电磁开闭器的制造方法
【专利摘要】具有电弧滚环(35)，其具有：一对侧板(35b、35c)，它们从可动接触件的宽度方向将可动触点以及固定触点覆盖；背板(35d)，其从可动接触件的长度方向将可动触点以及固定触点覆盖；以及顶板(35a)，其从上方将可动触点以及固定触点覆盖，该电弧滚环(35)由磁性材料形成，将在可动触点与固定触点分离时在可动触点与固定触点之间产生的电弧向可动接触件的上方引导，电弧滚环(35)在顶板(35a)的中央部具有顶板孔(35e)，该顶板孔(35e)的流路面积比在侧板(35b、35c)与顶板(35a)之间形成的顶板-侧板间间隙(35f、35g)大。
【专利说明】
电磁开闭器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有触点并进行电流的通断的电磁开闭器。
【背景技术】
[0002]在电磁开闭器中，当电流断开时，在固定触点与可动触点之间产生电弧。电弧有时将两触点熔融，直接对电磁开闭器的寿命造成影响。因此，希望开发出能够将所产生的电弧快速地消弧，触点寿命长的电磁开闭器。
[0003]以提高消弧性能为目的，在专利文献1、2中提出了下述技术，即，在壳体内设置延伸至可动接触件背面的电弧滚环，通过电磁力将电弧拉拽至电弧滚环，并使电弧伸长而对电弧进行消弧。
[0004]专利文献1:日本特许第3262881号公报
[0005]专利文献2:日本实开昭59-115542号公报
【发明内容】
[0006]为了提高电磁开闭器的消弧性能，设置延伸至可动接触件背面的电弧滚环，通过电磁力拉拽电弧，但存在下述问题，即，电弧从电弧滚环中脱离而移动至相邻的相，产生相间短路。
[0007]本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种防止相间短路且消弧性能高的电磁开闭器。
[0008]为了解决上述课题，并实现目的，本发明的电磁开闭器具有:固定铁心，其固定在框体上；可动铁心，其与固定铁心相对地配置；跳闸弹簧，其将可动铁心向远离固定铁心的方向预紧；操作线圈，其设置在固定铁心的周围，在励磁时产生电磁力，电磁力使可动铁心克服跳闸弹簧的弹力，而被吸引至固定铁心；横杆，其设置有多个在两端部设有一对可动触点的杆状的可动接触件，并安装有可动铁心，横杆随着可动铁心一起移动；以及多个固定接触件，多个固定接触件设置有与可动触点相对应的固定触点，固定触点以位于可动触点的下方的方式进行配置，根据操作线圈的励磁.消磁，可动触点与固定触点接触/分离，电磁开闭器的特征在于，具有电弧滚环，电弧滚环具有:一对侧板，它们从可动接触件的宽度方向将可动触点以及固定触点覆盖；背板，其从可动接触件的长度方向将可动触点以及固定触点覆盖；以及顶板，其从上方将可动触点以及固定触点覆盖，电弧滚环由磁性材料形成，将在可动触点与固定触点分离时在可动触点与固定触点之间产生的电弧向可动接触件的上方引导，电弧滚环在顶板的中央部具有顶板孔，顶板孔的流路面积比在侧板与顶板之间形成的间隙大。
[0009]发明的效果
[0010]本发明所涉及的电磁开闭器实现下述效果，S卩，能够不产生相间短路并提高消弧性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式1的结构的剖视图。
[0012]图2是电弧滚环的斜视图。
[0013]图3是示意地表示拆下电弧罩后的状态下的电磁开闭器的图。
[0014]图4是拆下电弧罩后的状态下的电磁开闭器的剖视图。
[0015]图5是电磁开闭器的局部剖视图。
[0016]图6是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式2的斜视图。
[0017]图7是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式3的斜视图。
[0018]图8是实施方式3所涉及的电磁开闭器的局部剖视图。
[0019]图9是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式4的斜视图。
[0020]图10是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式5的斜视图。
[0021]图11是实施方式5所涉及的电磁开闭器的局部剖视图。
[0022]图12是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式6的斜视图。
【具体实施方式】
[0023]下面，基于附图，对本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。
[0024]实施方式1
[0025]图1是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式1的结构的剖视图。在由绝缘材料成型出的安装座la上，固定有将硅钢板层叠而成的固定铁心2。在同样地由绝缘材料成型出的基座lb上安装有固定接触件8。安装座la以及基座lb形成框体1。可动铁心3是与固定铁心2相同地将硅钢板层叠而成的铁心。可动铁心3与固定铁心2相对配置。操作线圈4在励磁时产生驱动力，该驱动力使固定铁心2与可动铁心3克服跳闸弹簧31的弹力而相互吸引。设置有方形窗32的横杆5由绝缘材料形成，在该横杆5的下端保持有可动铁心3。
[0026]可动接触件6是杆状，插入至横杆5的方形窗32中，通过按压弹簧7而受到保持。固定接触件8与可动接触件6相对地设置，如果两者接触，则成为电流流动的状态。为了与3相交流的各相相对应,设置有3组可动接触件6和固定接触件8。在可动接触件6上，一对可动触点20分开地接合在两端侧，在固定接触件8上接合有固定触点21。端子螺钉9用于将电磁接触器100与外部电路连接。
[0027]在电磁开闭器100中，当将可动触点20与固定触点21断开时，在触点之间产生电弧。电弧罩11以覆盖电磁开闭器100的上表面的方式进行设置,用于防止电弧向外部排出。电弧滚环35对在可动触点20与固定触点21分离时在可动触点20与固定触点21之间产生的电弧进行拉拽，并向可动接触件6的上方引导，使电弧伸长而进行消弧。电弧滚环35固定于基座lb或者电弧罩11，将可动触点20与固定触点21包围，其一部分覆盖可动接触件6的背面。
[0028]图2是电弧滚环的斜视图。电弧滚环35具有:电弧滚环顶板35a，其从可动接触件6的上方将可动触点20以及固定触点21覆盖；电弧滚环侧板35b、35c，它们从可动接触件6的宽度方向将可动触点20以及固定触点21覆盖；以及电弧滚环背板35d，其从可动接触件6的长度方向将可动触点20以及固定触点21覆盖。电弧滚环背板35d与电弧滚环侧板35b、35c进行物理连接，电弧滚环顶板35a与电弧滚环背板35d也进行物理连接。
[0029]在电弧滚环顶板35a，顶板孔35e设置在电弧滚环顶板35a的中央部。顶板孔35e的面积设定为比由电弧滚环侧板35c和电弧滚环顶板35a构成的间隙即顶板-侧板间间隙35f、35g的面积的合计值大。在图2中，顶板孔35e的形状是圆形，但也可以是矩形、椭圆形等形状。在电弧滚环背板35d设置有背板孔35h，在图2中，背板孔35h的形状是矩形，但也可以是圆形、椭圆形等形状。
[0030]电弧滚环35为了拉拽电弧而使用具有磁性的材料进行制作。在本实施方式中，由强磁性体(例如，铁或者实施过镀镍、铜、锡、锌等的铁)构成。
[0031]图3是示意地表示拆下电弧罩后的状态下的电磁开闭器的图。相间壁40在与横杆5正交的方向上，以将各相隔开的方式进行设置，用于防止在产生电弧时，由于电弧移动至相邻的相而导致相间短路。电弧滚环35为了与可动触点20和固定触点21的对相对应而设置在6个部位处。图3中的虚线箭头表示当可动铁心3从固定铁心2离开时的空气气流，由电弧滚环35包围的部分处的空气从顶板孔35e向电弧滚环35的外部流出。在后面对该空气气流向进行说明。
[0032]图4是拆下电弧罩后的状态下的电磁开闭器的剖视图，该图表示沿图3的IV-1V线的剖面。在相间壁40与电弧罩11之间产生相间壁间隙41。图4中的虚线箭头表示当可动铁心3从固定铁心2离开时的空气气流，由电弧滚环35包围的部分处的空气从顶板孔35e向电弧滚环35的外部流出。后面对该空气气流进行说明。
[0033]下面对动作进行说明。如果将操作线圈4励磁，则可动铁心3克服跳闸弹簧31而被吸引至固定铁心2。与其相伴，横杆5、可动接触件6进行移动，可动触点20与固定触点21接触。在可动触点20与固定触点21接触之后，可动铁心3、横杆5要继续移动，但由于可动触点20与固定触点21接触，因此，可动接触件6的移动受到限制，按压弹簧7收缩。可动触点20和固定触点21被加压，触点之间的接触电阻减小，电流流动。
[0034]如果将操作线圈4消磁，则通过跳闸弹簧31将可动铁心3从固定铁心2分离。与该动作相伴，横杆5也向上方移动，固定触点21与可动触点20分离。此时,在两触点之间产生电弧。图5是电磁开闭器的局部剖视图。当两个触点最初分开时，在a位置处产生电弧。由于电弧是电流，因此，产生磁场。电弧滚环35由强磁性体构成，电弧滚环侧板35b与电弧滚环背板35d、电弧滚环侧板35c与电弧滚环背板35d分别进行物理连接。因此，从电弧滚环侧板35b、电弧滚环背板35d、电弧滚环侧板35c通过的磁通密度增加，向电弧作用较大的电磁力，电弧的位置进行a — b — c — d—e的变化。
[0035]另外，在电弧滚环背板35d设置有背板孔35h，因此，在孔的厚度方向的角部处电场变强，这一现象也成为电弧易于从a位置处移动至b、c位置处的原因。
[0036]当电弧从a位置处移动至b位置处时，电弧被断开，被断开后的电弧的位置进行f —g的移动。电弧从触点之间进行上述移动，因此，电弧被伸长、冷却、断开。由于电弧被伸长.冷却，因此电弧电压变高。另外，由于电弧被断开，因此阴极下降电压或者阳极下降电压的发生点增加，因此，电弧电压进一步变高。由此，易于对电弧进行消弧。另外，电弧没有停留在可动触点20、固定触点21，因此，触点的损耗受到抑制。
[0037]由于电弧的产生而导致周围的空气变热而发生膨胀。如果没有流路面积较大的顶板孔35e，则空气从顶板-侧板间间隙35f、35g流出。电弧除了被电磁力驱动之外，还受到空气气流的影响。其结果，电弧随着空气从顶板-侧板间间隙35f、35g的流出，也从顶板-侧板间间隙35f、35g流出。流出的电弧通过相间壁间隙41而移动至相邻的相，成为产生相间短路的原因。
[0038]在具有延伸至可动接触件背面的电弧滚环的情况下，能够通过将电弧拉伸、冷却、断开，从而提高消弧性能，但是，由于上述理由，存在下述问题，即，电弧从电弧滚环脱离而移动至相邻的相，产生相间短路。该问题的原因是电弧受到空气气流的影响。
[0039]在本实施方式中，设置有顶板孔35e，该顶板孔35e的流路面积比顶板-侧板间间隙35f、35g的流路面积的合计值大，因此，膨胀的空气从流路面积较大的顶板孔35e流出。从顶板孔35e流出的空气沿图3的虚线箭头所示的流向而向外部排出。电弧可能随着空气从顶板孔35e的流出，也从顶板孔35e流出。但是,顶板孔35e设置在电弧滚环顶板35a的中央部，电弧不会移动至相邻的相。因此，不会产生相间短路。即使电弧随着空气气流发生移动，由于受到电弧罩11的遮挡，电弧也不会向外部排出。
[0040]如上所述，根据本实施方式，能够不产生相间短路，对电弧进一步拉伸?冷却，由此提闻消弧性能。
[0041]实施方式2
[0042]图6是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式2的斜视图。与实施方式1的不同之处在于，没有在电弧滚环背板35d设置背板孔。其他与实施方式1相同。
[0043]在本实施方式中，背板孔的角部的电场没有增加，但是，能够通过电磁力，与实施方式1相同地使电弧移动，并将电弧拉伸.冷却.断开，而提高消弧性能。
[0044]在本实施方式中，也能够不产生相间短路而提高消弧性能。
[0045]实施方式3
[0046]图7是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式3的斜视图，图7(a)表示从正面侧观察到的状态(从图7(b)中的箭头线Vila方向观察到的状态)，图7(b)表示从背面侧观察到的状态(从图7(a)中的箭头线Vllb方向观察到的状态)。与实施方式1的不同之处在于，没有设置顶板-侧板间间隙，电弧滚环侧板35b与电弧滚环背板35d、电弧滚环侧板35c与电弧滚环背板35d没有进行物理连接。其他与实施方式1相同。
[0047]由于电弧滚环侧板35b、35c与电弧滚环背板35d没有进行物理连接，因此，电弧滚环侧板35b、电弧滚环背板35d、电弧滚环侧板35c之间的磁通密度略微降低，向电弧施加的电磁力与实施方式1相比略微变小，但是，该电磁力足以使电弧移动。由此，能够通过电弧的移动，将电弧拉伸.冷却.断开，提高消弧性能。
[0048]图8是实施方式3所涉及的电磁开闭器的局部剖视图。图8中的虚线箭头表示当可动铁心3从固定铁心2分离时的空气气流。由于没有设置顶板-侧板间间隙，因此，在产生电弧时膨胀的空气从背板孔35h流出，而从电弧滚环顶板35a的部分不会流出任何空气。由此，完全消除了因电弧而膨胀后的空气通过相间间隙而移动至相邻的相的情况。由此，能够完全防止电弧受到空气气流的影响而移动至相邻的相并产生相间短路。
[0049]如上所述，根据本实施方式，能够完全防止相间短路的产生，提高消弧性能。
[0050]此外，在本实施方式中，考虑到制作方面的容易度，而将没有对电弧滚环侧板35b、35c与电弧滚环背板35d进行物理连接的结构作为例子，但是，即使通过钎焊、软钎焊、焊接等方法将电弧滚环侧板35b、35c与电弧滚环背板35d进行物理连接，也具有完全防止相间短路的产生，并使消弧性能处于同等程度以上的效果。
[0051]实施方式4
[0052]图9是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式4的斜视图。与实施方式I的不同之处在于，没有设置电弧滚环背板。
[0053]与实施方式I相比，磁通密度虽然变小，但仅依靠通过电弧滚环侧板35b、35c所引起的磁通密度的增加，也能够与实施方式I相同地使电弧移动。由此，能够通过电弧的移动，将电弧拉伸.冷却.断开，提高消弧性能。
[0054]在本实施方式中，由于没有顶板-侧板间间隙，因此，完全消除了因电弧而膨胀后的空气通过相间间隙而移动至相邻的相的情况。由此，能够完全防止电弧受到空气气流的影响而移动至相邻的相并产生相间短路。
[0055]如上所述，根据本实施方式，能够完全防止相间短路的产生，提高消弧性能。
[0056]实施方式5
[0057]图10是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式5的斜视图。图11是实施方式5所涉及的电磁开闭器的局部剖视图。与实施方式I的不同之处在于，将电弧滚环顶板35a的前端部(与电弧滚环背板35d远离一侧的端部)35i向可动接触件6侧弯曲。由此，对于电弧滚环顶板35a与可动接触件6的距离，前端部35i部分处的距离比前端部35i以外部分处的距离小。因此，在电弧从图11的a移动至d之后，d—e的移动变得容易。由此，能够通过电弧的移动，将电弧拉伸.冷却.断开，提高消弧性能。
[0058]另外，能够通过使由于电弧的热量而膨胀的空气从顶板孔35e流出，从而消除电弧移动至相邻的相的情况，防止相间短路。
[0059]在本实施方式中，也能够不产生相间短路而提高消弧性能。
[0060]实施方式6
[0061]图12是表示本发明所涉及的电磁开闭器的实施方式6的斜视图。与实施方式I的不同之处在于，将设置在电弧滚环背板35d的背板孔与设置在电弧滚环顶板35a的顶板孔一体化，而形成顶板-背板孔35j。或者说，通过以到达至背板的方式形成顶板孔而形成顶板-背板孔35j。顶板-背板孔35j的流路面积比顶板-侧板间间隙35f、35g的流路面积的合计值大。
[0062]在本实施方式中，也能够通过电磁力与实施方式I相同地使电弧移动，将电弧拉伸.冷却.断开，提高消弧性能。
[0063]在本实施方式中，设置有流路面积较大的顶板-背板孔35j，因此，膨胀的空气从流路面积较大的顶板-背板孔35 j流出。电弧可能随着空气从顶板-背板孔35 j的流出，也从顶板-背板孔35 j流出，但顶板-背板孔35 j设置在电弧滚环顶板35a以及电弧滚环背板35d的中央部，因此，从顶板-背板孔35 j流出的电弧不会移动至相邻的相。因此，不会产生相间短路。
[0064]在本实施方式中，也能够不产生相间短路而提高消弧性能。
[0065]工业实用性
[0066]如上所述，本发明所涉及的电磁开闭器在能够不发生相间短路而提高消弧性能的方面是有效的。
[0067]标号的说明
[0068]1 框体
[0069]la安装座
[0070]lb 基座
[0071]2固定铁心
[0072]3可动铁心
[0073]4操作线圈
[0074]5 横杆
[0075]6可动接触件
[0076]7按压弹簧
[0077]8固定接触件
[0078]11电弧罩
[0079]20可动触点
[0080]21固定触点
[0081]31跳闸弹簧
[0082]32方形窗
[0083]35电弧滚环
[0084]35a电弧滚环顶板
[0085]35b、35c电弧滚环侧板
[0086]35d电弧滚环背板
[0087]35e顶板孔
[0088]35i前端部
[0089]35f、35g顶板-侧板间间隙
[0090]35h背板孔
[0091]35 j顶板-背板孔
[0092]40相间壁
[0093]41相间壁间隙
[0094]100电磁接触器
【权利要求】
1.一种电磁开闭器,其具有: 固定铁心，其固定在框体上； 可动铁心，其与所述固定铁心相对地配置； 跳闸弹簧，其将所述可动铁心向远离所述固定铁心的方向预紧； 操作线圈，其设置在所述固定铁心的周围，在励磁时产生电磁力，该电磁力使所述可动铁心克服所述跳闸弹簧的弹力，而被吸引至所述固定铁心； 横杆，其设置有多个在两端部设有一对可动触点的杆状的可动接触件，并安装有所述可动铁心，该横杆随着该可动铁心一起移动；以及 多个固定接触件，该多个固定接触件设置有与所述可动触点相对应的固定触点，该固定触点以位于所述可动触点的下方的方式进行配置， 根据所述操作线圈的励磁.消磁，所述可动触点与所述固定触点接触/分离， 该电磁开闭器的特征在于，具有电弧滚环，该电弧滚环具有:一对侧板，它们从所述可动接触件的宽度方向将所述可动触点以及所述固定触点覆盖；背板，其从所述可动接触件的长度方向将所述可动触点以及所述固定触点覆盖；以及顶板，其从上方将所述可动触点以及所述固定触点覆盖，该电弧滚环由磁性材料形成，将在所述可动触点与所述固定触点分离时在所述可动触点与所述固定触点之间产生的电弧向所述可动接触件的上方引导，所述电弧滚环在所述顶板的中央部具有顶板孔，该顶板孔的流路面积比在所述侧板与所述顶板之间形成的间隙大。
2.根据权利要求1所述的电磁开闭器，其特征在于， 所述侧板与所述背板相连。
3.根据权利要求1所述的电磁开闭器，其特征在于， 所述顶板孔形成为到达至所述背板。
4.根据权利要求1所述的电磁开闭器，其特征在于， 所述顶板的与所述背板远离侧的端部向所述可动接触件侧弯曲。
5.—种电磁开闭器,其具有: 固定铁心，其固定在框体上； 可动铁心，其与所述固定铁心相对地配置； 跳闸弹簧，其将所述可动铁心向远离所述固定铁心的方向预紧； 操作线圈，其设置在所述固定铁心的周围，在励磁时产生电磁力，该电磁力使所述可动铁心克服所述跳闸弹簧的弹力，而被吸引至所述固定铁心； 横杆，其设置有多个在两端部设有一对可动触点的杆状的可动接触件，并安装有所述可动铁心，该横杆随着该可动铁心一起移动；以及 多个固定接触件，该多个固定接触件设置有与所述可动触点相对应的固定触点，该固定触点以位于所述可动触点的下方的方式进行配置， 根据所述操作线圈的励磁.消磁，所述可动触点与所述固定触点接触/分离， 该电磁开闭器的特征在于，具有电弧滚环，该电弧滚环具有:一对侧板，它们从所述可动接触件的宽度方向将所述可动触点以及所述固定触点覆盖；背板，其从所述可动接触件的长度方向将所述可动触点以及所述固定触点覆盖；以及顶板，其从上方将所述可动触点以及所述固定触点覆盖，该电弧滚环由磁性材料形成，将在所述可动触点与所述固定触点分离时在所述可动触点与所述固定触点之间产生的电弧向所述可动接触件的上方引导， 所述电弧滚环的所述顶板与所述侧板相连。
6.—种电磁开闭器,其具有: 固定铁心，其固定在框体上； 可动铁心,其与所述固定铁心相对地配置； 跳闸弹簧，其将所述可动铁心向远离所述固定铁心的方向预紧； 操作线圈，其设置在所述固定铁心的周围，在励磁时产生电磁力，该电磁力使所述可动铁心克服所述跳闸弹簧的弹力，而被吸引至所述固定铁心； 横杆，其设置有多个在两端部设有一对可动触点的杆状的可动接触件，并安装有所述可动铁心，该横杆随着该可动铁心一起移动；以及 多个固定接触件，该多个固定接触件设置有与所述可动触点相对应的固定触点，该固定触点以位于所述可动触点的下方的方式进行配置， 根据所述操作线圈的励磁.消磁，所述可动触点与所述固定触点接触/分离， 该电磁开闭器的特征在于，具有电弧滚环，该电弧滚环具有:一对侧板，它们从所述可动接触件的宽度方向将所述可动触点以及所述固定触点覆盖；以及顶板，其从上方将所述可动触点以及所述固定触点覆盖，该电弧滚环由磁性材料形成，将在所述可动触点与所述固定触点分离时在所述可动触点与所述固定触点之间产生的电弧向所述可动接触件的上方引导， 所述电弧滚环的所述顶板与所述侧板相连。
7.根据权利要求1?6中任一项所述的电磁开闭器,其特征在于， 所述电弧滚环由强磁性体形成。
【文档编号】H01H50/00GK104285269SQ201280073118
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2012年5月17日 优先权日:2012年5月17日
【发明者】稻口隆, 牧野智史, 竹本智彦, 伊藤直树 申请人:三菱电机株式会社