JP2023008138A - 電磁継電器 - Google Patents

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Abstract

Figure 2023008138000001
【課題】製造コストの増大を抑えながら、電磁継電器内において、アークを消弧するための空間を拡大する。
【解決手段】電磁継電器は、ベースと、固定端子と、固定接点と、可動片と、可動接点と、磁石と、ベースホルダと、ケースとを備えている。固定端子は、ベースに支持される。固定接点は、固定端子に接続される。可動片は、ベースに支持される。可動接点は、可動片に接続され、固定接点と向かい合う。磁石は、固定接点と可動接点との間に発生するアークに対してローレンツ力を作用させる。ベースホルダは、ベースと別体である。ベースホルダは、ベースに取り付けられる。ベースホルダは、ベースに対して少なくともローレンツ力が作用する方向に配置される。ケースは、ベースホルダに取り付けられる。
【選択図】図4

Description

本発明は、電磁継電器に関する。
例えば、特許文献1に示されているように、電磁継電器は、固定接点と可動接点とを備えている。可動接点が固定接点に接触することで、可動接点と固定接点とに電気が流れる。可動接点が固定接点から離れることで、可動接点と固定接点との間で電気が遮断される。固定接点は、固定端子に接続されている。可動接点は、可動片に接続されている。固定端子と可動片とは、ベースに支持されている。ベースには、ケースが取り付けられる。
一方、電磁継電器には、アークを消弧するための磁石を備えるものがある。磁石からの磁界により、固定接点と可動接点との間に発生するアークにローレンツ力が作用する。アークは、ローレンツ力によって引き延ばされることで、迅速に消弧される。
特開2019-175603号公報
アークを迅速に消弧するためには、接点の周囲に広い空間があることが望まれる。そのため、例えば、ベースを大きくすることで、接点の周囲に広い空間が設けられる。しかし、ベースは、固定端子、固定接点、可動片、及び可動接点の位置関係を規定する部品であり、高い寸法精度が求められる。そのため、ベースを新たに設計しなおすことは容易ではない。また、ベースの形状が変更されると、電磁継電器の製造ラインを新たに設計する必要がある。その場合、製造コストが増大してしまう。本発明の目的は、製造コストの増大を抑えながら、電磁継電器内において、アークを消弧するための空間を拡大することにある。
本発明の一態様に係る電磁継電器は、ベースと、固定端子と、固定接点と、可動片と、可動接点と、磁石と、ベースホルダと、ケースとを備えている。固定端子は、ベースに支持される。固定接点は、固定端子に接続される。可動片は、ベースに支持される。可動接点は、可動片に接続され、固定接点と向かい合う。磁石は、固定接点と可動接点との間に発生するアークに対してローレンツ力を作用させる。ベースホルダは、ベースと別体である。ベースホルダは、ベースに取り付けられる。ベースホルダは、ベースに対して少なくともローレンツ力が作用する方向に配置される。ケースは、ベースホルダに取り付けられる。
本態様に係る電磁継電器では、ベースホルダが、ベースに対して少なくともローレンツ力が作用する方向に配置される。そのため、ケース内において、アークを消弧するための空間が、ローレンツ力が作用する方向に拡大される。また、ベースホルダは、ベースと別体である。そのため、ベースの形状を変更することなく、アークを消弧するための空間が拡大される。それにより、製造コストの増大を抑えながら、アークを消弧するための空間が拡大される。
磁石は、固定接点及び可動接点の上方に配置されてもよい。この場合、磁石が可動片の動作に干渉することなく、アークにローレンツ力を作用させることができる。
可動接点は、前後方向に移動することで、固定接点に対して接触及び開離してもよい。ローレンツ力は、左右方向に作用してもよい。ベースホルダは、ベースの少なくとも左右方向に配置されてもよい。この場合、ケース内において、アークを消弧するための空間が、ローレンツ力が作用する左右方向に拡大される。
可動接点が固定接点に接触する方向が前方と定義される。可動接点が固定接点から離れる方向が後方と定義される。ベースホルダは、前ホルダ部と、後ホルダ部と、左ホルダ部と、右ホルダ部とを含んでもよい。前ホルダ部は、ベースの前方に配置されてもよい。後ホルダ部は、ベースの後方に配置されてもよい。左ホルダ部は、ベースの左方に配置されてもよい。右ホルダ部は、ベースの右方に配置されてもよい。この場合、ベースの前後左右にベースホルダが配置される。そのため、ベースホルダが強固にベースに取り付けられる。
ベースホルダは、開口を含んでもよい。ベースは、開口内に配置されてもよい。この場合、ベースホルダのベースへの取付が容易である。
ベースホルダは、ホルダフレームと凸部とを含んでもよい。ホルダフレームは、開口を含んでもよい。凸部は、ホルダフレームから開口内に突出していてもよい。凸部は、ベースに上方から接触してもよい。この場合、凸部によってベースが上方に抜け止めされる。それにより、ベースホルダが、安定してベースに取り付けられる。
ベースホルダは、突起を含んでもよい。突起は、ホルダフレームから開口内に突出していてもよい。突起は、ベースを下方から支持してもよい。この場合、突起によって、ベースが下方に抜け止めされる。それにより、ベースホルダが、安定してベースに取り付けられる。
ベースホルダは、ケースを下方から支持する段部を含んでもよい。この場合、ケースが、ベースホルダに安定的に支持される。
ケースは、磁石収納部を含んでもよい。磁石収納部は、固定接点と可動接点との上方に配置されてもよい。磁石収納部は、ケース内の空間から区画されていてもよい。磁石は、磁石収納部内に格納されてもよい。この場合、磁石を固定接点と可動接点との近くに容易に配置できる。
ケースは、磁石収納部を閉じる軟磁性材製の蓋部をさらに含んでもよい。この場合、蓋部がヨークとして機能することで、磁石の磁束が接点の周辺に集められる。また、磁石の磁束が、電磁継電器の外に漏れにくくなる。
本発明によれば、製造コストの増大を抑えながら、電磁継電器内において、アークを消弧するための空間を拡大することができる。
開状態の電磁継電器の側面図である。 閉状態の電磁継電器の側面図である。 電磁継電器の拡大側面図である。 電磁継電器の正面図である。 ベース及びベースホルダの斜視図である。 ベース及びベースホルダの斜視図である。 ベース及びベースホルダの分解斜視図である。 ベースホルダの斜視図である。 ベースホルダの底面図である。
以下、図面を参照して、本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の側面図である。図1に示すように、電磁継電器1は、ベース2と、ベースホルダ3と、ケース4と、固定端子5と、固定接点6と、可動片7と、可動接点8と、駆動装置9とを備えている。なお、以下の説明において、ベース2に対して接点6,8が配置される方向が上方、その反対が下方と定義されるものとする。可動接点8から固定接点6に向かう方向が前方、その反対が後方と定義されるものとする。また、前方に向かって左方が左方、その反対が右方と定義されるものとする。なお、これらの方向の定義は、説明の便宜上、用いられるものであって、電磁継電器1の配置方向などを限定するものではない。
ベース2は、固定端子5と可動片7と駆動装置9とを支持している。ベースホルダ3は、ベース2に取り付けられている。ベース2とベースホルダ3とは、例えば樹脂製である。ベース2とベースホルダ3については、後に詳細に説明する。ケース4は、ベースホルダ3に取り付けられている。ケース4は、ベース2とベースホルダ3と可動接点8と固定接点6と駆動装置9とを覆う。
固定端子5は、ベース2から上方へ延びている。固定接点6は、固定端子5に接続されている。固定端子5は、ベース2から下方へ突出している。可動片7は、ベース2から上方へ延びている。可動接点8は、可動片7に接続されている。可動接点8は、固定接点6と、前後方向に向かい合っている。可動片7は、ベース2から下方へ突出している。
駆動装置9は、可動片7を接触方向と開離方向とに移動させる。接触方向は、可動接点8が固定接点6に接触する方向である。開離方向は、可動接点8が固定接点6から離れる方向である。駆動装置9は、コイルブロック11と、ヨーク12と、接極子13と、ヒンジバネ14と、カード15とを含む。コイルブロック11は、コイル16と、スプール17と、鉄心18とを含む。コイル16は、スプール17に巻回されている。スプール17は、ベース2に支持されている。コイル16は、通電されることで、可動片7を移動させる磁力を発生させる。コイル16には、コイル端子19が接続されている。コイル端子19は、ベース2に支持されている。コイル端子19は、ベース2から下方に突出している。
鉄心18は、スプール17内に配置されている。鉄心18は、コイル16の軸線方向に延びている。ヨーク12は、ベース2に支持されている。ヨーク12は、第1ヨーク21と第2ヨーク22とを含む。ヨーク12は、第1ヨーク21と第2ヨーク22との間で屈曲した形状を有している。第1ヨーク21は、コイル16の前方に配置されている。第1ヨーク21は、上下方向に延びている。第2ヨーク22は、前後方向に延びている。第2ヨーク22は、鉄心18の下端に接続されている。
接極子13は、揺動可能にヨーク12に支持されている。接極子13は、第1部分23と第2部分24とを含む。接極子13は、第1部分23と第2部分24との間で屈曲した形状を有している。第1部分23は、鉄心18の上端と向かい合う。第2部分24は、カード15に接続される。カード15は、可動片7と向かい合っている。カード15は、可動片7を接触方向に押圧する。ヒンジバネ14は、接極子13に接続されている。ヒンジバネ14は、接極子13を接触方向に付勢する。
図1は、開状態の電磁継電器1を示している。図1に示すように、コイル16に電流が流れていない状態では、可動片7の弾性力によって、可動接点8が固定接点6から離れた位置に保持される。コイル16に電流が流れると、コイル16の磁力によって、接極子13の第1部分23が、鉄心18に吸引される。それにより、接極子13が、可動片7の弾性力に抗して、接触方向に揺動して、第2部分24が接触方向に移動する。そして、カード15が接触方向に移動して、可動片7を接触方向に押圧する。それにより、図2に示すように、可動片7が弾性変形すると共に、可動接点8が固定接点6に接触する。その結果、電磁継電器1は、図2に示す閉状態となる。
コイル16への電流が遮断されると、鉄心18による接極子13の吸引が停止する。そのため、可動片7の弾性力によって、接極子13が開離方向に揺動する。それにより、第1部分23が鉄心18から離れ、カード15が開離方向に移動する。また、可動片7の弾性力によって、可動接点8が固定接点6から離れる。それにより、電磁継電器1が図1に示す開状態に戻る。
可動接点8が固定接点6から離れる際、接点6,8間にアークが発生することがある。図1に示すように、電磁継電器1は、アークを消弧するための磁石25を備えている。磁石25は、固定接点6及び可動接点8の上方に配置される。図3は、電磁継電器1の拡大側面図である。図4は、電磁継電器1の正面図である。図3および図4において、矢印A1は、磁石25の磁界の向きを示している。図3及び図4に示すように、磁石25は、固定接点6と可動接点8との間に、上下方向の磁界を発生させるように配置される。例えば、磁石25は、固定接点6と可動接点8との間に、下向きの磁界を発生させる。或いは、磁石25は、固定接点6と可動接点8との間に、上向きの磁界を発生させてもよい。
磁石25は、固定接点6と可動接点8との間に発生するアークに対してローレンツ力を作用させる。以下、磁石25が、固定接点6と可動接点8との間に、下向きの磁界を発生させる場合のローレンツ力について説明する。図4において、実線の矢印F1は、可動接点8から固定接点6に向かって電流が流れる場合のローレンツ力(以下、「第1ローレンツ力」と呼ぶ)の向きを示している。破線の矢印F2は、固定接点6から可動接点8に向かって電流が流れる場合のローレンツ力(以下、「第2ローレンツ力」と呼ぶ)の向きを示している。ローレンツ力F1,F2は、アークに対して、左右方向に作用する。
図1及び図4に示すように、ケース4は、第1側面31と、第2側面32と、前面33と、後面34と、上面35とを含む。第1側面31と第2側面32とは、左右方向に互いに離れて配置される。第1側面31は、接点6,8の左方に配置される。第2側面32は、接点6,8の右方に配置される。
可動接点8から固定接点6に向かって電流が流れる場合には、アークに左方への第1ローレンツ力F1が作用する。それにより、アークは、接点6,8と第1側面31との間の空間(以下、「第1空間」と呼ぶ)S1へ引き延ばされて消弧される。固定接点6から可動接点8に向かって電流が流れる場合には、アークに右方への第2ローレンツ力F2が作用する。それにより、アークは、接点6,8と第2側面32との間の空間(以下、「第2空間」と呼ぶ)S2へ引き延ばされて消弧される。なお、磁石25が、固定接点6と可動接点8との間に、上向きの磁界を発生させる場合には、上記の説明とは逆方向にローレンツ力が作用する。
前面33は、接点6,8の前方に配置される。後面34は、駆動装置9の後方に配置される。上面35は、接点6,8及び駆動装置9の上方に配置される。ケース4は、磁石収納部36を含む。磁石収納部36は、接点6,8の上方に配置されている。磁石収納部36は、上面35から下方へ凹んだ形状を有している。磁石25は、磁石収納部36に配置される。磁石収納部36は、ケース4内の空間から区画されている。磁石収納部36は、蓋37によって閉じられる。蓋37は、軟磁性材製である。蓋37が軟磁性材製であることで、磁石25の磁束が接点6,8の周辺に集められる。また、磁石25の磁束が、電磁継電器1の外に漏れにくくなる。
図5及び図6は、ベース2及びベースホルダ3の斜視図である。図7は、ベース2及びベースホルダ3の分解斜視図である。図5から図7に示すように、ベース2は、第1支持部41と第2支持部42とを含む。第1支持部41は、固定端子5を支持する。第1支持部41は、上下方向にベース2を貫通する第1孔43を含む。固定端子5は、第1孔43に通される。第2支持部42は、可動片7を支持する。第2支持部42は、上下方向にベース2を貫通する第2孔44を含む。可動片7は、第2孔44に通される。
ベース2は、ヨーク支持部45とコイル支持部46とを含む。ヨーク支持部45は、ベース2の上面35から上方に延びている。ヨーク支持部45は、ヨーク12を支持する。コイル支持部46は、コイルブロック11を支持している。ベース2は、前縁47と後縁48とを含む。前縁47は、第1支持部41の前方に配置されている。後縁48は、コイル支持部46の後方に配置されている。
ベースホルダ3は、ベース2と別体である。ベースホルダ3は、ベース2の前後左右に配置される。詳細には、ベースホルダ3は、ホルダフレーム51を含む。ホルダフレーム51は、開口52を含む。ベース2は、開口52内に配置される。ホルダフレーム51は、段部53を含む。段部53は、ホルダフレーム51の外縁に沿って設けられる。段部53は、ケース4を下方から支持する。
ホルダフレーム51は、前ホルダ部54と、後ホルダ部55と、左ホルダ部56と、右ホルダ部57とを含む。前ホルダ部54は、ベース2の前方に配置される。前ホルダ部54は、左右方向に延びている。後ホルダ部55は、ベース2の後方に配置される。後ホルダ部55は、左右方向に延びている。左ホルダ部56は、ベース2の左方に配置される。左ホルダ部56は、前後方向に延びている。左ホルダ部56は、前ホルダ部54と後ホルダ部55とに接続されている。右ホルダ部57は、ベース2の右方に配置される。右ホルダ部57は、前後方向に延びている。右ホルダ部57は、前ホルダ部54と後ホルダ部55とに接続されている。
図4に示すように、左ホルダ部56は、ベース2に対して第1ローレンツ力F1が作用する方向に配置されている。アークは、第1ローレンツ力F1によって、左ホルダ部56の上方の第1空間S1に引き延ばされる。右ホルダ部57は、ベース2に対して第2ローレンツ力F2が作用する方向に配置されている。アークは、第2ローレンツ力F2によって、右ホルダ部57の上方の第2空間S2に引き延ばされる。
図8は、ベースホルダ3の斜視図である。図9は、ベースホルダ3の底面図である。図8及び図9に示すように、ベースホルダ3は、複数の脚部61-64を含む。複数の脚部61-64は、ホルダフレーム51の底面58から下方に突出している。複数の脚部61-64は、第1脚部61と、第2脚部62と、第3脚部63と、第4脚部64とを含む。第1~第4脚部61-64は、ホルダフレーム51の底面58の4つの角にそれぞれ配置されている。
ベースホルダ3は、複数の凹部65-68を含む。複数の凹部65-68は、ホルダフレーム51の底面58から上方に凹んだ形状を有している。複数の凹部65-68は、第1凹部65と、第2凹部66と、第3凹部67と、第4凹部68とを含む。第1凹部65と第2凹部66とは、左ホルダ部56の底面に設けられている。第1凹部65と第2凹部66とは、前後方向に延びている。第3凹部67と第4凹部68とは、右ホルダ部57の底面に設けられている。第3凹部67と第4凹部68とは、前後方向に延びている。なお、複数の凹部65-68は省略されてもよい。
ベースホルダ3は、複数の凸部71-73を含む。複数の凸部71-73は、ホルダフレーム51から開口52内に突出している。複数の凸部71-73は、ベース2に上方から接触する。複数の凸部71-73は、第1凸部71と、第2凸部72と、第3凸部73とを含む。第1凸部71と第2凸部72は、開口52の角に配置されている。第1凸部71は、前ホルダ部54と左ホルダ部56との間の角に配置されている。第2凸部72は、前ホルダ部54と右ホルダ部57との間の角に配置されている。第1凸部71と第2凸部72とは、ベース2の前縁47の上方に配置される。第1凸部71と第2凸部72とは、ベース2の前縁47に上方から接触する。第3凸部73は、後ホルダ部55から前方へ突出している。第3凸部73は、ベース2の後縁48の上方に配置される。第3凸部73は、ベース2の後縁48に上方から接触する。
図9に示すように、ベースホルダ3は、複数の突起74,75を含む。複数の突起74,75は、ホルダフレーム51から開口52内に突出している。複数の突起74,75は、ベース2を下方から支持する。複数の突起74,75は、第1突起74と第2突起75とを含む。第1突起74は、左ホルダ部56から開口52内へ突出している。第2突起75は、右ホルダ部57から開口52内へ突出している。第1突起74と第2突起75は、ベース2の下方に配置される。ベース2は、圧入により、ベースホルダ3の下方から開口52へ挿入され、複数の凸部71-73と複数の突起74,75との間に配置される。ベース2は、複数の凸部71-73と複数の突起74,75とに挟まれることで、ベースホルダ3に保持される。
ベースホルダ3は、複数の係止部76,77を含む。複数の係止部76,77は、ケース4に係止する。それにより、ケース4が、ベースホルダ3に取り付けられる。複数の係止部76,77は、第1係止部76と第2係止部77とを含む。第1係止部76は、左ホルダ部56から突出している。第1係止部76は、ケース4の第1側面31に係止する。第2係止部77は、右ホルダ部57から突出している。第2係止部77は、ケース4の第2側面32に係止する。
以上説明した本実施形態に係る電磁継電器1では、ベースホルダ3が、ベース2に対して少なくともローレンツ力が作用する方向に配置される。そのため、ケース4内において、アークを消弧するための空間S1,S2が、ローレンツ力F1,F2が作用する方向に拡大される。また、ベースホルダ3は、ベース2と別体である。そのため、ベース2の形状を変更することなく、アークを消弧するための空間S1,S2が拡大される。それにより、製造コストの増大を抑えながら、アークを消弧するための空間S1,S2が拡大される。
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。
固定接点6及び固定端子5の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、固定接点6と固定端子5とは、互いに別体に限らず、一体であってもよい。可動接点8及び可動片7の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、可動接点8と可動片7とは、互いに別体に限らず、一体であってもよい。
駆動装置9の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、カード15の形状が変更されてもよい。接極子13の形状が変更されてもよい。
ベース2及びベースホルダ3の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、後ホルダ部55、或いは前ホルダ部54が省略されてもよい。左ホルダ部56と右ホルダ部57との一方のみが設けられてもよい。例えば、ローレンツ力が接点6,8の左方のみに作用する場合には、右ホルダ部57が省略されてもよい。或いは、ローレンツ力が接点6,8の右方のみに作用する場合には、左ホルダ部56が省略されてもよい。
凸部の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、凸部の配置が変更されてもよい。凸部の数は、3つに限らず、3つより多くてもよく、或いは3つより少なくてもよい。突起の配置が変更されてもよい。突起の数は、2つに限らず、1つであってもよく、或いは2つより多くてもよい。
本発明によれば、製造コストの増大を抑えながら、電磁継電器内において、アークを消弧するための空間を拡大することができる。
2:ベース、 3:ベースホルダ、 4:ケース、 5:固定端子、 6:固定接点、 7:可動片、 8:可動接点、 25:磁石、 36:磁石収納部、 51:ホルダフレーム、 52:開口、 53:段部、 54:前ホルダ部、 55:後ホルダ部、 56:左ホルダ部、 57:右ホルダ部、 71:凸部、 74:突起

Claims (10)

  1. ベースと、
    前記ベースに支持される固定端子と、
    前記固定端子に接続される固定接点と、
    前記ベースに支持される可動片と、
    前記可動片に接続され、前記固定接点と向かい合う可動接点と、
    前記固定接点と前記可動接点との間に発生するアークに対してローレンツ力を作用させる磁石と、
    前記ベースと別体であり、前記ベースに取り付けられ、前記ベースに対して少なくとも前記ローレンツ力が作用する方向に配置されたベースホルダと、
    前記ベースホルダに取り付けられるケースと、
    を備える電磁継電器。
  2. 前記磁石は、前記固定接点及び前記可動接点の上方に配置される、
    請求項1に記載の電磁継電器。
  3. 前記可動接点は、前後方向に移動することで、前記固定接点に対して接触及び開離し、
    前記ローレンツ力は、左右方向に作用し、
    前記ベースホルダは、前記ベースの少なくとも左右方向に配置される、
    請求項1又は2のいずれかに記載の電磁継電器。
  4. 前記可動接点が前記固定接点に接触する方向が前方と定義され、
    前記可動接点が前記固定接点から離れる方向が後方と定義され、
    前記ベースホルダは、
    前記ベースの前方に配置される前ホルダ部と、
    前記ベースの後方に配置される後ホルダ部と、
    前記ベースの左方に配置される左ホルダ部と、
    前記ベースの右方に配置される右ホルダ部と、
    を含む、
    請求項3に記載の電磁継電器。
  5. 前記ベースホルダは、開口を含み、
    前記ベースは、前記開口内に配置される、
    請求項1から4のいずれかに記載の電磁継電器。
  6. 前記ベースホルダは、
    前記開口を含むホルダフレームと、
    前記ホルダフレームから前記開口内に突出し、前記ベースに上方から接触する凸部と、
    を含む、
    請求項5に記載の電磁継電器。
  7. 前記ベースホルダは、
    前記開口を含むホルダフレームと、
    前記ホルダフレームから前記開口内に突出し、前記ベースを下方から支持する突起と、
    を含む、
    請求項5に記載の電磁継電器。
  8. 前記ベースホルダは、前記ケースを下方から支持する段部を含む、
    請求項1から7のいずれかに記載の電磁継電器。
  9. 前記ケースは、前記固定接点と前記可動接点との上方に配置される磁石収納部を含み、
    前記磁石収納部は、前記ケース内の空間から区画されており、
    前記磁石は、前記磁石収納部内に格納される、
    請求項1から8のいずれかに記載の電磁継電器。
  10. 前記ケースは、磁石収納部を閉じる軟磁性材製の蓋部をさらに含む、
    請求項1から9のいずれかに記載の電磁継電器。
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