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JP5981766B2 - electromagnetic switch - Google Patents

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JP5981766B2
JP5981766B2 JP2012108032A JP2012108032A JP5981766B2 JP 5981766 B2 JP5981766 B2 JP 5981766B2 JP 2012108032 A JP2012108032 A JP 2012108032A JP 2012108032 A JP2012108032 A JP 2012108032A JP 5981766 B2 JP5981766 B2 JP 5981766B2
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晋 栗原
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高裕 工藤
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健司 鈴木
貴裕 田口
貴裕 田口
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Description

本発明は、直流電流路に介挿された可動接触子及び一対の固定接触子を備えた電磁開閉器に関し、固定接触子及び可動接触子がギャップを保って対向する開極状態及び両者が接触する閉極状態を検出できるようにしたものである。   The present invention relates to an electromagnetic switch having a movable contact and a pair of fixed contacts inserted in a direct current path, and the open contact state where the fixed contact and the movable contact face each other while maintaining a gap, and the two are in contact with each other. It is made possible to detect a closed state.

従来、電磁継電器や電磁接触器などの電磁開閉器では、封止容器内に、所定間隔を保って一対の固定接触子を配置すると共に、一対の固定接触子に対して可動接触子を接離可能に配置するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
そして、一対の固定接触子に対して可動接触子が所定ギャップを介して対向している釈放状態では、一対の固定接触子間の直流電流路が遮断された開極状態となっている。これに対して、可動接触子を例えば電磁石装置などの駆動部で駆動して、一対の固定接触子に接触させた投入状態では、一対の固定接触子間に直流電流路が形成されて閉極状態となる。
Conventionally, in an electromagnetic switch such as an electromagnetic relay or an electromagnetic contactor, a pair of fixed contacts are arranged in a sealed container at a predetermined interval, and the movable contact is connected to or separated from the pair of fixed contacts. It arrange | positions so that it is possible (for example, refer patent document 1).
In the released state where the movable contact is opposed to the pair of fixed contacts via a predetermined gap, the DC current path between the pair of fixed contacts is open. On the other hand, when the movable contact is driven by a driving unit such as an electromagnet device and is brought into contact with the pair of fixed contacts, a direct current path is formed between the pair of fixed contacts to close the pole. It becomes a state.

特開平9−259728号公報JP-A-9-259728

しかしながら、上記特許文献1に記載された従来例にあっては、一対の固定接触子とこれに接離可能に配置された可動接触子とを封止容器内に配置するようにしており、可動接触子の可動状態を外部から視認することができないため、投入状態としたときに可動接触子が動作しない場合や、釈放状態としたときに可動接触子が一対の固定接触子から離間しない場合を確認することができない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、一対の固定接触子に対して可動接触子が接触しているか否かを監視することができる電磁開閉器を提供することを目的としている。
However, in the conventional example described in Patent Document 1, a pair of fixed contacts and a movable contact disposed so as to be able to come in contact with and away from the pair are arranged in a sealed container. Since the movable state of the contact cannot be visually recognized from the outside, the movable contact does not operate when it is in the input state, or the movable contact does not separate from the pair of fixed contacts when it is in the released state. There is an unresolved issue that cannot be confirmed.
Accordingly, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and is an electromagnetic switch capable of monitoring whether or not a movable contact is in contact with a pair of fixed contacts. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明に係る電磁開閉装置の第1の態様は、接点収納ケース内に所定間隔を保って固定配置された直流電流路に介挿される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、該可動接触子を可動させる電磁石ユニットとを備えている。また、電磁開閉装置は、前記一対の固定接触子のそれぞれに個別に接続された一対のコンデンサと、該一対のコンデンサの他端に接続した抵抗と、該抵抗の両端のインピーダンスを測定して、前記一対の固定接触子に対して前記可動接触子が所定ギャップを介して対向している開極状態及び前記一対の固定接触子に前記可動接触子が接触している閉極状態を検出する接触状態検出部とを備えている。   In order to achieve the above object, a first aspect of an electromagnetic switching device according to the present invention includes a pair of fixed contacts inserted in a DC current path fixedly arranged at a predetermined interval in a contact storage case, A movable contact disposed so as to be able to contact and separate from the pair of fixed contacts and an electromagnet unit for moving the movable contact are provided. The electromagnetic switching device measures a pair of capacitors individually connected to each of the pair of fixed contacts, a resistor connected to the other end of the pair of capacitors, and impedances at both ends of the resistor, Contact for detecting an open state in which the movable contact is opposed to the pair of fixed contacts via a predetermined gap and a closed state in which the movable contact is in contact with the pair of fixed contacts A state detection unit.

この第1の態様によると、直流電流路を開閉する一対の固定接触子に個別にコンデンサが接続され、これらコンデンサの他端に抵抗を接続する。この抵抗の両端のインピーダンスを測定することにより、一対の固定接触子に対する可動接触子の接触状態及び非接触状態を正確に検出することができる。   According to the first aspect, the capacitors are individually connected to the pair of fixed contacts that open and close the DC current path, and the resistors are connected to the other ends of these capacitors. By measuring the impedance at both ends of this resistor, the contact state and non-contact state of the movable contact with respect to the pair of fixed contacts can be accurately detected.

また、本発明に係る電磁開閉器の第2の態様は、前記コンデンサが前記一対の固定接触子の前記接点収納ケースから突出する端部に嵌合させる誘電体リングで構成されている。
この第2の態様によると、一対の固定接触子に誘電体リングを嵌合させることにより、コンデンサを形成することができ、誘電体リングの厚みを調整することにより、インピーダンスを調整することができる。
Moreover, the 2nd aspect of the electromagnetic switch which concerns on this invention is comprised by the dielectric material ring which the said capacitor fits into the edge part which protrudes from the said contact storage case of a pair of said stationary contact.
According to the second aspect, the capacitor can be formed by fitting the dielectric ring to the pair of fixed contacts, and the impedance can be adjusted by adjusting the thickness of the dielectric ring. .

また、本発明に係る電磁開閉器の第3の態様は、前記一対のコンデンサの合成インピーダンスと前記抵抗のインピーダンスとが一致するように調整されている。
この第3の態様によると、前記抵抗の両端のインピーダンスを、可動接触子が一対の固定接触子に接触している場合の値に対して可動接触子が一対の固定接触子に接触している場合に半分の値とすることができる。
Moreover, the 3rd aspect of the electromagnetic switch which concerns on this invention is adjusted so that the synthetic | combination impedance of a pair of said capacitor | condenser and the impedance of the said resistor may correspond.
According to the third aspect, the movable contact is in contact with the pair of fixed contacts with respect to the impedance when the movable contact is in contact with the pair of fixed contacts. In some cases, the value can be halved.

また、本発明に係る電磁開閉器の第4の態様は、前記接触状態検出部が、一端が前記抵抗の一端に接続され、他端が接地に接続されたパルス信号発生部と、該パルス信号発生部と接地との間と前記抵抗の他端との間に接続された電圧制限抵抗と、前記抵抗及び前記電圧制限抵抗の接続点の電位と基準電位とを比較する比較部とを備えている。   According to a fourth aspect of the electromagnetic switch of the present invention, the contact state detection unit includes a pulse signal generation unit having one end connected to one end of the resistor and the other end connected to the ground, and the pulse signal. A voltage limiting resistor connected between the generator and the ground and the other end of the resistor, and a comparator for comparing a potential at a connection point of the resistor and the voltage limiting resistor with a reference potential. Yes.

この第4の態様によると、一対の固定接触子に対して可動接触子が接触していない開極状態では、パルス信号発生部で発生する所定周波数のパルス電圧が抵抗と電圧制限抵抗とで分割した値となる。この開極状態から可動接触子を一対の固定接触子に接触させる閉極状態とすると、抵抗に対して一対のコンデンサの直列回路が並列に接続されることになり、抵抗の両端のインピーダンスが減少する。このインピーダンスの変化を比較部で検出することにより、開極状態及び閉極状態を表す接点接触検出信号を得ることができる。   According to the fourth aspect, in the open state where the movable contact is not in contact with the pair of fixed contacts, the pulse voltage of the predetermined frequency generated by the pulse signal generator is divided between the resistor and the voltage limiting resistor. It becomes the value. From this open state, when the movable contact is brought into contact with a pair of fixed contacts, a series circuit of a pair of capacitors is connected in parallel to the resistor, and the impedance at both ends of the resistor is reduced. To do. By detecting this change in impedance by the comparison unit, it is possible to obtain a contact contact detection signal representing an open state and a closed state.

本発明によれば、一対の固定接触子に個別にコンデンサを介して抵抗の両端に接続することにより、抵抗の一対の固定接触子に対する可動接触子の接離状態を抵抗の両端のインピーダンス変化で正確に検出することができる。   According to the present invention, a pair of fixed contacts are individually connected to both ends of a resistor via a capacitor, so that the contact state of the movable contact with respect to the pair of fixed contacts of the resistor can be changed by impedance change at both ends of the resistor. It can be detected accurately.

本発明を電磁接触器に適用した場合の第1の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment at the time of applying this invention to an electromagnetic contactor. 可動接触子及び一対の固定接触子で構成される接点機構の開閉状態を検出する回路構成図であり、(a)は開極状態の回路構成図、(b)は閉極状態の回路構成図である。It is a circuit block diagram which detects the opening / closing state of the contact mechanism comprised with a movable contact and a pair of fixed contacts, (a) is a circuit block diagram of an open state, (b) is a circuit block diagram of a closed state It is. インピーダンス変化検出回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an impedance change detection circuit. コンデンサの構成例を示す図であり、(a)は分解斜視図、(b)はコンデンサの装着状態を示す斜視図、(c)はコンデンサの容量調整の説明図である。It is a figure which shows the structural example of a capacitor | condenser, (a) is a disassembled perspective view, (b) is a perspective view which shows the mounting state of a capacitor | condenser, (c) is explanatory drawing of the capacity | capacitance adjustment of a capacitor | condenser. 接触状態検出部の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of a contact state detection part.

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第1の実施形態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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment when the contact device of the present invention is applied to an electromagnetic contactor as an electromagnetic switch. In FIG. 1, 1 is an exterior case made of, for example, a synthetic resin. The exterior case 1 includes a bottomed cylindrical body 1a whose lower end surface is opened and a bottom plate 1b that closes the lower end surface of the bottomed cylindrical body 1a.

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直列に収納されている。
接点装置2は、接点収納ケース4を有する、この接点収納ケース4は、セラミックス、合成樹脂等で形成される下端を開放した桶状体4aとその開放端面に密着固定された金属製の接合部材4b、桶状体4aの側面を覆う金属筒体4cとで構成されている。そして、接合部材4bが電磁石ユニット3の上部磁気ヨーク22の上面にロー付け、溶接等によって気密状態で固定されている。
In the outer case 1, a contact device 2 having a contact mechanism and an electromagnet unit 3 as an electromagnet device for driving the contact device 2 are accommodated in series with the electromagnet unit 3 disposed on the bottom plate 1 b. Yes.
The contact device 2 has a contact storage case 4, which is made of ceramics, synthetic resin or the like and has a bowl-shaped body 4a having a lower end opened, and a metal joining member that is tightly fixed to the open end surface. 4b and the metal cylinder 4c which covers the side surface of the bowl-shaped body 4a. The joining member 4b is brazed to the upper surface of the upper magnetic yoke 22 of the electromagnet unit 3 and fixed in an airtight state by welding or the like.

桶状体4aの上面には、長手方向に所定間隔を保って断面円形の貫通孔5a,5bが設けられ、これら貫通孔5a,5b内に例えば銅製の一対の固定接触子6a,6bが挿通されて接着剤等によって固定されている。
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。
On the upper surface of the bowl-shaped body 4a, through holes 5a and 5b having a circular cross section are provided in the longitudinal direction at a predetermined interval, and a pair of, for example, copper fixed contacts 6a and 6b are inserted into the through holes 5a and 5b. And fixed by an adhesive or the like.
Each of the fixed contacts 6 a and 6 b is composed of an upper-side large-diameter head 7 and a lower-side small-diameter cylindrical portion 8 that is coaxially connected to the large-diameter head 7.

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。
また、接点装置2は、固定接触子6a,6bの小径円柱部8の下端面に比較的狭い所定のギャップを隔てて可動接触子11が接離可能に対向配置されている。そして、可動接触子11は接触子ホルダ13に接触スプリング14によって上方に付勢されて装着されている。接触子ホルダ13は、後述する電磁石ユニット3の可動プランジャ25に連結されて上下方向に駆動される。
These fixed contacts 6a and 6b are fixed so that the through-holes 5a and 5b are sealed with an adhesive or the like to the rod-shaped body 4a in a state where the small-diameter cylindrical portion 8 is inserted into the through-holes 5a and 5b of the rod-shaped body 4a. ing.
Further, the contact device 2 is arranged so that the movable contact 11 can come in contact with and separate from a lower end surface of the small diameter cylindrical portion 8 of the fixed contacts 6a and 6b with a relatively narrow predetermined gap. The movable contact 11 is attached to the contact holder 13 by being urged upward by a contact spring 14. The contact holder 13 is connected to a movable plunger 25 of the electromagnet unit 3 described later and is driven in the vertical direction.

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。
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。
Further, external connection terminal plates 15a and 15b are screwed to the large-diameter heads 7 of the fixed contacts 6a and 6b.
The electromagnet unit 3 has a U-shaped magnetic yoke 21 as viewed from the side, and a cylindrical portion 21 b having a lower end opened at the center of the bottom plate portion 21 a of the magnetic yoke 21. The upper surface side of the magnetic yoke 21 is connected by the upper magnetic yoke 22.

磁気ヨーク21の円筒部21bの外周面には励磁コイル23を巻装したコイルホルダ24が装着され、円筒部21bの内周面には可動プランジャ25を摺動可能に内装した有底円筒状のキャップ26が配設されている。このキャップ26の底面には、可動プランジャ25の底面と接触して可動プランジャ25の下降時の衝撃を吸収するゴム座27が配設されている。   A coil holder 24 around which an exciting coil 23 is wound is mounted on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 21b of the magnetic yoke 21, and a bottomed cylindrical shape in which a movable plunger 25 is slidably mounted on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 21b. A cap 26 is provided. A rubber seat 27 that contacts the bottom surface of the movable plunger 25 and absorbs an impact when the movable plunger 25 is lowered is disposed on the bottom surface of the cap 26.

可動プランジャ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。
また、可動プランジャ25の連結軸28の周囲にスプリング挿通孔30が形成され、このスプリング挿通孔30と上部磁気ヨーク22との間に可動プランジャ25を下方に付勢する復帰スプリング31が装着されている。
The movable plunger 25 is fitted with a connecting shaft 28 at the center, and the head of the connecting shaft 28 extends upward through a through hole 29 formed in the upper magnetic yoke 22 and is connected to the contact holder 13. Yes.
Further, a spring insertion hole 30 is formed around the connecting shaft 28 of the movable plunger 25, and a return spring 31 for biasing the movable plunger 25 downward is mounted between the spring insertion hole 30 and the upper magnetic yoke 22. Yes.

そして、桶状体4a、接合部材4b及び金属筒体4cで構成される接点収納ケース4、上部磁気ヨーク22及びキャップ26で構成される密封空間内に水素ガス、窒素ガス、水素及び窒素の混合ガス、空気、SF等のアーク消弧ガスが封入されている。
そして、前述した一対の固定接触子6a及び6bに対して所定ギャップを介して可動接触子11が対向している開極状態と、一対の固定接触子6a及び6bに可動接触子11が切所している閉極状態とが、図2に示すように、接触状態検出部50によって検出される。
Then, hydrogen gas, nitrogen gas, and a mixture of hydrogen and nitrogen are contained in a sealed space constituted by the contact housing case 4 constituted by the flange 4a, the joining member 4b and the metal cylinder 4c, the upper magnetic yoke 22 and the cap 26. Gas, air, arc extinguishing gas such as SF 6 is enclosed.
The open contact state where the movable contact 11 is opposed to the pair of fixed contacts 6a and 6b through a predetermined gap, and the movable contact 11 is cut between the pair of fixed contacts 6a and 6b. The closed contact state is detected by the contact state detection unit 50, as shown in FIG.

この一対の固定接触子6a及び6bと可動接触子11との接触状態の検出は、図2に示すように、一対の固定接触子6a及び6bに個別にコンデンサ42A及び42Bの一端が接続されている。これらコンデンサ42A及び42bの他端間に抵抗43が接続されている。そして、検出抵抗43の両端から測定端子44A及び44Bが導出されている。
そして、測定端子44A及び44Bに接触状態検出部50が接続され、この接触状態検出部50によって検出抵抗43の両端のインピーダンスを検出して、可動接触子11の接触状態を検出するようにしている。
As shown in FIG. 2, one end of capacitors 42A and 42B is individually connected to the pair of fixed contacts 6a and 6b to detect the contact state between the pair of fixed contacts 6a and 6b and the movable contact 11, respectively. Yes. A resistor 43 is connected between the other ends of the capacitors 42A and 42b. Measurement terminals 44A and 44B are led out from both ends of the detection resistor 43.
The contact state detection unit 50 is connected to the measurement terminals 44A and 44B, and the contact state detection unit 50 detects the impedance of both ends of the detection resistor 43 to detect the contact state of the movable contactor 11. .

この接触状態検出部50は、図3に示すように、測定端子44Aに接続される接続端子51Aと測定端子44Bに接続される接続端子51Bとを備えている。
接続端子51A及び接地間にパルス電圧信号を出力するパルス信号発生部52が介挿されている。そして、パルス信号発生部52と接地との接続点と前記接続端子51Bとの間に電圧制限抵抗53が介挿されている。この電圧制限抵抗と接続端子51Bとの接続点に比較部としての比較器54の反転入力端子が接続されている。この比較器54の非反転入力端子には基準電圧Vbが供給されている。
As shown in FIG. 3, the contact state detection unit 50 includes a connection terminal 51A connected to the measurement terminal 44A and a connection terminal 51B connected to the measurement terminal 44B.
A pulse signal generator 52 that outputs a pulse voltage signal is interposed between the connection terminal 51A and the ground. A voltage limiting resistor 53 is interposed between the connection point between the pulse signal generator 52 and the ground and the connection terminal 51B. An inverting input terminal of a comparator 54 as a comparison unit is connected to a connection point between the voltage limiting resistor and the connection terminal 51B. A reference voltage Vb is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 54.

したがって、比較器54の出力端子から反転入力端子に入力される電圧Vinが非反転入力端子に入力される基準電圧Vbより高いときにローレベルの接点状態検出信号Vcが出力され、逆に反転入力端子に供給される電圧が非反転入力端子に供給される基準電圧Vbより低い場合にはハイレベルの接触状態検出信号Vcが出力される。
そして、比較器54から出力される接触状態検出信号Vcが例えばレベルを反転するインバータ55を介して発光ダイオード56を駆動するダイオード駆動回路57に供給され、このダイオード駆動回路57で接触状態検出信号Vcがローレベルであるときに発光ダイオード56を点灯する。
Therefore, when the voltage Vin input from the output terminal of the comparator 54 to the inverting input terminal is higher than the reference voltage Vb input to the non-inverting input terminal, the low-level contact state detection signal Vc is output, and conversely the inverting input. When the voltage supplied to the terminal is lower than the reference voltage Vb supplied to the non-inverting input terminal, a high level contact state detection signal Vc is output.
The contact state detection signal Vc output from the comparator 54 is supplied to, for example, a diode drive circuit 57 that drives the light emitting diode 56 via an inverter 55 that inverts the level. The diode drive circuit 57 uses the contact state detection signal Vc. The light emitting diode 56 is turned on when is at a low level.

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直流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。
この状態で、電磁石ユニット3における励磁コイル23が非通電状態にあって、電磁石ユニット3で可動プランジャ25を可動させる励磁力を発生していないものとする。この状態では、可動プランジャ25が復帰スプリング31によって、上部磁気ヨーク22から離れる下方向に付勢されて、ゴム座27に当接した状態となる。このため、可動プランジャ25に連結軸28を介して連結された接触子ホルダ13に支持された可動接触子11は、固定接触子6a,6bの小径円柱部8の下端面から所定のギャップを挟んで対向しており、接点装置2が開極(釈放)状態となっている。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
Assume that the external connection terminal plate 15a is connected to a DC power supply source that supplies a large current, for example, and the external connection terminal plate 15b is connected to a load.
In this state, it is assumed that the excitation coil 23 in the electromagnet unit 3 is in a non-energized state and no excitation force for moving the movable plunger 25 is generated by the electromagnet unit 3. In this state, the movable plunger 25 is urged downward by the return spring 31 away from the upper magnetic yoke 22 and comes into contact with the rubber seat 27. For this reason, the movable contact 11 supported by the contact holder 13 connected to the movable plunger 25 via the connection shaft 28 sandwiches a predetermined gap from the lower end surface of the small diameter cylindrical portion 8 of the fixed contacts 6a and 6b. The contact device 2 is in an open (released) state.

この接点装置2の開極状態から、電磁石ユニット3の励磁コイル23に通電すると、この電磁石ユニット3で励磁力を発生させて、可動プランジャ25を復帰スプリング31に抗して上方に押し上げる。これに応じて、可動プランジャ25に連結軸28を介して連結されている接触子ホルダ13が上方に移動し、可動接触子11が固定接触子6a,6bの小径円柱部8の底面に接触スプリング14の接触圧で接触する。   When the exciting coil 23 of the electromagnet unit 3 is energized from the open state of the contact device 2, an exciting force is generated by the electromagnet unit 3, and the movable plunger 25 is pushed up against the return spring 31. Accordingly, the contact holder 13 connected to the movable plunger 25 via the connecting shaft 28 moves upward, and the movable contact 11 contacts the bottom surface of the small-diameter cylindrical portion 8 of the fixed contacts 6a and 6b. Contact with a contact pressure of 14.

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。
For this reason, a closed state (input) state in which a large current i of the external power supply source is supplied to the load through the external connection terminal plate 15a, the fixed contact 6a, the movable contact 11, the fixed contact 6b, and the external connection terminal plate 15b. It becomes.
When the current supply to the load is cut off from the closed state of the contact device 2, the voltage application to the exciting coil 23 of the electromagnet unit 3 is stopped.

これによって、電磁石ユニット3で可動プランジャ25を上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25が復帰スプリング31の付勢力によって下降する。この可動プランジャ25が下降することにより、連結軸28を介して連結された接触子ホルダ13が下降し、これに応じて接触スプリング14で接触圧を与えている間は可動接触子11が固定接触子6a,6bに接触している。その後、接触スプリング14の接触圧がなくなった時点で可動接触子11が固定接触子6a,6bから下方に離間する開極状態となる。   As a result, the exciting force that moves the movable plunger 25 upward by the electromagnet unit 3 disappears, and the movable plunger 25 is lowered by the biasing force of the return spring 31. When the movable plunger 25 is lowered, the contact holder 13 connected via the connecting shaft 28 is lowered, and the movable contact 11 is fixedly contacted while the contact spring 14 is applied with the contact pressure accordingly. It is in contact with the children 6a and 6b. After that, when the contact pressure of the contact spring 14 disappears, the movable contact 11 is in an open state in which it is separated downward from the fixed contacts 6a and 6b.

この開極状態となると、固定接触子6a,6bと可動接触子11との間にアークが発生する。このアークは、図示しないアーク消弧用永久磁石によって大きく引き伸ばされて消弧される。
このようにして、電磁石ユニット3の励磁コイル23を非通電状態及び通電状態に制御することにより、接点装置2が一対の固定接触子6a及び6bから可動接触子11が所定ギャップを保って離間している開極状態と、一対の固定接触子6a及び6bに可動接触子11が接触する閉極状態とに動作される。
In this open state, an arc is generated between the stationary contacts 6 a and 6 b and the movable contact 11. This arc is greatly extended by an arc extinguishing permanent magnet (not shown) and extinguished.
In this way, by controlling the exciting coil 23 of the electromagnet unit 3 to the non-energized state and the energized state, the contact device 2 moves away from the pair of fixed contacts 6a and 6b while the movable contact 11 maintains a predetermined gap. And the closed contact state in which the movable contact 11 is in contact with the pair of fixed contacts 6a and 6b.

そして、接点装置2が開極状態にあるときには、図2(a)に示すように、一対の固定接触子6a及び6b間が開極されているので、測定端子44A及び44B間のインピーダンスは抵抗43のインピーダンスRのみとなる。
これに対して接点装置2が閉極状態にあるときには、図2(b)に示すように、一対の固定接触子6a及び6b間が可動接触子11によって導通されているので、抵抗Rと並列にコンデンサ42A及び42Bとの並列回路となる。このため、コンデンサ42A及び42BのインピーダンスをRcとすると、測定端子44A及び44b間のインピーダンスはR×2Rc/(R+2Rc)となり、抵抗43のインピーダンスRより小さい値となる。
When the contact device 2 is in the open state, as shown in FIG. 2 (a), since the pair of fixed contacts 6a and 6b are open, the impedance between the measurement terminals 44A and 44B is a resistance. 43 impedance R only.
On the other hand, when the contact device 2 is in a closed state, as shown in FIG. 2B, the pair of fixed contacts 6a and 6b are electrically connected by the movable contact 11, so that the resistor R is in parallel. And a parallel circuit with capacitors 42A and 42B. Therefore, assuming that the impedance of the capacitors 42A and 42B is Rc, the impedance between the measurement terminals 44A and 44b is R × 2Rc / (R + 2Rc), which is smaller than the impedance R of the resistor 43.

このとき、コンデンサ42A及び42BのインピーダンスRcは、パルス信号発生部42のパルス電圧信号の周波数をfとし、コンデンサ42A及び42Bの容量をCとすると、
Rc=1/2πfC
となる。
ここで、コンデンサ42A及び42Bの容量C及びパルス電圧信号の周波数fの少なくとも一方を調整してコンデンサ42A及び42Bの合成インピーダンス2Rcを抵抗43のインピーダンスRと一致させると、閉極時のインピーダンスをR/2とすることができ、開極時のインピーダンスRの半分とすることができる。
これらを纏めると下記表1で表すことができる。
At this time, the impedance Rc of the capacitors 42A and 42B is set so that the frequency of the pulse voltage signal of the pulse signal generator 42 is f and the capacitance of the capacitors 42A and 42B is C.
Rc = 1 / 2πfC
It becomes.
Here, when at least one of the capacitance C of the capacitors 42A and 42B and the frequency f of the pulse voltage signal is adjusted so that the combined impedance 2Rc of the capacitors 42A and 42B matches the impedance R of the resistor 43, the impedance at the time of closing is R / 2, and can be half of the impedance R at the time of opening.
These can be summarized as shown in Table 1 below.

Figure 0005981766
Figure 0005981766

このため、接触状態検出部50では、接点装置2の開極状態では、パルス信号発生部52から所定周波数のパルス電圧信号を出力すると、このときのパルス電圧信号は、抵抗43と電圧制限抵抗53とで分圧されて、比較器54の反転入力端子に供給される。
ここで、接点装置2が閉極状態となると、前述したようにインピーダンスが開極時のインピーダンスに比較して小さくなる。このため、比較器54の反転入力端子に入力される電圧が大きくなる。
For this reason, when the contact state detection unit 50 outputs a pulse voltage signal having a predetermined frequency from the pulse signal generation unit 52 in the open state of the contact device 2, the pulse voltage signal at this time includes the resistor 43 and the voltage limiting resistor 53. Is supplied to the inverting input terminal of the comparator 54.
Here, when the contact device 2 is in a closed state, the impedance becomes smaller than the impedance at the time of opening as described above. For this reason, the voltage input to the inverting input terminal of the comparator 54 increases.

したがって、比較器54の非反転入力端子に供給される基準電圧Vbは、開極時に反転入力端子に供給される電圧より高い電圧で且つ閉極時に反転入力端子に供給される電圧より低い電圧に設定されている。
このため、接点装置2の開極時には、比較器54の反転入力端子に供給される電圧Vinが基準電圧Vbより低い値となるので、比較器54から開極状態を表すハイレベルの接触状態検出信号Vcが出力される。
一方、接点装置2の閉極時には、比較器54の反転入力端子に供給される電圧Vinが基準電圧Vbより高い値となるので、比較器54から閉極状態を表すローレベルの接触状態検出信号Vcが出力される。
Therefore, the reference voltage Vb supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 54 is higher than the voltage supplied to the inverting input terminal at the time of opening and lower than the voltage supplied to the inverting input terminal at the time of closing. Is set.
For this reason, when the contact device 2 is opened, the voltage Vin supplied to the inverting input terminal of the comparator 54 becomes lower than the reference voltage Vb, so that the comparator 54 detects a high-level contact state indicating the open state. A signal Vc is output.
On the other hand, when the contact device 2 is closed, the voltage Vin supplied to the inverting input terminal of the comparator 54 is higher than the reference voltage Vb. Therefore, the low level contact state detection signal indicating the closed state from the comparator 54. Vc is output.

したがって、比較器54から出力される接触状態検出信号Vcをインバータ55で反転して例えば発光ダイオード56を駆動する駆動回路57に供給することにより、開極時に発光ダイオードを消灯し、閉極時に発光ダイオードを点灯させることができ、可動接触子11の接触状態を正確に表示することができる。このため、可動接触子11の接触状態の監視を電磁接触器の外部で正確に行うことができる。   Therefore, the contact state detection signal Vc output from the comparator 54 is inverted by the inverter 55 and supplied to, for example, the drive circuit 57 that drives the light emitting diode 56, thereby turning off the light emitting diode when the electrode is opened and emitting light when the electrode is closed. The diode can be turned on, and the contact state of the movable contact 11 can be accurately displayed. For this reason, it is possible to accurately monitor the contact state of the movable contactor 11 outside the electromagnetic contactor.

また、一対の固定接触子6a及び6b間のインピーダンス測定用回路として一対の固定接触子6a及び6bに個別にコンデンサ42A,42Bを接続するようにしているので、これらコンデンサ42A及び42Bによって一対の固定接触子6a及び6bに流れる直流電流を遮断することができ、接触状態検出部50に高電流が影響することを防止することができる。   Further, since the capacitors 42A and 42B are individually connected to the pair of fixed contacts 6a and 6b as an impedance measurement circuit between the pair of fixed contacts 6a and 6b, the pair of fixed contacts 6a and 6b is fixed by the capacitors 42A and 42B. The direct current flowing through the contacts 6a and 6b can be cut off, and the high current can be prevented from affecting the contact state detection unit 50.

次に、本発明の第2の実施形態について図4を参照して説明する。
この第2の実施形態では、一対の固定接触子6a及び6bに接続するコンデンサの構成を変更したものである。
すなわち、第2の実施形態では、図4(a)に示すように、内径を一対の固定接触子6a及び6bの外装ケース1から突出する端部の外径と等しいか又はこれより僅かに小さくし、外周面に電極部61を形成した扁平な円筒状の誘電体リング62A及び62Bを用意する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the configuration of the capacitor connected to the pair of fixed contacts 6a and 6b is changed.
That is, in 2nd Embodiment, as shown to Fig.4 (a), an internal diameter is equal to or slightly smaller than the outer diameter of the edge part which protrudes from the exterior case 1 of a pair of fixed contacts 6a and 6b. Then, flat cylindrical dielectric rings 62A and 62B having electrode portions 61 formed on the outer peripheral surface are prepared.

そして、これら誘電体リング62A及び62Bを、図4(b)に示すように、一対の固定接触子6a及び6bの外装ケース1から突出する端部の外周面に嵌合させる。これにより、誘電体リング62A及び62Bの内周面に接触する固定接触子6a及び6bと、誘電体リング62A及び62Bと、この誘電体リング62A及び62Bの外周面に形成された電極部61とでコンデンサが形成される。   And these dielectric rings 62A and 62B are fitted to the outer peripheral surface of the edge part which protrudes from the exterior case 1 of a pair of fixed contacts 6a and 6b, as shown in FIG.4 (b). Thereby, the stationary contacts 6a and 6b that contact the inner peripheral surfaces of the dielectric rings 62A and 62B, the dielectric rings 62A and 62B, and the electrode portion 61 formed on the outer peripheral surfaces of the dielectric rings 62A and 62B, A capacitor is formed.

そして、誘電体リング62A及び62Bの電極部61間に抵抗63を接続すると共に、測定端子64A及び64Bを導出することにより、前述した第1の実施形態と同様のインピーダンス測定用の回路構成とすることができる。
この場合には、図4(c)に示すように、誘電体リング62A及び62Bの厚みを調整することにより、静電容量Cを調整することができる。
Then, the resistor 63 is connected between the electrode portions 61 of the dielectric rings 62A and 62B, and the measurement terminals 64A and 64B are derived, whereby the impedance measurement circuit configuration similar to that of the first embodiment described above is obtained. be able to.
In this case, as shown in FIG. 4C, the capacitance C can be adjusted by adjusting the thickness of the dielectric rings 62A and 62B.

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する。
このように、上記第2の実施形態によると、一対の固定接触子6a及び6bに外周面に電極部61を形成した誘電体リング62A及び62Bを嵌合させてコンデンサを形成している。このため、前述した第1の実施形態のように一対の固定接触子6a及び6bに単体のコンデンサを接続する必要がなく、単に誘電体リング62A及び62Bを一対の固定接触子6a及び6bに嵌合させるだけで良いので、全体の構成を簡略化することができると共に、小型化が可能となる。
Other configurations are the same as those of the first embodiment described above.
As described above, according to the second embodiment, the dielectric rings 62A and 62B having the electrode portions 61 formed on the outer peripheral surface are fitted to the pair of fixed contacts 6a and 6b to form a capacitor. Therefore, it is not necessary to connect a single capacitor to the pair of fixed contacts 6a and 6b as in the first embodiment described above, and the dielectric rings 62A and 62B are simply fitted to the pair of fixed contacts 6a and 6b. Since it is only necessary to combine them, the entire configuration can be simplified and the size can be reduced.

しかも、誘電体リング62A及び62Bの電極部61に予め抵抗63を接続すると共に、測定端子44A及び44Bを導出するようにユニット化しておくことにより、インピーダンス測定部の組付けをより容易に行うことができる。
なお、上記第1及び第2の実施形態においては、インピーダンス変化検出回路を図3に示す構成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に示す自動平衡ブリッジ回路を適用することもできる。この自動平衡ブリッジ回路は、図5に示すように、接続端子71Aに正弦波交流電圧を発生する正弦波信号発生部70を接続し、接続端子71Bに帰還抵抗72を出力側及び反転入力側間に介挿したオペアンプ73で構成される反転増幅器74の反転入力端子及び帰還抵抗72の接続点を接続する。また、オペアンプ73の非反転入力端子は接地されている。
Moreover, the resistor 63 is connected in advance to the electrode parts 61 of the dielectric rings 62A and 62B, and the unit is formed so that the measurement terminals 44A and 44B are led out, so that the impedance measurement part can be assembled more easily. Can do.
In the first and second embodiments, the case where the impedance change detection circuit is configured as shown in FIG. 3 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the automatic balancing bridge circuit shown in FIG. It can also be applied. In this automatic balancing bridge circuit, as shown in FIG. 5, a sine wave signal generator 70 for generating a sine wave AC voltage is connected to a connection terminal 71A, and a feedback resistor 72 is connected to the connection terminal 71B between the output side and the inverting input side. The connection point of the inverting input terminal of the inverting amplifier 74 composed of the operational amplifier 73 and the feedback resistor 72 is connected. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 73 is grounded.

そして、接続端子71Aの電圧V1とオペアンプ73の出力電圧V2とを検出部75に供給する。この検出部75では、電圧V1及びV2を正弦波信号発生部70の位相情報を利用して複素数として求め、これら電圧の比(V1/V2)に帰還抵抗72の抵抗値Rrを乗算して測定端子44A及び44B間のインピーダンスを算出し、算出したインピーダンスを予め設定した可動接触子11の接触状態を判別可能なインピーダンス閾値と比較することにより、可動接触子11の接触状態を表す接触状態検出信号Vcを得る。   Then, the voltage V1 of the connection terminal 71A and the output voltage V2 of the operational amplifier 73 are supplied to the detection unit 75. In this detection unit 75, the voltages V1 and V2 are obtained as complex numbers using the phase information of the sine wave signal generation unit 70, and the ratio (V1 / V2) of these voltages is multiplied by the resistance value Rr of the feedback resistor 72 for measurement. A contact state detection signal representing the contact state of the movable contact 11 by calculating the impedance between the terminals 44A and 44B and comparing the calculated impedance with a preset impedance threshold that can be determined. Obtain Vc.

また、上記第1及び第2の実施形態においては、接触状態検出部から出力される接触状態検出信号Vcに基づいて発光ダイオード56を駆動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、他の表示素子を駆動するようにしてもよく、さらには接触状態検出信号を電磁開閉器の開閉を制御する制御盤に供給して表示画面に接触状態を表示したり、異常検出回路に供給して、電磁開閉器の異常判断を行うようにしたりしてもよい。   Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the case where the light emitting diode 56 was driven based on the contact state detection signal Vc output from the contact state detection part was demonstrated, it is not limited to this. Other display elements may be driven, and contact state detection signals are supplied to the control panel that controls the opening and closing of the electromagnetic switch to display the contact state on the display screen or to the abnormality detection circuit Then, abnormality determination of the electromagnetic switch may be performed.

また、上記第1及び第2の実施形態においては、接点収納ケース4を桶状体4a、接合部材4b及び金属筒体4cで構成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、金属製の桶状体の内側に絶縁筒体を配置するようにしてよく、任意の構成とすることができる。
さらに、上記実施形態においては、接点収納ケース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。
Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the case where the contact storage case 4 was comprised with the bowl-shaped body 4a, the joining member 4b, and the metal cylinder 4c was demonstrated, it is not limited to this, An insulating cylinder may be arranged inside the metal bowl-like body, and any configuration can be adopted.
Furthermore, in the said embodiment, although the case where gas was enclosed with the contact storage case 4 was demonstrated, it is not limited to this, When the electric current value to interrupt | block is small, enclosure of gas can be abbreviate | omitted. .

また、上記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の接点部を接点収納ケース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、電磁石ユニット3の構成も上記実施形態に限定されるものではなく、接触子ホルダ13を電磁力で可動させることができれば任意の構成を適用することができる。
さらに、上記実施形態においては、本発明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、電磁継電器や他の構成の電磁開閉器に本発明を適用することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the movable contact 11 opposed the fixed contacts 6a and 6b from the lower side was demonstrated, it is not limited to this, The contact part of the fixed contacts 6a and 6b is used. The movable contactor 11 may be disposed below the contact housing case 4 and opposed to the contact parts from above.
Furthermore, the configuration of the electromagnet unit 3 is not limited to the above embodiment, and any configuration can be applied as long as the contact holder 13 can be moved by electromagnetic force.
Furthermore, although the case where the present invention is applied to an electromagnetic contactor has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to an electromagnetic relay or an electromagnetic switch having another configuration. it can.

1…外装ケース、2…接点装置、3…電磁石ユニット、4…接点収納ケース、4a…桶状体、4b…接合部材、4c…金属筒体、6a,6b…固定接触子、11…可動接触子、12…アーク足移動促進部、12a,12b…テーパー面、13…接触子ホルダ、14…接触スプリング、15a,15b…外部接続端子板、21…磁気ヨーク、22…上部磁気ヨーク、23…励磁コイル、24…コイルホルダ、25…可動プランジャ、26…キャップ、28…連結軸、31…復帰スプリング、42A,42B…コンデンサ、43…抵抗、44A,44B…測定端子、50…接触状態検出部、51A,51B…接続端子、52…パルス信号発生部、53…電圧制限抵抗、54…比較器、56…発光ダイオード、57…ダイオード駆動回路、61…電極部、62A,62B…誘電体リング、63抵抗、64A,64B…測定端子、70…正弦波信号発生部、72…帰還抵抗、73…オペアンプ、74…反転増幅器、75…検出部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exterior case, 2 ... Contact device, 3 ... Electromagnet unit, 4 ... Contact storage case, 4a ... Gutter-like body, 4b ... Joining member, 4c ... Metal cylinder, 6a, 6b ... Fixed contact, 11 ... Movable contact Child, 12 ... arc foot movement promoting portion, 12a, 12b ... tapered surface, 13 ... contact holder, 14 ... contact spring, 15a, 15b ... external connection terminal plate, 21 ... magnetic yoke, 22 ... upper magnetic yoke, 23 ... Excitation coil, 24 ... coil holder, 25 ... movable plunger, 26 ... cap, 28 ... coupling shaft, 31 ... return spring, 42A, 42B ... capacitor, 43 ... resistance, 44A, 44B ... measurement terminal, 50 ... contact state detector , 51A, 51B ... connection terminal, 52 ... pulse signal generator, 53 ... voltage limiting resistor, 54 ... comparator, 56 ... light emitting diode, 57 ... diode drive circuit, 61 ... electricity Parts, 62A, 62B ... dielectric ring, 63 resistors, 64A, 64B ... measuring terminal, 70 ... sinusoidal signal generating section, 72 ... feedback resistor, 73 ... operational amplifier, 74 ... inverting amplifier, 75 ... detecting section

Claims (4)

接点収納ケース内に所定間隔を保って固定配置された直流電流路に介挿される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、
該可動接触子を可動させる電磁石ユニットと、
前記一対の固定接触子のそれぞれに個別に接続された一対のコンデンサと、
該一対のコンデンサの他端に接続した抵抗と、
該抵抗の両端のインピーダスを検出して、前記一対の固定接触子に対して前記可動接触子が所定ギャップを介して対向している開極状態及び前記一対の固定接触子に前記可動接触子が接触している閉極状態を検出する接触状態検出部とを備え
前記一対のコンデンサの合成インピーダンスと前記抵抗のインピーダンスとが一致するように調整されていることを特徴とする電磁開閉器。
A pair of fixed contacts inserted in a direct current path fixedly arranged in the contact storage case at a predetermined interval;
A movable contact disposed so as to be able to contact and separate with respect to the pair of fixed contacts;
An electromagnet unit for moving the movable contact;
A pair of capacitors individually connected to each of the pair of fixed contacts;
A resistor connected to the other end of the pair of capacitors;
An open state in which the movable contacts are opposed to the pair of fixed contacts through a predetermined gap by detecting impedances at both ends of the resistor, and the movable contacts on the pair of fixed contacts but it provided with a contact state detecting unit for detecting the closed state in contact,
An electromagnetic switch, wherein the combined impedance of the pair of capacitors and the impedance of the resistor are adjusted to match .
前記接触状態検出部は、一端が前記抵抗の一端に接続され、他端が接地に接続されたパルス信号発生部と、該パルス信号発生部と接地との間と前記抵抗の他端との間に接続された電圧制限抵抗と、前記抵抗及び前記電圧制限抵抗の接続点の電位と基準電位とを比較する比較部とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の電磁開閉器。 The contact state detection unit includes a pulse signal generation unit having one end connected to one end of the resistor and the other end connected to the ground, and between the pulse signal generation unit and the ground and the other end of the resistor. 2. The electromagnetic switch according to claim 1, further comprising: a voltage limiting resistor connected to the first terminal, and a comparison unit that compares a potential at a connection point of the resistor and the voltage limiting resistor with a reference potential . 接点収納ケース内に所定間隔を保って固定配置された直流電流路に介挿される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、
該可動接触子を可動させる電磁石ユニットと、
前記一対の固定接触子のそれぞれに個別に接続された一対のコンデンサと、
該一対のコンデンサの他端に接続した抵抗と、
該抵抗の両端のインピーダスを検出して、前記一対の固定接触子に対して前記可動接触子が所定ギャップを介して対向している開極状態及び前記一対の固定接触子に前記可動接触子が接触している閉極状態を検出する接触状態検出部と、を備え、
前記接触状態検出部は、一端が前記抵抗の一端に接続され、他端が接地に接続されたパルス信号発生部と、該パルス信号発生部と接地との間と前記抵抗の他端との間に接続された電圧制限抵抗と、前記抵抗及び前記電圧制限抵抗の接続点の電位と基準電位とを比較する比較部とを備えていることを特徴とする電磁開閉器。
A pair of fixed contacts inserted in a direct current path fixedly arranged in the contact storage case at a predetermined interval;
A movable contact disposed so as to be able to contact and separate with respect to the pair of fixed contacts;
An electromagnet unit for moving the movable contact;
A pair of capacitors individually connected to each of the pair of fixed contacts;
A resistor connected to the other end of the pair of capacitors;
An open state in which the movable contacts are opposed to the pair of fixed contacts through a predetermined gap by detecting impedances at both ends of the resistor, and the movable contacts on the pair of fixed contacts A contact state detection unit for detecting a closed state in contact with,
The contact state detection unit includes a pulse signal generation unit having one end connected to one end of the resistor and the other end connected to the ground, and between the pulse signal generation unit and the ground and the other end of the resistor. voltage limiting resistor and the resistance and conductive magnetic switch you characterized by comprising a comparison unit for comparing the potential with a reference potential of the voltage limiting resistor node coupled to.
前記コンデンサは前記一対の固定接触子の前記接点収納ケースから突出する端部に嵌合させる誘電体リングで構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電磁開閉器。 4. The electromagnetic wave according to claim 1, wherein the capacitor is configured by a dielectric ring that is fitted to ends of the pair of fixed contacts protruding from the contact housing case. 5. Switch.
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