JP2021166176A - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁継電器において、通電時における固定端子の温度上昇を遅らせる。【解決手段】電磁継電器は、固定端子と、可動接触片と、支持部材と、吸熱部材と、を備える。固定端子は、固定接点と、外部機器に接続される外部接続部とを含む。可動接触片は、固定接点に接触可能な可動接点を含む。支持部材は、固定端子を支持する。吸熱部材は、支持部材と別体であり、固定接点と可動接点とが接触した状態において固定端子に接触し、固定接点から外部接続部までの間の固定端子における熱容量よりも熱容量が大きく【選択図】図１

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

一般的に、電磁継電器は、ベースと、固定接点を含む固定端子と、可動接点を含む可動接触片と、可動接触片を移動させる可動機構と、電磁石ブロックとを備えている（特許文献１参照）。

特開２０１７−２７８９２号公報

電磁継電器は、急速充電などの装置に用いられることがある。この場合、通電時において接点間に短時間の間だけ大電流が流れることがあり、固定接点及び可動接点で発生した熱による可動接触片や固定端子の急激な温度上昇が問題になる。

本発明の課題は、電磁継電器において、通電時における固定端子の温度上昇を遅らせることにある。

本発明の一態様に係る電磁継電器は、固定端子と、可動接触片と、支持部材と、吸熱部材と、を備える。固定端子は、固定接点と、外部機器に接続される外部接続部とを含む。可動接触片は、固定接点に接触可能な可動接点を含む。支持部材は、固定端子を支持する。吸熱部材は、支持部材と別体であり、固定接点と可動接点とが接触した状態において固定端子に接触し、固定接点から外部接続部までの間の固定端子における熱容量よりも熱容量が大きい。

この電磁継電器では、吸熱部材の熱容量が固定接点から外部接続部までの間の固定端子における熱容量よりも大きい。これにより、通電時に固定端子に接触する吸熱部材によって、通電時における固定端子の温度上昇を遅らせることができる。

吸熱部材は、固定接点と可動接点とが開離した状態のときに前記固定端子から離れていてもよい。この場合は、吸熱部材を常に固定端子に接触させなくてもよいので、設計の自由度が高まる。

吸熱部材の熱伝導率は、固定端子の熱伝導率よりも高くてもよい。この場合は、吸熱部材によって固定端子の発熱を迅速に吸熱できる。

吸熱部材は、セラミック、アルミニウム、ウレタンのうちのいずれかからなってもよい。この場合は、吸熱部材のコストを抑制できる。

電磁継電器は、固定接点及び可動接点が収容されるケースをさらに備えてもよい。吸熱部材は、一部がケースから外部に露出してもよい。この場合は、吸熱部材の熱を外部に放熱することができる。

電磁継電器は、固定接点と可動接点の間に磁界を発生させる永久磁石をさらに備えてもよい。吸熱部材は、磁性材料からなってもよい。この場合は、吸熱部材が永久磁石の磁束漏れを抑制するヨークとして機能するので、電磁継電器の遮断性能を向上させることができる。

吸熱部材は、固定端子と一体であってもよい。この場合は、固定端子の一部によって吸熱部材が構成されることになるので、部品点数の削減ができる。

電磁継電器は、吸熱部材の少なくとも一部を覆う断熱部材をさらに備えてもよい。断熱部材の熱伝導率は、吸熱部材の熱伝導率よりも小さい。この場合は、吸熱部材の周辺に配置される部材が吸熱部材の熱の影響を受けにくくなる。

本発明によれば、電磁継電器において、通電時における固定端子の温度上昇を遅らせることができる。

電磁継電器の内部を前方から見た模式図である。 電磁継電器の内部を上方から模式図である。 電磁継電器の内部を上方から模式図である。 固定端子の斜視図である。 変形例に係る電磁継電器の内部を上方から見た模式図である。 変形例に係る電磁継電器の内部を上方から見た模式図である。 変形例に係る電磁継電器の内部を上方から見た模式図である。 変形例に係る固定端子の斜視図である。

以下、本発明の一態様に係る電磁継電器の実施形態について、図面を参照して説明する。図面を参照するときにおいて、説明を分かり易くするために図１における上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」、紙面の手前側を「前」、紙面の奥側を「後」として説明する。図１は電磁継電器１００の内部を前方から見た模式図である。図２及び図３は、電磁継電器１００の内部を上方から見た模式図である。

電磁継電器１００は、いわゆるヒンジ型の電磁継電器である。電磁継電器１００は、ケース２と、接点装置３と、駆動装置４とを備えている。ケース２は、樹脂などの絶縁性を有する材料で形成されている。ケース２は、ベース２ａと、カバー２ｂとを含む。なお、ケース２は、支持部材の一例であるが、本実施形態ではケース２が支持部材を兼ねている。

ベース２ａは、接点装置３と駆動装置４とを支持する。カバー２ｂは、下方に向けて開口する箱型の部材であり、ベース２ａを上方から覆うようにベース２ａに固定されている。

接点装置３は、ベース２ａに支持されている。接点装置３は、ケース２に収容されている。接点装置３は、固定端子６と、固定端子７と、可動接触片１０と、可動機構１１と、を含む。固定端子６，７及び可動接触片１０は、板状の端子であり、銅などの導電性を有する材料で形成されている。固定端子６，７及び可動接触片１０は、上下方向に延びており、ベース２ａに圧入固定されている。

固定端子６は、一部がケース２内に配置される。固定端子６は、固定接点６ａと、外部接続部６ｂとを含む。固定接点６ａは、ケース２内に配置されている。外部接続部６ｂは、ケース２から外部に突出しており、図示しない外部機器と電気的に接続される。

固定端子７は、固定端子６と同様の形状である。固定端子７は、一部がケース２内に配置される。固定端子７は、固定端子６と前後方向に間隔を隔てて配置されている。固定端子７は、固定接点７ａと、図示しない外部接続部とを含む。固定接点７ａは、ケース２内に配置されている。外部接続部は、ケース２から外部に突出しており、図示しない外部機器と電気的に接続される。

可動接触片１０は、弾性変形可能な板バネで構成されている。可動接触片１０は、可動接点１０ａと、可動接点１０ｂと、接点支持部１０ｃと、脚部１０ｄとを含む。可動接点１０ａ，１０ｂは、ケース２に収容されている。可動接点１０ａ，１０ｂは、接点支持部１０ｃに配置されている。可動接点１０ａは、固定接点６ａに接触可能である。可動接点１０ｂは、固定接点７ａに接触可能である。可動接点１０ｂは、可動接点１０ａと前後方向に間隔を隔てて配置されている。接点支持部１０ｃは、脚部１０ｄの上端から前後方向に延びており、可動接点１０ａ，１０ｂを支持する。脚部１０ｄは、前後方向における接点支持部１０ｃの中央から下方に延びており、ベース２ａに固定されている。

可動機構１１は、従来と同様の構成であり、図示しない可動鉄片や復帰バネを含む。可動機構１１は、可動接触片１０と駆動装置４とに接続されている。なお、説明を分かり易くするために、図２及び図３では、可動機構１１を２点鎖線で簡略化して示し、図１では、可動機構１１の図示を省略している。

可動機構１１は、可動接点１０ａ，１０ｂが固定接点６ａ，７ａに接触する接触方向Ｚ１と開離する開離方向Ｚ２とに可動接触片１０を移動させる。詳細には、可動機構１１は、図２に示す可動接点１０ａ，１０ｂが固定接点６ａ，７ａから開離する開離位置と、図３に示す可動接点１０ａ，１０ｂが固定接点６ａ，７ａに接触する接触位置とに可動接触片１０を移動させる。本実施形態における可動接触片１０の移動方向は、左右方向と一致する。

駆動装置４は、電磁力によって可動機構１１を作動させる。可動機構１１は、電磁力によって可動鉄片を回動させることによって、可動接触片１０を接触位置と開離位置とに移動させる。

駆動装置４は、従来と同様の構成であり、スプール、コイル、鉄心、ヨークなどを含む。駆動装置４は、ベース２ａに支持されている。コイルに電圧が印加されて励磁されたときの電磁継電器１００の動作については、従来と同様のため説明を省略する。

電磁継電器１００は、吸熱部材２１，２２をさらに備えている。吸熱部材２１，２２は、通電時における固定端子６，７の温度上昇を遅延させるために設けられている。吸熱部材２１，２２は、ケース２と別体である。吸熱部材２１，２２は、ベース２ａに支持されている。吸熱部材２１，２２は、セラミック、アルミニウム、ウレタンのうちのいずれかからなる。

吸熱部材２１は、可動接点１０ａ，１０ｂと固定接点６ａ，７ａとが接触した状態において固定端子６に接触している。本実施形態における吸熱部材２１は、可動接点１０ａ，１０ｂと固定接点６ａ，７ａとが開離した状態においても、固定端子６に接触している。吸熱部材２１は、固定端子６の接触方向Ｚ１側の表面に接触して配置されている。吸熱部材２１は、左右方向において、固定接点６ａと重なることが好ましい。

吸熱部材２１の熱容量は、固定端子６における固定接点６ａから外部接続部６ｂまでの間の熱容量よりも大きい。図４は、固定端子６の斜視図であり、固定接点６ａから外部接続部６ｂまでの間の範囲を例示した図である。固定接点６ａから外部接続部６ｂまでの間とは、例えば図４に示すように、固定端子６の幅方向に平行かつ固定接点６ａの中心を通る２点鎖線よりも下部の領域Ｒ１である。領域Ｒ１は、通電時に電流が流れる部分である。すなわち、領域Ｒ１は、固定端子６において通電に寄与する部分であり、通電機能に必要な形状部分である。一方、２点鎖線よりも上部の領域Ｒ２は、通電機能に寄与しない形状部分である。したがって、固定端子６における固定接点６ａから外部接続部６ｂまでの間の熱容量とは、固定端子６における領域Ｒ１の熱容量である。熱容量は、重量と比熱との積、或いは体積と比重と比熱との積によって算出される。

吸熱部材２１は 図１に示すように、一部がケース２から外部に露出する。本実施形態では、吸熱部材２１の一部がベース２ａから露出している。例えば、ベース２ａの下部には、吸熱部材２１の一部を露出させるための開口２ｃが設けられている。

吸熱部材２２は、可動接点１０ａ，１０ｂと固定接点６ａ，７ａとが接触した状態において固定端子７に接触している。吸熱部材２２は、吸熱部材２１と配置が異なることを除いて吸熱部材２１と同様の構成であるため、説明を省略する。

上記構成の電磁継電器１００では、吸熱部材２１の熱容量が固定接点６ａから外部接続部６ｂまでの間の固定端子６における熱容量よりも大きい。これにより、通電時に固定端子６に接触する吸熱部材２１によって、通電時における固定端子６の温度上昇を遅らせることができる。同様に、吸熱部材２２によって通電時における固定端子７の温度上昇を遅らせることができる。また、吸熱部材２１の一部がケース２から外部に露出しているので、吸熱部材２１の熱を外部に放熱することができる。

以上、本発明の一態様に係る電磁継電器の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。例えば、駆動装置４の構成が変更されてもよい。ケース２、接点装置３、可動機構１１及び吸熱部材２１，２２の形状、或いは配置が変更されてもよい。

前記実施形態では、電磁継電器１００が複数の固定端子６，７を備えていたが、１つの固定端子を備える電磁継電器に本発明を適用してもよい。また、前記実施形態では、可動機構１１によって可動接触片１０を駆動装置４側に引き込む構成であったが、固定端子６，７と可動接触片１０の配置を入れ替えて、可動機構１１によって可動接触片１０を駆動装置４から離れる方向に押し込む構成であってもよい。

吸熱部材２１及び吸熱部材２２の一方が省略されてもよい。吸熱部材２１，２２は、必ずしもケース２から外部に露出していなくてもよい。吸熱部材２１，２２は、他の部材に支持されてもよい。例えば、固定端子６，７に支持されていてもよい。吸熱部材２１，２２の熱伝導率は、固定端子６，７の熱伝導率よりも高くてもよい。すなわち、吸熱部材２１，２２は、固定端子６，７よりも熱伝導率が高い材料で形成されていてもよい。

固定接点６ａは、固定端子６と一体であってもよいし、別体であってもよい。固定接点７ａは、固定端子７と一体であってもよいし、別体であってもよい。可動接点１０ａ，１０ｂは、可動接触片８と一体であってもよいし、別体であってもよい。なお、固定接点６ａが固定端子６にカシメ固定される場合において、固定接点６ａの裏面側を吸熱部材２１に接触させてもよい。同様に固定接点７ａが固定端子７にカシメ固定される場合において、固定接点７ａの裏面側を吸熱部材２２に接触させてもよい。

図５は、第１変形例に係る電磁継電器１００の内部を上方から見た模式図である。図５に示すように、吸熱部材２１，２２は、可動接点１０ａ，１０ｂと固定接点６ａ，７ａとが開離した状態のときに固定端子６，７から離れていてもよい。すなわち、可動接触片１０が開離位置にあるときに、吸熱部材２１，２２は、固定端子６，７に接触しない位置に配置されている。ここでは、吸熱部材２１，２２は、固定端子６，７と前後方向に間隔を隔てて配置されている。この場合、固定端子６，７は、例えば、弾性変形可能な板バネで構成されており、可動接触片１０に接触方向Ｚ１に押圧されて、通電時に吸熱部材２１，２２に接触する。

図６は、第２変形例に係る電磁継電器１００の内部を上方から見た模式図である。図６に示すように、電磁継電器１００は、断熱部材３１，３２をさらに備えてもよい。断熱部材３１，３２を設けることで、駆動装置４や吸熱部材２１，２２の周辺に配置される部材が吸熱部材２１，２２の熱の影響を受けにくくなる。断熱部材３１，３２の熱伝導率は、吸熱部材２１，２２の熱伝導率よりも小さい。すなわち、断熱部材３１，３２は、吸熱部材２１，２２よりも熱伝導率が小さい材料で形成されている。断熱部材３１は、固定端子６を接触方向Ｚ１側から覆うように配置されている。断熱部材３２は、固定端子７を接触方向Ｚ１側から覆うように配置されている。

図７は、第３変形例に係る電磁継電器１００の内部を上方から見た模式図である。図７に示すように、電磁継電器１００は、永久磁石２５ａ，２５ｂをさらに備えてもよい。この場合において、吸熱部材２１，２２を鉄などの磁性材料で形成して、吸熱部材２１，２２を永久磁石２５ａ，２５ｂの磁束漏れを抑制するヨークとして機能させてもよい。永久磁石２５ａ，２５ｂは、例えば、ケース２に支持されている。吸熱部材２１，２２をヨークとして機能させることで、電磁継電器１００の遮断性能を向上させることができる。なお、永久磁石２５ａ，２５ｂの配置は特に限定されない。また、永久磁石は、１つであってもよい。

図８は、吸熱部材２１の変形例を示す図である。前記実施形態では、吸熱部材２１が固定端子６と別体であったが、吸熱部材２１は、固定端子６と一体であってもよい。この場合、吸熱部材２１は、銅などの固定端子６と同じ材料で形成されることになる。すなわち、ここでは領域Ｒ２の部分が吸熱部材２１として機能する。したがって、この場合における固定端子６は、領域Ｒ１の重量よりも領域Ｒ２の重量が大きくなるように構成される。なお、領域Ｒ２の形状は、特に限定されるものではない。

本発明によれば、電磁継電器において、通電時における固定端子の温度上昇を遅らせることができる。

２ ケース
４ 駆動装置
６ 固定端子
６ａ 固定接点
１０ 可動接触片
１０ａ 可動接点
１１ 可動機構
２１ 吸熱部材
２５ａ 永久磁石
１００ 電磁継電器

Claims (8)

1. 固定接点と、外部機器に接続される外部接続部とを含む固定端子と、
   前記固定接点に接触可能な可動接点を含む可動接触片と、
   前記固定端子を支持する支持部材と、
   前記支持部材と別体であり、前記固定接点と前記可動接点とが接触した状態において前記固定端子に接触し、前記固定接点から前記外部接続部までの間の前記固定端子における熱容量よりも熱容量が大きい吸熱部材と、
   を備える、電磁継電器。
2. 前記吸熱部材は、前記固定接点と前記可動接点とが開離した状態のときに前記固定端子に接触しない、
   請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記吸熱部材の熱伝導率は、前記固定端子の熱伝導率よりも高い、
   請求項１又は２に記載の電磁継電器。
4. 前記吸熱部材は、セラミック、アルミニウム、ウレタンのうちのいずれかからなる、
   請求項１又は２に記載の電磁継電器。
5. 前記固定接点及び前記可動接点が収容されるケースをさらに備え、
   前記吸熱部材は、一部が前記ケースから外部に露出する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
6. 前記固定接点と前記可動接点の間に磁界を発生させる永久磁石をさらに備え、
   前記吸熱部材は、磁性材料からなる、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁継電器。
7. 前記吸熱部材は、前記固定端子と一体である、
   請求項１に記載の電磁継電器。
8. 前記吸熱部材の少なくとも一部を覆う断熱部材をさらに備え、
   前記断熱部材の熱伝導率は、前記吸熱部材の熱伝導率よりも小さい、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の電磁継電器。

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