JP2007335082A - 電磁継電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接点冗長機能を維持しつつ装置を小型化することができるとともに、消費電力を低減させ、組み付け性を向上させることができる電磁継電装置を提供する。
【解決手段】電気回路の一部を選択的に導通又は遮断するための電磁リレー部を具備した電磁継電装置において、電磁リレー部は、１つの電気回路に対して直列に２つ配設された固定接点３ａと、各固定接点３ａと接触又は離間可能とされた２つの可動接点４ａと、それぞれの固定接点３ａに可動接点４ａを接触させて電流を導通し得るとともに、当該可動接点４ａを互いに独立して離間させて電流を遮断し得る単一の駆動部（コイル部８、作動子６等）とを有するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気回路の一部を選択的に導通又は遮断するための電磁リレー部を具備した電磁継電装置に関するものである。

例えば大型ＳＵＶ車に搭載されたウインチ等の動作を制御するための電磁継電装置は、略密閉された樹脂性のケース内にコイル等を有した電磁リレー部が収容されるとともに、該電磁リレー部により電流の導通又は遮断が可能とされた電気回路を有して構成されていた。かかる電磁継電装置は、一方の電気回路に電流を流すことによりウインチ等の駆動源であるモータを正転させ、他方の電気回路に電流を流すことによりモータを逆転させることができるようになっている。

然るに、電気回路を流れる電流が大きく、電磁リレー部の可動接点が固定接点に接触した際に溶着する虞がある場合、従来、１つの電気回路（正転側及び逆転側のぞれぞれ）に対して直列に固定接点を２つ形成し、一方の固定接点に可動接点が溶着しても他方の固定接点から可動接点を離間して電流を遮断し得る接点冗長機能が設けられている。尚、電磁リレー部には、電気回路に形成された固定接点と、電圧の印加が可能なコイル部と、該コイル部への電圧印加に伴う励磁により動作するプランジャと、プランジャの動作により固定接点に対して接触又は離間して電流を導通又は遮断させ得る可動接点とが形成されている。

そして、一つの電気回路に対して直列に配設された各電磁リレー部におけるコイル部を電圧印加し、それぞれを励磁させると、プランジャの動作に伴って可動接点が固定接点に接触して導通するので、モータを正転又は逆転させてウインチ等を駆動させることができるとともに、電圧印加を停止すると、プランジャが初期位置に戻るのに伴って可動接点が固定接点から離間して電流を遮断することができる。このとき、一方の可動接点が固定接点に溶着していても、他方の可動接点が固定接点から離間し得るので、電流の遮断を確実に行わせることができる。尚、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。

しかしながら、上記従来の電磁継電装置においては、接点冗長機能を付与すべく一つの電気回路に対して直列に固定接点を形成するとともに、各固定接点に対し可動接点を接触又は離間させるためのコイル部がそれぞれ必要（正転側と逆転側とで合計４つ必要）であったため、装置全体が大型化してしまい、車載時のスペース確保が難しいという問題があった。また、複数のコイル部を同時に励磁させるための消費電力が大きくなってしまうという不具合、及びコイル部への配線が複雑となって組み付け性が悪化してしまうという不具合等もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、接点冗長機能を維持しつつ装置を小型化することができるとともに、消費電力を低減させ、組み付け性を向上させることができる電磁継電装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、電気回路の一部を選択的に導通又は遮断するための電磁リレー部を具備した電磁継電装置において、前記電磁リレー部は、１つの前記電気回路に対して直列に複数配設された固定接点と、各固定接点と接触又は離間可能とされた複数の可動接点と、それぞれの固定接点に可動接点を接触させて電流を導通し得るとともに、当該可動接点を互いに独立して離間させて電流を遮断し得る単一の駆動部とを有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電磁継電装置において、前記駆動部は、電圧の印加で励磁されてプランジャを動作させ得るコイル部と、前記プランジャの先端に形成され、当該プランジャの動作と連動し得るとともに、前記可動接点を前記固定接点に対して接触させ得る作動子と、前記可動接点のそれぞれを前記固定接点から互いに独立して離間させる離間手段とを具備し、それぞれの可動接点は、前記作動子と共に動作して固定接点と接触するとともに、前記離間手段により独立に動作して前記固定接点から離間することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の電磁継電装置において、前記作動子は、前記固定接点が形成された位置に亘って延設された第１延設部と、該第１延設部の略中央から延びて前記プランジャの先端と当接する第２延設部とから成ることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の電磁継電装置において、前記電気回路は、電源と該電源から供給される電流にて駆動する駆動手段との間で電気的に介在し、前記電磁リレー部が当該駆動手段を正転させる正転側電気回路及び逆転させる逆転側電気回路のそれぞれに形成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、１つの電気回路に直列に複数形成されたそれぞれの固定接点に可動接点を接触させて導通し得るとともに、当該可動接点を互いに独立して離間させて電流を遮断し得る単一の駆動部を具備したので、接点冗長機能を維持しつつ電磁継電装置を小型化することができるとともに、消費電力を低減させ、組み付け性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、それぞれの可動接点は、作動子と共に動作して固定接点と接触するとともに、離間手段により独立に動作して固定接点から離間するので、簡易な構成にて接点冗長機能を維持しつつ電磁継電装置を小型化することができるとともに、消費電力を低減させ、組み付け性を向上させることができる。

請求項３の発明によれば、作動子は、固定接点が形成された位置に亘って延設された第１延設部と、該第１延設部の略中央から延びて前記プランジャの先端と当接する第２延設部とから成るので、当該プランジャの動作を略均等に可動接点側へ伝達することができ、可動接点の固定接点に対する接触を安定して行わせることができる。

請求項４の発明によれば、電磁リレー部が駆動手段を正転させる正転側電気回路及び逆転させる逆転側電気回路のそれぞれに形成されているので、従来であれば接点冗長機能を付与すべく少なくとも４つの駆動部（コイル部等）が必要であったのに対し、正転側電気回路と逆転側電気回路のそれぞれに１つずつ駆動部を配設すれば足りることとなる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る電磁継電装置は、電気回路の一部を選択的に導通又は遮断するための電磁リレー部を具備したものであり、例えば大型ＳＵＶ車に搭載されたウインチ等の動作を制御するためのものである。具体的には、本電磁継電装置は、図１及び図２に示すように、蓋体２にて内部に略密閉空間が形成されるケース１と、固定接点３ａが形成された端子板３と、可動接点４ａが形成された接点板４と、駆動部を構成するコイル部８、プランジャ７、作動子６及びスプリング１１とから主に構成されている。固定接点３ａが形成された端子板３、可動接点４ａが形成された接点板４、及び上記駆動部は、電磁継電装置の電磁リレー部を構成している。

ケース１及び蓋体２は、本電磁継電装置の筐体を成しており、その上面及び底面からはターミナルＴ１〜Ｔ４が突出形成されている。そのうちターミナルＴ１は、図示しないバッテリ等の電源と接続されるとともに、ターミナルＴ２〜Ｔ４は、図３に示すように、ウインチ等を駆動させるモータＭ（駆動手段）と電気的に接続されるよう構成されている。尚、図中符号Ｃは、ケース１に形成されたコネクタを示しており、該コネクタＣを介して操作スイッチ１０が端子板３の電気回路と接続されている。

かかる端子板３には、図３〜図５に示す如き電気回路が形成されており、当該電気回路が電源とモータＭとの間で電気的に介在するよう構成されている。しかして、電源からモータＭに供給される電流は、端子板３に形成された電気回路を流れる過程において、操作スイッチ１０の操作にて導通又は遮断されてモータＭを駆動又は停止させるとともに、駆動させる場合は正転側電気回路（図４参照）が形成されてモータＭを正転させ、或いは逆転側電気回路（図５参照）が形成されてモータＭを逆転させ得るよう構成されている。

固定接点３ａは、上述の如き正転側電気回路及び逆転側電気回路のそれぞれに対して直列に２つずつ形成されたもので、可動接点４ａが接触又は離間することにより、正転側電気回路又は逆転側電気回路の電流を導通又は遮断し得るよう構成されている。即ち、正転側電気回路の固定接点３ａに可動接点４ａがそれぞれ接触し、逆転側電気回路の固定接点３ａから可動接点４ａが離間した状態（図４参照）ではモータＭが正転する一方、逆転側電気回路の固定接点３ａに可動接点４ａがそれぞれ接触し、正転側電気回路の固定接点３ａから可動接点４ａが離間した状態（図５参照）ではモータＭが逆転することとなる。

接点板４は、端子板３と対向して配設され、固定接点３ａと対応する位置にそれぞれ可動接点４ａが形成されたもので、端子板３に対して近接すると可動接点４ａが固定接点３ａと接触し導通が図られるよう構成されている。かかる接点板４には、絶縁体から成る絶縁子５が形成されており、該絶縁子５を介して作動子６の押圧力が伝達されるようになっている。また、絶縁子５は、離間手段としてのスプリング１１にて図２中下方へ付勢されており、その付勢力が当該絶縁子５を介して接点板４に伝達されるよう構成されている。

これにより、固定接点３ａに可動接点４ａを接触させる際は、作動子６の図中上方への押圧力が絶縁子５を介して接点板４に伝達され、当該接点板４を端子板３に近接させ得るとともに、固定接点３ａから可動接点４ａを離間させる際は、作動子６が図中下方へ移動するのに追随させる如く、スプリング１１の付勢力により接点板４を端子板３から離間させ得るようになっている。

即ち、それぞれの可動接点４ａは、作動子６と共に動作して固定接点３ａと接触するとともに、スプリング１１により独立に動作して固定接点３ａから離間するのである。尚、図２中の符号１２は、絶縁子５と接点板４との間に配設されたスプリングを示しており、作動子６と共に絶縁子５が上方へ動作すると、スプリング１２を介してその力が伝達され、接点板４を連動させ得るようになっている。

コイル部８は、ヨーク１３とプレート１４とでボビン状とされた部材に配線を巻着して成るものであり、内部にはプランジャ７が図中上下方向に移動可能に配設されている。そして、コイル部８に電圧を印加して励磁させると、プランジャ７が図２中右側の状態から左側の状態まで動作するよう構成されている。尚、同図中符号９は、プランジャ７の終端を規制するブッシュを示している。

作動子６は、プランジャ７の先端に形成され、当該プランジャ７の動作と連動し得るものであり、２つの固定接点３ａが形成された位置（絶縁子５が形成された位置）に亘って延設された第１延設部６ｂと、該第１延設部６ｂの略中央から略直交方向に延びてプランジャ７の先端と当接する第２延設部６ａとで構成され、略Ｔ字状に形成されたものである。尚、第１延設部６ｂと第２延設部６ａとは溶接等にて固着されており、一体として動作するようになっている。

しかして、プランジャ７が上方へ動作（図２の右側の状態から左側の状態へ移動）すると、第２延設部６ａが同方向へ押圧され、第１延設部６ｂが２つの絶縁子５を同時に押圧して固定接点３ａと可動接点４ａとを接触させる一方、プランジャ７が下方へ動作（図２の左側の状態から右側の状態へ移動）すると、スプリング１１の付勢力により絶縁子５及び作動子６が同方向へ追随して動作し、固定接点３ａから可動接点４ａが離間することとなる。

ここで、本実施形態における端子板３における電気回路は、図３に示すように、正転側電気回路と逆転側電気回路とが操作スイッチ１０により切換可能となるよう構成されており、ターミナルＴ１には図示しないバッテリ（電源）が接続され、コネクタＣには操作レバー１０ａを有した操作スイッチ１０が接続されるとともに、ターミナルＴ２〜Ｔ４にはウインチ等を駆動させるモータ（駆動手段）が接続される。尚、同図中符号Ａは正転側電気回路に直列に配設された電磁リレー部、符号Ｂは逆転側電気回路に直列に配設された電磁リレー部を示している。

次に、本電磁継電装置における作用について説明する。
まず、図３に示すように、操作レバー１０ａが中間位置にあるときは、何れのコイル部８にも電流が流れず励磁されないため、正転側電気回路の電磁リレー部Ａ及び逆転側電気回路の電磁リレー部Ｂの双方共動作せず、モータＭは停止した状態である。

操作レバー１０ａを操作して、図４の状態とすると、電磁リレー部Ａにおけるコイル部８に電流が流れて励磁されるため、プランジャ７、作動子６と共に接点板４が動作し、直列に配設された固定接点３ａの両者に可動接点４ａがそれぞれ接触して電流の導通が図られる。従って、正転側電気回路が形成されてモータＭに電流が供給され、当該モータＭが駆動することとなる。この場合、電磁リレー部Ｂにおけるコイル部８には電流が流れないため逆転側電気回路の電流の遮断が維持されるとともに、ターミナルＴ３からターミナルＴ２に向かって電流が流れることとなるので、モータＭにはａ方向の制御電流が流れ、正転駆動がなされることとなる。

同様に、操作レバー１０を操作して、図５の状態とすると、電磁リレー部Ｂにおけるコイル部８に電流が流れて励磁されるため、プランジャ７、作動子６と共に接点板４が動作し、直列に配設された固定接点３ａの両者に可動接点４ａがそれぞれ接触して電流の導通が図られる。従って、逆転側電気回路が形成されてモータＭに電流が供給され、当該モータＭが駆動することとなる。この場合、電磁リレー部Ａにおけるコイル部８には電流が流れないため正転側電気回路の電流の遮断が維持されるとともに、ターミナルＴ２からターミナルＴ３に向かって電流が流れることとなるので、モータＭにはｂ方向の制御電流が流れ、逆転駆動がなされることとなる。

一方、操作レバー１０ａを元の中間位置に戻すと、電磁リレー部Ａ又はＢにおけるコイル部８への電流が遮断され、プランジャ７、作動子６と共に接点板４が動作し、直列に配設された固定接点３ａの両者から可動接点４ａがそれぞれ離間して電流の遮断が図られる。このとき、接点板４は、既述のように、スプリング１１の付勢力により互いに独立して動作し、固定接点３ａから可動接点４ａが離間するよう構成されている。

これにより、図６で示すように、電磁リレー部Ａ又はＢにおける一方の可動接点４ａが固定接点３ａに溶着して離間できなくなったとしても、他方の可動接点４ａが独立して動作して固定接点３ａから離間し得るので、正転側電気回路又は逆転側電気回路の電流を確実に遮断することができ、接点冗長機能が維持される。また、正転側電気回路及び逆転側電気回路のそれぞれに単一の駆動部（主にコイル部８）を具備しているので、従来の如く２つずつの駆動部を有したもの（正転側電気回路に２つ、逆転側電気回路に２つの合計４つの駆動部を有したもの）に比べ、小型化することができるとともに消費電力を低減させ、組み付け性を向上させることができる。

更に、それぞれの可動接点４ａは、作動子６と共に動作して固定接点３ａと接触するとともに、離間手段としてのスプリング１１により独立に動作して固定接点３ａから離間するので、簡易な構成にて接点冗長機能を維持しつつ電磁継電装置を小型化することができるとともに、消費電力を低減させ、組み付け性を向上させることができる。また更に、作動子６は、固定接点３ａが形成された位置に亘って延設された第１延設部６ｂと、該第１延設部１ｂの略中央から延びてプランジャ７の先端と当接する第２延設部６ａとから成るので、当該プランジャ７の動作を略均等に可動接点４ａ側へ伝達することができ、可動接点４ａの固定接点３ａに対する接触を安定して行わせることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば１つの電気回路（正転側電気回路又は逆転側電気回路）に３つ以上の固定接点を直列に配設し、それらと接触又は離間し得る可動接点を作動子にて動作させて接点冗長機能を発揮させるようにしてもよい。また、本実施形態においては、車両が具備するウインチの駆動用モータに適用されているが、他の形態の駆動手段と電源との間で電気的に介在し、電流制御を行わせるものに適用してもよい。

１つの電気回路に対して直列に複数配設されたそれぞれの固定接点に可動接点を接触させて電流を導通し得るとともに、当該可動接点を互いに独立して離間させて電流を遮断し得る単一の駆動部を具備した電磁継電装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る電磁継電装置を示す上面図及び正面図 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図 同電磁継電装置における電気回路（モータが停止した状態）を示す模式図 同電磁継電装置における電気回路（モータが正転駆動する状態）を示す模式図 同電磁継電装置における電気回路（モータが逆転駆動する状態）を示す模式図 同電磁継電装置における電磁リレー部のうち一方の可動接点が固定接点に溶着した場合を示す模式図

符号の説明

１ ケース
２ 蓋体
３ 端子板
３ａ 固定接点
４ 接点板
４ａ 可動接点
５ 絶縁子
６ 作動子
６ａ 第２延設部
６ｂ 第１延設部
７ プランジャ
８ コイル部
９ ブッシュ
１０ 操作スイッチ
１１ スプリング（離間手段）
１２ スプリング
１３ ヨーク
１４ プレート
Ｍ モータ（駆動手段）
Ａ 正転側電気回路における電磁リレー部
Ｂ 逆転側電気回路における電磁リレー部

Claims (4)

1. 電気回路の一部を選択的に導通又は遮断するための電磁リレー部を具備した電磁継電装置において、
   前記電磁リレー部は、
   １つの前記電気回路に対して直列に複数配設された固定接点と、
   各固定接点と接触又は離間可能とされた複数の可動接点と、
   それぞれの固定接点に可動接点を接触させて電流を導通し得るとともに、当該可動接点を互いに独立して離間させて電流を遮断し得る単一の駆動部と、
   を有することを特徴とする電磁継電装置。
2. 前記駆動部は、
   電圧の印加で励磁されてプランジャを動作させ得るコイル部と、
   前記プランジャの先端に形成され、当該プランジャの動作と連動し得るとともに、前記可動接点を前記固定接点に対して接触させ得る作動子と、
   前記可動接点のそれぞれを前記固定接点から互いに独立して離間させる離間手段と、
   を具備し、それぞれの可動接点は、前記作動子と共に動作して固定接点と接触するとともに、前記離間手段により独立に動作して前記固定接点から離間することを特徴とする請求項１記載の電磁継電装置。
3. 前記作動子は、前記固定接点が形成された位置に亘って延設された第１延設部と、該第１延設部の略中央から延びて前記プランジャの先端と当接する第２延設部とから成ることを特徴とする請求項２記載の電磁継電装置。
4. 前記電気回路は、電源と該電源から供給される電流にて駆動する駆動手段との間で電気的に介在し、前記電磁リレー部が当該駆動手段を正転させる正転側電気回路及び逆転させる逆転側電気回路のそれぞれに形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の電磁継電装置。

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