JP6167372B2 - 接点装置及び該接点装置を用いた電磁リレー - Google Patents

Description

本発明は、接点装置及び該接点装置を用いた電磁リレーに関するものである。

従来から、接点装置として、図２に示すように、板ばねからなる接点保持ばね７１に可動接点５１を保持し、この接点保持ばね７１の弾性変形により、固定接点５２に対する可動接点５１の変位を可能としたものがある（例えば、特許文献１参照）。上記のような接点装置は、例えば、電磁石の磁力によって可動接点５１が駆動される電磁リレーに用いられる。

実開昭６３−３７０５２号公報

ここで、可動接点５１と固定接点５２との間に大電流が流れた場合、可動接点５１と固定接点５２との間に斥力が発生する。例えば、図２に矢印Ａ３で示す向きで（つまり固定接点５２から可動接点５１に）大電流が流れた場合、固定接点５２において矢印Ａ４で示すように接触範囲５０に流入する電流と、可動接点５１において矢印Ａ５で示すように接触範囲５０から流出する電流とによって発生する電磁力が、矢印Ａ６で示すように可動接点５１を固定接点５２から引き離すような斥力として作用する。そして、この斥力が接点保持ばね７１のばね力を上回ると、接点の開離（すなわち、固定接点５２からの可動接点５１の乖離）が発生する可能性がある。

さらに、上記のような接点の開離の際に、可動接点５１と固定接点５２との間にアーク放電が発生した場合、これに伴う高熱によって可動接点５１と固定接点５２との溶着が発生してしまう可能性がある。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、大電流による接点の開離が抑えられる接点装置及び該接点装置を用いた電磁リレーを提供することにある。

本発明の接点装置は、それぞれ板ばねからなる複数個の接点保持ばねが厚さ方向に重ねられてなり一端部に可動接点を保持した接点保持体と、前記接点保持体の他端部が固定されるとともに前記接点保持体の弾性変形によって前記可動接点が離接可能な位置に固定接点を保持したハウジングとを備え、前記複数個の接点保持ばねのそれぞれは、前記可動接点に対して前記固定接点が位置する方向に膨出し、前記一端部側の第１の平坦部と前記他端部側の第２の平坦部とに連結された台形状の膨出部を有し、前記膨出部は、前記第１の平坦部に連結された第３の平坦部と、前記第２の平坦部に連結された第４の平坦部と、前記第３の平坦部と前記第４の平坦部とに連結された第５の平坦部と、を有し、前記複数個の接点保持ばねのそれぞれが有する前記膨出部のうち、膨出量が最大である第１の膨出部と、前記第１の膨出部と隣り合う第２の膨出部とは、前記第１の平坦部と前記第３の平坦部とがなす第１の角と、前記第２の平坦部と前記第４の平坦部とがなす第２の角と、前記第３の平坦部と前記第５の平坦部とがなす第３の角と、前記第４の平坦部と前記第５の平坦部とがなす第４の角とのそれぞれが、鈍角であり、前記複数個の接点保持ばねのそれぞれが有する前記膨出部は、互いに隙間を空けて隣り合うことを特徴とする。

さらに、上記の接点装置において、前記固定接点に電気的に接続されて一部が前記ハウジング外に突出する形で前記ハウジングに保持された端子板を備え、前記膨出部は、前記端子板の近傍に位置していてもよい。

本発明の電磁リレーは、上記いずれかの接点装置と、前記ハウジングに収納及び保持された電磁石と、前記ハウジングに収納されて前記電磁石の磁力によって駆動されるアーマチュアとを備え、前記可動接点は、前記アーマチュアに連動して前記固定接点に対して離接することを特徴とする。

本発明によれば、大電流が流れたときには、膨出部の一端部と他端部との間に働く斥力が、可動接点を固定接点に押し付ける方向に接点保持ばねを変形させるように作用するから、接点の開離が抑えられる。

本発明の実施形態を示す、カバーを省略した正面図である。 本発明が解決すべき課題を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態は、図１に示すように、電磁石１と、電磁石１の磁力により回転駆動されるアーマチュア２と、電磁石１とアーマチュア２とをそれぞれ収納し電磁石１が固定されたハウジング３とを備える。すなわち、本実施形態は、アーマチュア２の回転に伴って可動接点５１が動作する電磁リレーである。以下、上下左右は図１を基準とし、図１の紙面手前側を前側と呼ぶ。但し、上記の方向はあくまで説明の便宜上定義するものであって、実際の使用状態での方向とは必ずしも一致しない。

ハウジング３は、前面に収納凹部３０が開口したボディ３１と、ボディ３１の前側に結合して収納凹部３０を閉塞するカバー（図示せず）とを有する。

また、本実施形態は、アーマチュア２をハウジング３に対して回転可能に支持する支持体４を備える。支持体４は、厚さ方向を前後方向に向けた扁平な形状であって左右両端部がそれぞれボディ３１に固定された固定部４１と、固定部４１の前面の中央部から前方へ突設され軸方向を前後方向に向けた円柱形状の軸部４２とを有する。固定部４１をボディ３１に固定する手段としては、例えば嵌合などの周知の手段を用いることができる。また、アーマチュア２には、断面円形状であって内径が軸部４２の外径よりも僅かに大きい軸受け穴２０が前後に貫設されており、軸受け穴２０に軸部４２が挿入されることで、アーマチュア２はハウジング３に対して軸部４２の中心軸周りに回転可能に支持される。

また、電磁石１は、軸方向を上下方向に向けて固定部４１の後側においてボディ３１に固定されたコイル（図示せず）と、磁性体からなりコイルによって磁化される磁極片１１とを有する。磁極片１１は、コイルを上下に貫通した本体部（図示せず）と、本体部の上下両端部からそれぞれ前方に突設された可変磁極部１１ａとを有し、全体としてＵ字形状となっている。すなわち、各可変磁極部１１ａはそれぞれコイルへの通電方向に応じた極性に励磁されるのであって、その極性は可変磁極部１１ａ間で互いに異なる。ハウジング３には、それぞれ一端が上記のコイルに電気的に接続されて他端がハウジング３の左方に突出した複数本（図では３本）コイル端子６０が保持されており、コイルへの通電はコイル端子６０を通じて行うことができる。具体的には、本実施形態の電磁リレーはいわゆる２巻線ラッチング型であって、上記のコイルはタップを有しており、コイル端子６０はコイルの両端とタップとに１個ずつが電気的に接続されている。

また、アーマチュア２は、それぞれ１個ずつの可変磁極部１１ａを左右から挟む固定磁極部２１ａを、上下両端部に１組ずつ有する。固定磁極部２１ａの各組において、可変磁極部１１ａの左側の固定磁極部２１ａと可変磁極部１１ａの右側の固定磁極部２１ａとは互いに異なる極性に磁化されている。具体的には、アーマチュア２は、Ｎ極を左右方向のうち互いに共通の方向に向けた２個の永久磁石２２と、それぞれ磁性体からなり各永久磁石２２の一方ずつの極に磁着された２個の接極子２１とが、合成樹脂成型体２３にインサート成型されたものである。すなわち、各接極子２１のうち、それぞれ永久磁石２２よりも上下に突出した上下両端部が、それぞれ固定磁極部２１ａとなっている。そして、電磁石１のコイルに通電されると、可変磁極部１１ａの左右の固定磁極部２１ａのうち通電方向に応じた側の一方の固定磁極部２１ａが可変磁極部１１ａに吸引されることで、アーマチュア２はハウジング３に対しコイルへの通電方向に応じた方向に回転する。また、コイルにいったん通電されると、コイルに逆方向の電流が流されるまでは、アーマチュア２の位置（及び、これに連動する可動接点５１等の位置）は上記の永久磁石２２の磁力によって維持（ラッチング）される。

さらに、ハウジング３には、上記のようなアーマチュア２の回転に連動する可動接点５１と、この可動接点５１に離接する固定接点５２とが収納されている。さらに、可動接点５１と固定接点５２とはそれぞれ１個ずつの端子板６１，６２に電気的に接続されている。すなわち、可動接点５１と固定接点５２との離接に伴って端子板６１，６２間の電気的な接続がオンオフされる。各端子板６１，６２は、それぞれ、厚さ方向を左右方向に向けた金属板からなり、上端部がハウジング３外に突出する形でハウジング３に固定されている。また、本実施形態は、下端部を端子板６１の右面に固定され上端部を下端部に対して左右に変位させるように弾性変形可能な接点保持体７を有する。すなわち、可動接点５１と固定接点５２と接点保持体７とハウジング３とで接点装置が構成されている。可動接点５１は、接点保持体７の上端部に固定されることで、固定接点５２の左側においてハウジング３に対して左右に弾性的に変位可能となっている。

また、本実施形態は、接点保持体７とアーマチュア２とに連結されることにより可動接点５１をアーマチュア２に連動させるカード８を備える。可動接点５１に接続された端子板６１は、カード８の変位を阻害しないように、カード８の進路を避けた形状とされている。アーマチュア２とカード８との連結は、アーマチュア２において右側の接極子２１の上端部に連結された連結片２４が、カード８において上下方向と前方とに開口したアーマチュア用凹部８１に挿入されることで達成されている。また、接点保持体７とカード８との連結は、接点保持体７の上端部が、カード８において上下方向と後方とに開口した接点保持体用凹部（図示せず）に挿入されることで達成されている。

ここで、接点保持体７は、それぞれ全体として上下に長い板ばねからなる複数枚の接点保持ばね７１が、厚さ方向に重ねられるとともに上端部と下端部とにおいて互いに接合されたものである。各接点保持ばね７１は、それぞれ、右方向（すなわち可動接点５１に対して固定接点５２が位置する方向）に膨出する膨出部７１ａを、上下方向の中央部に有し、膨出部７１ａの上下両側の部位はそれぞれ平坦であって厚さ方向を左右方向に向けている。各膨出部７１ａはそれぞれ曲げ加工により形成されている。また、各膨出部７１ａはそれぞれ鈍角に曲げられた部位を介して３個の平坦な部位が互いに連結された台形状である。各膨出部７１ａはそれぞれ角状に曲げられた部位を介して互いに連結された複数個の平坦な部位からなることが望ましい。さらに、右側の接点保持ばね７１の膨出部７１ａの左側に形成される凹部に左側の接点保持ばね７１の膨出部７１ａが収納されるといったように、膨出部７１ａ同士は入れ子状となっている。また、互いに隣接する接点保持ばね７１の膨出部７１ａ同士の間にはそれぞれ隙間が設けられており、特に、左端の接点保持ばね７１の膨出部７１ａとその右側の接点保持ばね７１の膨出部７１ａとの間の隙間は比較的に大きくされている。

上記構成によれば、大電流が流れたときには、膨出部７１ａの上端部と下端部とに互いに略逆向きの電流が流れることにより、膨出部７１ａの上端部と下端部との間に矢印Ａ１で示すような斥力が発生する。この斥力は、接点保持体７の上端部を矢印Ａ２で示すように下端部に対して右方に変位させる方向、すなわち、可動接点５１を固定接点５２に押し付ける方向に接点保持体７を変形させるように作用する。これにより、接点の開離が抑えられる。

また、接点保持ばね７１間（膨出部７１ａ間）に隙間が設けられているので、各接点保持ばね７１（例えば、左端の接点保持ばね７１）を適宜塑性変形させることで動作特性を調整することができる。

なお、膨出部７１ａは、上記のように台形状とするよりも、上下両端部が互いに平行となる形状（例えば矩形状）としたほうが、上下両端部で流れる電流が完全に逆向きとなることで、上記の斥力がより強くなるから望ましい。

また、固定接点５２側の端子板６２と、膨出部７１ａとの距離は、絶縁が確保される範囲内で可能な限り小さくすることが望ましい。例えば、膨出部７１ａの寸法をより大きくすれば接点保持ばね７１を長くすることができ、上記の端子板６２の位置をより接点保持体７に近くすれば全体としての小型化が可能となる。

３ ハウジング
７ 接点保持体
５１ 可動接点
５２ 固定接点
６２ 端子板
７１ 接点保持ばね
７１ａ 膨出部

Claims (3)

1. それぞれ板ばねからなる複数個の接点保持ばねが厚さ方向に重ねられてなり一端部に可動接点を保持した接点保持体と、
   前記接点保持体の他端部が固定されるとともに前記接点保持体の弾性変形によって前記可動接点が離接可能な位置に固定接点を保持したハウジングとを備え、
   前記複数個の接点保持ばねのそれぞれは、前記可動接点に対して前記固定接点が位置する方向に膨出し、前記一端部側の第１の平坦部と前記他端部側の第２の平坦部とに連結された台形状の膨出部を有し、
   前記膨出部は、前記第１の平坦部に連結された第３の平坦部と、前記第２の平坦部に連結された第４の平坦部と、前記第３の平坦部と前記第４の平坦部とに連結された第５の平坦部と、を有し、
   前記複数個の接点保持ばねのそれぞれが有する前記膨出部のうち、膨出量が最大である第１の膨出部と、前記第１の膨出部と隣り合う第２の膨出部とは、前記第１の平坦部と前記第３の平坦部とがなす第１の角と、前記第２の平坦部と前記第４の平坦部とがなす第２の角と、前記第３の平坦部と前記第５の平坦部とがなす第３の角と、前記第４の平坦部と前記第５の平坦部とがなす第４の角とのそれぞれが、鈍角であり、
   前記複数個の接点保持ばねのそれぞれが有する前記膨出部は、互いに隙間を空けて隣り合う
   ことを特徴とする接点装置。
2. 前記固定接点に電気的に接続されて一部が前記ハウジング外に突出する形で前記ハウジングに保持された端子板を備え、
   前記膨出部は、前記端子板の近傍に位置することを特徴とする請求項１に記載の接点装置。
3. 請求項１又は２に記載の接点装置と、
   前記ハウジングに収納及び保持された電磁石と、
   前記ハウジングに収納されて前記電磁石の磁力によって駆動されるアーマチュアとを備え、
   前記可動接点は、前記アーマチュアに連動して前記固定接点に対して離接することを特徴とする電磁リレー。

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