JP2021044218A

JP2021044218A - 電磁継電器

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Publication number: JP2021044218A
Application number: JP2019167424A
Authority: JP
Inventors: 直樹川口; Naoki Kawaguchi; 亮太箕輪; Ryota Minowa; 裕之針持; Hiroyuki Harimochi; 小川　真一; Shinichi Ogawa; 真一小川; 航平大塚; Kohei Otsuka; 岩坂　博之; Hiroyuki Iwasaka; 博之岩坂
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2039-09-13
Also published as: DE102020005263A1; US20210082650A1; US11373830B2; CN112509876A; JP7434769B2

Abstract

【課題】本開示の目的は、電磁継電器において、接点が消失しても安定的な通電を確保することにある。【解決手段】可動接触片は、第１固定端子と第２固定端子とに対して開方向と閉方向とに移動可能である。第１可動接点は、可動接触片に接続される。第１可動接点は、第１固定接点に向かい合って配置される。第２可動接点は、可動接触片に接続される。第２可動接点は、第２固定接点に向かい合って配置される。第１固定接点と第１可動接点との少なくとも一方は、第２固定接点と第２可動接点との少なくとも一方と異なる材料特性を有する。【選択図】図１

Description

本発明は電磁継電器に関する。

例えば、特許文献１に示されているように、電磁継電器には、可動接触片と、可動接点と、固定接点と、固定端子とを備えたものがある。可動接点は、可動接触片に接続されている。可動接触片は開位置と閉位置とに移動する。可動接触片が開位置で、可動接点は固定接点から開離している。可動接触片が閉位置で、可動接点は固定接点と接触する。それにより、固定端子と可動接触片とが通電する。

特開２０１７−５０２７４号公報

電磁継電器において過電流が流れると、接点が消失することがある。接点が消失すると、固定端子と可動接触片との間に隙間が生じて、固定端子と可動接触片とを安定的に通電することが困難になる。本開示の目的は、電磁継電器において、接点が消失しても安定的な通電を確保することにある。

一態様に係る電磁継電器は、第１固定端子と、第１固定接点と、第２固定端子と、第２固定接点と、可動接触片と、第１可動接点と、第２可動接点と、を備える。第１固定接点は、第１固定端子に接続される。第２固定接点は、第２固定端子に接続される。可動接触片は、第１固定端子と第２固定端子とに対して開方向と閉方向とに移動可能である。第１可動接点は、可動接触片に接続される。第１可動接点は、第１固定接点に向かい合って配置される。第２可動接点は、可動接触片に接続される。第２可動接点は、第２固定接点に向かい合って配置される。第１固定接点と第１可動接点との少なくとも一方は、第２固定接点と第２可動接点との少なくとも一方と異なる材料特性を有する。

本態様に係る電磁継電器では、過電流が流れても、第１固定接点と第１可動接点との少なくとも一方と、第２固定接点と第２可動接点との少なくとも一方とが消失するタイミングを互いに、異ならせることができる。それにより、一部の接点が消失しても安定的な通電を確保することができる。

第１固定接点と第１可動接点との少なくとも一方は、第２固定接点と第２可動接点との少なくとも一方と異なる融点を有してもよい。この場合、融点の違いによって、第１固定接点と第１可動接点との少なくとも一方と、第２固定接点と第２可動接点との少なくとも一方とが消失するタイミングを互いに、異ならせることができる。

第１固定接点と第１可動接点との少なくとも一方は、第２固定接点と第２可動接点との少なくとも一方と異なる電気抵抗を有してもよい。この場合、電気抵抗の違いによって、第１固定接点と第１可動接点との少なくとも一方と、第２固定接点と第２可動接点との少なくとも一方とが消失するタイミングを互いに、異ならせることができる。

第１固定接点と第１可動接点との少なくとも一方は、第２固定接点と第２可動接点との少なくとも一方と異なる種類の導電性材料を含んでもよい。この場合、導電性材料の種類の違いによって、第１固定接点と第１可動接点との少なくとも一方と、第２固定接点と第２可動接点との少なくとも一方とが消失するタイミングを互いに、異ならせることができる。

第１固定接点は、第１材料製であってもよい。第２固定接点は、第１材料製と異なる種類の第２材料製であってもよい。この場合、第１固定接点が消失するタイミングと、第２固定接点が消失するタイミングとを異ならせることができる。

第１可動接点は、第１材料製であってもよい。第２可動接点は、第１材料製と異なる種類の第２材料製であってもよい。この場合、第１可動接点が消失するタイミングと、第２可動接点が消失するタイミングとを異ならせることができる。

電磁継電器は、可動機構と駆動装置とをさらに備えてもよい。可動機構は、可動接触片を開方向と閉方向とに移動可能に支持してもよい。駆動装置は、可動機構を移動させてもよい。駆動機構は、コイルと、固定鉄心と、可動鉄心とを含んでもよい。固定鉄心は、コイル内に配置されてもよい。可動鉄心は、固定鉄心と向かい合い、可動機構に接続されてもよい。可動鉄心が固定鉄心に接触した状態で、第１可動接点が第１固定接点に接触し、第２可動接点が第２固定接点に接触してもよい。

可動接触片の接点フォローは、可動接触片の移動方向における第１固定接点と第１可動接点との長さの和、及び／又は、可動接触片の移動方向における第２固定接点と第２可動接点との長さの和よりも小さくてもよい。この場合、接点フォローによって、接点の接触圧を向上させることができる。また、接点フォローと接点の寸法とが上記の関係である場合には、全ての接点が同時に焼失すると、第１、第２固定端子と可動接触片との間に隙間が生じやすい。しかし、本態様に係る電磁継電器では、過電流が流れても、第１固定接点と第１可動接点との少なくとも一方と、第２固定接点と第２可動接点との少なくとも一方とが消失するタイミングを互いに、異ならせることができる。それにより、一部の接点が消失しても安定的な通電を確保することができる。

本開示によれば、電磁継電器において、接点が消失しても安定的な通電を確保することができる。

実施形態に係る開状態の電磁継電器を示す側面断面図である。閉状態の電磁継電器を示す側面断面図である。可動接点が固定接点に接触し始めたときの接点装置の拡大図である。可動機構が閉位置での接点装置の拡大図である。変形例に係る電磁継電器を示す側面断面図である。

以下、図面を参照して実施形態に係る電磁継電器１について説明する。図１は実施形態に係る電磁継電器１を示す側面断面図である。図１に示すように、電磁継電器１は、接点装置２と、ハウジング３と、駆動装置４とを備える。

なお、以下の説明において、上下左右の各方向は、図１における上下左右の各方向を意味するものとする。詳細には、駆動装置４から接点装置２に向かう方向が、上方と定義される。接点装置２から駆動装置４に向かう方向が、下方と定義される。図１において、上下方向に交差する方向が、左右方向と定義される。上下方向および左右方向に交差する方向が、前後方向と定義される。前後方向は、図１の紙面に垂直な方向である。ただし、これらの方向は、説明の便宜上、定義されるものであって、電磁継電器１の配置方向を限定するものではない。

接点装置２は、ハウジング３内に配置されている。接点装置２は、可動機構１０と、第１固定端子１１と、第２固定端子１２と、可動接触片１３と、第１固定接点１４と、第２固定接点１５と、第１可動接点１６と、第２可動接点１７とを含む。第１固定端子１１と第２固定端子１２とは、例えば銅、或いは銅合金などの導電性を有する材料製である。第１固定接点１４は、第１固定端子１１に接続されている。第２固定接点１５は、第２固定端子１２に接続されている。第１固定接点１４と第２固定接点１５とは、左右方向に離れて配置されている。

第１固定端子１１は、第１接点支持部２１と第１外部端子部２２とを含む。第１接点支持部２１は、可動接触片１３と向かい合っている。第１固定接点１４は、第１接点支持部２１に接続されている。第１外部端子部２２は、第１接点支持部２１に接続されている。第１外部端子部２２は、ハウジング３から外方に突出している。

第２固定端子１２は、第２接点支持部２３と第２外部端子部２４とを含む。第２接点支持部２３は、可動接触片１３と向かい合っている。第２固定接点１５は、第２接点支持部２３に接続されている。第２外部端子部２４は、第２接点支持部２３に接続されている。第２外部端子部２４は、ハウジング３から外方に突出している。詳細には、第１外部端子部２２と第２外部端子部２４とは、ハウジング３から上方に突出している。

可動接触片１３は、例えば銅、或いは銅合金などの導電性を有する材料で形成されている。可動接触片１３は、左右方向に延びている。可動接触片１３は、上下方向において、第１固定端子１１の第１接点支持部２１と、第２固定端子１２の第２接点支持部２３とに向かい合って配置されている。

可動接触片１３は、閉方向Ｚ１と開方向Ｚ２とに移動可能に配置されている。閉方向Ｚ１は、可動接触片１３が第１固定端子１１および第２固定端子１２に近接する方向（図１における上方）である。開方向Ｚ２は、可動接触片１３が第１固定端子１１および第２固定端子１２から開離する方向（図１における下方）である。

第１可動接点１６と第２可動接点１７とは、可動接触片１３に接続されている。第１可動接点１６と第２可動接点１７とは、左右方向に離れて配置されている。第１可動接点１６は、上下方向において第１固定接点１４に向かい合っている。第２可動接点１７は、上下方向において第２固定接点１５に向かい合っている。

可動機構１０は、可動接触片１３を支持している。可動機構１０は、可動接触片１３と共に、閉方向Ｚ１と開方向Ｚ２とに移動可能に配置されている。可動機構１０は、駆動軸１９と、第１保持部材２５と、第２保持部材２６と、接点バネ２７とを含む。駆動軸１９は、上下方向に延びている。駆動軸１９は、可動接触片１３に接続されている。駆動軸１９は、可動接触片１３から下方に延びている。可動接触片１３には、孔１３ａが設けられている。駆動軸１９は孔１３ａに挿入されている。可動接触片１３は、駆動軸１９に対して、閉方向Ｚ１と開方向Ｚ２とに相対的に移動可能である。

駆動軸１９は、閉位置と開位置とに移動可能に設けられる。図１は、開位置の駆動軸１９を示している。図１に示すように、駆動軸１９が開位置で、可動接点１６，１７は、固定接点１４，１５から開離している。図２は、閉位置の駆動軸１９を示している。図２に示すように、駆動軸１９が閉位置で、可動接点１６，１７は、固定接点１４，１５と接触している。

第１保持部材２５は、駆動軸１９に固定されている。接点バネ２７は、可動接触片１３と第１保持部材２５との間に配置される。接点バネ２７は、可動接点１６，１７が固定接点１４，１５に接触している状態で、可動接触片１３を閉方向Ｚ１に付勢する。第２保持部材２６は、駆動軸１９に固定されている。可動接触片１３は、第２保持部材２６と接点バネ２７との間に位置している。

駆動装置４は、電磁力によって可動接触片１３を動作させる。駆動装置４は、閉方向Ｚ１および開方向Ｚ２に可動機構１０を移動させる。それにより、駆動装置４は、閉方向Ｚ１および開方向Ｚ２に可動接触片１３を移動させる。駆動装置４は、可動鉄心３１と、コイル３２と、固定鉄心３３と、ヨーク３４と、復帰バネ３５とを含む。

可動鉄心３１は、駆動軸１９に接続されている。可動鉄心３１は、閉方向Ｚ１および開方向Ｚ２に移動可能に設けられている。コイル３２は、通電されることで可動鉄心３１を閉方向Ｚ１に移動させる電磁力を発生させる。固定鉄心３３は、可動鉄心３１と向かい合って配置されている。復帰バネ３５は、可動鉄心３１と固定鉄心３３との間に配置されている。復帰バネ３５は、可動鉄心３１を開方向Ｚ２に付勢している。

ヨーク３４は、コイル３２を囲むように配置されている。ヨーク３４は、コイル３２によって構成される磁気回路上に配置されている。ヨーク３４は、コイル３２の上方と、コイル３２の側方と、コイル３２の下方とに配置されている。

次に、電磁継電器１の動作について説明する。コイル３２に通電されていないときには、駆動装置４は励磁されていない。この場合、駆動軸１９は、可動鉄心３１と共に、復帰バネ３５の弾性力によって開方向Ｚ２に押圧されている。そのため、駆動軸１９は、図１に示す開位置に位置している。この状態で、可動機構１０を介して、可動接触片１３も開方向Ｚ２に押圧されている。従って、駆動軸１９が開位置で、第１可動接点１６および第２可動接点１７は、第１固定接点１４および第２固定接点１５から開離している。

コイル３２に通電されると、駆動装置４が励磁される。この場合、コイル３２の電磁力により、可動鉄心３１が、復帰バネ３５の弾性力に抗して、閉方向Ｚ１に移動する。それにより、駆動軸１９と可動接触片１３とが共に閉方向Ｚ１に移動する。従って、図２に示すように、駆動軸１９は、閉位置へ移動する。その結果、駆動軸１９が閉位置で、第１可動接点１６および第２可動接点１７は、第１固定接点１４および第２固定接点１５にそれぞれ接触する。

詳細には、駆動軸１９が、開位置から閉位置へ移動するとき、図３に示すように、駆動軸１９が閉位置に到達する前に、第１可動接点１６および第２可動接点１７が、第１固定接点１４および第２固定接点１５にそれぞれ接触する。それにより、可動接触片１３の閉方向Ｚ１への移動が規制される。この状態で、可動鉄心３１は、固定鉄心３３に接触しておらず、固定鉄心３３から離れている。従って、可動鉄心３１は、さらに閉方向Ｚ１へと移動可能である。そのため、図４に示すように、駆動軸１９が、さらに閉方向Ｚ１に移動すると、駆動軸１９が可動接触片１３に対して閉方向Ｚ１に移動する。それにより、第１保持部材２５と可動接触片１３との間の距離が小さくなり、接点バネ２７が圧縮される。そのため、駆動軸１９が閉位置で、接点バネ２７は、可動接触片１３を閉方向Ｚ１に付勢する。図２に示すように、駆動軸１９が閉位置で、可動鉄心３１は、固定鉄心３３に接触する。それにより、駆動軸１９の閉方向Ｚ１への移動が規制される。

図４において、“Ａ１”は、接点フォローを示している。接点フォローＡ１は、接触開始位置と閉位置との間の距離である。接触開始位置は、第１可動接点１６および第２可動接点１７が、第１固定接点１４および第２固定接点１５に最初に接触したときの駆動軸１９の位置である。

可動接触片１３の接点フォローＡ１は、可動接触片１３の移動方向における第１固定接点１４と第１可動接点１６との長さの和Ａ２よりも小さい。可動接触片１３の接点フォローＡ１は、可動接触片１３の移動方向における第２固定接点１５と第２可動接点１７との長さの和Ａ３よりも小さい。

コイル３２への電流が停止され消磁されると、可動鉄心３１は、復帰バネ３５の弾性力によって開方向Ｚ２に押圧される。それにより、駆動軸１９と可動接触片１３とが共に開方向Ｚ２に移動する。従って、図１に示すように、可動機構１０は、開位置へ移動する。その結果、可動機構１０が開位置で、第１可動接点１６および第２可動接点１７は、第１固定接点１４および第２固定接点１５から開離する。

本実施形態に係る電磁継電器１では、第１固定接点１４と第１可動接点１６とは、第１材料製である。第２固定接点１５と第２可動接点１７とは、第２材料製である。第１材料は、第２材料と異なる材料特性を有する。詳細には、第１材料は、第２材料と異なる導電性材料である。そのため、第１固定接点１４および第１可動接点１６は、第２固定接点１５および第２可動接点１７と異なる融点を有する。

第１材料と第２材料とは、接点材料として公知の材料から選択されてもよい。例えば、第１材料は、銀、銀合金、銅合金、或いはタングステン合金などの導電性材料である。第２材料は、銀、銀合金、銅合金、或いはタングステン合金などの導電性材料であって、第１材料と異なる。

以上説明した本実施形態に係る電磁継電器１では、第１固定接点１４および第１可動接点１６は、第２固定接点１５および第２可動接点１７と異なる材料特性を有している。そのため、過電流が流れても、第１固定接点１４および第１可動接点１６と、第２固定接点１５および第２可動接点１７とが消失するタイミングを互いに、異ならせることができる。それにより、一部の接点が消失しても、固定端子１１，１２と可動接触片１３との間に隙間が生じることが抑えられる。それにより、固定端子１１，１２と可動接触片１３との間に安定的な通電を確保することができる。

本実施形態に係る電磁継電器１では、可動接触片１３の接点フォローＡ１は、固定接点１４，１５と可動接点１６，１７との長さの和Ａ２，Ａ３のそれぞれによりも短い。そのため、もし固定接点１４，１５と可動接点１６，１７とが全て消失したときには、固定端子１１，１２と可動接触片１３との間に隙間が発生してしまう。しかし、本実施形態に係る電磁継電器では、過電流が流れても、第１固定接点１４および第１可動接点１６と、第２固定接点１５および第２可動接点１７とが消失するタイミングを異ならせることができる。それにより、固定端子１１，１２と可動接触片１３との間に安定的な通電を確保することができる。

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固定接点１４および第２固定接点１５は、互いに同じ材料製であってもよい。第１可動接点１６および第２可動接点１７は、互いに同じ材料製であってもよい。第１固定接点１４および第２固定接点１５は、第１可動接点１６および第２可動接点１７と異なる材料製であってもよい。

上記の実施形態では、異なる材料特性は、融点である。しかし、異なる材料特性は、電気抵抗などの他の特性であってもよい。異なる材料特性は、表面処理の種類、或いは材料の違いによって実現されてもよい。或いは、異なる材料特性は、表面処理の有無によって実現されてもよい。表面処理は、例えばめっき、或いはクラッドなどであってもよい。

上記の実施形態では、駆動装置４が駆動軸１９を駆動装置４側から押し出すことで、可動接触片１３が閉方向Ｚ１に移動する。また、駆動装置４が駆動軸１９を駆動装置４側に引き込むことで、可動接触片１３が開方向Ｚ２に移動する。しかし、接点を開閉するための駆動軸１９の動作方向は、上記の実施形態と逆であってもよい。すなわち、駆動装置４が駆動軸１９を駆動装置４側に引き込むことで、可動接触片１３が閉方向Ｚ１に移動してもよい。駆動装置４が駆動軸１９を駆動装置４側から押し出すことで、可動接触片１３が開方向Ｚ２に移動してもよい。すなわち、閉方向Ｚ１と開方向Ｚ２とは、上記の実施形態とは逆であってもよい。

第１固定端子１１、第２固定端子１２、或いは可動接触片１３の形状、或いは配置が変更されてもよい。例えば、図５に示すように、第１外部端子部２２と第２外部端子部２４とは、左右方向にハウジング３から突出してもよい。或いは、第１外部端子部２２と第２外部端子部２４とは、前後方向にハウジング３から突出してもよい。可動鉄心３１、コイル３２、固定鉄心３３、或いはヨーク３４の形状、或いは配置が変更されてもよい。第１固定接点１４、第２固定接点１５、第１可動接点１６、第２可動接点１７の形状、或いは配置が変更されてもよい。

第１固定接点１４は、第１固定端子１１と別体であってもよく、或いは一体であってもよい。第２固定接点１５は、第２固定端子１２と別体であってもよく、或いは一体であってもよい。第１可動接点１６は、可動接触片１３と別体であってもよく、或いは一体であってもよい。第２可動接点１７は、可動接触片１３と別体であってもよく、或いは一体であってもよい。

可動接触片１３の接点フォローＡ１は、可動接触片１３の移動方向における第１固定接点１４と第１可動接点１６との長さの和Ａ２以上であってもよい。可動接触片１３の接点フォローＡ１は、可動接触片１３の移動方向における第２固定接点１５と第２可動接点１７との長さの和Ａ３以上であってもよい。或いは、可動接触片１３の接点フォローＡ１は、省略されてもよい。

４駆動装置
１２第２固定端子
１０可動機構
１１第１固定端子
１３可動接触片
１４第１固定接点
１５第２固定接点
１６第１可動接点
１７第２可動接点
３１可動鉄心
３２コイル
３３固定鉄心

Claims

第１固定端子と、
前記第１固定端子に接続された第１固定接点と、
第２固定端子と、
前記第２固定端子に接続された第２固定接点と、
前記第１固定端子と前記第２固定端子とに対して開方向と閉方向とに移動可能な可動接触片と、
前記可動接触片に接続され、前記第１固定接点に向かい合って配置された第１可動接点と、
前記可動接触片に接続され、前記第２固定接点に向かい合って配置された第２可動接点と、
を備え、
前記第１固定接点と前記第１可動接点との少なくとも一方は、前記第２固定接点と前記第２可動接点との少なくとも一方と異なる材料特性を有する、
電磁継電器。
前記第１固定接点と前記第１可動接点との少なくとも一方は、前記第２固定接点と前記第２可動接点との少なくとも一方と異なる融点を有する、
請求項１に記載の電磁継電器。
前記第１固定接点と前記第１可動接点との少なくとも一方は、前記第２固定接点と前記第２可動接点との少なくとも一方と異なる電気抵抗を有する、
請求項１又は２に記載の電磁継電器。
前記第１固定接点と前記第１可動接点との少なくとも一方は、前記第２固定接点と前記第２可動接点との少なくとも一方と異なる種類の導電性材料を含む、
請求項１から３のいずれかに記載の電磁継電器。
前記第１固定接点は、第１材料製であり、
前記第２固定接点は、第１材料製と異なる種類の第２材料製である、
請求項１から４のいずれかに記載の電磁継電器。
前記第１可動接点は、第１材料製であり、
前記第２可動接点は、第１材料製と異なる種類の第２材料製である、
請求項１から４のいずれかに記載の電磁継電器。
前記可動接触片を前記開方向と前記閉方向とに移動可能に支持する可動機構と、
前記可動機構を移動させる駆動装置と、
をさらに備え、
前記駆動機構は、
コイルと、
前記コイル内に配置された固定鉄心と、
前記固定鉄心と向かい合い、前記可動機構に接続された可動鉄心と、
を含む、
請求項１から６のいずれかに記載の電磁継電器。
前記可動鉄心が前記固定鉄心に接触した状態で、前記第１可動接点が前記第１固定接点に接触し、前記第２可動接点が前記第２固定接点に接触する、
請求項７に記載の電磁継電器。
前記可動接触片の接点フォローは、前記可動接触片の移動方向における前記第１固定接点と前記第１可動接点との長さの和、及び／又は、前記可動接触片の移動方向における前記第２固定接点と前記第２可動接点との長さの和よりも小さい、
請求項１から８のいずれかに記載の電磁継電器。