特許 6601213 接点装置、電磁接触器及び接点装置のアーク消弧用ガス封入方法

(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】6601213

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】接点装置、電磁接触器及び接点装置のアーク消弧用ガス封入方法

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/12 20060101AFI20191028BHJP

   H01H 50/00 20060101ALI20191028BHJP

   H01H 50/54 20060101ALI20191028BHJP

   H01H 49/00 20060101ALI20191028BHJP

【ＦＩ】

   H01H50/12 A

   H01H50/00 D

   H01H50/54 B

   H01H49/00 D

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-252529(P2015-252529)

(22)【出願日】2015年12月24日

(65)【公開番号】特開2017-117678(P2017-117678A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2018年9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

(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】柴 雄二

(72)【発明者】

【氏名】高谷 幸悦

(72)【発明者】

【氏名】足立 日出央

【審査官】 内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０６３７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４９９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−０４０２７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−０８９４８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ４５／００ 〜 ４５／１４

Ｈ０１Ｈ ４９／００ 〜 ５０／９２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の固定接触子及びこれら一対の固定接触子に接離可能な可動接触子と、
前記一対の固定接触子及び前記可動接触子を収納し、前記一対の固定接触子から前記可動接触子が離間する際に発生するアークを消弧するアーク消弧用ガスを封入した気密性を有する接点収納部と、
該接点収納部内に配置された前記アーク消弧用ガスを発生させる消弧ガス放出部材と、
前記接点収納部に設けられた内圧が設定圧以上であるときに前記アーク消弧用ガスを外部に放出する圧力調整機構と、を備え、
前記接点収納部は、前記一対の固定接触子が一対の導体部を介して個別に固定された絶縁板を含み、
前記圧力調整機構は、前記接点収納部の前記絶縁板とは反対側の底部に配置されていることを特徴とする接点装置。

【請求項2】

前記圧力調整機構は、前記接点収納部の壁面に貫通形成された貫通孔に挿入される軸部と、該軸部の接点収納部の外側に突出する位置に形成された封止部と、前記軸部の前記接点収納部内に突出する位置に形成された弾性付勢部とを備え、前記弾性付勢部は、前記壁面との間に介挿されて前記封止部を壁面に当接させて封止状態とする弾性体を有することを特徴とする請求項１に記載の接点装置。

【請求項3】

前記圧力調整機構は、前記接点収納部の壁面に貫通形成された貫通孔と、該貫通孔の外側で壁面に対して進退自在に配置された封止部と、該封止部を前記貫通孔を閉塞する封止位置に付勢する弾性付勢部とを備え、前記弾性付勢部は、弾性体支持部と、該弾性体支持に支持された前記封止部を前記封止位置側に付勢する弾性体とを有することを特徴とする請求項１に記載の接点装置。

【請求項4】

請求項１から３の何れか１項に記載された接点装置と、前記可動接触子を可動させる電磁石ユニットとを備えたことを特徴とする電磁接触器。

【請求項5】

一対の固定接触子及び可動接触子を収納する気密性を有する接点収納部と、該接点収納部の壁面に形成された、常時は接点収納部の内部と外部とを遮断する気密状態とし、当該接点収納部の内圧が設定圧以上となっているときに接点収納部の内部と外部とを連通する連通状態となる圧力調整機構とを備える接点装置の前記接点収納部にアーク消弧用ガスを封入する接点装置のアーク消弧用ガス封入方法であって、
気密室内に前記接点装置を配置し、当該気密室内にアーク消弧用ガスを設定圧力で充填した状態で、前記圧力調整機構を連通状態にしてアーク消弧用ガスを前記接点収納部内に導入し、
前記接点収納部内にアーク消弧用ガスが充填された後、前記圧力調整機構を気密状態に復帰させてから前記気密室のアーク消弧用ガスを排出し、当該気密室から接点収納部を取り出すことを特徴とする接点装置のアーク消弧用ガス封入方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電流路の開閉を行う接点装置、この接点装置を使用した電磁接触器及び接点装置のアーク消弧用ガス封入方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電流路の開閉を行う接点装置として、従来、例えば、特許文献１〜３に記載されたものが知られている。
特許文献１〜３に記載された接点装置は、気密容器内に一対の固定接点とこれら固定接触子に接離可能な可動接点とを配置して、気密容器内に固定接点から可動接点が離間する際に発生するアークを消弧するアーク消弧用ガスを封入している。さらに、気密容器内に加熱されることによって、アーク消弧用ガスを放出する消弧部材を配置するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−１１８４５１号公報

【特許文献2】特開２０１５−４９９３７号公報

【特許文献3】特開２０１５−４９９４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、この特許文献１〜３に記載された接点装置にあっては、接点機構を内装した気密容器内にアーク消弧用ガスを充填するとともに、アーク消弧用ガスの漏出に備えて気密容器内に加熱によってアーク消弧用ガスを放出する消弧部材を配置するようにしている。
このため、特許文献１〜３に記載された接点装置では、固定接点から可動接点を離間させる際に発生するアークによって消弧部材が加熱されて、アーク消弧用ガスが気密容器内に放出される。したがって、固定接点に対して可動接点の接離を頻繁に行なう接点装置では、消弧部材から発生するアーク消弧用ガスによって気密容器内の圧力が上昇し、気密容器が変形する不具合が発生する恐れがあるという問題点がある。

【0005】

そこで、本発明は、上記特許文献１〜３に記載された従来例の問題点に着目してなされたものであり、接点機構を収納した容器内の圧力が設定圧力以上に上昇することを抑制することができる接点装置、この接点装置を使用した電磁接触器及び接点装置のアーク消弧用ガス封入方法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】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る接点装置は、一対の固定接触子及びこれら一対の固定接触子に接離可能な可動接触子と、一対の固定接触子及び可動接触子を収納し、一対の固定接触子から可動接触子が離間する際に発生するアークを消弧するアーク消弧用ガスを封入した気密性を有する接点収納部と、この接点収納部内に配置されたアーク消弧用ガスを発生させる消弧ガス放出部材と、接点収納部に設けられた内圧が設定圧以上であるときにアーク消弧用ガスを外部に放出する圧力調整機構とを備えている。

【0007】

また、本発明の一態様に係る電磁接触器は、上記構成を有する接点装置と、可動接触子を可動させる電磁石装置とを備えている。
さらに、本発明の一態様に係る接点装置のアーク消弧用ガス封入方法は、一対の固定接触子及び可動接触子を収納する気密性を有する接点収納部と、この接点収納部の壁面に形成された常時は接点収納部の内部と外部とを遮断する気密状態とし、この接点収納部の内圧が設定圧以上となっているときに接点収納部の内部と外部とを連通する連通状態となる圧力調整機構とを備え、気密室内に接点収納部を配置してから当該気密室内にアーク消弧用ガスを設定圧力で充填した状態で、圧力調整機構を連通状態としてアーク消弧用ガスを接点収納部内に導入し、次いで圧力調整機構を気密状態に復帰させてから気密室のアーク消弧用ガスを排出し、気密室から接点収納部を取り出すようにしている。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、気密性を有する接点収納部内にアーク消弧用ガスを放出する消弧ガス放出部材を配置した場合でも、消弧ガス放出部材による接点収納部内の圧力上昇を抑制することができる。
また、本発明の一態様によれば、圧力調整機構をアーク消弧用ガス導入部として利用して、別途アークガス導入部を設けることなく接点収納部内にアーク消弧用ガスを封入することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電磁接触器を示す断面図である。

【図2】図１の接点装置の分解斜視図である。

【図3】第１実施形態に適用し得る圧力調整機構の一例を示す要部を断面とした斜視図であり、（ａ）は気密状態を示し、（ｂ）は連通状態を示す。

【図4】図１に示す圧力調整機構の一例を示す断面図であり、（ａ）は気密状態を示し、（ｂ）は連通状態を示す。

【図5】本発明の接点装置のガス封入方法を説明する気密室の模式図である。

【図6】本発明の適用し得る圧力調整機構の第２の実施形態を示す断面図であり、（ａ）は気密状態を示し、（ｂ）は連通状態を示す。

【図7】図６の圧力調整機構の底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

【0011】

また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下、本発明に係る接点装置を含む電磁接触器の実施形態について説明する。

【0012】

（第１実施形態）
電磁接触器１は、図１〜図３に示すように、接点装置２と、接点装置２を駆動する電磁石ユニット３を備えている。
接点装置２は、接点機構４を収納する接点収納部５を備えている。この接点収納部５は、金属製の角筒体６と、この角筒体６の上端を閉塞する平板状の例えばセラミック性の絶縁板７とを備えている。角筒体６は、下端部に外方に突出するフランジ部６ａを有する。このフランジ部６ａが接点収納部５を構成する後述の磁気ヨーク８の上面にシール接合されている。絶縁板７には、一対の貫通孔７ａ、７ｂが所定間隔をあけて形成されている。

【0013】

接点機構４は、絶縁板７に一対となる第１導体部２１及び第２導体部２２を介して固定されている一対となる第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４と、これら第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４に対して接離可能に配置されている可動接触子２５とを備えている。第１導体部２１は、絶縁板７の貫通孔７ａに挿通されて固定されている。第２導体部２２は、絶縁板７の貫通孔７ｂに挿通されて固定されている。

【0014】

ここで、第１固定接触子２３は、導電体金属部からなる側面視Ｃ字形状の導電板であり、絶縁板７の下面に沿って外側に延長する上板部２３ａと、上板部２３ａの外側端部から下方に延長する中間板部２３ｂと、中間板部２３ｂの下端部から上板部２３ａと平行に内側に延長する下板部２３ｃとを備えている。下板部２３ｃは、可動接触子２５の下方に延び、その上面に可動接触子２５の第１接点部が接触する第１接点部２３ｄを備えている。

【0015】

一方、第２固定接触子２４も、第１固定接触子２３と面対称となる導電体金属部からなる側面視Ｃ字形状の導電板である。この第２固定接触子２４は、絶縁板７の下面に沿って外側に延長する上板部２４ａと、上板部２４ａの外側端部から下方に延長する中間板部２４ｂと、中間板部２４ｂの下端部から上板部２４ａと平行に内側に延長する下板部２４ｃとを備えている。下板部２４ｃは、可動接触子２５の下方に延び、その上面に可動接触子２５の第２接点部が接触する第２接点部２４ｄを備えている。

【0016】

第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４は、第１導体部２１及び第２導体部２２の下端面に突出形成されたピンに固定されている。第１導体部２１と第１固定接触子２３及び第２導体部２２と第２固定端子２４の固定方法としては、ろう付け、螺合等があげられる。
また、第１固定接触子２３の中間板部２３ｂの内側面及び第２固定接触子２４の中間板部２４ｂの内側面を覆うように、平面から見てコの字状の磁性体板２８が装着されている。これにより、中間板部２３ｂ、２４ｂを流れる電流によって発生する磁場をシールドすることができる。

【0017】

さらに、第１固定接触子２３には、アークの発生を規制する合成樹脂製の絶縁カバー２６が装着されている。第２固定接触子２４にも、アークの発生を規制する合成樹脂製の絶縁カバー２７が装着されている。これにより、第１固定接触子２３の内周面では下板部２３ｃの上面側の第１接点部２３ｄのみが露出される。また、第２固定接触子２４の内周面では下板部２４ｃの上面側の第２接点部２４ｄのみが露出される。

【0018】

そして、可動接触子２５は、導電性金属を材料とした図１の左右方向に長尺な導電板である。この可動接触子２５は、第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４内に両端部を配置するように配設されている。この可動接触子２５は、電磁石ユニット３の後述する可動プランジャ３５に固定された連結軸３７に支持されている。可動接触子２５の中央部には、連結軸３７を挿通する貫通孔が形成されている。

【0019】

連結軸３７の上下方向略中央部には、フランジ部３７ａが外方に向けて突出形成されている。可動接触子２５は、その貫通孔を連結軸３７の上方から挿通してフランジ部３７ａ上に載置される。そして、連結軸３７の上方から接触スプリング３９を挿通し、固定部材３８を連結軸３７の上方から連結軸３７に挿通し、接触スプリング３９で所定の接触圧を付与するように接触スプリング３９の上端を固定部材３８によって止める。

【0020】

この可動接触子２５は、釈放状態で、両端の第１接点部及び第２接点部がそれぞれ第１固定接触子２３の第１接点部２３ｄ及び第２固定接触子２４の第２接点部２４ｄのそれぞれと所定間隔を保って離間した状態となる。また、可動接触子２５は、投入位置で、両端の第１接点部及び第２接点部がそれぞれ第１固定接触子２３の第１接点部２３ｄ及び第２固定接触子２４の第２接点部２４ｄのそれぞれに、接触スプリング３９による所定の接触圧で接触するように設定されている。

【0021】

また、接点収納部５の角筒体６の内周面には、図１に示すように、有底角筒状に形成された絶縁筒体１４が配設されている。この絶縁筒体１４は、後述するように可動接触子２５が第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４の接点部２３ｄ及び２４ｄから離間する際に発生するアークによって加熱されてアーク消弧用ガスである例えば水素を発生する消弧ガス放出部材で形成されている。このアークガス放出部材としては、水素を吸蔵した水素吸蔵合金で構成されている。水素吸蔵金属合金は、水素との親和力の強い金属と水素との親和力の弱い金属との合金である。水素吸蔵合金としては鉄（Ｆｅ）−チタン（Ｔｉ）系、チタン（Ｔｉ）−ニッケル（Ｎｉ）系、ランタン（Ｌａ）−ニッケル（Ｎｉ）系等が挙げられる。アークガス放出部材としては、水素吸蔵合金に限らず、例えば窒素を放出する十クロム酸アンモニウムも適用できる。さらに、絶縁材料である不飽和ポリエステルや、鎖式化合物に金属水酸化物または水和物を添加したものも適用できる。また、鎖式化合物としては、ナイロン６、又はナイロン６６が好ましい。また金属水酸化物としては、水酸化マグネシウムが好ましい。絶縁筒体１４として上記絶縁材料を使用することにより、絶縁耐圧劣化特性の向上を図ることができる。

【0022】

この絶縁筒体１４は、図１に示すように、平板部１４ａに形成された挿通用孔１４ｅを介して連結軸３７が上下方向に挿通し、この状態で後述する永久磁石１１、補助ヨーク１２等を囲み、且つ接点機構４の外側を覆うように接点収納部５内に配置されている。具体的に述べると、絶縁筒体１４は、平板部１４ａで異物侵入防止部材１３の上側を覆い、一対の下方延出部１４ｂで異物侵入防止部材１３、補助ヨーク１２及び永久磁石１１の外側を覆い、かつ、周壁部１４ｄで接点機構４の外側を覆う。

【0023】

また、電磁石ユニット３は、図１に示すように、側面から見てＵ字形状の下部磁気ヨーク３１を有し、この下部磁気ヨーク３１の底板部の中央部に固定プランジャ３２が配置されている。そして、固定プランジャ３２の外側にスプール３３が配置されている。
スプール３３は、図１に示すように、固定プランジャ３２を挿通する中央円筒部３３ａと、中央円筒部３３ａの下端部から半径方向外側に突出する下フランジ部３３ｂと、中央円筒部３３ａの上端部から半径方向外側に突出する上フランジ部３３ｃとを備えている。そして、図１乃至図３に示すように、スプール３３の中央円筒部３３ａ、下フランジ部３３ｂ、及び上フランジ部３３ｃで構成される収納空間に励磁コイル３４が巻装されている。

【0024】

また、下部磁気ヨーク３１の開放端となる上端には、板状の磁気ヨーク８が固定されている。この磁気ヨーク８の中央部には、可動プランジャ貫通孔８ａが形成されている。
また、スプール３３の中央円筒部３３ａ内に配置された固定プランジャ３２の上部には、有底筒状に形成されたキャップ９が配置され、このキャップ９の開放端に設けられた半径方向外側に突出するフランジ部９ａが、磁気ヨーク８の下面にシール接合されている。これにより、接点収納部５及びキャップ９が磁気ヨーク８の可動プランジャ貫通孔８ａ介して連通される密封した接点装置２が形成されている。

【0025】

そして、このキャップ９の内部には、可動プランジャ３５が上下方向に移動可能に収容されている。この可動プランジャ３５は、キャップ９の内部に上下方向に移動可能に収容される円筒部３５ａと、この円筒部３５ａの上端に設けられた半径方向外側に突出する周鍔部３５ｃとを備えている。可動プランジャ３５の円筒部３５ａは、磁気ヨーク８の可動プランジャ貫通孔８ａを上下方向に挿通し、可動プランジャ３５の周鍔部３５ｃは可動プランジャ貫通孔８ａよりも大きな外径を有して磁気ヨーク８の上方に配置されている。

【0026】

可動プランジャ３５の円筒部３５ａには、その下端面から上方に延びる復帰スプリング収容凹部３５ｂが形成されている。キャップ９の底部と復帰スプリング収容凹部３５ｂの上端面との間には、可動プランジャ３５を上方に付勢する復帰スプリング３６が配設されている。
また、磁気ヨーク８の上面には、図１及び図２に示すように、外形が方形で円形の中心開口を有して環状に形成された永久磁石１１が可動プランジャ３５の周鍔部３５ｃを囲むように固定されている。永久磁石１１は、上下方向即ち厚み方向に上端側を例えばＮ極、下端側をＳ極とするように着磁されている。

【0027】

そして、永久磁石１１の上面には、永久磁石１１と同一外形で可動プランジャ３５の周鍔部３５ｃよりも小さい内径の貫通孔１２ａを有する補助ヨーク１２が固定されている。連結軸３７は、貫通孔１２ａを上下方向に挿通している。
さらに、補助ヨーク１２の上面には、弾性を有する板状の異物侵入防止部材１３が固定されている。この異物侵入防止部材１３は、補助ヨーク１２とほぼ同じ大きさの外形で、中央部に連結軸３７を上下方向に挿通するとともに連結軸３７の外周面に接触する内径を有する貫通孔１３ａを有する。異物侵入防止部材１３は、例えばゴム製である。この異物侵入防止部材１３は、第１固定接触子２３の第１接点部２３ｄや第２固定接触子２４の第２接点部２４ｄ近傍で発生した溶融物や煤等の異物が絶縁筒体１４の挿通用孔１４ｅを通って下方に落下した際に、この異物が可動プランジャ３５側に侵入するのを阻止する機能を有する。また、この異物侵入防止部材１３は、弾性を有していて異物侵入防止部材１３の上側にある絶縁筒体１４を上方に付勢する機能を有する。

【0028】

そして、可動プランジャ３５を上下方向に挿通する可動プランジャ貫通孔８ａを有する板状の磁気ヨーク８と、磁気ヨーク８の上面に接合され、内部に接点機構４を収納する接点収納部５と、磁気ヨーク８の下面に接合され、内部に可動プランジャ３５を収容するキャップ９とにより、接点機構４、連結軸３７及び可動プランジャ３５を収容する密封された接点収納部５を構成している。密封された接点収納部５内には、例えば水素などのアーク消弧用ガスが封入されている。

【0029】

また、接点収納部５の内部には、前述したように、絶縁筒体１４が配設されている。この絶縁筒体１４は、図１に示すように、平板部１４ａに形成された挿通用孔１４ｅを介して連結軸３７が上下方向に挿通され、永久磁石１１、補助ヨーク１２、可動プランジャ３５の周鍔部３５ｃを平板部１４ａ及び一対の下方延出部１４ｂ及で囲み、且つ接点機構４の側面を周壁部１４ｄで覆うように接点機構収容空間Ａが形成されている。そして、この絶縁筒体１４の周壁部１４ｄの上端には、図１及び図２に示すように、接点機構４側の接点機構収容空間Ａと絶縁筒体１４と角筒体６及び磁気ヨーク８との間の外部空間Ｂとを連通させる筒部連通部１４ｆが形成されている。このため、絶縁筒体１４の内側の接点機構収容空間Ａと絶縁筒体１４の外側の外部空間Ｂとの内部圧力は等しくなっている。

【0030】

ところで、上述したように、絶縁筒体１４を接点開極時のアークによる加熱によって水素等のアーク消弧用ガスを発生する放出するアーク消弧用ガス放出部材で構成している。このため、接点収納部５からのアーク消弧用ガスの漏洩がある場合でも接点収納部５内のアーク消弧用ガス量が減少することを防止することができる。しかしながら、接点収納部５内のアーク消弧用ガス量を定量制御することは困難であるため、アーク消弧用ガス放出部材によるアーク消弧用ガスの放出量を多めに設定することになる。

【0031】

このように、アークの発生時に絶縁筒体１４を構成するアーク消弧用ガス放出部材から放出するアーク消弧用ガス量を増やすと、アークが発生する毎に接点収納部５の内圧が増加してしまう。これにより、接点収納部５内が圧力過多となって、接点収納部５に変形を生じて接点機構４の動作に影響を与えることになる。
このため、本実施形態では、接点収納部５に、接点収納部５の内部圧力が設定圧以上となったときに、内部のアーク消弧用ガスを外部に放出して圧力調整を行なう圧力調整機構４０が設けられている。この圧力調整機構４０は、図３及び図４に示すように、磁気ヨーク８の角筒体６の１つの隅部の内側となる右前方位置に貫通して形成された貫通孔４１を有する。この貫通孔４１には、圧力調整弁４２が軸方向に移動可能に配置されている。

【0032】

この圧力調整弁４２は、貫通孔４１を介して連結された封止部４３及び弾性付勢部４４を備えている。封止部４３は、有底円筒部４３ａを有する。この有底円筒部４３ａは、円筒部４３ｂと、この円筒部４３ｂの磁気ヨーク８とは反対側の端部を閉塞する底板部４３ｃとで構成されている。円筒部４３ｂの底板部４３ｃ側端部の外周面に半径方向に外方に延長するフランジ部４３ｄが形成されている。

【0033】

また、底板部４３ｃの中央部には、円筒部４３ｂの軸方向に延長して貫通孔４１に挿通される軸部４３ｅが形成されている。この軸部４３ｅは、自由端が円筒部４３ｂの開放端面より突出されている。また、軸部４３ｅは、直径が貫通孔４１より短く設定されて貫通孔４１との間に所定断面積の流体通路を形成している。
一方、磁気ヨーク８の有底円筒部４３ａの円筒部４３ｂの開放端に対向する位置に円環状溝４５が形成され、この円環状溝４５内にＯリング４６が配置されている。

【0034】

弾性付勢部４４は、有底円筒部４４ａを有する。この有底円筒部４４ａは、円筒部４４ｂと、この円筒部４４ｂの磁気ヨーク８とは反対側の端部を閉塞する底板部４４ｃとで構成されている。
また、底板部４４ｃの中央部には、円筒部４４ｂの軸方向に延長して貫通孔４１に挿通される軸部４４ｄが形成されている。この軸部４４ｄは、自由端が円筒部４４ｂの開放端面より突出されている。また、軸部４４ｄは、直径が貫通孔４１より短く設定されて貫通孔４１との間に所定断面積の流体通路を形成している。

【0035】

有底円筒部４４ａの軸部４４ｄの回りには、弾性体としての圧縮コイルばね４４ｅが配置されている。この圧縮コイルばね４４ｅは、有底円筒部４４ａの底板部４４ｃと磁気ヨーク８の貫通孔４１の回りの上面との間に介挿されている。
そして、封止部４３と弾性付勢部４４とが、両者の軸部４３ｅ及び４４ｄを貫通孔４１内で当接させ且つ圧縮コイルばね４４ｅを所定圧縮長さに圧縮した状態でねじ止め等の固定手段で固定されている。したがって、圧縮コイルばね４４ｅの弾発力によって封止部４３の円筒部４３ｂの開放端面がＯリング４６に圧接される封止位置とされて貫通孔４１の周囲を封止する。このため、接点収納部５内に封入されたアーク消弧用ガスの漏出を防止している。ここで、圧縮コイルばね４４ｅの圧縮荷重が、接点収納部５内に封入したアーク消弧用ガスの封入圧が設定圧以上となったときに封止部４３の底板部４３ｃに作用する押圧力で圧縮されるように設定されている。

【0036】

また、弾性付勢部４４の円筒部４４ｂには、開放端面より所定高さ離れた位置に外周面と内周面とを貫通するガス通流路となる例えば断面円形の貫通孔４４ｆが円周方向に等間隔で例えば４個所形成されている。さらに、磁気ヨーク８の上面には、弾性付勢部４４の外周面を案内する案内部材４７が形成されている。ここで、案内部材４７の高さは、弾性付勢部４４が圧縮コイルばね４４ｅに抗して移動して円筒部４４ｂの開放端面が磁気ヨーク８の上面に当接したときに、貫通孔４４ｆが閉塞されない高さに選定されている。

【0037】

また、圧力調整機構４０は、接点収納部５内にアーク消弧用ガスを封入する際のアーク消弧用ガス投入弁として機能する。
次に、圧力調整機構４０を使用した接点収納部５内へのアーク消弧用ガス封入方法を説明する。
接点収納部５内へアーク消弧用ガスを封入するには、図５に示すように、先ず、気密室５０内に接点装置２を例えば圧力調整機構４０の封止部４３が水平方向に突出するように固定治具５１によって固定配置する。

【0038】

このように、接点装置２を固定することにより、封止部４３が開閉装置５２に対向配置される。この開閉装置５２は、図示しないが例えばエアシリンダのような流体シリンダで構成されるアクチュエータを内蔵する装置本体５３と、この装置本体５３に水平面におけるＸＹ方向に移動可能に保持された２本の把持腕５４，５５を有する。把持腕５４，５５は、封止部４３の軸方向を含む平面で面対称に形成されている。すなわち、把持腕５４は、装置本体５３の左端面から左方向に突出する基部５４ａと、この基部５４ａの先端から前方に延長する腕部５４ｂと、この腕部５４ｂの前方端から左方に延長する腕部５４ｃと、この腕部５４ｃの左端から後方に延長する係合腕部５４ｄとを備えている。同様に、把持腕５５は、装置本体５３の左端面から左方向に突出する基部５５ａと、この基部５５ａの先端から後方に延長する腕部５５ｂと、この腕部５４ｂの後方端から左方に延長する腕部５５ｃと、この腕部５５ｃの左端から前方に延長する係合腕部５５ｄとを備えている。

【0039】

そして、把持腕５４及び５５は、待機状態で、図５で一点鎖線図示のように把持腕５４，５５がそれぞれ前後方向の外側に開いて係合腕部５４ｄ及び５５ｄの先端が接点機構４の封止部４３のフランジ部４３ｄの外周縁より外側となる位置となり、且つ封止部４３から右方に離間した位置となる。この状態から把持状態とすると、図５で実線図示のように、基部５４ａ及び５５ａが左方に移動されて係合腕部５４ｄ及び５５ｄが封止部４３のフランジ部４３ｄの磁気ヨーク８に対向する面より後方で移動が停止される。次いで、基部５４ａ及び５５ａが内側に移動されて係合腕部５４ｄ及び５５ｄが封止部４３のフランジ部４３ｄと左方から対向する位置となる。その後、基部５４ａ及び５５ａが右方に所定量移動されることにより、封止部４３のフランジ部４３ｄが右方に弾性付勢部４４の圧縮コイルばね４４ｅに抗して移動されて貫通孔４１が外部に連通される開放位置となる。その後、基部５４ａ及び５５ａが外側に開かれて係合腕部５４ｄ及び５５ｄの封止部４３のフランジ部４３ｄとの係合状態を脱してから待機位置に復帰する。これにより、封止部４３は弾性付勢部４４の圧縮コイルばね４４ｅによって封止位置に復帰する。

【0040】

そして、接点装置２の接点収納部５内にアーク消弧用ガスを封入するには、先ず、図５に示すように、気密室５０に設けられた開閉扉５０ｅを開いて、図示しない搬送ロボットによって気密室５０内の固定治具５１に接点機構４を固定する。このとき、開閉装置５２は待機位置としておく。その後、搬送ロボットを気密室５０から退出させて開閉扉５０ｅを閉じる。

【0041】

次いで、気密室５０に設けられたガス導入口５０ａに設けられた電磁開閉弁５０ｂを開く。このとき、気密室５０に設けられガス排出口５０ｃに設けられた電磁開閉弁５０ｄは閉じておく。
これにより、気密室５０内にアーク消弧用ガスが導入されて、気密室５０の内圧が所定圧力（例えば２〜３気圧）に達したときにガス導入口５０ａの電磁開閉弁５０ｂを閉じる。

【0042】

このように、気密室５０内にアーク消弧用ガスが所定圧力で充填された状態で、開閉装置５２を動作させて、把持腕５４及び５５を待機位置から把持位置に移動させる。これにより、把持腕５４及び５５が封止部４３のフランジ部４３ｄに対して磁気ヨーク８側から接触する。この状態で、把持腕５４及び５５を開位置に移動させることにより、封止部４３が弾性付勢部４４の圧縮コイルばね４４ｅに抗して右方に移動されて開放状態となる。このため、封止部４３の円筒部４３ｂの開放端面がＯリング４６から離間して貫通孔４１が気密室５０内に連通される。したがって、気密室５０内のアーク消弧用ガスが封止部４３の円筒部４３ｂとＯリング４６との間の開口部を通り、貫通孔４１を通って弾性付勢部４４の貫通孔４４ｆを通じて接点収納部５内に導入される。

【0043】

その後、接点収納部５内にアーク消弧用ガスが充填されるのに必要な所定時間が経過すると、開閉装置５２の把持腕５４及び５５が外方に開かれて待機位置に復帰する。これにより、封止部４３が弾性付勢部４４の圧縮コイルばね４４ｅの弾発力により磁気ヨーク８側に移動して、円筒部４３ｂの開放端面がＯリング４６に当接する封止位置に復帰する。これにより、貫通孔４１の外部との連通状態が遮断される。

【0044】

その後、ガス排出口５０ｃの電磁開閉弁５０ｄが開かれて、気密室５０内のアーク消弧用ガスが排出される。このアーク消弧用ガスの排出が完了すると、気密室５０の開閉扉５０ｅが開かれて、接点装置２が図示しない搬送ロボットで把持されて外部に搬送される。
その後、新たな接点装置２が搬送ロボットによって固定治具５１に固定されて、アーク消弧用ガスの封入動作が繰り返される。

【0045】

このように、圧力調整機構４０に接点収納部５へのアーク消弧用ガスを封入する機能を持たせることにより、別途アーク消弧用ガスの導入部を設ける必要がなく、接点機構４の小型化を図ることができる。
なお、気密室５０内にアーク消弧用ガスを所定圧力で導入した状態で、圧力調整機構４０の封止部４３を弾性付勢部４４の圧縮コイルばね４４ｅに抗して右方に移動されて開放状態としたときに、接点収納部５内へのアーク消弧用ガスの導入が円滑に行なわれない場合ある。この場合には、接点装置２の接点収納部５内を予め負圧に維持しておくことにより、接点収納部５内へのアーク消弧用ガスの導入を円滑に行なうことができる。接点収納部５内を負圧にするには、気密室５０内にアーク消弧用ガスを導入する前に接点装置２気密室を一旦負圧にした状態で封止部４３を開放して接点収納部５内を負圧にしてから封止部４３を封止状態に復帰させるか又は気密室５０に接点装置２を配置する前に接点収納部５内を負圧にしておく。

【0046】

次に、第１実施形態の電磁接触器１の動作を説明する。
先ず、第１固定接触子２３に接続された第１導体部２１が例えば大電流を供給する電力供給源に接続され、第２固定接触子２４に接続された第２導体部２２が負荷に接続されているものとする。また、接点収納部５の内圧が設定圧未満の所定圧に維持されているものとする。この状態では、圧力調整機構４０の弾性付勢部４４の圧縮コイルばね４４ｅの弾発力によって弾性付勢部４４が、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、上昇している。このため、封止部４３の円筒部４３ｂの開放端面がＯリング４６に当接して磁気ヨーク８に形成された貫通孔４１の周囲が封止部４３で封止され、接点収納部５が気密状態に保持される。

【0047】

このとき、電磁石ユニット３における励磁コイル３４が非励磁状態にあって、電磁石ユニット３で可動プランジャ３５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３５が復帰スプリング３６によって、磁気ヨーク８から離れる上方向に付勢される。これと同時に、永久磁石１１の磁力による吸引力が補助ヨーク１２に作用し、可動プランジャ３５の周鍔部３５ｃが吸引される。このため、可動プランジャ３５の周鍔部３５ｃの上面が補助ヨーク１２の下面に接触している。

【0048】

したがって、可動プランジャ３５に連結軸３７を介して連結されている接点機構４の可動接触子２５の第１接点部及び第２接点部が、第１固定接触子２３の第１接点部２３ｄ、第２固定接触子２４の第２接点部２４ｄに対して上方に所定距離だけ離間している。このため、第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４の間の電流路が遮断状態にあり、接点機構４が開極状態となっている。

【0049】

この釈放状態から、電磁石ユニット３の励磁コイル３４に通電すると、この電磁石ユニット３で励磁力が発生し、可動プランジャ３５を復帰スプリング３６の付勢力及び永久磁石１１の吸引力に抗して下方に押し下げる。この可動プランジャ３５の下降が、周鍔部３５ｃの下面が磁気ヨーク８の上面に当たることで停止する。
このように、可動プランジャ３５が下降することにより、可動プランジャ３５に連結軸３７を介して連結されている可動接触子２５も下降し、接点機構４の可動接触子２５の第１接点部及び第２接点部のそれぞれが、第１固定接触子２３の第１接点部２３ｄ及び第２固定接触子２４の第２接点部２４ｄのそれぞれに対して接触スプリング３９の接触圧で接触する。

【0050】

このため、電力供給源の大電流が、第１固定接触子２３、可動接触子２５、第２固定接触子２４を通じて負荷に供給される閉極状態となる。
そして、接点機構４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３４への通電を停止する。
励磁コイル３４への通電を停止すると、電磁石ユニット３で可動プランジャ３５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３５が復帰スプリング３６の付勢力によって上昇し、周鍔部３５ｃが補助ヨーク１２に近づくに従って永久磁石１１の吸引力が増加する。

【0051】

この可動プランジャ３５が上昇することにより、連結軸３７を介して連結された可動接触子２５が上昇する。これに応じて接触スプリング３９で接触圧を与えているときは、可動接触子２５の第１接点部及び第２接点部のそれぞれが、第１固定接触子２３の第１接点部２３ｄ及び第２固定接触子２４の第２接点部２４ｄのそれぞれに接触している。その後、接触スプリング３９の接触圧がなくなった時点で、可動接触子２５が第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４から上方に離間する開極状態となる。

【0052】

このような開極状態となると、可動接触子２５の第１接点部及び第２接点部と、第１固定接触子２３の第１接点部２３ｄ及び第２固定接触子２４の第２接点部２４ｄとの間にアークが発生し、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。
そして、可動接触子２５の第１接点部及び第２接点部と、第１固定接触子２３の第１接点部２３ｄ及び第２固定接触子２４の第２接点部２４ｄとの間に発生したアークは、これらアークの電流の流れと、図示しないアーク消弧用永久磁石で発生した磁束との関係からフレミング左手の法則により発生したローレンツ力によって引き延ばされるとともに、接点収納部５に封入されたアーク消弧用ガスによって冷却されて消弧される。

【0053】

また、アークの発生によって、接点収納部５内が加熱されて絶縁筒体１４を形成するアーク消弧用ガス放出材料からアーク消弧用ガスが放出される。このため、気密状態の接点収納部５からアーク消弧用ガスが外部漏洩しても接点収納部５内のガス圧が不足することなく維持される。
ところが、接点機構４の開極状態及び閉極状態を繰り返すことにより、アークの発生による絶縁筒体１４からのアーク消弧用ガスの放出が繰り返されると、接点収納部５の内圧が上昇する。そして、接点収納部５の内圧が設定圧力に達すると、封止部４３の底板部４３ｃに掛かる圧力が圧縮コイルばね４４ｅの弾発力を超えることになり、封止部４３及び弾性付勢部４４が、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、圧縮コイルばね４４ｅに抗して下降する。

【0054】

このため、封止部の円筒部４３ｂの開放端面がＯリング４６から下方に離間して開口部が形成される。したがって、接点収納部５内のアーク消弧用ガスが弾性付勢部４４の貫通孔４４ｆを通り、円筒部４４ｂの内面及び軸部４４ｄの空間を通り、貫通孔４１を通り、さらに円筒部４３ｂの開放端面とＯリング４６との開口部を通って外部に放出される。
このとき、外部に放出されるアーク消弧用ガスの流量は、弾性付勢部４４の円筒部４４ｂに形成された貫通孔４４ｆの断面積で規制される。このため、封止部４３の下降による開口部の形成時に、接点収納部５内のアーク消弧用ガスが一気に外部に放出されることを防止して、アーク消弧用ガスが緩やかに放出される。このアーク消弧用ガスの放出によって、接点収納部５の内圧が設定圧力を下回る状態となると、封止部４３に作用する押圧力が低下する。このため、圧縮コイルばね４４ｅの弾発力によって弾性付勢部４４が、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、上昇し、封止部４３も同時に上昇する。したがって、封止部４３の円筒部４３ｂの開放端面がＯリング４６に当接して貫通孔４１が封止されて、アーク消弧用ガスの外部への放出が停止される。

【0055】

その後、可動プランジャ３５の釈放動作が終了すると、可動プランジャ３５の周鍔部３５ｃの上面が補助ヨーク１２の下面に接触し、開極終了となる。
このように、上記第１実施形態によると、接点収納部５の絶縁筒体１４をアークの加熱によってアーク消弧用ガスを放出するアーク消弧用ガス放出部材で構成している。このため、接点機構４を閉極状態から開極状態とする毎に接点収納部５内にアーク消弧用ガスを放出してアーク消弧用ガスの漏洩分を補充することができる。また、接点収納部５に圧力調整機構４０が設けられている。

【0056】

したがって、絶縁筒体１４からのアーク消弧用ガスの放出によって接点収納部５の内圧が増加したときに、圧力調整機構４０によってアーク消弧用ガスが外部に放出される。よって、接点収納部５の内圧が設定圧力未満に保持され、接点収納部５の内圧が上昇して接点収納部５が変形することを確実に防止することができる。このため、接点機構４の開極動作及び閉極動作に影響を与えることを確実に防止することができる。

【0057】

しかも、圧力調整機構４０が、貫通孔４１と封止部４３と弾性付勢部４４とを有する圧力調整弁４２で構成するだけの簡易な構成とすることができる。また、弾性付勢部４４の圧縮コイルばね４４ｅの圧縮荷重を調整するだけ、接点収納部５の内圧を設定することができる。
また、アーク消弧用ガスの外部への放出が弾性付勢部４４の円筒部４４ｂに形成した貫通孔４４ｆを通じて行うので、この貫通孔４４ｆの直径や個数を設定することにより、ガス放出量を任意に設定することができる。したがって、接点収納部５の内圧の急減を防止することができる。

【0058】

さらに、圧力調整機構４０を接点収納部５へのアーク消弧用ガスの封入時にアーク消弧用ガスの導入口として使用することにより、別途アーク消弧用ガスの導入部を設ける必要がなく、接点機構４を小型化することができる。
また、上記効果を有する接点機構４を使用して電磁接触器１を構成することにより、アークの発生による加熱によってアーク消弧用ガス放出部材から放出されるアーク消弧用ガスによって接点収納部５の内圧が設定圧力以上に上昇することを防止して、開極動作及び閉極動作への影響を排除して円滑な動作を保証することができる電磁接触器を提供することができる。

【0059】

なお、上記第１実施形態では、磁気ヨーク８に圧力調整機構４０を形成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、角筒体６や絶縁板７に圧力調整機構４０を設けるようにしてもよい。
また、上記第１実施形態では、圧力調整機構４０をアーク消弧用ガスの封入時に利用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、アーク消弧用ガスの封入に使用しない場合には、封止部４３のフランジ部４３ｄを省略することができる。
また、上記第１実施形態では、貫通孔４１、封止部４３及び弾性付勢部４４を断面円筒形に形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、断面角筒形や断面多角筒形等の任意形状に形成することができる。

【0060】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る接点装置の圧力調整機構について図６を参照して説明する。
この第２実施形態では、圧力調整機構を磁気ヨークの外側にのみ形成するようにしたものである。

【0061】

すなわち、第２実施形態では、第１実施形態の圧力調整機構４０に対応する圧力調整機構６０が、図６に示すように、磁気ヨーク８の角筒体６及び絶縁筒体１４とは反対側に形成されている。この圧力調整機構６０は、磁気ヨーク８に貫通形成された貫通孔６１とこの貫通孔６１を開閉する圧力調整弁６２とを有している。圧力調整弁６２は、貫通孔６１を封止する封止部６３と、この封止部６３を付勢する弾性付勢部６４とを備えている。

【0062】

封止部６３は、円筒部６３ａ及び底板部６３ｂを有する有底筒体６３ｃと、底板部６３ｂ側の端部外周面から半径方向外方に突出形成されたフランジ部６３ｄとを備えている。ここで、フランジ部６３ｄには、図７に示すように、円周方向の例えば９０度間隔で外周縁から底板部６３ｂに達する半径方向溝６３ｅが形成されている。磁気ヨーク８の封止部６３の円筒部６３ａの開放端面と対向する位置に円環状溝６５が形成されている。この円環状溝６５にはＯリング６６が収容されている。

【0063】

弾性付勢部６４は、磁気ヨーク８の角筒体６とは反対側に取付けられた弾性体支持部６７と、この弾性体支持部６７に支持された圧縮コイルばね６８とを備えている。弾性体支持部６７は、円板部６７ａと取付脚部６７ｂとを有する。円板部６７ａは、封止部６３の底板部６３ｂと下方から所定距離だけ離れて対向している。取付脚部６７ｂは、円板部６７ａの上面外周部から封止部６３のフランジ部６３ｄに形成された半径方向溝６３ｅを通って磁気ヨーク８に取付けられている。
圧縮コイルばね６８は、封止部６３の底板部６３ｂと弾性体支持部６７の円板部６７ａとの間に介挿されて、封止部６３をＯリング６６側に付勢している。圧縮コイルばね６８の圧縮荷重は、接点収納部５の内圧がアーク消弧用ガスの設定封入圧より高く接点収納部５の設計耐圧以下の所定設定圧に設定されている。

【0064】

したがって、圧縮コイルばね６８は、封止部６３の底板部６３ｂに掛かる接点収納部５の内圧が設定圧未満であるときには、図６（ａ）に示すように、封止部６３を磁気ヨーク８側に押圧する。このため、封止部６３の円筒部６３ａの開放端面がＯリング６６に圧接して貫通孔６１の外部への連通が遮断される封止状態となる。これに対して、封止部６３の底板部６３ｂに掛かる接点収納部５の内圧が設定圧以上になると、図６（ｂ）に示すように、圧縮コイルばね６８が圧縮されて封止部６３がＯリング６６から離れて下降する。このため、貫通孔６１が外部に連通してアーク消弧用ガスが取付脚部６７ｂ間の空間から外部に放出される。そして、接点収納部５の内圧が設定圧未満に低下すると、圧縮コイルばね６８によって封止部６３がＯリング６６に圧接されて封止状態に復帰する。

【0065】

また、第１実施形態と同様に、気密室５０内で圧力調整機構６０の封止部６３を開閉装置５２で圧縮コイルばね６８に抗して開放位置に移動させることにより、接点収納部５内へのアーク消弧用ガスの封入を行うことができる。また、軸部４４ｄは、直径が貫通孔４１より短く設定されて貫通孔４１との間に所定断面積の流体通路を形成している。
この第２実施形態によると、前述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。しかも、第２実施形態によると、接点収納部５には、磁気ヨーク８に貫通孔６１を設けるだけでよく、圧力調整機構６０は、磁気ヨーク８の外側に形成されるので、接点収納部５内に圧力調整機構６０を設ける必要がない。このため、絶縁筒体１４の形状を変更することがなく、接点収納部５の内圧を設定圧以下に保持することができる。

【0066】

以上、本発明の第１及び第２実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、封止部材としてＯリング４６，６６を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、他の形式のガケットなどのシール材を適用することができる。要は、接点収納部５を気密状態で保持できればよいものである。

【0067】

また、接点収納部５は、角筒体６と絶縁板７とで構成する場合に限らず、セラミック等の絶縁体で桶状に一体形成するようにしてもよい。
また、上記各実施形態では、接点装置２を電磁接触器１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、継電器、開閉器等の開極時にアークを発生する接点部を有する機器に接点装置２を適用することができる。

【符号の説明】

【0068】

１…電磁接触器、２…接点装置、３…電磁石ユニット、４…接点機構、５…接点収納部、８…磁気ヨーク、１４…絶縁筒体、２３…第１固定接触子、２４…第２固定接触子、２５…可動接触子、３５…可動プランジャ、３７…連結軸、４０…圧力調整機構、４１…貫通孔、４２…圧力調整弁、４３…封止部、４４…弾性付勢部、４４ｅ…圧縮コイルばね、５０…気密室、５０ａ…ガス導入口、５０ｂ…電磁開閉弁、５０ｃ…ガス排出口、５０ｄ…電磁開閉弁、５１…固定治具、５２…開閉装置、６０…圧力調整機構、６１…貫通孔、６２…圧力調整弁、６３…封止部、６４…弾性付勢部、６６…Ｏリング、６７…弾性体支持部、６８…圧縮コイルばね

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】