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1、(10)申请公布号 CN 102804315 A (43)申请公布日 2012.11.28 CN 102804315 A *CN102804315A* (21)申请号 201180005071.5 (22)申请日 2011.06.14 2010-180241 2010.08.11 JP H01H 50/00(2006.01) H01H 1/66(2006.01) H01H 50/54(2006.01) (71)申请人 富士电机株式会社 地址 日本神奈川县 申请人 富士电机机器制御株式会社 (72)发明人 高谷幸悦 铃木健司 中康弘 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100。
2、 代理人 朱立鸣 (54) 发明名称 接触装置和使用接触装置的电磁开关 (57) 摘要 本发明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） ，。
3、 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。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.06.21 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2011/003378 2011.06.14 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/020528 JA 2012.02.16 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种接触装置， 包括 ： 一对柱状固定接触。
4、件， 所述一对柱状固定接触件固定至绝缘容器的表面， 同时保持两 者之间的一预定间距， 并且柱状固定接触件的每一个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， 所述可动接触件设置成能与所述一对固定接触件接触和分离 ； 以及 一对消弧用环状永磁体， 所述一对消弧用环状永磁体分别附连于所述一对固定接触件 的外周面， 并向外驱动电弧。 2. 如权利要求 1 所述的接触装置， 其特征在于， 所述消弧用环状永磁体的位于所述可 动接触件侧的部分被磁化成 N 极。 3.如权利要求1或2所述的接触装置， 其特征在于， 所述绝缘容器是密闭位于其内的气 体的气密容器。 4. 一种电磁开关， 所述。
5、电磁开关包括如权利要求 1 至 3 中任一项所述的接触装置， 其 中， 所述可动接触件联接至电磁装置的可动芯， 而所述固定接触件分别连接到外连接端子。 权 利 要 求 书 CN 102804315 A 2 1/5 页 3 接触装置和使用接触装置的电磁开关 技术领域 0001 本发明涉及一种具有插设到电流路径中的固定接触件和可动接触件的接触装置 以及使用接触装置的电磁开关， 接触装置能够容易地消灭在固定接触件和可动接触件打开 时、 即当电流中断时产生的电弧。 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。
6、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。
7、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。
8、 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。
9、。 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 说 明 书 CN 102804315 A 3 2/5 页 4 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。
10、。 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， 固定接点和可动接点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。
11、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。 0018 通过将具有上述效果的接触装置应用于电磁开关， 能提供能够减少部件数目、 组 装过程数目和生产成本的电磁接触器。 附图说明 0019 图 1 是示出本发明应用于电磁接触器的第一。
12、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 。
13、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 说 明 书 CN 102804315 A 4 3/5 页 5 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。
14、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。
15、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。
16、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。
17、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。
18、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 说 明 书 CN 102804315 A 5 4/5 页 6 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 1。
19、2 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，。
20、 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。
21、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 1。因此， 根 据。
22、弗莱明左手定则， 由于消弧用环状永磁体 9a、 9b 的磁通量 1 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。 0046 此外， 由于大电流向下流经固定接触件 6a， 固定接触件 6a 的自身电流路径的磁场 产生逆时针磁通量2， 如图2(b)中所示。 该磁通量2便于沿周向转动电弧， 从而便于电 弧的冷却 （能量吸收） 。 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 作用的传统磁性支承构件。由此， 组装过程。
23、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。
24、 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 说 明 书 CN 102804315 A 6 5/5 页 7 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。
25、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。
26、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。 说 明 书 CN 102804315 A 7 1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102804315 A 8 2/3 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102804315 A 9 3/3 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102804315 A 10 。