JP2016149231A - リレー - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の課題は、接点の移動量を大きくしながらも、接点間にアークが流れることによる押圧部材の熱による損傷を抑えることができるリレーを提供することにある。
【解決手段】押圧部材は、第1接触片において第1端子と第1接点との間の部分を押圧するように設けられる。押圧部材が、オフ位置からオン位置に移動して、第1接触片を第2接触片に向かう方向に押圧することで、第1接点が第2接点に接触する。押圧部材による押圧が停止したときに、第1接触片の弾性力によって第1接点と第2接点とが非接触となると共に、押圧部材が第1接触片に押し戻されてオン位置からオフ位置に移動する。押圧部材がオン位置からオフ位置に到達する前に、規制部材によって第1接触片の移動が規制される。
【選択図】図5

Description

本発明は、リレーに関する。
リレーには、電磁石等の駆動部によって押圧部材を動作させることで、接点を開閉するものがある。例えば、特許文献1の電磁継電器では、電磁石が励磁されることで、押圧部材が可動接触片を固定接触片に向けて押圧する。それにより、可動接触片に設けられた可動接点が、固定接触片に設けられた固定接点と接触する。また、電磁石が消磁されることで、押圧部材が可動接触片の弾性力によって押し戻される。それにより、可動接点が固定接点から離れる。
特開2001−143593号
押圧部材の移動量をできるだけ小さくしながら、接点の移動量を大きくするためには、押圧部材は、接触片において可動部分に設けられた接点と固定部分に設けられた端子との間の部分を押圧することが好ましい。
一方、上述したリレーでは、可動接点が固定接点から離れる際に接点間にアークが流れることで瞬間的に温度が上昇する場合がある。その場合、可動接触片に接触している押圧部材が熱による影響を受ける。特に、接触片において通電領域となる接点と端子との間の部分は高温になり易い。そのため、押圧部材が接触片において接点と端子との間の部分を押圧する場合には、アークの発生時に高温よって押圧部材が溶融するなどの損傷を受ける虞がある。
本発明の課題は、接点の移動量を大きくしながらも、接点間にアークが流れることによる押圧部材の熱による損傷を抑えることができるリレーを提供することにある。
本発明の一態様に係るリレーは、第1接点部と、第2接点部と、押圧部材と、駆動部と、規制部材と、を備える。第1接点部は、第1接触片と、第1接触片に接続される第1端子と、第1接触片に取り付けられる第1接点と、を有する。第2接点部は、第2接触片と、第2接触片に接続される第2端子と、第2接触片に取り付けられる第2接点と、を有する。押圧部材は、オン位置とオフ位置とに移動可能に設けられる。オン位置は、押圧部材が第1接触片を押圧して第1接点を第2接点に接触させる位置である。オフ位置は、第1接点と第2接点とが非接触となり、さらに第1接点と第2接点とを乖離させる方向に移動した位置である。駆動部は、押圧部材を動作させる。規制部材は、第1接触片の移動を規制する。
押圧部材は、第1接触片において第1端子と第1接点との間の部分を押圧するように設けられる。押圧部材が、オフ位置からオン位置に移動して、第1接触片を第2接触片に向かう方向に押圧することで、第1接点が第2接点に接触する。押圧部材による押圧が停止したときに、第1接触片の弾性力によって第1接点と第2接点とが非接触になると共に、押圧部材が第1接触片に押し戻されてオン位置からオフ位置に移動する。押圧部材がオン位置からオフ位置に到達する前に、規制部材によって第1接触片の移動が規制される。
本態様に係るリレーでは、第1接触片の弾性力によって押圧部材が押し戻されることで、オン位置からオフ位置に向けて戻る。その際、押圧部材がオン位置からオフ位置に到達する前に、第1接触片の移動が規制部材によって規制される。それにより、押圧部材のみがオフ位置に向けてさらに移動することで、押圧部材が第1接触片から離れる。このため、押圧部材を第1接触片から迅速に離れさせることができる。これにより、押圧部材が第1接触片と接触している時間を短くすることができる。従って、接点間にアークが流れても、押圧部材の熱による損傷を抑えることができる。
規制部材は、第1接触片が自然位置に戻る前に第1接触片の移動を規制してもよい。
規制部材は、第1接点が設けられた位置において第1接点部に接触することで、第1接触片の移動を規制してもよい。
規制部材は、第1接点が設けられた位置よりも第1端子と反対側の位置において第1接点部に接触することで、第1接触片の移動を規制してもよい。
規制部材は、第1接点と第1端子との間の位置において第1接点部に接触することで、第1接触片の移動を規制してもよい。
規制部材は、通電されないように構成されたダミー端子を有してもよい。
リレーは、第1接点部を支持するベースをさらに備えてもよい。規制部材は、ベースに設けられてもよい。
リレーは、第1接点部を支持するベースと、ベースに被せられるケースと、をさらに備えてもよい。規制部材は、ケースに設けられてもよい。
押圧部材は、樹脂製であってもよい。
本発明によれば、接点の移動量を大きくしながらも、接点間にアークが流れることによる押圧部材の熱による損傷を抑えることができるリレーを提供することができる。
第1実施形態に係るリレーの斜視図である。 リレーの斜視図である。 リレーの分解図である。 リレーの側面図である。 押圧部材及び各端子部の近傍の拡大図である。 押圧部材及び各端子部の近傍の拡大図である。 押圧部材及び各端子部の近傍の拡大図である。 第1接触片の自然位置を示す図。 第2実施形態に係るリレーの斜視図である。 第2実施形態の第1変形例に係るリレーの斜視図である。 第2実施形態の第2変形例に係るリレーの斜視図である。 第3実施形態に係るリレーの断面図である。
以下、図面を参照して実施形態に係るリレーについて説明する。なお、以下の説明において、上下左右の各方向は説明の便宜上用いられており、リレーをある状態で見た場合の方向を意味しているのであって、リレーの取付方向等を限定するものではない。
図1及び図2は、第1実施形態に係るリレー1の斜視図である。図3は、リレー1の分解図である。図4は、リレー1の側面図である。リレー1は、第1接点部2と、第2接点部3と、駆動部4と、押圧部材5と、ベース6と、規制部材7と、を備える。
第1接点部2は、導電性を有する材料で形成される。図3及び図4に示すように、第1接点部2は、第1接触片21と、第1端子22と、第1接点23と、第1固定部24と、を有する。第1接触片21は、ベース6に支持されている。第1接触片21は、ベース6から上方に延びている。第1接触片21は、上下方向に細長い形状を有する。第1接触片21は、弾性材料で形成されている。第1端子22は、第1固定部24を介して第1接触片21に接続される。
第1端子22と第1固定部24と第1接触片21とは一体的に形成されてもよい。或いは、第1端子22と第1固定部24と第1接触片21とは、互いに別体であってもよい。第1固定部24は、ベース6に固定される。第1端子22は、ベース6から突出している。第1接点23は、第1接触片21に取り付けられる。
第2接点部3は、導電性を有する材料で形成される。第2接点部3は、第2接触片31と、第2端子32と、第2接点33と、第2固定部34と、を有する。第2接触片31は、ベース6に支持されている。第2接触片31は、ベース6から上方に延びている。第2接触片31は、上下方向に細長い形状を有する。第2接触片31は、第1接触片21と対向して配置される。第2接触片31は、弾性材料で形成されている。
第2端子32は、第2固定部34を介して第2接触片31に接続される。第2端子32と第2固定部34と第2接触片31とは一体的に形成されてもよい。或いは、第2端子32と第2固定部34と第2接触片31とは、互いに別体であってもよい。第2固定部34は、ベース6に固定される。第2端子32は、ベース6から突出している。第2接点33は、第2接触片31に取り付けられる。第2接点33は、第1接点23と対向して配置される。
駆動部4は、押圧部材5を動作させるための駆動力を発生させる。具体的には、駆動部4は、電磁石であって、押圧部材5を動作させる電磁力を発生させる。駆動部4は、コイル41と、スプール42と、鉄芯43と、ヨーク44と、可動鉄片45と、を有する。コイル41は、スプール42に巻回されている。コイル41の軸線は上下方向に延びている。コイル41にはコイル端子47が接続されている。スプール42には鉄芯43が挿入されている。
ヨーク44は、L字型に屈曲した形状を有しており、鉄芯43の下端部に連結されている。詳細には、ヨーク44は、ヨーク底部441とヨーク側部442とを有する。ヨーク底部441は、コイル41の下方に配置されている。ヨーク底部441は、鉄芯43の下端部に連結されている。ヨーク側部442は、コイル41の側方に配置さちる。ヨーク側部442は上下方向に延びている。
可動鉄片45は、ヨーク44の上端部に回動可能に支持されている。詳細には、可動鉄片45は、ヨーク側部442の上端部に回動可能に支持されている。可動鉄片45は鉄芯43の上方に配置されている。可動鉄片45の端部は下方に向かって屈曲した形状を有する。可動鉄片45は、下方に向かって突出する先端部451を有する。可動鉄片45とヨーク44には、弾性部材46が取り付けられている。本実施形態において弾性部材46は板バネである。弾性部材46は、可動鉄片45の先端部451が押圧部材5から離れる方向に可動鉄片45を付勢している。
押圧部材5は、駆動部4によって駆動される。押圧部材5は、ベース6に回転可能に支持されている。押圧部材5は、駆動部4によって駆動されることで、第1接触片21を押圧する。押圧部材5は、樹脂製である。ただし、押圧部材5は、樹脂以外の材料で形成されてもよい。
図5−図7は、押圧部材5及び第1接点部2,第2接点部3の近傍の拡大図である。押圧部材5は、図5に示すオフ位置と、図7に示すオン位置とに移動可能に設けられる。図5に示すように、オフ位置は、第1接点23と第2接点33とが非接触となり、さらに、第1接点23と第2接点33とを乖離させる方向に移動した位置である。オフ位置では、押圧部材5は、第1接触片21から離れている。図7に示すように、オン位置では、押圧部材5は、第1接触片21を押圧して、第1接点23を第2接点33に接触させる。
図3に示すように、押圧部材5は、本体部51と、回転軸部52と、受け部53と、押圧部54と、を有している。本体部51は、板状の形状を有する。本体部51は、ベース6から上方に延びている。回転軸部52は、本体部51の底部に設けられる。回転軸部52は、ベース6によって回転可能に支持される。受け部53は、本体部51から可動鉄片45に向かう方向に突出している。受け部53の先端は、可動鉄片45の先端部451と対向している。
押圧部54は、本体部51から第1接触片21に向かう方向に突出している。押圧部54は、本体部51の上端よりも下方に位置している。押圧部54の先端は、第1接触片21と対向している。後述するように、押圧部54は、第1接触片21において第1端子22と第1接点23との間の部分を押圧するように設けられる。詳細には、押圧部54は、第1接触片21において第1接点23と第1固定部24との間の部分を押圧するように設けられる。
ベース6は、駆動部4と、押圧部材5と、第1接点部2と、第2接点部3と、規制部材7とを支持している。ベース6には、ケース8(図12参照)が被せられる。ベース6及びケース8は例えば樹脂製であるが、樹脂以外の材料で形成されてもよい。
ベース6は、第1壁部61を有する。第1壁部61は、上下方向に延びている。第1壁部61は、可動鉄片45とヨーク44との間に配置される。ベース6は、第2壁部62を有する。第2壁部62は、上下方向に延びている。第2壁部62は、押圧部材5の本体部51と可動鉄片45との間に配置される。受け部53は、第2壁部62を越えて可動鉄片45の先端部451に向かって延びている。ベース6は、第3壁部63を有する。第3壁部63は、上下方向に延びている。第3壁部63は、押圧部材5と第1接触片21との側方に配置される。
ベース6は、軸支持部64を有する。軸支持部64は、円弧状に凹んだ形状を有する。軸支持部64は、押圧部材5の回転軸部52を回転可能に支持する。ベース6は、第1接点支持部65を有する。第1接点支持部65は、溝状の形状を有する。第1接点支持部65には第1固定部24が嵌め込まれる。これにより、第1接点部2がベース6に固定される。ベース6は、第2接点支持部66を有する。第2接点支持部66は、溝状の形状を有する。第2接点支持部66には第2固定部34が嵌め込まれる。これにより、第2接点部3がベース6に固定される。
図2に示すように、ベース6は、規制部材支持部67を有する。規制部材支持部67は、溝状の形状を有する。規制部材支持部67には、後述する規制部材7の固定部73が嵌め込まれる。これにより、規制部材7がベース6に固定される。
規制部材7は、ベース6に支持されている。規制部材7は、第1接触片21が第1接触片21をオン位置からオフ位置に押し戻すときに、第1接触片21の移動を規制する。本実施形態において、規制部材7は、通電されないように構成されたダミー端子である。すなわち、規制部材7は、所謂b接点を構成する接点部と類似の形状を有している。
図3に示すように、規制部材7は、支持部71と接触部72とを有している。また、規制部材7は、支持部71に接続される固定部73を有している。支持部71と接触部72と固定部73とは一体的に形成される。ただし、支持部71と接触部72と固定部73とは、互いに別体であってもよい。
固定部73は、上述したようにベース6に固定される。支持部71は、接触片と同様の形状を有している。接触部72は、接点と同様の形状を有している。すなわち、接触部72は、支持部71から突出した形状を有する。ただし、規制部材7には、端子に相当する部分が設けられていない。また、規制部材7には、接点が取り付けられておらず、接触部72はプレス加工等によって支持部71に形成される。
支持部71はL字型に屈曲した形状を有する。詳細には、支持部71は、第1支持部711と第2支持部712とを有する。第1支持部711は、ベース6から上方に延びている。固定部73は第1支持部711に接続される。第2支持部712は、第1支持部711の上端から側方に延びている。第2支持部712は、第1支持部711の上端から第1接触片21に対向する位置に向かって延びている。第1支持部711と第1接触片21との間には第3壁部63が配置されている。
第2支持部712は、第1支持部711の上端から第3壁部63の上方を越えて第1接触片21に対向する位置まで延びている。第2支持部712は、押圧部54よりも上方に配置される。従って、規制部材7は、押圧部材5の移動範囲に干渉しないように配置される。接触部72は、第2支持部712に設けられている。接触部72は、第1接触片21において第1接点23が設けられる位置と対向する。図6に示すように、接触部72が第1接点部2に接触することにより、規制部材7は第1接触片21の移動を規制する。
規制部材7は、第1接点23が設けられた位置において第1接点部2に接触することで、第1接触片21の移動を規制する。規制部材7が第1接点部2に接触している状態では、第1接触片21は自然位置よりも第2接触片31に向かって押圧された状態である。図8において、破線で示す第1接触片21’は、第1接触片21の自然位置を示している。
ここで自然位置とは、規制部材7が設けられておらず、且つ、押圧部材5によって押圧されていない状態での第1接触片21の位置を意味する。従って、押圧部材5による負荷が除かれると、規制部材7が無ければ、第1接触片21は自然位置まで戻る。言い換えれば、規制部材7は、押圧部材5による負荷が除かれたときに第1接触片21が自然位置に戻る前に第1接触片21の移動を規制する。
次に、本実施形態に係るリレー1の動作について説明する。
コイル41に通電されておらず駆動部4が消磁状態では、図5に示すように、押圧部材5はオフ位置に位置している。この状態では、押圧部材5は、第1接触片21と接触しておらず、第1接触片21を押圧していない。第1接触片21は規制部材7に接触しており、第1接点23は第2接点33と非接触である(接点オフ状態)。
コイル41に通電され駆動部4が励磁状態となると、可動鉄片45が鉄芯43に吸引されることでヨーク44の上端を中心に回転する(図5における反時計回り)。これにより、可動鉄片45の先端部451が、押圧部材5の受け部53を押圧することで、押圧部材5が回転軸部52を中心に回転する(図5における時計周り)。押圧部材5が回転することで、図6に示すように、押圧部54が第1接触片21に向かって移動し、第1接触片21に接触する。押圧部材5がさらに回転すると、押圧部54が第1接触片21を第2接触片31に向かって押圧する。これにより、第1接触片21が規制部材7から離れ、図7に示すように、押圧部材5がオン位置に移動して、第1接点23が第2接点33に接触する(接点オン状態)。以上のように、押圧部材5が、オフ位置からオン位置に移動して、第1接触片21を第2接触片31に向かう方向に押圧することで、第1接点23が第2接点33に接触する。
逆に図7に示す接点オン状態において、コイル41への通電が停止されて駆動部4が消磁状態となると、押圧部材5による押圧が停止される。すると、可動鉄片45は、弾性部材46の弾性力によって、可動鉄片45の先端部451が押圧部材5から離れる方向に回転する(図7における時計回り)。可動鉄片45の先端部451が押圧部材5から離れると、押圧部材5は、第1接触片21が自然位置に戻ろうとする弾性力によって押し戻され、オン位置からオフ位置に向かって回転する(図7における反時計回り)。それにより、図6に示すように、第1接点23が第2接点33に非接触となる。
このとき、第1接触片21は、規制部材7と接触する位置まで押圧部材5と接触したまま押圧部材5を押し戻す。そして、第1接触片21は、押圧部材5がオン位置からオフ位置に到達する前に、規制部材7に接触することで移動を停止する。すなわち、第1接触片21は、自然位置に戻る前に、押圧部材5を押し戻す方向への移動を規制部材7によって規制される。そのため、図5に示すように、押圧部材5は、第1接触片21から離れてオフ位置へ移動する。
以上説明した本実施形態に係るリレー1では、接点オン状態から接点オフ状態に切り換えられるときに、第1接触片21が自然位置(図8の第1接触片21’)に戻る前に、押圧部材5が第1接触片21から離れる。このため、第1接触片21が自然位置に戻ったときに押圧部材5が第1接触片21から離れる場合と比べて、押圧部材5を第1接触片21から迅速に離れさせることができる。これにより、押圧部材5が第1接触片21と接触している時間を短くすることができる。従って、接点間にアークが流れても、押圧部材5の熱による損傷を抑えることができる。
次に、第2実施形態に係るリレー1について説明する。図9は、第2実施形態に係るリレー1の斜視図である。第2実施形態に係るリレー1では、規制部材7は、ベース6に設けられる。規制部材7は、ベース6と一体的に形成される。或いは、規制部材7は、ベース6と別体であってもよい。
詳細には、規制部材7は、第1支持部711と第2支持部712と接触部72とを有する。第1支持部711は、第3壁部63から上方に延びる。第2支持部712は、第1支持部711の上端から側方に延びている。接触部72は、第1接触片21において第1接点23が設けられる位置と対向する。接触部72が第1接点23が設けられた位置において第1接触片21に接触することで、規制部材7は第1接触片21の移動を規制する。
本実施形態に係るリレー1においても第1実施形態に係るリレー1と同様に、押圧部材5を第1接触片21から迅速に離れさせることができる。これにより、押圧部材5が第1接触片21と接触している時間を短くすることができる。従って、接点間にアークが流れても、押圧部材5の熱による損傷を抑えることができる。
図10は、第2実施形態の第1変形例に係るリレー1の斜視図である。図10に示すように、規制部材7は、第1接触片21において第1接点23が設けられた位置よりも第1端子22と反対側の位置において第1接触片21に接触することで、第1接触片21の移動を規制してもよい。すなわち、規制部材7は、第1接触片21において第1接点23が設けられた位置よりも先端側において第1接触片21に接触することで、第1接触片21の移動を規制してもよい。接点間にアークが発生した場合、第1接触片21において第1接点23が設けられた位置よりも先端側の部分は第1接点23が設けられた部分、或いは第1接点23と第1端子22との間の部分よりも温度が低い。このため、第2実施形態の第1変形例に係るリレー1では、規制部材7への熱影響を抑えることができる。
図11は、第2実施形態の第2変形例に係るリレー1の斜視図である。図11に示すように、規制部材7は、第1接点23と第1端子22との間の位置において第1接触片21に接触することで、第1接触片21の移動を規制してもよい。
次に、第3実施形態に係るリレー1について説明する。図12は、第3実施形態に係るリレー1の斜視図である。第3実施形態に係るリレー1では、規制部材7は、ケース8に設けられる。規制部材7は、ケース8と一体的に形成される。或いは、規制部材7は、ケース8と別体であってもよい。本実施形態では、規制部材7はケース8の天面から下方に突出している。規制部材7は、第1接触片21において第1接点23が設けられた位置よりも先端側において第1接触片21に接触することで、第1接触片21の移動を規制する。
本実施形態に係るリレー1においても第1実施形態に係るリレー1と同様に、押圧部材5を第1接触片21から迅速に離れさせることができる。これにより、押圧部材5が第1接触片21と接触している時間を短くすることができる。従って、接点間にアークが流れても、押圧部材5の熱による損傷を抑えることができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
第1接点部2、第2接点部3、駆動部4、押圧部材5、ベース6、或いは規制部材7の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。
第1実施形態に係るダミー端子としての規制部材7が、第1接触片21において第1接点23が設けられた位置よりも先端側において第1接触片21に接触することで、第1接触片21の移動を規制してもよい。或いは、ダミー端子としての規制部材7が、第1接点23と第1端子22との間の位置において第1接触片21に接触することで、第1接触片21の移動を規制してもよい。第3実施形態のように、規制部材7がケース8に設けられる場合も同様である。
本発明によれば、接点の移動量を大きくしながらも、接点間にアークが流れることによる押圧部材の熱による損傷を抑えることができるリレーを提供することができる。
21 第1接触片
22 第1端子
23 第1接点
2 第1接点部
31 第2接触片
32 第2端子
33 第2接点
3 第2接点部
5 押圧部材
4 駆動部
7 規制部材
6 ベース
8 ケース

Claims (9)

  1. 第1接触片と、前記第1接触片に接続される第1端子と、前記第1接触片に取り付けられる第1接点と、を有する第1接点部と、
    第2接触片と、前記第2接触片に接続される第2端子と、前記第2接触片に取り付けられる第2接点と、を有する第2接点部と、
    前記第1接触片を押圧して前記第1接点を前記第2接点に接触させる位置であるオン位置と、前記第1接点と前記第2接点とが非接触となり、さらに前記第1接点と前記第2接点とを乖離させる方向に移動した位置であるオフ位置とに移動可能に設けられる押圧部材と、
    前記押圧部材を動作させる駆動部と、
    前記第1接触片の移動を規制する規制部材と、
    を備え、
    前記押圧部材は、前記第1接触片において前記第1端子と前記第1接点との間の部分を押圧するように設けられ、
    前記押圧部材が、前記オフ位置から前記オン位置に移動して、前記第1接触片を前記第2接触片に向かう方向に押圧することで、前記第1接点が前記第2接点に接触し
    前記押圧部材による押圧が停止したときに、前記第1接触片の弾性力によって前記第1接点と前記第2接点とが非接触になると共に、前記押圧部材が前記第1接触片に押し戻されて前記オン位置から前記オフ位置に移動し、
    前記押圧部材が前記オン位置から前記オフ位置に到達する前に、前記規制部材によって前記第1接触片の移動が規制される、
    リレー。
  2. 前記規制部材は、前記第1接触片が自然位置に戻る前に前記第1接触片の移動を規制する、
    請求項1に記載のリレー。
  3. 前記規制部材は、前記第1接点が設けられた位置において前記第1接点部に接触することで、前記第1接触片の移動を規制する、
    請求項1又は2に記載のリレー。
  4. 前記規制部材は、前記第1接点が設けられた位置よりも前記第1端子と反対側の位置において前記第1接点部に接触することで、前記第1接触片の移動を規制する、
    請求項1又は2に記載のリレー。
  5. 前記規制部材は、前記第1接点と前記第1端子との間の位置において前記第1接点部に接触することで、前記第1接触片の移動を規制する、
    請求項1又は2に記載のリレー。
  6. 前記規制部材は、通電されないように構成されたダミー端子を有する、
    請求項1から5のいずれかに記載のリレー。
  7. 前記第1接点部を支持するベースをさらに備え、
    前記規制部材は、前記ベースに設けられる、
    請求項1から5のいずれかに記載のリレー。
  8. 前記第1接点部を支持するベースと、
    前記ベースに被せられるケースと、
    をさらに備え、
    前記規制部材は、前記ケースに設けられる、
    請求項1から5のいずれかに記載のリレー。
  9. 前記押圧部材は、樹脂製である、
    請求項1から8のいずれかに記載のリレー。
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