專(zhuān)利名稱(chēng)：磁接觸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有固定接觸件和可動(dòng)接觸件并插入電流通路的磁接觸器，特別是一種便于熄滅在從固定接觸件打開(kāi)可動(dòng)接觸件時(shí)、即在電流切斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧的磁接觸器。
背景技術(shù)：
磁接觸器安裝在用于電動(dòng)車(chē)輛、混合車(chē)輛等的高壓直流電源回路中。在專(zhuān)利文獻(xiàn) I中公開(kāi)的為柱塞型磁接觸器的傳統(tǒng)磁接觸器的示例如圖9和10中所示包括一對(duì)固定接觸件101和102，這些固定接觸件設(shè)置在外殼100中且兩者間隔開(kāi)一預(yù)定距離；可動(dòng)接觸件 103和104，這些可動(dòng)接觸件與固定接觸件101和102相對(duì)設(shè)置并允許相對(duì)于固定接觸件作閉合和打開(kāi)運(yùn)動(dòng)；可動(dòng)接觸件保持件105，該可動(dòng)接觸件保持件在成對(duì)的可動(dòng)接觸件的兩端部處保持它們；以及一對(duì)滅弧裝置106和107，以熄滅在成對(duì)的固定接觸件101和102與成對(duì)的可動(dòng)接觸件103和104之間的接觸間隙內(nèi)產(chǎn)生的電弧。每個(gè)滅弧裝置106和107都由成對(duì)的永磁體構(gòu)成，這些永磁體的磁極表面跨越使相對(duì)磁極露出的接觸間隙而相對(duì)。下面參見(jiàn)圖10到13來(lái)描述此類(lèi)傳統(tǒng)示例的滅弧操作的原理。在電流承載狀態(tài)下，可動(dòng)接觸件保持件105已使可動(dòng)接觸件103和104與固定接觸件101和102接觸，以允許電流從固定接觸件101經(jīng)過(guò)可動(dòng)接觸件103和104流到固定接觸件102。在電流切斷狀態(tài)下，可動(dòng)接觸件保持件105通過(guò)螺管線圈(未在附圖中示出)向上運(yùn)動(dòng)，以使可動(dòng)接觸件 103和104與固定接觸件101和102分離。如圖11中所示，從電流承載狀態(tài)轉(zhuǎn)變成電流切斷狀態(tài)在固定接觸件101和102與可動(dòng)接觸件103和104之間的間隙內(nèi)產(chǎn)生電弧108。滅弧裝置106和107設(shè)置成如圖12中所示沿與電弧108成直角并還垂直于圖12 的頁(yè)面的方向產(chǎn)生磁通量Φ。磁通量Φ在電弧108上施加電磁力，即洛倫茲力，并如圖12 中所示，根據(jù)弗萊明左手定律對(duì)應(yīng)于磁通量和電弧電流方向使電弧108沿固定接觸件101 和102的布置方向朝向兩外端運(yùn)動(dòng)。因此，電弧108、108延伸到圖9中所示的滅弧空間109、 109以在那里被熄滅，滅弧空間設(shè)置在沿固定接觸件101和102的布置方向的兩端位置內(nèi)。當(dāng)電流沿反向流動(dòng)，即從固定接觸件102經(jīng)過(guò)可動(dòng)接觸件104、103流到固定接觸件101時(shí)，如圖13中所示，在固定接觸件101和可動(dòng)接觸件103之間產(chǎn)生的電弧108以及在固定接觸件102和可動(dòng)接觸件104之間產(chǎn)生的電弧108沿固定接觸件101和102的布置方向向內(nèi)延伸，以在那里被熄滅。專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的傳統(tǒng)示例中的電流切斷通過(guò)由于延伸的電弧而使電弧電壓超過(guò)電源電壓來(lái)進(jìn)行。電弧電壓由電弧電場(chǎng)與電弧長(zhǎng)度的乘積決定。因此，對(duì)較大電源電壓的切斷需要增大的電弧電場(chǎng)或延長(zhǎng)了的電弧長(zhǎng)度。
在氣體環(huán)境下電弧電場(chǎng)的大小由氣體壓力和氣體類(lèi)型決定。電弧電場(chǎng)一般能通過(guò)升高氣體壓力或使用諸如氫氣之類(lèi)的具有較大電弧電場(chǎng)的氣體來(lái)增大。然而，較高的氣體壓力需要容器是氣密且經(jīng)加固的，這引起容器增大的問(wèn)題。由于諸如氫氣之類(lèi)的高電弧電場(chǎng)氣體的劣化的擊穿電壓，使用這種氣體就要求在打開(kāi)狀態(tài)下接觸件之間有增大的間隙， 這引起用于驅(qū)動(dòng)可動(dòng)接觸件保持件的增大的螺管線圈的另一問(wèn)題。另一方面，電弧長(zhǎng)度的延長(zhǎng)需要提供確保較長(zhǎng)電弧長(zhǎng)度的電弧空間，這引起增大的外殼的問(wèn)題。為了處理這些未解決的問(wèn)題，專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了一種電磁繼電器，其中，布置有一對(duì)滅弧磁體，其極性不同的表面位于一排固定接觸件的兩外端位置處，且在每個(gè)滅弧磁體的兩側(cè)設(shè)置滅弧空間，以用于通過(guò)在來(lái)自滅弧磁體的磁通量的基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的洛倫茲力來(lái)使電弧延長(zhǎng)，該兩側(cè)沿垂直于所述一排固定接觸件的方向、并且還垂直于固定和可動(dòng)接觸件的打開(kāi)/閉合運(yùn)動(dòng)方向而定位。[專(zhuān)利文獻(xiàn)I:]日本待審查的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第H07-235248號(hào)日本待審查的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2008-226547號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的傳統(tǒng)示例還有尺寸沿固定接觸件的布置方向延長(zhǎng)的問(wèn)題，這是因?yàn)闇缁〈朋w設(shè)置在所述一排固定接觸件的兩外端的位置處。無(wú)論電流方向如何，專(zhuān)利文獻(xiàn)2的電磁繼電器避免了電弧之間的干擾，這是因?yàn)闇缁】臻g沿垂直于固定接觸件布置方向設(shè)置在滅弧磁體的兩側(cè)處。然而，在此傳統(tǒng)示例的構(gòu)造中，沿垂直于固定接觸件的布置方向的寬度必須延長(zhǎng)，以確保使電弧延伸來(lái)切斷較高電源電壓的必要電弧長(zhǎng)度。因此，此傳統(tǒng)示例也并不滿足磁接觸器尺寸減小的要求，從而留下了未解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述未解決的問(wèn)題來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，且本發(fā)明的目的是提供這樣一種磁接觸器，該磁接觸器實(shí)現(xiàn)尺寸的減小，同時(shí)即使在切斷高電源電壓的情況下也確保延伸了的電弧的必要電弧長(zhǎng)度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的磁接觸器包括固定接觸件，該固定接觸件包括由固定接觸部和連接到電源的固定端子部構(gòu)成的第一固定接觸片、由固定接觸部和連接到負(fù)載的固定端子部構(gòu)成的第二固定接觸片以及設(shè)置在第一固定接觸片和第二固定接觸片之間并具有兩個(gè)固定接觸部的第三固定接觸片；接觸件支承外殼，該外殼支承固定接觸件， 而第一固定接觸片和第二固定接觸片的各固定端子部突出于接觸支承外殼之外；可動(dòng)接觸件，該可動(dòng)接觸件包括第一可動(dòng)接觸片和第二可動(dòng)接觸片以及絕緣件，第一可動(dòng)接觸片被允許與第三固定接觸片的兩個(gè)固定接觸部中的一個(gè)和第一固定接觸片的固定接觸部接觸和分離，第二可動(dòng)接觸片被允許與第三固定接觸片的另一個(gè)固定接觸部和第二固定接觸片的固定接觸部接觸和分離，而絕緣件固定第一可動(dòng)接觸片和第二可動(dòng)接觸片，可動(dòng)接觸件安裝在接觸支承外殼內(nèi)；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)可動(dòng)接觸件，以使可動(dòng)接觸件與固定接觸件接觸和分離。根據(jù)此構(gòu)造，在電源端子側(cè)，兩個(gè)電弧產(chǎn)生位置形成于第一固定接觸片的固定接觸部與第一可動(dòng)接觸片之間的接觸位置以及第三固定接觸片的固定接觸部與第一可動(dòng)接觸片之間的接觸位置處。同時(shí)，在負(fù)載端子側(cè)，兩個(gè)電弧產(chǎn)生位置形成于第三固定接觸片的固定接觸部與第二可動(dòng)接觸片之間的接觸位置以及第二固定接觸片的固定接觸部與第二可動(dòng)接觸片之間的接觸位置處。由此，提供總共四個(gè)電弧產(chǎn)生位置。此外，如下所述設(shè)置一對(duì)滅弧磁體，以使在接觸位置處產(chǎn)生的電弧延伸，沿縱向、 即沿所述一排固定接觸片的方向產(chǎn)生磁通量。滅弧空間形成于接觸支承外殼中朝向垂直于由滅弧磁體產(chǎn)生的磁通量和電弧電流的方向的那一側(cè)。在電源端子側(cè)，在第一固定接觸片與第一可動(dòng)接觸片之間的接觸位置處的電流方向與在第三固定接觸片與第一可動(dòng)接觸片之間的接觸位置處的電流方向相反。因此，在兩個(gè)接觸位置處產(chǎn)生的電弧朝相反方向延伸。因此，電弧彼此不干擾并由此兩個(gè)相鄰接觸片可隔開(kāi)一較小距離而定位。同樣在負(fù)載側(cè)，兩個(gè)相鄰的接觸位置也可隔開(kāi)一小距離而定位。并且，電源側(cè)端子和負(fù)載側(cè)端子中的每個(gè)幾乎不能最小化，這是因?yàn)樗哂杏糜谶B接到外部端子的陰螺紋，從而對(duì)于使兩個(gè)端子的固定端子部之間的距離最小化有限制。本發(fā)明便利地利用固定接觸部之間的此空間，在此空間中設(shè)置第三固定接觸片。 因此，電弧產(chǎn)生位置的數(shù)目增大并且總電弧長(zhǎng)度延長(zhǎng)。因此，更高的電壓可通過(guò)具有與傳統(tǒng)裝置相同尺寸的本發(fā)明的裝置來(lái)切斷。較佳地，根據(jù)本發(fā)明的磁接觸器還包括一對(duì)滅弧磁體，其跨越成排的第一、第二和第三固定接觸片以及第一和第二可動(dòng)接觸片而相對(duì)設(shè)置，并具有相同極性的相對(duì)磁極表面。根據(jù)此構(gòu)造，引出或引入成對(duì)的滅弧磁體的相對(duì)磁極表面的磁通量沿成排的固定接觸部的方向流經(jīng)固定接觸片的固定接觸部與可動(dòng)接觸片之間的電弧產(chǎn)生位置。如前所述，在電源側(cè)，在第一固定接觸片與第一可動(dòng)接觸片之間的接觸位置處的電流方向與在第三固定接觸片與第一可動(dòng)接觸片之間的接觸位置處的電流方向相反，而磁通量流動(dòng)的方向在兩個(gè)接觸位置是相同的。因此，施加到第一固定接觸片與第一可動(dòng)接觸片之間的接觸位置處的電流上的洛倫茲力指向沿成排的固定接觸片方向設(shè)置的兩個(gè)相對(duì)的滅弧磁體、即永磁體中的一個(gè)，而施加到第三接觸片與第一可動(dòng)接觸片之間接觸位置處的電流的洛倫茲力指向另一永磁體。因此，產(chǎn)生的電弧朝相反方向延伸并在對(duì)應(yīng)的相對(duì)目標(biāo)空間被熄滅。類(lèi)似地，在負(fù)載側(cè)，施加到第二固定接觸片與第二可動(dòng)接觸片之間的接觸位置處的電流上的洛倫茲力指向沿成排的固定接觸片方向設(shè)置的兩個(gè)相對(duì)的永磁體中的一個(gè)，而施加到第三接觸片與第二可動(dòng)接觸片之間接觸位置處的電流的洛倫茲力指向另一永磁體。因此，產(chǎn)生的電弧朝相反方向延伸并在對(duì)應(yīng)的相對(duì)目的空間被熄滅。因此，總電弧長(zhǎng)度被拉長(zhǎng)且高電壓可被切斷。較佳地，在根據(jù)本發(fā)明的磁接觸器中，成對(duì)的滅弧磁體的兩個(gè)相對(duì)的磁極表面都是N極。根據(jù)此構(gòu)造，在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)的每一個(gè)中，從成對(duì)的滅弧磁體引出的磁通量穿過(guò)在成對(duì)的滅弧磁體之間的中心區(qū)，電弧產(chǎn)生位置位于該中心區(qū)。因此，在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)各自之中，洛倫茲力沿垂直于成排的固定接觸片的兩相反方向而被施加到產(chǎn)生的電弧上。較佳地，在根據(jù)本發(fā)明的磁接觸器中，成對(duì)的滅弧磁體的兩個(gè)相對(duì)的磁極表面都是S極。根據(jù)此構(gòu)造，在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)的每一個(gè)中，從成對(duì)的滅弧磁體的背面引出的磁通量穿過(guò)在成對(duì)的滅弧磁體之間的中心區(qū)并返回S極，電弧產(chǎn)生位置位于該中心區(qū)。因此， 在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)各自之中，洛倫茲力沿垂直于成排的固定接觸片的兩相反方向而被施加到產(chǎn)生的電弧上。較佳地，在根據(jù)本發(fā)明的磁接觸器中，成對(duì)的滅弧磁體設(shè)置在接觸支承外殼的側(cè)壁的外表面上。根據(jù)此構(gòu)造，成對(duì)的滅弧磁體易于安裝。較佳地，在根據(jù)本發(fā)明的磁接觸器中，滅弧空間形成于接觸支承外殼側(cè)壁的內(nèi)表面上，成對(duì)的滅弧磁體設(shè)置于該內(nèi)表面。根據(jù)此構(gòu)造，由于成對(duì)的滅弧磁體產(chǎn)生的磁通量造成的洛倫茲力，從供給電流的固定接觸片到接收電流的可動(dòng)接觸片而產(chǎn)生的電弧從供給電流的固定接觸片的側(cè)表面、經(jīng)由與固定接觸片和可動(dòng)接觸片的側(cè)表面分開(kāi)的滅弧空間而延伸到可動(dòng)接觸片的背面?zhèn)取Ｑ由祀娀〉穆窂娇筛淖?。較佳地，根據(jù)本發(fā)明的磁接觸器還包括由設(shè)置在滅弧空間的中心區(qū)內(nèi)的絕緣材料制成的分隔壁，每個(gè)分隔壁將各個(gè)滅弧空間分成在第一可動(dòng)接觸片側(cè)的部分和在第二可動(dòng)接觸片側(cè)的部分。根據(jù)此構(gòu)造，通過(guò)用分隔壁來(lái)使在第三固定接觸片的固定接觸部與第一可動(dòng)接觸片之間形成的電弧和在第三固定接觸片的固定接觸部與第二可動(dòng)接觸片之間產(chǎn)生的電弧分開(kāi)，以避免電弧干擾而又不失效。根據(jù)本發(fā)明的磁接觸器包括固定接觸件，該固定接觸件包括第一固定接觸片、第二固定接觸片以及設(shè)置在第一固定接觸片和第二固定接觸片之間并具有兩個(gè)固定接觸部的第三固定接觸片；以及可動(dòng)接觸件，該可動(dòng)接觸件包括第一可動(dòng)接觸片和第二可動(dòng)接觸片以及絕緣件，第一可動(dòng)接觸片與第一固定接觸片的固定接觸部以及第三固定接觸片的兩個(gè)固定接觸部中的一個(gè)相對(duì)，第二可動(dòng)接觸片被允許與第二固定接觸片的固定接觸部以及第三固定接觸片的另一個(gè)固定接觸部相對(duì)，而絕緣件固定第一可動(dòng)接觸片和第二可動(dòng)接觸片。在本發(fā)明的磁接觸器的這一構(gòu)造中，電弧產(chǎn)生位置的數(shù)目增加。在數(shù)目增加的滅弧位置處熄滅電弧使總電弧長(zhǎng)度加長(zhǎng)，從而允許切斷較高電壓。因此，具有與傳統(tǒng)接觸器相等尺寸的本發(fā)明的磁接觸器能切斷更高的電壓。在電源側(cè)，流經(jīng)第一可動(dòng)接觸片和與該第一可動(dòng)接觸片接觸的第一固定接觸片的固定接觸部之間接觸位置的電流方向與電流流經(jīng)第一可動(dòng)接觸片和與該第一可動(dòng)接觸片接觸的第三固定接觸片的固定接觸部之間接觸位置的電流方向相反。因此，在接觸位置處產(chǎn)生的電弧沿不同方向朝滅弧空間延伸。因此，那些電弧之間的干擾不會(huì)發(fā)生，且接觸位置之間的距離可減小。類(lèi)似地，在負(fù)載側(cè)，接觸位置之間的距離可減小。因此，磁接觸器沿成排的固定接觸片的長(zhǎng)度減小。如前所述，第一固定接觸片和第二固定接觸片的尺寸難以減小，這是因?yàn)樗鼈兏髯跃哂杏糜谶B接外部端子的陰螺紋孔。因此，對(duì)第一固定接觸片和第二固定接觸片之間距離的減小受到限制。適宜地，利用該限制，第三固定接觸片在根據(jù)本發(fā)明的磁接觸器中設(shè)置在第一固定接觸片和第二固定接觸片之間。由于流經(jīng)相鄰接觸位置的電流方向反向，所以施加到接觸位置處的洛倫茲力也反向。電弧實(shí)際朝向成排的固定接觸片的兩側(cè)中的哪個(gè)滅弧空間延伸由電流流入該接觸位置的方向決定。由于本發(fā)明的磁接觸器在成排的固定接觸片和成排的可動(dòng)接觸片的兩側(cè)都設(shè)置有滅弧空間，所以不論電弧電流在接觸位置的流動(dòng)的方向如何都可進(jìn)行滅弧。因此，在再生電流從負(fù)載側(cè)返回到電源側(cè)的情況下以及在電流從電源側(cè)流到負(fù)載側(cè)的情況下都能進(jìn)行令人滿意地進(jìn)行滅弧功能。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的磁接觸器的實(shí)施例的立體圖；圖2是圖I中所示接觸機(jī)構(gòu)2經(jīng)沿縱向的平面剖取的剖視圖；圖3示出由滅弧磁體產(chǎn)生的磁通量；圖4是示出處于磁接觸器的閉合狀態(tài)下的電流通路的剖視圖；圖5是示出從磁接觸器的閉合狀態(tài)過(guò)渡到打開(kāi)狀態(tài)過(guò)程中電弧的產(chǎn)生的剖視圖；圖6是沿圖5的線A-A剖取的剖視圖，其表示對(duì)應(yīng)于由永磁體產(chǎn)生的磁通量和電弧電流的方向的洛倫茲力的作用方向；圖7是沿圖6中的線B-B剖取的剖視圖，其示出延長(zhǎng)的電弧的構(gòu)造；圖8是沿圖6中的線C-C剖取的剖視圖，其示出延長(zhǎng)的電弧的構(gòu)造；圖9是傳統(tǒng)裝置的示例的剖視圖；圖10示意地示出在傳統(tǒng)裝置示例中處于電流承載狀態(tài)下的滅弧裝置和接觸位置的相對(duì)布置；圖11示出傳統(tǒng)裝置示例中的電流通路和電弧的產(chǎn)生；圖12示意地示出在傳統(tǒng)裝置示例中電流通路、電弧構(gòu)造和由滅弧裝置在電流切斷過(guò)程中所產(chǎn)生的磁通量之間的關(guān)系；以及圖13是類(lèi)似于傳統(tǒng)裝置示例中圖12的附圖，但電流流動(dòng)方向是相反的。附圖標(biāo)記的說(shuō)明I磁接觸器2接觸機(jī)構(gòu)3驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4接觸支承外殼4a 頂板4b，4c 側(cè)板5固定接觸件6可動(dòng)接觸件7，8，9固定接觸片11陰螺紋12固定端子部13(第一和第二固定接觸片的)固定接觸部14平板部15，16 (第三接觸片的)固定接觸件部21，22可動(dòng)接觸片23絕緣件
24軸
31，32滅弧磁體
34，35滅弧空間
36電弧
100外殼
101和102固定接觸件
103和104可動(dòng)接觸件
105可動(dòng)接觸件保持件
106，107永磁體
108電弧
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，下文將參照附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的一些較佳實(shí)施例。首先參見(jiàn)圖1，該圖是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的磁接觸器的立體圖，附圖標(biāo)記I表示由位于上部的接觸機(jī)構(gòu)2和位于下部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3構(gòu)成的磁接觸器。如圖2中所示，接觸機(jī)構(gòu)2包括呈平行六面體形、由絕緣材料制成的接觸支承外殼 4以及固定接觸件5和可動(dòng)接觸件6，兩個(gè)接觸件都由導(dǎo)電材料制成并由接觸支承外殼4支承。固定接觸件5包括固定在接觸支承外殼4的頂板4a上的第一固定接觸片7和第二固定接觸片8，這些固定接觸片之間隔開(kāi)一預(yù)定距離。固定接觸件5還包括固定在第一固定接觸片7和第二固定接觸片8之間的頂板4a的下表面上的第三固定接觸片9，該第三固定接觸片與第一固定接觸片7和第二固定接觸片8具有一預(yù)定絕緣距離。第一固定接觸片7和第二固定接觸片8各自如圖2中所示由固定端子部12和固定接觸部13構(gòu)成。呈圓筒形的固定端子部12突出到接觸支承外殼4的頂板4a之外，并具有從固定端子部的頂部平面形成的陰螺紋11。呈圓筒形、具有比固定端子部12小的直徑的固定接觸部13從固定端子部12接續(xù)向下。連接到第一固定接觸片7的固定端子部12的是例如接線到幾百伏高壓直流電源的外連接端子，而連接到第二固定接觸片8的固定端子部12的是負(fù)載的外部配線。如圖2中所示，第三固定接觸片9由平板部14和兩個(gè)固定接觸部15和16構(gòu)成。 由導(dǎo)電材料制成的平板部14具有比沿圖2中左右方向的長(zhǎng)度小的寬度，并在第一固定接觸片7和第二固定接觸片8之間延伸。各自具有圓柱形的固定接觸部15和16以沿左右方向相當(dāng)短的互相間的預(yù)定距離而在平板部14的兩端側(cè)處從平板部14的下表面向下突出。固定接觸部15和16以如下程度向下突出，即，在如圖2中所示第三固定接觸片9固定到接觸支承外殼4的頂板4a上的情況下，固定接觸部15和16的底面與第一固定接觸片7和第二固定接觸片8的固定接觸部13的底面相一致?？蓜?dòng)接觸件6由第一可動(dòng)接觸片21、第二可動(dòng)接觸片22和絕緣件23構(gòu)成。第一可動(dòng)接觸片21與第一固定接觸片7的固定接觸部13以及第三固定接觸片9的固定接觸部 15相對(duì)。第二可動(dòng)接觸片22與第三固定接觸片9的固定接觸部16以及第二固定接觸片8 的固定接觸部13相對(duì)。絕緣件23是固定地支承第一可動(dòng)接觸片21和第二可動(dòng)接觸片22的絕緣部件。絕緣件23通過(guò)軸24連接到設(shè)置在接觸機(jī)構(gòu)2下方的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3。盡管未在附圖中示出，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3具有卷繞在繞線管上的激勵(lì)線圈、磁性芯部和設(shè)置在繞線管內(nèi)的柱塞。柱塞固定到軸24。當(dāng)激勵(lì)線圈不承載電流時(shí)，接觸機(jī)構(gòu)2處于打開(kāi)狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，第一可動(dòng)接觸片21和第二可動(dòng)接觸片22向下而與第一固定接觸片 7、第二固定接觸片8和第三固定接觸片9的固定接觸部13、13、15和16以預(yù)定距離分離。 從接觸機(jī)構(gòu)2的該打開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)勵(lì)磁線圈供有電流時(shí)，柱塞向上運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)軸24使絕緣件23和第一可動(dòng)接觸片21及第二可動(dòng)接觸片22向上運(yùn)動(dòng)。由此，第一可動(dòng)接觸片21與第一固定接觸片7的固定接觸部13以及第三固定接觸片9的固定接觸部15接觸。同時(shí)， 第二可動(dòng)接觸片22與第三固定接觸片9的固定接觸部16以及第二固定接觸片8的固定接觸部13接觸。因此，接觸機(jī)構(gòu)2轉(zhuǎn)變成閉合狀態(tài)。一對(duì)滅弧磁體31和32如圖I中所不設(shè)置在接觸支承外殼4的外側(cè)表面4b和4c 上。外側(cè)表面4b和4c平行于固定接觸件5的一排第一固定接觸片7、第三固定接觸件9和第二固定接觸片8。滅弧磁體31和32設(shè)置成彼此相對(duì)并例如用粘合劑固定到外側(cè)表面上。 滅弧磁體31和32沿它們的厚度方向被磁化。為內(nèi)表面的相對(duì)磁極表面是N極,而為外表面的背部表面是S極。滅弧磁體31和32設(shè)置成磁體沿縱向(為圖3中的左右方向)的中心與第三固定接觸片9沿左右方向的中心重合，且磁體的左端置于第一固定接觸片7和第三固定接觸片 9之間，而磁體的右端置于第二固定接觸片8和第三固定接觸片9之間。因此，如圖3的俯視平面圖中所示，來(lái)自滅弧磁體31和32的N極的磁通量沿固定接觸件5的成排的固定接觸片方向經(jīng)過(guò)第一可動(dòng)接觸片21與第一固定接觸片7及第三固定接觸片9中電源側(cè)的固定接觸片之間的空間。來(lái)自N極的磁通量還沿固定接觸件5的成排的固定接觸片方向穿過(guò)第二可動(dòng)接觸片22與第三固定接觸片9及第二固定接觸片8中負(fù)載側(cè)的固定接觸片之間的空間。來(lái)自滅弧磁體31和32的N極的磁通量在俯視平面圖中在沿縱向的中心區(qū)處朝左右分開(kāi)。磁通量的一個(gè)分支Φ I沿包括第三固定接觸片9的相對(duì)固定接觸部15與第一可動(dòng)接觸片21之間的空間、第一固定接觸片7的相對(duì)固定部13與第一可動(dòng)接觸片21之間的空間以及接觸支承外殼4左側(cè)的外部空間的磁路徑而通過(guò)，并終止于滅弧磁體31和32的 S極。磁通量的另一個(gè)分支Φ2沿包括第三固定接觸片9的相對(duì)固定接觸部16與第二可動(dòng)接觸片22之間的空間、第二固定接觸片8的相對(duì)固定部13與第二可動(dòng)接觸片22之間的空間以及接觸支承外殼4右側(cè)的外部空間的磁路徑而通過(guò)，并終止于滅弧磁體31和32的 S極。滅弧空間34、35形成于接觸支承外殼4的側(cè)壁內(nèi)表面內(nèi)，成對(duì)的滅弧磁體如下具體描述地設(shè)置在該側(cè)壁內(nèi)表面上。電源側(cè)滅弧空間34的一部分形成于接觸支承外殼4在滅弧磁體31側(cè)的側(cè)壁內(nèi)表面與如下三個(gè)接觸部分之間，這三個(gè)接觸部分是第一固定接觸片7 的固定接觸部13、第三固定接觸片9的固定接觸部15和第一可動(dòng)接觸片21，如圖7和8中所示，附圖7和8是分別沿圖6中的線B-B和線C-C剖切的剖視圖。電源側(cè)滅弧空間35的一部分形成于接觸支承外殼4在滅弧磁體32側(cè)的側(cè)壁內(nèi)表面與如下三個(gè)接觸部分之間，這三個(gè)接觸部分是第一固定接觸片7的固定接觸部13、第三固定接觸片9的固定接觸部15和第一可動(dòng)接觸片21這，如圖7和8中所示。負(fù)載側(cè)滅弧空間34的剩余部分如圖6中所示形成于滅弧磁體31的側(cè)壁內(nèi)表面與如下三個(gè)接觸部分之間，這三個(gè)接觸部分是第二固定接觸片8的固定接觸部13、第三固定接觸片9的固定接觸部16和第二可動(dòng)接觸片22，該剩余部分是滅弧空間34的在上述電源側(cè)中的那部分的延伸部分。負(fù)載側(cè)滅弧空間35的剩余部分如圖6中所示形成于接觸支承外殼4在滅弧磁體32側(cè)的側(cè)壁內(nèi)表面與如下三個(gè)接觸部分之間，這三個(gè)接觸部分是第二固定接觸片8的固定接觸部13、第三固定接觸片9的固定接觸部16和第二可動(dòng)接觸片22這，該剩余部分是滅弧空間35的在上述電源側(cè)中的延伸部分?，F(xiàn)在，將在下文中詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例的磁接觸器的操作?，F(xiàn)在考慮這樣一種情況第一固定接觸片7的固定端子部12連接到通向高壓直流電源的配線，而第二固定接觸片8的固定端子部12連接到通向負(fù)載的配線。當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3中的激勵(lì)線圈(未示出)在此情況下未供有電流時(shí)，可動(dòng)接觸件6 的軸24被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3中的返回彈簧(未示出)向下推動(dòng)，從而使接觸機(jī)構(gòu)處于釋放狀態(tài)或打開(kāi)狀態(tài)，如圖2中所示。在該釋放狀態(tài)下，第一可動(dòng)接觸片21以預(yù)定距離向下與第一固定接觸片7的固定接觸部13以及第三固定接觸片9的固定接觸部15分離。第二可動(dòng)接觸片22也以預(yù)定距離向下與第二固定接觸片8的固定接觸部13以及第三固定接觸片 9的固定接觸部16分離。電流不能在第一固定接觸片7和第二固定接觸片8之間流動(dòng)，且磁接觸器處于電流不通過(guò)高壓直流電源供給到負(fù)載的電流切斷狀態(tài)。當(dāng)使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的激勵(lì)線圈從接觸機(jī)構(gòu)2的打開(kāi)狀態(tài)通電時(shí)，設(shè)置在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3 內(nèi)的柱塞(未示出)抵抗返回彈簧力向上運(yùn)動(dòng)以向上推動(dòng)可動(dòng)接觸件6的軸24。由此，接觸件機(jī)構(gòu)2如圖4中所示轉(zhuǎn)變到閉合狀態(tài)，在該狀態(tài)下，第一可動(dòng)接觸片21與第一固定接觸片7的固定接觸部13以及第三固定接觸片9的固定接觸部15接觸，而第二可動(dòng)接觸片 22與第三固定接觸片9的固定接觸部16和第二固定接觸片8的固定接觸部13接觸。由此，磁接觸器變成電流供給狀態(tài)，在該狀態(tài)下，電流從電源供給到負(fù)載。在該狀態(tài)下，被傳遞到第一固定接觸片7的固定端子部12的電流流經(jīng)第一固定接觸片7的固定接觸部13和第一可動(dòng)接觸片21并進(jìn)入第三固定接觸片9的固定接觸部15。然后，電流流經(jīng)平板部14和第三固定接觸片9的固定接觸部16以及第二可動(dòng)接觸片22，并進(jìn)入第二固定接觸片8的固定接觸部13。電流從該第二固定接觸片8的固定端子部12傳遞到負(fù)載。當(dāng)供給到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的激勵(lì)線圈的電流被切斷以終止這種電流供給狀態(tài)時(shí)，柱塞 (未示出)開(kāi)始通過(guò)返回彈簧的力向下運(yùn)動(dòng)。在如圖5中所示的接觸機(jī)構(gòu)2中，第一可動(dòng)接觸片21開(kāi)始從第一固定接觸片7的固定接觸部13以及第三固定接觸片9的固定接觸部15 分離。同時(shí)，第二可動(dòng)接觸片22開(kāi)始從第三固定接觸片9的固定接觸部16以及第二固定接觸片8的固定接觸部13分離。在該過(guò)程中，電弧在電源側(cè)產(chǎn)生于第一可動(dòng)接觸片21與第一固定接觸片7的固定接觸部13之間以及第一可動(dòng)接觸片21與第三固定接觸片9的固定接觸部15之間。電弧36還在負(fù)載側(cè)產(chǎn)生于第二可動(dòng)接觸片22與第三固定接觸片9的固定接觸部16之間以及第二可動(dòng)接觸片22與第二固定接觸片8的固定接觸部13之間產(chǎn)生。因此，產(chǎn)生總共四個(gè)電弧。電弧致使電流流動(dòng)狀態(tài)在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)繼續(xù)。滅弧磁體31和32設(shè)置成相對(duì)的磁極表面如前所述都是N極。電源側(cè)中從N極引出的磁通量沿成排的固定接觸片的方向向左經(jīng)過(guò)第三固定接觸片9的固定接觸部15與第一可動(dòng)接觸片21之間的空間以及第一固定接觸片7的固定接觸部13與第一可動(dòng)接觸片21之間的空間。由此，第一固定接觸片7的固定接觸部13與第一可動(dòng)接觸片21之間的電弧如圖6中所示受到洛倫茲力，該洛倫茲力根據(jù)弗萊明左手定律沿垂直于成排的固定接觸片并朝向滅弧磁體32那側(cè)的方向，其中，電流沿相對(duì)于圖6的頁(yè)面向下的方向，而磁場(chǎng)是向左的。另一方面，第三固定接觸片9的固定接觸部15與第一可動(dòng)接觸片21之間的電弧受到洛倫茲力，該洛倫茲力根據(jù)弗萊明左手定律沿垂直于成排的固定接觸片并朝向滅弧磁體31 那側(cè)方向，其中，電流沿相對(duì)于圖6的頁(yè)面向上的方向。類(lèi)似地，在負(fù)載側(cè)，從滅弧磁體31和32的相對(duì)磁極表面的N極引出的磁通量沿成排的固定接觸片的方向向右經(jīng)過(guò)第三固定接觸片9的固定接觸部16與第二可動(dòng)接觸片22 之間的空間以及第二固定接觸片8的固定接觸部13與第二可動(dòng)接觸片22之間的空間。由此，第三固定接觸片9的固定接觸部16與第二可動(dòng)接觸片22之間的電弧如圖6中所示受到洛倫茲力，該洛倫茲力根據(jù)弗萊明左手定律沿垂直于成排的固定接觸片并朝向滅弧磁體 31那側(cè)的方向，其中，電流沿相對(duì)于圖6的頁(yè)面向下的方向。第二固定接觸片8的固定接觸部13與第二可動(dòng)接觸片22之間的電弧受到洛倫茲力，該洛倫茲力根據(jù)弗萊明左手定律沿垂直于成排的固定接觸片并朝向滅弧磁體32那側(cè)的方向，其中，電流沿相對(duì)于圖6的頁(yè)面向上的方向。因此，第一固定接觸片7的固定接觸部13與第一可動(dòng)接觸片21之間的電弧如圖7 中所示(該圖是沿圖6的線B-B剖取的剖視圖)延伸到滅弧空間35并最終呈現(xiàn)從第一固定接觸片7的固定接觸部13的底部區(qū)域起始并終止于第一可動(dòng)接觸片21的底面區(qū)域的構(gòu)造并從此構(gòu)造而熄滅。第三固定接觸片9的固定接觸部15與第一可動(dòng)接觸片21之間的電弧如圖8中所示(該圖是沿圖6的線C-C剖取的剖視圖)延伸到滅弧空間34并最終呈現(xiàn)從第三固定接觸片9的固定接觸部15的底部區(qū)域起始并終止于第一可動(dòng)接觸片21的底面區(qū)域的構(gòu)造并從此構(gòu)造而熄滅。類(lèi)似地，在負(fù)載側(cè)，在第三固定接觸片9的固定接觸部16與第二可動(dòng)接觸片22之間產(chǎn)生的電弧延伸到滅弧空間34中并在那里被熄滅。在第二固定接觸片8的固定接觸部 13與第二可動(dòng)接觸片22之間產(chǎn)生的電弧延伸到滅弧空間35中并在那里被熄滅。在磁接觸器I的連接狀態(tài)下，當(dāng)再生電流從負(fù)載流到直流電源，且將要從該狀態(tài)進(jìn)行電源切斷時(shí)，進(jìn)行相同的滅弧操作，只是由于電流與圖6中方向相反，因而洛倫茲力的方向相對(duì)于成排的固定接觸片的線反向。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的從閉合狀態(tài)到打開(kāi)狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程中，產(chǎn)生四個(gè)電弧，相比于傳統(tǒng)裝置中的電弧多了兩個(gè)電弧。由于四個(gè)電弧中的每個(gè)都延伸到滅弧空間34 或35，所以延伸的總弧長(zhǎng)度可被拉長(zhǎng)。因此，與傳統(tǒng)接觸器相同尺寸的磁接觸器能切斷更高的電壓。由于用于使產(chǎn)生的電弧延伸的滅弧空間在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)上不同，所以不發(fā)生電弧干擾，且各接觸片的相鄰固定接觸部之間的距離可減小。第一固定接觸片7和第二固定接觸片8的固定端子部12具有用于附連外部配線端子的陰螺紋孔。因此，固定接觸片7和8幾乎不能最小化，并在減小兩者間距方面有它們的限制。第三固定接觸片9設(shè)置在本發(fā)明的磁接觸器中的第一和第二固定接觸片之間的該空間內(nèi)，從而有效地利用具有尺寸限制的該空間。因此，滅弧性能提高，同時(shí)總體尺寸未增大。當(dāng)在固定接觸件和可動(dòng)接觸件之間流動(dòng)的電流方向變化時(shí)，施加到電弧上的洛倫茲力反向。電弧朝滅弧磁體31那側(cè)的空間34或者朝滅弧磁體32那側(cè)的空間35延伸，這兩個(gè)空間、即滅弧空間34和35位于沿其縱向延伸的可動(dòng)接觸片21和22的兩側(cè)。電弧朝向滅弧磁體31和32中的哪個(gè)延伸由固定接觸部和可動(dòng)接觸片之間的電流方向決定。由于滅弧空間34和35設(shè)置在可動(dòng)接觸片21和22的兩側(cè)，所以不論固定接觸部和可動(dòng)接觸片之間的電流方向如何都必定可執(zhí)行滅弧功能。因此，本發(fā)明提供一種小尺寸磁接觸器，該磁接觸器具有不論經(jīng)過(guò)接觸件的電流方向如何都對(duì)于高壓電壓的令人滿意的滅弧功能。在上述實(shí)施例中，滅弧空間34和35形成為延伸經(jīng)過(guò)整個(gè)電源側(cè)和負(fù)載側(cè)。然而， 每個(gè)滅弧空間34和35可通過(guò)由絕緣材料制成的分隔壁分開(kāi)以形成電源側(cè)中的空間和負(fù)載側(cè)中的空間，該分隔壁設(shè)置在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)之間的中間處。根據(jù)此構(gòu)造，通過(guò)用分隔壁將在第三固定接觸片9的固定接觸部15與第一可動(dòng)接觸片21之間形成的電弧和在第三固定接觸片9的固定接觸部16與第二可動(dòng)接觸片22之間產(chǎn)生的電弧分開(kāi)，以避免電弧干擾而又不失效。在上述實(shí)施例中，滅弧磁體31和32的相對(duì)的磁極表面是N極。然而，滅弧磁體31 和32的相對(duì)的磁極表面可以是S極。在這種情況下，在電源側(cè)，從滅弧磁體31和32的外表面上的N極引出的磁通量經(jīng)過(guò)第一固定接觸片7的固定接觸部13與第一可動(dòng)接觸片21 之間的空間以及第三固定接觸片9的固定接觸部15與第一可動(dòng)接觸片21之間的空間，并返回到滅弧磁體31和32的S極。類(lèi)似地，在負(fù)載側(cè)，磁通量經(jīng)過(guò)第二固定接觸片8的固定接觸部13與第二可動(dòng)接觸片22之間的空間以及第三固定接觸片9的固定接觸部16與第二可動(dòng)接觸片22之間的空間，并返回到滅弧磁體31和32的S極。因此，盡管洛倫茲力反向，但也獲得與上述實(shí)施例中的那些相同的作用。
權(quán)利要求
1.一種磁接觸器，包括固定接觸件，所述固定接觸件包括由固定接觸部和連接到電源的固定端子部構(gòu)成的第一固定接觸片、由固定接觸部和連接到負(fù)載的固定端子部構(gòu)成的第二固定接觸片以及設(shè)置在所述第一固定接觸片和所述第二固定接觸片之間并具有兩個(gè)固定接觸部的第三固定接觸片；接觸件支承外殼，所述接觸件支承外殼支承所述固定接觸件，而所述第一固定接觸片以及所述第二固定接觸片的所述固定端子部突出于所述接觸支承外殼之外；可動(dòng)接觸件，所述可動(dòng)接觸件包括第一可動(dòng)接觸片、第二可動(dòng)接觸片和絕緣件，所述第一可動(dòng)接觸片被允許與所述第一固定接觸片的所述固定接觸部以及所述第三固定接觸片的所述兩個(gè)固定接觸部中的一個(gè)接觸和分離，所述第二可動(dòng)接觸片被允許與所述第二固定接觸片的所述固定接觸部以及所述第三固定接觸片的另一個(gè)固定接觸部接觸和分離，而所述絕緣件固定所述第一可動(dòng)接觸片和所述第二可動(dòng)接觸片，所述可動(dòng)接觸件安裝在所述接觸支承外殼內(nèi)；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述可動(dòng)接觸件，以使所述可動(dòng)接觸件與所述固定接觸件接觸和分離。
2.如權(quán)利要求I所述的磁接觸器，其特征在于，還包括一對(duì)滅弧磁體，所述一對(duì)滅弧磁體跨越成排的第一、第二和第三固定接觸片以及第一和第二可動(dòng)接觸片而相對(duì)設(shè)置，并具有相同極性的相對(duì)磁極表面。
3.如權(quán)利要求2所述的磁接觸器，其特征在于，所述一對(duì)滅弧磁體的兩個(gè)相對(duì)的磁極表面都是N極。
4.如權(quán)利要求2所述的磁接觸器，其特征在于，所述一對(duì)滅弧磁體的兩個(gè)相對(duì)的磁極表面都是S極。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的磁接觸器，其特征在于，所述一對(duì)滅弧磁體設(shè)置在所述接觸支承外殼的側(cè)壁的外表面上。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的磁接觸器，其特征在于，滅弧空間形成于所述接觸支承外殼的所述側(cè)壁的設(shè)置有所述一對(duì)滅弧磁體的內(nèi)表面之內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的磁接觸器，其特征在于，還包括設(shè)置在所述滅弧空間的中心區(qū)內(nèi)、由絕緣材料制成的分隔壁，每個(gè)分隔壁將每個(gè)滅弧空間分成所述第一可動(dòng)接觸片側(cè)的部分和所述第二可動(dòng)接觸片側(cè)的部分。
全文摘要
本發(fā)明的磁接觸器包括固定接觸件，它包括各自由固定接觸部和連接到電源的固定端子部構(gòu)成的第一和第二固定接觸片、設(shè)置在第一和第二固定接觸片之間并具有兩個(gè)固定接觸部的第三固定接觸片；接觸件支承外殼，它支承固定接觸件，第一和第二接觸片的固定端子部突出于接觸支承外殼之外；可動(dòng)接觸件，它包括第一和第二可動(dòng)接觸片以及絕緣件，第一可動(dòng)接觸片被允許分別與第一和第三固定接觸片的固定接觸部接觸和分離，第二可動(dòng)接觸片被允許分別與第二和第三固定接觸片的固定接觸部接觸和分離，絕緣件固定第一和第二可動(dòng)接觸片，可動(dòng)接觸件安裝在接觸支承外殼內(nèi)；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)可動(dòng)接觸件以使可動(dòng)接觸件與固定接觸件接觸和分離。
文檔編號(hào)H01H9/44GK102592891SQ20111043373
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者柴雄二, 磯崎優(yōu), 立川裕之 申請(qǐng)人:富士電機(jī)機(jī)器制御株式會(huì)社, 富士電機(jī)株式會(huì)社