JP2006185731A

JP2006185731A - 電磁リレーの接点消耗対策カード構造

Info

Publication number: JP2006185731A
Application number: JP2004377959A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Egashira; 俊介江頭
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】電磁リレーの接点消耗対策カード構造において、カードが可動接点バネと共に撓んで動作することにより、接点が消耗した状態でも接点溶着等の不具合を起こしにくく、電磁リレーの高寿命化を可能とする。
【解決手段】電磁リレーは、電磁石装置１と、電磁石装置１が励磁することで揺動するカードブロック３と、可動接点４ｃを有する可動接点バネ４と、固定接点５ａを有する固定接点端子５とを備えている。可動接点バネ４の拘持部４ｈをカードブロック３のカード３１の拘持爪３１ｂが拘持しており、カード３１が揺動することで可動接点バネ４を撓ませて、可動接点４ｃを固定接点５ａに接触させて動作する。カード３１はバネ性を有する材料からなっており、動作時に可動接点バネ４とカード３１の拘持爪３１ｂとが共に撓むことから、接点が消耗したときにも接点圧力が減少することがなく、接点溶着等の不具合を起こしにくくなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、可動接点と固定接点が消耗したときにも不具合が発生しにくい電磁リレーの接点消耗対策カード構造に関するものである。

従来の電磁リレーには、例えば、電磁石装置と、この電磁石装置を保持するベースと、このベースに揺動可能に取り付けられ、電磁石装置の動作に応じて揺動するカードブロックと、可動接点を有し、可動接点端子が接続される可動接点バネと、開閉動作時に可動接点と接触して通電する固定接点を有する固定接点端子を備えており、電磁石装置が励磁されてカードブロックが揺動することで、可動接点バネ上の可動接点を変位させて固定接点と接触させ、通電する電磁リレーがある。

図６は、このような電磁リレーの動作時におけるカードブロックと可動接点バネの一例を模式的に示す。同図において、電磁石装置部分は図示を省いている。この電磁リレーにおいて、カードブロック８３は、一部が回転軸８３１ａとなり、可動接点バネ８４を拘持するための拘持爪８３１ｂを有するカード８３１と、永久磁石８３２と、強磁性体からなる接極子８３３とを有している。接極子８３３は２個備えられており、永久磁石８３２の磁極の両側に固着される。この永久磁石８３２と接極子８３３は、永久磁石８３２の磁極の向きが図の上下方向となるようにしてカード８３１に嵌込固定される。カードブロック８３は、回転軸８３１ａがベース８２の支持部８２ａに挿嵌され、ベース８２に対して揺動可能に取り付けられる。カードブロック８３がベース８２に取り付けられるとき、カード８３１の拘持爪８３１ｂが、可動接点バネ８４の拘持部８４ｈを拘持するように取り付けられる。

可動接点バネ８４の一端には、可動接点端子８４ｄが取り付けられてベース８２に固定されており、他端には可動接点８４ｃが上下方向に向けて設けられている。可動接点８４ｃの下側には、固定接点端子８５がベース８２に固定されており、この固定接点端子８５上に可動接点８４ｃと対応するように固定接点８５ａが設けられている。また、可動接点８４ｃの上側には、固定接点端子８６がベース８２に固定されており、この固定接点端子８６上に可動接点８４ｃと対応するように固定接点８６ｂが設けられている。

この従来の電磁リレーは、電磁石装置（図示なし）が励磁されることで動作する。電磁石装置が励磁すると、カードブロック８３の接極子８３３が電磁石装置に磁気吸引され、カード８３１が回転軸８３１ａを中心として回転揺動する。可動接点バネ８４は、拘持部８４ｈがカード８３１に拘持されていることで撓んで、先端に配された可動接点８４ｃを変位させる。例えば、図６において、カードブロック８３が図の矢印で示す方向に回転して可動接点バネ８４が下方向に撓むように電磁石装置８１が励磁されると、可動接点８４ｃは図の矢印方向に変位して固定接点端子８５に配された固定接点８５ａに近づき、そして、可動接点８４ｃと固定接点８５ａとが接触することで通電する。

図７（ａ）（ｂ）は、上記のようにしてカード８３１が回転し可動接点バネ８４が撓んで可動接点８４ｃと固定接点８５ａとが接触する状態を模式的に示し、図中の点線でしめす可動接点バネ８４´と、可動接点８４ｃ´は、カード８３１の位置が前述と同じだけ回転したときであって、可動接点バネ８４の拘持部８４ｈから先端が撓んでいないと仮定したときの可動接点バネ８４と可動接点８４ｃとの位置を示している。図７（ａ）は、この電磁リレーの各接点が消耗していない状態での動作を示しており、このとき、可動接点バネ８４は図の寸法Ｄで示す量だけ撓んでいることとなり、図の矢印で示される方向の可動接点バネ８４の撓み量に基く復元力が固定接点８５ａに押し付ける接点圧力となって、可動接点８４ｃと固定接点８５ａとが接触する。図７（ｂ）は、各接点が消耗した状態での動作を示しており、このときには、図の寸法Ｅで示すように、可動接点バネ８４の撓み量が接点消耗量だけ寸法Ｄから減少しており、この撓み量の減少分だけ可動接点８４ｃと固定接点８５ａとの接点圧力が減少している。

上述のように、接点が消耗することにより接点圧力が小さくなると、接点が接触する際の接点バウンス時間が長くなり、接点間でアーク放電が発生しやすくなる。アーク放電が発生すると、接点溶着等の不具合が発生することがあり、接点の消耗が電磁リレーの寿命を早めることとなっていた。

そこで、特許文献１に記載されるように、可動接点と固定接点との材質を耐溶着性、耐接点消耗性、耐接点転移性に優れた材質とすることで、高寿命化を図った電磁リレーが知られている。この電磁リレーは、可動接点を挟んで常開側の固定接点と常閉側の固定接点とが両側に配設されており、常開側の固定接点と、この固定接点と当接する可動接点の片側とがＡｇＳｎＯ系金属で形成され、常閉側の固定接点と、この固定接点と当接する可動接点の片側とがＡｇＣｕ系金属で形成されている。常開側の固定接点と可動接点とは、耐溶着性と耐接点消耗性に優れたＡｇＳｎＯ系金属で形成され、開閉動作を繰り返しても接点の消耗量が少なくなるようにされている。
特開平７−２６２８６１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載されている電磁リレーにおいては、開閉動作を繰り返すと徐々にではあるが各接点が消耗していき、各接点が消耗することで、接点溶着等の不具合が発生しやすくなり、電磁リレーの寿命が早まることになる。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、カードが可動接点バネと共に撓んで動作することにより、接点が消耗した状態でも接点溶着などの不具合を起こしにくく、電磁リレーを高寿命化させることが可能となる、電磁リレーの接点消耗対策カード構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、ボビンに巻装されるコイル、前記ボビンの筒部に挿入されて前記コイルに電流が流れることで磁力が発生したときに両端が磁極となる棒状の鉄芯及び前記鉄芯の一端に接続されて他端近傍まで延設される継鉄を有する電磁石装置と、前記電磁石装置を保持するベースと、強磁性体からなる接極子を有し、前記電磁石装置が励磁してこの接極子が前記鉄芯又は継鉄に磁気吸引されることで揺動するように前記ベースに配されるカードと、弾性変形可能な導電部材からなり、一端に可動接点を有しており、前記カードに拘持されて前記カードの揺動に応じて撓むことで前記可動接点を変位させる可動接点バネと、前記可動接点バネと通電可能に接続され、前記ベースに保持される可動接点端子と、前記カードが揺動することで変位した可動接点と接触して通電する固定接点を有し、導電部材からなる固定接点端子とを備える電磁リレーにおいて、前記可動接点と固定接点とが消耗したときに生じる不具合対策としての電磁リレーの接点消耗対策カード構造であって、前記カードは、バネ性を有する材料からなり、前記電磁石装置が励磁して前記可動接点と固定接点とが接触して通電するとき、前記接極子が磁気吸引されることによる力と前記可動接点バネが撓んだときの反発力によって撓むようにしたものである。

請求項２の発明は、ボビンに巻装されるコイル、前記ボビンの筒部に挿入されて前記コイルに電流が流れることで磁力が発生したときに両端が磁極となる棒状の鉄芯及び前記鉄芯の一端に接続されて他端近傍まで延設される継鉄を有する電磁石装置と、前記電磁石装置を保持するベースと、強磁性体からなる接極子を有し、前記電磁石装置が励磁してこの接極子が前記鉄芯又は継鉄に磁気吸引されることで揺動するように前記ベースに配されるカードと、弾性変形可能な導電部材からなり、一端に可動接点を有しており、前記カードに拘持されて前記カードの揺動に応じて撓むことで前記可動接点を変位させる可動接点バネと、前記可動接点バネと通電可能に接続され、前記ベースに保持される可動接点端子と、前記カードが揺動することで変位した可動接点と接触して通電する固定接点を有し、導電部材からなる固定接点端子とを備える電磁リレーにおいて、前記可動接点と固定接点とが消耗したときに生じる不具合対策としての電磁リレーの接点消耗対策カード構造であって、前記カードは、前記可動接点バネを拘持する部分の厚みが薄く成形され、弾力性を有しており、前記電磁石装置が励磁して前記可動接点と固定接点とが接触して通電するとき、前記接極子が磁気吸引されることによる力と前記可動接点バネが撓んだときの反発力によって撓むようにしたものである。

請求項１の発明によれば、カードがバネ性を有する材料からなり、電磁リレーの開閉動作時に可動接点バネとカードが共に撓むので、接点が開閉動作の繰り返しにより消耗した状態で開閉動作が行われるときに、カードの撓み量が少なくなることで、可動接点バネの撓み量が減少せず、可動接点が固定接点に接触するときの接点圧力が減少することがなくなり、接点バウンス時間が長くなることを防止することが可能となる。これにより、接点接触時にアーク放電が発生して接点溶着が起こるなどの不具合が生じにくくなり、電磁リレーを高寿命化させることができる。

請求項２の発明によれば、可動接点バネを拘持する部分の厚みが薄く成形され、弾力性を有しており、電磁リレーの開閉動作時に可動接点バネとカードが共に撓むので、接点が開閉動作の繰り返しにより消耗した状態で開閉動作が行われるときに、カードの撓み量が少なくなることで、可動接点バネの撓み量が減少せず、可動接点が固定接点に接触するときの接点圧力が減少することがなくなり、接点バウンス時間が長くなることを防止することが可能となる。これにより、接点接触時にアーク放電が発生して接点溶着が起こるなどの不具合が生じにくくなり、電磁リレーを高寿命化させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１乃至図３は、本実施形態における電磁リレーを示す。この電磁リレー（以下、リレーと呼ぶ）は、電磁石装置１と、この電磁石装置１を収納するベース２と、このベース２に揺動可能に取り付けられ、電磁石装置１が励磁することで揺動するカードブロック３と、ベース２に保持される可動接点端子４ｄが一端に通電可能に接続され、他端に上下方向に向いた可動接点４ｃが突設された弾性変形可能な導電部材からなる可動接点バネ４と、可動接点バネ４の下側にベース２に固定され、可動接点４ｃと対応する位置に固定接点５ａを有する固定接点端子５と、可動接点バネ４の上側にベース２に固定され、可動接点４ｃと対応する位置に固定接点６ｂを有する固定接点端子６と、ベース２を被装するカバー７とを備えている。

電磁石装置１は、ボビン１１に巻装されたコイル１２と、ボビン１１の筒部に挿入される棒状の鉄芯１３と、継鉄１４と、コイル１２に接続されて電流を流すためのコイル端子１５を有している。鉄芯１３は、コイル１２に電流が流れることで吸引部１３ａと接続部１３ｂとが磁極となる。継鉄１４は、接続部１４ｂが鉄芯１３の接続部１３ｂと接続され、鉄芯１３の他端である吸引部１３ａの近傍まで延設され、吸引部１３ａ近傍が吸引部１４ａとなる。この継鉄１４により、コイル１２に電流が流れて電磁石装置１が励磁したときに発生する磁束が、鉄芯１３の吸引部１３ａと継鉄１４の１４ａとの間で密となるようにされている。

カードブロック３は、バネ性を有する材料からなり、一部が回転軸３１ａとなる、可動接点バネ４を拘持するための拘持爪３１ｂを有しており、カード３１と、永久磁石３２と、強磁性体からなる接極子３３とを有している。本実施形態において、接極子３３は２個備えられており、永久磁石３２の磁極の両側に固着される。この永久磁石３２と接極子３３は、永久磁石３２の磁極の向きが図１の矢印に示す向きとなるようにしてカード３１に嵌め込み固定される。カードブロック３は、カード３１の回転軸３１ａがベース２の支持部２ａに挿嵌され、ベース２に対して揺動可能に取り付けられる。カードブロック３がベース２に取り付けられるとき、カード３１に固定された２個の接極子３３が、図３に示されるように、電磁石装置１の鉄芯１３の吸引部１３ａと継鉄１４の１４ａとの隙間に入り込んだ状態となるように、また、カード３１の拘持爪３１ｂが、上述のように可動接点端子４ｄに接続される可動接点バネ４の拘持部４ｈを拘持するように取り付けられる。

次に、本実施形態におけるリレーの開閉動作を説明する。このリレーにおいて、可動接点４ｃ、固定接点５ａ，６ｂはそれぞれ切替え接点、常開接点、常閉接点となっている。コイル端子１５に駆動電流が流れると、電磁石装置１が励磁されて鉄芯１３の吸引部１３ａと継鉄１４の吸引部１４ａとの間で磁束を発生する。この磁束に応じて、カードブロック３の磁極を有する接極子３３が吸引部１３ａ又は吸引部１４ａのどちらかに磁気吸引されることで、カード３１が回転軸３１ａを中心として、図３の黒矢印の方向に回転揺動する。そして、可動接点バネ４は、カード３１の拘持爪３１ｂによって拘持部４ｈが拘持されていることから、カード３１の揺動によって図３の白抜き矢印の方向に応動し、可動接点バネ４の先端に配された可動接点４ｃを変位させる。例えば、図３において、電磁石装置１が励磁されてカード３１が回転軸３１ａを中心として時計回りに回転する方向に接極子３３が磁気吸引されるとすると、可動接点バネ４は図３の下方向に撓み、可動接点４ｃは、固定接点端子５に配された固定接点５ａに近づく方向に変位する。

図４は、リレー動作時のカードブロック３と可動接点バネ４とを模式的に示す。同図において、電磁石装置１部分は図示を省いている。上述のようにカード３１と可動接点バネ４及び可動接点４ｃが図の黒矢印で示されるように動くと、可動接点４ｃが固定接点端子５上の固定接点５ａに接触し、可動接点端子４ｄと固定接点端子５との間で通電可能となる。可動接点４ｃが固定接点５ａと接触した状態から、カードブロック３の接極子３３がさらに電磁石装置１に磁気吸引されることで、カード３１は可動接点バネ４をさらに下方向に撓ませる。カード３１はバネ性を有する材料からなっており、可動接点バネ４の反発力がカード３１の拘持爪３１ｂの可動接点バネ４と接触する点から図の白抜き矢印方向に加えられていることから、この反発力と接極子３３が電磁石装置１に磁気吸引される力とにより、カード３１は図に示されるように拘持爪３１ｂの先端が上に変位する方向に撓んだ状態となる。このようなリレーの動作は、コイル端子１５に上述と反対方向の駆動電流が流れて、カード３１が回転軸３１ａを中心として反時計回り方向に回転するように動作するときも同様に行われ、可動接点４ｃと固定接点６ｂとが接触して可動接点端子４ｄと固定接点端子６との間で通電可能となり、このとき、カード３１は拘持爪３１ｂが下に変位する方向に撓んだ状態となる。

上述のようにして可動接点バネ４とカード３１が共に撓んでリレーが動作することから、本実施形態においてリレーの接点が開閉動作の繰り返しにより消耗した状態で開閉動作が行われるときに、カード３１の撓み量が少なくなることで、可動接点バネ４の撓み量が減少せず、可動接点４ｃが固定接点５ａ，６ｂに接触するときの接点圧力が減少することがなくなり、接点バウンス時間が長くなることを防止することが可能となる。これにより、接点接触時にアーク放電が発生して接点溶着が起こるなどの不具合が生じにくくなり、電磁リレーを高寿命化させることができる。

ここで、本実施形態において、カード３１の可動接点バネ４を拘持する拘持爪３１ｂの厚みが薄く成形され、弾力性を有するようにしてもよい。図５は、このように構成された変形例におけるリレーの動作時のカードブロック３と可動接点バネ４とを模式的に示す。このリレーも、上述と同様にして動作し、接点が接触して通電状態となるとき、カード３１は拘持爪３１ｂが撓んだ状態となり、接点が消耗した状態で開閉動作を行うときにも、接点溶着などの不具合を防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限定するものではなく、発明の範囲を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、この電磁リレーは、常閉又は常開のどちらか一系統のみの接点及び端子を有するリレーであってもよく、また、カードブロックが永久磁石を有しておらず接極子が磁極を持たないような、いわゆる無極リレーであってもよい。

本発明の一実施形態における電磁リレーの分解斜視図。同上電磁リレーの斜視図。同上電磁リレーの部分断面側面図。同上電磁リレーの動作を説明する側面図。同上の変形例によるカードを備えた電磁リレーの動作を説明する側面図。従来における電磁リレーの動作を説明する側面図。同上における電磁リレーの接点の動作を説明する側面図であって、（ａ）は接点が消耗していない状態の図、（ｂ）は接点が消耗した状態の図。

符号の説明

１電磁石装置
１１ボビン
１２コイル
１３鉄芯
１４継鉄
２ベース
３１カード
３２永久磁石
３３接極子
４可動接点バネ
４ｃ可動接点
４ｄ可動接点端子
５，６固定接点端子
５ａ，６ｂ固定接点

Claims

ボビンに巻装されるコイル、前記ボビンの筒部に挿入されて前記コイルに電流が流れることで磁力が発生したときに両端が磁極となる棒状の鉄芯及び前記鉄芯の一端に接続されて他端近傍まで延設される継鉄を有する電磁石装置と、前記電磁石装置を保持するベースと、強磁性体からなる接極子を有し、前記電磁石装置が励磁してこの接極子が前記鉄芯又は継鉄に磁気吸引されることで揺動するように前記ベースに配されるカードと、弾性変形可能な導電部材からなり、一端に可動接点を有しており、前記カードに拘持されて前記カードの揺動に応じて撓むことで前記可動接点を変位させる可動接点バネと、前記可動接点バネと通電可能に接続され、前記ベースに保持される可動接点端子と、前記カードが揺動することで変位した可動接点と接触して通電する固定接点を有し、導電部材からなる固定接点端子とを備える電磁リレーにおいて、前記可動接点と固定接点とが消耗したときに生じる不具合対策としての電磁リレーの接点消耗対策カード構造であって、
前記カードは、バネ性を有する材料からなり、前記電磁石装置が励磁して前記可動接点と固定接点とが接触して通電するとき、前記接極子が磁気吸引されることによる力と前記可動接点バネが撓んだときの反発力によって撓むことを特徴とする電磁リレーの接点消耗対策カード構造。
ボビンに巻装されるコイル、前記ボビンの筒部に挿入されて前記コイルに電流が流れることで磁力が発生したときに両端が磁極となる棒状の鉄芯及び前記鉄芯の一端に接続されて他端近傍まで延設される継鉄を有する電磁石装置と、前記電磁石装置を保持するベースと、強磁性体からなる接極子を有し、前記電磁石装置が励磁してこの接極子が前記鉄芯又は継鉄に磁気吸引されることで揺動するように前記ベースに配されるカードと、弾性変形可能な導電部材からなり、一端に可動接点を有しており、前記カードに拘持されて前記カードの揺動に応じて撓むことで前記可動接点を変位させる可動接点バネと、前記可動接点バネと通電可能に接続され、前記ベースに保持される可動接点端子と、前記カードが揺動することで変位した可動接点と接触して通電する固定接点を有し、導電部材からなる固定接点端子とを備える電磁リレーにおいて、前記可動接点と固定接点とが消耗したときに生じる不具合対策としての電磁リレーの接点消耗対策カード構造であって、
前記カードは、前記可動接点バネを拘持する部分の厚みが薄く成形され、弾力性を有しており、前記電磁石装置が励磁して前記可動接点と固定接点とが接触して通電するとき、前記接極子が磁気吸引されることによる力と前記可動接点バネが撓んだときの反発力によって撓むことを特徴とする電磁リレーの接点消耗対策カード構造。