(57)【要約】【課題】開極時に生じるアークの伸長を容易にする接点装置及びこれを使用した電磁接触器を提供する。【解決手段】一対の固定接触子１０６ａ，１０６ｂに対して可動接触子１３０が接離可能に配置された接点装置１００であって、一対の固定接触子１０６ａ，１０６ｂは、上板部１１６とこの上板部の下側に所定間隔を保って平行に配置される接点台部１１８と上板部１１６及び記接点台部１１８間を連接する連結板部１１７とで互いに対向する内方側を開放したＣ字状に形成され、可動接触子１３０は、一対の固定接触子１０６ａ，１０６ｂの上板部１１６及び接点台部１１８間に接点台部１１８に対して接離可能に配置され記接点台部１１８の可動接触子１３０と対向する接点部にアークの移動を妨げる段差部を生じることなく接点粒１１９を配置している。【選択図】図２
2015046373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の固定接触子に対して可動接触子が接離可能に配置された接点装置であって、
前記一対の固定接触子は、上板部と該上板部の下側に所定間隔を保って平行に配置される接点台部と前記上板部及び前記接点台部間を連接する連結板部とで互いに対向する内方側を開放したＣ字状接点部を有し、
前記可動接触子は、前記一対の固定接触子の上板部及び接点台部間に当該接点台部に対して接離可能に配置され、
前記接点台部の前記可動接触子と対向する接点部にアークの移動を妨げる段差部を生じることなく接点粒を配置したことを特徴とする接点装置。
【請求項２】
前記接点粒は、前記可動接触子に接触する外周部にＲ面取りを施したことを特徴とする請求項１に記載の接点装置。
【請求項３】
前記接点粒は、前記可動接触子に接触する外周部にテーパー部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の接点装置。
【請求項４】
前記接点台部のアーク駆動方向に面取り部を形成したことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の接点装置。
【請求項５】
前記接点台部の接点部に凹部を形成し、該凹部内に前記接点粒を配置したことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の接点装置。
【請求項６】
前記接点粒は、その上面を前記接点台部の上面に対してアークの移動を許容する突出高さで突出させて配置されていることを特徴とする請求項５に記載の接点装置。
【請求項７】
前記接点粒は、上面視で円形、楕円形及び方形の何れかに形成されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の接点装置。
【請求項８】
前記接点粒は、前記接点台部のアーク発生部を含む先端側を覆う形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接点装置。
【請求項９】
前記接点粒は、少なくともアーク移動方向の幅が前記接点台部の幅より広く設定されて両先端部が当該接点台部より突出されていることを特徴とする請求項１に記載の接点装置。
【請求項１０】
前記接点台部の接点部に平面視で短辺がアークの駆動方向となる長方形の凹部を形成し、該凹部内に前記接点粒がその上面を前記接点台部の上面に対して突出させて配置され、前記短辺側に外方に行くに従い高さが低くなるテーパー部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接点装置。
【請求項１１】
前記請求項１から１０の何れか１項に記載の接点装置と、該接点装置の可動接触子を可動する電磁石ユニットとを備えたことを特徴とする電磁接触器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定接触子に対して可動接触子が接離可能に配置された接点装置及びこれを使用した電磁接触器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電流路の開閉を行う電磁接触器では、所定距離を保って配置された互いに対向する内方側を開放したＣ字状部を有する一対の固定接触子と、これら一対の固定接触子の下板部に対して接離可能に配置された可動接触子とが接点収納ケース内に配置され、この接点収納ケースの内側に一対の固定接触子及び可動接触子を囲むように絶縁筒体を配置し、この絶縁筒体に一対の固定接触子及び可動接触子間に発生するアークを消弧するアーク消弧用永久磁石を磁石収納部で位置決め保持するとともに、この磁石収納部の可動接触子の延長方向外側にアーク消弧空間を形成するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４３５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、一対の固定接触子をＣ字状部とこれを支持する支持導体部とで構成し、Ｃ字状部と支持導体部とをろう付け等によって接合するようにしている。
このため、一対の固定接触子を構成するために、Ｃ字状部と支持導体部とをろう付け等によって接合する際に、４５０℃前後に加熱する必要があり、接合後の固定接触子に残留歪みが生じる。
この残留歪みが固定接触子と可動接触子との接触に影響を与え、安定した接触状態を得ることができないという未解決の課題がある。
この未解決の課題を解決するとともに接点消耗を防ぐために、固定接触子の可動接触子との接触部に接点粒を配置することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、上記理由で接点粒を配置する場合には、接点消耗を防ぎ、長寿命化を図るためには、接点粒の下板部の上面からの高さを高くして段差部が生じることになる。このように接点粒と下板部との間に段差部が生じると、固定接触子から可動接触子が離間する開極時に発生するアークが接点粒の段差部を乗り越えて伸長することが難しく、アークの膠着現象を生じて、接点部に激しい消耗を起こすとともに、アーク遮断時間が長く遮断が不安定となる。このため、接点粒を設けた場合には、接点粒を設けない場合に比較してアーク遮断性能が大幅に低下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、アークの膠着現象を生じることなく接点粒を固定接触子に形成することができる接点装置及びこれを使用した電磁接触器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る接点装置の一の態様は、一対の固定接触子に対して可動接触子が接離可能に配置された接点装置である。この接点装置は、一対の固定接触子が、上板部とこの上板部の下側に所定間隔を保って平行に配置される接点台部と上板部及び接点台部間を連接する連結板部とで互いに対向する内方側を開放したＣ字状に形成され、可動接触子が、一対の固定接触子の上板部及び接点台部間にこの接点台部に対して接離可能に配置され、接点台部の前記可動接触子と対向する接点部にアークの移動を妨げる段差部を生じることなく接点粒を配置している。
この場合、接点粒は、その上面を接点台部の上面に対してアークの移動を許容する突出高さで突出させて配置することが好ましく、また、接点粒の可動接触子に接触する外周部にＲ面取りを施すことが好ましい。
また、本発明に係る電磁接触器は、上述した接点装置と、この接点装置の可動接触子を可動する電磁石ユニットとを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、固定接触子の接点台部の前記可動接触子と対向する接点部にアークの移動を妨げる段差部を生じることなく接点粒を配置したので、接点粒にアークが膠着することを確実に防止してアークの遮断性能を向上させながら接点部の消耗を抑制して、接点消耗を防ぎ、長寿命化を図ることができる。
また、上記効果を有する接点装置を使用して電磁接触器を構成するので、アークの膠着を防止して、高電圧・大電流の遮断が可能で、長寿命化を図ることができる電磁接触器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る電磁接触器の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線上の接点装置の断面図である。
【図３】固定接触子のＣ字状接点部を示す斜視図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図５】アークの発生状態を説明する説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図７】第２の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図９】第３の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図１１】第４の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図１３】第５の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図１５】第６の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図１７】第７の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。
【図１８】本発明の第８の実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図１９】第８の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第９の実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図２１】第９の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。
【図２２】本発明の第１０の実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図２３】第１０の実施形態のＣ字状接点部を示す斜視図である。
【図２４】本発明に適用し得る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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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は図１のＡ−Ａ線上における接点装置の断面図である。図３は図１のＢ−Ｂ線上の断面図である。
これら図１〜図３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〜図３から明らかなように、接点機構１０１を収納する接点収納ケース１０２を有する。この接点収納ケース１０２は、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、金属角筒体１０４の内周側に配置された絶縁筒体１４０とを備えている。
【００１０】
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。
接点機構１０１は、図１に示すように、接点収納ケース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１１３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字状接点部１１５とを備えている。
【００１１】
Ｃ字状接点部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連結板部１１７と、この連結板部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接点台部１１８とで内方側を開放したＣ字状に形成されている。
接点台部１１８には、後述する可動接触子１３０の接点部１３０ａと対向する上面位置に、接点粒１１９が配置されている。この接点粒１１９は、その上面と接点台部１１８の上面との間の高さがアークの移動を妨げる段差部を生じないように０．２〜０．４ｍｍ程度となる極扁平な円柱状に形成されている。
【００１２】
ここで、支持導体部１１４とＣ字状接点部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字状接点部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等によって固定されている。なお、支持導体部１１４及びＣ字状接点部１１５の固定は、ろう付け等に限らず、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。
【００１３】
そして、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部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、Ｃ字状接点部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。
このように、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１５に絶縁カバー１２１を装着することにより、このＣ字状接点部１１５の内周面では接点台部１１８の上面側のみが露出されている。
そして、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部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、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。
【００１４】
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、両端の接点部と固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１５の接点台部１１８の接点粒１１９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字状接点部１１５の接点台部１１８の接点粒１１９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。
【００１５】
さらに、接点収納ケース１０２を構成する絶縁筒体１４０は、図４に示すように、例えば合成樹脂製の上端を開放した有底の角筒状に形成され、この絶縁筒体１４０の可動接触子１３０の側面に対向する位置に内方に突出する磁石収納ポケット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。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室１４５及び１４６が形成されている。
【００１６】
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の外側にプランジャ駆動部としてのスプール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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、上部磁気ヨーク２１０の上面に、環状に形成された環状永久磁石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。この環状永久磁石２２０は外形が長方形に形成され中央部に周鍔部２１６を囲む貫通孔２２１を有する。この環状永久磁石２２０は上下方向すなわち厚み方向に上端側を例えば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、環状永久磁石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。同様に、環状永久磁石２２０の外形も長方形状に限らず、円形、六角形等の任意の形状とすることができる。
【００１９】
そして、環状永久磁石２２０の上端面に、環状永久磁石２２０と同一外形の補助ヨーク２２５が固定されている。
そして、可動プランジャ２１５が、図１に示すように、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、接点収納ケース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、接点収納ケース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。
【００２０】
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。
【００２１】
これと同時に、環状永久磁石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の段差板部２２５ｃ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の接点粒１１９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。
【００２２】
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。
【００２３】
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の接点粒１１９に接触スプリング１３４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。
【００２４】
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状態となる。
【００２５】
この開極状態となると、固定接触子１１１及び１１２の接点粒１１９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字状接点部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の接点粒１１９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、アークをアーク消弧室１４５又は１４６へ引き伸ばして消弧することができ、消弧性能を向上させることができる。
【００２６】
また、Ｃ字状接点部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字状接点部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。
【００２７】
一方、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極から出た磁束が、平面から見て図５（ａ）に示すように、固定接触子１１１の接点粒１１９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の接点粒１１９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の接点粒１１９及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間と、固定接触子１１２の接点粒１１９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。
【００２８】
このため、固定接触子１１１の接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間では、図５（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５（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の接点粒１１９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の接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアーク１４９が、図２に示すように、固定接触子１１１の接点粒１１９の側面からアーク消弧室１４５の内壁まで伸ばされ、この内壁に沿って可動接触子１３０の上面側に達するように大きく引き伸ばされる。
【００２９】
このとき、固定接触子１１１の接点粒１１９と接点台１１８との間の高さがアークの接点粒１１９から接点台１１８への移動を妨げる段差部を生じることがないように０．２〜０．４ｍｍ程度に設定されているので、開極時に接点粒１１９及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間に発生したアークが上述したローレンツ力によって接点粒１１９に留まることなく、直ちに接点台部１１８の端面に移動し、アークが消弧室１４５の内壁まで確実に伸長される。
このようにアークが長く伸長されて所定のアーク長に達すると、所定のアーク電圧に達してアークが消弧される。
【００３０】
一方、固定接触子１１２の接点粒１１９と可動接触子１３０との間では、図５（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の接点粒１１９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。
【００３１】
このローレンツ力Ｆによって、固定接触子１１２の接点粒１１９と可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間に発生したアークが、可動接触子１３０の端面側からアーク消弧室１４５内に沿って大きく引き伸ばされる。ここでも、固定接触子１１２に形成された接点粒１１９と接点台１１８との間の高さがアークの接点粒１１９から接点台１１８への移動を妨げる段差部を生じることがないように０．２〜０．４ｍｍ程度に設定されているので、開極時に接点粒１１９及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間に発生したアークが上述したローレンツ力によって接点粒１１９に留まることなく、直ちに接点台部１１８の上面に移動し、アークが消弧室１４５の内壁まで確実に伸長されて消弧される。
【００３２】
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５（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筒体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。
【００３３】
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。
このように、上記第１の実施形態によると、固定接触子１１１及び１１２の接点台部１１８の可動接触子１３０の接点部１３０ａに対向する上面に接点粒１１９が形成され、この接点粒１１９の高さがアークの移動を妨げる段差部を生じることないように設定されているので、前述した開極時にアークが接点粒１１９に膠着することがなく、アークが引き延ばされるに従って、直ちに接点粒１１９から接点台部１１８に移動することになる。このため、アークが接点粒１１９に膠着する場合のように接点粒１１９やその周囲の接点台部に激しい消耗が生じることを確実に防止することができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態について図６及び図７を伴って説明する。
この第２の実施形態では、接点粒１１９と接点台部との間にエッジ部が形成されないようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図６及び図７に示すように、固定接触子１１１及び１１２の接点台部１１８に形成された極扁平な円柱状の接点粒１１９の上面端外縁にＲ面取り部１１９ａを形成したことを除いては上述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図２及び図４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、可動接触子１３０の接点部１３０ａと接触する上面外周縁にＲ面取り部１１９ａが形成されているので、接点粒１１９に鋭いエッジ部が存在することがなく、開極時に発生するアークが前述したローレンツ力によって接点粒１１９から接点台部１１８により円滑に移動させることができる。このため、アークが接点粒１１９に膠着することをより確実に防止することができ、アーク消弧性能をより向上させることができる。
【００３５】
次に、本発明の第３の実施形態について図８及び図９を伴って説明する。
この第３の実施形態では、接点台部１１８でのアークの接点粒１１９から離れる方向への移動をより容易に行うようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態では、図８及び図９に示すように、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１８のアークの移動方向すなわち可動接触子１３０の延長方向と直交する方向の上端面及び側面間にＣ面取り部１２５を形成したことを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図２及び図４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。
【００３６】
この第３の実施形態によると、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１８のアークの移動方向の端部にＣ面取り部１２５が形成されているので、アークがアーク消弧室１４５又は１４６の内壁側へ引き伸ばされたときに、アークが固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１８の接点粒１１９の近傍から直ちにＣ面取り部１２５を経て可動接触子１３０とは反対側の端部に移動することができる。このため、アークの所定のアーク長への伸長を直ちに確実に行うことができ、アークの消弧性能をさらに向上させることができる。
【００３７】
次に、本発明の第４の実施形態について図１０及び図１１を伴って説明する。
この第４の実施形態では、接点台部１１８に凹部を形成することにより、接点粒１１９の厚みを確保するようにしたものである。
すなわち、第４の実施形態では、図１０及び図１１に示すように、固定接触子１１１及び１１２の接点粒１１９の配置位置に接点粒１１９の上面視での形状と同一の円形断面を有する凹部１２６を形成し、この凹部１２６内に第１の実施形態における接点粒１１９の高さに凹部１２６の深さを加えた高さの接点粒１１９を挿入して固定したことを除いては、第１の実施形態と同様の構成を有し、図２及び図４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。
【００３８】
この第４の実施形態によると、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１５の接点台部１１８に凹部１２６を形成し、この凹部１２６内に第１の実施形態の接点粒１１９の高さに凹部１２６の深さを加えた高さの接点粒１１９を挿入して固定している。このため、接点粒１１９の厚みを前述した第１の実施形態に比較して厚くすることができるので、接点粒１１９の寿命を長期化することができる。また、接点粒１１９の接点台部１１８上の位置決めが凹部１２６によって行われるので、正確な位置決めを行うことができるとともに、接点粒１１９の組み付け作業を容易に行うことができる。
なお、上記第４の実施形態においては、接点粒１１９の上面が、接点台部１１８の上面より第１の実施形態と同様に突出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、第１の実施形態より突出高さを低くしたり、接点台部１１８の上面と面一に形成したりすることもできる。
【００３９】
次に、本発明の第５の実施形態について図１２及び図１３を伴って説明する。
この第５の実施形態は、前述した第２の実施形態と同様に、第４の実施形態の接点粒にエッジ部を形成しないようにしたものである。
すなわち、第５の実施形態では、図１２及び図１３に示すように、上述した第４の実施形態における接点粒１１９の接点台部１１８から突出した突出部における上面外周縁にＲ面取り部１１９ａを形成したことを除いては上記第４の実施形態と同様の構成を有し、図１０及び図１１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。
【００４０】
この第５の実施形態によると、前述した第２の実施形態と同様に、可動接触子１３０の接点部１３０ａと接触する上面外周縁にＲ面取り部１１９ａが形成されているので、接点粒１１９に鋭いエッジ部が存在することがなく、開極時に発生するアークが前述したローレンツ力によって接点粒１１９から接点台部１１８により円滑に移動させることができる。このため、アークが接点粒１１９に膠着することをより確実に防止することができ、アーク消弧性能をより向上させることができる。
なお、上記第１〜第５の実施形態においては、接点粒１１９を上面視で円形であ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、上面視で楕円形や、長円形とすることができる。
【００４１】
次に、本発明の第６の実施形態について図１４及び図１５を伴って説明する。
この第６の実施形態では、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状接点部１１５における接点台部１１８に形成した凹部１２６内に挿入固定した接点粒１１９の形状を外周側がテーパー面１１９ｂとなる円錐台形状に形成したことを除いては前述した第４の実施形態と同様の構成を有し、図１０及び図１１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６の実施形態によると、接点粒１１９の外周側にテーパー面１１９ｂが形成されているので、開極時に発生したアークを前述したローレンツ力によってテーバー１１９ｂを通って直ちに接点台部１１８に移動させることができ、アークの所定のアーク長への引き延ばし時間をより速くすることができ、アークの消弧性能をより向上させることができる。
【００４２】
次に、本発明の第７の実施形態について図１６及び図１７を伴って説明する。
この第７の実施形態は、前述した第６の実施形態において、接点粒１１９の形状を変更したものである。
すなわち、第７の実施形態では、図１６及び図１７に示すように、接点粒１１９の平面視での形状を長方形状とした扁平な直方体状に形成し、その長手方向がアークの移動方向すなわち可動接触子１３０の幅方向となるようにし、且つ短辺を接点台部１１８のＣ面取り部１１５の近傍まで延長させたことを除いては第１の実施形態と同様の構成を有し、図１４及び図１５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。
【００４３】
この第７の実施形態によると、接点粒１１９を平面視で長方形状とし、その長手方向をアークの移動方向としたので、開極時に発生するアークが前述したローレンツ力によって引き伸ばされたときに、アークが接点粒１１９から直接Ｃ面取り部１２５に移動することになり、アークの伸長をより確実に行うことができる。
なお、上記第７の実施形態においては、接点粒１１９を接点台部１１８の上面に直接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、前述した第４の実施形態と同様に凹部１２６内に接点粒１１９を配置するようにしてもよい。
【００４４】
次に、本発明の第８の実施形態について図１８及び図１９を伴って説明する。
この第８の実施形態は、前述した第１の実施形態において、接点粒１１９の形状を変更したものである。
すなわち、第８の実施形態では、接点粒１１９を平面視で長方形状とした扁平な直方体状に形成し、その長手方向がアークの移動方向すなわち可動接触子１３０の幅方向となるようにし、且つ長手方向両側の短辺を接点台部１１８の両側面まで延長させて、両者の端面を面一としたことを除いては第１の実施形態と同様の構成を有し、図２及び図４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。なお、接点粒１１９の接点台部１１８の先端に両側に対応する位置に接点台部１１８のＲ面取り形状に合わせたＲ面取りが形成されている。
【００４５】
この第８の実施形態によると、接点粒１１９を平面視で長方形状とし、アーク発生部を含む接点台部１１８の先端側を覆うようにし、さらに接点粒１１９の長手方向をアークの移動方向としたので、開極時に発生するアークが前述したローレンツ力によって引き伸ばされたときに、アークが接点粒１１９上を接点台部１１８の側端部まで移動し、次いでアークが接点粒１１９の側端を通ってから接点台部１１８の側端に移動することになり、アークの伸長をより確実に行うことができる。
なお、上記第８の実施形態においては、接点粒１１９を接点台部１１８の上面に直接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、前述した第４の実施形態の凹部１２６に相当する両端部を開放した溝内に接点粒１１９を配置するようにしてもよい。この場合には、接点粒１１９の位置決めを正確に行うことができる。
【００４６】
次に、本発明の第９の実施形態について図２０及び図２１を伴って説明する。
この第９の実施形態は、上記第８の実施形態において接点粒のアーク移動方向の長さを延長したものである。
すなわち、第９の実施形態では、図２０及び図２１に示すように、上述した第８の実施形態において、接点粒１１９の長手方向の端部を接点台部１１８の側端部より外側に延長してアーク移動方向に突出させたことを除いては図１８及び図１９と同様の構成を有し、図１８及び図１９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。なお、接点粒１１９の４隅にはＲ面取りが形成されている。
【００４７】
この第９の実施形態によると、接点粒１１９を平面視で長方形状とし、アーク発生部を含む接点台部１１８の先端側を覆うようにし、さらに接点粒１１９の長手方向の端部をアークの移動方向で接点台部の側端面より外側に突出させたので、開極時に発生するアークが前述したローレンツ力によって引き伸ばされたときに、アークが接点粒１１９上を接点台部１１８の側端面より外側まで移動し、図２０に示すように、アークが接点台部１１８に接することなく伸長される。したがって、接点台部１１８の消耗を確実に防止することができる。
なお、上記第９の実施形態においては、接点粒１１９を接点台部１１８の上面に直接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、前述した第４の実施形態の凹部１２６に相当する両端部を開放した溝内に接点粒１１９を配置するようにしてもよい。この場合には、接点粒１１９の位置決めを正確に行うことができる。
【００４８】
次に、本発明の第１０の実施形態について図２２及び図２３を伴って説明する。
この第１０の実施形態は、上述した第７の実施形態における接点粒１１９の形状を変更するとともに、前述した第４の実施形態と同様に凹部内に配置したものである。
すなわち、第１０の実施形態では、前述した第７の実施形態における接点粒１１９の長手方向の両端側に端部に行くに従い薄くなり端部で接点台部１１８の上面と面一となるテーパー面１１９ｃを形成するとともに、厚みを接点台部１１８に形成した凹部１２６の深さを加えた厚みとし、この接点粒１１９を凹部１２６内に挿入固定したことを除いては第７の実施形態と同様の構成を有し、図１０及び図１１と図１６及び図１７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。
【００４９】
この第１０の実施形態によると、前述した第７の実施形態の接点粒１１９にアークの移動方向の端部に向かうに従い薄くなるテーパー面１１９ｃを形成したので、前述した第７の実施形態に比較して接点粒１１９上のアークのアーク消弧室１４５又は１４６側への移動をより迅速に行わせることができ、アーク消弧性能をより向上させることができる。
なお、上記第１〜第１０の実施形態においては、可動接触子１３０の中央部に凹部１３２を形成する場合について説明したが、可動接触子１３０を、図２４（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。
【００５０】
また、上記実施形態においては、接点装置１００及び電磁石ユニット２００について一例を説明したに過ぎず、接点装置１００及び電磁石ユニット２００の内部構成は任意の構成とすることができる。
また、上記実施形態においては、接点収納ケース１０２及びキャップ２３０で気密室２４０を構成し、この気密室２４０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。
【符号の説明】
【００５１】
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…金属角筒体、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字状接点部、１１６…上板部、１１７…連結板部、１１８…接点台部、１１９…接点粒、１１９ａ…Ｒ面取り部、１１９ｂ，１１９ｃ…テーパー面、１２１…絶縁カバー、１２５…Ｃ面取り部、１２６…凹部、１３０…可動接触子、１３０ａ…接点部、１３１…連結軸、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…アーク消弧室、１４７…樹脂成型材、１４８…高熱伝導率フィラー、１４９…高熱伝導性板、１５０…高熱電導率筒体、１５１…アーク、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
【図１】
2015046373.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2015046373.tif 000019
【図１８】
2015046373.tif 000020
【図１９】
2015046373.tif 000021
【図２０】
2015046373.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2015046373.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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