JP2009087856A - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】 シーソー動作する接極子とコ字形鉄心とが当接するときの接触部に異物の固着がなく電気接点の開閉動作が安定化された電磁継電器を提供すること。
【解決手段】 固定接点１０ａを有する固定接点端子１１が設けられた絶縁体基台１４と、この絶縁体基台１４上に搭載されたコイル１６を有するコイル組立体１８と、このコイル組立体１８に搭載されコイル１６への電流の通流制御によってシーソー動作することにより固定接点１０ａに対し接触・開離される可動接点対１ａを有した可動接点ばね３を含んでなる接極子組立体１７とを備えた電磁継電器において、接極子端部４ｂに半円柱状の凸部４ｃが形成されている。また、コイル組立体１８に埋設されるコ字形鉄心の端部（コ字形鉄心端部６ｂ）には、半円柱状の凸部６ｃが形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は主に通信用あるいは制御用の機器に使用される電磁継電器に関する。

電磁継電器は、通信機器、家庭電気製品などの分野で広く利用されている。

従来の電磁継電器の構造はたとえば特許文献１に示されており、その構造の一例を図８に斜視図で示す。電磁継電器全体の分解斜視図と共に、接極子とコ字形鉄心の接触部の部分拡大斜視図を示した。

図８において、電磁継電器は、絶縁体基台１４にコイル組立体１８と接極子組立体１７とを搭載し、その全体にカバー１５を被せて構成されている。コイル組立体１８は、コイル１６を巻回したコ字形鉄心６と、このコ字形鉄心６の中央部に一方の磁極が接触するように配置された永久磁石９と、この永久磁石９およびコ字形鉄心６を一体的に固着するコイルスプール８とを備えている。なお、このコ字形鉄心という名称は、図８のコイル組立体１８の鉄心全体の形状が略コ字形であることを表すものであり、図８の部分拡大図に示された鉄心端部がコ字形であることを表すものではない。また、接極子組立体１７は、その両端部がコ字形鉄心６の両端部に対向するように配置され、その中心部が永久磁石９の他方の磁極上に配置されて支点となり、両端部がコ字形鉄心６の両端部に接触・開離するシーソー動作を行うことを可能にした接極子４と、接極子４のシーソー運動を支持するヒンジばね２と、接極子４のシーソー動作に連動する可動接点ばね３とを備え、それらが絶縁固定体５で一体固定されている。可動接点ばね３は先端の手前で２つに分離されてその先端には可動接点対１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。

また、絶縁体基台１４は、上部が開口した箱型形状を有すると共に、開口部にコイル組立体１８を配置し、且つその上に上述のように永久磁石９の上端が接極子４のシーソー動作の支点になるように接極子組立体１７を配置したときに、可動接点ばね３の可動接点対１ａ，１ｂに対向する位置に固定接点１０ａ，１０ｂを保持した固定接点端子１１を植設し、さらにヒンジばね２の一端に接続される中立端子１２およびコイル導出端子１３とを植設している。コイル組立体１８および接極子組立体１７を絶縁体基台１４上に設置し組立てた後、カバー１５を被せ、カバー１５と絶縁体基台１４の隙間を封止剤により封止・固着する。

なお、この電磁継電器は、固定接点１０ａ，１０ｂ、可動接点対１ａ，１ｂからなる接点系統と、固定接点１０ｃ，１０ｄ、可動接点対１ｃ，１ｄからなる接点系統の２系統の接点を備えている。

その動作原理を図７を用いて簡単に説明する。図７は、コ字形鉄心６、コイル１６、永久磁石９および接極子４の構成を模式的に示し、そのシーソー動作を示す説明図である。図７（ａ）の初期状態では、接極子４の中央部４ａは、永久磁石９のＮ磁極上にシーソー動作の支点となるように配置されており、この接極子４の一端がコ字形鉄心６の一端に磁着されている。このとき永久磁石９より出る磁束Φ１は、永久磁石９−接極子４−コ字形鉄心６の閉磁路を通っている。今、図７（ｂ）のように、この磁束Φ１を打ち消す方向にコイル１６を励磁したときに、接極子４の開放端側にも、コイル１６からの磁束Φ０が流れ始めるため、接極子４はシーソー動作を開始する。このとき、接極子４の開放端側にはコイル１６からの磁束Φ０と永久磁石９からの磁束Φ１’が同一方向に加算されるため、図７（ｃ）のように開放していた端部は閉成され、一方向のシーソー動作が完了する。

特許第２６２５９１２号公報

この従来の電磁継電器では、図８に示すような互いに対向する、接極子４の先端（接極子端部４ｂ）と、コ字形鉄心６の端部（コ字形鉄心端部６ｂ）との間に異物が入った場合、異物が固着して、接極子４の運動が不安定になり、接点の開閉動作に影響を与える場合がある。

そこで、本発明の課題は、シーソー動作する接極子とコ字形鉄心が当接するときの接触部に異物の固着がなく電気接点の開閉動作が安定化された電磁継電器を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の電磁継電器は、固定接点を有する固定接点端子が設けられた絶縁体基台と、該絶縁体基台上に搭載されコイルを巻回したコ字形鉄心を有するコイル組立体と、該コイル組立体上で前記コイルへの電流の通流制御により接極子がシーソー動作することで前記固定接点に対し接触・開離する可動接点を有すると共に可動接点ばねを含んでなる接極子組立体とを備えた電磁継電器において、前記接極子の端部と前記コ字形鉄心の端部とが当接する少なくとも１つの端部に平坦面から突出する凸部が形成され、前記接極子の端部とコ字形鉄心の端部とが点状または線状の接触により前記シーソー動作に対応して当接することを特徴とする。このように形成した凸部により、点状または線状の接触状態がもたらされる。

前記凸部は半円柱状に形成されるとよい。

前記コイル組立体は、コイルを巻回したコ字形鉄心と該コ字形鉄心の中央部に一方の磁極が接触するように配置された永久磁石と該永久磁石および前記コ字形鉄心を一体的に固着するコイルスプールとを備えてなり、前記接極子組立体は、その中心部が前記永久磁石の他方の磁極上に配置されて支点となり両端部が前記コ字形鉄心の両端部に接触・開離するシーソー動作を行うことを可能とした接極子と、該接極子のシーソー動作を支持するヒンジばねと、前記接極子のシーソー動作に連動する可動接点ばねとを備えると共にそれらが絶縁固定体で一体固定されてなり、前記絶縁体基台は、上部が開口した箱型形状を有すると共に前記固定接点端子と前記ヒンジばねの一端に接続される中立端子とを植設してなるとよい。このような構成により、シーソー動作の安定化が可能になる。

本発明では、接極子先端部に備えられた凸部、もしくはコ字形鉄心に備えられた半円柱状などの凸部により、接極子先端と、コ字形鉄心の端部との間に異物が入った場合においても、異物が固着して、接極子の運動が不安定になり接点の開閉動作に影響を与える状態を回避できる。

また、接極子先端部に備えられた半円柱状凸部は、接極子と同一の材料を用いることにより、新規の部材追加工事が必要なく、低コストで、異物による開閉障害を回避できる。

また、コ字形鉄心の端部に備えられた半円柱状凸部は、コ字形鉄心と同一の材料を用いることにより、新規の部材追加工事が必要なく、低コストで、異物による開閉障害を回避できる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による電磁継電器を示す斜視図であり、電磁継電器全体の分解図と共に接極子とコ字形鉄心の当接部の部分拡図が示されている。

図１のように、本実施の形態の電磁継電器は、固定接点１０ａ，１０ｂを有する固定接点端子１１が設けられた絶縁体基台１４と、この絶縁体基台１４上に搭載されたコイル１６を有するコイル組立体１８と、このコイル組立体１８に搭載されコイル１６への電流の通流制御によってシーソー動作することにより固定接点１０ａに対し接触・開離される可動接点対１ａを有した可動接点ばね３を含んでなる接極子組立体１７とを備えた電磁継電器であり、前述の接極子端部４ｂには同一材料で形成された半円柱状の凸部４ｃを２個備えている。

また、コイル組立体１８は、コイル１６を巻回したコ字形鉄心（図１ではコ字形鉄心端部６ｂのみがコイル組立体１８から露出している）と、このコ字形鉄心の中央部に一方の磁極が接触するように配置された永久磁石９と、この永久磁石９およびコ字形鉄心６を一体的に固着するコイルスプール８とを備え、そのコ字形鉄心端部６ｂには平坦面から突出するように半円柱状の凸部６ｃが設けられている。また、コイル端子７も備えられている。

さらに、接極子組立体１７は、その中心部が永久磁石９の他方の磁極上に配置されて支点となり両端部が前記コ字形鉄心６の両端部に接触・開離するシーソー動作を行うことを可能にした接極子４と、接極子４のシーソー動作を支持するヒンジばね２と、接極子４のシーソー動作に連動する可動接点ばね３とを備え、それらが絶縁固定体５で一体固定されて形成されている。

また、絶縁体基台１４は上部が開口した箱型形状を有すると共に固定接点端子１１と前記ヒンジばね２の一端に接続される中立端子１２（常時開放側端子と常時閉成側端子の共通端子）およびコイル導出端子１３を植設している。そのコイル組立体１８および接極子組立体１７を絶縁体基台１４上に設置し組立てた後、カバー１５が絶縁体基台１４上に被せられ、カバー１５と絶縁体基台１４の隙間が封止剤により封止・固着される。

本実施の形態の電磁継電器の動作原理は従来技術の説明で用いた図７のものと同様である。図７は、コ字形鉄心６、コイル１６、永久磁石９および接極子４の構成を模式的に示し、そのシーソー動作を示す説明図である。図７（ａ）の初期状態では、接極子４の中央部４ａは、永久磁石９のＮ磁極上にシーソー動作の支点となるように配置されており、この接極子４の一端がコ字形鉄心６の一端に磁着されている。このとき永久磁石９より出る磁束Φ１は、永久磁石９−接極子４−コ字形鉄心６の閉磁路を通っている。今、図７（ｂ）のように、この磁束Φ１を打ち消す方向にコイル１６を励磁したときに、接極子４の開放端側にも、コイル１６からの磁束Φ０が流れ始めるため、接極子４はシーソー動作を開始する。このとき、接極子４の開放端側にはコイル１６からの磁束Φ０と永久磁石９からの磁束Φ１’が同一方向に加算されるため、図７（ｃ）のように開放していた端部は閉成され、一方向のシーソー動作が完了する。

こうすると、コイル１６に通電を遮断した後も、磁束φ１’によって、シーソーが右に倒れた状態を保持することは可能であるが、本実施の形態では、ヒンジばねによりシーソーを左に倒そうとする力を加えることで、コイル１６に通電しているときだけ、すなわち磁束φ１が発生しているときだけ、シーソーを右に倒した状態を保持する。このような動作は、シーソーの左側に常時閉成の接点を設け、シーソーの右側に常時開放の接点を設ける場合に有用である。

図１を参照して、接極子端部４ｂに形成された半円柱形状の凸部４ｃおよびコ字形鉄心端部６ｂ（磁極端部）に形成された半円柱形状の凸部６ｃの詳細を説明する。本実施の形態では、半円柱状の凸部６ｃに、それとは直交する方向に延伸する２つの半円柱状の凸部４ｃが、磁気的吸引力によって接触あるいは衝突する。そのとき、接触部はほぼ２点に限定されるので、接触部への異物の固着を低減できる。

（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２での電磁継電器を示す斜視図である。右側に全体構成を分解図で示し、左側に接極子とコ字形鉄心の当接部を部分拡大図で示した。その全体構成は図１に示した実施の形態１とほぼ同様であり、接極子端部とコ字形鉄心の磁極端部のみが異なっている。本実施の形態では、コ字形鉄心の磁極端部（コ字形鉄心端部６ｂ）に、接極子４の長手方向に延伸する半円柱状の凸部６ｃを設け、接極子端部４ｂには接極子４の長手方向に直交するように半円柱状の凸部４ｃを設けた。本実施の形態では接触部はほぼ１点になり、従来技術と比べ、異物の挟み込みによる固着は低減される。

（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３での、接極子とコ字形鉄心の当接部の斜視図である。その電磁継電器本体の全体構成は図１に示した実施の形態とほぼ同様であり、接極子端部４ｂとコ字形鉄心端部６ｂの当接部のみが異なっている。すなわち、接極子端部４ｂの当接面（下面）は平坦であり、コ字形鉄心端部６ｂには半円柱状の凸部６ｃが、接極子４の長手方向と直交する方向に設けられている。本実施の形態では、接触部はほぼ直線状の部分に限定されるので、従来技術と比べ、異物の挟み込みによる固着は低減される。

（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４での、接極子とコ字形鉄心の当接部の斜視図である。その電磁継電器本体の全体構成は図１に示した実施の形態とほぼ同様でありコ字形鉄心の磁極端部のみが異なっている。すなわち、コ字形鉄心端部６ｂの当接面は平坦に形成されている。本実施の形態では、接触部はほぼ２点に限定されるので、従来技術と比べ、異物の挟み込みによる固着は低減される。

（実施の形態５）
図５は本発明の実施の形態５での、接極子とコ字形鉄心の当接部の斜視図である。その電磁継電器本体の全体構成は図２に示した実施の形態２とほぼ同様であり、接極子端部４ｂのみが異なり、本実施の形態では接極子端部４ｂの当接面（下面）が平坦である。本実施の形態では、半円柱状の凸部６ｃの頂上をなす線分の中の一部に限定されるので、従来技術と比べ、異物の挟み込みによる固着は低減される。

（実施の形態６）
図６は本発明の実施の形態６での、接極子とコ字形鉄心の当接部の斜視図である。その電磁継電器本体の全体構成は図２に示した実施の形態２とほぼ同様であり、コ字形鉄心端部６ｂみが異なり、本実施の形態では、コ字形鉄心端部６ｂの当接面は平坦であり、接触部はほぼ直線状の部分に限定されるので、従来技術と比べ、異物の挟み込みによる固着は低減される。

以上のように、本発明では、接極子端部とコ字形鉄心の接触部の面積を減らすことで、そこに異物が挟み込まれて固着することを軽減し、接極子の動作および接点の開閉動作を安定化することができる。

ところで、上記実施の形態では凸部として半円柱状のものを形成したが、多角形の角柱（たとえば六角柱）を縦に２等分した形状の凸部を形成しても同様の効果が得られる。また、上記実施の形態では、電流保持型の動作を行わせたので、シーソーの常時閉成側にのみ凸部を設けたが、自己保持型（コイルに電流を流すことで接極子を回動させ、その電流を遮断しても接極子の位置が保持されるタイプ）では、シーソーの両端側に凸部を設けてもよい。

本発明の実施の形態１による電磁継電器の斜視図。 本発明の実施の形態２による電磁継電器の斜視図。 実施の形態３での接極子とコ字形鉄心の当接部の斜視図。 実施の形態４での接極子とコ字形鉄心の当接部の斜視図。 実施の形態５での接極子とコ字形鉄心の当接部の斜視図。 実施の形態６での接極子とコ字形鉄心の当接部の斜視図。 電磁継電器のシーソー動作の説明図であり、図７（ａ）は初期状態、図７（ｂ）はコイル励磁状態、 図７（ｃ）は開放側が閉成した状態の図。 従来の電磁継電器の斜視図。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 可動接点対
２ ヒンジばね
３ 可動接点ばね
４ 接極子
４ａ 中央部
４ｂ 接極子端部
４ｃ 凸部
５ 絶縁固定体
６ コ字形鉄心
６ｂ コ字形鉄心端部
６ｃ 凸部
７ コイル端子
８ コイルスプール
９ 永久磁石
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 固定接点
１１ 固定接点端子
１２ 中立端子
１３ コイル導出端子
１４ 絶縁体基台
１５ カバー
１６ コイル
１７ 接極子組立体
１８ コイル組立体

Claims (3)

1. 固定接点を有する固定接点端子が設けられた絶縁体基台と、
   該絶縁体基台上に搭載されコイルを巻回したコ字形鉄心を有するコイル組立体と、
   該コイル組立体上で前記コイルへの電流の通流制御により接極子がシーソー動作することで前記固定接点に対し接触・開離する可動接点を有すると共に可動接点ばねを含んでなる接極子組立体とを備えた電磁継電器において、
   前記接極子の端部と前記コ字形鉄心の端部とが当接する少なくとも１つの端部に平坦面から突出する凸部が形成され、
   前記接極子の端部とコ字形鉄心の端部とが点状または線状の接触により前記シーソー動作に対応して当接することを特徴とする電磁継電器。
2. 前記凸部は半円柱状に形成されたことを特徴とする、請求項１記載の電磁継電器。
3. 前記コイル組立体は、コイルを巻回したコ字形鉄心と該コ字形鉄心の中央部に一方の磁極が接触するように配置された永久磁石と該永久磁石および前記コ字形鉄心を一体的に固着するコイルスプールとを備えてなり、
   前記接極子組立体は、その中心部が前記永久磁石の他方の磁極上に配置されて支点となり両端部が前記コ字形鉄心の両端部に接触・開離するシーソー動作を行うことを可能とした接極子と、該接極子のシーソー動作を支持するヒンジばねと、前記接極子のシーソー動作に連動する可動接点ばねとを備えると共にそれらが絶縁固定体で一体固定されてなり、
   前記絶縁体基台は、上部が開口した箱型形状を有すると共に前記固定接点端子と前記ヒンジばねの一端に接続される中立端子とを植設してなることを特徴とする、請求項１または２記載の電磁継電器。

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