JP2016004757A - 接点装置並びにそれを用いた電磁継電器、および接点装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固定端子の位置のばらつきを低減することができる接点装置並びにそれを用いた電磁継電器、および接点装置の製造方法を提供する。
【解決手段】固定端子３１，３２は、接点部２に電気的に接続されている。筐体４は、箱状であって接点部２を囲むように配置され、固定端子３１，３２を通す開口孔４１１，４１２が底板４１に形成されている。絶縁部材５１，５２は、電気的絶縁性を有し、中空部５１１，５２１を囲む環状であって底板４１における開口孔４１１，４１２の周囲に接合されている。固定端子３１，３２は、中空部５１１，５２１を貫通する形で絶縁部材５１，５２に固定され、絶縁部材５１，５２を介して筐体４に保持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、接点装置並びにそれを用いた電磁継電器、および接点装置の製造方法に関し、より詳細には、接点部を囲む箱状の筐体を備えた接点装置並びにそれを用いた電磁継電器、および接点装置の製造方法に関する。

従来、箱状の筐体（箱状封止容器）でたとえば気密（密封）空間を形成し、この気密空間内に接点部を収納した接点装置が提供されている。この種の接点装置は、絶縁性、気密性および耐熱性を確保するため、たとえばセラミック製の筐体で気密空間を形成している。ただし、セラミック製の筐体では、焼結する際に収縮しやすく、寸法精度を高めることは困難である。

これに対して、金属製筒状フランジの上方開口縁部に、固定端子（固定接点端子）を保持したセラミックプレートを接合一体化して、気密空間を形成するように構成された接点装置（接点開閉装置）が提案されている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１には、板状のセラミック（セラミックプレート）と金属製の筒状フランジとを組み合わせることで、箱形セラミックを用いる場合に比べて、高い寸法精度を確保できることが記載されている。

また、特許文献２に記載の接点装置（スタータ用マグネットスイッチ）では、固定端子（固定接点）は、絶縁接点ケースの側面を貫通して、且つ絶縁接点ケースを挟み込んで固定されている。ここで、絶縁接点ケースの側面には、固定端子を挿入配置するための円錐状の貫通孔が形成されており、且つ貫通孔にはセラミック系材料からなる耐熱絶縁スペーサが配置されている。固定端子は耐熱絶縁スペーサに挿入されることにより、間接的に絶縁接点ケースに保持される。さらに、特許文献２の記載によれば、絶縁耐熱スペーサは円錐状であって、固定端子を締め付けるだけで固定端子を同心的に配置することができる。

国際公開第２０１１／１１５０５２号 特開平８−２２７６０号公報

しかし、特許文献１に記載の接点装置においては、固定端子はセラミックプレートに直接保持されるので、セラミックプレートの寸法精度が低ければ、固定端子の位置がばらつく可能性がある。

また、特許文献２に記載の接点装置においては、固定端子は耐熱絶縁スペーサを介して間接的に絶縁接点ケースに保持されているものの、耐熱絶縁スペーサは円錐状に形成されており、絶縁接点ケースの円錐状の貫通孔に配置されている。したがって、特許文献２に記載の構成であっても、セラミック系材料からなる耐熱絶縁スペーサの寸法精度が低ければ、固定端子の位置がばらつく可能性がある。さらに、特許文献２においては、耐熱絶縁スペーサを介して間接的に固定端子を保持する絶縁接点ケースが樹脂製であるから、寸法精度の高い金属製のケースで固定端子を保持する場合に比べると、やはり固定端子の位置がばらつく可能性がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、固定端子の位置のばらつきを低減することができる接点装置並びにそれを用いた電磁継電器、および接点装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の接点装置は、接点部と、前記接点部に電気的に接続された固定端子と、箱状であって前記接点部を囲むように配置され、前記固定端子を通す開口孔が底板に形成された筐体と、電気的絶縁性を有し、中空部を囲む環状であって前記底板における前記開口孔の周囲に接合された絶縁部材とを備え、前記固定端子は、前記中空部を貫通する形で前記絶縁部材に固定され、前記絶縁部材を介して前記筐体に保持されていることを特徴とする。

この接点装置において、前記絶縁部材の内周面と前記固定端子の外周面との間に隙間が形成されるように、前記絶縁部材の内径は前記固定端子の外径よりも大きく設定されていることが望ましい。

この接点装置において、前記筐体には、前記開口孔が２個以上形成されており、前記固定端子および前記絶縁部材は、それぞれ前記開口孔と一対一に対応するように前記開口孔と同数個ずつ設けられていることがより望ましい。

この接点装置において、前記筐体は金属製であることがより望ましい。

この接点装置において、前記絶縁部材と前記底板との間に、金属製の筐体側スペーサが設けられ、前記絶縁部材は、前記筐体側スペーサを介して前記底板に接合されていることがより望ましい。

この接点装置において、前記筐体は、少なくとも前記底板と前記底板以外の部位とが別部材であることがより望ましい。

この接点装置において、前記固定端子と前記絶縁部材との間に、金属製の端子側スペーサが設けられ、前記固定端子は、前記端子側スペーサを介して前記絶縁部材に接合されていることがより望ましい。

この接点装置において、前記筐体の内部空間が気密空間となるように、前記固定端子は前記絶縁部材に気密接合され、前記絶縁部材は前記底板に気密接合されていることがより望ましい。

本発明の電磁継電器は、上記の接点装置と、前記接点部を開閉するように駆動する電磁石装置とを備えることを特徴とする。

本発明の接点装置の製造方法は、接点部と、前記接点部に電気的に接続された固定端子と、箱状であって前記接点部を囲むように配置され、前記固定端子を通す開口孔が底板に形成された筐体と、電気的絶縁性を有し、中空部を囲む環状の絶縁部材とを備える接点装置の製造方法であって、前記中空部を貫通する形で前記固定端子を前記絶縁部材に固定する固定工程と、前記筐体に対する前記固定端子の相対的な位置を調整しつつ、前記固定端子が前記絶縁部材を介して前記筐体に保持されるように、前記絶縁部材を前記底板における前記開口孔の周囲に接合する接合工程とを含むことを特徴とする。

本発明は、固定端子は、環状の絶縁部材を介して筐体に保持されているので、寸法精度の比較的高い筐体を用いることにより、絶縁性の筐体を用いる場合に比べて、固定端子の位置のばらつきを低減することができる、という利点がある。

実施形態１に係る電磁継電器を示す断面図である。 実施形態１に係る接点装置の要部を示す分解斜視図である。 実施形態１に係る接点装置の要部を示す斜視断面図である。 実施形態２に係る接点装置を示す断面図である。 実施形態２に係る接点装置の筐体を示す斜視図である。 実施形態２に係る接点装置の要部を示す斜視断面図である。 実施形態２に係る接点装置の他の例を示す断面図である。 実施形態２に係る接点装置のさらに他の例を示す断面図である。

（実施形態１）
本実施形態の接点装置１は、図１に示すように、接点部２と、固定端子３１，３２と、筐体４と、絶縁部材５１，５２とを備えている。

固定端子３１，３２は、接点部２に電気的に接続されている。筐体４は、箱状であって接点部２を囲むように配置され、固定端子３１，３２を通す開口孔４１１，４１２が底板４１に形成されている。

絶縁部材５１，５２は、電気的絶縁性を有し、中空部５１１，５２１を囲む環状であって底板４１における開口孔４１１，４１２の周囲に接合されている。

固定端子３１，３２は、中空部５１１，５２１を貫通する形で絶縁部材５１，５２に固定され、絶縁部材５１，５２を介して筐体４に保持されている。

この構成によれば、固定端子３１，３２は、環状の絶縁部材５１，５２を介して筐体４に保持されているので、寸法精度の比較的高い筐体４を用いることにより、絶縁性の筐体を用いる場合に比べて、固定端子３１，３２の位置のばらつきを低減できる。寸法精度の高い筐体４として、たとえば金属製の筐体４を用いることが考えられるが、この場合でも、固定端子３１，３２と筐体４との間の電気的な絶縁性は絶縁部材５１，５２にて確保することができる。

しかも、絶縁部材５１，５２は、筐体４の底板４１における開口孔４１１，４１２の周囲に接合されている。そのため、この接点装置１は、仮に絶縁部材５１，５２の寸法精度が低くても、底板４１に対する絶縁部材５１，５２の接合位置を調整することで、固定端子３１，３２の位置のばらつきを低減できる。

また、本実施形態では、筐体４に一対（２個）の開口孔４１１，４１２が形成されている場合を例にする。固定端子３１，３２および絶縁部材５１，５２は、それぞれ開口孔４１１，４１２と一対一に対応するように、開口孔４１１，４１２と同数個（２個）ずつ設けられている。ただし、開口孔、固定端子、および絶縁部材の個数は２個に限らず、１個あるいは３個以上であってもよい。

以下、本実施形態の接点装置１について詳しく説明する。以下に説明する接点装置１は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態では、接点装置１が、図１に示すように電磁石装置１０と共に電磁継電器１００を構成する場合を例として説明する。つまり、電磁継電器１００は、接点装置１と、接点部２を開閉するように駆動する電磁石装置１０とを備えている。ただし、接点装置１は、電磁継電器１００に限らず、たとえばブレーカ（遮断器）やスイッチ等に用いられていてもよい。本実施形態においては、電磁継電器１００が電気自動車（ＥＶ）に搭載され、走行用のバッテリから負荷（たとえばインバータ）への直流電力の供給路上に接点部２が電気的に接続される場合を例とする。

＜接点装置の構成＞
本実施形態に係る接点装置１は、図１に示すように、一対の固定接点３１１，３２１と、一対の固定接点３１１，３２１に対向して配置された一対の可動接点８１，８２とを、接点部２として備えている。

以下では、説明のために固定接点３１１，３２１と可動接点８１，８２との対向方向を上下方向と定義し、可動接点８１，８２から見て固定接点３１１，３２１側を上方と定義する。さらに、一対の固定接点３１１，３２１の並んでいる方向を左右方向と定義し、固定接点３１１から見て固定接点３２１側を右方と定義する。つまり、以下では、図１の上下左右を上下左右として説明する。また、以下では、上下方向および左右方向の両方に直交する方向（図１の紙面に直交する方向）を、前後方向として説明する。ただし、これらの方向は接点装置１の使用形態を限定する趣旨ではない。

一方の（第１の）固定接点３１１は一方の（第１の）固定端子３１の下端部に設けられており、他方の（第２の）固定接点３２１は他方の（第２の）固定端子３２の下端部に設けられている。これにより、一対の固定端子３１，３２は、接点部２における一対の固定接点３１１，３２１と電気的に接続されている。一対の可動接点８１，８２は、導電性の金属材料からなる板状の可動接触子８に設けられている。これにより、一対の可動接点８１，８２は、可動接触子８を介して互いに電気的に接続されている。

一対の固定端子３１，３２は、左右方向に並ぶように配置されている。一対の固定端子３１，３２は、各々、導電性の金属材料から形成されており、接点部（一対の固定接点３１１，３２１）２に外部回路（バッテリおよび負荷）を接続するための端子として機能する。本実施形態では、一例として銅（Ｃｕ）で形成された固定端子３１，３２を用いることとするが、固定端子３１，３２を銅製に限定する趣旨ではなく、固定端子３１，３２は銅以外の導電性材料で形成されていてもよい。

一対の固定端子３１，３２の各々は、上下方向に直交する平面内での断面形状が円形状となる円柱状に形成されている。ここでは、一対の固定端子３１，３２の各々は、上端側を下端側の小径部３１２，３２２（図２参照）に比べて外径の大きな拡径部３１３，３２３（図２参照）とすることで、正面視がＴ字状となるように構成されている。

詳しくは後述するが、これら一対の固定端子３１，３２は、筐体４の底板４１に形成されている開口孔４１１，４１２を貫通した状態で、筐体４に保持される。

可動接触子８は、左右方向に長い矩形板状に形成されており、その長手方向（左右方向）の両端部を一対の固定端子３１，３２の下端部に対向させるように一対の固定端子３１，３２の下方に配置されている。可動接触子８のうち、一対の固定端子３１，３２の下端部（固定接点３１１，３２１）に対向する部位には、一対の可動接点８１，８２が設けられている。

可動接触子８は、筐体４内において後述するホルダ１６によって保持されており、筐体４の下方に配置された電磁石装置１０によってホルダ１６ごと上下方向に駆動される。これにより、可動接触子８に設けられている一対の可動接点８１，８２は、それぞれ対応する固定接点３１１，３２１に接触する閉位置と、固定接点３１１，３２１から離れる開位置との間で移動することになる。

両可動接点８１，８２が閉位置にあるとき、つまり接点部２が閉じた状態（以下、「閉状態」という）では、一対の固定端子３１，３２間は可動接触子８を介して短絡する。そのため、接点装置１は、バッテリおよび負荷の一方に固定端子３１を電気的に接続し、他方に固定端子３２を電気的に接続することで、閉状態においてバッテリからの負荷への直流電力の供給路を形成する。

なお、可動接点８１，８２は、可動接触子８の一部が打ち出されるなどして可動接触子８と一体に構成されていてもよいし、可動接触子８とは別部材からなり可動接触子８に固定されていてもよい。同様に、固定接点３１１，３２１は、固定端子３１，３２と一体に構成されていてもよいし、固定端子３１，３２とは別部材からなり固定端子３１，３２に固定されていてもよい。

筐体４は、下面が開口し、左右方向に長い中空の直方体状（図２参照）に形成され、接点部２を囲むように配置されている。筐体４の底板４１は、矩形板状であって、接点部２の上方に位置し、筐体４の上面を形成する。筐体４は、底板４１の他、底板４１の下面の外周部から下方に延びる形の筒状部４２を有している。言い換えれば、筒状部４２は、上面および下面が開口した矩形筒状であって、その上面が底板４１で塞がれている。

なお、筒状部４２の下面は、後述する電磁石装置１０の継鉄上板１１によって塞がれている。具体的には、筒状部４２は下端部が継鉄上板１１に対し、たとえば溶接により接合されている。これにより、接点部２は、筐体４の底板４１および筒状部４２、さらに継鉄上板１１で囲まれた空間に収納されることになる。

本実施形態では、筐体４は金属製であるが、底板４１と底板４１以外の部位（筒状部４２）とが別部材である。要するに、底板４１および筒状部４２はいずれも金属製であるが、底板４１は筒状部４２とは別部材からなり、筒状部４２に接合されることによって筒状部４２と共に筐体４を構成する。また、図１の例では、底板４１の厚み寸法は、底板４１以外の部位（筒状部４２）の厚み寸法より大きく設定されているが、両厚み寸法は同じであってもよい。

本実施形態では、一例として４２アロイ（Ｆｅ−４２Ｎｉ）で形成された底板４１を用いることとするが、底板４１を４２アロイ製に限定する趣旨ではなく、底板４１はたとえばコバール、ステンレス（ＳＵＳ３０４等）などで形成されていてもよい。また、本実施形態では一例としてステンレス（ＳＵＳ３０４等）で形成された筒状部４２を用いることとするが、筒状部４２をステンレス製に限定する趣旨ではなく、筒状部４２はたとえば４２アロイ（Ｆｅ−４２Ｎｉ）、コバールなどで形成されていてもよい。

筐体４の底板４１には、一対の固定端子３１，３２を通すための一対の開口孔４１１，４１２が形成されている。一対の開口孔４１１，４１２は、それぞれ円形状に形成されており、底板４１を厚み方向（上下方向）に貫通している。一方の（第１の）開口孔４１１には一方の（第１の）固定端子３１が配置され、他方の（第２の）開口孔４１２には他方の（第２の）固定端子３２が配置される。

ところで、一対の固定端子３１，３２は共通の構成を採用しているため、以下では、とくに断りがない限りは一方の（第１の）固定端子３１に着目して説明するが、他方の（第２の）固定端子３２についても同様の構成であることとする。すなわち、以下の説明において、固定端子３１、（第１の）開口孔４１１、（第１の）小径部３１２、（第１の）拡径部３１３は、それぞれ固定端子３２、（第２の）開口孔４１２、（第２の）小径部３２２、（第２の）拡径部３２３に読み替え可能である。また、（第１の）絶縁部材５１、（第１の）端子側スペーサ６１、（第１の）筐体側スペーサ７１は、それぞれ（第２の）絶縁部材５２、（第２の）端子側スペーサ６２、（第２の）筐体側スペーサ７２に読み替え可能である。

絶縁部材５１は、絶縁性材料から形成されており、少なくとも固定端子３１と筐体４との間の電気的絶縁性を確保するように機能する。ここでは、絶縁部材５１は、図２に示すように上面および下面がいずれも平坦な円環状に形成されており、内側に円形状に開口した中空部５１１を有している。本実施形態では、一例としてセラミックで形成された絶縁部材５１を用いることとするが、絶縁部材５１をセラミック製に限定する趣旨ではなく、絶縁部材５１はたとえばガラス等の絶縁性材料で形成されていてもよい。

この絶縁部材５１は、底板４１における開口孔４１１の周囲に接合されている。そして、固定端子３１は絶縁部材５１の中空部５１１を貫通する形で、絶縁部材５１に固定される。これにより、固定端子３１は、少なくとも絶縁部材５１を介して、間接的に筐体４に保持されることになる。

また、本実施形態では、固定端子３１と絶縁部材５１との間には、金属製の端子側スペーサ６１が設けられている。固定端子３１は、端子側スペーサ６１を介して絶縁部材５１に接合されることにより、絶縁部材５１に対して固定されている。ここでは、端子側スペーサ６１は、図２に示すように上面および下面がいずれも平坦な円環状に形成されている。本実施形態では、一例として４２アロイ（Ｆｅ−４２Ｎｉ）で形成された端子側スペーサ６１を用いることとするが、端子側スペーサ６１を４２アロイ製に限定する趣旨ではなく、端子側スペーサ６１はたとえばコバールなどで形成されていてもよい。

さらに、本実施形態では、絶縁部材５１と筐体４の底板４１との間には、金属製の筐体側スペーサ７１が設けられている。絶縁部材５１は、筐体側スペーサ７１を介して底板４１に接合されることにより、底板４１に対して固定されている。ここでは、筐体側スペーサ７１は、図２に示すように上面および下面がいずれも平坦な円環状に形成されている。本実施形態では、一例として４２アロイ（Ｆｅ−４２Ｎｉ）で形成された筐体側スペーサ７１を用いることとするが、筐体側スペーサ７１を４２アロイ製に限定する趣旨ではなく、筐体側スペーサ７１はたとえばコバールなどで形成されていてもよい。

なお、図１の例では、端子側スペーサ６１の厚み寸法および筐体側スペーサ７１の厚み寸法は、いずれも絶縁部材５１の厚み寸法に比べて小さく設定されている。

要するに、本実施形態の接点装置１においては、固定端子３１は、端子側スペーサ６１、絶縁部材５１、および筐体側スペーサ７１を介して、間接的に筐体４の底板４１に保持されている。以下に、図１および図３を参照して、固定端子３１と端子側スペーサ６１と絶縁部材５１と筐体側スペーサ７１と底板４１との関係について詳述する。

筐体側スペーサ７１、絶縁部材５１、および端子側スペーサ６１は、底板４１の上面上に、筐体側スペーサ７１、絶縁部材５１、端子側スペーサ６１の順で積み重なるように配置される。ここで、筐体側スペーサ７１、絶縁部材５１、および端子側スペーサ６１は、上下方向に直交する平面（水平面）内での中心軸が開口孔４１１と一致するように配置される。

固定端子３１は、小径部３１２が端子側スペーサ６１、絶縁部材５１、および筐体側スペーサ７１の内側を貫通し、且つ拡径部３１３が端子側スペーサ６１上に重なるように配置される。この状態で、固定端子３１の小径部３１２の下端部は、開口孔４１１を通して底板４１の下方（筐体４の内側）に突出することになる。

そして、固定端子３１は、拡径部３１３の下面が端子側スペーサ６１の上面に接合され、且つ端子側スペーサ６１の下面が絶縁部材５１の上面に接合されることにより、端子側スペーサ６１を介して絶縁部材５１に間接的に接合される。また、絶縁部材５１の下面が筐体側スペーサ７１の上面に接合され、且つ筐体側スペーサ７１の下面が底板４１の上面における開口孔４１１の周囲に接合されることにより、絶縁部材５１は筐体側スペーサ７１を介して筐体（底板４１）４に間接的に接合される。

ここにおいて、部材間の接合の方法は、接合する２つの部材の材料に応じて適切な方法が選択される。本実施形態では、一例として銅製の固定端子３１と４２アロイ製の端子側スペーサ６１とは、ろう付けによって接合される。また、端子側スペーサ６１とセラミック製の絶縁部材５１との接合、および絶縁部材５１と４２アロイ製の筐体側スペーサ７１との接合についても、ろう付けである。筐体側スペーサ７１と４２アロイ製の底板４１とは、溶接によって接合される。なお、底板４１とステンレス製の筒状部４２とは、溶接によって接合される。

また、本実施形態では、図３に示すように絶縁部材５１の内径φ１は、中空部５１１を貫通する固定端子３１の小径部３１２の外径φ２よりも大きく設定され、絶縁部材５１の内周面と固定端子３１の外周面との間には隙間ｇ１（図３参照）が形成されている。さらに、開口孔４１１の内径φ３は、絶縁部材５１の内径φ１より大きく設定されている（φ３＞φ１＞φ２）。

また、本実施形態の接点装置１においては、筐体４の内部空間が気密空間となるように、固定端子３１は絶縁部材５１に気密接合され、絶縁部材５１は底板４１に気密接合されている。より詳細には、固定端子３１と端子側スペーサ６１とは気密接合され、底板４１と筐体側スペーサ７１とは気密接合されている。さらに、端子側スペーサ６１と筐体側スペーサ７１とは、いずれも絶縁部材５１に対して気密接合されている。底板４１と筒状部４２との間、および筒状部４２と継鉄上板１１との間も気密接合されている。

なお、筐体４の内部空間にはたとえば水素を含む消弧性ガスが封入されていることが望ましい。これにより、筐体４内に収納されている接点部２が開極する際にアークが発生したとしても、アークは消弧性ガスによって急速に冷却され迅速に消弧可能になる。ただし、筐体４内に消弧性ガスが封入されていることは必須の構成ではない。

ところで、上述した接点装置１の製造方法は、中空部５１１を貫通する形で固定端子３１を絶縁部材５１に固定する固定工程と、絶縁部材５１を底板４１における開口孔４１１の周囲に接合する接合工程とを少なくとも含むことが好ましい。接合工程においては、筐体４に対する固定端子３１の相対的な位置を調整しつつ、固定端子３１が絶縁部材５１を介して筐体４に保持されるように、絶縁部材５１を底板４１における開口孔４１１の周囲に接合する。

すなわち、ろう付けなどの方法により固定端子３１を絶縁部材５１に固定し（固定工程）、その後、筐体４に対する固定端子３１の位置を調整しながら絶縁部材５１を筐体４に接合する（接合工程）ことになる。より詳細には、固定工程では、固定端子３１と端子側スペーサ６１とを接合し、端子側スペーサ６１と絶縁部材５１とを接合し、絶縁部材５１とを筐体側スペーサ７１とを接合する。これにより、固定端子３１を、端子側スペーサ６１、絶縁部材５１、および筐体側スペーサ７１と一体化する。その後の接合工程では、筐体側スペーサ７１と筐体（底板４１）４とを接合することにより、筐体側スペーサ７１を介して絶縁部材５１を筐体４に接合する。

この製造方法によれば、固定端子３１を絶縁部材５１に固定する工程（固定工程）と、絶縁部材５１を筐体４に接合する工程（接合工程）とは別工程である。そのため、予め固定端子３１が固定された絶縁部材５１を筐体４に接合する際に、筐体４と固定端子３１との相対的な位置を調整することで、絶縁部材５１の寸法精度に関わらず、固定端子３１の位置決めを精度よく行うことができる。

なお、上述した各部の形状は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。たとえば、絶縁部材５１、端子側スペーサ６１、および筐体側スペーサ７１は、それぞれ円環状に限らず、たとえば多角形（五角形や六角形など）状に形成されていてもよい。固定端子３１や開口孔４１１についても同様に、上下方向に直交する断面形状が多角形状に形成されていてもよい。

＜電磁石装置の構成＞
電磁石装置１０は、図１に示すように、固定子１２と、可動子１３と、励磁コイル１４とを有している。電磁石装置１０は、励磁コイル１４への通電時に励磁コイル１４で生じる磁束によって固定子１２に可動子１３を吸引し、可動子１３を第２の位置（図１に示す位置）から第１の位置へ移動させる。

ここでは、電磁石装置１０は、固定子１２、可動子１３、励磁コイル１４の他に、継鉄上板１１を含む継鉄と、シャフト１５と、ホルダ１６と、接圧ばね１７と、復帰ばね１８とを有している。なお、電磁石装置１０は、合成樹脂製であって励磁コイル１４が巻き付けられるコイルボビン（図示せず）を有していてもよい。

固定子１２は、継鉄上板１１の下面中央部から下方に突出する形の円筒状に形成された固定鉄芯であって、その上端部が継鉄上板１１に固定されている。

可動子１３は、円柱状に形成された可動鉄芯であって、固定子１２の下方において、その上端面を固定子１２の下端面に対向させるように配置されている。可動子１３は、上下方向に移動可能に構成されており、その上端面が固定子１２の下端面に接触した第１の位置と、その上端面が固定子１２の下端面から離れた第２の位置との間で移動する。

励磁コイル１４は、その中心軸方向を上下方向と一致させる向きで筐体４の下方に配置されており、その内側に固定子１２と可動子１３とが配置されている。

継鉄は、励磁コイル１４を囲むように配置されており、固定子１２および可動子１３と共に、励磁コイル１４の通電時に生じる磁束が通る磁気回路を形成する。そのため、継鉄と固定子１２と可動子１３とはいずれも磁性材料から形成されている。継鉄上板１１は、この継鉄の一部を構成しており、上述したように筐体（筒状部４２）４の下面を塞ぐように、筐体４と接合されている。

復帰ばね１８は、固定子１２の内側に配置されており、可動子１３を下方（第２の位置）へ付勢するコイルばねである。

シャフト１５は、非磁性材料にて上下方向に延びた丸棒状に形成されており、電磁石装置１０で発生した駆動力を、電磁石装置１０の上方に設けられている接点装置１へ伝達する。シャフト１５は、継鉄上板１１の中央部に形成された透孔１１１に挿し通されており、固定子１２および復帰ばね１８の内側を通って、その下端部が可動子１３に固定されている。シャフト１５の上端部は、可動接触子８を保持するホルダ１６に固定されている。

ホルダ１６は、たとえば左右方向の両面が開口した矩形筒状であって、可動接触子８が貫通するように可動接触子８と組み合わされている。ホルダ１６にはシャフト１５の上端部が固定されている。接圧ばね１７は、ホルダ１６の下板の上面と可動接触子８の下面との間に配置されており、可動接触子８を上方へと付勢するコイルばねである。

これにより、電磁石装置１０で発生した駆動力はシャフト１５にて可動接触子８へと伝達され、可動子１３が上下方向に移動するのに伴い可動接触子８が上下方向に移動する。

なお、電磁石装置１０は、非磁性材料からなり固定子１２および可動子１３を収納する筒体（図示せず）を有していてもよい。筒体は、上面が開口した有底円筒状に形成され、上端部（開口周部）が継鉄上板１１に接合される。これにより、筒体は、可動子１３の移動方向を上下方向に制限し、且つ可動子１３の第２の位置を規定する。さらに接点装置１を気密構造とする場合（つまり、筐体４の内部空間を気密空間とする場合）には、筒体は継鉄上板１１の下面に気密接合されていることが望ましい。これにより、継鉄上板１１に透孔１１１が形成されていても、気密空間の気密性を確保することができる。

＜電磁継電器の動作＞
次に、上述した構成の接点装置１および電磁石装置１０を備えた電磁継電器１００の動作について簡単に説明する。

励磁コイル１４に通電されていないとき（非通電時）には、可動子１３は、固定子１２との間に磁気吸引力が生じないため、復帰ばね１８のばね力によって第２の位置に位置する。このとき、図１に示すように、ホルダ１６は、シャフト１５ごと下方に引き下げられているため、可動接触子８は、上方への移動が規制され、一対の可動接点８１，８２を一対の固定接点３１１，３２１から離れた開位置に位置させる。この状態では、接点装置１は接点部２が開いた状態（以下、「開状態」という）にあるので、一対の固定端子３１，３２間は非導通である。

一方、励磁コイル１４に通電されると、可動子１３は、固定子１２との間に磁気吸引力が生じるため、復帰ばね１８のばね力に抗して上方に引き寄せられ第１の位置に移動する。このとき、ホルダ１６は、シャフト１５ごと上方に押し上げられるため、可動接触子８は、上方への移動規制が解除され、一対の可動接点８１，８２を一対の固定接点３１１，３２１に接触する閉位置に位置させる。この状態では、接点装置１は接点部２が閉状態にあるので、一対の固定端子３１，３２間は導通する。

このように、電磁石装置１０は、励磁コイル１４の通電状態の切り替えにより可動子１３に作用する吸引力を制御し、可動子１３を上下方向に移動させることにより、接点装置１の接点部２の開状態と閉状態とを切り替えるための駆動力を発生する。

＜効果＞
以上説明した本実施形態の接点装置１によれば、固定端子３１は、環状の絶縁部材５１を介して筐体４に保持されている。したがって、この接点装置１は、寸法精度の比較的高い筐体４を用いれば、絶縁性の筐体を用いる場合に比べて、固定端子３１の位置のばらつきを低減できる、という利点がある。

すなわち、接点装置に用いられる絶縁性の筐体としては、一般的に、絶縁性、耐熱性、さらには必要に応じて気密性を確保するため、セラミック製の筐体が用いられるが、本実施形態では、絶縁部材５１を用いることで寸法精度の高い筐体４を採用できる。たとえば上述したような金属製の筐体４は、セラミック製の筐体に比べて寸法精度が高いため、筐体４に保持される固定端子３１の位置のばらつきを低減できる。

しかも、絶縁部材５１は、筐体４の底板４１における開口孔４１１の周囲に接合されている。そのため、この接点装置１は、仮に絶縁部材５１の寸法精度が低くても、底板４１に対する絶縁部材５１の接合位置（取付位置）を調整することで、固定端子３１の位置のばらつきを低減できる。

さらに、絶縁部材５１は、固定端子３１と筐体４との間の電気的な絶縁性を確保できる形状および寸法であればよい。そのため、絶縁部材５１にセラミックが用いられる場合でも、セラミック製の部品は単純かつ小型でよいので、セラミック製の筐体を用いる場合に比べて、金型や材料にかかるコストの低コスト化、歩留りの向上を図ることが可能である。

また、本実施形態のように、絶縁部材５１の内周面と固定端子３１の外周面との間に隙間ｇ１が形成されるように、絶縁部材５１の内径φ１は固定端子３１の外径φ２よりも大きく設定されていることが好ましい。この構成によれば、絶縁部材５１の内側（中空部５１１内）における固定端子３１の位置は、隙間ｇ１の範囲内で調整する余地がある。したがって、絶縁部材５１の寸法精度が低くても、筐体４に対する固定端子３１の位置のばらつきを容易に低減できる。この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意である。

なお、接点装置１は、絶縁部材５１の内周面と固定端子３１の外周面との間に隙間ｇ１が形成された構成により、固定端子３１と筐体４との電気的絶縁を確実に確保できるという利点もある。すなわち、接点装置１は、接点部２の開閉に伴い接点部２から金属粉などの飛散物が飛散し、この飛散物が絶縁部材５１に付着する可能性がある。ただし、本実施形態の接点装置１は、絶縁部材５１と固定端子３１との間に隙間ｇ１があることで、飛散物が絶縁部材５１に付着しても、固定端子３１と筐体４との間の絶縁性を確保できる。

また、本実施形態のように、筐体４には、開口孔４１１，４１２が２個以上形成され、固定端子３１，３２および絶縁部材５１，５２は、それぞれ開口孔４１１，４１２と一対一に対応するように開口孔４１１，４１２と同数個ずつ設けられていることが好ましい。この構成によれば、筐体４に対する一対の固定端子３１，３２の各々の位置のばらつきが低減されることで、一対の固定端子３１，３２間の距離のばらつきも低減されることになる。言い換えれば、一対の固定端子３１，３２間の距離の寸法精度が向上するという利点がある。

しかも、接点装置１として、定格絶縁電圧などにより一対の固定端子３１，３２間の距離が異なる複数の仕様が存在する場合、絶縁部材５１，５２については、複数の仕様に亘って共通の部品を用いることができる利点がある。つまり、筐体４に形成する一対の開口孔４１１，４１２間の距離を変更するだけで、絶縁部材５１，５２は共通としながらも、一対の固定端子３１，３２間の距離が異なる接点装置１を実現可能である。

さらにまた、本実施形態のように、筐体４は金属製であることが好ましい。この構成によれば、筐体４を非金属材料で形成する場合に比べて、簡単な加工で、寸法精度の高い筐体４を実現できるという利点がある。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意である。

筐体４が金属製である場合において、本実施形態のように、絶縁部材５１と底板４１との間に、金属製の筐体側スペーサ７１が設けられ、絶縁部材５１は、筐体側スペーサ７１を介して底板４１に接合されていることが好ましい。この構成によれば、絶縁部材５１と底板４１とが直接接合される構成に比べて、底板４１の材料の制約が緩和され、底板４１の材料の選択の自由度が高くなる。

詳しく説明すると、絶縁部材５１と底板４１とが直接接合される構成においては、たとえば絶縁部材５１がセラミック製で底板４１が金属製であれば、絶縁部材５１と底板４１とはろう付けによって接合される。ろう付けの工程においては、絶縁部材５１と底板４１とは高温環境下に置かれることになるため、通常、底板４１は、絶縁部材（セラミック）５１に熱膨張率が近い金属材料（４２アロイやコバール）で形成される。

これに対して、本実施形態の構成では、絶縁部材５１と筐体側スペーサ７１とがろう付けされるので、筐体側スペーサ７１が、絶縁部材５１に熱膨張率が近い金属材料で形成されていればよい。そのため、本実施形態の接点装置１は、筐体側スペーサ７１を備える構成により、底板４１の材料の制約が緩和され、底板４１の材料の選択の自由度が高くなるという利点がある。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意である。

また、筐体４が金属製である場合においては、本実施形態のように、筐体４は、少なくとも底板４１と底板４１以外の部位（筒状部４２）とが別部材であることが好ましい。この構成によれば、筐体４は、固定端子３１を保持する底板４１のみが、絶縁部材（セラミック）５１に熱膨張率が近い金属材料（４２アロイやコバール）で形成されていればよい。したがって、筐体４のうち底板４１以外の部位（筒状部４２）は、たとえばステンレス（ＳＵＳ３０４）等の加工性のよい材料を用いることができ、筐体４の全体が４２アロイやコバールで形成される場合に比べて絞り加工の歩留りが向上する。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意である。

また、本実施形態のように、固定端子３１と絶縁部材５１との間に、金属製の端子側スペーサ６１が設けられて、固定端子３１は、端子側スペーサ６１を介して絶縁部材５１に接合されていることが好ましい。この構成によれば、固定端子３１と絶縁部材５１とが直接接合される構成に比べて、固定端子３１の材料および形状の自由度が高くなる。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意である。

さらに、本実施形態のように、筐体４の内部空間が気密空間となるように、固定端子３１は絶縁部材５１に気密接合され、絶縁部材５１は底板４１に気密接合されていることが好ましい。この構成によれば、接点部２が気密空間に収納されることになるため、接点装置１は、様々な雰囲気中での使用が可能になる。接点装置１は、筐体４の内部空間に消弧性ガスを封入して、消弧性能の向上を図ることも可能である。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意である。

また、本実施形態に係る電磁継電器１００は、上記の接点装置１と、接点部２を開閉するように駆動する電磁石装置１０とを備えている。したがって、電磁継電器１００は、寸法精度の比較的高い筐体４を接点装置１に用いれば、絶縁性の筐体を用いる場合に比べて、固定端子３１の位置のばらつきを低減できる、という利点がある。

（実施形態２）
本実施形態に係る接点装置１は、図４に示すように、筐体４における底板４１と底板４１以外の部位（筒状部４２）とが一部材で構成されている点で、実施形態１の接点装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本実施形態においては、底板４１は筒状部４２と継ぎ目なく連続するように形成されている。ここでは一例として、４２アロイ（Ｆｅ−４２Ｎｉ）で形成された筐体４を用いることとするが、筐体４を４２アロイ製に限定する趣旨ではなく、筐体４はたとえばコバールなどで形成されていてもよい。

筐体４は、１枚の金属板から絞り加工によって形成され、図５に示すように、下面が開口した左右方向に長い中空の直方体状に形成される。筐体４の下面は、継鉄上板１１によって塞がれている。筐体４のうち底板４１となる部位には、一対の開口孔４１１，４１２が形成されている。

さらに、図４の例では、接点装置１は、端子側スペーサ６１，６２（図１参照）および筐体側スペーサ７１，７２（図１参照）が省略されている。なお、以下では、固定端子３１、開口孔４１１、小径部３１２、拡径部３１３、（第１の）脚部３１４、絶縁部材５１は、それぞれ固定端子３２、開口孔４１２、小径部３２２、拡径部３２３、（第２の）脚部３２４、絶縁部材５２に読み替え可能である。

具体的には、図４に示す接点装置１は、図６に示すように、拡径部３１３の下面から小径部３１２の外周面に沿って下方に突出する円環状の脚部３１４を、固定端子３１に有している。ここでは、脚部３１４の内径φ４は、絶縁部材５１の内径φ１よりも大きく、且つ絶縁部材５１の外径φ５より小さく設定されている（φ１＜φ４＜φ５）。なお、絶縁部材５１の外径φ５は、開口孔４１１の内径φ３よりも大きく設定されている（φ５＞φ３）。

固定端子３１は、脚部３１４の先端面（下端面）が絶縁部材５１の上面に接する状態で、脚部３１４の先端部（下端部）を絶縁部材５１に対して直接接合することにより、絶縁部材５１に直接固定される。固定端子３１と絶縁部材５１とは、ろう付けによって接合される。

絶縁部材５１は、その下面が底板４１の上面における開口孔４１１の周囲に接する状態で、その下面を底板４１に対して直接接合することにより、筐体（底板４１）４に直接固定される。絶縁部材５１と底板４１とは、ろう付けによって接合される。ろう付けの工程においては、絶縁部材５１と底板４１とは高温環境下に置かれることになるため、底板４１は、絶縁部材（セラミック）５１に熱膨張率が近い金属材料（４２アロイやコバール）で形成される。

以上説明した構成によれば、筐体４の底板４１と底板４１以外の部位とが一部材で形成されているので、これらが別部材である場合に比べて、筐体４の部品点数を削減することができる。また、上述した接点装置１は、端子側スペーサおよび筐体側スペーサが省略されていることで、さらなる部品点数の削減を図ることができる。なお、端子側スペーサが省略される場合には、固定端子３１は、上述したように脚部３１４を有する構成とし、脚部３１４の先端部を絶縁部材５１に接合することが好ましい。

ところで、端子側スペーサおよび筐体側スペーサが省略されていることは、本実施形態の接点装置１において必須ではなく、必要に応じて、端子側スペーサおよび筐体側スペーサの各々を適宜採用可能である。以下、固定端子３１、絶縁部材５１、端子側スペーサ６１、筐体側スペーサ７１は、それぞれ固定端子３２、絶縁部材５２、端子側スペーサ６２、筐体側スペーサ７２に読み替え可能である。

図７は、図４に示す構成に、端子側スペーサ６１を付加した接点装置１を示している。図７の例では、実施形態１と同様に、固定端子３１の脚部３１４が省略され、固定端子３１と絶縁部材５１との間に、金属製の端子側スペーサ６１が設けられて、固定端子３１は、端子側スペーサ６１を介して絶縁部材５１に接合されている。

図８は、図４に示す構成に、筐体側スペーサ７１を付加した接点装置１を示している。図８の例では、実施形態１と同様に、絶縁部材５１と底板４１との間に、金属製の筐体側スペーサ７１が設けられ、絶縁部材５１は、筐体側スペーサ７１を介して底板４１に接合されている。

また、図７の構成と図８の構成とを組み合わせることで、接点装置１は、実施形態１と同様に、端子側スペーサ６１と筐体側スペーサ７１との両方を備えていてもよい。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

１ 接点装置
１０ 電磁石装置
１００ 電磁継電器
２ 接点部
３１，３２ 固定端子
４ 筐体
４１ 底板
４１１，４１２ 開口孔
５１，５２ 絶縁部材
５１１，５２１ 中空部
６１，６２ 端子側スペーサ
７１，７２ 筐体側スペーサ
ｇ１ 隙間

Claims (10)

1. 接点部と、
   前記接点部に電気的に接続された固定端子と、
   箱状であって前記接点部を囲むように配置され、前記固定端子を通す開口孔が底板に形成された筐体と、
   電気的絶縁性を有し、中空部を囲む環状であって前記底板における前記開口孔の周囲に接合された絶縁部材とを備え、
   前記固定端子は、前記中空部を貫通する形で前記絶縁部材に固定され、前記絶縁部材を介して前記筐体に保持されている
   ことを特徴とする接点装置。
2. 前記絶縁部材の内周面と前記固定端子の外周面との間に隙間が形成されるように、前記絶縁部材の内径は前記固定端子の外径よりも大きく設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の接点装置。
3. 前記筐体には、前記開口孔が２個以上形成されており、
   前記固定端子および前記絶縁部材は、それぞれ前記開口孔と一対一に対応するように前記開口孔と同数個ずつ設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の接点装置。
4. 前記筐体は金属製である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の接点装置。
5. 前記絶縁部材と前記底板との間に、金属製の筐体側スペーサが設けられ、
   前記絶縁部材は、前記筐体側スペーサを介して前記底板に接合されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の接点装置。
6. 前記筐体は、少なくとも前記底板と前記底板以外の部位とが別部材である
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の接点装置。
7. 前記固定端子と前記絶縁部材との間に、金属製の端子側スペーサが設けられ、
   前記固定端子は、前記端子側スペーサを介して前記絶縁部材に接合されている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の接点装置。
8. 前記筐体の内部空間が気密空間となるように、前記固定端子は前記絶縁部材に気密接合され、前記絶縁部材は前記底板に気密接合されている
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の接点装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の接点装置と、
   前記接点部を開閉するように駆動する電磁石装置とを備える
   ことを特徴とする電磁継電器。
10. 接点部と、前記接点部に電気的に接続された固定端子と、箱状であって前記接点部を囲むように配置され、前記固定端子を通す開口孔が底板に形成された筐体と、電気的絶縁性を有し、中空部を囲む環状の絶縁部材とを備える接点装置の製造方法であって、
    前記中空部を貫通する形で前記固定端子を前記絶縁部材に固定する固定工程と、
    前記筐体に対する前記固定端子の相対的な位置を調整しつつ、前記固定端子が前記絶縁部材を介して前記筐体に保持されるように、前記絶縁部材を前記底板における前記開口孔の周囲に接合する接合工程とを含む
    ことを特徴とする接点装置の製造方法。

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