JP4367485B2

JP4367485B2 - 電磁リレー

Info

Publication number: JP4367485B2
Application number: JP2006515413A
Authority: JP
Inventors: 芳正加藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2025-07-11
Also published as: CN100524571C; JP2009105072A; KR20060085671A; KR100770329B1; TWI269335B; EP1681699A1; JPWO2006006557A1; EP1681699A4; JP4650575B2; DE602005027433D1; CN1926652A; JP2009105073A; US7616082B2; US20080231397A1; WO2006006557A1; EP1681699B1

Description

本発明は、電磁リレーに関するものである。

日本公開特許第１１−３３９６２４号公報は、カードを介して接極子の回転と可動ばねの回転とを連動させ、接極子の回転に応じて、可動ばねに設けられた可動接点を固定接点に接離させる電磁リレーを開示している。この電磁リレーでは、カードに挿入孔を設け、その挿入孔に可動ばねの先端を挿入することで、カードと可動ばねとを連結している。

しかしながら、上記電磁リレーでは、カードが可動ばねから不用意に抜ける恐れがあった。

日本公開特許第１１−１０２６３１号公報は、カードの抜けを防止するために、可動ばねの先端を約９０度折り曲げて可動ばねの先端に爪を形成し、その爪を挿入孔の周縁に係止させた電磁リレーを開示している。

しかしながら、上記電磁リレーのように爪が９０度折り曲げられている場合、挿入孔に爪を挿入しにくいという問題があった。特に、カードの移動方向に沿って複数の可動ばねが並んでいる場合、非常に挿入孔に爪を挿入しにくい。

また、カードの抜けを防止するために、図１５に示すように、可動ばね１００の上端に、可動ばねの長手方向と直交する方向に沿って弾性変形可能な爪１０１を設けたものもあった。

しかしながらこの場合、爪を挿入孔に挿入する際に、爪１０１のエッジが挿入孔と接触し、爪１０１と挿入孔との摩擦が大きく、挿入しにくいという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するために為されたものであって、可動ばねをカードの挿入孔に挿入しやすく、かつ、カードの不用意な抜けを防止できる電磁リレーを提供することを目的とする。

本発明にかかる電磁リレーは、ベースと、ベースに配置された電磁石と、前記電磁石の励磁・消磁に応じて揺動するようにベースに揺動自在に保持された接極子と、一端に可動接点を有し他端がベースに固定された可動ばねと、可動接点と対向して配置され、前記可動接点と共に接点機構を構成する固定接点と、カードとを備える。前記カードは、前記接極子と連結される連結部と、前記可動ばねの一端が挿入される挿入孔とを有し、前記接極子の揺動に連動して前記可動ばねを弾性変形させ、前記接点機構を選択的に開閉する。本発明の特徴とするところは、前記可動ばねは、前記可動ばねの一端を他端側に折り曲げて形成したＵ字形の爪を有するとともに前記爪の両側にスリットを有し、前記可動ばねの一端は、挿入孔の内面に押されて弾性変形しながら前記挿入孔を通過可能に構成され、前記爪の先端が前記カードに係止されるものであって、前記カードは、挿入孔の内面に凹部を有し、その凹部は挿入孔の軸方向に沿って走り、前記可動ばねの一端が挿入孔を通過する際に、挿入孔の内面に押されて弾性変形した前記可動ばねの一端を逃がす点にある。

本発明の電磁リレーは、可動ばねの爪がＵ字形であり可動ばねの一端が弾性変形しながら挿入孔を通過できるので、可動ばねを挿入孔に挿入しやすい。爪をＵ字形に形成することで、挿入孔と爪との摩擦を減らすことができ、小さい力でも容易に挿入できる。可動ばねを挿入孔に挿入した後は、爪の先端がカードに係止されるので、カードの不用意な抜けを防止できる。また、上記凹部を設けることで、前記可動ばねが弾性変形し易くなり、より小さな力で可動ばねをカードに挿入できる。さらに、爪の両側に設けられたスリットによって爪が弾性変形し易くなり、より一層容易に可動ばねをカードに挿入することができる。

以下、本発明を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、上下方向は、図３を基準として述べる。図１は、本発明の実施形態に係る電磁リレーの分解斜視図である。この電磁リレーは、２個の常開接点と２個の常閉接点とを備えた多極の電磁リレーである。

この電磁リレーは、ベース１０と、電磁石２０と、接極子３０と、一端に可動接点４１をそれぞれ備えた４本の可動ばね４０と、一端に固定接点５１をそれぞれ備えた４本の固定ばね５０と、カード６０と、復帰ばね７０と、カバー８０とからなる。

ベース１０は、プラスチック成形品であり、一対の側壁１１および複数の絶縁壁１３〜１６が一体成形されている。ベース１０は、ベース１０の長手方向と直交する方向に沿って設けられた絶縁壁１３によって、電磁石２０および接極子３０および復帰ばね７０が配置される第１エリアと、可動ばね４０および固定ばね５０が配置される第２エリアとに大きく区分されている。

第１エリアには、前記一対の側壁１１が設けられ、各側壁１１には、接極子３０を軸支するための一対の孔１２が形成されている。各側壁１１は、機械的強度を向上させるために、絶縁壁１３と連結されており、さらに各側壁は、梁１７によって互いに連結されている。

第２エリアには、ベース１０の長手方向に沿って延びる絶縁壁１４とベース１０の長手方向と直交する方向に沿って延びる２つの絶縁壁１５とが設けられ、それらの絶縁壁１４、１５によって、可動ばね４０および固定ばね５０が配置される４つの収納室が、第２エリアの四隅に形成されている。さらに、各収納室は、絶縁壁１３〜１５よりも背が低い絶縁壁１６によって固定ばね５０が配置されるエリアと可動ばね４０が配置されるエリアとに区分されている。

ベース１０の長手方向に沿った側面には、可動ばね４０および固定ばね５０をベース１０に圧入するための複数の溝１８が形成され、各溝１８は、前記各収納室からベース１０の底面にまで至る。

電磁石２０は、コイル２１を巻回したスプール２２と、スプール２２の中心孔に挿入された鉄心２３（図２Ｃ参照）と、鉄心２３の上下端にそれぞれ連結された略Ｌ字形のヨーク２４とを備える。スプール２２は、両端に鍔部２５を有し、下側の鍔部２５には、コイル２１の先端がそれぞれ接続されたコイル端子２６が、圧入されている。電磁石２０は、ベース１０の前記第１エリアに固定され、コイル端子２６の先端がベース１０の下方に突出する。

接極子３０は、プラスチック成形品のサブカード３１と、軟鉄などからなる可動板３２と、直方体形状の永久磁石３３とからなる。可動板３２は、矩形平板状に形成され、サブカード３１に接着される。永久磁石３３は、可動板３２の表面に固定される。サブカード３１は両側面に一対の円柱状の凸部３４を備え、凸部３４がベース１０の側壁１１に形成された孔１２にそれぞれ嵌合されることにより、接極子３０は、ベース１０に揺動自在に保持される。接極子３０がベース１０に装着されると、可動板３２の上端部が電磁石２０の上側のヨーク２４と対向し、下端部が電磁石２０の下側のヨーク２４と対向する。

復帰ばね７０は、略Ｙ字形であり、下端が接極子３０と絶縁壁１３との間でベース１０に圧入され（図２Ｃ参照）、上端は後述するようにカード６０の復帰ばね孔６３に挿入される。

各可動ばね４０は、弾性を有する薄肉の金属片４２と、金属板を打ち抜き、屈曲して形成された端子片４３とからなる。金属片４２の上端には、可動接点４１がかしめ固定されている。金属片４２には、金属片４２が撓みやすくなるように、スリット４４が設けられている。端子片４３は、金属片４２の下端にかしめ固定される。端子片４３は、ベース１０の側方から溝１８に圧入され、その結果、金属片４２がベース１０の収納室に配置され、端子片４３の先端が、ベース１０の下方に突出する。

各固定ばね５０は、金属板を打ち抜き、屈曲して形成される。各固定ばね５０の上端には、固定接点５１がかしめ固定され、下端には、端子片５２が一体に形成されている。固定ばね５０にも、固定ばね５０がある程度弾力を持つようにスリット５３が設けられている。端子片５２の先端およびベース１０に圧入される部位は、剛性を向上させるために、金属板を折り重ねることによって２重に形成されている。端子片５２は、ベース１０の側方から溝１８に圧入され、その結果、固定ばね５０がベース１０の収納室に配置され、端子片５２の先端がベース１０の下方に突出する。

固定ばね５０および可動ばね４０がベース１０に配置されると、図３に示すように、固定接点５１と可動接点４１とが所定の間隔で対向し、接点機構を構成する。各固定ばね５０と各可動ばね４０との間には、前述の絶縁壁１６が位置している。絶縁壁１６の高さは、固定接点５１および可動接点４１の位置よりも低く、固定接点５１と可動接点４１とが接離するのを妨げない。

カード６０は、平板状のプラスチック成形品である。カード６０は、カードの長手方向に沿って走るガイド溝６４を備える。カード６０は、ボディ１０の絶縁壁１４の上端に設けられたガイド凸部１４０（図１参照）をガイド溝６４に挿入してベース１０の上方に配置され、ベース１０の長手方向に沿ってスライド可能である。また、カード６０は、接極子３０のサブカード３１の上端に設けられた凸部３１０が挿入される連結孔６１と、可動ばね４０の前記一端（上端）が挿入される複数の挿入孔６２とを備える。凸部３１０および可動ばね４０の前記一端がそれぞれ連結孔６１、挿入孔６２に挿入されると、接極子３０と可動ばね４０とが、カード６０を介して機械的に連結され、その結果、接極子３０の揺動に連動して可動ばね４０が回転し、接点機構を選択的に開閉する。さらに、カード６０は、復帰ばね７０の上端が挿入される復帰ばね孔６３を備え、復帰ばね７０の上端が復帰ばね孔６３に挿入されると、カード６０は、復帰ばね７０によって電磁石２０側へ向かう力が与えられる。

ここで、カード６０と可動ばね４０とを連結する機構について詳細に説明する。

図４Ａおよび図４Ｂに示すように、各可動ばね４０は、前記一端（上端）に爪４００を有する。爪４００は、可動ばね４０の前記一端の中央部を延長し他端（下端）側にＵ字形に折り曲げて形成されている。各可動ばねの爪４００は、図３の左側に突出するように折り曲げられている。爪４００の両側には、スリット４０１が形成されている。また、各可動ばね４０は、カード６０の可動ばね４０の前記一端が挿入される側の面、すなわちカード６０の下面を支持する肩部４５を有する。

一方、カード６０は、図５Ａに示すように、カード６０の長手方向と直交する方向に沿って、挿入孔６２が３列（Ｒ１〜Ｒ３）で配置されている。本実施形態の挿入孔６２は、第１挿入孔６２０と第２挿入孔６２１とからなり、図５Ａの一番右側の列（Ｒ１）の各挿入孔が第１挿入孔６２０であり、真ん中の列（Ｒ２）の各挿入孔が第２挿入孔６２１である。一番左側の列（Ｒ３）の各挿入孔は、後述するように接点構成を変更する時に使用されるもので、本実施形態の電磁リレーでは使用されない。

第１挿入孔６２０は、内面の左側（図５Ａの左側）に段部６００を有する。段部６００の可動ばね４０の一端が挿入される側と反対側の面、すなわち段部６００の上面は、図５Ｂに示すように水平であり、段部６００の可動ばね４０の一端が挿入される側の面、すなわち段部６００の下面は挿入孔６２の内部に向けて傾斜している。また、第１挿入孔６２０は、段部６００と対向する位置に、凹部６０１を有する。凹部６０１は、凹部６０１の両側に突片６０２を形成することで、形成されている。段部６００と突片６０２との間の距離は、可動ばね４０の薄肉の金属片４２の厚さよりも大きく、かつ、爪４００の厚みよりも小さく設定されている。

上述のように可動ばね４０の爪４００は、図３の左側、つまり図５Ａの左側に向けて突出し、段部６００は、図５Ａの右側に向けて突出するため、可動ばね４０を第１挿入孔６２０に挿入すると、図６Ａに示すように、爪４００の上端と段部６００の下面とが接触する。さらに可動ばね４０を第１挿入孔６２０に押し進めると、図６Ｂ、図６Ｃに示すように、可動ばね４０の上端が段部６００と突片６０２との間の隙間に入り、爪４００は段部６００に押されて弾性変形し、凹部６０１へと逃げる。さらに可動ばね４０を押し進めると、図６Ｄ、図６Ｅに示すように、爪４００が段部６００を乗り越えて、爪４００の先端が段部６００の上面に係止される。この時、図７に示すように、カード６０は、可動ばね４０の肩部４５の上に支持される。

このように第１挿入孔６２０は、爪４００が係止される段部６００を備えるので、第１挿入孔６２０に可動ばね４０が挿入されると、爪４００によってカード６０の抜けが防止される。

本実施形態の爪４００は、可動ばね４０の前記一端（上端）を前記他端（下端）側にＵ字形に折り曲げて形成しているので、爪４００の上面が曲面となり、可動ばね４０を挿入孔６２に挿入する際に可動ばね４０と挿入孔６２の摩擦が少なく、挿入しやすい。さらに、段部６００の下面が挿入孔６２の内部に向けて傾斜するので、可動ばね４０の先端を挿入孔６２に誘導しやすい。また、爪４００の両側にスリット４０１が形成されているので、爪４００が弾性変形し易く、さらに弾性変形した爪４００が凹部６０１に逃げることができるので、小さな力でも容易に可動ばね４０を挿入孔６２に挿入することができる。さらに、爪４００は挿入孔６２の内部で段部６００に係止されるので、電磁リレーの高さを低く抑えることができる。

一方、第２挿入孔６２１は、内面の左側（図５Ａの左側）に段部７００を有し、段部７００と対向する位置に凹部７０１を有する。可動ばね４０の爪４００は、図５Ａの左側に向けて突出しているので、段部７００と爪４００とは係合せず、図８に示すように、爪４００は、凹部７０１に沿って自由に移動することができる。すなわち、第２挿入孔６２１は、可動ばね４０の爪４００が係止される段部を備えず、カード６０は、第２挿入孔に挿入された爪４００によって拘束されない。このように、第１挿入孔６２０と第２挿入孔６２１とを設ける理由について以下に説明する。

本実施形態のような電磁リレーでは、製造段階において、リレーを組み立ててリレーの動作を確認した後に、再びリレーを分解し、可動接点４１と固定接点５１との間の距離を調整することがある。もし、全ての可動ばねの爪４００が段部６００に係止されると、カード６０を可動ばね４０から取り外すのに手間がかかり、作業効率が低下してしまう。そこで、本実施形態のように、列Ｒ１の挿入孔を第１挿入孔とし、列Ｒ２の挿入孔を第２挿入孔とし、列Ｒ１の挿入孔のみでカード６０と爪４００とを係合させることで、不用意なカードの抜けを防止しながらも、必要に応じてカードを可動ばねから容易に取り外すことができる。

上述のようにカード６０が接極子３０および可動ばね４０と連結された後、ベース１０にカバー８０が装着され、ベース１０とカバー８０との隙間に封止材が注入されて、電磁リレーが完成する。

次に、本実施形態の電磁リレーの動作について以下に説明する。電磁石２０が励磁されていないときは、図９Ａに示すように永久磁石３３の磁力および復帰ばね７０のばね力により、接極子３０の可動板３２が上側のヨーク２４に吸着されている。この時、列Ｒ２の可動接点４１は対応する固定接点５１に接触し、列Ｒ１の可動接点４１は、固定接点５１から離れている。

電磁石２０が励磁されると、下側のヨーク２４が可動板３２を引きつけ、接極子３０は凸部３４を中心に、図９Ａにおける右回りに回転する。その結果、図９Ｂに示すように、カード６０がベース１０の長手方向に沿って図９Ｂの右側へとスライドし、列Ｒ２の可動接点４１は固定接点５１から離れ、列Ｒ１の可動接点４１は、対応する固定接点５１に接触する。なお、可動接点４１が固定接点５１から引き離される時、固定ばね５０の一部を折り曲げて形成した規制片５４が絶縁壁１６に当接することで、固定ばね５０が可動ばね４０側へ移動するのが規制される。これにより、万が一可動接点４１が固定接点５１に溶着しても、絶縁壁１６により、可動接点４１を固定接点５１から引き離すことができる。

電磁石２０の励磁を止めると、復帰ばね７０のばね力と永久磁石３３の磁力により、接極子３０が図９Ｂにおける左回りに回転し、カード６０は左側へとスライドし、図９Ａの状態へと戻る。この結果、列Ｒ２の可動接点４１は再び対応する固定接点５１に接触し、列Ｒ３の可動接点４１は、固定接点５１から離れる。以上のように、列Ｒ２の接点機構が常閉接点であり、列Ｒ１の接点機構が常開接点である。

なお、図１０および図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、可動ばね４０の肩部４５は、可動ばね４０の一部を前記他端（下端）側にＵ字形に折り曲げて形成してもよい。カード６０が肩部４５の上を繰り返し移動すると、カード６０と肩部４５とが擦れて摩耗粉が発生し、この摩耗粉が可動接点４１や固定接点５１に付着して接点の信頼性を低下させる恐れがある。そこで、肩部４５を可動ばね４０の一部を他端側にＵ字形に折り曲げて形成することで、肩部４５とカード６０との摩擦・摩耗を抑え、接点の信頼性を向上できる。

また、可動ばね４０は、図１２に示すように、爪４００の両側にスリットがなくてもよい。この場合、図１３に示すように、爪４００が挿入孔６２を通過する際に、可動ばね４０の先端全体が弾性変形して凹部６０１へ逃げ、段部６００を通過する。

また、本実施形態では、列Ｒ１が第１挿入孔６２０で、列Ｒ２が第２挿入孔６２１であったが、第１挿入孔６２０および第２挿入孔６２１の位置は、それらに限定されるものではない。また、本実施形態では、爪４００が図３の左側に突出していたが、爪の突出方向を変えるだけで、第１挿入孔と第２挿入孔の位置を容易に変更することができる。

また、本実施形態では、２個の常開接点と２個の常閉接点とを備えた電磁リレーを示したが、列Ｒ２の可動ばね４０と固定ばね５０との位置を入れ替え、入れ替えた可動ばねの先端を列Ｒ３の挿入孔６２に挿入し、可動接点４１と固定接点５１とを対向させることで、４個の常開接点を備えた電磁リレーや、３個の常開接点と１個の常閉接点とを備えた電磁リレーも構成することができる。

また、本発明の電磁リレーは、４組の接点機構を備えたリレーに限定されるものではなく、例えば、図１４に示すように、６組の接点機構を備えていてもよい。

上記のように、本発明にかかる技術思想に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、請求の範囲において限定した以外は、その特定の実施形態に制約されるものではない。

本発明の実施形態に係る電磁リレーの分解斜視図である。図１の電磁リレーで、カバーとカードを取り外した時の要部を示す平面図である。図１の電磁リレーで、カバーを取り外した時の部分断面平面図である。図１の電磁リレーで、カバーを取り外した時の部分断面正面図である。図１の電磁リレーで、カバーを取り外した時の側面断面図である。図１の電磁リレーの正面断面図である。図１の電磁リレーの可動ばねの部分拡大斜視図である。図１の電磁リレーの可動ばねの部分拡大図である。図１のカードの平面図である。図５ＡのカードのＡ−Ａ破線での断面図である。図１の電磁リレーにおいて、可動ばねが第１挿入孔を通過する時の要部拡大図である。図１の電磁リレーにおいて、可動ばねが第１挿入孔を通過する時の要部拡大図である。図１の電磁リレーにおいて、可動ばねが第１挿入孔を通過する時の要部拡大図である。図１の電磁リレーにおいて、可動ばねが第１挿入孔を通過した後の要部拡大図である。図１の電磁リレーにおいて、可動ばねが第１挿入孔を通過した後の要部拡大図である。図１の電磁リレーにおいて、カードと可動ばねの位置関係を説明する図である。図１の電磁リレーにおいて、第２挿入孔に挿入された可動ばねを説明する図である。図１の電磁リレーの動作を説明する図である。図１の電磁リレーの動作を説明する図である。図１の電磁リレーの可動ばねの変形例である。図９の可動ばねとカードとの位置関係を説明する図である。図９の可動ばねとカードとの位置関係を説明する図である。図１の電磁リレーの可動ばねの別の変形例である。図１１の可動ばねが挿入孔を通過する時の要部拡大図である。本発明の別の形態の電磁リレーの分解斜視図である。従来の可動ばねの一例を示す図である。

１０ベース
２０電磁石
３０接極子
４０可動ばね
４１可動接点
５１固定接点
６０カード
６２挿入孔
４００爪
４０１スリット
６０１凹部

Claims

ベースと、
ベースに配置された電磁石と、
前記電磁石の励磁・消磁に応じて揺動するように前記ベースに揺動自在に保持される接極子と、
一端に可動接点を有し、他端が前記ベースに固定される可動ばねと、
前記可動接点と対向して配置され、前記可動接点と共に接点機構を構成する固定接点と、
前記接極子と連結される連結部、並びに、前記可動ばねの一端が挿入される挿入孔を有し、前記接極子の揺動に連動して前記可動ばねを弾性変形させ、前記接点機構を選択的に開閉するカードとを備え、
前記可動ばねは、前記可動ばねの一端を他端側に折り曲げて形成したＵ字形の爪を有するとともに前記爪の両側にスリットを有し、前記可動ばねの一端は挿入孔の内面に押されて弾性変形しながら前記挿入孔を通過可能に構成され、前記爪の先端が前記カードに係止され、
前記カードは、挿入孔の内面に凹部を有し、その凹部は挿入孔の軸方向に沿って走り、前記可動ばねの一端が挿入孔を通過する際に挿入孔の内面に押されて弾性変形した前記可動ばねの一端を逃がすことを特徴とする電磁リレー。