JP5449585B2

JP5449585B2 - 電磁リレー

Info

Publication number: JP5449585B2
Application number: JP2013008539A
Authority: JP
Inventors: 俊典藤村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-06-16
Also published as: JP2013118187A

Description

本発明は、電磁石によって接点を接離し、制御対象の電流をオン／オフする電磁リレーに関する。

近年、電磁リレーは小型化が進んでいる。図３は、従来の電磁リレーを第三角法投影図によって示したものである。

この電磁リレー３は、コイル３１、コイル３１に接続されたコイル端子３２、コイルボビン３３、鉄芯３４、継鉄３５、接極子３６から構成される電磁石ブロックと、固定接点３７を取り付けた固定端子３８、可動接点３９を取り付けた可動バネ４０、可動バネ４０に接続された可動端子４１、接極子３６が鉄芯３４に吸引される際の動作を可動バネ４０に伝えるカード４２から構成される接点機構部を備え、これらを絶縁性の板状ベース３０に立設して不図示のカバーを被せた構造となっている（例えば、特許文献１参照）。

このような構造の電磁リレー３においては、外形サイズや端子ピッチ、接点とコイル間の絶縁距離を変更することなく、制御対象の電流容量を増大させ、付加価値を高めることが要求される。

特開平１０−１６２７１０号公報

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、外形サイズや端子ピッチ、接点とコイル間の絶縁距離を維持しつつ、制御対象の電流容量を増大させることのできる電磁リレーを提供することを目的とする。

本発明の電磁リレーは、絶縁材からなるコイルボビンと、前記コイルボビンに巻回されたコイルと、前記コイルに貫通された鉄芯と、前記鉄芯の一端に固着された略Ｌ字形の継鉄と、前記鉄芯の他端に対向し、励磁された際の前記鉄芯に吸引される接極子と、一端に可動接点を有する可動バネと、前記可動バネの他端に固着された可動端子と、前記可動接点に対向して離隔する固定接点を有する固定端子と、を備えた電磁リレーであって、前記コイルボビンは、前記固定接点又は前記可動接点と、前記コイルとの間の空間的距離が増大するよう、その一部を削減して形成され、前記空間的距離が増大する前の前記固定接点又は前記可動接点と前記コイルとの間における絶縁距離が、前記空間的距離の増大に伴い増大し、前記絶縁距離の増大に対応して、前記固定端子及び前記可動端子は、その体積が、前記固定接点又は前記可動接点と前記コイルとの間の、前記空間的距離が増大する前の絶縁距離を維持できる範囲まで増大して形成されたことを特徴とするものである。

この構成により、可動端子及び固定端子の放熱性が向上して発熱を低減することができるため、外形サイズや端子ピッチを維持しつつ、制御電流容量を増大させることができる。

また、この構成により、固定端子と可動端子との間にあるコイルボビンを削減し、空間的距離の増大をはかることで、制御電流容量を増大させた際に、可動接点又は固定接点と、コイルとの絶縁距離を増加させることができる。

本発明の電磁リレーの一態様として、例えば前記可動接点及び前記固定接点は、その直径を大きく形成されたことを特徴とするものである。

この構成により、電流路の低抵抗化をはかり、外形サイズや端子ピッチ、接点とコイル間の絶縁距離を変更することなく、制御電流容量を増大させることができる。

本発明の電磁リレーの一態様として、例えば前記可動接点及び前記固定接点は、低抵抗の金属材料で形成されたことを特徴とするものである。

本発明の電磁リレーの一態様として、例えば前記可動端子および前記固定端子が、それぞれ電磁リレー本体の側面の当該可動端子及び当該固定端子をとおる対角線上まで端縁が到達するように、形成されたことを特徴とするものである。

この構成により、前記固定接点に接続された固定端子と、可動端子、あるいは可動接点に接続された可動端子と、固定端子の距離を最大限に大きく維持し、所定の絶縁距離を維持しているため、可動端子及び固定端子の放熱性が向上して発熱が低減することができるため、外形サイズや端子ピッチを維持しつつ、制御電流容量を増大させることができる。

本発明によれば、外形サイズや端子ピッチ、接点とコイル間の絶縁距離を維持しつつ、制御対象の電流容量を増大させることができる電磁リレーを提供できる。

本発明の実施の形態１に係る電磁リレーの概略構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図である。本発明の実施の形態２に係る電磁リレーの概略構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図である。従来の電磁リレーの概略構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る電磁リレーについて、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電磁リレーの概略構成を、第三角法投影図によって示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図である。

本発明の実施の形態１に係る電磁リレーは、図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、可動端子２１および固定端子１８が、それぞれ電磁リレー本体の側面の可動端子および固定端子１８をとおる対角線上まで端縁が到達するように、面積を増大させたことを特徴とする。つまり図３に示した従来の電磁リレー３における可動端子４１に比較して、本発明の可動端子２１は、図１のハッチングで示すＱ部分が拡張して形成され、結果的に可動接点１９とコイル１１間の絶縁距離が従来の最短距離を維持できる表面積および体積になるように増加している。一方、固定端子１８は、図３に示した従来の電磁リレー３における固定端子３８に比較して、図１のハッチングで示すＰ部分が拡張して形成され、結果的に固定接点１７とコイル１１間の絶縁距離が従来の最短距離を維持できる表面積および体積になるように増加している。これにより、固定端子１８および可動端子２１の放熱性が向上して温度上昇を抑制することができ、且つ制御電流容量を増大させることができる。
すなわち、図１において、本発明の実施の形態１に係る電磁リレー１は、コイル１１、コイル１１に接続されたコイル端子１２、コイルボビン１３、鉄芯１４、継鉄１５、接極子１６からなる電磁石ブロックと、固定接点１７を取り付けた固定端子１８、可動接点１９を取り付けた可動バネ２０、可動端子２１、カード２２からなる接点機構部を有する構成であり、これらが樹脂製のベース１０上に配設されている。なお、本実施形態の電磁リレー１は、その製造完成状態において、不図示のカバーが被せられた箱体として形成される。

コイルボビン１３は、樹脂等の絶縁材からなり、内部に空洞を有するボビン本体と、その両端に鍔部を具備し、外側にコイル１１が巻回されるとともに、空洞に鉄芯１４が挿通されるものである。

鉄芯１４は、電磁軟鉄等の磁性材料により棒状に形成され、一端が継鉄１５の後述する他方片にかしめて固着されるとともに、コイルボビン１３を貫通して他端が接極子１６に対向している。

継鉄１５は、電磁軟鉄等の磁性材料により板状に形成され、直角に折曲した一方の片及び他方の片を有する略Ｌ字状に形成されている。

接極子１６は、電磁軟鉄等の磁性材料により直角に折曲して略Ｌ字状に形成され、ヒンジ部分を有して継鉄１５に揺動自在に取り付けられている。そして、コイル１１に通電した際に、鉄芯１４、継鉄１５及び接極子１６と共に磁路を形成し、一端が鉄芯１４に吸引される。

固定接点１７と可動接点１９は、接触抵抗の低い、例えば銀合金等の接点材料を用いて円盤状に形成され、それぞれ固定端子１８と可動バネ２０にかしめて固着されている。なお、この固定接点１７及び可動接点１９は、制御電流容量を増大させるために、径を大きく形成してもよい。

固定端子１８は、銅合金板を直角に折曲した一方の片及び他方の片からなる略Ｌ字状に形成され、一方の片に固定接点１７が固着され、他方の片が制御電流の入出力端子となって、ベース１０に嵌着されている。なお、固定端子１８はベース１０に同時成形してもよい。

また、この固定端子１８は、図３に示した従来の電磁リレー３における固定端子３８に比較して、図１のハッチングで示すＰ部分が拡張して形成され、結果的に固定接点１７とコイル１１間の絶縁距離が従来の最短距離を維持できる表面積および体積になるように増加している。これにより、固定端子１８の放熱性が向上して温度上昇を抑制することができ、且つ制御電流容量を増大させることが可能となる。

可動バネ２０は、銅合金バネ材料からなり、一端に可動接点１９が固着され、他端が可動端子２１にかしめ結合されている。

可動端子２１は、固定端子１８と同様に、銅合金板を屈曲して形成されて制御電流の入出力端子となり、ベース１０に嵌着される。なお、可動端子２１はベース１０に同時成形してもよい。

また、この可動端子２１は、図３に示した従来の電磁リレー３における可動端子４１に比較して、図１のハッチングで示すＱ部分が拡張して形成され、結果的に可動接点１９とコイル１１間の絶縁距離が従来の最短距離を維持できる表面積および体積になるように増加している。これにより、可動端子２１の放熱性が向上して温度上昇を抑制することができ、且つ制御電流容量を増大させることができる。
なお、この可動端子２１の形状については、側面のほぼ対角線上に端縁がくるようにするのが望ましいが、これに限定されるものではなく、可動接点１９とコイル１１間の絶縁距離が従来の最短距離を維持できる程度の、表面積および体積になるように増加するのが望ましい。

カード２２は、樹脂成形により略Ｔ字状に形成されて接極子１６の他端に係止され、凸部が可動バネ２０に当接して、接極子１６の揺動を可動バネ２０に伝達する。

次に、以上のように構成された本実施形態の電磁リレー１の動作について説明する。

コイル１１に通電すると、鉄芯１４が磁化されて磁束が発生し、継鉄１５を介して閉磁路を形成するように接極子１６が鉄芯１４に吸着する。これにより、接極子１６の他端に係止されたカード２２が上方に駆動されて、可動バネ２０を押し上げる。その結果、可動接点１９が固定接点１７に接触し、固定端子１８と可動端子２１の間を導通させて制御電流が流れる。

コイル１１への通電を止めると、磁束が消去されて接極子１６に対する鉄芯１４の磁気吸引力がなくなり、可動バネ２０が弾性力によって通電前の位置に復元する。これにより、可動接点１９が固定接点１７から離隔し、固定端子１８と可動端子２１間の接続が開放されて制御電流を遮断する。また、可動バネ２０の復元によってカード２２が下方に押し下げられ、接極子１６が揺動して通電前の状態に戻る。

従来、端子を変更する前は、動作時の発熱により、端子根元で、１１５℃〜１２５℃となっていたのに対して、本実施の形態によれば、固定端子１８と可動端子２１の両方の端子堆積を増大することで、動作時の発熱は大幅に低減され、端子根元で、１０５℃〜１１５℃となった。すなわち本実施の形態によれば、発熱温度を約１０℃も低減することができた。
ところで、電流容量の増加については、リレーに通電した際の端子根元での発熱温度にて規定されている。具体的には、本実施の形態の電磁リレーの端子根元での発熱温度は、リレーのケースのＵＬ規格に登録されており、温度インデックス（ＲＴＩ値）の１２０℃以下となるように設定されている。
従って、本実施の形態の電磁リレーによれば電流容量の増大を図ることができることがわかる。

以上説明したように、このような本発明の実施の形態１に係る電磁リレー１によれば、一方の片に固定接点１７が固着され、他方の片が制御電流の入出力端子となる固定端子１８と、可動接点１９備えた可動バネ２０がかしめ結合された可動端子２１の各体積を、それぞれコイル１１と、固定接点１７及び可動接点１９との絶縁距離が従来の最短距離を維持できる範囲で増加させているため、固定端子１８及び可動端子２１の放熱性が向上し、制御電流容量を増大させることができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る電磁リレーの概略構成を、第三角法投影図によって示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図である。なお、図２において、図１と同じ構成については、同一符号を付して説明を簡略に、若しくは省略する。

本実施の形態に係る電磁リレー２によれば、実施の形態１の構成に加え、コイルボビン２３の一部を削除することにより、固定接点１７又は可動接点１９と、コイル１１間の空間的距離を増大することで、絶縁距離を増加させ、制御電流容量を増大させるものである。
図２において、本発明の実施の形態２に係る電磁リレー２は、コイル１１、コイル１１に接続されたコイル端子１２、コイルボビン２３、鉄芯１４、継鉄１５、接極子１６からなる電磁石ブロックと、固定接点１７を取り付けた固定端子１８、可動接点１９を取り付けた可動バネ２０、可動端子２１、カード２２からなる接点機構部を有する構成であり、これらが樹脂製のベース１０上に配設されている。なお、本実施形態の電磁リレー２は、その製造完成状態において、不図示のカバーが被せられた箱体として形成される。

コイルボビン２３は、樹脂等の絶縁材からなり、内部に空洞を有するボビン本体と、その両端に鍔部を具備し、外側にコイル１１が巻回されるとともに、空洞に鉄芯１４が挿通されるものである。

このコイルボビン２３は、図３に示した従来の電磁リレー３におけるコイルボビン３２に比較して、図２においてクロスハッチングで示すＲ部分及びＳ部分を削除して形成され、結果的に固定接点１７又は可動接点１９と、コイル１１間の空間的距離を増大することで、絶縁距離を増加させて、制御電流容量を増大させることができる。つまり、コイルボビンは樹脂製で絶縁体であるが、このコイルボビンの表面を伝わって放電は発生するため、コイルボビンの一部を削減することで、実質的絶縁距離を増加させている。

以上のように構成された本実施形態の電磁リレー２の動作は、実施の形態１における電磁リレー１の動作と同じであり、説明を省略する。

以上説明したように、このような本発明の実施の形態２に係る電磁リレー２によれば、コイルボビン２３を従来に比してその一部を削除することにより、固定接点１７又は可動接点１９と、コイル１１間の絶縁距離を増加させ、制御電流容量を増大させることができる。
なお、前記実施の形態１および２では、可動端子、固定端子の両方について、面積を増大したが、少なくとも一方について、面積を増大しただけでもよい。

１、２電磁リレー
１１コイル
１３、２３コイルボビン
１４鉄芯
１５継鉄
１６接極子
１７固定接点
１８固定端子
１９可動接点
２０可動バネ
２１可動端子
Ｐ固定端子の拡張部分
Ｑ可動端子の拡張部分
Ｒ、Ｓコイルボビンの削除部分

Claims

絶縁材からなるコイルボビンと、
前記コイルボビンに巻回されたコイルと、
前記コイルに貫通された鉄芯と、
前記鉄芯の一端に固着された略Ｌ字形の継鉄と、
前記鉄芯の他端に対向し、励磁された際の前記鉄芯に吸引される接極子と、
一端に可動接点を有する可動バネと、
前記可動バネの他端に固着された可動端子と、
前記可動接点に対向して離隔する固定接点を有する固定端子と、を備えた電磁リレーであって、
前記コイルボビンは、前記固定接点又は前記可動接点と、前記コイルとの間の空間的距離が増大するよう、その一部を削減して形成され、
前記空間的距離が増大する前の前記固定接点又は前記可動接点と前記コイルとの間における絶縁距離が、前記空間的距離の増大に伴い増大し、
前記絶縁距離の増大に対応して、前記固定端子及び前記可動端子は、その体積が、前記固定接点又は前記可動接点と前記コイルとの間の、前記空間的距離が増大する前の絶縁距離を維持できる範囲まで増大して形成されたことを特徴とする、電磁リレー。
請求項１に記載の電磁リレーであって、
前記可動接点及び前記固定接点は、その直径を大きく形成されたことを特徴とする、電磁リレー。
請求項１または２に記載の電磁リレーであって、
前記可動接点及び前記固定接点は、低抵抗の金属材料で形成されたことを特徴とする、
電磁リレー。
請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁リレーであって、
前記可動端子および前記固定端子が、それぞれ電磁リレー本体の側面の当該可動端子及び当該固定端子をとおる対角線上まで端縁が到達するように、形成されたことを特徴とする、電磁リレー。