JP5239420B2 - 電磁継電器の磁石保持構造 - Google Patents

Description

本発明は、電磁ソレノイド機構の励磁或いは消磁により可動鉄片を駆動し、可動端子及び固定端子を有する電気接点開閉機構の開閉動作を行うように構成した電磁継電器に係わり、特に、接点開閉時に発生するアークの影響を遮断するために用いる永久磁石の保持構造に関するものである。

主として直流高電圧負荷の接点開閉を行なう電磁継電器においては、接点開閉時に接点間に発生するアークの影響を遮断するために、永久磁石の磁力によるローレンツ力を用いてアークを引き伸ばすことで直流高電開閉を可能にしている。また、磁力とローレンツ力は比例する関係になっており、磁力の強い永久磁石を採用することでよりアークを引き伸ばすことが可能になる。すなわち、永久磁石があると、磁力線の方向に対してフレミングの左手の法則で導体の動く方向にアークが引き延ばされて、このアークが接点から遠ざかる方向（横方向）に働いてアークが外側に拡がるような放物線を描くことになる。磁力が強ければ強いほど、遠ざかる範囲が大きくなる。

従来の電磁継電器の磁石保持構造においては、永久磁石は成形部品である磁石収容筐体に収容してあり、この磁石収容筐体を、固定端子の接触片の、電気接点を固定した接点固定部の裏面部にリベット等を用いて固定することで、電気接点付近に永久磁石を配置し、この永久磁石の磁力を活用して、アークを引き伸ばすようにしていた。

また、直流高電圧負荷の接点開閉を行なう電磁継電器としては、電器本体に、電磁ソレノイド機構の励磁により、その揺動支点を中心に揺動する可動鉄片を設け、可動鉄片はカードを保持しており、このカードは三つの操作突起部を有していて、それぞれの操作突起部が、その対応する可動接触片に接触しており、そして電磁ソレノイド機構の電磁ブロックに電気が投入されていない消磁においては、可動鉄片は板ばねの付勢力によって揺動しており、カードを介して可動接触片の可動接点を常閉固定接触片の固定接点側に接続させている。そして、電磁ソレノイド機構の消磁状態から、電磁ブロックに電気を投入して励磁させると、鉄心が吸引して、可動鉄片をケースの内側方向に揺動させて、カードの操作突起部が可動接触片上を摺動し、この結果、可動接触片が揺動して、可動接点を固定接点側から常閉固定接触片側の固定接点に接続させるものがある（特許文献１参照）。
特開２００７−２５０２３８号公報

上記した従来の電磁継電器の磁石保持構造によれば、永久磁石とは別部品である磁石収容筐体を使用し、この磁石収容筐体を接点固定部の裏面部にリベットなどを用いて固定しており、永久磁石の他に、磁石収容筐体やリベットなどが必要になって、部品点数が複数になり、磁石収容筐体を接点固定部の裏面部にリベットなどを用いて固定するように永久磁石の取付けに要する組立工数が増えるという課題があった。また、永久磁石を磁石収容筐体に収容した場合、永久磁石が磁石収容筐体に隙間なく収容されればよいが、収容に遊びがあると、電磁継電動作による振動等で永久磁石が動いてカタカタ音を生じるという課題があった。

そこで、本発明はかかる従来の課題を改善するために案出されたもので、別部品を使用することなく永久磁石の保持を行ない、部品点数、組立工数を削減することが可能になるばかりか、永久磁石が動いてカタカタ音を生じることのない電磁継電器の磁石保持構造を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る電磁継電器の磁石保持構造は、電磁ソレノイド機構の励磁により可動鉄片を揺動させて電気接点開閉機構を開閉動作する際に、電気接点開閉機構の可動端子と固定端子との間に発生するアークの影響を遮断する永久磁石を備え、この永久磁石を電器本体に保持する電磁継電器の磁石保持構造であって、固定端子は、その先側をＬ字状に折曲した接点固定部と端子リード部に形成した圧入部を有し且つ接点固定部に固定接点を固定した構成であり、電器本体に磁石収容部と端子圧入孔を設け、磁石収容部は固定用ばね片部を備えており、機器本体の周壁部に、磁石収容部に通じる磁石挿入孔部を開口し、固定端子の圧入部を前記端子圧入孔に圧入して割りカシメし、磁石挿入孔部から前記磁石収容部に永久磁石を挿入して、当該永久磁石を磁石収容部に収容すると共に、固定用ばね片部で前記永久磁石を押えて固定して、この永久磁石を前記固定接点の直下に配置するようにしたことを特徴とする。

かかる構成により、磁石挿入孔部から磁石収容部に永久磁石を挿入して、当該永久磁石を磁石収容部に収容し、固定用ばね片部で永久磁石を押えて固定することが可能になり、別部品である磁石収容筐体を接点固定部の裏面部にリベットなどを用いて固定する必要がなく、部品点数、組立工数を削減することができるし、また、電磁継電動作による振動等で永久磁石が動いてカタカタ音を生じることを無くすことができる。

本発明に係る電磁継電器の磁石保持構造によれば、別部品である磁石収容筐体を接点固定部の裏面部にリベットなどを用いて固定する必要がなく、部品点数、組立工数を削減することができるし、また、電磁継電動作による振動等で永久磁石が動いてカタカタ音を生じることを無くすことができる。

本発明の実施の形態を、図１乃至図２７を参照して詳述する。

図１は本発明の磁石保持構造を採用した電磁継電器（二極接点タイプ）の外観を描画した斜視図、図２は同電磁継電器の分解状態の斜視図、図３は同電磁継電器のケースを透過して描画した正面図、図４は図３に示す電磁継電器の電磁ソレノイド機構の消磁状態におけるＸ−Ｘ断面図、図５は図３に示す電磁継電器の電磁ソレノイド機構の励磁状態におけるＹ−Ｙ断面図である。

電磁継電器は、大略、ベース１に、電磁ソレノイド機構４０、電気接点開閉機構５０を設けて、ケース３５を被せた構成になっている。そして、ベース１とケース３５とで電器本体を構成している。

図２、図６及び図７に示すように、ベース１は平面四角形状であり，このベース１の、一方の互いに対向する辺縁部には絶縁壁１ａ，１ｂが立設してある。また、ベース１の、他方の互いに対向する辺縁部には、絶縁壁１ａ，１ｂに連なる外側壁１ｃ，１ｄが立設してあり、また、ベース１の底部の外側壁１ｃ，１ｄ間には、絶縁壁１ａ，１ｂに連なる内側壁１ｅ，１ｆが立設してあって、ベース１内には、外側壁１ｃ，１ｄ及び内側壁１ｅ，１ｆにより３つの固定接点設置室２ａ，２ｂ，２ｃが並べて形成してある。

そして、図６及び図７に示すように、固定接点設置室２ａ，２ｂ，２ｃには、磁石収容部２ａ−１，２ｂ−１，２ｃ−１が設けてある。そして、磁石収容部２ｂ−１は、その内部に永久磁石８を収容した状態で、この永久磁石８を抑えて固定する固定用ばね片部２ｂ−２を備えている。

そして、一方の絶縁壁１ａの、図２において下部には磁石挿入孔部４ｂが設けてあり、磁石挿入孔部４ｂは磁石収容部２ｂ−１に開口している。また、図７に示すように、固定接点設置室２ａ（２ｂ，２ｃ）の底部には、端子圧入孔である固定端子圧入孔５ａ（５ｂ，５ｃ）が設けてある。

図３に示すように、固定接点設置室２ａには固定端子である常開固定端子６−１が配置してあり、固定接点設置室２ｃには固定端子である常開固定端子６−２が配置してある。そして、図２及び図１２に示すように、常開固定端子６−１，６−２は、その先側のＬ字状に折曲した接点固定部６ａと、端子リード部６ｂと、この端子リード部６ｂの基部の両側に形成された圧入部６ｃを有しており、常開固定端子６−１は、その接点固定部６ａには固定接点である常開固定接点７Ａが固定してあり、常開固定端子６−２には、その接点固定部６ａに固定接点である常開固定接点７Ｂが固定してある。

そして、図８に示すように、常開固定端子６−１（６−２）の圧入部６ｃを固定端子圧入孔５ａ，５ｂに圧入するに際して、外から端子収容部２ａ−１，２ｃ−１内に四角形の板状の永久磁石８を挿入し、図４に示すように、圧入部６ｃを固定端子圧入孔５ａ，５ｃに圧入して、図１０及び図１１に示すように、圧入部６ｃを割りカシメすることで常開固定端子６−１（６−２）の固定を完全にし、図４に示すように、常開固定端子６−１（６−２）の接点固定部６ａと磁石収容部２ａ−１（２ｃ−１）の底面とで永久磁石８を挟持固定するようにしてある。このようにして、常開固定端子６−１は固定接点設置室２ａに配置してあり、常開固定端子６−２は固定接点設置室２ｃに配置してある。

また、図５に示すように、固定接点設置室２ｂには固定端子である常閉固定端子６−３が配置してある。そして、図２及び図５に示すように、固定端子である常閉固定端子６−３は、その先側のＬ字状に折曲した接点固定部９ａと、端子リード部９ｂと、この端子リード部９ｂの基部の両側に形成された圧入部９ｃを有しており、接点固定部９ａに常閉固定接点７Ｃが固定してある。

そして、図５に示すように、常閉固定端子６−３は、その圧入部９ｃを固定端子圧入孔５ｂに圧入し、図１１に示すように、圧入部９ｃを割りカシメすることで常閉固定端子６−３の固定を完全にすることで、固定接点設置室２ｂに配置してある。そして、図９に示すように、外から磁石挿入孔部４ｂを介して磁石収容部２ｂ−１内に四角形の板状の永久磁石８が挿入され、固定用ばね片部２ｂ−２で永久磁石８を押えて固定している。この場合、常閉固定接点７Ｃの直下に永久磁石８が位置している。

また、図７に示すように、固定接点設置室２ｂの底部には端子圧入孔１０が設けてあり、この端子圧入孔１０には常閉可動端子１２が圧入されるものである。すなわち、図１５及び図１６に示すように、常閉可動端子１２は、その端子本体１２Ａに、Ｌ字状に折曲した取付部１２ａと端子リード部１２ｂと圧入部１２ｃを有しており、取付部１２ａには接触片を兼ねる復帰ばね片１３の基端部が取付けてあり、この復帰ばね片１３の先端部には、接点取付部である可動接点取付孔部１３Ａが設けてあり、この可動接点取付孔部１３Ａに可動接点１２Ｃが取付けてある。

そして、図５に示すように、圧入部１２ｃを端子圧入孔１０に圧入することで固定接点設置室２ｂには常閉可動端子１２が配置してある。そして、常閉可動端子１２の可動接点１２Ｃは常時は常閉固定接点７Ｃに投入された状態になっていて、これらで常閉接点（ｂ接点）を構成している。

また、図７に示すように，固定接点設置室２ａ，２ｃの底部にはコイル端子圧入孔１１ａ，１１ｃが設けてある。そして、コイル端子圧入孔１１ａに図２に示すコイル端子１５Ａの圧入部１５ｃを圧入することでコイル端子１５Ａが固定接点設置室２ａに配置してあり、また、コイル端子圧入孔１１ｃにコイル端子１５Ｂの圧入部１５ｂを圧入することでコイル端子１５Ｂが固定接点設置室２ｃに配置してある。

また、図４及び図５に示すように、ベース１の上部には略逆Ｌ字形の電磁ソレノイド取付部材１６が配置固定してある。この電磁ソレノイド取付部材１６は、それぞれ略矩形状を呈する水平片部１６ａと垂直片部１６ｂとを一体形成してなる。

電磁ソレノイド取付部材１６の水平片部１６ａには、コイル１７ａを主体として構成して電磁力を発生する電磁ブロック１７が装着してあり、電磁ブロック１７には、この電磁ブロック１７の励磁及び消磁により可動鉄片２０を揺動できる鉄心１９が設けてある。この鉄心１６の一端側は、電磁ソレノイド取付部材１６の垂直片部１６ｂに形成した抜き孔１６ｂ−１に摺動可能に挿入してある。そして、コイル１７ａの一方の端末はコイル端子１５Ａに接続してあり、コイル１７ａの他方の端末はコイル端子１５Ｂに接続してある。

図２に示すように、可動鉄片２０は、略Ｌ字状に一体形成された略垂直状の鉄心対向片部２０ａと略水平状の可動端子揺動片部２０ｂを有しており、この可動端子揺動片部２０ｂにはカード取付部２０ｃが設けてある。そして、図４に示すように、鉄心対向片部２０ａの下端両隅角部に設けた一対の係合段差部２０ａ−１が電磁ソレノイド取付部材１６の水平片部１６ａに設けた係合突起１６ａ−１に係合することにより揺動支点Ｐを構成していて、可動鉄片２０はベース１に対して揺動可能に設けてある。この場合、鉄心対向片部２０ａが鉄心１９に対向している。

そして、可動鉄片２０は、一端が電磁ソレノイド取付部材１６に取付けられた可動鉄片枢支用板ばね２１の自由端２１ａ側で付勢されて、図４において左方に揺動するように付勢されている。

図２において、２７はカードであり、このカード２７は、図１３に示すように、そのカード本体２７Ａ部分で、互いに短絡した接触片２８，２９をインサート成形により保持している。すなわち、図１４に示すように、接触片２８，２９は、それぞれの基部が短絡部３０により互いに連なっており、接触片２８，２９の先部には可動接点２８Ａ，２９Ａが固着してある。また、接触片２８，２９の基端部にはテスト配線部３１がそれぞれに突出形成してある。そして、接触片２８，２９はそれぞれの基部及び短絡部３０の部分でカード本体２２Ａに保持されている。この場合、テスト配線部３１はカード本体２２Ａの背部から外方に突出している。

また、図１３に示すように、カード本体２２Ａには、接触片２８，２９の突出方向に突出する可動鉄片接合部３２が突設してあり、この可動鉄片接合部３２には図１３において下方に突出する操作突起部３３が設けてあり、この可動鉄片接合部３２と操作突起部３３とでカードリフト動作部Ｒを構成している。

そして、図５に示すように、カード２７は、その可動鉄片接合部３２を可動鉄片２０のカード取付部２０ｃに装着して可動鉄片２０に取付けてある。そして、カード２７の操作突起部３３の先部は、常閉接点（ｂ接点）の復帰ばね片１３に接触させて、この復帰ばね片１３の押込みに用いると共に、操作突起部３３の接触点を復帰力の作用点にしてある。したがって、復帰ばね片１３の復帰ばね機能によりカードリフト動作部Ｒを介してカード２７は持ち上げられるために、図１２に示すように、常開可動接点２８Ａ，２９Ａは常開固定端子６−１，６−２の常開固定接点７Ａ，７Ｂに対向していて、常開接点（ａ接点）を構成している。

そして、図１に示すように、ケース３５は、ベース１に配置された電磁ソレノイド機構４０および電気接点開閉機構５０等を覆った後、係合部３６をベース１に設けた一対の係合突起部１ａ−１に係合することによって、ベース１に組み付けてある。

図１７及び図１８に示すように、電磁ソレノイド機構４０の電磁ブロック１７に電気が投入されていない消磁においては、可動鉄片枢支用板ばね２１の付勢力及び復帰ばね片１３の復帰ばね機能によって、可動鉄片２０はカードリフト動作部Ｒを介してケース３５の外側方向（図１８では左方向）に付勢されて揺動している。したがって、カード２７に保持された接触片２８，２９は持ち上がっていて、常開接点（ａ接点）では、常開可動接点２８Ａ，２９Ａは常開固定端子６−１，６−２の常開固定接点７Ａ，７Ｂから離れている。

また、復帰ばね片１３の復帰ばね機能によって、常閉可動端子６−３の常閉可動接点１２Ｃは押し上げられていて、常閉可動端子６−３の常閉固定接点７Ｃに接触している。

図１９及び図２０に示すように、この電磁ソレノイド機構４０の消磁状態から、電磁ブロック１７に電気を投入して励磁させると、鉄心１９が可動鉄片２０を吸引するために、カード２７が揺動支点Ｐを支点にして図２０において時計回り方向に回動する。したがって、カード２７を介して常開可動接点２８Ａ，２９Ａを常開固定端子６−１，６−２の常開固定接点７Ａ，７Ｂに接触させて、常開接点（ａ接点）を投入する。

この投入動作と同時に、カード２７の操作突起部３３が、常閉可動端子１２の復帰ばね片１３を、図５及び図２０において下方向に押し込むために、復帰ばね片１３に設けた常閉可動接点１２Ｃは常閉固定接点７Ｃから開離された状態になっていて、常閉接点（ｂ接点）を開離する。

上記した電磁継電器は、ａ接点とｂ接点を有する二極接点構成（１ａ１ｂシリーズ）であり、この二極接点構成を配線図で示すと図２１のようになる。

次に、電磁継電器において、ａ接点のみを有する一極接点構成（１ａシリーズ）の場合を、図１５、図２２乃至図２７を参照して説明する。

一極接点構成（１ａシリーズ）の電磁継電器では、その接点構成において、図２３に示すように、上記した二極接点構成（１ａ１ｂシリーズ）の電磁継電器における常閉固定端子６−３と、常閉固定接点７Ｃが無い状態であって、復帰ばね片１３は復帰ばねとしての機能のみを担うことになる。また、他の構成は上記した二極接点構成（１ａ１ｂシリーズ）の電磁継電器と同じであるので、同じ符号を付して説明を省略する。そして、この一極接点構成（１ａシリーズ）の電磁継電器においても、ａ接点では、上記した本発明の磁石保持構造が適用される。

図２４及び図２５に示すように、電磁ソレノイド機構４０の電磁ブロック１７に電気が投入されていない消磁においては、可動鉄片２０は、可動鉄片枢支用板ばね２１の付勢力及び復帰ばね片１３の復帰ばね機能によって、ケース３５の外側方向（図２５では左方向）に付勢されて揺動している。したがって、カード２７に保持された接触片２８，２９は持ち上がっていて、常開接点（ａ接点）では、常開可動接点２８Ａ，２９Ａは常開固定端子６−１，６−２の固定接点７Ａ，７Ｂから離れている。

この電磁ソレノイド機構４０の消磁状態から、電磁ブロック１７に電気を投入して励磁させると、鉄心１９が可動鉄片２０を吸引するために、図２６及び図２７に示すように、カード２７が揺動支点Ｐを支点にして図２７において時計回り方向に回動する。したがって、カード２７を介して常開可動接点２８Ａ，２９Ａを常開固定端子６−１，６−２の常開固定接点７Ａ，７Ｂに接触させて、常開接点（ａ接点）を投入する。

上記した本発明の実施例によれば、磁石収容部２ａ−１，２ｃ−１に永久磁石８を収容し、常開固定端子６−１，６−２の圧入部６ｃを端子圧入孔５ａ，５ｃに圧入して割りカシメすることで、接点固定部６ａと磁石収容部２ａ−１，２ｃ−１の底面とで永久磁石８を挟持固定することが可能になり、別部品である磁石収容筐体を接点固定部の裏面部にリベットなどを用いて固定する必要がなく、部品点数、組立工数を削減することができるし、また、電磁継電動作による振動等で永久磁石が動いてカタカタ音を生じることを無くすことができる。

また、本発明の実施例によれば、磁石挿入孔部４ｂから磁石収容部２ｂ−１に永久磁石８を挿入して、当該永久磁石８を磁石収容部２ｂ−１に収容し、固定用ばね片部２ｂ−２で永久磁石８を押えて固定することが可能になり、別部品である磁石収容筐体を接点固定部の裏面部にリベットなどを用いて固定する必要がなく、部品点数、組立工数を削減することができるし、また、電磁継電動作による振動等で永久磁石が動いてカタカタ音を生じることを無くすことができる。

本発明は、別部品である磁石収容筐体を接点固定部の裏面部にリベットなどを用いて固定する必要がなく、部品点数、組立工数を削減することができるし、また、電磁継電動作による振動等で永久磁石が動いてカタカタ音を生じることを無くすことができるという効果を有しており、電磁ソレノイド機構の励磁或いは消磁により可動鉄片を駆動し、可動端子及び固定端子を有する電気接点開閉機構の開閉動作を行うように構成した等に好適であるといえる。

本発明の磁石保持構造を採用した電磁継電器（二極接点タイプ）の外観を描画した斜視図である。 同電磁継電器の分解状態の斜視図である。 同電磁継電器のケースを透過して描画した正面図である。 図３に示す電磁継電器の電磁ソレノイド機構の消磁状態におけるＸ−Ｘ断面図である。 図３に示す電磁継電器の電磁ソレノイド機構の励磁状態におけるＹ−Ｙ断面図である。 ベースの斜視図である。 ベースの平面図である ベースの磁石収容部に永久磁石を挿入する状態の説明図である。 ベースの磁石収容部に永久磁石を挿入する状態の他の説明図である。 固定端子の圧入部を端子圧入孔に圧入した状態の説明図である。 圧入部に割りカシメを施した状態の説明図である。 電磁継電器（二極接点タイプ）の電気接点開閉機構の斜視図である。 カードが接触片を保持した状態の斜視図である。 接触片の斜視図である。 復帰ばね片を保持した端子の斜視図である。 先端部に接点を設けた復帰ばね片を保持した端子の斜視図である。 電磁継電器（二極接点タイプ）であって、電磁ソレノイド機構の消磁状態における電気接点開閉機構の正面図である。 同電磁ソレノイド機構の消磁状態における電気接点開閉機構の側面図である。 同電磁ソレノイド機構の励磁状態における電気接点開閉機構の正面図である。 同電磁ソレノイド機構の励磁状態における電気接点開閉機構の側面図である。 電磁継電器（二極接点タイプ）の配線図である。 電磁継電器（一極接点タイプ）の配線図である。 電磁継電器（一極接点タイプ）の電気接点開閉機構の斜視図である。 電磁継電器（一極接点タイプ）であって、電磁ソレノイド機構の消磁状態における電気接点開閉機構の正面図である。 同電磁ソレノイド機構の消磁状態における電気接点開閉機構の側面図である。 同電磁ソレノイド機構の励磁状態における電気接点開閉機構の正面図である。 同電磁ソレノイド機構の励磁状態における電気接点開閉機構の側面図である。

符号の説明

１ ベース
２ａ，２ｂ，２ｃ 固定接点設置室
２ａ−１，２ｂ−１，２ｃ−１ 磁石収容部
２ｂ−２ 固定用ばね片部
４ｂ 磁石挿入孔部
５ａ，５ｂ，５ｃ 固定端子圧入孔（端子圧入孔）
６−１ 常開固定端子（固定端子）
６−２ 常開固定端子（固定端子）
６−３ 常閉固定端子（固定端子）
６ａ 接点固定部
６ｂ 端子リード部
６ｃ 圧入部
７Ａ 常開固定接点（固定接点）
７Ｂ 常開固定接点（固定接点）
７Ｃ 常閉固定接点（固定接点）
８ 永久磁石
９Ａ 端子本体
９ａ 接点固定部
９ｂ 端子リード部
９ｃ 圧入部
１２ 常閉可動端子（可動端子）
１２Ａ 端子本体
１２ａ 取付部
１２ｂ 端子リード部
１２ｃ 圧入部

Claims (1)

1. 電磁ソレノイド機構の励磁により可動鉄片を揺動させて電気接点開閉機構を開閉動作する際に、前記電気接点開閉機構の可動端子と固定端子との間に発生するアークの影響を遮断する永久磁石を備え、この永久磁石を電器本体に保持する電磁継電器の磁石保持構造であって、
   前記固定端子は、その先側をＬ字状に折曲した接点固定部と端子リード部に形成した圧入部を有し且つ前記接点固定部に固定接点を固定した構成であり、前記電器本体に磁石収容部と端子圧入孔を設け、前記磁石収容部は固定用ばね片部を備えており、前記機器本体の周壁部に、前記磁石収容部に通じる磁石挿入孔部を開口し、前記固定端子の前記圧入部を前記端子圧入孔に圧入して割りカシメし、前記磁石挿入孔部から前記磁石収容部に前記永久磁石を挿入して、当該永久磁石を前記磁石収容部に収容すると共に、前記固定用ばね片部で前記永久磁石を押えて固定して、この永久磁石を前記固定接点の直下に配置するようにしたことを特徴とする電磁継電器の磁石保持構造。