JP5218036B2 - Electromagnetic relay - Google Patents
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Description
本発明は、電気回路を開閉成する電磁継電器に関する。 The present invention relates to an electromagnetic relay that opens and closes an electric circuit.
特許文献1に例示する電磁継電器は、電磁ソレノイドへの通電により生じる磁気吸引力を利用して電気回路の開成・閉成を切り替える。この電磁継電器によれば、電磁ソレノイドのコイルへの通電による起磁力により固定鉄心および可動鉄心が磁化され、可動鉄心が固定鉄心側に吸引される。可動鉄心の一端部には樹脂製のロッドが設けられており、このロッドの先端が可動接点に当接している。そして、可動鉄心の移動に伴って、可動接点を固定接点方向に付勢する接点圧スプリングの弾性力により両接点は接触し、電気回路を閉成する。また、ソレノイドへの通電が切れると、可動鉄心の端部に設けられたリターンスプリングの弾性力が接点圧スプリングの弾性力に抗することにより、可動接点は固定接点から離れ、電気回路を開成する。
上記の例に示したような電磁継電器において、ソレノイドへの通電に伴い、可動接点が固定接点へ衝突接触した後、可動接点が固定接点から跳ね返るバウンス現象が生じる。このバウンス現象は、跳ね返り回数を重ねるごとに徐々に接点間距離を縮め、最終的には接点同士の接触状態へと収束し、電気回路が閉成する。バウンス現象が生じている間、接点間の電位差によってアーク放電が生じるため、接点の消耗が進み、電磁継電器の寿命を左右する大きな要因となっている。また、接点間の接触不良により、電気回路の閉成が確実になされない懸念や、アーク放電が生じることにより接点同士が溶着して電気回路の開成ができなくなる懸念もある。 In the electromagnetic relay as shown in the above example, as the solenoid is energized, a bounce phenomenon occurs in which the movable contact rebounds from the fixed contact after the movable contact collides with the fixed contact. This bounce phenomenon gradually reduces the distance between the contacts each time the number of rebounds is repeated, and finally converges to the contact state between the contacts, and the electric circuit is closed. While the bounce phenomenon occurs, arc discharge occurs due to the potential difference between the contacts, so that the contact wears out, which is a major factor affecting the life of the electromagnetic relay. In addition, there is a concern that the electrical circuit may not be closed reliably due to poor contact between the contacts, or that the contacts are welded together due to arc discharge, and the electrical circuit cannot be opened.
この他に、固定接点や可動接点などを収容する樹脂製のハウジングには、所望の付勢荷重を得るための長さを有する接点圧スプリングが収容されている。このため、ハウジングの軸方向長さが必然的に長くなり、電磁継電器の小型化を阻む要因となっていた。 In addition, a resin-made housing for accommodating a fixed contact or a movable contact accommodates a contact pressure spring having a length for obtaining a desired biasing load. For this reason, the axial direction length of the housing is inevitably long, which has been a factor that hinders the miniaturization of the electromagnetic relay.
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、接点の消耗を抑制することで寿命を向上し、且つ、小型化が可能な電磁継電器の提供にある。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic relay capable of improving the life and reducing the size by suppressing the consumption of the contacts.
(請求項1の発明)
本発明は、ハウジング内に固定される固定接点と、固定接点に対して相対変位可能に支持された可動接点と、可動接点が固定接点から遠ざかる方向に弾性力を付与して可動接点を固定接点から離れた位置に保持する第1弾性部材と、通電により第1弾性部材の弾性力に抗する磁力を発揮して可動接点を固定接点に接触させる電磁ソレノイドと、可動接点を固定接点方向に付勢する第2弾性部材と、を備える電磁継電器において、第2弾性部材は、直径の異なる内径側スプリングと外径側スプリングを有し、内径側スプリングは外径側スプリングの内側の空間に配置されていることを特徴とする。
(Invention of Claim 1)
The present invention relates to a fixed contact fixed in a housing, a movable contact supported to be relatively displaceable with respect to the fixed contact, and an elastic force in a direction in which the movable contact moves away from the fixed contact to fix the movable contact to the fixed contact. A first elastic member held at a position away from the electromagnetic solenoid, an electromagnetic solenoid that exerts a magnetic force that resists the elastic force of the first elastic member when energized, and contacts the movable contact with the fixed contact; and attaches the movable contact toward the fixed contact The second elastic member has an inner diameter side spring and an outer diameter side spring having different diameters, and the inner diameter side spring is disposed in a space inside the outer diameter side spring. It is characterized by.
可動接点を直径の異なる少なくとも2つのスプリングで付勢するため、1つのスプリングで付勢する場合よりも可動接点が受ける荷重が分散し、固定接点に対する接触を安定させることができる。これによって、接点間のバウンス現象は抑制され、接点間のアーク放電による接点の消耗を低減し、電磁継電磁の信頼性と寿命を向上させることができる。 Since the movable contact is urged by at least two springs having different diameters, the load received by the movable contact is more dispersed than when urged by one spring, and the contact with the fixed contact can be stabilized. Thereby, the bounce phenomenon between the contacts is suppressed, the wear of the contacts due to the arc discharge between the contacts can be reduced, and the reliability and life of the electromagnetic relay can be improved.
また、第2付勢部材を複数としたことで、スプリング1つ当たりの荷重を小さくすることができる。これによって、スプリングが1つの場合よりも、スプリングの全長を短縮できるため、接点と接点圧スプリングを収容するハウジングを小型化することができる。
また、内径側スプリングは固定接点と可動接点とが接触する接触面の接触範囲において径方向中心位置よりも内径側の前記接触範囲において前記接触面を付勢し、前記外径側スプリングは前記接触面の接触範囲において径方向中心位置よりも外径側の前記接触範囲において前記接触面を付勢することを特徴とする。
Moreover, the load per spring can be made small by having two or more 2nd urging | biasing members. Accordingly, since the total length of the spring can be shortened as compared with the case of one spring, the housing for accommodating the contact and the contact pressure spring can be reduced in size.
The inner diameter side spring biasing the contact surface in the contact area on the inner diameter side than the radial center position in the contact area of the contact surface of the fixed contact and the movable contact is in contact, the outer diameter side spring the contact In the contact range of the surface, the contact surface is biased in the contact range on the outer diameter side of the center position in the radial direction.
これによって、第2付勢部材は可動接点と固定接点との接触面の中心に対して均等に付勢できるため、可動接点に働くモーメントを抑制できる。即ち、第2付勢部材の荷重を効率よく固定接点と可動接点の接触面へ伝えることができ、可動接点は固定接点に対し安定して接触することで、接点間のアーク放電を抑制できる。
(請求項2の発明)
請求項1に記載の電磁継電器において、内径側スプリングは、ハウジング底面に設けられた突起部の外径によって位置決めされ、外径側スプリングは、ハウジングに設けられた可動接点収容部の内側面によって位置決めされていることを特徴とする。
As a result, the second biasing member can be biased evenly with respect to the center of the contact surface between the movable contact and the fixed contact, so that the moment acting on the movable contact can be suppressed. That is, the load of the second urging member can be efficiently transmitted to the contact surface between the fixed contact and the movable contact, and the movable contact can stably contact the fixed contact, thereby suppressing arc discharge between the contacts.
(Invention of Claim 2 )
The electromagnetic relay according to
これによって、外径側スプリングと内径側スプリングとのクリアランスを確保でき、スプリング同士の干渉を防止できる。これによって、2つのスプリングの合成荷重を可動接点に安定して可動接点に与えることができる。
(請求項3の発明)
請求項1〜2に記載の何れかの電磁継電器において、内径側スプリングは、可動接点の接触面に対して背面側に形成された凸部によって位置決めされていることを特徴とする。
Thereby, the clearance between the outer diameter side spring and the inner diameter side spring can be secured, and interference between the springs can be prevented. As a result, the combined load of the two springs can be stably applied to the movable contact.
(Invention of Claim 3 )
The electromagnetic relay according to any one of
これによって、可動接点が摺動をしても内径側スプリングとの当接位置がずれることはなく、最適な位置に維持することができる。また、可動接点の組み付けにおいて、内径側スプリングを押し縮めるとき、スプリングの中心が可動接点の中心とずれることがなく、
組み付け不良を防止することができる。
(請求項4の発明)
請求項1〜3に記載の何れかの電磁継電器において、可動接点は、可動接点収容部の内側面によって位置を案内されていることを特徴とする。
Thereby, even if the movable contact slides, the contact position with the inner diameter side spring does not shift and can be maintained at the optimum position. In the assembly of the movable contact, when the inner diameter side spring is compressed, the center of the spring is not shifted from the center of the movable contact.
Assembly failure can be prevented.
(Invention of Claim 4 )
The electromagnetic relay according to any one of
これによって、可動接点の傾きを抑制するための軸部材等を用いなくても、可動接点の摺動に伴う傾きを抑制できる。このため、可動接点と固定接点との接触が安定し、接点間のアーク放電を抑制でき、また、可動接点の部品点数、加工工数を低減することができる。 Thereby, even if it does not use the shaft member etc. for suppressing the inclination of a movable contact, the inclination accompanying the sliding of a movable contact can be suppressed. For this reason, the contact between the movable contact and the fixed contact is stabilized, arc discharge between the contacts can be suppressed, and the number of parts of the movable contact and the number of processing steps can be reduced.
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
[実施例1]
The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.
[Example 1]
本発明の実施例1にかかる電磁継電器1の構成を、図1を用いて説明する。
The structure of the
本実施例1の電磁継電器1は、図1に示す様に、ハウジング2内に固定される固定接点3、4と、固定接点3、4に対して相対変位可能に支持された可動接点5と、可動接点5が固定接点3、4から遠ざかる方向に弾性力を付与して可動接点5を固定接点3、4から離れた位置に保持するリターンスプリング6(本発明の第1弾性部材)と、通電によりリターンスプリング6の弾性力に抗する磁力を発揮して可動接点5を固定接点3、4に接触させる電磁ソレノイド7と、可動接点5が固定接点3、4に近づく方向に弾性力を付与する接点圧スプリング8(本発明の第2弾性部材)と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
固定接点3、4は、図1に示す様に、ハウジング2の接点室2a内に固定される一対の接点であり、導電性の金属板からなる。固定接点3、4は、ボルト端子10、11の根元に形成されたローレットに圧入固定されており、ボルト端子10、11と電気的に導通する。ボルト端子10、11は、ハウジング2の底部に形成されたボルト挿通孔に挿通され、ボルト端子10、11に形成された雄ねじ部10a、11aにかしめワッシャ12、13が係合することによってハウジング2に固定されている。また、ボルト端子10、11とボルト挿通孔との間にはゴム製のOリング14、15が介設されることで、ハウジング2内部への水分などの浸入を防止している。そして、ボルト端子10、11の頭部間10b、11bには、抵抗体16が電気的、機械的に接続されている。抵抗体16は、抵抗率の高いニクロム線などの金属からなり、電気回路閉成時の突入電流を抑制する働きを有する。
As shown in FIG. 1, the
可動接点5は、図1に示す様に、ハウジング2内の可動接点収容部2bの内側面によって位置を案内されるように配置され、軸方向に摺動可能に支持されている。可動接点5は、樹脂製のロッド17を介して可動鉄心18に当接しており、可動鉄心18の運動に連動して、可動接点収容部2bの内壁を摺動するように設けられている。
As shown in FIG. 1, the
リターンスプリング6は、図1に示す様に、ケース9の底部と可動鉄心18との間に介設され、可動鉄心18を固定接点3、4側に付勢している。これによって、可動接点5はハウジング2内の突起部2cの頂面へ押し付けられ、固定接点3、4と離れた位置に保持される。
As shown in FIG. 1, the
電磁ソレノイド7は、図1に示す様に、コイル20と固定鉄心19と可動鉄心18により構成され、有底円筒状のケース9に収容される。コイル20は、導線が樹脂製のボビン21に巻回されてなり、ケース9の底部に配置される。そして、固定鉄心19は、ボビン21の中空部に挿入され、ケース9の底部に固定される。また、可動鉄心18は、ボビン21の中空部を摺動可能に支持される。ケース9の開口部であって、コイル20収容部の端部には段差部9aが形成されており、中心部に可動鉄心18が挿通される挿通孔を有するプレート22がこの段差部9aに嵌合している。プレート22は、例えば鉄などの金属材料からなり、ケース9と共に磁気回路を形成している。
As shown in FIG. 1, the
接点圧スプリング8は、図1に示す様に、直径の異なる2つのスプリングからなり、ハウジング2内の可動接点収容部2bに収容される。それぞれのスプリングを内径側スプリング8aと外径側スプリング8bとする。内径側スプリング8aは外径側スプリング8bの内側の空間に配置されている。接点圧スプリング8の一端は、可動接点収容部2b底部に当接し、他端は可動接点5に当接することで可動接点5を固定接点3、4方向に付勢している。ここで、内径側スプリング8aは固定接点3、4と可動接点5とが接触する接触面の径方向中心位置よりも内径側を付勢し、前記外径側スプリングは前記接触面の径方向中心位置よりも外径側を付勢する。また、内径側スプリング8aは、その内側面が可動接点収容部2bの底部に形成された突起部2cの表面と当接することによって位置決めされ、外径側スプリング8bは、その外側面が可動接点収容部2bの内側面によって位置決めされている。
As shown in FIG. 1, the contact pressure spring 8 includes two springs having different diameters, and is accommodated in the movable
ケース9の開口部の外径は、図1に示す様に、ハウジング2の開口部の外径よりも大きく設けられている。そして、ハウジング2の開口端の外径側にはゴム製のOリング23が嵌められており、ハウジング2の開口部はこのOリング23を介してケース9の開口部に挿入され、ハウジング2の開口端はプレート22の表面に当接するまで挿入される。Oリング23を設けることで、ケース9とハウジング2の隙間から水分が浸入することを防止している。また、ハウジング2の開口部の周方向一部あるいは全周がケース9の端部にかしめ固定される。
As shown in FIG. 1, the outer diameter of the opening of the
次に、電磁継電器1の作動を図1と図2を用いて説明する。図1は、電磁ソレノイド7への非通電時における電磁継電器1の状態を示しており、図2は、電磁ソレノイド7への通電時における電磁継電器1の状態を示している。
Next, the operation of the
ボルト端子10、11には、電磁継電器1によって通電を断続する電気機器(図示せず)とバッテリ(図示せず)を有する電気回路に接続される。
The
可動接点5にロッドを介して当接する可動鉄心18は、図1に示す様に、リターンスプリング6の弾性力が接点圧スプリング8の弾性力に抗してハウジング2側へ付勢される。これに伴って、可動接点5は、接点圧スプリング8を押し縮めた状態で、ハウジング2内に設けられた突起部2cの頂面に押し付けられる。このとき、可動接点5は固定接点3、4から離れた位置に保持されている。これによって、固定接点3、4間は抵抗体16を介して導通し、抑制された電流が流れる。
As shown in FIG. 1, the
電磁ソレノイド7のコイル20に通電すると、固定鉄心19と可動鉄心18はコイル20の起磁力によって磁化される。このとき、固定鉄心19と可動鉄心18の対抗する面は互いに異極となるため、引き合う磁力が発生する。そして、可動鉄心18は、図2に示す様に、リターンスプリング6の弾性力に抗して固定鉄心19側へ吸引されると共に、可動鉄心18の運動に伴って、可動接点5が固定接点3、4へと衝突接触する。このとき、可動接点5が固定接点3、4から跳ね返るバウンス現象が生じる。このバウンス現象は、跳ね返り回数を重ねるごとに徐々に接点間距離を縮め、最終的には接点同士の接触状態へと収束し、固定接点3、4間は短絡する。これによって、ボルト端子10、11間に所望の電流が流れ、ボルト端子10、11に接続される電気機器が駆動する。
When the
電磁ソレノイド7への通電が切れると、固定鉄心19と可動鉄心18間に働く吸引力がなくなり、図1に示す様に、リターンスプリング6の弾性力によって、固定接点3、4と可動接点5は離れる。これによって、ボルト端子10、11に接続される電気機器の作動が停止する。
When the
次に、本実施例1の電磁継電器1をスタータ25の補助接点として用いた場合の動作を、図4、5を用いて説明する。
Next, the operation when the
ECU24は、図4に示すタイムチャート上で、時刻t1にてソレノイドスイッチ26のコイル27への通電を行い、その後、時刻t2にて本実施例1の電磁継電器1のコイル20への通電を行う。これにより、時刻t1から時刻t2までのt秒間は、モータ28に通電される電流値がA1となり、全電圧時の電流値A2より抑制される。
On the time chart shown in FIG. 4, the
まず、時刻t1にて、ECU24から信号を受けてスタータリレー29がオン作動することで、コイル27に通電される。これにより、プランジャ30が吸引されて、図5に示す左方向へ移動することにより、シフトレバー31を介してピニオンギヤ32が反モータ方向(図示右方向)へ押し出される。
First, at time t1, the
続いて、メイン接点33a、33bが閉じると、バッテリ34から抵抗体16を介して抑制された電流(電流値A1)がモータ28に通電されることにより、モータ28が低速度で回転する。
Subsequently, when the
このモータ28の回転を受けてピニオンギヤ32がリングギヤ35に噛み合った後、ECU24により所定のタイミング(時刻t2)で電磁継電器1のコイル20に通電されると、可動接点5が吸引されて固定接点3、4を閉じることにより、抵抗体16を短絡する短絡通路が形成される。その結果、バッテリ34の全電圧がモータ28に印加されて、モータ28に高い電流(電流値A2)が流れることにより、モータ28が高速度で回転して、モータ28の回転がピニオンギヤ32からリングギヤ35に伝達されてエンジンをクランキングする。
(実施例1の効果)
本実施例1の電磁継電器1は、内径側スプリング8aと外径側スプリング8bの2つを有する接点圧スプリング8を用いることで、1つのスプリングで付勢する場合よりも可動接点5が受ける荷重が分散し、固定接点3、4に対する接触を安定させることができる。これによって、接点間のバウンス現象を抑制することで、接点間のアーク放電による接点の消耗を抑制し、電磁継電器1の信頼性と寿命を向上させることができる。
When the
(Effect of Example 1)
The
また、接点圧スプリング8が可動接点5を付勢する位置を、可動接点5の固定接点3、4との接触範囲とすることで、接点圧スプリング8が可動接点5を付勢する作用点と、可動接点5が固定接点3、4から受ける反作用力の作用点が可動接点5の軸方向両側で略同じ位置となる。このため、可動接点5に働くモーメントを抑制できる。即ち、接点圧スプリング8の荷重を効率よく固定接点3、4と可動接点5の接触面へ伝えることができるため、可動接点5は固定接点3、4に対し安定して接触することで、接点間のアーク放電を抑制できる。
Further, by setting the position where the contact pressure spring 8 biases the
更に、可動接点5がハウジング2内の可動接点収容部2bの内側面によって位置を案内されるように配置されることで、可動接点5の傾きを抑制するための軸部材等を用いなくても、可動接点5の摺動に伴う傾きを抑制できる。このため、可動接点5と固定接点3、4との接触が安定し、接点間のアーク放電を抑制でき、また、可動接点5の部品点数、加工工数を低減することができる。そして、可動接点5と固定接点3、4との接触が安定し、接点間のアーク放電を抑制できる。
Furthermore, the
また、接点圧スプリング8を2つにしたことで、スプリング1つ当たりの荷重を小さくすることができる。これによって、スプリングが1つの場合よりも、スプリングの全長を短縮できるため、接点と接点圧スプリング8を収容するハウジング2を小型化することができる。そして、ハウジング2に用いられる高価な耐熱性の樹脂材料の使用量を削減でき、電磁継電器1の製造コストを低減できる。
[実施例2]
Further, since the number of contact pressure springs 8 is two, the load per spring can be reduced. Accordingly, since the total length of the spring can be shortened as compared with the case of one spring, the
[Example 2]
本発明の実施例2の電磁継電器1について図3を用いて説明する。
The
本例の電磁継電器1の可動接点5には、固定接点3、4との接触面に対して背面側に内径側スプリング8aの位置を規制する凸部5aが形成されている。これによって、可動接点5が摺動をしても内径側スプリング8aとの当接位置がずれることはなく、最適な位置に維持することができる。そして、可動接点5と固定接点3、4との接触がより安定し、接点間のアーク放電を抑制できる。また、可動接点5の組み付けにおいて、内径側スプリング8aを押し縮めるとき、スプリングの中心が可動接点5の中心とずれることがなく、組み付け不良を防止することができる。
The
その他の構成、効果については実施例1と同様である。 Other configurations and effects are the same as those in the first embodiment.
1 電磁継電器
2 ハウジング
2b 可動接点収容部
2c 突起部
3 固定接点
4 固定接点
5 可動接点
5a 凸部
6 リターンスプリング(本発明の第1弾性部材)
7 電磁ソレノイド
8 接点圧スプリング(本発明の第2弾性部材)
8a 内径側スプリング
8b 外径側スプリング
DESCRIPTION OF
7 Electromagnetic solenoid 8 Contact pressure spring (second elastic member of the present invention)
8a Inner
Claims (4)
前記固定接点に対して相対変位可能に支持された可動接点と、
前記可動接点が前記固定接点から遠ざかる方向に弾性力を付与して前記可動接点を前記固定接点から離れた位置に保持する第1弾性部材と、
通電により前記第1弾性部材の弾性力に抗する磁力を発揮して前記可動接点を前記固定接点に接触させる電磁ソレノイドと、
前記可動接点を前記固定接点方向に付勢する第2弾性部材と、を備える電磁継電器において、
前記第2弾性部材は、直径の異なる内径側スプリングと外径側スプリングを有し、前記内径側スプリングは前記外径側スプリングの内側の空間に配置され、
前記内径側スプリングは前記固定接点と前記可動接点とが接触する接触面の接触範囲における径方向中心位置よりも内径側の前記接触範囲で前記可動接点を付勢し、前記外径側スプリングは前記接触面の接触範囲における径方向中心位置よりも外径側の前記接触範囲で前記可動接点を付勢することを特徴とする電磁継電器。 A fixed contact fixed in the housing;
A movable contact supported so as to be capable of relative displacement with respect to the fixed contact;
A first elastic member that applies an elastic force in a direction in which the movable contact moves away from the fixed contact to hold the movable contact at a position away from the fixed contact;
An electromagnetic solenoid that exerts a magnetic force that resists the elastic force of the first elastic member by energization to bring the movable contact into contact with the fixed contact;
An electromagnetic relay comprising: a second elastic member that biases the movable contact toward the fixed contact;
The second elastic member has an inner diameter side spring and an outer diameter side spring having different diameters, and the inner diameter side spring is arranged in a space inside the outer diameter side spring ,
The inner diameter side spring biases the movable contact in the contact range on the inner diameter side with respect to the radial center position in the contact range of the contact surface where the fixed contact and the movable contact contact, and the outer diameter side spring An electromagnetic relay , wherein the movable contact is urged in the contact range on the outer diameter side of the radial center position in the contact range of the contact surface .
前記内径側スプリングは、前記ハウジング底面に設けられた突起部の外径によって位置決めされ、前記外径側スプリングは、前記ハウジングに設けられた可動接点収容部の内側面によって位置決めされていることを特徴とする電磁継電器。 The electromagnetic relay according to claim 1,
The inner diameter side spring is positioned by an outer diameter of a protrusion provided on the bottom surface of the housing, and the outer diameter side spring is positioned by an inner surface of a movable contact accommodating part provided on the housing. Electromagnetic relay.
前記内径側スプリングは、前記可動接点の前記接触面に対して背面側に形成された凸部によって位置決めされていることを特徴とする電磁継電器。 In the electromagnetic relay in any one of Claims 1-2 ,
The electromagnetic relay according to claim 1, wherein the inner diameter side spring is positioned by a convex portion formed on the back side with respect to the contact surface of the movable contact .
前記可動接点は、前記可動接点収容部の内側面によって位置を案内されていることを特徴とする電磁継電器。 In the electromagnetic relay in any one of Claims 1-3,
The position of the movable contact is guided by an inner surface of the movable contact accommodating portion .
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