JP2020184425A - 接点装置及び電磁継電器 - Google Patents
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Abstract
【課題】固定接点と可動接点間の接続状態を安定化する。【解決手段】接点装置2は、第1接続端子11と、可動接触子13と、第2接続端子12と、連結部14と、を備える。第1接続端子11は、固定接点21を有する。可動接触子13は、可動接点22を有する。可動接触子13は、駆動力に応じて移動するシャフト19の移動に応じて、可動接点22が固定接点21に接触する第1位置と可動接点22が固定接点21から離れた第2位置との間で一方向に沿って移動する。連結部14は、可動接触子13と第2接続端子12との間を連結する。可動接触子13は、被結合部132を有する。連結部14は、結合部141と変形部143と、を有する。結合部141は、可動接触子13の被結合部132に結合されて固定される。変形部143は、結合部141と第2接続端子12との間に位置する。変形部143は、可動接触子13の一方向の移動に応じて変形する。【選択図】図1
Description
本開示は接点装置及び電磁継電器に関し、より詳細には、固定接点に対する可動接点の接触と離間とを切り替え可能な接点装置及びそれを備えた電磁継電器に関する。
特許文献1には、接点で電流を入り切りする接点装置が記載されている。
特許文献1に記載された接点装置は、一対の固定端子と、一対の固定端子側それぞれに接触する接触状態と離間する離間状態とに移動可能な可動接触子と、を備えている。
特許文献1に記載されている接点装置では、一対の固定端子の間の内部電路に短絡電流等の異常電流が流れた場合に、電流に起因する電磁反発力によって、固定端子の固定接点と可動接触子の可動接点とが離れる可能性があり、固定接点と可動接点間の接続状態が不安定になりやすい。
本開示は、固定接点と可動接点間の接続状態を安定化することが可能な接点装置及びそれを備えた電磁継電器を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る接点装置は、第1接続端子と、可動接触子と、第2接続端子と、連結部と、を備える。前記第1接続端子は、固定接点を有する。前記可動接触子は、可動接点を有する。前記可動接触子は、駆動力に応じて移動するシャフトの移動に応じて、前記可動接点が前記固定接点に接触する第1位置と前記可動接点が前記固定接点から離れた第2位置との間で一方向に沿って移動する。前記連結部は、前記可動接触子と前記第2接続端子との間を連結する。前記可動接触子は、被結合部を有する。前記連結部は、結合部と、変形部と、を有する。前記結合部は、前記可動接触子の前記被結合部に結合されて固定される。前記変形部は、前記結合部と前記第2接続端子との間に位置し、前記可動接触子の前記一方向の移動に応じて変形する。
本開示の一態様に係る接点装置は、第1接続端子と、可動接触子と、第2接続端子と、連結部と、を備える。前記第1接続端子は、固定接点を有する。前記可動接触子は、可動接点を有する。前記可動接触子は、駆動力に応じて移動するシャフトの移動に応じて、前記可動接点が前記固定接点に接触する第1位置と前記可動接点が前記固定接点から離れた第2位置との間で一方向に沿って移動する。前記連結部は、前記可動接触子と前記第2接続端子との間を連結する。前記連結部は、複数の金属シートが重ねられた積層構造体を含む。
本開示の一態様に係る電磁継電器は、前記接点装置と、前記シャフトと、駆動部と、を備える。前記駆動部は、励磁コイルを有する。前記駆動部は、前記励磁コイルの通電と非通電との切り替えに応じて前記シャフトに前記駆動力を与える。
本開示は、固定接点と可動接点間の接続状態を安定化することが可能となるという利点がある。
以下、本開示の実施形態に係る接点装置及びそれを備えた電磁継電器について、添付の図面を参照して説明する。ただし、下記の各実施形態は、本開示の様々な実施形態の一部に過ぎない。下記の各実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の各実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(1)実施形態
(1.1)概要
本実施形態の電磁継電器1は、図1、図2に示すように、接点装置2と、電磁石装置3(駆動部)と、シャフト19と、を備えている。
(1.1)概要
本実施形態の電磁継電器1は、図1、図2に示すように、接点装置2と、電磁石装置3(駆動部)と、シャフト19と、を備えている。
電磁石装置3は、励磁コイル34を有している。電磁石装置3は、励磁コイル34の通電と非通電との切り替えに応じて、シャフト19に駆動力を与える。
シャフト19は、電磁石装置3からの駆動力に応じて移動する。シャフト19は、自身の軸方向に沿って移動する。
接点装置2は、第1接続端子11と、第2接続端子12と、可動接触子13と、連結部14と、を備えている。
第1接続端子11は、固定接点21を有している。
可動接触子13は、可動接点22を有している。可動接触子13は、シャフト19の移動に応じて、第1位置と第2位置との間で一方向に沿って移動する。第1位置は、可動接点22が固定接点21に接触する場合の可動接触子13の位置である。第2位置は、可動接点22が固定接点21から離れている場合の可動接触子13の位置である。以下では、可動接触子13の移動方向(上記の一方向)を第1方向D1とも言う。ここでは、可動接触子13の移動方向は、シャフト19の移動方向と同じである。
連結部14は、可動接触子13と第2接続端子12との間を連結する。連結部14は、可動接触子13とは別部材からなり、可動接触子13に結合されている。図3に示すように、連結部14は、複数の金属シート140が重ねられた積層構造体を含んでいる。連結部14は、可動接触子13と第2接続端子12との間を電気的に接続する。なお、図3以外の図では、便宜上、変形部143の図示を簡略化している。
可動接触子13は、被結合部132を有する。連結部14は、結合部141と変形部143とを有する。
結合部141は、可動接触子13の被結合部132に結合されて、被結合部132に固定される。変形部143は、結合部141と第2接続端子12との間に位置する。変形部143は、可動接触子13の第1方向D1の移動に応じて変形する。
本実施形態の接点装置2、及びそれを備えた電磁継電器1では、第1接続端子11と第2接続端子12との間の電路に、固定接点21と可動接点22との組を一つのみ備えている。そのため、固定接点と可動接点との組を2つ備えた特許文献1の接点装置に比べて、意図しない電路の遮断が起こり得る箇所が少ない。そのため、本実施形態の接点装置2及び電磁継電器1によれば、第1接続端子11と第2接続端子12との間の内部電路の導通状態を安定化することが可能となり、固定接点21と可動接点22間の接続状態を安定化することが可能となる。
また、本実施形態の接点装置2、及びそれを備えた電磁継電器1では、連結部14は、複数の導電性の金属シート140(例えば、銅箔)が重ねられた積層構造体を含んでおり、可動接触子13が移動する場合に、可動接触子13の移動に応じて変形部143が変形可能である。そのため、第2接続端子12と可動接触子13との間の接続を安定して維持することが可能となる。
(1.2)構成
本実施形態の接点装置2及びそれを備えた電磁継電器1について、図1〜図5を参照して、より詳細に説明する。
本実施形態の接点装置2及びそれを備えた電磁継電器1について、図1〜図5を参照して、より詳細に説明する。
本実施形態の電磁継電器1は、一例として、電気自動車に搭載される。この場合において、接点装置2(第1接続端子11及び第2接続端子12)は、走行用のバッテリから負荷(例えば、インバータ)への直流電力の供給路上に、電気的に接続される。
(1.2.1)接点装置
接点装置2は、図1、図2に示すように、第1接続端子11と、第2接続端子12と、可動接触子13と、連結部14と、ホルダ15と、接圧ばね16と、筐体17と、フランジ18と、を備えている。第1接続端子11は、固定接点21を有している。可動接触子13は、可動接点22を有している。
接点装置2は、図1、図2に示すように、第1接続端子11と、第2接続端子12と、可動接触子13と、連結部14と、ホルダ15と、接圧ばね16と、筐体17と、フランジ18と、を備えている。第1接続端子11は、固定接点21を有している。可動接触子13は、可動接点22を有している。
以下では、説明のために、固定接点21と可動接点22との対向方向を上下方向と定義し、可動接点22から見て固定接点21側を上方と定義する。また、第1接続端子11と第2接続端子12とが並んでいる方向を左右方向と定義し、第1接続端子11から見て第2接続端子12側を左方と定義する。つまり、以下では、図1の上下左右を上下左右として説明する。また、以下では、上下方向及び左右方向の両方に直交する方向(図1の紙面に直交する方向)を、前後方向として説明する。ただし、これらの方向は接点装置2及び電磁継電器1の使用形態を限定する趣旨ではない。
第1接続端子11と第2接続端子12とは、左右方向に並ぶように配置されている(図1参照)。第1接続端子11及び第2接続端子12の各々は、導電性の金属材料からなる。第1接続端子11及び第2接続端子12は、外部回路(バッテリ及び負荷)を接続するための端子として機能する。本実施形態では、一例として、第1接続端子11及び第2接続端子12は銅(Cu)で形成されていることとするが、第1接続端子11及び第2接続端子12を銅製に限定する趣旨ではない。第1接続端子11及び第2接続端子12は、銅以外の導電性材料で形成されていてもよい。
第1接続端子11及び第2接続端子12の各々は、上下方向に直交する平面内での断面形状が円形状となる円柱状に形成されている。ここでは、第1接続端子11及び第2接続端子12の各々は、上端部側の径が下端部側の径よりも大きく、正面視がT字状となるように構成されている。第1接続端子11及び第2接続端子12は、筐体17の上面から一部(上端部)が突出した状態で、筐体17に保持される。具体的には、第1接続端子11及び第2接続端子12の各々は、筐体17の上壁に形成されている開口孔を貫通した状態で、筐体17に固定されている。
第1接続端子11は、第1接続端子11の下端に固定接点21を有している。ここでは、固定接点21は、第1接続端子11と同一の材料から、第1接続端子11と一体に構成されている。ただし、これに限らず、固定接点21は、第1接続端子11とは別部材からなり、例えば溶接等により第1接続端子11に固定されていてもよい。固定接点21の外径は、第1接続端子11の下端部の外径と略等しくともよい。
第2接続端子12は、ここでは、第1接続端子11とは異なり固定接点を有していない。第2接続端子12は、固定接点21の分だけ、第1接続端子11よりも上下方向の寸法(長さ)が小さい。
可動接触子13は、導電性を有する金属材料からなり、上下方向に厚みを有し、かつ前後方向よりも左右方向に長い板状の部材である。すなわち、可動接触子13は、第1方向D1(可動接触子13が移動する方向)と交差する方向に長く形成されている。可動接触子13は、厚み方向の一方側(上側)に第1面231を有し、他方側(下側)に第2面232を有している。可動接触子13は、長手方向が第1接続端子11と第2接続端子12とが並ぶ方向(左右方向)に沿い、かつ、長手方向の第1端(右端)が固定接点21の下側で固定接点21と対向するように、配置されている。可動接触子13は、シャフト19の上下方向の移動に応じて、第1位置(図2参照)と第2位置(図1参照)との間で上下方向(第1方向D1)に移動する。
可動接触子13は、接触子本体131と、被結合部132と、可動接点22と、を備えている。ここでは、接触子本体131と被結合部132と可動接点22とは、同一の材料から一体に形成されている。可動接点22は、可動接触子13の長手方向の第1端(右端)に設けられ、被結合部132は、可動接触子13の長手方向の第2端(左端)に設けられている。
接触子本体131は、上下方向に厚みを有し、かつ前後方向よりも左右方向に長い板状に形成されている。接触子本体131の厚み方向及び長手方向は、可動接触子13の厚み方向及び長手方向と、それぞれ一致する。
可動接点22は、接触子本体131の第1端(右端)の上側(固定接点21と対向する側)に設けられている。つまり、可動接点22は、可動接触子13の第1面231に設けられている。なお、可動接点22は、ここでは接触子本体131と一体に形成されている。また、可動接点22は、接触子本体131とは別部材からなり、例えば溶接等により接触子本体131に固定されていてもよい。
可動接点22は、固定接点21と対向する接触子本体131の上面から上方に突出しており、接触子本体131において可動接点22と隣接する部分との間に、段差133を形成している。また、可動接点22の中心は、左右方向(接触子本体131の長手方向に沿った方向)において、第1接続端子11の下端の中心とずれている。ここでは、可動接触子13は、可動接点22と接触子本体131との間の段差が第1接続端子11の下端と対向するように、配置されている。
被結合部132は、上下方向に厚みを有する板状に形成されている。被結合部132の厚みは、接触子本体131の厚みよりも小さい。具体的には、可動接触子13における被結合部132は、可動接触子13において被結合部132と隣接する部位よりも薄い。
被結合部132は、可動接触子13の長手方向の第2端(左端)に位置している。被結合部132の上面は、接触子本体131の上面と面一であって、連続してつながっている。被結合部132の下面と接触子本体131の一端(左端)とで囲まれるように、段差部が形成されている。可動接触子13の第2端において、第2面232側には、第1面231側に凹む断面L字状の段差が形成されている。
連結部14は、可動接触子13と第2接続端子12との間を連結する。連結部14は、導電性を有している。ここでは、連結部14の幅(前後方向の寸法)は、可動接触子13の幅(前後方向の寸法)と略等しい(図4参照)。
図1、図2に示すように、連結部14は、第1結合部(結合部)141と、第2結合部142と、変形部143と、を有している。
第1結合部141は、連結部14において、可動接触子13に結合されて固定される部分である。第1結合部141は、板状である。第1結合部141は、可動接触子13の被結合部132に固定される。
第1結合部141は、被結合部132の下面と接触子本体131の左側面とで囲まれる段差部に、配置されている。第1結合部141は、被結合部132の下面及び接触子本体131の左側面の両方と接触するように、より詳細には両方と面接触するように、可動接触子13に固定されている。第1結合部141は、可動接触子13において可動接点22が設けられた面(第1面231)と反対側の面(第2面232)に、固定されている。そのため、可動接触子13が第2位置から第1位置に移動するときに、連結部14において被結合部132の先端と接触する箇所が、被結合部132から受ける力を小さくでき、第1結合部141と可動接触子13との結合を安定化させることができる。
なお、第1結合部141が第1面231に固定されてもよい。
第2結合部142は、連結部14において、第2接続端子12に結合されて固定される部分である。第2結合部142は、板状である。第2結合部142は、第2接続端子12の下端に固定される。第2結合部142は、第2接続端子12の下端と接触するように、より詳細には第2接続端子12の下端が平坦面に設けられ、第2接続端子12の下端の平坦面と面接触するように、第2接続端子12に固定されている。
変形部143は、第1結合部141と第2結合部142との間に位置する。変形部143は、前方から見て、略U字状(或いは略J字状)に湾曲している。第1結合部141及び第2結合部142は、第1結合部141と第2結合部142とが並ぶ方向(左右方向)において、互いに変形部143の両端から離れる向きに延びている。変形部143は、可動接触子13の上下方向(第1方向D1)の移動に応じて、第1結合部141と第2結合部142とを結ぶ直線距離が変化するように変形する。
連結部14では、第2結合部142の方が、第1結合部141よりも上方に位置している。
図3に示すように、連結部14は、複数の金属シート140が重ねられた積層構造体から構成されている。金属シート140は、例えば銅箔を用いることができる。連結部14は、ここでは積層銅箔を備えている。積層銅箔は、コーペル、シャント、オンス銅板等とも呼ばれ、薄い銅箔(或いは銅条)を複数枚重ね、連結部14の長手方向の両端で銅箔同士を互いに結合した部材である。一枚の銅箔の厚さは、例えば0.2mm以下である。なお、図3は模式図であり、実際の金属シート140の積層枚数は、図示の枚数(図3では6枚)に限られず、例えば100枚程度であってもよい。
積層銅箔の両端の各々では、複数枚の銅箔が互いに結合されている。積層銅箔の両端の各々では、銅箔とは別の銅板が設けられて、複数枚の銅箔とこの銅板とが溶接等により結合されている。なお、積層銅箔の両端の各々において、銅箔を複数枚重ねてなる積層構造体の厚さ方向の両側に銅板をそれぞれ設け、銅板と積層構造体とがカシメ固定されていてもよい。積層銅箔の両端部(結合部分)が、連結部14の第1結合部141及び第2結合部142である。第1結合部141及び第2結合部142の各々は、剛性を有しており変形し難い。
積層銅箔は、両端の結合部分以外(以下、「中央部分」ともいう)では銅箔同士が結合されていない。積層銅箔は、積層銅箔の中央部分において、複数枚の銅箔の積層方向で変形可能である。また、積層銅箔のうち複数枚の銅箔間の間隔は変動可能に設けられている。積層銅箔における中央部分が、連結部14の変形部143である。積層銅箔の中央部分は、積層銅箔の両端部が並ぶ方向(左右方向)と複数枚の銅箔の積層方向(上下方向)との両方を含む平面(図1の紙面と平行な面)内の方が、この平面と直交する方向(図1の紙面の法線方向)に比べて可撓性が高い(変形しやすい)。すなわち、連結部14の変形部143の可撓性は、上下方向(第1方向D1)と左右方向(第1接続端子11と第2接続端子12とが並ぶ方向)との両方を含む一平面に沿った方向の方が、この一平面に直交する方向(前後方向)に比べて高い。
連結部14は、連結部14にかかる応力の第1方向D1(上下方向)に沿った成分が、第1位置(図2参照)と第2位置(図1参照)との間の中間位置に可動接触子13が位置するときに最小となるように、構成されていることが望ましい。具体的には、本実施形態の連結部14は、上述のように積層銅箔から構成されており、複数枚の銅箔の積層方向(上下方向)において弾性を有している。そのため、連結部14は、連結部14に重力以外の外力が加えられていない自然状態(ばねの自然長に対応する状態)を有している。連結部14は、可動接触子13が上記の中間位置に位置するときに自然状態となるように、可動接触子13及び第2接続端子12に固定されている。
連結部14の第1結合部141が、変形部143が自然状態の場合と比べて上方に位置している場合、連結部14には、第1結合部141の上方への移動による変形部143の変形に応じた応力が生じている。変形部143が自然状態の場合と比べて上方に位置している場合として、例えば、可動接触子13の第1位置にある場合がある(図2参照)。変形部143は可撓性を有している。そのため、変形部143における第2結合部142側(左側)の端部の応力は、変形部143における第1結合部141側(右側)の端部の応力よりも小さくなっている。つまり、変形部143は、可動接触子13の移動に起因して連結部14に生じる応力を低減させる、応力低減部として機能する。
可動接触子13が、第1位置から第1方向D1に沿って下方へ(第2位置へ向かって)移動すると、連結部14の第1結合部141は、可動接触子13の移動に伴い下方へ移動する。一方、連結部14の第2結合部142は、可動接触子13の移動に関わらず、第2接続端子12に接触する位置で維持される。
連結部14の第1結合部141が、変形部143が自然状態の場合と比べて下方に位置している場合、連結部14には、第1結合部141の下方への移動による変形部143の変形に応じた応力が生じている。変形部143が自然状態の場合と比べて下方に位置している場合として、例えば、可動接触子13が第2位置にある場合(図1参照)がある。この場合も、変形部143が応力を低減させることで、変形部143における第2結合部142側(左側)の端部の応力は、変形部143における第1結合部141側(右側)の端部の応力よりも小さくなっている。
可動接触子13が、第2位置から第1方向D1に沿って上方へ(第1位置へ向かって)移動すると、連結部14の第1結合部141は、可動接触子13の移動に伴い上方へ移動する。一方、連結部14の第2結合部142は、可動接触子13の移動に関わらず、第2接続端子12に接触する位置で維持される。
連結部14の第1結合部141は、ここでは、溶接により可動接触子13に固定(接合)されている。第1結合部141は、ここではレーザー溶接によって可動接触子13に固定されているが、これに限らず、超音波接合、或いは抵抗溶接により可動接触子13に固定されていてもよいし、カシメによって可動接触子13に固定されていてもよい。
第1結合部141をレーザー溶接によって可動接触子13に接合する場合、レーザーの走査方向は、第1結合部141の幅方向及び長さ方向を含む面内において、第1結合部141と変形部143とが並ぶ方向と交差する方向(第1結合部141の幅方向;前後方向)に沿っていることが好ましい。図4には、説明のために、第1結合部141をレーザー溶接によって可動接触子13に接合する場合のレーザーの走査方向を、実線の矢印A1で示してある。レーザー溶接では、第1結合部141の幅方向(前後方向)に沿ったレーザーの走査を、第1結合部141における長さ方向(左右方向)での位置を変えながら、複数回行えばよい。
レーザーの走査方向が、第1結合部141の幅方向及び長さ方向を含む面内において、第1結合部141と変形部143とが並ぶ方向と交差する方向であれば、走査方向が第1結合部141と変形部143とが並ぶ方向である場合に比べて、第1結合部141が可動接触子13から剥がれにくくなる。
第2結合部142は、ここでは溶接により第2接続端子12に接合されている。第2結合部142は、ここではレーザー溶接によって第2接続端子12に固定されているが、これに限らず、超音波接合、或いは抵抗溶接により第2接続端子12に固定されていてもよいし、カシメによって第2接続端子12に固定されていてもよい。
第2結合部142をレーザー溶接によって第2接続端子12に接合する場合、レーザーの走査方向は、第2結合部142の幅方向及び長さ方向を含む面内において、第2結合部142と変形部143とが並ぶ方向と交差する方向(第2結合部142の幅方向;前後方向)に沿っていることが好ましい。図4には、説明のために、第2結合部142をレーザー溶接によって第2接続端子12に接合する場合のレーザーの走査方向を、実線の矢印A2で示してある。
レーザーの走査方向が、第2結合部142の幅方向及び長さ方向を含む面内において、第2結合部142と変形部143とが並ぶ方向と交差する方向であれば、走査方向が第1結合部141と変形部143とが並ぶ方向である場合に比べて、第2結合部142が可動接触子13から剥がれにくくなる。
また、可動接触子13において第1結合部141が結合される面は、第2接続端子12において第2結合部142が結合される面と、同じ側(ここでは、下側)を向いていることが好ましい。この場合、第1結合部141と第2結合部142とに対して、レーザーを同じ向きから照射してレーザー溶接を行うことが可能となり、製造プロセスを簡略化し得る。
可動接触子13は、筐体17に収容されている。可動接触子13は、電磁石装置3によって上下方向に動かされるシャフト19の移動に応じて、上下方向に動かされる。これにより、可動接触子13は、上下方向(第1方向D1)に沿って、第1位置と第2位置との間で移動することになる。図2は、可動接触子13が第1位置に位置する状態を示しており、この状態では、可動接触子13の可動接点22が、固定接点21に接触する。図1は、可動接触子13が第2位置に位置する状態を示しており、この状態では、可動接触子13の可動接点22が、固定接点21から離れる。
したがって、可動接触子13が第1位置にあるとき(図2参照)、第1接続端子11と第2接続端子12との間は、可動接触子13及び連結部14を介して短絡する。可動接触子13が第1位置にあれば、可動接点22が固定接点21に接触するので、第1接続端子11は、固定接点21、可動接点22、接触子本体131、被結合部132、及び連結部14を介して、第2接続端子12と電気的に接続される。そのため、可動接触子13が第1位置にあるときに、接点装置2は、バッテリから負荷への直流電力の供給路を形成する。一方、可動接触子13が第2位置にあるとき(図1参照)、第1接続端子11と第2接続端子12との間の内部電路は遮断される。そのため、可動接触子13が第2位置にあるときに、接点装置2は、バッテリから負荷への直流電力の供給路を遮断する。
接点装置2では、変形部143において変形部143に流れる電流の方向に対して直交する断面の最小面積は、可動接触子13において可動接触子13に流れる電流の方向に対して直交する断面の最小面積よりも、大きい。ここで、連結部14が導電性の金属シートの積層構造体(例えば、積層銅箔)にて構成されている場合、変形部143において変形部143に流れる電流の方向に対して直交する断面の面積Stとは、この方向における1枚の金属シートの断面の面積S10とするとき、複数の金属シートの面積S10の合計を意味する。例えば、金属シートの枚数がn枚であれば、St=n×S10である。接点装置2は、上記の断面積の関係を満たしているため、内部電路に大きな電流が流れて内部電路が発熱する場合には、変形部143よりも、可動接触子13(断面の面積が最小となる部分)において熱が発生しやすい。すなわち、接点装置2では、変形部143での発熱が抑えられる。変形部143での発熱が抑えられるので、発熱に伴う変形部143での弾性率の変化等が抑制され、接点装置2の導通及び遮断の信頼性が向上する。
ホルダ15は、下壁151と、一対の側壁(前壁及び後壁)152と、を有している。
一対の側壁152は、下壁151の前後の縁から上方に突出している。一対の側壁152の間に、可動接触子13が配置されている。
下壁151の下面には、シャフト19の上端部が固定されている。下壁151の上面の中央には、円柱状の突部が形成されている。
接圧ばね16は、圧縮コイルばねである。接圧ばね16は、ホルダ15の下壁151の上面と可動接触子13の下面との間に配置されている。接圧ばね16の上端は、可動接触子13の下面に接触している。接圧ばね16の下端は、ホルダ15の下壁151の上面に形成された突部に嵌まっている。ここでは、接圧ばね16の中心は、シャフト19の中心と一致している。接圧ばね16は、可動接触子13に対して上向き(可動接点22が固定接点21に向かう向き)の力を与える。
筐体17は、例えば酸化アルミニウム(アルミナ)等のセラミック製である。筐体17は、前後方向よりも左右方向に長い中空の直方体状に形成されている。筐体17の下面は開口している。筐体17は、固定接点21と、可動接触子13と、連結部14と、を収容している。筐体17は、固定接点21及び可動接点22を収容する接点収容室S1である。筐体17の上面には、第1接続端子11及び第2接続端子12を通すための一対の開口孔が形成されている。一対の開口孔は、それぞれ円形状に形成されており、筐体17の上壁を厚み方向(上下方向)に貫通している。一方(右側)の開口孔には第1接続端子11が通され、他方(左側)の開口孔には第2接続端子12が通されている。第1接続端子11及び第2接続端子12と筐体17とは、ろう付けによって気密に結合される。
筐体17は、固定接点21、可動接触子13及び連結部14を収容する箱状に形成されていればよく、本実施形態のような中空の直方体状に限らず、例えば中空の楕円筒状や、中空の多角柱状などであってもよい。つまり、ここでいう箱状は、内部に固定接点21、可動接触子13及び連結部14を収容する空間を有する形状全般を意味しており、直方体状に限定する趣旨ではない。筐体17は、セラミック製に限らず、例えば、ガラス又は樹脂等の絶縁材料にて形成されていてもよいし、金属製であってもよい。
図5に示すように、筐体17の内面(前壁の後面、及び後壁の前面)には、内方に突出する一対の突部171が形成されている。例えば、可動接触子13は、シャフト19を中心として中心として、図5の時計回り又は反時計回りに回転する可能性がある。この場合であっても、ホルダ15または可動接触子13が突部171に接触することにより、可動接触子13の回転が阻止される。接点装置2は、回転規制部50としての突部171を備えている。回転規制部50は、固定接点21に対して相対的に固定されており、可動接触子13がシャフト19の軸中心と平行な軸(上下方向の軸)の回りで回転するのを、規制する。なお、説明の便宜上、図1、図2では突部171の図示を省略している。
また、突部171は、固定接点21の近傍に設けられている。特に、突部171は、可動接触子13の長手方向において、可動接点22とホルダ15との間の位置に設けられていることが望ましい。可動接点22と固定接点21とを含む電路に短絡電流等の異常電流が流れている状態で、可動接点22が固定接点21から引き離されると、可動接点22と固定接点21との間にアークが発生することがある。本実施形態の接点装置2では、突部171が設けられていることで、発生したアークがホルダ15まで移動し難い。すなわち、突部171は、アークの移動範囲を規制するアーク規制部としても機能する。
フランジ18は、非磁性の金属材料で形成されている。非磁性の金属材料は、例えば、SUS304等のオーステナイト系ステンレスである。フランジ18は、左右方向に長い中空の矩形枠状に形成されている。
例えば、フランジ18は、筐体17と電磁石装置3との間に配置される(図1及び図2参照)。フランジ18は、筐体17、及び電磁石装置3の後述する継鉄上板311に対して気密接合されている。これにより、筐体17及びフランジ18と、継鉄上板311で囲まれた接点装置2の内部空間を、気密空間とすることができる。フランジ18は、非磁性でなくともよく、例えば、42アロイ等の鉄を主成分とする合金であってもよい。
(1.2.2)電磁石装置
次に、電磁石装置3の構成について説明する。
次に、電磁石装置3の構成について説明する。
電磁石装置3は、接点装置2の可動接触子13の移動方向(第1方向D1)において、可動接触子13に対して固定接点21が存在する側と反対側に位置している。
電磁石装置3は、図1及び図2に示すように、固定子32と、可動子33と、励磁コイル34と、を有している。電磁石装置3は、励磁コイル34への通電時に励磁コイル34で生じる磁界によって固定子32に可動子33を吸引し、可動子33を固定子32に向けて移動させる。
電磁石装置3は、固定子32、可動子33及び励磁コイル34の他に、継鉄上板311を含む継鉄31と、筒体36と、復帰ばね38と、コイルボビン39と、を有している。
固定子32は、継鉄上板311の中央部から可動子33に向けて突出する形の円筒状に形成された固定鉄心である。固定子32の一端部(上端部)は、継鉄上板311に固定されている。
可動子33は、円柱状に形成された可動鉄心である。可動子33は、固定子32に対向させるように配置されている。可動子33は、上下方向に移動可能に構成されている。可動子33は、可動子33の一端面が固定子32に接触した励磁位置(図2参照)と、可動子33の一端面が固定子32から離れた非励磁位置(図1参照)との間で移動する。本開示でいう「励磁位置」は、励磁コイル34の通電時における可動子33の位置である。また、本開示でいう「非励磁位置」は、励磁コイル34の非通電時における可動子33の位置である。
励磁コイル34は、励磁コイル34の中心軸方向を上下方向と一致させる向きで配置されている。励磁コイル34の内側に、固定子32と可動子33とが配置されている。
継鉄31は、励磁コイル34を囲むように配置されており、固定子32及び可動子33と共に、励磁コイル34の通電時に生じる磁束が通る磁気回路を形成する。そのため、継鉄31と固定子32と可動子33とはいずれも磁性材料から形成されている。継鉄上板311は、この継鉄31の一部を構成している。
復帰ばね38は、少なくとも一部が固定子32の内側に配置されている。復帰ばね38は、可動子33を非励磁位置へ付勢するコイルばねである。復帰ばね38の一端(下端)は可動子33の一端面に接触し、復帰ばね38の他端(上端)は固定子32に接触している(図1参照)。
コイルボビン39は、合成樹脂製であって、励磁コイル34が巻き付けられている。励磁コイル34のコイル端子341は、コイルボビン39が備える上下一対の鍔部のうちの上側の鍔部の内部を通って、外部に露出している。
シャフト19は、電磁石装置3で発生した駆動力を、接点装置2へ伝達する。
シャフト19は、非磁性材料からなる。シャフト19は、上下方向に延びた丸棒状に形成されている。シャフト19の一端(上端)は、ホルダ15の下壁151に固定されており、継鉄上板311の中央部に形成された貫通孔、固定子32の内側、及び復帰ばね38の内側を通って、その他端(下端)が可動子33に固定されている。
図1に示すように、本実施形態の電磁継電器1では、可動接点22と被結合部132とが並ぶ方向において、可動接点22と被結合部132との間にシャフト19の軸中心が位置している。また、本実施形態では、可動接点22と被結合部132とが並ぶ方向において、可動接点22と被結合部132との間に、接圧ばね16から可動接触子13への力の作用点(可動接触子13における接圧ばね16との接触箇所)が位置している。
筒体36は、一端面(上端面)が開口した有底円筒状に形成されている。筒体36の内部に、固定子32、可動子33、復帰ばね38、及びシャフト19の一部(下端部)が収容されている。筒体36の開口周部は、継鉄上板311に接合される。これにより、筒体36は、可動子33の移動方向を上下方向に制限し、かつ可動子33の非励磁位置を規定する。筒体36は、継鉄上板311の下面に気密接合されている。これにより、接点装置2の筐体17、フランジ18及び電磁石装置3の継鉄上板311で囲まれた接点装置2の内部空間(接点収容室S1)の気密性を確保することができる。
電磁石装置3で発生した駆動力に応じて電磁石装置3の可動子33が上下方向に移動するのに伴って、シャフト19及びホルダ15が上下方向に移動し、これにより、接点装置2の可動接触子13が上下方向に移動する。
(1.3)動作
次に、電磁継電器1の動作について、説明する。
次に、電磁継電器1の動作について、説明する。
励磁コイル34が通電されていないとき(非通電時)には、可動子33と固定子32との間に磁気吸引力が生じないため、可動子33は、復帰ばね38のばね力によって非励磁位置に位置する。このとき、シャフト19は、下方に引き下げられている。可動接触子13は、接圧ばね16に支持されて、可動接触子1の可動範囲における下端位置である第2位置に位置する。そのため、可動接点22は固定接点21から離れることになる(開状態)。この状態では、第1接続端子11と第2接続端子12との間は非導通である(図1参照)。
一方、励磁コイル34に通電されると、可動子33と固定子32との間に磁気吸引力が生じるため、可動子33は、復帰ばね38のばね力に抗して上方に引き寄せられ励磁位置に移動する。このとき、シャフト19が上方に押し上げられて、可動接触子13、ホルダ15及び接圧ばね16が共に上方に移動する。これにより、可動接触子13は、可動接触子13の可動範囲における上端位置である第1位置に移動する(閉状態)。この状態では、可動接点22と固定接点21が接触しており、第1接続端子11と第2接続端子12とが、可動接触子13及び連結部14を介して導通する(図2参照)。
電磁石装置3は、励磁コイル34の通電状態の切り替えにより可動子33に作用する吸引力を制御し、可動子33を上下方向に移動させることにより、接点装置2の開状態と閉状態とを切り替えるための駆動力を発生する。本実施形態では、電磁継電器1は、励磁コイル34に通電されていないときには、可動接触子13が第2位置に位置する、いわゆるノーマリオフタイプである。そのため、可動子33が非励磁位置に位置するときに接点装置2が開状態となり、可動子33が励磁位置に位置するときに接点装置2が閉状態となる。
上述のように、本実施形態の接点装置2、及びそれを備えた電磁継電器1では、意図しない内部電路の遮断が起こり得る箇所の数が1箇所のみであるため、第1接続端子11と第2接続端子12との間の内部電路の導通状態を安定化することが可能となる。
また、本実施形態の接点装置2、及びそれを備えた電磁継電器1では、連結部14が複数の金属シート140(例えば、銅箔)が重ねられた積層構造体を含んでいるため、第2接続端子12と可動接触子13との間の接続を安定して維持することが可能となる。
(2)変形例
以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。なお、以下では、上述の実施形態を「基本例」と呼ぶこともある。
以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。なお、以下では、上述の実施形態を「基本例」と呼ぶこともある。
(2.1)変形例1
変形例1の接点装置2Aについて、図6、図7を参照して説明する。図6は、可動接触子13が第2位置にある場合(開状態)の接点装置2Aの断面図であり、図7は、可動接触子13が第1位置にある場合(閉状態)の接点装置2Aの断面図である。
変形例1の接点装置2Aについて、図6、図7を参照して説明する。図6は、可動接触子13が第2位置にある場合(開状態)の接点装置2Aの断面図であり、図7は、可動接触子13が第1位置にある場合(閉状態)の接点装置2Aの断面図である。
本変形例の接点装置2Aは、基本例の接点装置2の連結部14とは異なる形状の連結部14Aを備えている。本変形例の接点装置2Aにおいて、基本例の接点装置2と同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
図6に示すように、連結部14Aは、第1結合部(結合部)141Aと、第2結合部142Aと、変形部143Aと、を備えている。連結部14Aは、複数の金属シートが重ねられた積層構造体を含み、例えば、積層銅箔で構成されている。
変形部143Aは、前方から見て、略U字状に湾曲している。変形部143Aは、第1延伸部1431Aと、第2延伸部1432Aと、中間部1433Aと、を有している。第1延伸部1431Aは、変形部143Aにおいて可動接触子13側(第1結合部141A)側に位置しており、第1結合部141から上下方向(第1方向D1)に沿って延びている。第2延伸部1432Aは、変形部143Aにおいて第2接続端子12側(第2結合部142A)側に位置している。第2延伸部1432Aは、第1延伸部1431と対向しており、上下方向(第1方向D1)に沿って延びている。中間部1433Aは、第1方向と交差する方向(左右方向)に沿って延びており、第1延伸部1431Aと第2延伸部1432Aとをつないでいる。
第1結合部141Aは、連結部14Aにおいて、可動接触子13に結合されて固定される部分である。第1結合部141Aは、第1結合部141Aと第2結合部142Aとが並ぶ方向において、変形部143Aの一端から第2結合部142Aから離れる向きに、延びている。第2結合部142Aは、連結部14Aにおいて、第2接続端子12に結合されて固定される部分である。第2結合部142Aは、第1結合部141Aと第2結合部142Aとが並ぶ方向において、変形部143Aの他端から第1結合部141Aへ向かう向きに、延びている。
変形部143Aの第2延伸部1432Aが、連結部14Aの最も左側に位置する。変形部143Aの第2延伸部1432Aは、筐体17の内側面に近接して、筐体17の内側面に沿って延びている。言い換えれば、第2延伸部1432Aは、接点収容室S1の内側面に沿って延びる沿面部を有している。また、中間部1433Aは、可動接触子13が第1位置にある場合及び第2位置にある場合の両方において、シャフト19の上端よりも下側に位置している。
このように、本変形例の接点装置2Aでは、変形部143Aが、第1延伸部1431Aと、第2延伸部1432Aと、中間部1433Aと、を有している。そのため、基本例の変形部143に比べて、変形部143Aの長さが長くなって可撓性が高くなり、変形部143Aにおける第2結合部142A側の端部での応力を更に低減することが可能となる。
(2.2)変形例2〜変形例4
変形例2の接点装置2Bについて、図8、図9を参照して説明する。図8は、可動接触子13が第2位置にある場合(開状態)の接点装置2Bの断面図であり、図9は、可動接触子13が第1位置にある場合(閉状態)の接点装置2Bの断面図である。
変形例2の接点装置2Bについて、図8、図9を参照して説明する。図8は、可動接触子13が第2位置にある場合(開状態)の接点装置2Bの断面図であり、図9は、可動接触子13が第1位置にある場合(閉状態)の接点装置2Bの断面図である。
本変形例の接点装置2Bは、変形例1の接点装置2Aと同様の構造を有しており、移動規制部51を更に備えている。本変形例の接点装置2Bにおいて、変形例1の接点装置2Aと同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
移動規制部51は、連結部14の結合部141(可動接触子13における被結合部132)の移動範囲を規制する。移動規制部51は、例えば、筐体17Bの上壁の下面から下方に突出する角柱状の突部172である。移動規制部51は、固定接点21または筐体17Bに対して相対的に固定されている。移動規制部51(突部172)は、可動接触子13が第2位置から第1位置に向かう場合の、結合部141の移動範囲を規制する。移動規制部51(突部172)は、可動接触子13が第1方向D1に沿って第2位置から第1位置に向かって移動する場合において、可動接触子13の被結合部132に接触することで、結合部141が第1方向D1へ移動するのを規制する。移動規制部51によって、第2位置における可動接触子13の姿勢(第1位置における可動接点22に対する被結合部132の上下方向の相対位置)を制御することができる。
図8に示すように、可動接触子13が第2位置にあるとき、第1方向D1における可動接点22と固定接点21との間の間隔は、被結合部132と突部172との間の間隔と略等しい。したがって、可動接触子13が第2位置から第1位置へ向かって移動するとき、可動接点22が固定接点21と接触するのと略同時に、被結合部132が突部172に接触する(図9参照)。励磁コイル34に通電されるとシャフト19が上方に押し上げられて、可動接触子13、ホルダ15及び接圧ばね16が共に上方に移動する。可動接触子13の上方の移動に伴い連結部14の変形部143が変形する。可動接触子13が上方に移動すると可動接点22が固定接点21に接触する。可動接点22が固定接点21に接触した後、さらにシャフト19が上方に移動することにより、接圧ばね16が収縮し、可動接点22と固定接点21間の接圧を高める。
本変形例の移動規制部51は、可動接触子13が第1方向D1に沿って第2位置から第1位置に向かって移動する場合において、可動接点22が固定接点21に接触するのと同時に、結合部141が第1方向D1へ移動するのを規制する。
これにより、接圧ばね16によって可動接点22と固定接点21との間の接圧を確保しつつ、可動接点22と固定接点21との接触点を安定にすることが可能となる。
図10、図11に、変形例3の接点装置2Cを示す。本変形例の接点装置2Cは、接点装置2Bと同様の構造を有しており、移動規制部52として、筐体17Cの上壁の下面から突出する突部173を有している。突出部173の長さは、接点装置2Bの突部172よりも短い。つまり、本変形例の接点装置2Cでは、可動接触子13が第1方向D1に沿って第2位置から第1位置に向かって移動する場合において、可動接点22が固定接点21に接触しても、突部173は被結合部132にまだ接触しない。そして、可動接点22が固定接点21に接触した後、シャフト19に与えられる駆動力(上向きの力)によって、可動接触子13が可動接点22と固定接点21との接触点を支点として時計回りに回転して、被結合部132が突部173と接触する(図11参照)。つまり、本変形例の移動規制部52は、可動接触子13が第1方向D1に沿って第2位置から第1位置に向かって移動する場合において、可動接点22が固定接点21に接触した後に、結合部141が第1方向D1へ移動するのを規制する。
本変形例の接点装置2Cは、可動接点22が固定接点21に接触してから、さらにシャフト19が上方に移動する際に、可動接触子13が一方向に回転して、可動接点13が固定接点21に対して摺動して、可動接触子13が第1位置に位置する。本変形例の接点装置2Cによれば、可動接点13が固定接点21に対して摺動することにより、接圧ばね16によって可動接点22と固定接点21との間の接圧を確保しつつ、可動接点22と固定接点21との溶着を低減することが可能となる。
図12、図13に、変形例4の接点装置2Dを示す。本変形例の接点装置2Dは、接点装置2Bと同様の構造を有しており、移動規制部53として、筐体17Dの上壁の下面から突出する突部174を有している。突出部174の長さは、接点装置2Bの突部172よりも長い。つまり、本変形例の接点装置2Dでは、可動接触子13が第1方向D1に沿って第2位置から前記第1位置に向かって移動する場合において、可動接点22が固定接点21に接触する前に、突部174が被結合部132に接触する(図12参照)。そして、可動接触子13は、シャフト19に与えられる駆動力(上向きの力)によって、被結合部132が突部174に接触した後、被結合部132と突部174との接触点を支点として図12の反時計回りに回転して、可動接点22が固定接点21と接触する(図13参照)。つまり、本変形例の移動規制部53は、可動接触子13が第1方向D1に沿って第2位置から第1位置に向かって移動する場合において、可動接点22が固定接点21に接触する前に、結合部141が第1方向D1へ移動するのを規制する。
本変形例の接点装置2Dによれば、接圧ばね16によって可動接点22と固定接点21との間の接圧を確保しつつ、可動接点22と固定接点21との接触点を安定にすることが可能となる。
(2.3)変形例5
変形例5の接点装置2Eについて、図14、図15を参照して説明する。図14は、可動接触子13が第2位置にある場合(開状態)の接点装置2Eの断面図であり、図15は、可動接触子13が第1位置にある場合(閉状態)の接点装置2Eの断面図である。
変形例5の接点装置2Eについて、図14、図15を参照して説明する。図14は、可動接触子13が第2位置にある場合(開状態)の接点装置2Eの断面図であり、図15は、可動接触子13が第1位置にある場合(閉状態)の接点装置2Eの断面図である。
本変形例の接点装置2Eは、基本例の接点装置2の第1接続端子11及び第2接続端子12とは異なる形状の第1接続端子11E及び第2接続端子12Eを備えている。本変形例の接点装置2Eにおいて、基本例の接点装置2と同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
第1接続端子11E及び第2接続端子12Eの各々は、上下方向に厚みを有し、前後方向よりも左右方向に長い板状の部材である。第1接続端子11E及び第2接続端子12Eは、可動接触子13の長手方向に並んでいる。第1接続端子11Eは、筐体17Eの右面から一部(右端部)が突出した状態で、筐体17Eに保持される。第2接続端子12Eは、筐体17Eの左面から一部(左端部)が突出した状態で、筐体17Eに保持される。具体的には、第1接続端子11及び第2接続端子12の各々は、筐体17Eの左壁及び右壁に形成されている開口孔を貫通した状態で、筐体17Eに固定されている。
第1接続端子11Eは、第1接続端子11Eの左端の下面に固定接点21Eを有している。第2接続端子12Eの右端の下面には、連結部14の第2結合部142が固定されている。
なお、本変形例において、積層銅箔の結合部分(連結部14の第2結合部142)が、第2接続端子12Eを兼ねてもよい。つまり、連結部14の第2結合部142の一部(左端部)が、筐体17Eの左面から突出した状態で筐体17Eに保持されて、外部回路に接続されてもよい。
本変形例の接点装置2Eでも、第1接続端子11Eと第2接続端子12Eとの間の内部電路の導通状態を安定化することが可能となり、第2接続端子12Eと可動接触子13との間の接続を安定して維持することが可能となる。
(2.4)変形例6
変形例6の接点装置2Fについて、図16を参照して説明する。
変形例6の接点装置2Fについて、図16を参照して説明する。
本変形例の接点装置2Fは、変形例1の接点装置2Aと同様の構造を有しており、可動接触子13が第2位置から可動接点22が固定接点21に接触した後(図7参照)、さらにシャフト19が上方に移動し、可動接触子13の第2端(被結合部132側の端)が、第1端(可動接点22側の端)に対して、第2位置から第1位置に向う方向(上向き)に相対的に移動し、可動接触子13が第1位置に移動する(図16参照)。
本変形例の接点装置2Fによれば、励磁コイル34の通電時に、可動接点22が固定接点21に接触してから、さらにシャフト19が上方に移動する際に、可動接触子13が一方向に回転して、可動接点13が固定接点21に対して摺動する。励磁コイル34の通電が解除される際にも、可動接点13が固定接点21に対して摺動する。そのため、可動接点22と固定接点21との間の溶着を低減することが可能となる。
(2.5)変形例7
変形例7の接点装置2Gについて、図17を参照して説明する。
変形例7の接点装置2Gについて、図17を参照して説明する。
本変形例の接点装置2Gは、基本例の接点装置2と同様の構造を有しており、基本例の接点装置2の連結部14よりも幅(前後方向の寸法)が大きな連結部14Gを備えている。
本変形例の連結部14Gは、第2結合部142G及び変形部143Gの幅が、可動接触子13の幅よりも大きい。本変形例の連結部14Gによれば、基本例の連結部14に比べて、連結部14Gの変形部143Gが、上下方向(第1方向D1)と左右方向との両方を含む一平面内と直交する方向(前後方向)において、更に変形し難い。
(2.6)その他の変形例
変形例1〜変形例7の接点装置2A〜2Gは、基本例の接点装置2の代わりに電磁継電器1に用いられてもよい。
変形例1〜変形例7の接点装置2A〜2Gは、基本例の接点装置2の代わりに電磁継電器1に用いられてもよい。
接点装置2,2A〜2Gは、ホルダ15を備えていなくてもよい。例えば、可動接触子139が、厚み方向に貫通する貫通孔を有し、シャフト19の上端に鍔部が設けられ、シャフト19が可動接触子13の貫通孔を通るように配置されてもよい。この場合、接圧ばね16は、例えば可動接触子13の下面と継鉄上板311との間に配置されてもよい。
連結部14,14Aは、積層銅箔に限られず、編組線であってもよい。
基本例及び変形例1〜変形例7の接点装置2,2A〜2Gでは、変形部143,143A,143Gは、第2接続端子12と離れる向き(下向き)に突となる形状を有しているが、第2接続端子12に近づく向き(上向き)に突となる形状を有していてもよい。
連結部14,14Aの結合部141,141Aは、可動接触子13の第1面231に結合されていてもよい。
回転規制部50及び/又は移動規制部51〜53は、筐体17、17B〜17Dに設けられた突部171〜174に代えて/加えて可動接触子13に設けられた突部を備えていてもよい。
電磁継電器1は、励磁コイル34に通電されていないときに接点装置2が閉状態となる、いわゆるノーマリオンタイプであってもよい。
変形部143において変形部143に流れる電流の方向に対して直交する断面の最小面積が、可動接触子13において可動接触子13に流れる電流の方向に対して直交する断面の最小面積よりも大きい場合、変形部143の幅が可動接触子13の幅よりも大きくてもよいし、変形部143の厚さが可動接触子13の厚さよりも大きくてもよい。
(3)まとめ
以上説明した実施形態及び変形例等から以下の態様が開示されている。
以上説明した実施形態及び変形例等から以下の態様が開示されている。
第1の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)は、第1接続端子(11,11E)と、可動接触子(13)と、第2接続端子(12,12E)と、連結部(14,14A,14G)と、を備える。第1接続端子(11,11E)は、固定接点(21)を有する。可動接触子(13)は、可動接点(22)を有する。可動接触子(13)は、駆動力に応じて移動するシャフト(19)の移動に応じて、可動接点(22)が固定接点(21)に接触する第1位置と可動接点(22)が固定接点(21)から離れた第2位置との間で一方向(第1方向D1)に沿って移動する。連結部(14,14A,14G)は、可動接触子(13)と第2接続端子(12,12E)との間を連結する。可動接触子(13)は、被結合部(132)を有する。連結部(14,14A,14G)は、結合部(141,141A)と、変形部(143,143A,143G)と、を有する。結合部(141,141A)は、可動接触子(13)の被結合部(132)に結合されて固定される。変形部(143,143A,143G)は、結合部(141,141A)と第2接続端子(12,12E)との間に位置する。変形部(143,143A,143G)は、可動接触子(13)の上記一方向の移動に応じて変形する。
この態様によれば、第1接続端子(11,11E)と第2接続端子(12,12E)との間の電路に、固定接点(21)と可動接点(22)との組を一つのみ備えている。そのため、第1接続端子(11,11E)と第2接続端子(12,12E)との間の内部電路の導通状態を安定化することが可能となる。
第2の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)では、第1の態様において、可動接点(22)と被結合部(132)とが並ぶ方向において、上記一方向から見て可動接点(22)と被結合部(132)との間にシャフト(19)の軸中心が位置する。
この態様によれば、可動接触子(13)が第1位置にある場合に、可動接触子(13)を安定して保持することが可能となる。
第3の態様に係る接点装置(2B〜2D)では、第1又は第2の態様において、結合部(141A)の移動範囲を規制する移動規制部(51〜53)を、更に備える。移動規制部(51〜53)は、可動接触子(13)が第2位置から第1位置に向かう場合の結合部(141A)の移動範囲を規制する。
この態様によれば、可動接点(22)と固定接点(21)との間の接圧を確保しつつ、可動接点(22)と固定接点(21)との接触点を安定にすることが可能となる。
第4の態様に係る接点装置(2D)では、第3の態様において、移動規制部(53)は、可動接触子(13)が上記一方向に沿って第2位置から第1位置に向かって移動する場合において、可動接点(22)が固定接点(21)に接触する前に、結合部(141A)が上記一方向へ移動するのを規制する。
この態様によれば、可動接点(22)と固定接点(21)との間の接圧を確保しつつ、可動接点(22)と固定接点(21)との接触点を安定にすることが可能となる。
第5の態様に係る接点装置(2C)では、第3の態様において、移動規制部(52)は、可動接触子(13)が上記一方向に沿って第2位置から第1位置に向かって移動する場合において、可動接点(22)が固定接点(21)に接触した後に、結合部(141A)が上記一方向へ移動するのを規制する。
この態様によれば、可動接点(22)と固定接点(21)との間の接圧を確保しつつ、可動接点(22)と固定接点(21)との接触点を安定にすることが可能となる。
第6の態様に係る接点装置(2B)では、第3の態様において、移動規制部(51)は、可動接触子(13)が上記一方向に沿って第2位置から第1位置に向かって移動する場合において、可動接点(22)が固定接点(21)に接触するのと同時に、結合部(141A)が上記一方向へ移動するのを規制する。
この態様によれば、可動接点(22)と固定接点(21)との間の接圧を確保しつつ、可動接点(22)と固定接点(21)との接触点を安定にすることが可能となる。
第7の態様に係る接点装置(2A〜2D,2F)では、第1〜第6のいずれか1つの態様において、変形部(143A)は、結合部(141A)から上記一方向に沿って延びる第1延伸部(1431A)と、第1延伸部(1431A)と対向し、上記一方向に沿って延びる第2延伸部(1432A)と、第1延伸部(1431A)と第2延伸部(1432A)とをつなぐ中間部(1433A)と、を有する。
この態様によれば、変形部(143A)の長さが長くなって可撓性が高くなり、変形部(143A)における第2接続端子(12)側の端部での応力を低減することが可能となる。
第8の態様に係る接点装置(2A〜2D,2F)は、第7の態様において、固定接点(21)と可動接点(22)とを収容する接点収容室(S1)を備える。第2延伸部(1432A)は、接点収容室(S1)の内側面に沿って延びる沿面部を有する。
この態様によれば、変形部(143A)における第2接続端子(12)側の端部での応力を低減することが可能となる。
第9の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)では、第1〜第8のいずれか1つの態様において、変形部(143,143A,143G)において変形部(143,143A,143G)に流れる電流の方向に対して直交する断面の最小面積は、可動接触子(13)において可動接触子(13)に流れる電流の方向に対して直交する断面の最小面積より大きい。
この態様によれば、変形部(143,143A,143G)での発熱を抑制することが可能となる。
第10の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)では、第1〜第9のいずれか1つの態様において、連結部(14,14A,14G)にかかる応力の上記一方向に沿った成分は、第1位置と第2位置との間の中間位置に可動接触子(13)が位置するときに最小となる。
この態様によれば、可動接触子(13)を第1位置に移動させる場合で第2位置に移動させる場合でも、連結部(14,14A,14G)にかかる応力が大きくなりすぎることがない。
第11の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)では、第1〜第10のいずれか1つの態様において、連結部(14,14A,14G)は、複数の金属シート(140)が重ねられた積層構造体を含む。
この態様によれば、第2接続端子(12,12E)と可動接触子(13)との間の接続を安定して維持することが可能となる。
第12の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)では、第1〜第11のいずれか1つの態様において、結合部(141,141A)は、可動接触子(13)において固定接点(21)と対向する面(第1面231)と反対側の面(第2面232)に固定されている。
この態様によれば、結合部(141,141A)が、可動接触子(13)において可動接点(22)が設けられた面(231)に固定される場合に比べて、結合部(141,141A)と可動接触子(13)との結合を安定化させることができる。
第13の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)では、第1〜第12のいずれか1つの態様において、被結合部(132)は、可動接触子(13)において被結合部(132)と隣接する部位よりも薄い。
この態様によれば、可動接触子(13)と連結部(14)とが結合される部分が、厚くなり難い。
第14の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)は、第1〜第13のいずれか1つの態様において、固定接点(21)に対して相対的に固定され、可動接触子(13)がシャフト(19)の軸中心と平行な軸の回りで回転するのを規制する回転規制部(50)を、更に備える。
この態様によれば、可動接触子(13)が回転するのを規制することができる。
第15の態様に係る接点装置(2F)では、第1〜第14のいずれか1つの態様において、可動接触子(13)は、上記一方向と交差する方向に長く形成される。可動接点(22)は、可動接触子(13)の長手方向の第1端に設けられる。被結合部(132)は、可動接触子(13)の長手方向の第2端に設けられる。可動接触子(13)が第2位置から第1位置に移動して可動接点(22)が固定接点(21)に接触した後、可動接触子(13)の第2端が、第1端に対して、第2位置から第1位置に向う方向に相対的に移動する。
この態様によれば、可動接点(22)と固定接点(21)との溶着を低減することが可能となる。
第16の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)では、第1〜第15のいずれか1つの態様において、変形部(143,143A,143G)は、可撓性を有している。変形部(143,143A,143G)の可撓性は、上記一方向と、第1接続端子(11,11E)と第2接続端子(12,12E)とが並ぶ方向と、の両方を含む一平面に沿った方向の方が、上記一平面に直交する方向に比べて高い。
この態様によれば、変形部(143,143A,143G)が、上記一平面に直行する方向に変形するのを抑制することが可能となる。
第17の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)では、第1〜第16のいずれか1つの態様において、可動接触子13)が第1位置に位置する場合及び第2位置に位置する場合の各々において、変形部(143,143A,143G)における第2接続端子(12,12E)側の端部の応力は、変形部(143,143A,143G)における可動接触子(13)側の端部の応力より小さい。
この態様によれば、変形部(143,143A,143G)において、第2接続端子(12,12E)側の端部の応力を低減可能となる。
第18の態様に係る接点装置(2,2A〜2G)は、第1接続端子(11,11E)と、可動接触子(13)と、第2接続端子(12,12E)と、連結部(14,14A,14G)と、を備える。第1接続端子(11,11E)は、固定接点(21)を有する。可動接触子(13)は、可動接点(22)を有する。可動接触子(13)は、駆動力に応じて移動するシャフト(19)の移動に応じて、可動接点(22)が固定接点(21)に接触する第1位置と可動接点(22)が固定接点(21)から離れた第2位置との間で第1方向(D1)に沿って移動する。連結部(14,14A,14G)は、可動接触子(13)と第2接続端子(12,12E)との間を連結する。連結部(14,14A,14G)は、複数の金属シート(140)が重ねられた積層構造体を含む。
この態様によれば、第2接続端子(12,12E)と可動接触子(13)との間の接続を安定して維持することが可能となる。
第19の態様の電磁継電器(1)は、第1〜第18のいずれか1つの態様の接点装置(2,2A〜2G)と、シャフト(19)と、駆動部(電磁石装置3)と、を備える。駆動部は、励磁コイル(34)を有し、励磁コイル(34)の通電と非通電との切り替えに応じてシャフト(19)に駆動力を与える。
この態様によれば、駆動部によって、接点装置(2,2A〜2G)の状態を切り替え可能となる。
1 電磁継電器
2、2A〜2G 接点装置
11,11E 第1接続端子
12,12E 第2接続端子
13 可動接触子
132 被結合部
14,14A,14G 連結部
141,141A 結合部(第1結合部)
143,143A,143G 変形部
1431A 第1延伸部
1432A 第2延伸部
1433A 中間部
19 シャフト
21 固定接点
22 可動接点
231 第1面
232 第2面
50 回転規制部
51〜53 移動規制部
D1 第1方向
S1 接点収容室
3 電磁石装置
34 励磁コイル
2、2A〜2G 接点装置
11,11E 第1接続端子
12,12E 第2接続端子
13 可動接触子
132 被結合部
14,14A,14G 連結部
141,141A 結合部(第1結合部)
143,143A,143G 変形部
1431A 第1延伸部
1432A 第2延伸部
1433A 中間部
19 シャフト
21 固定接点
22 可動接点
231 第1面
232 第2面
50 回転規制部
51〜53 移動規制部
D1 第1方向
S1 接点収容室
3 電磁石装置
34 励磁コイル
Claims (19)
- 固定接点を有する第1接続端子と、
可動接点を有しており、駆動力に応じて移動するシャフトの移動に応じて前記可動接点が前記固定接点に接触する第1位置と前記可動接点が前記固定接点から離れた第2位置との間で一方向に沿って移動する可動接触子と、
第2接続端子と、
前記可動接触子と前記第2接続端子との間を連結する連結部と、
を備え、
前記可動接触子は、被結合部を有し、
前記連結部は、
前記可動接触子の前記被結合部に結合されて固定される結合部と、
前記結合部と前記第2接続端子との間に位置し、前記可動接触子の前記一方向の移動に応じて変形する変形部と、
を有する、
接点装置。 - 前記可動接点と前記被結合部とが並ぶ方向において、前記一方向から見て前記可動接点と前記被結合部との間に前記シャフトの軸中心が位置する、
請求項1に記載の接点装置。 - 前記結合部の移動範囲を規制する移動規制部を、更に備え、
前記移動規制部は、前記可動接触子が前記第2位置から前記第1位置に向かう場合の前記結合部の移動範囲を規制する、
請求項1又は2に記載の接点装置。 - 前記移動規制部は、前記可動接触子が前記一方向に沿って前記第2位置から前記第1位置に向かって移動する場合において、前記可動接点が前記固定接点に接触する前に、前記結合部が前記一方向へ移動するのを規制する、
請求項3に記載の接点装置。 - 前記移動規制部は、前記可動接触子が前記一方向に沿って前記第2位置から前記第1位置に向かって移動する場合において、前記可動接点が前記固定接点に接触した後に、前記結合部が前記一方向へ移動するのを規制する、
請求項3に記載の接点装置。 - 前記移動規制部は、前記可動接触子が前記一方向に沿って前記第2位置から前記第1位置に向かって移動する場合において、前記可動接点が前記固定接点に接触するのと同時に、前記結合部が前記一方向へ移動するのを規制する、
請求項3に記載の接点装置。 - 前記変形部は、
前記結合部から前記一方向に沿って延びる第1延伸部と、
前記第1延伸部と対向し、前記一方向に沿って延びる第2延伸部と、
前記第1延伸部と前記第2延伸部とをつなぐ中間部と、
を有する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の接点装置。 - 前記固定接点と前記可動接点とを収容する接点収容室を備え、
前記第2延伸部は、前記接点収容室の内側面に沿って延びる沿面部を有する、
請求項7に記載の接点装置。 - 前記変形部において前記変形部に流れる電流の方向に対して直交する断面の最小面積は、前記可動接触子において前記可動接触子に流れる電流の方向に対して直交する断面の最小面積より大きい、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の接点装置。 - 前記連結部にかかる応力の前記一方向に沿った成分は、前記第1位置と前記第2位置との間の中間位置に前記可動接触子が位置するときに最小となる、
請求項1〜9のいずれか1項に記載の接点装置。 - 前記連結部は、複数の金属シートが重ねられた積層構造体を含む、
請求項1〜10のいずれか1項に記載の接点装置。 - 前記結合部は、前記可動接触子において前記固定接点と対向する面と反対側の面に固定されている、
請求項1〜11のいずれか1項に記載の接点装置。 - 前記被結合部は、前記可動接触子において前記被結合部と隣接する部位よりも薄い、
請求項1〜12のいずれか1項に記載の接点装置。 - 前記固定接点に対して相対的に固定され、前記可動接触子が前記シャフトの軸中心と平行な軸の回りで回転するのを規制する回転規制部を、更に備える、
請求項1〜13のいずれか1項に記載の接点装置。 - 前記可動接触子は、前記一方向と交差する方向に長く形成され、前記可動接点は前記可動接触子の長手方向の第1端に設けられ、前記被結合部は前記可動接触子の長手方向の第2端に設けられ、
前記可動接触子が前記第2位置から前記第1位置に移動して前記可動接点が前記固定接点に接触した後、前記可動接触子の前記第2端が、前記第1端に対して、前記第2位置から前記第1位置に向う方向に相対的に移動する、
請求項1〜14のいずれか1項に記載の接点装置。 - 前記変形部は、可撓性を有し、前記変形部の可撓性は、前記一方向と、前記第1接続端子と前記第2接続端子とが並ぶ方向と、の両方を含む一平面に沿った方向の方が、前記一平面に直交する方向に比べて高い、
請求項1〜15のいずれか1項に接点装置。 - 前記可動接触子が前記第1位置に位置する場合及び前記第2位置に位置する場合の各々において、前記変形部における前記第2接続端子側の端部の応力は、前記変形部における前記可動接触子側の端部の応力より小さい、
請求項1〜16のいずれか1項に接点装置。 - 固定接点を有する第1接続端子と、
可動接点を有し、駆動力に応じて移動するシャフトの移動に応じて、前記可動接点が前記固定接点に接触する第1位置と前記可動接点が前記固定接点から離れた第2位置との間で一方向に沿って移動する可動接触子と、
第2接続端子と、
前記可動接触子と前記第2接続端子との間を連結する連結部と、
を備え、
前記連結部は、複数の金属シートが重ねられた積層構造体を含む、
接点装置。 - 請求項1〜18のいずれか1項に記載の接点装置と、
前記シャフトと、
励磁コイルを有し、前記励磁コイルの通電と非通電との切り替えに応じて前記シャフトに前記駆動力を与える駆動部と、
を備える、
電磁継電器。
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