JP5405547B2 - 電磁開閉装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電磁開閉装置に関し、特に、接点接触時に発生する振動や騒音を抑えるようにした電磁開閉装置に関する。
周知のように、電磁開閉装置は、電流を供給又は停止するための電気的な接点開閉装置の一種であり、各種産業用設備、機械や車両などに用いられる。
図７は従来の電磁開閉装置の断面図である。
図７に示すように、電磁開閉装置１００は、消弧部１１０と駆動部１２０とを備える。
消弧部１１０は、固定接点１１１と可動接点１１２とを備える。
固定接点１１１及び可動接点１１２の外側には、ハウジング１１４が備えられる。
駆動部１２０は、例えば電気力により駆動力を発生する電気アクチュエータで構成してもよい。
より具体的には、駆動部１２０は、コイル１２１と、互いに接離可能に配置される固定コア１２２及び可動コア１２３とを備えるソレノイドで構成してもよい。
コイル１２１は、電源供給により磁気力を発生させる。
コイル１２１の内部には、固定コア１２２及び可動コア１２３が配置される。可動コア１２３には、作用ロッド１２５の一端部が結合される。作用ロッド１２５の他端部は、固定コア１２２を貫通して可動接点１１２に連結される。固定コア１２２の中央には、作用ロッド１２５が貫通できるように、貫通孔１２４が設けられる。作用ロッド１２５には、可動接点１１２が所定の接圧力で固定接点１１１に接触できるように、接圧ばね１１３が備えられる。
コイル１２１の周辺には、固定コア１２２及び可動コア１２３と共に磁路を形成するヨークプレート１２７及びヨーク本体１２８が備えられる。
固定コア１２２と可動コア１２３との間には、ばね１２６が備えられる。これにより、可動コア１２３が固定コア１２２から離隔される。
以下、従来の電磁開閉装置１００の動作を簡単に説明する。
コイル１２１に電源が供給されると、コイル１２１は磁気力を発生させ、可動コア１２３は固定コア１２２に近づく方向に移動する。可動コア１２３の移動と同時に作用ロッド１２５が移動し、可動接点１１２が固定接点１１１に接触する。作用ロッド１２５は、可動接点１１２が固定接点１１１に接触した後も、同一方向に移動し続ける。作用ロッド１２５の移動により接圧ばね１１３が圧縮され、可動接点１１２が所定の接圧力で固定接点１１１に接触するように付勢する。これにより、可動接点１１２と固定接点１１１との接触状態が安定に維持される。
一方、コイル１２１への電源供給が停止されると、磁気力が発生しなくなり、可動コア１２３はばね１２６の付勢力により固定コア１２２から離隔する。これにより、可動接点１１２が固定接点１１１から分離される。
しかし、このような従来の電磁開閉装置においては、可動接点１１２の開閉動作時に振動や騒音が発生することがある。特に、電磁開閉装置１００が車両内部の部品の電源を開閉するように設置された場合、駆動時に発生する振動や騒音が車両の内部空間に伝達され、内部空間の静粛性を阻害することがある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、接点接触時に発生する振動や騒音を抑えるようにした電磁開閉装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに結合される第１接点と、前記第１接点に接離する第２接点と、前記第２接点が前記第１接点に接離するように前記第２接点を駆動するアクチュエータとを含み、前記第１接点及び前記第２接点のいずれか一方は、互いに接触したときに弾性変形する弾性変形部を備えることを特徴とする電磁開閉装置を提供する。
前記弾性変形部は、円弧形状を備えるように構成してもよい。
前記弾性変形部は、他の接点に向かって突出して配置されるように構成してもよい。
前記弾性変形部は、他の接点に対して傾斜して配置されるように構成してもよい。
前記弾性変形部は、前記第２接点の移動方向に対して横方向に配置される接点部と、前記接点部を連結する連結部とを備えるように構成してもよい。
前記第１接点は、前記ハウジングに摺動可能に結合されるように構成してもよい。
前記電磁開閉装置は、前記第１接点が前記第２接点側に突出するように付勢力を与える弾性部材をさらに含むように構成してもよい。
前記弾性部材は、圧縮コイルばねを備えるように構成してもよい。
前記弾性変形部は、前記第２接点に形成されるように構成してもよい。
前記弾性変形部は、前記第１接点に形成され、前記第１接点は、前記ハウジングに結合される結合部と、前記第２接点と接触する接点部とを備え、前記弾性変形部は、前記結合部と前記接点部との間に形成され、前記接点部を前記結合部から前記第２接点の移動方向に対して横方向に離隔させるように構成してもよい。
本発明の実施形態によれば、第１接点及び第２接点の少なくとも一方が、互いに接触したときに弾性変形する弾性変形部を備えることにより、第１接点と第２接点との接触時の振動や騒音の発生を抑えることができる。
また、第２接点が弾性変形部を備え、第１接点がハウジングに摺動可能に結合されることにより、第１接点と第２接点との接触時の振動や騒音の発生をさらに抑えることができる。ここで、第１接点が第２接点側に突出するように付勢力を与える弾性部材をさらに含むことにより、第１接点と第２接点との接触時の振動や騒音の発生をさらに効果的に抑えることができる。
また、第１接点が弾性変形部を備えることにより、第２接点は従来の構成をそのまま用いることができる。
本発明の一実施形態による電磁開閉装置の部分断面図である。 図１の接点接触時の作用を説明するための図である。 図１の弾性変形部の変形例を示す図である。 図１の弾性変形部の変形例を示す図である。 本発明の他の実施形態による電磁開閉装置の部分断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による電磁開閉装置の部分断面図である。 従来の電磁開閉装置の断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
説明の便宜上、前述及び図示した構成と同一又は相当部分については、図示を省略し、同一符号を付して説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態による電磁開閉装置は、ハウジング２１０と、ハウジング２１０に結合される第１接点２２０と、第１接点２２０に接離する第２接点２４０と、第２接点２４０が第１接点２２０に接離するように第２接点２４０を駆動するアクチュエータ１２０とを含み、第１接点２２０及び第２接点２４０のいずれか一方が、互いに接触したときに弾性変形する弾性変形部２４２を備えるように構成してもよい。
ハウジング２１０は、内部に収容空間が形成される。
ハウジング２１０は、例えば略直方体状に形成されてもよい。
ハウジング２１０の一側（例えば、図におけるハウジング２１０の上面）には、第１接点２２０が備えられてもよい。
第１接点２２０は、複数で構成してもよい。本実施形態においては、第１接点２２０が１対で構成された場合を例示しているが、その数は適切に調節可能である。
第１接点２２０は、互いに所定距離離隔して配置されるように備えられてもよい。
第１接点２２０は、ハウジング２１０の外部に引き出されて負荷又は電源にそれぞれ接続されるようにしてもよい。
第１接点２２０は、第２接点２４０と接触する接触端部２２２を備えるように構成してもよい。例えば、接触端部２２２は、外側に突出するように構成してもよい。
第１接点２２０の一側には、第１接点２２０に接離可能に第２接点２４０が備えられてもよい。第２接点２４０が第１接点２２０に接触すると、第１接点２２０は第２接点２４０により互いに通電可能に接続される。これにより、第１接点２２０にそれぞれ接続された負荷及び電源が互いに通電可能に接続される。
例えば、第２接点２４０は、第１接点２２０の下側に所定距離離隔して配置されてもよい。本実施形態においては、第２接点２４０が上下方向に移動して第１接点２２０に接離する場合を例示している。
第２接点２４０の一側には、第２接点２４０が第１接点２２０に接離するように第２接点２４０を駆動するアクチュエータ１２０が備えられてもよい。アクチュエータ１２０は、図７に示すように、磁束を発生させるコイル１２１と、磁路を形成するヨークプレート１２７及びヨーク本体１２８と、コイル１２１の内側に配置される固定コア１２２及び可動コア１２３と、一端が可動コア１２３に結合されて他端が第２接点２４０に連結されて第２接点２４０を移動させる作用ロッド１２５と、可動コア１２３が固定コア１２２から遠ざかる方向に付勢力を与えるばね１２６とを備えた、いわゆるソレノイドで構成してもよい。
一方、第２接点２４０は、第１接点２２０に接触したときに弾性変形する弾性変形部２４２を備えるように構成してもよい。これにより、第１接点２２０と第２接点２４０との接触時の衝撃力を緩和することができ、接触時に発生する振動や騒音を抑えることができる。
弾性変形部２４２は、複数の第１接点２２０と同時に接触できるように形成されてもよい。
弾性変形部２４２は、弾性変形可能な導電体（素材）で構成してもよい。これにより、第１接点２２０との接触時に第１接点２２０を互いに通電可能に接続することができる。
弾性変形部２４２は、曲線状に形成されてもよい。より具体的には、弾性変形部２４２は、円弧（アーク）状に形成されてもよい。
弾性変形部２４２は、第１接点２２０に向かって突出して配置されるように構成してもよい。
一方、弾性変形部２４２の変形例を説明すると次のとおりである。
図３に示すように、第２接点２６０は、直線状の弾性変形部２６２を備えるように構成してもよい。例えば、弾性変形部２６２は、第１接点２２０に対してそれぞれ傾斜して配置されるように構成してもよい。直線状の弾性変形部２６２は、互いに一体に連結されて略Ｖ字状に形成されてもよい。このような構成により、弾性変形部２６２は、第１接点２２０に接触時に外側に広がって弾性変形することができる。
第２接点２６０は、第１接点２２０にそれぞれ接触する１対の弾性変形部２６２と、アクチュエータ１２０に接続される連結部２６４とを備えるように構成してもよい。
そして、図４に示すように、第２接点２７０は、第２接点２４０の移動方向に対して横方向に配置される１対の接点部２７２と、接点部２７２を一体に接続して弾性変形可能な弾性変形部２７４とを備えるように構成してもよい。ここで、弾性変形部２７４は、例えばＵ字状に形成されてもよい。
弾性変形部２７４は、アクチュエータ１２０の作用ロッド１２５と連結されるように構成してもよい。
弾性変形部２７４は、作用ロッド１２５に連結される連結部２７６を備えるように構成してもよい。
一方、第１接点２２０は、ハウジング２１０に摺動可能に結合されるように構成してもよい。これにより、第１接点２２０と第２接点２４０との接触時に第１接点２２０と第２接点２４０との間に作用する衝撃（衝撃力）が緩和され、振動や騒音の発生がさらに抑えられる。
本発明の一実施形態による電磁開閉装置は、第１接点２２０の一側に備えられ、第１接点２２０が第２接点２４０側に突出するように付勢力を与える弾性部材２２５をさらに含むように構成してもよい。これにより、第１接点２２０と第２接点２４０との接触時に第１接点２２０と第２接点２４０との間の衝撃力が緩和され、振動や騒音の発生がさらに効果的に抑えられる。
弾性部材２２５は、圧縮コイルばねで構成してもよい。
弾性部材２２５は、第１接点２２０の周囲に結合されてもよい。
各第１接点２２０には、弾性部材２２５の一端部が接触する弾性部材支持部２２４が形成されてもよい。弾性部材２２５の他端部は、ハウジング２１０により支持されるように構成してもよい。
このような構成により、アクチュエータ１２０に電源が供給されると、可動コア１２３が固定コア１２２側に移動し、従って、第２接点２４０が第１接点２２０側に移動して接触する。
第２接点２４０が第１接点２２０側に移動すると、弾性変形部２４２は、第１接点２２０の接触端部２２２にそれぞれ接触する。これにより、第１接点２２０にそれぞれ接続された電源と負荷とが電気的に接続（通電）される。
弾性変形部２４２は、第１接点２２０の接触端部２２２に接触することによって弾性変形する。
第２接点２４０が移動し続けると、第１接点２２０は、第１接点２２０に弾性変形部２４２がそれぞれ接触した状態で、ハウジング２１０に対して摺動する。つまり、第１接点２２０は、弾性部材２２５が圧縮されることによってハウジング２１０の上部領域にそれぞれ移動する。ここで、弾性変形部２４２及び弾性部材２２５は、適切に付勢力が変化することによってそれぞれ弾性変形することができる。これにより、第１接点２２０と第２接点２４０との接触時の衝撃接触が抑えられ、衝撃接触による振動や騒音の発生が抑えられる。
一方、アクチュエータ１２０への電源供給が停止されると、アクチュエータ１２０のばね１２６の付勢力により、第２接点２４０が第１接点２２０から離隔して初期位置に復帰する。これにより、第１接点２２０に接続された電源と負荷とが電気的に分離される。このとき、第２接点２４０の弾性変形部２４２は、それ自体の付勢力により初期位置（初期形状）に復帰する。また、第１接点２２０は、弾性部材２２５の付勢力により初期位置に復帰する。
以下、図５を参照して本発明の他の実施形態を説明する。
図５に示すように、本発明の他の実施形態による電磁開閉装置は、ハウジング２１０と、ハウジング２１０に結合される第１接点２８０と、第１接点２８０に接離する第２接点２９０と、第２接点２９０が第１接点２８０に接離するように第２接点２９０を駆動するアクチュエータ１２０とを含み、第１接点２８０及び第２接点２９０のいずれか一方が、互いに接触したときに弾性変形する弾性変形部２８６を備えるように構成してもよい。
ハウジング２１０は、内部に収容空間が形成される。
より具体的には、ハウジング２１０は、内部に収容空間が形成されるように、直方体状に構成してもよい。
ハウジング２１０の一側（例えば、図におけるハウジング２１０の上面）には、第１接点２８０が備えられてもよい。
第１接点２８０は、複数で構成してもよい。
より具体的には、ハウジング２１０の内部上面に１対の第１接点２８０が下方に突出するように構成してもよい。
第１接点２８０の下側には、第１接点２８０に接離可能に第２接点２９０が備えられてもよい。
第２接点２９０は、直線状に形成されてもよい。
より具体的には、第２接点２９０は、第１接点２８０と同時に接触する線状の接点部２９２を備えるように構成してもよい。
第２接点２９０は、接点部２９２とアクチュエータ１２０とを接続する連結部２９４をさらに備えるように構成してもよい。
一方、第１接点２８０は、第２接点２９０と接触したときに弾性変形する弾性変形部２８６を備えるように構成してもよい。
より具体的には、第１接点２８０は、ハウジング２１０に結合される結合部２８２と、第２接点２９０と接触する接点部２８４と、接点部２８４が結合部２８２から水平方向に離隔するように支持する弾性変形部２８６とを備えるように構成してもよい。
第１接点２８０の各弾性変形部２８６は、結合部２８２から第２接点２９０の移動方向に対して横方向に延びるように折り曲げられて形成されてもよい。
各弾性変形部２８６の端部には、第２接点２９０側に突出するように折り曲げられた接点部２８４が形成されてもよい。
弾性変形部２８６は、図の上下方向の弾性変形を容易にするために、結合部２８２及び接点部２８４に比べて上下方向の厚さが減少して薄くなるように構成してもよい。これにより、弾性変形部２８６の弾性変形が容易になる。ここで、弾性変形部２８６は、厚さの減少により電気抵抗が増加することを防止するために、幅が増加して広くなるように構成してもよい。これにより、弾性変形部２８６の断面積が確保され、電気抵抗が増加することを防止することができる。
本実施形態においては、第１接点２８０が弾性変形部２８６を備えて構成され、第２接点２９０が線状に構成された場合を例に挙げているが、図１及び図２を参照して前述した場合のように、第２接点２４０が弾性変形部２４２を備えるように構成してもよい。
このような構成により、アクチュエータ１２０のコイル１２１に電源が供給されると、可動コア１２３が固定コア１２２に近づく方向に移動する。これにより、作用ロッド１２５は図の上方に移動し、第２接点２９０は第１接点２８０側に移動して第１接点２８０に接触する。このとき、第１接点２８０は、第１接点２８０の接点部２８４に第２接点２９０の接点部２９２が接触して上側に加圧され、従って、弾性変形部２８６は、弾性変形することにより、第２接点２９０との接触を維持すると共に衝撃力を緩和することができる。これにより、第１接点２８０と第２接点２９０との接触による振動や騒音が緩和される。
一方、アクチュエータ１２０のコイル１２１への電源供給が停止されると、ばね１２６の付勢力により、作用ロッド１２５が下方に移動する。これにより、第２接点２９０は第１接点２８０から分離されて離隔し、第１接点２８０はそれ自体の付勢力により初期形状に復帰する。
以下、図６を参照して本発明のさらに他の実施形態を説明する。
図６に示すように、本発明のさらに他の実施形態による電磁開閉装置は、ハウジング２１０と、ハウジング２１０に結合される第１接点３１０と、第１接点３１０に接離する第２接点２４０と、第２接点２４０が第１接点３１０に接離するように第２接点２４０を駆動するアクチュエータ１２０とを含み、第１接点３１０及び第２接点２４０のいずれか一方が、互いに接触したときに弾性変形する弾性変形部２４２を備えるように構成してもよい。
ハウジング２１０は、内部に収容空間が形成されるように、直方体状に構成してもよい。
ハウジング２１０の一側（例えば、図におけるハウジング２１０の上面）には、第１接点３１０が備えられてもよい。
第１接点３１０の一側（例えば、図における第１接点３１０の下側）には、第１接点３１０に接離可能に第２接点２４０が備えられてもよい。
第２接点２４０は、第１接点３１０に接触したときに弾性変形する弾性変形部２４２を備えるように構成してもよい。
第２接点２４０の弾性変形部２４２は、曲線状に形成されてもよい。
第２接点２４０の弾性変形部２４２は、円弧（アーク）状に形成されてもよい。
より具体的には、第２接点２４０の弾性変形部２４２は、円弧状に形成され、第２接点２４０に向かって突出して配置されるように構成してもよい。
第２接点２４０は、第１接点３１０と同時に接触できるように、互いに連結された２つの弾性変形部２４２を備えてもよい。
第２接点２４０は、アクチュエータ１２０に接続される連結部２４４を備えてもよい。連結部２４４は、２つの弾性変形部２４２の連結領域からアクチュエータ１２０に向かって突出するように構成してもよい。
一方、第１接点３１０は、ハウジング２１０に対して摺動可能に構成してもよい。これにより、第１接点３１０と第２接点２４０との接触時に第１接点３１０がハウジング２１０に対して摺動することにより、接触時に発生する衝撃力を緩和することができる。
例えば、第１接点３１０は、ハウジング２１０に摺動可能に結合される結合部３１２と、第２接点２４０と接触する接点部３１４と、結合部３１２と接点部３１４とを一体に連結する連結部３１６とを備えるように構成してもよい。
第１接点３１０の一側には、第１接点３１０が第２接点２４０側に突出するように付勢力を与える弾性部材３２１が備えられてもよい。例えば、弾性部材３２１は、圧縮コイルばねで構成してもよい。これにより、第１接点３１０と第２接点２４０との接触時に発生する衝撃力が緩和され、衝撃力による振動や騒音の発生が抑えられる。
本実施形態においては、第１接点３１０が結合部３１２、接点部３１４、及び連結部３１６を備えるように構成された場合を例に挙げているが、結合部３１２と接点部３１４との間に図５を参照して前述した弾性変形部２８６が備えられるように構成してもよい。
本実施形態においては、第１接点３１０がハウジング２１０に対して摺動可能であり、第２接点２４０が弾性変形部２４２を備えるように構成された場合を例に挙げているが、図５を参照して前述した実施形態のように、第１接点２８０がハウジング２１０に固定配置されて弾性変形部２８６を備えるように構成してもよい。
このような構成により、アクチュエータ１２０のコイル１２１に電源が供給されると、可動コア１２３が固定コア１２２に近づく方向に移動する。これにより、作用ロッド１２５が移動し、第２接点２４０が第１接点３１０側に移動して第１接点３１０に接触する。
第２接点２４０の弾性変形部２４２は、第１接点３１０に接触することによって弾性変形する。また、第１接点３１０は、第２接点２４０が接触することによってハウジング２１０に対して摺動する。これにより、第１接点３１０と第２接点２４０との接触時の衝撃接触が緩和され、衝撃接触による振動や騒音の発生が抑えられる。
一方、アクチュエータ１２０のコイル１２１への電源供給が停止されると、アクチュエータ１２０のばね１２６の付勢力により、作用ロッド１２５が初期位置に復帰する。
これにより、第２接点２４０は第１接点３１０から分離されて離隔する。このとき、第２接点２４０の弾性変形部２４２は、それ自体の付勢力により初期位置（初期形状）に復帰する。また、第１接点３１０は、弾性部材３２１の付勢力により初期位置に復帰する。
以上、本発明は特定の実施形態について図示及び説明された。しかしながら、本発明は、その思想又は本質的な特徴から外れない範囲内で様々に実施することができ、上記実施形態の詳細な説明の内容により限定されるものではない。
なお、上記詳細な説明に示していない実施形態であっても、添付された特許請求の範囲に定義された技術思想の範囲内で広く解釈されるべきである。また、特許請求の範囲の技術的範囲とその均等範囲内に含まれるあらゆる変更及び変形は、添付された特許請求の範囲に含まれるべきである。
１２０ アクチュエータ
２１０ ハウジング
２２０、２８０、３１０ 第１接点
２２５、３２１ 弾性部材
２４０、２６０、２７０、２９０ 第２接点
２４２、２６２、２７４、２８６ 弾性変形部
２４４、２６４、２７６、２９４、３１６ 連結部
２７２、２８４、２９２、３１４ 接点部
２８２、３１２ 結合部

Claims (4)

  1. ハウジングと、
    前記ハウジングに結合される第１接点であって、前記第１接点のそれぞれが前記ハウジングに摺動可能に結合される第１接点と、
    前記第１接点に接離する第２接点と、
    前記第１接点が前記第２接点側に突出するように付勢力を与える弾性部材と、
    前記第２接点が前記第１接点に接離するように前記第２接点を駆動するアクチュエータとを含み、
    前記第１接点及び前記第２接点のいずれか一方が、互いに接触したときに弾性変形する弾性変形部を備え、
    前記弾性変形部が、前記第２接点に形成され、
    前記弾性変形部が、前記第１接点と同時に接触できるように複数形成され、弾性変形可能な導電体で構成され、
    前記弾性変形部が、円弧形状を備え、他の接点に向かって突出して配置され、
    各前記第１接点が、円形断面を有する直線形状を有し、
    前記弾性部材のそれぞれが、各前記第１接点の周囲に結合されて前記第１接点に挿入されることを特徴とする電磁開閉装置。
  2. 各前記第１接点は、前記第２接点と接触する接触端部を備えることを特徴とする請求項１に記載の電磁開閉装置。
  3. 前記接触端部は、外側に突出するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の電磁開閉装置。
  4. 各前記第１接点には、前記弾性部材の一端部が接触する弾性部材支持部が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁開閉装置。
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