JP5448693B2 - 電磁継電器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

コイルの装着された巻枠に鉄心を挿入してなる電磁石と、コイルに印加される電圧に応じて移動する接極子と、接極子の移動に伴って開閉動作する接点部とを備える電磁継電器において、固定接点を可動接点に対して傾斜させて設け、接点の開閉時にワイピングを発生させるようにした電磁継電器が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の電磁継電器では、固定接点を有する固定接点板をベース部材に傾けた状態で取り付け、あるいは固定接点板を折り曲げ形状として固定接点を可動接点から離間する方向に傾斜させる。

特開２００２−３４３２１５号公報（図１５〜図１７）

しかしながら、上記特許文献１記載の電磁継電器のように、固定設定板を傾けた状態でベース部材に取り付ける構成では、ベース部材の成形型を作り直す必要があり、加工コストが上昇する。また、固定接点板を折り曲げ形状として固定接点を可動接点から離間する方向に傾斜させる構成では、固定接点と可動接点との間隔が拡大するため、接極子の移動による可動接点の移動量を変更する必要が生じ、既存の電磁継電器への適用が難しい。

本発明は、コイルの装着された巻枠に鉄心が取り付けられた電磁石と、コイルに印加される電圧に応じて鉄心に吸引され、または鉄心から離間される接極子とを有する電磁石装置と、接極子の移動に伴って開閉動作する接点部であって、固定接点を有する固定接点板部材と、接極子の移動に伴い移動し、固定接点に対向する可動接点を有する可動接点板部材とを備える接点部と、電磁石装置、固定接点板部材および可動接点板部材を支持するベース部材と、接極子と可動接点板部材とに係合し、接極子の移動に伴って往復動して、可動接点を固定接点に接触および離間させるカードとを備え、固定接点板部材は、固定接点とベース部材との間の第１の折り曲げ線を介して、固定接点と可動接点とが離間または接近する方向に折り曲げられる第１の折り曲げ部と、固定接点と第１の折り曲げ線との間の第２の折り曲げ線を介して、前記第１の折り曲げ部とは反対に固定設定と可動設定とが接近または離間する方向に、かつ、固定接点と可動接点とが傾斜して対向するように折り曲げられる第２の折り曲げ部とを有し、さらに固定接点板部材は、ベース部材から固定接点にかけて延在する長手方向略同一幅の細長形状を呈し、第１の折り曲げ線は、固定接点板部材を幅方向に横断し、第２の折り曲げ線は、固定接点板部材を幅方向かつ長手方向に斜めに横断し、固定接点板部材は、第１の折り曲げ部および第２の折り曲げ部の折り曲げの前後で可動接点と固定接点との間の距離が変化しないように第１の折り曲げ線および第２の折り曲げ線を介して折り曲げられていることを特徴とする。

本発明によれば、ベース部材を作り直すことなく、かつ、固定接点と可動接点の間隔を変更することなしに、固定接点を可動接点に対し傾斜させることができ、既存の電磁継電器にも容易に適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る電磁継電器の分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る電磁継電器の組立構造を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る電磁継電器の組立構造を示す平面図である。 （ａ）は図１のベースブロックの側面図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。 図１の固定接点板部材の斜視図である。 図１の接点部の動作を示す図である。 （ａ）は図５の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）はこの固定接点板部材を組み込んだ電磁継電器の平面図である。 （ａ）は図１の可動接点板部材の第１の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）はこの可動接点板部材を組み込んだ電磁継電器の平面図である。 （ａ）は図１の可動接点板部材の第２の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）はこの可動接点板部材を組み込んだ電磁継電器の平面図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施の形態に係る電磁継電器に組み込まれる固定接点板部材の斜視図および平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電磁継電器の平面図である。

−第１の実施の形態−
以下、図１〜図９を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る電磁継電器の分解斜視図であり、図２は、その組立構造を示す斜視図、図３は、組立構造を示す平面図である。なお、以下では、便宜上、図示のように前後左右方向および上下方向を定義し、これに従い各部の構成を説明する。図２，３は、電磁継電器の作動前の復帰状態を示している。

本実施の形態に係る電磁継電器は、左右方向の幅を短くした薄型の電磁継電器であり、ベースブロック１と、ベースブロック１に組み込まれる電磁石装置２と、電磁石装置２の作動に伴い、前後方向に往復動するカード３を介して開閉動作する接点部４とを備える。

図４（ａ）は、ベースブロック１を左側から見た側面図であり、図４（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。ベースブロック１は、一体成形により形成された電気絶縁性の樹脂部品であり、ベース部１１と、ベース部１１上に立設された絶縁壁１２とを有する。

図４（ｃ）に示すように、絶縁壁１２は、ベース部１１上を左右に横断する横断部１２ａと、横断部１２ａの右端から後方に延びる右壁部１２ｂと、横断部１２ａの左端から前方に延びる左壁部１２ｃとを有し、全体が平面視略クランク形状をなしている。図１に示すように、絶縁壁１２の上端部には、横断部１２ａの前側の上方空間を塞ぐように、横断部１２ａの上端から左壁部１２ｃの上端にかけて略矩形状の蓋部１２ｄが形成され、ベース部１０と横断部１２ａと左壁部１２ｃと蓋部１２ｄとにより、前方および右方が開放された略ボックス状の収容空間ＳＰが形成されている。

図４（ａ）に示すように、蓋部１２ｄの上面右端には、右壁部１２ｂに連なって上方に延びる上部壁１３が延設されている。図４（ｂ）に示すように、左壁部１２ｃの下部には、右方に突出する突起部１４が形成され、横断部１２の後方のベース部１０の後端部には、左端から右方向にかけて一対の係合溝１５が設けられている。係合溝１５は、前後方向に離間して互いに略平行に形成されている。

図１に示すように、電磁石装置２は、コイル２１の装着された巻枠２２に鉄心２３を挿入してなる電磁石２０と、コイル２１に印加される電圧に応じて鉄心２３に吸引され、または鉄心２３から離間される接極子２５とを有する。巻枠２２は、電気絶縁性の樹脂成形品であり、中空の胴部と、胴部の前後両端にそれぞれ設けられた鍔部２２ａ，２２ｂと、前側の鍔部２２ａの右端部から前方に突出した突出部２２ｃとを有する。突出部２２ｃには、ベース部１１を上下方向に貫通して一対のコイル端子が圧入され、このコイル端子に、コイル２１を形成する巻線の両端が接続されている。

鉄心２３は、巻枠２２内を前後方向に貫通し、その前端部は鍔部２２ａの外面上に露出している。一方、鉄心２３の後端部は、巻枠２２の鍔部２２ｂから突出し、その突出部に継鉄２６が、例えばかしめにより結合されている。継鉄２６は、例えば磁性鋼から形成される略Ｌ字形状の板状部材であり、その短尺部分は鍔部２２ｂに沿って上下方向に延設され、長尺部分はコイル２１の外側を前後方向に延設されている。継鉄２６の長尺部分の前端部は、鍔部２２ａよりも前方に突出し、その前端部に接極子２５の下端部が揺動可能に連結されている。

接極子２５は、例えば磁性鋼から形成される細長の平板状部材であり、鉄心２３の前端面に対向して配置され、板ばね２７を介して継鉄２６に弾性的相対移動可能に連結されている。板ばね２７は、接極子２５の前面から継鉄２６の底面にかけて延在する略Ｌ字形状をなし、接極子２５と板ばね２７および板ばね２７と継鉄２６は、例えば図示しない係合突起部を介してかしめにより固定されている。板ばね２７は、継鉄２６と接極子２５との間で弾性ヒンジとして機能し、それ自体のばね作用により、接極子２５を鉄心２３の前端面から離れる方向（前方）に付勢する。

継鉄２６の左側端面には、ベースブロック１の突起部１４（図４）に対応して凹部２６ａが設けられている。電磁石装置２は、図１の矢印に示すように、ベースブロック１の右方から収容空間ＳＰ内に挿入される。この際、継鉄２６の凹部２６ａにベースブロック１の突起部１４が係合され、ベースブロック１に電磁石装置２が係止される。なお、電磁石装置２を収容空間ＳＰに挿入した際、電磁石装置２の鍔部２２ａよりも前側は収容空間ＳＰから突出する。

接点部４は、固定接点板部材４１と、可動接点板部材４２とを有する。固定接点板部材４１は、例えば銅板から所定形状に打ち抜いた導電板部材によって構成され、可動接点板部材４２は、例えばばね用燐青銅の薄板から所定形状に打ち抜いた導電板部材により構成される。

固定接点部材４１および可動接点板部材４２は、図１の矢印に示すように、ベースブロック１の係合溝１５に左方から圧入され、固定接点部材４１と可動接点部材４２が互いに対向して配置される。このとき電磁石装置２と接点部４は、ベースブロック１の絶縁壁１２および上部壁１３を介して配置されるため、電磁石装置２と接点部４の間の電気的絶縁が確保される。

固定接点板部材４１は、係合溝１５に圧入される左右方向に幅広の圧入部４１ａと、圧入部４１ａの上方に延在する略矩形状の細長の平板部４１ｂと、圧入部４１ａの下方に延在する細長の端子部４１ｃとを有し、平板部４１ｂの上端部前面に固定接点４３が固設されている。可動接点板部材４２は、係合溝１５に圧入される左右方向に幅広の圧入部４２ａと、圧入部４２ａの上方に延在する略矩形状の細長の平板部４２ｂと、圧入部４２ａから前方に延在し、さらに下方に延在する細長の端子部４２ｃとを有し、平板部４２ｂの上部後面に、固定接点４３に対向して可動接点４４が固設されている。

可動接点板部材４２の上端部、すなわち可動接点４４の上方には貫通穴４２ｄが開口され、圧入部４２ａの上方には折り曲げ部４２ｅが設けられている。折り曲げ部４２ｅを設けることにより、固定接点板部材４２の圧入部４２ａを支点にした前後方向への弾性曲げ変形が容易となり、この弾性曲げ変形により可動接点４４を固定接点４３に接触および離間させることができる。なお、本実施の形態では、固定接点板部材４１が特徴的な構成を有するが、この点については後述する。

カード３は、前後方向に細長に形成された電気絶縁性の樹脂部品であり、ベースブロック１の上方に配置される。カード３の前端部には係合穴３１が開口され、この係合穴３１に、ベースブロック１に収容された電磁石装置２の接極子２５の上端部が嵌合し、カード３と接極子２５とが一体に連結される。係合穴３１の後方には、前後方向に長穴３２が開口され、長穴３２に、ベースブロック１の上壁部１２ｄの上面に突設された突起部１２ｅが嵌合される。さらに、カード３の後端面には連結部３２が突設され、連結部３２は、可動接点板部材４２の貫通穴４２ｄに前方から挿入され、接極子２５の動きが可動接点板部材４２に伝達される。

すなわち、電磁石２０のコイル２１に作動電圧が印加されると、電磁石装置２が作動し、その磁気吸引力により接極子２５は、その下端部と継鉄２６の前端部との係合部位を中心に、板ばね２７のばね力に抗して鉄心２３の前端面に接近する方向（後方）へ揺動し、カード３が後方に移動する。これにより可動接点板部材４２の上端部が後方に押動され、可動接点板部材４２は圧入部４２ａを支点に後方に弾性変形し、可動接点４４が固定接点４３に接触する。

一方、コイル２１への作動電圧が解除されると、電磁石装置２は非作動となり、接極子２５は板ばね２７のばね力により鉄心２３の前端面から離間する方向（前方）へ揺動し、カード３が前方に移動する。これにより可動接点板部材４２は、後方への押付力から解放されて初期位置に復帰し、可動接点４４が固定接点４３から離間する。このとき、図３に示すようにベースブロック上端面の突起部１２ｅが嵌合穴３２の後端面に当接し、カード３の前方への移動が制限される。これにより可動接点４４が固定接点４３から所定距離離れた初期位置に静止保持される。

このように構成された電磁継電器では、可動接点板部材４１の上端部に前後方向の押し付け力が作用するため、可動接点４４は単に前後方向に移動するだけでなく、上下方向（縦方向）にも移動し、接点開閉時に可動接点４４は固定接点４３上を縦方向にスライドする。しかし、接点４３，４４の表面に付着した汚れなどを除去するため、および大電流が流れた際の接点溶着を抑制するためには、可動接点４４が固定接点４３に対し縦方向だけでなく横方向（左右方向）にもスライド可能に構成することが好ましい。この点を考慮し、本実施の形態では、以下のように接点部４を構成する。

図５は、第１の実施の形態に係る固定接点板部材４１の構成を示す斜視図である。平板部４１ｂは、左右方向に延在する折り曲げ線４１１を介して後方（可動接点４４から離間する方向）に折り曲げられた後方折り曲げ部４１２と、折り曲げ線４１１の上方において左上方から右下方に延在する斜め方向の折り曲げ線４１３を介して前方斜め左側（可動接点４４に接近する方向）に折り曲げられた斜め折り曲げ部４１４とを有する。水平線に対する折り曲げ線４１１のなす角は０°であり、水平線に対する折り曲げ線４１３のなす角は例えば４５°である。

これにより、図３に示すように固定接点４３の前面は、右側が前方、左側が後方に位置し、固定接点４３は左右方向に傾斜して配設される。このため、電磁石装置２の作動時には、図６（ａ）に示すように可動接点４４は固定接点４３の右角部に当接した後、可動接点４４が固定接点４３に対し左右方向に相対的に摺動し、最終的には、図６（ｂ）に示すように両者は全面で接触する。電磁石装置２の非作動時には、これとは逆の動きにより可動接点４４が固定接点４３に対し摺動しつつ、離間する。これにより接点４３，４４の表面に付着した汚れなどが除去され、電気的接続の信頼性を向上できる。また、接点４３，４４に作用する負荷が分散されるため、大電流が流れた際の接点溶着を抑制することができ、電磁継電器の高寿命化が可能となる。なお、図６は、固定接点４３が変形するように描かれているが、固定接点４３と可動接点４４のどちらが変形するかはそれらの材質や形状等に応じて定まり、可動接点４４が変形することもある。

本実施の形態では、平板部４１ｂを後方に折り曲げるとともに前方に折り曲げることにより、固定接点４３の前後方向の位置を折り曲げの前後で変わらないようにしている。このため、接極子２５の移動に対する可動接点４４の移動量を変更する必要がなく、既存の電磁継電器にも容易に適用可能である。これに対し、例えば固定接点板４１を単なる折り曲げ形状として固定接点４３を可動接点４４に対し傾斜させるようにしたのでは、固定接点４３と可動接点４４の間隔が変化するため、接極子２５の移動に対する可動接点４４の移動量を変更する必要が生じる。

また、本実施の形態では、固定接点４３の下方に折り曲げ線４１１，４１３を介して折り曲げ部４１２，４１４を設けているので、平板部４１ｂの左右方向の幅を拡大する必要がなく、薄型の電磁継電器にも容易に適用可能である。これに対し、例えば固定接点４３の左右側方に上下方向の折り曲げ線を介して折り曲げ部を設けると、平板部４１ｂの幅が拡大し、薄型の電磁継電器への適用が困難となる。

固定接点板部材４１の形状は、上述したものに限らない。図７（ａ）は、図５の変形例を示す斜視図であり、図７（ｂ）は、この固定接点板部材４１を組み込んだ電磁継電器の平面図である。ここでは、図５と異なり、平板部４１ｂの折り曲げ線４１３は右上方から左下方へ延在しており、斜め折り曲げ部４１４は前方斜め右側に折り曲げられている。これにより図７（ｂ）に示すように、固定接点４３の前面は、右側が後方、左側が前方に位置し、固定接点４３は左右方向に傾斜して配設される。

固定接点板部材４１の代わりに可動接点板部材４２を折り曲げて構成することもできる。図８（ａ），図９（ａ）は、それぞれその一例を示す斜視図であり、図８（ｂ），図９（ｂ）は、それぞれこの可動接点板部材４２を組み込んだ電磁継電器の平面図である。

図８では、平板部４２ｂは、左右方向に延在する折り曲げ線４２１を介して後方（固定接点４３に接近する方向）に折り曲げられた後方折り曲げ部４２２と、折り曲げ線４２１の上方の左右方向に延在する折り曲げ線４２３を介して前方（固定接点４３から離間する方向）に折り曲げられた前方折り曲げ部４２４と、折り曲げ線４２３の上方において右上方から左下方へ延在する斜め方向の折り曲げ線４２５を介して後方斜め右側（固定接点４３に接近する方向）に折り曲げられた斜め折り曲げ部４２６とを有する。なお、折り曲げ部４２２は、弾性変形を容易にするための折り曲げ部４２ｅ（図１）に相当する。これにより図８（ｂ）に示すように可動接点４４の後面は、右側が前方、左側が後方に位置し、可動接点４４は左右方向に傾斜して配設される。

図９では、図８と異なり、平板部４２ｂの折り曲げ線４２５は左上方から右下方に延在しており、斜め折り曲げ部４２６は後方斜め左側に折り曲げられている。これにより図９（ｂ）に示すように可動接点４４の後面は、右側が後方、左側が前方に位置し、可動接点４４は左右方向に傾斜して配設される。なお、以上では、固定接点板部材４１および可動接点板部材４２のいずれか一方を斜めに折り曲げるようにしたが、これら両方を斜めに折り曲げて、固定接点４３に対し可動接点４４を傾斜して対向させるようにしてもよい。

−第２の実施の形態−
図１０、図１１を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、固定接点板部材４１または可動接点板部材４２を斜めに折り曲げることにより、固定接点４３を可動接点４４に対し傾斜して対向させるようにしたが、第２の実施の形態では、固定接点４３または可動接点４４の端面を傾斜して形成することにより、固定接点４３を可動接点４４に対し傾斜して対向させる。なお、図１〜図９と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

図１０（ａ），（ｂ）は、第２の実施の形態に係る固定接点板部材４１の斜視図および平面図であり、図１１は、この固定接点板部材４１を組み込んだ電磁継電器の平面図である。図１０に示すように、固定接点板部材４１の平板部４１ｂは、第１の実施の形態と異なり平坦に形成されている。一方、固定接点４３の前端面４３ａは、固定接点４３の取付面４３ｂに対し左右方向に傾斜して形成されている。固定接点４３は、その前端面４３ａを加工した後に、固定接点板部材４１に取り付けてもよく、取付後に前端面４３ａを加工してもよい。

これにより、図１１に示すように固定接点４３の前端面４３ａが、可動接点４４の後端面に対向して左右方向に傾斜して配設される。したがって、可動接点４４が固定接点４３に接触および離間する際に、可動接点４４と固定接点４３とが互いに左右方向に摺動し、十分なワイピング効果を得ることができる。可動接点４４と固定接点４３の間隔を考慮して固定接点４３を加工すれば、接極子２５の移動に対する可動接点４４の移動量を変更する必要もない。

なお、固定接点４３の前端面４３ａを左右方向に傾斜して形成する代わりに、可動接点４４の後端面を左右方向に傾斜して形成することもできる。固定接点４３の前端面４３ａと可動接点４４の後端面の両方を互いに異なる傾斜角で左右方向に傾斜して形成し、固定接点４３に対し可動接点４４を傾斜して対向させるようにしてもよい。固定接点４３の前端面４３ａを固定接点板部材４１の幅方向に傾斜して形成するようにしたが、幅方向だけでなく長手方向に傾斜させてもよい。

なお、上記実施の形態（図５、図７）では、固定接点板部材４１に、幅方向に延在する折り曲げ線４１１を介して可動接点４４から離間する方向に折り曲げられた折り曲げ部４１２と、幅方向かつ長手方向に斜めに延在する折り曲げ線４１３を介して可動接点４４に接近する方向に折り曲げられた折り曲げ部４１４とを設けた。また、上記実施の形態（図８，図９）では、可動接点板部材４２に、幅方向に延在する折り曲げ線４２３を介して固定接点４３から離間する方向に折り曲げられた折り曲げ部４２４と、幅方向かつ長手方向に斜めに延在する折り曲げ線４２５を介して固定接点４３に接近する方向に折り曲げられた折り曲げ部４２６とを設けた。

しかし、固定接点４３または可動接点４４とベースブロック１（ベース部材）との間の折り曲げ線４１１，４２３（第１の折り曲げ線）を介して固定接点４３と可動接点４４とが離間または接近する方向に折り曲げられた折り曲げ部４１２，４２４（第１の折り曲げ部）と、固定接点４３または可動接点４４と折り曲げ線４１１，４２３との間の折り曲げ線４１３，４２５（第２の折り曲げ線）を介して固定設定４３と可動設定４４とが接近または離間する方向に、かつ、固定接点４３と可動接点４４とが傾斜して対向するように折り曲げられた折り曲げ部４１４，４２６（第２の折り曲げ部）とを有するのであれば、固定接点板部材４１および可動接点板部材４２の構成は、上述したものに限らない。例えば第１の折り曲げ線を斜め方向に、第２の折り曲げ線を幅方向に形成してもよい。第１の折り曲げ線と第２の折り曲げ線の双方を、互いに異なる傾斜角で斜めに形成してもよい。第１の折り曲げ線とベースブロック１との間に一または複数の折り曲げ線があってもよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の電磁継電器に限定されない。

１ ベースブロック
２ 電磁石装置
４ 接点部
２０ 電磁石
２５ 接極子
４１ 固定接点板部材
４２ 可動接点板部材
４３ 固定接点
４３ａ 前端面
４３ｂ 取付面
４４ 可動接点
４１１，４１３，４２３，４２５ 折り曲げ線
４１２ 後方折り曲げ部
４１４，４２６ 斜め折り曲げ部
４２４ 前方折り曲げ部

Claims (1)

1. コイルの装着された巻枠に鉄心が取り付けられた電磁石と、前記コイルに印加される電圧に応じて前記鉄心に吸引され、または前記鉄心から離間される接極子とを有する電磁石装置と、
   前記接極子の移動に伴って開閉動作する接点部であって、固定接点を有する固定接点板部材と、前記接極子の移動に伴い移動し、前記固定接点に対向する可動接点を有する可動接点板部材とを備える接点部と、
   前記電磁石装置、前記固定接点板部材および前記可動接点板部材を支持するベース部材と、
   前記接極子と前記可動接点板部材とに係合し、前記接極子の移動に伴って往復動して、前記可動接点を前記固定接点に接触および離間させるカードとを備え、
   前記固定接点板部材は、
   前記固定接点と前記ベース部材との間の第１の折り曲げ線を介して、前記固定接点と前記可動接点とが離間または接近する方向に折り曲げられる第１の折り曲げ部と、
   前記固定接点と前記第１の折り曲げ線との間の第２の折り曲げ線を介して、前記第１の折り曲げ部とは反対に前記固定設定と前記可動設定とが接近または離間する方向に、かつ、前記固定接点と前記可動接点とが傾斜して対向するように折り曲げられる第２の折り曲げ部とを有し、
   さらに前記固定接点板部材は、前記ベース部材から前記固定接点にかけて延在する長手方向略同一幅の細長形状を呈し、
   前記第１の折り曲げ線は、前記固定接点板部材を幅方向に横断し、前記第２の折り曲げ線は、前記固定接点板部材を幅方向かつ長手方向に斜めに横断し、
   前記固定接点板部材は、前記第１の折り曲げ部および前記第２の折り曲げ部の折り曲げの前後で前記可動接点と前記固定接点との間の距離が変化しないように前記第１の折り曲げ線および前記第２の折り曲げ線を介して折り曲げられていることを特徴とする電磁継電器。

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