JP2005038618A

JP2005038618A - 電磁継電器

Info

Publication number: JP2005038618A
Application number: JP2003197020A
Authority: JP
Inventors: Koshi Aoki; 甲子青木; Tomoaki Hotta; 朋章堀田; Toru Imai; 亨今井
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】電磁継電器のアーマチュアトルクを増強して小型化を図る。
【解決手段】ベース１１と、ベース１１に固定されたコイルボビン２１に巻回されてヨーク２３を励消磁するコイル線材２２と、ヨーク２３に磁気的に結合されたポール２４と、ヨーク２３のヒンジ部３１に一端が支持された可動接点ばね２９と、可動接点ばね２９の中間部に固定されてポール２４の吸引部２６に対向されたアーマチュア３０と、可動接点ばね２９の自由端部に固定された可動接点３２と、可動接点３２にポール２４側において対向する固定接点３３とを備えている電磁継電器において、ポール２４の吸引部２６の長さを大きく設定し、吸引部２６の先端部にＣ面取り部２７、２７を形成する。
【効果】ポールの吸引部の延長で閉磁路アーマチュアトルクを増加させ、吸引力面積の減少で開磁路アーマチュアトルクを増加させて、小型化を図る。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁継電器に関し、例えば、車載用電装品に利用して有効な電磁継電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の電磁継電器としては、ベースと、ベースに固定されたコイルボビンに巻回されてヨーク（継鉄）を励消磁するコイル線材と、ヨークに磁気的に結合されたポールと、ヨークに一端が支持された可動接点ばねと、可動接点ばねの中間部に固定されてポールに対向されたアーマチュアと、可動接点ばねの自由端部に固定された可動接点と、ベースに固定されて可動接点にポール側において対向する固定接点とを備えており、コイル線材の消磁および励磁に伴って、アーマチュアがポールに対して離間および吸引することにより、可動接点ばねに固定された可動接点を固定接点との間を往復動させて開閉させるように構成されているものが、知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２８９０８０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した電磁継電器においては、初期の吸引力を考えると、ポールを回動中心に近づけてエアギャップを少なく設定する必要があるが、閉磁路においてポールを回動中心に近づけることにより、磁束が分散してしまい、結果として、磁束密度が低下し、吸引力が低下してしまうという問題点がある。従来はこの問題点に対して、電磁継電器を大型化して磁束密度を確保していたため、小型化が困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、小型で初期吸引ならびに閉磁路で確実な吸引力を得る電磁継電器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電磁継電器は、アーマチュアが一端部において回動自在に支承され中間部においてポールに吸引されるように構成された電磁継電器において、
前記ポールの前記アーマチュアを吸引する吸引部における前記ポールのアーマチュア回動中心側であって前記アーマチュアに近接した位置には、アーマチュア当接時に吸引力の弱い部分が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
前記した手段によれば、初期吸引時にはアーマチュアに近い吸引力の弱い部分で吸引することができ、閉磁路では他の吸引力の強い部分で吸引することができるため、それぞれの吸引力を向上することができ、その結果、電磁継電器の小型化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００９】
図１および図２に示されているように、本実施の形態に係る電磁継電器１０はベース１１を備えており、ベース１１は絶縁性を有する樹脂が用いられて略長方形の平盤形状に形成されている。ベース１１の一方の短辺の端部（以下、左端部とする。）には一対のコイル用ターミナル部材１２、１３が、それぞれ厚さ方向（以下、上下方向とする。）に挿通されて固定されており、ベース１１の中央部および右端部には一対の接点用ターミナル部材１４、１５がそれぞれ上下方向に挿通されて固定されている。ベース１１の上にはコイル２０のコイルボビン２１が上面に平行に配置されて固定されている。コイルボビン２１は絶縁性を有する樹脂が用いられて糸巻形状に一体成形されており、コイルボビン２１の筒部の外周には、導体にエナメル等の絶縁被膜が被着されて成るコイル線材２２が捲線されている。コイル線材２２の巻き始め端末部と巻き終わり端末部とは、両コイル用ターミナル部材１２、１３にヒュージング加工されることによってそれぞれ電気的に接続されている。コイルボビン２１の筒部内には鉄等の磁性材料が使用されてアングル型鋼形状に形成されたヨーク２３が、右側フランジ２１ａ側から挿通されており、ヨーク２３の左端部には鉄等の磁性材料が使用されてアングル型鋼形状に形成されたポール２４が、左側フランジ２１ｂの外側においてかしめ加工によって固定されている。ポール２４は横部材２６を上側に配置され縦部材２５を左側フランジ２１ｂに当接された状態で、ヨーク２３にかしめ付けられることによって機械的かつ磁気的に結合されている。ポール２４の吸引部としての横部材２６の右端部の両方の隅部にはＣ面取り部２７、２７がそれぞれ切設されており、ポール２４の横部材２６の面積は両Ｃ面取り部２７、２７によって右方に行くに従って減少するようになっている。すなわち、ポール２４の吸引部におけるアーマチュア回動中心側であってアーマチュア３０に近接した位置には、アーマチュア当接時に吸引力の弱い部分が設けられている。
【００１０】
ヨーク２３の縦部材２３ａはベース１１の右端部に挿通された接点用ターミナル部材１５の上端部にリベット２８のかしめ付けによって固定されており、ヨーク２３と接点用ターミナル部材１５とは機械的かつ電気的に接続された状態になっている。ヨーク２３の縦部材２３ａと接点用ターミナル部材（以下、可動接点用ターミナル部材という。）１５との間には、導電性を有する板ばね材が使用されて略アングル型鋼形状に屈曲成形された可動接点ばね２９の縦部材２９ａが、挟み込まれてリベット２８によって共締めされている。可動接点ばね２９の横部材２９ｂの下面には、鉄等の磁性材料が使用されて長方形の平板形状に形成されたアーマチュア３０が当接されて固定されている。アーマチュア３０の右端部はヨーク２３の縦部材２３ａの上端辺に形成されたヒンジ部３１によって上下方向に回動自在に支持されている。可動接点ばね２９の横部材２９ｂの左端部には可動接点取付用の取付孔が開設されており、取付孔には可動接点３２がかしめ加工によって固定されている。可動接点３２は固定接点３３に接触可能に対向されており、固定接点３３はベース１１の中央部に挿通された接点用ターミナル部材（以下、固定接点用ターミナル部材という。）１４の上端部に上向きに固定されている。可動接点３２の開成時のエアギャップは、可動接点ばね２９およびアーマチュア３０の上下方向の回動の上限位置を規制するストッパ３４によって規定されている。なお、便宜上図示は省略するが、ベース１１の上には箱形状に形成されたカバーが全体的に包囲するように被せ付けられている。
【００１１】
以上のように構成された電磁継電器１０の作用および効果を説明する。
【００１２】
制御電気信号がコイル線材２２へ両コイル用ターミナル部材１２、１３を通じて印加されることによってコイル線材２２が励磁すると、アーマチュア３０がポール２４によって磁気的に吸引されることによって可動接点ばね２９が揺動するために、可動接点３２が固定接点３３に接触する。この接触により、固定接点用ターミナル部材１４と可動接点用ターミナル部材１５とが電気的に接続されるために、電源（図示せず）の電力が負荷（図示せず）に供給される。
【００１３】
制御電気信号のコイル線材２２への印加が停止されると、コイル線材２２が消磁するために、可動接点ばね２９の弾発力によって可動接点ばね２９が揺動し、可動接点３２が固定接点３３から離反する。この離反により、固定接点用ターミナル部材１４と可動接点用ターミナル部材１５とが電気的に遮断されるために、電源の電力の負荷への供給は停止される。
【００１４】
ところで、一般に、電磁継電器の小型化を図ると、吸引力が減少するが、アーマチュアが一端部において回動自在に支承され中間部においてポールに吸引されるように構成された電磁継電器においては、ポールを長く設定することにより、吸引力を増加させることができる。しかしながら、ポールの長さを単純に長く設定しただけでは、次の問題点があることが本発明者によって明らかにされた。
【００１５】
まず、ポールのアーマチュアを吸引する吸引部の長さ（以下、ポール長という。）Ｘを大きく設定すると、図３（ａ）に示されているように、ポールとアーマチュアとの間のギャップは小さくなり、吸引力はポールの先端部に集中して分布するので、ポールがアーマチュアを閉じようとする時のトルク（以下、開磁路吸引力という。）は増加する。また、図３（ｂ）に示されているように、吸引力がポールとアーマチュアとの接触面に均一に分布することにより、吸引力面積Ｓが大きくなるために、ポールがアーマチュアを閉じている時のトルク（以下、閉磁路吸引力という。）は減少する。
【００１６】
次に、ポール長Ｘを小さく設定すると、図４（ａ）に示されているように、ポールとアーマチュアとの間のギャップが大きくなるために、開磁路吸引力は減少する。また、図４（ｂ）に示されているように、吸引力面積Ｓが小さくなり、それだけ磁束が集中するために、閉磁路吸引力は増加する。このようにポール長Ｘを増減調節することによる吸引力の調整は、閉磁路吸引力と開磁路吸引力とでは吸引力の増減に対して二律背反するトレードオフの関係にある。
【００１７】
そこで、本実施の形態においては、ポール２４の吸引部としてのポール長Ｘである横部材２６を長く設定しつつ、横部材２６の先端部に一対のＣ面取り部２７、２７を形成してアーマチュア３０の回動中心（ヒンジ部３１）に向かう部分の面積を小さくすることにより、開磁路吸引力を増加させ、かつ、閉磁路吸引力を増加させている。すなわち、ポール２４の横部材２６を長く設定してポール２４とアーマチュア３０との間のギャップを小さくすることにより、開磁路吸引力を増加させ、他方、ポール２４の横部材２６の先端部に一対のＣ面取り部２７、２７を形成して、吸引力面積Ｓを小さくさせて吸引力の弱い部分を設けることにより、他の部分すなわちアーマチュア３０の作用点側に磁束を集中させることにより、開磁路吸引力を増加させている。つまり、本実施の形態においては、吸引力を増加させることができるので、アーマチュア３０がヒンジ部３１において回動自在に支承され中間部においてポール２４に吸引されるように構成された電磁継電器１０の小型化を図ることができる。
【００１８】
図５は本発明の第二の実施の形態である電磁継電器を示す正面図であり、図６はその側面図である。
【００１９】
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、ポール２４の吸引部２６Ａがコイル２０の軸心と直角になっている点である。
【００２０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００２１】
例えば、ポールのアーマチュアを吸引する吸引部におけるアーマチュア当接時に吸引力が弱い部分を設ける構成は、吸引部の先端部に一対のＣ面取り部を形成するに限らず、図７に示されているように形成して吸引部の表面積を減少させてもよい。図７（ａ）においては、吸引部の先端部に小さい半円形の切欠部２７Ａが形成されている。図７（ｂ）においては、吸引部の先端部に大きい半円形の切欠部２７Ｂが形成されている。図７（ｃ）においては、吸引部の先端部に四角形の切欠部２７Ｃが形成されている。図７（ｄ）においては、吸引部に円形孔２７Ｄが形成されている。図７（ｅ）においては、吸引部の先端部の両側面に一対の四角形の切欠部２７Ｅ、２７Ｅが形成されている。
【００２２】
また、ポールのアーマチュアを吸引する吸引部におけるアーマチュア当接時に吸引力が弱い部分を設ける構成は、吸引部の先端部に一対のＣ面取り部を形成するに限らず、図８に示されているように、断面積を減少させてもよい。図８（ａ）においては、吸引部の先端部の下面にテーパ形状の切欠部２７Ｆが形成されている。図８（ｂ）においては、吸引部の先端部の下面に平板形状の切欠部２７Ｇが形成されている。図８（ｃ）においては、吸引部の先端部の上面に平板形状の切欠部２７Ｈが形成されている。
【００２３】
図９はポールの吸引部がコイルの軸心と直角になった第二の実施の形態に係る電磁継電器におけるポールの各実施の形態をそれぞれ示している。図９（ａ）のポールが前記実施の形態と異なる点は、ポール２４Ａのヨーク連結部２４ａが丸棒形状に形成されている点である。図９（ｂ）のポールが前記実施の形態と異なる点は、ポール２４Ａのヨーク連結部２４ａが丸棒形状に形成されており、互いに交差する一対の面取り部２７Ｉ、２７Ｉが形成されている点である。図９（ｃ）のポールが前記実施の形態と異なる点は、ポール２４Ａのヨーク連結部２４ａが丸棒形状に形成されており、互いに交差する一対の面取り部２７Ｉ、２７Ｉが形成されており、また、両面取り部２７Ｉ、２７Ｉの反対側に半円形形状部２７Ｊが形成されている点である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、初期吸引時にアーマチュアに近い吸引力の弱い部分で吸引することができ、閉磁路では他の吸引力の強い部分で吸引することができるため、それぞれの吸引力を向上することができ、その結果、電磁継電器の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である電磁継電器を示す斜視図である。
【図２】その正面図である。
【図３】本発明の作用を説明するための各説明図である。
【図４】従来の技術の作用を説明するための各説明図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態である電磁継電器を示す正面図である。
【図６】その側面図である。
【図７】吸引部の面積を減少させて吸引力の弱い部分を設ける各実施の形態をそれぞれ示す各斜視図である。
【図８】吸引部の厚さを減少させて吸引力の弱い部分を設ける各実施の形態をそれぞれ示す各斜視図である。
【図９】第二の実施の形態に係る電磁継電器におけるポールの各実施の形態をそれぞれ示す各斜視図である。
【符号の説明】
１０…電磁継電器、１１…ベース、１２、１３…コイル用ターミナル部材、１４…固定接点用ターミナル部材、１５…可動接点用ターミナル部材、２０…コイル、２１…コイルボビン、２１ａ、２１ｂ…フランジ、２２…コイル線材、２３…ヨーク、２３ａ…縦部材、２４…ポール、２５…縦部材、２６…横部材（吸引部）、２６Ａ…吸引部、２７…Ｃ面取り部、２８…リベット、２９…可動接点ばね、２９ａ…縦部材、２９ｂ…横部材、３０…アーマチュア、３１…ヒンジ部（回動中心）、３２…可動接点、３３…固定接点、３４…ストッパ。

Claims

アーマチュアが一端部において回動自在に支承され中間部においてポールに吸引されるように構成された電磁継電器において、
前記ポールの前記アーマチュアを吸引する吸引部における前記ポールのアーマチュア回動中心側であって前記アーマチュアに近接した位置には、アーマチュア当接時に吸引力の弱い部分が設けられていることを特徴とする電磁継電器。
前記吸引力の弱い部分は、表面積が減少するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
前記吸引力の弱い部分は、断面積が減少するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
前記吸引部が前記ポールを励消磁するコイルの軸心と平行になっていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の電磁継電器。
前記吸引部が前記ポールを励消磁するコイルの軸心と直角になっていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の電磁継電器。