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技術 接点装置およびこれを使用した電磁接触器

出願人 富士電機株式会社富士電機機器制御株式会社
発明者 鹿志村修磯崎優高谷幸悦柴雄二
出願日 2014年7月7日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2014-139620
公開日 2015年2月12日 (4年7ヶ月経過) 公開番号 2015-028934
状態 特許登録済
技術分野 電磁継電器の構成要素(導電部) 接点(2)
主要キーワード 多角筒体 外部電力供給源 可動プランジャ 円錐テーパ 中央円筒 絶縁筒体 釈放状態 接触スプリング
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (19)

課題

開極時に固定接触子および可動接触子間で発生するアークの一方の根元の速やかな移動を可能とした接点装置およ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は、上板部110a,110b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112a,112bと前記上板部および前記接点台部間を連接する連結板部111a,111bとで互いに対向する内方側を開放したC字状接点部107a,107bを有し、前記連結板部の長さがアークを消弧するために必要なアーク長を確保できる長さに設定され、前記固定接触子の接点台部および前記可動接触子の何れか一方に、他方に形成された第1の接点部120a,120bに向かって延長するアーク誘導柱113a,113bが形成され、該アーク誘導柱の先端に前記第1の接点部に接触可能な第2の接点部114a,114bが形成されている。

概要

背景

電流路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およ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および可動接触子間に発生するアーク消弧するアーク消弧用永久磁石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)。

概要

開極時に固定接触子および可動接触子間で発生するアークの一方の根元の速やかな移動を可能とした接点装置およびこれを使用した電磁接触器を提供する。一対の固定接触子106a,106bは、上板部110a,110b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112a,112bと前記上板部および前記接点台部間を連接する連結板部111a,111bとで互いに対向する内方側を開放したC字状接点部107a,107bを有し、前記連結板部の長さがアークを消弧するために必要なアーク長を確保できる長さに設定され、前記固定接触子の接点台部および前記可動接触子の何れか一方に、他方に形成された第1の接点部120a,120bに向かって延長するアーク誘導柱113a,113bが形成され、該アーク誘導柱の先端に前記第1の接点部に接触可能な第2の接点部114a,114bが形成されている。

目的

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、開極時に固定接触子および可動接触子間で発生するアークの一方の根元の速やかな移動を可能とした接点装置およびこれを使用した電磁接触器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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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およ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、前記連結板部の長さがアーク消弧するために必要とするアーク長を確保するために必要する長さに設定され、前記固定接触子の接点台部および前記可動接触子の何れか一方に、他方に形成された第1の接点部に向かって延長するアーク誘導柱が形成され、該アーク誘導柱の先端に前記第1の接点部に接触可能な第2の接点部が形成されていることを特徴とする接点装置。

請求項2

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およ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、前記連結板部の長さがアークを消弧するために必要とするアーク長を確保するために必要する長さに設定され、前記固定接触子の接点台部および前記可動接触子の双方に、互いに対向してギャップを形成するアーク誘導柱が形成され、該アーク誘導柱の少なくとも一方の自由端に接点部が形成されていることを特徴とする接点装置。

請求項3

前記アーク誘導柱は、接点材料で形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の接点装置。

請求項4

前記アーク誘導柱は、前記固定接触子の接点台部および前記可動接触子の何れか一方に一体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5

前記アーク誘導柱は、前記固定接触子の接点台部および前記可動接触子に一体に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の接点装置。

請求項6

前記第1の接点部および第2の接点部の形状が開極時に発生するアークの再発弧を抑制する形状に設定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7

前記第1の接点部および第2の接点部の形状が開極時に発生するアークの電界強度の低下を抑制する形状に設定されていることを特徴とする請求項1に記載に接点装置。

請求項8

前記接点部およびこれに対向するアーク誘導柱の形状が開極時に発生するアークの再発弧を抑制する形状に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の接点装置。

請求項9

前記接点部およびこれに対向するアーク誘導柱の形状が開極時に発生するアークの電界強度の低下を抑制する形状に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の接点装置。

請求項10

前記請求項1から9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

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およ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およ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および可動接触子間に発生するアーク消弧するアーク消弧用永久磁石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

0003

特開2012−243592号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、固定接触子のC字状部を構成する下板部に上方から可動接触子が接離可能に配置されており、開極時の下板部と可動接触子とが開極に必要なギャップ寸法分離れているだけであるので、アークの根元が移動する距離に限界がある。そのため、アークジェットによる金属蒸気接点ギャップ近傍に停滞することで、伸長したアークが接点ギャップ上の金属蒸気により、再発弧を繰り返してアークの遮断が困難になる場合が生じ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、開極時に固定接触子および可動接触子間で発生するアークの一方の根元の速やかな移動を可能とした接点装置およ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

0005

上記目的を達成するために、本発明に係る接点装置の一態様は、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、前記一対の固定接触子が、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およ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、前記連結板部の長さがアークを消弧するために必要なアーク長を確保できる長さに設定され、前記固定接触子の接点台部および前記可動接触子の何れか一方に、他方に形成された第1の接点部に向かって延長するアーク誘導柱が形成され、該アーク誘導柱の先端に前記第1の接点部に接触可能な第2の接点部が形成されている。

発明の効果

0006

本発明によれば、固定接触子および可動接触子の何れか一方の接点をアーク誘導柱に形成したので、開極時に固定接触子および可動接触子の接点が離間した際に、発生するアークのアーク誘導柱側の根元は接点部間に留まることなく直ちにアーク誘導柱上を移動させてアークを伸長させることができる。したがって、伸長したアークが接点ギッャプ上に戻ることはなく、アーク伸長を継続してアークの遮断を確実に行うことができる。
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、固定接触子および可動接触子間でのアークの停滞を防止して、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できる。

図面の簡単な説明

0007

本発明に係る電磁接触器の外観を示す斜視図である
電磁接触器の外装カバーを外した状態の斜視図である。
本発明の第1の実施形態に係る接点装置を示す図1のA−A線上の断面図である。
接点装置を示す図1のB−B線上の断面図である。
本発明の第2の実施形態に係る接点装置を示す図3と同様の断面図である。
本発明の第2の実施形態に係る接点装置を示す図4と同様の断面図である。
本発明に適用し得る接点構成の第1の変形例を示す側面図である。
本発明に適用し得る接点構成の第2の変形例を示す側面図である。
本発明に適用し得る接点構成の第3の変形例を示す側面図である。
本発明に適用し得る接点構成の第4の変形例を示す側面図である。
本発明に適用し得る接点構成の第5の変形例を示す側面図である。
本発明に適用し得る接点構成の第6の変形例を示す側面図である。
本発明に適用し得る接点構成の第7の変形例を示す側面図である。
本発明に適用し得る接点構成の第8の変形例を示す側面図である。
本発明に適用し得る接点構成の第9の変形例を示す側面図である。
本発明の第3の実施形態に係る接点装置を示す図3と同様の断面図である。
本発明の第3の実施形態に係る接点装置を示す図4と同様の断面図である。
本発明の第3の実施形態における変形例を示す図16と同様の断面図である。

実施例

0008

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外観を示す斜視図、図2図1外装ケースを除いた接点装置および電磁石ユニットの斜視図、図3図1のA−A線上における接点装置の断面図である。図4図1のB−B線上における接点装置の断面図である。
図中、10は電磁接触器であり、この電磁接触器10は図2に示すように接点機構内装した接点装置100と、この接点装置100を駆動する電磁石ユニット200とが一体化された電磁接触器本体300と、この電磁接触器本体300を覆う外装ケース400とで構成されている。
外装ケース400は、図1に示すように、2分割された下部ケース400aと上部ケース400bとで構成されている。

0009

電磁接触器本体300を構成する接点装置100の具体的構成は、図3および図4に示すように、下端面を開放した接点収納ケース101を有する。この接点収納ケース101は、下端面を開放した例えばセラミックス製の筒体で構成されている。
接点収納ケース101内には接点機構105が収納されている。この接点機構105は、左右一対の固定接触子106aおよび106bと、これら固定接触子106aおよび106bの接点部114aおよび114bに接離可能に配置された可動接触子120とを備えている。

0010

左右一対の固定接触子106aおよび106bのそれぞれは、所定間隔を保って左右対象に配置された断面C字状に形成されたC字状接点部107aおよび107bと、これらC字状接点部107aおよび107bの上端接合された外部接続端子108aおよび108bとで構成されている。
C字状接点部107aおよび107bのそれぞれは、外部接続端子108aおよび108bに接続される上板部110aおよび110bと、これら上板部110aおよび110bに対して外側端部連結される連結板部111aおよび111bを介して連結され、上板部110aおよび110bと平行に内方に延長する接点台部112aおよび112bとで構成されている。

0011

ここで、連結板部111aおよび111bの上下方向の長さは後述するように開極時に発生するアークを消弧するために必要なアーク長さを確保する長さに設定されている。
接点台部112aおよび112bには、接点材料で構成された円柱状のアーク誘導柱113aおよび113bが固定されている。このアーク誘導柱113aおよび113bの先端には、可動接触子120に形成された第1の接点部120aおよび120bに所定のギャップを保って対向する第2の接点部114aおよび114bが形成されている。ここで、アーク誘導柱113aおよび113bと第2の接点部114aおよび114bは同一接点材料で構成することが好ましい。

0012

ここで、可動接触子120に形成された第1の接点部120aおよび120bは、図3および図4に示すように、平坦面に形成され、これに対して、アーク誘導柱113aおよび113bの上端に形成された第2の接点部114aおよび114bは、半球状に形成されている。
C字状接点部107aおよび107bの接点台部112aおよび112bを除く側板部および上板部の内周面絶縁カバー109aおよび109bで覆われている。

0013

可動接触子120は、電磁石ユニット200の可動プランジャ(図示せず)に固定された連結軸211に支持された接点板部121を有し、この接点板部121の左右端部が固定接触子106aおよび106bのC字状接点部107aおよび107bの上板部110aおよび110bおよび接点台部112aおよび112b間に挿入されている。連結軸211は、上端に外方に突出するフランジ部211aが形成されている。この連結軸211に下端側から接触スプリング212を挿通し、次いで可動接触子120の貫通孔213を挿通して、接触スプリング212の上端をフランジ部211aに当接させこの接触スプリング212で所定の付勢力を得るように可動接触子120を例えばCリング214によって位置決めする。

0014

この可動接触子120は、釈放状態で、両端の接点部120aおよび120bと固定接触子106aおよび106bの接点部114aおよび114bとが所定ギャップを保って離間した状態となる。また、可動接触子120は、投入位置で、両端下面に形成された接点部120aが固定接触子106aおよび106bのC字状接点部107aおよび107bの接点台部112aおよび112bに形成されたアーク誘導柱113aおよび113bの上端に形成された接点部114aおよび114bに、接触スプリング212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

電磁石ユニット200は、図2に示すように、側面から見て扁平なU字形状磁気ヨーク201を有し、この磁気ヨーク201の底板部201aの中央部にスプール(図示せず)を介して励磁コイル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には、中央部にスプールの中央円筒部に対向する貫通孔が形成されている。
そして、接点収納ケース101内に水素ガス窒素ガス水素および窒素混合ガス、空気、SF6等のガス封入されている。

0016

次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、固定接触子106a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106b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(図示せず)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(図示せず)が復帰スプリング(図示せず)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。
このため、可動プランジャ(図示せず)に連結軸211を介して連結されている接点機構105の可動接触子120の接点部120aが固定接触子106aおよび106bの接点部114aおよび114b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106aおよび106b間の電流路が遮断状態にあり、接点機構105が開極状態となっている。

0017

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(図示せず)を復帰スプリング(図示せず)の付勢力に抗して下方に押し下げる。
このように、可動プランジャ(図示せず)が下降することにより、可動プランジャ(図示せず)に連結軸211を介して連結されている可動接触子120も下降し、その接点部120aが固定接触子106aおよび106bの接点部114aおよび114bに接触スプリング212の接触圧で接触する。

0018

このため、外部電力供給源の大電流が固定接触子106a、可動接触子120、および固定接触子106b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105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(図示せず)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(図示せず)が復帰スプリング(図示せず)の付勢力によって上昇する。

0019

この可動プランジャ(図示せず)が上昇することにより、連結軸211を介して連結された可動接触子120が上昇する。これに応じて接触スプリング212で接触圧を与えている間は可動接触子120が固定接触子106aおよび106bに接触している。その後、接触スプリング212の接触圧がなくなった時点で可動接触子120が固定接触子106aおよび106bから上方に離間する開極状態となる。
この開極状態となると、固定接触子106aおよび106bの接点部114aおよび114bと可動接触子120の接点部120aとの間にアークが発生し、このアークによって電流通電状態が継続される。

0020

このとき、固定接触子106aおよび106bのC字状接点部115の上板部110a,110bおよび連結板部111a,111の少なくとも内周面および側面を覆う絶縁カバー109a,109bが装着されているので、アークを固定接触子106aおよび106bの接点部114aおよび114bと可動接触子120の接点部120a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ると共に、アークをアーク消弧室135a又は135b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。

0021

そして、固定接触子106aおよび106bの半球状の接点部114aおよび114bと可動接触子120の平坦な接点部120aとの間に図4に示すようにアーク130が発生すると、発生したアーク130は図3に示す接点収納ケース101の外表面側における可動接触子120の長手方向の中央部に配置されたアーク消弧用永久磁石131aおよび131bの磁束と、固定接触子106aおよび106bおよび可動接触子120に流れる電流とによって、生じるローレンツ力によって図4に示す可動接触子120の長手方向と直交する方向に形成されたアーク消弧室135aおよび135bに引き伸ばされる。ここで、アーク消弧用永久磁石131aおよび131bは、接点収納ケース101側がN極に、その反対側となる外側がS極に着磁されている。

0022

このとき、固定接触子106aおよび106bでは、接点部114aおよび114bがアーク誘導柱113aおよび113b上に載置されているので、図4で一点鎖線図示のようにアーク130の根元が瞬時にアーク誘導柱113aおよび113bを伝って接点台部112aおよび112bに移動して移動距離を急速に拡大することができる。これに伴って、アークジェットによる金属蒸気が接点ギャップ上に停滞することを確実に防止することができる。したがって、伸長したアーク130が接点ギャップに戻らずにアーク伸長を継続し、アーク遮断移行することができ、アークを確実に遮断することができる。

0023

しかも、アーク誘導柱113aおよび113bを接点部114aおよび114bと同一の接点材料で形成すると、アーク130の根元が接点部114aおよび114bからアーク誘導柱113aおよび113bに移動する際に、アークの根元の移動をスムーズに行うことができ、アークの移動距離の拡大を急速に行うことができる。
さらに、固定接触子106aおよび106bの接点部114aおよび114bが半球状に形成されているので、アーク130の根元の移動をより速やかに行うことができ、アークの再発弧を確実に防止することができる。
また、上記効果を奏する接点装置100を使用して電磁接触器10を構成するので、固定接触子および可動接触子間でのアークの停滞を防止して、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10を提供できる。

0024

次に、本発明の第2の実施形態について図5および図6を伴って説明する。
この第2の実施形態は、アーク誘導柱を可動接触子側に配置したものである。
すなわち、第2の実施形態では、図5および図6に示すように、前述した第1の実施形態において、固定接触子106aおよび106bの接点台部112aおよび112bに形成したアーク誘導柱113aおよび113bと接点部114aおよび114bとを省略して接点台部112aおよび112bに平坦な第1の接点部141aおよび141bを形成している。
一方、可動接触子120には、第1の接点部141aおよび141bに対応する下面位置に、下方に延長する例えば接点材料で形成された円柱状のアーク誘導柱151aおよび151bを配置している。これらアーク誘導柱151aおよび151bの下端に第1の接点部141aおよび141bに対して所定の接点ギャップを介して対向する第1の接点部152aおよび152bを形成している。

0025

その他の構成については前述した第1の実施形態と同様の構成を有し、図2および図3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120側にアーク誘導柱151aおよび151bと第1の接点部152aおよび152bとが設けられている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する。
このため、固定接触子106aおよび106bから可動接触子120が離間する開極時に、固定接触子106aおよび106bの接点台部112aおよび112bに形成された第1の接点部141aおよび141bと、可動接触子120のアーク誘導柱151aおよび151bに設けられた第1の接点部152aおよび152bとの間にアーク130が発生する。

0026

発生したアーク130は、前述した第1の実施形態と同様に、アーク消弧用永久磁石131aおよび131bで発生する磁束と、固定接触子106aおよび106bおよび可動接触子120を流れる電流とによって生じるローレンツ力によってアーク消弧室135a又は135b側へ引き伸ばされる。このとき、可動接触子120側では、アーク130の根元が、図6で一点鎖線図示のように、瞬時に第1の接点部152aおよび152bからアーク誘導柱151aおよび151bを伝って可動接触子120の裏面側に移動して移動距離を急速に拡大できる。これに伴って、アークジェットによる金属蒸気が接点ギャップ上に停滞することを確実に防止することができる。したがって、伸長したアーク130が接点ギャップに戻らずにアーク伸長を継続し、アーク遮断へ移行することができ、アークを確実に遮断することができる。

0027

しかも、アーク誘導柱151aおよび151bを第1の接点部152aおよび152bと同一の接点材料で形成すると、アーク130の根元が第1の接点部152aおよび152bからアーク誘導柱151aおよび151bに移動する際に、アークの根元の移動をスムーズに行うことができ、アークの移動距離の拡大を急速に行うことができる。
さらに、可動接触子120の第1の接点部152aおよび152bが半球状に形成されているので、アーク130の根元の移動をより速やかに行うことができ、アークの再発弧を確実に防止することができる。
なお、上記第1および第2の実施形態においては、第1の接点部120aおよび120b,141aおよび141bを平坦面とし、第2の接点部114aおよび114b,152aおよび152bを半球状に形成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く、接点構成としては任意の構成を適用することができる。

0028

すなわち、例えば第2の実施形態の接点構成の第1の変形例は、図7に示すように、アーク誘導柱151aおよび151bの下端に設けた第1の接点部152aおよび152bを中央部の円形平坦面161とその外周側のR面取り部162とで構成する。この場合には、第1の接点部152aおよび152bのアーク130の発弧領域が円形平坦面161に制限される。このため、アーク130の足がR面取り部162に移動するとアーク130の足が離れやすくなって、アーク発生時の電界強度が大きくなり、再発弧が抑制される。ちなみに、第1の接点部152aおよび152bにエッジ部が形成されていると、このエッジ部にアーク130の足が停滞することになり、アーク足から生じる金属上記等により電界強度の低下が生じ、アーク130の再発弧が繰り返されて遮断性能が低下する。しかしながら、第1の変形例ではR面取り部162によってエッジ部が形成されないので、アーク130が停滞することがないので、電界強度の低下を抑制して、再発弧を抑制することができる。

0029

また、接点構成の第2の変形例は、図8に示すように、アーク誘導柱151aおよび151bの下端に設けた第1の接点部152aおよび152bを、中央部の面積図7に比較して小さい円形平坦面171とこの円形平坦面171から外方に行くに従い高さが低くなる円錐テーパー面172とで構成する。この場合には、円形平坦面171の面積が小さくなるので、アーク130の発弧領域をより狭めることができ、発弧位置が安定することで、アーク遮断時の停滞時間やアーク引き延ばし時間を安定させることができる。

0030

また、接点構成の第3の変形例は、図9に示すように、上述した第2の変形例において、円錐テーパー面172の外周側にR面取り部173を設けた構成とする。この場合には、第2の変形例と同様にアーク130の発弧領域をより狭めることができ、発弧位置が安定することでアーク遮断時の停滞時間やアーク引き延ばし時間を安定させることができると共に、外周側のR面取り部173によってエッジ部が形成されないので、アーク130の足がアーク誘導柱151aおよび151b側へ移動し易くなり、アーク130の迅速な移動を確保することができる。

0031

また、接点構成の第4の変形例は、図10に示すように、前述した第3の変形例において、円形平坦面171を球面部174に変更したものである。この場合には、アーク130の発弧領域を球面部174の最下端部とすることができ、アーク130の発弧領域を最小とすることができる。このため、アーク130の発弧位置がより安定することで、アーク遮断時の停滞時間やアーク引き延ばし時間を安定させることができると共に、外周側のR面取り部173によってエッジ部が形成されないので、アーク130の足がアーク誘導柱151aおよび151b側へ移動し易くなり、アーク130の迅速な移動を確保することができる。

0032

また、接点構成の第5の変形例は、図11に示すように、第1の接点部152aおよび152bは上述した第4の変形例の構成とするが、第1の接点部141aおよび141bを中央部の平坦面181とその外側縁に設けたR面取り部182とで構成している。この場合には、第1の接点部141aおよび141b側でもアーク130の発弧領域を狭めることができると共に、アーク130の足がR面取り部182から接点台部112aおよび112bの下面側へ移動し易くなり、アーク長を短時間で長くすることができる。

0033

また、接点構成の第6の変形例は、図12に示すように、第1の接点部152aおよび152bは上述した第4の変形例の構成とするが、第1の接点部141aおよび141bを中央部の平坦面181を狭めると共に、平坦面181の外側縁から外方に行くに従い高さが低くなるテーパー面183を形成した構成としている。この場合には、第1の接点部141aおよび141b側でもアーク130の発弧領域をより狭めることができ、発弧位置が安定することでアーク遮断時の停滞時間やアーク引き延ばし時間を安定させることができる。

0034

また、接点構成の第7の変形例は、図13に示すように、上述した第6の変形例において第1の接点部141aおよび141bのテーパー面183の外周縁にR面取り部184を形成している。この場合には、第1の接点部141aおよび141bでもエッジ部が形成されることなくアーク130の足を接点台部112aおよび112bの下面側へ迅速に移動させることができる。

0035

また、接点構成の第8の変形例は、図14に示すように、上述した第7の変形例において、第1の接点部141aおよび141bの平坦面181を上に凸の円筒面部185に変更したものである。この場合には、第1の接点部141aおよび141bでもアーク発弧領域を最小とすることができると共に、アーク130が引き伸ばされたときに第1の接点部141aおよび141bから接点台部112aおよび112bの下面側へ迅速に移動させることができる。

0036

また、接点構成の第9の変形例は、前述した第5の変形例において、接点台部112aおよび112bの外側部にR面取り部191を形成したものである。この場合には、接点台部112aおよび112bにもR面取り部191が形成されているので、アーク130の足が接点台部112aおよび112bの平坦面まで回り込むことになり、より長いアーク長を確保することができる。

0037

なお、第5変形例〜第9変形例の第1の接点部141aおよび141bの構成は、前述した第1〜第3の変形例にも適用することができる。
次に、本発明の第3の実施形態を図16および図17について説明する。
この第3の実施形態は、前述した第1の実施形態における可動接触子にも固定接触子106aおよび106bのアーク誘導柱113aおよび113bと同様のアーク誘導柱を設けるようにしたものである。
すなわち、第3の実施形態では、図16および図17に示すように、固定接触子106aおよび106bの第2の接点部114aおよび114bを上端に形成したアーク誘導柱113aおよび113bの高さが前述した第1の実施形態における高さより低い半分程度に設定されている。

0038

一方、可動接触子120の接点板部121における固定接触子106aおよび106bのアーク誘導柱113aおよび113bに対向する両端側下面位置にアーク誘導柱113aおよび113bと同様の円柱状のアーク誘導柱190aおよび190bが固定されている。これらアーク誘導柱190aおよび190bは、アーク誘導柱113aおよび113bに形成された第2の接点部114aおよび114bと対面する下面が半球状に形成されている。
アーク誘導柱113aおよび113bの第2の接点部114aおよび114bとアーク誘導柱190aおよび190bとの間には、電磁石ユニット200が釈放状態にあるときに、固定接触子106aおよび106b間の電流路が遮断状態となる接点機構105が開極状態となるように所定長さのギャップが形成されている。

0039

図16および図17において、上記以外の構成については前述した図3および図4と同様の構成を有し、図3および図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3の実施形態によると、固定接触子106aおよび106bに固定したアーク誘導柱113aおよび113bと同様に可動接触子120にもアーク誘導柱190aおよび190bを形成している。
このため、電磁石ユニット200の励磁コイル208を励磁状態として可動プランジャ(図示せず)を復帰スプリング(図示せず)の付勢力に抗して下方に押し下げて可動接触子120を下降させると、アーク誘導柱190aおよび190bの半球部が固定接触子106aおよび106bのアーク誘導柱113aおよび113bに形成された第2の接点部114aおよび114bに接触スプリング132の接触圧で接触する。したがって、外部電力供給源の大電流が固定接触子106a、可動接触子120、および固定接触子106bを通じて負荷に供給される閉極状態となる。

0040

この接点機構105の閉極状態から、電磁石ユニット200の励磁コイル208の励磁を停止することにより、前述した第1の実施形態と同様に、可動接触子120が上方に復帰し、これによって固定接触子106aおよび106bのアーク誘導柱113aおよび113bに形成された第2の接点部114aおよび114bから可動接触子120のアーク誘導柱190aおよび190bの半球部が上方に離間し、接点機構105が開極状態となる。
この開極状態となると、固定接触子106aおよび106bの接点部114aおよび114bと可動接触子120のアーク誘導柱190aおよび190bの半球状部との間に図17に示すようにアーク130が発生すると、発生したアーク130は図17に示す接点収納ケース101の外表面側における可動接触子120の長手方向の中央部に配置されたアーク消弧用永久磁石131aおよび131bの磁束と、固定接触子106aおよび106bおよび可動接触子120に流れる電流とによって生じるローレンツ力によって図17に示す可動接触子120の長手方向と直交する方向に形成されたアーク消弧室135aおよび135bの何れかに引き伸ばされる。ここで、アーク消弧用永久磁石131aおよび131bは、接点収納ケース101側がN極に、その反対側となる外側がS極に着磁されている。

0041

このとき、固定接触子106aおよび106bでは、接点部114aおよび114bがアーク誘導柱113aおよび113b上に載置されているので、図17で一点鎖線図示のようにアーク130の根元が瞬時にアーク誘導柱113aおよび113bを伝って接点台部112aおよび112bに移動して移動距離を急速に拡大することができる。
同様に、可動接触子120でもアーク誘導柱190aおよび190bが形成されているので、図17で一点鎖線図示のようにアーク130の根元が瞬時にアーク誘導柱190aおよび190bを伝って接点板部121に移動して移動距離を急速に拡大することができる。
これに伴って、アークジェットによる金属蒸気が接点ギャップ上に停滞することを確実に防止することができる。したがって、伸長したアーク130が接点ギャップに戻らずにアーク伸長を継続してアーク遮断へ移行することができ、アークを確実に遮断することができる。

0042

しかも、固定接触子106aおよび106bの接点部114aおよび114bが半球状に形成されているので、アーク130の根元の移動をより速やかに行うことができ、アークの再発弧を確実に防止することができる。同様に、可動接触子120のアーク誘導柱190aおよび190bでも第2の接点部114aおよび114bに対向する端面が半球状に形成されているので、アーク130の根元の移動をより速やかに行うことができ、アークの再発弧を確実に防止することができる。
なお、上記第3の実施形態においては、固定接触子106aおよび106bのアーク誘導柱113aおよび113bにのみ第2の接点部114aおよび114bを形成した場合について説明した。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではなく、図18に示すように、可動接触子120のアーク誘導柱190aおよび190bの第2の接点部114aおよび114bに対向する位置に例えば半球状の第1の接点部191aおよび191bを形成するようにしてもよい。

0043

また、第3の実施形態においては、接点部又はアーク誘導柱の自由端が半球状に形成されてい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7図15に示すように種々の形状を適用することができる。
また、上記第1〜第3の実施形態においては、第2の接点部114a,114b、第1の接点部152a,152b、および第1の接点部191a,19bの材質には限定していないが、これら接点部については、Cu、CuW、アルミナ分散銅、AgWなどの任意の接点材料を適用することができる。また、アーク誘導柱113a,113b、151a、151bおよび190a,190bについては、上述した接点部と同じ材料で形成したり、異なる接点材料や異なる導電材料で形成するようにしてもよい。

0044

さらに、アーク誘導柱とこれが固定される固定接触子および可動接触子の少なくとも一方とは一体に形成するようにしてもよく、別体に形成して一体化するようにしてもよい。
また、上記第1〜第3の実施形態においては、アーク誘導柱113a,113b,151a,151bおよび190a,190bが円柱状に形成されてい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、三角柱、五角柱等の多角柱円筒体多角筒体を適用することができる。
また、上記第1〜第3の実施形態においては、接点装置100および電磁石ユニット200について一例を説明したに過ぎず、接点装置100および電磁石ユニット200の内部構成は任意の構成とすることができる。
また、上記第1〜第3の実施形態においては、接点収納ケース101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。

0045

10…電磁接触器、100…接点装置、101…接点収納ケース、106a,106b…固定接触子、107a,107b…C字状接点部、110a,110b…上板部、111a,111b…連結板部、112a,112b…接点台部、113a,113b…アーク誘導柱、114a,114b…第2の接点部、120…可動接触子、120a,120b…第1の接点部、130…アーク、135a,135b…アーク消弧室、141a,141b…第1の接点部、151a,151b…アーク誘導柱、152a,152b…第1の接点、161…円形平坦面、162…R面取り部、171…円形平坦面、172…円錐テーパー面、173…R面取り部、174…球面部、181…平坦面、182…テーバー面、183…R面取り部、184…円筒面部、190a,190b…アーク誘導柱、191a,191b…第1の接点部、200…電磁石ユニット

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