JP2022082305A - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】可動接点が固定接点から開離するときに生じるアークに起因する接点の消耗を抑制する。【解決手段】電磁継電器は、第１～第４固定接点と、第１～第４固定接点にそれぞれ向き合う第１～第４可動接点と、第１及び第２可動接触片と、駆動装置と、接続部材とを備える。第１及び第２可動接点は、第１可動接触片に接続されている。第３及び第４可動接点は、第２可動接触片に接続されている。駆動装置は、第１～第４固定接点に第１～第４可動接点がそれぞれ接触する閉位置と、第１～第４固定接点から第１～第４可動接点がそれぞれ開離した開位置とに第１及び第２可動接触片を移動させる。接続部材は、第１及び第２可動接触片が閉位置にあるときに第１及び第２可動接触片から開離し、第１及び第２可動接触片が開位置にあるときに第１及び第２可動接触片に接触して第１可動接触片と第２可動接触片とを電気的に接続する。【選択図】図３

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

従来、複数の可動接点を備えた電磁継電器が知られている。例えば、特許文献１の電磁継電器は、４つの可動接点と、４つの可動接点にそれぞれ対向するように配置された４つの固定接点とを備えている。また、電磁継電器は、可動接点が固定接点から開離するときに生じるアークを伸長させるためのアーク伸長空間と、磁力によってアーク伸長空間にアークを導く永久磁石とを備えている。

特開２０１３－８０６９２号公報

従来の電磁継電器では、可動接点が固定接点から開離するときに生じるアークをより長く引き伸ばすことでアークを遮断している。この場合、アーク伸長空間を大きくする必要があり、それに適した磁石配置も必要になる。また、従来の電磁継電器では、アークの伸長によるアークのエネルギー消費が大きいため、接点の消耗も激しくなる。

本発明の目的は、可動接点が固定接点から開離するときに生じるアークに起因する接点の消耗を抑制することにある。

本発明の一態様に係る電磁継電器は、第１固定接点と、第２固定接点と、第３固定接点と、第４固定接点と、第１可動接触片と、第１可動接点と、第２可動接点と、第２可動接触片と、第３可動接点と、第４可動接点と、駆動装置と、接続部材とを備える。第１可動接点は、第１可動接触片に接続され、第１固定接点と向かい合う。第２可動接点は、第１可動接点から離れた位置で第１可動接触片に接続され、第２固定接点と向かい合う。第２可動接触片は、第１可動接触片から離れた位置に配置されている。第３可動接点は、第２可動接触片に接続され、第３固定接点と向かい合う。第４可動接点は、第３可動接点から離れた位置で第２可動接触片に接続され、第４固定接点と向かい合う。駆動装置は、第１～第４固定接点に第１～第４可動接点がそれぞれ接触する閉位置と、第１～第４固定接点から第１～第４可動接点がそれぞれ開離した開位置とに第１及び第２可動接触片を移動させる。接続部材は、第１及び第２可動接触片が閉位置にあるときに第１及び第２可動接触片から開離し、第１及び第２可動接触片が開位置にあるときに第１及び第２可動接触片に接触して第１可動接触片と第２可動接触片とを電気的に接続する。

この電磁継電器では、第１及び第２可動接触片が開位置にあるときに、接続部材を介して第１可動接触片と第２可動接触片とが電気的に接続される。すなわち、第１及び第２可動接触片が閉位置から開位置に移動したときに、接続部材によって第１可動接触片と第２可動接触片との間に別の通電経路が形成されることになる。この別の通電経路は、アークのエネルギーを消費する回路として機能する。これにより、第１～第４可動接点が第１～第４固定接点から開離するときに生じたアークのエネルギーの一部が接続部材によって形成された別の通電経路によって消費されるので、アークの伸長によるアークのエネルギー消費を小さくできる。この結果、アークに起因する接点の消耗を抑制することができる。また、アークの伸長によるアークのエネルギー消費が小さくなることで、アークを伸長させるための空間を小さくすることも可能になる。

接続部材は、抵抗を含む回路であってもよい。この場合は、抵抗によってアークのエネルギーを効果的に消費することができる。

電磁継電器は、第１及び第２可動接触片が収容されたハウジングをさらに含んでもよい。接続部材は、ハウジングの外部に配置されてもよい。この場合は、接続部材によって第１及び第２可動接触片を効果的に冷却できる。

駆動装置は、ヨークと、電磁力によって移動する可動鉄片とを含んでもよい。接続部材は、駆動装置のヨーク又は駆動装置の可動鉄片を含んでもよい。この場合は、電磁継電器の内部に配置される部品を接続部材として用いることができるので、部品点数の増加を抑制できる。

電磁継電器は、接続部材に接続され第１可動接触片と向かい合う第５固定接点と、接続部材に接続され第２可動接触片と向かい合う第６固定接点とをさらに備えてもよい。接続部材は、第１及び第２可動接触片が開位置にあるときに第５及び第６固定接点を介して第１及び第２可動接触片に接触してもよい。この場合は、接続部材と可動接触片との接触が安定する。

接続部材は、バネ性を有していてもよい。この場合は、第１及び第２可動接触片が閉位置から開位置に移動したときの衝撃を接続部材で抑制できるので、接続部材によって第１及び第２可動接触片の跳ね返りを抑制できる。

電磁継電器は、第１固定接点が接続された第１固定端子と第１固定端子から離れた位置に配置され、第４固定接点が接続された第４固定端子と、第１固定端子と第４固定端子の間に配置され、第２固定接点と第３固定接点が接続された中間端子とをさらに備えてもよい。この場合は、ａ接点を１つだけ備えた電磁継電器においても、可動接点が固定接点から開離するときに生じるアークに起因する接点の消耗を抑制することができる。

本発明によれば、可動接点が固定接点から開離するときに生じるアークに起因する接点の消耗を抑制することができる。

電磁継電器の斜視図である。 カバーを取り外した状態の電磁継電器の斜視図である。 接点装置を上方から見た模式図である。 接点装置を上方から見た模式図である。 他の実施形態に係る接点装置を上方から見た模式図である。 他の実施形態に係る接点装置を上方から見た模式図である。 他の実施形態に係る接点装置を上方から見た模式図である。 他の実施形態に係る接点装置を上方から見た模式図である。 他の実施形態に係る接点装置を上方から見た模式図である。

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の斜視図である。図２は、後述するハウジング２のカバー２ｂ取り外した状態における電磁継電器１の斜視図である。電磁継電器１は、ハウジング２と、接点装置３と、駆動装置４と、接続部材５とを備えている。

なお、以下の説明において、ハウジング２の後述するベース２ａに対して接点装置３及び駆動装置４が配置される方向を上、その反対方向を下、駆動装置４に対して接点装置３が配置される方向を前、その反対方向を後、上下方向と前後方向に交差する方向を左右として説明する。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。

ハウジング２は、箱形に形成されている。ハウジング２は、ベース２ａと、カバー２ｂとを含む。ベース２ａは、接点装置３及び駆動装置４を支持している。カバー２ｂは、ベース２ａを上方から覆う。接点装置３及び駆動装置４は、ハウジング２に収容されている。

図３は、ハウジング２のカバー省略した状態でベース２ａの上方から接点装置３を見たときの模式図である。接点装置３は、第１固定端子１１と、第２固定端子１２と、第３固定端子１３と、第４固定端子１４と、第１固定接点２１と、第２固定接点２２と、第３固定接点２３と、第４固定接点２４と、第１可動接触片３１と、第２可動接触片３２と、第１可動接点４１と、第２可動接点４２と、第３可動接点４３と、第４可動接点４４とを含む。なお、以下では、第１可動接触片３１及び第２可動接触片３２を可動接触片３１，３２と記すことがある。

第１～第４固定端子１１～１４は、銅などの導電性を有する材料で形成されている。第１～第４固定端子１１～１４は、板状の端子であり、上下方向に延びている。第１～第４固定端子１１～１４は、ベース２ａに支持されている。第１～第４固定端子１４は、互いに左右方向に離れて配置されている。本実施形態では、ベース２ａにおいて、右側から左側に向かって第１固定端子１１、第２固定端子１２、第３固定端子１３、第４固定端子１４の順に配置されている。第１～第４固定端子１１～１４のそれぞれは、ベース２ａから下方に突出する外部接続部１１ａ～１４ａを含む、外部接続部１１ａ～１４ａは、ベース２ａから下方に突出しており、図示しない外部機器と電気的に接続される。

第１固定接点２１は、第１固定端子１１に接続されている。第１固定接点２１は、第１固定端子１１と別体である。第１固定接点２１は、第１固定端子１１の前面に配置されている。第２固定接点２２は、第２固定端子１２に接続されている。第２固定接点２２は、第２固定端子１２と別体である。第２固定接点２２は、第２固定端子１２の前面に配置されている。第３固定接点２３は、第３固定端子１３に接続されている。第３固定接点２３は、第３固定端子１３と別体である。第３固定接点２３は、第３固定端子１３の前面に配置されている。第４固定接点２４は、第４固定端子１４に接続されている。第４固定接点２４は、第４固定端子１４と別体である。第４固定接点２４は、第４固定端子１４の前面に配置されている。

第１可動接触片３１及び第２可動接触片３２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。第１可動接触片３１は、第１固定端子１１及び第２固定端子１２の前方に配置されている。第１可動接触片３１は、前後方向から見て略Ｔ字形状であり、上下延伸部３１ａと、左右延伸部３１ｂとを含む。上下延伸部３１ａは、上下方向に延びており、上部が駆動装置４に接続されている。左右延伸部３１ｂは、上下延伸部３１ａの下部から左右方向に延びている。

第２可動接触片３２は、第１可動接触片３１から左右方向に離れた位置に配置されている。本実施形態では、第２可動接触片３２は、第１可動接触片３１の右方に配置されている。第２可動接触片３２は、第３固定端子１３及び第４固定端子１４の前方に配置されている。第２可動接触片３２は、第１可動接触片３１と同じ形状である。第２可動接触片３２は、上下延伸部３２ａと、左右延伸部３２ｂとを含む。

第１～第４可動接点４１～４４は、銅などの導電性を有する材料で形成されている。第１可動接点４１及び第２可動接点４２は、第１可動接触片３１に接続されている。第１可動接点４１及び第２可動接点４２は、第１可動接触片３１とは別体である。第１可動接点４１及び第２可動接点４２は、左右延伸部３１ｂに配置されている。

第１可動接点４１は、第１固定接点２１と前後方向に向かい合う。第１可動接点４１は、第１固定接点２１に接触可能である。第２可動接点４２は、第１可動接点４１から左右方向に離れた位置に配置されている。第２可動接点４２は、第２固定接点２２と前後方向に向かい合う。第２可動接点４２は、第２固定接点２２に接触可能である。

第３可動接点４３及び第４可動接点４４は、第２可動接触片３２に接続されている。第３可動接点４３及び第４可動接点４４は、第２可動接触片３２とは別体である。第３可動接点４３及び第４可動接点４４は、左右延伸部３２ｂに配置されている。

第３可動接点４３は、第３固定接点２３と前後方向に向かい合う。第３可動接点４３は、第３固定接点２３に接触可能である。第４可動接点４４は、第３可動接点４３から左右方向に離れた位置に配置されている。第４可動接点４４は、第４固定接点２４と前後方向に向かい合う。第４可動接点４４は、第４固定接点２４に接触可能である。

駆動装置４は、可動接触片３１，３２を図３に示す開位置と、図４に示す閉位置とに移動させる。可動接触片３１，３２が開位置にあるときは、第１～第４固定接点２１～２４に第１～第４可動接点４１～４４がそれぞれ接触する。可動接触片３１，３２が開位置にあるときは、第１～第４固定接点２１～２４から第１～第４可動接点４１～４４がそれぞれ開離している。

駆動装置４は、従来と同様の構成であり、スプール５１と、図示しないコイルと、図示しない固定鉄心と、ヨーク５２と、可動鉄片５３と、復帰バネ５４とを含む。スプール５１は、筒状であり前後方向に延びている。コイルは、スプール５１の外周に巻回されている。固定鉄心は、スプール５１の内側に配置され、スプール５１を前後方向に貫通している。ヨーク５２は、Ｌ字状に屈曲した形状を有している。ヨーク５２は、連結部５２ａと、延伸部５２ｂとを含む。連結部５２ａは、スプール５１の後方に配置されており、固定鉄心に連結されている。延伸部５２ｂは、コイルの上方を覆うように連結部５２ａの上端から前方に延びている。

可動鉄片５３は、固定鉄心の前方に配置されている。可動鉄片５３は、ヨーク５２に延伸部５２ｂの前端において、ヨーク５２に回動可能に支持されている。可動鉄片５３は、可動接触片３１，３２と一体的に移動する。詳細には、可動鉄片５３と可動接触片３１，３２とは、可動鉄片５３と可動接触片３１，３２とを絶縁する樹脂部材６０にインサート成形されている。このため、可動接触片３１，３２及び樹脂部材６０は、可動鉄片５３の回動に応じて可動鉄片５３とともに一体的に回動する。

復帰バネ５４は、コイルバネであり、前後方向に延びている。復帰バネ５４は、前端が可動鉄片５３に接続され、後端がヨーク５２に接続されている。復帰バネ５４は、可動鉄片５３及び樹脂部材６０を介して可動接触片３１，３２を開位置に向けて付勢する。すなわち、復帰バネ５４は、第１～第４可動接点４１～４４が第１～第４固定接点２１～２４から離れる方向に第１～第４可動接点４１～４４を付勢している。

図４に示すように、接続部材５は、可動接触片３１，３２が閉位置にあるときに可動接触片３１，３２から開離している。図３に示すように、接続部材５は、可動接触片３１，３２が開位置にあるときに可動接触片３１，３２に接触して第１可動接触片３１と第２可動接触片３２とを電気的に接続する。

接続部材５は、ベース２ａに支持されている。本実施形態における接続部材５は、抵抗Ｒを含む回路である。接続部材５は、第１端子部５ａと、第２端子部５ｂとを含む。抵抗Ｒは、第１端子部５ａと第２端子部５ｂの間に配置されている。第１端子部５ａと第２端子部５ｂとは、抵抗Ｒを介して接続されている。

第１端子部５ａは、第１可動接触片３１の前方に配置されている。第１端子部５ａは、第１可動接触片３１が開位置にあるときに第１可動接触片３１に接触し、第１可動接触片３１が閉位置にあるときに第１可動接触片３１から開離している。

第２端子部５ｂは、第２可動接触片３２の前方に配置されている。第２端子部５ｂは、第２可動接触片３２が開位置にあるときに第２可動接触片３２に接触し、第２可動接触片３２が閉位置にあるときに第２可動接触片３２から開離している。

次に、電磁継電器１の動作について説明する。コイルに電圧が印加されていない状態では、復帰バネ５４の弾性力によって可動接触片３１，３２は開位置にあり、第１～第４固定接点２１～２４から第１～第４可動接点４１～４４がそれぞれ開離している。コイルに電圧が印加されて励磁されると、電磁力によって可動鉄片５３が固定鉄心に吸着されることで、可動鉄片５３が復帰バネ５４の弾性力に抗して回動する。これにより、可動接触片３１，３２が開位置から閉位置に移動し、第１～第４固定接点２１～２４に第１～第４可動接点４１～４４がそれぞれ接触する。コイルへの電圧の印加が停止されると、可動鉄片５３が復帰バネ５４の弾性力によって回動し、可動接触片３１，３２が開位置に移動する。

可動接触片３１，３２が閉位置から開位置に移動するとき、すなわち、第１可動接点４１～４４が第１固定接点２１～２４に接触した状態から開離するときに、第１可動接点４１～４４と第１固定接点２１～２４の各接点間にアークが発生する。

電磁継電器１では、可動接触片３１，３２が閉位置にあるときに、接続部材５を介して第１可動接触片３１と第２可動接触片３２とが電気的に接続される。すなわち、第１可動接触片３１及び第２可動接触片３２が閉位置から開位置に移動したときに、接続部材５によって第１可動接触片３１と第２可動接触片３２との間に別の通電経路が形成されることになる。この別の通電経路は、アークのエネルギーを消費する回路として機能する。

これにより、第１～第４可動接点４１～４４が第１～第４固定接点２１～２４から開離するときに生じたアークのエネルギーの一部が接続部材５によって形成された別の通電経路によって消費されるので、アークの伸長によるアークのエネルギー消費を小さくできる。この結果、アークに起因する第１～第４可動接点４１～４４及び第１～第４固定接点２１～２４の消耗を抑制することができる。また、本実施形態では、接続部材５が抵抗Ｒを含む回路で構成されているので、抵抗Ｒによってアークのエネルギーを効果的に消費することができ、アークの伸長によるアークのエネルギー消費をより小さくできる。

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。

図５に示すように、接続部材５の一部は、ハウジング２の外部に配置されてもよい。また、接続部材５は、バネ性を有していてもよい。例えば、接続部材５の可動接触片３１，３２に接触する部分がバネ性を有している場合は、可動接触片３１，３２が閉位置から開位置に移動したときの衝撃を接続部材５で抑制できるので、接続部材５によって可動接触片３１，３２の跳ね返りを抑制できる。

第１固定接点２１は、第１固定端子１１と一体であってもよい。第２固定接点２２は、第２固定端子１２と一体であってもよい。第３固定接点２３は、第３固定端子１３と一体であってもよい。第４固定接点２４は、第４固定端子１４と一体であってもよい。第１可動接点４１及び第２可動接点４２は、第１可動接触片３１と一体であってもよい。第３可動接点４３及び第４可動接点４４は、第２可動接触片３２と一体であってもよい。

図６に示すように、電磁継電器１は、第５固定接点２５と、第６固定接点２６とをさらに備えてもよい。また、電磁継電器１は、第５可動接点４５と、第６可動接点４６とをさらに備えてもよい。第５固定接点２５及び第６固定接点２６は、銅などの導電性を有する材料で形成されており、接続部材５に接続されている。

第５固定接点２５は、第１可動接触片３１と向かい合うように第１端子部５ａに配置されている。第５固定接点２５は、第１端子部５ａと別体である。第６固定接点２６は、第２可動接触片３２と向かい合うように第２端子部５ｂに配置されている。第６固定接点２６は、第２端子部５ｂと別体である。第５可動接点４５及び第６可動接点４６は、銅などの導電性を有する材料で形成されている。第５可動接点４５は、第１可動接触片３１に接続され、第５固定接点２５と向かい合う。第６可動接点４６は、第２可動接触片３２に接続され、第６固定接点２６と向かい合う。この場合、接続部材５は、可動接触片３１，３２が閉位置にあるときに第５固定接点２５と第６固定接点２６を介して可動接触片３１，３２に接触する。

前記実施形態では、２つのａ接点を備える電磁継電器を例示したが、３つ以上のａ接点、或いは、ａ接点を１つだけ備えた電磁継電器に本発明を適用してもよい。電磁継電器がａ接点を１つだけ備える場合は、例えば図７に示すように、第２固定端子１２及び第３固定端子１４を省略して、第２固定接点２２及び第３固定接点２３が接続された中間端子１８を配置してもよい。中間端子１８は、第１固定端子１１と第４固定端子１４との間に配置されている。中間端子１８は、可動接触片３１，３２が閉位置にあるときに、可動接触片３１，３２を介して第１固定端子１１と第４固定端子１４とを電気的に接続する。

前記実施形態では、接続部材５は、抵抗Ｒを含む回路で構成されていたが、接続部材５は、前記実施形態に限定されるものではない。接続部材５は、ハウジング２の内部に配置される部品を含んでもよい。例えば、図８に示すように、接続部材５は、アークを伸長させるための永久磁石６２又は永久磁石６２に接続されるヨーク６４を含んでもよい。この場合は、第１端子部５ａと第２端子部５ｂとが永久磁石６２又はヨーク６４を介して接続されることになる。或いは、接続部材５は、ヨーク５２又は可動鉄片５３を含んでもよい。この場合は、第１端子部５ａと第２端子部５ｂとがヨーク５２或いは可動鉄片５３を介して接続されることになる。また、接続部材５がヨーク５２や可動鉄片５３を含む場合は、図９に示すように、第１～第４固定端子１１～１４と可動接触片３１，３２の配置を入れ替えるとともに、駆動装置４において可動鉄片５３がスプール５１の上方で回動するように構成してもよい。

可動接点が固定接点から開離するときに生じるアークに起因する接点の消耗を抑制することができる。

２ ハウジング
４ 駆動装置
５ 接続部材
１１ 第１固定端子
１４ 第４固定端子
１８ 中間端子
２１ 第１固定接点
２２ 第２固定接点
２３ 第３固定接点
２４ 第４固定接点
２５ 第５固定接点
２６ 第６固定接点
３１ 第１可動接触片
３２ 第２可動接触片
４１ 第１可動接点
４２ 第２可動接点
４３ 第３可動接点
４４ 第４可動接点
５２ ヨーク
５３ 可動鉄片

Claims (7)

1. 第１固定接点と、
   第２固定接点と、
   第３固定接点と、
   第４固定接点と、
   第１可動接触片と、
   前記第１可動接触片に接続され、前記第１固定接点と向かい合う第１可動接点と、
   前記第１可動接点から離れた位置で前記第１可動接触片に接続され、前記第２固定接点と向かい合う第２可動接点と、
   前記第１可動接触片から離れた位置に配置された第２可動接触片と、
   前記第２可動接触片に接続され、前記第３固定接点と向かい合う第３可動接点と、
   前記第３可動接点から離れた位置で前記第２可動接触片に接続され、前記第４固定接点と向かい合う第４可動接点と、
   前記第１～第４固定接点に前記第１～第４可動接点がそれぞれ接触する閉位置と、前記第１～第４固定接点から前記第１～第４可動接点がそれぞれ開離した開位置とに前記第１及び第２可動接触片を移動させる駆動装置と、
   前記第１及び前記第２可動接触片が前記閉位置にあるときに前記第１及び第２可動接触片から開離し、前記第１及び第２可動接触片が前記開位置にあるときに前記第１及び第２可動接触片に接触して前記第１可動接触片と前記第２可動接触片とを電気的に接続する接続部材と、
   を備えた、電磁継電器。
2. 前記接続部材は、抵抗を含む回路である、
   請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記第１及び前記第２可動接触片が収容されたハウジングをさらに含み、
   前記接続部材は、前記ハウジングの外部に配置されている、
   請求項１又は２に記載の電磁継電器。
4. 前記駆動装置は、ヨークと、電磁力によって移動する可動鉄片とを含み、
   前記接続部材は、前記ヨーク又は前記可動鉄片を含む、
   請求項１に記載の電磁継電器。
5. 前記接続部材に接続され前記第１可動接触片と向かい合う第５固定接点と、
   前記接続部材に接続され前記第２可動接触片と向かい合う第６固定接点と、
   をさらに備え、
   前記接続部材は、前記第１及び第２可動接触片が前記開位置にあるときに前記第５及び第６固定接点を介して前記第１及び第２可動接触片に接触する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
6. 前記接続部材は、バネ性を有している、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁継電器。
7. 前記第１固定接点が接続された第１固定端子と
   前記第１固定端子から離れた位置に配置され、前記第４固定接点が接続された第４固定端子と、
   前記第１固定端子と前記第４固定端子の間に配置され、前記第２固定接点と前記第３固定接点が接続された中間端子と、
   をさらに備えた、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁継電器。

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