JP4039073B2

JP4039073B2 - 電磁継電器

Info

Publication number: JP4039073B2
Application number: JP2002035338A
Authority: JP
Inventors: 祐三岡野; 達生篠浦; 淳宍戸
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: JP2003242869A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁継電器、特に、その内部に組み込まれる可動鉄片の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、シーソーのように回動する可動鉄片で可動接触片を駆動して接点を開閉する電磁継電器としては、例えば、特開平１０−２０８６００号公報に開示のものがある。
すなわち、この電磁継電器では、可動鉄片である接極子９を支持するヒンジばね片１３を、ボディブロック７にインサート成形した共通固定接点端子５の固着片５ａに固着一体することにより、回動可能に支持したものである。
【０００３】
しかし、前述の電磁継電器では、ヒンジバネ片１３の材質，溶接条件の選定等の条件設定が難しいだけでなく、溶接する際のヒンジばね片１３の位置決め作業に手間がかかり、組立精度にバラツキが生じやすい。また、前記電磁継電器に衝撃力が加わると、衝撃力でヒンジはね片１３に永久変形が生じたり、ヒンジばね片１３の固着部分が破損するという不具合があった。
【０００４】
このような不具合を回避すべく、例えば、特開２０００−３０６４８３号公報に開示の電磁継電器がある。
すなわち、接極子２を支持する接触子ばね１９の角孔４２に、突片４８の下面に突設しただぼ４９を挿通することにより、前記接極子２を揺動自在に支持したものがある。
【０００５】
しかし、前記電磁継電器では、外部から衝撃力が加わると、前記だぼ４９が破損したり、接触子ばね１９が脱落して動作不能に陥るおそれがあり、衝撃力に弱いという問題点がある。
【０００６】
本発明は、前記問題点に鑑み、製造，組立が容易で耐衝撃性に優れた電磁継電器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電磁継電器は、前記目的を達成すべく、鉄芯を組み付けたスプールにコイルを巻回し、かつ、前記鉄芯の片面中央部に永久磁石を配置して電磁石ブロックを形成するとともに、前記永久磁石の端面に可動鉄片の略中央部を回動可能に支持し、前記電磁石ブロックの励磁，消磁に基づいてシーソーのように回動する前記可動鉄片で接点機構部を駆動する電磁継電器において、前記可動鉄片の片面中央部に断面略コ字形の支持バネを交差するように当接させて固定するとともに、前記支持バネの両端に位置する支持突起を前記スプールに設けた一対の位置決め用凹部にそれぞれ嵌合することにより、前記可動鉄片を回動可能に支持した構成としてある。
【０００８】
本発明によれば、可動鉄片を支持する支持バネを溶接していないので、組立作業が容易になるだけでなく、支持バネを溶接接続した場合に生じやすい組立精度のバラツキがなく、動作特性が安定する。
また、本発明の電磁継電器に外部から衝撃力が加わっても、従来例のように支持バネを溶接固定していないので、衝撃力で支持バネに永久変形が生ずることもなく、溶接部分が破損することもない。
さらに、支持バネの一対の支持突起をスプールの一対の位置決め用凹部にそれぞれ嵌合してある。このため、外部から衝撃力が加わり、支持バネの支持突起が位置決め用凹部から瞬間的に位置がずれても、永久磁石の磁力で可動鉄片が引き戻される。この結果、支持バネの支持突起が位置決め用凹部に再び落ち込んで元の状態に復帰するので、耐衝撃性に優れた電磁継電器が得られる。
【０００９】
また、支持バネの支持突起の頂部を、可動鉄片の回動軸心と略同一直線上に配置した構成としてもよい。
【００１０】
前述の実施形態によれば、支持突起の頂部と可動鉄芯の回動軸心とが同一直線上に配置されるので、可動鉄片の回動動作が円滑になる。
【００１１】
さらに、支持バネから可動鉄片の長さ方向に沿って延在した一対の弾性腕部で、接点機構部の可動接点ブロックを押圧して駆動する構成としてもよい。
【００１２】
前述の実施形態によれば、一つの支持バネを２つの内部構成部品に兼用でき、部品点数、組立工数が減少するので、部品管理が容易で生産性の高い電磁継電器が得られるという効果がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施形態を図１ないし図９の添付図面に従って説明する。
本実施形態にかかる電磁継電器は高周波回路の開閉に用いられるものであり、図１に示すように、大略、ベースブロック１０に、可動鉄片６０を組み付けた電磁石ブロック７０を載置するとともに、ケース９０を被せたものである。
【００１４】
前記ベースブロック１０は、図４に示すように、一対の可動接点ブロック４０，４５を組み込んだベース２０を下シールド板３０および上シールド板５０で上下から挟持したものである。
【００１５】
前記ベース２０は、図示しないリードフレームから共通固定接点端子２１、常開固定接点端子２２および常閉固定接点端子２３を打ち抜いた後、金型内に搬送してインサート成形したものである。そして、前記リードフレームからプレス加工で前記端子２１，２２，２３を切り離すとともに、折り曲げて完成する。なお、前記ベース２０の周辺縁部には後述する下シールド板３０を組み付けるための挿入孔２４が形成されている。さらに、前記ベース２０は、両側端面に位置決め用凹部２７ａ，２７ｂを形成してある。
【００１６】
下シールド板３０は、導電性板状材をプレス加工で打ち抜き、かつ、周辺縁部を曲げ起こして起立壁３１を形成したものである。前記起立壁３１の上端部には折り曲げ可能な係止用舌片３２が適宜形成されている。
【００１７】
さらに、前記下シールド板３０の底面中央部には復帰バネ３５が溶接一体化されている。前記復帰バネ３５の両端部３６，３７は後述する可動接点ブロック４０，４５の下端面に圧接し、可動接触片４１，４６を上方に付勢する。
【００１８】
前記可動接点ブロック４０，４５は、導電性板バネからなる可動接触片４１，４６をインサート成形したものであり、前記ベース２０の縦ガイド溝２５，２６に沿って組み込まれる。このため、可動接触片４１の両端部は前記共通固定接点端子２１の固定接点部２１ａおよび常開固定接点端子２２の固定接点部２２ａにそれぞれ接離する。また、可動接触片４６の両端部は前記共通固定接点端子２１の固定接点部２１ａおよび常開固定接点端子２３の固定接点部２３ａにそれぞれ接離する。
【００１９】
上シールド板５０は矩形板状の導電材からなり、長手方向の２箇所に設けた挿通孔５１，５２から前記可動接点ブロック４０，４５が上下動自在に突出する。また、前記上シールド板５０は、前記挿入孔５１を間にして対向するようにアース接点部５３ａ，５３ｂを設けてあるとともに、前記挿入孔５２を間にして対向するように５４ａ，５４ｂを設けてある。さらに、前記上シールド板５０は、その周辺縁部から延在したシールド用舌片５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄからアース端子５６をそれぞれ延在してある。例えば、前記シールド用舌片５５ｄは、図５Ｂに示すように、ベース２０の側面から突出する共通固定接点端子２１の基部を被覆し、高周波特性の向上を図っている。そして、前記上シールド板５０の両端部には位置決め用爪部５７ａ，５７ｂが側方に突出している（図５Ａ）。
【００２０】
次に、ベースブロック１０の組立工程について説明する。
ベース２０の挿入孔２４に、復帰バネ３５を溶接一体化した下シールド板３０の起立壁３１を下方側から挿入する。そして、前記ベース２０の縦ガイド溝２５，２６に沿って可動ブロック４０，４５をそれぞれ組み付け、所定の位置に位置決めする。ついで、前記ベース２０に上シールド板５０を組み付け、ベース２０の位置決め用凹部２７ａ，２７ｂに上シールド板５０の位置決め用爪部５７ａ，５７ｂをそれぞれ嵌合して位置決めする。そして、前記下シールド板３０の係止用舌片３２を内方に折り曲げることにより、下シールド板３０と上シールド板５０とでベース２０を挟持する。この結果、ストリップライン構造を形成するとともに、上シールド板５０の挿通孔５１，５２から可動ブロック４０，４５の上端部が押圧可能に迫り出し、ベースブロック１０の組立が完了する。
【００２１】
前記可動鉄片６０は板状磁性材からなり、その中央部に突き出し加工を施して回動支点となる突条６１を形成してあるとともに、上面の一端部に遮磁板６２を取り付けてある。さらに、前記可動鉄片は、その下面中央部に押圧バネ６５を溶接一体化してある（図７）。
【００２２】
前記押圧バネ６５は平面略十文字形状であり、対向する両端部を略直角に曲げ起こして支持突起６６，６６を形成してある。前記支持突起６６，６６は自動調心できるように正面略三角形状であり、その頂部が前記可動鉄片６０の突条６１の頂部と同一直線上に位置している。このため、可動鉄片６０の回動支点が同一線上に揃うので、可動鉄片６０が円滑に回動するという利点がある。
さらに、前記押圧バネ６５の残る対向する両端部にプレス加工を施すことにより、前記可動接点ブロック４０，４５を押圧する弾性腕部６７，６８がそれぞれ形成されている（図７）。
【００２３】
電磁石ブロック７０は、スプール７１に鉄芯８０およびコイル端子８３，８４８５を組み込んでコイル８６を巻回した後、永久磁石８７を組み付けたものである。
すなわち、前記スプール７１は、図８Ａに示すように、コイル８６を巻回する胴部７２の両端に鍔部７３，７４を左右対称にそれぞれ形成するとともに、前記胴部７２の中央に支持台７５を一体成形したものである。前記胴部７２の下面には後述する鉄心８０を圧入できる圧入溝７２ａが形成されている。
【００２４】
また、前記鍔部７３および７４には、スプール７０の中心に位置する軸心７１ａ（図８Ａ）に対して点対称となる位置にコイル端子孔７３ａ，７３ｂ，７３ｃおよび７４ａ，７４ｂ，７４ｃがそれぞれ形成されている。なお、並設した２本のコイル端子孔７３ａおよび７３ｂ、あるいは、７４ａおよび７４ｂのうち、いずれか一方はダミー端子用である。
【００２５】
さらに、図８Ｃに示すように、前記支持台７５の下面には収容凹部７５ａを軸心７１ａの左側に偏心させて設けてある。このため、前記収容凹部７５ａに略直方体形状の永久磁石８７を組み付けることにより、前記永久磁石８７を軸心７１ａから左側に偏心させた位置に配置できる（図２）。さらに、前記支持台７５の両側面の下端縁部に、前記押圧バネ６５の支持突起６６を嵌合できる位置決め用切り欠き部７５ｂが形成されている。
【００２６】
前記鉄芯８０は、図２に示すように、断面略ハット形状であり、前記スプール７１の胴部７２に組み込まれ、突出する両端部を磁極部８１，８２としてある。
【００２７】
したがって、前記電磁石ブロック７０を組み立てるには、スプール７１の圧入溝７２ａに鉄芯８０を圧入するとともに、鍔部７３および７４のコイル端子孔７３ａ，７３ｂおよび７４ｃにコイル端子８３，８４および８５をそれぞれ圧入する。ついで、前記胴部７２にコイル８６を巻回し、その両端部をコイル端子８４，８５の上端部にそれぞれ絡げてハンダ付けする。さらに、前記スプール７１の支持台７５の下面に設けた収容凹部７５ａに永久磁石８７を組み付けることにより、電磁石ブロック７０が完成する。そして、前記スプール７１の支持台７５に設けた位置決め用切り欠き部７５ｂ，７５ｂに、押圧バネ６５の支持突起６６，６６をそれぞれ嵌合する。さらに、前記可動鉄片６０を永久磁石８７に吸着させることにより、可動鉄片６０を電磁石ブロック７０に組み付ける（図７Ａ）。
本実施形態では、前記押圧バネ６５の支持突起６６が自動調心できるように正面略三角形状である。このため、万一、振動等で押圧バネ６５がスプール７１から瞬間的に位置がずれても、所定の位置に自動的に復帰するという利点がある。
【００２８】
前記ケース９０は、前記電磁石ブロック７０を組み付けた前記ベースブロック１０に嵌合可能な箱形状を有している。そして、前記ベースブロック１０と前記ケース９０との嵌合面にシール剤を塗布し、恒温槽で前記シール剤を硬化させる。そして、前記ケース９０のガス抜き部９１から内部空気を抜いて熱封止し、密封状態とすることにより、電磁継電器の組立作業が完了する。
【００２９】
本実施形態によれば、常開固定接点部２２ａおよび常閉固定接点部２３ａはベース２０の長辺の両端にそれぞれ配置され、両者は離れた位置にある。さらに、それらの常開固定接点端子２２および常閉固定接点端子２３は一方の長辺の隅部から側方にそれぞれ突出し、両者は離れた位置にある。一方、共通固定接点端子２１は残る他方の長辺の中央部から側方に突出しているとともに、コイル端子５６は残る他方の長辺の隅部から側方にそれぞれ突出している。そして、前記常開固定接点端子２２、常閉固定接点端子２３、共通固定接点端子２１およびコイル端子８３，８５の間にはアース端子５６がそれぞれ配置されている。このため、本実施形態によれば、優れたアイソレーション特性を有する高周波開閉用の電磁継電器が得られるという利点がある。
【００３０】
次に、前述の構成からなる電磁継電器の動作について説明する。
図２に示すように、コイル８６に電圧が印加されていない場合には、可動鉄片６０の一端部６０ａが鉄芯８０の磁極部８１に吸着している。このため、押圧バネ６５の弾性腕部６８が可動接点ブロック４５を押し下げている。この結果、可動接触片４６の両端部は復帰バネ３５の他端部３７のバネ力に抗しつつ、共通固定接点部２１ａおよび常閉固定接点部２３ａに接触している。一方、可動接点ブロック４０は復帰バネ３５の一端部３６で上方に付勢され、可動接触片４１の両端部は上シールド板５０のアース接点部５３ａ，５３ｂに接触している。
【００３１】
そして、前記コイル８６に電圧を前記永久磁石８７の磁束を打消す方向に印加すると、鉄芯８０の磁極部８２が可動鉄片６０の他端部６０ｂを吸引し、可動鉄片６０が突条６１の頂部を回動支点として回動する。このため、押圧バネ６５の弾性腕部６７が可動接点ブロック４０を復帰バネ３５の一端部３６のバネ力に抗して押し下げる。この結果、可動接点ブロック４０が下降し、可動接触片４１の両端部が共通固定接点部２１ａおよび常開固定接点部２２ａに接触する。一方、復帰バネ３５の他端部３７のバネ力で可動接点ブロック４５が押し上げられる。このため、可動接触片４６の両端部が共通固定接点部２１ａおよび常閉固定接点部２３ａからそれぞれ開離した後、上シールド板５０のアース接点部５４ａ，５４ｂにそれぞれ接触する。その後、可動鉄片６０の他端部６０ｂが遮磁板６２を介して鉄芯８０の磁極部８２に吸着する。
【００３２】
さらに、前記コイル８６への電圧の印加を停止すると、前記電磁石装置７０の磁気バランスが不均衡であり、鉄芯８０の磁極部８１における磁力が磁極部８２の磁力よりも強い。このため、鉄心８０の磁極部８１が可動鉄片６０の一端部６０ａを吸引する力が、鉄芯８０の磁極部８２が可動鉄片６０の他端部６０ｂを吸引する力よりも大きいので、可動鉄片６０は前述と逆方向に回動する。そして、押圧バネ６５の弾性腕部６８が可動接点ブロック４５を押し下げる一方、復帰バネ６５の一端部３６が可動接点ブロック４０を押し上げる。この結果、可動接触片４６の両端部が共通固定接点部２１ａおよび常開固定接点部２３ａに接触する一方、可動接触片４１の両端部が上シールド板５０のアース接点部５３ａ，５３ｂに接触し、元の状態に復帰する。
【００３３】
前述の実施形態では、図２において右側に位置する可動接点ブロック４５で常閉固定接点部２３ａを開閉しているが、左側に常閉固定接点部２２を配置したい場合がある。このような場合には、例えば、図９に示すように、スプール７１のコイル端子孔７４ａ，７４ｂおよび７３ｃにコイル端子８３，８４および８５をそれぞれ挿入し、永久磁石８７の取付位置をスプール７１の軸心７１ａよりも右側に配置するようにしてもよい（図９Ｃ）。
本実施形態によれば、同一のスプール７１で異なる仕様の電磁石ブロック７０が得られるので、成形金型が１種類で対応でき、生産コストを低減できる。また、管理すべき部品点数が減少するので、部品管理が簡単になるという利点がある。
【００３４】
なお、スプールに設けるコイル端子孔は、必要に応じ、その個数および位置を適宜変更できることは勿論である。
また、左右の磁気バランスを不均衡とする方法としては、例えば、鉄芯の両端に位置する磁極部の形状、あるいは、可動鉄片の両端部の形状を異ならしめてよく、また、可動鉄片の回動支点となる突条を中心から偏心した位置に設けてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、可動鉄片を支持する支持バネを溶接していないので、組立作業が容易になるだけでなく、支持バネを溶接接続した場合に生じやすい組立精度のバラツキがなく、動作特性が安定する。
また、本発明の電磁継電器に外部から衝撃力が加わっても、従来例のように支持バネを溶接固定していないので、衝撃力で支持バネに永久変形が生ずることもなく、溶接部分が破損することもない。
さらに、支持バネの一対の支持突起をスプールの一対の位置決め用凹部にそれぞれ嵌合してある。このため、外部から衝撃力が加わり、支持バネの支持突起が位置決め用凹部から瞬間的に位置がずれても、永久磁石の磁力で可動鉄片が引き戻される。この結果、支持バネの支持突起が位置決め用凹部に再び落ち込んで元の状態に復帰するので、耐衝撃性に優れた電磁継電器が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電磁石装置を適用した電磁継電器を示す分解斜視図である。
【図２】図１で示した電磁継電器の正面縦断面図である。
【図３】図１で示した電磁継電器の右側面縦断面図である。
【図４】図１で示したベースブロックの分解斜視図である。
【図５】図５Ａは図４で示したベースブロックの平面図、図５Ｂは縦断面図である。
【図６】図６Ａは図４で示したベースブロックを下方側から見た斜視図、図６Ｂは図６Ａの部分拡大図である。
【図７】図１で示した電磁石ブロックを示し、図７Ａは下方側から見た斜視図、図７Ｂは部分拡大図である。
【図８】図１で示した電磁石ブロックを構成するスプールを示し、図８Ａは平面図、図８Ｂは正面図、図８Ｃは底面図である。
【図９】図８で示したスプールの異なる使用態様を示し、図９Ａは平面、図９Ｂは正面図、図９Ｃは底面図である。
【符号の説明】
１０…ベースブロック、２０…ベース、２１…共通固定接点端子、２１ａ…共通固定接点部、２２…常開固定接点端子、２２ａ…常開固定接点部、２３…常閉固定接点端子、２３ａ…常閉固定接点部、３０…下シールド板、３５…復帰バネ、４０，５０…可動接点ブロック、４１，４６…可動接触片、５０…上シールド板、５１，５２…挿通孔、５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ…アース接点部、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ…シールド用舌片、５６…アース端子、６０…可動鉄片、６１…突条、６２…遮磁板、６５…押圧バネ、６６…支持突起、６７，６８…弾性腕部、７０…電磁石ブロック、７１…スプール、７１ａ…スプールの軸心、７２…胴部、７３，７４…鍔部、７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７４ａ，７４ｂ，７４ｃ…コイル端子孔、７５…支持台、７５ａ…収容凹部、７５ｂ…位置決め用切り欠き部（凹部）、９０…ケース、９１…ガス抜き部。

Claims

鉄芯を組み付けたスプールにコイルを巻回し、かつ、前記鉄芯の片面中央部に永久磁石を配置して電磁石ブロックを形成するとともに、前記永久磁石の端面に可動鉄片の略中央部を回動可能に支持し、前記電磁石ブロックの励磁，消磁に基づいてシーソーのように回動する前記可動鉄片で接点機構部を駆動する電磁継電器において、
前記可動鉄片の片面中央部に断面略コ字形の支持バネを交差するように当接させて固定するとともに、前記支持バネの両端に位置する支持突起を前記スプールに設けた一対の位置決め用凹部にそれぞれ嵌合することにより、前記可動鉄片を回動可能に支持したことを特徴とする電磁継電器。
支持バネの支持突起の頂部を、可動鉄片の回動軸心と略同一直線上に配置したことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
支持バネから可動鉄片の長さ方向に沿って延在した一対の弾性腕部で、接点機構部の可動接点ブロックを押圧して駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の電磁継電器。