JP2015035403A5 - - Google Patents

Description

接点機構およびこれを用いた電磁継電器

本発明は接点機構、例えば、電磁継電器に組み込まれる接点機構である。

従来、接点機構としては、例えば、ベースに可動接触片と固定接触片とを並設し、前記ベースに載置したコイルブロックの励磁・消磁に基づいて可動鉄片を回動させることにより、カードを水平方向に往復移動させ、前記可動接触片を弾性変形させることにより、該可動接触片に設けた可動接点を前記固定接触片に設けた固定接点に接離させるようにした電磁継電器において、前記可動接触片の先端部を屈曲することにより少なくとも上下にそれぞれ位置するカード受部を形成し、該カード受部の内面に前記カードの先端部を当接させるようにした構成の電磁継電器がある。

特開２００４−１６４９４８号公報

しかしながら、前述の電磁継電器に組み込まれた接点機構では、本願に添付した従来例の概略説明図である図７Ａに示すように、カード７０で可動接触片５２の上端縁部を押圧して回動させると、可動接点５１が固定接点４２に当接する（図７Ｂ）。さらに、前記可動接触片５２を押し込むと、可動接点５１が固定接点４２にワイピングするとともに、固定接触片４３が後方に撓む（図７Ｃ）。このため、可動接点５１が固定接点４２に当接する位置は、一見、全面接触しているように見えるが、実際は前記可動接点５１の下端縁部がピンポイントで接触しているにすぎない。この結果、大容量の電流を流すような電磁継電器に本接点機構を用いた場合、接点摩耗が早くなり、接点寿命が短くなる可能性があった。
一方、図７Ｄに示すように、前記カード７０の押圧力を解除すると、可動接触片５２は自己のバネ力で元の位置に復帰しようとするが、可動接点５１は固定接点４２にワイピングしながら変位するので、引張方向に移動する。このため、接点溶着が生じた場合には大きな引張力を必要とするだけでなく、前記固定接触片４３も可動接触片５２側に撓むので、より大きな開離力が必要になるという問題点がある。
本発明に係る接点機構は、前記問題点に鑑み、接点寿命が長く、復帰時における接点開離に大きな力を必要としない接点機構を提供することを課題とする。

本発明に係る接点機構は、前記課題を解決すべく、ベースに、可動接点を備えた可動接触片と固定接点を備えた固定接触片とを立設するとともに、前記可動接点を前記固定接点に接離するように対向させ、水平方向に往復移動する操作部材で前記可動接触片の上端縁部を押圧，解除し、前記可動接触片を回動させて前記可動接点を前記固定接点に接離する接点機構であって、前記可動接触片に湾曲する切り欠き溝を設けて切り出した回動舌片に、前記可動接点を固定した構成としてある。

本発明によれば、前記可動接触片の動作時および復帰時に前記回動舌片が回動するので、可動接点が固定接点の表面をローリングする。このため、可動接点がピンポイントで片当たりすることがないので、大容量の電流を流しても接点が部分的に摩耗することがなくなり、接点寿命が伸びる。
また、可動接点が固定接点の表面をローリングするので、可動接点と固定接点との間には引張力ではなく、せん断力が作用する。このため、溶着した接点を小さい開離力で強制的に開離でき、信頼性の高い接点機構が得られる。

本発明の実施形態としては、前記切り欠き溝を、前記可動接触片の上端側に向かって開口を有し、かつ、前記可動接点の周囲を囲むように形成してもよい。
本実施形態によれば、操作部材によって、可動接触片の上端縁部が押圧された力が、可動接点に効率良く伝達される。さらに、可動接触片の動作時および復帰時に回動舌片が回動するので、可動接点が固定接点の表面をローリングする。

本発明の実施形態としては、前記切り欠き溝はＵ字形状であってもよく、または、Ｖ字形状であってもよい。
本実施形態によれば、用途に応じて種々の切り欠き溝を選択でき、設計の自由が大きい。

本発明に係る実施形態としては、前記回動舌片のバネ定数を、前記回動舌片の両側に位置する前記可動接触片の縁部のバネ定数より大きくしてもよい。
本実施形態によれば、回動舌片の両側縁部が回動舌片よりも弾性変形しやすくなるので、回動舌片が弾性変形せずに回動し、可動接点が固定接点の表面をより一層ローリングしやすくなる。

本発明の他の実施形態としては、前記回動舌片の基部の巾寸法を、前記回動舌片の両側に位置する前記可動接触片の縁部の合計巾寸法よりも大きくしてもよい。
本実施形態によれば、前記回動舌片の両側縁部が前記回動舌片よりも弾性変形しやすくなるので、前記回動舌片が弾性変形せずに回動し、可動接点が固定接点の表面をより一層ローリングしやすくなる。

本発明の別の実施形態としては、前記可動接触片に、前記切り欠き溝に連通するスリットを下方側に延在してもよい。
本実施形態によれば、前記可動接触片のバネ定数を調整しやすくなり、設計しやすい可動接触片が得られる。

本発明の異なる実施形態としては、前記固定接触片の回動支点が、前記可動接触片の回動支点よりも上方に位置するように前記ベースに前記固定接触片を支持してもよい。
本実施形態によれば、固定接触片の剛性が可動接触片よりも大きくなるので、前記固定接触片が前記可動接触片に追従して弾性変形することがなく、可動接点が固定接点の表面をより一層ローリングしやすくなる。

本発明に係る電磁継電器は、前記課題を解決すべく、前述の接点機構を設けた構成としてある。

本発明によれば、前記可動接触片の動作時および復帰時に前記回動舌片が回動するので、可動接点が固定接点の表面をローリングする。このため、可動接点がピンポイントで片当たりすることがないので、大容量の電流を流しても接点が部分的に摩耗することがなくなり、接点寿命の長い電磁継電器が得られる。
また、可動接点が固定接点の表面をローリングするので、可動接点と固定接点との間には引張力ではなく、せん断力が作用する。このため、溶着した接点を小さい開離力で強制的に開離でき、信頼性の高い電磁継電器が得られるという効果がある。

図Ａ，Ｂは本発明に係る接点機構の実施形態を組み込んだ電磁継電器を異なる角度から視た全体斜視図である。 図１Ａで示した電磁継電器の分解斜視図である。 図１Ｂで示した電磁継電器の分解斜視図である。 図２，３で図示した可動接点端子の拡大正面図である。 図１で示した電磁継電器の動作前後を示す断面図である。 図５で示した電磁継電器の動作前後を説明するための概略図である。 従来例に係る電磁継電器の動作前後を説明するための概略説明図である。

本発明に係る接点機構を自己保持型電磁継電器に適用した実施形態を、図１ないし図６の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、以下の発明は、本質的に例示にすぎず、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。
本実施形態に係る電磁継電器は、図２，３に示すように、ベース１０と、電磁石ブロック２０と、可動鉄片３０と、接点機構４０と、カード７０と、箱形カバー８０とから構成されている。

前記ベース１０は、図２に示すように、その上面中央に平面略門型の絶縁壁１１を立設して収納部１２を形成してあるとともに、前記収納部１２の底面にコイル端子孔１２ａ（図３）を設けてある。
また、前記ベース１０は、前記絶縁壁１１の外側面に平面略門型の嵌合壁１３を隣接するように一体成形して嵌合凹所１４を形成してある。前記嵌合凹所１４の底面には、一対の係止孔１４ａを設けてある。
そして、前記ベース１０は、前記絶縁壁１１の反対側に位置する上面縁部に位置規制リブ１５を突設してある。そして、前記位置規制リブ１５の両側縁部に対向する位置に一対のＬ字形状位置規制リブ１６，１７をそれぞれ突設することにより、前記ベース１０は、後述する固定接点端子４１を圧入固定できる構造となっている。また、前記嵌合壁１３と前記Ｌ字形状位置規制リブ１６，１７との間に位置する底面には端子孔１６ａ，１６ａを設けてある。そして、前記位置規制リブ１５と前記Ｌ字形状位置規制リブ１６，１７との間に位置する底面に端子孔１７ａを設けてある。

電磁石ブロック２０は、図５に示すように、コイル２１を巻回したスプール２２に断面Ｔ字形状の鉄芯２３を挿通し、突出する一端部２３ａを補助ヨーク２４にカシメ固定する。そして、前記一端部２３ａの先端面と断面略Ｌ字形状のヨーク２５の水平部とで永久磁石２６を挟持する一方、前記鉄芯２３の他端部を磁極部２３ｂとしてある。また、前記スプール２２には、前記コイル２１の引出線をからげて半田付けするコイル端子２７が圧入されている。前記補助ヨーク２４は前記ヨーク２５の側面に当接し、復帰時に前記ヨーク２５および永久磁石２６とで磁気回路を形成する。これにより、外部振動等によって後述する可動鉄片３０が誤動作しない構造となっている。

可動鉄片３０は、略Ｌ字形状に屈曲した磁性材からなり、前記ヨーク２５の垂直部の両側縁部に取り付けたヒンジバネ３１を介し、前記ヨーク２５の下端部２５ａを支点として回動可能に支持してある。このため、前記可動鉄片３０の水平端部３０ａは前記鉄芯２３の磁極部２３ｂ接離可能に対向する。また、前記可動鉄片３０は、その垂直部の上端縁部に切り欠き部３２を設けてある（図２）。

接点機構４０は、固定接点４２をカシメ固定した固定接点端子４１と、可動接点５１をカシメ固定した可動接点端子５０と、復帰時に前記可動接点５１に圧接する弾性接触片６０とから構成されている。

前記固定接点端子４１は、固定接点４２を設けた固定接触片４３の両側縁部に位置決め突起４４を突出し加工で形成してある。そして、前記固定接触片４３から下方側に延在した一対の端子部４５，４５を前記ベース１０の端子孔１７ａ，１７ａに挿入する。さらに、位置規制リブ１５とＬ字形状位置規制リブ１６，１７との間に前記固定接触片４３を圧入する。これにより、前記位置決め突起４４を支点として前記固定接触片４３が弾性変形するため、支点間距離の短い剛性の大きい固定接点端子４１が得られる。

前記可動接点端子５０は、図４に示すように、可動接点５１を設けた屈曲する可動接触片５２から下方側に一対の端子部５３，５３が延在している。また、前記可動接触片５２は、その上端縁部のうち、両側縁部を切り曲げて位置規制舌片５４，５４を設けてある。さらに、前記位置規制舌片５４，５４の間には、より一段高くなるように抜け止め舌片５５，５５を切り曲げてある。そして、前記可動接触片５２は、その巾広部に略Ｕ字形状もしくは略Ｖ字形状の切り欠き溝５６を有している。前記切り欠き溝５６は、前記可動接触片５２の上端側に向かって開口し、かつ、前記可動接点５１の周囲を囲むように形成されている。切り欠き溝５６により、回動舌片５７が切り出されている。前記回動舌片５７には可動接点５１がカシメ固定されている。さらに、前記可動接触片５２は、バネ定数を調整するため、前記切り欠き溝５６に連通するスリット５８を下方側に設けてある。
特に、前記回動舌片５７の基部の巾寸法Ｘは、前記回動舌片５７の両側に位置する前記可動接触片５２の縁部の巾寸法Ｙ１，Ｙ２の合計巾寸法よりも大きい。このため、前記回動舌片５７のバネ定数が前記可動接触片５２の縁部のバネ定数よりも大きくなる。この結果、前記回動舌片５７が弾性変形する前に、前記可動接触片５２の両側縁部が弾性変形する。このとき、前記位置規制舌片５４，５４を有する両側縁部から前記可動接触片５２の両側縁部に向かって形成されたＣ面５４ａ，５４ａにより、Ｃ面５４ａ，５４ａより下方側に位置する前記可動接触片５２の両側縁部が弾性変形しやすくなる。
そして、前記ベース１０の端子孔１６ａ，１６ａに前記端子部５３，５３を圧入することにより、前記可動接点５１が前記固定接点４２に接離可能に対向する。

前記弾性接触片６０は、上端縁部から外方側に迫り出すように湾曲した弾性湾曲部６１を延在するとともに、下端縁部から側方に係止爪部６２，６２を延在してある。そして、前記係止爪部６２を前記嵌合凹所１４の底面に設けた係止孔１４ａ，１４ａに挿入する。これにより、前記弾性湾曲部６１が前記嵌合壁１３から迫り出し、前記可動接点５１の背面に圧接する。

カード７０は、平面略Ｔ字形状を有し、その巾狭端部７１に沿って一対の弾性腕部７２，７２を平行に延在し、前記可動鉄片３０の切り欠き部３２，３２に係合可能としてある。また、前記カード７０は、その巾広端部７３の両側縁部に位置決め突起７４，７４をそれぞれ突設してある。そして、一対の前記弾性腕部７２，７２を可動鉄片３０の切り欠き部３２，３２に係合する。さらに、前記巾広端部７３を前記可動接点端子５０の位置規制舌片５４と抜け止め舌片５５との間に係合する。

前記箱形カバー８０は、前記電磁石ブロック２０等を組み込んだベース１０に嵌合可能な外形形状を有する。そして、前記ベース１０に箱形カバー８０を嵌合し、前記ベース１０の底面にシール材８１（図１Ｂ）を注入，固化してシールする。さらに、前記箱形カバー８０のガス抜き孔８２（図１Ａ）から内部空気を吸引，除去し、前記ガス抜き孔８２を熱封止することにより、組立作業が完了する。

次に、前記電磁継電器の動作を、図５および図６に従って説明する。
コイル２１に電圧が印加されていない場合には、可動接触片５２のバネ力でカード７０を介して可動鉄片３０が押圧されている。そして、可動接点５１が固定接点４２から開離しているとともに、弾性接触片６０の弾性湾曲部６１に圧接している。

ついで、前記コイル２１に電圧を印加して励磁すると、図５Ｂに示すように、鉄芯２３の磁極部２３ｂに可動鉄片３０の水平端部３０ａが吸引される。このため、可動接触片５２のバネ力に抗し、可動鉄片３０がヨーク２５の下端部２５ａを支点として回動する。これにより、前記可動鉄片３０の上端部によって押圧されたカード７０が水平方向に移動し、可動接触片５２の上端縁部を押圧する。この結果、可動接点５１が回動して固定接点４２に当接する（図６Ｂ）。
さらに、前記可動接触片５２の上端縁部が押し込まれると、前記回動舌片５７よりバネ定数が小さい前記可動接触片５２の縁部が、前記回動舌片５７より先に弾性変形する。このため、可動接点５１が固定接点４２の表面をローリングしながら変位するとともに（図６Ｃ）、可動鉄片３０の水平端部３０ａが前記鉄芯２３の磁極部２３ｂに吸着する。この結果、鉄芯２３、永久磁石２６、ヨーク２５および可動鉄片３０で磁気回路が閉成される。これにより、前記コイル２１に対する電圧の印加を停止しても、永久磁石２６の磁力で前記可動接触片５２の動作状態が保持される。
なお、前述したように、切り欠き溝５６は前記可動接触片５２の上端側に向かって開口を有し、かつ、前記可動接点の周囲を囲むように形成されている。このため、前記可動接触片５２の上端縁部を押圧するカード７０の力は、前記可動接触片５２の縁部の弾性変形に左右されることなく、前記回動舌片５７を介して可動接点５１に効率良く伝達される。

そして、前記コイル２１に、前記永久磁石２６の磁束を打ち消す方向に電圧を印加すると、前記コイル２１の磁力および可動接触片５２のバネ力によって前記可動鉄片３０が前述とは逆方向に回動する。このため、図６Ｄに示すように、前記カード７０が引き戻され、前記可動接触片５２の縁部の変形が解除される。このため、前記回動舌片５７が前述とは逆方向に回動し、可動接点５１が固定接点４２の表面をローリングし（図６Ｅ）、開離する（図６Ｆ）。ついで、前記可動接点５１が弾性接触片６０の弾性湾曲部６１に圧接し、前記可動接点５１の急激な復帰力を吸収，緩和し、元の状態に復帰する。
このとき、永久磁石２６、補助ヨーク２４およびヨーク２５を介して磁気回路が形成されるので、磁気漏れがない。このため、前記可動鉄片３０が外部振動等で回動したとしても、前記可動鉄片３０の水平端部３０ａが鉄芯２３の磁極部２３ｂに吸着することがなく、誤動作することがない。この結果、信頼性の高い電磁継電器が得られるという利点がある。

本実施形態によれば、前記可動接点５１が固定接点の表面をローリングするように変位する。このため、可動接点５１が固定接点４２に溶着していたとしても、溶着した可動接点５１は固定接点４２から、引張力でなく、せん断力で引き離される。この結果、小さい開離力で溶着した可動接点を固定接点から強制的に開離できる。
また、前記固定接点端子４１は、その固定接触片４３に設けた位置決め突起４４を支点として回動するため、支点間距離が短く、剛性が大きい。このため、接点開離がより一層容易になるという利点がある。

本発明に係る接点機構は、前述の自己保持型電磁継電器に限らず、他の電磁継電器、例えば、自己復帰型電磁継電器に適用してもよいことは勿論である。

１０：ベース
１１：絶縁壁
１２：収納部
１３：嵌合壁
１４ａ：係止孔
１５：位置規制リブ
１６，１７：Ｌ字形状位置規制リブ
１６ａ：端子孔
１７ａ：端子孔
２０：電磁石ブロック
２１：コイル
２２：スプール
２３：鉄芯
２３ｂ：磁極部
２４：補助ヨーク
２５：ヨーク
２６：永久磁石
３０：可動鉄片
３１：ヒンジバネ
４０：接点機構
４１：固定接点端子
４２：固定接点
４３：固定接触片
４４：位置決め突起
４５：端子部
５０：可動接点端子
５１：可動接点
５２：可動接触片
５３：端子部
５４：位置規制舌片
５５：抜け止め舌片
５６：切り欠き溝
５７：回動舌片
５８：スリット
６０：弾性接触片
６１：弾性湾曲部
６２：係止爪部
７０：カード（操作部材）
７１：巾狭端部
７２：弾性腕部
８０：箱形カバー
８１：シール材
８２：ガス抜き孔

Claims (9)

1. ベースに、可動接点を備えた可動接触片と固定接点を備えた固定接触片とを立設するとともに、前記可動接点を前記固定接点に接離するように対向させ、水平方向に往復移動する操作部材で前記可動接触片の上端縁部を押圧，解除し、前記可動接触片を回動させて前記可動接点を前記固定接点に接離する接点機構であって、
   前記可動接触片に湾曲する切り欠き溝を設けて切り出した回動舌片に、前記可動接点を固定したことを特徴とする接点機構。
2. 前記切り欠き溝は、前記可動接触片の上端側に向かって開口を有し、かつ、前記可動接点の周囲を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接点機構。
3. 前記切り欠き溝がＵ字形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の接点機構。
4. 前記切り欠き溝がＶ字形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の接点機構。
5. 前記回動舌片のバネ定数が、前記回動舌片の両側に位置する前記可動接触片の縁部のバネ定数より大きいことを特徴とする１ないし４のいずれか１項に記載の接点機構。
6. 前記回動舌片の基部の巾寸法が、前記回動舌片の両側に位置する前記可動接触片の縁部の合計巾寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の接点機構。
7. 前記可動接触片に、前記切り欠き溝に連通するスリットを下方側に延在したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の接点機構。
8. 前記固定接触片の回動支点が、前記可動接触片の回動支点よりも上方に位置するように前記ベースに前記固定接触片を支持したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の接点機構。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の接点機構を設けたことを特徴とする電磁継電器。