JP2023007923A - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁継電器において、電磁反発力による固定接点と可動接点との接触圧の低下を抑制する。
【解決手段】電磁継電器は、ベースを含むケースと、第１固定接点を含む第１固定端子と、第２固定接点を含む第２固定端子と、可動接触片と、駆動装置とを備える。可動接触片は、第１可動接点と第２可動接点とを含む。駆動装置は、第１方向と第２方向とを含む移動方向に可動接触片を移動させる。第１固定端子は、第１接点支持部と、第１外部接続部と、第１延伸部と、第１接続部とを含む。第１接点支持部は、第２可動接点から第１可動接点に向かう第３方向と平行に延び、第１固定接点が配置される。第１外部接続部は、ケースの内部から外部に亘って第１方向と第３方向とに直交する第４方向に延び、可動接触片の移動方向において第１固定接点と重なる。第１延伸部は、ケースの内部で第１外部接続部から第３方向に延びている。第１接続部は、第１接点支持部と第１延伸部とを接続する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

電磁継電器は、可動接点が固定接点に接触した状態において、短絡電流のような大電流が流れると、接点を開離させる方向の電磁反発力が生じて、接点の接触圧が低下するといった問題がある。例えば、特許文献１に開示された電磁継電器は、固定接点と可動接点との間に電流が流れることによって発生する誘導磁場に応じて伸縮する伸縮部材を設けることで、電磁反発力による接触圧の低下を抑制しようとしている。

特開２０１４－１１０１６５号公報

本発明の課題は、電磁継電器において、電磁反発力による固定接点と可動接点との接触圧の低下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、ケースと、第１固定端子と、第２固定端子と、可動接触片と、駆動装置とを備える。ケースは、ベースを含む。第１固定端子は、第１固定接点を含む。第２固定端子は、第１固定端子から離れて配置され、ベースに支持される。第２固定端子は、第２固定接点を含む。可動接触片は、第１固定接点と向かい合う第１可動接点と、第２固定接点と向かい合う第２可動接点とを含む。駆動装置は、第１可動接点が第１固定接点に近づく第１方向と、第１可動接点が第１固定接点から離れる第２方向とを含む移動方向に可動接触片を移動させる。第１固定端子は、第１接点支持部と、第１外部接続部と、第１延伸部と、第１接続部とを含む。第１接点支持部は、第２可動接点から第１可動接点に向かう第３方向と平行に延び、第１固定接点が配置される。第１外部接続部は、ケースの内部から外部に亘って第１方向と第３方向とに直交する第４方向に延び、可動接触片に対して第２方向に配置され、可動接触片の移動方向において第１固定接点と重なる。第１延伸部は、ケースの内部で第１外部接続部から第３方向に延びている。第１接続部は、第１接点支持部と第１延伸部とを接続する。

この電磁継電器では、通電時において、可動接触片を流れる電流の向きと第１延伸部を流れる電流の向きが逆になるので、第１可動接点を第１固定接点に押し付けるローレンツ力が発生する。これにより、電磁継電器において、電磁反発力による第１固定接点と第１可動接点との接触圧の低下を抑制することができる。

第１接続部は、第４方向においてベースと重なってもよい。この場合は、第１方向に平行な方向において、電磁継電器が大型化することを抑制できる。

第１接続部は、ベースの外部に配置されてもよい。この場合は、第１接続部が第１固定接点と第１可動接点との間で発生するアークの影響を受けることを抑制できる。また、第１固定端子の発熱を第１接続部からベースの外部に逃がすことができる。

ベースは、第１接点支持部を第１方向から支持する第１支持壁を含でもよい。この場合は、第１可動接点が第１固定接点に接触したときに、第１接点支持部が第１方向に移動することを抑制できる。

ベースは、第１外部接続部及び第１延伸部を第２方向から支持する第２支持壁を含んでもよい。この場合は、可動接触片を流れる電流の向きと第１延伸部を流れる電流の向きが逆になることによって第１外部接続部及び第１延伸部を第２方向に押し付けるローレンツ力が発生したときに、第１外部接続部及び第１延伸部が第２方向に移動することを抑制できる。

第１延伸部は、前記第１固定接点が収容される空間から離れていてもよい。この場合は、第１延伸部が第１固定接点と第１可動接点との間で発生するアークの影響を受けることを抑制できる。

第２固定端子は、第２接点支持部と、第２外部接続部と、第２延伸部と、第２接続部とを含んでもよい。第２接点支持部は、第３方向と平行に延び、第２固定接点が配置されてもよい。第２外部接続部は、ケースの内部から外部に亘って第４方向に延び、可動接触片に対して第２方向に配置され、可動接触片の移動方向において第２固定接点と重なってもよい。第２延伸部は、ケースの内部で第２外部接続部から第３方向と反対の第５方向に延びてもよい。第２接続部は、第２接点支持部と第２延伸部とを接続してもよい。この場合は、可動接触片を流れる電流の向きと第２延伸部を流れる電流の向きが逆になるので、第２可動接点を第２固定接点に押し付けるローレンツ力が発生する。これにより、電磁継電器において、電磁反発力による第２固定接点と第２可動接点との接触圧の低下を抑制することができる。

本発明によれば、電磁継電器において、電磁反発力による固定接点と可動接点との接触圧の低下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。 接点装置の斜視図である。 接点装置を上方から見た図である。 第１可動接点の周辺を左右方向と直交する平面で切断した部分断面図である。

以下、本発明の一態様に係る電磁継電器１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、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、Ｚ１方向を上方向、Ｚ２方向を下方向として説明する。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。

本実施形態において、Ｙ２方向は第１方向の一例であり、Ｙ１方向は第２方向の一例であり、Ｘ２方向は第３方向の一例であり、Ｚ１，Ｚ２方向は第４方向の一例であり、Ｘ１方向は、第５方向の一例である。

図１及び図２に示すように、電磁継電器１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、箱形に形成されている。ケース２は、樹脂などの絶縁材で形成されているケース２は、ベース２１と、カバー２２とを含む。ベース２１は、接点装置３及び駆動装置４を支持している。

ベース２１は、図２及び図５に示すように、底部２１ａと、外壁２１ｂ～２１ｅと、内壁２１ｆとを含む。底部２１ａは、上下方向と直交する方向に延びている。外壁２１ｂは、底部２１ａの前縁から上方に延びている。外壁２１ｃは、底部２１ａの後縁から上方に延びている。外壁２１ｄは、底部２１ａの左縁から上方に延びている。外壁２１ｅは、底部２１ａの右縁から上方に延びている。内壁２１ｆは、底部２１ａから上方に延びている。内壁２１ｆは、外壁２１ｄと外壁２１ｅの間において左右方向に延びている。内壁２１ｆは、前後方向において、接点装置３と駆動装置４の間に配置されている。内壁２１ｆは、第１支持壁の一例であり、外壁２１ｂは、第２支持壁の一例である。

カバー２２は、下方に向けて開口しており、ベース２１の底部２１ａを上方から覆うようにベース２１の外壁２１ｂ～２１ｅに取り付けられている。接点装置３及び駆動装置４は、ケース２に収容されている。

図３及び図４に示すように、接点装置３は、第１固定端子１１と、第２固定端子１２と、可動接触片１３とを含む。なお、以下の説明において、第１固定端子１１及び第２固定端子１２を固定端子１１，１２と記すことがある。

固定端子１１，１２は、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１１，１２は、板状の端子であり、屈曲した形状を有している。固定端子１１，１２は、左右方向から見てＵ字形状を有している。固定端子１１，１２は、ベース２１に支持されている。固定端子１１，１２は、ベース２１の下方からベース２１に挿入される。固定端子１１，１２は、ベース２１に圧入固定されている。

第１固定端子１１は、第１固定接点１１ａと、第１接点支持部１１ｂと、第１外部接続部１１ｃと、第１延伸部１１ｄと、第１接続部１１ｅとを含む。

第１固定接点１１ａは、第１接点支持部１１ｂにカシメ固定されている。なお、第１固定接点１１ａは、第１固定端子１１と一体であってもよい。

第１接点支持部１１ｂは、第１固定接点１１ａが配置される。第１接点支持部１１ｂは、第１固定接点１１ａを支持する。第１接点支持部１１ｂは、前後方向と直交する方向に延びている。図５に示すように、第１接点支持部１１ｂは、ベース２１の内壁２１ｆによって後方向から支持されている。詳細には、第１接点支持部１１ｂの後面は、内壁２１ｆの前面に接触して配置されている。第１接点支持部１１ｂは、内壁２１ｆによって後方への移動が制限されている。

第１外部接続部１１ｃは、ケース２の内部から外部に亘って上下方向に延びている。第１外部接続部１１ｃは、下端がベース２１の底部２１ａ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外部接続部１１ｃは、ケース２の内部において、第１固定接点１１ａが収容される空間から離れている。第１外部接続部１１ｃは、ベース２１の外壁２１ｂによって前方向から支持されている。

詳細には、図５に示すように、第１外部接続部１１ｃは、ベース２１の底部２１ａから下方に突出する部分を除いて、外壁２１ｂに形成された保持溝２１ｇに収容されている。保持溝２１ｇは、下方に向かって開口しており、下方から上方に向かって凹む形状を有している。第１外部接続部１１ｃは、保持溝２１ｇによって前後方向の移動が制限されている。第１外部接続部１１ｃの後面は、ケース２の内部において、ベース２１の外壁２１ｂの保持溝２１ｇに覆われている。

第１外部接続部１１ｃは、可動接触片１３の前方に配置されている。第１外部接続部１１ｃは、ケース２の内部において、第１接点支持部１１ｂと前後方向に向かい合う。第１外部接続部１１ｃは、前後方向において第１固定接点１１ａと重なる重複部３２を含む。重複部３２は、第１外部接続部１１ｃの上端付近に配置されている。

第１延伸部１１ｄは、ケース２の内部で第１外部接続部１１ｃから右方向に延びている。本実施形態では、第１延伸部１１ｄは、重複部３２から右方向に延びている。第１延伸部１１ｄは、第１外部接続部１１ｃと同じ平面上に形成されている。第１延伸部１１ｄは、第１接点支持部１１ｂと前後方向に向かい合う。第１延伸部１１ｄは、ベース２１の外壁２１ｂによって前方向から支持されている。第１延伸部１１ｄは、保持溝２１ｇに収容されている。第１延伸部１１ｄの前面は、外壁２１ｂの保持溝２１ｇに接触して配置され、保持溝２１ｇに支持されている。第１延伸部１１ｄは、保持溝２１ｇによって前後方向の移動が制限されている。第１延伸部１１ｄの後面は、ベース２１の外壁２１ｂの保持溝２１ｇに覆われている。第１延伸部１１ｄは、ケース２の内部において、第１固定接点１１ａが収容される空間から離れている。

図３に示すよう、第１延伸部１１ｄは、第１部分３５と、第２部分３６とを含む。第１部分３５は、重複部３２から右方向に延びている。第２部分３６は、第１部分３５の右端から下方に延びている。第２部分３６は、第１外部接続部１１ｃと左右方向に離れている。

第１接続部１１ｅは、第１接点支持部１１ｂと第１延伸部１１ｄとを接続する。第１接続部１１ｅは、前後方向に延びている。第１接続部１１ｅは、第１延伸部１１ｄの第２部分３６の下端から後方に延びており、第１接点支持部１１ｂの下端に接続されている。左右方向における第１接続部１１ｅの寸法は、左右方向における第２部分３６の寸法と同じである。

図５に示すように、第１接続部１１ｅは、上下方向においてベース２１と重なる。第１接続部１１ｅは、ベース２１の外部に配置されている。第１接続部１１ｅは、ベース２１の底部２１ａの下方に配置されている。本実施形態では、第１接続部１１ｅは、ケース２の外部に配置されており、ケース２から外部に露出している。

第２固定端子１２は、第１固定端子１１から左方向に離れて配置されている。第２固定端子１２は、第２固定接点１２ａと、第２接点支持部１２ｂと、第２外部接続部１２ｃと、第２延伸部１２ｄと、第２接続部１２ｅとを含む。なお、第２固定端子１２は、第１固定端子１１と左右対称形状であるため、簡略に説明する。

第２固定接点１２ａは、第２接点支持部１２ｂにカシメ固定されている。なお、第２固定接点１２ａは、第２固定端子１２と一体であってもよい。第２接点支持部１２ｂは、左右方向に延びており、第２固定接点１２ａが配置される。第２外部接続部１２ｃは、ケース２の内部から外部に亘って上下方向に延びている。第２外部接続部１２ｃは、可動接触片１３の前方に配置されている。第２外部接続部１２ｃは、前後方向において第２固定接点１２ａと重なる。第１外部接続部１１ｃは、ベース２１の底部２１ａ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２延伸部１２ｄは、ケース２の内部で第２外部接続部１２ｃから左方向に延びている。第２接続部１２ｅは、第２接点支持部１２ｂと第２延伸部１２ｄとを接続する。

可動接触片１３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。可動接触片１３は、固定端子１１，１２の前方に配置されている。可動接触片１３は、前後方向から見て略Ｔ字形状である。可動接触片１３は、第１可動接点１３ａと、第２可動接点１３ｂと、上下延伸部１３ｃと、左右延伸部１３ｄとを含む。

第１可動接点１３ａ及び第２可動接点１３ｂは、可動接触片１３にかしめ固定されている。第１可動接点１３ａ及び第２可動接点１３ｂは、左右延伸部１３ｄの後面に配置されている。第１可動接点１３ａは、第１固定接点１１ａと前後方向に向かい合う。第１可動接点１３ａは、第１固定接点１１ａに接触可能である。第２可動接点１３ｂは、第１可動接点１３ａから左方向に離れて配置されている。第２可動接点１３ｂは、第２固定接点１２ａと前後方向に向かい合う。第２可動接点１３ｂは、第２固定接点１２ａに接触可能である。なお、第１可動接点１３ａ及び第２可動接点１３ｂは、可動接触片１３と一体であってもよい。

上下延伸部１３ｃ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１３ｄは、上下延伸部１３ｃの下部から左右方向に延びている。

駆動装置４は、第１可動接点１３ａが第１固定接点１１ａに近づく方向と、第１可動接点１３ａが第１固定接点１１ａから離れる方向とに可動接触片１３を移動させる。また、駆動装置４は、第２可動接点１３ｂが第２固定接点１２ａに近づく方向と、第２可動接点１３ｂが第２固定接点１２ａから離れる方向とに可動接触片１３を移動させる。本実施形態では、駆動装置４は、可動接触片１３を前後方向に移動させる。前後方向は、可動接触片１３の移動方向の一例である。

駆動装置４は、図２に示すように、スプール４１と、コイル４２と、ヨーク４３と、可動鉄片４４と、樹脂部材４５と、復帰バネ４６と、図示しない固定鉄心とを含む。

スプール４１は、筒状であり前後方向に延びている。コイル４２は、スプール４１の外周に巻回されている。コイル４２は、固定端子１１，１２よりも上方に配置されている。ヨーク４３は、Ｌ字状に屈曲した形状を有している。ヨーク４３は、連結部４３ａと、延伸部４３ｂとを含む。連結部４３ａは、スプール４１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４３ｂは、コイル４２の上方を覆うように連結部４３ａの上端から前方に延びている。

可動鉄片４４は、固定鉄心の前方に配置されている。可動鉄片４４は、延伸部４３ｂの前端において、ヨーク４３に回動可能に支持されている。樹脂部材４５は、可動鉄片４４と可動接触片１３とを絶縁する。樹脂部材４５は、可動鉄片４４と可動接触片１３とを連結する。詳細には、可動鉄片４４及び可動接触片１３は、樹脂部材４５にインサート成形されている。これにより、樹脂部材４５及び可動接触片１３は、可動鉄片４４の回動に応じて可動鉄片４４とともに一体的に回動する。

復帰バネ４６は、コイルバネであり、前後方向に延びている。復帰バネ４６は、前端が可動鉄片４４に接続され、後端がヨーク４３に接続されている。復帰バネ４６は、可動鉄片４４及び樹脂部材４５を介して可動接触片１３を前方向に付勢する。すなわち、復帰バネ４６は、第１可動接点１３ａが第１固定接点１１ａから離れる方向、並びに第２可動接点１３ｂが第２固定接点１２ａから離れる方向に可動接触片１３を付勢している。

次に、電磁継電器１の動作について説明する。コイル４２に電圧が印加されていない状態では、復帰バネ４６の弾性力によって第１可動接点１３ａが第１固定接点１１ａから開離した状態、並びに第２可動接点１３ｂが第２固定接点１２ａから開離した状態にある。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４４が固定鉄心に吸着されることで、可動鉄片４４が復帰バネ４６の弾性力に抗して回動する。これにより、可動接触片１３が後方に移動して、第１可動接点１３ａが第１固定接点１１ａに接触し、第２可動接点１３ｂが第２固定接点１２ａに接触する。コイル４２への電圧の印加が停止されると、可動鉄片４４が復帰バネ４６の弾性力によって回動する。これにより、可動接触片１３が前方に移動して、第１可動接点１３ａが第１固定接点１１ａからか開離し、第２可動接点１３ｂが第２固定接点１２ａから開離する。

図３及び図４では、電流が流れる向きを矢印で模式的に示している。本実施形態では、通電時において、第１固定接点１１ａから第１可動接点１３ａに向かって電流が流れる。この場合、第１固定端子１１において、第１外部接続部１１ｃ、第１延伸部１１ｄ、第１接続部１１ｅ、第１接点支持部１１ｂ、第１固定接点１１ａの順に電流が流れ、可動接触片１３において、第１可動接点１３ａから第２可動接点１３ｂに向って電流が流れる。また、第２固定端子１２において、第２固定接点１２ａ、第２接点支持部１２ｂ、第２接続部１２ｅ、第２延伸部１２ｄ、第２外部接続部１２ｃの順に電流が流れる。

このため、通電時において、第１外部接続部１１ｃの重複部３２及び第１延伸部１１ｄの第１部分３５を流れる電流の向きが可動接触片１３を流れる電流の向きと逆になる。これにより、第１可動接点１３ａを第１固定接点１１ａに押し付けるローレンツ力が発生するので、電磁反発力による第１固定接点１１ａと第１可動接点１３ａとの接触圧の低下を抑制することができる。

同様に、可動接触片１３を流れる電流の向きと第２延伸部１２ｄを流れる電流の向きが逆になるので、第２可動接点１３ｂを第２固定接点１２ａに押し付けるローレンツ力が発生する。これにより、電磁反発力による第２固定接点１２ａと第２可動接点１３ｂとの接触圧の低下を抑制することができる。

また、第１固定端子１１の第１接続部１１ｅは、ケース２から外部に露出しているので、第１固定端子１１の発熱を第１接続部１１ｅからケース２の外部に逃がすことができる。

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。

接点装置３及び駆動装置４の構成は、変更されてもよい。駆動装置４は、プランジャ型の構造であってもよい。ケース２の構成は変更されてもよい。

第１固定端子１１の形状が変更されてもよい。例えば、第１接続部１１ｅは、第１延伸部１１ｄの右端から後方に延びて、第１接点支持部１１ｂの右端に接続されてもよい。この場合、第１延伸部１１ｄの第２部分３６は省略されてもよい。第１接続部１１ｅは、第１延伸部１１ｄの上端から第１接点支持部１１ｂに向かって後方に延びてもよい。第１外部接続部１１ｃの一部、第１延伸部１１ｄ及び第１接続部１１ｅは、第１固定接点１１ａが収容される空間に配置されてもよい。

１ 電磁継電器
２ ケース
４ 駆動装置
１１ 第１固定端子
１１ａ 第１固定接点
１１ｂ 第１接点支持部
１１ｃ 第１外部接続部
１１ｄ 第１延伸部
１１ｅ 第１接続部
１２ 第２固定端子
１２ａ 第２固定接点
１３ 可動接触片
１３ａ 第１可動接点
１３ｂ 第２可動接点
２１ ベース

Claims (7)

1. ベースを含むケースと、
   第１固定接点を含み、前記ベースに支持された第１固定端子と、
   第２固定接点を含み、前記第１固定端子から離れて配置され、前記ベースに支持された第２固定端子と、
   前記第１固定接点と向かい合う第１可動接点と、前記第２固定接点と向かい合う第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固定接点に近づく第１方向と、前記第１可動接点が前記第１固定接点から離れる第２方向とを含む移動方向に前記可動接触片を移動させる駆動装置と、
   を備え、
   前記第１固定端子は、
   前記第２可動接点から前記第１可動接点に向かう第３方向と平行に延び、前記第１固定接点が配置される第１接点支持部と、
   前記ケースの内部から外部に亘って前記第１方向と前記第３方向とに直交する第４方向に延び、前記可動接触片に対して前記第２方向に配置され、前記可動接触片の移動方向において前記第１固定接点と重なる第１外部接続部と、
   前記ケースの内部で前記第１外部接続部から前記第３方向に延びる第１延伸部と、
   前記第１接点支持部と前記第１延伸部とを接続する第１接続部と、
   を含む、
   電磁継電器。
   
2. 前記第１接続部は、前記第４方向において前記ベースと重なる、
   請求項１に記載の電磁継電器。
   
3. 前記第１接続部は、前記ベース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. 前記ベースは、前記第１接点支持部を前記第１方向から支持する第１支持壁を含む、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁継電器。
   
5. 前記ベースは、前記第１外部接続部及び前記第１延伸部を前記第２方向から支持する第２支持壁を含む、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
   
6. 前記第１延伸部は、前記第１固定接点が収容される空間から離れている、
   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２固定端子は、
   前記第３方向と平行に延び、前記第２固定接点が配置される第２接点支持部と、
   前記ケースの内部から外部に亘って前記第４方向に延び、前記可動接触片に対して前記第２方向に配置され、前記可動接触片の移動方向において前記第２固定接点と重なる第２外部接続部と、
   前記ケースの内部で前記第２外部接続部から前記第３方向と反対の第５方向に延びる第２延伸部と、
   前記第２接点支持部と前記第２延伸部とを接続する第２接続部と、
   を含む、
   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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