JP2016025040A - 電磁継電器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 組み立て容易な電磁継電器を提供する。【解決手段】 固定接点部110と、可動接点部120と、可動接点部120を動作させることで、可動接点を固定接点に接触させる電磁石装置130と、を有する電磁継電器100であって、電磁石装置130は、前記電磁石装置の鉄心面に対して吸着し、支点に対して回転運動することで可動接点部120を動作させる接極子131と、接極子131が前記鉄心面から離反するように、接極子131が回転運動する際の支点を挟んで前記鉄心面と反対側の接極子131の一部を押圧するヒンジばね135と、接極子131の側面の外側を固定位置として、ヒンジばね135の端部を固定する嵌合部と、を有し、前記嵌合部は、ヒンジばね135の取り付けに際して、ヒンジばね135を接極子131の上方から下方に向かって移動させることで、ヒンジばね135の端部を固定できるように構成されている。【選択図】図1

Description

本発明は電磁継電器に関する。
従来より、電気信号の入力に応じて接点の開閉を行う電磁継電器が広く普及している。一般に、電磁継電器は、固定接点部と、固定接点部に接触する可動接点部と、可動接点部を動作させるための電磁石装置とを備える。電磁石装置には、更に継鉄の端部を支点として回転運動する接極子が含まれており、接極子は、例えばヒンジばね等により所定方向に付勢されて取り付けられている(特許文献1参照)。
特開2010−123545号公報
しかしながら、特許文献1のように、ヒンジばねを継鉄と可動接点部との間に配置する構成とすると、電磁継電器の組み立て作業時に作業者は接極子との干渉を回避しながらヒンジばねの取り付けを行う必要があり、組み立て作業が容易でないという問題がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、組み立て容易な電磁継電器を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る電磁継電器は、以下のような構成を有する。すなわち、
固定接点を含む固定接点部と、
前記固定接点に接触する可動接点を含む可動接点部と、
前記可動接点部を動作させることで、前記可動接点を前記固定接点に接触させる電磁石装置と、を有する電磁継電器であって、
前記電磁石装置は、
前記電磁石装置の鉄心面に対して吸着し、支点に対して回転運動することで前記可動接点部を動作させる接極子と、
前記接極子が前記鉄心面から離反するように、前記接極子が回転運動する際の支点を挟んで前記鉄心面と反対側の前記接極子の一部を押圧するヒンジばねと、
前記接極子の側面の外側を固定位置として、前記ヒンジばねの端部を固定する固定部材と、を有し、
前記固定部材は、
前記ヒンジばねの取り付けに際して、前記ヒンジばねを前記接極子の上方から下方に向かって移動させることで、前記ヒンジばねの端部を固定できるように構成されていることを特徴とする。
本発明の各実施形態によれば、組み立て容易な電磁継電器を提供することが可能となる。
電磁継電器の全体構成を示す図である。 ヒンジばねの構成を示す図である。 ヒンジばねの接極子に対する付勢位置、付勢方向、電磁石装置における固定位置について説明するための図である。 電磁継電器の側面図である。 本実施形態に係るヒンジばねを用いた場合の利点を説明するための図である。 ヒンジばねの取り付け方法の詳細を説明するための図である。 ヒンジばねの詳細形状を説明するための図である。 ヒンジばねの固定部を嵌合部に嵌合させた様子を示す図である。
以下、本発明の各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
[第1の実施形態]
<1.電磁継電器の全体構成>
はじめに、本実施形態に係る電磁継電器の全体構成について説明する。図1は、外カバーを取り外した状態の電磁継電器の全体構成を示す図である。
図1に示すように、電磁継電器100は、固定接点部110と、可動接点部120と、電磁石装置130とを有しており、固定接点部110と、可動接点部120と、電磁石装置130とは、ベースモールド140と底板150とにより固定されている。また、底板150の下側には、端子160、170が突出している。
固定接点部110は、2つの固定接点ばね111と2つの固定接点112とを有し、2つの固定接点ばね111は、2つの端子160の一方とそれぞれ接続されている。同様に、可動接点部120も2つの可動接点ばねと2つの可動接点とを有し、それぞれが2つの固定接点ばね111及び2つの固定接点112と対向して配されている。2つの可動接点ばねは、保持部材137を介して接極子131に接続されている。
電磁石装置130は、接極子131、鉄心132、巻線133、継鉄134、ヒンジばね135、消弧用ヨーク136、保持部材137を有する。
接極子131は、継鉄134の上端部を支点として回転運動するよう構成されている。接極子131が継鉄134の上端部を支点として回転運動すると、保持部材137を介して接極子131に接続された可動接点部120は、可動接点と固定接点とが接触する接触位置と、可動接点と固定接点とが非接触となる非接触位置との間を往復動作する。
また、接極子131は、鉄心132の端面(鉄心面)に対して吸着離反する。具体的には、巻線133と接続された端子170に電圧が印加されることで電磁力が生じると、接極子131は鉄心面に吸着される。この結果、可動接点部120が接触位置に動作する。なお、可動接点部120が接触位置に動作すると、一方の端子160が、一方の固定接点及び可動接点、他方の可動接点及び固定接点を介して、他方の端子160と導通することとなる。
ヒンジばね135は、接極子131が鉄心面から離反する方向に接極子131を付勢する。なお、ヒンジばね135は、接極子131が鉄心面から離反する方向に接極子131を常に付勢しているため、端子170への電圧の印加が停止すると、ヒンジばねの付勢力によって接極子131は鉄心面から離反し、可動接点部120は非接触位置へと動作する。そして、次に端子170へ電圧が印加されるまでの間、可動接点部120の非接触位置が維持されることとなる。なお、ヒンジばね135の詳細構成は後述する。
消弧用ヨーク136は、可動接点と固定接点との接触位置の両側面に配置される。消弧用ヨーク136は、可動接点部120が接触位置から非接触位置へと動作する際に固定接点と可動接点との間で発生するアークを消弧するために配された、永久磁石(不図示)の磁力を強める役割を果たす。
<2.ヒンジばねの構成>
次にヒンジばね135の構成について説明する。図2は、ヒンジばね135の構成を示す図である。図2(a)、(b)に示すように、ヒンジばね135は、電磁石装置130に固定される固定部210と、接極子131を付勢する力を提供する付勢部220とを有する。なお、図2(a)、(b)の例では、ヒンジばね135の形状を説明する際の便宜上、x、y、z軸を定義している。
図2(a)に示すように、固定部210は、z軸方向に延びる部材211と212とを有する。
また、図2(b)に示すように、付勢部220は、部材211よりz軸方向に延びる部材221と、部材212よりz軸方向に延びる部材222とを有する。また、付勢部220は、部材221の部材211が接続された側と反対側の端部を折り曲げ形成される、x軸方向に延びる部材223と、部材222の部材212が接続された側と反対側の端部を折り曲げて形成されてx軸方向に延びる部材224とを有する。
更に、付勢部220は、一方が部材223の部材221が接続された側と反対側の端部と接続され、他方が部材224の部材222が接続された側と反対側の端部と接続された、y軸方向に延びる部材225を有する。
付勢部220は、x軸方向から見た場合及びz軸方向から見た場合に、y軸方向の中心位置に対して左右対称となるように形成されている。
付勢部220の部材223、224には、第1の接触領域231と第2の接触領域232とが含まれ、部材225には、第3の接触領域233が含まれる。付勢部220は、第1の接触領域231、第2の接触領域232、第3の接触領域233において接極子131の一部と接触することで、接極子131を、鉄心面から離反する方向に付勢する。
このように、本実施形態のヒンジばね135の形状によれば、付勢部220は、複数の領域において接極子131と接触し、接極子131を付勢する。なお、ヒンジばね135の形状は図2のものに限定されず、少なくとも1つの接触領域において接極子131を付勢するように構成してもよい。つまり、第1の接触領域231、第2の接触領域232または第3の接触領域233のいずれか1つの接触領域のみを有する形状により構成してもよい。
また、ヒンジばねは1つの部品として構成されている必要はない。例えば、部材211と部材221、223を有するヒンジばねと、部材212と付勢部220の部材222、224とを有するヒンジばねとの2つの独立したヒンジばねを設けてもよい。
<3.ヒンジばねの固定位置、付勢位置、付勢方向についての説明>
次に、電磁石装置130におけるヒンジばね135の固定位置、ヒンジばね135の接極子131に対する付勢位置、付勢方向について説明する。
図3は、ヒンジばね135の固定位置、付勢位置、付勢方向について説明するための図である。なお、図3(a)の例では、固定位置、付勢位置、付勢方向の説明をし易くするために、固定接点部110、可動接点部120、ベースモールド140、底板150、端子160等を省略している。また、図3(b)の例では、更に、ヒンジばね135を省略している。
図3(a)に示すように、ヒンジばね135の固定部210の部材211は、
・y軸方向において、接極子131の側面の外側、かつ、
・x軸方向において、接極子131が回転運動する際の支点(継鉄134の上端部)よりも鉄心面側、
に配された、図3に不図示の嵌合部に固定される。なお、図3の例では、ヒンジばね135の固定部210のうちの一方の部材211についてのみ図示しているが、他方の部材212についても、同様に、
・y軸方向において、接極子131の側面の外側、かつ、
・x軸方向において、接極子131が回転運動する際の支点(継鉄134の上端部)よりも鉄心面側、
に配された、不図示の嵌合部に固定される。
ヒンジばね135の付勢部220の第1の接触領域231、第2の接触領域232、第3の接触領域233は、x軸方向において支点を挟んで鉄心面と反対側に位置する接極子の一部311〜313(図3(b)参照)それぞれと接触する。これにより、付勢部220は、接極子の一部311〜313を矢印301方向に付勢する。この結果、電磁力が発生していない状態では、接極子131は鉄心面から離間し、可動接点と固定接点とは非接触の状態となる。
なお、ヒンジばね135の固定部210の部材211が固定される嵌合部を図4に示す。図4は、外カバーを取り外した状態の電磁継電器の側面図である。図4に示すように、ヒンジばね135の固定部210の部材211は継鉄134とベースモールド140との隙間に固定される。継鉄134とベースモールド140との隙間は、嵌合部400として作用する。なお、ヒンジばね135の固定部210の部材212についても同様に、継鉄134とベースモールド140との隙間(図4において不図示)に固定される。
<4.ヒンジばねの利点>
次に、本実施形態に係るヒンジばね135を用いた場合の利点について説明する。図5は、本実施形態に係るヒンジばね135を用いた場合の利点を説明するための図である。なお、図5では、ヒンジばね135を用いた場合の利点を説明するために、図5(a)に、ヒンジばね135の側面図、及び接極子131の平面図及び側面図を図示している。一方、図5(b)には、比較例のヒンジばねを接極子131を付勢するのに用いた場合の、ヒンジばねの側面図、及び接極子131の平面図及び側面図を図示している。
図5(a)に示すように、本実施形態の場合、ヒンジばね135の部材211は、y軸方向において接極子131の側面の外側の固定位置401に配された嵌合部400に固定される。同様に、部材212は、y軸方向において接極子131の側面の外側の固定位置401’に配された嵌合部に固定される。このため、ヒンジばね135を電磁石装置130に取り付ける際に、固定部210が接極子131と干渉することはない。
これに対して、図5(b)に示すヒンジばね435の場合、固定部410は、y軸方向において接極子131の内側の固定位置411に配された嵌合部440に固定される。なお、嵌合部440は、ヒンジばね435の固定部410を固定する部材であり、y軸方向において、接極子131の内側に配されている。このため、ヒンジばね435を電磁石装置に取り付ける際には、固定部410が接極子131と干渉する可能性があり、接極子131との干渉を避けながら、ヒンジばね435の取り付けを行う必要がある。
つまり、本実施形態に係るヒンジばね135では、図5(b)のヒンジばね435に対して固定位置を変えることで(411→401、401’)、ヒンジばね135の電磁石装置130への取り付けを容易にしている。この結果、組み立て容易な電磁継電器を提供することが可能となる。
また、図5(a)に示すように、本実施形態に係るヒンジばね135の場合、固定部210の部材211は、x軸方向において、支点よりも鉄心面側にある固定位置401で嵌合部400に固定される。また、固定部210の部材212は、x軸方向において、支点よりも鉄心面側にある固定位置401’で嵌合部(不図示)に固定される。このため、ヒンジばね135のばね長を長くすることができる。
これに対して、図5(b)に示すヒンジばね435の場合、固定部410が、x軸方向において、支点を挟んで鉄心面と反対側にある固定位置411で嵌合部440に固定される(継鉄134と可動接点部との間に固定される)。このため、ヒンジばね435のばね長を長くすることができない。
つまり、本実施形態に係るヒンジばね135では、図5(b)のヒンジばね435に対して固定位置を変えることで(411→401、401’)、ヒンジばね135のばね長を長くしている。ヒンジばね135のばね長を長くした場合、ヒンジばね135製造時の製造誤差の許容範囲を広くすることができる。
<5.ヒンジばねの取り付け方法>
次に、ヒンジばね135の取り付け方法の詳細について説明する。図6は、ヒンジばね135の取り付け方法の詳細を説明するための図である。
図6(a)に示すように、本実施形態に係るヒンジばね135は、電磁石装置130に取り付けられるにあたり、接極子131が継鉄134に取り付けられている状態で接極子131の上方から下方(z軸方向(マイナス側))に向かって移動する。ここで、図4に示したように嵌合部400は、ヒンジばね135の固定部210の部材211、212をz軸方向に嵌合するように形成されている。このため、電磁継電器100の組み立て作業において作業者は、ヒンジばね135を接極子131の上方から下方に向かって移動させることで、ヒンジばね135の固定部210の部材211、212を嵌合部に固定させることができる。
なお、上述した通り、嵌合部400等は、y軸方向において接極子131の側面の外側に設けられているため、作業者がヒンジばね135を接極子131の上方から下方に移動させた際に、ヒンジばね135の固定部210と接極子131とが干渉することはない。
また、図6(b)は、ヒンジばね135を取り付けた様子を上方から見た場合の平面図を示している。図6(b)に示すように、ヒンジばね135の付勢部220のうち、x軸方向及びy軸方向に延びる部材223〜225は、下記の条件を満たすような形状を有している。
・ヒンジばね135が取り付けられた状態で、第1乃至第3の接触領域231〜233が接極子131の一部311〜313とそれぞれ接触する。
・ヒンジばね135の取り付け時及び取り付け後において、第1乃至第3の接触領域231〜233以外の領域が接極子131と接触することがない。
つまり、ヒンジばね135をz軸方向(マイナス側)に移動させた場合に、ヒンジばね135の付勢部220と接極子131とが、第1乃至第3の接触領域231〜233以外の領域において干渉することがないように、付勢部220の平面形状が形成されている。
換言すると、付勢部220においてx軸方向及びy軸方向に延びる部材223〜225のうち、第1乃至第3の接触領域231〜233以外の領域は、接極子131の平面形状の外形(上方からみた場合の外形)に沿った平面形状を有している。
このため、ヒンジばね135の固定部210を嵌合部400等に容易に嵌合させることができる。つまり、ヒンジばね135の電磁石装置130への取り付けが容易になる。
<6.ヒンジばねの詳細形状>
次に、ヒンジばねの詳細形状について説明する。図7は、ヒンジばね135の詳細形状を説明するための図である。
図7(a)は、ヒンジばね135を正面から見た場合の正面図を、図7(b)は、ヒンジばね135を横から見た場合の側面図を、それぞれ示している。
図7(a)に示すように、固定部210の部材211、212の幅は付勢部220の部材221、222の幅よりも広く形成されており、部材211、212には、y軸方向に肩部601が形成されている。このため、電磁継電器100の組み立て作業において、作業者は、ヒンジばね135の固定部210を嵌合部400等に嵌合させるにあたり、z軸方向に肩部601、602を押圧することが可能になる。つまり、ヒンジばね135の固定部210を嵌合部400等に嵌合させるにあたり、作業者は付勢部220の部材223〜225等をz軸方向に押圧する必要がない。このため、ヒンジばね135の取り付け時に付勢部220が変形してしまうといった不具合が生じることがなくなり、作業者はヒンジばね135の取り付けを容易に行うことができるようになる。
なお、図7(b)に示すように、固定部210の部材211、212には、嵌合部400等に嵌合する際の嵌合方向(z軸方向(マイナス側))と反対方向(z軸方向(プラス側))の動きを規制する切り起こし部611、612が設けられている。このうち、切り起こし部612は、x軸方向(プラス側)に切り起こされている。切り起こし部612は、嵌合部400等に嵌合する際の嵌合方向(z軸方向(マイナス側))と反対方向(z軸方向(プラス側))の力が固定部210に加わった場合に、その先端を嵌合部400等に引っ掛ける役割を果たす。これにより、切り起こし部612では、ヒンジばね135の固定部210が嵌合部400等から抜けるのを防止することができる。
図8は、ヒンジばね135の固定部210を嵌合部400に嵌合させた様子を示す図である。図8に示すように、切り起こし部612の先端は、継鉄134に形成された突起134a(図3(b)参照)の下端引っ掛かる。このため、ヒンジばね135の嵌合方向(z軸方向(マイナス側))と反対の方向(z軸方向(プラス側))の力が固定部210に加わった場合でも、ヒンジばね135の固定部210が嵌合部400から抜けることはない。
一方、切り起こし部611は、x軸方向(マイナス側)に切り起こされている。切り起こし部611は、嵌合部400等をx軸方向(マイナス側)に押圧するため、嵌合部400等より力を受ける。つまり、ヒンジばね135の付勢部220は、x軸方向(プラス側)に付勢されるため、切り起こし部611がない場合と比較して、ヒンジばね135が接極子131を付勢する際の力を強化させることができる。
図8に示すように、切り起こし部611は、ベースモールド140の斜面800に接触する。切り起こし部611がばね性を有するため、斜面800に接した切り起こし部611は、ヒンジばね135の付勢部220をx軸方向(プラス側)に付勢する。
<7.まとめ>
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る電磁継電器では、
・ヒンジばねの固定部を、接極子の側面の外側であって、接極子が回転運動する際の支点よりも鉄心面側に固定するようにヒンジばねを形成した。
・ヒンジばねを接極子の上方から下方に移動させることでヒンジばねが電磁石装置に取り付けられるように、嵌合部の嵌合方向を、ヒンジばね取り付け時のヒンジばねの移動方向と一致させた。
・ヒンジばねの取り付けに際して、ヒンジばねの付勢部が接極子と干渉することがないよう、ヒンジばねの付勢部の平面形状を接極子の平面形状に則した形状にした。
これにより、ヒンジばねの電磁石装置への取り付けが容易となり、電磁継電器の組み立て性を向上させることが可能となる。
更に、ヒンジばねのばね長をより長くすることが可能となり、ヒンジばねの製造誤差の許容範囲を拡げることが可能となる。
[第2の実施形態]
上記第1の実施形態では、ヒンジばね135の固定部210を、嵌合部400に嵌合させる場合の嵌合深さを一定としたが、本発明はこれに限定されず、嵌合深さを任意に変更可能な構成としてもよい。嵌合深さを変更することで、ヒンジばね135が接極子131を付勢する際の付勢力を微調整することができるからである。
なお、嵌合部400に嵌合させる場合の嵌合深さは、例えば、ヒンジばね135の固定部210の部材211または212と同様の厚さ及び幅を有する金属片を、嵌合部400等に挿入することで調整することができる。特に、高さの異なる複数の金属片があれば、嵌合深さを微調整することもできる。
上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
100 :電磁継電器
110 :固定接点部
111 :固定接点ばね
112 :固定接点
120 :可動接点部
121 :可動接点ばね
122 :可動接点
130 :電磁石装置
131 :接極子
132 :鉄心
133 :巻線
134 :継鉄
135 :ヒンジばね
136 :消弧用ヨーク
137 :保持部材
140 :ベースモールド
150 :底板
160 :端子
170 :端子
210 :固定部
220 :付勢部
231 :第1の接触領域
232 :第2の接触領域
234 :第3の接触領域
400 :嵌合部
401 :固定位置
401’ :固定位置
601 :肩部
602 :肩部
611 :切り起こし部
612 :切り起こし部

Claims (6)

  1. 固定接点を含む固定接点部と、
    前記固定接点に接触する可動接点を含む可動接点部と、
    前記可動接点部を動作させることで、前記可動接点を前記固定接点に接触させる電磁石装置と、を有する電磁継電器であって、
    前記電磁石装置は、
    前記電磁石装置の鉄心面に対して吸着し、支点に対して回転運動することで前記可動接点部を動作させる接極子と、
    前記接極子が前記鉄心面から離反するように、前記接極子が回転運動する際の支点を挟んで前記鉄心面と反対側の前記接極子の一部を押圧するヒンジばねと、
    前記接極子の側面の外側を固定位置として、前記ヒンジばねの端部を固定する固定部材と、を有し、
    前記固定部材は、
    前記ヒンジばねの取り付けに際して、前記ヒンジばねを前記接極子の上方から下方に向かって移動させることで、前記ヒンジばねの端部を固定できるように構成されていることを特徴とする電磁継電器。
  2. 前記固定部材は、前記支点よりも前記鉄心面の側を固定位置として前記ヒンジばねの端部を固定することを特徴とする請求項1に記載の電磁継電器。
  3. 前記固定部材は、
    前記ヒンジばねの取り付けに際して、前記ヒンジばねを前記接極子の上方から下方に向かって移動させる場合の移動方向と、前記ヒンジばねの端部を嵌合する場合の嵌合方向とが一致するように構成されていること特徴とする請求項2に記載の電磁継電器。
  4. 前記ヒンジばねは、前記接極子の平面形状の外形に則して形成されていることを特徴とする請求項3に記載の電磁継電器。
  5. 前記ヒンジばねの端部には、前記嵌合方向と反対方向の動きを規制する切り起こし部が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の電磁継電器。
  6. 前記ヒンジばねは、端部が前記接極子の一方の側面の外側において固定される第1のヒンジばねと、端部が前記接極子の他方の側面の外側において固定される第2のヒンジばねとを含むことを特徴とする請求項1に記載の電磁継電器。
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