特許 5965218 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】5965218

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】電磁接触器

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/42 20060101AFI20160721BHJP

   H01H 50/36 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   H01H50/42 A

   H01H50/36 B

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-131236(P2012-131236)

(22)【出願日】2012年6月8日

(65)【公開番号】特開2013-254712(P2013-254712A)

(43)【公開日】2013年12月19日

【審査請求日】2015年5月14日

(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

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(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】中 康弘

(72)【発明者】

【氏名】高谷 幸悦

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健司

【審査官】 出野 智之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−３３１５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６２０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２６８００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−０６１２６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−２０９８３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ５０／４２

Ｈ０１Ｈ ５０／３６

Ｈ０１Ｈ ５０／３０

Ｈ０１Ｆ ７／０６−７／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定間隔を保って配置された一対の固定接触子及び当該一対の固定接触子に対して接離自在に配設された可動接触子と、前記可動接触子を駆動する電磁石ユニットとを備え、
前記電磁石ユニットは、
プランジャ駆動部を囲む磁気ヨークと、
先端が前記磁気ヨークに形成された開口を通じて突出され連結軸を介して前記可動接触子を支持し且つ復帰スプリングで付勢された可動プランジャと、
該可動プランジャの突出端側に形成された周鍔部を囲むように固定配置された前記可動プランジャの可動方向に着磁された環状永久磁石と、
該環状永久磁石の前記磁気ヨークとは反対側に配置され前記可動プランジャの前記周鍔部の可動を規制する補助ヨークとを備え、
前記補助ヨークは、平板部の中央部に前記連結軸を挿通する開口を形成した段差板部が突出形成されている
ことを特徴とする電磁接触器。

【請求項2】

前記補助ヨークは、平板部と段差板部とが一体形成され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】

前記段差板部の高さを前記可動プランジャが必要とするストロークに応じて決定することを特徴とする請求項１又は２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、固定接触子及びこれに接離可能な可動接触子と、可動接触子を駆動する電磁石ユニットとを備えた電磁接触器に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の電磁接触器では、固定接触子に対して接離可能に配置された可動接触子を駆動する駆動装置として、永久磁石の吸引力と電磁コイルによる吸引力との合成吸引力により、可動鉄心部分をばねの復帰力に抗して駆動する有極電磁石装置であって、コ字形の固定鉄心の２つの中央片にそれぞれ永久磁石の一方の磁極面を当接させ、他方の磁極面を固定鉄心内で電磁コイルの外側に配置した一対のＬ字形の磁極板の中央片に当接させるようにした有極電磁石装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平２−９１９０１号公報

【特許文献2】米国特許第５９５９５１９号明細書

【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及び２に記載された従来例にあっては、電磁コイルの外側に一対のＬの字形の磁極板を配置し、これら磁極板の電磁コイルと対向する板部と固定鉄心との間にそれぞれ永久磁石を左右対象に配置するようにしている。したがって、左右２つの永久磁石を必要とするとともに、永久磁石と可動鉄心の吸引力作用部との距離が長く、永久磁石の磁力を効率的に使用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、複数の永久磁石を使用することなく１つの永久磁石で必要な磁力を確保するとともに、永久磁石の磁力を効率的に使用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】

【0005】

上記目的を達成するために、本発明に係る電磁接触器第１の態様は、所定間隔を保って配置された一対の固定接触子及び当該一対の固定接触子に対して接離自在に配設された可動接触子と、前記可動接触子を駆動する電磁石ユニットとを備えている。そして、前記電磁石ユニットは、プランジャ駆動部を囲む磁気ヨークと、先端が前記磁気ヨークに形成された開口を通じて突出され連結軸を介して前記可動接触子を支持し且つ復帰スプリングで付勢された可動プランジャと、該可動プランジャの突出端側に形成された周鍔部を囲むように固定配置された前記可動プランジャの可動方向に着磁された環状永久磁石と、該環状永久磁石の前記磁気ヨークとは反対側に配置され前記可動プランジャの前記周鍔部の可動を規制する補助ヨークとを備えている。さらに、前記補助ヨークは、平板部の中央部に前記連結軸を挿通する開口を形成した段差板部が突出形成されている。

【0006】

この構成によると、可動プランジャの周鍔部を囲むように永久磁石を設けるようにしているので、環状永久磁石の磁力を漏れなく可動プランジャの周鍔部に作用させることができ、環状永久磁石の磁力を効率的に使用することができる。また、可動プランジャに可動接触子を釈放方向に可動させる吸引力を作用させて、復帰スプリングの付勢力を減少させることができる。このため、励磁コイルの起磁力を減少させて電磁石ユニットを小型化することができる。また、釈放状態で、永久磁石の磁力によって可動プランジャの周鍔部を吸引することができ、釈放時に高い耐誤動作性能を確保することができる。さらに、可動プランジャの周鍔部が当接する補助ヨークに段差板部を突出形成したので、補助ヨーク自体の剛性を高めることができ、補助ヨークの変形を防止して可動プランジャのストロークを正確に規制することができる。環状永久磁石の磁力が補助ヨークを介して直接可動プランジャの周鍔部に作用するので、漏れ磁束を抑制してより効率よく環状永久磁石の磁力を使用することができる。

【0007】

また、本発明に係る電磁接触器の第２の態様は、前記補助ヨークが、平板部と段差板部とを一体形成している。
この第２の態様によると、補助ヨークを一体形成するので、補助ヨークの製作を容易に行うことができる。
また、本発明に係る電磁接触器の第３の態様は、前記段差板部の高さを前記可動プランジャが必要とするストロークに応じて決定する。
この第３の態様によると、補助ヨークの段差板部の高さで、可動プランジャの必要なストロークを調整することができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、１つの環状永久磁石で可動プランジャの周鍔部を吸引することができ、部品点数を減少させてコストダウンを図ることができる。
また、環状永久磁石を可動プランジャの周鍔部を囲むように配置するので、吸引力を作用させる位置の近傍に環状永久磁石を配置することができ、環状永久磁石の磁力を効率的に使用することができる。
そして、環状永久磁石の磁力を、補助ヨークによって直接可動プランジャの周鍔部に作用させるので、漏れ磁束を抑制してより効率よく環状永久磁石の磁力を使用することができる。また、補助ヨークに段差板部を突出形成することにより、補助ヨーク自体の剛性を高めて、可動プランジャのストロークを正確に規制することができる。

【0009】

さらに、環状永久磁石の吸引力を釈放状態の可動プランジャを吸引するように作用させることができ、この分可動プランジャを釈放状態に復帰させる復帰スプリングの付勢力を抑制することができる。このため、励磁コイルの起磁力を減少させて、電磁石ユニットの高さを低くすることができ、電磁接触器全体を小型化することができる。これと同時に、釈放時に永久磁石で可動プランジャを吸引して振動や衝撃等によって可動接触子が一対の固定接触子に誤接触することを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る電磁接触器の一実施形態を示す断面図である。

【図2】接点収納ケースの分解斜視図である。

【図3】図１のＡ−Ａ線上の断面図である。

【図4】補助磁気ヨークを示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。

【図5】永久磁石による可動プランジャ吸引動作を説明する図であって、（ａ）は釈放状態、（ｂ）は投入状態を示す部分断面図である。

【図6】補助ヨークの他の実施形態を示す図８（ａ）と同様の断面図である。

【図7】本発明の接点装置における消弧室の他の例を示す断面図である。

【図8】本発明の接点装置における接点機構の変形例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。

【図9】本発明の接点装置における接点機構の他の変形例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。

【図10】電磁石ユニットの円筒状補助ヨークの変形例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図である。

【図11】電磁石ユニットの円筒状補助ヨークの変形例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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は本発明に係る電磁開閉器の一例を示す断面図、図２は消弧室の分解斜視図である。この図１及び図２において、１０は電磁接触器であり、この電磁接触器１０は接点機構を配置した接点装置１００と、この接点装置１００を駆動する電磁石ユニット２００とで構成されている。
接点装置１００は、図１及び図２から明らかなように、接点機構１０１を収納する消弧室１０２を有する。この消弧室１０２は、図２（ａ）に示すように、金属製の下端部に外方と突出するフランジ部１０３を有する金属角筒体１０４と、この金属角筒体１０４の上端を閉塞する平板状のセラミック絶縁基板で構成される固定接点支持絶縁基板１０５とを備えている。

【0012】

金属角筒体１０４は、そのフランジ部１０３が後述する電磁石ユニット２００の上部磁気ヨーク２１０にシール接合されて固定されている。
また、固定接点支持絶縁基板１０５には、中央部に後述する一対の固定接触子１１１及び１１２を挿通する貫通孔１０６及び１０７が所定間隔を保って形成されている。この固定接点支持絶縁基板１０５の上面側における貫通孔１０６及び１０７の周囲及び下面側における金属角筒体１０４に接触する位置にメタライズ処理が施されている。このメタライズ処理を行うには、平面上に複数の固定接点支持絶縁基板１０５を縦横に配列した状態で、貫通孔１０６及び１０７の周囲及び金属角筒体１０４に接触する位置に銅箔を形成する。

【0013】

接点機構１０１は、図１に示すように、消弧室１０２の固定接点支持絶縁基板１０５の貫通孔１０６及び１０７に挿通されて固定された一対の固定接触子１１１及び１１２を備えている。これら固定接触子１１１及び１１２のそれぞれは、固定接点支持絶縁基板１０５の貫通孔１０６及び１０７に挿通される上端に外方に突出するフランジ部１１３を有する支持導体部１１４と、この支持導体部１１４に連結されて固定接点支持絶縁基板１０５の下面側に配設され内方側を開放したＣ字状部１１５とを備えている。

【0014】

Ｃ字状部１１５は、固定接点支持絶縁基板１０５の下面に沿って外側に延長する上板部１１６とこの上板部１１６の外側端部から下方に延長する中間板部１１７と、この中間板部１１７の下端側から上板部１１６と平行に内方側すなわち固定接触子１１１及び１１２の対面方向に延長する下板部１１８とで中間板部１１７及び下板部１１８で形成されるＬ字状に上板部１１６を加えたＣ字状に形成されている。

【0015】

ここで、支持導体部１１４とＣ字状部１１５とは、支持導体部１１４の下端面に突出形成されたピン１１４ａをＣ字状部１１５の上板部１１６に形成された貫通孔１２０内に挿通した状態で例えばロウ付け等によって固定されている。なお、支持導体部１１４及びＣ字状部１１５の固定は、ロウ付け等に限らず、ピン１１４ａを貫通孔１２０に嵌合させたり、ピン１１４ａに雄ねじを形成し、貫通孔１２０に雌ねじを形成して両者を螺合させたりしてもよい。

【0016】

そして、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５にそれぞれ、アークの発生を規制する合成樹脂材製の絶縁カバー１２１が装着されている。この絶縁カバー１２１は、Ｃ字状部１１５の上板部１１６及び中間板部１１７の内周面を被覆するものである。
このように、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５に絶縁カバー１２１を装着することにより、このＣ字状部１１５の内周面では下板部１１８の上面側のみが露出されて接点部１１８ａとされている。

【0017】

そして、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５内に両端部を配置するように可動接触子１３０が配設されている。この可動接触子１３０は後述する電磁石ユニット２００の可動プランジャ２１５に固定された連結軸１３１に支持されている。この可動接触子１３０は、中央部の連結軸１３１の近傍が下方に突出する凹部１３２が形成され、この凹部１３２に連結軸１３１を挿通する貫通孔１３３が形成されている。

【0018】

連結軸１３１は、上端に外方に突出するフランジ部１３１ａが形成されている。この連結軸１３１に下端側から接触スプリング１３４に挿通し、次いで可動接触子１３０の貫通孔１３３を挿通して、接触スプリング１３４の上端をフランジ部１３１ａに当接させこの接触スプリング１３４で所定の付勢力を得るように可動接触子１３０を例えばＣリング１３５によって位置決めする。

【0019】

この可動接触子１３０は、釈放状態で、両端の接点部と固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５の下板部１１８の接点部１１８ａとが所定間隔を保って離間した状態となる。また、可動接触子１３０は、投入位置で、両端の接点部が固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５の下板部１１８の接点部１１８ａに、接触スプリング１３４による所定の接触圧で接触するように設定されている。

【0020】

さらに、消弧室１０２の金属角筒体１０４の内周面には、図３に示すように、例えば合成樹脂製の絶縁筒体１４０が配設され、この絶縁筒体１４０の可動接触子１３０の側面に対向する位置に磁石収納ポケット１４１及び１４２が形成されている。この磁石収納ポケット１４１及び１４２には、アーク消弧用永久磁石１４３及び１４４が挿通されて固定されている。

【0021】

このアーク消弧用永久磁石１４３及び１４４は、厚み方向に互いの対向面が同極例えばＮ極となるように着磁されている。そして、磁石収納ポケット１４１及び１４２の左右方向の外側にそれぞれアーク消弧空間１４５及び１４６が形成されている。
電磁石ユニット２００は、図１に示すように、側面から見て扁平なＵ字形状の磁気ヨーク２０１を有し、この磁気ヨーク２０１の底板部２０２の中央部に円筒状補助ヨーク２０３が固定されている。この円筒状補助ヨーク２０３の外側にプランジャ駆動部としてのスプール２０４が配置されている。

【0022】

このスプール２０４は、円筒状補助ヨーク２０３を挿通する中央円筒部２０５と、この中央円筒部２０５の下端部から半径方向外方に突出する下フランジ部２０６と、中央円筒部２０５の上端より僅かに下側から半径方向外方に突出する上フランジ部２０７とで構成されている。そして、中央円筒部２０５、下フランジ部２０６及び上フランジ部２０７で構成される収納空間に励磁コイル２０８が巻装されている。

【0023】

そして、磁気ヨーク２０１の開放端となる上端間に上部磁気ヨーク２１０が固定されている。この上部磁気ヨーク２１０は、中央部にスプール２０４の中央円筒部２０５に対向する貫通孔２１０ａが形成されている。
そして、スプール２０４の中央円筒部２０５内に、底部と磁気ヨーク２０１の底板部２０２との間に復帰スプリング２１４を配設した可動プランジャ２１５が上下に摺動可能に配設されている。この可動プランジャ２１５には、上部磁気ヨーク２１０から上方に突出する上端部に半径方向外方に突出する周鍔部２１６が形成されている。

【0024】

また、上部磁気ヨーク２１０の上面に、環状に形成された環状永久磁石２２０が可動プランジャ２１５の周鍔部２１６を囲むように固定されている。この環状永久磁石２２０は外形が長方形に形成され中央部に周鍔部２１６を囲む貫通孔２２１を有する。この環状永久磁石２２０は上下方向すなわち厚み方向に上端側を例えばＮ極とし、下端側をＳ極とするように着磁されている。なお、環状永久磁石２２０の貫通孔２２１の形状は周鍔部２１６の形状に合わせた形状とし、外周面の形状は円形、方形等の任意の形状とすることができる。同様に、環状永久磁石２２０の外形も長方形状に限らず、円形、六角形等の任意の形状とすることができる。

【0025】

そして、環状永久磁石２２０の上端面に、環状永久磁石２２０と同一外形の補助ヨーク２２５が固定されている。この補助ヨーク２２５は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、環状永久磁石２２０の上面に固定される長方形平板部２２５ａと、この長方形平板部２２５ａの中央部に下方に突出形成された中央部に連結軸１３１を挿通する中心開口２２５ｂを形成した段差板部２２５ｃとで構成されている。ここで、補助ヨーク２２５は、プレス成形によって、中心開口２２５ｂ及び段差板部２２５ｃが一体に形成されている。このように、補助ヨーク２２５に段差板部２２５ｃを形成することにより、補助ヨーク２２５の剛性を高めることができ、補助ヨーク２２５の変形を防止することができる。

【0026】

そして、釈放状態であるときに、段差板部２２５ｃの下面に復帰スプリング２１４の弾性と環状永久磁石２２０の磁力とによって可動プランジャ２１５の周鍔部２１６が接触されて、可動プランジャ２１５の投入位置が規制されている。
ここで、環状永久磁石２２０の厚みＴは、図４（ａ）に示すように、可動プランジャ２１５のストロークＬと、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の厚みｔと、補助ヨーク２２５の長方形平板部２２５ａの下面と段差板部２２５ｃの下面との高さｙとを加算した値（Ｔ＝Ｌ＋ｔ＋ｙ）に設定されている。したがって、環状永久磁石２２０の厚みＴを必要な電磁力に応じて任意に設定することができ、可動プランジャ２１５のストロークＬを補助ヨーク２２５の長方形平板部２２５ａと段差板部２２５ｃとの高さｙで調整することができる。

【0027】

このため、可動プランジャ２１５のストロークに影響する累積の部品数や形状公差を最小限とすることができる。したがって、可動プランジャ２１５のストロークＬを決定する際に、環状永久磁石２２０の厚みＴと可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の厚みとを決定しておき、最終的に補助ヨーク２２５の高さｙでストロークＬを調整することができ、ストロークＬのバラツキを最小化することができる。特に、小型の電磁接触器でストロークが小さい場合により効果的である。

【0028】

また、永久磁石を環状永久磁石２２０としたので、特許文献１及び２に記載されているように永久磁石を左右対象に２つ配置する場合に比較して、部品点数が少なくなってコストダウンが図れる。また、環状永久磁石２２０に成形した貫通孔２２１の内周面近傍に可動プランジャ２１５の周鍔部２１６が配置されるため、環状永久磁石２２０で生じる磁束を通す閉回路に無駄がなく、漏れ磁束が少なくなり、永久磁石の磁力を効率的に使用することができる。
また、可動プランジャ２１５の上端面には可動接触子１３０を支持する連結軸１３１が螺着されている。

【0029】

そして、釈放状態では、可動プランジャ２１５が復帰スプリング２１４によって上方に付勢されて、周鍔部２１６の上面が補助ヨーク２２５の段差板部２２５ｃの下面に当接する釈放位置となる。この状態で、可動接触子１３０の接点部１３０ａが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａから上方に離間して、電流遮断状態となっている。
この釈放状態では、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６が環状永久磁石２２０の磁力によって補助ヨーク２２５に吸引されており、復帰スプリング２１４の付勢力と相まって可動プランジャ２１５が外部からの振動や衝撃等によって不用意に下方に移動することなく補助ヨーク２２５に当接された状態が確保される。

【0030】

また、釈放状態では、図５（ａ）に示すように、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の下面と上部磁気ヨーク２１０の上面との間のギャップｇ１、可動プランジャ２１５の外周面と上部磁気ヨーク２１０の貫通孔２１０ａとの間のギャップｇ２、可動プランジャ２１５の外周面と円筒状補助ヨーク２０３との間のギャップｇ３、可動プランジャ２１５の下面と磁気ヨーク２０１の底板部２０２の上面とのギャップｇ４と関係が以下のように設定されている。
ｇ１＜ｇ２ 且つ ｇ３＜ｇ４

【0031】

このため、釈放状態で、励磁コイル２０８を励磁したときに、図５（ａ）に示すように、可動プランジャ２１５から周鍔部２１６を通り、周鍔部２１６と上部磁気ヨーク２１０との間のギャップｇ１を通って上部磁気ヨーク２１０に達する。この上部磁気ヨーク２１０からＵ字状の磁気ヨーク２０１を通って円筒状補助ヨーク２０３を通って可動プランジャ２１５に至る閉磁路が形成される。

【0032】

このため、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の下面と上部磁気ヨーク２１０の上面との間のギャップｇ１の磁束密度を高めることができ、より大きな吸引力を発生して、可動プランジャ２１５を復帰スプリング２１４の付勢力及び環状永久磁石２２０の吸引力に抗して下降させる。
したがって、この可動プランジャ２１５に連結軸１３１を介して連結されている可動接触子１３０の接点部１３０ａを固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａに接触されて固定接触子１１１から可動接触子１３０を通じて固定接触子１１２に向かう電流路が形成されて投入状態となる。

【0033】

この投入状態となると、図５（ｂ）に示すように、可動プランジャ２１５の下端面がＵ字状の磁気ヨーク２０１の底板部２０２に近づくので、前述した各ギャップｇ１〜ｇ４が下記のようになる。
ｇ１＜ｇ２ 且つ ｇ３＞ｇ４
このため、励磁コイル２０８によって発生される磁束が、図５（ｂ）に示すように、可動プランジャ２１５から周鍔部２１６を通って直接上部磁気ヨーク２１０に入り、この上部磁気ヨーク２１０からＵ字状の磁気ヨーク２０１を通り、その底板部２０２から直接可動プランジャ２１５に戻る閉磁路が形成される。

【0034】

このため、ギャップｇ１及びギャップｇ４で大きな吸引力が作用して可動プランジャ２１５が下降位置に保持される。このため、可動プランジャ２１５に連結軸２１３を介して連結された可動接触子１３０の接点部１３０ａが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａへの接触状態が継続される。
そして、可動プランジャ２１５が、図１に示すように、非磁性体製で有底筒状に形成されたキャップ２３０で覆われ、このキャップ２３０の開放端に半径方向外方に延長して形成されたフランジ部２３１が上部磁気ヨーク２１０の下面にシール接合されている。これによって、消弧室１０２及びキャップ２３０が上部磁気ヨーク２１０の貫通孔２１０ａを介して連通される密封容器が形成されている。そして、消弧室１０２及びキャップ２３０で形成される密封容器内に水素ガス、窒素ガス、水素及び窒素の混合ガス、空気、ＳＦ₆等のガスが封入されている。

【0035】

次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、固定接触子１１１が例えば大電流を供給する電力供給源に接続され、固定接触子１１２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２００における励磁コイル２０８が非励磁状態にあって、電磁石ユニット２００で可動プランジャ２１５を下降させる励磁力を発生していない釈放状態にあるものとする。この釈放状態では、可動プランジャ２１５が復帰スプリング２１４によって、上部磁気ヨーク２１０から離れる上方向に付勢される。

【0036】

これと同時に、環状永久磁石２２０の磁力による吸引力が補助ヨーク２２５に作用されて、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６が吸引される。このため、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の上面が補助ヨーク２２５の段差板部２２５ｃ下面に当接している。
このため、可動プランジャ２１５に連結軸１３１を介して連結されている接点機構１０１の可動接触子１３０の接点部１３０ａが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａから上方に所定距離だけ離間している。このため、固定接触子１１１及び１１２間の電流路が遮断状態にあり、接点機構１０１が開極状態となっている。

【0037】

このように、釈放状態では、可動プランジャ２１５に復帰スプリング２１４による付勢力と環状永久磁石２２０による吸引力との双方が作用しているので、可動プランジャ２１５が外部からの振動や衝撃等によって不用意に下降することがなく、誤動作を確実に防止することができる。
この釈放状態から、電磁石ユニット２００の励磁コイル２０８を励磁すると、この電磁石ユニット２００で励磁力を発生させて、可動プランジャ２１５を復帰スプリング２１４の付勢力及び環状永久磁石２２０の吸引力に抗して下方に押し下げる。

【0038】

このとき、図５（ａ）に示すように、可動プランジャ２１５の底面と磁気ヨーク２０１の底板部２０２との間のギャップｇ４が大きく、このギャップｇ４を通る磁束は殆どない。しかしながら、可動プランジャ２１５の下部外周面には円筒状補助ヨーク２０３が対向しており、この円筒状補助ヨーク２０３との間のギャップｇ３がギャップｇ４に比較して小さく設定されている。

【0039】

このため、可動プランジャ２１５及び磁気ヨーク２０１の底板部２０２間には、円筒状補助ヨーク２０３を通じて磁路が形成される。さらに、可動プランジャ２１５の外周面と上部磁気ヨーク２１０の貫通孔２１０ａの内周面との間ギャップｇ２に比較して可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の下面と上部磁気ヨーク２１０との間のギャップｇ１が小さく設定されている。このため、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の下面と上部磁気ヨーク２１０の上面との間の磁束密度が大きくなり、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６を吸引する大きな吸引力が作用する。

【0040】

したがって、可動プランジャ２１５が復帰スプリング２１４の付勢力及び環状永久磁石２２０の吸引力に抗して速やかに下降する。これにより、可動プランジャ２１５の下降が、図５（ｂ）に示すように、周鍔部２１６の下面が上部磁気ヨーク２１０の上面に当接することにより停止される。
このように、可動プランジャ２１５が下降することにより、可動プランジャ２１５に連結軸１３１を介して連結されている可動接触子１３０も下降し、その接点部１３０ａが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａに接触スプリング１３４の接触圧で接触する。

【0041】

このため、外部電力供給源の大電流が固定接触子１１１、可動接触子１３０、及び固定接触子１１２を通じて負荷に供給される閉極状態となる。
このとき、固定接触子１１１及び１１２と可動接触子１３０との間に可動接触子１３０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１１１及び１１２は、図１に示すように、上板部１１６、中間板部１１７及び下板部１１８によってＣ字状部１１５が形成されているので、上板部１１６及び下板部１１８とこれに対向する可動接触子１３０とで逆方向の電流が流れることになる。

【0042】

このため、固定接触子１１１及び１１２の下板部１１８が形成する磁界と可動接触子１３０に流れる電流の関係からフレミングの左手の法則により可動接触子１３０を固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａ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１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａ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１３０の接点部１３０ａが開極することを確実に防止することができる。

【0043】

このため、可動接触子１３０を支持する接触スプリング１３４の押圧力を小さくすることができ、これに応じて励磁コイル２０８で発生する推力も小さくすることができ、電磁接触器全体の構成を小型化することができる。
この接点機構１０１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２００の励磁コイル２０８の励磁を停止する。

【0044】

これによって、電磁石ユニット２００で可動プランジャ２１５を下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２１５が復帰スプリング２１４の付勢力によって上昇し、周鍔部２１６が補助ヨーク２２５に近づくに従って環状永久磁石２２０の吸引力が増加する。
この可動プランジャ２１５が上昇することにより、連結軸１３１を介して連結された可動接触子１３０が上昇する。これに応じて接触スプリング１３４で接触圧を与えている間は可動接触子１３０が固定接触子１１１及び１１２に接触している。その後、接触スプリング１３４の接触圧がなくなった時点で可動接触子１３０が固定接触子１１１及び１１２から上方に離間する開極状態となる。

【0045】

この開極状態となると、固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間にアークが発生し、このアークによって電流の通電状態が継続される。
このとき、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５の上板部１１６及び中間板部１１７を覆う絶縁カバー１２１が装着されているので、アークが固定接触子１１１及び１１２の接点部１１８ａと可動接触子１３０の接点部１３０ａとの間のみに発生させることができる。このため、アークの発生状態を安定させることができ、アークをアーク消弧空間１４５又は１４６へ引き伸ばして消弧することができ、消弧性能を向上させることができる。

【0046】

また、Ｃ字状部１１５の上板部１１６及び中間板部１１７が絶縁カバー１２１で覆われているので、可動接触子１３０の両端部とＣ字状部１１５の上板部１１６及び中間板部１１７の間の絶縁カバー１２１によって絶縁距離を確保することができ、可動接触子１３０の可動方向の高さを短縮することができる。したがって、接点装置１００を小型化することができる。

【0047】

さらに、固定接触子１１１，１１２の中間板部１１７の内側面には磁性体板１１９によって覆われているので、この中間板部１１７を流れる電流によって発生する磁場が磁性体板１１９によってシールドされる。このため、固定接触子１１１，１１２の接点部１１８ａ及び可動接触子１３０の接点部１３０ａ間に発生するアークによる磁場と中間板部１１７を流れる電流によって発生する磁場とが干渉することはなく、中間板部１１７を流れる電流によって発生する磁場にアークが影響されることを防止できる。

【0048】

このように、上記実施形態によると、接点装置１００では、固定接触子１１１及び１１２のＣ字状部１１５と可動接触子１３０の接触圧を付与する接触スプリング１３４とが並列に配置されているので、固定接触子、可動接触子及び接触スプリング直列に配置する場合に比較して接点機構１０１の高さを短くすることができる。このため、接点装置１００を小型化することができる。

【0049】

また、消弧室１０２を金属角筒体１０４とその上面を閉塞し、固定接触子１１１及び１１２をロウ付けによって固定保持する平板状の固定接点支持絶縁基板１０５とをロウ付けすることにより形成するようにしている。このため、固定接点支持絶縁基板１０５を同一平面上で縦及び横に密着して配列させることができ、一度に複数の固定接点支持絶縁基板１０５のメタライズ処理を行うことができ、生産性を向上させることができる。

【0050】

また、固定接点支持絶縁基板１０５に固定接触子１１１及び１１２をロウ付け支持してから金属角筒体１０４にロウ付けすることが可能となり、固定接触子１１１及び１１２の固定保持を容易に行うことができ、ロウ付け用治具が簡単な構成で済み、組み立て治具のコストダウンを図ることができる。
固定接点支持絶縁基板１０５の平面度、反りの抑制や管理も消弧室１０２を桶状に形成する場合に比較して容易となる。さらに、消弧室１０２を纏めて大量に製作することが可能となり、製作コストを低減させることができる。

【0051】

また、電磁石ユニット２００については、可動プランジャ２１５の可動方向に着磁された環状永久磁石２２０を上部磁気ヨーク２１０上に配置し、その上面に補助ヨーク２２５を形成したので、１つの環状永久磁石２２０で可動プランジャ２１５の周鍔部２１６を吸引する吸引力を発生することができる。
このため、釈放状態における可動プランジャ２１５の固定を環状永久磁石２２０の磁力と復帰スプリング２１４の付勢力とで行うことができるので、誤動作衝撃に対する保持力を向上させることができる。

【0052】

また、復帰スプリング２１４の付勢力を低下させることができ、接触スプリング１３４及び復帰スプリング２１４によるトータル負荷を低減させることができる。したがって，トータル負荷の低下分に応じて励磁コイル２０８で発生する吸引力を低下させることが可能となり、励磁コイル２０８の起磁力を減少させることができる。このため、スプール２０４の軸方向長さを短くすることができ、電磁石ユニット２００の可動プランジャ２１５の可動方向の高さを低くすることができる。

【0053】

さらに、補助ヨーク２２５が長方形平板部２２５ａと中心開口２２５ｂを有する段差板部２２５ｃとで一体構成されているので、補助ヨーク２２５を長方形平板部２２５ａのみで構成する場合に比較して剛性を高めることができ、補助ヨーク２２５の変形を防止することができる。このため、投入状態から釈放状態とする際に、可動プランジャ２１５が復帰スプリング２１４の弾性力と環状永久磁石２２０の磁力とによって上方に移動し、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の上面が補助ヨーク２２５の段差板部２２５ｃの下面に衝接することになるが、補助ヨーク２２５の剛性が高いので、可動プランジャ２１５の釈放位置を正確に規制して位置決めすることができる。

【0054】

しかも、補助ヨーク２２５に段差板部２２５ｃを形成するので、環状永久磁石２２０の高さは可動プランジャ２１５のストロークＬと周鍔部２１６の厚みｔとにかかわらず必要な磁力に応じて任意に設定することができ、最終的な位置調整を補助ヨーク２２５の段差板部２２５ｃの高さｙで調整することができる。
このため、可動プランジャ２１５のストロークに影響する累積の部品数や形状公差を最小限とすることができる。しかも、可動プランジャ２１５のストローク調整を環状永久磁石２２０の厚み及び可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の厚みのみで行うので、ストロークのバラツキを極小化することができる。

【0055】

また、補助ヨーク２２５をプレス成形によって長方形平板部２２５ａ、中心開口２２５ｂ及び段差板部２２５ｃを一体に形成するので、補助ヨーク２２５を一部品で容易に形成することができる。
また、可動プランジャ２１５の周鍔部２１６の厚みを必要最小限の厚みに設定することができるので、可動プランジャ２１５の質量を軽減することができ、これに応じて復帰スプリング２１４の弾性力も小さくして全体を軽量且つ小型化することができる。

【0056】

このように、接点装置１００及び電磁石ユニット２００の双方で可動プランジャ２１５の可動方向の高さを低くすることができるので、電磁接触器１０の全体構成を大幅に短縮することができ、小型化を図ることができる。
さらに、環状永久磁石２２０の内周面内に可動プランジャ２１５の周鍔部２１６を配置することにより、環状永久磁石２２０から生じる磁束を通す閉磁路に無駄がなく、漏れ磁束を少なくして永久磁石の磁力を効率的に使用することができる。

【0057】

なお、上記実施形態においては、環状永久磁石２２０の厚みＴが厚い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、環状永久磁石２２０の厚みＴが薄く、可動プランジャ２１５のストロークＬを確保できない場合には、図６に示すように構成する。すなわち、補助ヨーク２２５の中心開口２２５ｄを形成した段差板部２２５ｅを長方形平板部２２５ａより上方に突出させて、補助ヨーク２２５の長方形平板部２２５ａの下面と段差板部２２５ｅの下面との間の高さｙによって可動プランジャ２１５のストロークＬを確保するようにすればよい。

【0058】

また、上記実施形態においては、接点装置１００の消弧室１０２を金属角筒体１０４及び固定接点支持絶縁基板１０５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、他の構成とすることができる。例えば、図７及び図２（ｂ）に示すように、セラミックスや合成樹脂材によって角筒部３０１とその上端を閉塞する天面板部３０２とを一体成形して桶状体３０３を形成し、この桶状体３０３の開放端面側にメタライズ処理して金属箔を形成し、この金属箔に金属製の接続部材３０４をシール接合して消弧室１０２を形成するようにしてもよい。

【0059】

また、接点機構１０１も上記実施形態の構成に限定されるものではなく、任意の構成の接点機構を適用することができる。
例えば、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、支持導体部１１４にＣ字状部１１５における上板部１１６を省略した形状となるＬ字状部１６０を連結するようにしてもよい。この場合でも、固定接触子１１１及び１１２に可動接触子１３０を接触させた閉極状態で、Ｌ字状部１６０の垂直板部を流れる電流によって生じる磁束を固定接触子１１１及び１１２と可動接触子１３０との接触部に作用させることができる。このため、固定接触子１１１及び１１２と可動接触子１３０との接触部における磁束密度を高めて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。

【0060】

また、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、凹部１３２を省略して平板状に形成するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、可動プランジャ２１５に連結軸１３１を螺合させる場合について説明したが、螺合に限らず、任意の接続方法を適用することができ、さらには可動プランジャ２１５と連結軸１３１とを一体に形成するようにしてもよい。

【0061】

また、連結軸１３１と可動接触子１３０との連結が、連結軸１３１の先端部にフランジ部１３１ａを形成し、接触スプリング１３４及び可動接触子１３０を挿通してから可動接触子１３０の下端をＣリングで固定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い。すなわち、連結軸１３１のＣリング位置に半径方向に突出する位置決め大径部を形成し、これに可動接触子１３０を当接させてから接触スプリング１３４を配置し、この接触スプリング１３４の上端をＣリングによって固定するようにしてもよい。

【0062】

また、上記実施形態においては、可動プランジャ２１５の下端側に近接させて円筒状補助ヨーク２０３を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い。すなわち、磁気ヨーク２０１を、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように有底円筒状に形成し、円筒状補助ヨーク２０３を、磁気ヨーク２０１の底板部２０２に沿う円環状板部２０３ａとこの円環状板部２０３ａの内周面から上方に立ち上がる円筒部２０３ｂとで構成するようにしてもよい。

【0063】

また、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｕ字状の磁気ヨーク２１０の底板部２０２に貫通孔２０２ａを形成し、この貫通孔２０２ａ内に凸状の円筒状補助ヨーク２０３を嵌合させ、この円筒状補助ヨーク２０３の小径部２０３ｃを可動プランジャ２１５に形成した挿通穴２１７に挿通するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、消弧室１０２及びキャップ２３０で密封容器を構成し、この密封容器内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、遮断する電流が低い場合にはガス封入を省略するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１０…電磁接触器、１１…外装絶縁容器、１００…接点装置、１０１…接点機構、１０２…消弧室、１０４…金属角筒体、１０５…固定接点支持絶縁基板、１１１，１１２…固定接触子、１１４…支持導体部、１１５…Ｃ字状部、１１６…上板部、１１７…中間板部、１１８…下板部、１１８ａ…接点部、１２１…絶縁カバー、１２２…Ｌ字状板部、１２３，１２４…側板部、１２５…嵌合部、１３０…可動接触子、１３０ａ…接点部、１３１…連結軸、１３２…凹部、１３４…接触スプリング、１４０…絶縁筒体、１４１，１４２…磁石収納ポケット、１４３，１４４…アーク消弧用永久磁石、１４５，１４６…アーク消弧空間、１６０…Ｌ字状部、２００…電磁石ユニット、２０１…磁気ヨーク、２０３…円筒状補助ヨーク、２０４…スプール、２０８…励磁コイル、２１０…上部磁気ヨーク、２１４…復帰スプリング、２１５…可動プランジャ、２１６…周鍔部、２２０…環状永久磁石、２２５…補助ヨーク、２２５ａ…長方形平板部、２２５ｂ…中心開口、２２５ｃ…段差板部、２２５ｄ…中心開口、２２５ｅ…段差板部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】