接触装置和使用接触装置的电磁开关 |
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| 申请号 | CN201180005071.5 | 申请日 | 2011-06-14 | 公开(公告)号 | CN102804315B | 公开(公告)日 | 2016-04-27 |
| 申请人 | 富士电机株式会社; 富士电机机器制御株式会社; | 发明人 | 高谷幸悦; 铃木健司; 中康弘; | ||||
| 摘要 | 提供了一种 接触 装置，该装置能够减小固定接触件和可动接触件之间的间隙，并减少部件数目，由此使制造成本能够降低。还提供一种使用该接触装置的电磁 开关 。该接触装置设有：一对柱状固定接触件（6a，6b），该对柱状固定接触件以一预定间距固定到绝缘容器（4）的一个表面，且固定接触件的至少前边缘的接触面突出到所述绝缘密闭的容器内；可动接触件（11），该可动接触件设置成能与该对固定接触件（6a，6b）接触和分离；以及一对消弧用环状 永磁体 （9a，9b），该对消弧用环状永磁体分别附连于该对固定接触件（6a，6b）的外周面，并将 电弧 驱动到外侧。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种接触装置，包括： |
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| 说明书全文 | 接触装置和使用接触装置的电磁开关技术领域背景技术[0002] 在起到用于打开/闭合电流路径的接触装置作用的传统电磁继电器和电磁接触器中，已提出用于消灭在固定接触件和可动接触件打开从而相互远离时产生的电弧的各种接触机构，以使固定接触件和可动接触件彼此接触的接触机构的闭合状态通过中断电流而进入打开状态。 [0003] 例如，提出一种电磁继电器，该电磁继电器具有彼此离开一预定距离而设置的一对固定接触件、设置成能够与该对固定接触件接触和分离的可动接触件以及驱动可动接触件的电磁块，其中，U形磁性保持构件定位在密封容器的外侧，而该密封容器面向在固定接触件和可动接触件彼此面对的位置上的任一侧面，而两对永磁体定位在磁性保持构件的内侧上，以通过使用永磁体的磁力来使电弧伸长而消灭电弧（例如，参见专利文献1）。 [0004] 专利文献1：日本专利特开2010-10057号公报 [0005] 顺便提及，根据专利文献1中所述的现有技术，每对永磁体面向彼此地定位在该对固定接触件与可动接触件彼此面对的位置，因而，在可动接触件与该对固定接触件分离时所产生的电弧能通被永磁体的磁力拉开并由此容易被消灭。 [0006] 然而，尽管电弧可由永磁体的磁力拉长并容易被消灭，但现有技术具有这样未解决的问题：该对固定接触件和可动接触件之间的间隙必须放大以可靠地消灭电弧。 [0007] 现有技术另一未解决的问题是在密封容器的外侧上需要U形磁性支承构件和由磁性支承构件支承的两对永磁体，这导致部件数目和组装过程以及生产成本的增大。 发明内容[0008] 因此，鉴于上述未解决的问题来设计本发明，且本发明的目的是提供一种接触装置和使用这种接触装置的电磁开关，它们能够使固定接触件和可动接触件之间的间隙减小并减少部件数目和生产成本。 [0009] 为了实现上述目的，根据本发明的接触装置的第一方面具有：一对柱状固定接触件，该对柱状固定接触件固定到绝缘容器的表面，同时保持两者之间的预定间距，且柱状固定接触件分别具有突出到所述绝缘容器内的至少一个末端接触面；可动接触件，该可动接触件设置成能与该对固定接触件接触和分离；以及一对消弧用环状永磁体，该对消弧用环状永磁体分别附连于该对固定接触件的外周面并向外驱动电弧。 [0010] 根据此构造，沿轴向而被磁化的该对消弧用环状永磁体附连于柱状固定接触件的外周面。因此，当在使可动接触件与固定接触件分离时产生电弧时，产生的电弧可借助于消弧用环状永磁体的磁力而被驱动到消弧用环状永磁体的外侧。此外，通过借助于流经固定接触件的电流的磁场而使电弧沿周向转动可便于冷却电弧，从而切断较小间隙内的电流。 [0011] 在根据本发明的接触装置的第二方面中，消弧用环状永磁体的位于可动接触件侧上的各部分被磁化成N极。 [0012] 根据此构造，消弧用环状永磁体的位于可动接触件侧上的各部分被磁化成N极。这致使产生从N极经过永磁体的外侧而到达S极的磁力，将电弧驱动到消弧用环状永磁体的外侧。 [0013] 在根据本发明的接触装置的第三方面中，绝缘容器是密闭位于其内的气体的气密容器。 [0014] 根据此构造，固定接触件和可动接触件设置在密闭气体的气密容器内。因此，可以可靠地消除电弧。 [0015] 根据本发明的电磁开关的一个方面具有如上所述第一至第三方面中的任一个的接触装置，其中，可动接触件联接至操作电磁体的可动芯，而固定接触件分别连接到外连接端子。 [0016] 此构造可提供一种电磁开关，该电磁开关可减少部件数目、组装过程的数目以及生产成本。 [0017] 根据本发明，消弧用环状永磁体定位在柱状固定接触件的外周面上。因此，当在可动接触件与固定接触件分离的接触装置打开状态下产生电弧时，可借助于消弧用环状永磁体的磁力将电弧驱动到消弧用环状永磁体的外侧，且流经固定接触件的电流的磁场可便于通过使电弧沿周向转动来冷却电弧。为此，固定接触件和可动接触件之间的间隙可缩短。此外，简单地将消弧用环状永磁体附连于固定接触件的外周面可减少部件数目、组装过程数目和生产成本。 [0019] 图1是示出本发明应用于电磁接触器的第一实施例的剖视图； [0020] 图2(a)是本发明的接触装置的放大剖视图；而图2(b)是沿图2(a)的线A-A剖取的剖视图；以及 [0021] 图3是根据本发明的电磁接触器的分解立体图。 具体实施方式[0022] 下面将参照附图来描述本发明的实施例。 [0023] 图1是示出本发明的接触装置应用于起到电磁开关作用的电磁接触器的示例的剖视图。在图1中，附图标记1表示由例如合成树脂制成的外壳体。该外壳体1由具有开口的下端面的有底筒体1a以及将有底筒体1a的下端面闭合的底板1b构成。 [0024] 在外壳体1内，其中设置有接触机构的接触装置2以及用于驱动接触装置2的电磁单元3以电磁单元3定位在底板1b上的方式进行储存。 [0025] 如从图2和3中清楚可见，接触装置2具有绝缘气密容器4，该绝缘气密容器具有含有敞开下端的大致立方体状的上壳体和下壳体4a和4b的双重结构。绝缘气密容器4的上表面设有具有圆形横截面的通孔5a、5b，这些通孔沿纵向设置，在它们之间有一预定间距。由铜制成的一对固定接触件6a、6b例如被插入通孔5a、5b内并通过粘合剂等固定到通孔。 [0026] 固定接触件6a、6b中的每个由设置在上部分内的大直径头部7和设置在下部分内并同轴地连结到大直径头部7的小直径柱部8构成。圆柱形消弧用环状永磁体9a、9b通过粘合剂等附连并固定到小直径柱部8的外周面。这些消弧用环状永磁体9a、9b中的每个沿轴向被磁化，从而下面所述的永磁体位于可动接触件11上的下表面侧被磁化成N极，而大直径头部7侧磁化成S极。 [0027] 在此，消弧用环状永磁体9a、9b的下端面定位成比固定接触件6a、6b的小直径柱部8的下端面位置更高，但也可与小直径柱部8的下端面齐平地定位。换言之，如下所述，消弧用环状永磁体9a、9b的下端面的高度不特别受限，只要能将电弧驱动到消弧用环状永磁体9a、9b的外侧即可。 [0028] 与消弧用环状永磁体9a、9b附连的固定接触件6a、6b通过粘合剂等固定到上壳体4a以密封通孔5a、5b，而消弧用环状永磁体9a、9b和小直径柱部8插入上壳体4a的通孔 5a、5b。 [0029] 在接触装置2内，平坦的可动接触件11设置成与固定接触件6a、6b的小直径柱部8的下端面面对，且两者之间有预定的较短间隙，以能与这些下端面接触和分离。可动接触件11由接触弹簧13向上偏置并附连于接触件保持件12。 [0030] 接触件保持件12插入形成于下壳体4b内的插孔14并沿垂直方向被引导。接触件保持件12连接到下文所述的电磁单元3的可动芯，然后沿垂直方向被驱动。 [0031] 由上壳体4a和下壳体4b构成的绝缘气密容器4密闭位于其内的气体。 [0032] 此外，外连接端子板15a、15b螺接到固定接触件6a、6b的大直径头部7。 [0033] 如图1和3中所示，电磁单元3具有从侧面看为U形的磁轭21。具有开口的下端部的管状部21b在磁轭21的底板部21a的中心部分内形成。磁轭21的上表面连结到上表面磁轭22。 [0034] 具有绕在其周围的励磁线圈23的线圈保持件24附连于磁轭21的管状部21b的外周面，并且具有可滑动地安装于其内的可动芯25的有底管状盖26设置在管状部21b的内周面上。橡胶座27设置在盖26的底面上，该橡胶座通过与可动芯25的底面接触而吸收可动芯25下落的冲击。 [0035] 联接轴28装配到可动芯25的中心部分。联接轴28的头部经形成于上表面磁轭22内的通孔29向上延伸，并联接到接触件保持件12。 [0036] 此外，弹簧插孔30形成于可动芯25的联接轴28的周围，用于将可动芯25向下偏置的复位弹簧31附连于弹簧插孔30和上表面磁轭22之间。 [0037] 此外，绝缘气密容器4和上表面磁轭22通过接合构件32彼此接合。 [0038] 下面描述实施例的操作。 [0039] 假设外连接端子板15a例如连接到用于供给大电流的供电源，而外连接端子板15b连接到负载。 [0040] 假设，在此状态下，电磁单元3的励磁线圈23处于非供电状态，并且在电磁单元3内没有产生用于使可动芯25运动的励磁力。在此状态下，可动芯25由复位弹簧31沿向下方向偏置，以与上表面磁轭22分离并与橡胶座27邻接。因此，由接触件保持件12支承的可动接触件11与固定接触件6a、6b的小直径柱部8的下端面面对，且两者之间有一预定的较短间隙，该接触件保持件12通过联接轴28联接到可动芯25，并且接触装置2打开。 [0041] 在接触装置2的这一打开状态下，将电压施加于电磁单元3的励磁线圈23产生电磁单元3中的励磁力，从而抵抗复位弹簧31向上推动可动芯25。响应于此，通过联接轴28联接至可动芯25的接触件保持件12向上运动，且可动接触件11通过接触弹簧13的接触压力而与固定接触件6a、6b的小直径柱部8的底面相接触。 [0042] 由此，接触装置2进入闭合状态，在该闭合状态中，外部供电源的大电流i经由外连接端子板15a、固定接触件6a、可动接触件11、固定接触件6b和外连接端子板15b而供给到负载。 [0043] 当在此接触装置2的闭合状态下中断向负载的电流供应时，停止向电磁单元3的励磁线圈23施加电压。 [0044] 因此，用于使可动芯25向上运动的励磁力在电磁单元3内消失，由此可动芯25通过复位弹簧31的偏置力而下降。可动芯25的这种下降使通过联接轴28与其联接的接触件保持件12下降。由此，可动接触件11保持与固定接触件6a、6b接触，而接触压力通过接触弹簧13施加到可动接触件11。随后，一旦接触弹簧13的接触压力消失，则接触装置2进入可动接触件11向下而与固定接触件6a、6b分离的打开状态。 [0045] 一旦接触装置2进入打开状态，在可动接触件11与固定接触件6a、6b之间产生电弧。此时，消弧用环状永磁体9a、9b被磁化，从而其下端侧、即可动接触件11侧磁化成N极，而其上端侧磁化成S极。如图2(a)中所示，这形成从下端侧上的N极经过消弧用环状永磁体9a、9b的外侧而到达消弧用环状永磁体9a、9b的上端侧上的S极的磁通量φ1。因此，根据弗莱明左手定则，由于消弧用环状永磁体9a、9b的磁通量φ1和流经固定接触件6a、6b的电流，电弧被驱动到消弧用环状永磁体9a、9b的外侧。 [0047] 便于电弧的冷却的构造可有助于减少部件的数目，这是因为仅有必要将消弧用环状永磁体9a、9b附连于固定接触件6a、6b的小直径柱部8的外周面；因此，不需要起到磁轭作用的传统磁性保持构件。由此，组装过程的数目和生产成本可减少。 [0048] 此外，精确地消弧可使固定接触件6a、6b和可动接触件11之间的间隙变窄并减少用于中断电流的打开时间段。 [0049] 注意到本实施例描述了固定接触件6a、6b由大直径头部7和小直径柱部8构成，但本发明不限于此；因此，整个固定接触件6a、6b可形成为柱体。 [0050] 固定接触件6a、6b的小直径柱部8的横截面形状不限于圆形；因此，小直径柱部8的横截面形状可以是任何形状，包括椭圆形和正方形，并且据此，消弧用环状永磁体9a、9b的横截面形状可相应地改变。 [0051] 此外，本实施例描述了消弧用环状永磁体9a、9b的外周面部分露出的情况，但本发明不限于；因此，可用非磁性筒体来覆盖消弧用环状永磁体9a、9b的露出部分。 [0052] 此外，本实施例描述了起到消弧室作用的绝缘气密容器4密闭位于其内的气体的情况，但本发明不限于此；因此，可不密闭气体。 [0053] 此外，本实施例描述了可动接触件11平坦地形成的情况，但本发明不限于此；因此，可动接触件11的面向固定接触件6a、6b的接触点之间的中心部可成形为凹状或凸状。 [0054] 电磁单元3的构造不限于本实施例；因此，任何构造都可应用，只要接触件保持件12可以电磁方式运动即可。 [0055] 此外，本实施例描述了本发明的接触装置2应用于电磁接触器的情况，但本发明不限于此；因此，接触装置2可应用于电磁继电器或者任何开关，包括电磁开关。 [0056] 工业应用性 [0057] 本发明可提供一种接触装置，其中，在接触装置处于其打开状态时产生的电弧可被驱动到设置在柱状固定接触件的外周面上的消弧用环状永磁体的外侧，并可沿周向转动以进行冷却，并且固定接触件和可动接触件之间的间隙可减小。本发明还可提供一种使用这种接触装置的电磁开关。 [0058] 附图标记的说明 [0059] 1…外壳体,2…接触装置,3…电磁单元,4…绝缘气密容器,4a…上壳体,4b…下壳体,6a,6b…固定接触件,7…大直径头部,8…小直径柱部,9a,9b…消弧用环状永磁体,11…可动接触件,12…接触件保持件,13…接触弹簧,15a,15b…外连接端子板,21…磁轭,22…上表面磁轭,23…励磁线圈,24…线圈保持件,25…可动芯,26…盖,28…联接轴,31…复位弹簧。 |
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