JP2009105072A

JP2009105072A - 電磁リレー

Info

Publication number: JP2009105072A
Application number: JP2009032797A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Kato; 芳正加藤
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2009-05-14
Also published as: KR20060085671A; TWI269335B; CN100524571C; JP4367485B2; DE602005027433D1; EP1681699A4; US7616082B2; JPWO2006006557A1; WO2006006557A1; US20080231397A1; KR100770329B1; JP2009105073A; JP4650575B2; EP1681699B1; CN1926652A; EP1681699A1

Abstract

【課題】接点の信頼性を向上できる電磁リレーを提供する。
【解決手段】固定接点に離接する可動接点が設けられた可動ばね４０において、電磁石からの駆動力を伝えるカード６０に当接する肩部４５は、可動ばね４０の一部をＵ字形に折り曲げて形成されている。これにより、肩部４５とカード６０との摩擦・摩耗を抑え、磨耗粉の付着による接点の信頼性の低下を抑えて、接点の信頼性を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁リレーに関するものである。

従来から、カードを介して接極子の回転と可動ばねの回転とを連動させ、接極子の回転に応じて、可動ばねに設けられた可動接点を固定接点に接離させる電磁リレーにおいて、カードに挿入孔を設け、その挿入孔に可動ばねの先端を挿入することで、カードと可動ばねとを連結する技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開平１１−３３９６２４号公報特開平１１−１０２６３１号公報

上記のような従来の電磁リレーにおいては、動作に伴って可動ばねとカードとの摩擦により磨耗粉が生じ、この磨耗粉が可動接点や固定接点に付着して接点の信頼性が低下することがあった。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、接点の信頼性を向上できる電磁リレーを提供することにある。

本発明は、ベースと、ベースに配置された電磁石と、前記電磁石の励磁・消磁に応じて揺動するように前記ベースに揺動自在に保持される接極子と、一端に可動接点を有し、他端が前記ベースに固定される可動接点と、前記可動接点と対向して配置され、前記可動接点と共に接点機構を構成する固定接点と、前記接極子と連結される連結部、並びに、前記可動ばねの一端が挿入される挿入孔を有し、前記接極子の揺動に連動して前記可動ばねを弾性変形させ、前記接点機構を選択的に開閉するカードとを備え、前記可動ばねは、前記カードの前記可動ばねの一端が挿入される側の面を支持する肩部を有し、その肩部は、前記可動ばねの一部を可動ばねの前記他端側にＵ字形に折り曲げて形成されることを特徴とする。

本発明によれば、肩部とカードとの摩擦による磨耗粉の発生が抑えられ、可動接点や固定接点への磨耗粉の付着による接点の信頼性の低下が抑えられることにより、接点の信頼性を向上できる。

（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態の要部を示す断面図である。同上の可動ばねの要部を示す斜視図である。電磁リレーの一例を示す分解斜視図である。同上においてカバーとカードを取り外した時の要部を示す平面図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ同上においてカバーを取り外した状態を示し、（ａ）は部分断面平面図、（ｂ）は部分断面正面図、（ｃ）は側面断面図である。同上の正面断面図である。同上の可動ばねの部分拡大斜視図である。同上の可動ばねの部分拡大図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上のカードを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ破線での断面図である。同上において、可動ばねが第１挿入孔を通過する時の要部拡大図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の組立時に可動ばねが第１挿入孔を通過する様子を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の要部を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。同上の要部を示す断面図である。同上の要部を示す平面図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の動作を示す説明図である。同上の可動ばねの変形例である。図１６の可動ばねが挿入孔を通過する時の要部拡大図である。電磁リレーの変形例を示す分解斜視図である。

本発明の実施形態について説明する前に、本発明の実施形態と共通の基本構成を有する電磁リレーについて、図３〜図１５を用いて説明する。以下、上下方向は図６を基準とする。

この電磁リレーは、２個の常開接点と２個の常閉接点とを備えた多極の電磁リレーであって、ベース１０と、電磁石２０と、接極子３０と、一端に可動接点４１をそれぞれ備えた４本の可動ばね４０と、一端に固定接点５１をそれぞれ備えた４本の固定ばね５０と、カード６０と、復帰ばね７０と、カバー８０とからなる。

ベース１０は、プラスチック成形品であり、一対の側壁１１および複数の絶縁壁１３〜１６が一体成形されている。ベース１０は、ベース１０の長手方向と直交する方向に沿って設けられた絶縁壁１３によって、電磁石２０および接極子３０および復帰ばね７０が配置される第１エリアと、可動ばね４０および固定ばね５０が配置される第２エリアとに大きく区分されている。

第１エリアには、前記一対の側壁１１が設けられ、各側壁１１には、接極子３０を軸支するための一対の孔１２が形成されている。各側壁１１は、機械的強度を向上させるために、絶縁壁１３と連結されており、さらに各側壁は、梁１７によって互いに連結されている。

第２エリアには、ベース１０の長手方向に沿って延びる絶縁壁１４とベース１０の長手方向と直交する方向に沿って延びる２つの絶縁壁１５とが設けられ、それらの絶縁壁１４、１５によって、可動ばね４０および固定ばね５０が配置される４つの収納室が、第２エリアの四隅に形成されている。さらに、各収納室は、絶縁壁１３〜１５よりも背が低い絶縁壁１６によって固定ばね５０が配置されるエリアと可動ばね４０が配置されるエリアとに区分されている。

ベース１０の長手方向に沿った側面には、可動ばね４０および固定ばね５０をベース１０に圧入するための複数の溝１８が形成され、各溝１８は、前記各収納室からベース１０の底面にまで至る。

電磁石２０は、コイル２１を巻回したスプール２２と、スプール２２の中心孔に挿入された鉄心２３（図５（ｂ）参照）と、鉄心２３の上下端にそれぞれ連結された略Ｌ字形のヨーク２４とを備える。スプール２２は、両端に鍔部２５を有し、下側の鍔部２５には、コイル２１の先端がそれぞれ接続されたコイル端子２６が、圧入されている。電磁石２０は、ベース１０の前記第１エリアに固定され、コイル端子２６の先端がベース１０の下方に突出する。

接極子３０は、プラスチック成形品のサブカード３１と、軟鉄などからなる可動板３２と、直方体形状の永久磁石３３とからなる。可動板３２は、矩形平板状に形成され、サブカード３１に接着される。永久磁石３３は、可動板３２の表面に固定される。サブカード３１は両側面に一対の円柱状の凸部３４を備え、凸部３４がベース１０の側壁１１に形成された孔１２にそれぞれ嵌合されることにより、接極子３０は、ベース１０に揺動自在に保持される。接極子３０がベース１０に装着されると、可動板３２の上端部が電磁石２０の上側のヨーク２４と対向し、下端部が電磁石２０の下側のヨーク２４と対向する。

復帰ばね７０は、略Ｙ字形であり、下端が接極子３０と絶縁壁１３との間でベース１０に圧入され（図５（ｂ）参照）、上端は後述するようにカード６０の復帰ばね孔６３に挿入される。

各可動ばね４０は、弾性を有する薄肉の金属片４２と、金属板を打ち抜き、屈曲して形成された端子片４３とからなる。金属片４２の上端には、可動接点４１がかしめ固定されている。金属片４２には、金属片４２が撓みやすくなるように、スリット４４が設けられている。端子片４３は、金属片４２の下端にかしめ固定される。端子片４３は、ベース１０の側方から溝１８に圧入され、その結果、金属片４２がベース１０の収納室に配置され、端子片４３の先端が、ベース１０の下方に突出する。

各固定ばね５０は、金属板を打ち抜き、屈曲して形成される。各固定ばね５０の上端には、固定接点５１がかしめ固定され、下端には、端子片５２が一体に形成されている。固定ばね５０にも、固定ばね５０がある程度弾力を持つようにスリット５３が設けられている。端子片５２の先端およびベース１０に圧入される部位は、剛性を向上させるために、金属板を折り重ねることによって２重に形成されている。端子片５２は、ベース１０の側方から溝１８に圧入され、その結果、固定ばね５０がベース１０の収納室に配置され、端子片５２の先端がベース１０の下方に突出する。

固定ばね５０および可動ばね４０がベース１０に配置されると、図６に示すように、固定接点５１と可動接点４１とが所定の間隔で対向し、接点機構を構成する。各固定ばね５０と各可動ばね４０との間には、前述の絶縁壁１６が位置している。絶縁壁１６の高さは、固定接点５１および可動接点４１の位置よりも低く、固定接点５１と可動接点４１とが接離するのを妨げない。

カード６０は、平板状のプラスチック成形品である。カード６０は、カードの長手方向に沿って走るガイド溝６４を備える。カード６０は、ボディ１０の絶縁壁１４の上端に設けられたガイド凸部１４０（図３参照）をガイド溝６４に挿入してベース１０の上方に配置され、ベース１０の長手方向に沿ってスライド可能である。また、カード６０は、接極子３０のサブカード３１の上端に設けられた凸部３１０が挿入される連結孔６１と、可動ばね４０の前記一端（上端）が挿入される複数の挿入孔６２とを備える。凸部３１０および可動ばね４０の前記一端がそれぞれ連結孔６１、挿入孔６２に挿入されると、接極子３０と可動ばね４０とが、カード６０を介して機械的に連結され、その結果、接極子３０の揺動に連動して可動ばね４０が回転し、接点機構を選択的に開閉する。さらに、カード６０は、復帰ばね７０の上端が挿入される復帰ばね孔６３を備え、復帰ばね７０の上端が復帰ばね孔６３に挿入されると、カード６０は、復帰ばね７０によって電磁石２０側へ向かう力が与えられる。

ここで、カード６０と可動ばね４０とを連結する機構について詳細に説明する。

図７および図８に示すように、各可動ばね４０は、前記一端（上端）に爪４００を有する。爪４００は、可動ばね４０の前記一端の中央部を延長し他端（下端）側にＵ字形に折り曲げて形成されている。各可動ばねの爪４００は、図６の左側に突出するように折り曲げられている。爪４００の両側には、スリット４０１が形成されている。また、各可動ばね４０は、カード６０の可動ばね４０の前記一端が挿入される側の面、すなわちカード６０の下面を支持する肩部４５を有する。

一方、カード６０は、図９（ａ）に示すように、カード６０の長手方向と直交する方向に沿って、挿入孔６２が３列（Ｒ１〜Ｒ３）で配置されている。挿入孔６２は、第１挿入孔６２０と第２挿入孔６２１とからなり、図９（ａ）の一番右側の列（Ｒ１）の各挿入孔が第１挿入孔６２０であり、真ん中の列（Ｒ２）の各挿入孔が第２挿入孔６２１である。一番左側の列（Ｒ３）の各挿入孔は、後述するように接点構成を変更する時に使用されるもので、上記の電磁リレーでは使用されない。

第１挿入孔６２０は、内面の左側（図９（ａ）の左側）に段部６００を有する。段部６００の可動ばね４０の一端が挿入される側と反対側の面、すなわち段部６００の上面は、図９（ｂ）に示すように水平であり、段部６００の可動ばね４０の一端が挿入される側の面、すなわち段部６００の下面は挿入孔６２の内部に向けて傾斜している。また、第１挿入孔６２０は、段部６００と対向する位置に、凹部６０１を有する。凹部６０１は、凹部６０１の両側に突片６０２を形成することで、形成されている。段部６００と突片６０２との間の距離は、可動ばね４０の薄肉の金属片４２の厚さよりも大きく、かつ、爪４００の厚みよりも小さく設定されている。

上述のように可動ばね４０の爪４００は、図６の左側、つまり図９（ａ）の左側に向けて突出し、段部６００は、図９（ａ）の右側に向けて突出するため、可動ばね４０を第１挿入孔６２０に挿入すると、図１０に示すように、爪４００の上端と段部６００の下面とが接触する。さらに可動ばね４０を第１挿入孔６２０に押し進めると、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、可動ばね４０の上端が段部６００と突片６０２との間の隙間に入り、爪４００は段部６００に押されて弾性変形し、凹部６０１へと逃げる。さらに可動ばね４０を押し進めると、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、爪４００が段部６００を乗り越えて、爪４００の先端が段部６００の上面に係止される。この時、図１３に示すように、カード６０は、可動ばね４０の肩部４５の上に支持される。

このように第１挿入孔６２０は、爪４００が係止される段部６００を備えるので、第１挿入孔６２０に可動ばね４０が挿入されると、爪４００によってカード６０の抜けが防止される。

また、爪４００は、可動ばね４０の前記一端（上端）を前記他端（下端）側にＵ字形に折り曲げて形成しているので、爪４００の上面が曲面となり、可動ばね４０を挿入孔６２に挿入する際に可動ばね４０と挿入孔６２の摩擦が少なく、挿入しやすい。さらに、段部６００の下面が挿入孔６２の内部に向けて傾斜するので、可動ばね４０の先端を挿入孔６２に誘導しやすい。また、爪４００の両側にスリット４０１が形成されているので、爪４００が弾性変形し易く、さらに弾性変形した爪４００が凹部６０１に逃げることができるので、小さな力でも容易に可動ばね４０を挿入孔６２に挿入することができる。さらに、爪４００は挿入孔６２の内部で段部６００に係止されるので、電磁リレーの高さを低く抑えることができる。

一方、第２挿入孔６２１は、内面の右側（図９（ａ）の右側）に段部７００を有し、段部７００と対向する位置に凹部７０１を有する。可動ばね４０の爪４００は、図９（ａ）の左側に向けて突出しているので、段部７００と爪４００とは係合せず、図１４に示すように、爪４００は、凹部７０１に沿って自由に移動することができる。すなわち、第２挿入孔６２１は、可動ばね４０の爪４００が係止される段部を備えず、カード６０は、第２挿入孔に挿入された爪４００によって拘束されない。このように、第１挿入孔６２０と第２挿入孔６２１とを設ける理由について以下に説明する。

上記のような電磁リレーでは、製造段階において、リレーを組み立ててリレーの動作を確認した後に、再びリレーを分解し、可動接点４１と固定接点５１との間の距離を調整することがある。もし、全ての可動ばねの爪４００が段部６００に係止されると、カード６０を可動ばね４０から取り外すのに手間がかかり、作業効率が低下してしまう。そこで、上記のように、列Ｒ１の挿入孔を第１挿入孔とし、列Ｒ２の挿入孔を第２挿入孔とし、列Ｒ１の挿入孔のみでカード６０と爪４００とを係合させることで、不用意なカードの抜けを防止しながらも、必要に応じてカードを可動ばねから容易に取り外すことができる。

上述のようにカード６０が接極子３０および可動ばね４０と連結された後、ベース１０にカバー８０が装着され、ベース１０とカバー８０との隙間に封止材が注入されて、電磁リレーが完成する。

次に、上記の電磁リレーの動作について以下に説明する。電磁石２０が励磁されていないときは、図１５（ａ）に示すように永久磁石３３の磁力および復帰ばね７０のばね力により、接極子３０の可動板３２が上側のヨーク２４に吸着されている。この時、列Ｒ２の可動接点４１は対応する固定接点５１に接触し、列Ｒ１の可動接点４１は、固定接点５１から離れている。

電磁石２０が励磁されると、下側のヨーク２４が可動板３２を引きつけ、接極子３０は凸部３４を中心に、図１５（ａ）における右回りに回転する。その結果、図１５（ｂ）に示すように、カード６０がベース１０の長手方向に沿って図１５（ｂ）の右側へとスライドし、列Ｒ２の可動接点４１は固定接点５１から離れ、列Ｒ１の可動接点４１は、対応する固定接点５１に接触する。なお、可動接点４１が固定接点５１から引き離される時、固定ばね５０の一部を折り曲げて形成した規制片５４が絶縁壁１６に当接することで、固定ばね５０が可動ばね４０側へ移動するのが規制される。これにより、万が一可動接点４１が固定接点５１に溶着しても、絶縁壁１６により、可動接点４１を固定接点５１から引き離すことができる。

電磁石２０の励磁を止めると、復帰ばね７０のばね力と永久磁石３３の磁力により、接極子３０が図１５（ｂ）における左回りに回転し、カード６０は左側へとスライドし、図１５（ａ）の状態へと戻る。この結果、列Ｒ２の可動接点４１は再び対応する固定接点５１に接触し、列Ｒ３の可動接点４１は、固定接点５１から離れる。以上のように、列Ｒ２の接点機構が常閉接点であり、列Ｒ１の接点機構が常開接点である。

なお、上記の例では、列Ｒ１が第１挿入孔６２０で、列Ｒ２が第２挿入孔６２１であったが、第１挿入孔６２０および第２挿入孔６２１の位置は、それらに限定されるものではない。また、上記の例では、爪４００が図６の左側に突出していたが、爪の突出方向を変えるだけで、第１挿入孔と第２挿入孔の位置を容易に変更することができる。

また、可動ばね４０は、図１６に示すように、爪４００の両側にスリットがなくてもよい。この場合、図１７に示すように、爪４００が挿入孔６２を通過する際に、可動ばね４０の先端全体が弾性変形して凹部６０１へ逃げ、段部６００を通過する。

さらに、上記の電磁リレーは、２個の常開接点と２個の常閉接点とを備えているが、列Ｒ２の可動ばね４０と固定ばね５０との位置を入れ替え、入れ替えた可動ばねの先端を列Ｒ３の挿入孔６２に挿入し、可動接点４１と固定接点５１とを対向させることで、４個の常開接点を備えた電磁リレーや、３個の常開接点と１個の常閉接点とを備えた電磁リレーも構成される。また、図１８に示すように接点を追加した電磁リレーも構成される。

（実施形態）
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態の基本構成は図３〜図１５で説明した電磁リレーと共通であり、図１（ａ）（ｂ）および図２に示すように、可動ばね４０の肩部４５が、可動ばね４０の一部がＵ字形に折り曲げて形成されている点のみが図３〜図１５で説明した電磁リレーと異なる。

上記構成によれば、肩部４５とカード６０との摩擦による磨耗粉の発生が抑えられ、可動接点や固定接点への磨耗粉の付着による接点の信頼性の低下が抑えられることにより、接点の信頼性を向上できる。

なお、本発明は、図１６及び図１７の例のように可動ばね４０にスリット４０１が設けられていない電磁リレーや、図１８の例のように接点を追加した電磁リレーなど、細部を変更した電磁リレーにも適用可能である。

１０ベース
２０電磁石
３０接極子
４０可動ばね
４１可動接点
４５肩部
５１固定接点
６０カード
６２挿入孔

Claims

ベースと、
ベースに配置された電磁石と、
前記電磁石の励磁・消磁に応じて揺動するように前記ベースに揺動自在に保持される接極子と、
一端に可動接点を有し、他端が前記ベースに固定される可動接点と、
前記可動接点と対向して配置され、前記可動接点と共に接点機構を構成する固定接点と、
前記接極子と連結される連結部、並びに、前記可動ばねの一端が挿入される挿入孔を有し、前記接極子の揺動に連動して前記可動ばねを弾性変形させ、前記接点機構を選択的に開閉するカードとを備え、
前記可動ばねは、前記カードの前記可動ばねの一端が挿入される側の面を支持する肩部を有し、その肩部は、前記可動ばねの一部を可動ばねの前記他端側にＵ字形に折り曲げて形成されることを特徴とする電磁リレー。