JP2012190764A

JP2012190764A - 電磁継電器

Info

Publication number: JP2012190764A
Application number: JP2011055725A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Yamashita; 司山下; Tetsuo Shinkai; 哲夫新開; Yasuyuki Masui; 保幸桝井
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2031-03-14
Also published as: KR20130041219A; WO2012124164A1; EP2688084A4; US9076617B2; CN103403832B; EP2688084A1; KR101436269B1; US20140028418A1; JP5085754B2; EP2688084B1; CN103403832A

Abstract

【課題】接点開閉時に発生するアークを早期に消弧させることのできる小型で安価なアーク消弧機能を備えた構成とする。
【解決手段】接離可能な一対の接点からなる接点組を、少なくとも２組、接離方向とは直交する並設方向に配置してなる接点開閉部と、接点開閉部を駆動して接点を開閉させる電磁石ブロックと、全ての接点組に対して並設方向の両側と、接点組の間とにそれぞれ突出する突出部を、中間部を介して互いに連続させてなる、磁性材料からなる接続部材と、少なくとも両側に位置する突出部の対向位置にそれぞれ設けた永久磁石とからなるアーク消弧部材とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁継電器に関するものである。

従来、電磁継電器として、鉄心にスプールを介してコイルを巻回してなる電磁石ブロックを励磁・消磁することにより、鉄心に加締固定したヨークに回動可能に支持した可動鉄片を回動させ、可動接触片を駆動することにより、可動接点を、対向して配置した固定接触片の固定接点に開閉するようにしたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

この電磁継電器では、接点開閉部の上方側に永久磁石を配置し、接点間に磁界を発生させることにより、接点開閉時にアーク電流が発生した場合には、このアーク電流を側方に伸長させて早期に消弧させるようにしている。

しかしながら、前記従来の電磁継電器では、接点開閉部の上方側に配置した単一の永久磁石によって磁界を発生させるようにしている。永久磁石の下方側のＮ極から下方に向かって発生した磁界が、接点間から側方、次いで、各接触片に沿って上方へと向かい、上方側のＳ極に至ることになる。このため、磁束が周囲の空間に漏れやすく、接点開閉部に集中できないという問題がある。この結果、永久磁石に強力な磁力を発揮できるものが必要となり、コストアップを招来している。

特開２００９−８７９１８号公報

そこで、本発明は、接点開閉時に発生するアークを早期に消弧させることのできる小型で安価なアーク消弧機能を備えた電磁継電器を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
接離可能な一対の接点からなる接点組を、少なくとも２組、接離方向とは直交する並設方向に配置してなる接点開閉部と、
前記接点開閉部を駆動して接点を開閉させる電磁石ブロックと、
前記全ての接点組に対して並設方向の両側と、前記各接点組の間とにそれぞれ突出する突出部を、中間部を介して互いに連続させてなる、磁性材料からなる接続部材と、少なくとも両側に位置する突出部の対向位置にそれぞれ設けた永久磁石とからなるアーク消弧部材と、
を備えたものである。

この構成により、永久磁石から発生する磁界は、周囲雰囲気に比べて透磁率の高い接続部材を介して閉ループを構成する。したがって、磁束を接点開閉位置に集中させることができる。この結果、接点開閉時に発生したアーク電流に対して、アーク消弧部材による磁界の影響力を十分に作用させることができ、アーク電流を、上方へと十分に引き延ばし、早期に消弧することができる。

前記ベースに取り付けられ、前記接点開閉部と前記電磁石ブロックとを覆うケースを備え、
前記ケースは、前記アーク消弧部材の突出部及び永久磁石を配置可能な凹部を備えるのが好ましい。

この構成により、アーク消弧部材を内部構成部品である接点開閉部及び電磁石ブロックとは完全に絶縁状態に配置することができる。しかも、凹部によって形成された絶縁壁の一部が接点開閉位置の間に突出することになり、接点開閉位置間の絶縁性を高めることが可能となる。

前記各永久磁石の対向面の極性と、接点開閉時に発生するアーク電流が流れる方向とを、前記アーク電流に前記接続部材の中間部側へと変位する力を発生させることができるように決定するのが好ましい。

この構成により、アーク電流の悪影響を最も与えにくい位置へとアーク電流を変形させて消弧することができる。

前記各永久磁石の対向面の極性と、接点開閉時に発生するアーク電流が流れる方向とを、隣接する接点開閉位置間で逆方向となるように決定するようにしてもよい。

この構成により、各接点組の接点間に発生するアーク電流同士の影響を排除することができる。

前記接点開閉部と前記電磁石ブロックとが取り付けられるベースを備え、
前記接点は、前記ベースから突出する接触片の一端部に固定され、
前記アーク消弧部材は、前記接続部材の中間部を、前記接触片の突出方向側の接点近傍に配置するのが好ましい。

この構成により、アーク電流が変形する方向に、磁路の一部である接続部材の中間部が位置することになり、他の部品等に悪影響を及ぼすことがない。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
固定接触片と、この固定接触片に対向して配置した可動接触片とを有する接点開閉部を備え、電磁石ブロックを励磁・消磁して可動接触片を駆動し、この可動接触片に設けた可動接点を固定接触片に設けた固定接点に開閉するようにした電磁継電器であって、
前記固定接触片は、前記固定接点を有する、少なくとも２つで構成され、
前記可動接触片は、前記可動接点を有する、少なくとも一対の接触片部を備え、
前記各接触片部の両側と、各接点開閉位置の間とにそれぞれ突出する突出部を、中間部を介して互いに連続させた接続部材と、少なくとも両側に位置する突出部の対向位置にそれぞれ設けた永久磁石とからなるアーク消弧部材を設けたものである。

前記アーク消弧部材の接続部材は、中間壁の両端部に対向壁をそれぞれ形成し、中間壁の中央部に、両側部を中央部を挟んで反対側の対向壁側から曲げ起こすことにより、前記各接点組の間に位置する突出部を形成するようにすればよい。

前記両突出部により平板状の壁面部を構成するようにしてもよい。

前記アーク消弧部材の接続部材は、第１接続部と第２接続部からなり、各接続部は、中間壁の両端部に第１側壁及び第２側壁をそれぞれ対向するように形成してなり、前記両第２側壁により、前記各接点組の間に位置する突出部を構成するようにしてもよい。

前記第１接続部の第２側壁と、前記第２接続部の第２側壁とで平板状の壁面部を構成するようにしてもよい。

本発明によれば、接点開閉位置の周囲に接続部材を配置し、その対向部分に永久磁石を配置するようにしたので、永久磁石から発生する磁界を、接点開閉位置へと効果的に集中させることができる。特に、接続部材の突出部が各接点開閉位置の間に位置しているため、発生する磁界のうち、空間を通過する長さを短くして漏れ磁束の発生を抑えることができ、接点開閉位置に磁束を集中させることができる。このため、接点開閉時にアーク電流が発生したとしても、このアーク電流を磁界によって上方へと変形させ、早期に消弧させることが可能となる。

本実施形態に係る電磁継電器の斜視図である。図１からケース及びアーク消弧部材を分解した状態を示す斜視図である。図１からケースのみを除去した状態を示す斜視図である。図１の分解斜視図である。図４を反対側から見た状態を示す分解斜視図である。（ａ）はベースを上方側から見た状態を示す斜視図、（ｂ）はベースを下方側から見た状態を示す斜視図である。図２に示す電磁石ブロック及び可動鉄片の分解斜視図である。図２に示す電磁石ブロックと可動鉄片の分解斜視図である。図１からケースを除去した状態を示す接点閉成時の断面図である。図１からケースを除去した状態を示す接点開放時の断面図である。図３の接点開閉部の拡大斜視図である。図４の電磁石ブロックによる吸引力曲線と、可動接触片に作用する力の変化を示すグラフである。（ａ）は他の実施形態に係るアーク消弧部材を示す斜視図、（ｂ）は第１接続部と第２接続部に分解した斜視図である。（ａ）は他の実施形態に係るアーク消弧部材を示す斜視図、（ｂ）は第１接続部と第２接続部に分解した斜視図である。他の実施形態に係るアーク消弧部材を示す斜視図である。他の実施形態に係るアーク消弧部材を示す斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（１．全体構成）
図１から図５は、本実施形態に係る電磁継電器を示す。この電磁継電器は、大略、ベース１に、電磁石ブロック２、接点開閉部３、及び、可動鉄片４を設け、ケース５を被せたものである。

（１−１．ベース１）
ベース１は、図６に示すように、合成樹脂材料を成形加工することにより平面視矩形状に形成され、長手方向の２箇所には、第１装着部６と第２装着部７が設けられている（以下、長辺に沿って長手方向に延びる方向をＸ軸、短辺に沿って短手方向に延びる方向をＹ軸、高さ方向に延びる方向をＺ軸として説明する）。

第１装着部６は、後述する電磁石ブロック２を装着するためのもので、第１周縁壁８と第２装着部７とで囲まれた凹所９内に支持凹部１０が形成されている。凹所９の底面には、支持凹部１０の（ベース１の短手方向：ＹＹ´方向）両側に、上下面に貫通する一対のコイル端子孔１１がそれぞれ形成されている。支持凹部１０の（ベース１の長手方向）近傍にはガイド部１２が形成されている。ガイド部１２は、短手方向（ＹＹ´方向）に対応して設けた一対のガイド壁１３と、これらを結ぶ絶縁壁１４とで構成されている。ガイド壁１３の対向面には、上下方向に延びるガイド溝１５がそれぞれ形成されている。両ガイド溝１５により、後述するヨーク４１の両側部がガイドされる。また、ガイド壁１３と絶縁壁１４で囲まれた領域の中央部分には、ガイド凹部１６が形成されている。ガイド凹部１６には、後述するヒンジバネ４４の被ガイド部５０が位置する。

第２装着部７は、接点開閉部３を装着するためのもので、前記第１装着部６の第１周縁壁８と同一高さの台座部１７が形成されている。台座部１７には、ＹＹ´方向に延びる、スリット状をした第１端子孔１８が形成されている。第１端子孔１８は、ベース１の底面では両側の２箇所の連通部１９でのみ貫通し、後述する可動接触片５２が圧入されるようになっている。台座部１７の第１装着部側を除く３辺からは第２周縁壁２０が形成されている。第２周縁壁２０のＸ´方向側を構成する部分は肉厚が大きくなり、そこにはＹＹ´方向に延びる、スリット状をした一対の第２端子孔２１がそれぞれ形成されている。各第２端子孔２１には、後述する固定接触片５１がそれぞれ圧入固定されるようになっている。

（１−２．電磁石ブロック２）
電磁石ブロック２は、図７及び図８に示すように、鉄心２２にスプール２３を介してコイル２４を巻回したものである。

鉄心２２は、磁性材料を棒状としたもので、下端部に鍔状の磁極部２５が形成され、上端部にはヨーク４１が加締固定されるようになっている。

スプール２３は、合成樹脂材料を成形加工することにより得られ、中心孔２６を形成する筒状の胴部２７と、その上下両端部に形成される鍔部（上端側鍔部２８及び下端側鍔部２９）とで構成されている。

上端側鍔部２８は、上面に逃がし溝３０が形成され、そこには中心孔２６が開口している。逃がし溝３０には、後述するヨーク４１の一端部が配置される。下端側鍔部２９には中心孔２６が開口し、そこから鉄心２２を挿入可能となっている。

下端側鍔部２９の両側部には端子取付部３１が設けられ、そこには端子保持孔３２がそれぞれ形成されている。各端子保持孔３２には、後述するコイル端子３６が圧入固定される。端子取付部３１の一端両側には段部３３がそれぞれ形成され、端子保持孔３２に圧入固定したコイル端子３６のコイル巻付部３９がそれぞれ突出するようになっている。また、下端側鍔部２９には、胴部２７から側端面に掛けて一方の段部３３へと連通する案内溝３４が形成されている。案内溝３４には、胴部２７に巻回するコイル２４の一端側（巻き始め側）が配置され、段部３３に突出するコイル端子３６のコイル巻付部３９に巻き付けられるようになっている。下端側鍔部２９の底面には所定間隔で一対のガイド突部３５が設けられている。これらガイド突部３５は、ベース１の支持凹部１０内に位置してベース１に対してスプール２３すなわち電磁石ブロック２を位置決めする役割を果たす。

コイル端子３６は、導電性材料を平板状としたもので、下端部は下方に向かうに従って徐々に幅及び厚みが小さくなるように形成されている。コイル端子３６の上端部にはプレス加工により片面から膨出する圧入部３７が形成され、その上方部分は幅広部３８となっている。幅広部３８の一端からはコイル巻付部３９が突出している。

コイル２４は、スプール２３の胴部２７に巻回された後、外周面に絶縁シート４０が貼着されるようになっている。コイル２４の一端部が前記スプール２３の案内溝３４に配置され、スプール２３の胴部２７への巻回後、両端部はそれぞれ各コイル端子３６のコイル巻付部３９に巻き付けられた後、半田付けされる。

前記鉄心２２の一端部にはヨーク４１が加締固定されている。
ヨーク４１は、磁性材料を略Ｌ字形となるように折り曲げたものである。ヨーク４１の一端部には、前記鉄心２２の一端部を挿通して加締固定するための開口部４１ａが形成されている。ヨーク４１の他端部は幅広となって、その下端部両側には突出部４２がそれぞれ形成されている。両突出部４２の間には、後述する可動鉄片４が位置し、一方の角部が可動鉄片４を回動可能に支持する支点として機能している。ヨーク４１の中間部外面には、上下２箇所に加締用の突起４３が形成されている。

前記ヨーク４１の中間部には、前記突起４３を利用してヒンジバネ４４が加締固定されている。但し、ヨーク４１へのヒンジバネ４４の固定方法は、加締に限らず、超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接等、他の方法で行うようにしてもよい。

ヒンジバネ４４は、ヨーク４１の中間部外面に面接触する接続部４５を備える。接続部４５には、２箇所に貫通孔４５ａが形成され、前記ヨーク４１の突起４３が挿通されて加締られるようになっている。

接続部４５の上方部分は、ヨーク４１の中間部外面から徐々に離れるように所定角度で延びる弾性当接部４６となっている。弾性当接部４６は、後述する可動鉄片４に設けたカード部材６５の押圧受部に弾性接触可能となっている。弾性当接部４６は、可動鉄片４が元の位置に復帰移動する際の衝突音の発生を緩和する。

接続部４５の下方部分は、ヨーク４１の中間部外面から徐々に離れるように所定角度で延びる第１傾斜部４７と、この第１傾斜部４７からヨーク側へと徐々に接近するように所定角度で延びる第２傾斜部４８とからなる弾性支持部４９となっている。弾性支持部４９は、第２傾斜部４８が後述する可動鉄片４に圧接し、可動鉄片４を回動可能に弾性支持する。

弾性支持部４９の下方部分は、弾性支持部４９により可動鉄片４を弾性支持した状態で、鉛直下方に延びる被ガイド部５０となっている。被ガイド部５０は、ベース１の第１装着部６に形成したガイド凹部１６に配置され、ガイド凹部１６にガイドされることによってヒンジバネ４４は位置ずれを防止されている。

（１−３．接点開閉部３）
接点開閉部３は、図４及び図５に示すように、銅等の導電性材料を板状にプレス加工した、固定接触片５１と可動接触片５２とで構成されている。

固定接触片５１は、圧入部５３と、圧入部５３から下方側に延びる端子部５４と、圧入部５３から上方側に延びる接触片部５５とで構成されている。圧入部５３には、プレス加工により片面から膨出する膨出部５６が形成されている。この膨出部５６によりベース１の第２端子孔２１に圧入可能となっている。端子部５４は、圧入部５３よりも幅狭で、片側に位置をずらせて形成されている。接触片部５５は、端子部５４とは反対側に位置をずらせて形成され、圧入部５３のほぼ半分の幅寸法となっている。接触片部５５の上端部には貫通孔が形成され、そこには固定接点５７が加締固定されている。

可動接触片５２は、圧入部５８と、圧入部５８の両側から上方側へとそれぞれ延びる一対の接触片部５９とで構成されている。圧入部５８には、前記固定接触片５１と同様に、上下方向中央部に幅方向に延びる膨出部６０が形成され、ベース１の第１端子孔１８に圧入可能となっている。また、圧入部５８の下縁両端部には下方に突出する一対の突起６１が形成されている。接触片部５９は、圧入部５８の近傍部分で屈曲されて延びており、上端部には貫通孔５９ａが形成され、そこには可動接点６２がそれぞれ加締固定されている。可動接触片５２は、圧入部５８をベース１の第１端子孔１８に圧入された状態で、可動接点６２が第２端子孔２１に圧入された固定接触片５１の固定接点５７に接離可能に対向させる。

（１−４．可動鉄片４）
可動鉄片４は、図７及び図８に示すように、板状の磁性材料をプレス加工により略Ｌ字形に形成したものである。可動鉄片４の一端側は、鉄心２２の磁極部２５に吸引される被吸引部６３である。被吸引部６３の先端部及び基部は幅狭となっており、スプール２３の底面に形成したガイド突部３５と、ヨーク４１の下端部に形成した突出部４２との干渉がそれぞれ回避されている。可動鉄片４の他端側には開口部６４が形成されている。開口部６４にはヒンジバネ４４が挿通し、被吸引部６３の角部に圧接している。可動鉄片４の他端部は幅狭となっており、又、開口部６４の上方側にはカード部材６５が一体化されている。

カード部材６５は、合成樹脂材料からなり、一体化した可動鉄片４の上端側が露出する一方の面には、可動鉄片４の上端部の両側に形成される第１突出部６６と、上方側に形成される第２突出部６７とがそれぞれ形成されている。可動鉄片４の被吸引部６３が鉄心２２の磁極部２５から離間した際、第２突出部６７にヒンジバネ４４の弾性当接部４６が衝突した後、第１突出部６６がヨーク４１に当接するように構成されている。カードの他方の面には、幅方向に所定間隔で上下方向に延びる突条部６８が形成されている。突条部６８の上端部には、さらに突出する押圧部６９が形成され、可動接触片５２の接触片部５５の上端部を押圧可能となっている。カード部材６５の下端部には、他方の面よりも突出し、さらに下方側へと延びる遮蔽壁７０が形成されている。

（１−５．ケース５）
ケース５は、図２に示すように、合成樹脂材料を下面が開口する箱状としたものである。ケース５の上面角部には密閉用孔７１が形成されている。密閉用孔７１は、ベース１とケース５の嵌合部分のシール後に熱封止される。ケース５の上面縁部（ガス抜き孔７１と反対側）には、両側及び中央部にスリット状の凹部７２がそれぞれ形成されている。各及ぶ７２の間には、上面よりも窪んだ凹所７３が形成されており、その上面中央部には突起７４がそれぞれ形成されている。

前記ケース５には、凹部７２及び凹所７３を利用してアーク消弧部材７５が取り付けられている。

アーク消弧部材７５は、アークを消弧させるために所定間隔で配置した一対の永久磁石７６と、これら永久磁石７６を磁気的に接続するための磁性材料からなる接続部材７７とで構成されている。

永久磁石７６は略直方体形状で、接続部材７７の両対向壁７８の内面に取り付けた状態で、対向面が異なる極性となるように配置される。但し、対向面の極性は、接点間で電流が流れる方向の違いに応じてアーク電流に作用する力の方向が、後述する接続部材７７の中間壁７９側へと向かうように設定すればよい。

接続部材７７は、板状の磁性材料をプレス加工により、両端側が互いに対向するように屈曲したものである。各対向壁７８の内面には永久磁石７６がそれ自身の磁力によって吸着固定されている。接続部材７７の中間壁７９には、両側部がそれぞれ異なる端部側から切り起こされることにより、前記各対向壁７８の間に位置する中間突出部８０がそれぞれ形成されている。各中間突出部８０は、両対向壁７８の中央部に位置し、両接点開閉位置の間に突出することにより磁路を短くする役割を果たしている。すなわち、各永久磁石７６から発生した磁束は、中間突出部８０を介して中間壁７９及び各対向壁７８を通過し、永久磁石７６に戻る磁気回路で閉ループを構成する。

このように、前記アーク消弧部材７５によれば、一対の永久磁石７６だけでなく、これらを磁気的に接続するための接続部材７７を設けるようにしている。このため、磁気回路が形成され、磁束漏れが発生しにくくなる。また、中間突出部８０を設けることにより、磁路を短く設定することができる。したがって、磁気効率を高めることが可能となる。この結果、接点開閉時にアークが発生したとしても、このアークは、フレミング左手の法則によって側方に伸長され、短時間で消弧されることになる。

（２．組立方法）
続いて、前記構成からなる電磁継電器の組立方法について説明する。

スプール２３の胴部２７にコイル２４を巻回し、下端側鍔部２９にコイル端子３６を圧入固定する。コイル２４の両端部は、コイル巻付部３９に巻き付けて半田付けする。また、スプール２３の中心孔２６に、下端側から鉄心２２を挿通し、上端から突出する部分に、予めヒンジバネ４４を取り付けたヨーク４１を加締固定する。これにより、電磁石ブロック２が完成する。

完成した電磁石ブロック２には、ヒンジバネ４４を利用してヨーク４１の下端部に可動鉄片４を回動可能に支持する。この状態では、可動鉄片４に一体化したカード部材６５の第１突出部６６がヨーク４１に当接可能となり、又、ヒンジバネ４４の弾性当接部４６がカード部材６５の第２突出部６７に接離可能となる。そして、可動鉄片４を取り付けた電磁石ブロック２と、接点開閉部３とをベース１に装着する。

電磁石ブロック２の装着では、コイル端子３６をベース１のコイル端子孔１１に圧入し、ヨーク４１の両側部をガイド壁１３のガイド溝１５に挿入する。装着状態では、ガイド突部３５が支持凹部１０内に位置し、電磁石ブロック２がＹＹ´方向に位置決めされる。また、ヨーク４１の突出部４２の下端面と、端子取付部３１の底面とがそれぞれベース１の凹所９の底面に当接する。これにより、ベース１の凹所９の底面とスプール２３の下端側鍔部２９の底面との間に可動鉄片４が回動可能な隙間が形成される。可動鉄片４に一体化したカード部材６５の遮蔽壁７０がベース１の絶縁壁１４を越えて配置される。このとき、ベース１のガイド壁１３及び絶縁壁１４、カード部材６５の上方部及び遮蔽壁７０によって、電磁石ブロック２と接点開閉部３との間の絶縁性が十分に確保される。

また、接点開閉部３の装着では、可動接触片５２の圧入部５８をベース１の第１端子孔１８に圧入する。可動接触片５２の装着では、突起６１が連通部１９に位置することにより、ベース１の底面から可動接触片５２の装着状態を確認することができるようになっている。また、可動接触片５２の上端部には、先に装着したカード部材６５の押圧部６９が圧接し、可動鉄片４は、可動接触片５２の弾性力によって被吸引部６３が鉄心２２の磁極部２５から離間した初期位置に位置決めされる。

また、固定接触片５１の端子部５４をベース１の第２端子孔２１に挿入し、圧入部５３を圧入して固定する。この状態では、固定接触片５１は可動接触片５２に所定間隔で対向し、固定接点５７に対して可動接点６２が接離可能となる。

また、ケース５にアーク消弧部材７５を取り付ける。アーク消弧部材７５の取付では、接続部材７７の対向壁７８に永久磁石７６を取り付けた状態で、ケース５に形成した各凹部７２に、接続部材７７の対向壁７８及び永久磁石７６と、中間突出部８０とをそれぞれ挿通する。そして、アーク消弧部材７５を取り付けたケース５をベース１に被せ、両者の嵌合部分をシールする。

なお、内部空間は、密閉用孔７１を熱封止することにより密封状態とすればよい。但し、密閉用孔７１は開放したままとし、内部空間を周囲雰囲気と連通した状態で使用することも可能である。

（３．動作）
次に、前記構成からなる電磁継電器の動作について説明する。

コイル２４に通電しておらず、電磁石ブロック２が消磁している状態では、可動鉄片４が可動接触片５２の弾性力によってヨーク４１によって支持された支点を中心として被吸引部６３を鉄心２２の磁極部２５から離間する初期位置に位置する。したがって、可動接点６２は固定接点５７から離間した開放状態を維持する。

コイル２４に通電し、電磁石ブロック２を励磁すると、図９に示すように、可動鉄片４は鉄心２２の磁極部２５に被吸引部６３を吸引され、可動接触片５２の付勢力に抗して回動する。これにより、可動接触片５２が弾性変形し、可動接点６２を固定接触片５１の固定接点５７に閉成する。

コイル２４への通電を遮断し、電磁石ブロック２を消磁すると、可動鉄片４は鉄心２２の吸引力を失って可動接触片５２の弾性力により回動する。このとき、まず、可動鉄片４のカード部材６５に形成した第２突出部６７がヒンジバネ４４の弾性当接部４６に衝突する。第２突出部６７は合成樹脂製であり、弾性当接部４６は弾性変形する。しかも、可動鉄片４が回動を開始してから早期に第２突出部６７と弾性当接部４６の当接状態が得られる。したがって、衝突音は殆ど発生することがない。そして、可動鉄片４がさらに回動することにより弾性当接部４６を弾性変形させながら、合成樹脂製の第１突出部６６がヨーク４１の中間部に当接する。このため、可動鉄片４の回動速度が低減され、ここでも衝突音の発生は十分に抑制される。このように、可動鉄片４は衝突音を発生させることなくスムーズに初期位置に復帰し、可動接点６２は固定接点５７から離間して開放位置に位置する。

ところで、接点を開放する際、接点間にアークが発生することがある。この場合、接点開閉領域の周囲にはアーク消弧部材７５が配置されているため、発生したアークは迅速に消弧される。

すなわち、各永久磁石７６のＮ極から発生した磁束は、接続部材７７の中間突出部８０を介して中間壁７９を通り、対向壁７８から前記各永久磁石７６のＳ極に戻る磁気回路をそれぞれ流れる。各磁気回路は閉ループを構成し、周囲への磁束漏れが殆どない。そして、中間突出部８０の存在により接点開閉位置、つまり接点間に発生したアークに対して効果的に磁力を作用させることができる。この結果、フレミング左手の法則により、発生したアークには、接点開放方向とは直交する方向に力が作用し、このアークは大きく引き延ばされるので、急速に消弧されることになる。

ここでは、可動接触片５２で、両固定接触片５１間を開閉するように構成したため、接点開放時のアーク電流が図１１に示す向きに流れるので、アークを接続部材７７の中間壁側へと変形させることができる磁束方向が得られるように永久磁石７６の磁極を対向面で異極となるように設定している。つまり、アークを接続部材７７の中間壁側へと変形させることで、アークの消弧をより確実なものとしている。したがって、接点開閉部３の構成が相違すれば、その違いに応じて永久磁石７６の磁極を設定すればよい。

また、前記電磁石ブロック２の動作電圧は次のようにして調整することができる。
すなわち、ヒンジバネ４４の弾性当接部４６の傾斜角度を変更することにより、電磁石ブロック２の動作電圧を抑えることが可能となる。詳しくは、ヨーク４１に対する弾性当接部４６の傾斜角度を大きくすると、図１２のグラフに示すように、鉄心２２の磁極部２５から発生させた磁界により可動鉄片４の被吸引部６３に作用する力の変化（吸引力曲線）に対して、動作点の位置を変更することができる。つまり、弾性当接部４６の傾斜角度を大きくすることにより、接点が開放してから第１突出部６６に弾性当接部４６が当接するまでの力を小さくして、そのときに必要となる力を抑えることができる。この結果、吸引力曲線が、図示されるものよりも小さい位置で変化するように、電磁石ブロック２の動作電圧を抑制することが可能となる。

（４．他の実施形態）
なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、可動接触片５２を、圧入部３７から延びる一対の接触片で構成するようにしたが、２部材（２つの可動接触片５２）で構成してもよい。また、固定接触片５１を２部材で構成したが、前記可動接触片５２と同様に連続した一体構成としてもよい。

また、可動接触片５２と固定接触片５１の組み合わせは、一組の組み合わせでもよいし、３組以上であってもよい。

また、前記アーク消弧部材７７は、次のように構成することも可能である。

図１３は、接続部材７７を第１接続部１０１と第２接続部１０２とで構成したアーク消弧部材７７を示す。各接続部１０１、１０２の一端部には、中間壁１０３ａ、１０３ｂから直角に折り曲げられた、前記実施形態の対向壁と同様な第１側壁１０４ａ、１０４ｂが形成されている。また、各接続部１０１、１０２の他端部には、幅方向の半分だけが折り曲げられた第２側壁１０５ａ、１０５ｂが形成されている。中間壁１０３ａ、１０３ｂの第２側壁１０５ａ、１０５ｂ側の端面には、第２側壁１０５ａ、１０５ｂの厚み分の段差（窪み部１０６ａ、１０６ｂ）が形成されている。そして、この段差に第２側壁１０５ａ、１０５ｂを位置合わせすることにより、第１接続部１０１と第２接続部１０２とを略Ｅ字状となるように配置する。この場合、各接続部１０１、１０２の第２側壁１０５ａ、１０５ｂによって、前記実施形態のように両側部だけではなく、全体に亘る平板状の中間突出部１０７を形成することができる。また、各第１側壁１０４ａ、１０４ｂの内面には永久磁石７６がそれぞれ磁力により取り付けられる。
この構成によれば、前記実施形態に比べて磁束漏れをより一層効果的に防止することができ、永久磁石７６にそれほど磁力の大きなものを使用しなくても、接点間に十分に磁束を集中させることが可能となる。

図１４は、図１３に示すものと同様に、接続部材７７を第１接続部１１１と第２接続部１１２とで構成したものである。但し、第２側壁１１５ａ、１１５ｂは、半分だけを折り曲げた構成とするのではなく、第１側壁１１４ａ、１１４ｂと同様に、中間壁１１３ａ、１１３ｂから全体を直角に折り曲げた構成としている点で相違する。そして、第１接続部１１１と第２接続部１１２とは、第２側壁１１５ａ、１１５ｂの外面同士を当接させて中間突出部１１７とした状態で使用する。
この構成によれば、２組の接点開閉位置のそれぞれで磁気回路の閉ループを形成することができ、磁束漏れをより一層効果的に防止することが可能となる。

図１５は、前記実施形態に係る接続部材７７とほぼ同様な構成で、第１接続部１２１と第2接続部１２２とで接続部材７７を構成したものである。各接続壁１２１，１２２は、第１側壁１２４ａ、１２４ｂと、第１側壁１２４ａ、１２４ｂに対して半分の幅の中間壁１２３ａ、１２３ｂと、中間壁１２３ａ、１２３ｂを直角に折り曲げた第２側壁１２５ａ、１２５ｂとを有する。そして、第１接続部１２１と第２接続部１２２とは、第２側壁１２５ａ、１２５ｂの側面同士を当接させて中間突出部１２７とした状態で使用する。
この構成によれば、中間突出部１２７は前記実施形態のように両側部だけではなく、図１３と同様に、ほぼ全面に中間突出部１２７を配置することができるようになっている。これにより、図１３と同様に、磁束漏れを効果的に防止することが可能となる。

図１６は、中間突出部１３７を、中間壁１３３の中央部から一体的に突出させた平板で構成したものである。この中間突出部１３７は、中間壁１３３と対向壁１３４ａ、１３４ｂからなる略コ字形の部材に対して中間壁１３３の中央部に対向壁１３４ａ、１３４ｂと同一形状の板材を溶接、接着等により一体化してもよいし、プレス加工時に対向壁と同時に形成するようにしてもよい。この構成によれば、前記各実施形態のように、２部材で構成したり、隙間等が発生したりすることがなく、最も磁束漏れを効果的に防止して接点開閉位置に磁束を集中させることができる。

１…ベース
２…電磁石ブロック
３…接点開閉部
４…可動鉄片
５…ケース
６…第１装着部
７…第２装着部
８…第１周縁壁
９…凹所
１０…支持凹部
１１…コイル端子孔
１２…ガイド部
１３…ガイド壁
１４…絶縁壁
１５…ガイド溝
１６…ガイド凹部
１７…台座部
１８…第１端子孔
１９…連通部
２０…第２周縁壁
２１…第２端子孔
２２…鉄心
２３…スプール
２４…コイル
２５…磁極部
２６…中心孔
２７…胴部
２８…上端側鍔部
２９…下端側鍔部
３０…逃がし溝
３１…端子取付部
３２…端子保持孔
３３…段部
３４…案内溝
３５…ガイド突部
３６…コイル端子
３７…圧入部
３８…幅広部
３９…コイル巻付部
４０…絶縁シート
４１…ヨーク
４２…突出部
４３…突起
４４…ヒンジバネ
４５…接続部
４６…弾性当接部
４７…第１傾斜部
４８…第２傾斜部
４９…弾性支持部
５０…被ガイド部
５１…固定接触片
５２…可動接触片
５３…圧入部
５４…端子部
５５…接触片部
５６…膨出部
５７…固定接点
５８…圧入部
５９…接触片部
６０…膨出部
６１…突起
６２…可動接点
６３…被吸引部
６４…開口部
６５…カード部材
６６…第１突出部
６７…第２突出部
６８…突条部
６９…押圧部
７０…遮蔽壁
７１…密閉用孔
７２…スリット
７３…凹所
７４…突起
７５…アーク消弧部材
７６…永久磁石
７７…接続部材
７８…対向壁
７９…中間壁
８０…中間突出部
１０１、１１１、１２１…第１接続部
１０２、１１２、１２２…第２接続部
１０３ａ、１０３ｂ、１１３ａ、１１３ｂ、１２３ａ、１２３ｂ、１３３…中間壁
１０４ａ、１０４ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１２４ａ、１２４ｂ…第１側壁
１０５ａ、１０５ｂ、１１５ａ、１１５ｂ、１２５ａ、１２５ｂ…第２側壁
１０６ａ、１０６ｂ…窪み部
１０７、１１７、１２７、１３７…中間突出部
１３４ａ、１３４ｂ…対向壁

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
電磁継電器を、
接離可能な一対の接点からなる接点組を、少なくとも２組、接離方向とは直交する並設方向に配置してなる接点開閉部と、
前記接点開閉部を駆動して接点を開閉させる電磁石ブロックと、
前記全ての接点組に対して並設方向の両側と、前記各接点組の間とにそれぞれ突出する突出部を、中間部を介して互いに連続させてなる、磁性材料からなる接続部材と、少なくとも両側に位置する突出部の対向位置にそれぞれ設けた永久磁石とからなるアーク消弧部材と、
を備え、
前記各永久磁石の対向面の極性と、接点開閉時に発生するアーク電流が流れる方向とを、前記アーク電流に前記接続部材の中間部側へと変位する力を発生させることができるように決定した構成としたものである。

この構成により、永久磁石から発生する磁界は、周囲雰囲気に比べて透磁率の高い接続部材を介して閉ループを構成する。したがって、磁束を接点開閉位置に集中させることができる。この結果、接点開閉時に発生したアーク電流に対して、アーク消弧部材による磁界の影響力を十分に作用させることができ、アーク電流を、上方へと十分に引き延ばし、早期に消弧することができる。また、アーク消弧部材を内部構成部品である接点開閉部及び電磁石ブロックとは完全に絶縁状態に配置することができる。しかも、凹部によって形成された絶縁壁の一部が接点開閉位置の間に突出することになり、接点開閉位置間の絶縁性を高めることが可能となる。

前記接点開閉部と前記電磁石ブロックが載置されるベースブロックと、
前記ベースブロックに取り付けられ、前記接点開閉部と前記電磁石ブロックとを覆うケースと、
をさらに備え、
前記ケースは、前記アーク消弧部材の各突出部及び永久磁石を配置可能な凹部を上面に備え、
前記アーク消弧部材の各突出部及び永久磁石を、前記ケースの凹部に配置することにより、前記接点開閉部及び前記電磁石ブロックとは電気的に絶縁させるのが好ましい。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
固定接触片と、この固定接触片に対向して配置した可動接触片とを有する接点開閉部を備え、電磁石ブロックを励磁・消磁して可動接触片を駆動し、この可動接触片に設けた可動接点を固定接触片に設けた固定接点に開閉するようにした電磁継電器であって、
前記固定接触片は、前記固定接点を有する、少なくとも２つで構成され、
前記可動接触片は、前記可動接点を有する、少なくとも一対の接触片部を備え、
前記各接触片部の両側と、各接点開閉位置の間とにそれぞれ突出する突出部を、中間部を介して互いに連続させた接続部材と、少なくとも両側に位置する突出部の対向位置にそれぞれ設けた永久磁石とからなるアーク消弧部材を設け、
前記各永久磁石の対向面の極性と、接点開閉時に発生するアーク電流が流れる方向とを、前記アーク電流に前記接続部材の中間部側へと変位する力を発生させることができるように決定したものである。

（１−５．ケース５）
ケース５は、図２に示すように、合成樹脂材料を下面が開口する箱状としたものである。ケース５の上面角部には密閉用孔７１が形成されている。密閉用孔７１は、ベース１とケース５の嵌合部分のシール後に熱封止される。ケース５の上面縁部（ガス抜き孔７１と反対側）には、両側及び中央部にスリット状の凹部７２がそれぞれ形成されている。各凹部７２の間には、上面よりも窪んだ凹所７３が形成されており、その上面中央部には突起７４がそれぞれ形成されている。

前記接点開閉部と前記電磁石ブロックが載置されるベースブロックと、
前記ベースブロックに取り付けられ、前記接点開閉部と前記電磁石ブロックとを覆うケースと、
をさらに備え、
前記ケースは、前記アーク消弧部材の各突出部及び永久磁石を配置可能で、内部空間には開口しない凹部を上面に備え、
前記アーク消弧部材の各突出部及び永久磁石を、前記ケースの凹部に配置することにより、前記接点開閉部及び前記電磁石ブロックとは電気的に絶縁させるのが好ましい。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
電磁継電器を、
接離可能な一対の接点からなる接点組を、少なくとも２組、接離方向とは直交する並設方向に配置してなる接点開閉部と、
前記接点開閉部を駆動して接点を開閉させる電磁石ブロックと、
前記全ての接点組に対して並設方向の両側と、前記各接点組の間とにそれぞれ突出する突出部を、中間部を介して互いに連続させてなる、磁性材料からなる一体の接続部材と、両側に位置する突出部の対向位置にそれぞれ設けた永久磁石とからなるアーク消弧部材と、
を備え、
前記各永久磁石の対向面の極性と、接点開閉時に発生するアーク電流が流れる方向とを、前記アーク電流に前記接続部材の中間部側へと変位する力を発生させることができるように決定した構成としたものである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
固定接触片と、この固定接触片に対向して配置した可動接触片とを有する接点開閉部を備え、電磁石ブロックを励磁・消磁して可動接触片を駆動し、この可動接触片に設けた可動接点を固定接触片に設けた固定接点に開閉するようにした電磁継電器であって、
前記固定接触片は、前記固定接点を有する、少なくとも２つで構成され、
前記可動接触片は、前記可動接点を有する、少なくとも一対の接触片部を備え、
前記各接触片部の両側と、各接点開閉位置の間とにそれぞれ突出する突出部を、中間部を介して互いに連続させた一体の接続部材と、両側に位置する突出部の対向位置にそれぞれ設けた永久磁石とからなるアーク消弧部材を設け、
前記各永久磁石の対向面の極性と、接点開閉時に発生するアーク電流が流れる方向とを、前記アーク電流に前記接続部材の中間部側へと変位する力を発生させることができるように決定したものである。

Claims

接離可能な一対の接点からなる接点組を、少なくとも２組、接離方向とは直交する並設方向に配置してなる接点開閉部と、
前記接点開閉部を駆動して接点を開閉させる電磁石ブロックと、
前記全ての接点組に対して並設方向の両側と、前記各接点組の間とにそれぞれ突出する突出部を、中間部を介して互いに連続させてなる、磁性材料からなる接続部材と、少なくとも両側に位置する突出部の対向位置にそれぞれ設けた永久磁石とからなるアーク消弧部材と、
を備えたことを特徴とする電磁継電器。
前記ベースに取り付けられ、前記接点開閉部と前記電磁石ブロックとを覆うケースを備え、
前記ケースは、前記アーク消弧部材の突出部及び永久磁石を配置可能な凹部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
前記各永久磁石の対向面の極性と、接点開閉時に発生するアーク電流が流れる方向とを、前記アーク電流に前記接続部材の中間部側へと変位する力を発生させることができるように決定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁継電器。
前記各永久磁石の対向面の極性と、接点開閉時に発生するアーク電流が流れる方向とを、隣接する接点開閉位置間で逆方向となるように決定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁継電器。
前記接点開閉部と前記電磁石ブロックとが取り付けられるベースを備え、
前記接点は、前記ベースから突出する接触片の一端部に固定され、
前記アーク消弧部材は、前記接続部材の中間部を、前記接触片の突出方向側の接点近傍に配置したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
固定接触片と、この固定接触片に対向して配置した可動接触片とを有する接点開閉部を備え、電磁石ブロックを励磁・消磁して可動接触片を駆動し、この可動接触片に設けた可動接点を固定接触片に設けた固定接点に開閉するようにした電磁継電器であって、
前記固定接触片は、前記固定接点を有する、少なくとも２つで構成され、
前記可動接触片は、前記可動接点を有する、少なくとも一対の接触片部を備え、
前記各接触片部の両側と、各接点開閉位置の間とにそれぞれ突出する突出部を、中間部を介して互いに連続させた接続部材と、少なくとも両側に位置する突出部の対向位置にそれぞれ設けた永久磁石とからなるアーク消弧部材を設けたことを特徴とする電磁継電器。
前記アーク消弧部材の接続部材は、中間壁の両端部に対向壁をそれぞれ形成し、中間壁の中央部に、両側部を中央部を挟んで反対側の対向壁側から曲げ起こすことにより、前記各接点組の間に位置する突出部を形成してなることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁継電器。
前記両突出部により平板状の壁面部を構成したことを特徴とする請求項７に記載の電磁継電器。
前記アーク消弧部材の接続部材は、第１接続部と第２接続部からなり、各接続部は、中間壁の両端部に第１側壁及び第２側壁をそれぞれ対向するように形成してなり、前記両第２側壁により、前記各接点組の間に位置する突出部を構成したことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁継電器。
前記第１接続部の第２側壁と、前記第２接続部の第２側壁とで平板状の壁面部を構成したことを特徴とする請求項９に記載の電磁継電器。