JP2012199151A - 接点装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動接点及び固定接点の間でのアーク放電の発生を抑制する。
【解決手段】通電により固定接点３５に対して可動接点３１が接離する接点部３と、可動接点３１を固定接点３５に対して接離駆動する駆動部２と、接点部３と駆動部２とが収容されるケース５とを備える。ケース５の内側に固定接点３５と可動接点３１との間のアーク長を伸長可能なアーク長伸長部６１を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、可動接点が固定接点に向けて移動し、接触することにより電気的導通がなされる接点装置に関する。

接点装置は電磁継電機等に用いられており、特許文献１には電磁継電機に適用される接点装置が記載されている。この接点装置は、固定接点を有する固定端子と、固定端子に接離する可動接点を有する可動接触子と、可動接触子を固定端子の方向に移動させる駆動部と、可動接触子を固定接点側に付勢する接圧ばねと、これらの部品を収容するケースとを備えている。

駆動部は可動接触子を挿通する軸体と、軸体の一端に設けられて可動接触子の固定端子側への移動を規制する第１のヨーク板とを有している。一方、可動接触子には第２のヨーク板が可動接点との反対側に固定されている。

この接点装置においては、駆動部の駆動によって軸体が固定端子の方向へ移動することにより第１のヨーク板も同方向に変位するため、接圧ばねの付勢力によって可動接触子が固定端子の方向に移動し、可動接点と固定接点とが接触して導通する。この導通により、可動接触子の周囲に磁場が発生して第１のヨーク板と第２のヨーク板との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が接点の接触で発生する反発力を打ち消すため、接点間における接圧の低下を低減することが可能となり、可動接点と固定接点とを良好に接触させることができる。

特開２０１１−２３３３２号公報

上述した接点装置においては、電流遮断時すなわち可動接点と固定接点とが離れる際に可動接点と固定接点との間でアーク放電が生じる。ここで両接点間に発生する電圧は、可動接点と固定接点間の距離に依存する。つまり、ケース内に設けられた可動接点と固定接点との間で生じるアークの伸張範囲で、両接点間に発生する電圧が決まる。

この場合、可動接点と固定接点間で遮断することができる遮断電圧である両接点間に発生する電圧を高めるためには、可動接点と固定接点との距離を長くする必要がある。これは、可動接点と固定接点との距離が極めて短い場合に高電圧を両接点間に印加すると、固定接点と可動接点とが離れているにも関わらずアーク放電が生じてしまうためである。従って、両接点間に高電圧を印加しようとする場合には、固定接点と可動接点間の距離を長くとる必要があるが、この場合にはケースが大型化する。

そこで本発明は、ケースの大型化を抑制しつつ可動接点及び固定接点との間に高電圧をかけることを可能とした接点装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、通電により固定接点に対して可動接点が接離する接点部と、前記可動接点を固定接点に対して接離駆動する駆動部と、前記接点部と前記駆動部とが収容されるケースとを備えた接点装置であって、前記ケースの内側に前記固定接点と可動接点との間のアーク長を伸長可能なアーク長伸長部を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の接点装置であって、前記アーク長伸長部は、前記ケースの内壁に設けられた凹凸部であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の接点装置であって、前記アーク長伸長部は、前記ケースの内壁から内方に向けて突設され、アーク長の方向に複数段に設けられて凹凸部を形成する複数のリブであることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の接点装置であって、前記複数のリブは前記ケースと別体となっており、ケースの内壁に後付けされることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の接点装置であって、前記複数のリブは金属部材であることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、固定接点と可動接点との間のアーク長を伸長可能なアーク長伸長部をケースの内側に設けていることにより、接点間のアーク長が長くなるため、高電圧を両接点間に発生させることができ、両接点間の距離を長くとることがないので、ケースの大型化を抑制することができる。

請求項２記載の発明によれば、ケースの内壁に設けられた凹凸部によってアーク長伸長部を形成するため、アーク長を長くとることができ、その分、両接点間に高電圧を発生させることが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、ケースの内壁から内方に向けて突設され、アーク長の方向に複数段に設けられて凹凸部を形成する複数のリブによってアーク長伸長部を形成しているため、アーク長伸長部の構造が簡単となり、アーク長伸長部を簡単に形成することができる。

請求項４記載の発明によれば、アーク長伸長部を形成するリブがケースと別体となっているため、固定接点及び可動接点間の電圧に合わせた設計が可能になるなどアーク長伸長部の設計自由度が向上する。

請求項５記載の発明によれば、アーク長伸長部を形成する複数のリブが金属部材によって形成されるため、アーク長伸長部の熱伝導及び熱容量が大きくなっており、その分、アークの放熱性が高まり、高いアーク電圧を発生させることができる。

本発明の第１実施形態の接点装置を示す断面図である。 本発明の第２実施形態の接点装置を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。なお、各実施形態において同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態の接点装置１を示す。この接点装置１は電磁継電器に適用されるものである。接点装置１は図１中で下部に位置する駆動部２と、上部に位置する接点部３とを備え、これら駆動部２及び接点部３をケース５内に収容している。

ケース５は接点部３側が開口する駆動部収納ケース部７と、このケース部７の開口側を閉塞する接点部収納ケース部９とを有する。ケース５は、図１の上下方向から見た平面視で円形であっても良く、四角あるいは多角形状であっても良い。

駆動部収納ケース部７は、下壁７ａと、下壁７ａの周縁から接点部３側に向けて立ち上がる側壁７ｂとを備えて、接点部３側が開口するカップ状を呈している。接点部収納ケース部９は、上壁９ａと、上壁９ａの周縁から駆動部２側に向けて延びる側壁９ｂとを備えて、駆動部２側が開口するカップ状を呈している。

駆動部２は、コイルボビン１１に巻かれたコイル１３を備え、コイルボビン１１の中心に形成した貫通孔１１ａ内には、固定部材である固定鉄心１５を駆動部収納ケース７の下壁７ａ側に配置し、可動部材である可動鉄心１７を下壁７ａと反対の開口側に配置している。

コイル１３と駆動部収納ケース部７との間には継鉄１９を配置している。継鉄１９は、下壁７ａに対向する底壁１９ａと、底壁９ａの周縁から立ち上がりコイル１３の周囲を囲むようにして形成されて側壁７ｂに対向する筒部１９ｂとを備えている。

継鉄１９の接点部３側の開口のコイル１３に対応する部位を覆うようにして継鉄上板２１を配置している。継鉄上板２１は、外周縁部を継鉄１９の筒部１９ｂの端部に固定し、内周縁部から下方に突出させた筒部２１ａを、可動鉄心１７とコイルボビン１１との間に挿入するように配置している。このため、コイルボビン１１は、継鉄上板２１の筒部２１ａを挿入した接点部３側の一部が、下部の他の部位よりも貫通孔１１ａの内径を大きくしている。

固定鉄心１５は、継鉄１９の底壁１９ａの中心に形成してある嵌合孔１９ｃに、突起部１５ａを嵌合させることで継鉄１９に固定している。一方、固定鉄心１５の接点部３側に位置する可動鉄心１７は、コイルボビン１１の貫通孔１１ａ内にて固定鉄心１５に対して接近離反移動可能となっている。

固定鉄心１５及び可動鉄心１７の互いに対向する側には、凹部１５ｂ及び凹部１７ａをそれぞれ形成し、これら各凹部１５ｂ，１７ａ相互間に復帰ばね２３を配置している。この復帰ばね２３は、可動鉄心１７を固定鉄心１５から離反する方向に押し付けている。

可動鉄心１７の固定鉄心１５との反対側には、シャフト２５を可動鉄心１７の移動方向に沿って延びるように設けてある。シャフト２５は可動鉄心１７と一体でもよく、別体として可動鉄心１７に固定する構造でもよい。

シャフト２５の先端には、ボス部２７を介して可動端子２８を取り付けてある。可動端子２８はボス部２７に取り付けられた左右方向に長い板状の可動接触子２９と、可動接触子２９の長手方向両端の駆動部２側の下面に設けた一対のほぼ半球形状の可動接点３１とによって形成されている。

可動接触子２９と接点部収納ケース部９の上壁９ａとの間には、可動接触子２９を駆動部２側に押し付ける接圧ばね３３を配置している。この接圧ばね３３は、前述した復帰ばね２３よりもばね力を低く設定してある。このため、コイル１３が通電されずに可動鉄心１７に駆動力が付与されていない状態では、復帰ばね２３の弾性力が接圧ばね３３の弾性力に打ち勝って、可動鉄心１７は可動接触子２９とともに固定鉄心１５から離れる方向に移動して図１の状態となる。

可動接点３１の駆動部２側に対向する位置には、ほぼ半球形状の固定接点３５を配置している。固定接点３５は固定端子３７上に固定してあり、固定端子３７は絶縁性樹脂からなる固定接点保持部４１に取り付けている。この固定端子３７の端部をケース５の外部に引き出して外部負荷などに接続する外部接続端子としている。

このような構造では、駆動部２の駆動によって可動接触子２９が固定接点３５と接触する接触方向に移動すると、可動端子２８が固定接点３５に接触してこれらの接点が導通して接点装置１がオンとなる。

以上に加えて、ケース５にはアーク長伸長部６１が設けられている。アーク長伸長部６１はケース５における接点部３側に設けられるものであり、接点部収納ケース部９の側壁９ｂの内面における固定接点３５と可動接点３１との間に設けられている。

アーク長伸長部６１は接点部収納ケース部９の側壁９ｂの内面から内方（固定接点３５及び可動接点３１の方向）に突設された複数のリブ６３によって形成されている。それぞれのリブ６３は接点部収納ケース部９の側壁９ｂの内面に突設されるものである。又、リング状の複数のリブ６３は固定接点３５と可動接点３１との間のアーク長の方向に沿って複数段となるように形成されており、これにより接点部収納ケース部９の側壁９ｂの内面には複数段の凹凸部が形成されている。

このように固定接点３５と可動接点３１との間に複数段のリブ６３を設けることにより、固定接点３５と可動接点３１との間のアーク長が複数のリブ６３の幅及び厚さを合わせた長さ分、延長される。これにより固定接点３５及び可動接点３１の間のアーク長が長くなるため、両接点３１、３５間に発生することができる電圧を高くすることができる。

又、この実施形態では、複数のリブ６３によってアーク長伸長部６１を形成しているため、アーク長伸長部６１の構造が簡単となり、アーク長伸長部６１を簡単に形成することができる。

この実施形態において、複数のリブ６３を金属部材によって形成することができ、これによりアーク長伸長部６１を金属製とすることができる。アーク長伸長部６１を金属部材とすることにより、アーク長伸長部６１の熱伝導及び熱容量が大きくなり、その分、アーク電圧を高くすることができる。これにより両接点３１、３５間に高電圧を発生することができる。そのため両接点３１、３５間の距離を長くする必要がないので接点部収納ケース部９の大型化を抑制することができる。

又、金属部材からなるリブ６３（アーク長伸長部６１）はケース５と別体となっており、ケース５に後付けされる。このようにリブ６３がケース５と別体となっていることにより、固定接点３５及び可動接点３１の間の電圧に合わせた設計が可能になり、アーク長伸長部６１の設計自由度が向上する。

次に、接点装置１の動作を説明する。コイル１３が通電されていない図１の状態では、復帰ばね２３の弾性力が接圧ばね３３の弾性力に打ち勝って、可動鉄心１７が固定鉄心１５から離れる方向に移動し、可動接点３１が固定接点３５から離反した図１の状態となり、接点装置１がオフとなる。

このオフ状態からコイル１３が通電されると、可動鉄心１７が電磁力により復帰ばね２３の弾性力に抗して固定鉄心１５に吸引されるようにして固定鉄心１５に接近移動する。これにより可動接点３１が固定接点３５に接触してこれら各接点相互が電気的に導通して接点装置がオンとなる。

以上の動作において、接点部収納ケース部９の側壁９ｂの内面における可動接点３１と固定接点３５との間に複数のリブ６３からなるアーク長伸長部６１を設けることにより可動接点３１と固定接点３５との間に高いアーク電圧を発生させることができる。

そのため、両接点３１、３５間を長くとる必要がないので、接点部収納ケース部９の大型化、引いてはケース５の大型化を抑制することができる。

［第２実施形態］
図２は本発明の第２実施形態の接点装置１Ａを示す。この実施形態においては、可動接点３１が図１の第１実施形態とは逆方向、つまり図２で上方に移動するものであり、可動接点３１に対応した固定接点３５は、移動方向前方の上方に配置している。

固定鉄心１５と可動鉄心１７との位置関係は、図１と逆であり、可動鉄心１７を駆動部収納ケース７の下壁７ａ側に配置している。固定鉄心１５は可動鉄心１７の図中で上部に配置して継鉄上板２１に上端部を固定している。

固定鉄心１５の中心には、可動鉄心１７の移動方向に向けて貫通する貫通孔１５ｃを形成してあり、可動鉄心１７にねじ５５によって連結してあるシャフト２５をこの貫通孔１５ｃに挿入している。貫通孔１５ｃには、可動鉄心１７を固定鉄心１５から離れる方向に押し付ける復帰ばね２３を収容している。復帰ばね２３の上端は、継鉄上板２１の上面に固定してある押さえ板４９に当接している。押さえ板４９のさらに上部には、ばね受け５１を配置し、このばね受け５１と可動接触子２９との間に接圧ばね３３を配置している。押さえ板４９及びばね受け５１には、シャフト２５を挿入する貫通孔４９ａ及び５１ａをそれぞれ形成してある。

この実施形態では、第１実施形態とは逆に、可動接点３１を可動接触子２９の駆動部１と反対側の上面に取り付けている。また、可動接点３１に対向する固定接点３５を、接点部収納ケース部９の上壁９ａに設けた固定接点保持部４１に固定端子３７を介して取り付けている。

この実施形態において、アーク長伸長部６１Ａをケース５の内部に設けている。アーク長伸長部６１Ａは図１の第１実施形態と同様にケース５における接点部３側に設けられるものであり、接点部収納ケース部９の側壁９ｂの内面における固定接点３５と可動接点３１との間に設けられている。

このアーク長伸長部６１Ａは接点部収納ケース部９の側壁９ｂの内面から内方（固定接点３５及び可動接点３１の方向）に突設された複数のリブ６３Ａによって形成されている。それぞれのリブ６３Ａは接点部収納ケース部９の側壁９ｂの内面に突設されるものである。又、複数のリブ６３Ａは固定接点３５と可動接点３１との間のアーク長の方向に沿って複数段となるように形成されており、これにより接点部収納ケース部９の側壁９ｂの内面には複数段の凹凸部が形成されている。

このように固定接点３５と可動接点３１との間に複数段のリブ６３Ａを設けることにより、固定接点３５と可動接点３１との間のアーク長が複数のリブ６３Ａの幅及び厚さを合わせた長さ分、延長される。これにより固定接点３５及び可動接点３１の間に高いアーク電圧を発生させることができる。

そのため、両接点３１、３５間を長くとる必要がないので、接点部収納ケース部９の大型化、引いてはケース５の大型化を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、アーク長伸長部６１Ａの構造が簡単となり、アーク長伸長部６１Ａを簡単に形成することができる。

又、複数のリブ６３Ａを金属部材によって形成することができ、これによりアーク長伸長部６１の熱伝導及び熱容量が大きくなり、その分、アーク電圧を高くすることができる。金属部材からなるリブ６３Ａはケース５と別体となっており、ケース５に後付けされる。リブ６３Ａがケース５と別体となっていることにより、固定接点３５及び可動接点３１の間の電圧に合わせた設計が可能になり、アーク長伸長部６１Ａの設計自由度が向上する。

次に、この実施形態の接点装置１Ａの動作を説明する。コイル１３が通電されていない状態では、復帰ばね２３の弾性力が接圧ばね３３の弾性力に打ち勝って、可動鉄心１７が下方に位置し、可動接点３１が固定接点３５から離反した図２の状態となり、接点装置１Ａがオフとなる。

このオフ状態からコイル１３が通電されると、可動鉄心１７が電磁力により復帰ばね２３の弾性力に抗して固定鉄心１５に吸引されるようにして固定鉄心１５に接近移動し、可動接点３１が固定接点３５に接触してこれら各接点相互が電気的に導通して接点装置１Ａがオンとなる。

本実施形態においても、接点部収納ケース部９の側壁９ｂの内面における可動接点３１と固定接点３５との間に複数のリブ６３Ａからなるアーク長伸長部６１Ａを設けることにより可動接点３１と固定接点３５との間のアーク長が長くなっているため、両接点３１、３５間に高電圧を発生することができる。

本発明は以上の実施形態に限定されることなく、種々変形が可能である。例えば、アーク長伸長部６１、６１Ａを形成する複数のリブ６１，６１Ａはケース５と一体に形成しても良い。この場合には、複数のリブ６１，６１Ａを接点部収納ケース部９の材質と同様とし、接点部収納ケース部９の形成と同時にその側壁９ｂに一体形成する。又、アーク長伸長部６１、６１Ａとしてはリブ６３，６３Ａでなく、弧状の突起であっても良く、蛇腹状の曲面であっても良い。

１、１Ａ 接点装置
２ 駆動部
３ 接点部
５ ケース
７ 駆動部収納ケース部
９ 接点部収納ケース部
２８ 可動端子
２９ 可動接触子
３１ 可動接点
３３ 接圧ばね
３５ 固定接点
３７ 固定端子
６１，６１Ａ アーク長伸長部
６３，６３Ａ リブ

Claims (5)

1. 通電により固定接点に対して可動接点が接離する接点部と、前記可動接点を固定接点に対して接離駆動する駆動部と、前記接点部と前記駆動部とが収容されるケースとを備えた接点装置であって、
   前記ケースの内側に前記固定接点と可動接点との間のアーク長を伸長可能なアーク長伸長部を設けたことを特徴とする接点装置。
2. 請求項１記載の接点装置であって、
   前記アーク長伸長部は、前記ケースの内壁に設けられた凹凸部であることを特徴とする接点装置。
3. 請求項１又は２記載の接点装置であって、
   前記アーク長伸長部は、前記ケースの内壁から内方に向けて突設され、アーク長の方向に複数段に設けられて凹凸部を形成する複数のリブであることを特徴とする接点装置。
4. 請求項３記載の接点装置であって、
   前記複数のリブは前記ケースと別体となっており、ケースの内壁に後付けされることを特徴とする接点装置。
5. 請求項３記載の接点装置であって、
   前記複数のリブは金属部材であることを特徴とする接点装置。

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