JP2022086208A - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】可動鉄片を吸着する磁極端部がヨークに設けられる電磁継電器において、ヨークと可動鉄片との当接箇所の安定化を図る。【解決手段】電磁継電器は、可動鉄片と、電磁石部と、付勢部材とを備える。電磁石部は、電磁力によって可動鉄片を回動させる。電磁石部は、スプールと、コイルと、固定鉄心と、ヨークとを含む。固定鉄心は、スプールの内側に配置されている。ヨークは、固定鉄心に連結されコイルの少なくとも一部を囲む。付勢部材は、可動鉄片をヨークから離れる方向に付勢する。固定鉄心は、可動鉄片の回動支点が設けられる第１磁極端部を含む。ヨークは、電磁力によって可動鉄片を吸着する第２磁極端部を含む。可動鉄片の回動支点は、第１磁極端部において、第２磁極端部から遠い側に設けられる。第２磁極端部は、可動鉄片に当接可能な当接部を含む。当接部は、第２磁極端部において、第１磁極端部から遠い側に設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

ヒンジ型の電磁継電器において、２つの磁極端部を有するＵ字型のヨークを備えた電磁継電器が知られている（特許文献１参照）。ヨークは、固定鉄心を兼ねた構成であり、２つの磁極端部のうち、一方は、可動鉄片のヒンジ支点として、他方は可動鉄片の吸着面として機能する。

特開平１０－１２５２００号公報

引用文献１に開示された電磁継電器では、可動鉄片の吸着面として機能する磁極端部に可動鉄片が吸着されたときに、ヨークの磁極端部と可動鉄片とが面接触するため、ヨークの磁極端部と可動鉄片との箇所が安定しない。

本発明の課題は、可動鉄片を吸着する磁極端部がヨークに設けられる電磁継電器において、ヨークと可動鉄片との当接箇所の安定化を図ることにある。

本発明の一態様に係る電磁継電器は、可動鉄片と、電磁石部と、付勢部材とを備える。電磁石部は、電磁力によって可動鉄片を回動させる。電磁石部は、スプールと、コイルと、固定鉄心と、ヨークとを含む。スプールは、筒状である。コイルは、スプールに巻回されている。固定鉄心は、スプールの内側に配置されている。ヨークは、固定鉄心に連結されコイルの少なくとも一部を囲む。付勢部材は、可動鉄片をヨークから離れる方向に付勢する。固定鉄心は、可動鉄片の回動支点が設けられる第１磁極端部を含む。ヨークは、電磁力によって可動鉄片を吸着する第２磁極端部を含む。可動鉄片の回動支点は、第１磁極端部において、第２磁極端部から遠い側に設けられる。第２磁極端部は、可動鉄片に当接可能な当接部を含む。当接部は、第２磁極端部において、第１磁極端部から遠い側に設けられている。

この電磁継電器では、可動鉄片に当接可能な当接部が、第２磁極端部において第１磁極端部から遠い側に設けられるので、可動鉄片と当接部との当接箇所の安定化を図ることができる。また、第２磁極端部において可動鉄片の回動支点から近い側に当接部が設けられる場合に比べて、小さな吸着力で接点部に大きな荷重をかけることができる。また、可動鉄片と当接部との接触面積が減少するので、電磁継電器の復帰時において可動鉄片が当接部から離反し易くなる。また、可動鉄片の回動支点は、第１磁極端部において、第２磁極端部から遠い側に設けられるので、第１磁極端部が可動鉄片を吸着する吸着力は、可動鉄片がヨークに近づく方向に作用し、電磁継電器の動作に有利に働く。

第２磁極端部の当接部は、可動鉄片に向かって突出する少なくとも１つの突起であり、可動鉄片との当接時において、可動鉄片と線接触又は点接触してもよい。この場合は、この場合は、可動鉄片とヨークとの当接箇所がより安定する。

可動鉄片は、第１磁極端部に向かって突出する少なくとも１つの突起を含んでもよい。第２磁極端部の当接部は、可動鉄片との当接時において、可動鉄片の突起と線接触又は点接触してもよい。この場合は、可動鉄片とヨークとの当接箇所がより安定する。

第２磁極端部は、当接部から第１磁極端部に近い側に向かって傾斜する斜面を含んでもよい。この場合は、当接部を簡単な構成で形成することができる。

可動鉄片の回動支点は、スプールから第１方向に突出した位置に配置されてもよい。第２磁極端部の当接部は、スプールに対して可動鉄片の回動支点よりも第１方向に突出した位置に配置されてもよい。この場合は、例えば、第１磁極端部を平坦面で構成することができるので、電磁継電器の動作において、第１磁極端部が可動鉄片を吸着する吸着力が高くなる。

回動支点は、第１磁極端部において前記スプールから最も突出してもよい。第１磁極端部は、回動支点から第２磁極端部に近い側に向かって傾斜する斜面を含んでもよい。この場合は、例えば、回動支点を当接部よりも高い位置に配置することが可能になるので、可動鉄片の回動によって可動鉄片が他の部材を押圧するときにおいて、可動鉄片の押圧位置がずれることを抑制できる。

本発明によれば、可動鉄片を吸着する磁極端部がヨークに設けられる電磁継電器において、ヨークと可動鉄片との当接箇所の安定化を図ることができる。

電磁継電器の断面模式図である。 接点装置周辺の断面模式図である。 電磁石部の断面模式図である。 変形例に係る電磁石部の断面模式図である。 変形例に係る電磁石部の断面模式図である。 変形例に係る電磁石部の断面模式図である。 変形例に係る電磁石部の断面模式図である。 変形例に係る電磁石部の断面模式図である。 変形例に係る電磁石部の断面模式図である。 変形例に係る電磁石部の断面模式図である。 変形例に係る電磁石部の断面模式図である。 変形例に係る電磁石部の断面模式図である。

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。なお、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１は、電磁継電器１００の断面模式図である。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、ベース２と、接点装置３と、電磁石部４と、ヒンジバネ５と、可動鉄片１１とを備えている。ベース２は、樹脂などの絶縁性を有する材料で形成されている。ベース２は、接点装置３及び電磁石部４を支持している。接点装置３及び電磁石部４は、ベース２に取り付けられる図示しないケースに収容される。

図２は、接点装置３周辺の断面を右方から見た断面模式図である。接点装置３は、第１固定端子６と、第２固定端子７と、可動接触片８と、可動部材９と、復帰バネ１０とを含む。第１固定端子６、第２固定端子７及び可動接触片８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固定端子６は、略Ｌ字形状の端子である（図１参照）。第１固定端子６は、略Ｕ字形状の端子であってもよい。第１固定端子６は、ベース２に支持されている。

第１固定端子６は、第１接点支持部６ａと、第１固定接点６ｂと、外部接続部６ｃとを含む。第１接点支持部６ａは、左右方向に延びている。第１固定接点６ｂは、第１接点支持部６ａに配置されている。本実施形態では、第１固定接点６ｂは、第１固定端子６と別体であるが、第１固定端子６と一体であってもよい。外部接続部６ｃは、ベース２から下方向に突出しており、図示しない外部機器と電気的に接続される。

第２固定端子７は、第１固定端子６と同様の形状である。第２固定端子７は、第１固定端子６と前後方向に離れた位置でベース２に支持されている。第２固定端子７は、第２接点支持部７ａと、第２固定接点７ｂと、外部接続部７ｃとを含む。第２固定端子７の各構成は、第１固定端子６の各構成と同様であるため説明を省略する。

可動接触片８は、前後方向に延びている。可動接触片８は、可動部材９に固定されている。可動接触片８は、第１固定端子６及び第２固定端子７の上方に配置されている。可動接触片８は、第１可動接点８ａと、第２可動接点８ｂとを含む。第１可動接点８ａは、第１固定接点６ｂと向かい合って配置されており、第１固定接点６ｂに接触可能である。第２可動接点８ｂは、第２固定接点７ｂと向かい合って配置されており、第２固定接点７ｂに接触可能である。本実施形態では、第１可動接点８ａ及び第２可動接点８ｂは、可動接触片８と別体であるが、可動接触片８と一体であってもよい。

可動部材９は、上下方向に延びている。可動部材９は、上下方向に移動可能に設けられる。可動部材９の上下方向の移動は、ベース２に形成された凹部２ａによって案内される。可動部材９は、樹脂などの絶縁性を有する材料で形成されている。本実施形態では、インサート成形によって可動部材９に可動接触片８が固定されている。したがって、可動部材９の上下方向の移動に伴い、可動接触片８は、可動部材９と一体的に移動する。

復帰バネ１０は、ベース２と可動部材９の間に配置され、可動部材９を上方に向けて付勢する。復帰バネ１０は、可動部材９を介して、可動鉄片１１を後述するヨーク４４から離れる方向に付勢する。復帰バネ１０は、ベース２の凹部２ａに配置されている。

図３は、電磁石部４の断面模式図である。電磁石部４は、電磁力によって可動鉄片１１を回動させる。電磁石部４は、スプール４１と、コイル４２と、固定鉄心４３と、ヨーク４４とを含む。スプール４１は、筒状である。スプール４１は、ボビン４１ａと、１対のフランジ部４１ｂ，４１ｃとを含む。ボビン４１ａは、上下方向に延びている。１対のフランジ部４１ｂ，４１ｃは、外径がボビン４１ａの外径よりも大径である。フランジ部４１ｂは、ボビン４１ａの上端に配置されている。フランジ部４１ｃは、ボビン４１ａの下端に配置されている。コイル４２は、スプール４１のボビン４１ａの外周に巻回されている。

固定鉄心４３は、ボビン４１ａの内側に配置されている。本実施形態における固定鉄心４３は、複数の板部材を積層して形成されている。固定鉄心４３は、第１磁極端部４３ａを含む。第１磁極端部４３ａは、スプール４１のフランジ部４１ｂよりも上方に突出している。第１磁極端部４３ａは、固定鉄心４３の上端部に形成されている。第１磁極端部４３ａは、平坦面４３ｂと、角部４３ｃとを含む。平坦面４３ｂは、上方を向いており、可動鉄片１１と向かい合っている。平坦面４３ｂは、前方から見て左右方向に延びており、左端部を除いて可動鉄片１１と上下方向に離れている。角部４３ｃは、平坦面４３ｂの左端に位置している。角部４３ｃは、前後方向に延びており、可動鉄片１１と線接触している。角部４３ｃは、可動鉄片１１の回動支点Ｐである。

ヨーク４４は、固定鉄心４３に連結されている。ヨーク４４は、コイル４２の少なくとも一部を囲む。ヨーク４４は、Ｌ字状に屈曲した形状を有している。詳細には、ヨーク４４は、連結部４４ａと、起立部４４ｂと、第２磁極端部４４ｃとを含む。連結部４４ａは、ベース２に接触して配置されている。連結部４４ａには、固定鉄心４３が固定されている。 起立部４４ｂは、連結部４４ａの右端から上方に延びている。起立部４４ｂは、コイル４２の右方を覆う。

第２磁極端部４４ｃは、起立部４４ｂの上端に形成されている。第２磁極端部４４ｃは、電磁石部４の電磁力によって可動鉄片１１を吸着する。第２磁極端部４４ｃは、可動鉄片１１の下方に配置されている。

第２磁極端部４４ｃは、可動鉄片１１に当接可能な当接部４４ｄと、斜面４４ｅとを含む。当接部４４ｄは、第２磁極端部４４ｃにおいて、第１磁極端部４３ａから遠い側に設けられている。詳細には、当接部４４ｄは、第２磁極端部４４ｃにおいて第１磁極端部４３ａに最も近い内側角部４４ｆよりも第１磁極端部４３ａから離れた外側に設けられている。当接部４４ｄは、第２磁極端部４４ｃの内側角部４４ｆよりも右方に設けられている。本実施形態では、当接部４４ｄは、第２磁極端部４４ｃにおいて、第１磁極端部４３ａから左右方向に最も離れた位置に設けられている。

当接部４４ｄは、第２磁極端部４４ｃにおいて、最も上方に突出している。当接部４４ｄは、第１磁極端部４３ａよりも上方に位置する。当接部４４ｄは、スプール４１に対して回動支点Ｐよりも上方に突出した位置に配置されている。当接部４４ｄは、Ｒ形状を有している。当接部４４ｄは、前後方向に延びている。当接部４４ｄは、当接部４４ｄが可動鉄片１１に当接した状態において、可動鉄片１１と線接触する。

斜面４４ｅは、可動鉄片１１の回動支点Ｐから第２磁極端部４４ｃに近い側に向かって傾斜する。斜面４４ｅの上端は、当接部４４ｄに接続されている。本実施形態では、斜面４４ｅは、前方から見て当接部４４ｄから左下がりに傾斜している。

回動支点Ｐは、第１磁極端部４３ａにおいて、第２磁極端部４４ｃから遠い側に設けられている。回動支点Ｐは、第１磁極端部４３ａにおいて第２磁極端部４４ｃに最も近い内側角部４３ｄよりも外側に設けられている。本実施形態では、回動支点Ｐは、第１磁極端部４３ａにおいて、第２磁極端部４４ｃから左右方向に最も離れた位置に設けられている。回動支点Ｐは、スプール４１から上方に突出した位置に配置されている。

図１に示すように、ヒンジバネ５は、可動鉄片１１を回動可能に保持している。ヒンジバネ５は、可動鉄片１１をヨーク４４の第２磁極端部４４ｃから離れる方向に付勢する。ヒンジバネ５の一部は、スプール４１と固定鉄心４３とで挟まれている。本実施形態におけるヒンジバネ５は、付勢部材の一例である。

図１に示すように、可動鉄片１１は、第１端１１ａがヒンジバネ５に連結されている。可動鉄片１１は、第１端１１ａと反対側の第２端１１ｂが可動部材９に連結されている。第１端１１ａは、第２端１１ｂよりも下方に位置する。可動鉄片１１は、前方から見たときに第１端１１ａから第２端１１ｂに向かって右上がりに傾斜している。可動鉄片１１は、板状の部材で構成されており、一部が第２磁極端部４４ｃの上方に配置されている。可動鉄片１１は、電磁力に応じて回動するときに固定鉄心４３の角部４３ｃを回動支点Ｐとして回動する。詳細には、図３に示すように、可動鉄片１１は、コイル４２に電圧が印加されていない状態において、角部４３ｃに接触している。可動鉄片１１は、電磁力によって第２磁極端部４４ｃに吸着されると、角部４３ｃを支点として第２磁極端部４４ｃに近づく方向に回動する。図３では、可動鉄片１１が第２磁極端部４４ｃに吸着されて可動鉄片１１が当接部４４ｄに当接したときの状態を２点鎖線で示している。

次に、電磁継電器１００の動作について説明する。コイル４２に電圧が印加されていない状態では、ヒンジバネ５及び復帰バネ１０の弾性力によって可動接点８ａ，８ｂが固定接点６ｂ，７ｂから開離している。コイル４２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１１が第２磁極端部４４ｃに吸着される。これにより、ヒンジバネ５及び復帰バネ１０の弾性力に抗して、可動鉄片１１が角部４３ｃを回動支点Ｐとして第２磁極端部４４ｃに近づく方向に回動する。これにより、可動接触片８が可動部材９を介して固定接点６ｂ，７ｂに近づく方向に移動して、可動接点８ａ，８ｂが固定接点６ｂ，７ｂに接触する。コイル４２の電圧の印加が停止されると、ヒンジバネ５及び復帰バネ１０の弾性力によって可動接触片８が可動部材９を介して固定接点６ｂ，７ｂから離れる方向に移動し、可動接点８ａ，８ｂが固定接点６ｂ，７ｂから開離する。

上述した電磁継電器１００では、可動鉄片１１に当接可能な当接部４４ｄが、第２磁極端部４４ｃにおいて第１磁極端部４３ａから遠い側に設けられるので、可動鉄片１１と当接部４４ｄとの当接箇所の安定化を図ることができる。また、第２磁極端部４４ｃにおいて可動鉄片１１の回動支点Ｐから遠い側で当接部４４ｄが可動鉄片１１を吸着することになるので、当接部４４ｄが第２磁極端部４４ｃにおいて可動鉄片１１の回動支点Ｐから近い側に設けられる場合に比べて、小さな吸着力で可動鉄片１１を吸着することができる。また、可動鉄片１１と当接部４４ｄとの接触面積が減少するので、電磁継電器１００の復帰時において可動鉄片１１が当接部４４ｄから離反し易くなる。また、可動鉄片１１の回動支点Ｐは、第１磁極端部４３ａにおいて、第２磁極端部４４ｃから遠い側に設けられるので、第１磁極端部４３ａが可動鉄片１１を吸着する吸着力は、可動鉄片１１がヨーク４４に近づく方向に作用し、電磁継電器１００の動作に有利に働く。

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。

前記実施形態では、固定鉄心４３が複数の板部材を積層して形成されていたが、固定鉄心４３は、単一の部材で構成されていてもよい。或いは、図４に示すように、固定鉄心４３は、ヨーク４４と一体であってもよい。

図５及び図６に示すように、第２磁極端部４４ｃの当接部４４ｄ及び斜面４４ｅは、第２磁極端部４４ｃをシェービングして形成されてもよい。

第２磁極端部４４ｃの形状は変更されてもよい。例えば、図６に示すように、第２磁極端部４４ｃは、起立部４４ｂよりも外側に延びていてもよいし、図７に示すように、起立部４４ｂよりも内側及び外側に延びていてもよい。また、図８及び図９に示すように、当接部４４ｄは、第２磁極端部４４ｃにおいて、可動鉄片１１に向かって突出する少なくとも１つの突起５１であってもよい。図８及び図９に示す例では、第２磁極端部４４ｃは、平坦面と、平坦面から突出する少なくとも１つの突起５１によって構成されている。少なくとも１つの突起５１は、第２磁極端部４４ｃの内側角部４４ｆよりも右方に設けられている。少なくとも１つの突起５１は、可動鉄片１１との当接時において、可動鉄片１１と線接触するように、前後方向に延びていてもよい。或いは、少なくとも１つの突起５１は、可動鉄片１１との当接時において、可動鉄片１１と点接触するようにしてもよい。

図１０及び図１１に示すように、可動鉄片１１は、第２磁極端部４４ｃに向かって突出する少なくとも１つの突起５４を含んでもよい。少なくとも１つの突起５４は、第２磁極端部４４ｃの内側角部４４ｆよりも右方で第２磁極端部４４ｃと接触する。少なくとも１つの突起５４は、可動鉄片１１との当接時において、第２磁極端部４４ｃの当接部４４ｄと接触する。なお、図１０では、第２磁極端部４４ｃが平坦面で構成された例を示しており、図１１では、第２磁極端部４４ｃが斜面４４ｅを含む構成を示している。

前記実施形態では、第２磁極端部４４ｃの当接部４４ｄが第１磁極端部４３ａよりも上方に位置していたが、図１２に示すように、第２磁極端部４４ｃの当接部４４ｄが第１磁極端部４３ａよりも下方に位置してもよい。この場合、可動鉄片１１の回動が平坦面４３ｂに干渉されないように、第１磁極端部４３ａにおいて可動鉄片１１の回動支点Ｐから第２磁極端部４４ｃに向かって傾斜する斜面６０を設けてもよい。斜面６０は、前方から見て回動支点Ｐから右下がりに傾斜している。このような構成では、可動鉄片１１が第２磁極端部４４ｃの当接部４４ｄに接触した状態において、可動鉄片１１が第１端１１ａから第２端１１ｂに向かって右下がりに傾斜する。

前記実施形態では、可動鉄片１１がヒンジバネ５に回動可能に保持されていたが、可動鉄片１１は、スプール４１、固定鉄心４３、或いは別の保持部材に回動可能に保持されてもよい。この場合、復帰バネ１０を付勢部材として機能させてもよいし、可動鉄片１１をヨーク４４から離れる方向に付勢する別の付勢部材を配置してもよい。

本発明によれば、可動鉄片を吸着する磁極端部がヨークに設けられる電磁継電器において、ヨークと可動鉄片との当接箇所の安定化を図ることができる。

４ 電磁石部
５ ヒンジバネ（付勢部材の一例）
１１ 可動鉄片
４１ スプール
４２ コイル
４３ 固定鉄心
４３ａ 第１磁極端部
４４ ヨーク
４４ｃ 第２磁極端部
４４ｄ 当接部
４４ｅ 斜面
５１ 突起
５４ 突起
６０ 斜面
１００ 電磁継電器

Claims (6)

1. 可動鉄片と
   筒状のスプールと、前記スプールに巻回されたコイルと、前記スプールの内側に配置された固定鉄心と、前記固定鉄心に連結され前記コイルの少なくとも一部を囲むヨークとを含み、電磁力によって前記可動鉄片を回動させる電磁石部と、
   前記可動鉄片を前記ヨークから離れる方向に付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記固定鉄心は、前記可動鉄片の回動支点が設けられる第１磁極端部を含み、
   前記ヨークは、前記電磁力によって前記可動鉄片を吸着する第２磁極端部を含み、
   前記回動支点は、前記第１磁極端部において、前記第２磁極端部から遠い側に設けられ、
   前記第２磁極端部は、前記可動鉄片に当接可能な当接部を含み、
   前記当接部は、前記第２磁極端部において、前記第１磁極端部から遠い側に設けられている、
   電磁継電器。
2. 前記第２磁極端部の前記当接部は、前記可動鉄片に向かって突出する少なくとも１つの突起であり、前記可動鉄片との当接時において、前記可動鉄片と線接触又は点接触する、
   請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記可動鉄片は、前記第１磁極端部に向かって突出する少なくとも１つの突起を含み、
   前記第２磁極端部の前記当接部は、前記可動鉄片との当接時において、前記可動鉄片の突起と線接触又は点接触する、
   請求項１に記載の電磁継電器。
4. 前記第２磁極端部は、前記当接部から前記第１磁極端部に近い側に向かって傾斜する斜面を含む、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁継電器。
5. 前記可動鉄片の前記回動支点は、前記スプールから第１方向に突出した位置に配置され、
   前記第２磁極端部の前記当接部は、前記スプールに対して前記可動鉄片の前記回動支点よりも前記第１方向に突出した位置に配置されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
6. 前記回動支点は、前記第１磁極端部において前記スプールから最も突出しており、
   前記第１磁極端部は、前記回動支点から前記第２磁極端部に近い側に向かって傾斜する斜面を含む、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁継電器。

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