特許 5710984 電磁接触器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5710984

(24)【登録日】2015年3月13日

(45)【発行日】2015年4月30日

(54)【発明の名称】電磁接触器

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/38 20060101AFI20150409BHJP

   H01H 50/40 20060101ALI20150409BHJP

【ＦＩ】

   H01H50/38 A

   H01H50/40

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-4177(P2011-4177)

(22)【出願日】2011年1月12日

(65)【公開番号】特開2012-146526(P2012-146526A)

(43)【公開日】2012年8月2日

【審査請求日】2013年12月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】508296738

【氏名又は名称】富士電機機器制御株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(72)【発明者】

【氏名】立川 裕之

(72)【発明者】

【氏名】磯崎 優

(72)【発明者】

【氏名】柴 雄二

【審査官】 岡崎 克彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０１９１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４５−０２１９７１（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 実開昭６０−１０７５５１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ４５／００−４５／１４

Ｈ０１Ｈ ５０／００−５９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定接点部及び電源に接続される固定端子部を有する第１の固定接触子と、固定接点部及び負荷に接続される固定端子部とを有する第２の固定接触子と、前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子間に配置され二つの固定接点部を有する第３の固定接触子とを有する固定接点と、
該固定接点を前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子の固定端子部を外部に突出させて支持する接点支持筐体と、
前記第１の固定接触子の固定接点部及び前記第３の固定接触子の一方の固定接点部に接離可能な第１の可動接触子と前記第２の固定接触子の固定接点部及び前記第３の固定接触子の他方の固定接点部に接離可能な第２の可動接触子とを絶縁体を介して固定保持し、前記接点支持筐体内に配設された可動接点と、
前記可動接点を前記固定接点に対して接離可能に駆動する駆動機構と、
を備え、
前記固定接点及び前記可動接点の各接触子を挟むようにその配列方向と平行に一対の消弧用磁石体を、対向磁極面が同一極性となるように対向配置したことを特徴とする電磁接触器。

【請求項2】

前記一対の消弧用磁石体の対向磁極面がともにＮ極であ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】

前記一対の消弧用磁石体の対向磁極面がともにＳ極であ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4】

前記一対の消弧用磁石体は、前記接点支持筐体の外側面に配置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項に記載の電磁接触器。

【請求項5】

前記接点支持筐体の前記一対の消弧用磁石体と対向する内周面に消弧空間が形成され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。

【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、固定接触子及び可動接触子の開極時すなわち電流遮断時に発生するアークを容易に消弧するようにしたものである。

【背景技術】

【0002】

電気自動車やハイブリッド車等の高圧の直流電源回路に用いられる電磁接触器として、従来、図９及び図１０に示すように、ハウジング１００に所定間隔を保って配設された一対の固定接点１０１，１０２と、これら一対の固定接点１０１，１０２に対向して接離可能に配設された一対の可動接点１０３，１０４を両端に備えた可動接点担持体１０５と、一対の固定接点１０１，１０２及び一対の可動接点１０３，１０４間の接点ギャップにそれぞれ生じるアークを消弧するための一対の消弧手段１０６、１０７とを備えたプランジャ型電磁継電器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、一対の消弧手段１０６，１０７のそれぞれは、接点ギャップを挟んで対面する磁極面の極性が反対となるようにハウジングに固定された一対の永久磁石で構成されている。

【0003】

上記従来例のアーク消弧原理を図１０〜図１３を用いて説明する。今、図１０に示すように、可動接点担持体１０５が、固定接点１０１，１０２に可動接点１０３，１０４を接触させて固定接点１０１から可動接点１０３，１０４を通じて固定接点１０２に向かう電流が流れる通電状態から、可動接点担持体１０５を図示しないソレノイド部で可動接点１０３，１０４が固定接点１０１，１０２から上方に離間する方向に可動させて電流遮断状態とすると、固定接点１０１，１０２と可動接点１０３，１０４との間に図１１に示すようにアーク１０８が発生する。

【0004】

このとき、アーク１０８と直交する方向に一対の消弧手段１０６，１０７が配設されてその磁束φが図１２に示すように、紙面と直交する方向に発生しているので、この磁束φと電流の方向とからフレミングの左手の法則にしたがってアーク１０８を固定接点１０１，１０２の配列方向の外側に向かうローレンツ力が作用して、アークを図９に示す固定接点１０１，１０２の配列方向外側に配置された消弧空間１０９側へと引き伸ばして消弧させる。

【0005】

また、電流の通電方向が固定接点１０２から可動接点１０４，１０３を介して固定接点１０１側に流れる逆方向となる場合には、図１３に示すように、固定接点１０１，１０２及び可動接点１０３，１０４間に発生するアークを固定接点１０１，１０２の配列方向内側に引き伸ばして消弧させる。
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、アークを引き伸ばしてアーク電圧を電源電圧より大きくすることで遮断している。アーク電圧はアーク電界値とアーク長の積で決まるため、より大きな電源電圧を遮断したい場合、アーク電界値を大きくするか、アーク長を長くすることが必要となる。

【0006】

雰囲気中におけるアーク電界値は、内圧、気体種類で決まっており、アーク電界は一般に気体圧力を上げることや、例えば水素等のアーク電界の大きい気体を使用することで大きくすることができる。しかし、気体圧力が大きい場合には容器の気密や、構造強度の強化が必要となり、容器が大きくなってしまうという未解決の課題がある。また、水素等のアーク電界の大きい気体を使用する場合、絶縁耐圧が劣化するため接点間のギャップを開ける必要があるため、可動接点担持体を進退駆動するソレノイド部のコイルが大きくなる等の未解決の課題がある。

【0007】

一方、アーク長を長くする場合は、そのアーク長を実現するだけのアークスペースを設ける必要があり、ハウジングが大きくなるという未解決の課題がある。
これらの未解決の課題を解決するために、固定接点の配列方向の外側にそれぞれ消弧用磁石体をそれらの対向面が異極となるように配置して、固定接点の配列方向と直交し、且つ固定接点及び可動接点の開閉方向と直交する方向における消弧用磁石体の両脇に消弧用磁石体の磁束に基づくローレンツ力によってアークを引き伸ばすための消弧空間を配置した電磁継電器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平７−２３５２４８号公報

【特許文献2】特開２００８−２２６５４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、固定接点の配列方向外側に消弧用磁石体を配置するので、固定接点の配列方向の長さが長くなるという未解決の課題がある。また、消弧用磁石体の固定接点の配列方向と直交する両側に消弧空間を形成するので、電流の方向にかかわらずアークの干渉を防止することができるものであるが、より大きな電源電圧を遮断する場合にアークを引き伸ばすアーク長を確保するには、固定接点の配列方向と直交する方向の幅を長くせざるを得ず、電磁接触器を小型化するという要求には応えられ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、大きな電源電圧を遮断する場合に、アークを引き伸ばすアーク長を長くしながら全体を小型化することが可能な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】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明の一の形態に係る電磁接触器は、固定接点部及び電源に接続される固定端子部を有する第１の固定接触子と、固定接点部及び負荷に接続される固定端子部とを有する第２の固定接触子と、前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子間に配置され二つの固定接点部を有する第３の固定接触子とを有する固定接点と、該固定接点を前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子の固定端子部を外部に突出させて支持する接点支持筐体と、前記第１の固定接触子の固定接点部及び前記第３の固定接触子の一方の固定接点部に接離可能な第１の可動接触子と前記第２の固定接触子の固定接点部及び前記第３の固定接触子の他方の固定接点部に接離可能な第２の可動接触子とを絶縁体を介して固定保持し、前記接点支持筐体内に配設された可動接点と、前記可動接点を前記固
定接点に対して接離可能に駆動する駆動機構とを備え、前記固定接点及び前記可動接点の各接触子を挟むようにその配列方向と平行に一対の消弧用磁石体を、対向磁極面が同一極性となるように対向配置したことを特徴としている。

【0011】

この構成によると、電源端子側において、第１の固定接触子の固定接点部と、第３の固定接触子の固接点部と、これらを接続する第１の可動接触子とで２つのアーク発生個所を形成するとともに、負荷端子側においても、第２の固定接触子の固定接点部と、第３の固定接触子の固定接点部と、これらを接続する第２の可動接触子とで２つのアーク発生個所を形成するので、計４個所のアーク発生個所を設けることができる。そして、各接点部で発生するアークを引き伸ばすための消弧用磁石体と、アーク電流方向と消弧用磁石体による磁束の方向に直交する方向に消弧空間を配置する。

【0012】

電源端子側では、第１の固定接触子及び第１の可動接触子の接点部を流れる電流と第３の固定接触子及び第１の可動接触子の接点部を流れる電流とが逆方向であるので、夫々に
発生するアークが干渉することはなく、隣接する接点部間の距離を小さくすることができる。同様に、負荷端子側での隣接する２つの接点部間の距離も小さくすることができる。
そして、電源側端子及び負荷側端子側は外部端子との固定用のためのネジ穴を有するため、小型化は難しく、各固定端子部のピッチを小さくする上では制約がある。

【0013】

しかしながら、本発明によれば、各固定端子部のピッチ間に第３の固定接触子を設け、アーク発生部の数を増加させてトータルでアーク長を延ばすことができるので、従来例と同等の大きさで高電圧を遮断できる。

【0014】

また、この構成によると、固定接点及び可動接点の各接触子を挟むように、一対の消弧用磁石体を配置し、両消弧用磁石体の対向磁極面が同一極性とされている。このため、両消弧用磁石体が互いに反発するか又は互いに吸引するので、一対の消弧用磁石体の対向磁極面から出る磁束又は対向磁極面に入る磁束がアーク発生部となる各固定接触子の固定接点部を横切りながら配列位置を通って流れる。このため、例えば電源側では、第１の固定接触子と第３の固定接触子の第１の可動接触子と接触する固定接点部では電流の方向が逆であり、磁束の横切る方向は同じであるので、各接触子の配列方向と直交して互いに逆方向の一方の永久磁石に向かうローレンツ力及び他方の永久磁石に向かうローレンツ力が作用し、これらのローレンツ力によって発生したアークを互いに逆方向に引き伸ばして消弧する。同様に、負荷側でも第２の固定接触子と第３の固定接触子の第２の可動接触子と接触する固定接点部とで、各接触子の配列方向と直交して互いに逆方向のローレンツ力が作用し、これらのローレンツ力によって発生したアークを互いに逆方向に引き伸ばして消弧する。したがって、総計のアーク長が長くなり、高電圧を遮断することができる。

【0015】

また、本発明の他の形態に係る電磁接触器は、前記一対の消弧用磁石体の対向磁極面がともにＮ極であることを特徴としている。
この構成によると、一対の消弧用磁石体から出た磁束は、電源側及び負荷側で夫々一対の消弧用磁石体間の中央部を通りながらアーク発生部を横切ることになり、各接触子の配列方向と直交する方向で互いに逆方向となるローレンツ力を発生する。

【0016】

また、本発明の他の形態に係る電磁接触器は、前記一対の消弧用磁石体の対向磁極面がともにＳ極であることを特徴としている。
この構成によると、一対の消弧用磁石体の背面から出た磁束は、電源側及び負荷側で夫々一対の消弧用磁石体間の中央部を通りながらアーク発生部を横切って一対の消弧用磁石体のＳ極に入ることになり、各接触子の配列方向と直交する方向で互いに逆方向となるローレンツ力を発生する。

【0017】

また、本発明の他の形態に係る電磁接触器は、前記一対の消弧用磁石体は、前記接点支持筐体の外側面に配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、一対の消弧用磁石体が接点支持筐体の外側面に配置されているので、一対の消弧用磁石体の設置が容易となる。
また、本発明の他の形態に係る電磁接触器は、前記接点支持筐体の前記一対の消弧用磁石体と対向する内周面に消弧空間が形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、電流供給側から電流受給側に発生するアークを、一対の消弧用磁石体の磁束によるローレンツ力によって、電流供給側の固定接触子の側面から固定接触子及び可動接触子の側面から離れた消弧空間を通って可動接触子の背面側に至るように、又はその逆の方向に引き伸ばすことができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、所定間隔を保って配置された第１の固定接触子及び第２の固定接触子間に第３の２つの固定接点部を有する第３の固定接触子を配置した固定接点を設けるとともに、第１の固定接触子の固定接点部及び第３の固定接触子の一方の固定接点部間に対向する第１の可動接触子と、第３の固定接触子の他方の固定接点部及び第２の固定接触子の固定接点部に対向する第２の可動接触子とを絶縁体で支持した可動接点を設けることにより、電磁接触器でのアーク発生部の数を増加させることができる。このため、各アーク発生部で、アークの消弧を行うことにより、総計のアーク長を長くして高電圧を遮断することができる。このため、従来と同等の大きさで従来に比較して高電圧を遮断できる。

【0019】

また、電源側において、第１の可動接触子と接触する第１の固定接触子の固定接点部と、第３の固定接触子の一方の固定接点部とで電流の方向が逆方向となる。このため、それぞれのアーク発生部で引き伸ばされる消弧空間の方向が異なることになり、双方で発生するアークが互いに干渉することはなく、隣接する接点部間の距離を短くすることができる。同様に、負荷側でも隣接する接点部間の距離を短くすることができ、固定接点の接触子の配列方向の長さを短くすることができる。

【0020】

しかも、第１の固定接触子及び第２の固定接触子は、外部端子を固定するためのねじ穴を有するので、小型化が難しいため、第１の固定接触子及び第２の固定接触子間のピッチを小さくするには制約がある。この制約を踏まえて、第１の固定接触子及び第２の固定接触子間に第３の固定接触子を配置することにより、第１の固定接触子及び第２の固定接触子間の空間を有効利用することができる。

【0021】

さらに、隣接する接点部に流れる電流の向きが逆方向になるので、ローレンツ力も逆向きに作用する。すなわち、可動接触子の延長方向と直交する両脇の何れに向かってアークが引き伸ばされるかは接点部に流れる電流の向きによって決まる。そのため、可動接触子の延長方向と直交する両脇の双方に消弧空間を設けることにより、アーク電流の向きすなわち接点部を流れる電流の向きにかかわらず、アークの消弧を行うことができ、電源から負荷側に電流を供給する場合や負荷側から回生電流が電源側に戻される場合の双方で十分な消弧機能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の電磁接触器の一例を示す斜視図である。

【図2】図１の接点機構を示す長手方向の縦断面図である。

【図3】消弧用磁石体で発生する磁束を示す説明図である。

【図4】電磁接触器の付勢時における電流流路を示す縦断面図である。

【図5】電磁接触器の付勢時から非付勢時としたときのアーク発生状態を示す縦断面図である。

【図6】永久磁石の磁束と電流の方向とによって発生するローレンツ力の作用方向を示す図５におけるＡ−Ａ線上の断面図である。

【図7】アークの引き伸ばし状態を示す図６におけるＢ−Ｂ線上の断面図である。

【図8】アークの引き伸ばし状態を示す図６におけるＣ−Ｃ線上の断面図である。

【図9】従来例を示す横断面図である。

【図10】従来例における通電状態における接点部と消弧手段との関係を示す模式図である。

【図11】従来例におけるアークの発生状況を示す説明図である。

【図12】従来例における遮断状態におけるアークと電流の向きと消弧手段による磁束の向きとの関係を示す模式図である。

【図13】従来例における電流の向きが逆となった状態の図１２と同様の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

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は本発明の電磁接触器の一例を示す斜視図である。この図１において、１は電磁接触器であって、この電磁接触器１は、上部の接点機構２と下部の駆動機構３とで構成されている。
接点機構２は、絶縁材料で形成された直方体状の接点支持筐体４と、この接点支持筐体４に支持された導電性を有する固定接点５及び可動接点６とを備えている。

【0024】

固定接点５は、図２に示すように、接点支持筐体４の上面板４ａに所定間隔を保って固定支持された第１の固定接触子７及び第２の固定接触子８と、これら第１の固定接触子７及び第２の固定接触子８間の上面板４ａの下面側に、これら第１の固定接触子７及び第２の固定接触子８と所定の絶縁距離を保って固定支持された第３の固定接触子９とを備えている。

【0025】

ここで、第１の固定接触子７及び第２の固定接触子８のそれぞれは、図２に示すように、接点支持筐体４の上面板４ａから上方に突出し、上面から雌ねじ部１１が形成された円柱状の固定端子部１２と、この固定端子部１２の下面に連接する固定端子部１２の直径より小さい直径の固定接点部１３とで構成されている。
そして、第１の固定接触子７の固定端子部１２が例えば数百Ｖの高圧直流電源に接続された外部接続端子が接続され、第２の固定接触子８の固定端子部１２が負荷に接続される。

【0026】

また、第３の固定接触子９は、図２に示すように、左右方向の長さに対し幅が狭く、第１の固定接触子７及び第２の固定接触子８間に延長する導電性の平板部１４と、この平板部１４の長手方向両端部側における下面から左右方向に比較的短い所定間隔を保って下方に突出する２つの円柱状の固定接点部１５，１６とで構成されている。ここで、固定接点部１５，１６の突出高さは、第３の固定接触子９を図２に示すように接点支持筐体４の上面板４ａに固定した状態で、固定接点部１５，１６の下面位置が第１及び第２の固定接触子７，８の固定接点部１３の下面と面一即ち同一水平面上となるように設定されている。

【0027】

また、可動接点６は、第１の固定接触子７の固定接点部１３と第３の固定接触子９の固定接点部１５と対向する第１の可動接触子２１と、第３の固定接触子９の固定接点部１６と第２の固定接触子８の固定接点部１３と対向する第２の可動接触子２２と、これら第１の可動接触子２１及び第２の可動接触子２２を固定支持する絶縁碍子で構成される絶縁体２３とを備えている。そして、絶縁体２３がシャフト２４を介して接点機構２の下側に設けられた駆動機構３に連結されている。

【0028】

駆動機構３は、図示しないが、励磁コイルを巻装したコイルボビンの内周側に磁性材料で構成されるコア部とプランジャとが配設され、プランジャにシャフト２４が固定されている。そして、励磁コイルが非通電状態であるときには、図２に示すように、第１の固定接触子７、第２の固定接触子８及び第３の固定接触子９の各固定接点部１３，１５及び１６から第１及び第２の可動接触子２１，２２が下方に所定距離だけ離間して接点機構２が開成状態になる。この接点機構２の開成状態から励磁コイルに通電すると、プランジャが上方に移動してシャフト２４を介して絶縁体２３と第１及び第２の可動接触子２１，２２とが上方に移動する。これによって、第１の可動接触子２１が第１の固定接触子７の固定接点部１３と第３の固定接触子９の固定接点部１５との間に接触する。これと同時に、第２の可動接触子２２が第３の固定接触子９の固定接点部１６と第２の固定接触子８の固定接点部１３との間に接触する。このため、接点機構２が閉成状態となる。

【0029】

一方、接点支持筐体４の固定接点５の第１の固定接触子７、第２の固定接触子８及び第３の固定接触子９の配列方向と平行な両外側面４ｂ及び４ｃにそれぞれ消弧用磁石体３１及び３２が互いに対向されて例えば接着剤で固定されている。ここで、消弧用磁石体３１及び３２は、厚み方向に着磁されており、対向磁極面すなわち内側面が同一のＮ極とされ、それらの背面側即ち外側面がＳ極とされている。

【0030】

そして、消弧用磁石体３１及び３２は、左右方向の中心部が第３の固定接触子９の左右方向の中心部と一致し、且つ左右両端部が少なくとも第１の固定接触子７及び第３の固定接触子９間と第２の固定接触子８及び第３の固定接触子９間となるように配置されている。このため、消弧用磁石体３１及び３２のＮ極から出る磁束が、平面から見て図３に示すように、電源側の固定接触子７及び９と第１の可動接触子２１との間を固定接点５の配列方向に横切って通るとともに、負荷側の固定接触子９及び８と第２の可動接触子２２との間を固定接点５の配列方向に横切って通るように配置されている。

【0031】

すなわち、消弧用磁石体３１及び３２のＮ極から出る磁束は、平面からみて、左右方向の中央部で左右に分かれ、その一方の磁束φ１が第３の固定接触子９の固定接点部１５と第１の可動接触子２１との対向面間を通り、第１の固定接触子７の固定接点部１３と第１の可動接触子２１との対向面間を通ってから接点支持筐体４の外側を通って消弧用磁石体３１及び３２のＳ極に至る磁路を形成する。また、他方の磁束φ２が第３の固定接触子９の固定接点部１６と第２の可動接触子２２との対向面間を通り、第２の固定接触子８の固定接点部１３と第２の可動接触子２２との対向面間を通ってから接点支持筐体４の外側を通って消弧用磁石体３１及び３２のＳ極に至る磁路を形成する。

【0032】

さらに、図７及び図８に示すように、接点支持筐体４の第１の固定接触子７の固定接点部１３、第３の固定接触子９の固定接点部１５及び第１の可動接触子２１と消弧用磁石体３１及び３２との間の内周面に消弧空間３４及び３５が形成されているとともに、第３の固定接触子９の固定接点部１６、第２の固定接触子８の固定接点部１３及び第２の可動接触子２２と消弧用磁石体３１及び３２との間の内周面にも上記消弧空間３４及び３５が延長して形成されている。

【0033】

次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、第１の固定接触子７の固定端子部１２に高電圧直流電源に接続された外部接続端子を接続し、第２の固定接触子８の固定端子部１２に負荷に接続された外部接続端子を接続しているものとする。
この状態で、駆動機構３の図示しない励磁コイルが非通電状態であるときには、駆動機構３内に配設された図示しない復帰スプリングによって可動接点６のシャフト２４が下方に移動され、図２に示すように、第１の可動接触子２１が第１の固定接触子７の固定接点部１３及び第３の固定接触子９の固定接点部１５から下方に所定距離離間しているとともに、第２の可動接触子２２が第２の固定接触子８の固定接点部１３及び第３の固定接触子９の固定接点部１６から下方に所定距離離間した釈放状態となっている。このため、第１の固定接触子７及び第２の固定接触子８間が非導通状態となって、高圧直流電源からの電流が負荷に供給されない電流遮断状態となっている。

【0034】

この接点機構の開成状態から駆動機構３の図示しない励磁コイルに通電すると、駆動機構３内に配設された図示しないプランジャが復帰スプリングに抗して上方に移動し、これによって可動接点６のシャフト２４が上方に移動される。このため、図４に示すように、第１の固定接触子７の固定接点部１３及び第３の固定接触子９の固定接点部１５に第１の可動接触子２１が接触するとともに、第３の固定接触子９の固定接点部１６及び第２の固定接触子８の固定接点部１３に第２の可動接触子２２が接触する投入状態となる。

【0035】

したがって、第１の固定接触子７の固定端子部１２に入力される電流が第１の固定接触子７の固定接点部１３から第２の可動接触子２１を通って第３の固定接触子９の固定接点部１５に入り、平板部１４を通って固定接点部１６から第２の可動接触子２２を介して第２の固定接触子８の固定接点部１３に入り、この第２の固定接触子８の固定端子部１２から負荷に電流が供給される電流供給状態となる。

【0036】

その後、電流供給状態を解除するために、駆動機構３の励磁コイルへの通電を遮断すると、図示しないプランジャが復帰スプリングによって下降を開始するので、接点機構２では、図５に示すように、第１の可動接触子２１が第１の固定接触子７の固定接点部１３及び第３の固定接触子９の固定接点部１５から離間するとともに、第２の可動接触子２２が第３の固定接触子９の固定接点部１６及び第２の固定接触子８の固定接点部１３から離間することになる。このとき、電源側では、第１の可動接触子２１と第１の固定接触子７の固定接点部１３及び第３の固定接触子９の固定接点部１５との間でアーク３６が発生する。これと同時に負荷側でも第２の可動接触子２２と第３の固定接触子９の固定接点部１６及び第２の固定接触子８の固定接点部１３との間でアーク３６が発生し、計４つのアークが発生する。このため、電源側及び負荷側でともにアークによって電流の通電状態が継続されることになる。

【0037】

このとき、前述したように、消弧用磁石体３１及び３２の対向磁極面がＮ極であるので、このＮ極が出た磁束が、電源側では、第１の可動接触子２１と第１の固定接触子７の固定接点部１３及び第３の固定接触子９の固定接点部１５との間を固定接触子の配列方向に左側に横切る。このため、第１の固定接触子７の固定接点部１３と第１の可動接触子２１との間では、図６に示すように、電流が紙面に対して下向きに流れるので、フレミングの左手の法則によって、固定接触子の配列方向と直交して消弧用磁石体３２側となるローレンツ力が作用する。これに対して、第３の固定接触子７の固定接点部１５と第１の可動接触子２１との間では、電流が紙面に対して上向きに流れるので、フレミングの左手の法則によって固定接触子の配列方向と直交して消弧用磁石体３１側となるローレンツ力が作用する。

【0038】

同様に、負荷側では、消弧用磁石体３１及び３２の対向磁極面のＮ極から出た磁束が、第３の固定接触子９の固定接点部１６及び第２の固定接触子８の固定接点部１３と第２の可動接触子２２との間を固定接触子の配列方向に右側に横切る。このため、第３の固定接触子９の固定接点部１６と第２の可動接触子２２との間では、図６に示すように、電流が紙面に対して下向きに流れるので、フレミングの左手の法則によって、固定接触子の配列方向と直交して消弧用磁石体３１側となるローレンツ力が作用する。これに対して、第２の固定接触子８の固定接点部１３と第２の可動接触子２２との間では、電流が紙面に対して上向きに流れるので、フレミングの左手の法則によって固定接触子の配列方向と直交して消弧用磁石体３２側となるローレンツ力が作用する。

【0039】

このため、第１の固定接触子７の固定接点部１３と第１の可動接触子２１との間ではアークが、図７に示すように、消弧空間３５内に引き伸ばされて、第１の固定接触子７の固定接点部１３の基部側から第１の可動接触子２１の底面側に向かう状態となる。
また、第３の固定接触子９の固定接点部１５と第１の可動接触子２１との間ではアークが、図８に示すように、消弧空間３４内に引き伸ばされて、第３の固定接触子９の固定接点部１５の基部側から第１の可動接触子２１の底面側に向かう状態となって消弧される。

【0040】

同様に、負荷側でも、第３の固定接触子９の固定接点部１６と第２の可動接触子２２との間ではアークが消弧空間３４側に引き伸ばされて消弧され、第２の固定接触子８の固定接点部１３と第２の可動接触子２２との間でアークが消弧空間３５側に引き伸ばされて消
弧される。
一方、電磁接触器１の投入状態で、負荷側から直流電源側に回生電流が流れている状態で、釈放状態とする場合には、前述した図６における電流の方向が逆となることから、ローレンツ力が固定接触子の配列方向を挟む線対象側に反転することを除いては同様の消弧機能が発揮される。

【0041】

このため、投入状態から釈放状態とする際に発生するアークを従来例に比較して２つ増加させて計４つのアークを発生することができ、それぞれのアークについて消弧空間３４又は３５側に引き伸ばすので、引き伸ばした総計のアーク長を大きくすることができ、従来と同等の大きさでより大きな高電圧を遮断することができる。
しかも、電源側及び負荷側のそれぞれで、発生するアークを引き伸ばす消弧空間が異なるので、互いのアークが干渉することはなく、隣接する固定接点部間の距離を短くすることができる。

【0042】

また、第１の固定接触子７及び第２の固定接触子８は、固定端子部１２に外部接続端子との固定用のねじ穴を形成するため小型化することは難しいため、各固定接触子７及び８間のピッチを短くすることには制約がある。この制約がある固定接触子７及び８間の空間部に第３の固定接触子９を配置するので、空間を有効利用することができ、全体の構成が大型化することなくアークの消弧機能を向上させることができる。

【0043】

さらに、固定接点部と可動接触子との間に流れる電流の向きが逆になれば、ローレンツ力の向きも逆向きに作用する。すなわち、可動接触子２１及び２２の延長方向の両脇すなわち消弧用磁石体３１及び３２の何れの側にアークが引き伸ばされるかは、固定接点部と可動接触子との間に流れる電流の向きによって決まる。そのため、可動接触子の延長方向の両脇すなわち消弧用磁石体３１及び３２側にそれぞれ消弧空間３４及び３５を設けることにより、アーク電流の向きすなわち固定接点部及び可動接触子間に流れる電流の向きにかかわらず、確実なアークの消弧機能を発揮することができる。

【0044】

以上のように本実施形態によると、接点部に流れる電流の向きにかかわらず、高電圧の電源に対して十分なアーク消弧機能を有する小型の電磁接触器を提供することができる。
なお、上記実施形態においては、消弧空間３４及び３５が電源側及び負荷側に延長して形成されてい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、電源側及び負荷側との中間部に隔壁を形成して、電源側及び負荷側で異なる消弧空間とすることもできる。この場合には、第３の固定接触子９の固定接点部１５と第１の可動接触子２１との間で発生するアークと、体３の固定接触子９の固定接点部１６と第２の可動接触子２２との間で発生するアークとを隔壁で分離することができるので、両者の干渉を確実に防止することができる。

【0045】

また、上記実施形態においては、消弧用磁石体３１及び３２の対向磁極面をＮ極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、消弧用磁石体３１及び３２の対向磁極面をＳ極とすることもできる。この場合には、消弧用磁石体３１及び３２の外面側のＮ極から出た磁束が電源側では、第１の固定接触子７の固定接点部１３及び第１の可動接触子２１間を通り、第３の固定接触子９の固定接点部１５及び第１の可動接触子２１間を通って消弧用磁石体３１及び３２のＳ極に入ることになる。同様に、負荷側では、第２の固定接触子８の固定接点部１３及び第２の可動接触子２２間を通り、第３の固定接触子９の固定接点部１６及び第２の可動接触子２２間を通って消弧用磁石体３１及び３２のＳ極に入ることになる。このため、上記した実施形態におけるローレンツ力の作用方向が逆となることを除いては上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0046】

１…電磁接触器、２…接点機構、３…駆動機構、４…接点支持筐体、４ａ…上面板、４ｂ，４ｃ…側面部、５…固定接点、６…可動接点、７，８，９…固定接触子、１１…雌ねじ部、１２…固定端子部、１３…（第１、第２の固定接触子の）固定接点部、１４…平板部、１５，１６…（第３の固定接触子の）固定接点部、２１，２２…可動接触子、２３…絶縁体、２４…シャフト、３１，３２…消弧用磁石、３４，３５…消弧空間、３６…アーク、１００…ハウジング、１０１，１０２…固定接点、１０３，１０４…可動接点、１０５…可動接点担持体、１０６，１０７…永久磁石、１０８…アーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】