JP2016201351A - 電磁開閉器 - Google Patents

Abstract

【課題】上部フレームの外部に配置される永久磁石と、外部から嵌合される永久磁石ホルダとを備えることにより、部品点数を削減してメンテナンスを容易にする電磁開閉器を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による電磁開閉器は、前面及び背面の外側にそれぞれ第１及び第２収容部が備えられる上部フレームと、前記上部フレームの内部に固定設置される一対の固定接点と、前記一対の固定接点に接離して回路を通電又は遮断する可動接点と、前記第１及び第２収容部に配置される一対の永久磁石と、コ字状に形成され、前記一対の永久磁石を前記上部フレームの外部に固定するように前記上部フレームの上部に挿入結合される永久磁石ホルダとを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁開閉器に関し、特に、上部フレームの外部に配置される永久磁石と、外部から嵌合される永久磁石ホルダとを備えることにより、部品点数を削減してメンテナンスを容易にする電磁開閉器に関する。

一般に、電磁開閉器（Magnetic Switch）又は直流リレー（Direct Current Relay）は、電磁石の原理を利用して機械的な駆動と電流信号を伝達する電気的な回路開閉装置の一種であって、各種産業用設備、機械や車両などに設けられる。

特に、電気自動車用リレーの場合、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車、ゴルフカート、電動フォークリフトなどの電気自動車のバッテリシステムに配置されて主電流の通電を開閉する役割を果たすこともある。

電気自動車用直流リレーは、高電圧（High Voltage; HV）と低電圧（Low Voltage; LV）とから構成されている。高電圧（ＨＶ）は電線やバスバーに接続されて主電流の通電及び遮断を行い、低電圧（ＬＶ）は駆動部を動作させて直流リレーをオン／オフにする。一般に、電気自動車用直流リレーはバッテリシステムの内部に配置される。

図８は従来技術による電磁開閉器の側面部の縦断面図であり、図９は図８の電磁開閉器における上部フレームアセンブリの内部斜視図であり、図１０は図８の電磁開閉器における遮断時の接点部と永久磁石の相互作用を示す構成図である。

電気自動車用直流リレーは、下部フレーム１と、上部フレーム２と、上部フレーム２内に設けられる一対の固定接点３及び可動接点４と、下部フレーム１内に設けられて電気的信号により接点の開閉制御を行えるように可動接点４を駆動する電気アクチュエータ５とを含む。さらに、接点の遮断時に発生するアークを効果的に制御するために、永久磁石６ａ、６ｂが永久磁石ホルダ７に固定されて上部フレーム２の内部に備えられる。

図１０を参照して遮断時の作用を説明すると次のとおりである。一対の固定接点３（３ａ、３ｂ）は、２つの主接点端子で構成され、それぞれ＋、−の極性を有する。上部フレーム２の内部に設置される永久磁石６ａ、６ｂは、永久磁石ホルダ７に固定されて磁場Ｂを発生し、磁場の経路を形成する。永久磁石６ａ、６ｂから発生する磁場Ｂは、電流＋Ｉ、−Ｉと相互作用して開閉時に発生するアークを外部に放出する力＋Ｆ、−Ｆを発生することにより、接点部の損傷を低減する役割を果たす。

しかし、従来技術による電磁開閉器においては、上部フレーム２の内部に２つの永久磁石ホルダ７を対称に圧入設置し、その後２つの永久磁石ホルダ７の両端部にそれぞれ永久磁石６ａ、６ｂを結合する。永久磁石ホルダ７を２つにするのは、１つの一体の形態では上部フレーム２の内部に圧入設置することが難しいからである。しかし、部品点数が多くなり、作業工程が煩雑になるという問題がある。

また、２つの永久磁石ホルダ７をプラスチック射出物である上部フレーム２の内部に圧入設置するので、永久磁石ホルダ７が離脱して永久磁石６ａ、６ｂが本来の機能を発揮できなくなることがあるという問題がある。

さらに、永久磁石６ａ、６ｂが永久磁石ホルダ７に固定設置され、永久磁石ホルダ７が上部フレーム２の内部に圧入設置されるので、メンテナンスなどのために永久磁石６ａ、６ｂを取り出さなければならない場合、分解が難しく、工具を用いて解体作業を行う過程で周辺部品に損傷を与える可能性があるという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、上部フレームの外部に配置される永久磁石と、外部から嵌合される永久磁石ホルダとを備えることにより、部品点数を削減してメンテナンスを容易にする電磁開閉器を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態による電磁開閉器は、下面が開放された箱状に形成される上部フレームと、前記上部フレームの内部に固定設置される一対の固定接点と、前記一対の固定接点に接離して回路を通電又は遮断する可動接点と、前記上部フレームの一部に配置される一対の永久磁石と、前記一対の永久磁石を前記上部フレームに固定するように前記上部フレームの一部に結合される永久磁石ホルダとを含み、前記上部フレームの前面及び背面の外側にそれぞれ第１及び第２収容部が備えられ、前記一対の永久磁石が前記第１及び第２収容部に配置され、前記永久磁石ホルダは、コ字状に形成され、前記一対の永久磁石を前記上部フレームの外部に固定するように前記上部フレームの上部に結合されることを特徴とする。

ここで、前記第１及び第２収容部は、前記永久磁石の少なくとも一部を収容できる厚さと広さに形成される凹部を有するようにしてもよい。

また、前記上部フレームの上面には、前記永久磁石ホルダが固定されるホルダ挿入部が形成されるようにしてもよい。

さらに、前記ホルダ挿入部は、ニ字状に突設される一対の突出部間に形成される溝部で構成されるようにしてもよい。

さらに、前記ホルダ挿入部は、前記上部フレームの前面に一部が突出して支持部を形成するようにしてもよい。

さらに、前記永久磁石ホルダは、前記上部フレームの上面で前記上部フレームの長手方向と交差するように形成される本体部と、前記本体部の両端部からそれぞれ垂直下方に延設される脚部とから構成されるようにしてもよい。

さらに、前記永久磁石ホルダの両端部には、それぞれ前記第１及び第２収容部の下端部に係止される係止部が折曲形成されるようにしてもよい。

さらに、前記永久磁石ホルダの両端部には、それぞれ前記永久磁石に接触圧力を加える密着部が形成されるようにしてもよい。

さらに、前記永久磁石ホルダの一部には、ハンドル部が設けられるようにしてもよい。

本発明による電磁開閉器においては、永久磁石が永久磁石ホルダにより上部フレームの外部に結合されるので、組み立て及び取り外し作業が容易になるという効果がある。また、永久磁石を取り外すときに周辺部品に損傷を与える可能性が低減されるという効果がある。

さらに、永久磁石ホルダが単一部品で構成されるので、部品が単純化されて生産コストが削減されるという効果がある。

本発明の一実施形態による電磁開閉器の斜視図であり、ケースを取り外した状態を示すものである。 図１の電磁開閉器における上部フレームの分解斜視図である。 図１の電磁開閉器における上部フレームの背面斜視図である。 本発明の他の実施形態による永久磁石ホルダの斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態による永久磁石ホルダの斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態による永久磁石ホルダの斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態による永久磁石ホルダの斜視図である。 従来技術による電磁開閉器の側面部の縦断面図である。 図８の電磁開閉器における上部フレームアセンブリの内部斜視図である。 図８の電磁開閉器における遮断時の接点部と永久磁石の相互作用を示す構成図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態による電磁開閉器について説明するが、これは本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものであり、本発明の技術的思想や範囲を限定するものではない。

図１は本発明の一実施形態による電磁開閉器の斜視図であり、図２は図１の電磁開閉器における上部フレームの分解斜視図であり、図３は図１の電磁開閉器における上部フレームの背面斜視図である。

本発明の一実施形態による電磁開閉器は、下面が開放された箱状に形成される上部フレーム１０と、上部フレーム１０の内部に固定設置される一対の固定接点２０と、一対の固定接点２０に接離して回路を通電又は遮断する可動接点２５と、上部フレーム１０の一部に配置される一対の永久磁石３０と、一対の永久磁石３０を上部フレーム１０に固定するように上部フレーム１０の一部に結合される永久磁石ホルダ４０とを含み、上部フレーム１０の前面及び背面の外側にそれぞれ第１収容部１１及び第２収容部１２が備えられ、一対の永久磁石３０が第１収容部１１及び第２収容部１２に配置され、永久磁石ホルダ４０は、コ字状に形成され、一対の永久磁石３０を上部フレーム１０の外部に固定するように上部フレーム１０の上部に結合される。

上部フレーム１０は、プラスチックなどの合成樹脂材質で形成されてもよい。上部フレーム１０は、射出成形物からなるようにしてもよい。

上部フレーム１０の下部には、前面及び背面から延設される保持部１４が備えられてもよい。保持部１４には、上部フレーム１０を下部フレーム１７に連結するプレート２３に固定する固定突起１４ａが複数突設されてもよい。

上部フレーム１０の上面には、一対の固定接点２０が設置される一対の接点収容部１３が形成される。

上部フレーム１０の前面には、固定接点２０に接続されるターミナル１５又はバスバーが挿入される一対の挿入溝１６が形成される。一対の挿入溝１６の位置は、一対の固定接点２０の位置にそれぞれ対応するようにしてもよい。ここで、ターミナル１５は、銀（Ａｇ）などのように導電性のよい材質で形成されてもよい。また、ターミナル１５の一部には、固定接点２０が挿入設置される貫通孔１５ａが形成される。

上部フレーム１０の前面には、永久磁石３０が配置される第１収容部１１が形成される。第１収容部１１は、挿入溝１６が形成される位置を考慮して、概して上部フレーム１０の下部にＵ字状に突設されるようにしてもよい。第１収容部１１は、永久磁石３０の少なくとも一部を収容できる厚さ（thickness）と広さ（area）を有するようにしてもよい。

上部フレーム１０の背面には、永久磁石３０が配置される第２収容部１２が形成される。第２収容部１２は、略口字状に突設されるようにしてもよい。第２収容部１２の内部は、永久磁石３０を収容できる厚さと広さを有するようにしてもよい。

上部フレーム１０の上面中央部には、永久磁石ホルダ４０が挿入固定されるホルダ挿入部１８が形成されてもよい。ホルダ挿入部１８は、ニ字状に突設される一対の突出部１８ａ間に形成される溝部１８ｂで構成されてもよい。永久磁石ホルダ４０は、溝部１８ｂに締まり嵌めで結合されるようにしてもよい。ホルダ挿入部１８は、上部フレーム１０の前面に一部が突出して支持部１８ｃを形成するようにしてもよい。支持部１８ｃは、第１収容部１１と共に永久磁石３０を支持する。

下部フレーム１７は、プレート２３の下部に結合され、内部にはコイルアセンブリ１９及びアクチュエータ（図示せず）が設けられてもよい。

一対の固定接点２０は、ターミナル１５の貫通孔１５ａと上部フレーム１０の接点収容部１３に挿入されて上部フレーム１０の外部に露出し、電源又は負荷に接続される端子である。一対の固定接点２０は、銅（Ａｕ）などのように導電性のよい材質で形成されてもよい。一対の固定接点２０は、上端部が電源又は負荷に接続され、下端部が可動接点２５と接触するようになっている。一対の固定接点２０は、上端部に接続孔２１が形成されていて負荷の接触端子を挿入することができる。

固定接点２０は、ターミナル１５が上部フレーム１０の挿入溝１６に挿入された状態で、ターミナル１５の貫通孔１５ａと上部フレーム１０の接点収容部１３に下方から上方に向かって挿入してジグなどで固定支持し、上部から圧着してリベット打ちされるようにする方式で結合することができる。

可動接点２５は、上部フレーム１０の内部に挿入され、一対の固定接点２０に接離する端子である。前述したように、可動接点２５は一対の固定接点２０の下端部に接触する。可動接点２５は、所定の厚さを有する板状体であって、固定接点２０に対向する面が平坦に形成される。可動接点２５は、コイルアセンブリ１９の内部に設けられる駆動軸（図示せず）に固定され、前記駆動軸が軸方向に線形駆動することにより一対の固定接点２０に接離する。可動接点２５が一対の固定接点２０に接触すると閉回路となって通電が行われ、可動接点２５が一対の固定接点２０から分離すると開回路となって電流が遮断される。

一対の永久磁石３０は、上部フレーム１０の第１収容部１１及び第２収容部１２にそれぞれ設けられる。ここで、一対の永久磁石３０は、固定接点２０と可動接点２５が当接する位置に相当する高さに配置される。また、一対の永久磁石３０は、同じ極性を有する面が同じ方向を向くように設けられてもよい。例えば、Ｓ極（又はＮ極）が前方を向くように設けられてもよい。こうすることにより、上部フレーム１０の内部において後方から前方に向かう（又は前方から後方に向かう）磁場を形成することができる。一般に、一対の永久磁石３０は、その磁場と一対の固定接点２０にそれぞれ上方又は下方に流れる電流との相互作用により接点の遮断時に発生するアークが外側に放出される力を受けるように設けられる。

永久磁石ホルダ４０は、略コ字状に形成されてもよい。永久磁石ホルダ４０は、鉄材（スチール）からなるようにしてもよい。

永久磁石ホルダ４０は、上部フレーム１０の上面で上部フレーム１０の長手方向と交差するように形成される本体部４１と、本体部４１の両端部からそれぞれ垂直下方に延設される脚部４２とから構成されてもよい。

両脚部４２間の距離は、上部フレーム１０の第１収容部１１及び第２収容部１２にそれぞれ配置された一対の永久磁石３０を固定する接圧力を加えるように上部フレーム１０に嵌合することのできる距離に設定されてもよい。

本体部４１は、上部フレーム１０のホルダ挿入部１８に挿入固定されるようにしてもよい。一対の永久磁石３０が第１収容部１１及び第２収容部１２にそれぞれ配置されて両脚部４２が一対の永久磁石３０を支持した状態で本体部４１がホルダ挿入部１８に固定されるので、一対の永久磁石３０が上部フレーム１０に安定して結合される。

本発明の一実施形態による電磁開閉器においては、一対の永久磁石３０を上部フレーム１０の外部に配置し、永久磁石ホルダ４０をジグなどによらず単なる嵌合方式で結合するので、一対の永久磁石を上部フレームの内部に設けていた従来技術に比べて、作業工程が単純化して生産時間が短縮されるという効果がある。また、メンテナンスなどのための解体作業を行う際に、永久磁石ホルダ４０を簡単に分離するだけで解体が完了し、従来技術のように工具による複雑な解体作業を必要としないので、作業工程が単純化して作業時間が短縮されるという効果がある。さらに、従来技術においては、永久磁石を解体することが難しく、工具などを用いる過程で周辺部品に損傷を与える可能性があるが、本発明の一実施形態による電磁開閉器においては、周辺部品の破損の可能性が非常に低くなるという効果がある。

図４は本発明の他の実施形態による永久磁石ホルダの斜視図である。本実施形態による永久磁石ホルダ１４０は、脚部４２の下端に係止部４３が内側に折り曲げられて形成されている。第１収容部１１及び第２収容部１２の下部に係止される係止部４３により、永久磁石３０がさらに安定して固定されて使用中に離脱することがなくなる。

図５は本発明のさらに他の実施形態による永久磁石ホルダの斜視図である。本実施形態による永久磁石ホルダ２４０は、脚部４２の下端に密着部４４が形成されている。密着部４４は、脚部４２より幅が広く形成されるので、永久磁石３０との接触面積が大きい。よって、本実施形態においては、永久磁石３０を支持する力が大きくなるという効果がある。場合によっては、密着部４４の内側に突設される接圧部４５をさらに備えることにより、永久磁石３０に対する接圧力を増大させることもできる。

図６及び図７は本発明のさらに他の実施形態による永久磁石ホルダの斜視図である。本実施形態による永久磁石ホルダ３４０、４４０は、本体部４１の一部にハンドル部４６、４７が形成されている。よって、本実施形態においては、ハンドル部４６、４７により永久磁石ホルダ３４０、４４０の取り外し作業を容易に行えるという効果がある。

本発明による電磁開閉器においては、永久磁石が永久磁石ホルダにより上部フレームの外部に結合されるので、組み立て及び取り外し作業が容易になるという効果がある。また、永久磁石を取り外すときに周辺部品に損傷を与える可能性が低減されるという効果がある。

さらに、永久磁石ホルダが単一部品で構成されるので、部品が単純化されて生産コストが削減されるという効果がある。

前述した実施形態は例示的なものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の基本的な特性を逸脱しない範囲で様々な修正や変形が可能であろう。つまり、前述した実施形態は本発明の技術思想を説明するためのものにすぎず、前述した実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の権利範囲は添付の特許請求の範囲により定められるべきであり、同等の範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１０ 上部フレーム
１１ 第１収容部
１２ 第２収容部
１３ 接点収容部
１４ 保持部
１４ａ 固定突起
１５ ターミナル
１５ａ 貫通孔
１６ 挿入溝
１７ 下部フレーム
１８ ホルダ挿入部
１８ａ 突出部
１８ｂ 溝部
１８ｃ 支持部
１９ コイルアセンブリ
２０ 固定接点
２１ 接続孔
２３ プレート
２５ 可動接点
３０ 永久磁石
４０、１４０、２４０、３４０、４４０ 永久磁石ホルダ
４１ 本体部
４２ 脚部
４３ 係止部
４４ 密着部
４５ 接圧部
４６、４７ ハンドル部

Claims (9)

1. 下面が開放された箱状に形成される上部フレームと、
   前記上部フレームの内部に固定設置される一対の固定接点と、
   前記一対の固定接点に接離して回路を通電又は遮断する可動接点と、
   前記上部フレームの一部に配置される一対の永久磁石と、
   前記一対の永久磁石を前記上部フレームに固定するように前記上部フレームの一部に結合される永久磁石ホルダとを含み、
   前記上部フレームの前面及び背面の外側にそれぞれ第１及び第２収容部が備えられ、前記一対の永久磁石が前記第１及び第２収容部に配置され、
   前記永久磁石ホルダは、コ字状に形成され、前記一対の永久磁石を前記上部フレームの外部に固定するように前記上部フレームの上部に結合される、電磁開閉器。
2. 前記第１及び第２収容部は、前記永久磁石の少なくとも一部を収容できる厚さと広さに形成される凹部を有する、請求項１に記載の電磁開閉器。
3. 前記上部フレームの上面には、前記永久磁石ホルダが固定されるホルダ挿入部が形成される、請求項１又は２に記載の電磁開閉器。
4. 前記ホルダ挿入部は、ニ字状に突設される一対の突出部間に形成される溝部で構成される、請求項３に記載の電磁開閉器。
5. 前記ホルダ挿入部は、前記上部フレームの前面に一部が突出して支持部を形成する、請求項３又は４に記載の電磁開閉器。
6. 前記永久磁石ホルダは、前記上部フレームの上面で前記上部フレームの長手方向と交差するように形成される本体部と、前記本体部の両端部からそれぞれ垂直下方に延設される脚部とから構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁開閉器。
7. 前記永久磁石ホルダの両端部には、それぞれ前記第１及び第２収容部の下端部に係止される係止部が折曲形成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電磁開閉器。
8. 前記永久磁石ホルダの両端部には、それぞれ前記永久磁石に接触圧力を加える密着部が形成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁開閉器。
9. 前記永久磁石ホルダの一部には、ハンドル部が設けられる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電磁開閉器。