JP2021048059A - 電磁接触器 - Google Patents

Abstract

【課題】励磁コイルの励磁状態が解除されたときに可動プランジャを吸着するための補助ヨーク及び永久磁石を用いることなく、可動プランジャの動作特性を良好なものにした電磁接触器を提供する。【解決手段】電磁接触器１における電磁石ユニット３は、可動接触子２５に連結された可動プランジャ３１と、可動プランジャ３１の可動接触子２５側の一端に取り付けられた第１アーマチュア３２と、可動プランジャ３１の可動接触子２５と反対側の他端に取り付けられた第２アーマチュア３３と、励磁コイル３４と、可動プランジャ３１、第２アーマチュア３３及び励磁コイル３４を内部に収容し、励磁コイル３４が励磁されたときに、第１アーマチュア３２が離れた位置から移動して接触する磁気ヨーク３６と、励磁コイル３４の励磁状態が解除されたときに、第１アーマチュア３２を磁気ヨーク３６に対して離れた位置に復帰させる復帰スプリング３７とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、電流路の開閉を行う電磁接触器に関する。

電流路の開閉を行う電磁接触器として、従来、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
特許文献１に記載された電磁接触器は、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を有する接点機構と、この接点機構を駆動する電磁石ユニットとを備えている。電磁石ユニットは、接点機構の可動接触子に連結軸で連結された可動プランジャと、固定鉄心と、励磁することにより磁力を発生させて可動プランジャを駆動する励磁コイルと、可動プランジャの円筒部、固定鉄心及び励磁コイルを内部に収容し、励磁コイルが励磁された時に可動プランジャの周鍔部が接触する磁気ヨークと、励磁コイルの励磁状態が解除されたときに、可動プランジャの周鍔部が磁気ヨークから離れる方向に可動フランジャを付勢する復帰スプリングとを備えている。また、電磁石ユニットは、励磁コイルの励磁状態が解除されたときに、可動プランジャ（周鍔部）を吸着するための補助ヨーク及び永久磁石を備えている。

また、従来の電磁石装置として、例えば、特許文献２に記載されたものが知られている。
特許文献２に記載された電磁石装置は、可動鉄心と、胴体にコイルを巻きつけたコイルボビンと、可動鉄心の一端に連結される第１の可動鉄心板と、可動鉄心の他端に連結される第２の可動鉄心板と、第１の可動鉄心板を吸着させるための固定鉄心とを備え、コイルを励磁することにより発生する磁力によって可動鉄心を動作させるようになっている。また、電磁石装置は、コイルの励磁を解いたときに、第２の可動鉄心板を吸着するための補助鉄心（補助ヨーク）及び永久磁石を備えている。

特開２０１８−１６０４２３号公報 特許第６２１１２０３号公報

しかしながら、これら従来の特許文献１に示す電磁接触器及び特許文献２に示す電磁石装置にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献１に示す電磁接触器及び特許文献２に示す電磁石装置のいずれの場合も、可動プランジャや可動鉄心を動作させる際に、コイルを励磁するが、この際に発生した可動プランジャや可動鉄心を動作させるための磁束が補助ヨークや補助鉄心及び永久磁石の方にも流れてしまい、可動プランジャや可動鉄心の動作特性に対して悪影響を及ぼす可能性があった。

従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、励磁コイルの励磁状態が解除されたときに可動プランジャを吸着するための補助ヨーク及び永久磁石を用いることなく、可動プランジャの動作特性を良好なものにした電磁接触器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電磁接触器は、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を有する接点機構と、前記接点機構を駆動する電磁石ユニットとを備えた電磁接触器であって、前記電磁石ユニットが、前記可動接触子に連結された可動プランジャと、該可動プランジャの可動接触子側の一端に取り付けられた第１アーマチュアと、前記可動プランジャの可動接触子と反対側の他端に取り付けられた第２アーマチュアと、励磁することにより磁力を発生させて前記可動プランジャを駆動する励磁コイルと、前記可動プランジャ、前記第２アーマチュア及び前記励磁コイルを内部に収容し、前記励磁コイルが励磁されたときに、前記第１アーマチュアが離れた位置から移動して接触する磁気ヨークと、前記励磁コイルの励磁状態が解除されたときに、前記第１アーマチュアを前記磁気ヨークに対して前記離れた位置に復帰させる復帰スプリングとを備えていることを要旨とする。

本発明に係る電磁接触器によれば、励磁コイルの励磁状態が解除されたときに可動プランジャを吸着するための補助ヨーク及び永久磁石を用いることなく、可動プランジャの動作特性を良好なものにした電磁接触器を提供できる。

本発明の一実施形態に係る電磁接触器を示す断面図である。 図１に示す電磁接触器における電磁石ユニットを拡大して示す断面図である。但し、図２においては、復帰スプリングは図示していない。 参考例に係る電磁接触器を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
以下に示す実施形態は、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、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、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。
図１には、本発明の一実施形態に係る電磁接触器が示されており、電磁接触器１は、接点機構２と、接点機構２を駆動する電磁石ユニット３と、接点機構２及び電磁石ユニット３の全体を内部に収容する密封容器４とを備えている。以下、図１における左を「左」、右を「右」、上を「上」、下を「下」、紙面に対して手前側を「前」、紙面に対して奥側を「後」として説明する。

先ず、密封容器４は、金属製の容器本体５と、平板状のセラミック製の絶縁基板６とを備えている。容器本体５は、金属板を深絞り加工によって平面から見て四角形の有底角筒状に形成され、上端が開放されている。また、絶縁基板６は、容器本体５の上端を閉塞するように容器本体５の上端に接合される。そして、絶縁基板６には、一対の貫通孔６ａ、６ｂが左右方向に所定間隔をあけて形成されている。絶縁基板６の上面における貫通孔６ａ、６ｂの周囲及び絶縁基板６の下面における容器本体５が接触する位置には、メタライズ処理が施されている。容器本体５の開放された上端を絶縁基板６で閉塞し、更に、後述する一対の導体部２１、２２を絶縁基板６に形成された一対の貫通孔６ａ、６ｂに固定することにより、密封容器４の内部が密封される。そして、密封容器４の内部に接点機構２及び電磁石ユニット３を配置した状態でアーク遮断用のガスが注入される。

また、接点機構２は、この密封容器４の内部に配置されるものであり、絶縁基板６に一対の導体部２１、２２（以下、第１導体部２１、第２導体部２２と称する）を介して固定されている一対の固定接触子２３、２４（以下、第１固定接触子２３、第２固定接触子２４と称する）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、絶縁基板６の貫通孔６ａに挿通されて固定され、第２導体部２２は、絶縁基板６の貫通孔６ｂに挿通されて固定されている。

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、絶縁基板６の下面に沿って左右方向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と平行に左右方向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。
一方、第２固定接触子２４も、第１固定接触子２３と同様に、導電体金属部からなる側面視Ｃ字形状の導電板であり、絶縁基板６の下面に沿って左右方向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と平行に左右方向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。

第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４のそれぞれは、第１導体部２１及び第２導体部２２のそれぞれの下端面に突出形成されたピンを固定することにより、第１導体部２１及び第２導体部２２のそれぞれに固定されている。第１導体部２１及び第２導体部２２のピンの第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４のそれぞれへ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２６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。

更に、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２７が装着され、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２８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。
そして、可動接触子２５は、導電体金属を材料とした図１の左右方向に長尺な導電板であり、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３１に固定された連結軸３８に支持されている。可動接触子２５の中央部には、連結軸３８を挿通する貫通孔が形成されている。

連結軸３８の上下方向略中央部には、フランジ部３８ａ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３８の上方から挿通してフランジ部３８ａ上に載置される。そして、連結軸３８の上方から接触スプリング４０を挿通し、固定部材３９を連結軸３８の上方から連結軸３８に挿通し、接触スプリング４０で所定の付勢力を得るように接触スプリング４０の上端を固定部材３９によって止める。これにより、可動接触子２５は、連結軸３８に取り付けられる。
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４０による所定の接触力で接触するように設定されている。

また、容器本体５の内周面であって接点機構２の周囲には、図１に示すように、有底角筒状に形成された絶縁筒部７が配設されている。この絶縁筒部７は、図１に示すように、中央部に連結軸３８の挿通用孔７ｂを有する平板部７ａと、平板部７ａの可動接触子２５が延びる左右方向の両端縁から下方に延びる一対の下方延出部７ｃと、各下方延出部７ｃの下端から左右方向外方に延びる一対の底壁部７ｄと、平板部７ａ、一対の下方延出部７ｃ、及び一対の底壁部７ｄの周囲を囲むように上方に延びる周壁部７ｅとを備えている。絶縁筒部７は、絶縁性の例えば合成樹脂を成形することによって形成される。この絶縁筒部７は、金属製の容器本体５に対するアークの影響を遮断する絶縁機能を有する。

また、電磁石ユニット３は、可動プランジャ３１、第１アーマチュア３２、第２アーマチュア３３、励磁コイル３４、スプール３５、磁気ヨーク３６、及び復帰スプリング３７を備え、密封容器４の内部において接点機構２の下方に配置される。
可動プランジャ３１は、円柱状の鉄心で構成され、上面中央に上軸部３１ａを備えるとともに、下面中央に下軸部３１ｂを備えている。そして、可動プランジャ３１の上軸部３１ａは、可動接触子２５を取り付けた連結軸３８に固定され、可動プランジャ３１が連結軸３８を介して可動接触子２５に連結される。

また、第１アーマチュア３２は、左右方向及び前後方向に延びる略矩形状の所定板厚を有する鉄心平板で、可動プランジャ３１の可動接触子２５側の一端にある上軸部３１ａに取り付けられる。
また、第２アーマチュア３３は、左右方向及び前後方向に延びる略矩形状の所定板厚を有する鉄心平板で、可動プランジャ３１の可動接触子２５と反対側の他端にある下軸部３１ｂに取り付けられる。
また、励磁コイル３４は、励磁することにより磁力を発生させて可動プランジャ３１を駆動するものであり、可動プランジャ３１の周方向外側を覆うように配置された絶縁性のスプール３５の周囲に巻装されている。

更に、磁気ヨーク３６は、可動プランジャ３１、第２アーマチュア３３、スプール３５及び励磁コイル３４を内部に収容する。磁気ヨーク３６は、図１に示すように、側断面視Ｃ字形状の鉄板からなる一対の左側の磁気ヨーク半体３６ａ及び右側の磁気ヨーク半体３６ｂを組み合わせて構成される。左側の磁気ヨーク半体３６ａは、左右方向に延びる略矩形状の上板部３６ａａと、上板部３６ａａの左右方向外側端から下方に延びる略矩形状の側板部３６ａｂとを備えている。また、左側の磁気ヨーク半体３６ａは、側板部３６ａｂの下端から左右方向内側に延びる略矩形状の下板部３６ａｃと、上板部３６ａａ、側板部３６ａｂ、及び下板部３６ａｃの前側を塞ぐ図示しない前板部と、上板部３６ａａ、側板部３６ａｂ、及び下板部３６ａｃの後側を塞ぐ図示しない後板部とを備えている。また、右側の磁気ヨーク半体３６ｂは、左側の磁気ヨーク半体３６ａに対して左右対称形状をなしている。右側の磁気ヨーク半体３６ｂは、左右方向に延びる略矩形状の上板部３６ｂａと、上板部３６ｂａの左右方向外側端から下方に延びる略矩形状の側板部３６ｂｂとを備えている。また、右側の磁気ヨーク半体３６ｂは、側板部３６ｂｂの下端から左右方向内側に延びる略矩形状の下板部３６ｂｃと、上板部３６ｂａ、側板部３６ｂｂ、及び下板部３６ｂｃの前側を塞ぐ図示しない前板部と、上板部３６ｂａ、側板部３６ｂｂ、及び下板部３６ｂｃの後側を塞ぐ図示しない後板部とを備えている。そして、左側の磁気ヨーク半体３６ａ及び右側の磁気ヨーク半体３６ｂは、それぞれの開放端側を合わせるように組み合わされる。そして、左側の磁気ヨーク半体３６ａ及び右側の磁気ヨーク半体３６ｂを組み合わせたときのそれぞれの上板部３６ａａ、３６ｂａの組み合わせ部には、可動プランジャ３１の挿通を許容する可動プランジャ挿通孔３６ｃが形成される。一方、左側の磁気ヨーク半体３６ａ及び右側の磁気ヨーク半体３６ｂを組み合わせたときのそれぞれの下板部３６ａｃ、３６ｂｃの組み合わせ部には、後述する復帰スプリング収容部材３７ａが取り付けられる復帰スプリング収容部材取付孔３６ｄが形成される。磁気ヨーク３６は、絶縁筒部７あるいは密封容器本体５に固定するようにしてもよい。

そして、左側の磁気ヨーク半体３６ａ及び右側の磁気ヨーク半体３６ｂを組み合わせて磁気ヨーク３６を構成した際に、可動プランジャ３１、第２アーマチュア３３、スプール３５及び励磁コイル３４が内部に収容される。但し、可動プランジャ３１は、磁気ヨーク３６の可動プランジャ挿通孔３６ｃを上下に挿通した状態で磁気ヨーク３６の内部に収容されており、可動プランジャ３１の上軸部３１ａに取り付けられた第１アーマチュア３２は、磁気ヨーク３６の上板部３６ａａ、３６ｂａに対して上方に配置される。第１アーマチュア３２は、可動プランジャ挿通孔３６ｃよりも大きな外径を有し、磁気ヨーク３６の内部に入り込むことはない。

また、磁気ヨーク３６の復帰スプリング収容部材取付孔３６ｄには、有底筒型の復帰スプリング収容部材３７ａが取り付けられる。そして、復帰スプリング収容部材３７ａの内部には、復帰スプリング３７が配置されている。復帰スプリング３７は、圧縮スプリングで構成されて下端が復帰スプリング収容部材３７ａの底部に当接し、上端が可動プランジャ３１の下端に当接し、弾性力で可動プランジャ３１を常時上方に付勢している。
ここで、励磁コイル３４が非励磁状態のときには、可動プランジャ３１は復帰スプリング３７の弾性力によって常時上方に付勢されているので、図１及び図２に示すように、可動プランジャ３１の上軸部３１ａに取り付けられた第１アーマチュア３２は、磁気ヨーク３６の上板部３６ａａ、３６ｂａに対して上方に所定の間隔を開けた離れた位置に位置している。また、このとき、可動プランジャ３１の下軸部３１ｂに取り付けられた第２アーマチュア３３は、磁気ヨーク３６の下板部３６ａｃ、３６ｂｃに対して上方に所定の間隔を開けて位置している。ここで、第１アーマチュア３２と磁気ヨーク３６の上板部３６ａａ、３６ｂａとの間の間隔は、第２アーマチュア３３と磁気ヨーク３６の下板部３６ａｃ、３６ｂｃとの間の間隔と比べて小さい。

そして、励磁コイル３４に通電されて励磁されると、図２における矢印で示す方向に流れる磁束が発生し、その磁力によって可動プランジャ３１が復帰スプリング３７の弾性力に抗して前述の離れた位置から下降し、第１アーマチュア３２が磁気ヨーク３６の上板部３６ａａ、３６ｂａの上面に接触する。前述の磁束は、可動プランジャ３１から第１アーマチュア３２、磁気ヨーク３６の左側の磁気ヨーク半体３６ａの上板部３６ａａ、側板部３６ａｂ、下板部３６ａｃ及び第２アーマチュア３３を経て可動プランジャ３１に戻る流れのものと、可動プランジャ３１から第１アーマチュア３２、磁気ヨーク３６の右側の磁気ヨーク半体３６ｂの上板部３６ｂａ、側板部３６ｂｂ、下板部３６ｂｃ及び第２アーマチュア３３を経て可動プランジャ３１に戻る流れのものとがある。

また、励磁コイル３４の励磁状態が解除されると、可動プランジャ３１は復帰スプリング３７の弾性力によって常時上方に付勢されているので、上昇し、可動プランジャ３１の上軸部３１ａに取り付けられた第１アーマチュア３２は、磁気ヨーク３６の上板部３６ａａ、３６ｂａに対して上方に所定の間隔を開けた離れた位置に復帰する。
なお、図１に示すように、密封容器４の左右方向両外側には、一対のアーク消弧用永久磁石４１ａ，４１ｂが配置され、密封容器４の前後方向両外側にも、アーク消弧用の別個の一対の永久磁石（図示せず）が配置されている。
そして、接点機構２及び電磁石ユニット３を内部に収容した密封容器４は、図１に示すように、ケース本体８ａと蓋体８ｂとからなるケース８内に収容される。

次に、電磁接触器１の動作を説明する。
今、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が負荷装置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３４が非励磁状態にあって、可動プランジャ３１を下降させる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、前述したように、可動プランジャ３１は復帰スプリング３７の弾性力によって常時上方に付勢されているので、図１及び図２に示すように、可動プランジャ３１の上軸部３１ａに取り付けられた第１アーマチュア３２は、磁気ヨーク３６の上板部３６ａａ、３６ｂａに対して上方に所定の間隔を開けた離れた位置に位置している。また、このとき、可動プランジャ３１の下軸部３１ｂに取り付けられた第２アーマチュア３３は、磁気ヨーク３６の下板部３６ａｃ、３６ｂｃに対して上方に所定の間隔を開けて位置している。

このため、可動プランジャ３１に連結軸３８を介して連結されている接点機構２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２が開極状態となっている。
この釈放状態から、電磁石ユニット３の励磁コイル３４に通電し励磁コイル３４を励磁する。すると、前述したように、図２における矢印で示す方向に流れる磁束が発生し、その磁力によって可動プランジャ３１が復帰スプリング３７の弾性力に抗して前述の離れた位置から下降し、第１アーマチュア３２が磁気ヨーク３６の上板部３６ａａ、３６ｂａの上面に接触する。この際に、第２アーマチュア３３は磁気ヨーク３６の下板部３６ａｃ、３６ｂｃに接触しない。

このように、可動プランジャ３１が下降することにより、可動プランジャ３１に連結軸３８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２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４０の接触圧で接触する。
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を通じて負荷装置に供給される閉極状態となる。

そして、接点機構２の閉極状態から、負荷装置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、励磁コイル３４の励磁状態が解除され、可動プランジャ３１を下方に移動させる磁力がなくなる。これにより、可動プランジャ３１は復帰スプリング３７の弾性力によって常時上方に付勢されているので、上昇する。そして、可動プランジャ３１の上軸部３１ａに取り付けられた第１アーマチュア３２は、磁気ヨーク３６の上板部３６ａａ、３６ｂａに対して上方に所定の間隔を開けた離れた位置に復帰する。

この可動プランジャ３１が上昇することにより、連結軸３８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４０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４０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開始状態となる。
このような開極開始状態となると、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、これらアークは、これらアークの電流の流れと、密封容器４の左右方向両外側に配置された一対のアーク消弧用永久磁石４１ａ，４１ｂ及び密封容器４の前後方向両外側に配置されたアーク消弧用の一対の永久磁石（図示せず）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て消弧される。
そして、可動プランジャ３１の釈放動作が終了すると、開極終了となる。

次に、本実施形態に係る電磁接触器１の効果を図３に示す参考例に係る電磁接触器１０１と比較して説明する。
参考例に係る図３に示す電磁接触器１０１は、接点機構１０２と、接点機構１０２を駆動する電磁石ユニット１０３とを備えている。
接点機構１０２は、接点機構収容ケース１０４内に収容されており、この接点機構収容ケース１０４は、金属製の角筒体１０５と、この角筒体１０５の上端を閉塞する平板状のセラミック製の絶縁基板１０６とを備えている。角筒体１０５は、下端部に外方に突出するフランジ部が後述の磁気ヨーク１３５の上部磁気ヨーク１３５ｂの上面にシール接合されている。

そして、接点機構１０２は、絶縁基板１０６に一対の導体部を介して固定されている一対の固定接触子１２１、１２２（以下、第１固定接触子１２１、第２固定接触子１２２と称する）と、これら第１固定接触子１２１及び第２固定接触子１２２に対して接離可能に配置されている可動接触子１２３とを備えている。
一方、電磁石ユニット１０３は、可動プランジャ１３１、固定プランジャ１３２、励磁コイル１３３、スプール１３４、磁気ヨーク１３５、及び復帰スプリング１３６を備えている。

ここで、先ず、磁気ヨーク１３５は、固定プランジャ１３２、励磁コイル１３３、スプール１３４、及び復帰スプリング１３６を内側に収容する上端が開放した下部磁気ヨーク１３５ａと、下部磁気ヨーク１３５ａの開放端となる上端に固定された、板状の上部磁気ヨーク１３５ｂとを備えている。
また、可動プランジャ１３１は、円筒状の鉄心で構成された円筒部１３１ａと、円筒部１３１ａの上端に設けられた周鍔部１３１ｂとを備えている。可動プランジャ１３１は、可動接触子１２３を取り付けた連結軸１２４に固定されている。可動プランジャ１３１の円筒部１３１ａは、磁気ヨーク１３５の上部磁気ヨーク１３５ｂに形成された可動プランジャ貫通孔に対し上下方向移動可能に挿通され、周鍔部１３１ｂが上部磁気ヨーク１３５ｂの上側に位置する。

また、固定プランジャ１３２は、可動プランジャ１３１の下方に配置された円筒状の固定鉄心で、上端から下方に向けて可動プランジャ１３１の円筒部１３１ａを内部に配置する凹部１３２ａが形成されている。
この固定プランジャ１３２の凹部１３２ａには、可動プランジャ１３１の円筒部１３１ａを内側に収容した状態で有底筒状に形成されたキャップ１０７が配置され、このキャップ１０７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が、上部磁気ヨーク１３５ｂの下面にシール接合されている。接点機構収容ケース１０４及びキャップ１０７により上部磁気ヨーク１３５ｂの可動プランジャ貫通孔を介して連通される密封容器を構成する。この密封容器の内部には、アーク遮断用のガスが注入される。

また、励磁コイル１３３は、固定プランジャ１３２の周囲を囲繞するように配置されるスプール１３４の周囲に巻装されている。
また、復帰スプリング１３６は、キャップ１０７の底部と可動プランジャ１３１の円筒部１３１ａとの間に配置され、可動プランジャ１３１を常時上方に付勢するようにしている。
更に、上部磁気ヨーク１３５ｂの上面には、環状に形成された永久磁石１３７が可動プランジャ１３１の周鍔部１３１ｂの周囲を囲むように固定されている。永久磁石１３７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。また、永久磁石１３７の上面には、可動プランジャ１３１の周鍔部１３１ｂｃよりも小さい内径を有する環状の補助ヨーク１３８が固定されている。永久磁石１３７及び補助ヨーク１３８は、励磁コイル１３３の励磁状態が解除されたときに可動プランジャ１３１の周鍔部１３１ｂを吸着する機能を有する。

そして、この電磁接触器１０１において、励磁コイル１３３が非励磁状態にあって、可動プランジャ３１を下降させる磁力を発生していない釈放状態にある場合、可動プランジャ１３１は復帰スプリング１３６の弾性力によって常時上方に付勢されているので、可動プランジャ１３１の周鍔部１３１ｂは、上部磁気ヨーク１３５ｂに対して上方に所定の間隔を開けた離れた位置に位置している。
このため、可動プランジャ１３１に連結軸１２４を介して連結されている可動接触子１２３の接点部が、第１固定接触子１２１及び第２固定接触子１２２の接点部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１２１及び第２固定接触子１２２の間の電流路が遮断状態にあり、接点機構１０２が開極状態となっている。

この接点機構１０２の開極状態から、励磁コイル１３３に通電し励磁コイル１３３を励磁すると、可動プランジャ１３１の円筒部１３１ａ、周鍔部１３１ｂ、上部磁気ヨーク１３５ｂ、下部磁気ヨーク１３５ａ、固定プランジャ１３２、及び可動プランジャ１３１の円筒部１３１ａを流れる磁束が発生し、その磁力によって可動プランジャ１３１が復帰スプリング１３６の弾性力に抗して前述の離間した位置から下降し、周鍔部１３１ｂが上部磁気ヨーク１３５ｂの上面に接触する。
このように、可動プランジャ１３１が下降することにより、可動プランジャ１３１に連結軸１２４を介して連結されている可動接触子１２３も下降し、可動接触子１２３の接点部が第１固定接触子１２１及び第２固定接触子１２３の接点部に接触する。これにより、接点機構１０２が閉極状態となる。

そして、接点機構２の閉極状態から、励磁コイル１３３への通電を停止すると、励磁コイル１３３の励磁状態が解除され、可動プランジャ１３１を下方に移動させる磁力がなくなることにより、可動プランジャ１３１は復帰スプリング１３６の弾性力によって常時上方に付勢されているので、上昇し、また、周鍔部１３１ｂが永久磁石１３７の吸引力によって補助ヨーク１３８に吸着される。
この可動プランジャ３１が上昇することにより、連結軸１２４を介して連結された可動接触子１２３が上昇し、接点機構１０２が開極状態となる。

ここで、参考例に係る電磁接触器１０１にあっては、励磁コイル１３３を励磁した際に発生した、可動プランジャ１３１を動作させるための磁束は、補助ヨーク１３８及び永久磁石１３７の方にも流れてしまい、可動プランジャ１３１の動作特性の動作特性に対して悪影響を及ぼす。
これに対して、本実施形態に係る電磁接触器１の場合、励磁コイル３４を励磁した際に発生した磁束は、図２における矢印で示す方向に流れ、そのすべてが可動プランジャ３１を動作させるために働く。このため、可動プランジャ３１の動作特性を良好なものとすることができる。従って、本実施形態に係る電磁接触器１によれば、励磁コイル３４の励磁状態が解除されたときに可動プランジャ３１を吸着するための補助ヨーク及び永久磁石を用いることなく、可動プランジャ３１の動作特性を良好なものにした電磁接触器１を提供できる。

また、参考例に係る電磁接触器１０１の場合、励磁コイル１３３を励磁した際に発生した、可動プランジャ１３１を動作させるための磁束は、可動プランジャ１３１の円筒部１３１ａが固定プランジャ１３２の凹部１３２ａ内に配置されていることから、その円筒部１３１ａから固定プランジャ１３２に横方向（左右方向及び前後方向）にも流れる。このため、可動プランジャ１３１が動作中に横方向に引張られてしまい、可動プランジャ１３１の円滑な動作が妨げられる。
これに対して、本実施形態に係る電磁接触器１の場合、可動プランジャ３１を内部に配置する固定プランジャがなく、励磁コイル３４を励磁した際に発生した磁束は、図２における矢印で示す方向に流れ、そのすべてが可動プランジャ３１を下方に動作させるために働く。このため、可動プランジャ３１が円滑に動作することができる。また、本実施形態に係る電磁接触器１の場合、固定プランジャがないので、参考例のように、固定プランジャ１３２に対して凹部１３２ａを形成するような切削加工も不要となる。

また、本実施形態に係る電磁接触器１の場合、参考例に係る電磁接触器１０１のように固定プランジャ１３２、補助ヨーク１３８及び永久磁石１３７を必要としないため、電磁石ユニット３を構成する部品の点数が少なく構造もシンプルで簡単になるため、安価なものとすることができる。
また、参考例に係る電磁接触器１０１の場合、アーク遮断用のガスを封入するための密封容器の構造は、有底筒状に形成されたキャップ１０７を磁気ヨーク１３５の上部磁気ヨーク１３５ｂの下面にシール接合し、角筒体１０５及び角筒体１０５の上端を閉塞する絶縁基板１０６からなる接点機構収容ケース１０４の角筒体１０５のフランジ部を上部磁気ヨーク１３５ｂの上面にシール接合して構成される。そして、接点機構１０２及び可動プランジャ１３１は、この密封容器の内部に配置される。

これに対して、本実施形態に係る電磁接触器１の場合、密封容器４は、金属製の容器本体５の上端を絶縁基板６の下面に接合して構成される。そして、接点機構２及び電磁石ユニット３の全体が、密封容器４の内部に配置される。このため、密封容器４の構造、形状がシンプルで簡単になるとともにその密封容器４を組み立てる作業も容易となり、製造コストも安価になるという利点があります。
以上、本発明の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、第１固定接触子２３及び第２固定接触子２４は導電体で構成される必要はあるが、側面視Ｃ字形状の導電板で構成される必要は必ずしもない。

１ 電磁接触器
２ 接点機構
３ 電磁石ユニット
４ 密封容器
５ 密封容器本体
６ 絶縁基板
６ａ，６ｂ 貫通孔
７ 絶縁筒部
７ａ 平板部
７ｂ 挿通用孔
７ｃ 下方延出部
７ｄ 底壁部
７ｅ 周壁部
８ ケース
８ａ ケース本体
８ｂ 蓋体
２１ 第１導体部
２２ 第２導体部
２３ 第１固定接触子
２３ａ 上板部
２３ｂ 中間板部
２３ｃ 下板部
２３ｄ 第１接点部
２４ 第２固定接触子
２４ａ 上板部
２４ｂ 中間板部
２４ｃ 下板部
２４ｄ 第２接点部
２５ 可動接触子
２６ 磁性体板
２７，２８ 絶縁カバー
３１ 可動プランジャ
３２ 第１アーマチュア
３３ 第２アーマチュア
３４ 励磁コイル
３５ スプール
３６ 磁気ヨーク
３６ａ 左側の磁気ヨーク半体
３６ａａ 上板部
３６ａｂ 側板部
３６ａｃ 下板部
３６ｂ 右側の磁気ヨーク半体
３６ｂａ 上板部
３６ｂｂ 側板部
３６ｂｃ 下板部
３６ｃ 可動プランジャ挿通孔
３６ｄ 復帰スプリング収容部材取付孔
３７ 復帰スプリング
３７ａ 復帰スプリング収容部材
４１ａ，４１ｂ アーク消弧用永久磁石

Claims (2)

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を有する接点機構と、前記接点機構を駆動する電磁石ユニットとを備えた電磁接触器であって、
   前記電磁石ユニットが、前記可動接触子に連結された可動プランジャと、該可動プランジャの可動接触子側の一端に取り付けられた第１アーマチュアと、前記可動プランジャの可動接触子と反対側の他端に取り付けられた第２アーマチュアと、励磁することにより磁力を発生させて前記可動プランジャを駆動する励磁コイルと、前記可動プランジャ、前記第２アーマチュア及び前記励磁コイルを内部に収容し、前記励磁コイルが励磁されたときに、前記第１アーマチュアが離れた位置から移動して接触する磁気ヨークと、前記励磁コイルの励磁状態が解除されたときに、前記第１アーマチュアを前記磁気ヨークに対して前記離れた位置に復帰させる復帰スプリングとを備えていることを特徴とする電磁接触器。
2. 前記接点機構及び前記電磁石ユニットの全体が密封容器の内部に配置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。

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