of the pair of fixed contacts of the arc extinguishing permanent magnet, and the arc can be reliably extinguished.
  • the contact housing case has one end hermetically bonded to the upper magnetic yoke of the electromagnet unit, and surrounds the pair of fixed contacts and the movable contact, and the metal A fixed contact supporting insulating substrate which is airtightly closed and joined to the open end surface of the cylindrical body and supports the pair of fixed contacts; an insulating cylindrical body disposed on an inner peripheral surface of the metal cylindrical body; It is good to be composed of. According to this configuration, it is possible to easily fix the pair of fixed contacts having the L-shaped part or the C-shaped part to the airtight insulating case.
  • the movable contact is movably disposed via a contact spring on a flange portion formed at a distal end of a coupling shaft coupled to the movable plunger, and is supported by the coupling shaft.
  • the central part that receives the contact spring may be a concave part that protrudes toward the electromagnet unit. According to this configuration, the arrangement position of the contact spring can be lowered by the amount of the recess formed in the movable contact, and the height in the movable direction of the movable contact of the contact device can be further lowered.
  • the electromagnet unit includes a U-shaped magnetic yoke having an open upper portion, an upper magnetic yoke bridged by an upper open portion of the magnetic yoke, and a bottom plate portion of the magnetic yoke.
  • a spool having a central opening wound with the excitation coil disposed therein, and a tip that protrudes through an opening formed in the upper magnetic yoke and is axially movable in the central opening of the spool and is attached by a return spring.
  • a movable plunger that is biased, an annular permanent magnet that is fixedly arranged on the upper magnetic yoke so as to surround a peripheral flange formed on the distal end side of the movable plunger, and is magnetized in the axial direction, and the annular permanent magnet
  • An auxiliary yoke that is fixed to the upper surface of the movable plunger and contacts the opposite side of the peripheral flange portion of the movable plunger from the upper magnetic yoke.
  • a path can be formed.
  • the exciting coil wound around the spool is excited, a magnetic path is formed in which the magnetic flux generated by the exciting coil passes through the movable plunger, the upper magnetic yoke, and the U-shaped magnetic yoke, thereby making the movable plunger a return spring. It can be moved against.
  • the electromagnetic contactor includes an annular auxiliary yoke that surrounds a side surface of the bottom end of the U-shaped magnetic yoke of the movable plunger when the electromagnet unit is in a release position, and the annular auxiliary yoke and the movable plunger.
  • the gap length with the side surface of the movable plunger may be set shorter than the gap length between the bottom end portion of the movable plunger and the U-shaped magnetic yoke. According to this configuration, the magnetic path through which the magnetic flux generated when the exciting coil is excited is reliably formed in the released position, and the magnetic flux density between the flange of the movable plunger and the upper magnetic yoke is increased to make it movable.
  • the suction force of the plunger can be improved.
  • the height of the movable contact of the contact device in the movable direction can be reduced, the electromagnet unit can be miniaturized, and the configuration of the entire electromagnetic contactor can be miniaturized.
  • An effect is obtained.
  • the arc extinguishing permanent magnet is arranged in the contact housing case on the inner peripheral surface side along the movable contact, when changing from the charged state to the released state, the pair of fixed contact and movable contact A wide arc extinguishing space can be formed outside the pair of fixed contacts of the permanent magnet to generate a magnetic flux that crosses the arc generated in the contact area, ensuring the necessary arc length. The effect that the arc can be surely extinguished is obtained.
  • the movable contact is erroneously brought into contact with the pair of fixed contacts due to vibration, impact, etc. by attracting the movable plunger with the permanent magnet when released. This can be surely prevented.
  • the biasing force of the return spring by the attractive force of the movable plunger by the permanent magnet can be reduced, and the electromagnet unit can be reduced in size by reducing the magnetomotive force of the exciting coil.
  • FIG. 1 shows 1st Embodiment of the magnetic contactor which concerns on this invention. It is a disassembled perspective view of a contact storage case. It is a figure which shows the insulation cover of a contact apparatus, Comprising: (a) is a perspective view, (b) is a top view before mounting
  • FIG. 1 is a sectional view showing an example of an electromagnetic switch according to the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of an arc extinguishing chamber.
  • reference numeral 10 denotes an electromagnetic contactor.
  • the electromagnetic contactor 10 includes a contact device 100 having a contact mechanism and an electromagnet unit 200 that drives the contact device 100.
  • the contact device 100 includes an arc extinguishing chamber 102 that houses the contact mechanism 101.
  • FIG. 1 is a sectional view showing an example of an electromagnetic switch according to the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of an arc extinguishing chamber.
  • reference numeral 10 denotes an electromagnetic contactor.
  • the electromagnetic contactor 10 includes a contact device 100 having a contact mechanism and an electromagnet unit 200 that drives the contact device 100.
  • the contact device 100 includes an arc extinguishing chamber 102 that houses the contact mechanism 101.
  • FIG. 1 is a sectional view showing an example of an electromagnetic switch according to the present invention
  • the arc extinguishing chamber 102 has a metal rectangular tube body 104 having a flange portion 103 protruding outward at a metal lower end portion, and the upper end of the metal square tube body 104 is closed. And a fixed contact supporting insulating substrate 105 composed of a flat ceramic insulating substrate.
  • the metal rectangular tube 104 is fixed by being sealed and bonded to an upper magnetic yoke 210 of an electromagnet unit 200 whose flange 103 is described later. Further, through holes 106 and 107 through which a pair of fixed contacts 111 and 112 (described later) are inserted are formed in the fixed contact supporting insulating substrate 105 at a central portion with a predetermined interval. A metallization process is applied to the positions around the through holes 106 and 107 on the upper surface side of the fixed contact supporting insulating substrate 105 and the positions contacting the rectangular tube body 104 on the lower surface side.
  • a metal foil is formed around the through-holes 106 and 107 and at a position in contact with the rectangular tube body 104 with a plurality of fixed contact supporting insulating substrates 105 arranged vertically and horizontally on a plane.
  • the contact mechanism 101 includes a pair of fixed contacts 111 and 112 that are inserted into and fixed to the through holes 106 and 107 of the fixed contact support insulating substrate 105 of the arc extinguishing chamber 102.
  • Each of the fixed contacts 111 and 112 includes a support conductor portion 114 having a flange portion projecting outward at an upper end inserted through the through holes 106 and 107 of the fixed contact support insulating substrate 105, and the support conductor portion 114.
  • a C-shaped portion 115 which is connected and disposed on the lower surface side of the fixed contact supporting insulating substrate 105 and having an inner side open.
  • the C-shaped portion 115 includes an upper plate portion 116 that extends outward along the lower surface of the fixed contact supporting insulating substrate 105, an intermediate plate portion 117 that extends downward from the outer end portion of the upper plate portion 116, and the intermediate plate.
  • the support conductor portion 114 and the C-shaped portion 115 include a pin 114 a that protrudes from the lower end surface of the support conductor portion 114 in the through hole 120 formed in the upper plate portion 116 of the C-shaped portion 115. In the inserted state, it is fixed, for example, by brazing.
  • the fixing of the support conductor portion 114 and the C-shaped portion 115 is not limited to brazing, but the pin 114a is fitted into the through hole 120, a male screw is formed on the pin 114a, and a female screw is formed on the through hole 120. The two may be screwed together.
  • a C-shaped magnetic body plate 119 as viewed from above is mounted so as to cover the inner surface of the intermediate plate portion 117 in the C-shaped portion 115 of the fixed contacts 111 and 112.
  • the magnetic plate 119 so as to cover the inner surface of the intermediate plate portion 117, it is possible to shield the magnetic field generated by the current flowing through the intermediate plate portion 117. For this reason, as will be described later, when an arc is generated when the contact portion 130a is separated upward from a state in which the contact portion 130a of the movable contact 130 is in contact with the contact portion 118a of the fixed contact 111, 112.
  • an insulating cover 121 made of a synthetic resin material that restricts the generation of arc is attached to each of the C-shaped portions 115 of the fixed contacts 111 and 112. As shown in FIGS. 3A and 3B, the insulating cover 121 covers the inner peripheral surfaces of the upper plate portion 116 and the intermediate plate portion 117 of the C-shaped portion 115. The insulating cover 121 extends upward and outward from the L-shaped plate portion 122 along the inner peripheral surfaces of the upper plate portion 116 and the intermediate plate portion 117, and the front and rear end portions of the L-shaped plate portion 122, respectively.
  • the insulating cover 121 is in a state in which the fitting portion 125 is opposed to the small diameter portion 114b of the support conductor portion 114 of the fixed contacts 111 and 112.
  • the fitting portion 125 is fitted to the small diameter portion 114 b of the support conductor portion 114 by pushing the insulating cover 121.
  • the arc extinguishing chamber 102 after the fixed contacts 111 and 112 are attached is opened from the upper opening with the fixed contact supporting insulating substrate 105 on the lower side.
  • the insulating cover 121 is inserted between the fixed contacts 111 and 112 in a state where the insulating cover 121 is turned upside down with respect to FIGS.
  • the movable contact 130 is arrange
  • the movable contact 130 is supported by a connecting shaft 131 fixed to a movable plunger 215 of an electromagnet unit 200 described later.
  • the movable contact 130 has a recess 132 that protrudes downward in the vicinity of the central connection shaft 131, and a through-hole 133 through which the connection shaft 131 is inserted. Yes.
  • the connecting shaft 131 has a flange 131a protruding outward at the upper end.
  • the connecting shaft 131 is inserted into the contact spring 134 from the lower end side, and then inserted into the through hole 133 of the movable contact 130 so that the upper end of the contact spring 134 is brought into contact with the flange portion 131a.
  • the movable contact 130 is positioned by, for example, a C-ring 135 so as to obtain a force.
  • the movable contact 130 In the released state, the movable contact 130 is in a state in which the contact portions 130a at both ends and the contact portions 118a of the lower plate portion 118 of the C-shaped portion 115 of the fixed contacts 111 and 112 are spaced apart from each other by a predetermined distance. .
  • the contact portions at both ends are in contact with the contact portion 118a of the lower plate portion 118 of the C-shaped portion 115 of the fixed contacts 111 and 112 with a predetermined contact pressure by the contact spring 134 at the closing position. It is set to be.
  • an insulating cylinder 140 made of, for example, a synthetic resin is disposed on the inner peripheral surface of the square cylinder 104 of the arc extinguishing chamber 102.
  • the insulating cylinder 140 includes a rectangular tube portion 140a disposed on the inner peripheral surface of the rectangular tube body 104, and a bottom plate portion 104b that closes the lower surface side of the rectangular tube portion 140a.
  • magnet storage pockets 141 and 142 are formed on the inner peripheral surface of the rectangular tube portion 104a of the insulating cylinder 140 facing the side surface of the movable contact 130. In the magnet storage pockets 141 and 142, arc extinguishing permanent magnets 143 and 144 are inserted and fixed.
  • the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144 are magnetized so that their opposing surfaces have the same polarity, for example, N pole, in the thickness direction. Further, the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144 have opposite ends in the left-right direction, as shown in FIG. 5, between the contact portions 118a of the fixed contacts 111 and 112 and the contact portions of the movable contact 130, respectively. It is set to be slightly inside. Arc extinguishing spaces 145 and 146 are formed on the outer sides of the magnet storage pockets 141 and 142 in the left-right direction, respectively.
  • movable contact guide members 148 and 149 are formed so as to project in sliding contact with the side edges of the magnet storage pockets 141 and 142 near both ends of the movable contact 130 and restrict the rotation of the movable contact 130.
  • the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144 can be brought close to the movable contact 130. Therefore, the magnetic flux ⁇ from the N-pole side of both arc extinguishing permanent magnets 143 and 144 causes the contact portion 118a of the fixed contacts 111 and 112 and the contact of the movable contact 130 as shown in FIG.
  • the portion facing the portion 130a is traversed with a large magnetic flux density from the inside to the outside in the left-right direction.
  • the direction of the current in the applied state is as shown in FIG. 6B. Then, it flows to the fixed contact 112 through the movable contact 130. Then, when the movable contact 130 is separated from the fixed contacts 111 and 112 upward from the charged state to be released, the contact portion 118a of the fixed contacts 111 and 112 and the contact portion 130a of the movable contact 130 are An arc is generated between them.
  • This arc is stretched to the arc extinguishing space 145 side on the arc extinguishing permanent magnet 143 side by the magnetic flux ⁇ from the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144.
  • the arc extinguishing spaces 145 and 146 are formed wide by the thickness of the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144, a long arc length can be taken and the arc can be extinguished reliably.
  • the contact portions 118a of the fixed contacts 111 and 112 are disposed.
  • the magnetic flux density across the arc is reduced.
  • the electromagnet unit 200 includes a U-shaped magnetic yoke 201 that is flat when viewed from the side, and a cylindrical auxiliary yoke 203 is fixed to the center of the bottom plate portion 202 of the magnetic yoke 201. Yes.
  • a spool 204 is disposed outside the cylindrical auxiliary yoke 203.
  • the spool 204 includes a central cylindrical portion 205 that passes through the cylindrical auxiliary yoke 203, a lower flange portion 206 that protrudes radially outward from the lower end portion of the central cylindrical portion 205, and a little more than the upper end of the central cylindrical portion 205.
  • the upper flange portion 207 protrudes radially outward from the lower side.
  • An exciting coil 208 is wound around a storage space formed by the central cylindrical portion 205, the lower flange portion 206, and the upper flange portion 207.
  • the upper magnetic yoke 210 is fixed between the upper ends of the magnetic yoke 201 serving as the open end.
  • the upper magnetic yoke 210 is formed with a through hole 210 a facing the central cylindrical portion 205 of the spool 204 at the central portion.
  • a movable plunger 215 having a return spring 214 disposed between the bottom portion and the bottom plate portion 202 of the magnetic yoke 201 is slidably disposed.
  • the movable plunger 215 is formed with a peripheral flange portion 216 protruding outward in the radial direction at an upper end portion protruding upward from the upper magnetic yoke 210.
  • annular permanent magnet 220 is fixed on the upper surface of the upper magnetic yoke 210 so as to surround the peripheral flange portion 216 of the movable plunger 215.
  • the permanent magnet 220 has a through hole 221 that surrounds the circumferential flange 216.
  • the permanent magnet 220 is magnetized in the vertical direction, that is, in the thickness direction so that, for example, the upper end side is an N pole and the lower end side is an S pole.
  • the shape of the through-hole 221 of the permanent magnet 220 can be a shape that matches the shape of the peripheral flange 216, and the shape of the outer peripheral surface can be any shape such as a circle or a rectangle.
  • An auxiliary yoke 225 having a through hole 224 having the same outer shape as the permanent magnet 220 and having an inner diameter smaller than the outer diameter of the peripheral flange portion 216 of the movable plunger 215 is fixed to the upper end surface of the permanent magnet 220.
  • the peripheral flange 216 of the movable plunger 215 is in contact with the lower surface of the auxiliary yoke 225.
  • the cumulative number of parts and shape tolerances that affect the stroke of the movable plunger 215 can be minimized. Further, by determining the stroke L of the movable plunger 215 only by the thickness T of the permanent magnet 220 and the thickness t of the peripheral flange 216, the variation in the stroke L can be minimized. In particular, it is more effective when the stroke is small with a small electromagnetic contactor.
  • the permanent magnet 220 is formed in an annular shape, the number of parts is reduced as compared with the case where two permanent magnets are divided into left and right parts as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-91901. Cost reduction. Further, since the peripheral flange portion 216 of the movable plunger 215 is disposed in the vicinity of the inner peripheral surface of the through-hole 221 formed in the permanent magnet 220, there is no waste in the closed circuit through which the magnetic flux generated by the permanent magnet 220 passes, and the leakage magnetic flux is small. Thus, the magnetic force of the permanent magnet can be used efficiently.
  • the shape of the permanent magnet 220 is not limited to the above, and can be formed in an annular shape. In short, if the inner peripheral surface is a cylindrical surface, the outer shape can be an arbitrary shape.
  • a connecting shaft 131 that supports the movable contact 130 is screwed to the upper end surface of the movable plunger 215.
  • the movable plunger 215 is urged upward by the return spring 214, so that the upper surface of the peripheral flange portion 216 is in the released position where it abuts the lower surface of the auxiliary yoke 225.
  • the contact part 130a of the movable contactor 130 is separated upward from the contact part 118a of the fixed contactors 111 and 112, and the current is interrupted.
  • the relationship is set as follows. g1 ⁇ g2 and g3 ⁇ g4
  • the exciting coil 208 when excited in the released state, as shown in FIG. 9A, the movable plunger 215 passes through the peripheral flange portion 216, and between the peripheral flange portion 216 and the upper magnetic yoke 210.
  • the upper magnetic yoke 210 is reached through the gap g1.
  • a closed magnetic path is formed from the upper magnetic yoke 210 through the U-shaped magnetic yoke 201 to the movable plunger 215 through the cylindrical auxiliary yoke 203.
  • the magnetic flux density of the gap g1 between the lower surface of the peripheral flange 216 of the movable plunger 215 and the upper surface of the upper magnetic yoke 210 can be increased, and a larger attractive force is generated to move the movable plunger 215 to the return spring. It is lowered against the urging force of 214 and the attractive force of the permanent magnet 220. Accordingly, the contact portion 130a of the movable contact 130 connected to the movable plunger 215 via the connecting shaft 131 is brought into contact with the contact portion 118a of the fixed contacts 111 and 112, and is passed from the fixed contact 111 to the movable contact 130. A current path toward the stationary contact 112 is formed, and the input state is established.
  • the movable plunger 215 is covered with a cap 230 made of a non-magnetic material and formed in a bottomed cylindrical shape, and a flange portion 231 formed to extend radially outward from the open end of the cap 230 has an upper magnetic yoke.
  • the lower surface of 210 is sealed and joined.
  • a sealed container is formed in which the arc extinguishing chamber 102 and the cap 230 are communicated with each other via the through hole 210 a of the upper magnetic yoke 210. Then, a gas such as hydrogen gas, nitrogen gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen, air, or SF 6 is sealed in a sealed container formed by the arc extinguishing chamber 102 and the cap 230.
  • a gas such as hydrogen gas, nitrogen gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen, air, or SF 6 is sealed in a sealed container formed by the arc extinguishing chamber 102 and the cap 230.
  • the fixed contact 111 is connected to a power supply source that supplies a large current, for example, and the fixed contact 112 is connected to a load.
  • the exciting coil 208 in the electromagnet unit 200 is in a non-excited state and the electromagnet unit 200 is in a released state in which no exciting force for lowering the movable plunger 215 is generated.
  • the movable plunger 215 is urged upward by the return spring 214 away from the upper magnetic yoke 210.
  • the attractive force due to the magnetic force of the permanent magnet 220 is applied to the auxiliary yoke 225, and the peripheral flange 216 of the movable plunger 215 is attracted. For this reason, the upper surface of the peripheral flange portion 216 of the movable plunger 215 is in contact with the lower surface of the auxiliary yoke 225.
  • the contact part 130a of the movable contact 130 of the contact mechanism 101 connected to the movable plunger 215 via the connection shaft 131 is spaced apart from the contact part 118a of the fixed contacts 111 and 112 upward by a predetermined distance. .
  • the current path between the stationary contacts 111 and 112 is in a disconnected state, and the contact mechanism 101 is in an open state.
  • both the urging force of the return spring 214 and the attractive force of the annular permanent magnet 220 are acting on the movable plunger 215, so that the movable plunger 215 is inadvertently caused by external vibration or impact. Therefore, it is possible to reliably prevent malfunction.
  • the cylindrical auxiliary yoke 203 faces the lower outer peripheral surface of the movable plunger 215, and the gap g3 between the movable plunger 215 and the cylindrical auxiliary yoke 203 is set smaller than the gap g4. Therefore, a magnetic path is formed between the movable plunger 215 and the bottom plate portion 202 of the magnetic yoke 201 through the cylindrical auxiliary yoke 203. Further, the gap between the lower surface of the peripheral flange 216 of the movable plunger 215 and the upper magnetic yoke 210 as compared to the gap g2 between the outer peripheral surface of the movable plunger 215 and the inner peripheral surface of the through hole 210a of the upper magnetic yoke 210.
  • the movable plunger 215 quickly descends against the biasing force of the return spring 214 and the attractive force of the annular permanent magnet 220. Accordingly, the lowering of the movable plunger 215 is stopped when the lower surface of the peripheral flange portion 216 contacts the upper surface of the upper magnetic yoke 210 as shown in FIG. 9B.
  • the movable contact 130 connected to the movable plunger 215 via the connecting shaft 131 is also lowered, and the contact portion 130a thereof is the contact portion 118a of the fixed contacts 111 and 112. In contact with the contact pressure of the contact spring 13.
  • the fixed contactors 111 and 112 have a C-shaped portion 115 formed by the upper plate portion 116, the intermediate plate portion 117, and the lower plate portion 118. A current in the reverse direction flows between the plate portion 118 and the movable contact 130 facing the plate portion 118.
  • the movable contact 130 is connected to the contact portion 118a of the fixed contacts 111 and 112 according to the Fleming left-hand rule.
  • the pressing Lorentz force can be generated.
  • the movable contact 130 connected via the connecting shaft 131 rises.
  • the movable contact 130 is in contact with the stationary contacts 111 and 112 while the contact pressure is applied by the contact spring 134.
  • the contact pressure of the contact spring 134 disappears, the movable contact 130 is in a state of opening opening in which the movable contact 130 is separated upward from the fixed contacts 111 and 112.
  • both end portions of the movable contact 130 and the upper plate portion 116 and the intermediate plate portion of the C-shaped portion 115 are covered.
  • the insulation cover 121 between 117 can secure an insulation distance, and the height of the movable contact 130 in the movable direction can be shortened. Therefore, the contact device 100 can be reduced in size.
  • the magnetic field generated by the current flowing through the intermediate plate portion 117 is shielded by the magnetic plate 119. .
  • the magnetic field generated by the arc generated between the contact portions 118a of the fixed contacts 111 and 112 and the contact portion 130a of the movable contact 130 does not interfere with the magnetic field generated by the current flowing through the intermediate plate portion 117. It is possible to prevent the arc from being affected by the magnetic field generated by the current flowing through the plate portion 117.
  • the opposing magnetic pole surfaces of the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144 are N poles and the outside thereof is the S pole, the magnetic flux emitted from these N poles is shown in FIG.
  • the arc generation part of the contact part 118a of the fixed contactor 112 and the contact part 130a of the movable contactor 130 crosses from the inside to the outside in the longitudinal direction of the movable contactor 130 and reaches the S pole to form a magnetic field.
  • the magnetic fluxes of the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144 are both between the contact portion 118a of the fixed contact 111 and the contact portion 130a of the movable contact 130, and between the contact portion 118a of the fixed contact 112 and the contact of the movable contact 130.
  • the portions 130a cross in the opposite directions in the longitudinal direction of the movable contact 130. For this reason, between the contact part 118a of the fixed contactor 111 and the contact part 130a of the movable contactor 130, as shown in FIG. 6B, the current I flows from the fixed contactor 111 side to the movable contactor 130 side. As it flows, the direction of the magnetic flux ⁇ becomes the direction from the inside toward the outside.
  • an arc generated between the contact portion 118a of the fixed contact 111 and the contact portion 130a of the movable contact 130 passes through the arc extinguishing space 145 from the side surface of the contact portion 118a of the fixed contact 111. It is greatly stretched so as to reach the upper surface side of the movable contact 130 and is extinguished. Further, in the arc extinguishing space 145, on the lower side and the upper side, the magnetic flux is on the lower side and the upper side with respect to the direction of the magnetic flux between the contact part 118a of the fixed contact 111 and the contact part 130a of the movable contact 130. Will tilt.
  • the arc stretched to the arc extinguishing space 145 by the tilted magnetic flux is further stretched in the direction of the corner of the arc extinguishing space 145, the arc length can be increased, and good interruption performance can be obtained. .
  • the current I flows from the movable contact 130 side to the fixed contact 112 side and the magnetic flux ⁇ . Is the right direction from the inside to the outside. Therefore, according to Fleming's left-hand rule, the arc extinguishing space 145 is directed to the arc extinguishing space 145 side perpendicular to the longitudinal direction of the movable contact 130 and perpendicular to the opening / closing direction of the contact portion 118a of the fixed contact 112 and the movable contact 130.
  • a large Lorentz force F acts.
  • an arc generated between the contact portion 118a of the fixed contact 112 and the movable contact 130 passes through the arc extinguishing space 145 from the upper surface side of the movable contact 130 to the fixed contact 112. It is greatly stretched to reach the side and extinguished. Further, in the arc extinguishing space 145, as described above, on the lower side and the upper side, the lower side and the upper side with respect to the direction of the magnetic flux between the contact part 118a of the stationary contact 112 and the contact part 130a of the movable contact 130 and The magnetic flux is inclined upward.
  • the arc stretched to the arc extinguishing space 145 by the tilted magnetic flux is further stretched in the direction of the corner of the arc extinguishing space 145, the arc length can be increased, and good interruption performance can be obtained. .
  • the insulating cylinder 140 can cover and insulate the inner peripheral surface of the metal square cylinder 104, there is no short circuit of the arc when the current is interrupted, and the current can be reliably interrupted. Furthermore, since the insulating function, the positioning function of the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144 and the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144 can be protected from the arc by one insulating cylinder 140, the manufacturing cost can be reduced. Can be reduced.
  • movable contact guide members 148 and 149 that slide in contact with the side edges of the movable contact protrude at positions facing the movable contact 130 of the permanent magnet storage pockets 141 and 142 that store the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144. Since it is formed, the rotation of the movable contact 130 can be reliably prevented.
  • the C-shaped portion 115 of the fixed contacts 111 and 112 and the contact spring 134 that applies the contact pressure of the movable contact 130 are arranged in parallel.
  • the height of the contact mechanism 101 can be reduced as compared with the case where the fixed contact, the movable contact, and the contact spring are arranged in series. For this reason, the contact device 100 can be reduced in size.
  • the arc-extinguishing chamber 102 is formed by brazing the rectangular cylindrical body 104 and a flat plate-like fixed contact supporting insulating substrate 105 that closes the upper surface thereof and fixes and holds the fixed contacts 111 and 112 by brazing.
  • the fixed contact support insulating substrates 105 can be arranged in close contact vertically and horizontally on the same plane, and a plurality of fixed contact support insulating substrates 105 can be metallized at a time to improve productivity. Can be improved.
  • the fixed contacts 111 and 112 can be brazed and supported on the fixed contact supporting insulating substrate 105 and then brazed to the rectangular tube body 104, so that the fixed contacts 111 and 112 can be fixed and held easily.
  • the brazing jig can have a simple configuration, and the cost of the assembling jig can be reduced.
  • the flatness of the fixed contact supporting insulating substrate 105 and the suppression and management of the warpage are also easier than in the case where the arc extinguishing chamber 102 is formed in a bowl shape. Further, it is possible to manufacture the arc extinguishing chamber 102 in a large quantity, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the annular permanent magnet 220 magnetized in the movable direction of the movable plunger 215 is disposed on the upper magnetic yoke 210, and the auxiliary yoke 225 is formed on the upper surface thereof.
  • a suction force for sucking the peripheral flange portion 216 of the movable plunger 215 can be generated.
  • the movable plunger 215 in the released state can be fixed by the magnetic force of the annular permanent magnet 220 and the urging force of the return spring 214, the holding force against the malfunction impact can be improved.
  • the urging force of the return spring 214 can be reduced, and the total load due to the contact spring 134 and the return spring 214 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the attractive force generated in the exciting coil 208 according to the decrease in the total load, and the magnetomotive force of the exciting coil 208 can be reduced. For this reason, the axial length of the spool 204 can be shortened, and the height of the movable plunger 215 of the electromagnet unit 200 in the movable direction can be reduced.
  • the entire configuration of the electromagnetic contactor 10 is compared with the conventional example described in Patent Document 1.
  • the peripheral flange 216 of the movable plunger 215 in the inner peripheral surface of the annular permanent magnet 220 there is no waste in the closed magnetic path through which the magnetic flux generated from the annular permanent magnet 220 passes, and the permanent magnet is reduced by reducing the leakage magnetic flux. Can be used efficiently.
  • the stroke of the movable plunger 215 is movable with the thickness of the annular permanent magnet 220. It can be adjusted by the thickness of the peripheral flange portion 216 of the plunger 215. For this reason, the cumulative number of parts and shape tolerances that affect the stoke of the movable plunger 215 can be minimized.
  • the stroke adjustment of the movable plunger 215 is performed only by the thickness of the annular permanent magnet 220 and the thickness of the peripheral flange portion 216 of the movable plunger 215, the stroke variation can be minimized.
  • the configuration of the arc extinguishing chamber is changed. That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 10 and FIG. 2B, the rectangular tube portion 301 and the top plate portion 302 that closes the upper end thereof are integrally molded with ceramics or a synthetic resin material. A metal body is formed on the open end surface side of the bowl-shaped body 303 to form a metal foil, and a metal connecting member 304 is sealed and joined to the metal foil to form the arc extinguishing chamber 102. Yes.
  • the top plate 302 is formed with insertion holes 306 and 307 through which the fixed contacts 111 and 112 are inserted, and the fixed contact 111 is inserted into these insertion holes 306 and 307. And 112 are supported in the same manner as in the first embodiment described above.
  • the arc extinguishing chamber 102 is configured by the bowl-shaped body 303 integrally formed of an insulating material, the airtight arc extinguishing chamber 102 can be easily formed with a small number of man-hours. In addition, the number of parts can be reduced.
  • an L-shaped portion 160 having a shape in which the upper plate portion 116 in the C-shaped portion 115 is omitted may be coupled to the support conductor portion 114.
  • the recess 132 may be omitted and formed in a flat plate shape.
  • the case where the insulating cylinder 140 holding the arc extinguishing permanent magnets 143 and 144 was integrally molded was demonstrated, it is not limited to this.
  • the bottom plate portion 253 formed with the magnet housing portion 252 of the base member 251 is arranged in combination with four side plate portions 256 to 259 constituting side walls at the front and rear and left and right ends.
  • the insulating cylinder 140 may be formed by connecting the side plate portions 256 to 259.
  • the side wall portion is divided into four side plate portions 256 to 259, the manufacturing becomes easier as compared with the case where the whole is integrally formed.
  • a square tube body in which the four side plate portions 256 to 259 are integrated may be formed.
  • the connecting shaft 131 is screwed to the movable plunger 215 .
  • the movable plunger 215 and the connecting shaft 131 may be integrally formed.
  • the connection between the connecting shaft 131 and the movable contact 130 forms a flange portion 131a at the tip of the connecting shaft 131, and the lower end of the movable contact 130 is inserted into the C after inserting the contact spring 134 and the movable contact 130.
  • a positioning large-diameter portion that protrudes in the radial direction is formed at the C-ring position of the connecting shaft 131, and the contact spring 134 is disposed after the movable contact 130 is brought into contact with the positioning large-diameter portion. You may make it fix with a ring.
  • the magnetic yoke 201 is formed in a bottomed cylindrical shape as shown in FIGS. 14A and 14B, and the auxiliary yoke 203 is connected to the annular plate portion 203 a along the bottom plate portion 202 of the magnetic yoke 201 and this circle. You may make it comprise with the cylindrical part 203b which rises upwards from the internal peripheral surface of the cyclic
  • a through hole 202a is formed in the bottom plate portion 202 of the U-shaped magnetic yoke 210, and a convex auxiliary yoke 203 is fitted into the through hole 202a.
  • the small diameter portion 203c of the auxiliary yoke 203 may be inserted into the insertion hole 217 formed in the movable plunger 215.
  • the sealed container was comprised with the arc-extinguishing chamber 102 and the cap 230, and the case where gas was enclosed in this sealed container was demonstrated, it is not limited to this, The electric current to interrupt
  • Electromagnetic contactor 11 ... Exterior insulation container, 100 ... Contact device, 101 ... Contact mechanism, 102 ... Arc-extinguishing chamber, 104 ... Square cylinder, 105 ... Fixed contact support insulation board, 111, 112 ... Fixed contact, 114: Supporting conductor part, 115 ... C-shaped part, 116 ... Upper plate part, 117 ... Intermediate plate part, 118 ... Lower plate part, 118a ... Contact part, 121 ... Insulating cover, 122 ... L-shaped plate part, 123 , 124 ... side plate part, 125 ... fitting part, 130 ... movable contact, 130a ... contact part, 131 ...

Abstract

　大電流を開閉する場合であっても、全体構成を小型化することができる電磁接触器を提供する。電磁接触器（１０）は接点装置（１００）と電磁石ユニット（２００）とを備えている。接点装置（１００）は、一対の固定接触子（１１１），（１１２）にＣ字状接点部が形成され、Ｃ字状接点部内に可動接触子（１３０）の両端が接離可能に配置されている。電磁石ユニット（２００）は、Ｕ字状の磁気ヨーク（２０１）と、その開放部に橋架された上部磁気ヨーク（２１０）と、磁気ヨークに配置された励磁コイル（２０８）を巻装したスプール（２０４）と、スプール（２０４）の中心部に配設され可動接触子（１３０）と連結された可動プランジャ（２１５）と、可動プランジャ（２１５）の先端側の周鍔部を囲むように上部磁気ヨーク（２１０）上に配置された環状永久磁石（２２０）とを備えている。

Description

電磁接触器
　本発明は、固定接触子及び可動接触子を備えた接点装置と、その可動接触子を駆動する電磁石ユニットとを備え、電流路に介挿される電磁接触器に関する。
　電流路の開閉を行う電磁接触器では、可動接触子を電磁石ユニットの励磁コイル及び可動プランジャで駆動するようにしている。すなわち、励磁コイルが非励磁状態であるときに、可動プランジャが復帰スプリングによって付勢されて、可動接触子が所定間隔を保って配置された一対の固定接触子から離間している釈放状態となる。この釈放状態から、励磁コイルを励磁することにより、可動プランジャが復帰スプリングに抗して可動されて、可動接触子が一対の固定接触子に接触して投入状態となる（例えば、特許文献１参照）。
特許第３１０７２８８号公報
　ところで、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、投入状態から釈放状態とする際に、固定接触子及び可動接触子間にアークが発生する。数十～数百Ａ程度の高電流が流れる電流路を開閉する場合には、アークを確実に消弧するには、釈放状態における固定接触子及び可動接触子間の距離を長くする必要があると共に、投入状態から釈放状態とするための復帰スプリングの付勢力を大きくする必要があり、電磁接触器全体の構成が大型化するという未解決の課題がある。
　そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、大電流を開閉する場合であっても、全体構成を小型化することができる電磁接触器を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明の一の形態に係る電磁接触器は、一対の固定接触子及び当該一対の固定接触子に対して接離自在に配設された可動接触子を内装した接点装置と、前記接点装置の可動接触子に連結軸を介して連結された可動プランジャを駆動する励磁コイルを備えた電磁石ユニットとを備えている。前記接点装置は、所定間隔を保って固定配置された一対の固定接触子に互いの対面方向に所定長さ延長する接点部を有するＬ字状部が形成され、前記可動接触子の両端が前記Ｌ字状部の接点部に前記電磁石ユニットとは反対側で接離可能に配置された構成を有する。前記電磁石ユニットは、プランジャ駆動部を囲む磁気ヨークと、先端が前記磁気ヨークに形成された開口を通じて突出され且つ復帰スプリングで付勢された可動プランジャと、該可動プランジャの突出端側に形成された周鍔部を囲むように固定配置された前記可動プランジャの可動方向に着磁された環状永久磁石とを備えている。
　この構成によると、接点装置を構成する一対の固定接触子に対面方向に所定長さ延長する接点部を有するＬ字状部を形成し、これら一対の固定接触子の接点部に対して可動接触子を、それらの両端が電磁石ユニットとは反対側から接離可能に配置することにより、接点装置の可動接触子の可動方向に対する高さを短くすることができる。
　また、電磁石ユニットに可動プランジャの周鍔部を囲むように永久磁石を設けると共に、補助ヨークを設けることにより、可動プランジャに可動接触子を釈放方向に可動させる吸引力を作用させて、復帰スプリングの付勢力を抑制することができる。このため、励磁コイルの起磁力を減少させて電磁石ユニットを小型化することができる。また、釈放状態で、永久磁石の磁力によって可動プランジャの周鍔部を吸引することができ、釈放時に高い耐誤動作性能を確保することができる。この分、復帰スプリングの付勢力を低減させることができるので、電磁石ユニットの高さをより小型化することができる。
　また、前記電磁接触器は、前記一対の固定接触子が、前記Ｌ字状部を、前記可動接触子の両端を挟んで対向する位置に対向板部を形成してＣ字状部とし、該Ｃ字状部の前記接点部を除く内周部にアーク発生を規制する絶縁カバーが装着されていることが好ましい。
　この構成によると、可動接触子が一対の固定接触子に接触している投入状態で、通電電流によって開極方向に働く電磁反発力に抗する大きなローレンツ力を発生させることができる。また、Ｃ字状部内に可動接触子の両端部が配置される関係で、投入状態から釈放状態に移行する際にアークが接点部間以外でも発生することになるが、この接点部以外のアークの発生を絶縁カバーによって抑制することができる。
　また、前記電磁接触器は、前記接点装置が、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子が接点収納ケースで囲まれ、該接点収納ケースの前記可動接触子に沿う内周面側にアーク消弧用永久磁石が配設された構成を有することが好ましい。
　この構成によると、絶縁ケースの内側にアーク消弧用永久磁石を配置したので、アーク消弧用永久磁石を一対の固定接触子及び可動接触子間のアーク発生部に近づけることができる。また、アーク消弧用永久磁石の一対の固定接触子の対面方向の外側に広いアーク消弧空間を形成することができ、アークの消弧を確実に行うことができる。
　また、前記電磁接触器において、前記接点収納ケースは、一端が前記電磁石ユニットの上部磁気ヨークに気密に接合され、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子を囲む金属製筒体と、該金属製筒体の開放端面を気密に閉塞して接合され、且つ前記一対の固定接触子を支持する固定接点支持絶縁基板と、前記金属製筒体の内周面に配設された絶縁筒体とで構成されているとよい。
　この構成によると、気密性を有する絶縁ケースへのＬ字状部又はＣ字状部を有する一対の固定接触子の固定を容易に行うことができる。
　また、前記電磁接触器は、前記可動接触子が、前記可動プランジャに連結された連結軸の先端に形成されたフランジ部に接触スプリングを介して可動可能に配設され、前記連結軸に支持され前記接触スプリングを受ける中央部が前記電磁石ユニット側に突出する凹部とされているとよい。
　この構成によると、可動接触子に形成された凹部の分だけ接触スプリングの配置位置を低くすることができ、接点装置の可動接触子の可動方向の高さをより低くすることができる。
　また、前記電磁接触器は、前記電磁石ユニットが、上部を開放した断面Ｕ字状の磁気ヨークと、該磁気ヨークの上部開放部に橋架された上部磁気ヨークと、前記磁気ヨークの底面板部に配置された励磁コイルを巻装し中心開口を有するスプールと、該スプールの中心開口内に軸方向に可動自在に配置され先端が前記上部磁気ヨークに形成された開口を通じて突出され且つ復帰スプリングで付勢された可動プランジャと、該可動プランジャの先端側に形成された周鍔部を囲むように前記上部磁気ヨーク上に固定配置され且つ軸方向に着磁された環状永久磁石と、該環状永久磁石の上面に固定されて前記可動プランジャの前記周鍔部の前記上部磁気ヨークとは反対側に接触する補助ヨークとを備えていてもよい。
　この構成によると、可動プランジャの周鍔部が補助ヨークに接している状態で、環状永久磁石、補助ヨーク、可動プランジャ、Ｕ字状の磁気ヨーク、上部磁気ヨークを通って環状永久磁石に戻る磁路を形成することができる。また、スプールに巻装された励磁コイルを励磁したときに、励磁コイルによる磁束が可動プランジャ、上部磁気ヨーク、Ｕ字状の磁気ヨークを通る磁路が形成され、これにより可動プランジャを復帰スプリングに抗して可動させることができる。
　また、前記電磁接触器は、前記電磁石ユニットが、釈放位置で、前記可動プランジャの前記Ｕ字状磁気ヨークの底面側端部の側面を囲む環状補助ヨークを備え、該環状補助ヨークと前記可動プランジャの側面とのギャップ長を前記可動プランジャの底面側端部と前記Ｕ字状磁気ヨークとの間のギャップ長より短く設定されているとよい。
　この構成によると、釈放位置にある状態で、励磁コイルを励磁したときに生じる磁束が通る磁路を確実に形成し、可動プランジャのフランジと上部磁気ヨークとの間の磁束密度を高めて、可動プランジャの吸引力を向上させることかできる。
　本発明によれば、接点装置の可動接触子の可動方向における高さを低くすることができると共に、電磁石ユニットを小型化することができ、電磁接触器全体の構成を小型化することができるという効果が得られる。
　また、接点収納ケース内にアーク消弧用永久磁石を可動接触子に沿う内周面側に配設したので、投入状態から釈放状態とする際に、一対の固定接触子と可動接触子との接点部に生じるアークを横切る磁束を発生させてアークを引き延ばし、永久磁石の一対の固定接触子の対向方向の外側に広いアーク消弧空間を形成することができ、必要なアーク長を確保してアークの消弧を確実に行うことができるという効果が得られる。
　また、電磁石ユニットに、可動プランジャを釈放方向に吸引する永久磁石を配置したので、釈放時に永久磁石で可動プランジャを吸引して振動や衝撃等によって可動接触子が一対の固定接触子に誤接触することを確実に防止することができる。これと同時に、永久磁石による可動プランジャの吸引力分復帰スプリングの付勢力を低下させることができ、励磁コイルの起磁力を少なくして電磁石ユニットを小型化することができる。
本発明に係る電磁接触器の第１の実施形態を示す断面図である。 接点収納ケースの分解斜視図である。 接点装置の絶縁カバーを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は装着前の平面図、（ｃ）は装着後の平面図である。 絶縁カバーの装着方法を示す説明図である。 図１のＡ－Ａ線上の断面図である。 本発明によるアーク消弧用永久磁石によるアーク消弧の説明に供する説明図である。 アーク消弧用永久磁石を絶縁ケースの外側に配置した場合のアーク消弧の説明に供する説明図である。 永久磁石と可動プランジャとの位置関係を示す拡大断面図である。 永久磁石による可動プランジャ吸引動作を説明する図であって、（ａ）は釈放状態、（ｂ）は投入状態を示す部分断面図である。 本発明に係る電磁接触器の第２の実施形態を示す断面図である。 本発明の接点装置の変形例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。 本発明の接点装置の他の変形例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。 接点装置の絶縁筒体の変形例を示す分解斜視図である。 電磁石ユニットの円筒状補助ヨークの変形例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図である。 電磁石ユニットの円筒状補助ヨークの変形例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１は本発明に係る電磁開閉器の一例を示す断面図、図２は消弧室の分解斜視図である。この図１及び図２において、１０は電磁接触器であり、この電磁接触器１０は接点機構を配置した接点装置１００と、この接点装置１００を駆動する電磁石ユニット２００とで構成されている。
　接点装置１００は、図１及び図２から明らかなように、接点機構１０１を収納する消弧室１０２を有する。この消弧室１０２は、図２（ａ）に示すように、金属製の下端部に外方と突出するフランジ部１０３を有する金属角筒体１０４と、この金属角筒体１０４の上端を閉塞する平板状のセラミック絶縁基板で構成される固定接点支持絶縁基板１０５とを備えている。
　金属角筒体１０４は、そのフランジ部１０３が後述する電磁石ユニット２００の上部磁気ヨーク２１０にシール接合されて固定されている。
　また、固定接点支持絶縁基板１０５には、中央部に後述する一対の固定接触子１１１及び１１２を挿通する貫通孔１０６及び１０７が所定間隔を保って形成されている。この固定接点支持絶縁基板１０５の上面側における貫通孔１０６及び１０７の周囲及び下面側における角筒体１０４に接触する位置にメタライズ処理が施されている。このメタライズ処理を行うには、平面上に複数の固定接点支持絶縁基板１０５を縦横に配列した状態で、貫通孔１０６及び１０７の周囲及び角筒体１０４に接触する位置に金属箔を形成する。
　接点機構１０１は、図１に示すように、消弧室１０２の固定接点支持絶縁基板１０５の貫通孔１０６及び１０７に挿通されて固定された一対の固定接触子１１１及び１１２を備えている。これら固定接触子１１１及び１１２のそれぞれは、固定接点支持絶縁基板１０５の貫通孔１０６及び１０７に挿通される上端に外方に突出するフランジ部を有する支持導体部１１４と、この支持導体部１１４に連結されて固定接点支持絶縁基板１０５の下面側に配設され内方側を開放したＣ字状部１１５とを備えている。
　Ｃ字状部１１５は、固定接点支持絶縁基板１０５の下面に沿って外側に延長する上板部１１６とこの上板部１１６の外側端部から下方に延長する中間板部１１７と、この中間板部１１７の下端側から上板部１１６と平行に内方側すなわち固定接触子１１１及び１１２の対面方向に延長する下板部１１８とで中間板部１１７及び下板部１１８で形成されるＬ字状に上板部１１６を加えたＣ字状に形成されている。
　ここで、支持導体部１１４とＣ字状部１１５とは、支持導体部１１４の下端面に突出形成されたピン１１４ａをＣ字状部１１５の上板部１１６に形成された貫通孔１２０内に挿通した状態で例えばろう付けによって固定されている。なお、支持導体部１１４及びＣ字状部１１５の固定は、ろう付けに限らず、ピン１１４ａを貫通孔１２０に嵌合させたり、ピン１１４ａに雄ねじを形成し、貫通孔１２０に雌ねじを形成して両者を螺合させたりしてもよい。
　また、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５における中間板部１１７の内側面を覆うように、平面から見てＣ字状の磁性体板１１９が装着されている。このように、中間板部１１７の内側面を覆うように磁性体板１１９を配置することにより、中間板部１１７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。このため、後述するように、固定接触子１１１，１１２の接点部１１８ａに可動接触子１３０の接点部１３０ａが接触している状態から接点部１３０ａが上方に離間する際にアークが発生する場合に、中間板部１１７に流れる電流による磁場と固定接触子１１１，１１２の接点部１１８ａ及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間に発生するアークによる磁場とが干渉することを防止することができる。したがって、両磁場が互いに反発し、この電磁反発力によってアークを可動接触子１３０に沿って内側に移動されてアークの遮断が困難となることを防止できる。
　さらに、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５にそれぞれ、アークの発生を規制する合成樹脂材製の絶縁カバー１２１が装着されている。この絶縁カバー１２１は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｃ字状部１１５の上板部１１６及び中間板部１１７の内周面を被覆するものである。絶縁カバー１２１は、上板部１１６及び中間板部１１７の内周面に沿うＬ字状板部１２２と、このＬ字状板部１２２の前後端部からそれぞれ上方及び外方に延長してＣ字状部１１５の上板部１１６及び中間板部１１７の側面を覆う側板部１２３及び１２４と、これら側板部１２３及び１２４の上端から内方側に形成された固定接触子１１１及び１１２の支持導体部１１４に形成された小径部１１４ｂに嵌合する嵌合部１２５とを備えている。
　したがって、絶縁カバー１２１が、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、固定接触子１１１及び１１２の支持導体部１１４の小径部１１４ｂに嵌合部１２５を対向させた状態とし、次いで、図３（ｃ）に示すように、絶縁カバー１２１を押し込むことにより、嵌合部１２５を支持導体部１１４の小径部１１４ｂに嵌合させる。
　実際には、図４（ａ）に示すように、固定接触子１１１及び１１２を取付けた後の消弧室１０２を、固定接点支持絶縁基板１０５を下側とした状態で、上方の開口部から絶縁カバー１２１を図３（ａ）～（ｃ）とは上下逆にした状態で、固定接触子１１１及び１１２間に挿入する。
　次いで、図４（ｂ）に示すように、嵌合部１２５を固定接点支持絶縁基板１０５に接触させた状態で、図４（ｃ）に示すように、絶縁カバー１２１を外側に押し込むことにより、嵌合部１２５を固定接触子１１１及び１１２の支持導体部１１４の小径部１１４ｂに係合させて固定する。
　このように、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５に絶縁カバー１２１を装着することにより、このＣ字状部１１５の内周面では下板部１１８の上面側のみが露出されて接点部１１８ａとされている。
　そして、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５内に両端部を配置するように可動接触子１３０が配設されている。この可動接触子１３０は後述する電磁石ユニット２００の可動プランジャ２１５に固定された連結軸１３１に支持されている。この可動接触子１３０は、図１に示すように、中央部の連結軸１３１の近傍が下方に突出する凹部１３２が形成され、この凹部１３２に連結軸１３１を挿通する貫通孔１３３が形成されている。
　連結軸１３１は、上端に外方に突出するフランジ部１３１ａが形成されている。この連結軸１３１に下端側から接触スプリング１３４に挿通し、次いで可動接触子１３０の貫通孔１３３を挿通して、接触スプリング１３４の上端をフランジ部１３１ａに当接させこの接触スプリング１３４で所定の付勢力を得るように可動接触子１３０を例えばＣリング１３５によって位置決めする。
　この可動接触子１３０は、釈放状態で、両端の接点部１３０ａと固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５の下板部１１８の接点部１１８ａとが所定間隔を保って離間した状態となる。また、可動接触子１３０は、投入位置で、両端の接点部が固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５の下板部１１８の接点部１１８ａに、接触スプリング１３４による所定の接触圧で接触するように設定されている。
　さらに、消弧室１０２の角筒体１０４の内周面には、例えば合成樹脂製の絶縁筒体１４０が配設されている。この絶縁筒体１４０は、角筒体１０４の内周面に配置された角筒部１４０ａとこの角筒部１４０ａの下面側を閉塞する底板部１０４ｂとで構成されている。この絶縁筒体１４０の角筒部１０４ａにおける可動接触子１３０の側面に対向する内周面に、図５に示すように、磁石収納ポケット１４１及び１４２が形成されている。この磁石収納ポケット１４１及び１４２には、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４が挿通されて固定されている。
　このアーク消弧用永久磁石１４３及び１４４は、厚み方向に互いの対向面が同極例えばＮ極となるように着磁されている。また、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４は、左右方向の両端部がそれぞれ、図５に示すように、固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部との対向位置より僅かに内側となるよう設定されている。そして、磁石収納ポケット１４１及び１４２の左右方向の外側にそれぞれアーク消弧空間１４５及び１４６が形成されている。
　また、磁石収納ポケット１４１及び１４２の可動接触子１３０の両端寄りの側縁と摺接して可動接触子１３０の回動を規制する可動接触子ガイド部材１４８及び１４９が突出形成されている。
　このように、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４を絶縁筒体１４０の内周面側に配置することにより、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４を可動接触子１３０に近接させることができる。このため、両アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４のＮ極側から出る磁束φが、図６（ａ）に示すように、固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの対向部を左右方向に内側から外側に大きな磁束密度で横切ることになる。
　したがって、固定接触子１１１を電流供給源に接続し、固定接触子１１２を負荷側に接続するものとすると、投入状態の電流の方向は、図６（ｂ）に示すように、固定接触子１１１から可動接触子１３０を通じて固定接触子１１２に流れることになる。そして、投入状態から可動接触子１３０を固定接触子１１１及び１１２から上方に離間させて釈放状態とする場合に、固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間にアークが発生する。
　このアークは、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４からの磁束φにより、アーク消弧用永久磁石１４３側のアーク消弧空間１４５側に引き伸ばされる。このとき、アーク消弧空間１４５及び１４６はアーク消弧用永久磁石１４３及び１４４の厚み分広く形成されているので、長いアーク長をとることができ、アークを確実に消弧することができる。
　因みに、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４を、図７（ａ）～（ｃ）に示すように、絶縁筒体１４０の外側に配置する場合には、固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの対向位置までの距離が長くなり、本実施形態と同一の永久磁石を適用した場合に、アークを横切る磁束密度が少なくなる。
　このため、投入状態から釈放状態に移行する際に発生するアークに作用するローレンツ力が小さくなり、アークを十分に引き伸ばすことができなる。アークの消弧性能を向上させるために、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４の着磁量を増加させる必要がある。しかも、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４を固定接触子１１１及び１１２と可動接触子１３０の接点部との距離を短くするためには絶縁筒体１４０の前後方向の奥行きを狭くする必要があり、アークを消弧するための十分なアーク消弧空間を確保することができないという問題点がある。
　しかしながら、上記実施形態によると、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４を絶縁筒体１４０の内側に配置するので、上述した絶縁筒体１４０の外側にアーク消弧用永久磁石１４３及び１４４を配置する場合の問題点を全て解決することができる。
　電磁石ユニット２００は、図１に示すように、側面から見て扁平なＵ字形状の磁気ヨーク２０１を有し、この磁気ヨーク２０１の底板部２０２の中央部に円筒状補助ヨーク２０３が固定されている。この円筒状補助ヨーク２０３の外側にスプール２０４が配置されている。
　このスプール２０４は、円筒状補助ヨーク２０３を挿通する中央円筒部２０５と、この中央円筒部２０５の下端部から半径方向外方に突出する下フランジ部２０６と、中央円筒部２０５の上端より僅かに下側から半径方向外方に突出する上フランジ部２０７とで構成されている。そして、中央円筒部２０５、下フランジ部２０６及び上フランジ部２０７で構成される収納空間に励磁コイル２０８が巻装されている。
　そして、磁気ヨーク２０１の開放端となる上端間に上部磁気ヨーク２１０が固定されている。この上部磁気ヨーク２１０は、中央部にスプール２０４の中央円筒部２０５に対向する貫通孔２１０ａが形成されている。
　そして、スプール２０４の中央円筒部２０５内に、底部と磁気ヨーク２０１の底板部２０２との間に復帰スプリング２１４を配設した可動プランジャ２１５が上下に摺動可能に配設されている。この可動プランジャ２１５には、上部磁気ヨーク２１０から上方に突出する上端部に半径方向外方に突出する周鍔部２１６が形成されている。
　また、上部磁気ヨーク２１０の上面に、環状に形成された永久磁石２２０が可動プランジャ２１５の周鍔部２１６を囲むように固定されている。この永久磁石２２０は周鍔部２１６を囲む貫通孔２２１を有する。この永久磁石２２０は上下方向すなわち厚み方向に例えば上端側をＮ極とし、下端側をＳ極とするように着磁されている。なお、永久磁石２２０の貫通孔２２１の形状は周鍔部２１６の形状に合わせた形状とし、外周面の形状は円形、方形等の任意の形状とすることができる。
　そして、永久磁石２２０の上端面に、永久磁石２２０と同一外形で可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の外径より小さい内径の貫通孔２２４を有する補助ヨーク２２５が固定されている。この補助ヨーク２２５の下面に可動プランジャ２１５の周鍔部２１６が当接されている。
　ここで、永久磁石２２０の厚みＴは、図８に示すように、可動プランジャ２１５のストロークＬと可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の厚みｔとを加算した値（Ｔ＝Ｌ＋ｔ）に設定されている。したがって、可動プランジャ２１５のストロークＬが永久磁石２２０の厚みＴで規制されている。
　このため、可動プランジャ２１５のストロークに影響する累積の部品数や形状公差を最小限とすることができる。また、可動プランジャ２１５のストロークＬを永久磁石２２０の厚みＴと周鍔部２１６の厚みｔのみで決定することにより、ストロークＬのバラツキを最小化することができる。特に、小型の電磁接触器でストロークが小さい場合により効果的である。
　また、永久磁石２２０を環状に形成したので、例えば特開平２－９１９０１号公報に記載されているように永久磁石を左右に分割して２つ配置する場合に比較して、部品点数が少なくなってコストダウンが図れる。また、永久磁石２２０に成形した貫通孔２２１の内周面近傍に可動プランジャ２１５の周鍔部２１６が配置されるため、永久磁石２２０で生じる磁束を通す閉回路に無駄がなく、漏れ磁束が少なくなり、永久磁石の磁力を効率的に使用することができる。
　なお、永久磁石２２０の形状は上記に限定されるものではなく、円環状状に形成することもでき、要は内周面が円筒面であれば外形は任意形状とすることができる。
　また、可動プランジャ２１５の上端面には可動接触子１３０を支持する連結軸１３１が螺着されている。
　そして、釈放状態では、可動プランジャ２１５が復帰スプリング２１４によって上方に付勢されて、周鍔部２１６の上面が補助ヨーク２２５の下面に当接する釈放位置となる。この状態で、可動接触子１３０の接点部１３０ａが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａから上方に離間して、電流遮断状態となっている。
　この釈放状態では、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６が永久磁石２２０の磁力によって補助ヨーク２２５に吸引されており、復帰スプリング２１４の付勢力と相まって可動プランジャ２１５が外部からの振動や衝撃等によって不用意に下方に移動することなく補助ヨーク２２５に当接された状態が確保される。
　また、釈放状態では、図９（ａ）に示すように、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の下面と上部磁気ヨーク２１０の上面との間のギャップｇ１、可動プランジャ２１５の外周面と上部磁気ヨーク２１０の貫通孔２１０ａとの間のギャップｇ２、可動プランジャ２１５の外周面と円筒状補助ヨーク２０３との間のギャップｇ３、可動プランジャ２１５の下面と磁気ヨーク２０１の底板部２０２の上面とのギャップｇ４と関係が以下のように設定されている。
　ｇ１＜ｇ２　且つ　ｇ３＜ｇ４
　このため、釈放状態で、励磁コイル２０８を励磁したときに、図９（ａ）に示すように、可動プランジャ２１５から周鍔部２１６を通り、周鍔部２１６と上部磁気ヨーク２１０との間のギャップｇ１を通って上部磁気ヨーク２１０に達する。この上部磁気ヨーク２１０からＵ字状の磁気ヨーク２０１を通って円筒状補助ヨーク２０３を通って可動プランジャ２１５に至る閉磁路が形成される。
　このため、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の下面と上部磁気ヨーク２１０の上面との間のギャップｇ１の磁束密度を高めることができ、より大きな吸引力を発生して、可動プランジャ２１５を復帰スプリング２１４の付勢力及び永久磁石２２０の吸引力に抗して下降させる。したがって、この可動プランジャ２１５に連結軸１３１を介して連結されている可動接触子１３０の接点部１３０ａを固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａに接触されて固定接触子１１１から可動接触子１３０を通じて固定接触子１１２に向かう電流路が形成されて投入状態となる。
　この投入状態となると、図９（ｂ）に示すように、可動プランジャ２１５の下端面がＵ字状の磁気ヨーク２０１の底板部２０２に近づくので、前述した各ギャップｇ１～ｇ４が下記のようになる。
　ｇ１＜ｇ２　且つ　ｇ３＞ｇ４
　このため、励磁コイル２０８によって発生される磁束が、図９（ｂ）に示すように、可動プランジャ２１５から周鍔部２１６を通って直接上部磁気ヨーク２１０に入り、この上部磁気ヨーク２１０からＵ字状の磁気ヨーク２０１を通り、その底板部２０２から直接可動プランジャ２１５に戻る閉磁路が形成される。
　このため、ギャップｇ１及びギャップｇ４で大きな吸引力が作用して可動プランジャ２１５が下降位置に保持される。このため、可動プランジャ２１５に連結軸２１３を介して連結された可動接触子１３０の接点部１３０ａが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａへの接触状態が継続される。
　そして、可動プランジャ２１５が非磁性体製で有底筒状に形成されたキャップ２３０で覆われ、このキャップ２３０の開放端に半径方向外方に延長して形成されたフランジ部２３１が上部磁気ヨーク２１０の下面にシール接合されている。これによって、消弧室１０２及びキャップ２３０が上部磁気ヨーク２１０の貫通孔２１０ａを介して連通される密封容器が形成されている。そして、消弧室１０２及びキャップ２３０で形成される密封容器内に水素ガス、窒素ガス、水素及び窒素の混合ガス、空気、ＳＦ6等のガスが封入されている。
　次に、上記実施形態の動作を説明する。
　今、固定接触子１１１が例えば大電流を供給する電力供給源に接続され、固定接触子１１２が負荷に接続されているものとする。
　この状態で、電磁石ユニット２００における励磁コイル２０８が非励磁状態にあって、電磁石ユニット２００で可動プランジャ２１５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２１５が復帰スプリング２１４によって、上部磁気ヨーク２１０から離れる上方向に付勢される。これと同時に、永久磁石２２０の磁力による吸引力が補助ヨーク２２５に作用されて、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６が吸引される。このため、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の上面が補助ヨーク２２５の下面に当接している。
　このため、可動プランジャ２１５に連結軸１３１を介して連結されている接点機構１０１の可動接触子１３０の接点部１３０ａが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａから上方に所定距離だけ離間している。このため、固定接触子１１１及び１１２間の電流路が遮断状態にあり、接点機構１０１が開極状態となっている。
　このように、釈放状態では、可動プランジャ２１５に復帰スプリング２１４による付勢力と環状永久磁石２２０による吸引力との双方が作用しているので、可動プランジャ２１５が外部からの振動や衝撃等によって不用意に下降することがなく、誤動作を確実に防止することができる。
　この釈放状態から、電磁石ユニット２００の励磁コイル２０８を励磁すると、この電磁石ユニット２００で励磁力を発生させて、可動プランジャ２１５を復帰スプリング２１４の付勢力及び環状永久磁石２２０の吸引力に抗して下方に押し下げる。このとき、図９（ａ）に示すように、可動プランジャ２１５の底面と磁気ヨーク２０１の底板部２０２との間のギャップｇ４が大きく、このギャップｇ４を通る磁束は殆どない。
　しかしながら、可動プランジャ２１５の下部外周面には円筒状補助ヨーク２０３が対向しており、この円筒状補助ヨーク２０３との間のギャップｇ３がギャップｇ４に比較して小さく設定されている。このため、可動プランジャ２１５及び磁気ヨーク２０１の底板部２０２間には、円筒状補助ヨーク２０３を通じて磁路が形成される。
　さらに、可動プランジャ２１５の外周面と上部磁気ヨーク２１０の貫通孔２１０ａの内周面との間ギャップｇ２に比較して可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の下面と上部磁気ヨーク２１０との間のギャップｇ１が小さく設定されている。このため、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の下面と上部磁気ヨーク２１０の上面との間の磁束密度が大きくなり、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６を吸引する大きな吸引力が作用する。
　したがって、可動プランジャ２１５が復帰スプリング２１４の付勢力及び環状永久磁石２２０の吸引力に抗して速やかに下降する。これにより、可動プランジャ２１５の下降が、図９（ｂ）に示すように、周鍔部２１６の下面が上部磁気ヨーク２１０の上面に当接することにより停止される。
　このように、可動プランジャ２１５が下降することにより、可動プランジャ２１５に連結軸１３１を介して連結されている可動接触子１３０も下降し、その接点部１３０ａが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａに接触スプリング１３の接触圧で接触する。
　このため、外部電力供給源の大電流が固定接触子１１１、可動接触子１３０、及び固定接触子１１２を通じて負荷に供給される閉極状態となる。
　このとき、固定接触子１１１及び１１２と可動接触子１３０との間に可動接触子１３０を開極させる方向の電磁反発力が発生する。
　しかしながら、固定接触子１１１及び１１２は、図１に示すように、上板部１１６、中間板部１１７及び下板部１１８によってＣ字状部１１５が形成されているので、上板部１１６及び下板部１１８とこれに対向する可動接触子１３０とで逆方向の電流が流れることになる。このため、固定接触子１１１及び１１２の下板部１１８が形成する磁界と可動接触子１３０に流れる電流の関係からフレミング左手の法則により可動接触子１３０を固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａに押し付けるローレンツ力を発生することができる。
　このローレンツ力によって、固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａ間に発生する開極方向の電磁反発力に抗することが可能となり、可動接触子１３０の接点部１３０ａが開極することを確実に防止することができる。このため、可動接触子１３０を支持する接触スプリング１３４の押圧力を小さくすることができ、これに応じて励磁コイル２０８で発生する推力も小さくすることができ、電磁接触器全体の構成を小型化することができる。
　この接点機構１０１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２００の励磁コイル２０８の励磁を停止する。
　これによって、電磁石ユニット２００で可動プランジャ２１５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２１５が復帰スプリング２１４の付勢力によって上昇し、周鍔部２１６が補助ヨーク２２５に近づくに従って環状永久磁石２２０の吸引力が増加する。
　この可動プランジャ２１５が上昇することにより、連結軸１３１を介して連結された可動接触子１３０が上昇する。これに応じて接触スプリング１３４で接触圧を与えている間は可動接触子１３０が固定接触子１１１及び１１２に接触している。その後、接触スプリング１３４の接触圧がなくなった時点で可動接触子１３０が固定接触子１１１及び１１２から上方に離間する開極開始状態となる。
　この開極開始状態となると、固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間にアークが発生し、このアークによって電流の通電状態が継続される。このとき、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５の上板部１１６及び中間板部１１７を覆う絶縁カバー１２１が装着されているので、アークが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間のみに発生させることができる。このため、アークの発生状態を安定させることができ、消弧性能を向上させることができる。
　また、Ｃ字状部１１５の上板部１１６及び中間板部１１７が絶縁カバー１２１で覆われているので、可動接触子１３０の両端部とＣ字状部１１５の上板部１１６及び中間板部１１７の間の絶縁カバー１２１によって絶縁距離を確保することができ、可動接触子１３０の可動方向の高さを短縮することができる。したがって、接点装置１００を小型化することができる。
　さらに、固定接触子１１１，１１２の中間板部１１７の内側面には磁性体板１１９によって覆われているので、この中間板部１１７を流れる電流によって発生する磁場が磁性体板１１９によってシールドされる。このため、固定接触子１１１，１１２の接点部１１８ａ及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間に発生するアークによる磁場と中間板部１１７を流れる電流によって発生する磁場とが干渉することはなく、中間板部１１７を流れる電流によって発生する磁場にアークが影響されることを防止できる。
　このとき、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４の対向磁極面がＮ極であり、その外側がＳ極であるので、このＮ極が出た磁束が、平面から見て図６（ａ）に示すように、各アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４固定接触子１１１の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの対向部のアーク発生部を可動接触子１３０の長手方向に内側から外側に横切ってＳ極に達して磁界が形成される。同様に、固定接触子１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａのアーク発生部を可動接触子１３０の長手方向に内側から外側に横切ってＳ極に達して磁界が形成される。
　したがって、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４の磁束がともに固定接触子１１１の接点部１１８ａ及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間と、固定接触子１１２の接点部１１８ａ及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間を可動接触子１３０の長手方向で互いに逆方向に横切ることになる。
　このため、固定接触子１１１の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間では、図６（ｂ）に示すように、電流Ｉが固定接触子１１１側から可動接触子１３０側に流れるとともに、磁束Φの向きが内側から外側に向かう方向となる。このため、フレミングの左手の法則によって、図６（ｃ）に示すように、可動接触子１３０の長手方向と直交し且つ固定接触子１１１の接点部１１８ａと可動接触子１３０との開閉方向と直交してアーク消弧空間１４５側に向かう大きなローレンツ力Ｆが作用する。
　このローレンツ力Ｆによって、固定接触子１１１の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアークが、固定接触子１１１の接点部１１８ａの側面からアーク消弧空間１４５内を通って可動接触子１３０の上面側に達するように大きく引き伸ばされて消弧される。
　また、消弧空間１４５では、その下方側及び上方側で、固定接触子１１１の接点部１１８ａ及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間の磁束の向きに対して下方側に及び上方側に磁束が傾くことになる。このため、傾いた磁束によってアーク消弧空間１４５に引き伸ばされたアークがアーク消弧空間１４５の隅の方向へさらに引き伸ばされ、アーク長を長くすることができ、良好な遮断性能を得ることができる。
　一方、固定接触子１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０との間では、図６（ｂ）に示すように、電流Ｉが可動接触子１３０側から固定接触子１１２側に流れるとともに、磁束Φの向きが内側から外側に向かう右方向となる。このため、フレミングの左手の法則によって、可動接触子１３０の長手方向と直交し且つ固定接触子１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０との開閉方向と直交してアーク消弧空間１４５側に向かう大きなローレンツ力Ｆが作用する。
　このローレンツ力Ｆによって、固定接触子１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０との間に発生したアークが、可動接触子１３０の上面側からアーク消弧空間１４５内を通って固定接触子１１２の側面側に達するように大きく引き伸ばされて消弧される。
　また、アーク消弧空間１４５では、上述したように、その下方側及び上方側で、固定接触子１１２の接点部１１８ａ及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間の磁束の向きに対して下方側及び上方側に磁束が傾くことになる。このため、傾いた磁束によってアーク消弧空間１４５に引き伸ばされたアークがアーク消弧空間１４５の隅の方向へさらに引き伸ばされ、アーク長を長くすることができ、良好な遮断性能を得ることができる。
　一方、電磁接触器１０の投入状態で、負荷側から直流電源側に回生電流が流れている状態で、釈放状態とする場合には、前述した図６（ｂ）における電流の方向が逆となることから、ローレンツ力Ｆがアーク消弧空間１４６側に作用し、アークがアーク消弧空間１４６側に引き伸ばされることを除いては同様の消弧機能が発揮される。
　このとき、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４は絶縁筒体１４０に形成された磁石収納ポケット１４１及び１４２内に配置されているので、アークが直接アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４に接触することがない。このため、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４の磁気特性を安定して維持することができ、遮断性能を安定化させることができる。
　また、絶縁筒体１４０によって、金属製の角筒体１０４の内周面を覆って絶縁できるので、電流遮断時のアークの短絡がなく、確実に電流遮断を行うことができる。
　さらに、絶縁機能、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４の位置決め機能及びアーク消弧用永久磁石１４３及び１４４のアークからの保護機能を１つの絶縁筒体１４０で行うことができるので、製造コストを低減させることができる。
　また、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４を収納する永久磁石収納ポケット１４１及び１４２の可動接触子１３０と対向する位置に可動接触子の側縁に摺接する可動接触子ガイド部材１４８及び１４９が突出形成されているので、可動接触子１３０の回動を確実に防止することができる。
　このように、上記実施形態によると、接点装置１００では、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５と可動接触子１３０の接触圧を付与する接触スプリング１３４とが並列に配置されているので、前述した特許文献１に記載されているように固定接触子、可動接触子及び接触スプリング直列に配置する場合に比較して接点機構１０１の高さを短くすることができる。このため、接点装置１００を小型化することができる。
　また、消弧室１０２を角筒体１０４とその上面を閉塞し、固定接触子１１１及び１１２をろう付けによって固定保持する平板状の固定接点支持絶縁基板１０５とをろう付けすることにより形成するようにしたので、固定接点支持絶縁基板１０５を同一平面上で縦及び横に密着して配列させることができ、一度に複数の固定接点支持絶縁基板１０５のメタライズ処理を行うことができ、生産性を向上させることができる。
　また、固定接点支持絶縁基板１０５に固定接触子１１１及び１１２をろう付け支持してから角筒体１０４にろう付けすることが可能となり、固定接触子１１１及び１１２の固定保持を容易に行うことができ、ろう付け用治具が簡単な構成で済み、組み立て治具のコストダウンを図ることができる。
　固定接点支持絶縁基板１０５の平面度、反りの抑制や管理も消弧室１０２を桶状に形成する場合に比較して容易となる。さらに、消弧室１０２を纏めて大量に製作することが可能となり、製作コストを低減させることができる。
　また、電磁石ユニット２００については、可動プランジャ２１５の可動方向に着磁された環状永久磁石２２０を上部磁気ヨーク２１０上に配置し、その上面に補助ヨーク２２５を形成したので、１つの環状永久磁石２２０で可動プランジャ２１５の周鍔部２１６を吸引する吸引力を発生することができる。
　このため、釈放状態における可動プランジャ２１５の固定を環状永久磁石２２０の磁力と復帰スプリング２１４の付勢力とで行うことができるので、誤動作衝撃に対する保持力を向上させることができる。
　また、復帰スプリング２１４の付勢力を低下させることができ、接触スプリング１３４及び復帰スプリング２１４によるトータル負荷を低減させることができる。したがって，トータル負荷の低下分に応じて励磁コイル２０８で発生する吸引力を低下させることが可能となり、励磁コイル２０８の起磁力を減少させることができる。このため、スプール２０４の軸方向長さを短くすることができ、電磁石ユニット２００の可動プランジャ２１５の可動方向の高さを低くすることができる。
　このように、接点装置１００及び電磁石ユニット２００の双方で可動プランジャ２１５の可動方向の高さを低くすることができるので、電磁接触器１０の全体構成を特許文献１に記載の従来例に比較して大幅に短縮することができ、小型化を図ることができる。
　さらに、環状永久磁石２２０の内周面内に可動プランジャ２１５の周鍔部２１６を配置することにより、環状永久磁石２２０から生じる磁束を通す閉磁路に無駄がなく、漏れ磁束を少なくして永久磁石の磁力を効率的に使用することができる。
　また、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６を上部磁気ヨーク２１０と環状永久磁石２２０の上面に形成した補助ヨーク２２５との間に配置したので、可動プランジャ２１５のストロークを環状永久磁石２２０の厚みと可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の厚みとで調整することができる。
　このため、可動プランジャ２１５のストークに影響する累積の部品数や形状公差を最小限とすることができる。しかも、可動プランジャ２１５のストローク調整を環状永久磁石２２０の厚み及び可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の厚みのみで行うので、ストロークのバラツキを極小化することができる。
　次に、本発明の第２の実施形態を図１０について説明する。
　この第２の実施形態では、消弧室の構成を変更したものである。
　すなわち、第２の実施形態においては、図１０及び図２（ｂ）に示すように、セラミックスや合成樹脂材によって角筒部３０１とその上端を閉塞する天面板部３０２とを一体成形して桶状体３０３を形成し、この桶状体３０３の開放端面側にメタライズ処理して金属箔を形成し、この金属箔に金属製の接続部材３０４をシール接合して消弧室１０２を構成している。
　そして、桶状体３０３の底面側の内周面には例えば合成樹脂で形成された前述した第１の実施形態における底板部１０４ｂに対応する底板部３０５が配置されている。
　また、天面板部３０２には、前述した固定接点支持絶縁基板１０５と同様に、固定接触子１１１及び１１２を挿通する挿通孔３０６及び３０７が形成され、これら挿通孔３０６及び３０７に固定接触子１１１及び１１２が前述した第１の実施形態と同様に支持されている。
　その他の構成は前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
　この第２の実施形態によると、絶縁材で一体成形された桶状体３０３で消弧室１０２を構成しているので、気密性のある消弧室１０２を少ない工数で容易に形成することができるとともに、部品点数を減少させることができる。
　なお、上記第１及び第２の実施形態においては、固定接触子１１１及び１１２にＣ字状部１１５を形成する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、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、支持導体部１１４にＣ字状部１１５における上板部１１６を省略した形状となるＬ字状部１６０を連結するようにしてもよい。
　この場合でも、固定接触子１１１及び１１２に可動接触子１３０を接触させた閉極状態で、Ｌ字状部１６０の垂直板部を流れる電流によって生じる磁束を固定接触子１１１及び１１２と可動接触子１３０との接触部に作用させることができる。このため、固定接触子１１１及び１１２と可動接触子１３０との接触部における磁束密度を高めて電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させることができる。
　また、上記第１及び第２の実施形態においては、可動接触子１３０が中央部に凹部１３２を有する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、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、凹部１３２を省略して平板状に形成するようにしてもよい。
　また、上記第１及び第２の実施形態においては、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４を保持する絶縁筒体１４０を一体成形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い。
　すなわち、図１３に示すように、ベース部材２５１の磁石収納部２５２を形成した底板部２５３に、前後及び左右端部に側壁を構成する４枚の側板部２５６～２５９を組み合わせて配置し、これら側板部２５６～２５９を連結することよって絶縁筒体１４０を形成するようにしてもよい。この場合には、側壁部を４枚の側板部２５６～２５９に分割するので、全体を一体形成する場合に比較して製造が容易となる。さらには、４枚の側板部２５６～２５９を一体化した角筒体を形成するようにしてもよい。
　また、上記第１及び第２の実施形態においては、可動プランジャ２１５に連結軸１３１を螺合させる場合について説明したが、可動プランジャ２１５と連結軸１３１とを一体に形成するようにしてもよい。また、連結軸１３１と可動接触子１３０との連結が、連結軸１３１の先端部にフランジ部１３１ａを形成し、接触スプリング１３４及び可動接触子１３０を挿通してから可動接触子１３０の下端をＣリングで固定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、連結軸１３１のＣリング位置に半径方向に突出する位置決め大径部を形成し、これに可動接触子１３０を当接させてから接触スプリング１３４を配置し、この接触スプリング１３４の上端をＣリングによって固定するようにしてもよい。
　また、上記第１及び第２の実施形態においては、可動プランジャ２１５の下端側に近接させて円筒状補助ヨーク２０３を配置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い。すなわち、磁気ヨーク２０１を、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように有底円筒状に形成し、補助ヨーク２０３を、磁気ヨーク２０１の底板部２０２に沿う円環状板部２０３ａとこの円環状板部２０３ａの内周面から上方に立ち上がる円筒部２０３ｂとで構成するようにしてもよい。
　また、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｕ字状の磁気ヨーク２１０の底板部２０２に貫通孔２０２ａを形成し、この貫通孔２０２ａ内に凸状の補助ヨーク２０３を嵌合させ、この補助ヨーク２０３の小径部２０３ｃを可動プランジャ２１５に形成した挿通穴２１７に挿通するようにしてもよい。
　また、上記実施形態においては、消弧室１０２及びキャップ２３０で密封容器を構成し、この密封容器内にガスを封入する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、遮断する電流が低い場合にはガス封入を省略するようにしてもよい。
　１０…電磁接触器、１１…外装絶縁容器、１００…接点装置、１０１…接点機構、１０２…消弧室、１０４…角筒体、１０５…固定接点支持絶縁基板、１１１，１１２…固定接触子、１１４…支持導体部、１１５…Ｃ字状部、１１６…上板部、１１７…中間板部、１１８…下板部、１１８ａ…接点部、１２１…絶縁カバー、１２２…Ｌ字状板部、１２３，１２４…側板部、１２５…嵌合部、１３０…可動接触子、１３０ａ…接点部、１３１…連結軸、１３２…凹部、１３４…接触スプリング、１４０…絶縁筒体、１４１，１４２…磁石収納ポケット、１４３，１４４…アーク消弧用永久磁石、１４５，１４６…アーク消弧空間、１６０…Ｌ字状部、２００…電磁石ユニット、２０１…磁気ヨーク、２０３…円筒状補助ヨーク、２０４…スプール、２０８…励磁コイル、２１０…上部磁気ヨーク、２１４…復帰スプリング、２１５…可動プランジャ、２１６…周鍔部、２２０…永久磁石、２２５…補助ヨーク、２５１…ベース部材、２５２…絶縁角筒体、２５４，２５５…磁石収納角筒部、３０１…角筒部、３０２…天面板部、３０３…桶状体、３０４…接続部材、３０５…底板部

Claims (7)

  1. 　一対の固定接触子及び当該一対の固定接触子に対して接離自在に配設された可動接触子を内装した接点装置と、
    　前記接点装置の可動接触子に連結軸を介して連結された可動プランジャを駆動する励磁コイルを備えた電磁石ユニットとを備え、
    　前記接点装置は、所定間隔を保って固定配置された一対の固定接触子に互いの対面方向に所定長さ延長する接点部を有するＬ字状部が形成され、前記可動接触子の両端が前記Ｌ字状部の接点部に前記電磁石ユニットとは反対側で接離可能に配置された構成を有し、
    　前記電磁石ユニットは、プランジャ駆動部を囲む磁気ヨークと、先端が前記磁気ヨークに形成された開口を通じて突出され且つ復帰スプリングで付勢された可動プランジャと、該可動プランジャの突出端側に形成された周鍔部を囲むように固定配置された前記可動プランジャの可動方向に着磁された環状永久磁石と
    　を備えていること特徴とする電磁接触器。
  2. 　前記一対の固定接触子は、前記Ｌ字状部を、前記可動接触子の両端を挟んで対向する位置に対向板部を形成してＣ字状部とし、該Ｃ字状部の前記接点部を除く内周部にアーク発生を規制する絶縁カバーが装着されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁接触器。
  3. 　前記接点装置は、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子が接点収納ケースで囲まれ、該接点収納ケースの前記可動接触子に沿う内周面側にアーク消弧用永久磁石が配設された構成を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁接触器。
  4. 　前記接点収納ケースは、一端が前記電磁石ユニットの上部磁気ヨークに気密に接合され、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子を囲む金属製筒体と、該金属製筒体の開放端面を気密に閉塞して接合され、且つ前記一対の固定接触子を支持する固定接点支持絶縁基板と、前記金属製筒体の内周面に配設された絶縁筒体とで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の電磁接触器。
  5. 　前記可動接触子は、前記可動プランジャに連結された連結軸の先端に形成されたフランジ部に接触スプリングを介して可動可能に配設され、前記連結軸に支持され前記接触スプリングを受ける中央部が前記電磁石ユニット側に突出する凹部とされていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電磁接触器。
  6. 　前記電磁石ユニットは、上部を開放した断面Ｕ字状の磁気ヨークと、該磁気ヨークの上部開放部に橋架された上部磁気ヨークと、前記磁気ヨークの底面板部に配置された励磁コイルを巻装し中心開口を有するスプールと、該スプールの中心開口内に軸方向に可動自在に配置され先端が前記上部磁気ヨークに形成された開口を通じて突出され且つ復帰スプリングで付勢された可動プランジャと、該可動プランジャの先端側に形成された周鍔部を囲むように前記上部磁気ヨーク上に固定配置され且つ軸方向に着磁された環状永久磁石と、該環状永久磁石の上面に固定されて前記可動プランジャの前記周鍔部の前記上部磁気ヨークとは反対側に接触する補助ヨークとを備えている
    　ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電磁接触器。
  7. 　前記電磁石ユニットは、釈放位置で、前記可動プランジャの前記Ｕ字状磁気ヨークの底面側端部の側面を囲む環状補助ヨークを備え、該環状補助ヨークと前記可動プランジャの側面とのギャップ長を前記可動プランジャの底面側端部と前記Ｕ字状磁気ヨークとの間のギャップ長より短く設定されていることを特徴とする請求項６に記載の電磁接触器。
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