JP2023087287A - 電磁継電器 - Google Patents

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Hiroyuki Iwasaka
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Ryota Minowa
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Shinichi Ogawa
彩太 堀江
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Abstract

【課題】、固定接点及び可動接点の少なくとも一方が溶融飛散した場合において、接点の接触力を高める。【解決手段】電磁継電器は、第1固定端子と、第1固定接点と、可動接触片と、第1可動接点と、駆動軸と、駆動装置と、接点ケースと、ガイド壁とを備える。可動接触片は、第1固定接点に対向する第1面と、第1面と反対側の第2面とを含む。第1可動接点は、可動接触片の第1面に配置され、第2方向に第1固定接点と対向する。駆動装置は、駆動軸を介して可動接触片を第2方向に移動させる。接点ケースは、第1固定接点と、第2固定接点と、第1可動接点と、第2可動接点と、可動接触片とを収容する。ガイド壁は、接点ケースの内面に接続される。ガイド壁は、第1固定接点と第1可動接点との間を流れる電流に起因して発生する第1固定接点及び第1可動接点の近傍の第1気流を可動接触片の第2面に向けて導く。【選択図】図4

Description

本発明は、電磁継電器に関する。
従来、電気回路を開閉する電磁継電器が知られている。特許文献1に記載された電磁継電器は、プランジャ型の電磁継電器であり、接点ケースと、固定端子と、固定接点と、可動接点と、可動接触片と、駆動装置とを備えている。接点ケースは、固定接点と、可動接点と、可動接触片とを収容する。
特開2017-079109号公報
電磁継電器では、短絡電流などの大電流が固定接点及び可動接点に流れたときに、固定接点及び可動接点の少なくとも一方が溶融飛散することがある。この場合、接点間にアークが発生することを抑制するために、接点を溶着させて接点を閉じた状態にすることが好ましい。接点を溶着させるために、駆動装置の駆動力を大きくして接点の接触力を確保した場合、駆動装置が大型化するおそれがある。
本発明の課題は、固定接点及び可動接点の少なくとも一方が溶融飛散した場合において、接点の接触力を高めることにある。
本発明の一態様に係る電磁継電器は、第1固定端子と、第1固定接点と、第2固定端子と、第2固定接点と、可動接触片と、第1可動接点と、第2可動接点と、駆動軸と、駆動装置と、接点ケースと、ガイド壁とを備える。第1固定接点は、第1固定端子に接続される。第2固定接点は、第2固定端子に接続され、第1固定接点と第1方向に離れて配置される。可動接触片は、第1固定接点及び第2固定接点に対向する第1面と、第1面と反対側の第2面とを含む。第1可動接点は、可動接触片の第1面に配置され、第1固定接点に近づく接触方向と第1固定接点から離れる開離方向とを含む第2方向に第1固定接点と対向する。第2可動接点は、可動接触片の第1面に配置され、第2固定接点と対向する。駆動軸は、可動接触片に連結される。駆動装置は、駆動軸を介して可動接触片を第2方向に移動させる。接点ケースは、第1固定接点と、第2固定接点と、第1可動接点と、第2可動接点と、可動接触片とを収容する。接点ケースは、可動接触片の第1面と対向する第1外壁と、可動接触片の第2面と対向する第2外壁と、可動接触片の側方に配置され第1外壁と第2外壁とに接続される第3外壁とを含む。ガイド壁は、接点ケースの内面に接続される。ガイド壁は、第1固定接点と第1可動接点との間を流れる電流に起因して発生する第1固定接点及び第1可動接点の近傍の第1気流を可動接触片の第2面に向けて導く。
この電磁継電器では、例えば、第1固定接点と第1可動接点との間に流れる短絡電流に起因して発生する第1気流は、ガイド壁によって可動接触片の第2面に導かれる。これにより、第2面に導かれた第1気流によって可動接触片が接触方向に押圧される。その結果、第1固定接点に対する第1可動接点の接触力を高めることができる。すなわち、第1固定接点及び第1可動接点の少なくとも一方が溶融飛散した場合において、接点の接触力を高めることができる。
ガイド壁は、可動接触片の側方に配置され、第3外壁の内面から第1方向かつ開離方向に延び、可動接触片の第2面に対して傾斜する第1ガイド面を含んでもよい。この場合は、第1ガイド面によって第1気流が可動接触片の第2面に導かれ易くなる。
ガイド壁は、第2外壁の内面から可動接触片に向かって延び、第1ガイド面と第1方向に対向する第2ガイド面を含んでもよい。この場合は、第1ガイド面と第2ガイド面によって第1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
第2ガイド面は、可動接触片の第2面に対して傾斜し、可動接触片の第2面と第2方向に対向してもよい。この場合は、第2ガイド面によって第1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
ガイド壁は、第1固定端子の側方に配置され、第3外壁の内面から第1固定端子に向かって第2方向に延び、第1ガイド面と第2方向に対向する第3ガイド面を含んでもよい。この場合は、第3ガイド面によって、第
1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
ガイド壁は、第1固定端子の側方に配置され、第3外壁の内面から第1固定端子に向かって第2方向に延びる第3ガイド面を含んでもよい。この場合は、第3ガイド面によって、第1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
第3ガイド面は、第3外壁の内面から第2方向かつ接触方向に延び、可動接触片の第2面に対して傾斜してもよい。この場合は、第3ガイド面によって、第1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
ガイド壁は、可動接触片の側方に配置され、第3外壁の内面から第1方向と第2方向とに直交する第3方向かつ開離方向に延び、可動接触片の第2面に対して傾斜する第4ガイド面を含んでもよい。この場合は、第4ガイド面によって第1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
ガイド壁は、第2外壁の内面から可動接触片に向かって延び、第4ガイド面と第3方向に対向する第5ガイド面を含んでもよい。この場合は、第5ガイド面によって第1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
第5ガイド面は、可動接触片の第2面に対して傾斜し、可動接触片の第2面と第2方向に対向してもよい。この場合は、第5ガイド面によって第1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
ガイド壁は、第1固定端子の側方に配置され、第3外壁の内面から第1固定端子に向かって第3方向に延び、第4ガイド面と第2方向に対向する第6ガイド面を含んでもよい。この場合は、第6ガイド面によって第1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
ガイド壁は、第1固定端子の側方に配置され、第3外壁の内面から第1固定端子に向かって第1方向と第2方向とに直交する第3方向に延びる第6ガイド面を含んでもよい。この場合は、第6ガイド面によって第1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
第6ガイド面は、第3外壁の内面から第3方向かつ接触方向に延び、可動接触片の第2面に対して傾斜してもよい。この場合は、第6ガイド面によって第1気流が可動接触片の第2面にさらに導かれ易くなる。
可動接触片は、第1方向と第2方向とに直交する第3方向における接点ケース内の第1固定端子の寸法よりも小さい第3方向の寸法を有してもよい。この場合は、第3方向における可動接触片と第3外壁との間において、第1気流が流れ易くなる。
可動接触片は、接点ケース内における第1固定端子から第2固定端子までの距離よりも小さい第2方向の寸法を有してもよい。この場合は、第2方向における可動接触片と第3外壁との間において、第1気流が流れ易くなる。
可動接触片の第2面は、第1外壁に向かって凹む形状を有してもよい。この場合は、第2面に導かれた第1気流によって可動接触片を接触方向に効果的に押圧できる。
電磁継電器は、可動接触片と連動して移動する連動部材をさらに備えてもよい。連動部材は、可動接触片の第2面に配置され、可動接触片の第2面に向かって凹む形状を有してもよい。この場合は、第2面に導かれた第1気流によって連動部材を介して可動接触片を接触方向に効果的に押圧できる。
第1固定端子は、第1固定接点を支持する接点支持部と、接点支持部から第3外壁に向かって可動接触片に近づく方向に延びる延伸部とを含んでもよい。この場合は、延伸部によって第1気流が可動接触片の第2面に導かれ易くなる。
第1固定端子は、板状の端子であり、第1固定接点を支持する接点支持部と、可動接触片の側方に配置され接点支持部から第1ガイド面に向かって延びる縦部と、を含んでもよい。この場合は、縦部によって第1気流が可動接触片の第2面に導かれ易くなる。
接点ケースは、ガイド壁と異なる材料で形成されてもよい。この場合は、設計の自由度が高まる。
ガイド壁は、樹脂製であってもよい。この場合は、アークや接点ケース内の温度上昇によってガイド壁からガスが発生する。これにより、接点ケース内の圧力を上昇させることができるので、第1気流の流れを促進できる。
電磁継電器は、第1固定接点と第1可動接点との間で発生するアークをガイド壁に向けて引き延ばす磁石部をさらに備えてもよい。この場合は、第1気流の流れを効率的に制御できる。
本発明によれば、固定接点及び可動接点の少なくとも一方が溶融飛散した場合において、接点の接触力を高めることができる。
開状態における電磁継電器の断面模式図である。 閉状態における電磁継電器の断面模式図である。 接点ケースを上方から見た模式図である。 閉状態における可動接触片周辺の断面模式図である。 ガイド壁の変形例を説明するための図である。 ガイド壁の変形例を説明するための図である。 ガイド壁の変形例を説明するための図である。 ガイド壁の変形例を説明するための図である。 ガイド壁の変形例を説明するための図である。 ガイド壁の変形例を説明するための図である。 ガイド壁の変形例を説明するための図である。 可動接触片の変形例を説明するための図である。 電磁継電器の変形例を説明するための図である。 第1固定端子の変形例を説明するための図である。 第1固定端子の変形例を説明するための図である。 接点ケースの変形例を説明するための図である。 接点ケースの変形例を説明するための図である。 電磁継電器の変形例を説明するための図である。 電磁継電器の変形例を説明するための図である。
以下、本発明の一態様に係る電磁継電器100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、矢印Zが指し示す方向を上下方向、矢印Z1が指し示す方向を上方向、矢印Z2が指し示す方向を下方向、矢印Xが差し示す方向を左右方向、矢印X1が差し示す方向を左方向、矢印X2が差し示す方向を右方向、矢印Yが指し示す方向を前後方向、矢印Y1が指し示す方向を前方向、矢印Y2が指し示す方向を後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100の配置方向を限定するものではない。
なお、本実施形態における左右方向は、第1方向の一例であり、本実施形態における上下方向は、第2方向の一例である。また、本実施形態における上方向は、接触方向Z1の一例であり、本実施形態における下方向は開離方向Z2の一例である。本実施形態における前後方向は、第3方向の一例である。
図1は、第1実施形態に係る電磁継電器100の断面模式図である。図1に示すように、電磁継電器100は、接点ケース2と、接点装置3と、駆動装置4と、ガイド壁5(図4参照)とを備えている。
接点ケース2は、外形が略四角形の箱形状を有しており、絶縁性を有する材料で形成されている。接点ケース2は、セラミック製であってもよいし、アルミなどの金属材料で形成されてもよい。
図3は、接点ケース2を上方から見た図である。図1及び図3に示すように、接点ケース2は、天壁2aと、底壁2bと、側壁2cとを含む。天壁2aと、底壁2bと、側壁2cとによって、接点装置3を収容する空間が形成されている。
天壁2aは、第1外壁の一例である。底壁2bは、第2外壁の一例である。側壁2cは、第3外壁の一例である。天壁2a及び底壁2bは、上下方向から見て矩形状であり、上下方向と直交する方向に延びている。底壁2bは、天壁2aと上下方向に離れている。底壁2bは、天壁2aの下方で天壁2aと上下方向に対向して配置されている。
側壁2cは、天壁2aと底壁2bとの間に配置されており、天壁2aと底壁2bとに接続される。側壁2cは、左側壁2dと、右側壁2eと、前側壁2fと、後側壁2gとを含む。左側壁2d及び右側壁2eは、左右方向と直交する方向に延びている。左側壁2dは、天壁2aの左端から底壁2bの左端まで延びている。右側壁2eは、左側壁2dと左右方向に対向する。右側壁2eは、天壁2aの右端から底壁2bの右端まで延びている。前側壁2f及び後側壁2gは、前後方向と直交する方向に延びている。前側壁2fは、天壁2aの前端から底壁2bの前端まで延びている。後側壁2gは、前側壁2fと前後方向に対向する。後側壁2gは、天壁2aの後端から底壁2bの後端まで延びている。
接点装置3は、第1固定端子6と、第2固定端子7と、第1固定接点8と、第2固定接点9と、可動接触片10と、第1可動接点11と、第2可動接点12と、可動機構13とを含む。第1固定接点8、第2固定接点9、可動接触片10、第1可動接点11及び第2可動接点12は、接点ケース2に収容されている。
第1固定端子6及び第2固定端子7は、円柱形状の端子であり、上下方向に延びている。第1固定端子6及び第2固定端子7は、接点ケース2の内部と外部とに亘って延びている。第1固定端子6及び第2固定端子7は、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、第1接点支持部6aと、第1外部接続部6bとを含む。第1接点支持部6aは、接点ケース2内に配置されている。第1接点支持部6aは、上下方向と直交する方向に延びている。第1外部接続部6bは、接点ケース2の天壁2aから上方に突出して、接点ケース2の外部に露出する。
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の右方に配置されている。第2固定端子7は、第2接点支持部7aと、第2外部接続部7bとを含む。第2接点支持部7aは、接点ケース2内に配置されている。第2接点支持部7aは、上下方向と直交する方向に延びている。第2外部接続部7bは、接点ケース2の天壁2aから上方に突出して、接点ケース2の外部に露出する。
第1固定接点8は、銅などの導電性を有する材料で形成されている。第1固定接点8は、第1固定端子6に接続される。第1固定接点8は、第1接点支持部6aに支持されている。第1固定接点8は、第1接点支持部6aの下面から下方に突出する。
第2固定接点9は、銅などの導電性を有する材料で形成されている。第2固定接点9は、第2固定端子7に接続される。第2固定接点9は、第2接点支持部7aに支持されている。第2固定接点9は、第2接点支持部7aの下面から下方に突出する。
可動接触片10は、一方向に長い板状部材であり、接点ケース2内で左右方向に延びている。本実施形態では、可動接触片10の長手方向は、左右方向と一致する。また、可動接触片10の短手方向は、前後方向と一致する。可動接触片10、銅などの導電性を有する材料で形成されている。接点ケース2の側壁2cは、可動接触片10の側方に配置されている。
可動接触片10は、第1可動接点11が第1固定接点8に近づくとともに第2可動接点12が第2固定接点9に近づく接触方向Z1(ここでは上方向)と、第1可動接点11が第1固定接点8から離れるとともに第2可動接点12が第2固定接点9から離れる開離方向Z2(ここでは下方向)とに移動可能に設けられる。すなわち、本実施形態では、可動接触片10は、上下方向に移動可能に設けられる。
可動接触片10は、第1固定接点8及び第2固定接点9と上下方向に対向する第1面10aと、第1面10aと反対側の第2面10bとを含む。第1面10a及び第2面10bは、上下方向と直交する方向に延びている。第1面10aは、第1固定接点8及び第2固定接点9の下方に配置されている。第1面10aは、接点ケース2の天壁2aと上下方向に対向する。第1面10aは、第1固定接点8及び第2固定接点9と上下方向に対向する。第1面10aは、可動接触片10の上面であり、第2面10bは、可動接触片10の下面である。第2面10bは、接点ケース2の底壁2bと上下方向に対向する。
可動接触片10は、貫通孔10cを含む。貫通孔10cは、可動接触片10の中心に形成されている。貫通孔10cは、上下方向に貫通する孔形状を有している。
第1可動接点11は、可動接触片10に接続されている。第1可動接点11は、可動接触片10の第1面10aに配置され、第1固定接点8と上下方向に対向する。第1可動接点11は、第1固定接点8の下方に配置されている。第1可動接点11は、可動接触片10の第1面10aから上方に突出する。第1可動接点11は、可動接触片10の移動に応じて、第1固定接点8に接触可能である。第1可動接点11は、銅などの導電性を有する材料で形成されている。
第2可動接点12は、可動接触片10に接続されている。第2可動接点12は、可動接触片10の第1面10aに配置され、第2固定接点9と上下方向に対向する。第2可動接点12は、第2固定接点9の下方に配置されている。第2可動接点12は、可動接触片10の第1面10aから上方に突出する。第2可動接点12は、可動接触片10の移動に応じて、第2固定接点9に接触可能である。第2可動接点12は、銅などの導電性を有する材料で形成されている。
可動機構13は、可動接触片10を支持する。可動機構13は、駆動軸21と、第1保持部材22と、第2保持部材23と、接点ばね24とを含む。
駆動軸21は、可動接触片10の貫通孔10cを上下方向に貫通する軸部材である。駆動軸21は、上下方向と平行に延びている。駆動軸21は、上下方向に移動可能に設けられる。駆動軸21は、可動接触片10の左右方向及び前後方向の中心で可動接触片10に相対移動可能に連結される。
第1保持部材22は、可動接触片10よりも上方で駆動軸21に固定されている。第2保持部材23は、可動接触片10よりも下方で駆動軸21に固定されている。接点ばね24は、圧縮された状態で可動接触片10と第2保持部材23の間に配置されている。接点ばね24は、コイルバネであり、内周部に駆動軸21が配置されている。接点ばね24は、可動接触片10を接触方向Z1に付勢する。
駆動装置4は、接点装置3の下方に配置されている。駆動装置4は、電磁力により、可動機構13の駆動軸21を介して可動接触片10を上下方向に移動させる。駆動装置4は、コイル31と、可動鉄心32と、固定鉄心33と、ヨーク34と、復帰ばね35と、を含む。
コイル31は、電圧が印加されて励磁されると、可動鉄心32を接触方向Z1に移動させる電磁力を発生させる。可動鉄心32は、駆動軸21に一体移動可能に連結されている。固定鉄心33は、可動鉄心32と対向する位置に配置されている。ヨーク34は、コイル31を囲むように配置されている。復帰ばね35は、可動鉄心32と固定鉄心33の間に配置されている。復帰ばね35は、可動鉄心32を開離方向Z2に付勢する。
図1は、駆動装置4が励磁されていない状態を示している。駆動装置4が励磁されていないときは、第1可動接点11は、第1固定接点8から開離しており、第2可動接点12は、第2固定接点9から開離している。
図2は、駆動装置4が励磁されて、可動機構13が接触方向Z1に移動したときの状態を示している。駆動装置4が励磁されると、可動鉄心32が駆動軸21とともに接触方向Z1に移動する。駆動軸21の接触方向Z1の移動に伴い、第2保持部材23によって接点ばね24が圧縮される。これにより、可動接触片10を接触方向Z1に押圧する力が大きくなり、可動接触片10が接触方向Z1に移動して、第1可動接点11が第1固定接点8に接触し、第2可動接点12が第2固定接点9に接触する。以下では、第1可動接点11が第1固定接点8に接触し、第2可動接点12が第2固定接点9に接触した状態を閉状態と呼ぶ。閉状態では、第1保持部材22は、可動接触片10と上下方向に離れている。
図4は、第1固定接点8と第1可動接点11との間を流れる電流に起因して発生する第1固定接点8及び第1可動接点11の近傍の第1気流の流れを説明するための図である。図4は、可動接触片10周辺を前後方向に直交する平面で切断した断面模式図である。ガイド壁5は、接点ケース2内に配置されている。ガイド壁5は、接点ケース2の内面に接続されている。本実施形態では、ガイド壁5は、接点ケース2と一体であり、接点ケース2と単一の部材で構成されている。なお、図4以降では、可動機構13の図示が省略されている。
ガイド壁5は、第1気流を可動接触片10の第2面10bに向けて導く。ガイド壁5は、第1ガイド面41と、第2ガイド面42と、第3ガイド面43とを含む。第1~第3ガイド面41~43は、第1気流における左側壁2dに向かって流れる気流を可動接触片10の第2面10bに向けて導く。図4では、左側壁2dに向かって流れる第1気流の流れを矢印で模式的に示している。なお、図1及び図2では、ガイド壁5の図示が省略されている。
第1気流は、第1固定接点8及び第1可動接点11の溶融や飛散、第1固定接点8と第1可動接点11との間で発生するアークなどに起因して発生する。また、第1気流は、第1固定接点8及び第1可動接点11の近傍の空気の温度上昇による圧力上昇に起因して発生する。
第1~第3ガイド面41~43は、前後方向と直交する断面視において、可動接触片10の第2面10bに対して傾斜している。第1~第3ガイド面41~43は、可動接触片10の左右方向の中心に対して左方に配置されている。
第1ガイド面41は、接点ケース2内において、可動接触片10の左側方に配置されている。第1ガイド面41は、可動接触片10と左右方向に重なる位置に配置されている。第1ガイド面41は、前後方向に延びている。第1ガイド面41は、左側壁2dと底壁2bとに接続されている。第1ガイド面41は、左側壁2dの内面から左右方向かつ開離方向Z2に延びている。第1ガイド面41は、左側壁2dの内面から可動接触片10の下方に向かって底壁2bまで延びている。
第1ガイド面41の上端は、左側壁2dに接続されている。第1ガイド面41の上端は、閉状態において、可動接触片10よりも上方に配置されている。第1ガイド面41の下端は、底壁2bに接続されている。第1ガイド面41の下端は、可動接触片10の左端の下方付近に配置されている。第1ガイド面41は、上端が下端よりも左方に位置しており、上端から下端に向かって可動接触片10の左右方向の中心に近づく方向に延びている。第1ガイド面41の前端は、前側壁2fに接続されている。第1ガイド面41の後端は、後側壁2gに接続されている。
第1ガイド面41に当たった第1気流は、第1ガイド面41によって可動接触片10の下方に案内されて、可動接触片10の第2面10bに導かれる。
第2ガイド面42は、接点ケース2内において、可動接触片10の下方に配置されている。第2ガイド面42は、可動接触片10の第2面10bと上下方向に重なる位置に配置されている。第2ガイド面42は、可動接触片10の第1可動接点11と上下方向に重なる位置に配置されている。第2ガイド面42は、第1ガイド面41と左右方向に離れている。第2ガイド面42は、第1ガイド面41の右方に配置されており、第1ガイド面41と左右方向に対向する。第2ガイド面42は、前後方向に延びている。
第2ガイド面42は、接点ケース2の底壁2bから可動接触片10の第2面10bに向かって延びている。第2ガイド面42は、可動接触片10の第2面10bと上下方向に対向する。第2ガイド面42の下端は、底壁2bに接続されている。第2ガイド面42は、上端が下端よりも右方に配置されており、下端から上端に向かって可動接触片10の左右方向の中心に近づく方向に延びている。第2ガイド面42の前端は、前側壁2fに接続されている。第2ガイド面42の後端は、後側壁2gに接続されている。
第2ガイド面42は、第1ガイド面41によって可動接触片10の下方に案内された第1気流を可動接触片10の第2面10bに向けて押し上げる。すなわち、第1ガイド面41によって可動接触片10の下方に案内された第1気流は、第2ガイド面42によって可動接触片10の第2面10bに導かれ易い。
第3ガイド面43は、接点ケース2内において、第1固定端子6の左側方に配置されている。第3ガイド面43は、第1ガイド面41の上方に配置されており、第1ガイド面41と上下方向に対向する。第3ガイド面43は、左側壁2dの内面から第1固定端子6に向かって左右方向に延びている。第3ガイド面43は、左側壁2dの内面から左右方向及び接触方向Z1延びており、可動接触片10の第2面10bに対して傾斜する。第3ガイド面43は、左側壁2dと天壁2aとに接続されている。第3ガイド面43は、前後方向に延びている。
第3ガイド面43の上端は、天壁2aに接続されている。第3ガイド面43の下端は、左側壁2dに接続されている。第3ガイド面43の下端は、第1固定接点8の下端の左方付近に配置されている。第3ガイド面43は、上端が下端よりも右方に配置されており、下端から上端に向かって可動接触片10の左右方向の中心に近づく方向に延びている。第3ガイド面43の前端は、前側壁2fに接続されている。第3ガイド面43の後端は、後側壁2gに接続されている。
第3ガイド面43は、左側壁2dに向かって流れる第1気流を第1ガイド面41に向けて案内する。すなわち、第3ガイド面43に当たった第1気流は、第1ガイド面41に向けて流れる。これにより、第3ガイド面43に当たった第1気流は、第1ガイド面41によって可動接触片10の下方に案内されて、可動接触片10の第2面10bに導かれる。
ガイド壁5は、第1ガイド面51と、第2ガイド面52と、第3ガイド面53とをさらに含む。第1~第3ガイド面51~53は、第2固定接点9と第2可動接点12との間を流れる電流に起因して発生する第2固定接点9及び第2可動接点12の近傍の第2気流を可動接触片10の第2面10bに向けて導く。より詳細には、第1~第3ガイド面51~53は、第2気流における右側壁2eに向かって流れる気流を可動接触片10の第2面10bに向けて導く。
第1~第3ガイド面51~53は、駆動軸21を中心として、第1ガイド面41~43と左右対称形状である。第1ガイド面51~53の詳細な説明は省略する。
上記構成の電磁継電器100では、例えば、第1固定接点8と第1可動接点11との間に流れる短絡電流に起因して発生する第1気流は、ガイド壁5の第1~第3ガイド面41~43によって可動接触片10の第2面10bに導かれる。これにより、第2面10bに導かれた第1気流によって可動接触片10が接触方向Z1に押圧される。その結果、第1固定接点8に対する第1可動接点11の接触力を高めることができる。すなわち、第1固定接点8及び第1可動接点11の少なくとも一方が溶融飛散した場合において、接点の接触力を高めることができる。
また、例えば、第2固定接点9と第2可動接点12との間に流れる短絡電流に起因して発生する第2気流は、第1~第3ガイド面51~53によって可動接触片10の第2面10bに導かれる。これにより、第2面10bに導かれた第2気流によって可動接触片10が接触方向Z1に押圧される。その結果、第2固定接点9に対する第2可動接点12の接触力を高めることができる。
なお、本実施形態では、通常の遮断時(閉状態から開状態への移行時)において、第1気流及び第2気流によって接点の開離速度が遅くなるおそれがあるので、例えば、可動機構13の移動に応じて開閉する流路や、遮断時の可動鉄心32の移動によってできる空間などに第1気流及び第2気流を逃がす構造を設けることが好ましい。
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。
以下に説明する図面では、前記実施形態と同様の構成については、前記実施形態と同じ符号が付されている。図5は、第1変形例に係る電磁継電器100の第1固定接点8周辺を左右方向に直交する平面で切断した断面を左側から見た断面模式図である。図5では、前側壁2f及び後側壁2gに向かって流れる第1気流の流れを矢印で模式的に示している。
第1変形例に係る電磁継電器100のガイド壁5は、第4ガイド面61,71と、第5ガイド面62,72と、第6ガイド面63,73とを含む。なお、第1変形例に係る電磁継電器100のガイド壁5は、第1ガイド面41,51、第2ガイド面42,52及び第3ガイド面43,53を有していない。
第4~第6ガイド面61~63は、第1気流における前側壁2fに向かって流れる気流を可動接触片10の第2面10bに向けて導く。第4~第6ガイド面61~63は、左右方向と直交する断面視において、可動接触片10の第2面10bに対して傾斜している。第4~第6ガイド面61~63は、可動接触片10の前後方向の中心に対して前方に配置されている。
第4ガイド面61は、接点ケース2内において、可動接触片10の前方に配置されている。第4ガイド面61は、可動接触片10と前後方向に重なる位置に配置されている。第4ガイド面61は、左右方向に延びている。第4ガイド面61は、前側壁2fと底壁2bとに接続されている。第4ガイド面61は、前側壁2fの内面から前後方向及び開離方向Z2に延びている。第4ガイド面61は、前側壁2fの内面から可動接触片10の下方に向かって底壁2bまで延びている。
第4ガイド面61の上端は、前側壁2fに接続されている。第4ガイド面61の上端は、閉状態において、可動接触片10よりも上方に配置されている。第4ガイド面61の下端は、底壁2bに接続されている。第4ガイド面61の下端は、可動接触片10の前端の下方付近に配置されている。第4ガイド面61は、上端が下端よりも前方に位置しており、上端から下端に向かって可動接触片10の前後方向の中心に近づく方向に延びている。第4ガイド面61の左端は、左側壁2dに接続されている。第4ガイド面61の右端は、右側壁2eに接続されている。
第5ガイド面62は、第4ガイド面61によって可動接触片10の下方に案内された第1気流を可動接触片10の第2面10bに向けて押し上げる。第5ガイド面62は、接点ケース2内において、可動接触片10の下方に配置されている。第5ガイド面62は、可動接触片10の第2面10bと上下方向に重なる位置に配置されている。第5ガイド面62は、可動接触片10の第1可動接点11と上下方向に重なる位置に配置されている。第5ガイド面62は、第4ガイド面61と前後方向に離れている。第5ガイド面62は、第4ガイド面61の後方に配置されており、第4ガイド面61と前後方向に対向する。第5ガイド面62は、駆動軸21が配置される部分を除いて左右方向に延びている。すなわち、第5ガイド面62は、第2可動接点12と上下方向に重なる位置にも配置されている。
第5ガイド面62は、底壁2bの内面から可動接触片10の第2面10bに向かって延びている。第5ガイド面62は、可動接触片10の第2面10bと上下方向に対向する。第5ガイド面62の下端は、底壁2bに接続されている。第2ガイド面42は、上端が下端よりも左方に配置されており、下端から上端に向かって可動接触片10の前後方向の中心に近づく方向に延びている。
第6ガイド面63は、前側壁2fに向かって流れる第1気流を第4ガイド面61に向けて案内する。第6ガイド面63は、接点ケース2内において、第1固定端子6の前側方に配置されている。第6ガイド面63は、左右方向に延びている。第6ガイド面63は、前側壁2fと天壁2aとに接続されている。第6ガイド面63は、前側壁2fの内面から第1固定端子6に向かって前後方向に延びている。第6ガイド面63は、前側壁2fの内面から前後方向かつ接触方向Z1に延びている。
第6ガイド面63の上端は、天壁2aに接続されている。第6ガイド面63の下端は、前側壁2fに接続されている。第6ガイド面63の下端は、第1固定接点8の下端の前方付近に配置されている。第6ガイド面63は、上端が下端よりも後方に配置されており、下端から上端に向かって可動接触片10の前後方向の中心に近づく方向に延びている。第6ガイド面63の左端は、左側壁2dに接続されている。第6ガイド面63の右端は、右側壁2eに接続されている。
第4~第6ガイド面71~73は、第1気流における後側壁2gに向かって流れる気流を可動接触片10の第2面10bに向けて導く。第4~第6ガイド面71~73は、第4~第6ガイド面61~63と前後対称形状である。第4~第6ガイド面71~73の詳細な説明は省略する。
第1変形例に係る電磁継電器100では、第4ガイド面61,71、第5ガイド面62,72及び第6ガイド面63,73によって第1気流が可動接触片10の第2面10bに導かれることで、第1固定接点8に対する第1可動接点11の接触力を高めることができる。また、第4ガイド面61,71、第5ガイド面62,72及び第6ガイド面63,73によって第2気流が可動接触片10の第2面10bに導かれることで、第2固定接点9に対する第2可動接点12の接触力を高めることができる。
図6は、第2変形例に係る電磁継電器100の第1固定接点8周辺を左右方向に直交する平面で切断した断面を左側から見た断面模式図である。第2変形例に係る電磁継電器100のガイド壁5は、第1実施形態に係るガイド壁5と、第1変形例に係るガイド壁5とを組み合わせた構成である。すなわち、第2変形例に係る電磁継電器100のガイド壁5は、第1ガイド面41,51、第2ガイド面42,52、第3ガイド面43,53、第4ガイド面61,71、第5ガイド面62,72及び第6ガイド面63,73を含む。
第2変形例に係る電磁継電器100のガイド壁5において、第5ガイド面62,72は、省略されてもよい。或いは、第2ガイド面42,52は、省略されてもよい。すなわち、第1ガイド面41,51と、第2ガイド面42,52と、第3ガイド面43,53と、第4ガイド面61,71と、第5ガイド面62,72と、第6ガイド面63,73との組み合わせは、適宜変更されてもよい。
例えば、第1実施形態において、第2ガイド面42,52が省略されてもよい。第1実施形態において、ガイド壁5は、第1ガイド面41及び第3ガイド面43の少なくとも一方を有していればよい。第1変形例に係るガイド壁5において、第5ガイド面62,72が省略されてもよいし、第4ガイド面61及び第6ガイド面63の少なくとも一方を有していればよい。
第3ガイド面43,53及び第6ガイド面63,73の形状は変更されてもよい。例えば、第3ガイド面43,53及び第6ガイド面63,73は、接点ケース2内において、第1固定端子6及び第2固定端子7の側方の空間が狭くなるような形状を有してもよい。例えば、図7に示すように、第3ガイド面43,53及び第6ガイド面63,73は、上下方向に厚みを有してもよい。また、図8に示すように、第3ガイド面43,53及び第6ガイド面63,73は、上下方向に垂直な平面で構成されてもよい。また、図9に示すように、第3ガイド面43,53及び第6ガイド面63,73は、接点ケース2内において、側壁2cから第1固定端子6及び第2固定端子7に向かって突出する段部によって構成されてもよい。
第2ガイド面42,52及び第5ガイド面62,72の形状は変更されてもよい。例えば、図10に示すように、第5ガイド面62,72は、前後方向に垂直な平面で構成されてもよい。同様に、第2ガイド面42,52は、左右方向に垂直な平面で構成されてもよい。
可動接触片10の形状は、変更されてもよい。図11に示すように、可動接触片10の前後方向の寸法は、接点ケース2内における第1固定端子6の前後方向の寸法よりも小さくてもよい。或いは、図4に示すように、左右方向における可動接触片10の寸法は、第1固定端子6の左端から第2固定端子7まで右端までの距離よりも小さくてもよい。この場合は、第1気流及び第2気流が、可動接触片10の第2面10bに案内され易くなる。
図12に示すように、可動接触片10は、第2面10bにおいて、下方から上方に向かって凹む形状(凹部)を有してもよい。可動接触片10の凹部は、少なくとも第1可動接点11及び第2可動接点12と上下方向に重なる位置に形成されている。
図13に示すように、電磁継電器100は、可動接触片10と連動して移動する連動部材76をさらに備えてもよい。連動部材76は、可動接触片10の第2面10bに配置されている。連動部材76は、可動接触片10の第2面10bに向って凹む形状を有している。すなわち、連動部材76の下面は、下方から上方に向かって凹む形状(凹部)を有している。この場合、例えば、第1気流は、連動部材76を介して可動接触片10を接触方向Z1に押圧してもよい。すなわち、ガイド壁5によって可動接触片10の第2面10bに向けて導かれた第1気流及び第2気流は、可動接触片10を間接的に接触方向Z1に押圧する構成であってもよい。或いは、可動接触片10の第2面10bに加えて、可動接触片10の下方に配置される第2保持部材23や可動接触片10を保持するホルダなどの部材が第1気流及び第2気流によって接触方向Z1に押圧されるようにガイド壁5が構成されてもよい。
第1固定端子6及び第2固定端子7は、板状の端子であってもよい。その場合、例えば、図14に示すように、第1接点支持部6aの前後方向の両端から前後方向に延びる延伸部6cを含んでもよい。延伸部6cは、第1接点支持部6aから側壁2cに向かって可動接触片10に近づく方向に延びている。なお、延伸部6cは、第1接点支持部6aの左端に設けられてもよい。
第1固定端子6及び第2固定端子7は、屈曲した形状を有してもよい。例えば、図15に示すように、第1固定端子6は、縦部6dを含んでもよい。縦部6dは、可動接触片10の側方に配置されている。縦部6dは、第1接点支持部6aから第1ガイド面41に向かって延びている。縦部6dは、第1接点支持部6aの左端から接点ケース2内で上方に延びている。縦部6dは、第1気流を可動接触片10の第2面10bに向けて導く。図15に示す例では、第1ガイド面41及び第2ガイド面42が天壁2aに配置されている。縦部6dは、第1ガイド面41に接続されている。
接点ケース2は、複数の部材を組み合わせて形成されてもよい。例えば、図16に示すように、接点ケース2は、複数に分割された部材を組み合わせて構成されてもよい。例えば、接点ケース2は、上下方向に分割された部材を組み合わせて構成されてもよい。或いは、接点ケース2は、左右方向又は前後方向に分割された部品で構成されてもよい。
図17に示すように、ガイド壁5は、接点ケース2と別体であってもよい。接点ケース2と、ガイド壁5とは、異なる材料で形成されてもよい。例えば、接点ケース2は、セラミック製又は金属製で、ガイド壁5は、樹脂製であってもよい。
前記実施形態では、接点ケース2は、上向から見て矩形状であったが、接点ケース2は、上向から見て円形状又は楕円形状であってもよい。
第1実施形態に係る電磁継電器100は、図18に示すように、磁石部80をさらに備えてもよい。磁石部80は、第1固定接点8と第1可動接点11との間で生じる第1アークと、第2固定接点9と第2可動接点12との間で生じる第2アークを伸長させるための磁界を発生させる。磁石部80は、接点ケース2の側壁2cの外面に配置されている。磁石部80は、第1磁石80aと、第2磁石80bとを含む。第1磁石80a及び第2磁石80bは、例えば永久磁石である。第1磁石80aと第2磁石80bとは、前後方向に異極が対向するように配置されている。図17に示す実施例では、第1磁石80aは、N極が前側壁2fに面している。第2磁石80bは、S極が後側壁2gに面している。
第1可動接点11から第1固定接点8に向かって電流が流れる場合、第1アークに対して左側壁2dに向かう方向にローレンツ力F1が作用する。すなわち、第1アークは、第1ガイド面41及び第3ガイド面43に向かう方向に伸長される。第1アークが伸長される方向に第1ガイド面41及び第3ガイド面43が設けられているので、第1気流の流れを効果的に制御できる。また、第2アークに対して右側壁2eに向かう方向にローレンツ力F2が作用するので、第1ガイド面51及び第3ガイド面53によって第2気流の流れを効果的に制御できる。なお、第2変形例に係る電磁継電器100においても、磁石部80をさらに備えてもよい。
第1変形例に係る電磁継電器100は、図19に示すように、磁石部90をさらに備えてもよい。磁石部90は、第1アークと第2アークを伸長させるための磁界を発生させる。磁石部90は、第1アークと第2アークに対して可動接触片10の短手方向にローレンツ力が作用するように配置されている。磁石部90は、接点ケース2の側壁2cの外面に配置されている。磁石部90は、第1磁石90aと第2磁石90bとを含む。第1磁石90a及び第2磁石90bは、例えば永久磁石である。第1磁石90aと第2磁石90bとは、左右方向に異極が対向するように配置されている。図18に示す実施例では、第1磁石90aは、N極が左側壁2dに面している。第2磁石90bは、S極が右側壁2eに面している。
第1固定接点8から第1可動接点11に向かって電流が流れる場合、第1アークに対して前側壁2fに向かう方向にローレンツ力F3が作用する。すなわち、第1アークは、第4ガイド面61及び第6ガイド面63に向かう方向に伸長される。第2アークに対して後側壁2gに向かう方向にローレンツ力F4が作用する。すなわち、第2アークは、第4ガイド面71及び第6ガイド面73に向かう方向に伸長される。電流の流れる向きが逆(第1可動接点11から第1固定接点8に向かって流れる)の場合は、第1アークに対して、後側壁2gに向かう方向にローレンツ力F5が作用し、第2アークに対して前側壁2fに向かう方向にローレンツ力F6が作用する。なお、第1磁石90aと第2磁石90bとは、左右方向に同極が対向するように配置されてもよい。第2変形例に係る電磁継電器100においても、磁石部90をさらに備えてもよい。
第1固定接点8と第1可動接点11とが異なる材料で形成されてもよい。第2固定接点9と第2可動接点12とが異なる材料で形成されてもよい。第1可動接点11及び第2可動接点12は、可動接触片10に埋め込まれていてもよい。すなわち、第1可動接点11及び第2可動接点12は、可動接触片10から上方に突出していなくてもよい。第1可動接点11及び第2可動接点12が可動接触片10から上方に突出する場合、第1固定接点8が第1固定端子6の第1接点支持部6aに埋め込まれ、第2固定接点9が第2固定端子7の第2接点支持部7aに埋め込まれていてもよい。
2 接点ケース
2a 天壁(第1外壁の一例)
2b 底壁(第2外壁の一例)
2c 側壁(第3外壁の一例)
4 駆動装置
5 ガイド壁
6 第1固定端子
7 第2固定端子
8 第1固定接点
9 第2固定接点
10 可動接触片
11 第1可動接点
12 第2可動接点+
21 駆動軸
24 接点ばね
41 第1ガイド面
42 第2ガイド面
43 第3ガイド面
61 第4ガイド面
62 第5ガイド面
63 第6ガイド面
100 電磁継電器
X 第1方向
Z 第2方向
Z1 接触方向
Z2 開離方向
Y 第3方向

Claims (22)

  1. 第1固定端子と、
    前記第1固定端子に接続された第1固定接点と、
    第2固定端子と、
    前記第2固定端子に接続され、前記第1固定端子と第1方向に離れて配置された第2固定接点と、
    前記第1固定接点及び前記第2固定接点と対向する第1面と、前記第1面と反対側の第2面とを含む可動接触片と、
    前記可動接触片の前記第1面に配置され、前記第1固定接点に近づく接触方向と前記第1固定接点から離れる開離方向とを含む第2方向に前記第1固定接点と対向する第1可動接点と、
    前記可動接触片の前記第1面に配置され、前記第2固定接点と対向する第2可動接点と、
    前記可動接触片に連結される駆動軸と、
    前記駆動軸を介して前記可動接触片を前記第2方向に移動させる駆動装置と、
    前記可動接触片の前記第1面と対向する第1外壁と、前記可動接触片の前記第2面と対向する第2外壁と、前記可動接触片の側方に配置され前記第1外壁と前記第2外壁とに接続される第3外壁とを含み、前記第1固定接点と、前記第2固定接点と、前記第1可動接点と、前記第2可動接点と、前記可動接触片とを収容する接点ケースと、
    前記接点ケースの内面に接続され、前記第1固定接点と前記第1可動接点との間を流れる電流に起因して発生する前記第1固定接点及び前記第1可動接点の近傍の第1気流を前記可動接触片の前記第2面に向けて導くガイド壁と、
    を備えた、電磁継電器。
  2. 前記ガイド壁は、前記可動接触片の側方に配置され、前記第3外壁の内面から前記第1方向かつ前記開離方向に延び、前記可動接触片の前記第2面に対して傾斜する第1ガイド面を含む、
    請求項1に記載の電磁継電器。
  3. 前記ガイド壁は、前記第2外壁の内面から前記可動接触片に向かって延び、前記第1ガイド面と前記第1方向に対向する第2ガイド面を含む、
    請求項2に記載の電磁継電器。
  4. 前記第2ガイド面は、前記可動接触片の前記第2面に対して傾斜し、前記可動接触片の前記第2面と前記第2方向に対向する、
    請求項3に記載の電磁継電器。
  5. 前記ガイド壁は、前記第1固定端子の側方に配置され、前記第3外壁の内面から前記第1固定端子に向かって前記第2方向に延び、前記第1ガイド面と前記第2方向に対向する第3ガイド面を含む、
    請求項2から4のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  6. 前記ガイド壁は、前記第1固定端子の側方に配置され、前記第3外壁の内面から前記第1固定端子に向かって第2方向に延びる第3ガイド面を含む、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  7. 前記第3ガイド面は、前記第3外壁の内面から前記第2方向かつ前記接触方向に延び、前記可動接触片の前記第2面に対して傾斜する、
    請求項5又は6に記載の電磁継電器。
  8. 前記ガイド壁は、前記可動接触片の側方に配置され、前記第3外壁の内面から前記第1方向と前記第2方向とに直交する第3方向かつ前記開離方向に延び、前記第2外壁に対して傾斜する第4ガイド面を含む、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  9. 前記ガイド壁は、前記第2外壁の内面から前記可動接触片に向かって延び、前記第4ガイド面と前記第3方向に対向する第5ガイド面を含む、
    請求項8に記載の電磁継電器。
  10. 前記第5ガイド面は、前記可動接触片の前記第2面に対して傾斜し、前記可動接触片の前記第2面と前記第2方向に対向する、
    請求項9に記載の電磁継電器。
  11. 前記ガイド壁は、前記第1固定端子の側方に配置され、前記第3外壁の内面から前記第1固定端子に向かって前記第3方向に延び、前記第4ガイド面と前記第2方向に対向する第6ガイド面を含む、
    請求項8から10のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  12. 前記ガイド壁は、前記第1固定端子の側方に配置され、前記第3外壁の内面から前記第1固定端子に向かって前記第1方向と前記第2方向とに直交する第3方向に延びる第6ガイド面を含む、
    請求項1から10のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  13. 前記第6ガイド面は、前記第3外壁の内面から前記第3方向かつ前記接触方向に延び、前記可動接触片の前記第2面に対して傾斜する、
    請求項11又は12に記載の電磁継電器。
  14. 前記可動接触片は、前記第1方向と前記第2方向とに直交する第3方向における前記接点ケース内の前記第1固定端子の寸法よりも小さい前記第3方向の寸法を有する、
    請求項1から13のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  15. 前記可動接触片は、前記接点ケース内における第1固定端子から前記第2固定端子までの距離よりも小さい前記第2方向の寸法を有する、
    請求項1から14のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  16. 前記可動接触片の前記第2面は、前記第1外壁に向かって凹む形状を有している、
    請求項1から15のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  17. 前記可動接触片の前記第2面に配置され、前記可動接触片と連動して移動する連動部材をさらに備え、
    前記連動部材は、前記可動接触片の前記第2面に向かって凹む形状を有している、
    請求項1から16のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  18. 前記第1固定端子は、前記第1固定接点を支持する接点支持部と、前記接点支持部から前記第3外壁に向かって前記可動接触片に近づく方向に延びる延伸部とを含む、
    請求項1から17のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  19. 前記第1固定端子は、板状の端子であり、前記第1固定接点を支持する接点支持部と、前記可動接触片の側方に配置され前記接点支持部から前記第1ガイド面に向かって延びる縦部と、を含む、
    請求項2から5のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  20. 前記接点ケースは、前記ガイド壁と異なる材料で形成されている、
    請求項1から19のいずれか1項に記載の電磁継電器。
  21. 前記ガイド壁は、樹脂製である、
    請求項20に記載の電磁継電器。
  22. 前記第1固定接点と前記第1可動接点との間で発生するアークを前記ガイド壁に向けて引き延ばす磁石部をさらに備える、
    請求項1から21のいずれか1項に記載の電磁継電器。
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