JP2005183083A - 電磁リレー - Google Patents

Abstract

【課題】Ｌ字型接極子を用いた電磁リレーにおいて、簡単な構成によりＬ字型接極子の回動動作の安定動作と高信頼性の実現を図る。
【解決手段】電磁リレー１は、コイル２と、このコイル２が卷回された鉄心３と、鉄心３とともに磁気回路を形成する継鉄３１と、コイル２の励磁状態に応じて鉄心３の磁極３ａに吸引離反されるＬ字型接極子４と、Ｌ字型接極子によって駆動されるカード５と、カード５によって互いに当接開離される可動接点６及び固定接点７と、これらを固定する器体８と、Ｌ字型接極子４の曲げ部４０を回動可能に支持するヒンジばね１０とを備えている。Ｌ字型接極子４はヒンジばね１０により回動支点に向かう２方向から支えられるので、より小さな付勢力で容易にＬ字型接極子の位置ずれの発生を防止でき、安定にＬ字型接極子を支持できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｌ字型接極子を備えた電磁リレーに関する。

従来から、Ｌ字型接極子とこのＬ字型接極子を回動可能に支持する支持ばね（ヒンジばね）とを組み合わせて、固定接点に対し可動接点を開閉駆動する電磁リレーが知られている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。このようなヒンジばねは、動作安定性や信頼性等の電磁リレーの性能に関わる部品として用いられている。例えば、特許文献１に示される電磁リレーにおいて、ヒンジばねは、電磁リレーの動作時や復帰時の動作音を低くする機能を兼ね備えて用いられている。また、特許文献２に示される電磁リレーにおいては、ヒンジばねの意図せぬ変形を防止することで電磁リレーの耐衝撃性を向上する構造が提案されている。
特開２００２−２４５９１７号公報 特開平１１−１６４６９号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に示されるような電磁リレーにおいては、依然として電磁リレーの耐衝撃性に関して問題がある。電磁リレーの概要と問題点を図５により説明する。図５（ａ）は、Ｌ字型接極子とヒンジばねを用いた電磁リレーを示す。この電磁リレーは、コイル２と、このコイル２が卷回された鉄心３と、可動接点６と、固定接点７と、鉄心３の両磁極の一方の磁極３ｂに磁気的に結合して、他方の磁極３ａ近傍に磁路を形成する継鉄３１と、Ｌ字型接極子４と、絶縁物からなり摺動可能に固定されたカード５と、これらを固定する器体８と、前記Ｌ字型接極子４の曲げ部４０を回動可能に支持するヒンジばね９０とを備えている。

Ｌ字型接極子４は、Ｌ字形状の曲げ部の内側に継鉄３１の角部で形成された回動支点３１ａを持ち、Ｌ字形状の両端４１、４２のうち一端４１が前記コイル２の励磁状態に応じて前記鉄心３の磁極３ａに吸引離反され、他端４２が前記可動接点６に、摺動するカード５によって連結され、前記吸引離反動作により前記固定接点７に対し可動接点６を開閉駆動する。

ヒンジばね９０は、図５（ｂ）に示すように、Ｌ字型接極子４の曲げ部４０の外側位置において、器体８側に固定された固定部から延伸された可動片を有し、Ｌ字型接極子４の曲げ部４０の外側面に可動片を当接させて、外方から内方に向かう押え力Ｆを付勢して曲げ部４０を矢印Ｒで示すように回動可能に支持している。

このようなヒンジばねは、接極子４を（断面視において）略１点で押えているため、次に説明するように押え力Ｆの調整が難しく、従って、電磁リレーの動作不安定を発生する可能性がある。すなわち、押え力Ｆが強すぎると、接極子４の曲げ部４０の内外面における回動始点３１ａやヒンジばね９０との接触部の摩擦が増大して、接極子４の迅速な回動動作が妨げられるという問題がある。また、押え力Ｆが弱いと、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、接極子４がｙ方向やｘ方向にずれてしまい、所定の回動支点３１ａからずれた回動支点回りで回動動作する状態が発生し、カード５を介して可動接点６を駆動するタイミングがずれる等の動作不安定状態が発生するという問題がある。

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成によりＬ字型接極子の回動動作の安定動作と高信頼性を実現した電磁リレーを提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、コイルと、このコイルが卷回された鉄心と、可動接点と、固定接点と、Ｌ字形状の曲げ部の内側に回動支点を持ち、Ｌ字形状の両端のうち一端が前記コイルの励磁状態に応じて前記鉄心の磁極に吸引離反され、他端が前記可動接点に連結され、前記吸引離反動作により前記固定接点に対し可動接点を開閉駆動するＬ字型接極子と、これらを固定する器体と、前記Ｌ字型接極子の曲げ部を回動可能に支持するヒンジばねと、を備えた電磁リレーにおいて、前記ヒンジばねは、前記Ｌ字型接極子の曲げ部の外側位置において前記一端側と他端側とで前記器体側に固定された固定部と、これらの固定部から延伸され前記Ｌ字型接極子の曲げ部の外側面に当接して外方から内方へ付勢する可動片とを有することを特徴とする電磁リレーである。

請求項２の発明は、請求項１記載の電磁リレーにおいて、前記ヒンジばねの２つの固定部が一体に連結された外枠により形成されており、その外枠の両端部が前記器体に形成された嵌合部に嵌合して固定されているものである。

請求項１の発明によれば、ヒンジばねによりＬ字型接極子を（断面視において）２点で支える構造、すなわちＬ字型接極子を２方向から回動支点に向かう付勢力で支える構造になっているので、従来のような１方向からＬ字型接極子を支持する構造と異なり、より小さな付勢力で容易にＬ字型接極子の位置ずれの発生を防止でき、安定にＬ字型接極子を支持できる。Ｌ字型接極子を２方向から安定に支持できるで、付勢力の許容範囲が広くなり、押え力を容易に調整でき、電磁リレーの製造が容易となる。また、小さな付勢力で安定にＬ字型接極子を支持できるので、Ｌ字型接極子が回動動作する時の摩擦力が少なくなり、従来のものよりも応答性の優れた高精度な電磁リレーを実現できる。

請求項２の発明によれば、２つの固定部を一体に連結してヒンジばねを形成しているので、従来の片持ちばね構造のヒンジばねと異なり電磁リレーの器体等への圧入やかしめ固定の必要がなく、ヒンジばねの電磁リレーへの組み込みが容易である。また、ヒンジばねの外枠の両端部を器体に形成した嵌合部に嵌合して固定するので、作業性良く電磁リレーを製造できる。

以下、本発明の一実施形態に係る電磁リレーについて、図面を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）は、本発明の電磁リレー１を示す。電磁リレー１は、コイル２と、このコイル２が卷回された鉄心３と、鉄心３とともに磁気回路を形成する継鉄３１と、コイル２の励磁状態に応じて鉄心３の磁極３ａに吸引離反されるＬ字型接極子４と、Ｌ字型接極子によって駆動されるカード５と、カード５によって互いに当接開離される可動接点６及び固定接点７と、これらを固定する器体８と、Ｌ字型接極子４の曲げ部４０を回動可能に支持するヒンジばね１０とを備えている。これらの各構成要素の説明の後、電磁リレーの動作を説明する。

コイル２は、中心軸に円形孔を有するコイルボビン２１にコイル銅線を巻回して形成され、コイル銅線の末端はコイル端子２２，２３にそれぞれ接続部２２ａ，２３ａにおいて接続されている。

鉄心３は、コイルボビン２１の円形孔に挿入可能な円柱形状部と、その一端を円形孔の直径よりも大きく拡径した鍔部とを有し、円柱形状部を鍔部根本までコイルボビン２１に挿通され、鍔部の磁極３ａと円柱形状部の磁極３ｂをコイルボビン２１の両端に突出して配置されている。

継鉄３１は、磁性体からなる長方形板材をＬ字型に屈曲した形状をしており、その一方の板部分は嵌合孔をあけて鉄心３の一方の磁極３ｂが嵌合されている。継鉄３１の他方の板部分は、鉄心３の磁極３ａの側方位置に配置され、その端部外方の角部は、Ｌ字型接極子を回動自在に支持するための回動支点３１ａを形成している。

Ｌ字型接極子４は、長方形板材をＬ字型に屈曲した形状をしており、Ｌ字形状の曲げ部４０の内側を前記回動支点３１ａに断面視で点接触となるように接して配置され、Ｌ字形状の両端４１、４２のうち一端４１が鉄心３の磁極３ａと互いの面を略平行に対向して配置され、他端４２がカード５を押圧可能に配置されている。

カード５は、例えば樹脂成形による絶縁体であり、２枚の四角平板を十字に交差させた形状を有し、一方の平板が器体８のボディ８１に摺動可能に支持されている。その摺動する平板の一端５ａがＬ字型接極子４の一端４２によって押圧され、また、その平板の他端５ｂが、次に述べる可動接点ばね６２を押圧するように配置されている。

可動接点６は、可動接点ばね６２に一体的にかしめ等により固着され、可動接点ばね６２は、器体８外に至る可動接点端子６１に、例えばリベットにより電気的かつ一体的に接続されている。また、固定接点７は、可動接点６と同様に、固定接点ばね７２及び固定接点端子７１に、固着され接続されている。

器体８は、ボディ８１とカバー８２からなり、ボディ８１は、ベース８１ａと内部構造体８１ｂからなる。ベース８１ａの外面方向に、電磁リレー１を基板等に実装するときに用いられるコイル端子２２，２３、可動端子６１及び固定端子が突設されている。内部構造体８１ｂは、上述の各構成要素を器体８内に固定するために用いられる。

ヒンジばね１０は、後述するように、２つの可動片を有しており、器体８のボディ８１を足場にしてＬ字型接極子４の曲げ部４０の外側をその２つの可動片で回動支点３１ａの方向に押圧している。

次に、電磁リレー１の動作を説明する。コイル２が励磁されていない状態では、可動接点ばね６２の付勢力によりカード５は、図の左方に移動し、Ｌ字型接極子４の一端４１は鉄心３の磁極３ａから開離し、また可動接点６と固定接点７は互いに開離している。このとき、電磁リレー１の可動接点端子６１及び固定接点端子７１に接続された回路は開回路状態となっている。コイル２が励磁されると、鉄心３の磁極３ａにＬ字型接極子４の一端４１が吸引され、回動支点３１ａの回りに回動するＬ字型接極子４の一端４２がカード５を図の右方に押圧してカード５を右方に駆動する。駆動されたカード５が可動接点ばね６２を右方に押圧して可動接点６が固定接点７に当接し、電磁リレー１の可動接点端子６１及び固定接点端子７１に接続された回路が閉回路状態となる。コイル２の励磁が停止されると、磁極３ａにおいてＬ字型接極子４の一端４２を吸引していた吸引力が消滅し、前述の状態（開回路状態）となる。

次に、ヒンジばね１０について説明する。図２は、ヒンジばね１０の構造と使用状態を示す。ヒンジばね１０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、外周を形成する略９０゜の角度でに２つ折りにされた枠体１２と、その２つ折りの折り線に平行な枠体１２の対向辺からそれぞれ谷折り内部方向に屈曲し延伸して形成された２つの可動片１１を有している。各可動片１１は、屈曲部近傍を固定部１１ａ、延伸された末端を自由端１１ｂとした片持ち梁形状のばねを構成している。

このような形状のヒンジばね１０は、図２（ｃ）に示すように、Ｌ字型接極子４の曲げ部４０の外方であって、逃げの形成されたボディ８１の隅部８３に配置される。ヒンジばね１０は、図２（ｃ）（ｄ）に示されるように、枠体１２の両端部を器体のボディ８１に形成された嵌合部８０の嵌合溝８０ａに嵌合して固定される。

固定されたヒンジばね１０の可動片１１は、Ｌ字型接極子４の曲げ部４０の外側位置において、一端側４１と他端側４２とで器体側（ボディ８１）に固定された固定部１２と、これらの固定部１２から延伸されＬ字型接極子４の曲げ部４０の外側面に当接して外方から内方に向かう付勢力Ｆ１、Ｆ２を付勢して曲げ部４０を回動可能に支持している。ヒンジばね１０の２つの可動片で、Ｌ字型接極子４の外側面を（断面視において）２方向から回動支点に向かう付勢力で支える構造になっており、１方向から支持するよりも小さな付勢力でＬ字型接極子の位置ずれの発生を防止して安定に支持できる。

次にヒンジばね１０の他の構造を図３、図４により説明する。図３（ａ）に示すヒンジばね１０は、枠体の谷折り部に面取り辺１３を有している。この面取り辺１３の存在により、図３（ｂ）に示すように、器体のボディ８１の隅部に逃げを形成する必要がない。

また、図４に示すヒンジばね１０は、谷折り方向にある２つの可動片１１の共通する辺側にガイド片１４を備えている。このガイド片１４は、図４（ａ）に示すように、先に器体内に固定された継鉄３１とヒンジばね１０の隙間に、後からＬ字型接極子４を挿入するとき、可動片１１の付勢力に抗して挿入を容易とするために用いられる。

なお、ヒンジばね１０は、２つの片持ちばねが略対称に対向して一体化されているので、このヒンジばね１０の使用状態において、ヒンジばね１０に作用する外力は、図３（ｂ）に示すように、ボディ８１の隅部に向かう力であり、ヒンジばね１０は安定してその位置が保持され、このことは、図２に示したヒンジばね１０についても同様である。図２（ｃ）（ｄ）に示した嵌合部８０は、電磁リレーの組立時に特に有効である。なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、ヒンジばね１０は、２つの可動片に限ることなく複数の可動片を備えることができる。また、ヒンジばね１０は、Ｌ字型接極子を備えた電磁リレーであれば、図１に示した電磁リレーに限ることなく適用できる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る電磁リレーの側面断面図、（ｂ）は同電磁リレーの平面断面図。 （ａ）は同上電磁リレーに用いられるヒンジばねの平面図、（ｂ）は同ヒンジばねの側面図、（ｃ）は同上電磁リレーのＬ字型接極子の曲げ部部分拡大図、（ｄ）は同上電磁リレーに用いられるヒンジばねの斜視図、。 （ａ）は同上電磁リレーに用いられる他のヒンジばねの斜視図、（ｂ）は同ヒンジばねの使用状態を説明する部分拡大図。 （ａ）は同上電磁リレーに用いられるさらに他のヒンジばねの斜視図、（ｂ）は同ヒンジばねの平面図、（ｃ）は同ヒンジばねの側面図。 （ａ）は従来の電磁リレーの平面断面図、（ｂ）は同電磁リレーのＬ字型接極子の曲げ部部分拡大図、（ｂ）（ｃ）は電磁リレーのヒンジばねの使用状態を説明する部分拡大図。

符号の説明

１ 電磁リレー
２ コイル
３ 鉄心
３ａ 磁極
４ Ｌ字型接極子
６ 可動接点
７ 固定接点
８ 器体
１０ ヒンジばね
１１ａ 固定部
１１ｂ 可動片
１２ 外枠
３１ａ 回動支点
４０ 曲げ部
４１ 一端
４２ 他端
８０ 嵌合部

Claims (2)

1. コイルと、このコイルが卷回された鉄心と、可動接点と、固定接点と、Ｌ字形状の曲げ部の内側に回動支点を持ち、Ｌ字形状の両端のうち一端が前記コイルの励磁状態に応じて前記鉄心の磁極に吸引離反され、他端が前記可動接点に連結され、前記吸引離反動作により前記固定接点に対し可動接点を開閉駆動するＬ字型接極子と、これらを固定する器体と、前記Ｌ字型接極子の曲げ部を回動可能に支持するヒンジばねと、を備えた電磁リレーにおいて、
   前記ヒンジばねは、前記Ｌ字型接極子の曲げ部の外側位置において前記一端側と他端側とで前記器体側に固定された固定部と、これらの固定部から延伸され前記Ｌ字型接極子の曲げ部の外側面に当接して外方から内方へ付勢する可動片とを有することを特徴とする電磁リレー。
2. 前記ヒンジばねの２つの固定部が一体に連結された外枠により形成されており、その外枠の両端部が前記器体に形成された嵌合部に嵌合して固定されていることを特徴とする請求項１記載の電磁リレー。

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