专利名称：接触机构和使用该接触机构的电磁接触器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接触机构,该接触机构包括插入电流通路内的固定接触件和可动接触件，并涉及一种采用该接触机构的电磁接触器，其中，产生对抗电磁排斥力的洛仑兹力，这种电磁排斥力致使可动接触件在通有电流时与固定接触件分离。
背景技术：
至今，作为实施打开和关闭电流通路的接触机构，例如已提出一种开关，其中，通过采用固定接触件以从侧面看为向后弯曲(折返)成U形的构造以作为应用于诸如断路器、限流器或电磁接触器之类的开关的固定接触件，在这些开关中，当切断电流时在容器内产生电弧，固定触点形成于弯曲部上，而可动接触件的可动触点设置成它能与固定触点接触 和分离，当切断大电流时，打开速度通过增大作用于可动接触件上的电磁排斥力来增大，并且快速地拉长电弧(例如，参见专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献I JP-A-2001-210170
发明内容
本发明要解决的问题然而，借助专利文献I中所述的至今已知的示例，产生的电磁排斥力通过从侧面看为U形的固定接触件来增大，当切断由于短路等造成的大电流时，切断大电流时的可动接触件的打开速度通过较大的电磁排斥力来增大，电弧快速地延长，并可以将故障电流限制到较小值。然而，在处理大电流的电磁接触器中，由于有必要阻止可动接触件由于在通有大电流时产生的电磁排斥力而造成被打开，不可以应用专利文献I中所述的至今已知的示例，并且一般通过增大接触弹簧的弹力来解决这种需求，该弹力确保可动接触件相对于固定接触件的接触压力。当以此方式增大由接触弹簧提供的接触压力时，还有必要增大在驱动可动接触件的电磁体内所产生的推力，并存在总体构造尺寸增大这一未解决的问题。因此，聚焦于至今已知示例的未解决问题而设计的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，其中，可以借助可动接触件沿它所运动的方向的厚度减小的扁平构造来抑制致使可动接触件在供电时被打开的电磁排斥力。解决问题的方法为了实现上述的目的，根据本发明的接触机构的第一方面是包括插入电流通路内的固定接触件和可动接触件。关于接触机构，固定接触件包括设置成和固定成维持预定间距的一对平板导体，可动接触件包括与固定接触件的该对平板导体相对设置的平板导体，因而，它能与该对平板导体接触和分离，以及电流通路至少形成于可动接触件和固定接触件的平板导体的彼此相对的宽度方向上的两侧位置，电流沿相同方向流经每条电流通路。
根据此构造，固定接触件和可动接触件都形成为扁平的平板导体，并且通过形成电流在平板导体的宽度方向上的两侧沿相同方向流经的电流通路，可以通过在通电时产生沿将可动接触件压抵固定接触件的方向的洛仑兹力而抑制可动接触件的打开。此外，在根据本发明的接触机构的第二方面，在宽度方向上的两侧部形成电流通路的U形槽从前向后贯通地在固定接触件或可动接触件的任一个的平板导体内形成，且接触部形成于以U形槽为边界的板部上，并且形成与U形槽的电流通路相对的电流通路的通孔形成于另一平板导体上。根据此构造，电流通路通过在固定接触件(或可动接触件)的平板导体宽度方向上的两侧的U形槽来形成，电流通路通过沿可动接触件(或固定接触件)的平板导体的宽度方向上的两侧中的通孔来形成，并由于沿相同方向流经两组电流通路的电流，可以通过产生将可动接触件压抵固定接触件的洛仑兹力来抑制可动接触件的打开。此外，在根据本发明的接触机构的第三方面，在内侧开口的U形槽形成于固定接 触件的该对平板导体内的朝向内侧的位置，并且固定接触部形成于以U形槽为边界的板部上，与固定接触部相对的一对可动接触部形成于可动接触件的平板导体的两端部上，且在宽度方向上的两侧形成电流通路的通孔形成于该对可动接触部的内侧。也根据此构造，通过在固定接触件和可动接触件内形成彼此相对的电流通路，而电流沿相同方向流经这些电流通路，由此，可以通过产生将可动接触件压抵固定接触件的洛仑兹力来抑制可动接触件的打开，。此外，在根据本发明的接触机构的第四方面，固定接触部形成于固定接触件的该对平板导体上的内侧端部位置，并且在宽度方向上的两侧形成电流通路的通孔形成于固定接触部的外侧上，向外开口的U形槽形成于可动接触件的平板导体内的与固定接触部相对的位置，且与固定接触部相对的可动接触部形成于以U形槽为边界的板部上。也根据此构造，通过在固定接触件和可动接触件内形成彼此相对的电流通路，而电流沿相同方向流经这些电流通路，由此，可以通过产生将可动接触件压抵固定接触件的洛仑兹力来抑制可动接触件的打开。此外，根据本发明的电磁接触器的第一方面包括根据第一至第四方面中的任一方面的接触机构，其中，可动接触件联接于操作电磁体的可动铁芯，且固定接触件连接到外部连接端子。根据此构造，产生抵抗电磁排斥力作用的洛仑兹力，而该电磁排斥力在电磁接触器通有电流时造成可动接触件和固定接触件分离，并因此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力。由此，还可以减小驱动可动接触件的电磁体的推力，并因此可以提供紧凑的电磁接触器。发明的优点根据本发明，构成接触机构的固定接触件和可动接触件都形成为平板导体，并可以产生抵抗打开方向的电磁排斥力作用的洛仑兹力，当通有大电流时，该电磁排斥力产生于固定接触件和可动接触件内。由此，可以在不使用机械按压力的情况下可靠地在通有大电流时阻止可动接触件的打开。此外，通过将具有上述的优点的接触机构应用于电磁接触器，可以在处于关闭状态的扁平的接触机构通有大电流时可靠地防止可动接触件打开，并因此可以应用紧凑的电磁接触器。
图I是示出本发明应用于电磁接触器的情况的第一实施例的剖视图。图2是示出本发明的接触机构的第一实施例的视图，其中，(a)是立体图，(b)是示出当打开时的接触机构的剖视图，(C)是示出当关闭时的接触机构的剖视图，以及(d)是示出当关闭时的电流通路的平面图。图3是示出本发明的接触机构的第二实施例的视图，其中，(a)是立体图，(b)是示出当打开时的接触机构的剖视图，(C)是示出当关闭时的接触机构的剖视图，以及(d)是示出当关闭时的电流通路的平面图。
具体实施方式
·下面，将基于附图对本发明的实施例进行说明。在图I中，I是由例如合成树脂制成的主体壳体。主体壳体I具有由上壳体Ia和下壳体Ib构成的两部分结构。接触机构CM安装在上壳体Ia内。接触机构CM包括固定接触件2和可动接触件3，固定接触件设置成固定于上壳体Ia内，而可动接触件设置成能够与固定接触件2接触和分离。此外，驱动可动接触件3的操作电磁体4设置在下壳体Ib内。操作电磁体4为由E-脚型钢板构成的固定铁芯5和以相同方式由E-脚型钢板构成的可动铁芯6彼此相对设置。通有单相电流并卷绕在线圈保持件7内的电磁线圈8固定到固定铁芯5的中央脚部5a。此外，使可动铁芯6沿远离固定铁芯5的方向偏置的复位弹簧9设置在线圈保持件7的上表面与可动铁芯6的中央脚部6a的接合处(根部)之间。此外,校正线圈10嵌入固定铁芯5的外侧脚部的上端面内。使用校正线圈10,可以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。然后，接触件保持件11联接于可动铁芯6的上端部。在接触件保持件11内，可动接触件3通过接触弹簧12而被向下按压并保持抵靠固定接触件2，因而，在插入孔Ila内获得预定的接触压力，该插入孔沿垂直于轴线的方向形成于接触件保持件11的上端侧处。构成接触机构CM的固定接触件2和可动接触件3都形成为平板状，如图2 (a)至(C)中所示。固定接触件2具有从平面图看为矩形的平板导体21a和21b，这些平板导体设置成沿与可动接触件3能运动的方向垂直的方向保持彼此之间预定的间距。平板导体21a和21b关于从中心穿过两个U形槽22a和22b之间的线不对称地形成，这两个U形槽的开口端平面位于内端面侧上，并且从前向后贯通地、在与可动接触件3的纵向端部相对的位置形成，且固定接触部24a和24b形成于以U形槽22a和22b为边界的板部23a和23b的、与可动接触件3相对的表面上。同时，如图2(a)至(C)中所示，可动接触件3为正方形通孔31a和31b彼此分开地形成于平板导体30内的如下位置，这些位置与以固定接触件2的平板导体21a和21b内的U形槽22a和22b为边界的板部23a和23b相对。通过通孔31a和31b在沿平板导体30宽度方向上的两侧形成电流通路。此外，可动接触部32a和32b形成于每个通孔31a和31b的外侧端部的、与固定接触件2的固定接触部24a和24b相对的下表面上。下面，将对上述第一实施例的操作进行说明。现在，当操作电磁体4的电磁线圈8处于非通电状态时，没有吸引力产生于固定铁芯5和可动铁芯之间，且可动铁芯6由于复位弹簧9而处于上方位置。由此，当接触件保持件11如图2(b)中所示处于上方位置时，固定接触件2的平板导体21a和21b与可动接触件3分尚，固定接触部24a和24b以及可动接触部32a和32b分尚，且接触机构CM处于打开状态。当在接触机构CM处于打开状态的情况下向操作电磁体4的电磁线圈8通单相交流电时，接触件保持件11由于可动铁芯6抵抗复位弹簧9的力而被吸引到固定铁芯5而下降，接触机构CM中固定接触件2的固定接触部24a和24b与可动接触件3的可动接触部32a和32b接触，且接触机构CM呈关闭状态。 在接触机构CM处于关闭状态时，来自例如直流电源、从外部连接端子2i输入的大电流输入到平板导体21a的左端侧，并且当固定接触部24a形成于以U形槽22a为边界的板部23a内时，输入平板导体21a内的大电流经由U形槽22a两侧表面侧的电流通路25a和26a而进入板部23a，并从固定接触部24a供给到可动接触件3的可动接触部32a，如图2(d)中所示。供给到可动接触部32a的大电流经过通孔31a的两侧表面侧上的电流通路33a和34a,经过通孔31b的两侧表面侧上的电流通路33b和34b，并从可动接触部32b供给到平板导体21b的固定接触部24b。供给到固定接触部24b的大电流从板部23b通过U形槽22b的两侧表面侧上的电流通路25b和26b，从平板导体21a的右端侧经外部连接端子2j而供给到负载。此时，经过固定接触件2的平板导体21a彼此相对的电流通路25a和26a以及可动接触件3的电流通路33a和34a的电流方向是相同的，并且同样地，经过可动接触件3的彼此相对的电流通路33b和34b以及固定接触件2的平板导体21b的电流通路25b和26b的电流方向是相同。因此，根据弗莱明左手定则，在可动接触件3的电流通路33a、34a和33b、34b内产生向下的洛仑兹力。由于该洛仑兹力，可以抑制在固定接触部24a和24b以及可动接触部32a和32b之间产生的打开方向电磁排斥力，并由此可以防止可动接触件3打开。因此，即便沿打开可动接触件3的方向产生电磁排斥力，也可以产生抵抗固定接触件2和可动接触件3内的电磁排斥力作用的洛仑兹力，因此可以可靠地抑制可动接触件3的打开。由此，可以减小支承可动接触件3的接触弹簧12的按压力，由此，还可以减小在操作电磁体4内产生的推力，并因此可以减小电磁接触器的整体构造尺寸。此外，在此情况下，固定接触件2和可动接触件3都由平板导体2la、2Ib和30构成，并简单地通过形成电流通路可以产生洛仑兹力，经过这些电流通路的电流沿着平板导体21a、21b和30的彼此相对的在宽度方向上的两侧以相同方向流入，洛仑兹力将可动接触件3压向固定接触件2侧，并因此可以减小构成接触机构CM的固定接触件2以及可动接触件3沿可动接触件3可运动的方向的厚度。此外，由于可以容易地实施对固定接触件2和可动接触件3的加工，并且无需产生抵抗打开方向的电磁排斥力作用的电磁力或机械力的另一单独构件，因此部件数目不增力口，并且可以防止整体构造尺寸增大。下面，将基于图3对本发明的第二实施例进行说明。在第二实施例中，通孔形成于固定接触件内，且U形槽形成于可动接触件内。S卩，在第二实施例中，如图3(a)至(d)所示，通过固定接触部41a和41b以及正方形通孔42a和42b，电流通路43a、44a、43b和44b形成于平板导体2la、2Ib的宽度方向上的两侧上，固定接触部41a和41b形成于固定接触件2的平板导体21a、21b的彼此相对的端面侧上，而通孔42a和42b形成于固定接触部41a和41b的外侧上。同时，在可动接触件3内，开口端部位于外侧的U形槽51a和51b从前向后贯通地形成于平板导体30内的与固定接触件2的固定接触部41a和41b相对的位置，且与固定接触部41a和41b相对的可动接触部53a和53b形成于以U形槽51a和51b为边界的板部 52a和52b上。然后，电流通路54a、55a、54b和55b形成于形成U形槽51a和51b的沿宽度方向外侧的两侧部处。根据第二实施例，在操作电磁体4的电磁线圈8处于非通电状态的情况下，接触件保持件11上升到上方位置，与在第一实施例中相同，可动接触件3在上方侧与固定接触件2分开，并且接触机构CM处于打开状态，如图3(b)中所示。当操作电磁体4的电磁线圈8通有单相交流电，且接触机构CM处于打开状态时，可动铁芯6被固定铁芯5吸引而抵抗复位弹簧9的力。由此，接触件保持件11下降，可动接触件3的可动接触部53a和53b与固定接触件2的固定接触部41a和41b在接触弹簧12的接触压力作用下接触，并且接触机构CM呈关闭状态，如图3(c)中所示。在接触机构CM处于关闭状态时，从外部连接端子2i输入的大电流i从左侧供给到固定接触件2的平板导体21a，如图3(d)中所示。供给到平板导体21a的大电流i经过通孔42a的宽度方向两侧上的电流通路43a和44a，并从固定接触部41a供给到可动接触件3的可动接触部53a。在可动接触件3内，从可动接触部53a供给的大电流i从板部52a经过U形槽51a的宽度方向两侧上的电流通路54a和55a，还穿过U形槽51b的宽度方向两侧的电流通路54b和55b，从板部52b穿过可动接触部53b，并供给到固定接触件2的平板导体21b的固定接触部41b。供给到固定接触部41b的大电流i经过通孔42b的宽度方向两侧上的电流通路43b和44b，并从外部连接端子2j供给到负载(未示出)。由此，流经固定接触件2的平板导体21a和21b的电流通路43a、44a、43b和44b的大电流i和流经与电流通路43a、44a、43b和44b相对的、可动接触件3的电流通路54a、55a、54b和55b的大电流i具有相同方向。由此，与第一实施例相同，产生洛仑兹力，抵抗产生于固定接触件2和可动接触件3之间的电磁排斥力而将可动接触件3压向固定接触件
2。因此，与第一实施例相同，可以可靠地抑制可动接触件3打开。由此，可以减小支承可动接触件3的接触弹簧12的按压力，由此还可以减小产生于操作电磁体4内的推力，并因此可以减小电磁接触器的整体构造尺寸。此外，在此情况下，固定接触件2和可动接触件3都由平板导体2la、2Ib和30构成，并简单地通过形成电流通路可以产生洛仑兹力，经过这些电流通路的电流沿平板导体21a、21b和30的彼此相对的宽度方向侧以相同方向流入，洛仑兹力将可动接触件3压向固定接触件2侧，并因此可以减小构成接触机构CM的固定接触件2以及可动接触件3的沿可动接触件3可运动的方向的厚度。此外，由于可以容易地实施对固定接触件2和可动接触件3的加工，并且无需产生抵抗打开方向的电磁排斥力作用的电磁力或机械力的另一单独构件，因而部件数目不增力口，并且可以防止整体构造尺寸增大。在第一和第二实施例中，对如下情况作出说明，其中固定接触件2和可动接触件3由平板导体21a、21b和30构成，当以平面图看时，平板导体为矩形，但不限于此，可以形成平行四边形的固定接触件2和可动接触件3，或形成椭圆形的固定接触件2和可动接触件3。
此外，形成于固定接触件2和可动接触件3内并且不限于是直线形的电流通路可以是弧形或波形，即，只要多个彼此相对的电流通路形成于固定接触件2和可动接触件3内、并且使电流沿相同方向流经每个电流通路就足够了。此外，U形槽22a、22b、5Ia和5Ib的内部可以填充有绝缘材料。此外，在第一和第二实施例中，对如下情况作出说明，其中操作电磁体4通有交流电，但也可应用通有直流电的操作电磁体，此外，可动接触件3的驱动机构不限于上述的构造，可以应用任何构造的驱动机构。此外，根据本发明的接触机构CM不限于应用于电磁接触器的情况，该接触机构可应用于诸如开关的任何其它仪器。工业应用性本发明提供一种接触机构以及使用该接触机构的电磁接触器，其中，固定接触件和可动接触件形成为平板导体，产生抵抗打开方向的电磁排斥力作用的洛仑兹力，该电磁排斥力在通有大电流时产生于固定接触件和可动接触件内，并因此可以当通有大电流时抑制打开。附图标记和符号的说明I…主体壳体，Ia…上壳体，Ib…下壳体，2…固定接触件，2i, 2j…外部连接端子，3…可动接触件，4···操作电磁体，5…固定铁芯，6…可动铁芯，8···电磁线圈，9…复位弹簧，11…接触件保持件，12…接触弹簧，13…止挡件，21a, 21b…平板导体，22a, 22b··· U形槽，23a, 23b…板部，24a, 24b…固定接触部，25a, 25b, 26a, 26b…电流通路，30…平板导体,31a, 31b…通孔,32a, 32b...固定接触部,33a, 33b, 34a, 34b...电流通路,41a, 41b…固定接触部，42a, 42b…通孔,43a, 43b, 44a, 44b...电流通路,51a, 51b…U形槽,52a, 52b…板部，53a, 53b…可动接触部，54a, 54b, 55a, 55b…电流通路
权利要求
1.一种接触机构，其特征在于包括插入电流通路内的固定接触件和可动接触件，其中 所述固定接触件包括设置成和固定成维持预定间距的一对平板导体， 所述可动接触件包括与所述固定接触件的所述一对平板导体相对设置的平板导体，因而，所述可动接触件的所述平板导体能与所述固定接触件的所述一对平板导体接触和分离，以及 电流通路至少形成于所述可动接触件和所述固定接触件的所述平坦导体的彼此相对的宽度方向上的两侧位置中，电流沿相同的方向流经每条所述电流通路。
2.如权利要求I所述的接触机构，其特征在于， 在宽度方向上的两侧部形成电流通路的U形槽从前向后贯通地在所述固定接触件或可动接触件的任一个的所述平板导体内形成，且接触部形成于以U形槽为边界的板部上，以及 形成与所述U形槽的所述电流通路相对的电流通路的通孔形成于另一平板导体内。
3.如权利要求I所述的接触机构，其特征在于， 在内侧开口的U形槽形成于所述固定接触件的所述一对平板导体内的朝向内侧的位置，并且固定接触部形成于以U形槽为边界的板部上， 与所述固定接触部相对的一对可动接触部形成于所述可动接触件的所述平板导体的两端部上，且在宽度方向上的两侧形成电流通路的通孔形成于所述一对可动接触部的内侧。
4.如权利要求I所述的接触机构，其特征在于， 固定接触部形成于所述固定接触件的所述一对平板导体上的内侧端部位置，并且在宽度方向上的两侧形成电流通路的通孔形成于所述固定接触部的外侧， 向外开口的U形槽形成于所述可动接触件的所述平板导体内的与所述固定接触部相对的位置，且与所述固定接触部相对的可动接触部形成于以U形槽为边界的板部上。
5.一种电磁接触器，所述电磁接触器的特征在于，包括如权利要求I至4中任一项所述的接触机构，其中，所述可动接触件联接至操作电磁体的可动铁芯，而所述固定接触件连接到外部连接端子。
全文摘要
提供了一种接触机构，该接触机构具有平坦结构，该平坦结构减小可动接触件的沿其运动方向的厚度，并能够使当通有电流时打开可动接触件的电磁排斥力减到最小。还提供一种使用该接触机构的电磁接触器。接触机构(CM)包括插入电流通路内的固定接触件(2)和可动接触件(3)。固定接触件(2)包括一对平坦导体(21a,21b)，该对平坦导体以固定方式设置成保持预定间距。可动接触件(3)包括平坦导体(30)，该平坦导体以可缩回/可释放的方式面向固定接触件的该对平坦导体(21a，21b)定位。电流通路(25a,25b,26a,26b,33a,33b,34a,34b)至少形成于沿可动接触件(3)和固定接触件(2)的平坦导体彼此面对的宽度方向上的两侧上，对应的电流沿相同方向流经这些电流通路，并且这些电流通路产生将可动接触件(3)压抵固定接触件(2)的洛仑兹力。
文档编号H01H50/54GK102959672SQ20118001838
公开日2013年3月6日 申请日期2011年6月14日 优先权日2010年7月27日
发明者中康弘, 高谷幸悦, 铃木健司 申请人:富士电机机器制御株式会社, 富士电机株式会社