JP5953091B2 - Latching relay - Google Patents
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Description
本発明は、電力量計に用いられる開閉器に好適なラッチングリレーに関する。 The present invention relates to a latching relay suitable for a switch used in a watt-hour meter.
ラッチングリレーは、開閉動作時のみ電力を必要とし、開状態および閉状態を保持するのに、電力を必要としない省電力型のリレーである。例えば、特許文献1に開示示されているラッチングリレーは、可動接点が取り付けられた板ばねを電磁石の磁力の発生によって回動する駆動子がくわえる係合部材を有し、この係合部材により板ばねと係合して開閉動作を行っている。 A latching relay is a power-saving relay that requires power only during an opening / closing operation and does not require power to maintain an open state and a closed state. For example, a latching relay disclosed in Patent Document 1 includes an engagement member that includes a driver that rotates a leaf spring to which a movable contact is attached by the generation of magnetic force of an electromagnet. Engage with the spring to open and close.
また、同様のリレーにおいて、接点のバウンスを抑制するために特許文献2では、駆動子が、前述の係合部材とは別に、板ばねの可動接点が取り付けられた位置より先端側で板ばねを引っ掛ける第2の係合部材を有している。
In addition, in
また、上述のタイプとは異なり、特許文献3には、電磁石の磁力により駆動子がシーソー動作し、駆動子と一体化されてほぼ同一面上に配置され、駆動子の支点付近からシーソーの腕方向に伸長された板ばねの先端に可動接点が取り付けられ、シーソー型駆動子を支持する台座面に固定された固定接点と可動接点を開閉するリレーが開示されている。
Further, unlike the above-mentioned type,
また、電気機器のコンパクト化の要望に伴い、機器に内蔵され、その開閉を司るリレーにも小型化が要求される。一般的にリレーの駆動には電磁石が用いられるが、リレーの小型化には、全体に対する占有体積の大きい電磁石の小型化が必要となるため、小さな力で所定距離だけ開閉動作させることが必要でなる。開閉動作には溶着発生時に大きな駆動力が必要となる。 In addition, with the demand for downsizing of electrical equipment, downsizing is also required for the relay built in the equipment and controlling the opening and closing thereof. In general, an electromagnet is used to drive a relay. However, in order to reduce the size of a relay, it is necessary to reduce the size of an electromagnet that occupies a large volume, and it is necessary to open and close it for a predetermined distance with a small force. Become. The opening / closing operation requires a large driving force when welding occurs.
しかしながら、特許文献1のリレーのように、可動接点と端子との間の板ばねを駆動子が係合して開閉動作を行う場合、係合位置を接点側に近づけるほど溶着部を引き外す力は強くなる。しかし、閉極時に接触抵抗を所定値以下とするために必要な接触圧力を与えるための板ばねのたわみ量は小さくなり、調整が難しくなる。ラッチングリレーの接触圧力は、小さすぎると接触抵抗を招き、反対に大きすぎると開閉状態の保持力が低下してしまう。このため、接触圧力が適当な値に調整できないと、接触抵抗特性や保持力にばらつきが生じ、安定性を損なう。 However, as in the relay of Patent Document 1, when the opening and closing operation is performed by the driver engaging the leaf spring between the movable contact and the terminal, the force that pulls the welded portion closer to the contact side. Become stronger. However, the amount of deflection of the leaf spring for applying the contact pressure necessary to make the contact resistance not more than a predetermined value at the time of closing becomes small and adjustment becomes difficult. If the contact pressure of the latching relay is too small, contact resistance is caused. On the other hand, if the contact pressure is too large, the holding force in the open / close state is reduced. For this reason, if the contact pressure cannot be adjusted to an appropriate value, the contact resistance characteristics and the holding force vary and the stability is impaired.
特許文献2では、溶着発生の原因となるバウンスを抑制するために、板ばねの可動接点が取り付けられた位置より先端側で板ばねを引っ掛ける第2の係合部材を有している。しかし、開閉回数の少ない状態においてバウンスが抑制できたとしても、開閉に伴い接点の形状は変形していくため、バウンス発生頻度は開閉回数の増大とともに大きくなる。従って、溶着した部分を開離する方策が必要である。
In
特許文献3のリレーは、板ばねの可動接点側に板ばねと平行方向に駆動体と一体となった部材が伸長された構成であり、溶着が発生した場合に伸長部が板ばねと当接し、板ばねの実効ばね長を短くすることで溶着引き外し力を高めている。
The relay of
しかしながら、このような構成では板ばねの固定部と伸長部先端の板ばね当接部分との距離が離れており、伸長部自体も撓むため、溶着引き外しが完了する駆動子の変位量が大きくなってしまい、駆動距離の小さいリレーでは採用できない。 However, in such a configuration, the distance between the fixed portion of the leaf spring and the leaf spring contact portion at the distal end of the extension portion is large, and the extension portion itself bends, so that the displacement of the driver that completes the welding removal is small. It becomes large and cannot be used for relays with a short driving distance.
さらに、特許文献3以外にも、特開平6−111702および特開平10−261356にも同様なリレーが記載されているが、これらのシーソータイプのリレーは、駆動子の接極子と板ばねの間隔が狭く、顕著なアーク放電が発生する10A以上のリレーには適さない。
In addition to
本発明の課題は、接触抵抗特性や開閉保持力を損なうことなく溶着引き外し力を向上させ、小さな駆動力で10A以上の電流領域まで適用可能なラッチングリレーを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a latching relay that can improve the welding / detaching force without impairing the contact resistance characteristic and the opening / closing holding force, and can be applied to a current region of 10 A or more with a small driving force.
上記課題を解決するために、本発明に係るラッチングリレーは、コイルとヨークとを有する電磁石と、板ばねと、前記板ばねの先端付近に取り付けられた可動接点と、前記可動接点と接離する固定接点と、前記板ばねに接続された可動側端子と、前記固定接点に接続された固定側端子と、前記可動側端子と前記可動接点との間に配置され、前記板ばねを挟んで係合する係合部材と、前記電磁石の前記ヨークと接離する接極子と、前記接極子間に配置された永久磁石と、前記係合部材、前記接極子、前記永久磁石を一体化して回動軸を中心に前記電磁石の作用により回動させ、前記永久磁石の磁力により前記接極子を開状態位置および閉状態位置に保持する駆動子と、前記係合部材と一体に形成され、前記係合部材とで前記板ばねを挟むように配置され、前記係合部材より前記可動接点側に配置され、開極時に前記板ばねを開極方向に押す開極補助部材とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a latching relay according to the present invention includes an electromagnet having a coil and a yoke, a leaf spring, a movable contact attached near the tip of the leaf spring, and the movable contact. A fixed contact, a movable terminal connected to the leaf spring, a fixed terminal connected to the fixed contact, and the movable terminal and the movable contact are disposed between and sandwiched by the leaf spring. A mating engagement member, an armature that contacts and separates the yoke of the electromagnet, a permanent magnet disposed between the armatures, and the engagement member, the armature, and the permanent magnet are integrally rotated. axis is rotated by the action of the electromagnet in the center and a driving element for holding the armature by the magnetic force of the permanent magnet to the open state position and closed position, is formed integrally with the engaging member, said engaging To sandwich the leaf spring with the member Is location, the engagement member is more disposed to said movable contact side, and having an opening assisting member pushes the plate spring when opening the opening direction.
本発明では、係合部材とは別に開極補助部材を可動接点寄りの位置に設けているので、接触圧力の調整が容易になり、溶着引き外し力を向上させることができ、開閉状態の保持力および接触抵抗値の安定性に優れ、かつ、開閉寿命特性に優れたラッチングリレーを提供できる。 In the present invention, since the opening assisting member is provided at a position near the movable contact in addition to the engaging member, the contact pressure can be easily adjusted, the welding pull-out force can be improved, and the open / closed state can be maintained. It is possible to provide a latching relay that is excellent in stability of force and contact resistance value and excellent in open / close life characteristics.
また、開極補助部材と係合部材を一体で形成し、開極補助部材が係合部材とで板ばねを挟むように配置されているので、相互の位置関係を正確に決めることができ、接点が軽微な溶着により瞬時に開極できない場合、可動接点ばねが開極補助部材に向かって撓んで両者が当接するため、開極補助部材が可動接点ばねを押し出し、溶着引き外し力を増大させることができる。 In addition, since the opening assisting member and the engaging member are integrally formed and the opening assisting member is arranged so as to sandwich the leaf spring with the engaging member , the mutual positional relationship can be accurately determined, If the contact cannot be instantaneously opened due to slight welding, the movable contact spring bends toward the opening assisting member and the two contact each other. be able to.
以下、本発明の実施の形態に係るラッチングリレーについて、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a latching relay according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1のラッチングリレーの主回路部およびこれに係合する駆動部の正面図(図1(a))と側面図(図1(b))である。 1 is a front view (FIG. 1 (a)) and a side view (FIG. 1 (b)) of a main circuit portion of a latching relay according to a first embodiment of the present invention and a drive portion engaged therewith.
図1に示すラッチングリレーは、コイル1aと磁性体からなるヨーク1bとを有する電磁石1と、板ばね2と、板ばね2の先端付近に取り付けられた可動接点3と、可動接点3と接離する固定接点4と、可動接点3と板ばね2とに接続された可動側端子5と、固定接点4に接続された固定側端子6と、可動側端子5と可動接点3との間の位置で板ばね2を引っ掛けてまたは挟んで係合する係合部材7a,7bと、電磁石1のヨーク1bと接離する接極子8と、接極子8間に配置された永久磁石9と、係合部材7a,7b、接極子8、永久磁石9を一体化して回動軸10aを中心に電磁石1の作用により回動させ、永久磁石9の磁力により接極子8を開状態位置および閉状態位置に保持する駆動子10と、係合部材7a,7bと一体に形成され、係合部材7a,7bより可動接点3側の可動接点3と固定接点4間に配置され、開極時に板ばね2を開極方向に押す開極補助部材11とを有している。
The latching relay shown in FIG. 1 includes an electromagnet 1 having a
板ばね2は、板ばね固定端2aから板ばね先端までが例えば25mmであり、板ばね2には板ばね固定端2aから21mmの位置に可動接点3が取り付けられている。板ばね2は、板ばね固定端2aから16mmの位置において係合部材7aと係合部材7b間のスリットに差し込まれている。
The
さらに、係合部材7a,7bより2mm可動接点3寄りの位置には、開極補助部材11が配置されている。開極時の接点間距離は1mmである。図2(a)に示すように、閉極状態においては、係合部材7aが板ばね2を閉極方向に撓ませることによって、可動接点3に接触圧力を与える。
Further, the opening assisting
製作した同形の10個のラッチングリレーの初期状態における接触抵抗を測定した結果、接触抵抗は、全数最大許容値以下となることを確認できた。また、開閉状態の保持力については、スプリングインパクトハンマーによって調べた結果、全数が所定のインパクトを与えても開閉状態を保持できることが確認できた。 As a result of measuring the contact resistance in the initial state of 10 latching relays of the same shape, it was confirmed that the contact resistance was less than the maximum permissible value. As for the holding force in the open / closed state, as a result of investigating with a spring impact hammer, it was confirmed that the open / closed state could be held even when all the members gave a predetermined impact.
一方、図2(b)に示すように、開極状態においては、係合部7bが板ばね2を開極方向に押し出すことによって、可動接点3が固定接点4から瞬時に開極される。
On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), in the open state, the engaging
しかし、可動接点3と固定接点2とが軽微な溶着により瞬時に開極できない場合でも、図2(c)のように、板ばね2が撓むことによって板ばね2が開極補助部材11に当接するため、開極補助部材11が板ばね2を押し出し溶着部を引き外して開極する。このラッチングリレーを200V−60Aの条件で10000回開閉したが、溶着による開閉不具合の発生は1度も起こっていない。
However, even when the
また、開極補助部材11に上記機能を持たせるために、係合部7bと開極補助部材11とは板ばね側の面の位置がほぼ同一面となるように配置されているが、上記機能を実現するための開極補助部材11と係合部材7bの板ばね面に垂直な方向における位置関係は、可動接点3の固定位置、接点位置、および駆動子10との係合部材7a,7bの位置の相互の関係により決定される。
Further, in order to give the
また、係合部材7a,7bおよび開極補助部材11とは、一体に形成されるので、相互の位置関係を正確に決めることができる。
Further, since the engaging
(比較例1)
図3は、比較例1の従来のラッチングリレーの正面および側面図である。比較例1では、実施例1に示すような開極補助部材11がなく、その他の構成は実施例1の構成と同一である。
(Comparative Example 1)
3 is a front view and a side view of a conventional latching relay of Comparative Example 1. FIG. In Comparative Example 1, there is no
製作した同形の10個のラッチングリレーの初期状態における接触抵抗を測定した結果、全数最大許容値以下となることを確認できた。また、開閉保持力についても実施例1と同様に、全数が所定のインパクトを与えても開閉状態を保持できた。 As a result of measuring the contact resistance in the initial state of 10 latching relays of the same shape, it was confirmed that the total number was less than the maximum allowable value. In addition, as with the first embodiment, the open / close holding force was able to hold the open / closed state even when all of them gave a predetermined impact.
しかし、このラッチングリレーを同様に200V−60Aの条件で10000回、開閉動作させたが、接点に軽微な溶着が発生した際に、駆動子10が開極位置まで移動しても、図4に示すように、可動接点3と固定接点2とは溶着状態である。即ち、溶着部位を引き外すことができず、7457回目に最初の開閉不具合が発生し、その後、10000回までに14回の不具合が発生している。
However, this latching relay was similarly opened and closed 10,000 times under the condition of 200V-60A. However, even if the
(比較例2)
図5は比較例2のラッチングリレーの正面および側面図である。即ち、図5に示す比較例2では、比較例1の従来のラッチングリレーの係合部材7a,7bを可動接点3側に寄せ、係合部材7bを実施例1の開極補助部材11の位置と一致するように移動させたものである。
(Comparative Example 2)
5 is a front and side view of the latching relay of Comparative Example 2. FIG. That is, in Comparative Example 2 shown in FIG. 5, the engaging
実施例1と同様に、10000回の開閉で溶着による不具合の発生は起こっていないが、製作した同形の10個のラッチングリレーの初期状態における接触抵抗を測定した結果、2個が最大許容値以上の接触抵抗以上であった。また、これとは別の1個がスプリングインパクトハンマーの所定のインパクトによって開閉状態が反転した。 As in Example 1, there was no failure due to welding after opening and closing 10,000 times, but as a result of measuring the contact resistance in the initial state of 10 latching relays of the same shape, 2 were more than the maximum allowable value. More than the contact resistance. In addition, another one of them was reversed in the open / closed state by a predetermined impact of the spring impact hammer.
次にこのように構成された実施例1に係るラッチングリレーの作用を説明する。実施例1および比較例1,2のタイプのリレーでは、可動接点3が溶着した場合、溶着部位に図6に示すように、駆動子10の駆動量(駆動子回転角)に応じたばね力(溶着引き外し力)で可動接点3を引き外すことができる。
Next, the operation of the latching relay according to the first embodiment configured as described above will be described. In the relays of the type of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, when the
しかし、駆動子10の駆動量は、接点間距離から決まるため、祐着引き外しのためのばね力は、この接点間距離によって決まる駆動量に対応した値となる。このため、一定の確率で発生する比較的大きな規模の溶着の引き外しに必要な力がこの最大の溶着引き外し力を超えて開閉不具合を発生するリスクがある。
However, since the driving amount of the
図6に示す点線は、開極補助部材11を用いない比較例1の溶着引き外し力を示している。実施例1のラッチングリレーでは、開極補助部材11を可動接点寄りの位置に設け、図6の実線に示すように、比較例1の1.5倍まで溶着引き外し力を増大することできるので、溶着不具合のリスクを低減することができる。
The dotted line shown in FIG. 6 indicates the welding tear-off force of Comparative Example 1 that does not use the
また、比較例2では、単に係合部材7a,7bを可動接点側に近づけた場合、閉極時の板ばね2のたわみ量の変化に対する接触圧力の変化は、図7に示すように、実施例1に比べて大きくなる。
Further, in Comparative Example 2, when the engaging
接触圧力は、開閉時の保持力の確保の観点から永久磁石9の磁力に対して一定の割合以下とする必要があるため、たわみ量の最大許容値は比較例2の方が小さい値となる。一方、接触抵抗は所定値以下とする必要があるため、図8に示すように、たわみ量の最小許容値も決まるが、図8に示すように、たわみ量の許容範囲は、比較例2では実施例1より狭くなってしまう。
Since the contact pressure needs to be a certain ratio or less with respect to the magnetic force of the
従って、実施例1のように、閉極時に板ばね3にたわみを与える係合部材7a,7bは可動接点3から離れた位置とし、これとは別に、可動接点3から至近の位置に開極補助部材11を設けることによって、たわみ量の許容範囲を広くとることができる。
Therefore, as in the first embodiment, the engaging
このように、実施例1のラッチングリレーによれば、係合部材7a,7bとは別に開極補助部材11を可動接点3寄りの位置に設けているので、接触圧力の調整が容易になり、溶着引き外し力を向上させることができ、開閉状態の保持力および接触抵抗値の安定性に優れ、かつ、開閉寿命特性に優れたラッチングリレーを提供できる。
Thus, according to the latching relay of Example 1, since the
また、開極補助部材11と係合部材7a,7bを一体で形成しているので、相互の位置関係を正確に決めることができ、接点が軽微な溶着により瞬時に開極できない場合、可動接点3が開極補助部材11に向かって撓んで両者が当接するため、開極補助部材11が可動接点3を押し出し、溶着引き外し力を増大させることができる。
Further, since the
図9は、実施例2のラッチングリレーの正面図および側面図である。実施例1では板ばね2を係合部材7aと係合部材7bとの間に挟んで駆動子10と係合しているが、図9に示す実施例2では、係合部材7aと開極補助部材11で板ばね2を引っ掛けて駆動子10と係合させることを特徴とする。
FIG. 9 is a front view and a side view of the latching relay of the second embodiment. In the first embodiment, the
実施例2のラッチングリレーでは、開極補助部材11を係合部材7aよりも2mm可動接点3寄りの位置に設けているが、この距離を大きくするほど、溶着引き外し力を大きくすることができる。
In the latching relay of the second embodiment, the
図10は、実施例3のラッチングリレーの正面図および側面図である。図10に示すように、実施例1のラッチングリレーの構成に、さらに板ばね2と並行に編込み導体12を併設したことを特徴とする。編込み導体12の両端部は、板ばね2の両端部に取り付けられている。
FIG. 10 is a front view and a side view of the latching relay of the third embodiment. As shown in FIG. 10, the configuration of the latching relay of the first embodiment is characterized in that a
編込み導体12を併設することで、板ばね2以外の通電経路を確保すれば、板ばね2をより薄くすることができ、さらに接触圧力を容易に調整することができる。
By providing the
なお、本発明は、実施例1乃至3のラッチングリレーに限定されるものではない。実施例1乃至3のラッチングリレーでは、駆動子10が三角形状であったが、例えば、駆動子10は、略L字形状に形成しても良い。
In addition, this invention is not limited to the latching relay of Example 1-3. In the latching relays of the first to third embodiments, the
1 電磁石
1a コイル
1b ヨーク
2 板ばね
2a 板ばね固定端
3 可動接点
4 固定接点
5 可動側端子
6 固定側端子
7 係合部材
7a 上部係合部材
7b 下部係合部材
8 接極子
9 永久磁石
10 駆動子
10a 駆動子回動軸
11 開極補助部材
12 編込み導体
1
Claims (2)
板ばねと、
前記板ばねの先端付近に取り付けられた可動接点と、
前記可動接点と接離する固定接点と、
前記板ばねに接続された可動側端子と、
前記固定接点に接続された固定側端子と、
前記可動側端子と前記可動接点との間に配置され、前記板ばねを挟んで係合する係合部材と、
前記電磁石の前記ヨークと接離する接極子と、
前記接極子間に配置された永久磁石と、
前記係合部材、前記接極子、前記永久磁石を一体化して回動軸を中心に前記電磁石の作用により回動させ、前記永久磁石の磁力により前記接極子を開状態位置および閉状態位置に保持する駆動子と、
前記係合部材と一体に形成され、前記係合部材とで前記板ばねを挟むように配置され、前記係合部材より前記可動接点側に配置され、開極時に前記板ばねを開極方向に押す開極補助部材と、
を有することを特徴とするラッチングリレー。 An electromagnet having a coil and a yoke;
Leaf springs,
A movable contact attached near the tip of the leaf spring;
A fixed contact contacting and moving away from the movable contact;
A movable terminal connected to the leaf spring;
A fixed terminal connected to the fixed contact;
An engaging member that is disposed between the movable terminal and the movable contact and engages with the leaf spring interposed therebetween;
An armature that contacts and separates the yoke of the electromagnet;
A permanent magnet disposed between the armatures;
The engaging member, the armature, and the permanent magnet are integrated and rotated about the rotation axis by the action of the electromagnet, and the armature is held in the open position and the closed position by the magnetic force of the permanent magnet. A driving element to
It is formed integrally with the engaging member, and is disposed so as to sandwich the leaf spring with the engaging member, and is disposed on the movable contact side with respect to the engaging member. An opening assisting member to be pressed;
A latching relay comprising:
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