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技術 接点装置およびこれを利用した電磁接触器

出願人 富士電機機器制御株式会社
発明者 小西弘純田嶋友樹足立日出央中康弘高谷幸悦
出願日 2017年1月11日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2017-002287
公開日 2018年7月19日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2018-113139
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 補助固定 アーク移動 煙突状 シール接合 接触スプリング 電磁石ユニット 外側角 絶縁ゴム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年7月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

主接点部で発生したアークが主接点部と蓋板部と絶縁ケースの間に入り込み、補助端子に接触するのを抑制する。

解決手段

一対の主固定接触子11および主可動接触子12を備えた主接点機構と、主接点機構と異なる位置に配置される補助固定接触子21および補助可動接触子22とを備えた補助接点機構と、主可動接触子12と補助可動接触子22とを連動させる可動軸40と、補助固定接触子21と電気的に接続された棒状の補助端子31と、補助端子31が貫通する孔32を有する蓋板部8と、主接点機構と補助接点機構が収納されると共に主接点機構と補助端子31とを隔離する補助端子ケース部34を有する絶縁ケース、およびこれらを外包し蓋板部8と接合された筒体7から構成された接点装置で、蓋板部8と補助端子ケース部34との境界には互いに嵌合する嵌合部が形成されている。

概要

背景

電磁開閉器には、例えば特許文献1に示すように、高電流通電および遮断を行う主接点機構と、主接点機構に連動した補助接点機構を持つものがある。このような電磁開閉器は、補助接点機構に検出回路を接続することで主接点機構の通電状態を把握することができる。

概要

主接点部で発生したアークが主接点部と蓋板部と絶縁ケースの間に入り込み、補助端子に接触するのを抑制する。一対の主固定接触子11および主可動接触子12を備えた主接点機構と、主接点機構と異なる位置に配置される補助固定接触子21および補助可動接触子22とを備えた補助接点機構と、主可動接触子12と補助可動接触子22とを連動させる可動軸40と、補助固定接触子21と電気的に接続された棒状の補助端子31と、補助端子31が貫通する孔32を有する蓋板部8と、主接点機構と補助接点機構が収納されると共に主接点機構と補助端子31とを隔離する補助端子ケース部34を有する絶縁ケース、およびこれらを外包し蓋板部8と接合された筒体7から構成された接点装置で、蓋板部8と補助端子ケース部34との境界には互いに嵌合する嵌合部が形成されている。

目的

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

所定の間隔で離間している一対の主固定接触子および該主固定接触子と接離可能に支持された主可動接触子を備えた主接点機構と、前記主接点機構と異なる位置に配置されて所定の間隔で離間している補助固定接触子、および前記補助固定接触子と接離可能に支持された補助可動接触子とを備えた補助接点機構と、前記主可動接触子と前記補助可動接触子とを連動させる可動軸と、前記補助固定接触子と電気的に接続された棒状の補助端子と、前記補助端子が貫通する孔を有する蓋板部と、前記主接点機構と前記補助接点機構が収納されると共に前記主接点機構と前記補助端子とを隔離する補助端子ケース部を有する絶縁ケース、および前記絶縁ケースを外包し前記蓋板部と接合された筒体から構成され、前記蓋板部と前記補助端子ケース部との境界には互いに嵌合する嵌合部が形成されている接点収納部と、からなる接点装置

請求項2

前記絶縁ケースは、前記主接点機構を収容する主接点ケースと前記補助接点機構を収容する補助接点ケースとから構成され、前記蓋板部に対して前記主接点ケース、前記補助接点ケースの順に前記筒体に収容され、前記補助端子ケース部が前記主接点ケースに形成された請求項1に記載の接点装置。

請求項3

前記補助端子ケース部は、前記主接点ケース部の前記筒体に沿った壁部に形成された請求項2に記載の接点装置。

請求項4

前記嵌合部は、前記蓋板部側は凹部、前記絶縁ケース側は凸部となっていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の接点装置。

請求項5

前記凸部は、前記補助端子の外周を覆う煙突形状であることを特徴とする請求項4に記載の接点装置。

請求項6

前記嵌合部の周囲には絶縁部材を介挿していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の接点装置。

請求項7

前記絶縁部材は筒形状であることを特徴とする請求項6に記載の接点装置。

請求項8

前記絶縁部材は、一端に鍔部を形成していることを特徴とする請求項7に記載の接点装置。

請求項9

請求項1乃至8のいずれか一項に記載の接点装置を備えた電磁接触器

技術分野

0001

この発明は、電流路開閉を行う接点装置およびこの接点装置を備えた電磁接触器に関する。

背景技術

0002

電磁開閉器には、例えば特許文献1に示すように、高電流通電および遮断を行う主接点機構と、主接点機構に連動した補助接点機構を持つものがある。このような電磁開閉器は、補助接点機構に検出回路を接続することで主接点機構の通電状態を把握することができる。

先行技術

0003

US2008/0084260

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、特許文献1に記載の電磁接触器は、主接点機構と補助接点機構は直接連結されていないため、主接点機構の固定接触子可動接触子溶着した場合に検知することが難しい。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するために、本発明の一態様に関わる接点装置は、所定の間隔で離間している一対の主固定接触子および該主固定接触子と接離可能に支持された主可動接触子を備えた主接点機構と、前記主接点機構と異なる位置に配置されて所定の間隔で離間している補助固定接触子、および前記補助固定接触子と接離可能に支持された補助可動接触子とを備えた補助接点機構と、前記主可動接触子と前記補助可動接触子とを連動させる可動軸と、前記補助固定接触子と電気的に接続された棒状の補助端子と、前記補助端子が貫通する孔を有する蓋板部と、前記主接点機構と補助接点機構が収納されると共に前記主接点機構と前記補助端子とを隔離する補助端子ケース部を有する絶縁ケース、および前記絶縁ケースを外包し前記蓋板部と接合された筒体から構成され、前記蓋板部と前記補助端子ケース部との境界には互いに嵌合する嵌合部が形成されている接点収納部と、からなる。

発明の効果

0006

本発明に関わる一態様によれば、主接点機構の固定接触子と可動接触子の溶着を確実に検知することができる。
さらに、主接点部と蓋板部と絶縁ケースの間に形成される隙間との沿面距離をより長くすることができるので、主接点部で発生したアークが補助端子に接触するのを抑制することができる。

図面の簡単な説明

0007

本発明に関わる接点装置を有する電磁接触器の第1実施形態の断面図である。
第1実施形態の電磁接触器の断面図である。
本発明に関わる接点装置の分解斜視図である。
本発明に関わる接点装置の補助端子を示す斜視図である。
本発明に関わる接点装置の補助端子を示す断面図である。
図5におけるX部の拡大図である。
本発明に関わる接点装置の第2実施形態を示す図3と同様の分解斜視図である。
本発明に関わる接点装置の第2実施形態を示す図6と同様の断面図である。
本発明に関わる接点装置の第3実施形態を示す図6と同様の断面図である。
本発明に関わる接点装置の第3実施形態の変形例を示す図6と同様の断面図である。

実施例

0008

次に、図を参照して本発明の実施形態を説明する。
[第1実施形態]
本発明に関わる第1実施形態を図1図6を参照して説明する。

0009

電磁接触器1は、図1図2に示すように、接点機構を有した接点装置2と、接点機構を駆動する電磁石ユニット3を有する。

0010

接点装置2は、主接点機構4と補助接点機構5を収納する接点収納部6を備えている。接点収納部6は、金属製の外側角筒体7と、外側角筒体7の上端閉塞する例えばセラミックスなどの絶縁材料製の蓋板部8と、外側角筒体7に収納される絶縁ケース9で構成されている。

0011

外側角筒体7は、蓋板部8とは反対側の端部にフランジ部7aが形成されており、後述する上部磁気ヨーク52にシール接合によって固定される。

0012

蓋板部8は、平板状に形成され、中央部には、後述する一対の主固定接触子11A、11Bを個別に支持する貫通孔長手方向に所定間隔を保って形成されている。
また、後述する二対の補助端子31A、31Bおよび31C、31Dも一対の主固定接触子11A、11Bと平行になるよう長手方向に所定間隔を保って蓋板部8に配置されており、この補助端子31A、31B、31C、31Dは蓋板部8に設けられた補助端子用貫通孔32A、32B、32C、32Dに挿通されて固定される。二対の補助端子31A、31Bおよび31C、31Dは、それぞれ蓋板部8の短手方向に所定間隔を保って配置されている。蓋板部8裏面側では、それぞれの補助端子用貫通孔32の周辺に凹部33が形成されている。

0013

絶縁ケース9は、主接点機構4を収容する主接点ケース10と補助接点機構5を収容する補助接点ケース20を軸方向に直列に配置して形成されている。

0014

主接点機構4は、一対の主固定接触子11A、11Bと、これら一対の主固定接触子11A、11Bと接離可能に支持された主可動接触子12とで構成されている。

0015

主固定接触子11は、蓋板部の貫通孔に挿通されてロウ付け溶接等により、気密状態で固定されている。主接点ケース10内に突出した端部には、接点部を有している。

0016

主可動接触子12は、接点収納部6の長手方向に延長した板状の導電性材料で形成され、後述する可動軸40に支持されて軸方向に可動可能に配設されている。主可動接触子12の下側には、可動軸40に形成されたスプリング受け部41との間に接触スプリング42が介挿され、これによって上方に押圧されている。

0017

主接点機構4を収容する主接点ケース10は、上端を開放した桶状体となっている。底板部10aには、主固定接触子11および主可動接触子12の接点部周辺を補助接点ケース20側に凹ませてなるアーク消弧用凹部10bが形成されている。また、底板部10aの中心部には貫通孔が形成され、可動軸40が挿通される。
そして、主接点ケース10の壁面には補助端子ケース34が形成されている。この補助端子ケース34の一端には、図3図5に示すように、主接点ケース10の壁面高さより突出する凸部35が形成されており、この凸部35は、蓋板部8の裏面に形成された凹部33と組立時に嵌合する。

0018

補助接点機構5は、補助接点ケース20に収容され、例えば四つの補助固定接触子21A〜21Dと、これら補助固定接触子21A〜21Dと接離可能に支持された二つの補助可動接触子22A、22Bを有する。

0019

補助固定接触子21は、例えばバネ材で作られていて、図3に示すように、接点板部21aと弾性板部21bとこれらを連結する連結板部21cで略U字状に形成されている。そして、補助接点ケース20内には補助固定接触子保持部23が設けられ、この補助固定接触子保持部23に形成された補助固定接触子保持孔23aに補助固定接触子21が挿入されて保持される。このとき、接点板部21aは補助固定接触子保持部23の壁部23bに沿って延長し、補助可動接触子22と対向する位置に配置され、弾性板部21bは壁部23bを挟んで接点板部21aと平行に延長する。連結板部21cは壁部23bを跨いで接点板部21aの一端と弾性板部21bの一端を連結する。

0020

また、補助固定接触子の弾性板部21bは、図4図5に示すように、補助端子31と接続される。補助端子31は導電性の金属でピン状に形成されており、蓋板部8の補助端子用貫通孔32から挿入され、補助端子ケース34を通じ、先端が補助固定接触子の弾性板部21bに接触する。

0021

補助可動接触子22を保持する補助可動接触子保持部24は、絶縁材料で形成され、円筒部24aと、該円筒部24aの外側に形成された接点収納部24bを備えている。接点収納部24bには、主可動接触子12と並行になるように補助可動接触子22A、22Bが配置され、それぞれが個別に接圧スプリング(不図示)によって上下方向のどちらかに押圧されている。本実施形態では、補助固定接触子21Aと21B、および補助可動接触子22Aで常開接点が構成され、補助固定接触子21Cと21Dおよび補助可動接触子22Bで常閉接点が構成されている。
補助可動接触子保持部24は、主接点ケース10に形成されたアーク消弧用凹部10bの間に配置される。円筒部24aの中心には可動軸40が貫通されて固定され、可動軸40は補助接点ケース20の底板部に形成された貫通孔を挿通している。これによって補助可動接触子保持部24は主可動接触子12と連動して軸方向に可動可能となっている。

0022

電磁石ユニット3は、下部磁気ヨーク51と下部磁気ヨーク51の開放端を連結する板状の上部磁気ヨーク52とを有する。上部磁気ヨーク52の底面側には円筒状の固定鉄心53が固定配置され、固定鉄心53の上部磁気ヨーク52とは反対側には円筒状の可動鉄心54が軸方向に可動可能に配置される。固定鉄心53と可動鉄心54の間にはスプリング55が介挿され、可動鉄心54が固定鉄心53から離れる方向に付勢されている。また、主可動接触子12および補助可動接触子保持部24を支持している可動軸40は、固定鉄心53の中心に形成された貫通孔を挿通して、一端が可動鉄心54に固定される。
そして、固定鉄心53および可動鉄心54は有底筒状キャップ56に覆われており、キャップ56の一端は上部磁気ヨーク52の下面側に気密状態で接合される。そして、上述のように外側角筒体のフランジ部7aが上部磁気ヨーク52の上面に気密接合されることにより、接点収納部6とキャップ56とで密封された接点装置2が構成される。密封された接点装置2内には、例えば水素などのアーク消弧用ガス封入される。
キャップ56の外周側にはスプール57が配置され、スプール57には励磁コイル58が巻装されている。

0023

次に、上記第1実施形態の動作を説明する。

0024

例えば、固定接触子11Aが大電流を供給する電力供給源に接続され、固定接触子11Bが負荷に接続されているものとする。

0025

このとき、電磁石ユニット3における励磁コイル58は非励磁状態にあり、電磁石ユニット3に連結された可動軸40は上昇していない。

0026

非励磁状態では、可動軸40に支持された主可動接触子12は、固定接触子11A、11Bから離間し、両接点間は電気的に切り離されている開極状態にある。

0027

また、補助接点機構5では、補助可動接触子22Aは、補助固定接触子21A、21Bから離間し、開極状態となっている。一方、補助可動接触子22Bは補助固定接触子21C、21Dと接触状態にあり、通電されて閉極状態となっている。

0028

励磁コイル58に通電すると、電磁石ユニット3で励磁力を発生させて、可動鉄心54が復帰スプリング55の付勢力に抗して固定鉄心53側に上昇する。これにより、可動鉄心54に連結された可動軸40が押し上げられる。

0029

これに応じて、可動軸40に連結された主可動接触子12が上方に移動し、主固定接点11A、11Bに接触スプリング42の接触圧で接触し、通電状態となる。

0030

また、補助接点機構5では、補助可動接触子22Aは補助固定接触子21A、21Bと接触して閉極状態となる。一方、補助可動接触子22Bは補助固定接触子21C、21Dと離間し、開極状態となる。

0031

この主接点機構4の通電を遮断する場合には、励磁コイル58への通電を停止する。これにより、電磁石ユニット3は非励磁状態となり、可動鉄心54は復帰スプリング55の付勢力によって押圧されて固定鉄心53から離間する。同時に可動軸40も下降するので、主接点機構4は開極状態、二組の補助接点機構5は一方が開極状態、もう一方は閉極状態となる。

0032

主接点機構4が開極状態となったとき、主固定接点11および主可動接点12間でアークが発生する。発生したアークは、主接点ケース10の外側に配置されたアーク消弧用永久磁石(不図示)によって引き伸ばされる。このとき、主接点ケース10の底板部10aにアーク消弧用凹部10bが形成されているので、アーク長をより伸長させることができ、遮断性能を向上させることができる。

0033

加えて、補助端子ケース34の上端に段差が形成されたことで主接点ケース10の壁面の高さよりも高くなっているので、蓋板部8と補助端子ケース34の隙間とアーク発生部の沿面距離はより長くなり、アークが隙間に侵入して補助端子31と接触するのを抑制できる。

0034

なお、本実施形態の補助接点機構は、補助固定接触子21Aと21B、および補助可動接触子22Aで常開接点、補助固定接触子21Cと21Dおよび補助可動接触子22Bで常閉接点が構成されているが、これに限らず、二組の常開接点もしくは常閉接点で構成しても良い。
[第2実施形態]
次に、本発明に関わる第2実施形態を図7図8を参照して説明する。

0035

第2実施形態に関わる電磁接触器では、補助端子ケース34の凸部を貫通部34aの周囲のみに設け、煙突形状としている。

0036

すなわち、前述した第1実施形態における図6の構成において、補助端子ケース34全体を主接点ケース10の壁面より突出させていたのを、補助端子ケース34に形成された補助端子貫通部34aの周辺だけ円筒形状に突出させた煙突部36を形成した。これに応じて、蓋板部8の裏面に形成した凹部も補助端子用貫通孔32の周囲に限定して円形に抜き、煙突部36が嵌合する凹部37を形成した。

0037

その他の構成については、上述した第1実施形態と同様の構成を有しているので、対応部分には同一の符号を付し、詳細説明は省略する。

0038

このように段差部を煙突状としたことにより、第1実施形態と同様に補助端子ケース34の上端が主接点ケース10の壁面の高さよりも高くなっているので、蓋板部8と補助端子ケース34の隙間とアーク発生部の沿面距離はより長くなり、アークが隙間に侵入して補助端子31と接触するのを抑制できる。また、アークが蓋板部8と補助端子ケース34の間の隙間にアークが侵入しても、補助端子31に至るまでの経路が煙突部36に遮られてアーク移動距離が長くなるので、補助端子31がアークと接触して短絡するのをさらに抑制できる。

0039

なお、この煙突部36は円筒形に限らない。同じように、凹部37も円形に限らず、煙突部36に対応する形状であれば良い。
[第3実施形態]
次に、本発明に関わる第3実施形態を図9を参照して説明する。
第3実施形態では、蓋板部8と補助端子ケース34の間に絶縁部材を介挿して、より絶縁性を高めている。

0040

例えば、前述した第2実施形態における図7の構成において、補助端子ケース34の煙突部36と蓋板部8の凹部37の間に円筒形の絶縁ゴム38を介挿して補助端子31を囲むように配置することで、アークから補助端子31を保護したものである。

0041

この第3実施形態によると、煙突部36の周囲を絶縁ゴム38で囲むので、第2実施形態に関わる消弧室の絶縁性をさらに向上することができ、短絡を阻止することができる。
この第3実施形態では円筒状の絶縁ゴムについて説明したが、図10に示すように、絶縁ゴム38の一端に鍔部38aを形成すると、蓋板部8と補助端子ケース34間の隙間を埋めることができ、より絶縁性を高めることができる。つまり、段差部周辺に絶縁物を配置することで補助端子31をアークから保護することができるので、主接点部と補助端子との絶縁をより強化することができる。
なお、この絶縁ゴム38は円筒形に限らず、煙突部36に対応する形状であれば良い。

0042

1電磁接触器
2接点装置
3電磁石ユニット
4主接点機構
5補助接点機構
6接点収納部
7外側角筒体
8蓋板部
9絶縁ケース
10主接点ケース
11主固定接触子
12主可動接触子
20補助接点ケース
21補助固定接触子
22補助可動接触子
23 補助固定接触子保持部
24 補助可動接触子保持部
31補助端子
32 補助端子用貫通孔
33,37 凹部
34 補助端子ケース
35 凸部
36煙突部
38絶縁ゴム
40可動軸
51 下部磁気ヨーク
52 上部磁気ヨーク
53固定鉄心
54可動鉄心
55復帰スプリング
56キャップ
57スプール
58 励磁コイル

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