JP5352429B2 - 電磁継続器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁継続器に関し、特に回路基板上に搭載して用いられる小型の電磁継続器に関する。

従来のこの種の電磁継続器として、励磁コイルを備えた平板状継鉄と、一端側がベースハウジングに回動自在に支持されて、励磁コイルが励磁されたときに磁力により吸引されることで、一端側を回動軸として回動して他端側が平板状継鉄に接触するアーマチュアと、アーマチュアの回動により、アーマチュアに設けられた作動片によって押圧されて互いに接触する可動接触片及び固定接触片と、を具備するものがある（例えば、特許文献１参照。）

特許第３９３４３７６号公報

このような電磁継続器には、高い信頼性が要求されている。信頼性を高めるには、特に、可動部であるアーマチュアと可動接触片における作動安定性を高める必要がある。
このような観点からすると、特許文献１に記載の技術においては、アーマチュアの作動安定性に向上の余地がある。すなわち、この技術においては、図１０に示すように、アーマチュア１の一端側において、平板状継鉄３の端部と、励磁コイル（図示無し）を巻き回すために平板状継鉄３に設けられた巻枠４と、ベースハウジング５に設けられた凸部５ａと、によって囲まれて、空間６が形成されている。アーマチュア１の一端側に設けられた支軸部２は、この空間６に挿入されることで、アーマチュア１が回動自在に設けられている。

しかしながら、上記したような構成においては、アーマチュア１の支軸部２の支持、および回動範囲の規制は、平板状継鉄３と、巻枠４と、ベースハウジング５の３つの部材によってなされている。このため、これら平板状継鉄３、巻枠４、ベースハウジング５のそれぞれの加工誤差の影響を受ける。また、巻枠４とベースハウジング５は絶縁性材料である樹脂によって形成されるのが一般的であり、金属製の平板状継鉄３に比較すると、剛性も低く、変形しやすい。これらの影響により、空間６の大きさや形状が狂うと、アーマチュア１の作動安定性が損なわれることがある。

本発明は、上記したような技術的課題に基づいてなされたもので、アーマチュアの作動安定性を向上させることのできる電磁継続器を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明の電磁継続器は、ベースハウジングと、ベースハウジングに固定された平板状の継鉄と、継鉄に巻き回された励磁コイルと、継鉄に対向して配置されて、一端側が回動自在に軸支され、励磁コイルによる励磁・非励磁の切り替えにより他端側が継鉄に接近・離間可能とされたアーマチュアと、ベースハウジングに固定された固定接触片と、アーマチュアが一端側を中心として回動したときにアーマチュアに押圧されて固定接触片に対して断続される可動接触片と、を備え、アーマチュアの一端側に、一対の軸部が当該一端側における回動軸方向に突出形成され、軸部の少なくとも一方は、継鉄の表面と、継鉄の表面に突出形成された突起と、ベースハウジングにおいて継鉄の一端側に沿って形成された端壁と、端壁から突起に対向するよう延びたビーム部とに囲まれた空間において回動自在に支持されていることを特徴とする。
このように、アーマチュアの軸部の少なくとも一方は、継鉄の表面および突起と、ベースハウジングの端壁およびビーム部とに囲まれた空間において回動自在に支持されている。つまりこの軸部は、継鉄とベースハウジングの２つのみの部材によって画定される空間に支持されるため、軸部を支持する空間を形成する部材数を抑え、その位置精度を向上させることができる。

ここで、ビーム部は、突起に突き当たることによって空間が形成される。これにより、ビーム部が成形段階において変形していたとしても、突起部にビーム部が突き当たることで、その変形を矯正することができる。

突起は、アーマチュアの軸部を空間内で安定させる形状を有するのが好ましい。これには、突起を、継鉄からの突出方向に平行な外周面を有するものとするのが好ましい。これにより、アーマチュアの軸部を点ではなく線で受けることができる。
また、突起の先端部は、先端にいくに従い外径が漸次縮小するテーパ形状とするのが好ましい。これにより、継鉄をベースハウジングに組み付けるときに、突起とベースハウジング側のビーム部とが引っ掛かることなく、容易に組付けを行える。また、突起の部分と、周囲の平面部分とのつなぎ目の断面をなるべくせん断させないようにすることができる。

本発明によれば、軸部は、継鉄とベースハウジングの２つのみの部材によって画定される空間に支持されるため、軸部を支持する空間を形成する部材数を抑え、その位置精度を向上させることができる。これにより、アーマチュアの軸部の動作が安定し、アーマチュアをスムーズに回動させることができる。その結果、電磁継続器の動作安定性を向上させることができ、信頼性を高めることができる。

本発明に係る電磁継続器において操作電磁石及びベースハウジングの組立体とケースとを分解した状態を正面側斜め上方から見た斜視図である。 電磁継続器の各構成部品を正面側斜め上方から見た分解斜視図である。 アーマチュアの軸支部分を示す平面図である。 電磁継続器の各構成部品を背面側斜め上方から見た斜視図である。 電磁継続器の下部における平断面図になる。 電磁継続器の側断面図である。 電磁継続器において操作電磁石を背面側斜め下方から見た斜視図である。 操作電磁石を正面側斜め上方から見た分解斜視図である。 ベースハウジングに継鉄を組み付けた状態における斜視図である。 従来のアーマチュアの軸支部分を示す平面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１、図２に示すように、電磁継続器１００は、絶縁性のベースハウジング１０と、ベースハウジング１０に組み付けられる操作電磁石３０と、可動接触片２１および固定接触片２２と、ケース７０とから構成されている。

このうち、操作電磁石３０は、継鉄４０と、巻枠５０と、アーマチュア６０とを備えている。

図２に示したように、操作電磁石３０の継鉄４０は、平板状で、水平方向に延びる胴部４１と、この胴部４１の両端から下方に延びる１対の脚部４２，４３を有する門型（略Ｃ字状）に形成されている。

継鉄４０の胴部４１において、一方の脚部４２側の端部には、突起４５が設けられている。図３に示すように、この突起４５は、例えば、胴部４１側の一定長部分の外周面が、胴部４１からの突起４５の突出方向に平行となるよう、その径が一定のストレート形状部４５ａとされている。また、突起４５の先端部は、先端に行くに従いその径が縮小するテーパ形状部４５ｂとされている。

図１、図２に示すように、巻枠５０は、絶縁性樹脂を成形することによって形成され、継鉄４０の胴部４１を覆うように設けられている。巻枠５０の周囲には、励磁コイル５６が巻回され、励磁コイル５６の両端は、継鉄４０の一方の脚部４２に沿って配置された一対のコイル端子５７のそれぞれに接続されている。

アーマチュア６０は、鉄製で、継鉄４０の胴部４１と平行に延びる胴部６１と、胴部６１の一端側に設けられた回動軸部６２と、胴部６１の他端側に設けられた吸引部６３と、からなる略Ｕ字状とされている。胴部６１には、胴部６１の周囲を覆う絶縁性の作動片６４が形成されている。作動片６４には、一方の側に突起部６５が突出形成されている。

回動軸部６２の上下の端部には、アーマチュア６０を回動自在に軸支するため、上方、下方に向けて突出する軸部６２ａ、６２ｂが形成されている。

次に、ベースハウジング１０は、図２、図４に示すように、長手方向に延びるベース板部１１と、このベース板部１１の一方の側（これを後縁と称する）から立ち上がる後壁１２と、ベース板部１１の両端から立ち上がる端壁１３Ａ、１３Ｂとを備え、絶縁性樹脂を成形することによって形成されている。

そして、ベースハウジング１０の後壁１２は、下側略半分が凹んで、接触片収容空間１４が形成されている。接触片収容空間１４は、後壁１２から前方に延びる前方延出壁１４ａと、前方延出壁１４ａの前端縁、ベース板部１１、及び端壁１３Ａを連結する前壁１４ｂと、前方延出壁１４ａの端壁１３Ｂ側の端縁、前壁１４ｂの端縁、ベース板部１１、及び後壁１２を連結する側壁１４ｃとによって区画されている。
前方延出壁１４ａは、前壁１４ｂよりも前方に突出し、励磁コイル５６とアーマチュア６０の胴部６１間を延びる絶縁壁１４ｇを有する。絶縁壁１４ｇは、ベースハウジング１０の前方側において折れ曲がって上方に立ち上がる立ち上がり壁１４ｈが一体に形成されている。

接触片収容空間１４には、可動接触片２１及び固定接触片２２が収容されている。
図２、図５、図６に示すように、可動接触片２１は、リン青銅等の銅合金板を打ち抜き及び曲げ加工することによって形成され、一端部２１ａ側がベースハウジング１０に固定されるとともに、一端部２１ａからベース板部１１側に向けて、回路基板（図示せず）に接続される基板接続部２１ｂが突出形成されている。また、可動接触片２１は、一端部２１ａから他端側に向けて、接触片収容空間１４の前壁１４ｂに近接して沿うように延びる弾性ばね片２１ｃが形成されている。弾性ばね片２１ｃの一面側には、可動接点２１ｄが設けられている。

固定接触片２２は、リン青銅等の銅合金板を打ち抜き及び曲げ加工することによって形成され、ベースハウジング１０に圧入固定されるとともに、回路基板（図示無し）に接続される基板接続部２２ａが下方に向けて突出形成されている。さらに、固定接触片２２は、可動接点２１ｄに対向する位置に、固定接点２２ｂが設けられている。固定接点２２ｂは、励磁コイル５６の非励磁状態においては、可動接触片２１の弾性ばね片２１ｃと所定間隔を隔てて位置し、固定接点２２ｂと可動接点２１ｄは、互いに離反する位置に位置している。

接触片収容空間１４の前壁１４ｂの略中央部には、作動片６４の突起部６５が移動可能な矩形孔１５が形成されている。また、図７に示すように、ベース板部１１には、コイル端子５７が挿通される１対の貫通孔１７が形成されている。

さらに、図８、図９に示すように、ベース板部１１において、端壁１３Ａ側の近傍には、端壁１３Ａからベース板部１１の前縁に沿って延び、その先端部からベース板部１１の後方に向かって延びるＬ字形の隆起部１８ａが突出形成されている。図１、図８、図９に示すように、このＬ字形の隆起部１８ａによって囲まれる部分が、アーマチュア６０の一端側にある軸部６２ｂを受容する凹部１８ｂを画定する。

また、ベースハウジング１０の端壁１３Ａの上端には、端壁１３Ａからベース板部１１の前縁に平行に延びるビーム部１６が設けられている。ビーム部１６は、継鉄４０に形成された突起４５と対向する位置に設けられている。これにより、図１、図３、図８、図９に示すように、端壁１３Ａとビーム部１６と突起４５とに囲まれる空間１６ａが形成され、この空間１６ａが、アーマチュア６０の一端側にある軸部６２ａを受容する。
アーマチュア６０は、一端側の軸部６２ａ、６２ｂが、凹部１８ｂ、空間１６ａに受容されて支持されることで、軸部６２ａ、６２ｂを中心に回動可能になる。
ここで、ビーム部１６は、突起４５に突き当たる構成であるため、図３中に二点鎖線で示すように、ビーム部１６が、成形時の誤差等により、継鉄４０側に倒れている場合、これを正規の位置に矯正することができる。

また、アーマチュア６０の軸部６２ａは、継鉄４０の表面に沿った方向（図３中矢印Ｘ方向）の変位が、端壁１３Ａと突起４５とにより規制される。また、軸部６２ａは、継鉄４０の表面に直交する方向（図３中矢印Ｙ方向）の変位が、継鉄４０とビーム部１６とにより規制される。すなわち、軸部６２ａは、継鉄４０と、ベースハウジング１０の２つの部材のみによってその位置精度が規制される。したがって、３以上の部材によってその位置精度が規制される場合に比較し、軸部６２ａの位置を高精度に保持しやすい。
このうち、継鉄４０は金属製であることから、変形等も少なく、高精度な位置規制が可能である。一方、ベースハウジング１０は樹脂製であるが、端壁１３Ａの内側の表面に突き当てるように、継鉄４０をベースハウジング１０に圧入する構成とすることで、端壁１３Ａやビーム部１６の位置を補正することができる。したがって、ベースハウジング１０側においても、アーマチュア６０の位置を高精度に規制できる。

さらに、アーマチュア６０は、図２に示したＺ方向（前記Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向）の変位が、アーマチュア６０の軸部６２ａの近傍に形成された肩部６６が突起４５に突き当たり、軸部６２ｂの底面がベース板部１１に突き当たることによって規制される。すなわち、アーマチュア６０は、Ｘ方向、Ｙ方向と同様、継鉄４０の突起４５と、ベースハウジング１０の２つの部材のみによってそのＺ方向の位置精度が規制される。したがって、３以上の部材によってその位置精度が規制される場合に比較し、アーマチュア６０の位置を高精度に保持しやすい。このとき、継鉄４０も、その底部がベースハウジング１０のベース板部１１に突き当たるよう設けられている。つまり、肩部６６、突起４５のＺ方向の位置精度が、いずれもベース板部１１を基準として規定されるため、アーマチュア６０と継鉄４０の寸法精度を管理しやすい。この結果、アーマチュア６０のＺ方向への不必要な移動を抑えることができる。

ここで、アーマチュア６０の回動範囲（角度）は、継鉄４０と、端壁１３Ａとにより規制される。アーマチュア６０を継鉄４０に吸引するときのアーマチュア６０の回動範囲は、継鉄４０によって規制される。継鉄４０は、金属製であるため、樹脂製部品に比較すれば部品精度も高く、変形も生じにくいため、アーマチュア６０の吸引側の回動角度を高精度に規制できる。
一方、アーマチュア６０が継鉄４０から離間するときのアーマチュア６０の回動範囲は、図５に示したように、端壁１３Ｂに連続してアーマチュア６０側に突出した突出壁１９にアーマチュア６０の吸引部６３側の端部が突き当たることによって規制される。

ケース７０は、ベースハウジング１０及びベースハウジング１０上に組みつけられた操作電磁石３０を覆う収容空間（図示せず）が内部に形成された略矩形状部材である。ケース７０は、絶縁性樹脂を成形することによって形成される。

このような電磁継続器１００においては、励磁コイル５６が非励磁の状態では、アーマチュア６０は、復帰ばねを兼ねる可動接触片２１の弾性ばね片２１ｃから作動片６４を介してばね力を受け、アーマチュア６０の吸引部６３が継鉄４０の他方の脚部４３から離反している。
励磁コイル５６を励磁すると、アーマチュア６０は磁力により引き寄せられて軸部６２ａ、６２ｂを中心に回転し、吸引部６３が継鉄４０の脚部４３に接触する。すると、作動片６４の背面にある突起部６５が可動接触片２１の弾性ばね片２１ｃを押圧して弾性ばね片２１ｃが弾性変形し、可動接点２１ｄが固定接点２２ｄに接触するようになっている。

上述したように、電磁継続器１００においては、アーマチュア６０は、軸部６２ａが、継鉄４０と、継鉄４０に設けられた突起４５と、ベースハウジング１０の端壁１３Ａと、ビーム部１６とにより画定された空間に保持される。これにより、軸部６２ａは、継鉄４０と、ベースハウジング１０の２つの部材のみによって画定された空間において回動自在に保持されているため、部品精度誤差等の影響を抑え、高精度に軸部６２ａの位置を保持することができる。これにより、アーマチュア６０の回動軸の動作が安定し、アーマチュア６０をスムーズに回動させることができる。その結果、電磁継続器１００の動作安定性を向上させることができ、信頼性を高めることができる。

また、アーマチュア６０は、継鉄４０の突起４５と、ベースハウジング１０の２つの部材のみによってそのＺ方向の位置精度が規制される。これにより、アーマチュア６０のＺ方向の位置精度を高めることができるので、アーマチュア６０を継鉄４０に吸引するときの過程で、アーマチュア６０に設けられた作動片６４が、絶縁壁１４ｇに接触するのを防ぐことができる。アーマチュア６０の作動片６４が絶縁壁１４ｇに接触すると、接触時の摩擦力により、アーマチュア６０の吸引動作のロスとなるが、作動片６４が絶縁壁１４ｇに接触するのを防ぐことで、後述する可動接触片２１を効率よく動作させることができる。さらに、アーマチュア６０のＺ方向の位置精度を高めることで、可動接触片２１を押圧する突起部６５の位置も安定することになる。その結果、電磁継続器１００の性能の安定化に寄与できる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の変更を行うことができる。
例えば、ベースハウジング１０には、アーマチュア６０の軸部６２ｂを受容する凹部１８ｂが形成されているが、この軸部６２ｂを受容するのは必ずしも凹部１８ｂである必要はなく、穴であってもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０…ベースハウジング、１３Ａ…端壁、１６…ビーム部、１６ａ…空間、２１…可動接触片、２２…固定接触片、３０…操作電磁石、４０…継鉄、４５…突起、４５ａ…ストレート形状部、４５ｂ…テーパ形状部、５０…巻枠、５６…励磁コイル、６０…アーマチュア、６２…回動軸部、６２ａ…軸部、６３…吸引部、６５…突起部、７０…ケース、１００…電磁継続器

Claims (5)

1. ベースハウジングと、
   前記ベースハウジングに固定された平板状の継鉄と、
   前記継鉄に巻き回された励磁コイルと、
   前記継鉄に対向して配置されて、一端側が回動自在に軸支され、前記励磁コイルによる励磁・非励磁の切り替えにより他端側が前記継鉄に接近・離間可能とされたアーマチュアと、
   前記ベースハウジングに固定された固定接触片と、
   前記アーマチュアが前記一端側を中心として回動したときに前記アーマチュアに押圧されて前記固定接触片に対して断続される可動接触片と、を備え、
   前記アーマチュアの前記一端側に、一対の軸部が当該一端側における回動軸方向に突出形成され、
   前記軸部の少なくとも一方は、前記継鉄の表面と、前記継鉄の前記表面に突出形成された突起と、前記ベースハウジングにおいて前記継鉄の一端側に沿って形成された端壁と、前記端壁から前記突起に対向するよう延びたビーム部とに囲まれた空間において回動自在に支持されていることを特徴とする電磁継続器。
2. 前記ビーム部は、前記突起に突き当たることによって前記空間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の電磁継続器。
3. 前記突起は、前記アーマチュアの前記軸部を前記空間内で安定させる形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電磁継続器。
4. 前記突起は、前記継鉄からの突出方向に平行な外周面を有することを特徴とする請求項３に記載の電磁継続器。
5. 前記突起の先端部は、先端にいくに従い外径が漸次縮小するテーパ形状とされていることを特徴とする請求項３または４に記載の電磁継続器。

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