JP4968831B2 - 漏れ電流を低減したリレー - Google Patents

Description

本発明はリレーに関する。

電磁リレーは、多様な技術分野、とりわけ自動車産業で使用されている。リレーの更なる開発により、切替え電流の電圧と共に電力が増大している。また、使用領域によって、寸法が小さくなるよう設計されている。このため、電磁リレーの磁石システム及びコンタクトシステム間に漏れ電流が生ずる結果となる。
独国特許出願公開第３５３０２６７号明細書 独国特許第３９３８２２６号明細書 独国特許第１９６０６８８３号明細書 独国実用新案第７９３６０４０号明細書 独国特許第３８０８５５８号明細書 特開２００３−１１５２４８号公報

従って、本発明は、より小型の設計でありながら、磁石システム及びコンタクトシステム間の比較的漏れ電流が小さいリレーを提供することを目的とする。

本発明は、絶縁材料製の基板により互いに分離されたコンタクトシステム及び磁石システムを有するリレーに関する。コンタクトシステムを駆動するために、アクチュエータが磁石システムからコンタクトシステムへ案内される開口が、ハウジングに設けられている。この開口を介して、コンタクトシステムから磁石システムへの漏れ電流が発生する。このことは、基板が薄く、リレーがさらに比較的小さく設計されるため、開口と磁石システム又はコンタクトシステムとの間の距離が小さいので特に重要である。

本発明によれば、開口とコンタクトシステム又は磁石システムとの間の基板上に壁を設け、漏れ電流経路を延長することにより、漏れ電流が減少する。壁を形成することにより、磁石システム及びコンタクトシステム間の漏れ電流経路が延長される。

別の一実施形態において、第１壁から所定距離のハウジング上の位置に第２壁が形成されている。第２壁により、漏れ電流経路がさらに延長される。

別の一実施形態において、第１壁及び第２壁が基板の同じ側に配置されているので、壁を形成するために十分な全高は一側のみで利用可能である必要がある。このようにして、全体として小型のリレーの設計が達成される。

別の一実施形態において、第２壁は第１壁より低い。このようにして、必要な空間が比較的小さいにもかかわらず、漏れ電流経路の延長が達成される。

別の一実施形態において、アクチュエータは、第１壁又は第２壁と横方向に重なる第３壁を有する。これにより、漏れ電流経路が延長される。第１壁及び第２壁が基板の一側にある配置において、第３壁は第１壁及び第２壁間の空間内に突出する。第３壁のこの配置は、第１壁及び第２壁の間が狭い空間である場合、２個の壁を超えて飛ぶ電流を防止するので、漏れ電流経路が減少する。これにより、第１壁及び第２壁間の距離を比較的小さくすることができる。

選択された実施形態によっては、第１壁、第２壁又は第３壁が、筒状ブッシュの態様で設計されている、すなわち閉じた環状壁の形態で実現されている。閉じた環状壁の形状により、漏れ電流は、開口全体の周囲長により延長される。選択された実施形態によっては、壁も単に部分的に環状の壁として形成してもよい。漏れ電流経路に対して磁石システム及びコンタクトシステムの間の特に重要な領域に延長されるように、部分的に環状の壁が配置されている。

別の一実施形態において、基板の第１壁は、アクチュエータ用のガイドとして形成されている。これは、漏れ電流経路を延長させる機能がアクチュエータの正確な案内の機能と付加的に結合する結果である。従って、アクチュエータ用の付加的ガイドは不要である。

別の一実施形態において、アクチュエータの正確な案内は、第１壁に窪みを形成すること、及びアクチュエータに案内デバイスを形成することにより実現される。これにより、単純で一方向の正確な案内が保証される。

別の一実施形態において、コンタクトシステムは、横方向に突出する延長部が形成された導電ストリップを有するコンタクトばねを有する。延長部はアクチュエータ用の支持部として作用する。延長部は、アクチュエータの方向に沿って横方向内側に突出する。これにより、開口からのより長い距離で導電ストリップを案内することができ、さらに、アクチュエータが小さい実施形態の場合には、開口付近の延長部を介してアクチュエータ用作動領域を設けることができる。

以下、添付図面を参照して本発明を説明する。

図１は、磁石システム２９及びコンタクトシステム３０を有する部分的に切り欠かれたリレー２８を示す斜視図である。

磁石システム２９及びコンタクトシステム３０は、基板１６により互いに分離されている。磁石システム２９は基板１６の上側に配置され、コンタクトシステム３０は基板１６の下側に配置されている。磁石システム２９は、基板１６の開口２４を通って案内されるアクチュエータ１９を介してコンタクトシステム３０と作動接触した状態にある。基板１６の厚さが薄いので、コンタクトシステム３０及び磁石システム２９の間に漏れ電流が流れるおそれがある。漏れ電流を減少させるために、基板１６は、その下側に形成され開口２４を囲む第１壁２０を有する。さらに、別の実施形態において、基板１６は、その下側に第１壁２０から所定距離の位置に配置され第１壁２０を囲む第２壁２１を有する。第１壁２０及び第２壁２１は筒状ブッシュの形状を有する。実施形態によっては、第１壁２０及び第２壁２１の一方又は両方は、基板１６の異なる側、或いは開口２４及び磁石システム２９の間の基板１６の上側に配置してもよい。第１壁２０及び第２壁２１の異なる形状及び位置の一方又は両方が選択できることにより、第１壁２０及び第２壁２１の一方又は両方の仕事は、開口２４を介してコンタクトシステム３０及び磁石システム２９間の漏れ電流経路を延長することである。

別の一実施形態において、アクチュエータ１９は、第１壁２０及び第２壁２１の一方又は両方と横方向に重なる第３壁２２を有する。一実施形態において、第３壁２２は殆ど基板１６まで到達し、第１壁２０又は第２壁２１から短い横方向の距離がある。例えば、第３壁２２は、第１壁２０又は第２壁２１に殆ど接触してもよい。第１壁２０及び第２壁２１が基板１６の同じ側に配置された実施形態において、第１壁２０及び第２壁２１は開口２４から固定距離に位置する。第３壁２２は第１壁２０及び第２壁２１の間の空間に位置し、第１壁２０及び第２壁２１と横方向に重なる。第３壁２２の形状は第１壁２０又は第２壁２１の形状と異なってもよく、或いは、第１壁２０又は第２壁２１の形状と類似してもよい。第３壁２２は、例えば板状、曲がった板状、部分的ブッシュ又は筒状ブッシュの形状を有してもよい。

磁石システム２９は、コアヨーク１及びＬ形状の極（ポール）２を有するコイル５を有する。極２は、コアヨーク１の一端から下方へ延びて折り返し、コイル５の下側のコイル５のほぼ中央領域まで案内される。コイル５の反対側の端には、アーマチュア３がばね６の補助で回転するアーマチュアベアリング４がある。アーマチュア３は板状に形成され、中央領域を超えてコイル５の下側に延びているので、極２及びアーマチュア３の間に重なり領域８を形成する。アーマチュア３に電流を流さない場合、ばね６の圧縮により重なり領域８に作動間隙７を形成する、極２からの所定距離で保持される。アーマチュア３は重なり領域８に段３１を有するので、重なり領域８の厚さは小さい。これにより、リレー２８の全高を低くできる。基板１６の開口２４を通って突出するアクチュエータ１９は、アーマチュア３に固定される。

コンタクトシステム３０は、基板１６の下側に固定されると共に第１コンタクト接続部材１０に接続される第１コンタクト９を有する。さらに、コンタクトばね１３の一端に固定される第２コンタクト１１が設けられる。コンタクトばね１３が基板１６の反対側の端に固定される。コンタクトばね１３は、第２コンタクト接続部材１２に接続される。コンタクトばね１３はアクチュエータ１９の横を通過して配置され、コイル５に電流が流れていない場合、第１コンタクト９及び第２コンタクト１１は互いに所定距離で離間する。アクチュエータ１９は、コンタクトばね１３の下に配置された作動アーム２６を有する。コイル５に電流が流れると、アーマチュア３は上方へ極２まで引かれる。これにより、アクチュエータ１９も引かれるので、コンタクトばね１３は作動アーム２６に移動を強制される。これにより、第１コンタクト９及び第２コンタクト１１が共に押圧され、第１コンタクト接続部材１０及び第２コンタクト接続部材１２間が導電接続される。

コイル５を流れる電流が再度オフに切り替えられると、アーマチュア３はばね６の圧縮により極２から離れる方向に移動するので、アクチュエータ１９の作動アーム２６も第１コンタクト９から離れる下方へ移動する。コンタクトばね１３のばね張力により、第２コンタクト１１も続いて第１コンタクト９から分離し、第１コンタクト接続部材１０及び第２コンタクト接続部材１２間の接続が断たれる。

コイル５は、リレー２８の下側から導出される２本のコイル端子１５を有する。リレー２８はカバー１７により覆われる。カバー１７の下開口はカバー底１８により閉鎖される。

図２は、開状態のリレー２８を示す断面図である。アクチュエータ１９の保持アーム２３が案内される、基板１６の開口２４が明確に識別できる。保持アーム２３は、本実施形態では、保持アーム２３がアーマチュア３の第２開口３２を介して案内されると共にアーマチュア３の上側にロックするスナップオンフック２５を有する。さらに、別の一実施形態において、極２は、アーマチュア３が極２に吸引されるとスナップオンフック２５を収容する凹部３３を有する。このようにして、アーマチュア３は、スナップオンフック２５の存在にもかかわらず、極２に接触を強制されてもよい。

別の一実施形態において、凹部３３は連続開口として極２に形成される。コンタクトばね１３は、作動アーム２６の接触面上に載置される。

図３は、アクチュエータ１９、基板１６及びハウジング４０を通る断面を下から見たコンタクトシステム３０を示す斜視図である。保持アーム２３が基板１６の開口２４を貫通してアクチュエータ１９が案内され、アクチュエータ１９は図示の実施形態ではアーマチュア３の第２開口３２を貫通して突出する。保持アーム２３は、アーマチュア３の上側にロックされたスナップオンフック２５の形状の一端部に形成される。空隙３４がスナップオンフック２５間に設けられるので、アクチュエータ１９は１対のスナップオンフック２５を共に曲げることにより、アーマチュア３に引き上げられる。保持アーム２３は、その上端で底板３５に結合される。底板３５は第１壁２０を超えて横方向に延びており、境界領域で第３壁２２に連結されている。第３壁２２は境界領域で底板３５に結合し、基板１６の方向に沿って第１壁２０及び第２壁２１間の空間３９まで延びている。

第３壁２２の対向する両外側には、第３壁２２から横方向に突出しコンタクトばね１３の導電ストリップ３６の方向に案内される２本の作動アーム２６が形成される。休止状態において、作動アーム２６は導電ストリップ３６上に載置される。下部領域において、作動アーム２６は第３壁２２から所定距離の位置に形成されるので、アーマチュア３が駆動されアクチュエータ１９が基板１６に向かって移動すると、第２壁２１用の十分な空間がある。

図４は、破線Ａとして左側に第１壁２０、第２壁２１及び第３壁２２が無い場合の理論的漏れ経路を概略で示す。また、図４の左側に一点鎖線Ｂにより示されるのは、第３壁２２が無い場合の理論的漏れ経路を示す。さらに、第１壁２０、第２壁２１及び第３壁２２の配置により延長された漏れ経路は、図４の右側に破線Ｃにより概略的に示される。この図から明らかであるように、第１壁２０、第２壁２１及び第３壁２２の形成により、漏れ経路が著しく延長される。

図５は、第１壁２０及び第２壁２１が基板１６の下側から突出した状態の、リレー２８のハウジング４０の下側の図である。第１壁２０は、図に見えない基板１６の開口２４を取り囲む。第１壁２０はほぼ閉じた環状壁として形成され、角の丸い矩形断面を有する。第１壁２０は第２壁２１よりも高い。さらに、第１壁２０は、２つのガイド側面３８により区切られた切欠き３７を上縁の横面に有する。ガイド側面３８は互いに平行に配置される。第２壁２１は第１壁２０まで所定距離にあり、環状壁の形状の第１壁２０を取り囲む。第１壁２０及び第２壁２１の間には、環状空間３９が形成されている。

図６は、底板３５と、スナップオンフック２５を有する保持アーム２３と、ブッシュ形状の第３壁２２と、横作動アーム２６とを有するアクチュエータ１９を示す斜視図である。保持アーム２３の両側に配置された２個の組立開口４１が、底板３５に設けられる。組立開口４１は、押し出し成形金型からスナップオンフック２５を解放するよう作用する。

図７は、アクチュエータ１９を上から見た別の斜視図であり、第３壁２２のブッシュ形状の形態が明瞭に認識できる。さらに、ガイド４２は、対向する両側にガイド面４３を有する底板３５に形成される。組立時に、ガイド４２は第１壁２０（図５参照）の切欠き３７内に挿入され、ガイド面４３はガイド側面３８を通って案内される。これにより、アクチュエータ１９の正確な案内が可能になる。

図８は、基板１６の下側を示す部分組み立てた状態でリレー２８の斜視図である。アクチュエータ１９は、第１壁２０及び第２壁２１の間のリング形状の空間３９で第３壁２２に嵌まる。コンタクトばね１３は、基板１６に対してコンタクトばね１３を押圧する板４８を介してハウジング４０に対して第１端部４４に固定される。コンタクトばね１３は、第１端部４４で互いに結合されると共にアクチュエータ１９を通過して対向する両側面に横方向に案内される２個の導電ストリップ３６を有する。第２端部４５において、導電ストリップ３６は再度、コンタクト板４６に共に結合される。第２コンタクト１１はコンタクト板４６に固定される。

図９は、第２壁２１が部分的な環状壁の態様で設計された部分組み立てされた状態のリレー２８の別の実施形態を示す平面図である。図示の実施形態において、第２壁２１は、断面がＵ形状である半環状壁のように形成される。第１壁２０は、対応して断面がＵ形状である部分的環状壁の形状に形成できる。

第１壁２０及び第２壁２１は任意の形状にすることができることにより、第１壁２０及び第２壁２１の両方は、真っ直ぐな壁片又は傾斜した壁片の形態をとってもよい。この場合、第１壁２０及び第２壁２１は、漏れ電流用の経路を延長するように、開口２４の外輪郭に合致する形状に形成される。

さらに、延長部４７は、導電ストリップ３６の対向する両側に形成されている。延長部４７は、導電ストリップ３６からアクチュエータ１９の方へ内方に延びている。延長部４７は作動アーム２６の下に案内され、作動アーム２６用の支持部材として作用する。延長部４７は、開口２４付近に作動アーム２６用に支持を与えながら、開口２４からより大きな距離で導電ストリップ３６を案内することができる。これも、漏れ電流発生のリスクを減少する。

ハウジング４０及びアクチュエータ１９と同様に基板１６は、絶縁材料製、例えばポリエチレン製である。磁石システム２９と同様にコンタクトシステム３０は導電材料製である。

部分的に切り欠かれた本発明のリレーを示す斜視図である。 図１の開状態のリレーを示す断面図である。 図１のリレーのアクチュエータ及びハウジングを通る断面図である。 第１壁、第２壁又は第３壁有り及び無しの漏れ電流経路を示す概略図である。 第１壁及び第２壁を有する基板を示す斜視図である。 アクチュエータを示す斜視図である。 アクチュエータの別の斜視図である。 組立後のアクチュエータを有するコンタクトシステムを示す斜視図である。 別の一実施形態のコンタクトシステム及び別の一実施形態の第２壁を有する部分的に組み立てられたリレーのコンタクトシステムを示す平面図である。

符号の説明

３ アーマチュア
９ 第１コンタクト
１１ 第２コンタクト
１３ コンタクトばね
１６ 基板
１９ アクチュエータ
２０ 第１壁（壁）
２１ 第２壁（壁）
２２ 第３壁
２３ 保持アーム
２４ 開口
２５ スナップオンフック
２６ 作動アーム
２８ リレー
２９ 磁石システム
３０ コンタクトシステム
３２ 第２開口
３６ 導電ストリップ
３７ 切欠き（ガイド凹部）
３８ ガイド側面
４２ ガイド
４３ ガイド面
４７ 延長部

Claims (11)

1. 基板（１６）と、磁石システム（２９）と、アーマチュア（３）と、第１コンタクト（９）及び可動の第２コンタクト（１１）を有するコンタクトシステム（３０）とを具備し、
   前記基板は、前記磁石システム及び前記コンタクトシステムの間に配置され、
   前記磁石システムの一面から前記コンタクトシステムの一面に、前記基板の開口（２４）を通って案内されるアクチュエータ（１９）が設けられ、
   該アクチュエータは、前記アーマチュア及び前記第２コンタクトと作動接触し、
   前記第２コンタクトは、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトの切り替え状態を変更するために、前記アクチュエータの作動を介して前記アーマチュアにより移動できるリレー（２８）において、
   前記基板上に、該基板から突出する第１壁（２０）および第２壁（２１）が形成され、
   前記第１壁は、前記基板の下側に形成され、前記開口を囲み、
   前記第２壁は、前記基板の下側に前記第１壁から所定距離の位置に配置され、前記第１壁を囲み、
   前記第１壁および第２壁は、前記コンタクトシステム及び前記磁石システム間の漏れ電流用経路を延長することを特徴とするリレー。
2. 前記アクチュエータ（１９）は、前記壁と横方向に重なる第３壁（２２）を有することを特徴とする請求項１記載のリレー。
3. 前記壁（２０，２１）は、前記基板の同じ側に配置され、
   前記第１壁（２０）は、前記開口（２４）及び前記第２壁（２１）の間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のリレー。
4. 前記第２壁（２１）は第１壁（２０）より低いことを特徴とする請求項３記載のリレー。
5. アクチュエータ（１９）は、該アクチュエータを前記アーマチュアに固定する保持アーム（２３）を有し、
   前記アクチュエータは、該アクチュエータを前記第２コンタクトに移動させる、該第２コンタクト用の作動アーム（２６）を有することを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項記載のリレー。
6. アクチュエータ（１９）は、該アクチュエータを前記アーマチュアに固定する保持アーム（２３）を有し、
   前記アクチュエータは、該アクチュエータを前記第２コンタクトに移動させる、該第２コンタクト用の作動アーム（２６）を有し、
   前記アクチュエータ（１９）は、前記保持アーム及び前記作動アーム間に配置された第３壁（２２）を有し、
   該第３壁は、前記基板（１６）の２つの前記壁（２０，２１）の間の空間に配置されていることを特徴とする請求項３記載のリレー。
7. 少なくとも１個の前記壁は、閉じた環状壁の態様で設計されていることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項記載のリレー。
8. 前記第１壁（２０）は前記アクチュエータ（１９）用のガイドとして設計されていることを特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか１項記載のリレー。
9. 前記第１壁（２０）は、ガイド側面（３８）を有するガイド凹部（３７）を有し、
   前記アクチュエータ（１９）は、ガイド面（４３）を有するガイド（４２）を有し、
   該ガイドは前記ガイド凹部に配置され、
   前記ガイド側面は前記ガイド面を案内することを特徴とする請求項８記載のリレー。
10. 前記保持アーム（２３）は、前記アーマチュア（３）の第２開口（３２）に係止されるスナップオンフック（２５）の態様で設計されていることを特徴とする請求項４ないし９のうちいずれか１項記載のリレー。
11. 前記第２コンタクトはコンタクトばね（１３）の態様で設計され、
    該コンタクトばねは導電ストリップ（３６）を有し、
    該導電ストリップ（３６）上の延長部（４７）は、前記アクチュエータ（１９）の方へ横方向に案内され、
    該延長部（４７）は、前記アクチュエータ（１９）用支持部として設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか１項記載のリレー。

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