JP2013164900A - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】消弧用磁石の数を低減でき、製造コストを低減できる電磁継電器を提供する。
【解決手段】電磁継電器１は、複数の接点対２と、電磁コイル３と、消弧用磁石５と、消弧用ヨーク６とを備える。電磁コイル３への通電と通電停止とを切り替えることにより、磁力によって、接点対２のオン状態とオフ状態とを切り替えている。オン状態からオフ状態に切り替えると、複数の接点対２にアークが発生する。消弧用磁石５から発生した磁束φを消弧用ヨーク６によって複数の接点対２に導き、これら複数の接点対２にそれぞれ発生したアークを消弧するよう構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、接点対に発生したアークを消弧するための消弧用磁石を備えた電磁継電器に関する。

従来から、可動接点と固定接点との対からなる接点対と、電磁コイルとを有し、該電磁コイルの磁力を使って上記接点対をオンオフさせる電磁継電器が知られている（下記特許文献１参照）。従来の電磁継電器の一例を図１５、図１６に示す。

従来の電磁継電器９は、導線を円筒状に巻回した２個の電磁コイル９１と、軟磁性体からなるヨーク９２と、２本のプランジャ９３と、複数の接点対９９とを備える。個々のプランジャ９３は、軟磁性体からなるコア部９３ａと、絶縁部材からなる当接部９３ｂとを有する。コア部９３ａは、電磁コイル９１の中心に配されている。また、ヨーク９２は複数の磁性部材を組み合わせて構成されている。電磁コイル９１の中心には、ヨーク９２の一部であるコイル内ヨーク９２ａが設けられている。

図１６に示すごとく、電磁コイル９１に通電すると磁束Φが発生し、該磁束Φがプランジャ９３のコア部９３ａおよびヨーク９２内を流れる。これにより、コア部９３ａが磁化してコイル内ヨーク９２ａに引き付けられる。また、コア部９３ａとコイル内ヨーク９２ａとの間には、ばね部材９７を設けてある。図１５に示すごとく、電磁コイル９１への通電を停止すると磁束Φが消滅し、ばね部材９７の押圧力により、コア部９３ａがコイル内ヨーク９２ａから離れる。

また、上記接点対９９は、可動接点９４と固定接点９５との対からなる。電磁継電器９は、プランジャ９３を電磁コイル９１の軸線方向（Ｚ方向）に進退させることにより、オン状態（図１６参照）とオフ状態（図１５参照）とを切り替えている。オン状態では、可動接点９４が固定接点９５に接触し、これらの間に電流が流れる。また、オフ状態では、可動接点９４が固定接点９５から離隔して電流が遮断される。

接点対９９をオン状態からオフ状態へ切り替える際に、接点対９９にアーク（図示しない）が発生する。電流を早く遮断するためには、アークを消弧する必要がある。そのため、接点対９９の近傍に消弧用磁石９８を設けてある。この消弧用磁石９８を使ってアークに磁界を加え、ローレンツ力の作用によってアークを引き延ばし、消弧するようになっている。

特開２０１０−２８７４５５号公報

しかしながら、従来の電磁継電器９は、個々の接点対９９の近傍に消弧用磁石９８を配置し、該消弧用磁石９８から接点対９９へ直接、磁界を加えているため、多くの消弧用磁石９８を必要としていた。そのため、電磁継電器９の製造コストが増えやすいという問題があった。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、消弧用磁石の数を低減でき、製造コストを低減できる電磁継電器を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、可動接点と固定接点との対からなる複数の接点対と、
通電により磁束を発生する電磁コイルと、
該電磁コイルへの通電と通電停止とを切り替えることにより、磁力によって進退動作して、上記可動接点が上記固定接点に接触するオン状態と、上記可動接点が上記固定接点から離隔するオフ状態とを切り替えるよう構成されたプランジャと、
上記オン状態から上記オフ状態に切り替わる際に、上記複数の接点対にそれぞれ発生するアークを消弧するための消弧用磁石と、
軟磁性体からなり、上記消弧用磁石から発生した磁束を上記複数の接点対へ導く消弧用ヨークとを備えることを特徴とする電磁継電器にある（請求項１）。

上記電磁継電器においては、上記消弧用磁石から発生した磁束を、上記消弧用ヨークを使って複数の接点対へ導き、該複数の接点対に発生したアークを消弧するよう構成されている。このようにすると、個々の接点対に隣接する位置に消弧用磁石を配置する必要がなくなるため、消弧用磁石の数を減らすことができる。また、消弧用ヨークは鉄等の軟磁性体を使って製造できるため、消弧用磁石よりも安価である。そのため、電磁継電器の製造コストを低減することができる。

以上のごとく、本発明によれば、消弧用磁石の数を低減でき、製造コストを低減できる電磁継電器を提供することができる。

実施例１における、オフ状態での電磁継電器の断面図であって、図３のＣ−Ｃ断面図。 実施例１における、オン状態での電磁継電器の断面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 実施例１の電磁継電器を用いた回路図。 実施例２における、電磁継電器の断面図であって、図７のＦ−Ｆ断面図。 実施例２における、オフ状態での電磁継電器の断面図であって、図６のＤ−Ｄ断面図。 図６のＥ−Ｅ断面図。 実施例２における、オン状態での電磁継電器の断面図。 実施例３における、電磁継電器の断面図。 実施例４における、電磁継電器の断面図。 実施例５における、電磁継電器の断面図。 図１２のＧ−Ｇ断面図。 実施例６における、電磁継電器の断面図。 従来例における、オフ状態での電磁継電器の断面図。 従来例における、オン状態での電磁継電器の断面図。

上記電磁継電器は、例えば、電気自動車やハイブリッド車等に搭載される電力変換装置に用いることができる。

また、上記電磁コイルへの通電により発生した磁束が流れるコイル用ヨークを備え、上記消弧用ヨークは所定間隔をおいて複数個設けられ、該複数個の消弧用ヨークのうち一部の上記消弧用ヨークは上記コイル用ヨークと一体化していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、複数個の消弧用ヨークのうち一部の消弧用ヨークが上記コイル用ヨークと一体化しているため、電磁継電器の部品点数を少なくすることができる。そのため、電磁継電器の製造コストをより低減することが可能になる。

また、上記消弧用磁石の２つの磁極のうち一方の磁極は上記コイル用ヨークに接触し、他方の磁極は、上記コイル用ヨークと一体化していない上記消弧用ヨークに接触していることが好ましい（請求項３）。
この場合には、消弧用磁石の磁極とコイル用ヨークとが接触しているため、これらの間の磁気抵抗を小さくすることができる。また、消弧用磁石の他の磁極が、コイル用ヨークと一体化していない消弧用ヨークに接触しているため、これらの間の磁気抵抗も小さくすることができる。そのため、消弧用磁石の磁束を上記接点対へ効率的に導くことができ、接点対に発生したアークを効果的に消弧することが可能になる。

また、上記電磁コイルに通電した際に、上記消弧用磁石が上記コイル用ヨークに吸引されるように、上記電磁コイルへ流す電流の向きが定められていることが好ましい（請求項４）。
消弧用磁石とコイル用ヨークとが互いに反発し合うと、電磁コイルから発生した磁束がコイル用ヨーク内をスムーズに流れにくくなり、プランジャの吸引力が低下しやすくなる。しかしながら、消弧用磁石がコイル用ヨークに吸引されるようにすれば、電磁コイルから発生した磁束がコイル用ヨーク内をスムーズに流れ、プランジャを強い力で吸引することが可能になる。

また、２個の上記消弧用ヨークの間に、上記接点対と、上記磁束によって引き延ばされた上記アークが入る消弧室とが介在しており、上記接点対近傍における上記２個の消弧用ヨーク間の隙間は、上記消弧室における上記２個の消弧用ヨーク間の隙間よりも狭くなっていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、消弧室に加わる磁界よりも、接点対に加わる磁界の方を強くすることができる。アークは、引き延ばす最初の段階で最も強い磁界が必要で、一旦引き延ばされた後は比較的弱い磁界でも消弧できる性質がある。そのため、接点対に加わる磁界を強くすることにより、アークをより消弧しやすくなる。

また、２個の上記接点対を有し該２個の接点対に流れる電流のオンオフを切り替えるスイッチ部を備え、該スイッチ部に含まれる上記２個の上記接点対にそれぞれ発生する上記アークを、上記消弧用ヨークによって導かれた磁束によって同一方向に引き延ばして消弧するよう構成されていることが好ましい（請求項６）。
電磁継電器内には、引き延ばされたアークが入る空間（消弧室）を確保しておく必要がある。ここで仮に、２つのアークを互いに反対方向に引き延ばしたとすると、一方のアークが導かれる消弧室と他方のアークが導かれる消弧室とが、上記スイッチ部に対して互いに反対側に配置されるので、電磁継電器が大型化しやすくなる。しかしながら、２つのアークを同一方向に引き延ばせば、２つ消弧室を隣接配置できるため、電磁継電器を小型化することができる。

（実施例１）
上記電磁継電器に係る実施例について、図１〜図５を用いて説明する。図１〜図３に示すごとく、本例の電磁継電器１は、可動接点２１と固定接点２２との対からなる複数の接点対２と、電磁コイル３とを備える。図２に示すごとく、電磁コイル３は、通電により磁束Φを発生する。この電磁コイル３の径方向外側に、２本のプランジャ４が配置されている。プランジャ４は、電磁コイル３への通電と通電停止とを切り替えることにより、磁力によって進退動作する。これにより、可動接点２１が固定接点２２に接触するオン状態（図２参照）と、可動接点２１が固定接点２２から離隔するオフ状態（図１参照）とを切り替えるよう構成されている。

また、電磁継電器１は、消弧用磁石５と、軟磁性体からなる消弧用ヨーク６とを備える。接点対２が上記オン状態から上記オフ状態に切り替わる際に、複数の接点対２にそれぞれアークが発生する。図３に示すごとく、消弧用磁石５から発生した磁束φを、消弧用ヨーク６によって複数の接点対２に導くことにより、これら複数の接点対２にそれぞれ発生したアークを消弧するよう構成されている。

可動接点２１と固定接点２２とは、それぞれ貴金属からなる。図１に示すごとく、可動接点２１は可動接点支持部１１に支持され、固定接点２２は固定接点支持部１２に支持されている。可動接点支持部１１と固定接点支持部１２とは、それぞれ金属からなる。

また、電磁コイル３、プランジャ４、消弧用コイル５等は、収容ケース１５に収容されている。固定接点支持部１２の端部１９は、収容ケース１５の側壁１５１から、２本のプランジャ４の配列方向（Ｘ方向）に突出している。

プランジャ４は、軟磁性体からなるコア部４１と、絶縁樹脂からなる当接部４２とからなる。本例では、１個の電磁コイル３を使って、２本のプランジャ４を進退動作させている。２本のプランジャ４は、それぞれ独立に進退動作できるようになっている。すなわち、例えば接点対２が溶着して、２本のプランジャ４のうち一方のプランジャ４が進退動作できなくなった場合でも、他方のプランジャ４が進退動作できる。

また、収容ケース１５内には、軟磁性体からなるコイル用ヨーク７が収容されている。図２に示すごとく、電磁コイル３への通電により発生した磁束Φは、コイル用ヨーク７を流れる。コイル用ヨーク７は、柱状ヨーク７１と、底部ヨーク７２と、２個の吸引ヨーク７３と、板状ヨーク７４とからなる。柱状ヨーク７１は、電磁コイル３の巻回中心軸を貫通するように配されている。板状ヨーク７４は、電磁コイル３の軸線方向（Ｚ方向）における、柱状ヨーク７１の一方の端部に接続している。また、底部ヨーク７２は、Ｚ方向における、柱状ヨーク７１の他方の端部に接続している。吸引ヨーク７３は、電磁コイル３の径方向外側に配されており、底部ヨーク７２に接触している。プランジャ４のコア部４１と吸引ヨーク７３との間には、プランジャ４をＺ方向における可動接点支持部１１側へ押圧するプランジャ押圧部材１３が設けられている。

図２に示すごとく、電磁コイル３に通電すると磁束Φが発生する。この磁束Φは、柱状ヨーク７１、板状ヨーク７４、コア部４１、吸引ヨーク７３、底部ヨーク７２を流れる。これによりコア部４１が磁化し、プランジャ押圧部材１３の押圧力に抗して、コア部４１が吸引ヨーク７３に吸引される。

なお、コア部４１と吸引ヨーク７３には、互いに接触する接触面４１０，７３０がそれぞれ形成されている。コア部４１の接触面４１０は凸状の円錐面であり、吸引ヨーク７３の接触面７３０は凹状の円錐面である。

また、収容ケース１５の上壁１５０と可動接点支持部１１との間には、可動接点支持部１１を固定接点支持部１２側へ押圧する接点押圧部材１４を設けてある。接点押圧部材１４のばね定数は、プランジャ押圧部材１３のばね定数よりも小さい。

図１に示すごとく、電磁コイル３への通電を停止すると磁束Φが消滅し、プランジャ押圧部材１３の押圧力によりプランジャ４が可動接点支持部１１側に押圧される。そのため、プランジャ４の当接部４２が可動接点支持部１１に当接し、接点押圧部材１４の押圧力に抗して、可動接点支持部１１が上壁１５０側に持ち上げられる。これにより、可動接点２１が固定接点２２から離隔したオフ状態となる。

また、図２に示すごとく、電磁コイル３に通電してプランジャ４を吸引ヨーク７３に吸引させると、接点押圧部材１４の押圧力により可動接点支持部１１が固定接点支持部１２側へ押圧される。これにより、可動接点２１が固定接点２２に接触するオン状態となる。

図３、図４に示すごとく、本例では、２個の固定接点支持部１２と１個の可動接点支持部１１とにより、２個の固定接点支持部１２間に電流を流したり遮断したりするためのスイッチ部１０を構成してある。接点対２がオン状態になると、可動接点支持部１１を介して２個の固定接点支持部１２間に電流が流れる。接点対２がオフ状態になると、電流が遮断される。本例では、２個のスイッチ部１０（１０ａ，１０ｂ）を設けてある。個々のスイッチ部１０には、２個の接点対２が形成されている。

図３に示すごとく、接点対２の近傍に、軟磁性体からなる消弧用ヨーク６を設けてある。接点対２をオン状態からオフ状態に切り替えると、可動接点２１と固定接点２２との間にアーク（図示しない）が発生する。そのため、消弧用磁石５の磁束φを、消弧用ヨーク６によって複数の接点対２に導き、ローレンツ力の作用によってアークを引き延ばして消弧している。これにより、スイッチ部１０に流れる電流を早く遮断できるようにしてある。
なお、本例では、消弧用磁石５として、ネオジム磁石等の永久磁石を用いている。

図３に示すごとく、本例の電磁継電器１は第１消弧用ヨーク６ａ〜第３消弧用ヨーク６ｃの、３個の消弧用ヨーク６を有する。第１消弧用ヨーク６ａは消弧用磁石５の一方の磁極（Ｎ極）に接触している。第１消弧用ヨーク６ａは、Ｚ方向において固定接点支持部１２および固定接点２２と略同じ位置に配置されている。また、図４に示すごとく第１消弧用ヨーク６ａは、Ｚ方向から見た場合に、Ｘ方向に細長い長方形状に形成されている。第１消弧用ヨーク６ａは、スイッチ部１０ａ，１０ｂにそれぞれ含まれる２個の接点対２の間に位置している。第１消弧用ヨーク６ａには、プランジャ４の当接部４２が通るプランジャ挿通孔４２０が形成されている。

また、図３に示すごとく、第２消弧用ヨーク６ｂと第３消弧用ヨーク６ｃは、Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する幅方向（Ｙ方向）における、コイル用ヨーク７の一部である板状ヨーク７４の両端部から、Ｚ方向における上壁１５０側に突出している。第２消弧用ヨーク６ｂと第３消弧用ヨーク６ｃは、それぞれ板状に形成されている。板状ヨーク７４と、第２消弧用ヨーク６ｂと、第３消弧用ヨーク６ｃとは、一枚の金属板を曲げ加工することにより形成されている。第２消弧用ヨーク６ｂと第３消弧用ヨーク６ｃの先端６５は、接点対２のギャップＧよりも上壁１５０側まで延出している。板状ヨーク７４の主面はＺ方向に直交しており、第２消弧用ヨーク６ｂと第３消弧用ヨーク６ｃとの主面は、それぞれＹ方向に直交している。

図４に示すごとく、第１消弧用ヨーク６ａと第２消弧用ヨーク６ｂとの間に、２個のスイッチ部１０ａ，１０ｂの、一方の接点対２ａ，２ｃが介在している。また、第１消弧用ヨーク６ａと第３消弧用ヨーク６ｃとの間に、２個のスイッチ部１０ａ，１０ｂの、他方の接点対２ｂ，２ｄが介在している。

図３に示すごとく、板状ヨーク７４にはＺ方向に貫通した貫通孔７４０が形成されている。この貫通穴７４０に、柱状ヨーク７１の一端が内嵌している。柱状ヨーク７１の端面は、消弧用磁石５の、第１消弧用ヨーク６ａが接続した磁極（Ｎ極）とは反対側の磁極（Ｓ極）に接続している。

図４に示すごとく、消弧用磁石５から発生した磁束φは、４つに分かれて接点対２ａ〜２ｄにそれぞれ導かれる。磁束φの一部は、消弧用磁石５から第１消弧用ヨーク６ａを通って接点対２ａに導かれ、接点対２ａのギャップＧ（図３参照）を通って、第２消弧用ヨーク６ｂに移る。その後、図３に示すごとく、磁束φは板状ヨーク７４、柱状ヨーク７１の一部を流れ、消弧用磁石５に戻る。このように、接点対２ａに磁束φを流すことにより、接点対２ａのギャップＧに発生するアークを引き延ばして消弧している。

図４に示すごとく、磁束φは他の接点対２ｂ〜２ｄにも導かれ、第２ヨーク６ｂまたは第３ヨーク６ｃ、板状ヨーク７４、柱状ヨーク７１に移り、消弧用磁石５に戻る。このように、消弧用磁石５から発生した磁束φは、それぞれ別々の経路を流れて、４個の接点対２ａ〜２ｄを通るようになっている。

また、本例では、消弧用磁石５の磁束φは、消弧用ヨーク６ａ〜６ｃだけでなく、コイル用ヨーク７の一部（板状ヨーク７４および柱状ヨーク７１）にも流れるようになっている。

図４に示すごとく、２個のスイッチ部１０ａ，１０ｂの間には、引き延ばされたアークが入る消弧室Ｒが形成されている。２個のスイッチ部１０ａ，１０ｂのうち一方のスイッチ部１０ａに含まれる２個の接点対２ａ，２ｂにそれぞれ発生したアークは、Ｘ方向における他方のスイッチ部１０ｂ側に引き延ばされ、消弧室Ｒ１，Ｒ２に入って消弧される。また、他方のスイッチ部１０ｂに含まれる２個の接点対２ｃ，２ｄにそれぞれ発生したアークは、Ｘ方向における一方のスイッチ部１０ａ側に引き延ばされ、消弧室Ｒ３，Ｒ４に入って消弧される。Ｘ方向に隣り合う２つの消弧室Ｒ１，Ｒ３の間には、絶縁体からなる絶縁壁部１８ａが形成されている。この絶縁壁部１８ａによって、２つの消弧室Ｒ１，Ｒ３に入ったアークが互いに接触して短絡することを防止している。また、Ｘ方向に隣接する別の２つの消弧室Ｒ２，Ｒ４の間にも、絶縁壁部１８ｂが形成されている。

また、本例では図２に示すごとく、電磁コイル３に電流を流した場合に、消弧用磁石５が柱状ヨーク７１および板状ヨーク７４に引き付けられるように、電磁コイル３に流す電流の向きが定められている。すなわち、消弧用磁石５の、柱状ヨーク７１に接触する磁極（本例ではＳ極）に対して、柱状ヨーク７１の、消弧用磁石５に接触する磁極が異極（本例ではＮ極）となるように、電磁コイル３に流す電流の向きを定めている。

なお、本例では、消弧用磁石５の、柱状ヨーク７１に接触する磁極をＳ極とし、柱状ヨーク７１の、消弧用磁石５に接触する磁極をＮ極としているが、消弧用磁石５の向きを反転し、電磁コイル３に流す電流の向きを逆にしてもよい。この場合、消弧用磁石５によって接点対２に加わる磁界の向きが逆になるため、アークを消弧室Ｒに入れるためには、スイッチ部１０に流す電流の向きを逆にする必要がある。

一方、図４に示すごとく、固定接点支持部１２の端部１９は、収容ケース１５からＸ方向に突出している。２個のスイッチ部１０（１０ａ，１０ｂ）のうち、一方のスイッチ部１０ａに含まれる２個の固定接点支持部１２の端部１９ａ，１９ｂは、それぞれ同一方向に突出している。また、他方のスイッチ部１０ｂに含まれる２個の固定接点支持部１２の端部１９ｃ，１９ｄは、上記一方のスイッチ部１０ａの端部１９ａ，１９ｂとは反対側に突出している。これらの端部１９ａ〜１９ｄが、スイッチ部１０を他の電子機器に接続するための接続端子になっている。

次に、本例の電磁継電器１を用いる電気回路の説明をする。図５に示すごとく、本例の電磁継電器１はインバータ８０に用いられる。インバータ８０は直流電源８の直流電力を交流電力に変換しており、この交流電力を使って三相交流モータ８１を駆動するようになっている。電磁継電器１に含まれる２個のスイッチ部１０ａ，１０ｂのうち一方のスイッチ部１０ａは、直流電源８の正電極とインバータ８０との間を繋ぐ正側電力ライン８３に設けられ、他方のスイッチ部１０ｂは、直流電源８の負電極とインバータ８０との間を繋ぐ負側電力ライン８４に設けられている。そして、制御回路８２を使って電磁継電器１のオン状態とオフ状態とを切り替えることにより、インバータ８０を直流電源８に接続したり、遮断したりしている。

電磁継電器１をオン状態からオフ状態に切り替える際に、２個のスイッチ部１０のうち一方のスイッチ部１０が溶着することがある。この場合でも、他方のスイッチ部１０をオフにすることができれば、インバータ８０に流れる直流電流Ｉを遮断できるようになっている。

本例の作用効果について説明する。図３に示すごとく、本例では消弧用磁石５から発生した磁束φを、消弧用ヨーク６を使って複数の接点対２へ導き、該複数の接点対２に発生したアークを消弧するよう構成されている。このようにすると、個々の接点対２に隣接する位置に消弧用磁石５を配置する必要がなくなるため、消弧用磁石５の数を減らすことができる。また、消弧用ヨーク６は鉄等の軟磁性体を使って製造できるため、消弧用磁石５よりも安価である。そのため、電磁継電器１の製造コストを低減することができる。

また、図３に示すごとく、本例の電磁継電器１は３個の消弧用ヨーク６ａ〜６ｃを備える。そして、３個の消弧用ヨーク６のうち一部の消弧用ヨーク６（第２消弧用ヨーク６ｂおよび第３消弧用ヨーク６ｃ）は、コイル用ヨーク７（板状ヨーク７４）と一体化している。
このようにすると、電磁継電器１の部品点数を少なくすることができる。そのため、電磁継電器１の製造コストをより低減することが可能になる。
また、消弧用ヨーク６ｂ，６ｃとコイル用ヨーク７とを一体化すると、これらの間の磁気抵抗を小さくすることができる。そのため、接点対２に導かれる、消弧用磁石５の磁束φを強くすることができる。これにより、アークの消弧性能を高めることが可能になる。仮に、消弧用ヨーク６ｂ，６ｃとコイル用ヨーク７とを別々に形成し、これらの間に隙間を設けたとすると、隙間において磁気抵抗が大きくなり、接点対２に導かれる磁束φが少なくなってしまう。そのため、アークの消弧性能が低下してしまう。

また、本例では、図３に示すごとく、１枚の金属板を曲げ加工することにより、消弧用ヨーク６ｂ，６ｃと板状ヨーク７４とを形成してある。このようにすると、金属板を曲げるだけで３個のヨーク６ｂ，６ｃ，７４を形成できるため、製造コストを低減できる。

また、図３に示すごとく、消弧用磁石５の２つの磁極のうち一方の磁極（Ｓ極）はコイル用ヨーク７（柱状ヨーク７１および板状ヨーク７４）に接触している。そして他方の磁極（Ｎ極）は、コイル用ヨーク７と一体化していない消弧用ヨーク６（第１消弧用ヨーク６ａ）に接触している。
このようにすると、消弧用磁石５の一方の磁極がコイル用ヨーク７に接触しているため、これらの間の磁気抵抗を小さくすることができる。また、消弧用磁石５の他方の磁極が、コイル用ヨーク７と一体化していない消弧用ヨーク６（第１消弧用ヨーク６ａ）に接触しているため、これらの間の磁気抵抗も小さくすることができる。これにより、接点対２に導かれる、消弧用磁石５の磁束φを強くすることができ、アークを効率的に消弧することが可能になる。
また、上記構成にすると、消弧用ヨーク６及びコイル用ヨーク７に多くの磁束φを流すことができるため、これらのヨーク６，７の外部に漏れる磁束φの量を少なくすることができる。そのため、電磁継電器１の外部に漏れる磁束φの量を低減でき、電磁継電器１の近傍に磁気センサ等を有する部品を配置しても、この磁気センサへの影響を少なくすることが可能となる。
なお、上記「消弧用磁石５の一方の磁極がコイル用ヨーク７に接触している」とは、これらが磁気的に接触していることを意味する。すなわち、上記磁極とコイル用ヨーク７とが実際に接触している場合の他に、磁気抵抗が大きく増加しない範囲で、薄い物体（薄紙等）を介在させた場合も含むものとする。また、「消弧用磁石５の他方の磁極が第１消弧用ヨーク６ａに接触している」の意味も同様である。

また、図２に示すごとく、本例では、電磁コイル３に通電した際に、消弧用磁石５がコイル用ヨーク７に吸引されるように、電磁コイル３へ流す電流の向きが定められている。
消弧用磁石５とコイル用ヨーク７とが互いに反発し合うと、電磁コイル３から発生した磁束Φがコイル用ヨーク７内をスムーズに流れにくくなり、プランジャ４の吸引力が低下しやすくなる。しかしながら、消弧用磁石５がコイル用ヨーク７に吸引されるようにすれば、電磁コイル３から発生した磁束Φがコイル用ヨーク７内をスムーズに流れ、プランジャ４を強い力で吸引することが可能になる。

また、図４に示すごとく本例の電磁継電器１は、２個の接点対２を有するスイッチ部１０を備える。そして、スイッチ部１０に含まれる２個の接点対２にそれぞれ発生するアークを、消弧用ヨーク６によって導かれた磁束φによって同一方向に引き延ばして消弧するよう構成されている。
仮に、１個のスイッチ部１０から発生する２つのアークを互いに反対方向に引き延ばしたとすると、一方のアークが導かれる消弧室Ｒと他方のアークが導かれる消弧室Ｒとが、スイッチ部１０に対して互いに反対側に配置されるので、電磁継電器１が大型化しやすくなる。しかしながら、本例のように２つのアークを同一方向に引き延ばせば、２つ消弧室Ｒ（Ｒ１，Ｒ２およびＲ３，Ｒ４）をＹ方向に隣接するよう配置できる。そのため、電磁継電器１を小型化することができる。

以上のごとく、本例によれば、消弧用磁石の数を低減でき、製造コストを低減できる電磁継電器を提供することができる。

（実施例２）
本例は、スイッチ部１０とプランジャ４の数および消弧用磁石５の位置を変更した例である。図６〜図８に示すごとく、本例の電磁継電器１は、１個のスイッチ部１０と１個のプランジャ４を備える。プランジャ４は、電磁コイル３の巻回中心に配されている。

図７、図８に示すごとく、本例のコイル用ヨーク７は、吸引ヨーク７３と、底部ヨーク７２と、側壁ヨーク７５と、板状ヨーク７４とからなる。吸引ヨーク７３は、電磁コイル３の巻回中心に配されている。板状ヨーク７４は、Ｚ方向における電磁コイル３の一方側に配置されており、プランジャ４が通るプランジャ挿通孔４１５を有する。底部ヨーク７２は、Ｚ方向における電磁コイル３の他方側に配置されており、吸引ヨーク７２に接触している。側壁ヨーク７５は、底部ヨーク７２の外周縁からＺ方向に立設し、板状ヨーク７４に接触している。

図９に示すごとく、電磁コイル３に通電すると磁束Φが発生する。この磁束Φは、板状ヨーク７４、側壁ヨーク７５、底部ヨーク７２、吸引ヨーク７３、プランジャ４のコア部４１を流れる。これによりコア部４１が磁化し、吸引ヨーク７３に吸引される。また、電磁コイル３への通電を停止すると磁束Φが消滅し、プランジャ押圧部材１３の押圧力により、プランジャ４がＺ方向における可動接点支持部１１に向けて押圧される。このようにプランジャ４を進退動作させることにより、接点対２を接離させている。

また、図８に示すごとく本例の消弧用磁石５は、電磁コイル３の巻回中心から、該電磁コイル３の径方向外側にずれた位置に設けられている。消弧用磁石５は、第１消弧用ヨーク６ａと板状ヨーク７４とにそれぞれ接触している。

図６に示すごとく、第１消弧用ヨーク６ａは２個の固定接点支持部１２の間に介在している。Ｚ方向から見ると、第１消弧用ヨーク６ａは、固定接点支持部１２が延びる方向（Ｘ方向）に細長い長方形状を呈している。また、スイッチ部１０は、第２消弧用ヨーク６ｂと第３消弧用ヨーク６ｃとに挟まれている。第２消弧用ヨーク６ｂと第３消弧用ヨーク６ｃは、板状ヨーク７４（図７参照）と一体化している。２個の接点対２ａ，２ｂのうち一方の接点対２ａは、第１消弧用ヨーク６ａと第２消弧用ヨーク６ｂとの間に介在している。また、他方の接点対２ｂは、第１消弧用ヨーク６ａと第３消弧用ヨーク６ｃとの間に介在している。

図６、図７に示すごとく、消弧用磁石５から発生した磁束φは、第１消弧用ヨーク６ａを通って２個の接点対２ａ，２ｂに導かれ、接点対２のギャップＧを通って第２消弧用ヨーク６ｂ、第３消弧用ヨーク６ｃに移る。そして、磁束φは板状ヨーク７４を流れて消弧用磁石５に戻る。これにより、接点対２に発生するアークを引き延ばし、消弧している。
その他、実施例１と同様の構成を備える。

本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、電磁コイル３の巻回中心にプランジャ４が配されている場合でも、消弧用磁石５と消弧用ヨーク６を設けることができる。そのため、これら消弧用磁石５と消弧用ヨーク６を使って、複数の接点対２に発生するアークを消弧することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、消弧用ヨーク６の形状を変更した例である。図１０に示すごとく、本例では、接点対２付近において第２消弧用ヨーク６ｂと第３消弧用ヨーク６ｃとに凸部６９を形成してある。そのため、２個の消弧用ヨーク６間の間隔（第１消弧用ヨーク６ａと第２消弧用ヨーク６ｂとの間隔、または第１消弧用ヨーク６ａと第３消弧用ヨーク６ｃとの間隔）は、接点対２近傍において狭くなっており、消弧室Ｒにおいて広くなっている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。

本例の作用効果について説明する。本例では、消弧室Ｒに加わる磁界よりも、接点対２に加わる磁界の方を強くすることができる。アークは、引き延ばす最初の段階で最も強い磁界が必要で、一旦引き延ばされた後は比較的弱い磁界でも消弧できる性質がある。そのため、接点対２に加わる磁界を強くすることにより、アークをより消弧しやすくなる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例４）
本例は、接点対２の位置を変更した例である。図１１に示すごとく本例では、接点対２ａ〜２ｄを、Ｘ方向における電磁継電器１の中心（消弧用磁石５を配置した位置）に近い場所に配置し、個々の接点対２のＸ方向外側に消弧室Ｒを形成した。また、固定接点支持部１２の端部１９を、Ｙ方向に突出させた。

本例では、実施例１と同様に、電磁継電器１に２個のスイッチ部１０ａ，１０ｂを設けてある。これら２個のスイッチ部１０ａ，１０ｂのうち一方のスイッチ部１０ａにおいて、電流は、端部１９ａ、接点対２ａ、可動接点支持部１１ａ、接点対２ｂ、端部１９ｂを流れる。また、他方のスイッチ部１０ｂにおいて、電流は、端部１９ｃ、接点対２ｃ、可動接点支持部１１ｂ、接点対２ｄ、端部１９ｄを流れる。そして、接点対２ａ〜２ｄの切離に伴って生じたアークを、消弧用磁石５の磁束φによってＸ方向外側へ引き延ばし、消弧室Ｒに入れて消弧するようになっている。
その他、実施例１と同様の構成を有する。

本例の作用効果について説明する。消弧用磁石５の近傍では磁気抵抗が小さいため、磁束φを強くすることができる。そのため、本例のように、消弧用磁石５に近い位置に接点対２を配置することにより、接点対２を通る磁束φ１を強くすることが可能となる。

上述したように、アークは、引き延ばす最初の段階で最も強い磁界が必要で、一旦引き延ばされた後は比較的弱い磁界でも消弧できる性質がある。本例では、接点対２における磁界を強くすることができるため、より効果的にアークを消弧することが可能になる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例５）
本例は、消弧用ヨーク６の形状を変更した例である。図１２、図１３に示すごとく、本例では、電磁継電器１のＸ方向における中央部にて、第２消弧用ヨーク６ｂと第３消弧用ヨーク６ｃとに、Ｙ方向へ貫通する切欠部６１を形成した。また、本例では接点対２ａ〜２ｄを、切欠部６１の側面６３よりもＸ方向において僅かに外側に位置するよう形成した。そして、接点対２ａ〜２ｄのＸ方向外側に消弧室Ｒを形成した。

切欠部６１は、図１３に示すごとく、第２消弧用ヨーク６ｂと第３消弧用ヨーク６ｃの上端縁６２から、板状ヨーク７４付近まで切り欠くように形成されており、略矩形状をしている。
その他、実施例４と同様の構成を有する。

本例の作用効果について説明する。
本例では、消弧用磁石５の近傍において、第２消弧用ヨーク６ｂ及び第３消弧用ヨーク６ｃに切欠部６１を形成しため、磁束φは、消弧用磁石５の近傍において第１消弧用ヨーク６ａから第２消弧用ヨーク６ｂ又は第３消弧用ヨーク６ｃへ流れにくくなる。そのため、磁束φは、第１消弧用ヨーク６ａから接点対２ａ〜２ｄを通って、第２消弧用ヨーク６ｂ又は第３消弧用ヨーク６ｃへ流れるようになる。これにより、接点対２ａ〜２ｄを通る磁束φを強くすることができ、アークをより効果的に消弧することが可能になる。
その他、実施例４と同様の作用効果を有する。

（実施例６）
本例は、図１４に示すごとく、２個のプランジャ４ａ，４ｂにそれぞれ電磁コイル３ａ，３ｂを設けた例である。本例では、個々のプランジャ４ａ，４ｂを、個々の電磁コイル３ａ，３ｂによって進退させている。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。

１ 電磁継電器
２ 接点対
２１ 可動接点
２２ 固定接点
３ 電磁コイル
４ プランジャ
５ 消弧用磁石
６ 消弧用ヨーク
７ コイル用ヨーク
Φ 電磁コイルから発生した磁束
φ 消弧用磁石から発生した磁束

Claims (6)

1. 可動接点と固定接点との対からなる複数の接点対と、
   通電により磁束を発生する電磁コイルと、
   該電磁コイルへの通電と通電停止とを切り替えることにより、磁力によって進退動作して、上記可動接点が上記固定接点に接触するオン状態と、上記可動接点が上記固定接点から離隔するオフ状態とを切り替えるよう構成されたプランジャと、
   上記オン状態から上記オフ状態に切り替わる際に、上記複数の接点対にそれぞれ発生するアークを消弧するための消弧用磁石と、
   軟磁性体からなり、上記消弧用磁石から発生した磁束を上記複数の接点対へ導く消弧用ヨークとを備えることを特徴とする電磁継電器。
2. 請求項１に記載の電磁継電器において、上記電磁コイルへの通電により発生した磁束が流れるコイル用ヨークを備え、上記消弧用ヨークは所定間隔をおいて複数個設けられ、該複数個の消弧用ヨークのうち一部の上記消弧用ヨークは上記コイル用ヨークと一体化していることを特徴とする電磁継電器。
3. 請求項２に記載の電磁継電器において、上記消弧用磁石の２つの磁極のうち一方の磁極は上記コイル用ヨークに接触し、他方の磁極は、上記コイル用ヨークと一体化していない上記消弧用ヨークに接触していることを特徴とする電磁継電器。
4. 請求項３に記載の電磁継電器において、上記電磁コイルに通電した際に、上記消弧用磁石が上記コイル用ヨークに吸引されるように、上記電磁コイルへ流す電流の向きが定められていることを特徴とする電磁継電器。
5. 請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の電磁継電器において、２個の上記消弧用ヨークの間に、上記接点対と、上記磁束によって引き延ばされた上記アークが入る消弧室とが介在しており、上記接点対近傍における上記２個の消弧用ヨーク間の隙間は、上記消弧室における上記２個の消弧用ヨーク間の隙間よりも狭くなっていることを特徴とする電磁継電器。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電磁継電器において、２個の上記接点対を有し該２個の接点対に流れる電流のオンオフを切り替えるスイッチ部を備え、該スイッチ部に含まれる上記２個の上記接点対にそれぞれ発生する上記アークを、上記消弧用ヨークによって導かれた磁束によって同一方向に引き延ばして消弧するよう構成されていることを特徴とする電磁継電器。

Images