JP2020077533A - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁反発力による接点開離を高い安定性および信頼性をもって防止することができる電磁継電器を提供する。【解決手段】電磁石と、一対の可動接点を有する第１電極と、一対の固定接点を有する第２電極とを備え、電磁石の作動に伴って一対の可動接点が一対の固定接点の間に挟持される閉状態と、一対の可動接点が一対の固定接点から開離する開状態とが切り替わる接点機構と、を具備し、一方の可動接点と一方の固定接点との間を通る第１の電流経路と、他方の可動接点と他方の固定接点との間を通る第２の電流経路とを有し、第１電極と第２電極とは、第１の電極経路と第２の電極経路とを電流が流れる際に、一方の可動接点と一方の固定接点との間に作用する第１の電磁反発力と、他方の可動接点と他方の固定接点との間に作用する第２の電磁反発力とが異なるように形成される、電磁継電器である。【選択図】図４

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

電磁継電器において、当接している接点間に大電流が流れた場合、接点同士を互いに開離させる方向に生じる電磁反発力が接点間の接触力を超えると接点が開離し、アーク放電を引き起こす。特許文献１は、第１接点と第２接点の一方に形成した傾斜面により第１接点と第２接点間に作用する電磁反発力を分力し、接点開離方向の電磁反発力を低減する構成を記載している。

特開２００７−４５５８３号公報

しかしながら、特許文献１は第１接点と第２接点間において開離方向に作用する電磁反発力を低減するものであるため、接点間に想定を超える大電流が流れた場合には接点開離を防ぎきることはできない。電磁反発力による接点開離を高い安定性および信頼性をもって防止することができる電磁継電器に対する強い要求がある。

本開示の一態様は、電磁石と、一対の可動接点を有する第１電極と、一対の固定接点を有する第２電極とを備え、前記電磁石の作動に伴って、前記一対の可動接点が前記一対の固定接点の間に挟持される閉状態と、前記一対の可動接点が前記一対の固定接点から開離する開状態とが切り替わる接点機構と、を具備し、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流の経路として、一方の前記可動接点と一方の前記固定接点との間を通る第１の電流経路と、他方の前記可動接点と他方の前記固定接点との間を通る第２の電流経路とを有し、前記第１電極と前記第２電極とは、前記第１の電極経路と前記第２の電極経路とを電流が流れる際に、前記一方の可動接点と前記一方の固定接点との間に作用する第１の電磁反発力と、前記他方の可動接点と前記他方の固定接点との間に作用する第２の電磁反発力とが異なるように形成される、電磁継電器である。

このような構成によれば、電磁反発力による接点開離を高い安定性および信頼性をもって防止することができる。

本実施形態に係る電磁継電器の斜視図である。 接点開状態の本実施形態に係る電磁継電器の縦断面図である。 接点閉状態の本実施形態に係る電磁継電器の縦断面図である。 本実施形態に係る電磁継電器の接点に作用する電磁反発力を示す。 実施例１の対向電極が下方に揺動する状態を示す図である。 実施例１の対向電極が上方に揺動する状態を示す図である。 接点開状態の実施例２による接点部の拡大縦断面図である。 接点閉状態の実施例２による接点部の拡大縦断面図である。 接点開状態の実施例３による接点部の拡大縦断面図である。 接点閉状態の実施例３による接点部の拡大縦断面図である。 接点開状態の実施例４による接点部の拡大縦断面図である。 接点閉状態の実施例４による接点部の拡大縦断面図である。 接点開状態の実施例５による接点部の拡大縦断面図である。 接点閉状態の実施例５による接点部の拡大縦断面図である。 接点開状態の実施例６による接点部の拡大縦断面図である。 接点閉状態の実施例６による接点部の拡大縦断面図である。 接点開状態の実施例７による接点部の拡大縦断面図である。 接点閉状態の実施例７による接点部の拡大縦断面図である。 図１８における可動接点および固定接点の部分拡大図である。 接点開状態の実施例８による接点部の拡大縦断面図である。 接点閉状態の実施例８による接点部の拡大縦断面図である。 図２１における可動接点と固定接点との部分拡大図である。 比較例の電磁継電器の斜視図である。 接点開状態の比較例の電磁継電器の縦断面図である。 接点閉状態の比較例の電磁継電器の縦断面図である。 比較例の電磁継電器の接点部分に作用する電磁反発力を示す。

次に、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。参照する図面において、同様の構成部分または機能部分には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。

本開示の実施形態に係る電磁継電器は、接点間に大電流が流れた際に接点開離方向に作用する電磁反発力による接点開離を高い信頼性および安定性をもって防ぐ。はじめに比較例の電磁継電器の構成を、図２３−２６を参照して説明する。

図２３は、比較例の電磁継電器３０の斜視図である。図２３では、内部構成を示すためにカバー１１を透明に示している。図２４は、接点開状態の電磁継電器３０の縦断面図である。図２５は、接点閉状態の電磁継電器３０の縦断面図である。図２６は、電磁継電器３０の接点部分に作用する電磁反発力を表している。なお、以下では、説明の便宜のため、図２３に示すように、ベース９の長手方向を前後方向と定義し、前後方向を基準として左右方向および上下方向を定義する。

図２３−図２５に示す電磁継電器３０は、コイル４、鉄心５および継鉄１２を含む電磁石と、接極子３、ヒンジばね１０およびカード６を含む可動部と、それぞれ弾性部材である可動電極７および固定電極８を含む接点部とを具備する。電磁石はベース９の一端部に配置され、接点部はベース９の他端部に配置されている。導電性の板部材で形成される可動電極７はその下端がベース９に固定され、自由端に可動接点１を有する。固定電極８はその下端がベース９に固定され、自由端に固定接点２を有する。カバー１１の後方壁内面に設けられた突起１５は、固定接点２に当接して固定接点２を後方から支持する。

図２４の縦断面図は、コイル４への通電がなされておらず接点部が開いている状態（接点開）を表している。この状態では、ヒンジばね１０の復元力により、接極子３は継鉄１２の上端との接触位置を支点として図２４において時計回りに揺動した接点開位置に保持されている。この状態からコイル４に通電されると、接極子３は鉄心５に吸引され継鉄１２の上端との接触位置を支点として図２４において半時計回りに揺動する。それに伴い、カード６は後方に押されて移動し、可動電極７を固定電極８側に押し込む。それにより、図２５に示されるように可動接点１が固定接点２と接触し、接点部は閉じた状態（接点閉）となる。

接点閉状態に外来ノイズ等により可動電極７から固定電極８に瞬間的に大電流が流れる場合を想定する。この場合、図２６の白抜き矢印で示す経路で、可動電極７から可動接点１、固定接点２を通じて固定電極８に電流が流れる。それにより、可動接点１と固定接点２間の接触力を上回る電磁反発力（太線矢印ＦＡ）が、可動接点１、固定接点２を互いに開離させる方向に発生する。そして、可動接点１、固定接点２の接触が離れた瞬間にアーク放電が発生する。

本実施形態に係る電磁継電器は、以上のような電磁反発力の発生に伴う接点開離を防ぐように構成される。図１は、本実施形態に係る電磁継電器１００の斜視図である。なお、図１では、内部構成を示すためにカバー１１１を透明に示している。図２は、接点開状態の電磁継電器１００の縦断面図である。図３は、接点閉状態の電磁継電器１００の縦断面図である。図４は、電磁継電器１００の接点部分に作用する電磁反発力を表している。なお、以下では、説明の便宜のため、ベース１０９の長手方向を図１に示す通り前後方向と定義し、この前後方向を基準として左右方向および上下方向を図１に示す通り定義する。

図１−図３に示すように、電磁継電器１００は、コイル１０４、鉄心１０５および継鉄１１２を含む電磁石と、接極子１１３、ヒンジばね１１０およびカード１０６を含む可動部と、それぞれ導電性の板ばね部材である可動電極１０７および固定電極１０８を含む接点部とを具備する。電磁石はベース１０９の一端部に配置され、接点部はベース１０９の他端部に配置されている。可動電極１０７はその下端がベース１０９に固定され、自由端に可動接点１０１を有する。可動接点１０１は後述する一対の可動接点（第１可動接点１０１ａおよび第２可動接点１０１ｂ）を有する。固定電極１０８はその下端がベース１０９に固定され、自由端に対向電極１１４を有する。カバー１１１に設けられた突起１１５は、固定電極１０８の自由端に当接して固定電極１０８を後方から支持する。

図１−３に示すように、固定電極１０８は、弾性変形可能なように比較的薄く形成された基端１０８ｂと、基端１０８ｂよりも高い剛性を有する比較的厚く形成された先端１０８ａとを有する。先端１０８ａには、対向配置された一対の固定接点電極１０２、１０３が接続されている。先端１０８ａ、固定接点電極１０２、１０３により対向電極１１４が構成される。図３の接点閉状態では、可動接点１０１が、一対の固定接点電極１０２、１０３の間に挟持される。

図４に示すように、可動接点１０１は、可動電極１０７上端の水平部分１０７ａに対して上側に突出した第１可動接点１０１ａと、下側に突出した第２可動接点１０１ｂとを有する。固定接点電極１０２は、基端が先端１０８ａに連結された板状の電極１０２ｂと、電極１０２ｂの先端において下方に突出するように形成された固定接点１０２ａとを有する。固定接点電極１０３は、基端が先端１０８ａに連結された板状の電極１０３ｂと、電極１０３ｂの先端において上方に突出するように形成された固定接点１０３ａとを有する。

図２の断面図は、コイル１０４に通電されておらず、接点部がオフ（接点開）になっている状態を表している。この状態では、ヒンジばね１１０の復元力により、接極子１１３は継鉄１１２の上端との接触位置を支点として図２において時計回りに揺動した接点開位置に保持されている。この状態からコイル１０４に通電がなされると、接極子１１３は鉄心１０５に吸引され継鉄１１２の上端との接触位置を支点として図２において半時計回りに揺動する。それに伴い、カード１０６が可動電極１０７側に押されて移動し、可動電極１０７を後方に押し込む。それにより、可動接点１０１が固定接点電極１０２、１０３の間に入り込んで挟持され、接点部はオン（接点閉）となる。可動接点１０１が固定接点電極１０２、１０３間に押し込まれるとき、対向電極１１４は突起１１５により後方から支持される。

接点閉状態に可動電極１０７から固定電極１０８に大電流が流れる場合を想定する。可動電極１０７から可動接点１０１に流入してきた電流は、第１可動接点１０１ａ、固定接点１０２ａを経由して固定電極１０８に流れ込む図４中に網掛け矢印で示された電流経路Ｐ_Aと、第２可動接点１０１ｂ、固定接点１０３ａを経由して固定電極１０８に流れ込む図４中に白抜き矢印で示された電流経路Ｐ_Bとに分かれる。上側の電流経路Ｐ_Aを通る電流により第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａとの間に電磁反発力ＦＬ１が生じ、下側の電流経路Ｐ_Bを通る電流により第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａとの間に電磁反発力ＦＬ２が生じる。本実施形態では、電磁反発力ＦＬ１とＦＬ２とを意図的に異ならせる。電磁反発力ＦＬ１と電磁反発力ＦＬ２とを異ならせる構成例は後述する。

電磁反発力ＦＬ２が電磁反発力ＦＬ１よりも大きくなるように構成した場合の接点部の動作について説明する。図４のように電磁反発力ＦＬ１、ＦＬ２が発生すると、可動接点１０１は固定接点電極１０３から離れる方向の電磁反発力ＦＬ２を受ける。可動電極１０７は弾性部材であるため、可動接点１０１が大きな電磁反発力ＦＬ２を受けると可動接点１０１は上側に移動しようとするが、上側の固定接点電極１０２がストッパとなり接点開離が生じることはない。電磁反発力ＦＬ２により仮に第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａとが開離したとしても、電磁反発力ＦＬ１よりも強い電磁反発力ＦＬ２で上方に押された第１可動接点１０１ａは固定接点１０２ａと接触した状態となっているので、接点開離状態となることはない。

電磁反発力ＦＬ１と電磁反発力ＦＬ２が同じ大きさである場合は、固定接点電極１０２と固定接点電極１０３には互いに離れる方向に同じ大きさの力が作用することとなるため、固定接点電極１０２と固定接点電極１０３の双方が互いに離れる方向に弾性変形し接点開離が生じる可能性がある。この点、本実施形態によれば、電磁反発力ＦＬ１と電磁反発力ＦＬ２の大きさに意図的に差異を生じさせている為、上述した通り接点開離の発生を防止できる。

以上のように本実施形態では、可動接点１０１を固定接点１０２ａ、１０３ａで挟持するという構成を用いて可動電極１０７から固定電極１０８に流れる電流に２つの異なる経路を設けることで、可動接点１０１と固定接点１０２ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ１と、可動接点１０１と固定接点１０３ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ２を意図的に異ならせることが可能となっている。以下、電磁反発力ＦＬ１と電磁反発力ＦＬ２とを異ならせるための構成例を実施例１−８として説明する。実施例１−８のうち、実施例１−６は、電流経路Ｐ_Aを流れる電流の大きさと電流経路Ｐ_Bを流れる電流の大きさを異ならせることによって電磁反発力ＦＬ１と電磁反発力ＦＬ２とを異ならせる構成である。実施例７−８は、接点における接触面の曲率を電流経路Ｐ_A側の接点と電流経路Ｐ_B側の接点間で異ならせる構成に関する。実施例１−８の電磁石および可動部は上述の実施形態で説明した構成を有しているため、以下の説明は接点部に焦点を当てる。

実施例１
実施例１による可動電極１０７は、図２に示す状態では水平部１０７ａと基部１０７ｂとの間の角度ＣＡが鋭角となり、図３に示すカード１０６により後方に付勢された状態では水平部１０７ａと基部１０７ｂ間の角度ＣＡが略９０度となるように形状および配置が設定される。これにより、図３の様に可動接点１０１が固定接点電極１０２、１０３との間に挟持されたとき、水平部１０７ａには下向きの復元力が作用し、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触力の方が第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触力より大きくなる。したがって、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触抵抗の方が、第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触抵抗よりも小さくなる。この状態で可動電極１０７から固定電極１０８に大電流が流れた場合、図４に示した通り、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ２は、第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ１よりも大きくなる。

図２−４に示されるように電極１０２ｂ、１０３ｂは基端１０８ｂよりも大きな剛性を有するように肉厚に形成されている。また、上述したように固定電極１０８の先端１０８ａは基端１０８ｂよりも高い剛性を有するように肉厚に形成されている。したがって、上述のように電磁反発力ＦＬ１、ＦＬ２が発生すると固定接点電極１０３には水平部１０７ａからの下向きの復元力と下向きの電磁反発力ＦＬ２との合力が図５の太線矢印のように作用するが、対向電極１１４では可動接点１０１を挟持した状態で基端１０８ｂが弾性変形する。よって、図５に示されるように、対向電極１１４は、突起１１５で支えられている位置Ｐを基準位置として反時計回りに揺動する。

可動電極１０７の基端がベース１０９に固定されているため、対向電極１１４の半時計方向の揺動に伴い、固定接点１０２ａと第１可動接点１０１ａ間の接触力が固定接点１０３ａと第２可動接点１０１ｂ間の接触力を上回り、固定接点１０２ａと第１可動接点１０１ａ間の接触抵抗が固定接点１０３ａと第２可動接点１０１ｂ間の接触抵抗よりも小さくなる。この場合、図６に示すように、電磁反発力ＦＬ１の方が電磁反発力ＦＬ２よりも大きくなり、対向電極１１４は位置Ｐを基準として時計回り揺動する。このように、図６の状態では電磁反発力ＦＬ１の方が電磁反発力ＦＬ２よりも大きくなり、可動接点１０１は下方に強い力を受けるが、下側の固定接点電極１０３がストッパとなり接点開離が生じることはない。

大電流が流れている間、対向電極１１４は、位置Ｐを基準とした図５に示す半時計回りの揺動運動と図６に示す時計回りの揺動運動とを繰り返す。したがって、電磁継電器１００に大電流が流れている間に接点開離が生じることが防止される。

実施例２
実施例２に係る電磁継電器は、可動電極１０７の可動接点１０１が、固定接点電極１０２側または固定接点電極１０３側のどちらかに偏って固定接点１０２ａおよび１０３ａに当接する構成である。図７は、接点開状態の実施例２による接点部の拡大縦断面図である。図８は、接点閉状態の実施例２による接点部の拡大縦断面図である。図７では、可動接点１０１が固定接点電極１０３側に偏るように可動電極１０７のベース１０９からの高さが設定された構成例が示されている。

図７の状態から電磁石がオンし、可動接点１０１が固定接点電極１０２、１０３間に入り込み固定接点電極１０２、１０３間に挟持されると、図８に示されるように固定接点電極１０３の方が固定接点電極１０２よりも大きく弾性変形し、その結果、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触力の方が第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触力より大きくなる。したがって、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触抵抗の方が第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触抵抗よりも小さくなる。この状態で可動電極１０７から固定電極１０８に大電流が流れた場合、図８に示すように、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ２は、第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ１よりも大きくなる。対向電極１１４の構成部品は基端１０８ｂよりも高い剛性を有するので、固定接点電極１０３に対して下向きの電磁反発力ＦＬ２が作用すると、図５でと同様に、対向電極１１４は突起１１５との接触位置Ｐを基準値して下向きに揺動する。その後は、大電流が流れる間、上述した通り、対向電極１１４は位置Ｐを基準とした揺動を繰り返す。

このように、実施例２によれば、電磁継電器に大電流が流れる際の電磁反発力ＦＬ１と電磁反発力ＦＬ２とを異ならせているため、図４−６を参照して上述した動作原理により接点開離を防止することができる。

なお、可動接点１０１を固定接点電極１０２側または固定接点電極１０３側のいずれか一方に偏らせるやり方は、可動接点１０１のベース１０９からの高さを調整する以外にも各種のやり方があり得る。一例として、可動電極１０７の水平部１０７ａを基準とする第１可動接点１０１ａの高さと、水平部１０７ａを基準とする第２可動接点１０１ｂの高さとを異ならせても良い。この場合、水平部１０７ａが固定接点１０２ａと固定接点１０３ａとの上下方向の中心に位置するように可動電極１０７を形成することができる。

実施例３
実施例３に係る電磁継電器は、固定接点電極１０２、１０３の電極１０２ｂ、１０３ｂの厚みを異ならせる構成である。図９は、接点開状態の実施例３による接点部の拡大縦断面図である。図１０は、接点閉状態の実施例３による接点部の拡大縦断面図である。図９は、電極１０３ｂの厚みｄ３を電極１０２ｂの厚みｄ２よりも大きくした構成例を示している。

電極１０３ｂの方が電極１０２ｂより厚いため、電極１０３ｂの方が電極１０２ｂよりも剛性が高くなる。したがって、図９の状態から電磁石がオンし、可動接点１０１が固定接点電極１０２、１０３間に入り込み固定接点電極１０２、１０３間に挟持されると、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触力の方が第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触力より大きくなる。この場合、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触抵抗の方が第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触抵抗よりも小さくなる。この状態で可動電極１０７から固定電極１０８に大電流が流れた場合、図１０に示すように、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ２は、第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ１よりも大きくなる。対向電極１１４の構成部品は基端１０８ｂよりも高い剛性を有するため、固定接点電極１０３に対して下向きの電磁反発力ＦＬ２が作用すると、図５と同様に、対向電極１１４は突起１１５との接触位置Ｐを基準として下向きに揺動する。その後は、大電流が流れる間、上述した通り、対向電極１１４は位置Ｐを基準とした揺動を繰り返す。

このように、実施例３によれば、電磁継電器に大電流が流れる際の電磁反発力ＦＬ１と電磁反発力ＦＬ２とを異ならせているため、図４−６を参照して上述した動作原理により接点開離を防止することができる。

なお、図９および図１０に示した構成例では、電極１０３ｂを電極１０２ｂよりも厚くしているが、電極１０２ｂを電極１０３ｂよりも厚くしても良い。

実施例４
実施例４に係る電磁継電器は、固定接点電極１０２、１０３のいずれか一方を、固定電極１０８（接続面）に垂直な方向に対して傾ける構成である。固定接点電極１０２、１０３の他方は、固定電極１０８に垂直に固定される。図１１は、接点開状態の実施例４による接点部の拡大縦断面図である。図１２は、接点閉状態の実施例４による接点部の拡大縦断面図である。図１１は、固定接点電極１０３を固定電極１０８に垂直な方向に対して上方に傾斜させた構成例である。

固定接点電極１０３が固定電極１０８に垂直方向に対して上方に傾斜しているため、可動接点１０１が固定接点電極１０２、１０３間に入り込み挟持された状態では、固定接点電極１０３の方が弾性変形が大きくなる。この場合、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触力の方が第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触力より大きくなる。したがって、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触抵抗の方が第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触抵抗よりも小さくなる。この状態において可動電極１０７から固定電極１０８に大電流が流れた場合、図１２に示すように、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ２は、第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ１よりも大きくなる。対向電極１１４の構成部品は基端１０８ｂよりも高い剛性を有するので、固定接点電極１０３に下向きの電磁反発力ＦＬ２が作用すると、図５と同様に対向電極１１４は突起１１５との接触位置Ｐを基準として下向きに揺動する。その後は、大電流が流れる間、上述した通り、対向電極１１４は、位置Ｐを基準とした揺動を繰り返す。

このように、実施例４によれば、電磁継電器に大電流が流れる際の電磁反発力ＦＬ１と電磁反発力ＦＬ２とを異ならせているため、図４−６を参照して上述した動作原理により接点開離が生じることを防止することができる。

なお、図１１および図１２に示した構成例では、固定接点電極１０３を固定電極１０８に垂直な方向に対して上方に傾斜させているが、固定接点電極１０２を固定電極１０８に垂直な方向に対して下方に傾斜させる構成でも良い。

実施例５
実施例５に係る電磁継電器は、固定接点電極１０２、１０３の一方の固定端から自由端に至る長さを他方に対して異ならせる構成である。固定接点電極１０２、１０３はいわゆる片持ち梁の状態で固定電極１０８に固定されており、長さを短くした方の固定接点電極の剛性が高くなる。図１３は、接点開状態の実施例５による接点部の拡大縦断面図である。図１４は、接点閉状態の実施例５による接点部の拡大縦断面図である。図１３は、固定接点電極１０３を固定接点電極１０２よりも短くした構成例を示している。

固定接点電極１０３が固定接点電極１０２より短いため、可動接点１０１が固定接点電極１０２、１０３間に入り込み固定接点電極１０２、１０３間に挟持された状態では、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触力の方が第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触力より大きくなる。したがって、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触抵抗の方が第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触抵抗よりも小さくなる。この状態において可動電極１０７から固定電極１０８に大電流が流れた場合、図１４に示すように、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ２は、第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ１よりも大きくなる。対向電極１１４の構成部品は基端１０８ｂよりも高い剛性を有するので、固定接点電極１０３に対して下向きの電磁反発力ＦＬ２が作用すると、図５と同様に対向電極１１４は突起１１５との接触位置Ｐを基準として下向きに揺動する。その後は、大電流が流れる間、上述した通り、対向電極１１４は位置Ｐを基準とした揺動を繰り返す。

このように、実施例５によれば、電磁継電器に大電流が流れる際の電磁反発力ＦＬ１と電磁反発力ＦＬ２とを異ならせているため、図４−６を参照して上述した動作原理により接点開離が生じることを防止することができる。

なお、図１３および図１４に示した構成例では、固定接点電極１０３を固定接点電極１０２に対し短くしているが、固定接点電極１０２を固定接点電極１０３に対し短くしても良い。

実施例６
実施例６に係る電磁継電器は、固定接点電極１０２と固定接点電極１０３の抵抗を異ならせる構成である。図１５は、接点開状態の実施例６による接点部の拡大縦断面図である。図１６は、接点閉状態の実施例６による接点部の拡大縦断面図である。ここでは、固定接点電極１０２の導体抵抗を固定接点電極１０３の導体抵抗よりも大きくした例について説明する。

固定接点電極１０２の導体抵抗が固定接点電極１０３の導体抵抗よりも大きいため、可動電極１０７から固定電極１０３に大電流が流れた場合、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間に流れる電流の方が第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間に流れる電流よりも大きくなる。それにより、図１６に示すように、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ２は、第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間に生じる電磁反発力ＦＬ１よりも大きくなる。対向電極１１４の各構成部品は基端１０８ｂよりも高い剛性を有するので、固定接点電極１０３に対して下向きの電磁反発力ＦＬ２が作用すると、図５と同様に、対向電極１１４は突起１１５との接触位置Ｐを基準として下向きに揺動する。その後は、大電流が流れる間、上述した通り、対向電極１１４は、位置Ｐを基準とした揺動を繰り返す。

このように、実施例６によれば、電磁継電器に大電流が流れる際の電磁反発力ＦＬ１と電磁反発力ＦＬ２とを異ならせているため、図４−６を参照して上述した動作原理により接点開離が生じることを防止することができる。

固定接点電極１０２と固定接点電極１０３の導体抵抗を異ならせるやり方として、電極１０２ｂ、１０３ｂ間の導体抵抗を異ならせる手法や、固定接点１０２ａ、１０３ａ間の導体抵抗を異ならせる手法がある。なお、上記では固定接点電極１０２の導体抵抗が固定接点電極１０３の導体抵抗よりも大きい例について説明したが、固定接点電極１０３の導体抵抗を固定接点電極１０２の導体抵抗よりも大きくしても良い。

実施例７
実施例７は、固定接点１０２ａの可動接点１０１との接触面１０２ａｘの曲率と、固定接点ａ１０３の可動接点１０１との接触面１０３ａｘの曲率とを異ならせる構成例である。図１７は、接点開状態の実施例７による接点部の拡大縦断面図である。図１８は、接点閉状態の実施例７による接点部の拡大縦断面図である。ここでは、接触面１０２ａｘの曲率を接触面１０３ａｘの曲率よりも大きくした構成例について説明する。

図１８のように可動接点１０１が固定接点電極１０２、１０３間に挟持されている状態で可動電極１０７から固定電極１０８に大電流が流れる場合を想定する。この場合、固定接点１０２ａと可動電極１０１間の接触力と固定接点１０３ａと可動電極１０１間の接触力に差異は生じていないため、可動電極１０７から第１可動接点１０１ａ、固定接点電極１０２を介して固定電極１０８に流れ込む電流Ｉ_Aと、可動電極１０７から第２可動接点１０１ｂ、固定接点電極１０３を介して固定電極１０８に流れ込む電流Ｉ_Bの大きさは同じである。

図１９は、図１８における第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間、および第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間それぞれの部分拡大図である。図１９では、第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触位置において第１可動接点１０１ａに流れる電流、固定接点１０２ａに流れる電流をそれぞれ、Ｉ_A1、Ｉ_A2として表示している。また、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触位置において第２可動接点１０１ｂに流れる電流、固定接点１０３ａに流れる電流をそれぞれ、Ｉ_B1、Ｉ_B2として表示している。図１９に示されるように、接触面１０２ａｘの曲率は接触面１０３ａｘの曲率よりも大きいため、電流Ｉ_A1、Ｉ_A2間の角度Ａ１は、電流Ｉ_B1、Ｉ_B2間の角度Ａ２よりも大きい。互いに対向する方向に流れる電流間に作用する電磁反発力は、電流間の角度が増加するほど小さくなる。したがって、図１７−１９に図示した構成例では、電磁反発力ＦＬ２の方が電磁反発力ＦＬ１よりも大きくなる。対向電極１１４の各構成部品は基端１０８ｂよりも高い剛性を有するので、固定接点電極１０３に下向きの電磁反発力ＦＬ２が作用すると、対向電極１１４は突起１１５との接触位置Ｐを基準として下向きに揺動する。その後は、大電流が流れる間、上述した通り対向電極１１４は、位置Ｐを基準とした揺動を繰り返す。

このように、実施例７によれば、電磁継電器に大電流が流れる際の上側の電磁反発力ＦＬ１と下側の電磁反発力ＦＬ２とを異ならせているため、図４−６を参照して上述した動作原理により接点開離が生じることを防止することができる。

なお、図１７−１９では接触面１０２ａｘの曲率を接触面１０３ａｘの曲率よりも大きくした構成例を示したが、接触面１０３ａｘの曲率を接触面１０２ａｘの曲率よりも大きくしても良い。

実施例８
実施例８は、第１可動接点１０１ａの表面の曲率と、第２可動接点１０１ｂの表面の曲率とを異ならせる構成例である。図２０は、接点開状態の実施例８による接点部の拡大縦断面図である。図２１は、接点閉状態の実施例８による接点部の拡大縦断面図である。ここでは、第１可動接点１０１ａの曲率を第２可動接点１０１ｂの曲率よりも大きくした構成例について説明する。

図２１のように可動接点１０１が固定接点電極１０２、１０３間に挟持されている状態で可動電極１０７から固定電極１０８に大電流が流れる場合を想定する。この場合、固定接点１０２ａと可動電極１０１間の接触力と固定接点１０３ａと可動電極１０１間の接触力に差異は生じていないため、可動電極１０７から第１可動接点１０１ａ、固定接点電極１０２を介して固定電極１０８に流れ込む電流Ｉ_Aと、可動電極１０７から第２可動接点１０１ｂ、固定接点電極１０３を介して固定電極１０８に流れ込む電流Ｉ_Bの大きさは同じである。

図２２は、図２１における第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ、および第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａの部分拡大図である。図２２では、第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａ間の接触位置において第１可動接点１０１ａに流れる電流、固定接点１０２ａに流れる電流をそれぞれ、Ｉ_A1、Ｉ_A2として表示している。また、図２２では、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａ間の接触位置において第２可動接点１０１ｂに流れる電流、固定接点１０３ａに流れる電流をそれぞれ、Ｉ_B1、Ｉ_B2として表示している。図２２に示されるように、第１可動接点１０１ａの曲率は第２可動接点１０１ｂの曲率よりも大きいため、電流Ｉ_A1、Ｉ_A2間の角度Ａ３は電流Ｉ_B1、Ｉ_B2間の角度Ａ４よりも大きい。互いに対向する方向に流れる電流間に作用する電磁反発力は、電流間の角度が増加するほど小さくなる。したがって、図２０−２２に図示した構成例では、電磁反発力ＦＬ２の方が電磁反発力ＦＬ１よりも大きくなる。対向電極１１４の各構成部品は基端１０８ｂよりも高い剛性を有する。よって、この場合、固定接点電極１０３に対して下向きの電磁反発力ＦＬ２が作用すると、図５と同様に、対向電極１１４は突起１１５との接触位置Ｐを基準として下向きに揺動する。その後は、大電流が流れる間、上述した通り、対向電極１１４は位置Ｐを基準とした揺動を繰り返す。

このように、実施例８によれば、電磁継電器に大電流が流れる際の上側の電磁反発力ＦＬ１と下側の電磁反発力ＦＬ２とを異ならせているため、図４−６を参照して上述した動作原理により接点開離が生じることを防止することができる。

なお、図２０−２２では第１可動接点１０１ａの曲率を第２可動接点１０１ｂの曲率よりも大きくしたが、第２可動接点１０１ｂの曲率を第１可動接点１０１ａの曲率よりも大きくしても良い。

電磁反発力が互いに対向する方向に流れる電流間に作用する力であることを考慮すると、電磁反発力は電流の互いに平行な成分の積に比例すると考えることができる。したがって、実施例１−８の構成は、第１可動接点１０１ａと固定接点１０２ａとの接触部において第１可動接点１０１ａに流れる電流と、固定接点１０２ａに流れる電流との互いに反対方向で且つ平行な方向の成分の積を第１の値とし、第２可動接点１０１ｂと固定接点１０３ａとの接触部において第２可動接点１０１ｂに流れる電流と固定接点１０３ａに流れる電流との互いに反対方向で且つ平行な方向の成分の積を第２の値とするとき、第１の値と第２の値とを異なるようにした構成とも表現することができる。

以上、典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述の各実施形態に変更及び種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。

上述の実施形態および実施例１−８により記載された電磁反発力ＦＬ１、ＦＬ２を異ならせるための構成は、図１−３で例示した電磁継電器以外にも一対の可動接点を一対の固定接点で挟持するように構成した様々なタイプの電磁継電器に適用することができる。

１、１０１ 可動接点
２、１０２ａ、１０３ａ 固定接点
３、１１３ 接極子
４、１０４ コイル
５、１０５ 鉄心
６、１０６ カード
７、１０７ 可動電極
８、１０８ 固定電極
９、１０９ ベース
１５、１１５ 突起
３０、１００ 電磁継電器
１０１ 可動接点
１０１ａ 第１可動接点
１０１ｂ 第２可動接点
１０２、１０３ 固定接点電極
１０２ａ、１０３ａ 固定接点
１０２ｂ、１０３ｂ 電極
１０７ａ 水平部
１０８ａ 先端
１０８ｂ 基端
１１４ 対向電極

Claims (5)

1. 電磁石と、
   一対の可動接点を有する第１電極と、一対の固定接点を有する第２電極とを備え、前記電磁石の作動に伴って、前記一対の可動接点が前記一対の固定接点の間に挟持される閉状態と、前記一対の可動接点が前記一対の固定接点から開離する開状態とが切り替わる接点機構と、を具備し、
   前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流の経路として、一方の前記可動接点と一方の前記固定接点との間を通る第１の電流経路と、他方の前記可動接点と他方の前記固定接点との間を通る第２の電流経路とを有し、
   前記第１電極と前記第２電極とは、前記第１の電極経路と前記第２の電極経路とを電流が流れる際に、前記一方の可動接点と前記一方の固定接点との間に作用する第１の電磁反発力と、前記他方の可動接点と前記他方の固定接点との間に作用する第２の電磁反発力とが異なるように形成される、
   電磁継電器。
2. 前記一方の可動接点と前記一方の固定接点との接触部において前記一方の可動接点に流れる電流と前記一方の固定接点に流れる電流との互いに反対方向で且つ平行な方向の成分の積を第１の値とし、
   前記他方の可動接点と前記他方の固定接点との接触部において前記他方の可動接点に流れる電流と前記他方の固定接点に流れる電流との互いに反対方向で且つ平行な方向の成分の積を第２の値とするとき、
   前記第１の値と前記第２の値とが異なる、
   請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記第１の電流経路に流れる電流量と前記第２の電流経路に流れる電流量が異なる、請求項１または請求項２に記載の電磁継電器。
4. 前記第１電極は、前記一対の可動接点が前記一対の固定接点に挟持されるときの弾性変形による復元力が前記他方の固定接点側に作用するように形成されている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁継電器。
5. 前記第２電極は、弾性変形可能な基端と、前記一対の固定接点を有する先端とを備える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁継電器。

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