JP2021064538A - 電磁継電器及び電気接続装置 - Google Patents

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和広 小玉
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進弥 木本
良介 尾▲崎▼
Ryosuke Ozaki
良介 尾▲崎▼
忠宏 吉浦
Tadahiro Yoshiura
忠宏 吉浦
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Abstract

【課題】電磁継電器をハウジング内に収容する作業の作業性を向上させられる電磁継電器を提供する。【解決手段】電磁継電器100は、固定端子11、12と可動接触子13と励磁コイル14と接点収容部15とバスバー16、17とを備える。バスバー16、17は、第1バスバー161、171と第2バスバー162、172と接合部165、175とを有する。第1バスバー161、171は固定端子11、12に固定される。第2バスバー162、172は所定方向に延びる部位を有する。接合部165、175では、第1バスバー161、171の端部163、173と第2バスバー162、172の端部164、174とが接合される。【選択図】図1

Description

本開示は、一般には電磁継電器及び電気接続装置に関する。本開示は、詳細には、電磁継電器と、この電磁継電器を備える電気接続装置とに関する。
バスバーを備える電磁継電器を、ハウジング内に収容した電気接続装置が知られている。例えば特許文献1には、ケース及びカバーによって形成される空間内に、バスバーが接続されたリレーを収容したリレーユニットが開示されている。
特開2001−237558号公報
バスバーを備える電磁継電器をハウジング内に収容する作業の作業性を向上させることが求められている。
本開示の目的は、バスバーを備える電磁継電器をハウジング内に収容する作業の作業性を向上させることができる電磁継電器と、この電磁継電器を備える電気接続装置とを、提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る電磁継電器は、固定端子と、可動接触子と、励磁コイルと、接点収容部と、バスバーと、を備える。前記固定端子は固定接点を有する。前記可動接触子は、可動接点を有し、前記可動接点が前記固定接点と接離するように移動する。前記接点収容部は、前記固定接点と前記可動接点とを収容する。前記バスバーは、前記固定端子に固定され、前記接点収容部の外側に設けられる。前記バスバーは、第1バスバーと、第2バスバーと、接合部と、を有する。前記第1バスバーは、前記固定端子に固定される。前記第2バスバーは、所定方向に延びる部位を有する。前記接合部では、前記第1バスバーの端部と前記第2バスバーの端部とが接合される。
本開示の一態様に係る電気接続装置は、前記電磁継電器と、ハウジングと、を備える。前記ハウジングは、開口部を有するケースと、前記ケースの開口部を覆うベースとを含み、かつ、前記電磁継電器を収容する。前記電磁継電器及びコネクタは、前記ケースに取り付けられる。前記第2バスバーの一端部が前記第1バスバーの端部と接合される。前記第2バスバーの他端部が前記第3バスバーの端部と接合される。前記第2バスバーは、前記電磁継電器に対して前記ケースの前記開口部側に配置されている。
本開示によれば、バスバーを備える電磁継電器をハウジング内に収容する作業の作業性を向上させることができる電磁継電器と、この電磁継電器を備える電気接続装置とを提供することができる。
図1Aは、本開示の一実施形態に係る電磁継電器の一例を示す概略の斜視図である。図1Bは、図1Aに示す電磁継電器の概略の断面図である。 図2は、同上の電磁継電器の一例を示す概略の斜視図である。 図3は、励磁コイル及びバスバーの電流の流れと励磁コイルの巻き線との関係を説明するための説明図である。 図4A及び図4Bは、本開示の一実施形態に係る電磁継電器の変形例を示す概略の斜視図である。 図5Aは、本開示の一実施形態に係る電気接続装置の一例を示す概略の斜視図である。図5Bは、図5Aに示す電気接続装置のX−X線の断面図である。 図6は、同上の電気接続装置の一例を示す概略の分解斜視図である。 図7は、ケースに接点装置、電磁石装置及び第1バスバーを取り付ける工程を説明するための説明図である。 図8は、ケースに第3バスバーを取り付ける工程を説明するための説明図である。 図9は、第2バスバーを第1バスバー及び第3バスバーと接合する工程を説明するための説明図である。
以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態及び変形例に限定されることなく、この実施形態及び変形例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
また、下記の実施形態及び変形例において、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.概要
本開示の一実施形態に係る電磁継電器100は、固定端子11、12と、可動接触子13と、励磁コイル14と、接点収容部15と、バスバー16、17とを備える(図1A及び図1B参照)。
固定端子11は固定接点110を有し、固定端子12は固定接点120を有する。すなわち固定端子11、12は、それぞれ固定接点110、120を有する。可動接触子13は、可動接点130、131を有する。可動接触子13は、可動接点130、131が固定接点110、120と接離するように移動する。接点収容部15は、固定接点110、120と、可動接点130、131とを収容する。
またバスバー16、17はそれぞれ固定端子11、12に固定される。またバスバー16、17は、接点収容部15の外側に設けられる。具体的には、バスバー16は、固定端子11に固定される第1バスバー161と、所定方向に延びる部位を有する第2バスバー162と、第1バスバー161の端部163と第2バスバー162の端部164とを接合する接合部165を有する。またバスバー17も、固定端子12に固定される第1バスバー171と、所定方向に延びる部位を有する第2バスバー172と、第1バスバー171の端部173と第2バスバー172の端部174とを接合する接合部175を有する。
電磁継電器100は、図5A、図5B及び図6に示すハウジング3内に収容されることがある。バスバー16,17が複雑な形状を有する場合、電磁継電器100をハウジング3内に収容しにくいことがある。その点、本実施形態のバスバー16では、第1バスバー161と第2バスバー162とが接合部165で接合され、またバスバー17では、第1バスバー171と第2バスバー172が接合部175で接合されている。そのため、バスバー16,17が複雑な形状を有していても、単純な形状の第1バスバー161、171と、単純な形状の第2バスバー162、172とを接合することにより、バスバー16、17を容易に形成することができる。また例えば、ハウジング3内に第1バスバー161、171を配置した後に、この第1バスバー161、171に、第2バスバー162、172を接合することにより、バスバー16、17が複雑な形状を有していても、電磁継電器100をハウジング3内に容易に収容することができ、電磁継電器100をハウジング3内に収容する作業の作業性を向上させることができる。
また複雑な形状を有するバスバー16、17を、接合箇所のない単一の部材とする場合には、バスバー16、17を作製する際の余剰の原料が多くなりやすい。これに対して、バスバー16は、第1バスバー161及び第2バスバー162を含むと共に、これらが接合部165で接合され、またバスバー17は、第1バスバー171及び第2バスバー172を含むと共に、これらが接合部175で接合されている。そのため、バスバー16、17を接合箇所のない単一の部材とする場合と比べて、バスバー16、17を作製する際の余剰の原料を低減することができる。
2.詳細
以下、本実施形態の電磁継電器100及び電気接続装置1の構成について、詳細に説明する。
2−1.電磁継電器について
以下の電磁継電器の説明では、固定接点110、120と可動接点130、131とが対向する方向を上下方向と定義し、可動接点130、131から見て固定接点110、120側を上方、固定接点110、120から見て可動接点130、131側を下方と定義する。また一対の固定端子11、12が並ぶ方向を左右方向と定義し、固定端子11から見て固定端子12側を右方、固定端子12から見て固定端子11側を左方と定義する。また、上下方向及び左右方向の両方に直交する方向を前後方向と定義する。ただし、これらの方向は電磁継電器100の使用形態を限定する趣旨ではない。
2−1−1.バスバー以外の電磁継電器の構成及び動作について
本実施形態の電磁継電器100は、一対の固定端子11、12と、可動接触子13と、接点収容部15と、を備える。また電磁継電器100における、固定端子11、12、可動接触子13及び接点収容部15を含む部位を接点装置、励磁コイル14を含む部位を電磁石装置ということがある。以下、これらの構成について説明する。
(1)固定端子
固定端子11、12は、図1Bに示すように、上下方向の断面形状がT字状の部材である。固定端子11、12の上端部は、接点収容部15の上面152から露出している。
固定端子11は固定接点110を有し、固定端子12は固定接点120を有する。具体的には、固定接点110は固定端子11の一端部に保持され、固定接点120は固定端子12の一端部に保持されている。一対の固定端子11、12は、左右方向に並んで配置されている。一対の固定端子11、12は、一対の固定接点110、120に外部回路を接続するための端子として機能する。一対の固定端子11、12は、導電性の金属製である。固定端子11、12は例えば銅製であるが、固定端子11、12は銅製でなくてもよい。
(2)可動接触子
図1Bに示すように、可動接触子13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。可動接触子13は、その長手方向の両端部が一対の固定接点110、120と対向するように形成されている。具体的には、可動接触子13の固定接点110と対向する部位に可動接点130が設けられ、可動接触子13の固定接点120と対向する部位に可動接点131が設けられている。
可動接触子13は、電磁石装置によって上下方向に移動される。可動接触子13が上下方向に移動することにより、可動接触子13は開位置と閉位置との間で移動する。それにより、可動接点130、131と固定接点110、120とが接離する。
この「開位置」とは、可動接点130が対応する固定接点110と離れると共に、可動接点131が対応する固定接点120と離れた際の、可動接触子13の位置を意味する。また「閉位置」とは、可動接点130が対応する固定接点110と接触すると共に、可動接点131が対応する固定接点120と接触した際の、可動接触子13の位置を意味する。例えば図1Bに示す電磁継電器100では、可動接点130が固定接点110と接触すると共に、可動接点131が固定接点120と接触していることから、可動接触子13は閉位置にある。
可動接触子13が閉位置にあるとき、一対の固定端子11、12間は可動接触子13を介して短絡する。詳細には、可動接点130が固定接点110と接触し、かつ可動接点131が固定接点120と接触するため、固定端子11と固定端子12とは、固定接点110、可動接点130、可動接点131及び固定接点120を介して、電気的に接続される。例えば、バッテリ及び負荷の一方に固定端子11が電気的に接続され、かつ他方に固定端子12が電気的に接続されていれば、可動接触子13が閉位置にあるとき、バッテリから負荷への直流電力の供給路が形成される。
本実施形態では、可動接触子13が可動接点130、131を有しているが、可動接触子13は一対の可動接点130、131と一体の部材であってもよく、可動接触子13と一対の可動接点130、131とが別部材であってもよい。
(3)接点収容部
接点収容部15は、非磁性材料製であり、中空の直方体状に形成されている。接点収容部15は、一対の固定接点110、120と一対の可動接点130、131とを収容可能である(図1A及び図1B参照)。本実施形態の接点収容部15は、側面151と、上面152とを備える。上面152は、可動接点130、131及び固定接点110、120の上方に設けられている。上面152からは固定端子11、12の一部が露出している。側面151は、上面152の周縁から下方に向かって延びた部分である。側面151は、一対の固定端子11、12及び可動接触子13を囲っている。
(4)電磁石装置
電磁石装置は、上述の通り、励磁コイル14を含む。電磁石装置は、さらに継鉄140と、固定子18と、可動子19と、シャフト20と、筒体21と、接圧ばね22と、復帰ばね23と、コイルボビン24と、を含む。以下、電磁石装置に含まれる各構成を説明する。
(i)励磁コイル
励磁コイル14は、図1Bに示す軸Lの周りに巻かれた、まき線で構成されている。巻き線は、例えば導線である。そのため軸Lは、励磁コイル14の中心軸に該当する。励磁コイル14の通電時には、励磁コイル14で磁界が生じる。
(ii)継鉄
継鉄140は、図1A及び図1Bに示すように、励磁コイル14を囲むように設けられている。継鉄140は、固定子18及び可動子19と共に励磁コイル14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140は磁性材料製である。継鉄140の少なくとも一部は、励磁コイル14と可動接触子13との間に位置する。継鉄140の励磁コイル14と可動接触子13の間に位置する部分を、継鉄上板141とする。
(iii)固定子及び可動子
固定子18は円筒状の固定鉄心であり、可動子19は円柱状の可動鉄心である(図1B参照)。固定子18と可動子19とは、上下方向に対向するように配置されている。可動子19は上下方向に移動可能である。可動子19は、その上端が固定子18に接触した励磁状態と、その上端が固定子18と離れた非励磁状態との間で移動する。非励磁状態とは、励磁コイル14に通電されていない状態である。固定子18及び可動子19は、励磁コイル14の内側に配置されている。固定子18及び可動子19は磁性材料製である。電磁石装置で駆動力が発生すると、可動子19が上下方向に移動し、それに伴い、可動接触子13も上下方向に移動する。
(iv)接圧ばね及び復帰ばね
接圧ばね22は可動接触子13を固定接点110、120の方向に向けて付勢するコイルばねであり、復帰ばね23は、可動子19を非励磁位置へ付勢するコイルばねである(図1B参照)。復帰ばね23は、少なくとも一部が固定子18の内側に配置されている。復帰ばね23の一端は、可動子19の一端面に接続され、復帰ばね23の他端は、継鉄上板141に接続されている。
(v)シャフト
シャフト20は、非磁性材料製の上下方向に延びた丸棒状の部材である(図1B参照)。シャフト20は、可動接触子13、接圧ばね22、継鉄上板141、固定子18、及び復帰ばね23の貫通孔内を通る。シャフト20の下端部は、可動子19に接続されている。シャフト20は、電磁石装置で発生した駆動力を、可動接触子13に伝える。
(vi)コイルボビン及び筒体
コイルボビン24は、励磁コイル14が巻き付けられた合成樹脂製の部材である(図1B参照)。筒体21は、一端面が開孔した有底円筒状の部材である。筒体21の開孔の周部と継鉄上板141とが接合されている。そのため筒体21は、可動子19の移動方向を上下方向に制限し、かつ可動子19の非励磁位置を規定している。
(5)電磁石装置の動作
電磁尺装置の動作について、図1Bを参照しながら説明する。
励磁コイル14が通電されていない場合(非通電時)、可動子19と固定子18との間には磁気吸引力が生じない。そのため可動子19は、復帰ばね23のばね力によって非励磁位置に配置される。この際、シャフト20は下方に引き下げられている。可動接触子13は、シャフト20によって上方への移動が規制されるため、可動接触子13は、可動範囲の下端位置である開位置となる。また一対の可動接点130、131は、対応する一対の固定接点110、120と離れて開状態となる。そのため、一対の固定端子11、12間は非導通の状態となる。
また励磁コイル14が導通されている場合(導通時)、可動子19と固定子18との間に磁気吸引力が生じる。そのため可動子19は、復帰ばね23のばね力に抗って上方に引き寄せられて励磁位置となる。この際、シャフト20が上方に押し上げられて、可動接触子13は、シャフト20による移動の規制が解除される。そして、接圧ばね22が可動接触子13を上方に付勢することにより、可動接触子13が可動範囲の上端位置である閉位置となる。また一対の可動接点130、131は、対応する一対の固定接点110、120と接触した閉状態となる。そのため、一対の固定端子11、12間は導通の状態となる。
2−1−2.バスバーについて
本実施形態の電磁継電器100は、一対のバスバー16、17を備える。図1Aに示すように、バスバー16は第1バスバー161と第2バスバー162とを含み、バスバー17は第1バスバー171と第2バスバー172とを含む。
本実施形態のバスバー16及びバスバー17は、導電性を有する金属製の板材である。バスバー16において、第1バスバー161の材質と第2バスバー162の材質とは、同じであってもよく、異なっていてもよいが、第1バスバー161と第2バスバー162とを接合することを考慮すると、第1バスバー161の材質と第2バスバー162の材質が同じであることが好ましい。またバスバー17において、第1バスバー171の材質と第2バスバー172の材質とは、同じであってもよく、異なっていてもよいが、第1バスバー171と第2バスバー172とを接合することを考慮すると、第1バスバー171の材質と第2バスバー172の材質とが同じであることが好ましい。バスバー16及びバスバー17は、例えば銅製である。
(1)第1バスバー
図1A、図1B及び図2に示すように、第1バスバー161は、固定端子11に固定されている。具体的には第1バスバー161は、その一端部166が、接点収容部15の上面152から露出した固定端子11に固定されている。また第1バスバー161は、図1Aに示すように、接点収容部15の上面152及び側面151に沿って設けられている。そのため第1バスバー161は、上下方向に沿う部分を有する。また第1バスバー161の下端部は、前方に向かって突出している(図1A参照)。第1バスバー161は、例えば、導電性の板材を折り曲げ加工等することによって形成することができる。
また図1A、図1B及び図2に示すように、第2バスバー171は、上述の通り、固定端子12に固定されている。具体的には第1バスバー171は、その一端部176が、接点収容部15の上面152から露出した固定端子12に固定されている。また第1バスバー171は、図1Aに示すように、接点収容部15上面152及び側面151に沿って設けられている。そのため第1バスバー161は、上下方向に沿う部分を有する。また第1バスバー161の下端部は、前方に向かって突出している(図1A参照)。第1バスバー171は、例えば、導電性の板材を折り曲げ加工等することによって形成することができる。
(2)第2バスバー
本実施形態の電磁継電器100は、図1A及び図2に示すように、一対の第2バスバー162、172を有する。図1A及び図2に示す第2バスバー162,172は、いずれも平板状である。第2バスバー162,172が平板状であることにより、第2バスバー162、172を導電性の板材を切り出すことによって形成することができ、第2バスバー162、172の製造コストを低減することができる。
第2バスバー162、172は、上述の通り、所定方向に延びる部位を有する。すなわち、第2バスバー162は所定方向に延びる部位を有し、第2バスバー172も所定方向に延びる部位を有する。
本実施形態の第2バスバー162は、図1A及び図2に示すように、上下方向に延びる部分を有する。そのため第2バスバー162において、所定方向は上下方向であり、換言すると、所定方向は励磁コイル14の軸Lに沿う方向でもある。
ところで、電磁継電器100が閉状態にある場合、固定端子11、12間を流れる電流に起因して、可動接点130、131と固定接点110、120とを引き離す電磁反発力が生じる。すなわち、固定端子11、12間を流れる電流により、ローレンツ(Lorentz)力によって、可動接触子13には、可動接触子13を閉位置から開位置に移動させる向き(下方)の電磁反発力が作用する。電磁反発力は、通常時には、接圧ばね22のばね力よりも小さいため、可動接触子13は、可動接点130、131と固定接点110、120とが接触した状態を維持する。一方、固定端子11、12間に、例えば短絡電流等の非常に大きな電流が流れた場合、可動接触子13に作用する電磁反発力が、接圧ばね22のばね力を超える可能性がある。
本実施形態の第2バスバー172では、所定方向は、可動接触子13の移動方向に直交する方向に沿うことが好ましい。すなわち第2バスバー172が、可動接触子13の移動方向に直交する方向に沿っている部位を有することが好ましい。本実施形態の電磁継電器100において、可動接触子13は、上下方向、換言すると励磁コイル14の軸Lに沿って移動する。そのため、第2バスバー172が、左右方向に沿っている部分を有することが好ましい。例えば、第2バスバー172は、左右方向に沿っている部分(図1A及び図2に示す第1部分172a)を有する。この場合、第2バスバー172の第1部分172aを電流が流れる際に生じる磁束により、可動接触子13を上に押し上げる力が増すため、可動接触子13に作用する電磁反発力を低減することができる。それにより、固定端子11、12間に短絡電流等の非常に大きな電流が流れた場合でも、可動接点130、131と、固定接点110、120との間の接続状態を安定化させることができる。
本実施形態の第2バスバー172では、図3に示すように所定方向は、励磁コイル14の巻き線の接線Dに沿っていることが好ましい。すなわち、第2バスバー172が、励磁コイル14の巻き線の接線Dに沿っている部位を有することが好ましい。例えば、第2バスバー172の第1部分172aは、励磁コイル14の巻き線の接線Dに沿っている。ここで、第1部分172aを流れる電流I1の向きは、励磁コイル14の通電時に励磁コイル14の周方向の一部を流れる電流I2の向きと同じである。そのため、第2バスバー172の第1部分172aを流れる電流I1によって生じる磁束は、可動子19に対して、励磁コイル14を流れる電流I2によって生じる磁束と同じ向きに作用する。そのため、第1部分172aを流れる電流I1によって生じる磁束は、可動子19に対し、励磁コイル14の通電時に励磁コイル14が生じる磁力と同様に、可動子19を励磁位置に維持する力を作用させることができる。このように、固定接点110、120と可動接点130、131とが接している際、すなわち閉状態である際に、第1部分172aを流れる電流I1によって生じる磁界により、可動子19を励磁位置に維持する向きの力を作用させることができる。この場合も、可動接触子13を上に押し上げる力が増すため、可動接触子13に作用する電磁反発力を低減することができる。
もちろん第2バスバー172では、所定方向が、可動接触子13の移動方向に沿う方向に沿っていてもよい。すなわち、第2バスバー172が、可動接触子13の移動方向に沿う部位を有していてもよい。すなわち、第2バスバー172が、上下方向に沿う部位を有していてもよい。例えば、図1Aに示す第2バスバー172は、上下方向に沿う部分(図1Aに示す第2部分172b)を有する。この場合も、可動接触子13に作用する電磁反発力を低減することができる。
ところで、電磁継電器100では固定端子11、12において熱が生じやすいことから、バスバー16、17における固定端子11、12と固定される部分は、厚みが大きくすることが求められる。バスバー16、17を接合箇所のない単一の部材とする場合、バスバー16、17全体の厚みが大きくなり、その場合、バスバー16、17の製造コストが増大しやすい。これに対して本実施形態のバスバー16では、第1バスバー161と第2バスバー162とが接合部165で接合され、またバスバー17では、第1バスバー171と第2バスバー172とが接合部175で接合されている。そのため、固定端子11、12と接合される第1バスバー161、171の厚みを、第2バスバー162、172の厚みよりも大きくすることができる。換言すると、第2バスバー162、172の厚みを、第1バスバー161、171の厚みよりも小さくすることができる。それにより、バスバー16,17全体の厚みを大きくする場合と比べて、バスバー16、17の製造コストを低減することができる。もちろん、第1バスバー161、171の厚みは、第2バスバー162、172の厚みよりも大きいことに限定されない。例えば、第1バスバー161、171において、固定端子11、12と接続される部分の厚みのみを大きくしてもよい。
またところで、種々の理由により、バスバー16、17にめっき処理を施すことがある。バスバー16、17が接合箇所のない単一の部材である場合、バスバー16、17全体にめっき処理を施すことになり、バスバー16、17の製造コストが増大しやすい。これに対して本実施形態のバスバー16では、第1バスバー161と第2バスバー162とが接合部165で接合され、またバスバー17では、第1バスバー171と第2バスバー172とが接合部175で接合されている。そのため、第1バスバー161、171と、第2バスバー162、172とのうち、必要な方にのみめっき処理を施すことができる。それにより、バスバー16、17の製造コストを低減することができる。例えば、めっき処理を施した第1バスバー161、171と、めっき処理を施していない第2バスバー162、172とを接合していもよい。
(3)接合部
本実施形態のバスバー16は接合部165を含み、またバスバー17は接合部175を含む(図1A及び図2参照)。この接合部165では、第1バスバー161の端部163と、第2バスバー162の端部164とが接合されている。また接合部175では、第1バスバー171の端部173と、第2バスバー172の端部174とが接合されている。そのため、接合部165では、第1バスバー161と第2バスバー162とが、電気的かつ物理的に接合され、接合部175では、第1バスバー171と第2バスバー172とが、電気的かつ物理的に接合されている。
接合部165、175での接合方法は、二つのバスバーを電気的かつ物理的に接合することができれば特に限定されない。
例えば、接合部165、175には、第1バスバー161、171と対応する第2バスバー162、172とが、ろう付け、レーザー溶接、超音波接合、プロジェクション溶接、TIG溶接、かしめ接合、共締め等の方法によって接合された部分が含まれる。
本実施形態では、接合部165、175が、溶融部を含むことが好ましい。すなわち、第1バスバー161、171と対応する第2バスバー162、172とが溶融部が形成される方法で接合されることが好ましい。この場合、第1バスバー161、171と、対応する第2バスバー162,172とを容易に接合することができる。この溶融部が形成される方法には、ろう付け、レーザー溶接、プロジェクション溶接、TIG溶接、はんだ付け等の方法が含まれる。そのため溶融部には、超音波接合、かしめ接合、共締め等の方法で形成された接合部は含まれない。
特に本実施形態では、溶融部が溶接部を含むことが好ましい。すなわち、第1バスバー161、171と対応する第2バスバー162、172とが溶接部が形成される方法で接合されることが好ましい。この場合、第1バスバー161、171と、対応する第2バスバー162,172とを特に容易に接合することができる。この溶接部が形成される方法には、レーザー溶接、プロジェクション溶接、TIG溶接等の方法が含まれる。そのため溶接部には、ろう付け、はんだ付け等の方法で形成された接合部は含まれない。
また本実施形態では、接合部165、175が変形部を含むことが好ましい。すなわち、第1バスバー161、171と対応する第2バスバー162、172とが変形部が形成される方法で接合されることが好ましい、この場合も、第1バスバー161、171と、対応する第2バスバー162、172とを容易に接合することができる。この変形部が形成される補法には、超音波接合、かしめ接合等の方法が含まれる。そのため、変形部には、ろう付け、レーザー溶接、プロジェクション溶接、TIG溶接、はんだ付け、共締め等の方法で形成された接合部は含まれない。
(4)第3バスバー
上述の通り、バスバー16、17は、それぞれ第1バスバー161、171と、第2バスバー162、172とを含むが、バスバー16、17が、更に第3バスバー160、170を含むことも好ましい(図1A及び図2参照)。
例えば、図1A及び図2に示す第3バスバー160、170は、コネクタ40に接続するバスバーである。そのため、電磁継電器100がハウジング3内に収容された状態において、第3バスバー160、170は、ハウジング3が備えるコネクタ40に接続される(図5A、図5B及び図6参照)。このコネクタ40は外部回路と接続される。そのため電磁継電器100と外部回路とは、第3バスバー160、170及びコネクタ40を介して接続することができる。
本実施形態のバスバー16は、一対の第3バスバー160を備える。一対の第3バスバー160のうち、一方は第2バスバー162の上端部から後方に向かって突出し、他方が第2バスバー162の下端部から後方に向かって突出している。
第3バスバー160の端部と第2バスバー162の端部とは、接続部169で接続されている。接続部169では、第3バスバー160と第2バスバー162とが、電気的かつ物理的に接続されている。第3バスバー160と第2バスバー162との接続方法は、二つを電気的かつ物理的に接続できてば、特に限定されない。例えば、接続部169が、接合部165と同様に、溶融部を含むことが好ましく、また溶接部を含むことも好ましく、また変形部を含むことが好ましい。すなわち第3バスバー160と第2バスバー162とが、ろう付け、レーザー溶接、超音波接合、プロジェクション溶接、TIG溶接、かしめ接合等の方法によって接合されることが好ましい。接合部165の接合方法と、接続部169の接続方法とが同じ方法であると、バスバー16の形成を効率よく行うことができる。
本実施形態のバスバー17は、一つの第3バスバー170を備える。この第3バスバー170は、第2バスバー172の左方の端部から後方に向かって突出している。
第3バスバー170の端部と第2バスバー172の端部とは、接続部179で接続されている。接続部179では、第3バスバー170と第2バスバー172とが、電気的かつ物理的に接続されている。第3バスバー170と第2バスバー172との接続方法は、二つを電気的かつ物理的に接続できれば、特に限定されない。例えば、接続部179が、接合部175と同様に、溶融部を含むことが好ましく、また溶接部を含むことも好ましく、また変形部を含むことが好ましい。すなわち第3バスバー170と第2バスバー172とが、ろう付け、レーザー溶接、超音波接合、プロジェクション溶接、TIG溶接、かしめ接合等の方法によって接合されることが好ましい。接合部175の接合方法と、接続部179の接続方法とが同じ方法であると、バスバー17の形成を効率よく行うことができる。
このように、第3バスバー160、170と、第2バスバー162、172とが接続部169、179で接続されることにより、バスバー16、17とコネクタ40との接続を容易に行うことができる。
2−1−3.電磁継電器の変形例
電磁継電器100の構成は、上記の構成に限定されない。
例えば、図2に示す電磁継電器100では、接点収容部15の上面152の全体が、第1バスバー161、171によって覆われているが、これに限定されない。例えば、図4Aに示す電磁継電器100のように、接点収容部15の上面152の一部のみが、第1バスバー161、171によって覆われていてもよい。この場合、バスバー16、17の製造コストを低減することができる。
例えば、図2に示す電磁継電器100では、第2バスバー162、172が平板状であるが、これに限定されない。例えば、第2バスバー162が平板状でなくてもよく、第2バスバー172が平板状でなくてもよい。例えば、図4Bに示す電磁継電器100では、第2バスバー172が、平板状ではなく段差を有している。
2−2.電気接続装置
(1)電気接続装置の構成
本実施形態に係る電気接続装置1は、図5A及び図5Bに示すように、電磁継電器100と、ハウジング3とを備える。このハウジング3は、ケース3aとベース3bとを含む。電気接続装置1は、さらに、コネクタ40、コイルバスバー5及び外部制御接続部6を備えることができる。
以下の電気接続装置1の説明において、ハウジング3のケース3aとベース3bとが対向する方向を上下方向と定義する。またケース3aから見てベース3b側を下方と定義し、ベース3bから見てケース3a側を下方と定義する。またハウジング3内に収容された電磁継電器100の励磁コイル14の軸Lに沿う方向を左右方向と定義する。また上下方向及び左右方向の両方と直交する方向を前後方向と定義する。ただし、これらの方向は電磁継電器100の使用形態を限定する趣旨ではない。
(i)ハウジング
ハウジング3は、絶縁材料製であり、例えば樹脂の成形品である。そのため、ケース3a及びベース3bも絶縁材料製であり、例えば樹脂の成形品である。ただし、ハウジング3の絶縁性を損なわない箇所の一部にアルミニウムなどの金属製の部分があってもよい。
ハウジング3は、電磁継電器100を収容するための内部空間を有する。そのため、ハウジング3は、電磁継電器100を収容する。本実施形態の電気接続装置1では、内部空間に二つの電磁継電器100が収容されている。
ハウジング3は、ケース3aとベース3bで構成されている。そのためハウジング3の内部空間は、ケース3aとベース3bとによって形成される。内部空間は、ケース3aの下に開放されている。ベース3bは、ケース3aの下に取り付けられる(図5B参照)。
ケース3aは、ベース3b側で開口した箱状の部材である。そのためケース3aは、開口部32を有する。ケース3aは、ケース底部30及びケース壁部31を備える。ケース壁部31は、ケース底部30の周縁からベース3bに向かって延びており、ケース壁部31の下端縁が開口部32を形成している。ケース壁部31は、ハウジング3の内部空間の前後左右を囲んでいる。
ベース3bは、ケース3a側で開口した箱状の部材である。ベース3bは、ベース底部34、ベース壁部33及びベース開口部35を有する。ベース壁部33は、ベース底部34の周縁からケース3aに向かって立ち上がっており、ベース壁部33の上端縁がベース開口部35を形成している。ベース壁部33は、ハウジング3の内部空間の前後左右を囲んでいる。
電気接続装置1では、ベース底部34とケース底部30とが対向するように配置されている。またベース壁部33の外側にケース壁部31が配置されている。換言するとケース壁部31の内側にベース壁部33が設けられている。そのため本実施形態の電気接続装置1では、ベース3bは、ケース3aの開口部32を覆っている。
(ii)電磁継電器
電磁継電器100は、上述の構成を備える。電磁継電器100は、ハウジング3内に収容される。電気接続装置1は、一又は複数の電磁継電器100を備える。本実施形態の電気接続装置1は、二つの電磁継電器100を備えている。
電磁継電器100は、ケース3aに取り付けられている。本実施形態の電気接続装置1では、二つの電磁継電器100がケース底部30上に配置されている(図6参照)。本実施形態では、第2バスバー162の一端部が第1バスバー161の端部と接合され、かつ、第2バスバー162の多端部が第2バスバー160端部と接合されている。また第2バスバー172の一端部が第1バスバー171の端部と接合され、かつ、第2バスバー1672の多端部が第3バスバー170の端部と接合されている。本実施形態では、第2バスバー162、172が、電磁継電器100に対してケース3aの開口部32側に配置されている。そのため第2バスバー162、172が、ベース3bのベース底部34と対向するように配置されている。
電気接続装置1が備える二つの電磁継電器100は、同じであってもよいが、異なっていてもよい。本実施形態の電気接続装置1では、二つの電磁継電器100のうち、一方の電磁継電器100では第2バスバー172が平板状であるが、他方の電磁継電器100では第2バスバー172が平板状ではなく、断差を有する。すなわち電気接続装置1では、少なくとも一つの第2バスバー172が平板状である。第2バスバー172が平板状であることにより、第2バスバー172の製造コストを低減することができ、バスバー17の製造コストを低減することができる。また第2バスバー172が平板状であるとは、第2バスバー172が段差のない平坦な部材であることを意味する。
(iii)コネクタ
コネクタ40は、ハウジング3に取り付けられ、具体的にはケース3aに取り付けられる。本実施形態の電気接続装置1では、ケース3aに複数のコネクタ40が取り付けられている。コネクタ40は、外部接続部4であり、外部回路と電気的に接続される。コネクタ40には、電磁継電器100が備えるバスバー16、17が圧着されて固定される。具体的には、複数のコネクタ40には、それぞれ第3バスバー160、170が圧着されて固定される。
(iv)コイルバスバー及び外部制御接続部
コイルバスバー5及び外部制御接続部6は、ハウジング3内に収容される。コイルバスバー5は、電磁継電器100が備える励磁コイル14と電気的に接続され、かつ、外部制御接続部6とも電気的に接続される。外部制御接続部6は、外部回路と電気的に接続される。そのため、コイルバスバー5によって、励磁コイル14と外部制御接続部6とが電気的に接続することができる。またコイルバスバー5及び外部制御接続部6によって、電磁継電器100と外部回路とを電気的に接続することができる。
(2)電気接続装置の動作
電気接続装置1は、例えば、充電池と、充電池から供給される電力によって動作する電動機とを有する電動車両に備えられる。この場合、電気接続装置1は、例えば、一方の電磁継電器100は、電動車両の外部の電源と充電池との間の電路に接続されている。他方の電磁継電器100は、充電池と電動機との間の電路に接続されている。この場合、異なる2つの電路において、接点の開閉を、1つの電気接続装置1で行うことができる。
(3)電気接続装置の組立
上述の通り、電気接続装置1では、ハウジング3内に電磁継電器100が収容される。また電磁継電器100は、ハウジング3に含まれるケース3aに取り付けられる。そのため、本実施形態の電気接続装置1の製造方法には、ケース3aに電磁継電器100を取り付ける工程が含まれる。
また本実施形態の電磁継電器100では、バスバー16、17が、第1バスバー161、171の端部163、173と、第2バスバー162、172の端部164、174とを接合した接合部165、175を有する。そのため、電気接続装置1の製造方法には、第1バスバー161、171の端部163、173と、第2バスバー162、172の端部164、174とを接合する工程が含まれる。特に本実施形態では、第2バスバー162、172を有していない電磁継電器100をケース3aに取り付けてから、第1バスバー161、171の端部163、173と、第2バスバー162、172の端部164、174とを接合することが好ましい。すなわち接点装置、電磁石装置及び第1バスバー161、171をケース3aに取り付けてから、第1バスバー161、171の端部163、173と、第2バスバー162、172の端部164、174とを接合することが好ましい。以下、ケース3aに電磁継電器100を取り付ける方法について、図7〜図9を参照しながら説明する。
まず、図7に示すように、第2バスバー162、172及び第3バスバー160、170を有していない電磁継電器100をケース3a内に配置する。すなわち、接点装置、電磁石装置及び第1バスバー161、171をケース3a内に配置する。本実施形態の電気接続装置1は二つの電磁継電器100を備えることから、二つの接点装置、二つの電磁石装置及び二つの第1バスバー161、171を、一つのケース3a内に配置する。
次に、図8に示すように、第3バスバー160、170をケース3aに取り付ける。具体的には、ケース3aに取り付けられたコネクタ40に第3バスバー160,170を圧着して固定する。
次に、図9に示すように、第2バスバー162、172と、第1バスバー161、171とを接合し、さらに第2バスバー162、172と、第3バスバー160、170とを接続する。具体的には、第1バスバー161と第2バスバー162とを接合して接合部165を形成し、さらに第2バスバー162と第3バスバー160とを接続して接続部169を形成する。本実施形態では、第2バスバー162、172が、電磁継電器100に対してケース3aの開口部32側に配置されるように、第1バスバー161、171と、第2バスバー162、172と、第3バスバー160、170とを接合する。それにより、第1バスバー161と第2バスバー162と第3バスバー160とを備えるバスバー16を形成することがでる。また第1バスバー171と第2バスバー172とを接合して接合部175を形成し、さらに第2バスバー172と第3バスバー170とを接続して接続部179を形成する。それにより、第1バスバー171と第2バスバー172と第3バスバー170とを備えるバスバー17を形成することができる。
このようにケース3a内でバスバー16及びバスバー17を形成することにより、バスバー16,17を備える電磁継電器100をケース3aに取り付けることができる。上記の方法では、単純な形状の第1バスバー161、171と、第2バスバー162、172と、第3バスバー160、170とを接合(接続)することによってバスバー16、17を形成している。そのため、バスバー16、17が複雑な形状を有していても、このバスバー16、17を備える電磁継電器100をケース3aに容易に取り付けることができる。またバスバー16、17の作製が容易となる。またバスバー16、17を作製する際の余剰の原料を少なくすることができる。また第1バスバー161、171、第2バスバー162、172及び第3バスバー160、170の製造コストを削減できると共に、これらの部材の寸法精度を向上させることができる。
例えば、バスバー16,17を接合箇所のない単一の部材で形成した場合に、バスバー16、17の寸法精度にバラつきがあると、バスバー16、17をコネクタ40に固定することが難しくなる。この点、上記の方法であれば、コネクタ40に第3バスバー160、170を固定した後に、第3バスバー160、170と第2バスバー162、172とを接続しているため、バスバー16,17をコネクタ40に容易に固定することができる。
(4)電気接続装置の変形例
電気接続装置1の構成は、上記の構成に限定されない。
上記電気接続装置1は、二つの電磁継電器100を備えているがこれに限定されない。例えば、電気接続装置1は、一つの電磁継電器100を備えていてもよく、三つ以上の電磁継電器100を備えていてもよい。
また上記電気接続装置1では、バスバー16、17は固定端子11、12に固定されているが。バスバー16、17がハウジング3に固定されていてもよい。この場合、バスバー16、17のハウジング3への固定は、第1バスバー161、171と第2バスバー162、172との接合部165、175以外の部分で行われることが好ましい。すなわち、バスバー16、17が、接合部165、175以外で他部材に固定されることも好ましい。この場合、電気接続装置1においてバスバー16、17を安定して配置させることができる。
またケース3aに電磁継電器100を取り付ける際、第1バスバー161、171及び第3バスバー160、170をケース3aに取り付けてから、第2バスバー162、172を接合しているが、これに限定されない。例えば、第1バスバー161、171と第2バスバー162、172とを接合してから、第2バスバー162、172と第3バスバー160,170とを接合してもよい。
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係る電磁継電器(100)は、固定端子(11、12)と、可動接触子(13)と、励磁コイル(14)と、接点収容部(15)と、バスバー(16、17)と、を備える。固定端子(11、12)は固定接点(110、120)を有する。可動接触子(13)は、可動接点(130、131)を有し、可動接点(130、131)が固定接点(110、120)と接離するように移動する。接点収容部(15)は、固定接点(110、120)と可動接点(130、131)とを収容する。バスバー(16、17)は、固定端子(11、12)に固定され、接点収容部(15)の外側に設けられる。バスバー(16、17)は、第1バスバー(161、171)と、第2バスバー(162、172)と、接合部(165、175)とを有する。第1バスバー(161、171)は固定端子(11、12)に固定される。第2バスバー(162、172)は所定方向に延びる部位を有する。接合部(165、175)では、第1バスバー(161、171)の端部(163、173)と第2バスバー(162、172)の端部(164、174)とが接合される。
この態様によれば、バスバー(16、17)を備える電磁継電器(100)をハウジング(3)内に容易に収容することができ、電磁継電器(100)をハウジング(3)内に収容する作業の作業性を向上させることができる、という利点がある。
第2の態様に係る電磁継電器(100)は、第1の態様において、接合部(165、175)は、溶融部を含む。
この態様によれば、第1バスバー(161、171)と、対応する第2バスバー(162,172)とを、ろう付け、レーザー溶接、プロジェクション溶接、TIG溶接、はんだ付け等の方法によって、容易に接合することができる、という利点がある。
第3の態様に係る電磁継電器(100)は、第2の態様において、前記溶融部が溶接部を含む。
この態様によれば、第1バスバー(161、171)と、対応する第2バスバー(162,172)と、レーザー溶接、プロジェクション溶接、TIG溶接等の溶接によって、容易に接合することができる、という利点がある。
第4の態様に係る電磁継電器(100)は、第1の態様において、接合部(165、175)が変形部を含む。
この態様によれば、第1バスバー(161、171)と、対応する第2バスバー(162、172)とを、超音波接合、かしめ接合等の方法によって、容易に接合することができる、という利点がある。
第5の態様に係る電磁継電器(100)は、第1〜第4のいずれか一の態様において、バスバー(16,17)は、接合部(165、175)以外で他部材に固定されている。
この態様によれば、第1バスバー(161、171)と第2バスバー(162、172)とが共締め以外の方法で接合されると共に、バスバー(16,17)を安定させることができる、という利点がある。
第6の態様に係る電磁継電器(100)は、第1〜第5のいずれか一の態様において、前記所定方向は、可動接触子(13)の移動方向に直交する方向に沿っている。
この態様によれば、可動接触子(13)を上に押し上げる力が増すため、可動接触子(13)に作用する電磁反発力を低減することができる、という利点がある。
第7の態様に係る電磁継電器(100)は、第1〜第5のいずれか一の態様において、前記所定方向は、可動接触子(13)の移動方向に沿っている。
この態様によれば、可動接触子(13)に作用する電磁反発力を低減することができる、という利点がある。
第8の態様に係る電磁継電器(100)は、第1〜第5のいずれか一の態様において、励磁コイル(14)の巻き線の接線(D)に沿っている。
この態様によれば、可動接触子(13)を上に押し上げる力が増すため、可動接触子(13)に作用する電磁反発力を低減することができる、という利点がある。
第9の態様に係る電磁継電器(100)は、第1〜第8のいずれか一の態様において、第1バスバー(161、171)の厚みは、第2バスバー(162、172)の厚みより大きい。
この態様によれば、バスバー(16、17)を接合箇所のない単一の部材とする場合と比べて、バスバー(16、17)の製造コストを低減できる、という利点がある。
第10の態様に係る電磁継電器(100)は、第1〜第9のいずれか一の態様において、バスバー(16,17)は、第3バスバー(160、170)と、接続部(169、179)と、を更に有する。第3バスバー(160、170)は、コネクタ(40)に接続される。接続部(169、179)は、第3バスバー(160、170)の端部と第2バスバー(162、172)の端部とが接続される。
この態様によれば、バスバー(16、17)とコネクタ(40)との接続を容易に行うことができる、という利点がある。
第11の態様に係る電気接続装置(1)は、第10の態様に係る電磁継電器(100)と、ハウジング(3)とを備える。ハウジング(3)は、開口部(32)を有するケース(3a)と、ケース(3a)の開口部(32)を覆うベース(3b)とを含み、かつ、電磁継電器(100)を収容する。電磁継電器(100)びコネクタ(40)は、ケース(3a)に取り付けられる。第2バスバー(162、172)の一端部が第1バスバー(161、171)の端部と接合され、第2バスバー(162、172)の他端部が第3バスバー(160、170)の端部と接合される。第2バスバー(162、172)は、電磁継電器(100)に対してケース(3a)の開口部(32)側に配置されている。
この態様によれば、バスバー(16、17)をコネクタ(40)に容易に接続できるため、バスバー(16、17)を備える電磁継電器(100)を、ハウジング(3)内に容易に収容できる、という利点がある。
第12の態様に係る電気接続装置(1)は、第11の態様において、少なくとも一つの第2バスバー(172)が平板状である。
この態様によれば、第2バスバー(172)の製造コストを低減することができ、バスバー(17)の製造コストを低減することができる、という利点がある。
1 電気接続装置
100 電磁継電器
11、12 固定端子
110、120 固定接点
13 可動接触子
130、131 可動接点
14 励磁コイル
15 接点収容部
16、17 バスバー
161、171 第1バスバー
162、172 第2バスバー
160、170 第3バスバー
165、175 接合部
169、179 接続部
3 ハウジング
3a ケース
3b ベース
32 開口部
40 コネクタ

Claims (12)

  1. 固定接点を有する固定端子と、
    可動接点を有し、前記可動接点が前記固定接点と接離するように移動する可動接触子と、
    励磁コイルと、
    前記固定接点と前記可動接点とを収容する接点収容部と、
    前記固定端子に固定され、前記接点収容部の外側に設けられるバスバーと、
    を備え、
    前記バスバーは、
    前記固定端子に固定される第1バスバーと、
    所定方向に延びる部位を有する第2バスバーと、
    前記第1バスバーの端部と前記第2バスバーの端部とが接合された接合部と、
    を有する、
    電磁継電器。
  2. 前記接合部は、溶融部を含む、
    請求項1に記載の電磁継電器。
  3. 前記溶融部は、溶接部を含む、
    請求項2に記載の電磁継電器。
  4. 前記接合部は、変形部を含む、
    請求項1に記載の電磁継電器。
  5. 前記バスバーは、前記接合部以外で他部材に固定されている、
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の電磁継電器。
  6. 前記所定方向は、前記可動接触子の移動方向に直交する方向に沿っている、
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の電磁継電器。
  7. 前記所定方向は、前記可動接触子の移動方向に沿っている、
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の電磁継電器。
  8. 前記所定方向は、前記励磁コイルの巻き線の接線に沿っている、
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の電磁継電器。
  9. 前記第1バスバーの厚みは、前記第2バスバーの厚みより大きい、
    請求項1〜8のいずれか一項に記載の電磁継電器。
  10. 前記バスバーは、
    コネクタに接続する第3バスバーと、
    前記第3バスバーの端部と前記第2バスバーの端部とが接続された接続部と、を更に有する、
    請求項1〜9のいずれか一項に記載の電磁継電器。
  11. 請求項10に記載の電磁継電器と、
    開口部を有するケースと、前記ケースの開口部を覆うベースとを含み、かつ、前記電磁継電器を収容するハウジングと、
    を備え、
    前記電磁継電器及び前記コネクタは、前記ケースに取り付けられ、
    前記第2バスバーの一端部が前記第1バスバーの端部と接合され、前記第2バスバーの他端部が前記第3バスバーの端部と接合され、
    前記第2バスバーは、前記電磁継電器に対して前記ケースの前記開口部側に配置されている、
    電気接続装置。
  12. 前記ハウジングには、一又は複数の前記電磁継電器が収容され、
    少なくとも一つの前記第2バスバーは、平板状である、
    請求項11に記載の電気接続装置。
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