JP2013149525A

JP2013149525A - 電磁継電器

Info

Publication number: JP2013149525A
Application number: JP2012009988A
Authority: JP
Inventors: Takuya Endo; 卓哉遠藤
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】磁気特性の優劣によらず、安定して動作する電磁継電器を提供する。
【解決手段】常閉固定接点５ａを有する常閉固定接点部材５と、常開固定接点６ａを有する常開固定接点部材６と、常閉固定接点５ａおよび常開固定接点６ａの各々に面対向する可動接点３ａを有する可動接点ばね３と、可動接点ばね３を結合した接極子４と、接極子４を吸引するためのコイルを巻回した鉄芯９とを有し、接極子４は、鉄芯に近接する近接部として飛出し部分４ａを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

図４は、特許文献１で開示された、従来の電磁継電器の動作を示す部分側面図である。図４において、可動接点３ａは可動接点ばね３の力によって常閉固定接点５ａに押圧されて接触している。ここで、図示しないコイルに所定の電流を流すと、接極子４はコイルと鉄芯９による電磁気的な吸引力を受ける。この吸引力が可動接点ばね３の力を上回ると、可動接点３ａは吸引力により常開固定接点６ａに押圧されて接触する。

特開２００６−２９４４５９号公報

しかし、上記構成において、接極子４、鉄芯９および継鉄２に磁気特性、特に、Ｂ−Ｈ特性の劣る材料を使用すると、所定のコイル電流を印加しても、可動接点ばね３の弾性力を上回るほどの電磁気的な吸引力を励起できず、電磁継電器が動作しなくなる問題があった。

すなわち、本発明の課題は、磁気材料の優劣によらず安定して動作する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、本発明による電磁継電器は、常閉固定接点を有する常閉固定接点部材と、常開固定接点を有する常開固定接点部材と、前記常閉固定接点および常開固定接点の各々に面対向する可動接点を有する可動接点ばねと、前記可動接点ばねを結合した接極子と、前記接極子を吸引するためのコイルを巻回した鉄芯とを有し、前記コイルへの励磁電流によって、前記可動接点ばねの弾性力と前記励磁電流による電磁気的な吸引力との相互作用により、前記常閉固定接点もしくは前記常開固定接点のいずれかと、前記可動接点を接触させることにより断続させる電磁継電器であって、前記接極子は、前記鉄芯に近接する近接部を有することを特徴とする。

上記の構成とすることで電磁気的吸引力の増強が可能となるため、磁気材料の優劣によらずに安定して動作する電磁継電器が得られる。また、磁気特性で劣る材料への置換が可能になるため、安価な電磁継電器が得られる。また、材料の置換は行わずにコイル電流をより小さく抑える設計が可能になるため、消費電力の小さい電磁継電器が得られる。

本発明による電磁継電器の構造を示す斜視図である。本発明による電磁継電器の構造を示す分解斜視図である。本発明による電磁継電器の動作を示す部分側面図である。従来の電磁継電器の動作を示す部分側面図である。接極子に働く力を比較したグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明による電磁継電器の構造を示す斜視図である。図１において、ベース７上にコイル１を設け、継鉄２および接極子４を介して、可動接点ばね３が設けられている。可動接点ばね３の端部は図示しない可動接点として機能し、前記可動接点は、対向して設けられた常閉固定接点部材５および常開固定接点部材６と、電磁継電器１０として作動する。接極子４は、図示しない鉄芯に近接する近接部として、飛出し部分４ａを有する。可動接点ばね３による弾性力と、コイル１へ所定の電流を印加することにより生じる電磁気的な吸引力の相互作用により接極子４が動作し、図示しない可動接点は前記常閉固定接点部材５もしくは前記常開固定接点部材６の間を往復移動する。

図２は、本発明による電磁継電器の構造を示す分解斜視図である。図２において、可動接点ばね３はコイル１に設けられたスプール８および鉄芯９と接触子４を介して接触する。飛出し部分４ａは、接極子４の一部として一体成形して得られる。可動接点ばね３の弾性力に対して十分大きな電磁気的な吸引力を得るために、飛出し部分４ａと鉄芯９との間の距離は可能な限り短くすることが望ましい。本実施の形態において、飛出し部分４ａは接極子４の先端部にのみ設けられているが、これに限らず、例えば鉄芯９の一部または全体を覆うように近接させる構成としても良い。

図３は、本発明による電磁継電器の動作を示す部分側面図である。図３において、図示しないコイルに電流が流れていない場合は、可動接点ばね３の力によって可動接点３ａが常閉固定接点５ａ側に押圧されて接触している。可動接点ばね３の加工精度により生じる可動接点３ａと鉄芯９の間隔のばらつきは、常閉固定接点５ａが可動接点３ａを押圧することで解消される。

このとき、図示しないコイルに所定の電流が流れると、接極子４および飛出し部分４ａに電磁気的な吸引力が働く。この吸引力が可動接点ばね３の弾性力を上回ると、接極子は矢印Ａの方向に回転動作し、やがて鉄芯９に接触する。このとき可動接点３ａが常開固定接点６ａに押圧されて接触する。従って、可動接点３ａの動作が妨げられないよう、飛出し部分４ａは接極子４の回転動作の経路上で鉄芯９の頭部と干渉しない構成とすることが望ましい。

図５は、接極子および鉄芯に従来よりＢ−Ｈ特性の劣る材料をそれぞれ使用した場合の、飛出し部分の有無による、接極子に働く力の違いを比較したグラフである。図５において、Ｆ１は従来の構成による電磁継電器、すなわち接極子に飛出し部分が存在しない電磁継電器に所定のコイル電流を印加して生じる電磁気的な吸引力、Ｆ２は本発明による電磁継電器、すなわち接極子に近接部が存在する電磁継電器に所定のコイル電流を印加して生じる電磁気的な吸引力、Ｆ３は可動接点ばねの弾性力をそれぞれ表している。Ｆ１およびＦ２は常閉固定接点から常開固定接点に向かう方向を正とし、Ｆ３は常開固定接点から常閉固定接点に向かう方向を正としている。また、Ｂ点は可動接点が常閉固定接点に押圧されて電磁継電器が遮断している状態、Ｃ点では可動接点が常閉固定接点から離れ始める状態、Ｄ点は可動接点が常開固定接点に接触する状態、Ｅ点は可動接点が常開固定接点に押圧されて電磁継電器が導通している状態にそれぞれ対応する。通常は、Ｃ点すなわち可動接点が常閉固定接点に接触しているときに、所定のコイル電流を印加して生じる電磁気的な吸引力が可動接点ばねの弾性力をわずかに上回るよう設計される。Ｃ点とＤ点の間の領域において、Ｆ１、Ｆ２の大きさは、概ね鉄芯と接極子の最短距離の二乗に反比例し、Ｆ３は概ね接極子の自由位置を基点とした接極子のストロークに比例する。

ここで、Ｆ１すなわち従来の構成による電磁継電器の場合は、Ｃ点とＤ点の間にＦ１とＦ３がほぼ等しくなる領域が存在することが分かる。つまり、この領域では、電磁気的な吸引力と弾性力が釣り合ってしまい、可動接点が動かなくなる。一方、Ｆ２すなわち本発明による電磁継電器では、Ｆ２はＣ点とＤ点の間で常にＦ３より大きいため、可動接点が確実に動作する。

以上より、接極子に近接部を設けることにより、飛出し部分がない時に比べて接極子と鉄芯との間の距離が小さくなるため、接極子に作用する電磁気的な吸引力が増加する。すなわち、磁気特性の劣る材料であっても正常に動作する電磁継電器が得られることがわかる。例えば、接極子と鉄芯の材料を純鉄よりも磁気特性で劣る、ＳＰＣＣなどの冷間圧延鋼に置換しても、純鉄と同様の動作が実現できるため、より安価な電磁継電器が得られる。また、材料の置換は行わずにコイルに印加する電流を小さくすることで、電磁継電器の駆動電力を小さくすることもできる。

以上、例を挙げて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれることは勿論である。

１コイル
２継鉄
３可動接点ばね
３ａ可動接点
４接極子
４ａ飛出し部分
５常閉固定接点部材
５ａ常閉固定接点
６常開固定接点部材
６ａ常開固定接点
７ベース
８スプール
９鉄芯
１０電磁継電器

Claims

常閉固定接点を有する常閉固定接点部材と、常開固定接点を有する常開固定接点部材と、前記常閉固定接点および常開固定接点の各々に面対向する可動接点を有する可動接点ばねと、前記可動接点ばねを結合した接極子と、周囲に前記接極子を吸引するためのコイルを巻回した鉄芯とを有し、前記コイルへの励磁電流によって、前記可動接点ばねの弾性力と前記励磁電流による電磁気的な吸引力との相互作用により、前記常閉固定接点もしくは前記常開固定接点のいずれかと、前記可動接点を接触させることにより断続させる電磁継電器であって、前記接極子は、前記鉄芯に近接する近接部を有することを特徴とする電磁継電器。