JP3011334B1 - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【要約】 【解決手段】 ハウジング２内に励磁コイル３を巻いた
門形固定鉄芯４を配置し、この門形固定鉄芯４の凹部４
ａに可動接片６及び固定接片７からなるスイッチ機構９
を配置し、凹部４ａをほぼ閉じるように接極子１１を配
置し、この接極子１１を門形固定鉄芯４の両脚部の一方
としての一方側脚部１２に接触させ、両脚部の他方とし
ての他方側脚部１３で離接させることでスイングさせ、
接極子１１の中間に設けた凸部１４で可動接片６を押し
てスイッチ機構９をオン・オフする形式の電磁継電器１
であり、可動接片６の支持部６ａを門形固定鉄芯４の両
脚部の他方１３側に設け、接極子１１の凸部１４を門形
固定鉄芯４の両脚部の他方１３側に寄せて形成し、接極
子１１の他端１１ｂを両脚部の他方１３に離接させる距
離に比べ、可動接片６と固定接片７との接点間距離を大
きく稼ぐようにした。 【効果】 薄型で定格制御容量の大きい電磁継電器を実
現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁継電器の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁継電器として、例えば実用新案登
録第２５０１８６４号公報「電磁石ブロック」や特開
平７−１５３３５７号公報「電磁継電器」が知られてい
る。上記は、同公報の第１図によれば、円筒型の電磁
石ブロックＡ、固定接片２及び可動接片３をベース１上
に平面的に配置し、円筒型の電磁石ブロックＡで可動鉄
片４を介して可動接片３を駆動し、可動接片３を固定接
片２にオン・オフさせるものである。上記は、同公報
の図５によれば、板状の門形鉄心３１に励磁コイル３４
を巻き、門形鉄心３１の内側に固定接点端子２１及び可
動接点端子２３を配置することで、薄型の電磁継電器を
実現したものであって、励磁コイル３４でアーマチュア
３５を介して可動接点端子２３を駆動し、可動接点端子
２３を固定接点端子２１にオン・オフさせるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記では、
電磁石ブロックＡ、固定接片２及び可動接片３をベース
１上に平面的に配置し、強力な電磁石ブロックＡを使用
し、固定接片２と可動接片３との接点間隔を充分に取る
ことで、定格制御容量の大きい電磁継電器ができるもの
の、電磁継電器の厚みが増して薄型機器への使用が難し
い。また、上記では、門形鉄心３１の内側に固定接点
端子２１及び可動接点端子２３を配置することで、薄型
の電磁継電器を実現できるものの、固定接点端子２１と
可動接点端子２３との接点間距離を充分に稼ぐことがで
きず、定格制御容量を充分に取ることができない。

【０００４】そこで、本発明の目的は、薄型で定格制御
容量の大きい電磁継電器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、ハウジング内に励磁コイルを巻いた門形
固定鉄芯を配置し、この門形固定鉄芯の凹部に可動接片
及び固定接片からなるスイッチ機構を配置し、凹部をほ
ぼ閉じるように接極子を配置し、この接極子を門形固定
鉄芯の両脚部の一方に接触させ、両脚部の他方で離接さ
せることでスイングさせ、接極子の中間に設けた凸部で
可動接片を押出してスイッチ機構をオン・オフする形式
の電磁継電器において、可動接片の支持部を門形固定鉄
芯の両脚部の他方側に設け、接極子の凸部を門形固定鉄
芯の両脚部の他方側に寄せて形成し、接極子の両端のう
ち両脚部の一方側を一端、両脚部の他方側を他端と呼ぶ
ときに、接極子の他端を両脚部の他方に離接させる距離
に比べ、可動接片と固定接片との接点間距離を大きく稼
ぐようにしたことを特徴とする。

【０００６】励磁コイルを励磁して接極子をスイングさ
せ、門形固定鉄芯の両脚部の他端に接極子の他端を吸着
することで、接極子の凸部で可動接片を押してスイッチ
機構をオン・オフする。ハウジング内に門形固定鉄芯を
配置し、この門形固定鉄芯の凹部に可動接片及び固定接
片からなるスイッチ機構を配置して、電磁継電器の薄型
化を図る。接極子の凸部を門形固定鉄芯の両脚部の他方
側に寄せて形成し、接極子の他端を両脚部の他方に離接
させる距離に比べ、可動接片と固定接片との接点間距離
を大きく稼ぐようにして、電磁継電器の定格制御容量を
大きく取れるようにする。

【０００７】請求項２は、門形固定鉄芯、スイッチ機
構、可動接片の支持部、固定接片の支持部をハウジング
に平面的に配置し、且つ凹部を門形固定鉄芯の両脚部側
からみるときに、スイッチ機構、可動接片の支持部、固
定接片の支持部を前記門形固定鉄芯の軸線に沿わせて設
定したことを特徴とする。門形固定鉄芯、スイッチ機
構、可動接片の支持部、固定接片の支持部をハウジング
に平面的に配置し、且つ凹部を門形固定鉄芯の両脚部側
からみるときに、門形固定鉄芯の軸線にスイッチ機構、
可動接片の支持部、固定接片の支持部を略同一高さに設
定して電磁継電器の薄型化を図る。

【０００８】請求項３は、接極子をコ字状に形成し、門
形固定鉄芯に対向面積を増加させて臨ませたことを特徴
とする。接極子をコ字状に形成し、門形固定鉄芯に対向
面積を増加させて臨ませて、磁気抵抗の低減させ吸引力
の増大を図る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明に係る電磁継電器
の分解斜視図であり、電磁継電器１は、ハウジング２に
ヒンジばね１６を入れ、ヒンジばね１６の上に接極子１
１を置き、ハウジング２に電磁石ブロック１７を置き、
ハウジング２に可動接片６を挿入し、ハウジング２に固
定接片７を挿入し、ハウジング２にカバー１８を被せた
ものであり、構成部品をハウジング２の上方から組立る
ことができる自動組立に好適な電磁継電器である。

【００１０】詳細には、ハウジング２は、ヒンジばね１
６を入れ込むハウジング凹部２ａを形成し、接極子１１
をガイドするガイド壁２ｂを形成し、電磁石ブロック１
７を止める貫通孔２ｃ，２ｃを形成し、可動接片６を挿
入する可動接片６の支持部としての第１挿入部２ｄを形
成し、固定接片７を挿入する固定接片７の支持部として
の第２挿入部２ｅを形成したものである。すなわち、貫
通孔２ｃ，２ｃ、第１挿入部２ｄ及び第２挿入部２ｅを
平面的にレイアウトして電磁継電器の薄型化を図ろうと
するものである。また、可動接片６を第１挿入部２ｄに
圧入し、固定接片７を第２挿入部２ｅに圧入する構造に
したので、組立性の向上を図ることができる。

【００１１】可動接片６は、Ｌ字形の支持部６ａにばね
部材６ｂを取付け、このばね部材６ｂの先端に接点部６
ｃを形成したものであり、固定接片７は、平板をＬ字形
に形成した端子であり、上部に接点部７ｃを形成したも
のである。なお、６ｄは、後述する凸部１４が当たる可
動接片６の作用部である。スイッチ機構９は、可動接片
６と固定接片７とから構成し、スイッチング可能にする
ものである。

【００１２】接極子１１は、平面視コ字形の接極子本体
２１に可動接片６を押すための作動片２２を取付けたも
のであり、作動片２２は可動接片６に押出すための凸部
１４を備えたものである。接極子本体２１を平面視コ字
形にして、後述する門形固定鉄芯４に対する対向面積を
増大させたので、磁気抵抗が小さくなり吸引力を増大さ
せることができる。すなわち、電磁継電器の消費電力を
低減することができる。なお、１１ａは接極子１１の一
端、１１ｂは接極子１１の他端を示す。ヒンジばね１６
は、ばね支持部１６ａにばね部１６ｂを形成した板ばね
であって、接極子１１の一端１１ａを門形固定鉄芯４の
一方側脚部１２に接触させる部材である。

【００１３】電磁石ブロック１７は、門形固定鉄芯４に
枠体２３を取付け、この枠体２３に励磁コイル３を巻い
たものであり、枠体２３は、励磁コイル３の両端を中継
する端子２３ａ，２３ａと、ハウジング２の貫通孔２
ｃ，２ｃに嵌合させる凸部２３ｂ，２３ｂ（一方不図
示）とを備える。電磁ブロック１７をハウジング２に圧
入後、凸部２３ｂ，２３ｂをハウジング２に熱溶着して
電磁ブロック１７をハウジング２に固定するものであ
る。カバー１８は、ハウジング２の外周に嵌合させて可
動接片６や固定接片７などのハウジング２内に収納した
部材を保護するもので、内部を特に見せる必要のあると
きには、透明の樹脂などで成形するのが好適である。

【００１４】図２は本発明に係る電磁継電器の斜視図で
あり、図１の組立姿を示す。すなわち、電磁継電器１
は、ハウジング２内に励磁コイル３を巻いた門形固定鉄
芯４を配置し、この門形固定鉄芯４の凹部４ａに可動接
片６及び固定接片７からなるスイッチ機構９を配置し、
凹部４ａをほぼ閉じるように接極子１１（図１参照）を
配置し、この接極子１１を門形固定鉄芯４の両脚部の一
方としての一方側脚部１２に接触させ、両脚部の他方と
しての他方側脚部１３で離接させることでスイングさ
せ、接極子１１の中間に設けた凸部１４で可動接片６を
押してスイッチ機構９をオン・オフする形式の薄型で定
格制御容量の大きい電磁継電器である。

【００１５】図３は図２の３−３線断面図であり、電磁
継電器１の平面断面を示し、ハウジング２内に励磁コイ
ル３を巻いた門形固定鉄芯４を配置し、この門形固定鉄
芯４の凹部４ａに可動接片６及び固定接片７からなるス
イッチ機構９を配置することで、薄型を実現できたこと
を示す。また、電磁継電器１は、基板Ｐに対して平面的
に実装する平置きの電磁継電器であることを示す。

【００１６】図４は図２の４−４線断面図であり、電磁
継電器１の正面断面を示し、可動接片６の支持部６ａを
門形固定鉄芯４の他方側脚部１３に設け、接極子１１の
凸部１４を門形固定鉄芯４の他方側脚部１３に寄せて形
成し、接極子１１の一端１１ａを他方側脚部１３に離接
させる距離Ｇａに比べ、可動接片６と固定接片７との接
点間距離Ｓａを大きく稼ぐようにしたことを示す。詳細
には、比較例を交えて図６で説明する。

【００１７】また、門形固定鉄芯４、スイッチ機構９、
可動接片６の支持部である第１挿入部２ｄ（図１参
照）、固定接片７の支持部である第２挿入部２ｅ（図１
参照）をハウジング２に平面的に配置し、且つ凹部４ａ
を門形固定鉄芯４の一方側・他方側脚部１２，１３側か
らみるときに、門形固定鉄芯４の軸線Ａにスイッチ機構
９、第１挿入部２ｄ及び第２挿入部２ｅを略同一高さに
設定したので、電磁継電器をさらに薄型にすることがで
きる。

【００１８】以上に述べた電磁継電器１の作用を次に説
明する。図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る電磁継電器
の第１作用説明図であり、電磁継電器１の動きを示す。
（ａ）において、接極子１１の他端１１ｂが門形固定鉄
芯４の他端側脚部１３から離れ、スイッチ機構９は開状
態である。（ｂ）において、励磁コイル３（図２参照）
を励磁して接極子１１を矢印ｂ１の如くスイングさせ、
門形固定鉄芯４の他端側脚部１３に接極子１１の他端１
１ｂを吸着することで、接極子１１の凸部１４で可動接
片６を押してスイッチ機構９を閉状態にする。

【００１９】図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る電磁継
電器の第２作用説明図であり、接極子の移動距離とスイ
ッチ機構の接点間距離との関係を示す。なお、（ａ）は
実施例を示し、（ｂ）は比較例を示す。（ａ）におい
て、例えば、接極子１１の他端１１ｂを他方側脚部１３
に離接させる距離をＧａ、可動接片６と固定接片７との
接点間距離をＳａ、接極子１１の長さ及び可動接片６の
長さをＬａ、接極子１１の一端１１ａから凸部１４まで
の距離を２Ｌａ／３、同様に、可動接片６の接点部６ｃ
から作用部６ｄまでの距離を２Ｌａ／３、接極子１１の
凸部１４から他端１１ｂまでの距離をＬａ／３、同様
に、作用部６ｄから支持部６ａまでの距離をＬａ／３に
設定すれば、接極子１１の長さＬａと接極子１１の一端
１１ａから凸部１４までの距離２Ｌａ／３との比が３：
２なので、凸部１４が可動接片６の作用部６ｄを押出す
距離Ａは２／３Ｇａである。そして、可動接片６の長さ
Ｌａと作用部６ｄから支持部６ａまでの距離Ｌａ／３と
の比が３：１なので可動接片６の接点部６ｃでは２Ｇａ
／３の３倍になり、接点間距離Ｓａは２Ｇａになる。す
なわち、接点間距離Ｓａを、接極子１１の他端１１ｂを
他方側脚部１３に離接させる距離Ｇａの２倍にすること
ができる。

【００２０】電磁継電器１は、接極子１１の他端１１ｂ
を門形固定鉄芯４の一方側脚部１２に接触させ、他方側
脚部１３で離接させ、接極子１１の凸部１４を門形固定
鉄芯４の他方側脚部１３に寄せて形成し、接点間距離Ｇ
ａを大きく稼ぐようにしたものである。換言すれば、可
動接片６の支持部６ａと対向する側に接極子１１の回転
中心を設け（実施例では、接極子１１の一端１１ａ）、
凸部１４を可動接片６の支持部６ａ側に寄せることで、
接点間距離Ｇａを大きく稼ぐようにしたものである。

【００２１】（ｂ）において、比較例の電磁継電器１０
０は、可動接片１０６の支持部１０６ｃと接極子１１１
の回転中心（比較例では、接極子１１１の他端１１１
ｂ）とを同一側に設定したものであり、例えば、接極子
１１１の一端１１１ａを一方側脚部１１２に離接させる
距離をＧｂ、可動接片１０６と固定接片１０７との接点
間距離をＳｂ、接極子１１１の長さ及び可動接片１０６
の長さをＬｂ、接極子１１１の一端１１１ａから凸部１
１４までの距離を２Ｌｂ／３、同様に、可動接片１０６
の接点部１０６ｃから作用部１０６ｄまでの距離を２Ｌ
ｂ／３、接極子１１１の凸部１１４から他端１１１ｂま
での距離をＬｂ／３、同様に、作用部１０６ｄから支持
部１０６ａまでの距離をＬｂ／３に設定すれば、凸部１
１４が可動接片１０６を押出す距離ＢはＧｂ／３であ
る。そして、可動接片１０６の接点部１０６ｃではＧｂ
／３の３倍になり、接点間距離をＳｂはＧｂになる。

【００２２】すなわち、可動接片１０６の支持部１０６
ａと接極子１１１の回転中心（接極子１１１の他端１１
１ｂ）を同一側に設定した場合には、凸部１１４を接極
子１１１上のどの部分に設定しても、接極子１１１の一
端１１１ａを一方側脚部１１２に離接させる距離Ｇｂ
と、可動接片１０６と固定接片１０７との接点間距離Ｓ
ｂとは、ほぼ等しいものになる。

【００２３】図７は本発明に係る電磁継電器の吸引力特
性及びばね負荷特性を示すグラフであり、横軸は接点間
距離、縦軸はスイッチ機構のばね負荷又は電磁石ブロッ
クの吸引力である。なお、（ａ）は実施例を示し、
（ｂ）は比較例を示す。（ａ）において、Ｐａは吸引力
特性、Ｒａばね負荷特性直線であり、図６（ａ）に示す
電磁継電器１は、接点間距離Ｇａをほぼ１ｍｍ稼いだも
のであり、吸引力特性Ｐａから明らかなように、電磁石
ブロック１７（図１参照）の吸引力を１０ｇから７０ｇ
の範囲に設定したものである。また、図１に示す可動接
片６が固定接片７に接触する瞬間のばね負荷直線Ｒ上の
ばね負荷の値Ｒ１と吸引力曲線Ｐ上の吸引力Ｐ１との差
を所定の範囲内に納めるようにした。可動接片６に過大
な吸引力を加えることなく固定接片７に接触するように
したので、固定接片７に可動接片６を接触させた後の可
動接片６の踊りが少ない。すなわち、後述するように、
バウンス特性を改善させた電磁継電器であると言える。

【００２４】（ｂ）において、Ｐｂは吸引力特性、Ｒｂ
ばね負荷特性直線であり、図６（ｂ）に示す比較例の電
磁継電器１００は、接点間距離をほぼ０．４５ｍｍ稼い
だものであり、吸引力特性Ｐｂから明らかなように、電
磁石ブロック（不図示）の吸引力を２５ｇから１８０ｇ
の範囲に設定したものである。

【００２５】（ａ）及び（ｂ）において、電磁継電器１
の接点間距離Ｇａは、比較例の電磁継電器１００の接点
間距離Ｇｂの２倍以上ある。すなわち、電磁継電器１
は、電磁継電器１００に比べて定格制御容量を大きい。
また、電磁継電器１の吸引力特性Ｐａは、電磁継電器１
００の吸引力特性Ｐｂに比べ低い範囲に設定したもので
あり、負荷特性直線Ｒａも負荷特性直線Ｒｂに比べ低く
設定したものである。すなわち、電磁継電器１は、消費
電力が小さい電磁継電器であると言える。

【００２６】図８は本発明に係る電磁継電器の接点動作
バウンス分布を示すグラフであり、横軸はバウンス時間
Ｔ、縦軸はサンプル数Ｎである。なお、バウンス時間Ｔ
とは、図１に示す接極子１１が門形固定鉄芯４に吸着す
るときに、接極子１１が門形固定鉄芯４にバウンドを繰
り返し、静止状態になるまでの時間である。そして、こ
の時間Ｔが短いほどバウンス特性が良いことを示し、寿
命の長い電磁継電器である。ここで、白抜き棒グラフは
図６（ａ）に示す電磁継電器１のバウンス時間Ｔの分布
を表したものであり、黒塗り棒グラフは図６（ｂ）に示
す比較例の電磁継電器１００のバウンス時間Ｔの分布を
表したものである。なお、電磁継電器１のサンプル数Ｎ
ａは５０であり、電磁継電器１００のサンプル数Ｎｂは
５０である。

【００２７】実施例の電磁継電器１は、バウンス時間が
０．１〜０．５ｍｓの範囲に納まり、比較例の電磁継電
器１００は、バウンス時間が１．０〜５．０ｍｓの範囲
にばらついていることを示す。電磁継電器１は、比較例
の電磁継電器１００に比べバウンス特性の優れた寿命の
長い電磁継電器であると言える。また、サンプル数Ｎａ
の範囲も狭い範囲に集中したことから、品質のばらつき
の少ない電磁継電器である。

【００２８】尚、図３及び図４に示したように、実施例
では、基板Ｐに対して平面的に実装する平置きの電磁継
電器１について説明したが、これに限るものではなく、
縦置きの電磁継電器であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、ハウジング内に門形固定鉄芯を配置
し、この門形固定鉄芯の凹部に可動接片及び固定接片か
らなるスイッチ機構を配置したので、電磁継電器を薄型
にすることができ、例えば、電子式のホットカーペット
などのコントローラに使用することで、これらの機器の
薄型化を図ることができる。励磁コイルを励磁して接極
子をスイングさせ、門形固定鉄芯の両脚部の他端に接極
子の他端を吸着することで、接極子の凸部で可動接片を
押してスイッチ機構をオン・オフさせる。このときに、
接極子の凸部を門形固定鉄芯の両脚部の他方側に寄せて
形成し、接極子の両端のうち両脚部の一方側を一端、両
脚部の他方側を他端と呼ぶときに、接極子の他端を両脚
部の他方に離接させる距離に比べ、可動接片と固定接片
との接点間距離を大きく稼ぐようにしたので、電磁継電
器の定格制御容量を大きく取れることができる。すなわ
ち、薄型で定格制御容量の大きい電磁継電器を実現する
ことができる。

【００３０】請求項２は、門形固定鉄芯、スイッチ機
構、可動接片の支持部、固定接片の支持部をハウジング
に平面的に配置し、且つ凹部を門形固定鉄芯の両脚部側
からみるときに、スイッチ機構、可動接片の支持部、固
定接片の支持部を前記門形固定鉄芯の軸線に沿わせて配
置したので、電磁継電器をさらに薄型にすることができ
る。

【００３１】請求項３は、接極子をコ字状に形成し、門
形固定鉄芯に対向面積を増加させて臨ませて、磁気抵抗
の低減させ吸引力の増大を図ることができ、電磁継電器
の消費電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁継電器の分解斜視図

【図２】本発明に係る電磁継電器の斜視図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】図２の４−４線断面図

【図５】本発明に係る電磁継電器の第１作用説明図

【図６】本発明に係る電磁継電器の第２作用説明図

【図７】本発明に係る電磁継電器の吸引力特性及びばね
負荷特性を示すグラフ

【図８】本発明に係る電磁継電器の接点動作バウンス分
布を示すグラフ

【符号の説明】

１…電磁継電器、２…ハウジング、２ｄ…支持部（第１
挿入部）、２ｅ…支持部（第２挿入孔）、３…励磁コイ
ル、４…門形固定鉄芯、４ａ…凹部、６…可動接片、６
ａ…支持部、７…固定接片、９…スイッチ機構、１１…
接極子、１１ａ…一端、１１ｂ…他端、１２…両脚部の
一方（一方側脚部）、１３…両脚部の他方（他方側脚
部）、１４…凸部、Ｇａ…距離、Ｓａ…接点間距離。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に励磁コイルを巻いた門形
   固定鉄芯を配置し、この門形固定鉄芯の凹部に可動接片
   及び固定接片からなるスイッチ機構を配置し、前記凹部
   をほぼ閉じるように接極子を配置し、この接極子を前記
   門形固定鉄芯の両脚部の一方に接触させ、両脚部の他方
   で離接させることでスイングさせ、接極子の中間に設け
   た凸部で前記可動接片を押出して前記スイッチ機構をオ
   ン・オフする形式の電磁継電器において、 前記可動接片の支持部を門形固定鉄芯の両脚部の他方側
   に設け、前記接極子の凸部を門形固定鉄芯の両脚部の他
   方側に寄せて形成し、接極子の両端のうち前記両脚部の
   一方側を一端、両脚部の他方側を他端と呼ぶときに、接
   極子の他端を両脚部の他方に離接させる距離に比べ、可
   動接片と固定接片との接点間距離を大きく稼ぐようにし
   たことを特徴とする電磁継電器。
2. 【請求項２】 前記門形固定鉄芯、スイッチ機構、可動
   接片の支持部、固定接点の支持部を前記ハウジングに平
   面的に配置し、且つ前記凹部を門形固定鉄芯の両脚部側
   からみるときに、前記スイッチ機構、可動接片の支持
   部、固定接片の支持部を前記門形固定鉄芯の軸線に沿わ
   せて設定したことを特徴とする請求項１記載の電磁継電
   器。
3. 【請求項３】 前記接極子をコ字状に形成し、前記門形
   固定鉄芯に対向面積を増加させて臨ませたことを特徴と
   する請求項１記載の電磁継電器。