電磁接触器
【課題】全体の構成を大型化することなく、外部接続導体の磁界の影響を受けることなく通電時に可動接触子を開極させる電磁反発力を抑制することができる電磁接触器を提供する。
【解決手段】電路に介挿された一対の固定接点部２ａ，２ｂを有する固定接触子２と、該一対の固定接点部に接離可能な一対の可動接点部３ｂ，３ｃを有する可動接触子３とを有する接点機構ＣＭを有し、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接点部及び前記可動接点部間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界を形成する形状としている。また、前記固定接触子２の外部接続端子２ｉ，２ｊに接続する外部接続導体２０，２１を有し、該外部接続導体の前記外部接続端子に取付ける固定部２２，２３の取付方向を前記可動接触子に流れる電流の方向に対して交差する方向とした。
【解決手段】電路に介挿された一対の固定接点部２ａ，２ｂを有する固定接触子２と、該一対の固定接点部に接離可能な一対の可動接点部３ｂ，３ｃを有する可動接触子３とを有する接点機構ＣＭを有し、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接点部及び前記可動接点部間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界を形成する形状としている。また、前記固定接触子２の外部接続端子２ｉ，２ｊに接続する外部接続導体２０，２１を有し、該外部接続導体の前記外部接続端子に取付ける固定部２２，２３の取付方向を前記可動接触子に流れる電流の方向に対して交差する方向とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流路に介挿された固定接触子及び可動接触子を備えた電磁接触器に関し、通電時の可動接触子を固定接触子から離反させる電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
電流路の開閉を行う電磁接触器として、従来、例えば、固定接触子を側面からみてＵ字形状に折り返し、折り返し部に固定接点を形成し、この固定接点に可動接触子の可動接点を接離可能に配設した構成とし、大電流遮断時に可動接触子に作用する電磁反発力を大きくすることにより開極速度を大きくして、アークを急速に引き伸ばすようにした開閉器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、同様の構成において流れる電流により発生する磁界によってアークを駆動させる電磁接触器の接触子構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１０１７０号公報
【特許文献２】特開平４−１２３７１９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、固定接触子を側面から見てＵ字形状として発生する電磁反発力を大きくするようにしており、この大きな電磁反発力によって、短絡等による大電流を遮断する大電流遮断時の可動接触子の開極速度を大きくして、アークを急速に引き伸ばし、事故電流を小さな値に限流することができるものである。
しかしながら、ヒューズや回路遮断器と組み合わせて回路を構成する電磁接触器は、大電流の通電時に可動接触子が電磁反発力によって開極することを阻止する必要があり、上述した特許文献２に記載の従来例を適用するには、一般的には可動接触子の固定接触子に対する接触圧を確保する接触スプリングのばね力を大きくすることで対処している。
【０００５】
このように接触スプリングによる接触圧を大きくすると、可動接触子を駆動する電磁石で発生する推力も大きくする必要があり、全体の構成が大型化する。あるいは、より限流効果が高く、遮断性能に優れるヒューズや回路遮断器と組み合わせる必要がある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ために、前記固定接触子及び可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接触子及び前記可動接触子間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を高める形状とすることが考えられる。
【０００６】
この場合には、通電時の固定接触子及び可動接触子間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を高めて、開極方向の電磁反発力を抑制することができる。しかしながら、電磁接触器の固定接触子の外部接続端子に接続される外部接続導体の形状よっては、開極方向の電磁反発力を抑制するローレンツ力が外部接続導体に流れる電流によって外部接続導体回りに発生する磁界の影響により、弱められ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、全体の構成を大型化することなく、外部接続導体の磁界の影響を受けることなく通電時に可動接触子を開極させる電磁反発力を抑制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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る電磁接触器の第１の態様は、通電路に介挿された一対の固定接点部を有する固定接触子と該一対の固定接点部に接離可能な一対の可動接点部を有する可動接触子とを有する接点機構を有する。この接点機構の前記一対の固定接触子及び前記可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接点部及び前記可動接点部間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界を形成する形状としている。さらに、前記固定接触子の外部接続端子に接続する外部接続導体を有し、該外部接続導体の前記外部接続端子に取付ける固定部の取付方向を前記可動接触子に流れる電流の方向に対して交差する方向とした。
【０００８】
この構成によると、固定接触子及び可動接触子の少なくとも一方の形状を、例えば、Ｌ字形状やＣ字形状として、通電時に固定接触子及び可動接触子間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する形状としたので、大電流通電時の可動接触子の開極を抑制する。また、固定接触子の外部接続端子に接続する外部接続導体の固定部の取付方向を可動接触子に流れる電流の方向に対して交差する方向としている。このため、外部接続導体の固定部で発生する磁界がローレンツ力を発生する磁界に影響することを防止する。
【０００９】
また、本発明に係る電磁接触器の第２の態様は、前記外部接続導体が、前記固定部の前記外部接続端子とは反対側に連結されて前記可動接触子の延長方向と平行で且つ電流方向が当該可動接触子と逆方向となる導体部を備えている。
この構成によると、外部接続導体の固定部に接続された導体部が、可動接触子の延長方向と平行で且つ電流方向が可動接触子と逆方向となるように配置されている。このため、導体部で発生する磁束の向きを、ローレンツ力を発生する磁界を形成する磁束の向きと一致させてローレンツ力を発生する磁束密度を増加できる。
【００１０】
また、本発明に係る電磁接触器の第３の態様は、前記外部接続導体が、保護ユニットを構成するブスバーで構成されている。
この構成によると、保護ユニットを構成するブスバーで、通電時に固定接触子及び可動接触子間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界の磁束密度を増加できる。
【００１１】
また、本発明に係る電磁接触器の第４の態様は、通電路に介挿された一対の固定接点部を有する固定接触子と該一対の固定接点部に接離可能な一対の可動接点部を有する可動接触子とを有する接点機構を有する。この接点機構は、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接点部及び前記可動接点部間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界を形成する形状としている。そして、前記接点機構を覆うように前記固定接触子に接続される外部接続導体で生じる磁界の影響を抑制する磁性体を配置した。
この構成によると、固定接触子の外部接続端子に接続された外部接続導体に流れる電流によって発生する磁界が前記ローレンツ力を発生する磁界に影響することを磁性体でシールドして、ローレンツ力の低下を抑制できる。
【００１２】
また、本発明に係る電磁接触器の第５の態様は、前記可動接触子が、可動部に支持され、表裏の一方の面における両端側にそれぞれ接点部を有する導電板を備えている。また、前記固定接触子が、前記導電板の接点部に対向する固定接点部を支持してそれぞれ前記導電板と平行に当該導電板の両端より外側に向かう第１の導電板部と、該第１の導電板部の外方端部から前記導電板の端部の外側を通って延長する第２の導電板部とで形成されたＬ字状導電板部を備えている。
この構成によると、Ｌ字状導電板部を構成する第２の導電板部で、電磁接触器の通電時に可動接触子及び固定接触子間を開極させる電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させる磁束密度を増加させる。
【００１３】
また、本発明に係る電磁接触器の第６の態様は、前記固定接触子が、前記第２の導電板部の端部から前記導電板と平行に内方に延長する第３の導電板部を有してＣ字状に構成されている。
この構成によると、第３の導電板部を流れる電流が可動接触子を流れる電流と逆方向となるので、ローレンツ力を発生する磁束密度をより増加することができる。
【００１４】
また、本発明に係る電磁接触器の第７の態様は、前記可動接触子が、可動部に支持される導電板部と、該導電板部の両端に形成されたＣ字状折り返し部と、該Ｃ字状折り返し部の前記導電板部との対向面に形成された接点部とを備えている。また、前記固定接触子が、前記Ｕ字状折り返し部内に前記導電板部と平行に配設された前記可動接触子の接点部と接触する接点部を形成した一対の第１の導電板部と、該一対の第１の導電板部の内側端からそれぞれ前記Ｕ字状折り返し部の端部の内側を通って延長する第２の導電板部とで構成されるＬ字状導電板部を備えている。
この構成によると、可動接触子側で電磁接触器の通電時に可動接触子及び固定接触子間を開極させる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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、通電路に介挿された固定接触子及び可動接触子を有する接点機構の大電流通電時の固定子接触子及び可動接触子に生じる開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生することができる。このため、機械的押圧力を使用することなく大電流通電時の可動接触子の開極を確実に防止することができる。また、外部接続導体を流れる電流による磁界が通電時に開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させる磁界に影響することを防止して、ローレンツ力の低下を防止する。さらには、外部接続導体に可動接触子を流れる電流方向とは逆方向の電流を流す導体部を形成すると、上記ローレンツ力を発生する磁束密度を増加できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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。
【図２】図１の平面図であって、（ａ）は外部接続導体が互いに逆方向に延長している状態を示す平面図、（ｂ）は外部接続導体が互いに同一方向に延長している状態を示す平面図、（ｃ）は従来例を示す平面図である。
【図３】本発明に適用し得る接点機構を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は開極時の接点機構を示す断面図、（ｃ）は閉極時の接点機構を示す断面図、（ｄ）は閉極時の磁束を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す平面図であって、（ａ）はＵ字状の外部接続導体を示す平面図、（ｂ）はＬ字状の外部接続導体を示す平面図、（ｃ）はクランク状の外部接続導体を示す平面図である。
【図５】保護ユニットを示す構成図である。
【図６】本発明の電磁接触器の第３の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に適用し得る接点機構の他の例を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は開極状態の断面図、（ｃ）は閉極状態の断面図である。
【図８】本発明に適用し得る接点機構のさらに他の例を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は開極状態の断面図、（ｃ）は閉極状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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は本発明による接点機構を適用した電磁接触器を示す断面図である。
図１において、１は例えば合成樹脂製の本体ケースである。この本体ケース１は、上部ケース１ａと下部ケース１ｂの２分割構造を有する。上部ケース１ａには、接点機構ＣＭが内装されている。この接点機構ＣＭは、上部ケース１ａに固定配置された固定接触子２と、この固定接触子２に接離自在に配設された可動接触子３とを備えている。
【００１８】
また、下部ケース１ｂには、可動接触子３を駆動する操作用電磁石４が配設されている。この操作用電磁石４は、Ｅ字脚型の積層鋼板で形成された固定鉄心５と、同様にＥ字脚型の積層鋼板で形成された可動鉄心６とが対向して配置されている。
固定鉄心５の中央脚部５ａにはコイルホルダ７に巻装された単相交流が供給される電磁コイル８が固定されている。また、コイルホルダ７の上面と可動鉄心６の中央脚６ａの付け根との間に可動鉄心６を固定鉄心５から離れる方向に付勢する復帰スプリング９が配設されている。
【００１９】
さらに、固定鉄心５の外側脚部の上端面にはシェーディングコイル１０が埋め込まれている。このシェーディングコイル１０によって、単相交流電磁石において交番磁束の変化による電磁吸引力の変動、騒音及び振動を抑制することができる。
そして、可動鉄心６の上端に接触子ホルダ１１が連結されている。この接触子ホルダ１１にはその上端側に軸直角方向に形成された挿通孔１１ａに、可動接触子３が接触スプリング１２によって固定接触子２に対して所定の接触圧を得るように下方に押圧されて保持されている。
この可動接触子３は、図２に拡大図示するように、中央部が接触スプリング１２によって押圧された細長い棒状の導電板部３ａで構成され、この導電板部３ａの両端側の下面に可動接点部３ｂ，３ｃがそれぞれ形成されている。
【００２０】
一方、固定接触子２は、図２に拡大図示するように、可動接触子３の可動接点部３ｂ，３ｃに下側から対向する一対の固定接点部２ａ，２ｂを支持して導電板部３ａと平行に外側に向かう第１の導電板部２ｃ，２ｄと、この第１の導電板部２ｃ，２ｄの導電板部３ａより外側となる外側端部から導電板部３ａの端部の外側を通って上方に延長する第２の導電板部２ｅ，２ｆとで形成されたＬ字状導電板部２ｇ，２ｈを備えている。そして、これらＬ字状導電板部２ｇ，２ｈの上端に、図１に示すように、上部ケース１ａの外側に延長して固定された外部接続端子２ｉ，２ｊに連結されている。
【００２１】
そして、外部接続端子２ｉ及び２ｊには、図２に示すように、外部接続導体２０及び２１が接続されている。これら外部接続導体２０及び２１は、外部接続端子２ｉ及び２ｊに連結される固定部２２及び２３が可動接触子３の導電板部３ａを流れる電流方向と直交する方向に延長して連結されている。ここで、外部接続導体２０及び２１の延長方向は、図２（ａ）に示すように互いに逆方向に延長する場合及び図２（ｂ）に示すように互いに同一方向に延長する場合の何れでもよい。
【００２２】
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
今、操作用電磁石４の電磁コイル８が非通電状態である状態では、固定鉄心５及び可動鉄心６間に電磁吸引力が生じることはなく、復帰スプリング９によって、可動鉄心６が固定鉄心５から上方に離れる方向に付勢され、この可動鉄心６の上端がストッパ１３に当接することにより電流遮断位置に保持される。
【００２３】
この可動鉄心６が電流遮断位置にある状態では、可動接触子３が、図３（ａ）に示すように、接触子ホルダ１１の挿通孔１１ａの底部に接触スプリング１２によって接触されている。この状態で、可動接触子３の導電板部３ａの両端側に形成された可動接点部３ｂ，３ｃが固定接触子２の固定接点部２ａ，２ｂから上方に離間しており、接点機構ＣＭが開極状態となっている。
【００２４】
この接点機構ＣＭの開極状態から、操作用電磁石４の電磁コイル８に単相交流を供給すると、固定鉄心５と可動鉄心６との間で吸引力が発生し、可動鉄心６が復帰スプリング９に抗して下方に吸引される。これにより、接触子ホルダ１１に支持されている可動接触子３が下降して、可動接点部３ｂ，３ｃが固定接触子２の固定接点部２ａ，２ｂに接触スプリング１２の接触圧で接触し、閉極状態となる。
【００２５】
この閉極状態となると、例えば、直流電源（図示せず）に接続された固定接触子２の外部接続端子２ｉから入力される例えば数十ｋＡ程度の大電流が第２導電板部２ｅ、第１導電板部２ｃ、固定接点部２ａを通じて可動接触子３の可動接点部３ｂに供給される。この可動接点部３ｂに供給された大電流は導電板部３ａ、可動接点部３ｃを通じて固定接点部２ｂに供給される。この固定接点部２ｂに供給された大電流は、第１導電板部２ｄ、第２導電板部２ｆ、外部接続端子２ｊに供給されて、外部の負荷に供給される通電路が形成される。
【００２６】
このとき、固定接触子２の固定接点部２ａ，２ｂ及び可動接触子３の可動接点部３ｂ、３ｃ間に可動接点部３ｂ，３ｃ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２は、図３（ａ）に示すように、第１の導電板部２ｃ，２ｄ及び第２の導電板部２ｅ，２ｆによってＬ字状導電板部２ｇ，２ｈが形成されているので、上述した図３（ｃ）に示す電流路が形成されることにより、可動接触子３を流れる電流に対し、図３（ｄ）に示す磁界を形成する。このため、フレミングの左手の法則により、可動接触子３の導電板部３ａに可動接点部３ｂ，３ｃを固定接点部２ａ，２ｂ側に押し付ける開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を作用させることができる。
【００２７】
したがって、可動接触子３を開極させる方向の電磁反発力が発生しても、これに抗するローレンツ力を発生させることができるので、可動接触子３が開極することを確実に抑制することができる。このため、可動接触子３を支持する接触スプリング１２の押圧力を小さくすることができ、これに応じて操作用電磁石４で発生する推力も小さくすることができ、全体の構成を小型化することができる。
【００２８】
しかも、この場合、固定接触子２にＬ字状導電板部２ｇ，２ｈを形成するだけで良く、固定接触子２の加工を容易に行うことができるとともに、別途開極方向の電磁反発力に抗する電磁力又は機械力を発生する部材を必要としないので、部品点数が増加することはなく、全体の構成が大型化することを抑制することができる。
さらに、固定接触子２の外部接続端子２ｉ及び２ｊに接続された外部接続導体２０及び２１の固定部２２及び２３が可動接触子３の導電板部３ａを流れる電流の方向と直交する方向に延長している。このため、外部接続導体２０の固定部２２を流れる電流によって発生する磁界が可動接触子３の導電板部３ａを流れる電流によって発生する磁界を弱める方向に作用することはなく、大きなローレンツ力を発生することができる。
【００２９】
因みに、図２（ｃ）に示すように、固定接触子２の外部接続端子２ｉ及び２ｈに外部接続導体２０及び２１の固定部２２及び２３を可動接触子３の導電板部３ａを流れる電流の方向と平行に延長して接続した場合を考える。この場合には、外部接続導体２０及び２１の固定部２２及び２３を流れる電流によって発生する磁界が可動接触子３の導電板部３ａを流れる電流によって発生する磁界に干渉することなる。このため、可動接触子３の導電板部３ａで発生する磁界が弱められることにより、通電時に可動接触子３を開極させる方向の電磁反発力に抗するローレンツ力が小さくなってしまう。
【００３０】
その後、接点機構ＣＭの閉極状態から操作用電磁石４への通電を遮断して、電流遮断状態とすると、図３（ｂ）に示すように、固定接触子２のＬ字状導電板部２ｇ，２ｈの固定接点部２ａ，２ｂから可動接触子３の可動接点部３ｂ，３ｃが上方に離間する。このとき、固定接点部２ａ，２ｂ及び可動接点部３ｂ，３ｃ間にアークが発生する。
このようにして発生するアークは、図示しないが可動接触子３に沿って配置されたアーク消弧用磁石等のアーク消弧機構によって消弧されて、固定接触子２の接点部２ａ及び２ｂと可動接触子３の可動接点部３ｂ及び３ｃとの間の電流が遮断されて開極状態に復帰する。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態を図４について説明する。
この第２の実施形態では、固定接触子２の外部接続端子２ｉ及び２ｊに接続される外部接続導体を可動接触子３の導電板部３ａで発生する磁界を強めるように構成したものである。
すなわち、第２の実施形態では、図４（ａ）に示すように、前述した第１の実施形態における図２（ａ）における外部接続導体２０及び２１の構成を変更している。
【００３２】
先ず、外部接続導体２０は、固定接触子２の外部接続端子２ｉに接続された固定部２２の他端に上部ケース１ａの正面に沿って可動接触子３の導電板部３ａと平行に延長する第１の導体部２５と、この導体部２５の他端から上部ケース１ａの側面に沿って後方に外部接続端子２ｊに対向する位置まで延長する第２の導体部２６と、この第２の導体部２６の他端から可動接触子３の導電板部３ａの延長方向と同一方向に延長する外部接続導体部２７とを備えている。
【００３３】
また、外部接続導体２１も、外部接続導体２０と点対称となるように、第１の導体部２８、第２の導体部２９及び外部接続導体部３０を備えている。
この第２の実施形態によると、外部接続導体２０及び２１の固定部２２及び２３については前述した第１の実施形態と同様に、可動接触子３の導電板部３ａで流れる電流により生じる磁界に影響を与えることがないように配置されている。そして、外部接続導体２０及び２１には、可動接触子３の導電板部３ａと平行に延長する第１の導体部２５及び２８を有し、これら第１の導体部２５及び２８に流れる電流の方向が図４（ａ）に示すように、可動接触子３の導電板部３ａに流れる電流の方向とは逆方向とされている。
【００３４】
このため、外部接続導体２０及び２１の第１の導体部２５及び２８で発生する磁界が可動接触子３の導電板部３ａで発生する磁界に重畳されることになり、可動接触子３の導電板部３ａの回りの磁束密度を高めることができ、通電時に可動接触子３に発生する開極方向の電磁力に抗するより大きなローレンツ力を発生することができる。したがって、通電時における可動接触子３の開極を確実に防止することができる。このため、可動接触子３を支持する接触スプリング１２の押圧力をより小さくすることができ、これに応じて操作用電磁石４で発生する推力もより小さくすることができ、全体の構成をより小型化することができる。
【００３５】
なお、上記第２の実施形態においては、外部接続導体２０及び２１をＵ字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、図４（ｂ）に示すように、固定部２２及び２３と外部接続導体部を兼ねる第１の導体部２５及び２８とでＬ字状に構成するようにしても上記と同様の作用効果を得ることができる。さらには、図４（ｃ）に示すように、第１の導体部２５及び２８を半分の長さとし、その自由端から固定部２２及び２３と反対方向に延長する外部接続導体部３１及び３２を形成するようにしてもよい。
【００３６】
また、図５に示すように、電磁接触器１の保護ユニット４０を、直流電力源と電磁接触器１の固定接触子２の外部接続端子２ｉとの間にヒューズ４１を介挿したブスバー４２と、電磁接触器１の固定接触子１１２の外部接続端子２ｊと負荷とを結ぶブスバー４３とで構成する。そして、ブスバー４２の固定接触子２の外部接続端子２ｊと接続部分を前述した図４（ａ）に示す外部接続導体２０と同一形状に形成し、ブスバー４３を外部接続導体２１と同一形状に形成するようにしても上述した第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】
さらに、本願発明の第３の実施形態を図６について説明する。
この第３の実施形態では、接点機構ＣＭが外部接続導体２０及び２１の磁界の影響を受けないようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態では、図６に示すように、上部ケース１ａの固定接触子２のＬ字状導体部２ｇ及び２ｈを収納した接点収納空間５０の内壁にＬ字状導体部２ｇ及び２ｈを囲むように磁性体シールド体５１を配置した構成を有する。
ここで、磁性体シールド体５１は、磁性体で下端を開放した桶状に形成されており、少なくともＬ字状導体部２ｇ及び２ｈの第２の導電板部２ｅ及び２ｆと接触する内周面に絶縁膜又は絶縁層が形成されている。
【００３８】
この第３の実施形態によると、接点機構ＣＭ全体が磁性体シールド体５１によって覆われているので、上部ケース１ａの外部に配置された外部接続端子２ｉ及び２ｊに接続される外部接続導体２０及び２１に流れる電流によって発生する磁界を磁気シールドすることができる。このため、固定接触子２のＬ字状導電板部２ｇ及び２ｈと可動接触子３の導電板部３ａとを流れる電流によって発生する磁界に外部磁界が影響することを確実に阻止することができる。したがって、通電時の可動接触子３を開極させる電磁力に抗するローレンツ力が弱められることなく、通電時の可動接触子３の開極を確実に防止することができる。
この場合には、外部接続導体２０及び２１で発生する磁界が磁性体シールド体５１によって磁気シールドされるので、外部接続導体２０及び２１の接続方向を任意に設定することができる。
【００３９】
なお、上記第３の実施形態においては、磁性体シールド体５１を固定接触子のＬ字状導電板部２ｇ及び２ｈと可動接触子３の導電板部３ａとで構成される接点機構ＣＭの全体を覆うように配置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、磁性体シールド体５１を外部接続導体２０及び２１に流れる電流によって発生する磁界がローレンツ力を発生する部位に影響することを防止さえすればよい。このため、外部接続端子２ｉ及び２ｊと対向する対向側面部のみに形成したり、図６の構成から前後側面を削除した構成としたりすることができる。
【００４０】
なお、上記第１〜第３の実施形態においては、固定接触子２にＬ字状導電板部２ｇ及び２ｈを形成してローレンツ力を発生する形状と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７（ａ）〜（ｃ）に示すように、前述した第１の実施形態における図３の構成において、固定接触子２のＬ字状導電板部２ｇ，２ｈにおける第２の導電板部２ｅ，２ｆを可動接触子３の導電板部３ａの端部の上端側を覆うように折り曲げて、導電板部３ａと平行な第３の導電板部２ｍ，２ｎを形成してＵ字状導電部２ｏ，２ｐを形成したことを除いては前述した第１〜第３の実施形態と同様の構成を有する。
【００４１】
この構成によると、接点機構ＣＭが、図７（ｃ）に示すように、閉極状態となると、例えば、直流電源（図示せず）に接続された固定接触子２の外部接続端子２ｉから入力される例えば数十ｋＡ程度の大電流が第３の導電板部２ｍ、第２の導電板部２ｅ、第１の導電板部２ｃ、固定接点部２ａを通じて可動接触子３の可動接点部３ｂに供給される。この可動接点部３ｂに供給された大電流は導電板部３ａ、可動接点部３ｃを通じて固定接点部２ｂに供給される。この固定接点部２ｂに供給された大電流は、第１の導電板部２ｄ、第２の導電板部２ｆ、第３の導電板部２ｎ、外部接続端子２ｊに供給されて、外部の負荷に供給される通電路が形成される。
このとき、固定接触子２の固定接点部２ａ，２ｂ及び可動接触子３の可動接点部３ｂ、３ｃ間に可動接点部３ｂ，３ｃを開極させる方向の電磁反発力が発生する。
【００４２】
しかしながら、固定接触子２は、図３に示すように、第１の導電板部２ｃ，２ｄ、第２の導電板部２ｅ，２ｆ及び第３の導電板部２ｍ，２ｎによってＵ字状導電板部２ｏ，２ｐが形成されているので、固定接触子２の第３の導電板部２ｍ，２ｎとこれに対向する可動接触子３の導電板部３ａ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２の第３の導電板部２ｍ，２ｎが形成する磁界と可動接触子３の導電板部３ａ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３の導電板部３ａを固定接触子２の固定接点部２ａ，２ｂ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２の固定接点部２ａ，２ｂ及び可動接触子３の可動接点部３ｂ，３ｃ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３の可動接点部３ｂ，３ｃが開極することを防止することができる。
【００４３】
さらに、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、可動接触子３の形状を変更して通電時の開極方向の電磁力に抗するローレンツ力を発生させるようにしてもよい。
すなわち、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、可動接触子３の導電板部３ａの両端側から上方に延長する第１の導電板部３ｄ，３ｅと、この第１の導電板部３ｄ，３ｅの上端から内方に延長する第２の導電板部３ｆ，３ｇとで、導電板部３ａの上方側に折り返すＵ字状折り返し部３ｈ，３ｉが形成されている。これらＵ字状折り返し部３ｈ，３ｉの第２の導電板部３ｆ，３ｇにおける先端側の下面に可動接点部３ｊ，３ｋが形成されている。
【００４４】
また、固定接触子２は、接点機構ＣＭの開極状態で、可動接触子３のＵ状折り返し部３ｈ，３ｉを形成する導電板部３ａと第２の導電板部３ｆ，３ｇとの間に対向し、内方に延長する第４の導電板部２ｑ，２ｒと、これら第４の導電板部２ｑ，２ｒの内方端から上方に可動接触子３のＵ字状折り返し部３ｈ，３ｉの内側端部の内側を通って上方に延長する第５の導電板部２ｓ，２ｔとでＬ字状導電板部２ｕ，２ｖが形成されている。そして、第４の導電板部２ｑ，２ｒの可動接触子３の可動接点部３ｊ，３ｋに対向する位置に固定接点部２ｗ，２ｘが形成されている。
【００４５】
この図８の構成によると、接点機構ＣＭが閉極状態となると、図８（ｃ）に示すように、例えば、直流電源（図示せず）に接続された固定接触子２の外部接続端子２ｉから入力される例えば数十ｋＡ程度の大電流が第５の導電板部２ｓ、第４の導電板部２ｑ、固定接点部２ｗを通じて可動接触子３の可動接点部３ｊに供給される。この可動接点部３ｊに供給された大電流は第２の導電板部３ｆ、第１の導電板部３ｄ、導電板部３ａ、第１の導電板部３ｅ、第２の導電板部３ｇ、可動接点部３ｋを通じて固定接点部２ｘに供給される。この固定接点部２ｘに供給された大電流は、第４の導電板部２ｒ、第５の導電板部２ｔ、外部接続端子２ｊを通じて、外部の負荷に供給される通電路が形成される。
このとき、固定接触子２の固定接点部２ｗ，２ｘ及び可動接触子３の可動接点部３ｊ、３ｋ間に可動接点部３ｊ，３ｋを開極させる方向の電磁反発力が発生する。
【００４６】
しかしながら、可動接触子３は、導電板部３ａ、第１の導電板部３ｄ，３ｅ及び第２の導電板部３ｆ，３ｇによってＵ字状折り返し部３ｈ，３ｉが形成されているので、可動接触子３の導電板部３ａと固定接触子２の第４の導電板部２ｑ，２ｒとに逆方向の電流が流れることになる。このため、図８（ｃ）に示すように、可動接触子３の導電板部３ａに流れる電流と固定接触子２の第４の導電板部２ｑ，２ｒが形成する磁界により、導電板部３ａに可動接触子３の可動接点部３ｊ，３ｋを固定接触子２の固定接点部２ｗ，２ｘ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２の固定接点部２ｗ，２ｘ及び可動接触子３の可動接点部３ｊ，３ｋ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、大電流の通電時に可動接触子３の可動接点部３ｊ，３ｋが開極することを防止することができる。
【００４７】
さらに、図８の構成では、固定接触子２にＬ字状導電板部２ｕ，２ｖが形成されているので、可動接触子３の第２の導電板部３ｆ，３ｇの上側にＬ字状導電板部２ｕ，２ｖの第５の導電板部２ｓ，２ｔによる磁束強化部が形成されるので、前述した第１の実施形態と同様のローレンツ力も発生することができ、より強力に可動接触子３の開極を防止することができる。
【００４８】
なお、上記第１〜第３の実施形態においては、外部接続導体２０及び２１の固定部２２及び２３を可動接触子２の電流方向と直交するする方向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、固定部２２及び２３に流れる電流によって発生する磁界がローレンツ力を低減させない程度の角度で交差させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…本体ケース、１ａ…上部ケース、１ｂ…下部ケース、２…固定接点、２ａ，２ｂ…固定接点部、２ｃ，２ｄ…第１の導電板部、２ｅ，２ｆ…第２の導電板部、２ｇ，２ｈ…Ｌ字状導電板部、２ｉ，２ｊ…外部接続端子、２ｍ，２ｎ…第３の導電板部、２ｏ，２ｐ…Ｕ字状導電板部、２ｑ，２ｒ…第４の導電板部、２ｓ，２ｔ…第５の導電板部、２ｕ，２ｖ…Ｌ字状導電板部、２ｗ，２ｘ…固定接点部、３…可動接触子、３ａ…導電板部、３ｂ，３ｃ…可動接点部、３ｄ，３ｅ…第１の導電板部、３ｆ，３ｇ…第２の導電板部、３ｈ，３ｉ…Ｕ字状折り返し部、３ｊ，３ｋ…可動接点部、４…操作用電磁石、５…固定鉄心、６…可動鉄心、８…電磁コイル、９…復帰スプリング、１１…接触子ホルダ、１２…接触スプリング、１３…ストッパ、２０，２１…外部接続導体、２２，２３…固定部、２２５，２８…第１の導体部、２６，２９…第２の導体部、２７，３０…外部接続導体部、３１，３２…外部接続導体部、４０…保護ユニット、４１…ヒューズ、４２，４３…ブスバー、５０…接点収納空間、５１…磁性体シールド体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流路に介挿された固定接触子及び可動接触子を備えた電磁接触器に関し、通電時の可動接触子を固定接触子から離反させる電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
電流路の開閉を行う電磁接触器として、従来、例えば、固定接触子を側面からみてＵ字形状に折り返し、折り返し部に固定接点を形成し、この固定接点に可動接触子の可動接点を接離可能に配設した構成とし、大電流遮断時に可動接触子に作用する電磁反発力を大きくすることにより開極速度を大きくして、アークを急速に引き伸ばすようにした開閉器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、同様の構成において流れる電流により発生する磁界によってアークを駆動させる電磁接触器の接触子構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１０１７０号公報
【特許文献２】特開平４−１２３７１９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、固定接触子を側面から見てＵ字形状として発生する電磁反発力を大きくするようにしており、この大きな電磁反発力によって、短絡等による大電流を遮断する大電流遮断時の可動接触子の開極速度を大きくして、アークを急速に引き伸ばし、事故電流を小さな値に限流することができるものである。
しかしながら、ヒューズや回路遮断器と組み合わせて回路を構成する電磁接触器は、大電流の通電時に可動接触子が電磁反発力によって開極することを阻止する必要があり、上述した特許文献２に記載の従来例を適用するには、一般的には可動接触子の固定接触子に対する接触圧を確保する接触スプリングのばね力を大きくすることで対処している。
【０００５】
このように接触スプリングによる接触圧を大きくすると、可動接触子を駆動する電磁石で発生する推力も大きくする必要があり、全体の構成が大型化する。あるいは、より限流効果が高く、遮断性能に優れるヒューズや回路遮断器と組み合わせる必要がある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ために、前記固定接触子及び可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接触子及び前記可動接触子間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を高める形状とすることが考えられる。
【０００６】
この場合には、通電時の固定接触子及び可動接触子間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を高めて、開極方向の電磁反発力を抑制することができる。しかしながら、電磁接触器の固定接触子の外部接続端子に接続される外部接続導体の形状よっては、開極方向の電磁反発力を抑制するローレンツ力が外部接続導体に流れる電流によって外部接続導体回りに発生する磁界の影響により、弱められ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、全体の構成を大型化することなく、外部接続導体の磁界の影響を受けることなく通電時に可動接触子を開極させる電磁反発力を抑制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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る電磁接触器の第１の態様は、通電路に介挿された一対の固定接点部を有する固定接触子と該一対の固定接点部に接離可能な一対の可動接点部を有する可動接触子とを有する接点機構を有する。この接点機構の前記一対の固定接触子及び前記可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接点部及び前記可動接点部間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界を形成する形状としている。さらに、前記固定接触子の外部接続端子に接続する外部接続導体を有し、該外部接続導体の前記外部接続端子に取付ける固定部の取付方向を前記可動接触子に流れる電流の方向に対して交差する方向とした。
【０００８】
この構成によると、固定接触子及び可動接触子の少なくとも一方の形状を、例えば、Ｌ字形状やＣ字形状として、通電時に固定接触子及び可動接触子間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する形状としたので、大電流通電時の可動接触子の開極を抑制する。また、固定接触子の外部接続端子に接続する外部接続導体の固定部の取付方向を可動接触子に流れる電流の方向に対して交差する方向としている。このため、外部接続導体の固定部で発生する磁界がローレンツ力を発生する磁界に影響することを防止する。
【０００９】
また、本発明に係る電磁接触器の第２の態様は、前記外部接続導体が、前記固定部の前記外部接続端子とは反対側に連結されて前記可動接触子の延長方向と平行で且つ電流方向が当該可動接触子と逆方向となる導体部を備えている。
この構成によると、外部接続導体の固定部に接続された導体部が、可動接触子の延長方向と平行で且つ電流方向が可動接触子と逆方向となるように配置されている。このため、導体部で発生する磁束の向きを、ローレンツ力を発生する磁界を形成する磁束の向きと一致させてローレンツ力を発生する磁束密度を増加できる。
【００１０】
また、本発明に係る電磁接触器の第３の態様は、前記外部接続導体が、保護ユニットを構成するブスバーで構成されている。
この構成によると、保護ユニットを構成するブスバーで、通電時に固定接触子及び可動接触子間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界の磁束密度を増加できる。
【００１１】
また、本発明に係る電磁接触器の第４の態様は、通電路に介挿された一対の固定接点部を有する固定接触子と該一対の固定接点部に接離可能な一対の可動接点部を有する可動接触子とを有する接点機構を有する。この接点機構は、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接点部及び前記可動接点部間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界を形成する形状としている。そして、前記接点機構を覆うように前記固定接触子に接続される外部接続導体で生じる磁界の影響を抑制する磁性体を配置した。
この構成によると、固定接触子の外部接続端子に接続された外部接続導体に流れる電流によって発生する磁界が前記ローレンツ力を発生する磁界に影響することを磁性体でシールドして、ローレンツ力の低下を抑制できる。
【００１２】
また、本発明に係る電磁接触器の第５の態様は、前記可動接触子が、可動部に支持され、表裏の一方の面における両端側にそれぞれ接点部を有する導電板を備えている。また、前記固定接触子が、前記導電板の接点部に対向する固定接点部を支持してそれぞれ前記導電板と平行に当該導電板の両端より外側に向かう第１の導電板部と、該第１の導電板部の外方端部から前記導電板の端部の外側を通って延長する第２の導電板部とで形成されたＬ字状導電板部を備えている。
この構成によると、Ｌ字状導電板部を構成する第２の導電板部で、電磁接触器の通電時に可動接触子及び固定接触子間を開極させる電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させる磁束密度を増加させる。
【００１３】
また、本発明に係る電磁接触器の第６の態様は、前記固定接触子が、前記第２の導電板部の端部から前記導電板と平行に内方に延長する第３の導電板部を有してＣ字状に構成されている。
この構成によると、第３の導電板部を流れる電流が可動接触子を流れる電流と逆方向となるので、ローレンツ力を発生する磁束密度をより増加することができる。
【００１４】
また、本発明に係る電磁接触器の第７の態様は、前記可動接触子が、可動部に支持される導電板部と、該導電板部の両端に形成されたＣ字状折り返し部と、該Ｃ字状折り返し部の前記導電板部との対向面に形成された接点部とを備えている。また、前記固定接触子が、前記Ｕ字状折り返し部内に前記導電板部と平行に配設された前記可動接触子の接点部と接触する接点部を形成した一対の第１の導電板部と、該一対の第１の導電板部の内側端からそれぞれ前記Ｕ字状折り返し部の端部の内側を通って延長する第２の導電板部とで構成されるＬ字状導電板部を備えている。
この構成によると、可動接触子側で電磁接触器の通電時に可動接触子及び固定接触子間を開極させる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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、通電路に介挿された固定接触子及び可動接触子を有する接点機構の大電流通電時の固定子接触子及び可動接触子に生じる開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生することができる。このため、機械的押圧力を使用することなく大電流通電時の可動接触子の開極を確実に防止することができる。また、外部接続導体を流れる電流による磁界が通電時に開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生させる磁界に影響することを防止して、ローレンツ力の低下を防止する。さらには、外部接続導体に可動接触子を流れる電流方向とは逆方向の電流を流す導体部を形成すると、上記ローレンツ力を発生する磁束密度を増加できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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。
【図２】図１の平面図であって、（ａ）は外部接続導体が互いに逆方向に延長している状態を示す平面図、（ｂ）は外部接続導体が互いに同一方向に延長している状態を示す平面図、（ｃ）は従来例を示す平面図である。
【図３】本発明に適用し得る接点機構を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は開極時の接点機構を示す断面図、（ｃ）は閉極時の接点機構を示す断面図、（ｄ）は閉極時の磁束を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す平面図であって、（ａ）はＵ字状の外部接続導体を示す平面図、（ｂ）はＬ字状の外部接続導体を示す平面図、（ｃ）はクランク状の外部接続導体を示す平面図である。
【図５】保護ユニットを示す構成図である。
【図６】本発明の電磁接触器の第３の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に適用し得る接点機構の他の例を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は開極状態の断面図、（ｃ）は閉極状態の断面図である。
【図８】本発明に適用し得る接点機構のさらに他の例を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は開極状態の断面図、（ｃ）は閉極状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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は本発明による接点機構を適用した電磁接触器を示す断面図である。
図１において、１は例えば合成樹脂製の本体ケースである。この本体ケース１は、上部ケース１ａと下部ケース１ｂの２分割構造を有する。上部ケース１ａには、接点機構ＣＭが内装されている。この接点機構ＣＭは、上部ケース１ａに固定配置された固定接触子２と、この固定接触子２に接離自在に配設された可動接触子３とを備えている。
【００１８】
また、下部ケース１ｂには、可動接触子３を駆動する操作用電磁石４が配設されている。この操作用電磁石４は、Ｅ字脚型の積層鋼板で形成された固定鉄心５と、同様にＥ字脚型の積層鋼板で形成された可動鉄心６とが対向して配置されている。
固定鉄心５の中央脚部５ａにはコイルホルダ７に巻装された単相交流が供給される電磁コイル８が固定されている。また、コイルホルダ７の上面と可動鉄心６の中央脚６ａの付け根との間に可動鉄心６を固定鉄心５から離れる方向に付勢する復帰スプリング９が配設されている。
【００１９】
さらに、固定鉄心５の外側脚部の上端面にはシェーディングコイル１０が埋め込まれている。このシェーディングコイル１０によって、単相交流電磁石において交番磁束の変化による電磁吸引力の変動、騒音及び振動を抑制することができる。
そして、可動鉄心６の上端に接触子ホルダ１１が連結されている。この接触子ホルダ１１にはその上端側に軸直角方向に形成された挿通孔１１ａに、可動接触子３が接触スプリング１２によって固定接触子２に対して所定の接触圧を得るように下方に押圧されて保持されている。
この可動接触子３は、図２に拡大図示するように、中央部が接触スプリング１２によって押圧された細長い棒状の導電板部３ａで構成され、この導電板部３ａの両端側の下面に可動接点部３ｂ，３ｃがそれぞれ形成されている。
【００２０】
一方、固定接触子２は、図２に拡大図示するように、可動接触子３の可動接点部３ｂ，３ｃに下側から対向する一対の固定接点部２ａ，２ｂを支持して導電板部３ａと平行に外側に向かう第１の導電板部２ｃ，２ｄと、この第１の導電板部２ｃ，２ｄの導電板部３ａより外側となる外側端部から導電板部３ａの端部の外側を通って上方に延長する第２の導電板部２ｅ，２ｆとで形成されたＬ字状導電板部２ｇ，２ｈを備えている。そして、これらＬ字状導電板部２ｇ，２ｈの上端に、図１に示すように、上部ケース１ａの外側に延長して固定された外部接続端子２ｉ，２ｊに連結されている。
【００２１】
そして、外部接続端子２ｉ及び２ｊには、図２に示すように、外部接続導体２０及び２１が接続されている。これら外部接続導体２０及び２１は、外部接続端子２ｉ及び２ｊに連結される固定部２２及び２３が可動接触子３の導電板部３ａを流れる電流方向と直交する方向に延長して連結されている。ここで、外部接続導体２０及び２１の延長方向は、図２（ａ）に示すように互いに逆方向に延長する場合及び図２（ｂ）に示すように互いに同一方向に延長する場合の何れでもよい。
【００２２】
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
今、操作用電磁石４の電磁コイル８が非通電状態である状態では、固定鉄心５及び可動鉄心６間に電磁吸引力が生じることはなく、復帰スプリング９によって、可動鉄心６が固定鉄心５から上方に離れる方向に付勢され、この可動鉄心６の上端がストッパ１３に当接することにより電流遮断位置に保持される。
【００２３】
この可動鉄心６が電流遮断位置にある状態では、可動接触子３が、図３（ａ）に示すように、接触子ホルダ１１の挿通孔１１ａの底部に接触スプリング１２によって接触されている。この状態で、可動接触子３の導電板部３ａの両端側に形成された可動接点部３ｂ，３ｃが固定接触子２の固定接点部２ａ，２ｂから上方に離間しており、接点機構ＣＭが開極状態となっている。
【００２４】
この接点機構ＣＭの開極状態から、操作用電磁石４の電磁コイル８に単相交流を供給すると、固定鉄心５と可動鉄心６との間で吸引力が発生し、可動鉄心６が復帰スプリング９に抗して下方に吸引される。これにより、接触子ホルダ１１に支持されている可動接触子３が下降して、可動接点部３ｂ，３ｃが固定接触子２の固定接点部２ａ，２ｂに接触スプリング１２の接触圧で接触し、閉極状態となる。
【００２５】
この閉極状態となると、例えば、直流電源（図示せず）に接続された固定接触子２の外部接続端子２ｉから入力される例えば数十ｋＡ程度の大電流が第２導電板部２ｅ、第１導電板部２ｃ、固定接点部２ａを通じて可動接触子３の可動接点部３ｂに供給される。この可動接点部３ｂに供給された大電流は導電板部３ａ、可動接点部３ｃを通じて固定接点部２ｂに供給される。この固定接点部２ｂに供給された大電流は、第１導電板部２ｄ、第２導電板部２ｆ、外部接続端子２ｊに供給されて、外部の負荷に供給される通電路が形成される。
【００２６】
このとき、固定接触子２の固定接点部２ａ，２ｂ及び可動接触子３の可動接点部３ｂ、３ｃ間に可動接点部３ｂ，３ｃ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２は、図３（ａ）に示すように、第１の導電板部２ｃ，２ｄ及び第２の導電板部２ｅ，２ｆによってＬ字状導電板部２ｇ，２ｈが形成されているので、上述した図３（ｃ）に示す電流路が形成されることにより、可動接触子３を流れる電流に対し、図３（ｄ）に示す磁界を形成する。このため、フレミングの左手の法則により、可動接触子３の導電板部３ａに可動接点部３ｂ，３ｃを固定接点部２ａ，２ｂ側に押し付ける開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を作用させることができる。
【００２７】
したがって、可動接触子３を開極させる方向の電磁反発力が発生しても、これに抗するローレンツ力を発生させることができるので、可動接触子３が開極することを確実に抑制することができる。このため、可動接触子３を支持する接触スプリング１２の押圧力を小さくすることができ、これに応じて操作用電磁石４で発生する推力も小さくすることができ、全体の構成を小型化することができる。
【００２８】
しかも、この場合、固定接触子２にＬ字状導電板部２ｇ，２ｈを形成するだけで良く、固定接触子２の加工を容易に行うことができるとともに、別途開極方向の電磁反発力に抗する電磁力又は機械力を発生する部材を必要としないので、部品点数が増加することはなく、全体の構成が大型化することを抑制することができる。
さらに、固定接触子２の外部接続端子２ｉ及び２ｊに接続された外部接続導体２０及び２１の固定部２２及び２３が可動接触子３の導電板部３ａを流れる電流の方向と直交する方向に延長している。このため、外部接続導体２０の固定部２２を流れる電流によって発生する磁界が可動接触子３の導電板部３ａを流れる電流によって発生する磁界を弱める方向に作用することはなく、大きなローレンツ力を発生することができる。
【００２９】
因みに、図２（ｃ）に示すように、固定接触子２の外部接続端子２ｉ及び２ｈに外部接続導体２０及び２１の固定部２２及び２３を可動接触子３の導電板部３ａを流れる電流の方向と平行に延長して接続した場合を考える。この場合には、外部接続導体２０及び２１の固定部２２及び２３を流れる電流によって発生する磁界が可動接触子３の導電板部３ａを流れる電流によって発生する磁界に干渉することなる。このため、可動接触子３の導電板部３ａで発生する磁界が弱められることにより、通電時に可動接触子３を開極させる方向の電磁反発力に抗するローレンツ力が小さくなってしまう。
【００３０】
その後、接点機構ＣＭの閉極状態から操作用電磁石４への通電を遮断して、電流遮断状態とすると、図３（ｂ）に示すように、固定接触子２のＬ字状導電板部２ｇ，２ｈの固定接点部２ａ，２ｂから可動接触子３の可動接点部３ｂ，３ｃが上方に離間する。このとき、固定接点部２ａ，２ｂ及び可動接点部３ｂ，３ｃ間にアークが発生する。
このようにして発生するアークは、図示しないが可動接触子３に沿って配置されたアーク消弧用磁石等のアーク消弧機構によって消弧されて、固定接触子２の接点部２ａ及び２ｂと可動接触子３の可動接点部３ｂ及び３ｃとの間の電流が遮断されて開極状態に復帰する。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態を図４について説明する。
この第２の実施形態では、固定接触子２の外部接続端子２ｉ及び２ｊに接続される外部接続導体を可動接触子３の導電板部３ａで発生する磁界を強めるように構成したものである。
すなわち、第２の実施形態では、図４（ａ）に示すように、前述した第１の実施形態における図２（ａ）における外部接続導体２０及び２１の構成を変更している。
【００３２】
先ず、外部接続導体２０は、固定接触子２の外部接続端子２ｉに接続された固定部２２の他端に上部ケース１ａの正面に沿って可動接触子３の導電板部３ａと平行に延長する第１の導体部２５と、この導体部２５の他端から上部ケース１ａの側面に沿って後方に外部接続端子２ｊに対向する位置まで延長する第２の導体部２６と、この第２の導体部２６の他端から可動接触子３の導電板部３ａの延長方向と同一方向に延長する外部接続導体部２７とを備えている。
【００３３】
また、外部接続導体２１も、外部接続導体２０と点対称となるように、第１の導体部２８、第２の導体部２９及び外部接続導体部３０を備えている。
この第２の実施形態によると、外部接続導体２０及び２１の固定部２２及び２３については前述した第１の実施形態と同様に、可動接触子３の導電板部３ａで流れる電流により生じる磁界に影響を与えることがないように配置されている。そして、外部接続導体２０及び２１には、可動接触子３の導電板部３ａと平行に延長する第１の導体部２５及び２８を有し、これら第１の導体部２５及び２８に流れる電流の方向が図４（ａ）に示すように、可動接触子３の導電板部３ａに流れる電流の方向とは逆方向とされている。
【００３４】
このため、外部接続導体２０及び２１の第１の導体部２５及び２８で発生する磁界が可動接触子３の導電板部３ａで発生する磁界に重畳されることになり、可動接触子３の導電板部３ａの回りの磁束密度を高めることができ、通電時に可動接触子３に発生する開極方向の電磁力に抗するより大きなローレンツ力を発生することができる。したがって、通電時における可動接触子３の開極を確実に防止することができる。このため、可動接触子３を支持する接触スプリング１２の押圧力をより小さくすることができ、これに応じて操作用電磁石４で発生する推力もより小さくすることができ、全体の構成をより小型化することができる。
【００３５】
なお、上記第２の実施形態においては、外部接続導体２０及び２１をＵ字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、図４（ｂ）に示すように、固定部２２及び２３と外部接続導体部を兼ねる第１の導体部２５及び２８とでＬ字状に構成するようにしても上記と同様の作用効果を得ることができる。さらには、図４（ｃ）に示すように、第１の導体部２５及び２８を半分の長さとし、その自由端から固定部２２及び２３と反対方向に延長する外部接続導体部３１及び３２を形成するようにしてもよい。
【００３６】
また、図５に示すように、電磁接触器１の保護ユニット４０を、直流電力源と電磁接触器１の固定接触子２の外部接続端子２ｉとの間にヒューズ４１を介挿したブスバー４２と、電磁接触器１の固定接触子１１２の外部接続端子２ｊと負荷とを結ぶブスバー４３とで構成する。そして、ブスバー４２の固定接触子２の外部接続端子２ｊと接続部分を前述した図４（ａ）に示す外部接続導体２０と同一形状に形成し、ブスバー４３を外部接続導体２１と同一形状に形成するようにしても上述した第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】
さらに、本願発明の第３の実施形態を図６について説明する。
この第３の実施形態では、接点機構ＣＭが外部接続導体２０及び２１の磁界の影響を受けないようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態では、図６に示すように、上部ケース１ａの固定接触子２のＬ字状導体部２ｇ及び２ｈを収納した接点収納空間５０の内壁にＬ字状導体部２ｇ及び２ｈを囲むように磁性体シールド体５１を配置した構成を有する。
ここで、磁性体シールド体５１は、磁性体で下端を開放した桶状に形成されており、少なくともＬ字状導体部２ｇ及び２ｈの第２の導電板部２ｅ及び２ｆと接触する内周面に絶縁膜又は絶縁層が形成されている。
【００３８】
この第３の実施形態によると、接点機構ＣＭ全体が磁性体シールド体５１によって覆われているので、上部ケース１ａの外部に配置された外部接続端子２ｉ及び２ｊに接続される外部接続導体２０及び２１に流れる電流によって発生する磁界を磁気シールドすることができる。このため、固定接触子２のＬ字状導電板部２ｇ及び２ｈと可動接触子３の導電板部３ａとを流れる電流によって発生する磁界に外部磁界が影響することを確実に阻止することができる。したがって、通電時の可動接触子３を開極させる電磁力に抗するローレンツ力が弱められることなく、通電時の可動接触子３の開極を確実に防止することができる。
この場合には、外部接続導体２０及び２１で発生する磁界が磁性体シールド体５１によって磁気シールドされるので、外部接続導体２０及び２１の接続方向を任意に設定することができる。
【００３９】
なお、上記第３の実施形態においては、磁性体シールド体５１を固定接触子のＬ字状導電板部２ｇ及び２ｈと可動接触子３の導電板部３ａとで構成される接点機構ＣＭの全体を覆うように配置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、磁性体シールド体５１を外部接続導体２０及び２１に流れる電流によって発生する磁界がローレンツ力を発生する部位に影響することを防止さえすればよい。このため、外部接続端子２ｉ及び２ｊと対向する対向側面部のみに形成したり、図６の構成から前後側面を削除した構成としたりすることができる。
【００４０】
なお、上記第１〜第３の実施形態においては、固定接触子２にＬ字状導電板部２ｇ及び２ｈを形成してローレンツ力を発生する形状と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７（ａ）〜（ｃ）に示すように、前述した第１の実施形態における図３の構成において、固定接触子２のＬ字状導電板部２ｇ，２ｈにおける第２の導電板部２ｅ，２ｆを可動接触子３の導電板部３ａの端部の上端側を覆うように折り曲げて、導電板部３ａと平行な第３の導電板部２ｍ，２ｎを形成してＵ字状導電部２ｏ，２ｐを形成したことを除いては前述した第１〜第３の実施形態と同様の構成を有する。
【００４１】
この構成によると、接点機構ＣＭが、図７（ｃ）に示すように、閉極状態となると、例えば、直流電源（図示せず）に接続された固定接触子２の外部接続端子２ｉから入力される例えば数十ｋＡ程度の大電流が第３の導電板部２ｍ、第２の導電板部２ｅ、第１の導電板部２ｃ、固定接点部２ａを通じて可動接触子３の可動接点部３ｂに供給される。この可動接点部３ｂに供給された大電流は導電板部３ａ、可動接点部３ｃを通じて固定接点部２ｂに供給される。この固定接点部２ｂに供給された大電流は、第１の導電板部２ｄ、第２の導電板部２ｆ、第３の導電板部２ｎ、外部接続端子２ｊに供給されて、外部の負荷に供給される通電路が形成される。
このとき、固定接触子２の固定接点部２ａ，２ｂ及び可動接触子３の可動接点部３ｂ、３ｃ間に可動接点部３ｂ，３ｃを開極させる方向の電磁反発力が発生する。
【００４２】
しかしながら、固定接触子２は、図３に示すように、第１の導電板部２ｃ，２ｄ、第２の導電板部２ｅ，２ｆ及び第３の導電板部２ｍ，２ｎによってＵ字状導電板部２ｏ，２ｐが形成されているので、固定接触子２の第３の導電板部２ｍ，２ｎとこれに対向する可動接触子３の導電板部３ａ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２の第３の導電板部２ｍ，２ｎが形成する磁界と可動接触子３の導電板部３ａ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３の導電板部３ａを固定接触子２の固定接点部２ａ，２ｂ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２の固定接点部２ａ，２ｂ及び可動接触子３の可動接点部３ｂ，３ｃ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３の可動接点部３ｂ，３ｃが開極することを防止することができる。
【００４３】
さらに、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、可動接触子３の形状を変更して通電時の開極方向の電磁力に抗するローレンツ力を発生させるようにしてもよい。
すなわち、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、可動接触子３の導電板部３ａの両端側から上方に延長する第１の導電板部３ｄ，３ｅと、この第１の導電板部３ｄ，３ｅの上端から内方に延長する第２の導電板部３ｆ，３ｇとで、導電板部３ａの上方側に折り返すＵ字状折り返し部３ｈ，３ｉが形成されている。これらＵ字状折り返し部３ｈ，３ｉの第２の導電板部３ｆ，３ｇにおける先端側の下面に可動接点部３ｊ，３ｋが形成されている。
【００４４】
また、固定接触子２は、接点機構ＣＭの開極状態で、可動接触子３のＵ状折り返し部３ｈ，３ｉを形成する導電板部３ａと第２の導電板部３ｆ，３ｇとの間に対向し、内方に延長する第４の導電板部２ｑ，２ｒと、これら第４の導電板部２ｑ，２ｒの内方端から上方に可動接触子３のＵ字状折り返し部３ｈ，３ｉの内側端部の内側を通って上方に延長する第５の導電板部２ｓ，２ｔとでＬ字状導電板部２ｕ，２ｖが形成されている。そして、第４の導電板部２ｑ，２ｒの可動接触子３の可動接点部３ｊ，３ｋに対向する位置に固定接点部２ｗ，２ｘが形成されている。
【００４５】
この図８の構成によると、接点機構ＣＭが閉極状態となると、図８（ｃ）に示すように、例えば、直流電源（図示せず）に接続された固定接触子２の外部接続端子２ｉから入力される例えば数十ｋＡ程度の大電流が第５の導電板部２ｓ、第４の導電板部２ｑ、固定接点部２ｗを通じて可動接触子３の可動接点部３ｊに供給される。この可動接点部３ｊに供給された大電流は第２の導電板部３ｆ、第１の導電板部３ｄ、導電板部３ａ、第１の導電板部３ｅ、第２の導電板部３ｇ、可動接点部３ｋを通じて固定接点部２ｘに供給される。この固定接点部２ｘに供給された大電流は、第４の導電板部２ｒ、第５の導電板部２ｔ、外部接続端子２ｊを通じて、外部の負荷に供給される通電路が形成される。
このとき、固定接触子２の固定接点部２ｗ，２ｘ及び可動接触子３の可動接点部３ｊ、３ｋ間に可動接点部３ｊ，３ｋを開極させる方向の電磁反発力が発生する。
【００４６】
しかしながら、可動接触子３は、導電板部３ａ、第１の導電板部３ｄ，３ｅ及び第２の導電板部３ｆ，３ｇによってＵ字状折り返し部３ｈ，３ｉが形成されているので、可動接触子３の導電板部３ａと固定接触子２の第４の導電板部２ｑ，２ｒとに逆方向の電流が流れることになる。このため、図８（ｃ）に示すように、可動接触子３の導電板部３ａに流れる電流と固定接触子２の第４の導電板部２ｑ，２ｒが形成する磁界により、導電板部３ａに可動接触子３の可動接点部３ｊ，３ｋを固定接触子２の固定接点部２ｗ，２ｘ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２の固定接点部２ｗ，２ｘ及び可動接触子３の可動接点部３ｊ，３ｋ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、大電流の通電時に可動接触子３の可動接点部３ｊ，３ｋが開極することを防止することができる。
【００４７】
さらに、図８の構成では、固定接触子２にＬ字状導電板部２ｕ，２ｖが形成されているので、可動接触子３の第２の導電板部３ｆ，３ｇの上側にＬ字状導電板部２ｕ，２ｖの第５の導電板部２ｓ，２ｔによる磁束強化部が形成されるので、前述した第１の実施形態と同様のローレンツ力も発生することができ、より強力に可動接触子３の開極を防止することができる。
【００４８】
なお、上記第１〜第３の実施形態においては、外部接続導体２０及び２１の固定部２２及び２３を可動接触子２の電流方向と直交するする方向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、固定部２２及び２３に流れる電流によって発生する磁界がローレンツ力を低減させない程度の角度で交差させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…本体ケース、１ａ…上部ケース、１ｂ…下部ケース、２…固定接点、２ａ，２ｂ…固定接点部、２ｃ，２ｄ…第１の導電板部、２ｅ，２ｆ…第２の導電板部、２ｇ，２ｈ…Ｌ字状導電板部、２ｉ，２ｊ…外部接続端子、２ｍ，２ｎ…第３の導電板部、２ｏ，２ｐ…Ｕ字状導電板部、２ｑ，２ｒ…第４の導電板部、２ｓ，２ｔ…第５の導電板部、２ｕ，２ｖ…Ｌ字状導電板部、２ｗ，２ｘ…固定接点部、３…可動接触子、３ａ…導電板部、３ｂ，３ｃ…可動接点部、３ｄ，３ｅ…第１の導電板部、３ｆ，３ｇ…第２の導電板部、３ｈ，３ｉ…Ｕ字状折り返し部、３ｊ，３ｋ…可動接点部、４…操作用電磁石、５…固定鉄心、６…可動鉄心、８…電磁コイル、９…復帰スプリング、１１…接触子ホルダ、１２…接触スプリング、１３…ストッパ、２０，２１…外部接続導体、２２，２３…固定部、２２５，２８…第１の導体部、２６，２９…第２の導体部、２７，３０…外部接続導体部、３１，３２…外部接続導体部、４０…保護ユニット、４１…ヒューズ、４２，４３…ブスバー、５０…接点収納空間、５１…磁性体シールド体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電路に介挿された一対の固定接点部を有する固定接触子と該一対の固定接点部に接離可能な一対の可動接点部を有する可動接触子とを有する接点機構を有し、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接点部及び前記可動接点部間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界を形成する形状とし、
前記固定接触子の外部接続端子に接続する外部接続導体を有し、該外部接続導体の前記外部接続端子に取付ける固定部の取付方向を前記可動接触子に流れる電流の方向に対して交差する方向とした
ことを特徴とする電磁接触器。
【請求項２】
前記外部接続導体は、前記固定部の前記外部接続端子とは反対側に連結されて前記可動接触子の延長方向と平行で且つ電流方向が当該可動接触子と逆方向となる導体部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電磁接触器。
【請求項３】
前記外部接続導体は、保護ユニットを構成するブスバーで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁接触器。
【請求項４】
通電路に介挿された一対の固定接点部を有する固定接触子と該一対の固定接点部に接離可能な一対の可動接点部を有する可動接触子とを有する接点機構を有し、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接点部及び前記可動接点部間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界を形成する形状とし、
前記接点機構を覆うように前記固定接触子に接続される外部接続導体で生じる磁界の影響を抑制する磁性体を配置した
ことを特徴とする電磁接触器。
【請求項５】
前記可動接触子は、可動部に支持され、表裏の一方の面における両端側にそれぞれ接点部を有する導電板を備え、
前記固定接触子は、前記導電板の接点部に対向する固定接点部を支持してそれぞれ前記導電板と平行に当該導電板の両端より外側に向かう第１の導電板部と、該第１の導電板部の外方端部から前記導電板の端部の外側を通って延長する第２の導電板部とで形成されたＬ字状導電板部を備えている
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。
【請求項６】
前記固定接触子は、前記第２の導電板部の端部から前記導電板と平行に内方に延長する第３の導電板部を有してＣ字状に構成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の電磁接触器。
【請求項７】
前記可動接触子は、可動部に支持される導電板部と、該導電板部の両端に形成されたＣ字状折り返し部と、該Ｃ字状折り返し部の前記導電板部との対向面に形成された接点部とを備え、
前記固定接触子は、前記Ｕ字状折り返し部内に前記導電板部と平行に配設された前記可動接触子の接点部と接触する接点部を形成した一対の第１の導電板部と、該一対の第１の導電板部の内側端からそれぞれ前記Ｕ字状折り返し部の端部の内側を通って延長する第２の導電板部とで構成されるＬ字状導電板部を備えている
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。
【請求項１】
通電路に介挿された一対の固定接点部を有する固定接触子と該一対の固定接点部に接離可能な一対の可動接点部を有する可動接触子とを有する接点機構を有し、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接点部及び前記可動接点部間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界を形成する形状とし、
前記固定接触子の外部接続端子に接続する外部接続導体を有し、該外部接続導体の前記外部接続端子に取付ける固定部の取付方向を前記可動接触子に流れる電流の方向に対して交差する方向とした
ことを特徴とする電磁接触器。
【請求項２】
前記外部接続導体は、前記固定部の前記外部接続端子とは反対側に連結されて前記可動接触子の延長方向と平行で且つ電流方向が当該可動接触子と逆方向となる導体部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電磁接触器。
【請求項３】
前記外部接続導体は、保護ユニットを構成するブスバーで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁接触器。
【請求項４】
通電路に介挿された一対の固定接点部を有する固定接触子と該一対の固定接点部に接離可能な一対の可動接点部を有する可動接触子とを有する接点機構を有し、前記一対の固定接触子及び前記可動接触子の少なくとも一方の形状を、通電時に前記固定接点部及び前記可動接点部間に発生する開極方向の電磁反発力に抗するローレンツ力を発生する磁界を形成する形状とし、
前記接点機構を覆うように前記固定接触子に接続される外部接続導体で生じる磁界の影響を抑制する磁性体を配置した
ことを特徴とする電磁接触器。
【請求項５】
前記可動接触子は、可動部に支持され、表裏の一方の面における両端側にそれぞれ接点部を有する導電板を備え、
前記固定接触子は、前記導電板の接点部に対向する固定接点部を支持してそれぞれ前記導電板と平行に当該導電板の両端より外側に向かう第１の導電板部と、該第１の導電板部の外方端部から前記導電板の端部の外側を通って延長する第２の導電板部とで形成されたＬ字状導電板部を備えている
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。
【請求項６】
前記固定接触子は、前記第２の導電板部の端部から前記導電板と平行に内方に延長する第３の導電板部を有してＣ字状に構成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の電磁接触器。
【請求項７】
前記可動接触子は、可動部に支持される導電板部と、該導電板部の両端に形成されたＣ字状折り返し部と、該Ｃ字状折り返し部の前記導電板部との対向面に形成された接点部とを備え、
前記固定接触子は、前記Ｕ字状折り返し部内に前記導電板部と平行に配設された前記可動接触子の接点部と接触する接点部を形成した一対の第１の導電板部と、該一対の第１の導電板部の内側端からそれぞれ前記Ｕ字状折り返し部の端部の内側を通って延長する第２の導電板部とで構成されるＬ字状導電板部を備えている
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８４４２４（Ｐ２０１３−８４４２４Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３１４４（Ｐ２０１１−２２３１４４）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【出願人】（５０８２９６７３８）富士電機機器制御株式会社 (299)
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【出願人】（５０８２９６７３８）富士電機機器制御株式会社 (299)
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