JP2011018465A

JP2011018465A - 電磁継電器

Info

Publication number: JP2011018465A
Application number: JP2009160772A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Horii; 和彦堀井; Junichi Watanabe; 純一渡邉; Naoki Muro; 室　　直樹
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2009-07-07
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2029-07-07
Also published as: JP5366315B2

Abstract

【課題】固定接点及び可動接点への氷結の発生を低く抑えて、低温環境下での接点間の接触性能を向上させることができる電磁継電器を提供する。
【解決手段】巻回部１０ａと該巻回部１０ａの上下端部に設けられた上顎部１０ｂ及び下顎部１０ｃとを一体に備えるボビン１０と、ボビン１０の巻回部１０ａに巻回されたコイル１４と、ボビン１０に装着された鉄心１５と、可動バネ８によって揺動自在に支承され、コイル１４に通電することにより鉄心１５の一端に磁気吸着される接極子９と、接極子９が揺動することにより固定接点２１に対して接触あるいは離間する可動接点２０と、各部を包含するケース１と、を備え、ボビン１０の下顎部１０ｃをケース１の内側の側壁近傍まで延設して、コイル１４が存在する空間と可動接点２０及び固定接点２１が存在する空間とを分離するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイルを有する電磁石の吸引力、及び可動接点が端部に配設された可動バネの弾性復帰力により、可動接点が固定接点に接触、離間することで開閉動作を行う電磁継電器に関する。

電磁継電器は、冬期や寒冷地等の周囲環境温度の低い季節や場所では、密閉状態のケース内で氷結現象が発生し、接点導通不良を引き起こすことがある。ここで、氷結現象について簡単に説明する。コイルに通電することによって、コイルが持つ抵抗成分によって発熱し、これがボビンや通電経路を形成する接点及び端子に伝わってケース内の温度が上昇する。このとき、外部温度が低ければ、ケースの内外で温度差が生じるので、ケース内で水蒸気を含んだ空気の対流が起る。そして、ケース内壁部周辺の飽和水蒸気量が低下し、ケース内の空気中に含まれる水蒸気が水滴となって、ケース内壁部や可動接点、固定接点に結露が発生する。その後、非通電状態になると、ケース内が外部温度により次第に冷却されて部材表面に付着していた水滴が凍る。これが氷結現象である。このような氷結現象は、特に樹脂部材と比べて熱伝導率が高い金属材によって形成される可動接点や固定接点の表面で頻繁に発生する。

密閉状態のケース内で氷結が発生しないように対処したものとして、例えば特許文献１で開示された電磁継電器がある。この特許文献１で開示された電磁継電器では、ケースの内底部に、固定接点及び可動接点へ向かって流れる空気を遮断する遮断壁を設けて、固定接点及び可動接点の氷結を防止するようにしている。

特開２００７−３２３８８３号公報

しかしながら、特許文献１で開示された電磁継電器は、ケースの内底部に沿って流れる空気のみを遮断しており、例えばコイル近傍から固定接点及び可動接点へ向かって流れる対流に対しては対策がされておらず、氷結を防止する効果としては不十分であった。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、固定接点及び可動接点への氷結の発生を低く抑えて、低温環境下での接点間の接触性能を向上させることができる電磁継電器を提供することを目的とする。

本発明の電磁継電器は、巻回部と該巻回部の両端に延設した顎部を有するボビンと、前記ボビンの前記巻回部に巻回されたコイルと、前記ボビンに装着された鉄心と、ヒンジバネによって揺動自在に支承され、前記コイルに通電することにより前記鉄心の一端に磁気吸着される接極子と、前記接極子が揺動することにより固定接点に対して接触あるいは離間する可動接点と、前記各部を包含するケースと、を備えた電磁継電器であって、前記ボビンの顎部を前記ケースの側壁近傍まで延設して、前記コイルが存在する空間と前記固定接点及び前記可動接点が存在する空間とを分離するように構成した。

上記構成によれば、コイルが存在する空間と固定接点及び可動接点が存在する空間とを分離したので、コイル近傍から固定接点及び可動接点へ向かう対流が少なくなり、固定接点及び可動接点への氷結の発生を低く抑えることができ、低温環境下での接点間の接触性能の向上が図れる。

また、上記構成において、前記ボビンの顎部を前記ケースの側壁近傍まで延設した後、前記固定接点及び前記可動接点が存在する空間の方向へ更に延設した。

上記構成によれば、コイル近傍から固定接点及び可動接点へ向かう対流を更に少なくできる。

また、上記構成において、前記ボビンの顎部を前記ケースの側壁近傍まで延設した後、前記コイルが存在する空間の方向へ更に延設した。

また、上記構成において、前記ボビンの顎部を前記ケースの側壁近傍まで延設して得られた延設部に対応させて、前記ケースの側壁に突出部を設けた。

本発明は、ボビンの顎部をケースの側壁近傍まで延設して、コイルが存在する空間と固定接点及び可動接点が存在する空間とを分離するように構成したので、固定接点及び可動接点への氷結の発生を低く抑えて、低温環境下での接点間の接触性能を向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係る電磁継電器の縦断面図図１の電磁継電器の内部構造を示す斜視図図１の電磁継電器のボビンの外観を示す斜視図図１の電磁継電器において、ボビンとコイルを除く内部構造を示す斜視図図１の電磁継電器の特徴部分であるボビンの下顎部近傍の構造を概略的に示す図図１の電磁継電器の特徴部分の他の形態１の構造を概略的に示す図図１の電磁継電器の特徴部分の他の形態２の構造を概略的に示す図図１の電磁継電器の特徴部分の他の形態３の構造を概略的に示す図

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る電磁継電器の縦断面図、図２は図１の電磁継電器の内部構造を示す斜視図、図３は図１の電磁継電器のボビンの外観を示す斜視図、図４は図１の電磁継電器のボビンとコイルを除いた内部構造を示す斜視図である。

図１〜図４において、本実施の形態の電磁継電器は、本体部２と、固定接点用端子３と、本体部２及び固定接点用端子３を内部に収納し、全体として略直方体の箱状に形成されたケース１とを備える。

ケース１は、下面が開口した箱型の合成樹脂形成品からなるボディ４と、扁平な略矩形板状に形成されたベース５とから構成され、ボディ４をベース５に上方から被せて使用する。ベース５には、細長矩形状に貫通する貫通孔が、計４個（図中では５ａ，５ｂの２箇所のみ図示）配設されている。これら４個の貫通孔のうち、図示しない２個は、ベース５の左右方向中心部より左側寄りに、その長手方向を左右方向に向けて、奥行き方向に並設されている。図示している２個の貫通孔５ａ，５ｂは、ベース５の左右方向の略中心部と、中心部より右側寄りとに、それぞれ長手方向を奥行き方向に向けて配設されている。

本体部２は、電磁石６と、継鉄７と、可動バネ８と、接極子９と、ボビン１０と、可動接点用端子１１と、一対のコイル端子１２、１３（コイル端子１３は図２又は図３を参照）とから構成される。また、電磁石６は、ボビン１０に巻回された励磁用のコイル１４と、ボビン１０の中心軸に沿って貫挿された鉄心１５とから構成される。

ボビン１０は、電気絶縁性を有する樹脂材料によって形成されており、図３に示すように、巻回部１０ａと、巻回部１０ａの上下端部に設けられた上顎部１０ｂ及び下顎部１０ｃとを一体に備える。巻回部１０ａは、円筒形状に形成されており、その中心軸に沿って上下端部を貫通する貫通孔１０ｄが設けられている。巻回部１０ａの外周面にはコイル１４が巻回され、貫通孔１０ｄには鉄心１５が挿入される。

上顎部１０ｂは、巻回部１０ａの上端部が、上から見て略コ字状に形成されてなり、そのコ字状の開口は右側に向いている。下顎部１０ｃは、略断面コ字状に形成されており、側壁部１０ｃ_１（図３参照）は左右方向に対して胴部１０ａの中心よりも可動接点用端子１１側寄りまで延設されている。また、下顎部１０ｃの前端部１０ｃ_２（図３参照）はケース１の内側の側壁近傍まで延設されている。このようにボビン１０の下顎部１０ｃは、コイル１４が存在する空間と可動接点２０及び固定接点２１が存在する空間とを分離する。

一対のコイル端子１２、１３は、導電性を有する略矩形板から形成され、その長手方向を上下方向に向けて、ボビン１０の奥行き方向前端部に各々固定されている。コイル端子１２、１３の下端部に延設される端子片１２ａ、１３ａは、ベース５に貫設されている先述の２個の挿通孔（図示せず）を通じて各々ケース１の外部へ突出する。コイル端子１２、１３の上端部には、コイル１４の巻始め端と巻終わり端とが電気的に接続されている（何れも図示せず）。即ち、端子片１２ａ、１３ａを通じてコイル１４への給電が可能となる。

鉄心１５は、円柱形状に形成され、その下端部には、円板形状に形成された顎部１５ａが備えられている。なお、顎部１５ａの外径寸法は、円柱形状の本体部の外径寸法より大きくなっている。

継鉄７は、矩形板を長手方向略中央部で曲折させてなり、水平面に平行な横設部７ａと、横設部７ａの右端部から下方へ延びる起立部７ｂとから構成され、コイル１４の周辺に磁束の磁路を形成する。横設部７ａは、コ字型に形成される上顎部１０ｂに右側方向より嵌合される。また、横設部７ａには貫通穴７ｃが上下方向に貫設されており、ボビン１０の貫通孔１０ｄから上方に突出する鉄心１５の上端部が、貫通穴７ｃにかしめ固定されることで、継鉄７は鉄心１５に連結される。一方、鉄心１５の下端部では、顎部１５ａがボビン１０の下顎部１０ｃの下面に当接しているので、継鉄７及び鉄心１５がボビン１０から抜け落ちることはない。起立部７ｂは、コイル１４から離間して、鉄心１５の中心軸と平行に配置されており、起立部７ｂの右側には、右側へ突出する複数の突部（図示せず）が設けられている。

可動バネ８は、銅板等の導電性薄板を略Ｌ字状に曲折させてなり、水平面に平行な作動部８ａと、水平面の法線方向に平行な固定部８ｂと、作動部８ａ及び固定部８ｂ間の曲折部分であるヒンジバネ部８ｃとから構成される。作動部８ａは、左側方向に延出されてなり、作動部８ａ上面の右側寄りには、接極子９がかしめにより固定されている。作動部８ａの左端部には上下方向に貫通する孔部が形成され、略球形状に形成された可動接点２０が前記孔部にかしめ固定されており、可動接点２０の上下方向の頂点部分は、各々後述の固定接点２１に対向している。そして、固定部８ｂには、左右方向に貫通する複数の穴部（図示せず）が設けられており、可動接点用端子１１とともに、前述の複数の突部を介して起立部７ｂの後面にかしめ固定される。このとき、作動部８ａの左端部は、ボビン１０の下顎部１０ｃの右側開口より挿入される。

可動接点用端子１１は、導電性材料によって矩形板状に形成され、可動バネ８を介して可動接点２０と電気的に接続されている。可動接点用端子１１は、先述の様に可動バネ８とともに起立部７ｂの右面にかしめ固定されている。可動接点用端子１１の下端部に配設される端子片１１ａは、ベース５の貫通孔５ｂを通じてケース１の外部へ突出する。

接極子９は、磁性材料によって略矩形板状に形成されてなり、作動部８ａ上面の右側寄りにかしめ固定されている。また、接極子９の右端部９ａは、奥行き方向に亘って起立部７ｂの下端部７ｄに当接している。つまり、継鉄７は、可動バネ８を介して接極子９を上下方向に対して揺動自在に支持している。また、電磁石６、継鉄７、可動バネ８、接極子９及び可動接点用端子１１は互いに協働して、コイル１４による磁気回路を形成する。

固定接点用端子３は、導電性材料によって帯状に形成され、一端部に固定接点２１を有し、他端部に端子片３ａを有する。固定接点用端子３の前記一端部と前記他端部とを連結する連結部３ｂは、図４に示すように、ボビン１０を挟む略Ｖ字形状に形成されている。端子片３ａは、連結部３ｂのＶ字状の２つの先端部分の各々から下方へ直角に曲折されている。

固定接点２１は、略円板形状に形成された顎部と、該顎部の中心部から上方に突出する突起部とから構成される。固定接点用端子３の前記一端部には、上下方向に貫設する孔部が設けられており、固定接点２１の前記頭部を下方に向けて、前記孔部に前記突起部をかしめ固定することで、固定接点２１が固定接点用端子３の前記一端部に固着されている。そして、前記顎部は、可動バネ８の可動接点２０の上方頂部と対向して配設されている。一方、端子片３ａは、ベース５の貫通孔５ａを通じてケース１の外部へ突出する。

次に、本実施の形態の電磁継電器の基本動作について説明する。コイル１４に電流が流れていない場合、電磁石６は非励磁状態であり、接極子９は鉄心１５の顎部１５ａから離間した位置にある。即ち、可動接点２０は、固定接点２１から離れており、接点は開いた状態にある。この状態からコイル端子１２、１３を通じてコイル１４に電流が流れると、電磁石６は励磁され、接極子９は、電磁石６の吸引力により可動バネ８の弾性復帰力に抗して、右端部９ａを支点に上方へ変位し、鉄心１５の顎部１５ａに吸着する。この吸着動作に伴い、可動接点２０は、可動バネ８の作動部８ａを介して、接極子９と一体となって上方へ変位する。即ち、可動接点２０が固定接点２１と接触して、接点は、閉じた状態となる。

その後、コイル１４に流れる電流が切れると、電磁石６は消磁されて、電磁石６の吸引力は消失するので、接極子９は、可動バネ８の弾性復帰力により、前記吸着方向と反対の下方向へ変位し、鉄心１５の顎部１５ａから離間する。この離間動作に伴い、可動接点２０は、可動バネ８の作動部８ａを介して、接極子９と一体となって下方へ変位する。即ち、可動接点２０が再び固定接点２１から離れて、接点は開いた状態となる。

このように本実施の形態の電磁継電器は、電磁石６の励磁と消磁との繰り返しにより、可動接点２０が固定接点２１に対して接触・離間することで開閉動作を行う。

また、本実施の形態の電磁継電器は、ボビン１０の下顎部１０ｃがケース１の内側の側壁近傍まで延設されて、コイル１４が存在する空間と可動接点２０及び固定接点２１が存在する空間とを分離するように構成されている。図５は、本実施の形態の電磁継電器の特徴部分であるボビン１０の下顎部１０ｃ近傍の構造を概略的に示したものである。ケース１の内側の側壁とボビン１０の下顎部１０ｃの前端部１０ｃ_２との間隔が狭いので、コイル１４の発熱によってケース１内で水蒸気を含んだ空気の対流が生じても、可動接点２０及び固定接点２１へは殆ど向かわない。これにより、可動接点２０及び固定接点２１への氷結の発生が殆ど起らない。

このように本実施の形態の電磁継電器によれば、巻回部１０ａと該巻回部１０ａの上下端部に設けられた上顎部１０ｂ及び下顎部１０ｃとを一体に備えるボビン１０と、ボビン１０の巻回部１０ａに巻回されたコイル１４と、ボビン１０に装着された鉄心１５と、可動バネ８によって揺動自在に支承され、コイル１４に通電することにより鉄心１５の一端に磁気吸着される接極子９と、接極子９が揺動することにより固定接点２１に対して接触あるいは離間する可動接点２０と、各部を包含するケース１と、を備え、ボビン１０の下顎部１０ｃをケース１の内側の側壁近傍まで延設して、コイル１４が存在する空間と可動接点２０及び固定接点２１が存在する空間とを分離するように構成したので、コイル１４の近傍から可動接点２０及び固定接点２１へ向かう対流が少なくなり、可動接点２０及び固定接点２１への氷結の発生を低く抑えることができ、低温環境下での接点間の接触性能の向上が図れる。

なお、本実施の形態の電磁継電器では、ボビン１０の下顎部１０ｃをケース１の内側の側壁近傍まで延設したが、図６〜図８に示すような構造としてもよい。

（１）図６に示す形態（他の形態１）は、ボビン１０の下顎部１０ｃをケース１の内側の側壁近傍まで延設した後、可動接点２０及び固定接点２１が存在する空間の方向へ更に延設したものである。ボビン１０の下顎部１０ｃの延設部分とケース１の内側の側壁との間で、ケース１への結露５０が促進される。

（２）図７に示す形態（他の形態２）は、ボビン１０の下顎部１０ｃをケース１の内側の側壁近傍まで延設した後、コイル１４が存在する空間の方向へ更に延設したものである。この形態においても、ボビン１０の下顎部１０ｃの延設部分とケース１の内側の側壁との間で、ケース１への結露５０が促進される。

（３）図８に示す形態（他の形態３）は、ボビン１０の下顎部１０ｃをケース１の内側の側壁近傍まで延設して得られた延設部に対応させて、ケース１の内側の側壁に突出部３０を設けたものである。

上記（１）、（２）又は（３）の構造とした場合、コイル１４の近傍から可動接点２０及び固定接点２１へ向かう対流を更に少なくできる。なお、（３）の場合は（１）と組み合わせることもできる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

１ケース
２本体部
３固定接点用端子
３ａ端子片
３ｂ連結部
４ボディ
５ベース
５ａ、５ｂ貫通孔
６電磁石
７継鉄
７ａ横設部
７ｂ起立部
７ｃ貫通穴
８可動バネ
８ａ作動部
８ｂ固定部
８ｃヒンジバネ部
９接極子
９ａ右端部
１０ボビン
１０ａ巻回部
１０ｂ上顎部
１０ｃ下顎部
１０ｄ貫通孔
１０ｃ_１側壁部
１０ｃ_２前端部
１１可動接点用端子
１１ａ端子片
１２、１３コイル端子
１２ａ、１３ａ端子片
１４コイル
１５鉄心
１５ａ顎部
２０可動接点
２１固定接点
３０突出部

Claims

巻回部と該巻回部の両端に延設した顎部を有するボビンと、
前記ボビンの前記巻回部に巻回されたコイルと、
前記ボビンに装着された鉄心と、ヒンジバネによって揺動自在に支承され、前記コイルに通電することにより前記鉄心の一端に磁気吸着される接極子と、
前記接極子が揺動することにより固定接点に対して接触あるいは離間する可動接点と、
前記各部を包含するケースと、を備えた電磁継電器であって、
前記ボビンの顎部を前記ケースの側壁近傍まで延設して、前記コイルが存在する空間と前記固定接点及び前記可動接点が存在する空間とを分離するように構成した電磁継電器。
前記ボビンの顎部を前記ケースの側壁近傍まで延設した後、前記固定接点及び前記可動接点が存在する空間の方向へ更に延設した請求項１に記載の電磁継電器。
前記ボビンの顎部を前記ケースの側壁近傍まで延設した後、前記コイルが存在する空間の方向へ更に延設した請求項１に記載の電磁継電器。
前記ボビンの顎部を前記ケースの側壁近傍まで延設して得られた延設部に対応させて、前記ケースの側壁に突出部を設けた請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電磁継電器。