特許 6585922 電気接点組の改良

(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】6585922

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】電気接点組の改良

(51)【国際特許分類】

   H01H 51/20 20060101AFI20190919BHJP

   H01H 50/56 20060101ALI20190919BHJP

   H01H 50/64 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   H01H51/20 F

   H01H50/56 R

   H01H50/64 G

【請求項の数】14

【外国語出願】

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-93969(P2015-93969)

(22)【出願日】2015年5月1日

(65)【公開番号】特開2015-213069(P2015-213069A)

(43)【公開日】2015年11月26日

【審査請求日】2018年2月28日

(31)【優先権主張番号】1407705.1

(32)【優先日】2014年5月1日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】518263944

【氏名又は名称】ジョンソン エレクトリック インターナショナル アクチェンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】リチャード アンソニー コンネル

【審査官】 関 信之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５０５３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第０２４１８７８０（ＧＢ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−１４６３３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−１５７０３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−１８２８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４３３８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ５１／２０

Ｈ０１Ｈ ５０／５６

Ｈ０１Ｈ ５０／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの第１の固定電気接点を有する第１の端子と、
少なくとも１つの第２の固定電気接点を有する第２の端子と、
前記第１の端子と電気的に連通し、上部に少なくとも１つの第１の可動電気接点を有する第１の導電性可動アームと、
前記第２の端子と電気的に連通し、上部に少なくとも１つの第２の可動電気接点を有し、前記第１の導電性可動アームに対向する第２の導電性可動アームと、
前記第１及び第２の導電性可動アームに、互いに反対方向に、動力を与える作動手段と、を備え、
前記１つ又は各々の第１の可動電気接点及び前記１つ又は各々の第２の固定電気接点は、一次接点組を形成し、前記１つ又は各々の第２の可動電気接点及び前記１つ又は各々の第１の固定電気接点は、二次接点組を形成し、これによって、互いに対向する第１及び第２の可動アームは、第１及び第２の端子間に、電流共用アーム対を形成し、
前記一次接点組はリード接点であり、前記二次接点組はラグ接点であり、前記作動手段は、前記第２の可動電気接点を前記第１の固定電気接点に接触させる前に、前記第１の可動電気接点を前記第２の固定電気接点に接触させるようになっていることを特徴とする電気接触器。

【請求項2】

互いに対向する前記第１及び第２の可動アームを流れる電流が同じ方向に流れることによって、前記第１及び第２の可動アーム間に磁気吸引力が生じることを特徴とする、請求項１に記載の電気接触器。

【請求項3】

前記可動アームの少なくとも１つはシングルブレード構成を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の電気接触器。

【請求項4】

前記可動アームの少なくとも１つはスプリットブレード構成を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気接触器。

【請求項5】

前記一次接点組の前記接点は、前記二次接点組の前記接点とは異なる寸法であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気接触器。

【請求項6】

前記一次接点組の前記接点は、前記二次接点組の前記接点よりも大きいことを特徴とする、請求項５に記載の電気接触器。

【請求項7】

更に、
少なくとも１つの第３の固定電気接点を有する第３の固定部材を有する第３の端子と、 少なくとも１つの第４の固定電気接点を有する第４の固定部材を有する第４の端子と、 前記第３の端子と電気的に連通し、上部に少なくとも１つの第３の可動電気接点を有する第３の導電性可動アームと、
前記第４の端子と電気的に連通し、上部に少なくとも１つの第４の可動電気接点を有し、前記第３の導電性可動アームに対向する第４の導電性可動アームと、を備え、
前記１つ又は各々の第３の可動電気接点及び前記１つ又は各々の第４の固定電気接点は、三次接点組を形成し、前記１つ又は各々の第４の可動電気接点及び前記１つ又は各々の第３の固定電気接点は、四次接点組を形成し、これによって、第３及び第４の可動アームは、第３及び第４の端子間に、別の電流共用アーム対を形成することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気接触器。

【請求項8】

前記三次接点組はリード接点であり、前記四次接点組はラグ接点であり、前記作動手段は、前記第４の可動電気接点を前記第３の固定電気接点に接触させる前に、前記第３の可動電気接点を前記第４の固定電気接点に接触させるようになっていることを特徴とする、請求項７に記載の電気接触器。

【請求項9】

前記第３の可動アーム、第３の端子、第３の固定接点、及び第３の可動接点は、前記第１の可動アーム、第１の端子、第１の固定接点、及び第１の可動接点と、形状及び／又は向きが同じであり、
前記第４の可動アーム、第４の端子、第４の固定接点、及び第４の可動接点は、前記第２の可動アーム、第２の端子、第２の固定接点、及び第２の可動接点と、形状が同じであることを特徴とする、請求項７又は８に記載の電気接触器。

【請求項10】

互いに対向する前記第３及び第４の可動アームを流れる電流が同じ方向に流れることによって、前記第３及び第４の可動アーム間に磁気吸引力が生じることを特徴とする、請求項７、８又は９に記載の電気接触器。

【請求項11】

互いに対向する前記第３及び第４の可動アームを流れる電流は、前記第１及び第２の可動アームを流れる電流に対して平行且つ反対に流れることを特徴とする、請求項１０に記載の電気接触器。

【請求項12】

前記電流共用アーム対と前記別の電流共用アーム対との間の平行且つ反対方向の電流の流れの結果として、前記第２及び第４の可動アーム間に磁気反発力が生じることを特徴とする、請求項１１に記載の電気接触器。

【請求項13】

前記作動手段は、中央に取り付けられた磁石と、前記磁石の両側に配置される第１及び第２の駆動可能コイルと、前記第１及び第２のコイル間の点で枢動可能である磁気吸引可能な揺動電機子と、各可動アームを作動させる前記揺動電機子の端部に接続される作動素子とを含み、
前記第１のコイルを駆動することによって、前記第１のコイルの磁束が減少し、これに応じて、前記第２のコイルの磁束が増加し、これにより、前記揺動電機子が前記第２のコイルに係着することによって、各可動アームを第１の方向に作動させ、
前記第２のコイルを駆動することによって、前記第２のコイルの磁束が減少し、これに応じて、前記第１のコイルの磁束が増加し、これにより、前記揺動電機子が前記第１のコイルに係着することによって、各可動アームを第２の方向に作動させることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電気接触器。

【請求項14】

前記第１及び第２のコイルは、共通の中央接続部に相互接続されることを特徴とする、請求項１３に記載の電気接触器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特に、標準的家庭用電源幹線電圧、通常、交流１００〜２５０Ｖで負荷切断機能を実施する近年の電気メータ、いわゆる「スマートメータ」に用いられる中レベルの交流（ＡＣ）切換接触器用（ではあるが、必ずしもこれに限られない）電気接触器に関する。

【0002】

更に、このような中電流スイッチの電気接点の開閉タイミングをより正確に制御して、アーク損傷を低減又は防止することによって、接点の動作寿命を延ばすことが望まれる。

【背景技術】

【0003】

多くの電気接触器は、多数の切換負荷サイクルの場合、公称電流を例えば１００Ａで切換可能であることが知られている。切換接点は、タック溶接を防止するのに適した銀合金を利用する。可動接点を有する切換アームは、当該公称電流での最小限の自己加熱によって、容易に作動して切断機能を果たすように構成されなければならない。

【0004】

たいていのメータの仕様は、接点の溶接がない場合の装置の動作寿命によって、良好な公称電流切換を規定している。しかしながら、中レベルの短絡故障時に、接点は溶接してはならず、次のアクチュエータ駆動パルス駆動時に開かなければならないことも必要である。ずっと高いレベルの関連する完全短絡故障時に、切換接点は安全に溶接できることが規定されている。換言すれば、保護ヒューズが破断したり、回路遮断器がドロップアウトして、負荷に対する通電幹線給電を切断するまで、完全短絡時の間、可動接点組は損傷を受けていない状態でなければならず、破裂したり、危険な溶融材料を発してはならない。この短絡時間の長さは、たいてい、幹線給電のわずか１／２サイクルに過ぎないが、ある領域では、この短絡時間は４サイクル全長と同じ長さであることが必要である。

【0005】

欧州やその他の大部分の国では、支配的なメータ切断電源は、ＩＥＣ６２０５５−３１の仕様に従って、１００Ａ、より最近では１２０Ａで、単相交流２３０Ｖである。また、技術的安全面は、ＵＬ５０８、ＡＮＳＩ Ｃ３７．９０．１、ＩＥＣ６８−２−６、ＩＥＣ６８−２−２７、ＩＥＣ８０１．３などの関連する他の仕様に含まれる。

【0006】

装置の動作寿命による耐電圧短絡故障や公称電流などのＩＥＣの仕様要件を満たすと称する中電流メータ切断接触器が多く知られている。また、限定パラメータは特定の国に関係する場合があり、ここで、交流電源は、下端で４０〜６０Ａの範囲、最大１００Ａ、より最近では最大１２０Ａまでの公称電流の単相である場合がある。これらのメータの用途の場合、基本的な切断要件として、関連するメータのハウジングに容易に組み込むことができるコンパクトで頑強な電気接触器が求められる。

【0007】

ＩＥＣ６２０５５−３１の仕様に関連して、状況はより複雑化している。許容資格又は承認のために行われる特定の試験が定めるように、短絡故障レベルの耐電圧に関する頑強レベルを示すいくつかの利用カテゴリ（ＵＣ）に合わせて、メータは構成及び指定される。これらの故障レベルは、メータの公称電流定格に依存していない。

【0008】

アクチュエータ手段として働くものとして、通常、接点の開閉を制御するように駆動される電機子又はプランジャがある。しかしながら、一般的なアクチュエータは、一方向にしか作動できず、多極接触器において問題が生じる場合がある。

【0009】

平行又は実質的に平行な可動アームを利用する接触器もあり、これらのアームは、楔形状の部材によって、同時に作動され、この部材はアーム間に押し込まれて、アームを互いに分離し、２つの接点を同時に切断する。しかしながら、可動アームを開閉する単に物理的な手段は、アームに電流を流すことによって生じる可能性がある磁気力を無視するが、この磁気力を利用すれば、接点の開閉を円滑に行うことができるであろう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、上述の問題の解決法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の第１の態様によれば、少なくとも１つの第１の固定電気接点を有する第１の端子と、少なくとも１つの第２の固定電気接点を有する第２の端子と、前記第１の端子と電気的に連通し、上部に少なくとも１つの第１の可動電気接点を有する第１の導電性可動アームと、前記第２の端子と電気的に連通し、上部に少なくとも１つの第２の可動電気接点を有し、前記第１の導電性可動アームに対向する第２の導電性可動アームと、前記第１及び第２の導電性可動アームに、互いに反対方向に、動力を与える作動手段と、を備える電気接触器を提供し、ここで、前記１つ又は各々の第１の可動電気接点及び前記１つ又は各々の第２の固定電気接点は、一次接点組を形成し、前記１つ又は各々の第２の可動電気接点及び前記１つ又は各々の第１の固定電気接点は、二次接点組を形成し、これによって、互いに対向する第１及び第２の可動アームは、第１及び第２の端子間に、電流共用アーム対を形成する。

【0012】

このような電気接触器の利点は、第１及び第２の可動アーム間で電流負荷を分担することである。接点が互いに閉じているが、完全には閉じられていないとき、接点間の電気アークが生じる。アーク時に存在する侵食エネルギは電流負荷に比例するので、アーム間で電流を共用すると、前記侵食エネルギは低減する。

【0013】

アークは、また、接点の加熱を引き起こし、接点が溶融する場合がある。侵食エネルギを低減することによって、都合よく、それぞれの接点組の接点を小型化することができる。アーク時、接点間に伝わるエネルギが小さくなると、加熱効果が減少するので、より小型の接点は、溶融及び／又はタック溶接しにくくなる。

【0014】

作動手段は可動アームを同時に付勢することができるが、好ましくは、前記一次接点組をリード接点にして、前記二次接点組をラグ接点にすることができる。この場合、前記作動手段は、前記第２の可動電気接点を前記第１の固定電気接点に接触させる前に、前記第１の可動電気接点を前記第２の固定電気接点に接触させるようになっている。

【0015】

リード／ラグ接点構成を用いる場合、リード接点は、まず、接点を閉じると、通電することができる。この接点は、タック溶接を回避するように、接点の侵食エネルギに伴う熱をより放散し易いような標準的な大きさにすることができる。

【0016】

しかしながら、ラグ接点が閉じるときまでに、接点は既に閉じているので、ラグ接点を閉じることに伴うアークの危険は最小限である。このことに留意して、ラグ接点をリード接点よりもかなり小さく形成することによって、接点の形成に用いる導電性材料の量を減らすことができる。導電性材料は、通常、銀などの貴金属なので、これにより、接触器の製造コストを大幅に削減することができる。

【0017】

互いに対向する前記第１及び第２の可動アームを流れる電流が同じ方向に流れることによって、前記第１及び第２の可動アーム間に磁気吸引力が生じることが好ましい。

【0018】

可動アーム間の磁気吸引力は、接点が一旦閉じると、接点跳動の抑制に役立つ。接点跳動は、衝撃力によって、接点に物理的な損傷を与える場合があるが、より有害なのは、接点の閉期間が制御されないことがある。接点の閉動作を、関連する負荷電流のゼロクロス点に一致させることが有利である。そうすると、有効な接点の侵食エネルギが最小になり、アークが生じる場合がある。接点跳動は、ゼロクロス点を閉時間に一致させ難くするので、接点跳動を最小限に抑える試みは非常に有利である。

【0019】

前記可動アームの少なくとも１つはシングルブレード構成を有することが好ましい。第１の可動アームは、シングルブレード構成を有し、上部に第１の可動接点を有し、第２の固定接点は、第１の可動接点に一致するような大きさ及び位置であることがより好ましい。更に、前記可動アームの少なくとも１つはスプリットブレード構成を有することができ、第２の可動アームは、２つのブレードを含むスプリットブレード構成を有し、第２の可動接点の２つは、各ブレードに１つずつ設けられ、２つの第１の固定接点は、２つの第２の可動接点に一致するような大きさ及び位置であることがより好ましい。

【0020】

前記一次接点組の前記接点は、前記二次接点組の前記接点とは異なる寸法であることが更に好ましい。

【0021】

更に、可動アームを個々のブレードに分割すると、電流共用効果が更に得られ、有益にも、二次接点組の接点を更に小型化できるので、この接点に用いる貴金属の量を更に減らすことができる。

【0022】

前記電気接触器は、更に、少なくとも１つの第３の固定電気接点を有する第３の固定部材を有する第３の端子と、少なくとも１つの第４の固定電気接点を有する第４の固定部材を有する第４の端子と、前記第３の端子と電気的に連通し、上部に少なくとも１つの第３の可動電気接点を有する第３の導電性可動アームと、前記第４の端子と電気的に連通し、上部に少なくとも１つの第４の可動電気接点を有し、前記第３の導電性可動アームに対向する第４の導電性可動アームと、を備え、前記１つ又は各々の第３の可動電気接点及び前記１つ又は各々の第４の固定電気接点は、三次接点組を形成し、前記１つ又は各々の第４の可動電気接点及び前記１つ又は各々の第３の固定電気接点は、四次接点組を形成し、これによって、第３及び第４の可動アームは、第３及び第４の端子間に、別の電流共用アーム対を形成する。

【0023】

通常、電気接触器は、安全仕様に合わせるように、２極装置として形成される。したがって、第２の電流共用アーム対を設けて、前記２極接触器を形成することは有利である。

【0024】

前記三次接点組はリード接点であり、前記四次接点組はラグ接点であり、前記作動手段は、前記第４の可動電気接点を前記第３の固定電気接点に接触させる前に、前記第３の可動電気接点を前記第４の固定電気接点に接触させるようになっていることが好ましい。

【0025】

前記第３の可動アーム、第３の端子、第３の固定接点、及び第３の可動接点は、前記第１の可動アーム、第１の端子、第１の固定接点、及び第１の可動接点と、形状及び／又は向きが同じ又は実質的に同じであることが好ましい。

【0026】

前記第３及び第４の可動アームを、前記第１及び第２の可動アームと実質的に同様に構成することによって、その有利な特徴の全てを維持する。

【0027】

前記１つ又は各々の可動アームは、少なくとも２つの導電性被膜層を含むことによって、曲げ力を小さくすることが好ましい。

【0028】

前記１つ又は各々の可動アームに複数の導電層を積層することによって、タック溶接の悪影響を減じることができる。なぜならば、可動アームを複数のブレードに分割したときに得られる電流共用と同様に、導電層を介して、電流が共用されるからである。

【0029】

互いに対向する前記第３及び第４の可動アームを流れる電流が同じ方向に流れることによって、前記第３及び第４の可動アーム間に磁気吸引力が生じることが好ましい。

【0030】

再び、第３及び第４のアームの電流の流れによって、磁気吸引力が生じて、接点組をより確実に閉じることによって、接点跳動の影響を抑制することができる。

【0031】

前記第３及び第４の可動アームを流れる電流は、前記第１及び第２の可動アームを流れる電流に対して平行且つ反対に流れることが好ましく、更に、前記電流共用アーム対と前記別の電流共用アーム対との間の平行且つ反対方向の電流の流れの結果として、前記第２及び第４の可動アーム間に磁気反発力が生じることが好ましい。

【0032】

別の電流共用アーム対に、第１の電流共用アーム対と逆方向に電流を流すことによって、各アーム対の最も近いアーム同士（この場合、第２及び第４の可動アーム）間に磁気反発力が生じる。このため、更に、接点を閉じる力が付与されることによって、接触器の耐接点跳動性が向上する。

【0033】

前記作動手段は、中央に取り付けられた磁石と、前記磁石の両側に配置される第１及び第２の駆動可能コイルと、前記第１及び第２のコイル間の点で枢動可能である磁気吸引可能な揺動電機子と、各可動アームを作動させる前記揺動電機子の端部に接続される作動素子とを含み、前記第１のコイルを駆動することによって、前記第１のコイルの磁束が減少し、これに応じて、前記第２のコイルの磁束が増加し、これにより、前記揺動電機子が前記第２のコイルに係着することによって、各可動アームを第１の方向に作動させ、前記第２のコイルを駆動することによって、前記第２のコイルの磁束が減少し、これに応じて、前記第１のコイルの磁束が増加し、これにより、前記揺動電機子が前記第１のコイルに係着することによって、各可動アームを第２の方向に作動させることが好ましい。

【0034】

枢動アクチュエータを有する電気接触器の利点は、作動素子が揺動電機子の両側に取り付けられても、２つの作動を同時に行うことができるコンパクトな装置を形成できることである。これによって、１回の係着動作で、同時又はリード／ラグ制御による接点の開閉を行うことができる、可動アームの対向片持ち支持構成が可能になる。したがって、第１及び第２の可動アーム、及び第３及び第４の可動アーム（これらを設けた場合）を、同時に開閉するように作動させることができる。

【0035】

前記第１及び第２のコイルは、共通の中央接続部に相互接続されることが好ましい。

【0036】

第１及び第２のコイルを相互接続することによって、有益なことに、第２のコイルを駆動すると、第１のコイルは正味の調節又はフィードバック効果を受けることができ、逆もまた同様である。コイルの特徴を綿密に最適化することによって、動的遅延を接点の閉動作に追加することができ、閉時間を関連する負荷電流の波形のゼロクロスに調整することによって、接点の侵食エネルギを最小にすることができる。

【0037】

揺動電機子は、互いに鈍角に配置される２つの小アームを含むことが好ましい。

【0038】

このような揺動電機子の構成によって、確実に、係着時に適度な作動が行われるとともに、また、確実に、係着していない電機子の小アームが、対向するコイルの発生磁界内に残る。

【0039】

電気接触器は、更に、第１及び／又は第２のコイルを付勢する直流（ＤＣ）電源を備え、この直流電源は、駆動回路を介して駆動パルスを出力することが好ましい。

【0040】

代替例として、電気接触器は、更に、第１及び／又は第２のコイルを付勢する交流（ＡＣ）電源を備え、この交流電源は、駆動回路を介して駆動パルスを出力することができる。

【0041】

直接的な直流駆動又は交流駆動の接触器を想到することができ、フィードバック安定化作動手段を関連する負荷の波形のゼロクロスに合わせて、アークによる接点の侵食の悪影響を減じることができる。

【0042】

交流駆動パルスは、接点間の侵食エネルギを小さくするように、１／２サイクルの波形分布を有することが好ましい。代替例として、且つ、最も好ましくは、交流駆動パルスは、ピーク負荷電流の前の接点分離を防ぐように、１／４サイクルの波形分布を有することができる。

【0043】

前記コイルのうちの一方の駆動は、他方のコイルに電磁界を誘起し、平均調節磁束及び減衰効果によって、接点の開閉を交流波形のゼロクロスと同期又は実質的に同期させることが好ましい。

【0044】

駆動パルスを１／２又は１／４サイクルに切り詰めることは、接点を閉じる際に有効な、損傷を与える接点の侵食エネルギを制限するのに役立つ。ピーク負荷電流点の前に接点の閉動作を行うことはできないので、１／４サイクルのパルスが最も有利である。この点の前に閉じると、通常、大きく有害な接点侵食エネルギが生じる。

【0045】

前記１つ又は各々の第２の可動接点は、接点の開動作時に進むようになっていて、前記１つ又は各々の第１の可動接点は、接点の開動作時に遅れるようになっていることが好ましい。

【0046】

リード／ラグ構成を設けることによって、第２の可動アームに関連する接点を小型化することができる。なぜならば、これらの接点は、リード接点の同様の加熱効果を受けないからである。これにより、都合よく、接点組の形成に用いる貴金属の量を減らすことができる。

【0047】

接点跳動は、電気接点に対する破壊力になることができるので、接点の閉じを向上させる方法を提供することは、上記の悪影響を回避するのに有利である。

【0048】

これは、互いに対向する可動アームを１つの接点組内に設けることによって、容易に行うことができる。電流はアームを一方向に流れるので、アーム同士は互いに吸引し合う。第２の逆向きのアームの組を設けることによって、反発効果により、更に、接点を閉構成に保持することができる。これらの効果を同時に提供することによって、その利益を組み合わせる。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】本発明の第１の態様による電気接触器の第１の実施形態の模式図を示す。

【図2】接点が接点閉構成である、図１の電気接触器の平面図を示す。

【図3】図２の電気接触器のアクチュエータの拡大平面図を示す。

【図4】図２に示す線Ａ−Ａに沿った、図２の電気接触器の側断面図である。

【図5】図２に示す電気接触器と共に用いられる第１又は第３の可動アーム及び第２又は第４の可動アームの平面図を示す。

【図6a】図３のアクチュエータをその作動サイクルを通じて種々の位置で示す（明確にするため注釈を含む）。

【図6b】図３のアクチュエータをその作動サイクルを通じて種々の位置で示す（明確にするため注釈を含む）。

【図6c】図３のアクチュエータをその作動サイクルを通じて種々の位置で示す（明確にするため注釈を含む）。

【図6d】図３のアクチュエータをその作動サイクルを通じて種々の位置で示す（明確にするため注釈を含む）。

【図6e】図３のアクチュエータをその作動サイクルを通じて種々の位置で示す（明確にするため注釈を含む）。

【図7】正の１／２サイクルの駆動パルスで駆動されるとき電気接触器が行う接点の閉動作に対する追加制御をグラフで示す。

【図8】図７と同様に、負の１／２サイクルの駆動パルスで駆動されるとき電気接触器が行う接点の開動作に対する追加制御をグラフで示す。

【図9】正の１／４サイクルの駆動パルスで駆動されるとき電気接触器が行う接点の閉動作に対する追加制御をグラフで示す。

【図10】図９と同様に、負の１／４サイクルの駆動パルスで駆動されるとき電気接触器が行う接点の開動作に対する追加制御をグラフで示す。

【発明を実施するための形態】

【0050】

ここで、添付図面の図を参照して、単なる例示として本発明の好ましい実施形態を説明する。図において、複数の図に現れる同一の構造体、要素又は部品は、一般に、それらが現れる全ての図において同じ符号で表記される。図内に示される構成部品及び構造部の寸法は、一般に、便宜のため及び提示の明確さのために選択されたものであり、必ずしも縮尺通りではない。

【0051】

まず、図面の図１〜図４を参照して、電気接触器（全体を符号１０で示し、この場合、２極装置である）の第１の実施形態を示す。２極装置について説明するが、提案する改良は、単極装置又は３極以上を有する装置に適用可能である。

【0052】

接触器１０は、第１、第２、第３及び第４の端子１２，１４，１６，１８を含み、各端子は、接触器ハウジング２０から延びて、端子スタブ２２で終端し、接触器ハウジング２０のハウジングベース２４及び／又は直立外周壁２６に取り付けられる。ハウジングベースは破線で表し、ハウジングカバーは、明確にするため、図示していない。

【0053】

４つの端子１２，１４，１６，１８は、好ましくは、ハウジング２０内の矩形の頂点を規定するように配置され、作動手段３０のアクチュエータ２８は中間空間に挿入される。したがって、接触器１０は、これらの端子１２，１４，１６，１８の位置に応じて分割することができ、第１及び第２の端子１２，１４は、接触器ハウジング２０の上部３２にあり、第３及び第４の端子１６，１８は、接触器ハウジングの下部３４に配置される。同様に、第２及び第３の端子１４，１６は、接触器ハウジング２０の左側３６に配置され、第１及び第４の端子１２，１８は、右側３８に配置される。

【0054】

第１の端子１２から第２の端子１４に向かって、導電・可撓性ブレードとして形成されている第１の可動アーム４０ａが延びている。第１の可動アーム４０ａの末端４２ａから長爪４４ａが延び、基端４６ａに２つの開口４８ａがあり、これらの開口は、第１の可動アーム４０ａの横軸に沿って互いに離間している。図５参照。

【0055】

第１の可動アーム４０ａは、開口４８ａを介して第１の端子１２に固定される２つの第１の固定接点５０ａを介して、第１の端子１２に固着される。末端４２ａに、第１の可動接点５２ａが配置される。接点５０ａ，５２ａは、導電性材料、通常、銀から形成され、第１の可動アーム４０ａの幅の少なくとも半分になるような大きさにすることができる。

【0056】

第２の端子１４から第１の端子１２に向かって第２の可動アーム５４ａが延び、このアームは、導電・可撓性ブレードとして形成され、ブレードは、末端５８ａから基端６０ａに向かってブレードの長さの大部分に延びている中心スプリット５６ａを有する。したがって、このアーム構成は、左右ブレード６２ａ，６４ａを有する２ブレード構成として知られる。

【0057】

左右ブレード６２ａ，６４ａの各々の末端５８ａから、第１の可動アーム４０ａのものと同様の長爪６６ａが延びている。基端６０ａには１つの開口６８ａがある。

【0058】

第２の可動アーム５４ａは、開口６８ａを介して第２の端子１４に固定される１つの第２の固定接点７０ａを介して、第２の端子１４に固着される。左右ブレード６２ａ，６４ａの各々の末端５８ａに、第２の可動接点７２ａがある。再び、接点７０ａ，７２ａは、導電性材料、通常、銀から形成される。

【0059】

第１の可動接点５２ａ及び第２の固定接点７０ａは、好ましくは、相補的な大きさ及び形状であり、一緒に一次接点組７４を形成する。第２の可動接点７２ａ及び第１の固定接点５０ａも、好ましくは、相補的な大きさ及び形状であり、一緒に二次接点組７６を形成する。

【0060】

組み合わせて、一次接点組７４、二次接点組７６、及び第１及び第２の可動アーム４０ａ，５４ａは、電流共用アーム対７８ａを形成する。

【0061】

第１の端子１２の斜向かいの第３の端子１６から第４の端子１８に向かって、導電・可撓性ブレードとして形成されている第３の可動アーム４０ｂが延びている。第３の可動アーム４０ｂの末端４２ｂから長爪４４ｂが延び、基端４６ｂに２つの開口４８ｂがあり、これらの開口は、第３の可動アーム４０ｂの横軸に沿って互いに離間している。

【0062】

第３の可動アーム４０ｂは、開口４８ｂを介して第３の端子１６に固定される２つの第３の固定接点５０ｂを介して、第３の端子１６に固着される。末端４２ｂに、又はこれに隣接して、第３の可動接点５２ｂが配置される。接点５０ｂ，５２ｂは、導電性材料、通常、銀から形成される。

【0063】

第４の端子１８から第３の端子１６に向かって第４の可動アーム５４ｂが延び、このアームは、導電・可撓性ブレードとして形成され、ブレードは、末端５８ｂから基端６０ｂに向かってブレードの長さの大部分に延びている中心スプリット５６ｂを有する。このアーム構成も、左右ブレード６２ｂ，６４ｂを有する２ブレード構成である。

【0064】

左右ブレード６２ｂ，６４ｂの各々の末端５８ｂから、第２の可動アーム５４ａのものと同様の長爪６６ｂが延びている。基端６０ｂには１つの開口６８ｂがある。

【0065】

第４の可動アーム５４ｂは、開口６８ｂを介して第４の端子１８に固定される１つの第４の固定接点７０ｂを介して、第４の端子１８に固着される。左右ブレード６２ｂ，６４ｂの各々の末端５８ｂに、第４の可動接点７２ｂがある。再び、接点７０ｂ，７２ｂは、導電性材料、通常、銀から形成される。

【0066】

第３の可動接点５２ｂ及び第４の固定接点７０ｂは、好ましくは、相補的な大きさ及び形状であり、一緒に三次接点組８０を形成する。第４の可動接点７２ｂ及び第３の固定接点５０ｂも、好ましくは、相補的な大きさ及び形状であり、一緒に四次接点組８２を形成する。

【0067】

組み合わせて、三次接点組８０、四次接点組８２、及び第３及び第４の可動アーム４０ｂ，５４ｂは、別の電流共用アーム対７８ｂを形成する。

【0068】

用いる接点は、これに伴う厳しい切換及び通電の負担に耐えることにより、接点の摩耗を減らすため、十分な上層銀合金の厚さを有することが重要である。従来の直径８ｍｍのバイメタルの電気接点は、０．６５〜１．０ｍｍの範囲の銀合金上層の厚さを有する。このため、銀のコストがかなりかかる。

【0069】

高い短絡負荷状態での接点間のタック溶接の問題に対処するため、特定の化合物の上層を用いることができ、この場合、銀合金の母材を酸化タングステン添加物で濃縮する。上層の母材への酸化タングステン添加物の添加には、多くの重要な効果及び利点があり、この中には、より均一な上層構造を形成し、侵食面をより均一に混ぜるが、銀を多く含む領域は形成しないので、タック溶接を制限又は防止するということがある。酸化タングステン添加物は、切換点で全体の溶融／溜り温度を上昇させ、再びタック溶接を阻害し、酸化タングステン添加物は、所定の厚さに対して、上層の全質量の適度な割合なので、その使用はコストの節約になる。

【0070】

全米規格協会（ＡＮＳＩ）の要件は、特に、最大２００Ａまでの公称電流を要求している。短絡電流は１２ｋＡ ｒｍｓであるが、４負荷サイクル全長に相当するより長い耐電圧時間で、「安全な」溶接が許容できる。更に、５ｋＡ ｒｍｓの要件の「中」短絡電流レベルが適用される場合があり、この場合、接点は、６負荷サイクル全長を超えて、タック溶接してはならない。

【0071】

したがって、各可動アーム４０ａ，５４ａ，４０ｂ，５４ｂは、更に、少なくとも２つの導電性被膜層を含むことによって、効果的に積層可動アームを形成することができる。各層は、好ましくは、単層可動アームよりも薄く、したがって、より大きな加熱効果に対応することができる。これにより、有益なことに、タック溶接しにくくなる。

【0072】

作動手段３０は、中央に配置されたアクチュエータ２８と、２つの摺動可能な作動素子８４ａ，８４ｂとを含み、可動アーム４０ａ，５４ａ，４０ｂ，５４ｂの各々を作動可能である。

【0073】

アクチュエータ２８は、好ましくは、薄く実質的に矩形のベースプレート８８を含む鉄ヨーク８６を備える。上部矩形面９０からアクチュエータ２８の横中心線Ｌに沿って、永久磁石積層体９２が延びることによって、アクチュエータ２８の左側３６’及び右側３８’を規定する。磁石積層体９２は、好ましくは、少なくとも１つの希土類磁石を備える。しかしながら、積層体の代わりに、単体の、好ましくは永久的な、磁気素子を用いることもできる。

【0074】

ベースプレート８８の上部矩形面９０の左側３６’から第１の駆動可能コイル９４が延び、上部矩形面９０の右側３８’から第２の駆動可能コイル９６が延びている。各コイル９４，９６は、中心円筒鉄コア９８ａ，９８ｂを備え、これらのコアには、導電性巻線１００ａ，１００ｂが、きつく螺旋状に巻き付けられている。

【0075】

ヨーク８６は、更に、ベースプレート８８と実質的に同様の形状を有するキャッププレート１０２を備え、キャッププレート１０２は、上部及び下部矩形面１０４，１０６を含む。下部矩形面１０６は、永久磁石積層体９２及びコイル９４，９６の上縁に当接する。

【0076】

キャッププレート１０２の上面１０４には、アクチュエータ２８の横中心線Ｌに沿って配置された支軸１０８がある。支軸１０８は、２つの端部キャップ１１２によってキャッププレート１０２に固着される回動自在な枢軸ピン１１０を備える。

【0077】

更に、２つの細長い対向する小アーム１１６として一体形成される揺動電機子１１４が設けられ、各小アーム１１６は、その本体１２０が互いに鈍角に配置されるように、中心点１１８で接続される。揺動電機子１１４が回動自在な枢軸ピン１１０に接続されることによって、揺動電機子１１４は支軸１０８を中心として枢動することができる。したがって、各小アーム１１６は、アクチュエータ２８の左側３６’又は右側３８’のいずれかに係わることによって、左側小アーム１１６ａ及び右側小アーム１１６ｂを規定する。

【0078】

作動素子は、左側及び右側の摺動作動素子８４ａ，８４ｂとして設けられ、これらの作動素子は、アクチュエータ２８と可動アーム４０ａ，５４ａ，４０ｂ，５４ｂとを相互接続する。各作動素子８４ａ，８４ｂは、第１及び第２の端部１２４ａ，１２４ｂ，１２６ａ，１２６ｂを有する細長い本体１２２を備え、この場合、これらの端部は２つの突起１２８を有し、突起１２８は、中央に配置され、第１の端部１２４寄りに若干ずれて、揺動電機子１１４の小アーム１１６の自由端１３０に係合するようになっている。

【0079】

左側作動素子８４ａの第１の端部１２４ａには、第１の可動アーム４０ａの爪４４ａに係合する第１の溝付きリフタ１３２ａがある。上記作動素子８４ａの第２の端部１２６ａには、第４の可動アーム５４ｂの爪６６ｂに係合する２つの第４の溝付きリフタ１３４ａがある。

【0080】

同様に、右側作動素子８４ｂの第１の端部１２４ｂには、第２の可動アーム５４ａの爪６６ａに係合する２つの第２の溝付きリフタ１３４ｂがある。上記作動素子８４ｂの第２の端部１２６ｂには、第３の可動アーム４０ｂの爪４４ｂに係合する第３の溝付きリフタ１３２ｂがある。

【0081】

第１の可動アーム４０ａの爪４４ａは、右側作動素子８４ｂの第１の端部１２４ｂからの第２の可動アーム５４ａの相当する爪６６ａよりも左側作動素子８４ａの第１の端部１２４ａから若干離れて、第１の溝付きリフタ１３２ａに係合される。

【0082】

同様に、第３の可動アーム４０ｂの爪４４ｂは、左側作動素子８４ａの第２の端部１２６ａからの第４の可動アーム５４ｂの相当する爪６６ｂよりも右側作動素子８４ｂの第２の端部１２６ｂから若干離れて、第３の溝付きリフタ１３２ｂに係合される。

【0083】

左側作動素子８４ａは、左側小アーム１１６ａの自由端１３０ａに係合し、右側作動素子８４ｂは、右側小アーム１１６ｂの自由端１３０ｂに係合する。

【0084】

第１及び第２のコイル９４，９６は別々に駆動可能なので、順次駆動して、揺動電機子１１４を作動させることができる。コイル９４，９６を駆動しない場合、永久磁石積層体９２によって生じる磁束が存在し、この磁束は、アクチュエータ２８の左側３６’及び右側３８’に拡散する。このような状況では、揺動電機子１１４は、両側３６’，３８’に対する強い係着力を一切受けない。

【0085】

接触器１０の接点が開いている状態及び接点が閉じている状態を、図６ａ〜図６ｅに、それぞれ示し、ここで、可動アーム４０ａ，５４ａ，４０ｂ，５４ｂの爪４４ａ，４４ｂ，６６ａ，６６ｂを移動させる左側及び右側の作動素子８４ａ，８４ｂの動きを示す。

【0086】

コイル９４，９６の駆動によって、関連するコイル９４，９６、及び、アクチュエータ２８の、コイル９４，９６が配置される側３６，３８の鉄ヨーク８６に、消磁効果が生じる。これに対応して、対向する側３６，３８に存在する磁束が増加する。したがって、増加した磁束によって、揺動電機子１１４が、対向するコイル９４，９６に引きつけられる。そのようなものとして、図６ａ〜図６ｅに示すように、作動シーケンスを発生させることができる。

【0087】

使用時、且つ、図６ａ〜図６ｅを参照すると、第２のコイル９６を駆動することによって、右側３８’の磁束が消磁又は減少し、これに応じて、左側３６’の磁束が増加する。したがって、左側小アーム１１６ａは、第１のコイル９４側に引きつけられ、左側３６’で係着する。したがって、左側作動素子８４ａは、その第１の端部１２４ａに向かって上方に摺動し、同時に、第１及び第４の可動アーム４０ａ，５４ｂを押す。

【0088】

揺動電機子１１４が支軸１０８を中心として枢動するにつれて、右側小アーム１１６ｂは第２のコイル９６から遠ざかり、右側作動素子８４ｂをその第２の端部１２６ｂに向かって摺動させることによって、第２及び第３の可動アーム５４ａ，４０ｂを引っ張る。左側作動素子８４ａが係着した構成を、図６ａに示す。

【0089】

その結果、第２の可動アーム５４ａが押されるとともに、第４の可動アーム５４ｂが引っ張られ、二次及び四次接点組７６，８２を開き、第２及び第４の可動接点７２ａ，７２ｂが、第１及び第３の固定接点５０ａ，５０ｂとの接触から解除される。

【0090】

少し後に、第１の可動アーム４０ａの押し動作及び第３の可動アーム４０ｂの引張動作が同時に行われることによって、一次及び三次接点組７４，８０が開き、第１及び第３の可動接点５２ａ，５２ｂが、それぞれの第２及び第４の固定接点７０ａ，７０ｂとの接触から解除される。

【0091】

逆に、第１のコイル９４を駆動すると、左側３６が消磁されるか、又は、磁束が減じられ、揺動電機子１１４の左側小アーム１１６ａは、第１のコイル９４との係着を解除する。アクチュエータ２８の係着を解除した状態を、図６ｂに示す。

【0092】

第１のコイル９４の駆動によって、右側３８の磁束が増加する。右側小アーム１１６ｂは、第２のコイル９６側に引きつけられ、右側３８で係着する。したがって、右側作動素子８４ｂは、その第１の端部１２４ｂに向かって上方に摺動することによって、第２及び第３の可動アーム５４ａ，４０ｂを押す。この状態を図６ｃに示す。

【0093】

同様に、左側小アーム１１６ａは第１のコイル９４から遠ざかり、左側作動素子８４ａをその第２の端部１２６ａに向かって下方に摺動させることによって、第１及び第４の可動アーム４０ａ，５４ｂを引っ張る。

【0094】

第１の可動アーム４０ａの引張動作及び第３の可動アーム４０ｂの押し動作が同時に行われることによって、一次及び三次接点組７４，８０が閉じられ、第１及び第３の可動接点５２ａ，５２ｂを、それぞれの第２及び第４の固定接点７０ａ，７０ｂに接触させる。この時点で、回路は完成し、第１の可動アーム４０ａを介して第１及び第２の端子１２，１４間、及び、第３の可動アーム４０ｂを介して第３及び第４の端子１６，１８間が通電する。

【0095】

少し後に、第２の可動アーム５４ａが押されるとともに、第４の可動アーム５４ｂが引っ張られ、二次及び四次接点組７６，８２を閉じ、第２及び第４の可動接点７２ａ，７２ｂを、第１及び第３の固定接点５０ａ，５０ｂに接触させる。

【0096】

一旦、二次及び四次接点組７６，８２が閉じられると、第１及び第３の可動アーム４０ａ，４０ｂと、第２及び第４の可動アーム５４ａ，５４ｂの左右ブレード６２ａ，６４ａ，６２ｂ，６４ｂとの間で、電流が共用される。

【0097】

接触器１０のための可動アーム対７８ａ，７８ｂを有することの第１の利点は、個々のアーム間で電流が共用され、上記のようなリード／ラグ構成が可能になるので、これに応じて、接点の形成に必要な貴金属の量が減る。可動アーム対７８ａ，７８ｂの利点を、第１及び第２の可動アーム４０ａ，５４ａについて説明するが、この考えは、第３及び第４の可動アーム４０ｂ，５４ｂにも等しく適用可能である。

【0098】

本実施形態では、第１の可動アーム４０ａは、リードアームであり、大きな第１の可動接点５２ａを有する単一ブレードである。第１の可動接点５２ａは、第２の固定接点７０ａに接触して、二次接点組７６が閉じられる前に、一次接点組７４を閉じる。第１の可動接点５２ａは、電流全体がこの点で一次接点組７４を介して伝わるので、タック溶接を抑制するため、大きくなければならない。

【0099】

第２の可動アーム５４ａの左右ブレード６２ａ，６４ａは、第１の可動接点５２ａの少し後に作動する。したがって、第２の可動接点７２ａが第１の固定接点５０ａに接触するときまでに、タック溶接が生じる危険性は低い。したがって、これらのラグ接点７２ａ，５０ａは、一次接点組７４の対応する接点７０ａ，５２ａよりも小さくすることができる。回路は既に完成しているので、接点間のアークは生じにくく、したがって、アーク溶接が生じにくくなる。

【0100】

一次及び二次接点組７４，７６の両方を閉じると、電流は、第１及び第２の可動アーム４０ａ，５４ａの両方を同じ方向に流れる。アンペアの法則によれば、可動アーム４０ａ，５４ａ内で生じる磁界によって、各可動アーム４０ａ，５４ａは、互いに吸引力を受ける。

【0101】

可動アーム４０ａ，５４ａが互いに引きつけられるにつれて、これに応じて、一次及び二次接点組７４，７６を所定の位置に保つ閉じ力は大きくなる。これにより、接点跳動の可能性が制限され、アーク及びこれに続く接点の損傷の危険が増す場合がある。

【0102】

第１及び第２の可動アーム４０ａ，５４ａと第３及び第４の可動アーム４０ｂ，５４ｂとの間に磁気相互作用があるだけでなく、第２及び第４の可動アーム５４ａ，５４ｂ間にも弱い相互作用がある。電流は、第１の端子１２から第２の端子１４に、及び、第３の端子１６から第４の端子１８に流れるので、第２及び第４の可動アーム５４ａ，５４ｂを流れる電流は、互いに反対方向に流れる。

【0103】

第２及び第４の可動アーム５４ａ，５４ｂは、例えば、第１及び第２の可動アーム４０ａ，５４ａよりも互いに離れているので、アンペアの法則によれば、磁気相互作用は弱い。しかしながら、相互作用は、逆方向に流れる電流のため、反発的なものであり、これにより、二次及び四次接点組７６，８２の接触圧は大きくなる。これにより、再び、都合よく、接点跳動が生じる可能性を抑制する。

【0104】

そして、接点を再び開くため、第２のコイル９６を再び駆動することによって、右側３８が消磁され、揺動電機子１１４の右側小アーム１１６ｂは、第２のコイル９６との係着を解除することができる。このアクチュエータ２８の係着を解除した状態を、図６ｄに示す。次に、第１のコイル９４の磁束が増加することによって、左側小アーム１１６ａが引きつけられ、第１のコイル９４に係着し、図６ｅに示すように、作動サイクルが完了する。

【0105】

アクチュエータ２８のコイル９４，９６の駆動は、様々な方法で行うことができる。

【0106】

まず、第１のコイル９４のコイル巻線１００ａの終了部は、共通接続部１３６を介して、第２のコイル９６のコイル巻線１００ｂの開始部に接続することができる。２つの巻線１００ａ，１００ｂは、それぞれのコア９８ａ，９８ｂの周りに、同じ方向に向い合せに直列に巻き付けられている。そして、各コイル９４，９６を、適当な駆動回路を介して直流電源によって直流パルス駆動して、上記のように、別々に揺動作動を行うことができる。

【0107】

代替例として、アクチュエータ２８は、強く駆動すると、高速で動作するので、直流パルスの代わりに、交流駆動パルスを用いてもよい。巻線１００ａ，１００ｂは直列に接続されているので、コイル９４，９６を、適当な駆動回路を介して交流電源からの１つの交流パルスによって駆動し、パルスの正のサイクルによって、第２のコイル９６を付勢及び消磁して接点を閉じ、パルスの負のサイクルによって、第１のコイル９４を付勢及び消磁して接点を開くようにすることができる。

【0108】

コイルを直列に接続することが好ましいが、コイルを他の構成に接続して、同様の結果を得ることもできる。

【0109】

交流駆動パルスの利点は、駆動コイル９４，９６を付勢することにより消磁するか又は磁束を減じると、他方のコイル９６，９４は電磁界が誘起され、揺動電機子１１４の枢動時、平均調節磁束及び減衰効果が生じる。この減衰効果によって、供給電圧振幅にほぼ比例して、接点閉時間を遅延及び安定化させる。

【0110】

更に、１／２サイクルの駆動パルス、１／４サイクルの駆動パルス、及び／又は、別の切り詰めたパルスなどの、波形分布の切り詰めた駆動パルスを供給することによって、接点を閉じるときに放出される可能性がある接点侵食エネルギを大幅に低減することができる。

【0111】

１／２サイクルの駆動パルスの場合について図７及び図８に示すように、又は、１／４サイクルの駆動パルスについて図９及び図１０に示すように、コイル、フィードバック接続の強度、引いては、接点の開動作の制御遅延を綿密に一致させることによって、接点開時間を制御することにより、交流負荷波形のゼロクロス点Ａに移動又は隣接させることができる。そのようなものとして、アーク及び接点の侵食エネルギＸ１を低減又は排除し、接点の寿命を延ばしたり、又は、耐久寿命を向上させる。また、生じ得る接点跳動Ｙ１をゼロクロス点Ａに移動又はずっと近づけて、再び、接点の寿命及び開動作時の頑強さを向上させる。

【0112】

一例として、標準又は従来の接点開・閉時間は、主に揺動電機子１１４の係着を解除する時間のため、５〜６ｍｓｅｃの動的遅延ＤＤを含む場合がある。本発明の制御を用いることによって、この動的遅延を７〜８ｍｓｅｃに少し延ばして、交流負荷波形の次の又は後続のゼロクロス点により近く一致させるか又は同期させる。動的遅延ＤＤをゼロクロス点Ａと同期又は実質的に同期させることによって、アーク及び接点侵食エネルギを低減する。好ましくは、交流駆動パルスを、１／２サイクルのパルス分布を有するような形状にして、この遅延を達成することができる。

【0113】

接触器１０を広範囲の供給電圧にわたって用いる場合、動的遅延ＤＤは、異なる電圧間で大きく変動する場合がある。供給電圧が高くなるにつれて、揺動電機子の作動は速くなる。その結果、１／２サイクルの駆動パルスでは、動的遅延ＤＤが非常に短くなる可能性があり、ピーク負荷電流時又はその前に、接点が閉じる場合がある。

【0114】

交流供給電圧が高いため、動的遅延ＤＤが短い場合、この後に生じる接点侵食エネルギＸ１は非常に大きくなる場合がある。この大きな接点侵食エネルギＸ１は、接点に損傷を与え、その寿命を短くする場合がある。

【0115】

切り詰められた駆動パルス（この場合、１／２サイクルの駆動パルスの代わりに、１／４サイクルの駆動パルスが好ましい）で、コイル９４，９６を付勢する交流電源を用いることによって、接点侵食エネルギＸ１を更に低減することができる。この構成では、ピーク負荷電流に達するまで、１／４サイクルの駆動パルスは、第１又は第２の駆動コイル９６，９４を作動させず、引いては駆動しない。そのようなものとして、これは、「遅延」駆動手法として考えられる。

【0116】

切り詰められたサイクル（この場合、ピーク負荷電流時の１／４サイクルの駆動パルス）をトリガすることによって、接点の閉動作は、ピーク負荷電流の前に決して行われない。しかしながら、電気アクチュエータに出力する電源の一部として制御回路を用いることによって、時間軸において電流波形の切り詰めをどの程度にするかは、ピーク負荷電流、必要な接点開閉力及び遅延、及び接点開閉手順時に接点に与えられるアーク及び／又は侵食エネルギに基づいて、綿密に選択及び最適化することができる。そのようなものとして、１／４サイクルの駆動パルスは、ピーク負荷電流と一致するので、好ましいが、駆動パルスの波形がピーク負荷電流の前又は後になるように切り詰めるように、付勢電流をアクチュエータに出力するコントローラを設定することが有益である。

【0117】

動的遅延ＤＤは、更に好ましくは、ゼロクロス点Ａと同期又は実質的に同期することによって、接点侵食エネルギＸ１を更に最小化するように構成される。しかしながら、制御された、切り詰められた駆動パルスの波形と一緒に用いる場合、これは、１／２サイクルの駆動パルスの場合よりも制御された方法で行われる。

【0118】

交流駆動パルスを切り詰めることができるが、直流駆動パルスを切り詰めることもでき、これは、場合によっては、アーク及び／又は接点侵食の低減の点で有益である。

【0119】

上記の本発明は１つの実施形態に過ぎず、同様の結果を得る他の手段を想到できるものと理解される。例えば、揺動電機子の支軸は、アクチュエータのヨークのキャッププレートに取り付けられた枢軸ピンとして説明されている。しかしながら、結果として行われる作動が同様であれば、任意の適当な枢動手段を、接触器の一部として用いることができる。

【0120】

また、作動手段の摺動可能な作動素子は、可動アームをリード／ラグの方法で作動させるように構成されていると述べた。これは、摺動可能な作動素子の溝付きリフタの特定の構成、すなわち、リード用溝付きリフタをラグ用リフタよりもそれぞれの接点に近付けることによって、達成される。

【0121】

しかしながら、想到可能な代替の構成がある。例えば、ラグ用可動アームの爪を、それぞれの溝付きリフタ内でしっかりと保持しないことにより、結果的に、リード用可動アームよりも遅れて作動させることができる。

【0122】

接触器の固定接点は、複数の可動接点に接触することができる１つの一体型接点として説明されているが、対応する複数の固定接点を設けることによって、固定接点の形成に用いる材料の量を減らすことが好ましい。

【0123】

したがって、電流共用可動アーム対によって相互接続可能な少なくとも１対の端子を有する電気接触器を提供することができる。可動アームは電流負荷を分担するので、接点侵食エネルギが大きく低減され、接触器の寿命がより長くなる。

【0124】

更に、可動アーム対は、互いに磁気吸引するように構成することによって、接点を閉じたとき、接点の閉じ力を大きくすることができる。これは、都合よく、接点パッドに損傷を与えるおそれがある接点跳動を抑制する。

【0125】

本発明を参照してここで用いられる「備える（comprises/comprising）」という語及び「有する／含む（having/including）」という語は、説明する特徴、整数、工程又は部品の存在を規定するために使用され、他の１つ以上の特徴、整数、工程、部品又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではない。

【0126】

明確にするために別個の実施形態に関連して説明されている本発明の特定の特徴は、１つの実施形態において組み合わせて提供してもよいものと理解される。逆に、簡潔にするために１つの実施形態に関連して説明されている本発明の種々の特徴を、個別に又はそれらを適当に組み合わせて提供してもよい。

【0127】

上記の実施形態は単なる例示であり、ここに定義する本発明の範囲から逸脱することなく、他の様々な修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。

【符号の説明】

【0128】

１０ 電気接触器
１２，１４，１６，１８ 端子
２０ ハウジング
２２ 端子スタブ
２４ ハウジングベース
２６ 外周壁
２８ アクチュエータ
３０ 作動手段
３２ 上部
３４ 下部
３６，３６’ 左側
３８，３８’ 右側
４０ａ，４０ｂ 可動アーム
４２ａ，４２ｂ 末端
４４ａ，４４ｂ 爪
４６ａ，４６ｂ 基端
４８ａ，４８ｂ 開口
５０ａ，５０ｂ 固定接点
５２ａ，５２ｂ 可動接点
５４ａ，５４ｂ 可動アーム
５６ａ，５６ｂ スプリット
５８ａ，５８ｂ 末端
６０ａ，６０ｂ 基端
６２ａ，６４ａ；６２ｂ，６４ｂ 左右ブレード
６６ａ，６６ｂ 爪
６８ａ，６８ｂ 開口
７０ａ，７０ｂ 固定接点
７２ａ，７２ｂ 可動接点
７４ 一次接点組
７６ 二次接点組
７８ａ，７８ｂ 電流共用アーム対
８０ 三次接点組
８２ 四次接点組
８４ａ，８４ｂ 作動素子
８６ ヨーク
８８ ベースプレート
９０ 上部矩形面
９２ 磁石積層体
９４，９６ コイル
９８ａ，９８ｂ コア
１００ａ，１００ｂ 巻線
１０２ キャッププレート
１０４ 上部矩形面
１０６ 下部矩形面
１０８ 支軸
１１０ 枢軸ピン
１１２ 端部キャップ
１１４ 揺動電機子
１１６，１１６ａ，１１６ｂ 小アーム
１１８ 中心点
１２０，１２２ 本体
１２４ａ，１２４ｂ 第１の端部
１２６ａ，１２６ｂ 第２の端部
１２８ 突起
１３０，１３０ａ，１３０ｂ 自由端
１３２ａ，１３２ｂ，１３４ａ，１３４ｂ 溝付きリフタ
１３６ 共通接続部
Ａ ゼロクロス点
ＤＤ 動的遅延
Ｌ 中心線
Ｘ１ 接点侵食エネルギ
Ｙ１ 接点跳動

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】

【図6e】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】