JP3932722B2 - 電磁継電器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁継電器、特に、その可動接触片の構造に特徴を有する電磁継電器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電磁継電器には、例えば、図１３に示す可動接触片１００を有するものがある（例えば、米国特許第５７１９５４１参照）。この可動接触片１００は、矩形板状としたバネ材１０１の上端部に可動接点１０２が設け、その近傍にスリット１０３により押圧受部１０４を形成した構成である。このような可動接触片１００を有する電磁継電器では、図示しない電磁石を励磁し、この押圧受部１０４を押圧することにより、可動接触片１００を弾性変形させ、可動接点１０２を対向配設した固定接点（図示せず）に閉成可能となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記可動接触片１００では、可動接点１０２から下端部の固定位置までの変形領域１０５での弾性力により、接点の接触圧と開離力を得ている。このため、変形領域１０５には一定の弾性力が要求される。また、変形領域１０５には、所定通電量を確保するため、所定の断面積が必要である。
【０００４】
一方、変形領域１０５での弾性力が大きくなると、それに応じて駆動力も大きくする必要が生じ、消費電力が増大するという問題がある。また、押圧受部１０４を押圧する際、その近傍に発生する集中荷重により損傷に至ることを防止する観点から変形領域１０６の弾性力は小さい方が好ましい。
【０００５】
したがって、前記変形領域１０５には、接点の接触圧及び開離力を得ると共に、小さな駆動力で弾性変形を可能にするという相反する目的を達成するための構成が要求される。しかし、前記従来の可動接触片の構造では、この目的を達成することは不可能である。
【０００６】
そこで、本発明は、限られたスペースで、所望の通電量及び接点接触圧・開離力を得ることができ、しかも損傷しにくい可動接触片を備えた電磁継電器を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、ベースに載置した電磁石ブロックを励磁・消磁して可動鉄片を回動し、カードを介して前記ベースから立設する可動接触片を駆動することにより、該可動接触片の上端部に設けた可動接点を、対向配設した固定接触片の固定接点に開閉するようにした電磁継電器において、 前記可動接触片は、
前記可動接点を設けた上端縁部から延設され、前記カードに押圧される押圧受部と、
前記押圧受部の近傍縁部を起立させてなる補強部と、
前記押圧受部と下端固定位置の間に形成される屈曲部と、
を備え、
前記押圧受部から前記屈曲部に至る縁部を滑らかな略円弧状に形成したものである。
【０００８】
この構成により、電磁石ブロックを励磁して可動鉄片を回動すると、カードが押圧受部を押圧し、この押圧受部を介して可動接触片が弾性変形する。このとき、可動接触片の有効長さは、押圧受部から屈曲部を介して下端部のベースに固定した位置までとなる。したがって、可動接触片を、所望の通電量を得ることのできる所定の断面積を有する構成としても、スムーズに動作させることが可能となる。そして、接点閉成後、可動接触片は、押圧受部から可動接点に至る範囲の弾性力により、所望の接点接触圧を得ることができる。この場合、可動接触片は、補強部によって可動接点の近傍を補強されているので、損傷することはない。
前記可動接触片は、可動接点がそれぞれ設けられる一対の可動接点部を備え、
前記可動接点部を、切断可能な接続部を介して接続するのが好ましい。
この構成により、２つの可動接点を備えた２極タイプと、１つの可動接点のみの１極タイプを最終の切除又は切断工程を除き、全て同一の製造ラインで製造することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る電磁継電器の分解斜視図である。
【００１１】
この電磁継電器は、大略、ベース１と、このベース１に設けられる電磁石ブロック２、絶縁部材３、接触片４及びケース５から構成されている。
【００１２】
ベース１は、図２に示すように、厚肉部６と薄肉部７とからなる矩形板状である。厚肉部６は隔壁１ａによって幅方向に２つに区画され、そこには幅方向に溝状の第１圧入受部８ａ，８ｂ及び第２圧入受部９ａ，９ｂが形成されている。
【００１３】
図３（ａ）に示すように、第１圧入受部８ａ，８ｂ及び第２圧入受部９ａ，９ｂの両端部には、後述するように接触片４の圧入突部５１、５７（図８参照）がそれぞれ圧入されるようになっている。また、各圧入受部８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂには、ベース１の他端側に向かう逃ガシ凹部１１ａ，１１ｂがそれぞれ形成されている。前記第１圧入受部８ａ，８ｂの底面端部と逃ガシ凹部１１ａの一方の底面には、第１固定接触片４５の端子部５２（図８（ａ）参照）を挿通するための第１挿通孔１４ａ及び１４ｂがそれぞれ穿設されている。一方、第２圧入受部９の各逃ガシ凹部１１ｂの底面には、可動接触片４７の各端子部６０ｃ（図８（ｃ）参照）を挿通するための第２挿通孔１５がそれぞれ穿設されている。
【００１４】
また、前記ベース１の厚肉部６と薄肉部７とは、第三圧入受部１６によって仕切られている。第三圧入受部１６は、厚肉部６側に突出する接触片圧入部１７と、この接触片圧入部１７の両側に位置し、さらに上方に突出する断面略Ｌ字形のガイド部１８とからなる。接触片圧入部１７には、対向する側壁３２内面に、上縁から下方に向かう圧入溝１９を形成されている。ガイド部１８は、後述する絶縁部材３をガイドするためのものである。
【００１５】
前記ベース１の薄肉部７は、図２に示すように、反り等を防止するためにリブ２０により補強され、そこには矩形状の圧入孔２１が３箇所にそれぞれ形成されている。また、薄肉部７には、前記ガイド部１８の一方の近傍２箇所と、他方の近傍１箇所とに第三挿通孔２２ａ，２２ｂがそれぞれ穿設されている。さらに、薄肉部７には、一端側の上面両側部に係止凹部２３がそれぞれ形成され、一端縁部には係合突部２４が突設されている。
【００１６】
電磁石ブロック２は、図４に示すように、鉄心２５にスプール２６を介してコイル２７を巻回した電磁石部２８に、略Ｌ字形のヨーク２９を一体化したもので、一端側には図５に示す可動鉄片３０が配設されている。スプール２６の一端側鍔部２６ａの上部両端が斜めに形成され、中央部が切り欠かれることにより一対のガイド片３１が形成されている。また、スプール２６の一端側鍔部２６ａには、両側縁下半部及び下縁から側壁３２及び底壁３３が延設されている。側壁３２にはコイル２７の両端部がそれぞれ巻き付けられるコイル端子３４が圧入・一体化されている。また、底壁３３には、前記ベース１の係合突部２４が係合する係合孔３５が穿設されている。
【００１７】
可動鉄片３０には、図５に示すように、略Ｌ字形に屈曲されたヒンジバネ３６が一体化されている。ヒンジバネ３６の一端部には係止爪３７が切り起こされ、ベース１と電磁石ブロック２との間に挿入されてベース１の係止凹部２３に係止されるようになっている。また、可動鉄片３０の上部には係止部３８が形成され、そこにはカード３９の一端部が係止されるようになっている。
【００１８】
カード３９は、図６に示すように、略枠体形状で、他端部には下方に延在するストッパ部４０が形成され、その端部には係止突部４１が形成されている。係止突部４１の下方側端部は押圧部４１ａとなっている。ストッパ部４０のストッパ面４０ａは、前記ベース１のガイド部１８に当接し、カード３９の移動範囲を規制するようになっている。また、カード３９には、前記スプール２６の各ガイド片３１が位置するガイド穴４２が形成されている。ガイド穴４２はカード３９の安定した移動を可能とするためのものである。
【００１９】
絶縁部材３は、図７に示すように、一端側にのみ開口する筒状で、底壁３３には前記ベース１の各圧入孔２１にそれぞれ圧入するための圧入突起４３が形成されている。また、前記絶縁部材３の側壁下部内面にはガイド溝４４がそれぞれ形成され、電磁石ブロック２のヨーク２９が圧入されるようになっている。
【００２０】
接触片４は、図８に示すように、第１固定接触片４５及び第２固定接触片４６と、それらの間に配設される可動接触片４７とからなり、いずれもツイン接点の１極タイプである。
【００２１】
第１固定接触片４５は、図８（ａ）に示すように、導電性材料をプレスして略矩形板状としたものである。この第１固定接触片４５は、下縁中央部から上方に向かって切欠部４５ａが形成されている。この切欠部４５ａは、ベース１の隔壁１ａとの干渉を回避するためのものである。また、第１固定接触片４５の上部には一対の第１固定接点４８がかしめ固定されている。また、第１固定接触片４５の両側縁部には切欠部４９がそれぞれ形成され、その下方側は切欠部４９の上方部分よりも幅広の第１圧入部５０となっている。この第１圧入部５０は、両側部に板厚方向に突出する第１圧入突部５１をそれぞれ形成することにより、前記ベース１の第１圧入受部８ａ，８ｂにそれぞれ圧入可能となっている。また、第１圧入部５０の一方には第１端子部５２が形成されている。
【００２２】
第２固定接触片４６は、図８（ｂ）に示すように、導電性材料をプレスし、中央部に切欠部４６ａを形成することにより二股とすると共に、それらの下端部に略直角に屈曲する屈曲部５３を形成したものである。この第２固定接触片４６の上部は、一対の第２固定接点５４がかしめ固定される固定接点部５５となっている。固定接点部５５の下方側は幅狭の第２圧入部５６となっている。この第２圧入部５６は、その上方側両縁部に板厚方向に突出する第２圧入突部５７をそれぞれ形成することにより、前記ベース１の第２圧入受部９ａ，９ｂにそれぞれ圧入可能となっている。また、一方の屈曲部５３の先端には略直角に延在する第２端子部５８が形成され、前記ベース１の第２挿通孔１５を挿通して下方に突出するようになっている。
【００２３】
可動接触片４７は、図８（ｃ）に示すように、導電性材料をプレスすることにより形成される板状の接触片部５９と、この接触片部５９にかしめ固定される端子部６０ａ，６０ｂとから構成されている。
【００２４】
前記接触片部５９の上半部は、一対の可動接点部６１を略Ｕ字形の接続部６２によって連結した構成となっている。各可動接点部６１の中間部分は屈曲部６３となっている。そして、この屈曲部６３により、高さ寸法を抑えているにも拘わらず、弾性変形可能な長さ（有効長さ）を大きく取ることが可能となっている。
【００２５】
前記各可動接点部６１には可動接点６４がかしめ固定されている。また、各可動接点部６１の側縁には、半円で、内縁を切り起こされた補強部６５がそれぞれ形成されている。各補強部６５は、前記カード３９の係止突部４１のガイドのみならず、周辺部を補強する役割をも果たしている。
【００２６】
また、各可動接点部６１には、前記補強部６５の近傍に、下方に向かって延在する押圧受部６６が形成されている。各押圧受部６６は、前記カード３９の押圧部４１ａによって押圧されるようになっている。各押圧受部６６から前記屈曲部６３に至る縁部は滑らかな略円弧状に形成されている。また、前述のように、近傍に補強も兼ねる補強部６５も形成されている。したがって、押圧受部６６にカード３９から駆動力が作用しても、部分的な応力集中が発生して損傷したり、塑性変形に至ることはない。そして、屈曲部６３を介して連続する十分な有効長さにより、カード３９からの小さい駆動力であってもスムーズに動作する。しかも、前記押圧受部６６は、左右均等に配設されているので、傾きのない安定した動作を得ることが可能である。
【００２７】
また、前記接触片部５９の下端部は、図８（ｄ）に示すように屈曲し、その先端部分には一対の貫通孔５９ａ，５９ｂが形成されている。貫通孔５９ａ，５９ｂは、上下に並設され、上方側では側方の傾斜縁の近傍に位置している。そして、両貫通孔５９ａ，５９ｂを利用して端子部６０ａ，６０ｂをそれぞれかしめ固定できるようになっている。これにより、接触片部５９での有効長さが若干長く取ることが可能となっている。なお、一方の端子部６０ａには、前記ベース１の第三挿通孔２２ａを貫通する第三端子部６０ｃが形成されている。
【００２８】
ところで、前記補強部６５は、切欠きではなく、バーリング加工等により貫通孔の内縁を略直角方向に突出させた構成としてもよく、要は、押圧受部６６から可動接点６４に至る領域の強度を高めることが可能な構成であればよい。
【００２９】
また、接触片４には、前記ツイン接点を備えた１極タイプのほかに、図９に示すように２分割される２極タイプがある。但し、これらいずれの接触片４であっても、前述と全く同一構成のベース１に組み付けることができる。また、前記両接触片４は、２分割したか否かで相違しているに過ぎず、２分割するまでは全く同一形態である。したがって、最終の切除又は切断工程を除き、全て同一の製造ラインで製造することができ、タイプの違いによる余分なコストはかからない。また、前記１極タイプの各接触片４には、一対の端子部を備えた高電力用と、１つの端子部を備えた低電力用とがある（図３（ｂ），（ｃ）参照）。
【００３０】
ケース５は、図１に示すように、前記ベース１の外縁と、電磁石ブロック２のスプール２６の鍔部とに嵌合し、各構成部品を被覆するようになっている。ケース５の天井面にはガス孔６７が穿設され、内部を真空にしたり、あるいは、不活性ガスを注入した後、封止されるようになっている。
【００３１】
続いて、前記電磁継電器の組立方法について説明する。ここでは、高電力用の電磁継電器について説明する。
【００３２】
まず、ベース１の各圧入部に各接触片４を組み付ける。第１固定接触片４５は、その第１圧入部５０（第１圧入突部５１）を、上方からベース１の第１圧入受部８ａ，８ｂにそれぞれ圧入し、挿通孔１４ｂから端子部５２を突出させることにより組み付ける。第２固定接触片４６は、その第２圧入部５６（第２圧入突部５７）を、上方からベース１の第三圧入受部１６に形成した圧入溝１９に圧入し、挿通孔２２ｂから端子部５８を突出させることにより組み付ける。このとき、屈曲部５３は薄肉部７に配設され、リブ２０から突出することはない。可動接触片４７は、端子部６０ａ，６０ｂを、上方からベース１の第２圧入受部９ａ，９ｂにそれぞれ圧入し、その端子部６０ｃを挿通孔１５から突出させることにより組み付ける。このように、各接触片４の組付けは、全てベース１の上方から行うことができ、ベース１の方向を変更する必要がないので、効率的に行うことが可能である。
【００３３】
各接触片４の取付けが完了すれば、図１２に示すように、ベース１に絶縁部材３を組み付ける。絶縁部材３は、その一端縁部をベース１のガイド部１８によってガイドすると共に、圧入突起４３を圧入孔２１に圧入することにより固定する。これにより、前記第２固定接触片４６の屈曲部５３を絶縁部材３によって完全に被覆でき、両部材間に十分な絶縁状態を維持しつつ、屈曲部５３を電磁石ブロック２の下方に配設することが可能となる。
【００３４】
続いて、ベース１に、予め別工程で組み立てた電磁石ブロック２を組み付ける。電磁石ブロック２は、その一端部が前記絶縁部材３内に収容されるように、ベース１の一端側から組み付ける。電磁石ブロック２は、ヨーク２９の両側縁部を絶縁部材３のガイド溝４４に圧入されると共に、スプール２６の係合孔３５にベース１の係合突部２４を係合されることにより固定される。
【００３５】
次いで、ベース１に、ヒンジバネ３６を取り付けた可動鉄片３０を組み付ける。ヒンジバネ３６の一端部がベース１と電磁石ブロック２との間に挿入され、係止爪３７がベース１の係止凹部２３に係止されることにより、可動鉄片３０は回動可能に支持される。
【００３６】
その後、可動鉄片３０と可動接触片４７とをカード３９で連結する。カード３９は、電磁石ブロック２が組み付けられるベース１のガイド部１８によって移動範囲を規制されるので、第２固定接点５４に対する可動接点６４の押込量を正確に一定量に維持することが可能となる。
【００３７】
最後に、ベース１及び電磁石ブロック２の一部にケース５を嵌合することにより、各構成部品を被覆し、嵌合部分等をシール剤でシールした後、ガス孔６７を封止することにより電磁継電器を完成する。
【００３８】
次に、前記電磁継電器の動作について説明する。
【００３９】
電磁石部２８が無励磁の状態では、可動鉄片３０がヒンジバネ３６によってカード３９を介して可動接触片４７を付勢し、その可動接点６４を第２固定接触片４６の第２固定接点５４に閉成している。このとき、前述のように、ベース１に設けたガイド部１８によってカード３９の移動範囲が規制されているので、第２固定接点５４に対する可動接点６４の押込量を一定に維持し、所望の接触信頼性を得ることができる。
【００４０】
そして、電磁石部２８を励磁すると、可動鉄片３０が鉄心２５の端部に吸引されて回動し、カード３９の押圧部４１ａが可動接触片４７の押圧受部６６を押圧する。可動接触片４７は、押圧受部６６から屈曲部６３を介して下端部の端子部６０ａ，６０ｂに至る十分な有効長さにより、高さ寸法を抑制しているにも拘わらず、少ない駆動力でスムーズに撓む。そして、可動接点６４が第２固定接点５４から離間し、第１固定接触片４５の第１固定接点４８に接触する。カード３９は、さらに移動を続け、押圧受部６６から可動接点６４に至る領域での弾性力により接点接触圧が高められる。このとき、押圧受部６６の近傍には補強部６５が設けられているので、塑性変形する等の不具合を発生させることがない。また、補強部６５には、カード３９の係止突部４１が位置し、可動接触片４７の駆動時の捩れ等を防止する。これにより、適切にカード３９からの押圧力が伝達され、所望の接点接触圧を得ることができる。また、押圧受部６６から屈曲部６３に至る側縁は円弧状に形成されいるので、応力集中により亀裂等が発生することもない。
【００４１】
その後、電磁石部２８を消磁すると、可動鉄片３０に設けたヒンジバネ３６及び可動接触片４７自身の弾性力により、可動接触片４７は元の位置に形状復帰する。これにより、可動接点６４が第１固定接点４８から離間し、第２固定接点５４に閉成する。このとき、可動接触片４７は、下端部から押圧受部６６ではなく、それよりも近い可動接点４７までの領域での弾性力によって形状復帰する。したがって、可動接触片４７を撓ませる際の駆動力に比べて大きな力で形状復帰し、所望の接点開離力を得ることが可能となる。
【００４２】
ところで、前記実施形態では、ベースに、図８に示すツイン接点の１極タイプの接触片４を組み付けるようにしたが、図９に示す構成の接触片４を組み付けることにより、図１０に示すように、２極タイプとすることができる。
【００４３】
なお、図１０に示す２極タイプの場合、図１１に示すように、ベース１の上面に、第２固定接触片４６ａ，４６ｂの各屈曲部５３の間に第１溝部６９を形成し、図１２に示すように、絶縁部材３の底面に、前記第１溝部６９に対向する位置に第２溝部７０を形成するのが好ましい。これにより、ベース１を幅狭に構成しても、両屈曲部５３の間の沿面距離を十分に取ることが可能となる。但し、前記溝部６９，７０は、いずれか一方を残る他方に係合する突条で構成しても、同様に十分に沿面距離を取ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る電磁継電器によれば、押圧受部及び屈曲部により十分な有効長さを確保可能としたので、可動接触片を限られたスペースに設けても、スムーズに動作させることができる。したがって、駆動力を小さくして消費電力を抑制し、所望の通電量を確保することが可能となる。
【００４５】
また、補強部を形成して強度を高めるようにしたので、押圧受部を押圧することにより、所望の接点接触圧を得ることができると共に、押圧受部の近傍部分の損傷を有効に防止可能となる。
【００４６】
さらに、可動接触片が形状復帰する場合、下端固定位置から押圧受部よりも近傍の可動接点までの弾性力を利用することができるので、十分な接点開離力を得ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態に係る電磁継電器とそのケースを示す分解斜視図である。
【図２】 図１のベースの斜視図である。
【図３】 図２の平面図である。
【図４】 図１の電磁石ブロックの斜視図である。
【図５】 図１の可動鉄片の斜視図である。
【図６】 図１のカードの斜視図である。
【図７】 図１の絶縁部材の斜視図である。
【図８】 図１の第１固定接触片（ａ）、第２固定接触片（ｂ）、可動接触片（ｃ）の斜視図及び（ｃ）の部分正面図（ｄ）である。
【図９】 他の実施形態に係る第１固定接触片（ａ）、第２固定接触片（ｂ）及び可動接触片（ｃ）の斜視図である。
【図１０】 他の実施形態に係る電磁継電器の斜視図である。
【図１１】 図１０の断面図である。
【図１２】 図１０の絶縁部材の斜視図である。
【図１３】 従来例に係る可動接触片の斜視図である。
【符号の説明】
１…ベース
２…電磁石ブロック
３０…可動鉄片
３９…カード
４１ａ…押圧部
４５…第１固定接触片
４６…第２固定接触片
４７…可動接触片
４８…第１固定接点
５４…第２固定接点
６３…屈曲部
６４…可動接点
６５…補強部
６６…押圧受部

Claims (2)

1. ベースに載置した電磁石ブロックを励磁・消磁して可動鉄片を回動し、カードを介して前記ベースから立設する可動接触片を駆動することにより、該可動接触片の上端部に設けた可動接点を、対向配設した固定接触片の固定接点に開閉するようにした電磁継電器において、 前記可動接触片は、
   前記可動接点を設けた上端縁部から延設され、前記カードに押圧される押圧受部と、
   前記押圧受部の近傍縁部を半円に切り欠いて内縁を切り起こしてなる補強部と、
   前記押圧受部と下端固定位置の間に形成される屈曲部と、
   を備え、
   前記押圧受部から前記屈曲部に至る縁部を滑らかな略円弧状に形成したことを特徴とする電磁継電器。
2. 前記可動接触片は、可動接点がそれぞれ設けられる一対の可動接点部を備え、
   前記可動接点部を、切断可能な接続部を介して接続したことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。

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