JP2016031802A - 電磁継電器及びコイル端子 - Google Patents

Abstract

【課題】可動接点と固定接点との間に流れる電流の向きにかかわらず、アークを効果的に消弧すると共に製造コストを低減できる電磁継電器及びコイル端子を提供する。
【解決手段】電磁継電器１は、ベース２８と、各々、固定接点３８と、ベースに固定される第１の支点２２ｄとを有する一対の固定接点端子２２と、各々、固定接点と接離する可動接点３６を有する一対の可動片を含む可動接点ばね１８と、可動接点ばねに連結され、第２の支点１６ｅを中心とする回転運動により可動接点ばねを移動させる接極子１６と、接極子の駆動する電磁石装置３１と、一対の固定接点端子間及び一対の可動片間に配置され、磁界を発生する永久磁石１２とを備え、第１の支点と第２の支点とは可動接点又は固定接点に対して互いに逆方向に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁継電器及びコイル端子に関する。

従来より、磁気消弧用永久磁石によってリレー接点間に磁束を発生させ、リレー接点間に発生するアークをローレンツ力により引き延ばすことで消弧する電磁継電器が知られている。例えば、複数の磁気消弧用永久磁石を備える電磁継電器として、特許文献１〜４の電磁継電器が知られている。また、アークを一方向に引き伸ばす電磁継電器として、特許文献２、３、５〜７の電磁継電器が知られている。

特開２０１３−１９６７８３号公報 特許第５０８５７５４号明細書 特許第４８１０９３７号明細書 特開２０００−６７７２５号公報 特許第５２０２０７２号明細書 実開昭６３−１５７１４３号公報 特開平１０−３２６５５３号公報

上記特許文献１〜４の電磁継電器は、複数の磁気消弧用永久磁石を備えるので、１つの磁気消弧用永久磁石を備える電磁継電器と比べて、製造コストが増加するという課題がある。

また、上記特許文献２、３、５〜７の電磁継電器は、アークを一方向に引き伸ばすが、固定接点と可動接点との間に流れる電流の向きによっては、アークを効果的に引き伸ばすことができないおそれがある。即ち、上記特許文献２、３、５〜７の電磁継電器は、可動接点と固定接点との間に流れる電流の向きに応じて、アークの消弧性能に差異が生じるというという課題がある。

本発明は、可動接点と固定接点との間に流れる電流の向きにかかわらず、アークを効果的に消弧すると共に製造コストを低減できる電磁継電器及びコイル端子を提供することにある。

上記目的を達成するため、明細書に開示された電磁継電器は、ベースと、各々、固定接点と、前記ベースに固定される第１の支点とを有する一対の固定接点端子と、各々、前記固定接点と接離する可動接点を有する一対の可動片を含む可動接点ばねと、前記可動接点ばねに連結され、第２の支点を中心とする回転運動により前記可動接点ばねを移動させる接極子と、前記接極子を駆動する電磁石装置と、前記一対の固定接点端子間及び前記一対の可動片間に配置され、磁界を発生する永久磁石と、を備え、前記第１の支点と前記第２の支点とは前記可動接点又は前記固定接点に対して互いに逆方向に配置されていることを特徴とする。

明細書に開示されたコイル端子は、一枚の金属板を折り曲げて形成されるコイル端子であって、自身の水平方向の移動を規制する垂直部と、自身の垂直方向の移動を規制する水平部と、前記垂直部から鉛直下方に延出し、電源と接続する脚部と、前記水平部の一端から斜め方向に立設され、コイルが巻かれるコイル絡げ部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、可動接点と固定接点との間に流れる電流の向きにかかわらず、アークを効果的に消弧すると共に製造コストを低減できる。

本実施の形態に係る電磁継電器（リレー）１の分解図である。 リレー１の斜視図である。 （Ａ）はケース１０の内部構成を示す図である。（Ｂ）は接極子１６の側面図である。 （Ａ）は、可動接点ばね１８の正面図であり、（Ｂ）は、可動接点ばね１８の側面図である。（Ｃ）は、固定接点端子２２ａ及び２２ｂの正面図であり、（Ｄ）は、固定接点端子２２ａ及び２２ｂの側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、リレー１の変形例を示す図である。 （Ａ）は、リレー１に流れる電流の向きを模式的に示す図であり、（Ｂ）は固定接点端子２２ａ側から見た場合のアーク消弧を示す図であり、（Ｃ）は固定接点端子２２ｂ側から見た場合のアーク消弧を示す図である。 （Ａ）は、リレー１に流れる電流の向きを模式的に示す図であり、（Ｂ）は固定接点端子２２ａ側から見た場合のアーク消弧を示す図であり、（Ｃ）は固定接点端子２２ｂ側から見た場合のアーク消弧を示す図である。 （Ａ）は、可動接点ばね１８０の正面図であり、（Ｂ）は、可動接点ばね１８０の側面図である。（Ｃ）は、可動接点ばね１８０の変形例の正面図であり、（Ｄ）は、可動接点ばね１８０の変形例の側面図である。 （Ａ）は、固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂの正面図であり、（Ｂ）は、固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂの側面図である。 （Ａ）は固定接点端子２２０ａ側から見た場合のアーク消弧を示す図であり、（Ｂ）は固定接点端子２２０ｂ側から見た場合のアーク消弧を示す図である。 リレー１の断面図である。 （Ａ）は、ケース１０が外されているリレー１の斜視図である。（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。 （Ａ）は、ベース２８及び一対のコイル端子３２の概略構成図であり、（Ｂ）は、一対のコイル端子３２がベース２８に圧入された状態を示す図である。（Ｃ）は、ベース２８の背面図であり、（Ｄ）はコイル端子３２ｂを示す図である。 従来のリレーに装着されたコイル端子を示す図である。 （Ａ）は、ケース１０が装着されていない場合のリレー１の底面図である。（Ｂ）は、ケース１０が装着されている場合のリレー１の底面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本実施の形態に係る電磁継電器（以下、リレーという）の分解図である。図２は、リレーの斜視図である。

本実施の形態に係るリレー１は、直流高電圧対応リレーであり、例えば、電気自動車のバッテリープリチャージ（メインリレー接点への突入電流防止）用リレーとして使用される。ここで、直流高電圧は、ＩＥＣ（International Electrotechnical Commission）で規定される高電圧ではなく、例えば、一般的な自動車バッテリーで使用される１２ＶＤＣ又は２４ＶＤＣを越える電圧を意味する。

リレー１は、直流高電圧の負荷遮断時に、固定接点と可動接点との間に発生するアークを確実に消弧する必要がある。また、一般的な直流高電圧対応リレーでは負荷側の接続に極性の指定があるが、バッテリープリチャージ用リレーであるリレー１では、バッテリー充電時及び放電時に電流方向が互いに逆転するため、負荷側の接続の極性を指定しないことが要求される。従って、リレー１は、可動接点と固定接点との間に流れる電流の向きにかかわらず、アークを消弧する必要がある。尚、リレー１の用途は、電気自動車に限定されるものではなく、様々な装置や設備に利用することができる。

図１に示すように、リレー１は、ケース１０、磁気消弧用の永久磁石１２、ヒンジばね１４、接極子１６、可動接点ばね１８、絶縁カバー２０、固定接点端子２２（２２ａ，２２ｂ）、鉄芯２４、スプール２６、ベース２８、コイル３０、一対のコイル端子３２（３２ａ，３２ｂ）及び継鉄３４を備えている。一対のコイル端子３２（３２ａ，３２ｂ）は、鉄芯２４、スプール２６及びコイル３０で構成される電磁石装置を励磁するための電流を供給する。

図３（Ａ）に示すように、ケース１０の内部には、磁石ホルダー１０１が形成されており、磁石ホルダー１０１内に永久磁石１２が保持される。磁石ホルダー１０１内に保持された永久磁石１２は、図２に示すように、固定接点端子２２ａ，２２ｂの間に配置される。なお、図２ではケース１０を図示省略している。また、例えば、永久磁石１２のＮ極を有する面は固定接点端子２２ｂ側に向けられており、永久磁石１２のＳ極を有する面は固定接点端子２２ａ側に向けられている。尚、Ｎ極を有する面とＳ極を有する面の位置が逆であってもよい。また、永久磁石１２として、例えば、残留磁束密度、保持力及び耐熱性に優れているサマリウムコバルト磁石を利用する。特に、アークの熱が永久磁石１２に伝わるので、ネオジム磁石よりも耐熱性に優れているサマリウムコバルト磁石が利用される。

図１に戻り、ヒンジばね１４は、側面視で逆Ｌ字状に形成されており、接極子１６の垂下部１６ｂを下方向に付勢する水平部１４ａと、継鉄３４の垂直部３４ｂに固定される垂下部１４ｂとを備えている。

接極子１６は、図３（Ｂ）に示すように側面視で「く」の字の形状の磁性体であり、鉄芯２４に吸着される平板部１６ａと、屈曲部１６ｃを介して平板部１６ａから下方に延びる垂下部１６ｂとを備えている。さらに、図１および図２に示すように、屈曲部１６ｃの中央には、ヒンジばね１４の水平部１４ａが突出するように、貫通孔１６ｄが形成されている。また、平板部１６ａには、継鉄３４の突起部３４ｃが嵌るような切り欠き部１６ｅが形成されている。垂下部１６ｂには、可動接点ばね１８を垂下部１６ｂにかしめ固定するための突起１６ｆが設けられている。

接極子１６は、継鉄３４の突起部３４ｃに嵌められた切り欠き部１６ｅを支点として回転運動をする。コイル３０に電流が流れると、鉄芯２４が平板部１６ａを吸着する。このとき、ヒンジばね１４の水平部１４ａは垂下部１６ｂと接触し、垂下部１６ｂから上方向に押される。コイル３０の電流が切断されると、ヒンジばね１４の水平部１４ａの復元力により垂下部１６ｂは押し下げられる。これにより、平板部１６ａは鉄芯２４から引き離される。ここで、鉄芯２４又は絶縁カバー２０に対向する平板部１６ａの面を第１面とし、第１面の裏面を第２面とする。また、継鉄３４又は絶縁カバー２０に対向する垂下部１６ｂの面を第１面とし、第１面の裏面を第２面とする。

図４（Ａ）は、可動接点ばね１８の正面図であり、図４（Ｂ）は、可動接点ばね１８の側面図である。図４（Ｃ）は、固定接点端子２２ａ及び２２ｂの正面図であり、図４（Ｄ）は、固定接点端子２２ａ及び２２ｂの側面図である。

可動接点ばね１８は、正面視でコの字形状の導電性の板ばねであり、一対の可動片、即ち第１可動片１８ａ及び第２可動片１８ｂと、第１可動片１８ａ及び第２可動片１８ｂの上端を互いに連結する連結部１８ｃとを備えている。

第１可動片１８ａ及び第２可動片１８ｂは、中央より下端に近い位置１８ｄａ及び位置１８ｄｂでそれぞれ折曲加工されている。ここで、第１可動片１８ａの位置１８ｄａより下の部分を下部１８ａ１とし、第１可動片１８ａの位置１８ｄａより上の部分を上部１８ａ２とする。同様に、第２可動片１８ｂの位置１８ｄｂより下の部分を下部１８ｂ１とし、第２可動片１８ｂの位置１８ｄｂより上の部分を上部１８ｂ２とする。

第１可動片１８ａの下部１８ａ１には、耐アーク性に優れた材料からなる可動接点３６ａが設けられている。第２可動片１８ｂの下部１８ｂ１には、耐アーク性に優れた材料からなる可動接点３６ｂが設けられている。第１可動片１８ａ及び第２可動片１８ｂは、可動接点３６ａ及び３６ｂ（第１可動接点及び第２可動接点）がそれぞれ接触する後述する固定接点３８ａ及び３８ｂ（第１固定接点及び第２固定接点）から離れる方向に、第１可動片１８ａの上部１８ａ２及び第２可動片１８ｂの上部１８ｂ２がそれぞれ折り曲げられている。

連結部１８ｃには、垂下部１６ｂに設けられた突起１６ｆに嵌められる貫通孔１８ｅが形成されている。突起１６ｆが貫通孔１８ｅに嵌められてかしめられることで、可動接点ばね１８は接極子１６の垂下部１６ｂの第１面に固定される。

固定接点端子２２ａ及び２２ｂは、ベース２８に設けられた不図示の貫通孔に上方から圧入され、ベース２８に固定される。固定接点端子２２ａ及び２２ｂは、側面視でクランク状に曲げられている。固定接点端子２２ａ及び２２ｂの各々は、上部２２ｅ、傾斜部２２ｆ及び下部２２ｄを備えている。上部２２ｅは傾斜部２２ｆを介して下部２２ｄに連結され、上部２２ｅ、傾斜部２２ｆ及び下部２２ｄは一体形成されている。固定接点端子２２ａ及び２２ｂをベース２８に固定する下部２２ｄは支点として機能する。上部２２ｅは下部２２ｄよりも可動接点ばね１８又は絶縁カバー２０から離れるように曲げられている。固定接点端子２２ａ及び２２ｂの上部２２ｅには、耐アーク性に優れた材料からなる固定接点３８ａ及び３８ｂがそれぞれ設けられている。固定接点端子２２ａ及び２２ｂの下部２２ｄには、不図示の電源等に接続される２股端子２２ｃが設けられている。

図１に戻り、絶縁カバー２０は、樹脂で構成されており、絶縁カバー２０の天井部２０ｅには、鉄芯２４の頭部２４ａを露出する貫通孔２０ａが形成されている。絶縁カバー２０の底部には、絶縁カバー２０をベース２８に固定するために突起状の固定部２０ｂ（第１固定部）及び２０ｃ（第２固定部）が形成されている。固定部２０ｂはベース２８の一端に係合し、固定部２０ｃはベース２８の不図示の孔に挿入される。また、樹脂で構成されたバックストップ２０ｄが絶縁カバー２０と一体形成されている。このストッパーとしてのバックストップ２０ｄは、コイル３０に電流が流れない場合（即ち、後述する電磁石装置３１がオフの場合）に、可動接点ばね１８と当接する。バックストップ２０ｄにより、可動接点ばね１８及び継鉄３４のような金属部品同士の衝突音の発生を抑制できる。従って、リレー１の作動音を低減できる。

鉄芯２４は、スプール２６の頭部２６ｂに形成された貫通孔２６ａに挿入される。スプール２６にはコイル３０が巻線されており、ベース２８と一体形成されている。鉄芯２４、スプール２６及びコイル３０は、電磁石装置３１を構成する。電磁石装置３１は電流のオン／オフに応じて接極子１６の平板部１６ａを引きつけたり又は引きつけを解除する。これにより、固定接点端子２２ａ及び２２ｂに対する可動接点ばね１８の開閉動作が実行される。ベース２８には、一対のコイル端子３２が圧入され、一対のコイル端子３２にはそれぞれコイル３０の巻線が絡げられる。

継鉄３４は、側面視でＬ字形の導電性の部材であり、ベース２８の裏面に固定される水平部３４ａと、水平部３４ａに対して垂直に立設される垂直部３４ｂとを備えている。垂直部３４ｂは、ベース２８の下方からベース２８の不図示の貫通孔及び絶縁カバー２０の不図示の貫通孔に圧入される。これにより、図２に示すように、垂直部３４ｂの上部の両端に設けられた突起部３４ｃが絶縁カバー２０の天井部２０ｅから突出する。

尚、永久磁石１２の磁束の方向を安定させ、漏れ磁束を減らすために、図５（Ａ）に示すように２枚の板状の継鉄４０ａ、４０ｂを設けてもよい。この場合、継鉄４０ａは永久磁石１２の極性（例えばＳ極）を有する面と対向し、永久磁石１２と当該継鉄４０ａとで固定接点端子２２ａを挟むように配置される。継鉄４０ｂは永久磁石１２の極性（例えばＮ極）を有する面と対向し、永久磁石１２と当該継鉄４０ｂとで固定接点端子２２ｂを挟むように配置される。また、永久磁石１２の磁束の方向を安定させ、漏れ磁束を減らすために、図５（Ｂ）に示すようにコの字状の継鉄３９を設けてもよい。この場合、継鉄３９は、永久磁石１２のそれぞれ極性を有する２面に対向し、且つ永久磁石１２及び固定接点端子２２ａ，２２ｂを取り囲むように配置されている。

図６（Ａ）は、リレー１に流れる電流の向きを模式的に示す図であり、特に固定接点と可動接点とが離れている状態を図示している。図６（Ｂ）は固定接点端子２２ａ側から見た場合のアーク消弧を示す図であり、図６（Ｃ）は固定接点端子２２ｂ側から見た場合のアーク消弧を示す図である。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）において、電流の流れる向き（第１方向）は矢印で示されている。

図６（Ａ）では、固定接点端子２２ａ及び２２ｂのいずれか一方が不図示の電源側に接続され、他方が不図示の負荷側に接続されている。コイル３０に電流が流れると、鉄芯２４が平板部１６ａを吸着し、突起部３４ｃ及び切り欠き部１６ｅを支点として接極子１６が回動する。接極子１６の回動に伴って垂下部１６ｂ及び垂下部１６ｂに固定された可動接点ばね１８が回転し、可動接点３６ａ及び３６ｂはそれぞれ対応する固定接点３８ａ及び３８ｂに接触する。可動接点３６ａ及び３６ｂと固定接点３８ａ及び３８ｂとが接触している状態で、例えば固定接点端子２２ｂに電圧が印加されると、電流は、図６（Ａ）に示すように、固定接点端子２２ｂ、固定接点３８ｂ、可動接点３６ｂ、第２可動片１８ｂ、連結部１８ｃ、第１可動片１８ａ、可動接点３６ａ、固定接点３８ａ、固定接点端子２２ａの順に流れる。そして、コイル３０に流れる電流が切断されると、ヒンジばね１４の復元力によって接極子１６が図６（Ｂ）に示される反時計方向に回動する。接極子１６の回動によって、可動接点３６ａ及び３６ｂはそれぞれ固定接点３８ａ及び３８ｂから離れ始めるが、可動接点３６ａ及び固定接点３８ａ間を流れる電流並びに可動接点３６ｂ及び固定接点３８ｂ間を流れる電流は完全には遮断されず、固定接点３８ａ及び３８ｂと可動接点３６ａ及び３６ｂとの間にアークが発生する。

図６（Ａ）〜（Ｃ）に図示するリレー１では、電流が可動接点３６ａから固定接点３８ａに流れる場所では、図６（Ｂ）に示すように磁界の向きは固定接点端子２２ａから固定接点端子２２ｂに向かう奥行き方向である。従って、可動接点３６ａ及び固定接点３８ａ間に発生するアークは、ローレンツ力により図６（Ｂ）の矢印Ａで示すように下方向（第３の方向）の空間に引き伸ばされて消弧する。一方、電流が固定接点３８ｂから可動接点３６ｂに流れている場所では、図６（Ｃ）に示すように磁界の向きは固定接点端子２２ａから固定接点端子２２ｂに向かう奥行き方向である。従って、可動接点３６ｂ及び固定接点３８ｂ間に発生するアークは、ローレンツ力により図６（Ｃ）の矢印Ｂで示すように上方向（第４の方向）の空間に引き伸ばされて消弧する。

図７（Ａ）は、リレー１に流れる電流の向きを模式的に示す図であり、図７（Ｂ）は固定接点端子２２ａ側から見た場合のアーク消弧を示す図であり、図７（Ｃ）は固定接点端子２２ｂ側から見た場合のアーク消弧を示す図である。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）において、電流の流れる向き（第２方向）は矢印で示されている。なお、電流の流れる向きは、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）の例とは逆になっている。

図７（Ａ）では、図６（Ａ）と同様に、固定接点端子２２ａ及び２２ｂのいずれか一方が不図示の電源側に接続され、他方が不図示の負荷側に接続されている。コイル３０に電流が流れると、鉄芯２４が平板部１６ａを吸着し、突起部３４ｃ及び切り欠き部１６ｅを支点として接極子１６が回動する。接極子１６の回動に伴って垂下部１６ｂ及び垂下部１６ｂに固定された可動接点ばね１８が回転し、可動接点３６ａ及び３６ｂはそれぞれ対応する固定接点３８ａ及び３８ｂに接触する。可動接点３６ａ及び３６ｂと固定接点３８ａ及び３８ｂとが接触している状態で、例えば、固定接点端子２２ａに電圧が印加されると、電流は、図７（Ａ）に示すように、固定接点端子２２ａ、固定接点３８ａ、可動接点３６ａ、第１可動片１８ａ、連結部１８ｃ、第２可動片１８ｂ、可動接点３６ｂ、固定接点３８ｂ、固定接点端子２２ｂの順に流れる。そして、コイル３０に流れる電流が切断されると、ヒンジばね１４の復元力によって接極子１６が図７（Ｂ）に示される反時計方向に回動する。接極子１６の回動によって、可動接点３６ａ及び３６ｂはそれぞれ固定接点３８ａ及び３８ｂから離れ始めるが、可動接点３６ａ及び固定接点３８ａ間を流れる電流並びに可動接点３６ｂ及び固定接点３８ｂ間を流れる電流は完全には遮断されず、固定接点３８ａ及び３８ｂと可動接点３６ａ及び３６ｂとの間にアークが発生する。

図７（Ａ）〜（Ｃ）に図示するリレー１では、電流が固定接点３８ａから可動接点３６ａに流れる場所では、図７（Ｂ）に示すように、磁界の向きは固定接点端子２２ａから固定接点端子２２ｂに向かう奥行き方向である。従って、可動接点３６ａ及び固定接点３８ａ間に発生するアークは、ローレンツ力により図７（Ｂ）の矢印Ａで示すように上方向の空間に引き伸ばされて消弧する。一方、電流が可動接点３６ｂから固定接点３８ｂに流れている場所では、図７（Ｃ）に示すように、磁界の向きは固定接点端子２２ａから固定接点端子２２ｂに向かう奥行き方向である。従って、可動接点３６ｂ及び固定接点３８ｂ間に発生するアークは、ローレンツ力により図７（Ｃ）の矢印Ｂで示すように下方向の空間に引き伸ばされて消弧する。

従って、図６（Ａ）〜図７（Ｃ）によれば、本実施の形態のリレー１は、可動接点３６ａ及び固定接点３８ａ間を流れる電流並びに可動接点３６ｂ及び固定接点３８ｂ間を流れる電流の向きに関わらず、可動接点３６ａ及び固定接点３８ａ間に発生するアークと可動接点３６ｂ及び固定接点３８ｂ間に発生するアークとを同時に、且つそれぞれ反対方向の空間にそれぞれ引き伸ばして消弧することができる。

また、接極子１６及び可動接点ばね１８を含む可動部材の支点（例えば切り欠き部１６ｅ）が可動接点３６ａ及び３６ｂ又は固定接点３８ａ及び３８ｂの上側に配置され、固定接点端子２２ａ及び２２ｂの支点（例えば、下部２２ｄ）が可動接点３６ａ及び３６ｂ又は固定接点３８ａ及び３８ｂの下側に配置されている。従って、可動接点３６ａ及び固定接点３８ａ間に流れる電流の向きに応じて、可動接点３６ａ及び固定接点３８ａ間に発生するアークを上方向に引き伸ばしても、下方向に引き伸ばしても、アークを引き伸ばす空間を確保することができる。同様に、可動接点３６ｂ及び固定接点３８ｂ間に流れる電流の向きに応じて、可動接点３６ｂ及び固定接点３８ｂ間に発生するアークを上方向に引き伸ばしても、下方向に引き伸ばしても、アークを引き伸ばす空間を確保することができる。

以下、可動接点ばね１８の変形例及び固定接点端子２２ａ及び２２ｂの変形例について説明する。

図８（Ａ）は、可動接点ばね１８０の正面図であり、図８（Ｂ）は、可動接点ばね１８０の側面図である。図８（Ｃ）は、可動接点ばね１８０の変形例の正面図であり、図８（Ｄ）は、可動接点ばね１８０の変形例の側面図である。可動接点ばね１８０において、図４（Ａ）、（Ｂ）の可動接点ばね１８と同じ構成には同一の参照符号を付す。

図８（Ａ）に示すように、可動接点ばね１８０は、正面視でコの字形状の導電性の板ばねであり、一対の可動片、即ち第１可動片１８ａ及び第２可動片１８ｂと、第１可動片１８ａ及び第２可動片１８ｂの上端を互いに連結する連結部１８ｃとを備えている。

第１可動片１８ａは、中央より下端に近い位置１８ｄａ及び位置１８ｄａよりも下端に近い位置１８ｅａの２ヶ所で２回折曲加工されている。第２可動片１８ｂは、中央より下端に近い位置１８ｄｂ及び位置１８ｄｂよりも下端に近い位置１８ｅｂの２ヶ所で２回折曲加工されている。ここで、第１可動片１８ａの位置１８ｅａより下の部分を最下部１８ａ３とし、位置１８ｅａと位置１８ｄａの間の部分を下部１８ａ１とし、第１可動片１８ａの位置１８ｄａより上の部分を上部１８ａ２とする。同様に、第２可動片１８ｂの位置１８ｅｂより下の部分を最下部１８ｂ３とし、位置１８ｅｂと位置１８ｄｂの間の部分を下部１８ｂ１とし、第２可動片１８ｂの位置１８ｄｂより上の部分を上部１８ｂ２とする。

第１可動片１８ａの下部１８ａ１には、耐アーク性に優れた材料からなる可動接点３６ａが設けられている。第２可動片１８ｂの下部１８ｂ１には、耐アーク性に優れた材料からなる可動接点３６ｂが設けられている。第１可動片１８ａ及び第２可動片１８ｂは、第１可動片１８ａの上部１８ａ２及び最下部１８ａ３並びに第２可動片１８ｂの上部１８ｂ２及び最下部１８ｂ３が固定接点端子２２ａ及び２２ｂからそれぞれ離れる方向に折り曲げられている。

上部１８ａ２及び上部１８ｂ２は、接点間で発生したアークを上方向の空間に移動させるアークランナーとして機能する。最下部１８ａ３及び最下部１８ｂ３は、接点間で発生したアークを下方向の空間に移動させるアークランナーとして機能する。

連結部１８ｃには、垂下部１６ｂに設けられた突起１６ｆに嵌められる貫通孔１８ｅが形成されている。突起１６ｆが貫通孔１８ｅに嵌められ、かしめられることで、可動接点ばね１８は接極子１６の垂下部１６ｂの第１面に固定される。

また、最下部１８ａ３の面に沿って、最下部１８ａ３から可動接点３６ａに向けて突出する、下部１８ａ１に対して傾いている切り起こし部１８ｆａ（第１切り起こし部）が第１可動片１８ａに形成されている。さらに、最下部１８ｂ３の面に沿って、最下部１８ｂ３から可動接点３６ｂに向けて突出する、下部１８ｂ１に対して傾いている切り起こし部１８ｆｂ（第１切り起こし部）が第２可動片１８ｂ形成されている。最下部１８ａ３及び１８ｂ３に繋がっている切り起こし部１８ｆａ及び１８ｆｂにより、可動接点３６ａと最下部１８ａ３（つまり接点以外の部材）との間の距離及び可動接点３６ｂと最下部１８ｂ３との間の距離が短くなる。よって、可動接点３６ａと固定接点３８ａとの間に発生するアーク及び可動接点３６ｂと固定接点３８ｂとの間に発生するアークがこれらの接点から最下部１８ａ３及び１８ｂ３（つまり接点以外の部材）にそれぞれ素早く移動することができる。従って、切り起こし部１８ｆａ及び１８ｆｂは、これらの接点の消耗を抑制することができる。

また、図８（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、上部１８ａ２の面に沿って、下部１８ａ１に対して傾くように上部１８ａ２から可動接点３６ａに向けて突出する切り起こし部１８ｇａ（第２切り起こし部）が第１可動片１８ａに形成されてもよい。さらに、上部１８ｂ２の面に沿って、下部１８ｂ１に対して傾くように上部１８ｂ２から可動接点３６ｂに向けて突出する切り起こし部１８ｇｂ（第２切り起こし部）が第２可動片１８ｂに形成されてもよい。

図９（Ａ）は、固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂの正面図であり、図９（Ｂ）は、固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂの側面図である。固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂにおいて、図４（Ｃ）、（Ｄ）の固定接点端子２２ａ及び２２ｂと同じ構成には同一の参照符号を付す。

固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂは、ベース２８に設けられた不図示の貫通孔に上方から圧入され、ベース２８に固定される。固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂは、側面視でクランク状に曲げられている。固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂの各々は、最上部２２ｇ、上部２２ｅ、傾斜部２２ｆ及び下部２２ｄを備えている。固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂがベース２８に固定されている下部２２ｄは支点として機能する。上部２２ｅは下部２２ｄよりも可動接点ばね１８０又は絶縁カバー２０から離れるように曲げられている。固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂの上部２２ｅには、耐アーク性に優れた材料からなる固定接点３８ａ及び３８ｂがそれぞれ設けられている。固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂの下部２２ｄには、不図示の電源等に接続される２股端子２２ｃが設けられている。

固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂは、最上部２２ｇを有する点で図４（Ｃ）の固定接点端子２２ａ及び２２ｂと異なる。最上部２２ｇは、固定接点３８ａ及び３８ｂよりも上の位置２２ｈで固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂを折曲加工することで形成されている。図９（Ａ）及び（Ｂ）では、位置２２ｈより上の部分が最上部２２ｇであり、位置２２ｈと傾斜部２２ｆとの間の部分が上部２２ｅである。

最上部２２ｇは上部２２ｅよりも可動接点ばね１８０又は絶縁カバー２０から離れるように曲げられている。最上部２２ｇは、接点間で発生したアークを上方向の空間に移動させるアークランナーとして機能する。また、最上部２２ｇの面に沿って、上部２２ｅに対して傾くように形成された、最上部２２ｇから固定接点３８ａ及び３８ｂに向けて突出する切り起こし部２２ｉ（第３切り起こし部）が固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂに形成されている。

図１０（Ａ）は固定接点端子２２０ａ側から見た場合のアーク消弧を示す図であり、図１０（Ｂ）は固定接点端子２２０ｂ側から見た場合のアーク消弧を示す図である。図１０（Ａ），（Ｂ）において、電流の流れる向きは矢印で示されている。

図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１可動片１８ａ及び第２可動片１８ｂは、第１可動片１８ａの上部１８ａ２及び最下部１８ａ３並びに第２可動片１８ｂの上部１８ｂ２及び最下部１８ｂ３が、可動接点３６ａおよび３６ｂに対向する固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂからそれぞれ離れる方向に折り曲げられている。また、固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂの最上部２２ｇは可動接点ばね１８０又は絶縁カバー２０から離れる方向に折り曲げられている。

これにより、最上部２２ｇ、上部１８ａ２及び上部１８ｂ２は、可動接点３６ａと固定接点３８ａとの間に発生したアーク及び可動接点３６ｂと固定接点３８ｂとの間に発生したアークを素早く上方向の空間に移動させることができ、可動接点３６ａ及び３６ｂ並びに固定接点３８ａ及び３８ｂの消耗を低減させることができる。特に、最上部２２ｇと上部１８ａ２及び上部１８ｂ２との間隔が、図１０（Ａ）及び（Ｂ）の上方向に向かうに従って徐々に広くなっている。また、固定接点端子２２０ａと最下部１８ｂ３との間隔が、図１０（Ａ）及び（Ｂ）の下方向に向かうに従って徐々に広くなっている。これらの間隔を徐々に広げることで、上方向又は下方向に移動するアークを図１０（Ａ）及び（Ｂ）の左右方向に引き伸ばことができ、より効果的に消弧することができる。

同様に、最下部１８ａ３及び最下部１８ｂ３は、可動接点３６ａと固定接点３８ａとの間に発生したアーク及び可動接点３６ｂと固定接点３８ｂとの間に発生したアークを素早く下方向の空間に移動させることができ、可動接点３６ａ及び３６ｂ並びに固定接点３８ａ及び３８ｂの消耗を低減させることができる。

また、アークランナーとして機能する最上部２２ｇから固定接点３８ａ及び３８ｂに向けて切り起こし部２２ｉが形成されているので、アークを素早くアークランナーに移動させることができ、固定接点３８ａ及び３８ｂの消耗を低減させることができる。尚、切り起こし部を形成することにより、アークを素早くアークランナーに移動させることができる理由は、切り起こし部が形成されていない場合に比べて、アークが固定接点又は可動接点から当該接点以外の部材（ここでは、アークランナーに繋がっている切り起こし部）に移動する距離が短くなるためである。アークランナーとして機能する上部１８ａ２及び最下部１８ａ３から可動接点３６ａに向けて切り起こし部１８ｇａ及び１８ｆａが形成されているので、アークを素早くアークランナーに移動させることができ、可動接点３６ａの消耗を低減させることができる。アークランナーとして機能する上部１８ｂ２及び最下部１８ｂ３から可動接点３６ｂに向けて切り起こし部１８ｇｂ及び１８ｆｂが形成されているので、アークを素早くアークランナーに移動させることができ、可動接点３６ｂの消耗を低減させることができる。

図１１は、リレー１の断面図である。リレー１は直流高電圧対応のリレーであり、負荷に供給する動力としての電流が流れる強電側（具体的には、接極子１６、可動接点ばね１８、固定接点端子２２ａ及び２２ｂ、鉄芯２４、及び継鉄３４）と、電磁石を励磁するための電流が流れる弱電側（具体的には、コイル３０）との間に絶縁距離（即ち、空間及び沿面距離）を確保する必要がある。しかし、リレー１の内部で絶縁距離を直線的に設けると、リレー１が大型化してしまう。

そこで、図１１に示すように、鉄芯２４の頭部２４ａとコイル３０との間に配置されるスプール２６は、その頭部２６ｂに凹凸部２６ｃ（第３の凹凸部）を備えている。また、コイル３０と継鉄３４との間に配置されるベース２８は、その一部分に凹凸部２８ａ（第４の凹凸部）を備えている。さらに、絶縁カバー２０の内壁は、凹凸部２６ｃ及び凹凸部２８ａと対向する位置に凹凸部２０ｇ（第１の凹凸部）及び凹凸部２０ｈ（第２の凹凸部）をそれぞれ備えている。

絶縁カバー２０の凹凸部２０ｇはスプール２６の凹凸部２６ｃに嵌め合わされる。これらの凹凸部を設けることにより、リレー１を大型化することなく、鉄芯２４の頭部２４ａとコイル３０との間に十分な絶縁距離を確保することができる。また、絶縁カバー２０の凹凸部２０ｈはベース２８の凹凸部２８ａに嵌め合わされる。これにより、リレー１を大型化することなく、コイル３０と継鉄３４との間に十分な絶縁距離を確保することができる。

図１２（Ａ）は、ケース１０が外されているリレー１の斜視図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。

可動接点３６ａ及び３６ｂ並びに固定接点３８ａ及び３８ｂの消耗粉等により、固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂ間の絶縁性が劣化し、トラッキングが発生する可能性がある。このため、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ベース２８は、固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂ間に凹凸部２８ｂ（第５の凹凸部）を備えている。これにより、固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂ間に凹凸が形成されるので、固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂ間の沿面距離を確保することができ、耐トラッキング性能を向上することができる。尚、図１２（Ａ）及び（Ｂ）では固定接点端子２２０ａ及び２２０ｂが使用されているが、固定接点端子２２ａ及び２２ｂが使用されてもよい。

図１３（Ａ）は、ベース２８及び一対のコイル端子３２の概略構成図であり、図１３（Ｂ）は、一対のコイル端子３２がベース２８に圧入された状態を示す図である。図１３（Ｃ）は、ベース２８の背面図であり、図１３（Ｄ）はコイル端子３２ｂを示す図である。ここでは、一対のコイル端子３２が圧入される側をリレー１の背面とする。図１４は、従来のリレーに装着されたコイル端子を示す図である。

図１４に示すように、従来のコイル端子は、棒状であり、ベースの上方から圧入していた。そして、コイル端子のコイル絡げ部がコイルに隣接した位置に配置されていた（例えば、特開２０１３−８０６９２号公報のリレー参照）。このため、コイルを巻くために、コイル端子のコイル絡げ部はコイルから離れる方向に曲げられていた。そして、コイルを巻き終わった後に、コイル絡げ部の曲げ戻しを行い、図１４に図示する状態に戻していた。しかしながら、コイル絡げ部の曲げ戻しにより、コイルの緩みや断線が生じるおそれがあった。

本実施形態のコイル端子３２ａ，３２ｂは、このようなコイル絡げ部の曲げ戻しを不要にしている。

コイル端子３２ａは、ベース２８の背面に設けられた背面視でＴ字状の孔２８ｃに圧入され、コイル端子３２ｂは、ベース２８の背面に設けられた背面視でＴ字状の孔２８ｄに圧入される（図１３（Ｃ）参照）。

図１３（Ａ）に示すように、コイル端子３２ａは一枚の金属板を折り曲げて形成されており、それぞれＴ字状孔２８ｃに圧入される、自身の垂直方向の移動を規制する第１水平部５０ａ及び第２水平部５１ａと、自身の水平方向の移動を規制する垂直部５２ａとを備えている。第１水平部５０ａ及び第２水平部５１ａは垂直部５２ａの上部から水平方向に互いに逆向きに設けられている。また、第１水平部５０ａ及び第２水平部５１ａは長手方向にずらされて設けられている。

さらに、コイル端子３２ａは、垂直部５２ａから鉛直下方に延出し、不図示の電源等と接続する脚部５３ａと、第２水平部５１ａの一端から斜め方向に立設されるコイル絡げ部５４ａと、コイル３０の巻き位置を規定する突起部５５ａとを備えている。

コイル端子３２ａと同様に、コイル端子３２ｂは、自身の垂直方向の移動を規制する第１水平部５０ｂ及び第２水平部５１ｂと、自身の水平方向の移動を規制する垂直部５２ｂと、垂直部５２ｂから鉛直下方に延出し、不図示の電源等と接続する脚部５３ｂと、第２水平部５１ｂの一端から鋭角に立設されるコイル絡げ部５４ｂと、コイル３０の巻き位置を規定する突起部５５ｂとを備えている（図１３（Ｄ）参照）。

図１３（Ｂ）に示すように、コイル絡げ部５４ａ及び５４ｂに対応する位置のベース２８は存在せず、コイル端子３２ａ及び３２ｂがベース２８に圧入された状態ではコイル絡げ部５４ａ及び５４ｂはベース２８から露出している。コイル絡げ部５４ａの先端５４ａ−１及びコイル絡げ部５４ｂの先端５４ｂ−１は、図１３（Ｂ）に示すようにベース２８の上面２８ｅよりも低い位置に配置されることが好ましい。この場合、コイル絡げ部５４ａ及び５４ｂを気にすることなく、コイル３０をスプール２６に巻くことができる。

このように、コイル絡げ部５４ａ及び５４ｂはコイル端子３２ａ，３２ｂの水平部分（第２水平部５１ａ及び５１ｂ）から鋭角に立設されているので、コイル３０のスプールへの巻きつけに必要な空間を確保できる。コイル端子３２ａ，３２ｂによれば、コイル絡げ部の曲げ戻しが不要であり、コイル３０の緩みや断線を回避することができる。

図１５（Ａ）は、ケース１０が装着されていない場合のリレー１の底面図である。図１５（Ｂ）は、ケース１０が装着されている場合のリレー１の底面図である。

図１５（Ａ）に示すように、ベース２８は、絶縁カバー２０の底部に形成された突起状の固定部２０ｂと係合する凹部２８ｆと、絶縁カバー２０の底部に形成された突起状の固定部２０ｃが挿入される貫通孔２８ｇ（第１の貫通孔）と、固定接点端子２２ａ及び２２ｂが圧入される貫通孔２８ｈ（第２の貫通孔）と、コイル端子３２ａの垂直部５２ａ及びコイル端子３２ｂの垂直部５２ｂが圧入される孔２８ｉとを備えている。

本実施の形態では、固定接点端子２２ａ及び２２ｂを貫通孔２８ｈに圧入し、コイル端子３２ａの垂直部５２ａ及びコイル端子３２ｂの垂直部５２ｂを孔２８ｉに圧入する。固定部２０ｂをベース２８の凹部２８ｆに係合し、固定部２０ｃをベース２８の貫通孔２８ｇに挿入した後、ケース１０をベース２８に装着して、ベース２８の底面を接着剤で接着する。図１５（Ｂ）の斜線部は、接着剤が塗布される部分を示す。

この場合、固定接点端子２２ａ，２２ｂやコイル端子３２ａ，３２ｂをベース２８に接着する工程で、あわせて絶縁カバー２０をベース２８に接着することができる。従って、絶縁カバー２０をベース２８に接着する工程と、固定接点端子２２ａ，２２ｂやコイル端子３２ａ，３２ｂをベース２８に接着する工程とが別々に行われる場合に比べて、接着工程を減らすことができ、製造コストを低減することができる。

以上説明したように、上記実施の形態によれば、接極子１６の回転運動により可動接点ばね１８を移動させるヒンジ型のリレー１において、アーク消弧用の永久磁石１２を固定接点端子２２ａ及び第１可動片１８ａと、固定接点端子２２ｂ及び第２可動片１８ｂとの間に配置し、接極子１６及び可動接点ばね１８を含む可動部材の支点（例えば切り欠き部１６ｅ）と固定接点端子２２ａ及び２２ｂの支点（例えば、下部２２ｄ）とが可動接点３６ａ及び３６ｂ又は固定接点３８ａ及び３８ｂに対して互いに逆方向に配置されている。

これにより、アークを可動部材の支点に向けて引き伸ばすこともでき、固定接点端子２２ａ及び２２ｂの支点に向けて引き伸ばすこともできる。つまり、互いに逆方向である、アークを引き伸ばす２つの方向が確保できるので、接点間を流れる電流の方向に関わらず、アークを効果的に消弧することができる。また、１つの永久磁石でアークを引き伸ばす２つの方向が確保できるので、製造コストを低減できる。

尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。

１ 電磁継電器
１０ ケース
１２ 永久磁石
１４ ヒンジばね
１６ 接極子
１８ 可動接点ばね
２０ 絶縁カバー
２２，２２ａ，２２ｂ 固定接点端子
２４ 鉄芯
２６ スプール
２８ ベース
３０ コイル
３２，３２ａ，３２ｂ コイル端子
３４ 継鉄

Claims (16)

1. ベースと、
   各々、固定接点と、前記ベースに固定される第１の支点とを有する一対の固定接点端子と、
   各々、前記固定接点と接離する可動接点を有する一対の可動片を含む可動接点ばねと、
   前記可動接点ばねに連結され、第２の支点を中心とする回転運動により前記可動接点ばねを移動させる接極子と、
   前記接極子を駆動する電磁石装置と、
   前記一対の固定接点端子間及び前記一対の可動片間に配置され、磁界を発生する永久磁石と、を備え、
   前記第１の支点と前記第２の支点とは前記可動接点又は前記固定接点に対して互いに逆方向に配置されていることを特徴とする電磁継電器。
2. 前記固定接点は第１固定接点及び第２固定接点を含み、前記可動接点は第１可動接点及び第２可動接点を含み、
   前記第１固定接点及び前記第１可動接点の間に発生するアークと、前記第２固定接点及び第２可動接点の間に発生するアークとは、互いに逆向きに引き伸ばされるように前記永久磁石が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記第１可動接点及び前記第１固定接点間並びに前記第２可動接点及び前記第２固定接点間に流れる電流の向きが第１の方向である場合に、前記第１可動接点及び前記第１固定接点間に発生するアークは第３の方向に引き伸ばされ、前記第２可動接点及び前記第２固定接点間に発生するアークは前記第３の方向とは反対の第４の方向に引き伸ばされ、
   前記第１可動接点及び前記第１固定接点間並びに前記第２可動接点及び前記第２固定接点間に流れる電流の向きが第１の方向と反対の第２の方向である場合に、前記第１可動接点及び前記第１固定接点間に発生するアークは前記第４の方向に引き伸ばされ、前記第２可動接点及び前記第２固定接点間に発生するアークは前記第３の方向に引き伸ばされることを特徴とする請求項２に記載の電磁継電器。
4. 前記一対の可動片の各々は、上部と、前記可動接点が取り付けられ、前記可動接点が対向する固定接点から離れる第１の方向に前記上部から折り曲げて形成される下部と、を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の電磁継電器。
5. 前記一対の可動片の各々はさらに、前記下部から前記第１の方向に折り曲げて形成される最下部を備えていることを特徴とする、請求項４記載の電磁継電器。
6. 前記一対の可動片の各々は、前記最下部から前記可動接点に向けて突出する第１切り起こし部を備えていることを特徴とする請求項５に記載の電磁継電器。
7. 前記一対の可動片の各々は、前記上部から前記可動接点に向けて突出する第２切り起こし部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の電磁継電器。
8. 前記一対の固定接点端子の各々は、前記固定接点が配置される第２上部と、前記固定接点よりも上に配置され、前記可動接点ばねから離れる方向に折り曲げて形成される最上部とを含むことを特徴とする請求項１記載の電磁継電器。
9. 前記一対の固定接点端子の各々は、前記最上部から前記固定接点に向けて突出する第３切り起こし部を備えていることを特徴とする請求項８に記載の電磁継電器。
10. 前記電磁石装置及び前記ベースの一部を覆うと共に第１の凹凸部及び第２の凹凸部を備える絶縁カバーをさらに備え、
    前記電磁石装置は、前記絶縁カバーの第１の凹凸部と対向する位置に第３の凹凸部を備え、
    前記ベースは、前記絶縁カバーの第２の凹凸部と対向する位置に第４の凹凸部を備え、
    前記絶縁カバーを前記ベースに装着するとき、前記第１の凹凸部及び前記第２の凹凸部はそれぞれ前記第３の凹凸部及び前記第４の凹凸部に嵌ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電磁継電器。
11. 前記ベースは、前記一対の固定接点端子間に第５の凹凸部を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電磁継電器。
12. 前記電磁石装置がオフの場合に前記可動接点ばねと当接する、前記絶縁カバーと一体形成されているストッパーを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の電磁継電器。
13. 前記電磁石装置に含まれるコイルと電気的に接続されるコイル端子を備え、
    前記コイル端子は、前記ベースに圧入された状態で、当該ベースから露出しているコイル絡げ部を備え、前記コイル絡げ部は前記コイル端子の水平部分から鋭角に立設されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
14. 前記コイル絡げ部の先端は前記ベースの上面よりも低く配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の電磁継電器。
15. 前記絶縁カバーは前記ベースに当該絶縁カバーを固定するための複数の固定部を備え、
    前記ベースは、前記複数の固定部のうち第１の固定部と係合する凹部と、前記複数の固定部のうち第２の固定部が挿入される第１の貫通孔と、前記一対の固定接点端子が圧入される第２の貫通孔と、前記コイル端子が圧入される孔とを備え、
    前記ベースの底面を接着剤で接着することによって、前記複数の固定部、前記一対の固定接点端子、及び前記コイル端子は、一括して前記ベースに固定されていることを特徴とする請求項１３に記載の電磁継電器。
16. 一枚の金属板を折り曲げて形成されるコイル端子であって、
    自身の水平方向の移動を規制する垂直部と、
    自身の垂直方向の移動を規制する水平部と、
    前記垂直部から鉛直下方に延出し、電源と接続する脚部と、
    前記水平部の一端から斜め方向に立設され、コイルが巻かれるコイル絡げ部と
    を備えていることを特徴とするコイル端子。

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