JP5990028B2 - 接点装置及びこれを使用した電磁開閉器 - Google Patents
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Description
例えば、所定距離だけ離間して配設されたそれぞれ固定接点を有する一対の固定接触子と、これら一対の固定接触子に接離自在に配設された左右端に可動接点を有する可動接触子と、可動接触子を駆動する電磁石装置と、可動接触子及び固定接触子を収納する囲み部材とを備え、囲み部材の外側に可動接触子と平行にアーク消弧用の永久磁石を配置した電磁開閉装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
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及び可動接触子間に発生するアークを容易に消弧することができる接点装置及びこれを使用した電磁開閉器を提供することを目的としている。
この第2の態様によると、開極時に発生したアークの足が可動接触子の角部に達したときに、アークランナーを伝って下方に確実に移動されることになり、遮断性能を向上させることかできる。
また、本発明に係る接点装置の第3の形態は、前記アークランナーが、断面逆U字状に形成されている。
また、本発明に係る接点装置の第4の態様は、前記アークランナーが、前記可動接触子の前記一対の固定接触子とは反対側の突出部が内方に傾斜されている。
この第4の態様は、アークランナーの可動接触子における固定接触子とは反対側で内方に傾斜しているので、アークの足を可動接触子の下側に拡げることができ、アーク消弧スペースを拡大して容積の有効利用を行うことができる。
この第5の態様によると、アークランナーが可動接触子の下側で外方に傾斜されているので、アークの足を広がり易い方向へ延ばして、固定接触子のアーク足との距離を広げることができる。
また、本発明に係る接点装置の第6の態様は、前記アークランナーは、前記可動接触子の前記一対の固定接触子とは反対側の突出部が外方に突出延長されている。
この第6の態様によると、アークランナーによってアークの足を外側に広げて固定接触子のアーク足との距離を広げることができる。
この構成によると、簡単な構成で開極時に発生するアークを確実に消弧して遮断性能を向上することができる電磁開閉器を提供することができる。
また、上記効果を有する接点装置を電磁開閉器に適用することにより、簡易な構成で開極時に発生するアークを容易に消弧して遮断性能を向上することができる電磁接触器、電磁継電器等の電磁開閉器を提供することができる。
図1は本発明の接点装置を電磁開閉器としての電磁接触器に適用した場合の一例を示す断面図である。この図1において、1は例えば合成樹脂製の外装ケースである。この外装ケース1は、下端面が開放された有底筒体1aと、この有底筒体1aの下端面を閉塞する底板1bとで構成されている。
外装ケース1内には、接点機構を配置した接点装置2と、この接点装置2を駆動する電磁石装置としての電磁石ユニット3とが電磁石ユニット3を底板1b上に配置した関係で収納されている。
この固定接触子6a,6bのそれぞれは、上部側の大径頭部7とこの大径頭部7と同軸的に連接された下部側の小径円柱部8とで構成されている。
これら固定接触子6a,6bが小径円柱部8を桶状体4aの貫通孔5a,5b内に挿通した状態で桶状体4aにロウ付けや接着剤等によって貫通孔5a,5bを密封するように固定されている。
さらに、固定接触子6a,6bの大径頭部7には外部接続端子板15a,15bがビス止めされている。
また、桶状体4aの可動接触子11の長手方向と直交する側面に対向する内周面に図3に示すように、磁石収納筒部16a及び16bが形成され、これら磁石収納筒部16a及び16b内にアーク消弧用永久磁石17a及び17bが収納されている。これらアーク消弧用永久磁石17a及び17bは、互いに対向する内周面側がN極に、外周面側がS極に着磁されている。
そして、桶状体4a、接合部材4b及び金属筒体4cで構成される消弧容器4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。
電磁石ユニット3は、側面から見てU字形状の磁気ヨーク21を有し、この磁気ヨーク21の底板部21aの中央部に下端を開放した円筒部21bが形成されている。この磁気ヨーク21の上面側が上部磁気ヨーク22によって連接されている。
可動鉄心25には、中心部に連結軸28が嵌合され、この連結軸28の頭部が上部磁気ヨーク22に形成された貫通孔29を通じて上方に延長され、接触子ホルダ13に連結されている。
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、外部接続端子板15aが例えば大電流を供給する電力供給源に接続され、外部接続端子板15bが負荷に接続されているものとする。
このため、外部電力供給源の大電流iが外部接続端子板15a、固定接触子6a、可動接触子11、固定接触子6b及び外部接続端子板15bを通じて負荷に供給される閉極(投入)状態となる。
この接点装置2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3の励磁コイル23への電圧印加を停止する。
したがって、アーク消弧用永久磁石17a及び17bの磁束がともに固定接触子6a及び可動接触子11間と、固定接触子6b及び可動接触子11間を可動接触子11の長手方向で互いに逆方向に横切ることになる。
また、消弧空間18bでは、その下方側及び上方側で、固定接触子6a及び可動接触子11間の磁束の向きが均等であり、アークの伸長により、電流向きが異なる。このため、電流の向きによって、アーク消弧空間18bに引き伸ばされたアークがアーク消弧空間18bの隅の方向へさらに広がるように引き伸ばされ、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。
また、アーク消弧空間18b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6b及び可動接触子11間の磁束の向きが均等であり、アークの伸長によって、電流の向きが異なる。このため、電流の向きによってアーク消弧空間18bに引き伸ばされたアークがアーク消弧空間18b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。
そして、可動接触子11が固定接触子6a及び6bから離間し始めてアークが発生すると、前述したようにアーク消弧用永久磁石17a及び17bの磁力によって、アークが電流の向きによって消弧空間18a又は18bに引き伸ばされる。
このように、上記第1の実施形態によると、可動接触子11の長手方向と直交する側面側にテーパー面12a及び12bでなるアーク足移動促進部12を形成したので、可動接触子11が固定接触子6a及び6bから離間する開極時に発生するアークの可動接触子側の足をテーパー面12a(又は12b)に沿って容易に移動させることができる。このため、可動接触子11と固定接触子6a及び6bとの間に生じるアーク足間の距離を長くして電界強度が高まり、再発弧を防止してアークの消弧を早め遮断性能を向上させることができる。
なお、上記第1の実施形態においては、固定接触子6a,6bの可動接触子11と対向する部位を小径円柱部8と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、図5に示すように、固定接触子6a及び6bの可動接触子11と対向する接点部を球面状又は円筒面状の湾曲面41に形成するようにしてもよい。この場合には、固定接触子6a及び6b側でもアークの足が上方側に移動することになり、アーク足間の距離をより長くすることができ、より確実にアークを消弧して遮断性能をより向上させることができる。
この第2の実施形態では、アーク足移動促進部として傾斜面に代えてアークランナーを設けるようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、図7に示すように、断面長方形の可動接触子11の長手方向と直交する方向の側面を覆い、可動接触子11の下面より下方に延長するアークランナー51a及び52bを固定している。ここで、アークランナー51a及び51bのそれぞれは、タングステン(W)や銀(Ag)等の耐アーク性を有するものや、銅(Cu)などの電導性を有する金属材料で形成してもよい。
この第2の実施形態によると、前述した第1の実施形態と同様に、可動接触子11が固定接触子6a及び6bから離間する開極時に、可動接触子11及び固定接触子6a及び6b間に発生するアークがアーク消弧用永久磁石17a及び17bの磁力によってアーク消弧空間18a(又は18b)側に引き伸ばされる。
さらに、図12に示すように、可動接触子11の下側のアークランナー56a及び56bを直角方向に外側に折り曲げて外方に突出させるようにしてもよい。この場合にも図11と同様に、可動接触子11の下面側でアークの広がり易い方向にアーク足を移動させることができ、アーク足の移動を確実に行ってアークの消弧を容易に行うことができる。
また、上記第1及び第2の実施形態においては、アーク消弧用永久磁石17a及び17bを桶状体4aの内側に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く、アーク消弧用永久磁石17a及び17bを桶状体4aの外側に可動接触子11と平行に配置するようにしてもよい。
さらに、上記第1及び第2の実施形態においては、消弧容器4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、遮断する電流値が少ない場合にはガスの封入を省略することができる。
さらに、上記第1及び第2の実施形態においては、可動接触子11が固定接触子6a及び6bに下側から対向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、固定接触子6a及び6bの接点部を消弧容器4の下側に配置し、これら接点部に対して上側から可動接触子11を対向させるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、本発明の接点装置2を電磁接触器に適用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、電磁継電器や他の電磁開閉器を含む任意の開閉器に適用することができる。
Claims (7)
- 消弧室内に所定間隔を保って固定配置された一対の固定接触子と、
該一対の固定接触子に対して接離可能に配設された可動接触子と、
前記固定接触子と前記可動接触子の開閉方向と直交し、且つ当該可動接触子の長手方向と直交する方向にアークを駆動させるアーク消弧用永久磁石とを備え、
前記可動接触子に、前記一対の固定接触子から離間する開極時に発生するアークの足の当該固定接触子から離れる方向への移動を促進するアーク足移動促進部を形成し、
前記アーク足移動促進部は、前記可動接触子の長手方向と直交する両側面から、前記一対の固定接触子側とは反対側に突出延長するアークランナーで構成されていることを特徴とする接点装置。 - 前記アークランナーは、前記可動接触子の側面を覆うよう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。
- 前記アークランナーは、断面逆U字状に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。
- 前記アークランナーは、前記可動接触子の前記一対の固定接触子とは反対側の突出部が内方に傾斜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。
- 前記アークランナーは、前記可動接触子の前記一対の固定接触子とは反対側の突出部が外方に傾斜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。
- 前記アークランナーは、前記可動接触子の前記一対の固定接触子とは反対側の突出部が外方に突出延長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。
- 前記請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の接点装置を備え、前記可動接触子が電磁石装置の可動鉄心に連結され、前記固定接触子が外部接続端子に接続されていることを特徴とする電磁開閉器。
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