JP4476072B2 - 電磁継電器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

電磁石及び電磁石によって駆動される接極子を備えた電磁石装置と、電磁石装置の作動に伴って開閉動作する接点部とを、共通の基部に組み込んでなる電磁継電器において、従来、外形寸法を削減した種々の構成が知られている。例えば特許文献１は、実装面積の小さい薄型の電磁継電器で使用される電磁石として、巻枠と、巻枠に巻き付けて支持されるコイルと、コイルの中心軸線に沿って巻枠に受容される鉄心と、鉄心の端部に連結されてコイルの外方へ延設され、コイル中心軸線に略平行に延びる平板部分を有する継鉄とを備え、全体として継鉄の平板部分に略直交する鉛直方向（すなわち巻枠に設置したコイル端子の延出方向）へ長く延びる薄型の外形を有した電磁石を開示する。

この種の薄型の電磁石を備えた電磁継電器では、磁路を構成する鉄心及び継鉄の断面積が必然的に小さくなるので、接極子を動作させる電磁石の磁気吸引力を確保するための工夫が別途必要となる。上記特許文献１に開示される電磁石では、鉄心と継鉄との機械的連結（かしめ）箇所の磁気抵抗を低減する構造上の改善が成されており、それにより電磁石の磁気吸引力を増強するようにしている。

特開２００１−１４９９３号公報

電磁継電器の用途によっては、回路基板等への実装面積を縮小することに加えて、或いはその代わりに、実装時の高さを削減する（すなわち低背化する）ことが要求される場合がある。このような低背型の電磁継電器においても、接極子に対する電磁石の磁気吸引力を確保するための工夫を施す必要がある。

本発明の目的は、接極子に対する電磁石の磁気吸引力を確保しつつ低背下を実現できる電磁継電器を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基部と、基部に組み込まれる電磁石装置と、電磁石装置から絶縁されて基部に組み込まれる接点部と、電磁石装置と接点部との間に配置され、電磁石装置の作用により移動して接点部を開閉動作させる操作部材とを具備し、電磁石装置は、電磁石と、電磁石によって駆動される接極子とを備え、電磁石が、コイルと、コイルの中心軸線に沿って配置され、軸線方向一端に頭部を有する鉄心と、鉄心の軸線方向他端からコイルの外方へ延設され、中心軸線に略平行に延びる平板部分を有する継鉄とを備え、接極子が、平板部分の末端に隣接して継鉄に変位可能に連結されるとともに、鉄心の頭部に対向して配置される、電磁継電器において、継鉄の平板部分の末端は、コイルの中心軸線の方向に見て鉄心の頭部と同一の軸線方向位置に配置され、継鉄は、平板部分の末端に局部的に、コイルの中心軸線に接近する方向へ延長される延長部分を有すること、を特徴とする電磁継電器を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電磁継電器において、鉄心は、コイルの中心軸線に同心に延設される主部と、主部の軸線方向一端に設けられ、コイルの中心軸線に略直交する平坦な端面を有する頭部とを備え、頭部が、継鉄の平板部分に略平行な水平方向へ長く延びる長形輪郭を有する電磁継電器。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電磁継電器において、鉄心の主部は、水平方向へ長く延びる長形断面を有する電磁継電器。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁継電器において、電磁石装置、接点部及び操作部材を内部空間に収容して基部に固定されるケースをさらに具備し、基部は、ケースから露出する露出部分を有するとともに、この露出部分に、ケースの内部空間に連通する封止可能な通気孔を備える電磁継電器。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁継電器において、基部は、露出部分に、継鉄を基部に固定するための接着剤を注入する接着剤注入孔を備える電磁継電器。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電磁継電器において、接点部は、操作部材に連動する可動接点を担持する可動接点ばね部材と、可動接点に対向配置される固定接点を担持する固定接点部材とを備え、操作部材は、電磁石装置の作用下で、可動接点と固定接点とを相互接触させる押圧力を可動接点ばね部材に加える押圧部分と、押圧部分とは別に、押圧力を加えている間に可動接点ばね部材を予め定めた変位軌跡に沿って案内するガイド部分とを有する電磁継電器。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の電磁継電器において、可動接点ばね部材は、基部に設けた取付孔に一方向へ圧入して取り付けられる第１取付部分を有し、固定接点部材は、基部に設けた取付孔に、第１取付部分の圧入方向と同一の方向へ圧入して取り付けられる第２取付部分を有し、可動接点ばね部材の第１取付部分と固定接点部材の第２取付部分とが、基部上で、コイルの中心軸線に関して互いに反対側に配置される電磁継電器。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の電磁継電器において、操作部材の押圧部分は、可動接点ばね部材の可動接点と第１取付部分との間であって可動接点に近い部位に、押圧力を加える電磁継電器。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の電磁継電器において、可動接点と固定接点とが、基部上でコイルの中心軸線に関して、可動接点ばね部材の第１取付部分と同じ側に配置され、可動接点ばね部材は、可動接点と第１取付部分との間に、中心軸線を跨ぐように曲折して延びる第１弾性腕部分を有し、固定接点部材は、固定接点と第２取付部分との間に、中心軸線を跨ぐように延びる第２弾性腕部分を有する電磁継電器。

請求項１に記載の発明によれば、継鉄の延長部分は、継鉄の平板部分の末端における、接極子に対向する端面の面積を増加させるので、継鉄と接極子との境界領域で磁路が拡張され、結果として、この境界領域における磁気抵抗が低減して、接極子に対する電磁石の磁気吸引力が効果的に増大する。したがって、接極子に対する電磁石の磁気吸引力を確保しつつ、電磁継電器の低背化を実現することができる。

請求項２に記載の発明によれば、電磁継電器を低背化したときにも、鉄心頭部と継鉄平板部分との間隔を、電磁石の磁気吸引力を低下させない寸法に維持できる。

請求項３に記載の発明によれば、鉄心主部を受容する巻枠も、主部と同様に水平方向へ長く延びる長形断面形状を有するように形成でき、それにより、巻枠に巻着されるコイルに、水平方向へ長く延びる扁平輪郭を付与することができる。その結果、コイルの巻数を実質的に削減することなく、電磁石が低背化され、それに伴い、基部、電磁石装置及び接点部の全てを低背型に構成して、電磁継電器の低背化を実現することができる。

請求項４に記載の発明によれば、十分な厚みを有する基部の露出部分に通気孔を形成するので、ケースの内部空間の寸法に影響を及ぼすことなく（すなわち低背化を妨げることなく）、ケース内空気の熱膨張によるケース膨張の問題を解決できる。

請求項５に記載の発明によれば、ケースを基部に固定する目的で基部の露出部分に塗布された接着剤が、接着剤注入孔から浸入して継鉄に容易に到達し、ケースを基部に固定すると同時に継鉄を基部に固定する。したがって、従来、ケースを基部に固定する前に実施していた継鉄接着工程を省略して、ケースの接着工程で同時に継鉄を接着できるので、電磁継電器の組立工数を減らして組立コストを削減することができる。

請求項６に記載の発明によれば、操作部材の押圧部分が、ガイド部分から離れた位置で、可動接点ばね部材に押圧力を加えることができるので、ガイド部分を係合させるための切欠きや孔を、作用上適切な押圧部位から離して、可動接点ばね部材に形成できる。したがって、そのような切欠きや孔が可動接点ばね部材のばね作用に及ぼし得る影響が排除され、接点部における接点開閉機能が向上する。

請求項７に記載の発明によれば、基部上で、可動接点ばね部材の第１取付部分と固定接点部材の第２取付部分との間の絶縁距離が確保される。

請求項８に記載の発明によれば、可動接点と固定接点とが接触する際に、操作部材の押圧部分の移動に応じて、両接点の相互接触部位が接触面上で比較的大きく移動するので、可動接点及び固定接点の接点寿命が著しく増加する。

請求項９に記載の発明によれば、可動接点ばね部材の第１弾性腕部分と固定接点部材の第２弾性腕部分とは、基部上で互いに実質的同一の横断方向へ延びる領域を有することになる。その結果、接点閉成時に、可動接点ばね部材と固定接点部材とは、可動接点及び固定接点の周辺領域で互いに鏡像的な変位様態を呈するようになり、それにより接点接触部位の移動動作が一層顕著になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明の一実施形態による電磁継電器１０を示す分解斜視図、図２は、電磁継電器１０の主要部の組立斜視図、図３は、電磁継電器１０の主要部の縦断面図である。

電磁継電器１０は、基部１２と、基部１２に組み込まれる電磁石装置１４と、電磁石装置１４から絶縁されて基部１２に組み込まれる接点部１６と、電磁石装置１４と接点部１６との間に配置され、電磁石装置１４の作用により移動して接点部１６を開閉動作させる操作部材１８とを備えて構成される。

基部１２は、電気絶縁性の樹脂成形品からなり、電磁石装置１４を設置する第１部分２０と、接点部１６を設置する第２部分２２とを一体に備える。第１部分２０は、電磁石装置１４を部分的に包囲する筒状壁２４を有する。また第２部分２２は、接点部１６の後述する複数の接点部材を個別に取り付ける複数の取付孔２６を有する。第１部分２０の筒状壁２４は、電磁石装置１４と接点部１６との間に介在して両者間の電気的絶縁を確保する。

電磁石装置１４は、電磁石２８と、電磁石２８によって駆動される接極子３０とを備える。電磁石２８は、巻枠３２と、巻枠３２に巻き付けて支持されるコイル３４と、コイル３４の中心軸線３４ａに沿って配置され、巻枠３２に受容される鉄心３６と、鉄心３６からコイル３４の外方へ延設される継鉄３８とを備える。巻枠３２は、電気絶縁性の樹脂成形品であり、所定長さを有する胴部４０と、胴部の長手方向両端に設けられる環状の第１及び第２鍔部４２、４４とを一体的に有する。

コイル３４は、巻枠３２の胴部に導線の所要長さ部分を密に巻着して形成され、巻枠３２の両鍔部４２、４４の間に固定的に保持される。巻枠３２の第１鍔部４２には、コイル３４を形成する導線の両先端が取着される一対のコイル端子４６が設置される。それらコイル端子４６は、コイル中心軸線３４ａに略直交する方向に沿って、互いに実質的平行に配置される。電磁石装置１４を基部１２の第１部分２０に適正に設置したときに、電磁石２８の一対のコイル端子４６は、基部１２の外方へ延長される（図２）。

鉄心３６は、例えば磁性鋼から形成される柱状部材であり、コイル３４の中心軸線３４ａに同心に延設されて巻枠３２の胴部内に固定的に受容される主部４８と、主部４８の軸線方向一端に設けられ、コイル３４の中心軸線３４ａに略直交する平坦な端面５０ａを有する頭部５０とを一体的に備える。鉄心３６の頭部５０は、巻枠３２の第１鍔部４２の外面上に露出して配置される（図３）。

継鉄３８は、例えば磁性鋼から形成されるＬ字板状部材であり、鉄心３６の、頭部５０とは反対側の主部４８の軸線方向他端４８ａに、例えばかしめにより固定的に連結されて、コイル３４の周辺に磁路を形成する。継鉄３８は、鉄心３６の主部４８に連結されて巻枠３２の第２鍔部４４に沿って配置される短尺の立板部分５２と、立板部分５２に略直交して配置され、コイル３４の側方に離間してコイル中心軸線３４ａに略平行に延設される長尺の平板部分５４とを一体に備える。継鉄３８の平板部分５４の末端５４ａは、コイル中心軸線方向に見て鉄心３６の頭部５０と略同一の軸線方向位置に配置され、この末端５４ａに隣接して、接極子３０が変位可能に継鉄３８に連結される（図３）。

接極子３０は、例えば磁性鋼から形成される平板状部材であり、板ばね５６を介して継鉄３８に弾性的相対移動可能に連結されるとともに、鉄心３６の頭部５０の端面５０ａに対向して配置される。板ばね５６は、継鉄３８と接極子３０との間で弾性ヒンジとして機能し、それ自体のばね作用により、接極子３０を鉄心３６の頭部５０から離れる方向へ付勢する。電磁石２８の非作動時には、接極子３０は、その下端３０ａを継鉄３８の平板部分５４の末端５４ａに隣接させつつ、板ばね５６のばね力下で鉄心３６の頭部５０から所定距離だけ離れた復旧位置に静止保持される。電磁石２８が作動すると、磁気吸引力により接極子３０は、継鉄末端５４ａに隣接する下端３０ａを中心に、板ばね５６のばね力に抗して鉄心頭部５０に接近する方向へ揺動し、最終的に頭部５０の端面５０ａに当接される。

電磁継電器１０においては、電磁石２８は、全体として継鉄３８の平板部分５４に略平行な水平方向（すなわち巻枠３２に設置した一対のコイル端子４６に略直交する方向）へ長く延びる薄型（すなわち低背型）の外形を有する。具体的には、図４に示すように、鉄心３６の主部４８は、継鉄３８の平板部分５４の、コイル３４に対向する表面５４ｂに略平行な方向（本明細書で水平方向と称する）へ長く延びる長形断面形状を有する。また、図５に示すように、鉄心３６の頭部５０は、継鉄３８の平板部分５４の表面５４ｂに略平行な水平方向へ長く延びる長形輪郭を有する。なお、「長形」という用語は、長方形、楕円形、弓形及びそれらに類似する形状のように、一方向に長くかつ他方向には短いあらゆる形状を含むものである。

鉄心３６のこのような特徴的形状に対応して、鉄心主部４８を受容する巻枠３２の胴部４０も、主部４８と同様に水平方向へ長く延びる長形断面形状を有する（図４）。それにより、巻枠胴部４０に巻着されるコイル３４は、水平方向へ長く延びる扁平輪郭を呈することになる。その結果、コイル３４の巻数を実質的に削減することなく、電磁石２８が低背化され、それに伴い、基部１２、電磁石装置１４及び接点部１６の全てを低背型に構成して、電磁継電器１０の低背化を実現することができる。

上記した低背構造の電磁継電器１０では、接極子３０を動作させる電磁石２８の磁気吸引力を確保するために、継鉄３８は、平板部分５４の末端５４ａに局部的に、コイル３４の中心軸線３４ａに接近する方向へ延長される延長部分５８を備えている。延長部分５８は、平板部分５４の表面５４ｂに対向配置されたコイル３４に干渉しない位置で、鉄心３６の頭部５０に接近するように表面５４ｂから楔状に隆起する（図３）。このような形状の延長部分５８は、継鉄３８の平板部分５４の末端５４ａにおける、接極子３０に対向する端面５４ｃの面積を増加させるように作用する（図５）。それにより、継鉄３８と接極子３０との境界領域で磁路が拡張され、結果として、この境界領域における磁気抵抗が低減して、接極子３０に対する電磁石２８の磁気吸引力が効果的に増大する。

上記したような低背化に伴い、鉄心３６の頭部５０と継鉄３８の平板部分５４との間隔が狭くなると、継鉄３８と接極子３０との間に延びる磁束がそれらの境界領域で鉄心３６に向かう漏れを生じ、それにより電磁石２８の磁気吸引力が低下する惧れがある。この点に関し、上記構成では、鉄心３６の頭部５０が水平方向へ長く延びる長形輪郭を有するので、鉄心頭部５０と継鉄平板部分５４（特に延長部分５８）との間隔を、電磁石２８の磁気吸引力を低下させない寸法に維持できる利点がある。なおこのような観点から、一般的な円筒状の主部４８を有する鉄心３６に、上記した長形輪郭の頭部５０を形成するだけでも、鉄心３６の主部４８と継鉄３８の平板部分５４との間隔を削減できるので、電磁継電器１０の低背化に寄与する。

電磁継電器１０においては、上記した特徴的な鉄心形状に加えて、低背化を促進するための以下の工夫が成されている。
電磁継電器１０は、電磁石装置１４、接点部１６及び操作部材１８を内部空間に収容して基部１２に固定される矩形箱状のケース６０をさらに備える（図１）。ケース６０は、電磁継電器１０の組立工程の最終段階で、電磁石装置１４、接点部１６及び操作部材１８を内部空間に収容して、熱硬化性接着剤により基部１２に気密式に固着される。ここで、接着剤を熱硬化させる際に、基部１２に固着されるケース６０の内部の空気が熱膨張して、ケース６０が膨らむ傾向がある。このような不都合を回避するために、電磁継電器１０では、基部１２は、ケース６０から露出する露出部分（図示実施形態では基部裏面１２ａを含む部分）６２を有するとともに、この露出部分６２に、ケース６０の内部空間に連通する封止可能な通気孔６４を備えて構成される（図６（ａ））。また、基部１２の露出部分６２にはさらに、通気孔６４を自己融着によって封止可能な筒状口部６６が設けられる（図６（ｂ））。

従来の電磁継電器では、ケース内空気の熱膨張に対処するための通気孔を、ケース自体に設けることが一般的であった。しかし、ケースは通常、薄肉の部材であるから、通気孔を自己融着によって封止可能な筒状口部をケースに設けようとすると、ケースを通気孔の部位で内側へ局部的に突出させる必要がある。その結果、ケース内部に余分な空間が必要になるので、電磁継電器の低背化が妨げられる傾向がある。これに対し、電磁継電器１０では、ケース６０に比べて十分な厚みを有する基部１２の露出部分６２に、筒状口部６６を有する通気孔６４を形成する構成としたから、ケース６０の内部空間の寸法に影響を及ぼすことなく（すなわち低背化を妨げることなく）、ケース内空気の熱膨張によるケース膨張の問題を解決することができる。

電磁継電器１０においては、上記した低背化のための構成に加えて、電磁継電器１０の組立性の改善、継電器内部の絶縁距離の確保、及び接点部１６における接点開閉機能の向上を図るための、幾つかの工夫が成されている。以下、それら改善策を説明する。

まず、電磁継電器１０の組立性の改善策について説明する。従来の電磁継電器では、組立状態での衝撃等に対する構造的安定性を確保するために、基部に電磁石装置を組み付けた後に、接着剤を用いて基部と電磁石の継鉄とを相互に固定する構成が採用されている。この接着工程は、通常、電磁石を収容する基部の筒状壁に、継鉄に達するように接着剤注入孔を貫通形成し、この注入孔に接着剤を注入することにより行なわれている。これに対し、本発明に係る電磁継電器１０では、図６（ａ）に示すように、基部１２の前述した露出部分６２の所望位置に、継鉄３８を基部１２に固定するための接着剤を注入する接着剤注入孔６８が、継鉄３８に到達するように基部１２に貫通形成されている。特に図示実施形態では、基部１２の裏面１２ａ（すなわち露出部分６２）の外周縁に沿った帯状領域７０に重なるように、一対の接着剤注入孔６８が設けられている。

ここで、前述したようにケース６０を基部１２に固定する際には、通常、基部１２の裏面１２ａの帯状領域７０に熱硬化性接着剤を塗布する。したがって上記構成では、帯状領域７０に塗布された熱硬化性接着剤が、一対の接着剤注入孔６８から浸入して継鉄３８に容易に到達できるので、その後の加熱により、ケース６０を基部１２に固定すると同時に継鉄３８を基部１２に固定するように作用する。このような構成によれば、従来、ケースを基部に固定する前に実施していた継鉄接着工程を省略して、ケース６０の接着工程で同時に継鉄３８を接着できるので、電磁継電器１０の組立工数を減らして組立コストを削減することができる。

次に、継電器内部の絶縁距離の確保策について説明する。電磁継電器１０においては、接点部１６は、操作部材１８に連動する可動接点７２を担持する可動接点ばね部材７４と、可動接点７２に対向配置されるメーク固定接点７６を担持する第１の固定接点部材７８と、メーク固定接点７６とは反対側で可動接点７２に対向配置されるブレーク固定接点８０を担持する第２の固定接点部材８２とを備えて構成される（図１）。可動接点７２は、基部１２の第２部分２２の上方で、後述するように接極子３０の揺動動作に対応して揺動変位して、その揺動方向に対向するメーク固定接点７６及びブレーク固定接点８０に対し、交互的に接点開閉動作できるようになっている。

図７に示すように、可動接点ばね部材７４は、基部１２に設けた取付孔２６に一方向へ圧入して取り付けられる第１取付部分７４ａと、第１取付部分７４ａからコ字状に延長されて、末端に可動接点７２を担持する第１弾性腕部分７４ｂと、第１弾性腕部分７４ｂから離れた位置で第１取付部分７４ａから直線状に延長される第１端子部分７４ｃとを有する。可動接点ばね部材７４は、特に第１弾性腕部分７４ｂが、例えばばね用燐青銅の薄板から打ち抜いて形成され、第１取付部分７４ａに例えばかしめにより固定的に連結される。なお、第１弾性腕部分７４ｂの末端に担持される可動接点７２は、メーク固定接点７６に対向するメーク可動接点要素７２ａと、ブレーク固定接点８０に対向するブレーク可動接点要素７２ｂとを含む。

また、第１の固定接点部材７８は、基部１２に設けた取付孔２６に一方向へ圧入して取り付けられる第２取付部分７８ａと、第２取付部分７８ａからＬ字状に延長されて、末端にメーク固定接点７６を担持する第２弾性腕部分７８ｂと、第２弾性腕部分７８ｂから離れた位置で第２取付部分７８ａから直線状に延長される第２端子部分７８ｃとを一体に有する。同様に、第２の固定接点部材８２は、基部１２に設けた取付孔２６に一方向へ圧入して取り付けられる第３取付部分８２ａと、第３取付部分８２ａからＬ字状に延長されて、末端にブレーク固定接点８０を担持する第３弾性腕部分８２ｂと、第３弾性腕部分８２ｂから離れた位置で第３取付部分８２ａから直線状に延長される第３端子部分８２ｃとを一体に有する。

電磁継電器１０では、可動接点ばね部材７４、第１の固定接点部材７８及び第２の固定接点部材８２は、基部１２の第２部分２２に分散的に設けた３個の取付孔２６のそれぞれに対し、それぞれの第１取付部分７４ａ、第２取付部分７８ａ及び第３取付部分８２ａを互いに同一の方向（前述した水平方向に直交する鉛直方向）へ所定圧力下で嵌入（すなわち圧入）することにより、基部１２に取り付けられる。そして、可動接点ばね部材７４の第１取付部分７４ａと、第１及び第２の固定接点部材７８、８２の第２及び第３取付部分７８ａ、８２ａとは、基部１２上で、前述したコイル中心軸線３４ａに関して互いに反対側に配置されている（図１）。

ここで、一般に電磁継電器においては、接点開閉動作の繰り返しにより、接点の消耗粉が、個々の接点部材の基部に対する取付部分の周辺に堆積する傾向がある。したがって、複数の接点部材の取付部材を基部上で十分な距離だけ離して配置することが、絶縁距離を確保する観点で有効である。その点で、電磁継電器１０は、接点部１６に上記した構成を採用することにより、基部１２上で、可動接点ばね部材７４の第１取付部分７４ａと第１及び第２の固定接点部材７８、８２の第２及び第３取付部分７８ａ、８２ａとの間の絶縁距離を確保している。

次に、接点部１６における接点開閉機能の向上策について説明する。電磁継電器１０においては、接点部１６の可動接点ばね部材７４は、電気絶縁性の操作部材１８を介して、電磁石装置１４の接極子３０に機械的に連結される。操作部材１８は、例えば樹脂材料から一体成形される矩形枠状部材であり、その長手方向第１端１８ａで、継鉄３８から離れた側の接極子３０の自由端（図で上端）３０ｂに連結されて、基部１２の筒状壁２４の頂端に近接配置される（図２）。操作部材１８の長手方向第２端１８ｂには、平面視でコイル中心軸線３４ａの近傍位置に、長手方向外方へ突出する押圧部分８４が設けられるとともに、平面視でコイル中心軸線３４ａから離れた側方位置に、押圧部分８４よりも長く長手方向外方へ突出するガイド部分８６が設けられる（図８）。

操作部材１８は、電磁石２８の励磁／非励磁に伴う接極子３０の揺動動作に連動して、コイル中心軸線３４ａに実質的平行な方向へ往復動作し、それにより接極子３０の揺動動作を接点部１６の可動接点ばね部材７４に伝達する。ここで、可動接点ばね部材７４は、弾性腕部分７４ｂのばね作用により、可動接点７２が第１の固定接点部材７８のメーク固定接点７６から離れる方向へ付勢されるように構成されている。したがって、電磁石２８の非作動時（すなわち接極子３０が前述した復旧位置にあるとき）には、操作部材１８がその往復移動範囲の第１の限界に置かれるとともに、可動接点ばね部材７４は、弾性腕部分７４ｂのばね力下で、可動接点７２のブレーク可動接点要素７２ｂが第２の固定接点部材８２のブレーク固定接点８０に導通接触するブレーク接点閉成位置に保持される（図２、図８）。

このブレーク接点閉成位置から、電磁石２８が作動すると、前述したように接極子３０が鉄心３６の頭部５０に接近する方向へ揺動し、それに伴い操作部材１８は、可動接点ばね部材７４に対し押圧力を発揮しながら、往復移動範囲の第２の限界に向けて移動する。それにより可動接点ばね部材７４は、可動接点７２が第１の固定接点部材７８のメーク固定接点７６に接近する方向へ、主として第１弾性腕部分７４ｂが弾性的に撓曲される。接極子３０が鉄心頭部５０に完全吸着された時点で、操作部材１８は往復移動範囲の第２の限界に達し、操作部材１８の押圧力下で、可動接点ばね部材７４は、可動接点７２のメーク可動接点要素７２ａが第１の固定接点部材７８のメーク固定接点７６に導通接触するメーク接点閉成位置に保持される。

上記した可動接点７２の揺動動作の間、操作部材１８は、その押圧部分８４が、可動接点７２とメーク固定接点７６とを相互接触させる押圧力を、可動接点ばね部材７４に加えるように機能する。詳述すれば、操作部材１８の押圧部分８４は、可動接点ばね部材７４の可動接点７２と第１取付部分７４ａとの間に延びる第１弾性腕部分７４ｂの、可動接点７２に近い部位に当接されて、第１弾性腕部分７４ｂに押圧力を加えるようになっている。また、操作部材１８のガイド部分８６は、押圧部分８４とは別の機能要素として、電磁石装置１４の作用下で、押圧力を加えている間に可動接点ばね部材７４を予め定めた変位軌跡に沿って案内するように機能する。詳述すれば、可動接点ばね部材７４には、コ字状の第１弾性腕部分７４ｂの上方隅部にガイド孔８８が貫通形成され、操作部材１８のガイド部分８６がこのガイド孔８８に摺動自在に挿通される。

ここで、従来の電磁継電器では、操作部材に突設した押圧部分が可動接点ばね部材に貫通形成した連結孔に固定的に嵌入されることにより、操作部材が可動接点ばね部材に押圧力を加えるとともに可動接点ばね部材を所定軌跡に沿って移動させるように構成されている。このような構成では、可動接点ばね部材上で押圧力を受ける部位が連結孔の周縁領域であるから、ばね力を発揮する素材が一部欠落した状態になっており、結果として可動接点ばね部材のばね作用に影響を及ぼすことが懸念される。これに対し、本発明に係る電磁継電器１０では、上記した構成を採用することにより、可動接点ばね部材７４の第１弾性腕部分７４ｂの無孔領域で操作部材１８の押圧部分８４から確実に押圧力を受けることができる一方、この受圧部位から離れた適当な位置にガイド孔８８を設けることができる。したがって、可動接点ばね部材７４のばね作用に対する影響が排除され、接点部１６における接点開閉機能が向上する。

前述したメーク接点閉成時には、操作部材１８は、電磁石装置１４の作用により可動接点ばね部材７４に対し押圧力を発揮して、上記したように可動接点７２をメーク固定接点７６に接触させるだけでなく、その状態で可動接点ばね部材７４と第１の固定接点部材７８とを同時に弾性変形させる。このとき、操作部材１８が、可動接点７２とメーク固定接点７６との相互接触部位を両者の接触面上で徐々に変位させながら、往復移動範囲の第２の限界に到達するように、接極子３０及び操作部材１８の移動範囲、並びに可動接点７２とメーク固定接点７６との間隙寸法が設定される。このような構成は、接点部１６のメーク接点閉成動作の確実性を向上させるとともに、接点開閉動作を繰り返す間に生じ得る接触面の接触抵抗の増加を抑制して接点寿命を増加させる効果を奏する。

ここで、電磁継電器１０では、可動接点ばね部材７４の第１弾性腕部分７４ｂの受圧部位が、第１弾性腕部分７４ｂのコ字状の延長方向に見て、可動接点７２に近く、かつ第１取付部分７４ａから遠い位置に設定されている。したがって、図９に示すように、可動接点７２とメーク固定接点７６との初期接触位置（図９（ａ））から最終接触位置（図９（ｂ））に至る間に、操作部材１８の押圧部分８４の移動距離（移動方向を矢印αで示す）に対応して、両接点７２、７６の相互接触部位が比較的大きく移動する（移動方向を矢印βで示す）。この間、図示のように、操作部材１８のガイド部分８６が可動接点ばね部材７４のガイド孔８８に摺動係合して、可動接点ばね部材７４（特に第１弾性腕部分７４ｂ）を予め定めた変位軌跡に沿って案内する。このような接点接触部位の移動動作は、摺動よりもむしろ転動（ローリング）の動作態様を示すものであり、その結果、可動接点７２とメーク固定接点７６との接点寿命が著しく増加する。しかもこのとき、第１弾性腕部分７４ｂの受圧部位が第１取付部分７４ａから遠いので、第１弾性腕部分７４ｂに生じる応力が全体に分散し、結果として可動接点ばね部材７４自体の寿命も増加することになる。

さらに、電磁継電器１０の接点部１６においては、可動接点７２とメーク固定接点７６とが、基部１２上でコイル中心軸線３４ａに関して、可動接点ばね部材７４の第１取付部分７４ａと同じ側に配置される（図７及び図８）。そして、可動接点ばね部材７４の第１弾性腕部分７４ｂは、可動接点７２と第１取付部分７４ａとの間で、コイル中心軸線３４ａを跨ぐように曲折して延び、また、第１の固定接点部材７８の第２弾性腕部分７８ｂは、メーク固定接点７６と第２取付部分７８ａとの間で、コイル中心軸線３４ａを跨ぐように延びる。したがって、可動接点ばね部材７４の第１弾性腕部分７４ｂと第１の固定接点部材７８の第２弾性腕部分７８ｂとは、基部１２上で互いに実質的同一の横断方向へ延びる領域を有することになる。その結果、上記したメーク接点閉成時に、可動接点ばね部材７４と第１の固定接点部材７８とは、可動接点７２及びメーク固定接点７６の周辺領域で互いに鏡像的な変位様態を呈するようになり、それにより上記した接点接触部位の移動動作の転動態様が一層顕著になる。

このように、電磁継電器１０は、接極子３０に対する電磁石２８の磁気吸引力を確保しつつ低背下を実現したものであるだけでなく、組立性に優れ、継電器内部の絶縁距離が確保されており、しかも接点開閉機能に優れた長寿命の接点部構成を備えている、高い構造信頼性及び安定した動作特性を有するものである。

本発明の一実施形態による電磁継電器の分解斜視図である。 図１の電磁継電器の組立斜視図で、ケースを外した状態で示す。 図１の電磁継電器における電磁石装置の縦断面図である。 図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。 図３の電磁石装置の鉄心及び継鉄を示す斜視図である。 （ａ）図１の電磁継電器を基部の裏面側から示す底面図、及び（ｂ）基部の一部拡大断面図である。 図１の電磁継電器における接点部の分解斜視図で、基部と共に示す。 図１の電磁継電器を、ケースを外した状態で示す平面図である。 図１の電磁継電器における接点部のメーク接点閉成動作を説明する図で、メーク接点の（ａ）初期接触位置、及び（ｂ）最終接触位置をそれぞれ示す。

符号の説明

１０…電磁継電器
１２…基部
１４…電磁石装置
１６…接点部
１８…操作部材
２８…電磁石
３０…接極子
３２…巻枠
３４…コイル
３６…鉄心
３８…継鉄
４８…主部
５０…頭部
５４…平板部分
５８…延長部分
６０…ケース
６２…露出部分
６４…通気孔
６８…接着剤注入孔
７２…可動接点
７４…可動接点ばね部材
７６…メーク固定接点
７８…第１の固定接点部材
８０…ブレーク固定接点
８２…第２の固定接点部材
８４…押圧部分
８６…ガイド部分

Claims (9)

1. 基部と、該基部に組み込まれる電磁石装置と、該電磁石装置から絶縁されて該基部に組み込まれる接点部と、該電磁石装置と該接点部との間に配置され、該電磁石装置の作用により移動して該接点部を開閉動作させる操作部材とを具備し、該電磁石装置は、電磁石と、該電磁石によって駆動される接極子とを備え、該電磁石が、コイルと、該コイルの中心軸線に沿って配置され、軸線方向一端に頭部を有する鉄心と、該鉄心の軸線方向他端から該コイルの外方へ延設され、該中心軸線に略平行に延びる平板部分を有する継鉄とを備え、該接極子が、該平板部分の末端に隣接して該継鉄に変位可能に連結されるとともに、該鉄心の該頭部に対向して配置される、電磁継電器において、
   前記継鉄の前記平板部分の前記末端は、前記コイルの前記中心軸線の方向に見て前記鉄心の前記頭部と同一の軸線方向位置に配置され、
   前記継鉄は、前記平板部分の前記末端に局部的に、前記コイルの前記中心軸線に接近する方向へ延長される延長部分を有すること、を特徴とする電磁継電器。
2. 前記鉄心は、前記コイルの前記中心軸線に同心に延設される主部と、該主部の軸線方向一端に設けられ、該コイルの該中心軸線に略直交する平坦な端面を有する前記頭部とを備え、該頭部が、前記継鉄の前記平板部分に略平行な水平方向へ長く延びる長形輪郭を有する、請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記鉄心の前記主部は、前記水平方向へ長く延びる長形断面を有する、請求項２に記載の電磁継電器。
4. 前記電磁石装置、前記接点部及び前記操作部材を内部空間に収容して前記基部に固定されるケースをさらに具備し、該基部は、該ケースから露出する露出部分を有するとともに、該露出部分に、該ケースの該内部空間に連通する封止可能な通気孔を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁継電器。
5. 前記基部は、前記露出部分に、前記継鉄を該基部に固定するための接着剤を注入する接着剤注入孔を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
6. 前記接点部は、前記操作部材に連動する可動接点を担持する可動接点ばね部材と、該可動接点に対向配置される固定接点を担持する固定接点部材とを備え、該操作部材は、前記電磁石装置の作用下で、該可動接点と該固定接点とを相互接触させる押圧力を該可動接点ばね部材に加える押圧部分と、該押圧部分とは別に、該押圧力を加えている間に該可動接点ばね部材を予め定めた変位軌跡に沿って案内するガイド部分とを有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電磁継電器。
7. 前記可動接点ばね部材は、前記基部に設けた取付孔に一方向へ圧入して取り付けられる第１取付部分を有し、前記固定接点部材は、前記基部に設けた取付孔に、該第１取付部分の圧入方向と同一の方向へ圧入して取り付けられる第２取付部分を有し、該可動接点ばね部材の該第１取付部分と該固定接点部材の該第２取付部分とが、該基部上で、前記コイルの前記中心軸線に関して互いに反対側に配置される、請求項６に記載の電磁継電器。
8. 前記操作部材の前記押圧部分は、前記可動接点ばね部材の前記可動接点と前記第１取付部分との間であって該可動接点に近い部位に、前記押圧力を加える、請求項７に記載の電磁継電器。
9. 前記可動接点と前記固定接点とが、前記基部上で前記コイルの前記中心軸線に関して、前記可動接点ばね部材の前記第１取付部分と同じ側に配置され、該可動接点ばね部材は、該可動接点と該第１取付部分との間に、該中心軸線を跨ぐように曲折して延びる第１弾性腕部分を有し、前記固定接点部材は、該固定接点と前記第２取付部分との間に、該中心軸線を跨ぐように延びる第２弾性腕部分を有する、請求項７又は８に記載の電磁継電器。

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