接触机构和使用该接触机构的电磁接触器 |
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| 申请号 | CN201280003206.9 | 申请日 | 2012-05-09 | 公开(公告)号 | CN103140910B | 公开(公告)日 | 2016-08-03 |
| 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 | 立川裕之; 矶崎优; 鹿志村修; 高谷幸悦; 中康弘; 柴雄二; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供有 接触 机构以及使用该接触机构的电磁接触器，该接触机构构造成能抑制在供给 电流 时使可动触头打开的电磁排斥 力 ，而不增大整个结构的尺寸，并构造成改善消弧性能。将具有插入电流通路内的一对固定接触部（2a,2b）的固定接触件（2）和具有能够与该对固定接触部（2a,2b）接触和分离的一对可动接触部（3b,3c）的可动接触件（3）中的至少一个的形状设计成产生洛仑兹力的形状，该洛仑兹力抵抗在通有电流时在固定接触部和可动接触部之间、沿开极方向产生的电磁排斥力。抑制将在一对固定接触部和一对可动接触部之间产生的 电弧 朝向相对的固定接触部一侧驱动的力的磁体（14a,14b）设置在固定触头或可动触头中的至少一个上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种接触机构，其特征在于，包括固定接触件和可动接触件，所述固定接触件具有一对固定接触部，所述可动接触件具有能与所述一对固定接触部接触和分离的一对可动接触部，所述固定接触件和所述可动接触件插入电流通路内， |
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| 说明书全文 | 接触机构和使用该接触机构的电磁接触器技术领域[0001] 本发明涉及一种具有插入电流通路内的固定接触件和可动接触件的接触机构以及采用该接触机构的电磁接触器，并涉及这样一种接触机构，该接触机构适于产生抵抗使供有电流的可动接触件与固定接触件分离的电磁排斥力的洛仑兹力。 背景技术[0002] 在过去，提出将下述开关作为打开和关闭电流通路的接触机构。该开关具有这样的结构，即当以侧视图看时，固定接触件呈C形弯曲，固定触头形成于弯曲部处，而可动接触件的可动触头设置成能与固定触头接触和分离，该结构作为应用于诸如是断路器或电磁接触器的、在中断电流时产生电弧的开关的固定接触件。开关通过增大触头打开速度来快速地延长电弧，而增大触头打开速度是通过增大在中断大电流时作用于可动接触件的电磁排斥力来实现的（例如，参见专利文献1）。 [0004] 在先技术文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：JP2001-210170A [0007] 专利文献2：JP4-123719A 发明内容[0008] 本发明要解决的问题 [0009] 同时，在专利文献1中公开的现有技术中，当在侧视图中看时，可动接触件形成为C形，因而，产生的电磁排斥力较大。当由于短路等情况而中断大电流时，可动接触件的触头打开速度通过这种较大的电磁排斥力而增大，而电弧快速延长，因而，可以将事故电流限制在较小值。 [0010] 然而，电磁接触器需要防止可动接触件在通有短路时所流动的大电流时由电磁排斥力打开，该电磁接触器的回路由熔断器或断路器的组合构成。一般来说，接触弹簧的弹性力增大，以将在上述专利文献2中公开的现有技术应用于电磁接触器，该接触弹簧确保可动接触件和固定接触件之间的接触压力。 [0011] 如果由接触弹簧产生的接触压力如上所述增大，则还需要增大驱动可动接触件的、由电磁体产生的推力。为此，增大整个结构的尺寸。替代地，存在如下未解决的问题，即需要组合具有较大的电流限制作用和极好的断路性能的熔断器或断路器。 [0012] 为了解决该未解决的问题，考虑将固定接触件和可动接触件中的至少一个的形状设定为使洛仑兹力增大的形状，当通有电流时，该洛仑兹力抵抗在固定接触部和可动接触部之间产生的、沿接触件打开方向的电磁排斥力。 [0013] 在此情况下，可以通过增大洛仑兹力来抑制沿触头打开方向的电磁排斥力，当通有电流时，该洛仑兹力抵抗在固定接触部和可动接触部之间产生的、沿触头打开方向的电磁排斥力。然而，当中断电流时，在固定接触件和可动接触件之间产生电弧，且该电弧通过洛仑兹力沿与固定接触件和可动接触件之间的方向垂直的方向延长。由此，存在影响消弧的新问题。 [0014] 由此，考虑到现有技术中的未解决问题来作出本发明，且本发明的目的是提供一种接触机构和采用该接触机构的电磁接触器，该接触机构能抑制在通有电流时使可动接触件打开的电磁排斥力，而不增大整个结构的尺寸，并适于改善消弧性能。 [0015] 解决问题的手段 [0016] 为了实现上述目的，在根据本发明的一方面的接触机构中，将一对固定接触件和能与该对固定接触部接触和分离的可动接触件中的至少一个的形状设定成产生洛仑兹力的形状，该洛仑兹力抵抗在通有电流时在固定接触件和可动接触件之间产生的沿接触件打开方向的电磁排斥力，且该对固定接触件和可动接触件插入电流通路内。在所述一对固定接触件和可动接触件中的至少一个上设置磁体，该磁体抑制将在所述一对固定接触件和可动接触件的可动接触部之间产生的电弧驱动到相对侧的固定接触件的力。 [0017] 根据此结构，将固定接触件和可动接触件中的至少一个的形状设定为例如L形或C形，即产生洛仑兹力的形状，该洛仑兹力抵抗在通有电流时在固定接触部和可动接触部之间产生的、沿接触件打开方向的电磁排斥力。由此，可以抑制可动接触件在通有大电流时的打开，并可以通过设置在固定接触件和可动接触件中的至少一个上的磁体抑制将电弧驱动到相对侧的固定接触件的力。 [0018] 此外，在根据本发明的又一方面的接触机构中，可动接触件包括导电板，该导电板由可动部支承，并包括分别在其位于其正面和背面中的一个上的两端部处包括接触部，固定接触件包括L形导电板部，这些L形导电板部包括一对固定接触部、第一导电板部和第二导电板部，该对固定接触部面向导电板的接触部，第一导电板部支承该对固定接触部，并与导电板平行地向导电板两端的外侧延伸，而第二导电板部从第一导电板部的外端部延伸，并通过导电板的端部外侧。磁体设置成至少覆盖第二导电板部的面向固定接触部的部分。 [0019] 根据此结构，相对于由导电板构成的可动接触件，L形导电板部在固定接触件处由第一导电板部和第二导电板部形成，并且根据在通有电流时在第一导电板部内流动的电流和由第二导电板部形成的磁通量之间的关系，产生抵抗在通有电流时在固定接触件和可动接触件之间产生的沿触头打开方向的电磁排斥力的、沿可动接触件与固定接触件接触的方向的较大洛仑兹力。此外，通过设置在第二导电板部上的磁体，可以抑制将电弧驱动到相对侧的固定接触件的力。 [0020] 此外，在根据本发明的另一方面的接触机构中，固定接触件包括第三导电板部，这些第三导电板部与导电板平行地从第二导电板部的端部向内延伸，并形成为C形。磁体设置成至少覆盖第二导电板部的内表面。 [0021] 根据此结构，流动方向彼此相反的电流在第一和第三导电板部内流动。由此，可以在固定接触件的第三导电板部和可动接触件的导电板之间产生使可动接触件与固定接触件接触的电磁排斥力。此外，可以通过设置在第二导电板部上的磁体来抑制将在可动接触件和固定接触件之间产生的电弧驱动到相对侧的固定接触件的力。 [0022] 此外，在根据本发明的又一方面的接触机构中，可动接触件包括由可动部支承的导电板部、形成于导电板部两端处的C形弯曲部和形成于导电板部的面向C形弯曲部的表面上的接触部；固定接触件包括L形导电板部，这些L形导电板部包括一对第一导电板部和第二导电板部，接触部形成于该对第一导电板部上，该接触部与和导电板部平行地设置在C形弯曲部内的可动接触件的接触部接触，而第二导电板部分别从该对第一导电板部的内端延伸，并通过C形弯曲部的端部内侧；以及，磁体设置成至少覆盖可动接触件的C形弯曲的导电板部的内表面。 [0023] 根据此结构，C形弯曲部形成于可动接触件处，而通过采用C形弯曲部上的电流通路，在可动接触件的导电板部和固定接触件的第一导电板部之间产生沿可动接触件与固定接触件接触方向的电磁排斥力。此外，通过设置在C形弯曲部上的磁体，可以抑制将在可动接触件和固定接触件之间产生的电弧驱动到相对侧的固定接触件的力。 [0025] 根据此结构，由于产生了抵抗在电磁接触器通有电流时使可动接触件与固定接触件分离的电磁排斥力的洛仑兹力，可以减小使可动接触件与固定接触件接触的接触弹簧的弹性力。据此，还可以减小驱动可动接触件的电磁体的推力，因而，可以提供较小的电磁接触器。此外，通过磁体，可以抑制将在可动接触件和固定接触件之间产生的电弧驱动到相对侧的固定接触件的力。 [0026] 发明效果 [0027] 根据本发明，可以产生洛仑兹力，当包括插入电流通路内的固定接触件和可动接触件的接触机构通有大电流时，该洛仑兹力抵抗由可动接触件和固定接触件产生的沿触点打开方向的电磁排斥力。为此，可以在不采用机械压力的情况下可靠地防止可动接触件在通有大电流时被打开。此外，通过设置在固定接触件和可动接触件中的至少一个上的磁体，可以改善消弧性能，这些磁体抑制将在可动接触件和固定接触件之间产生的电弧驱动到相对侧的固定接触件的力。附图说明 [0028] 图1是示出当将本发明应用于电磁接触器时的第一实施例的剖视图。 [0029] 图2是示出本发明的接触机构的第一实施例的视图，(a)是当触头打开时的接触机构的立体图，(b)是当触头关闭时的接触机构的立体图，(c)是示出当触头关闭时的磁通量的剖视图，图2(d)是示出当触头打开时的接触机构的电弧产生状态的剖视图，以及(e)是示出沿(d)的线A-A剖取的磁场的视图。 [0030] 图3是示出移除了磁体的接触机构的视图，(a)是当触头关闭时的接触机构的剖视图，(b)是示出当触头打开时的接触机构的电弧产生状态的剖视图，以及(c)是示出沿(b)的线B-B剖取的剖视图中的磁场的视图。 [0031] 图4是示出本发明的接触机构的第二实施例的视图，(a)是立体图，(b)是当触头关闭时的接触机构的剖视图，以及(c)是示出当触头打开时的接触机构的电弧产生状态的剖视图。 [0032] 图5是能应用于第二实施例的电磁接触器的剖视图。 [0033] 图6是示出本发明的接触机构的第三实施例的视图，(a)是立体图，(b)是当触头关闭时的接触机构的剖视图，以及(c)是示出当触头打开时的接触机构的电弧产生状态的剖视图。 具体实施方式[0034] 下面，将参照附图来描述本发明的实施例。 [0035] 图1是示出应用了根据本发明的接触机构的电磁接触器的剖视图。 [0036] 在图1中，1表示由例如合成树脂制成的主体壳体。主体壳体1具有被分成两部分、即上壳体1a和下壳体1b的结构。接触机构CM设置在上壳体1a内。接触机构CM包括固定接触件2和可动接触件3，固定接触件固定地设置于上壳体1a内，而可动接触件设置成能够与固定接触件2接触和分离。 [0037] 此外，用于驱动可动接触件3的操作电磁体4设置在下壳体1b内。操作电磁体4包括设置成彼此面对的固定铁芯5和可动铁芯6。固定铁芯5由E形脚型层叠钢板构成，而可动铁芯6由E形脚型层叠钢板构成。 [0038] 通有单相交流电并卷绕在线圈保持件7周围的电磁线圈8固定到固定铁芯5的中央脚部5a。此外，在线圈保持件7的上表面和可动铁芯6中央脚部6a的基部之间设有复位弹簧9，该复位弹簧沿使可动铁芯6与固定铁芯5分离的方向推动可动铁芯6。 [0039] 此外，校正线圈10被嵌入固定铁芯5的外脚部的上端面内。可以通过校正线圈10来抑制因单相交流电磁体中的交流磁通量改变而引起的电磁吸引力的波动、噪声和振动。 [0040] 此外，接触件保持件11连接到可动铁芯6的上端部。可动接触件3被下压并保持在插孔11a内，因而，通过接触弹簧12获得抵着固定接触件2的预定接触压力，该插孔沿垂直于轴线的方向形成于接触件保持件11的上端部处。 [0041] 如图2中放大所示，可动接触件3的中间部由接触弹簧12所按压的细长杆状导电板3a构成，而可动接触部3b和3c分别形成于导电板3a的两个端部的下表面上。 [0042] 同时，如图2中放大所示，固定接触件2包括L形导电板部2g和2h。导电板部2g和2h分别包括第一导电板部2c和2d以及第二导电板部2e和2f。第一导电板部2c和2d支承一对固定接触部2a和2b，该对固定接触部从下方面向可动接触件3的可动接触部3b和3c，并与导电板3a平行地向外延伸。第二导电板部2e和2f从第一导电板部2c和2d的外端部向上延伸，并定位在导电板3a的外侧，并通过导电板3a的端部外侧。此外，L形导电板部2g和2h的上端部连接到外部连接端子2i和2j，如图1中所示，外部连接端子2i和2j向上壳体1a的外侧延伸，并固定到上壳体。 [0043] 此外，磁性板14a和14b固定地设置在L形导电板部2g和2h的第二导电板部2e和2f上。磁性板14a和14b分别包括内表面板部14c和侧板部14d和14e。内表面板部14c覆盖第二导电板部的内表面，在接触机构CM处于触点打开状态时，第二导电板部的内表面面向固定接触部2a和2b与可动接触部3b和3c之间的间隙。侧板部14d和14e从内表面板部14c的前端和后端向第二导电板部的外表面延伸，并通过第二导电板部2e和2f的侧表面。 [0044] 接下来，将描述第一实施例的操作。 [0045] 现在，当操作电磁体4的电磁线圈8处于非励磁状态时，在固定铁芯5和可动铁芯6之间不产生电磁吸引力，可动铁芯6沿可动铁芯6向上与固定铁芯5分离的方向被复位弹簧9推动，且可动铁芯6的上端部与止挡件13接触，以使可动铁芯6保持在电流中断位置。 [0046] 当可动铁芯6处于电流中断位置时，如由图2(a)中所示，可动接触件3由于接触弹簧12而与接触件保持件11的插孔11a的底部接触。在此状态下，形成于可动接触件3的导电板3a的两端部处的可动接触部3b和3c向上与固定接触件2的固定接触部2a和2b分离。由此，接触机构CM处于触点打开状态。 [0047] 当从接触机构CM的触点打开状态起将单相交流电供给到操作电磁体4的电磁线圈8时，在固定铁芯5和可动铁芯6之间产生吸引力，且可动铁芯6抵抗复位弹簧9被向下吸引。 由此，由接触件保持件11支承的可动接触件3向下移动，且可动接触部3b和3c在接触弹簧12的接触压力下与固定接触件2的固定接触部2a和2b接触，因而，接触机构处于触头关闭状态。 [0048] 当接触机构处于触头关闭状态时，从与例如直流电源（未示出）连接的固定接触件2的外部连接端子2i输入的、例如约几十kA的大电流通过第二导电板部2e、第一导电板部2c和固定接触部2a供给到可动接触件3的可动接触部3b。供给到可动接触部3b的大电流通过导电板3a和可动接触部3c供给到固定接触部2b。形成这样的电流通路：供给到固定接触部 2b的大电流沿该电流通路供给到第一导电板部2d、第二导电板部2f和外部连接端子2i并供给到外部负载。 [0049] 此时，在固定接触件2的固定接触部2a和2b和可动接触件3的可动接触部3b和3c之间产生沿着使可动接触部3b和3c打开的方向的电磁排斥力。 [0050] 然而，由于固定接触件2的L形导电板部2g和2h如图2中所示包括第一导电板部2c和2d和第二导电板部2e和2f，所以形成上述电流通路。由此，图2(c)中所示的磁场通过在可动接触件3内流动的电流来产生。为此，可以使这样的洛仑兹力根据弗莱明左手定则作用于可动接触件3的导电板3a，即，该洛仑兹力抵抗沿触点打开方向的电磁排斥力，并将可动接触部3b和3c压抵固定接触部2a和2b。 [0051] 由此，即便产生沿使可动接触件3打开的方向的电磁排斥力，也可以产生抵抗该电磁排斥力的洛仑兹力。因此，可以可靠地抑制可动接触件3被打开。为此，可以减少支承可动接触件3的接触弹簧12的按压力。由此，还可以减少由操作电磁体4产生的推力，并减小整个结构的尺寸。 [0052] 此外，在此情况下，可在固定接触件2处仅形成L形导电板部2g和2h，可以容易地机加工固定接触件2，且不需要产生抵抗沿触点打开方向的电磁排斥力的电磁力或机械力的单独构件。由此，可以抑制整个结构尺寸的增大，而不增大部件数目。 [0053] 当从接触机构CM的触头关闭状态起停止对操作电磁体4励磁并且中断电流时，如图2(d)中所示，可动接触件3的可动接触部3b和3c向上与固定接触件2的L形导电板部2g和2h的固定接触部2a和2b分离。此时，在固定接触部2a和2b和可动接触部3b和3c之间产生电弧15a和15b。电弧15a的电流方向对应于触点打开方向，且电弧15b的电流方向对应于与触点打开方向相反的方向。 [0054] 如果外部连接端子2i连接到正（+）极端子，而外部连接端子2j同时连接到负（-）极端子，固定接触件2的L形导电板部2g具有正极性，而L形导电板部2h具有负极性。由此，在L形导电板部2g的固定接触部2a和可动接触件3的可动接触部3b之间产生的电弧15a的电流方向如图2(e)中所示对应于从固定接触部2a指向可动接触部3b的方向。此外，在与电弧15a相邻的第二导电板部2e内流动的电流方向对应于相反的方向。 [0055] 为此，由电弧15a和第二导电板部2e产生的磁场沿磁场彼此排斥的方向产生。由此，如果如图3(a)中所示地省去磁性板14a和14b，则电弧15a的电弧端部由于电磁排斥力的影响而朝向内部、即朝向第二导电板部2f运动。因此，并未获得足以中断电弧的空间，因而，难以使电弧充分延长，并中断电弧。 [0056] 然而，在此实施例中，如图2(e)中所示，磁性板14a设置成覆盖L形导电板部2g的第二导电板部2e中与固定接触部2a和可动接触部3b之间的间隙面对的内表面，电弧15a产生于该间隙内。为此，由于可以通过磁性板14a屏蔽由第二导电板部2e产生的磁场，所以可以防止由第二导电板部2e产生的磁场影响电弧15a。 [0057] 相似地，由于磁性板14b甚至设置在与在固定接触部2b和可动接触部3c之间产生的电弧15b相邻的L形导电板部2h的第二导电板部2f上以覆盖第二导电板部的内表面，所以可以通过磁性板14a屏蔽由第二导电板部2f产生的磁场。由此，可以防止磁场影响电弧15b。 [0058] 因此，由于可以减少由第二导电板部2e和2f产生的磁场的影响，而不会使与电弧15a和15b相邻的、L形导电板部2g和2h的第二导电板部2e和2f远离电弧15a和15b，因此可以沿计划方向稳定地延长电弧15a和15b，并中断电弧，而不增大装置的尺寸。 [0059] 即，可以通过如下方式可靠地中断电弧15a和15b，即，施加外部磁场，以使电弧15a和15b沿与可动接触件3的导电板3a上的电流方向垂直的方向运动，并沿垂直于电流方向的该方向给出足以中断电弧15a和15b的中断空间。 [0060] 顺便提及，如果磁性板14a和14b并未设置在固定接触件2的L形导电板部2g和2h的第二导电板部2e和2f上，如图3（a）和3（b）中所示，当接触机构CM如图3（a）中所示处于触头关闭状态时，可以如上述第一实施例中那样产生抑制沿触点打开方向的电磁排斥力的洛仑兹力。但当在中断电流时如图3（b）中所示那样产生电弧15a和15b时，通过如图3(c)中所示在L形导电板部2g的第二导电板部2e中流动的电流，在L形导电板部2g周围形成具有顺时针磁通量Bb的磁场。同时，由于在电弧15a内电流方向对应于相反方向，具有逆时针磁通量Ba的磁场形成于电弧15a周围。 [0061] 为此，由在第二导电板部2e内流动的电流形成的磁场和由在电弧15a内流动的电流形成的磁场彼此排斥，且由该电磁排斥力产生使电弧端部向图3（c）中右侧、即向相对的L形导电板部2h运动的力F。在此电磁接触器中，施加了外部磁场，因而，沿可动接触件的驱动方向和沿垂直于可动接触件的导电板的电流方向的方向驱动电弧。因此，并未沿与电流方向垂直的方向获得足以中断电弧的空间，因而，难以使电弧充分延长，并中断电弧。 [0062] 特别是，当供给有大电流时，施加于电弧的电磁排斥力增大，因而，这种趋势变得明显。当固定接触件2的L形导电板部2g和2h的第二导电板部2e和2f与产生电弧的位置之间的距离增大时，则对电弧的影响减少。然而，固定接触件以较大尺寸形成于可动接触件的外侧，因而，增大了装置的尺寸。 [0063] 接下来，将参照图4来描述本发明的第二实施例。 [0064] 在第二实施例中，在可动接触件的背面侧产生抵抗由固定接触件和可动接触件产生的沿触点打开方向的电磁排斥力的洛仑兹力。 [0065] 即，第二实施例具有与上述第一实施例相同的结构，除了通过如下方式形成与导电板3a平行的第三导电板部2m和2n，即，弯曲固定接触件2的L形导电板部2g和2h的第二导电板部2e和2f，以覆盖上述第一实施例的图2的结构中的可动接触件3的导电板3a的端部的上端侧，因而，如图4中所示形成C形导电部2o和2p。 [0066] 根据第二实施例，当操作电磁体4的电磁线圈8处于非励磁状态时，吸引力不作用于固定铁芯5和可动铁芯6之间。由此，可动铁芯6和接触件保持件11如上述第一实施例中那样由复位弹簧9的弹性力向上推动，因而，接触机构CM如图4（a）中所示处于触点打开状态。 [0067] 当操作电磁体4的电磁线圈8从接触机构CM的触点打开状态被励磁时，由固定铁芯5产生吸引力，并且可动铁芯6抵抗复位弹簧9而被向下吸引。由此，接触件保持件11向下运动，且可动接触件3的可动接触部3b和3c在接触弹簧12的接触压力下与固定接触件2的固定接触部2a和2b接触，因而，接触机构如图4（b）中所示处于触头关闭状态。 [0068] 当接触机构CM如此处于触头关闭状态时，从与例如直流电源（未示出）连接的固定接触件2的外部连接端子2i输入的、例如约几十kA的大电流通过第三导电板部2m、第二导电板部2e、第一导电板部2c和固定接触部2a供给到可动接触件3的可动接触部3b。 [0069] 供给到可动接触部3b的大电流通过导电板3a和可动接触部3c供给到固定接触部2b。供给到固定接触部2b的大电流被供给到第一导电板部2d、第二导电板部2f、第三导电板部2n和外部连接端子2j，因而，形成电流通路，电流沿该电流通路而被供给到外部负载。 [0070] 此时，在固定接触件2的固定接触部2a和2b和可动接触件3的可动接触部3b和3c之间，产生沿可动接触部3b和3c打开方向的电磁排斥力。 [0071] 然而，由于固定接触件2的C形导电板部2o和2p包括第一导电板部2c和2d、第二导电板部2e和2f以及第三导电板部2m和2n，如图4（b）中所示，流动方向彼此相反的电流在固定接触件2的第三导电板部2m和2n和可动接触件3的面对第三导电板部2m和2n的导电板3a内流动。为此，可以在固定接触件2的第三导电板部2m和2n和可动接触件3的导电板3a之间的空间Aa和Ab内产生电磁排斥力。 [0072] 可以通过这种电磁排斥力产生将可动接触件3的导电板3a压抵固定接触件2的固定导电板部2a和2b的洛仑兹力。可以通过该洛仑兹力抵抗沿触点打开方向的电磁排斥力，该电磁排斥力在固定接触件2的固定导电板部2a和2b和可动接触件3的可动接触部3b和3c之间产生，因而，可以阻止可动接触件3的可动接触部3b和3c被打开。 [0073] 当从接触机构CM的触头关闭状态停止对操作电磁体4励磁且中断电流时，如图4(c)中所示，可动接触件3的可动接触部3b和3c向上与固定接触件2的L形导电板部2g和2h的固定接触部2a和2b分离。此时，在固定接触部2a和2b和可动接触部3b和3c之间产生电弧15a和15b。电弧15a的电流方向对应于触点打开方向，且电弧15b的电流方向对应于与触点打开方向相反的方向。 [0074] 为此，如上述第一实施例中那样，在固定接触件2的固定接触部2a和可动接触件3的可动接触部3b之间产生的电弧15a内所流动的电流方向与在相邻的固定接触件2的第二导电板部2e内流动的电流方向相反。 [0075] 为此，由电弧15a产生的磁场和由第二导电板部2e产生的磁场沿磁场彼此排斥的方向产生。由此，当磁性板14a设置成覆盖固定接触件2的第二导电板部2e的内表面以减少排斥时，由第二导电板部2e产生的磁场被屏蔽。由此，可以防止磁场影响电弧15a。此外，相似地，可以通过由磁性板14b屏蔽磁场来防止磁场影响电弧15b，该磁场从固定接触件2的第二导电板部2f产生，该第二导电板部与在固定接触部2b和可动接触部3c之间产生的电弧15b相邻。 [0076] 即便在第二实施例中，也可以通过在固定接触件2处形成有C形导电板部2o和2p的这一简单结构来产生洛仑兹力，该洛仑兹力抵抗在固定接触件2和可动接触件3之间产生的沿触点打开方向的电磁排斥力，并可以减少由导电板部产生的磁场，而不使与电弧15a和15b相邻的导电板部远离电弧。由此，可以获得与上述第一实施例的效果相同的效果。 [0077] 同时，在第一和第二实施例中描述了如下情况：磁性板14a和14b包括覆盖导电板部的内表面的内表面板部14c和从内表面板部14c的前端和后端向外侧延伸的侧板部14d和14e。然而，本发明不限于此，并且磁性板14a和14b可形成为覆盖导电板部的整个周缘。 [0078] 此外，在第二实施例中描述了新的接触机构CM应用于上述第一实施例的电磁接触器1的情况，但不限于该情况。 [0079] 即，包括C形导电板部2o和2p的接触机构CM可应用于图5中所示的电磁接触器20。在图5中，电磁接触器20包括接纳接触机构CM的桶状触头接纳壳体21。触头接纳壳体21包括形成支承固定接触件2的顶板的固定触头支承绝缘基板22、铜焊到固定触头支承绝缘基板 22的下表面并具有导电性的金属矩形管状本体23以及设置在金属矩形管状本体23的内周缘面上并具有带底部的矩形管状的绝缘矩形管状本体24。触头接纳壳体21形成为下表面敞开的桶的形状。 [0080] 此外，如图5中所示，在固定接触件2中，插孔25形成于C形导电板部2o和2p的第三导电板部2m和2n处，而形成于导电支承部26处的销部27插入插孔25，并通过例如铜焊一体固定到插孔25。 [0081] 同时，固定接触件2的导电支承部26所插入的通孔22a和22b以沿纵向（图5中的水平方向）的预定间隙形成于固定触头支承绝缘基板22内，固定接触件2的导电支承部26从上方插入这些通孔22a和22b，而销部27装配到并铜焊到C形导电板部2o和2p的插孔25。由此，固定接触件2由固定触点支承绝缘基板22支承。 [0082] 此外，绝缘盖30装配到导电支承部26的小直径部26a，并安装在固定接触件2的C形导电板部2o和2p上，以覆盖第二导电板部2e和2f以及第三导电板部2m和2n的内周缘面和两侧面。 [0083] 同时，如图5中所示，操作电磁体4包括U形磁轭31和上磁轭32。U形磁轭31在侧视图中为扁平状。上磁轭32固定在上端部之间，上端部是磁轭31的开口端部，并具有平板形状。 [0085] 绕线管34包括中心圆筒部35、下凸缘部36以及上凸缘部37，圆筒形辅助磁轭33插入该中心圆筒部，下凸缘部从中心圆筒部35的下端部径向向外延伸，而上凸缘部从中心圆筒部35中位于该中心圆筒部35上端部的略下方处的部分径向向外延伸。此外，电磁线圈38卷绕在由中心圆筒部35、下凸缘部36和上凸缘部37构成的接纳空间内。 [0086] 此外，与绕线管34的中心圆筒部35相面对的通孔32a形成于上磁轭32的中心部处。 [0087] 此外，以呈有底筒状并由非磁性材料制成的罩41设置在圆筒形辅助磁轭33和绕线管34的中心圆筒部35的内周缘上。在罩41的开口端部处形成以径向向外延伸的凸缘部41a被密封并连结于上磁轭32的下表面。由此，形成密封容器，在该密封容器中，触头接纳壳体21和罩41通过上磁轭32的通孔32a彼此连通。此外，包括触头接纳壳体21和罩41的密封容器填充有气体，比如氢气、氮气、氢气和氮气的混合气体、空气或SF6。 [0088] 另外，可动柱塞43设置在罩41内，以能够向上和向下滑动，该可动柱塞在罩41的底板部与其本身之间设有复位弹簧42。径向向外突出的周向凸缘部43a形成于可动柱塞43的从上磁轭32向上突出的上端部处。 [0089] 此外，形成为环状的永磁体44固定到上磁轭32的上表面，以围绕可动柱塞43的周向凸缘部43a。永磁体44沿垂直方向、即厚度方向被磁化，以使例如永磁体的上端部对应于N极，而下端部对应于S极。 [0090] 此外，辅助磁轭45固定到永磁体44的上端面，该辅助磁轭与永磁体44的形状相同，并包括中心开口，该中心开口的内直径小于可动柱塞43的周向凸缘部43a的外直径。可动柱塞43的周向凸缘部43a与辅助磁轭45的下表面接触。 [0091] 此外，由于永磁体44形成为环状，所以与例如在JP2-91901A中公开的永磁体被分成两件且这两件被设置在左侧和右侧的情况相比，部件数目减少。由此，降低了成本。此外，由于可动柱塞43的周向凸缘部43a设置在永磁体44的内周缘面附近，所以在穿过由操作电磁体44产生的磁通量的闭合回路内不会损失磁通量。由此，减少泄漏磁通量，因而，可以有效地利用永磁体的磁力。 [0092] 同时，永磁体44的形状不限于上述形状，并可以是四边形或四边形管状。简单来说，只要永磁体的内表面的形状对应于可动柱塞43的周向凸缘部43a的形状，永磁体的形状可以是任意形状。 [0093] 此外，用于支承可动接触件3的连接轴杆46固定到可动柱塞43的上端面，该连接轴杆经由形成于绝缘矩形管状本体24的底部内的通孔24a向上突出。 [0094] 根据图5的结构，在释放状态下，可动柱塞43由复位弹簧42向上推动，并且处于释放位置，在此释放位置，周向凸缘部43a的上表面与辅助磁轭45的下表面接触。在此状态下，可动接触件3的接触部3b和3c向上与固定接触件2的固定接触部2a和2b分离，因而，中断电流。 [0095] 在此释放状态下，可动柱塞43的周向凸缘部43a被操作电磁体44的磁力吸引到辅助磁轭45。由此，在磁力与复位弹簧42的推力相结合的情况下，可动柱塞43不会由于从外部施加的振动、冲击等不利地向下运动。由此，确保可动柱塞43与辅助磁轭45接触的状态。 [0096] 此外，在释放状态下，在电磁线圈38被励磁时由电磁线圈38产生的磁通量从可动柱塞43经过周向凸缘部43a，并经过周向凸缘部43a和上磁轭32之间的间隙到达上磁轭32。形成从上磁轭32通过U形磁轭31和圆筒形辅助磁轭33而到达可动柱塞43的闭合磁路。 [0097] 为此，可以增大可动柱塞43的周向凸缘部43a的下表面和上磁轭32的上表面之间的间隙内的磁通密度。由此，产生较大的吸引力，因而，可动柱塞43抵抗复位弹簧42的推力和永磁体44的吸引力向下运动。因此，通过连接轴杆46连接到可动柱塞43的可动接触件3的接触部3a和3c与固定接触件2的一对固定接触部2a和2b接触，因而，形成从固定接触件2的固定接触部2a通过可动接触件3指向固定接触件2的固定接触部2b的电流通路，并且输入电流。 [0098] 当输入电流时，可动柱塞43的下端面接近U形磁轭31的底板部31a。由此，形成闭合磁路，其中，由电磁线圈38产生的磁通量直接从可动柱塞43经周向凸缘部43a穿过上磁轭32、从上磁轭32穿过U形磁轭31、并从底板部31a直接回到可动柱塞43。 [0099] 为此，较大吸引力作用于可动柱塞43的周向凸缘部43a和上磁轭32之间的间隙内以及可动柱塞43的底部和磁轭31的底板部31a之间的间隙内，以使可动柱塞43保持在下部位置。由此，继续如下状态：通过连接轴杆46连接到可动柱塞43的可动接触件3接触部3b和3c与固定接触件2的固定接触部2a和2b接触。 [0100] 固定接触件2的C形导电板部2o和2p包括第一导电板部2c和2d、第二导电板部2e和2f和第三导电板部2m和2n。由此，在输入电流的状态下，流动方向彼此相反的电流在固定接触件2的第三导电板部2m和2n和可动接触件3中与第三导电板部2m和2n面对的导电板3a内流动，如上述图4(b)中所示。为此，可以在固定接触件2的第三导电板部2m和2n和可动接触件3的导电板3a之间的空间Aa和Ab内产生电磁排斥力。 [0101] 可以通过这种电磁排斥力产生将可动接触件3的导电板3a压抵固定接触件2的固定接触部2a和2b的洛仑兹力。可以通过该洛仑兹力抵抗沿触点打开方向的电磁排斥力，该电磁排斥力在固定接触件2的固定导电板部2a和2b和可动接触件3的可动接触部3b和3c之间产生，因而，可以防止可动接触件3的可动接触部3b和3c被打开。 [0102] 当从接触机构CM的触头关闭状态停止电磁线圈38的励磁且中断电流时，如图4(c)中所示，可动接触件3的可动接触部3b和3c向上与固定接触件2的L形导电板部2g和2h的固定接触部2a和2b分离。此时，在固定接触部2a和2b和可动接触部3b和3c之间产生电弧15a和15b。电弧15a的电流方向对应于触点打开方向，且电弧15b的电流方向对应于与触点打开方向相反的方向。 [0103] 为此，如上述第一实施例中那样，在固定接触件2的固定接触部2a和可动接触件3的可动接触部3b之间产生的电弧15a内流动的电流方向与在相邻的固定接触件2的第二导电板部2e内流动的电流方向相反。 [0104] 为此，由电弧15a产生的磁场和由第二导电板部2e产生的磁场沿磁场彼此排斥的方向产生。由此，当磁性板14a设置成覆盖固定接触件2的第二导电板部2e的内表面以减少排斥时，由第二导电板部2e产生的磁场被屏蔽。由此，可以防止磁场影响电弧15a。此外，相似地，可以通过磁性板14b来屏蔽磁场，该磁场由与在固定接触部2b和可动接触部3c之间产生的电弧15b相邻的固定接触件2的第二导电板部2f产生。由此，可以防止磁场影响电弧15b。 [0105] 此外，由于绝缘盖30设置在图5的结构中的固定接触件2的C形导电板部2o和2p的内周缘面上，可以通过绝缘盖30确保可动接触件3的两个端部与C形导电板部2o和2p的第三导电板部2m和2n之间的绝缘距离，并减小C形导电板部2o和2p处的可动接触件3沿可动方向的高度。由此，可以减小接触机构CM的尺寸。 [0106] 此外，操作电磁体4包括磁轭31和上磁轭32，电磁线圈38卷绕于周围的绕线管34、可动柱塞43、覆盖可动柱塞43的从上磁轭32突出的周向凸缘部43a的永磁体44以及辅助磁轭45。由此，可以减小由极化电磁体构成的可动柱塞43沿可动方向的高度，因而，可以减小操作电磁体4的尺寸。 [0107] 同时，在图5的结构中描述了如下情况：触头接纳壳体21包括可动触头支承绝缘基板22、金属矩形管状本体23和绝缘矩形管状本体24。然而，触头接纳壳体21不限于此，并且它可通过如下方式形成：用诸如陶瓷的绝缘材料形成其下表面开口的桶状本体，并将金属矩形管状本体通过铜焊等固定到桶状本体的开口端面。 [0108] 接下来，将参照图6来描述本发明的第三实施例。 [0109] 在第三实施例中，C形弯曲部与上述第二实施例不同地形成于可动接触件处。 [0110] 即，在第三实施例中，如图6(a)到6(c)中所示，在导电板3a上方弯曲的C形弯曲部3h和3i包括从可动接触件3的导电板3a的两端部向上延伸的第一导电板部3d和3e以及从第一导电板部3d和3e的上端部向内延伸的第二导电板部3f和3g。可动接触部3j和3k形成于这些C形弯曲部3h和3i的第二导电板部3f和3g的前端部的下表面上。 [0111] 此外，固定接触件2的L形导电板部2u和2v包括第四导电板部2q和2r以及第五导电板部2s和2t。当接触机构CM处于触头打开状态时，第四导电板部2q和2r面向可动接触件3的C形弯曲部3h和3i的第二导电板部3f和3g与导电板3a之间的间隙。第四导电板部2q和2r向内延伸。第五导电板部2s和2t从这些第四导电板部2q和2r的内端部向上延伸，并通过可动接触件3的C形弯曲部3h和3i的内端部的内侧。此外，固定接触部2w和2x在面向可动接触件3的可动接触部3j和3k的位置处形成于第四导电板部2q和2r上。 [0112] 此外，磁性板14a和14b固定地设置成覆盖可动接触件3的第一导电板部3d和3e的内表面。磁性板14a和14b各自设置在第一导电板部3d和3e上的如下位置，即面向在触头关闭状态下固定接触部2w和2x以及可动接触部3j和3k之间的间隙，以覆盖第一导电板部3d和3e的周缘。 [0113] 根据第三实施例，当操作电磁体4的电磁线圈8处于非励磁状态时，可动铁芯6通过复位弹簧9而向上运动，并处于接触件保持件11与止挡件13接触的位置。此时，如图6（c）中所示，接触机构CM的可动接触件3的导电板3a由于接触弹簧12而与插孔11a的底部接触。此外，固定接触件2的第四导电板部2q和2r定位在C形弯曲部3h和3i的第二导电板部3f和3g与导电板3a之间，且固定接触部2w和2x向下与可动接触部3j和3k分离，因而，接触机构处于触头关闭状态。 [0114] 当操作电磁体4的电磁线圈8从接触机构CM的触点打开状态被励磁时，可动铁芯6抵抗复位弹簧9而被固定铁芯5吸引，且由此接触件保持件11向下运动。为此，接触机构CM处于触头关闭状态，其中，可动接触件3的可动接触部3j和3k如图6(b)中所示与固定接触件2的固定接触部2w和2x接触。 [0115] 当接触机构如此处于触头关闭状态时，从与例如直流电源（未示出）连接的固定接触件2的外部连接端子2i输入的、例如约几十kA的大电流经第五导电板部2s、第四导电板部2q和固定接触部2w而被供给到可动接触件3的可动接触部3j。供给到可动接触部3j的大电流经第二导电板部3f、第一导电板部3d、导电板3a、第一导电板部3e、第二导电板部3g和可动接触部3k而被供给到固定接触部2x。形成这样的电流通路：供给到固定接触部2x的大电流沿该电流通路经第四导电板部2r、第五导电板部2t和外部连接端子2j而被供给到外部负载。 [0116] 此时，沿可动接触部3j和3k打开方向的电磁排斥力在固定接触件2的固定接触部2w和2x和可动接触件3的可动接触部3j和3k之间产生。 [0117] 然而，由于可动接触件3的C形弯曲部3h和3i如图5中所示包括导电板3a、第一导电板部3d和3e以及第二导电板部3f和3g，流动方向彼此相反的电流在可动接触件3的导电板3a内和固定接触件2的第四导电板部2q和2r内流动。 [0118] 为此，如图6(b)中所示，可以通过使电磁排斥力作用于可动接触件3的导电板3a和固定接触件2的第四导电板部2q和2r之间的空间Ac和Ad内来产生洛仑兹力，该洛仑兹力将可动接触件3的可动接触部3j和3k压抵固定接触件2的固定接触部2w和2x。可以通过该洛仑兹力抵抗沿触点打开方向的电磁排斥力，该电磁排斥力在固定接触件2的固定接触部2w和2x和可动接触件3的可动接触部3j和3k之间产生，因而，可以阻止可动接触件3的可动接触部3j和3k在通有大电流时被打开。 [0119] 此外，在第三实施例中，由于L形导电板部2u和2v形成于固定接触件2处，磁通量加强部通过L形导电板部2u和2v的第五导电板部2s和2t形成于可动接触件3的第二导电板部3f和3g上方。由此，还可以产生与上述第一实施例的洛仑兹力相同的洛仑兹力，因而，可以更可靠地防止可动接触件3被打开。 [0120] 当从接触机构CM的触头关闭状态停止对操作电磁体4励磁且中断电流时，如图6(c)中所示，可动接触件3的可动接触部3j和3k向上与固定接触件2的L形导电板部2u和2v的固定接触部2w和2x分离。此时，在固定接触部2w和2x和可动接触部3j和3k之间产生电弧15a和15b。电弧15a的电流方向对应于触点打开方向，且电弧15b的电流方向对应于与触点打开方向相反的方向。 [0121] 如果外部连接端子2i连接到正（+）极端子，而外部连接端子2j同时连接到负（-）极端子，固定接触件2的L形导电板部2u具有正极性，而L形导电板部2v具有负极性。由此，在L形导电板部2u的固定接触部2w和可动接触件3的可动接触部3j之间产生的电弧15a的电流方向如图6(c)中所示对应于从固定接触部2w指向可动接触部3j的方向。此外，在与电弧15a相邻的可动接触件3的第一导电板部3d内流动的电流方向对应于相反的方向。 [0122] 为此，由电弧15a和第一导电板部3d产生的磁场沿磁场彼此排斥的方向产生。由此，磁性板14a设置成覆盖可动接触件3的第一导电板部3d的周缘，以减少排斥力。因此，可靠地屏蔽由第一导电板部3d产生的磁场，因而，可以防止第一导电板部3d的磁场影响电弧15a。 [0123] 相似地，覆盖第一导电板部3e周缘的磁性板14b设置成减少由与电弧15b相邻的可动接触件3的第一导电板部3e产生的磁场对在固定接触件2的固定接触部2x和可动接触部3k之间产生的电弧15b的影响。由此，可靠地屏蔽由第一导电板部3e产生的磁场，因而，由第一导电板部3e产生的磁场不会影响电弧15b。 [0124] 因此，即便在第三实施例中，也可以减少由导电板部产生的磁场的影响，而不使与电弧相邻的导电板部如上述第一和第二实施例中那样远离电弧。为此，可以沿计划方向稳定地延长电弧，并中断电弧，而不增大装置尺寸。 [0125] 即便在第三实施例中，也可以产生抵抗在固定接触件2和可动接触件3之间产生的沿触点打开方向的电磁排斥力的洛仑兹力，并抑制由导电板部产生的磁场对电弧的影响，而不使与电弧相邻的导电板部远离电弧。由此，可以获得与上述第一和第二实施例的效果相同的效果。 [0126] 同时，在第三实施例中描述了如下情况：磁性板14a和14b设置在位于第一导电板部3d和3e上的如下位置，即面向在触头关闭状态下固定接触部2w和2x以及可动接触部3j和3k之间的间隙，以覆盖第一导电板部3d和3e的周缘。然而，如上述第一和第二实施例中那样，磁性板14a和14b可设置成覆盖第一导电板部3d和3e的内表面、前表面和后表面。 [0127] 在第三实施例中，固定接触件2的L形导电板部2u和2v的第四导电板部2s和2t比可动接触件3的第一导电板部3d和3e更远离电弧15a和15b。然而，由于第四导电板部2s和2t接近电弧15a和15b，磁性板14a和14b可固定地设置在第四导电板部2s和2t上。 [0128] 此外，在上述实施例中描述了如下情况：本发明的接触机构CM应用于电磁接触器。然而，本发明不限于此，且本发明的接触机构CM可应用于诸如开关之类的任意装置。 [0129] 工业应用性 [0130] 根据本发明，可以提供一种接触机构和采用该接触机构的电磁接触器，该接触机构能在通有电流时抑制使可动接触件打开的电磁排斥力，而不增大整个结构的尺寸，并适于改善消弧性能。 [0131] 附图标记说明 [0132] 1:主体壳体 [0133] 1a:上壳体 [0134] 1b:下壳体 [0135] CM:接触机构 [0136] 2:固定触头 [0137] 2a,2b：固定接触部 [0138] 2c,2d:第一导电板部 [0139] 2e,2f:第二导电板部 [0140] 2g,2h:L形导电板部 [0141] 2i,2j:外部连接端子 [0142] 2m,2n:第三导电板部 [0143] 2o,2p:C形导电板部 [0144] 2q,2r:第四导电板部 [0145] 2s,2t:第五导电板部 [0146] 2u,2v:L形导电板部 [0147] 2w,2x:固定接触部 [0148] 3:可动接触件 [0149] 3a:导电板 [0150] 3b,3c:可动接触部 [0151] 3d,3e:第一导电板部 [0152] 3f,3g:第二导电板部 [0153] 3h,3i:C形弯曲部 [0154] 3j,3k:可动接触部 [0155] 4:操作永磁体 [0156] 5:固定铁芯 [0157] 6:可动铁芯 [0158] 8:电磁线圈 [0159] 9:复位弹簧 [0160] 11:接触件保持件 [0161] 12:接触弹簧 [0162] 13:止挡件 [0163] 14a,14b:磁性板 [0164] 15a,15b:电弧 [0165] 21:触头接纳壳体 [0166] 22:固定触头支承绝缘基板 [0167] 23:金属矩形管状本体 [0168] 24:绝缘矩形管状本体 [0169] 30:绝缘盖 [0170] 31:磁轭 [0171] 32:上磁轭 [0172] 33:圆筒形磁轭 [0173] 34:绕线管 [0174] 38:电磁线圈 [0175] 41:罩 [0176] 42:复位弹簧 [0177] 43:可动柱塞 [0178] 43a:周向凸缘部 [0179] 44:环形永磁体 [0180] 45:辅助磁轭 [0181] 46:连接轴杆 |
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