JP2022141413A - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁継電器において、第１固定端子と第２固定端子の間が短絡することを抑える。【解決手段】電磁継電器は、支持部材と、第１固定端子と、第２固定端子と、可動接触片と、可動部材とを備える。支持部材は、絶縁材で形成されている。第１固端子は、第１固定接点を含み、支持部材に支持される。第２固定端子は、第２固定接点を含み、第１固定端子から離れた位置で支持部材に支持される。可動接触片は、第１固定接点に対向する第１可動接点と、第２固定接点に対向する第２可動接点とを含む。可動部材は、可動接触片に連結される。可動部材は、第１重複部を含む。第１重複部は、絶縁材で形成され、第１可動接点が第１固定接点から開離した開状態において、第１固定端子と第２固定端子の間で可動接触片の長手方向に支持部材と重なる。【選択図】図２

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

特許文献１に開示された電磁継電器は、第１固定端子及び第２固定端子が固定された収容本体と、収容本体から突出する第１隔壁と第２隔壁とを備えている。第１隔壁及び第２隔壁は、第１固定端子及び第２固定端子の間が短絡することを抑制する。

特開２０２０－１７３９３９号公報

電磁継電器は、接点が閉状態から開状態に復帰した時に、遮断時間が長くなると、アークにより発生する高温ガスの影響で絶縁性能が低下する。特に、第１隔壁と第２隔壁の間の空間に高温ガスが滞留した場合、第１固定端子と第２固定端子の間の絶縁性能が低下して、第１固定端子と第２固定端子の間が短絡するおそれがある。

本発明の課題は、電磁継電器において、第１固定端子と第２固定端子の間が短絡することを抑えることにある。

本発明の一態様に係る電磁継電器は、支持部材と、第１固定端子と、第２固定端子と、可動接触片と、可動部材とを備える。支持部材は、絶縁材で形成されている。第１固端子は、第１固定接点を含み、支持部材に支持される。第２固定端子は、第２固定接点を含み、第１固定端子から離れた位置で支持部材に支持される。可動接触片は、第１固定接点に対向する第１可動接点と、第２固定接点に対向する第２可動接点とを含む。可動部材は、可動接触片に連結される。可動部材は、第１重複部を含む。第１重複部は、絶縁材で形成され、第１可動接点が第１固定接点から開離した開状態において、第１固定端子と第２固定端子の間で可動接触片の長手方向に支持部材と重なる。

この電磁継電器では、第１可動接点が第１固定接点から開離した開状態において、可動部材の重複部は、第１固定端子と第２固定端子の間で可動接触片の長手方向に支持部材と重なるので、第１固定端子と第２固定端子の間に高温ガスが滞留することを抑制できる。これにより、高温ガスによる第１固定端子と第２固定端子の間の絶縁性能の低下を抑制できる。その結果、第１固定端子と第２固定端子の間が短絡することを抑えることができる。

可動部材は、開状態において、第１固定端子と第２固定端子の間で可動接触片の長手方向に第１固定接点と重なり絶縁材で形成された第２重複部をさらに含んでもよい。第２重複部は、可動接触片の長手方向から見て、第１固定端子よりも可動接触片の短手方向に張り出していてもよい。この場合は、第２重複部によってさらに第１固定端子と第２固定端子の間が短絡することを抑えることができる。

可動部材は、第１可動接点から第１固定接点に向かう第１方向と第１固定接点から第１可動接点に向かう第２方向とを含む移動方向に移動可能であってもよい。支持部材は、可動部材の移動方向の移動をガイドするガイド部を含んでもよい。可動部材の第１重複部は、ガイド部に対して摺動してもよい。この場合は、可動接触片の長手方向において支持部材と重なる第１重複部がガイド部によってガイドされるので、第１可動接点と第１固定接点との接触、並びに第２可動接点と第２固定接点との接触が安定する。

可動部材は、ガイド部によって移動方向の軸回りの回転が制限されてもよい。この場合においても、第１可動接点と第１固定接点との接触、並びに第２可動接点と第２固定接点との接触が安定する。

電磁継電器は、支持部材と可動部材の間に配置され、可動部材を第２方向に付勢する復帰バネをさら備えてもよい。可動部材の第１重複部は、第１方向に向かって開口し復帰バネが収容されるバネ収容部を含んでもよい。この場合は、復帰バネがアークによる影響を受けることを抑制できる。

支持部材は、第１固定端子と第２固定端子の間に配置された壁部を含んでもよい。第１重複部は、可動接触片の長手方向から壁部を囲む形状を有してもよい。この場合においても、第１重複部は、第１固定端子と第２固定端子の間で可動接触片の長手方向に支持部材と重なるので、第１固定端子と第２固定端子の間に高温ガスが滞留することを抑制できる。

支持部材の壁部は、永久磁石を収容するための収容部を含んでもよい。この場合は、壁部によって第１固定端子と第２固定端子の間に高温ガスが滞留することを抑制できるとともに、永久磁石を収容する部材として壁部を用いることができる。

本発明によれば、電磁継電器において、第１固定端子と第２固定端子の間が短絡することを抑えることができる。

電磁継電器の斜視図である。 電磁継電器の側面図である。 接点装置を前後方向と直交する平面で切断した断面図である。 ベースの部分斜視図である。 可動部材の部分斜視図である。 変形例に係る電磁継電器の模式図である。 変形例に係る電磁継電器の模式図である。 変形例に係る電磁継電器の模式図である。

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、各図面において、Ｘ１方向を左方向、Ｘ２方向を右方向、Ｙ１方向を前方向、Ｙ２方向を後方向、Ｚ２方向を上方向、Ｚ１方向を下方向として説明する。本実施形態において、Ｚ１方向は、第１方向の一例であり、Ｚ２方向は第２方向の一例である。なお、これらの方向は、説明の便宜上、定義されるものであって、電磁継電器の配置方向を限定するものではない。

図１及び図２に示すように、電磁継電器１は、ベース２と、接点装置３と、駆動装置４とを備えている。ベース２は、支持部材の一例である。ベース２は、樹脂などの絶縁材で形成されている。ベース２は、上下方向から見て矩形状である。ベース２は、接点装置３及び駆動装置４を支持している。接点装置３及び駆動装置４は、ベース２に取り付けられる図示しないケースによって覆われる。

図３は、接点装置３を前後方向と直交する平面で切断した断面図である。図４は、ベース２の部分斜視図である。ベース２は、底部２１と、端子支持部２２ａ，２２ｂと、第１壁部２３と、第２壁部２４とを含む。底部２１は、上下方向から見て矩形状である。

端子支持部２２ａ，２２ｂは、底部２１から上方に突出して形成されている。端子支持部２２ａは、端子支持部２２ｂと左右方向に離れて配置されている。端子支持部２２ａ，２２ｂの上面は、上下方向に直交する平坦面を含む。

第１壁部２３は、端子支持部２２ａの右方において、端子支持部２２ａに隣接して配置されている。第１壁部２３は、左右方向と直交する方向に延びている。第１壁部２３は、底部２１から上方に突出するとともに、前後方向に延びている。第１壁部２３は、端子支持部２２ａよりも前後方向に延びている。第１壁部２３は、底部２１からの高さが、底部２１から端子支持部２２ａまでの高さと同程度である。第２壁部２４は、第１壁部２３と左右対称形状であり、第１壁部２３と左右方向に対向する。第２壁部２４は、端子支持部２２ｂの左方において、端子支持部２２ｂに隣接して配置されている。

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、接点バネ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及び第２固定端子７は、断面がＵ字状であり、左右方向から見て、Ｕ字状に屈曲した形状を有している。第１固定端子６及び第２固定端子７は、ベース２に支持されている。第１固定端子６及び第２固定端子７は、例えば、ベース２に圧入固定されている。

第１固定端子６は、第１固定接点６ａと、接点支持部６ｂと、第１延伸部６ｃと、第２延伸部６ｄと、１対の外部接続部６ｅと、を含む。第１固定接点６ａは、接点支持部６ｂに配置されている。第１固定接点６ａは、第１固定端子６にかしめ固定されている。

接点支持部６ｂは、端子支持部２２ａの上面に支持されている。接点支持部６ｂは、上下方向と直交する方向に延びている。接点支持部６ｂは、第１固定接点６ａを支持する。接点支持部６ｂは、第１固定接点６ａがかしめ固定されている。なお、第１固定接点６ａは、第１固定端子６と一体であってもよい。

第１延伸部６ｃ及び第２延伸部６ｄは、ベース２の底部２１に圧入固定されている。第１延伸部６ｃは、接点支持部６ｂに接続され、ベース２から外部に突出する。第１延伸部６ｃは、接点支持部６ｂの前端から下方に屈曲し、ベース２の底部２１から下方に突出する。第１延伸部６ｃは、端子支持部２２ａの前面に接触している。第２延伸部６ｄは、第１延伸部６ｃと前後方向に対向する。第２延伸部６ｄは、接点支持部６ｂに接続され、ベース２から外部に突出する。第２延伸部６ｄは、接点支持部６ｂの後端から下方に屈曲し、ベース２の底部２１から下方に突出する。第２延伸部６ｄは、端子支持部２２ａの後面に接触している。１対の外部接続部６ｅは、第１延伸部６ｃの下端及び第２延伸部６ｄの下端に配置されており、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と左右方向に離れて配置されている。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２固定接点７ａと、接点支持部７ｂと、第１延伸部７ｃと、第２延伸部７ｄと、１対の外部接続部７ｅ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、左右方向に延びている。可動接触片８の長手方向は、左右方向と一致する。可動接触片８の短手方向は、前後方向と一致する。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６ａと上下方向に対向し、第１固定接点６ａに接触可能である。第２可動接点８ｂは、第２固定接点７ａと上下方向に対向し、第２固定接点７ａに接触可能である。なお、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にかしめ固定されているが、第１可動接点８ａ及び第２可動接点８ｂは、可動接触片８と一体であってもよい。

可動接触片８は、第１可動接点８ａから第１固定接点６ａに向かうＺ１方向と、第１固定接点６ａから第１可動接点８ａに向かうＺ２方向とを含む移動方向に移動可能である。本実施形態では、可動接触片８は、上下方向に移動可能である。可動接触片８は、可動部材９に連結されている。可動接触片８は、可動部材９を左右方向に貫通している。可動接触片８は、可動部材９に対して上下方向に相対移動可能である。

可動部材９は、可動接触片８を保持する。可動部材９は、上下方向に延びている。可動部材９は、左右方向における可動接触片８の中央に配置されている。可動部材９は、樹脂などの絶縁材で形成されている。可動部材９は、上端が駆動装置４に連結されている。可動部材９は、Ｚ１方向とＺ２方向とを含む移動方向に移動可能である。本実施形態では、可動部材は、上下方向に移動可能である。

ここで、ベース２は、図４に示すように、凹部２５と、ガイド部２６とを含む。凹部２５は、第１壁部２３と第２壁部２４の間に配置されている。凹部２５は、底部２１の上面から下方向に凹むように形成されている。凹部２５は、上方に向かって開口している。凹部２５は、上下方向から見て、非円形状に形成されている。ガイド部２６は、可動部材９の上下方向の移動をガイドする。ガイド部２６は、凹部２５の一部によって構成される。ガイド部２６は、凹部２５の内側面によって構成されている。ガイド部２６は、円形部２６ａと、円形部２６ａから前後方向に張り出した凸部２６ｂとを含む。

可動部材９は、ガイド部２６によって上下方向の移動がガイドされる。可動部材９は、ガイド部２６によって、左右方向の移動が制限されるとともに、可動部材９の移動方向の軸回りの回転が制限されている。

可動部材９は、第１重複部３１と、第２重複部３２とを含む。第１重複部３１は、可動部材９において、下端に設けられている。第１重複部３１は、樹脂などの絶縁材で形成されている。第１重複部３１は、上下方向及び前後方向に延びている。第１重複部３１は、第１可動接点８ａが第１固定接点６ａから開離した開状態において、第１固定端子６と第２固定端子７の間で可動接触片８の長手方向にベース２と重なる。

開状態は、図１から図３に示すように、第１可動接点８ａが第１固定接点６ａから開離し、第２可動接点８ｂが第２固定接点７ａから開離した状態である。閉状態は、第１可動接点８ａが第１固定接点６ａに接触し、第２可動接点８ｂが第２固定接点７ａに接触した状態である。

第１重複部３１は、第１壁部２３と第２壁部２４の間に配置されている。第１重複部３１は、左右方向から見て、全体が第１壁部２３及び第２壁部２４と重なる。第１重複部３１の下端は、開状態及び閉状態において、第１壁部２３の上端及び第２壁部２４の上端よりも下方に位置する。第１重複部３１は、凹部２５の内側に配置されている。第１重複部３１は、ガイド部２６に対して上下方向に摺動する。

第１重複部３１は、ガイド部２６の形状に沿う形状を有しており、ガイド部２６にガイドされる。詳細には、第１重複部３１は、円形部３１ａと、円形部３１ａから前後方向に張り出した凸部３１ｂとを含む。また、第１重複部３１は、バネ収容部３１ｃを含む。バネ収容部３１ｃは、下方向に向かって開口している。バネ収容部３１ｃは、第１重複部３１の下面から上方に凹む。

第２重複部３２は、樹脂などの絶縁材で形成されている。第２重複部３２は、第１重複部３１の上部に配置されている。第２重複部３２は、可動接触片８の下部に配置されている。第２重複部３２は、開状態において、第１固定端子６と第２固定端子７の間で可動接触片８の長手方向に第１固定接点６ａと重なる。本実施形態では、図２に示すように、第２重複部３２は、開状態において、第１可動接点８ａ、接点支持部６ｂ，７ｂ及び第２可動接点８ｂと左右方向に重なる。第２重複部３２は、可動接触片８の長手方向から見て、第１固定端子６及び第２固定端子７よりも可動接触片８の短手方向に張り出している。すなわち、本実施形態では、第２重複部３２は、左右方向から見て、第１固定端子６及び第２固定端子７よりも前後方向に張り出している。

接点バネ１０は、コイルバネであり、可動接触片８を接触方向（ここでは、下方向）に付勢する。接点バネ１０は、可動部材９の内部に収容されている。

駆動装置４は、接点装置３の後方に配置されている。駆動装置４は、可動部材９を介して可動接触片８を上下方向に移動させる。駆動装置４は、コイル４ａと、スプール４ｂと、固定鉄心４ｃと、ヨーク４ｄと、可動鉄片４ｅと、ヒンジバネ４ｆ、復帰バネ４ｇとを含む。

コイル４ａは、スプール４ｂの外周に巻回されている。スプール４ｂは、上下方向に延びている。固定鉄心４ｃは、スプール４ｂの内周部に配置されている。ヨーク４ｄは、コイル４ａの後方を覆うように配置されている。ヨーク４ｄは、左右方向から見て略Ｌ字状である。ヨーク４ｄは、固定鉄心４ｃの下端に接続されている。

可動鉄片４ｅは、ヒンジバネ４ｆを介してヨーク４ｄに回動可能に支持されている。可動鉄片４ｅは、ヨーク４ｄの上端を支点として回動する。可動鉄片４ｅは、右端が可動部材９の上部に配置されている。可動鉄片４ｅは、固定鉄心４ｃの上方に配置されている。ヒンジバネ４ｆは、可動鉄片４ｅを固定鉄心４ｃから離れる方向に付勢する。復帰バネ４ｇは、バネ収容部３１ｃとベース２の凹部２５とに収容されている。復帰バネ４ｇは、可動部材９を開離方向（ここでは、上方向）に付勢する。

次に電磁継電器１の動作について説明する。コイル４ａに電圧が印加されていない開状態では、ヒンジバネ４ｆ及び復帰バネ４ｇの弾性力によって可動部材９が開離方向に押圧されている。このため、第１可動接点８ａは、第１固定接点６ａから開離しており、第２可動接点８ｂは、第２固定接点７ａから開離している。

コイル４ａに電圧が印加されて駆動装置４が励磁されると、可動鉄片４ｅが固定鉄心４ｃに吸引されて回動し、可動鉄片４ｅによって可動部材９が接触方向に押圧される。これにより、可動部材９がヒンジバネ４ｆ及び復帰バネ４ｇの弾性力に抗して接触方向に移動する。可動部材９の接触方向の移動に伴い、接点バネ１０が接触方向に移動する。これにより、可動接触片８が接触方向に移動して、第１可動接点８ａは、第１固定接点６ａに接触し、第２可動接点８ｂは、第２固定接点７ａに接触する。コイル４ａの電圧の印加が停止されると、可動部材９は、ヒンジバネ４ｆ及び復帰バネ４ｇの弾性力によって開離方向に移動する。

この電磁継電器１では、第１可動接点８ａが第１固定接点６ａから開離した開状態において、可動部材９の第１重複部３１は、第１固定端子６と第２固定端子７の間で可動接触片８の長手方向にベース２と重なる。すなわち、第１重複部３１とベース２とによって第１固定端子６と第２固定端子７とを区画できるので、第１固定端子６と第２固定端子７の間に高温ガスが滞留することを抑制できる。これにより、高温ガスによる第１固定端子６と第２固定端子７の間の絶縁性能の低下を抑制できる。その結果、第１固定端子６と第２固定端子７の間が短絡することを抑えることができる。

また、本実実施形態では、第２重複部３２は、左右方向から見て、第１固定端子６よりも前後方向に張り出しているので、さらに第１固定端子６と第２固定端子７の間が短絡することを抑えることができる。

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、接点装置３或いは駆動装置４の構成が変更されてもよい。

前記実施形態では、可動部材９の全体が樹脂材で形成されていたが、可動部材９は、少なくとも第１重複部３１及び第２重複部３２が樹脂材で形成されていればよい。

前記実施形態では、電磁継電器１は、ヒンジ型であったが、図６及び図７に模式的に示すように、プランジャ型の電磁継電器に本発明を適用してもよい。例えば、図６に示すように、可動部材９を第１固定接点６ａ及び第２固定接点７ａに向けて押し込む構成、或いは、図７に示すように、可動部材９を駆動装置４に向けて引き込む構成の電磁継電器に本発明を適用してもよい。

図６に示す例では、第１固定端子６及び第２固定端子７を支持する支持部材は、可動接触片８が収容されるケース１０２である。また、第１固定端子６及び第２固定端子７は、円柱端子である。第１壁部２３及び第２壁部２４は、ケース１０２から下方に延びている。可動部材１０９は、可動接触片８に連結される軸部材である。図７に示す例では、可動部材１０９が可動鉄心１０４ｅに固定されている。なお、図６及び図７では、前記実施形態の構成に対向する構成は、前記実施形態と同じ符号を付している。

可動部材９の第１重複部３１は、形状が変更されてもよい。第１重複部３１は、必ずしもベース２にガイドされる必要はない。また、第１重複部３１は、バネ収容部３１ｃを含まなくてもよい。図８に示す例では、第１重複部３１は、第１固定端子６と第２固定端子７の間に形成された壁部４０を左右方向から囲む形状を有している。第１重複部３１は、壁部４０を左右方向から挟むように配置されている。この場合において、第１重複部３１は、壁部４０の外周面に対して上下方向に摺動してもよい。壁部４０は、ベース２の底部２１から上方に突出するとともに、前後方向に延びている。壁部４０は、永久磁石４２を収容するための収容部４０ａを含む。

１ 電磁継電器
２ ベース（支持部材の一例）
４ｅ 復帰バネ
６ 第１固定端子
６ａ 第１固定接点
７ 第２固定端子
７ａ 第２固定接点
８ 可動接触片
８ａ 第１固定接点
８ｂ 第２固定接点
２６ ガイド部
３１ 第１重複部
３１ｃ バネ収容部
３２ 第２重複部
４０ 壁部
４０ａ 収容部

Claims (7)

1. 絶縁材で形成された支持部材と、
   第１固定接点を含み、前記支持部材に支持された第１固定端子と、
   第２固定接点を含み、前記第１固定端子から離れた位置で前記支持部材に支持された第２固定端子と、
   前記第１固定接点に対向する第１可動接点と、前記第２固定接点に対向する第２可動接点とを含む可動接触片と
   前記第１可動接点が前記第１固定接点から開離した開状態において前記第１固定端子と前記第２固定端子の間で前記可動接触片の長手方向に前記支持部材と重なり絶縁材で形成された第１重複部を含み、前記可動接触片に連結される可動部材と、
   を備えた、
   電磁継電器。
   
2. 前記可動部材は、前記開状態において、前記第１固定端子と前記第２固定端子の間で前記可動接触片の長手方向に前記第１固定接点と重なり絶縁材で形成された第２重複部をさらに含み、
   前記第２重複部は、前記可動接触片の長手方向から見て、前記第１固定端子よりも前記可動接触片の短手方向に張り出している、
   請求項１に記載の電磁継電器。
   
3. 前記可動部材は、前記第１可動接点から前記第１固定接点に向かう第１方向と前記第１固定接点から前記第１可動接点に向かう第２方向とを含む移動方向に移動可能であり、
   前記支持部材は、前記可動部材の前記移動方向の移動をガイドするガイド部を含み、
   前記可動部材の前記第１重複部は、前記ガイド部に対して摺動する、
   請求項１又は２に記載の電磁継電器。
   
4. 前記可動部材は、前記ガイド部によって前記移動方向の軸回りの回転が制限されている、
   請求項３に記載の電磁継電器。
   
5. 前記支持部材と前記可動部材の間に配置され、前記可動部材を前記第２方向に付勢する復帰バネをさら備え、
   前記可動部材の前記第１重複部は、前記第１方向に向かって開口し前記復帰バネが収容されるバネ収容部を含む、
   請求項３又は４に記載の電磁継電器。
   
6. 前記支持部材は、前記第１固定端子と前記第２固定端子の間に配置された壁部を含み、
   前記第１重複部は、前記可動接触片の長手方向から前記壁部を囲む形状を有する、
   請求項１又は２に記載の電磁継電器。
   
7. 前記支持部材の前記壁部は、永久磁石を収容するための収容部を含む、
   請求項６に記載の電磁継電器。

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