JP2013196763A

JP2013196763A - 電磁継電器

Info

Publication number: JP2013196763A
Application number: JP2012059052A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kobayashi; 正樹小林
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-09-30
Also published as: CN103311053A; US8884727B2; EP2639811A1; CN103311053B; US20130241679A1

Abstract

【課題】小型化してもコイルから発生する熱量を十分に放熱して所望の吸引力を確保する。
【解決手段】電磁石ブロックと、接点開閉機構２と、を備える。接点開閉機構２の可動接触片３３は、可動接点４０が取り付けられる接点取付部３６と、電磁石ブロック１の可動鉄片８に取り付けられる第１の固定部３７と、を備える。第１の固定部３７は、可動鉄片８に面接触し、可動鉄片８の幅寸法と略同一である。
【選択図】図１

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、固定端子を、各電磁ブロックのスプールの各フランジに圧入等によって係止させて取り付けることにより、各フランジをそれぞれ並列状に連結させて各電磁ブロックを一体的に連結した構成のものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記従来の電磁継電器では、小型化しようとすると、その構造上、可動接触片の幅寸法を狭くせざるを得ない。また、電磁石も小型となって同じ吸引力を確保しようとすると、コイルへの通電量を増大させる必要がある。このため、コイルからの発熱量が増大する。この場合、前述のように、可動接触片の幅寸法が狭くなって表面積が小さくなると、コイルからの発熱を十分に外部へと排出できない。この結果、電磁石に所望の吸引力を確保できず、前記従来の電磁継電器では小型化することが難しい。

特開２０００−３１５４４８号公報

本発明は、小型化してもコイルから発生する熱量を十分に放熱して所望の吸引力を確保することのできる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、
電磁継電器を、
鉄心にスプールを介してコイルを巻回してなる電磁石と、前記鉄心の一端側連結部に連結される連結受部、及び、前記鉄心の磁極部の側方に延びる起立部を有するヨークと、前記ヨークの起立部の先端に回動可能に支持され、前記電磁石の励磁により鉄心の磁極部に吸引される可動鉄片と、を有する複数の電磁石ブロックと、
前記可動鉄片に取り付けられ、可動接点を有する可動接触片と、前記スプールに取り付けられ、前記複数の電磁石ブロックを一体化し、前記可動接点に接離可能な固定接点を設けた固定端子と、を有する接点開閉機構と、
を備え、
前記可動接触片は、前記可動接点が取り付けられる接点取付部と、前記可動鉄片に取り付けられる第１の固定部と、を備え、
前記第１の固定部は、前記可動鉄片に面接触し、前記可動鉄片の幅寸法と略同一であるように構成したものである。

この構成により、可動接触片の表面積を可動鉄片に面接触する部分で大きくすることができる。したがって、コイルに通電することにより発生した熱は、可動鉄片から可動接触片の第１の固定部を介して十分に放熱させることができる。

また、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、
鉄心にスプールを介してコイルを巻回してなる電磁石と、前記鉄心の一端側連結部に連結される連結受部、及び、前記鉄心の磁極部の側方に延びる起立部を有するヨークと、前記ヨークの起立部の先端に回動可能に支持され、前記電磁石の励磁により鉄心の磁極部に吸引される可動鉄片と、を有する複数の電磁石ブロックと、
前記可動鉄片に取り付けられ、可動接点を有する可動接触片と、前記スプールに取り付けられ、前記複数の電磁石ブロックを一体化し、前記可動接点に接離可能な固定接点を設けた固定端子と、を有する接点開閉機構と、
を備え、
前記可動接触片は、前記可動接点が取り付けられる接点取付部と、前記ヨークの起立部に取り付けられる第２の固定部と、を備え、
前記第２の固定部は、前記ヨークに面接触し、前記ヨークの幅寸法と略同一であるように構成したものである。

この構成により、可動接触片の表面積をヨークに面接触する部分で大きくすることができる。したがって、コイルに通電することにより発生した熱は、ヨークから可動接触片の第２の固定部を介して十分に放熱させることができる。

前記各スプールは、前記鉄心の磁極部が露出する他端側に並設される鍔部を備え、
前記各鍔部は、並設方向の一方の側に圧入凹部を形成され、
前記固定端子は、前記各スプールの圧入凹部にそれぞれ圧入される複数の圧入部を形成され、
前記圧入部は、前記固定端子の一部を前記並設方向に沿って切り起こして形成するのが好ましい。

この構成により、鍔部での可動接触片の配置範囲を、並設方向の一方の側に形成された圧入凹部のみを避けて設けることができる。したがって、可動接触片の占有範囲を広く取ることが可能となる。また、固定端子に形成する圧入部を切り起こしにより形成しているので、材料取りを無駄なく行うことができ、コストを抑えることが可能となる。

前記可動接触片は、前記可動鉄片及び前記ヨークに比べて熱伝導率の高いバネ材料からなるのが好ましい。

この構成により、コイルに通電することにより発生した熱を、可動接触片を介してより一層効果的に放熱させることができる。

本発明によれば、可動接触片の電磁石ブロックを構成する部品と面接触する部分の表面積を大きく取ることができるので、コイルに通電することにより発生した熱を効果的に放熱させることができる。この結果、昇温による動作特性の悪化を防止することが可能となる。

本実施形態に係る電磁継電器のケースを外した状態を示す斜視図である。図１の一方の電磁石ブロックの斜視図である。図２の分解斜視図である。図３を異なる方向から見た状態を示す分解斜視図である。図３のスプールを異なる方向から見た状態を示す斜視図である。図２の電磁石ブロックを並設し、第２固定端子を組み付ける前の状態を示す斜視図である。図６に示す状態から第２固定端子を組み付けた後、第１固定端子を組み付ける前の状態を示す斜視図である。図７に示す状態から第１固定端子を組み付ける前の状態で、一方の可動接触片及び可動鉄片を取り外した状態を示す平面図である。図８の正面図である。

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、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

図１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、一対の電磁石ブロック１を並設し、接点開閉機構２を設け、ケース３を被せたものである。

図２、図３及び図４に示すように、各電磁石ブロック１は、鉄心４にスプール５を介してコイル６を巻回し、鉄心４にヨーク７を固定し、このヨーク７に可動鉄片８を回動可能に取り付けたものである。

鉄心４は、磁性材料を棒状としたもので、断面略矩形状の胴部９と、胴部９の上端部に形成される鍔状の磁極部１０と、下端部に形成される、断面積が小さくなった連結部１１とで構成されている。磁極部１０は可動鉄片８を吸引する。連結部１１は、後述するヨーク７に形成した連結孔３２に嵌合されて一体化される。

スプール５は、合成樹脂材料を成形加工することにより、筒状部１２の上下端部に平面視略矩形状の鍔部１３，２０をそれぞれ有する構成としたものである。筒状部１２の中心孔は前記鉄心４の胴部９に沿った内面形状に形成されている。

スプール５の上端側鍔部１３の上面には中心孔の開口部分の周囲に鉄心４の磁極部１０が配置される凹所１４が形成されている。凹所１４の底面には中心孔の開口部分の近傍４箇所に突起１５が形成されている。これら突起１５に磁極部１０の下面が当接し、上下方向に位置決めされる。また、上端側鍔部１３の第１方向（長手方向の一方）側の両端部が突出し、その間にはヨーク７が配置される。さらに、上端側鍔部１３の第２方向（長手方向の他方）側の中央部には段部１６が設けられ、そこには切欠部１７が形成されている。段部１６には後述する第２固定端子３５の一部（接点台部）が位置し、切欠部１７には後述する第２固定接点５３が位置する。上端側鍔部１３の第２方向側の一方の側部は肉厚で、上下方向の中央部に溝状の係合受部１８が形成されている。係合受部１８には第１固定端子３４の先端部分が圧入される。上端側鍔部１３の第２方向側の他方の側部は、上方に向かって突出し、その上面には圧入凹部１９が形成されている。圧入凹部１９は平面視略矩形状で、そこには第１固定端子３４の第１圧入部４７が圧入される。

スプール５の下端側鍔部２０は、前記上端側鍔部１３よりも第２方向側へと突出している。突出部分の両側部には上下面に貫通する矩形孔と切欠きからなる端子取付部２１がそれぞれ形成されている。これら端子取付部２１の間には上方に向かって突出する絶縁壁部２２と、下端側溝部の一端から絶縁壁部２２に向かう係合溝部２３とが形成されている。絶縁壁部２２には係合溝部側の端面に係合凹部２４が形成されている。下端側鍔部２０の下面には、図５に示すように、ヨーク７の連結受部３０が配置される逃がし凹部２５が形成されている。逃がし凹部２５の中心には、前記筒状部１２の中心孔が開口している。また、逃がし凹部２５は、下端側鍔部２０の一端面及びこれに連続する上面の一部分に連通部２５ａを介して連通し、側方から逃がし凹部２５内へとヨーク７の連結受部３０を挿入可能となっている。また、下端側鍔部２０の一方の側面には、後述する各固定端子３４，３５の端子部４９，５７が配置される凹所２６ａ，２６ｂが形成されている。但し、凹所２６ａ，２６ｂは一対の電磁石ブロック１の間で形成される側面の位置が反対側となっている。

コイル６は、スプール５の胴部９に巻回され、その各引出線が、スプール５の下端側鍔部２０に圧入固定した一対のコイル端子２７にそれぞれ巻き付けられる。各コイル端子２７は、コイル６の引出線が巻き付けられる巻付部２８と、端子部２９とを備え、巻付部２８の基部が端子取付部２１の矩形孔に、端子部２９の上部が切欠きにそれぞれ圧入固定される。

ヨーク７は磁性材料からなる板材を、連結受部３０と起立部３１とからなる略Ｌ字形に屈曲させたものである。連結受部３０には鉄心４の連結部１１が連結される連結孔３２が形成されている。起立部３１には、幅方向に所定間隔でかしめ用の突部３１ａが形成されている。

可動鉄片８は、磁性材料からなる板材であり、先端角部が面取りされて先端で幅狭となっている。また、可動鉄片８の後端面両側から支持片８ａがそれぞれ突出し、各支持片８ａの内側には上下に延びる溝部８ｂがそれぞれ形成されている。可動鉄片８の上面には幅方向に所定間隔でかしめ用の突部８ｃが形成されている。可動鉄片８は、その下面と支持片が交差する位置（ヨーク７の起立部３１の上端角部）を中心として、前記ヨーク７の起立部３１の上端に回動可能に支持される。そして、鉄心４、ヨーク７及び可動鉄片８によって磁気の閉ループを形成可能となっており、磁束漏れが抑制される。

図１に示すように、接点開閉機構２は、前記可動鉄片８に取り付けられる可動接触片３３と、前記スプール５に取り付けられる第１固定端子３４及び第２固定端子３５とで構成されている。

図３及び図４に示すように、可動接触片３３は、導電性及び弾性を有し、可動鉄片８やヨーク７よりも熱伝達率の高い材料（例えば、銅系の合金）からなる薄板で形成されている。可動接触片３３は、先端側から接点取付部３６、水平固定部３７、垂直固定部３８、及び、可動端子部３９で構成されている。接点取付部３６は、先端の一方の角部が面取りされ、他方の側縁には２箇所に円弧状の切欠きが形成されている。また、接点取付部３６には、可動接点４０がかしめ固定されている。水平固定部３７は、接点取付部３６とは、ほぼ可動鉄片８の厚み分だけ上方に延びる第１接続部４１を介して接続され、可動鉄片８の上面に沿って延びている。水平固定部３７は、可動鉄片８とほぼ同じ幅寸法を有し、表面積がほぼ設計可能な最大値とされている。水平固定部３７の両側２箇所には貫通孔３７ａが形成され、そこに挿通される突部８ｃがかしめられることによって可動鉄片８に固定されている（図８参照）。水平固定部３７と垂直固定部３８は、可動鉄片８及びヨーク７に沿って略直角に折り曲げられた幅狭の第２接続部４２によって接続されている。この第２接続部４２によって可動鉄片８に作用するバネ力が決定されている。垂直固定部３８は、ヨーク７の幅寸法とほぼ同じ幅寸法を有し、前記水平固定部３７と同様に、表面積がほぼ設計可能な最大値とされている。垂直固定部３８の両側２箇所には貫通孔３８ａが形成され、そこに挿通される突部３１ａがかしめられることによりヨーク７に固定されている。このように、水平固定部３７と垂直固定部３８は表面積がほぼ設計可能な最大値とされている（図９参照）。このため、コイル６への通電により発生した熱は、水平固定部３７と垂直固定部３８を介して効果的に放熱することができる。

図７に示すように、第１固定端子３４は、導電性板材を中間部分で略直角に折り曲げて第１水平部４３と第１垂直部４４とを形成したものである。第１水平部４３は、同一形状の第１接点台部４５を接続したものである。各接点台部には貫通孔がそれぞれ形成され、下面側から第１固定接点４６がそれぞれかしめ固定されている。また、各第１接点台部４５は、一方の側縁部で、先端角部が面取りされ、基部側角部には屈曲されて下方に延びる第１圧入部４７が形成されている。各第１圧入部４７は、固定接点に対して垂直部側に形成されており、先端に向かうに従って徐々に幅寸法及び厚み寸法が小さくなっている。第１垂直部４４は、第１水平部４３との接続部分から側方に変位するように屈曲され、前記スプール５の凹所２６ｂに配置される中間部４８と、スプール５の下面から突出する端子部４９とで構成されている。

図６及び図８に示すように、第２固定端子３５は、導電性板材の上縁部を略直角に折り曲げて第２水平部５０と第２垂直部５１とを形成したものである。第２水平部５０には、所定間隔で側縁部から突出し、第２接点台部５２を構成している。第２接点台部５２には貫通孔が形成され、上面側から第２固定接点５３がそれぞれかしめ固定されている。第２接点台部５２の一方からは上方側第２圧入部５４が突出している。また、両第２接点台部５２を接続する部分のうち、他方の第２接点台部側の側縁部も上方側第２圧入部５４として機能する。各上方側第２圧入部５４は、前記スプール５の上端側鍔部１３に形成した係合受部１８に圧入される。第２水平部５０と第２垂直部５１の連続部分（屈曲部）には、各第２接点台部５２に対応する位置にスリット状の開口がそれぞれ形成されている。第２垂直部５１の下縁部からは、前記各上方側第２圧入部５４に対応する位置に下方側に突出し、水平方向に屈曲する下方側第２圧入部５５がそれぞれ形成されている。各下方側第２圧入部５５の垂直部分には水平部分に隣接して矩形開口がそれぞれ形成されている。各下方側第２圧入部５５は、前記スプール５の下端側鍔部２０に形成した係合溝部２３を介して係合凹部２４へと圧入される。第２垂直部５１の一端側は略直角に屈曲された中間部５６と、その下方に延びる端子部５７とで構成されている。

続いて、前記電磁継電器の組立方法について説明する。
スプール５にコイル６を巻回し、その下端側鍔部２０の各端子取付部２１に一対のコイル端子２７をそれぞれ圧入により取り付け、そこに巻回したコイル６の引出線をそれぞれ巻き付ける。そして、スプール５の下端側鍔部２０に形成した開口を介して逃がし凹部２５内へと側方からヨーク７の連結受部３０を挿入し、ヨーク７の起立部３１を巻回したコイル６の側方に位置させる。さらに、スプール５の上方から中心孔へと鉄心４を挿入し、その先端の連結部１１をヨーク７の連結孔３２に嵌合する。また、可動鉄片８に可動接触片３３をかしめ固定し、さらに可動接触片３３をヨーク７にかしめ固定することにより電磁石ブロック１を完成する。この状態では、可動鉄片８は可動接触片３３のばね力によって鉄心４の磁極部１０から離間した状態を維持する。

このようにして完成した電磁石ブロック１を２つ並設し、まず、第２固定端子３５によって両者を一体化する。すなわち、並設した一対の電磁石ブロック１に対して側方より第２固定端子３５を組み付ける。このとき、第２固定端子３５の上方側第２圧入部５４をスプール５の上端側鍔部１３に形成した係合受部１８に圧入すると共に、下方側第２圧入部５５を下端側鍔部２０に形成した係合溝部２３を介して係合凹部２４へと圧入する。この状態では、第２固定端子３５の中間部５６が、一方の電磁石ブロック１の下端側鍔部２０に形成した凹所２６ａに位置し、スプール５から側方にはみ出すことはない。

また、第１固定端子３４によって電磁石ブロック１の連結状態を強固なものとする。すなわち、一体化した電磁石ブロック１に対して上方より第１固定端子３４を組み付ける。このとき、第１圧入部４７をスプール５の上端側鍔部１３に形成した圧入凹部１９に圧入する。この状態では、第１固定端子３４の中間部４８が、他方の電磁石ブロック１の下端側鍔部２０に形成した凹所２６ｂに位置し、スプール５から側方にはみ出すことはない。

このように、一対の電磁石ブロック１を、側方から組み付けた第２固定端子３５のみならず、上方から組み付けた第１固定端子３４によっても一体化しているので、その状態が安定している。その後、一体化した電磁石ブロック１にケース３を被せて電磁継電器を完成する。

次に、前記電磁継電器の動作について説明する。
コイル６に通電していない電磁石ブロック１を励磁する前の状態では、可動鉄片８は可動接触片３３のバネ力によってヨーク７の上端角部を中心として鉄心４の磁極部１０から離間するように回動する。そして、可動接点４０を第１固定接点４６に当接させる。

ここで、コイル６に通電して電磁石ブロック１を励磁すると、可動鉄片８が鉄心４の磁極部１０に吸引され、可動接触片３３のバネ力に抗して回動する。これにより、可動接点４０が第１固定接点４６から離間し、第２固定接点５３に当接する。

ところで、コイル６に通電して電磁石ブロック１を励磁すると、コイル６から発熱し、場合によっては温度上昇により動作特性が悪化する恐れがある。この場合、前記構成の電磁継電器では、可動接触片３３の表面積が、可動鉄片８への取付部分とヨーク７への取付部分の２箇所でほぼ最大占有可能面積まで広げられている。このため、コイル６から発生した熱が、可動鉄片８やヨーク７を伝わって可動接触片３３から十分に放熱される。したがって、電磁石ブロック１が過熱状態となって動作特性を悪化させることがない。

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、電磁石ブロック１を２つ並設する構成としたが、３つ以上を並設するように構成することも可能である。この場合、第１固定端子３４及び第２固定端子３５をさらに延長し、接点台部及び圧入部を、増えた電磁石ブロック１の数だけ追加した構成とすればよい。

１…電磁石ブロック
２…接点開閉機構
３…ケース
４…鉄心
５…スプール
６…コイル
７…ヨーク
８…可動鉄片
９…胴部
１０…磁極部
１１…連結部
１２…筒状部
１３…上端側鍔部
１４…凹所
１５…突起
１６…段部
１７…切欠部
１８…係合受部
１９…圧入凹部
２０…下端側鍔部
２１…端子取付部
２２…絶縁壁部
２３…係合溝部
２４…係合凹部
２５…逃がし凹部
２６…凹所
２７…コイル端子
２８…巻付部
２９…端子部
３０…連結受部
３１…起立部
３２…連結孔
３３…可動接触片
３４…第１固定端子
３５…第２固定端子
３６…接点取付部
３７…水平固定部（第１の固定部）
３８…垂直固定部（第２の固定部）
３９…可動端子部
４０…可動接点
４１…第１接続部
４２…第２接続部
４３…第１水平部
４４…第１垂直部
４５…第１接点台部
４６…第１固定接点
４７…第１圧入部
４８…中間部
４９…端子部
５０…第２水平部
５１…第２垂直部
５２…第２接点台部
５３…第２固定接点
５４…上方側第２圧入部
５５…下方側第２圧入部
５６…中間部
５７…端子部

Claims

鉄心にスプールを介してコイルを巻回してなる電磁石と、前記鉄心の一端側連結部に連結される連結受部、及び、前記鉄心の磁極部の側方に延びる起立部を有するヨークと、前記ヨークの起立部の先端に回動可能に支持され、前記電磁石の励磁により鉄心の磁極部に吸引される可動鉄片と、を有する複数の電磁石ブロックと、
前記可動鉄片に取り付けられ、可動接点を有する可動接触片と、前記スプールに取り付けられ、前記複数の電磁石ブロックを一体化し、前記可動接点に接離可能な固定接点を設けた固定端子と、を有する接点開閉機構と、
を備え、
前記可動接触片は、前記可動接点が取り付けられる接点取付部と、前記可動鉄片に取り付けられる第１の固定部と、を備え、
前記第１の固定部は、前記可動鉄片に面接触し、前記可動鉄片の幅寸法と略同一であることを特徴とする電磁継電器。
鉄心にスプールを介してコイルを巻回してなる電磁石と、前記鉄心の一端側連結部に連結される連結受部、及び、前記鉄心の磁極部の側方に延びる起立部を有するヨークと、前記ヨークの起立部の先端に回動可能に支持され、前記電磁石の励磁により鉄心の磁極部に吸引される可動鉄片と、を有する複数の電磁石ブロックと、
前記可動鉄片に取り付けられ、可動接点を有する可動接触片と、前記スプールに取り付けられ、前記複数の電磁石ブロックを一体化し、前記可動接点に接離可能な固定接点を設けた固定端子と、を有する接点開閉機構と、
を備え、
前記可動接触片は、前記可動接点が取り付けられる接点取付部と、前記ヨークの起立部に取り付けられる第２の固定部と、を備え、
前記第２の固定部は、前記ヨークに面接触し、前記ヨークの幅寸法と略同一であることを特徴とする電磁継電器。
前記各スプールは、前記鉄心の磁極部が露出する他端側に並設される鍔部を備え、
前記各鍔部は、並設方向の一方の側に圧入凹部を形成され、
前記固定端子は、前記各スプールの圧入凹部にそれぞれ圧入される複数の圧入部を形成され、
前記圧入部は、前記固定端子の一部を前記並設方向に沿って切り起こして形成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。
前記可動接触片は、前記可動鉄片及び前記ヨークに比べて熱伝導率の高いバネ材料からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁継電器。