JP6843198B2 - 電磁リレー - Google Patents

Description

本願は、電磁リレーに関するものである。

電磁力により可動鉄心を吸引して接点を閉じ又は開くようにした、いわゆるソレノイド式の電磁リレーは、従来から各種開発され広く用いられている。例えば、バス、トラック等の大排気量のエンジンを始動させるスタータ用電磁スイッチ装置においては、スタータ用電磁スイッチ装置を作動させるために大電流を供給する必要があり、その電流供給手段として電磁リレーが使用されている。

電磁リレーは、スタータ用電磁スイッチ装置の近傍に設置され、配線により電気回路に接続されるが、エンジン室内で電磁リレーの設置空間を確保することが困難である場合があり、あるいは電磁リレーに接続される配線の配策が困難である場合がある。そのため、従来、設置空間および配線を不要とした電磁リレーを内蔵した、スタータ用電磁スイッチ装置が提案されている。

例えば、特許文献１に開示された従来のスタータ用電磁スイッチ装置は、吸引コイルの軸方向側に開口する一対の主固定接点と主可動接点が配置される主接点室と、吸引コイルの軸方向の反対側に開口する補助リレーが配置される端子台と、端子台の補助リレーが配置される開口部側に補助リレーを密閉した状態で、副固定接点が貫通する貫通穴を有するカバーと、補助リレーとカバーの間に配置され、端子台とカバーとともに補助リレーを軸方向に固定する弾性部材を備えている。

特許文献１に開示された従来のスタータ用電磁スイッチ装置における補助リレーは、電磁リレーであって、スタータ用電磁スイッチ装置の吸引コイルと保持コイルに電力を供給する電気回路を開閉する電磁リレーを構成しており、一対の固定接点と、一対の固定接点間を電気的に接続することで、スタータ用電磁スイッチ装置の吸引コイルと保持コイルに電力を供給する電気回路を形成する可動接点と、可動接点を一対の固定接点の方向に移動させる推進力を発生する磁性体からなる可動鉄心と、可動鉄心に推力を発生させる磁界を発生するコイルと、コイルの磁界の磁気回路の一部となる継鉄と、継鉄の両端に配置されコイルの磁界の磁気回路の一部となる固定鉄心とを備えている。前述の一対の固定接点と、可動接点と、が存在する接点室は、カバーにより覆われている。

特許第６４１６４３９号公報

特許文献１に開示された電磁リレーは、接点室を覆うカバーを端子台に組み付ける際に、ロッドに保持されている可動接点がロッドを中心として回転して本来あるべき位置から外れた位置にある場合があり、可動接点がカバーと干渉してカバーを端子台に組み付けられないことがある。そのため、カバーを端子台に組み付ける際に、ロッドに保持されている可動接点を予め位置合わせしておく必要があり、電磁リレーの製造工程が多くなるという課題があった。

本願は、前述の課題を解決するための技術を開示するものであり、組み立てが容易な電磁リレーを提供することを目的とする。

本願に開示される電磁リレーは、
コイルと、
前記コイルへの通電により励磁され吸引力を発生させる固定鉄心と、
前記コイルが励磁されたとき前記固定鉄心に吸引され、前記コイルが消勢されたとき前記固定鉄心から離反する可動鉄心と、
前記固定鉄心と前記可動鉄心とともに磁気回路を構成する継鉄と、
前記可動鉄心に固定されたロッドと、
前記ロッドに保持された可動接点と、
前記可動接点に対向する固定接点を保持する接点保持部を有するホルダと、
前記ホルダに装着され、前記可動接点と前記固定接点を収容する接点室を構成するカバーと、
を備えた電磁リレーであって、
前記接点保持部は、内周面に形成された平面部を有する貫通穴を備え、
前記ロッドは、前記貫通穴に挿入されたとき前記平面部に前記ロッドの軸方向に摺動自在に当接する平面部と、第１の係合部と、を備え、
前記可動接点は、前記第１の係合部に係合し得る第２の係合部を備え、
前記可動接点が前記ロッドに保持されたとき、前記第２の係合部が前記第１の係合部に係合することにより、前記貫通穴に挿入された前記ロッドを中心とした前記可動接点の回転が阻止されるように構成されている、
ことを特徴とする。

本願に開示される電磁リレーによれば、可動接点がロッドに保持されたとき、第２の係合部が第１の係合部に係合することにより、ロッドを中心とした可動接点の回転が阻止されるように構成されているので、電磁リレーの組み立て時に可動接点がロッドを中心として回動することがなく、組み立てが容易な電磁リレーを得ることができる。

実施の形態１による電磁リレーの断面図である。 実施の形態１による電磁リレーの一部分の分解斜視図である。 実施の形態１による電磁リレーのロッドと可動接点を示す平面図である。 実施の形態２による電磁リレーのロッドと可動接点を示す平面図である。 実施の形態１および実施の形態２による電磁リレーの継鉄を示す斜視図である。 実施の形態１および実施の形態２による電磁リレーの継鉄とホルダを示す斜視図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態1による電磁リレーについて、図に基づいて詳細に説明する。図１は、実施の形態１による電磁リレーの断面図、図２は、実施の形態１による電磁リレーの一部分の分解斜視図である。図１、図２において、コイル１１は、軸方向の両端部に鍔部を有する円筒形のボビン１０の外周部に巻回されている。コイル１１の第１の端子は、ボビン１０に固定された第１のターミナル９ａに電気的に接続され、コイル１１の第２の端子は、ボビン１０に固定された第２のターミナル９ｂに電気的に接続されている。

固定鉄心１３は、円柱状の固定鉄心本体部１３ａと、固定鉄心本体部１３ａの軸方向の一端部に一体に形成された円形プレート状の固定鉄心基部１３ｃと、を備えている。固定鉄心１３の固定鉄心本体部１３ａには、その径方向の中央部に、固定鉄心基部１３ｃに達する有底の凹部１３ｂが形成されている。固定鉄心本体部１３ａは、ボビン１０の軸方向の一端部から中空部１０aの軸方向中間部もしくはその近傍まで挿入されている。固定鉄心基部１３ｃは、ボビン１０の一方の鍔部に当接してボビン１０の中空部の軸方向の一端部を閉塞している。

円柱状に形成された可動鉄心７は、ボビン１０の軸方向の他端部から中空部１０ａに軸方向に移動可能に挿入され、その軸方向の一端部は、固定鉄心１３の固定鉄心本体部１３ａの軸方向の他端部に対向して配置されている。固定鉄心本体部１３ａの凹部１３ｂに挿入された圧縮バネで構成されたリターンバネ１２は、軸方向の一端部が凹部１３ｂの底部に当接して固定され、軸方向の他端部が可動鉄心７の軸方向の一端部に固定されており、固定鉄心１３と可動鉄心７を互いに引き離す方向にこれらを軸方向に付勢している。

次に、継鉄８とホルダ６について説明する。図５は、実施の形態１および後述の実施の形態２による電磁リレーの継鉄を示す斜視図、図６は、実施の形態１および後述の実施の形態２による電磁リレーの継鉄とホルダを示す斜視図である。図１、図２、図５、および図６において、鉄等の磁性体により構成された継鉄８は、第１の継鉄部８１と、第２の継鉄部８２と、第１の継鉄部８１と第２の継鉄部８２とに連結された第３の継鉄部８３とを備えている。第１の継鉄部８１と第３の継鉄部８３は、互いに９０度の角度を成して連結され、また第２の継鉄部８２と第３の継鉄部８３は、互いに９０度の角度を成して連結され、継鉄８は全体としてコ字状に形成されている。第１の継鉄部８１の端部には第１の爪部８１ｂが形成され、同様に、第２の継鉄部８２の端部には第２の爪部８２ｂが形成されている。第３の継鉄部８３は、中央部に継鉄貫通穴８４を備えている。

合成樹脂等の絶縁物により構成された絶縁物製のホルダ６は、筒状のホルダ基部６１と、ホルダ基部６１と一体に形成された接点保持部６２と、を備えている。第３の継鉄部８３は、ホルダ基部６１に埋設されており、これにより継鉄８とホルダ６は一体に固定されている。第３の継鉄部８３における継鉄貫通穴８４の内壁面は、ホルダ基部６１の内壁面と同一高さの面となるように揃えられ、且つホルダ基部６１の内壁面から露出している。第１の継鉄部８１と第２の継鉄部８２は、コイル１１の中心軸Ｘを通る仮想面に対して線対象に配置され、互いに間隔を介して対向している。

第１の継鉄部８１の第１の爪部８１ｂと、第２の継鉄部８２の第２の爪部８２ｂは、固定鉄心基部１３ｃにかしめられる。これにより、継鉄８とホルダ６は、固定鉄心１３に固定されている。継鉄８は、ボビン１０の外周に配置され、前述のかしめにより固定鉄心１３に固定されることで、電磁石１４が構成される。ホルダ６は、第１の継鉄部８１と第２の継鉄部８２が固定鉄心１３に固定されることで、電磁石１４に固定される。この状態で、ホルダ基部６１の先端部は、ボビン１０の一方の鍔部に当接している。

ホルダ６の接点保持部６２は、ホルダ基部６１の中空部６１ｃと、接点保持部６２に設けられた凹部６２ｃと、を貫通する貫通穴６ａを備えている。凹部６２ｃは、貫通穴６ａの径方向の周囲に形成されており、接点保持部６２の端面から予め定められた深さで陥没するように形成されている。また、接点保持部６２の端面には、接点保持部６２の端面に対して垂直に延びる第１のガイドピン６２ａと第２のガイドピン６２ｂとが設けられている。

第１の固定接点５ａは、その貫通穴が第１のガイドピン６２ａに貫通されて位置決めされ、ホルダ６の接点保持部６２の端面に固定されている。第２の固定接点５ｂはその貫通穴が第２のガイドピン６２ｂに貫通されて位置決めされ、ホルダ６の接点保持部６２の端面に固定されている。第１の固定接点５ａと第２の固定接点５ｂは、間隔を介して互いに対峙している。

柱状に形成されたロッド３は、ロッド３の長さ方向に延びる第１の平面部３ｄ１と第２の平面部３ｄ２を有する。第１の平面部３ｄ１と第２の平面部３ｄ２は、ロッド３の中心軸の周囲に互いに１８０度異なる位置に設けられており、第１の平面部３ｄ１の平面と第２の平面部３ｄ２の平面は平行に形成されている。また、ロッド３は、その軸方向の一端部の近傍に鍔部３ｃと、ロッド３からロッド３の径方向に垂直に突出する第１の突起部３ａ１と、ロッド３からロッド３の径方向に垂直に突出する第２の突起部３ａ２と、を有する。第１の突起部３ａ１と第２の突起部３ａ２は、第１の係合部を構成している。第１の突起部３ａ１と第２の突起部３ａ２は、鍔部３ｃと一体に形成されており、後述する図３に示すように、それぞれロッド３の径方向に長方形状を成して突出している。なお、第１の突起部３ａ１と第２の突起部３ａ２は、鍔部３ｃとは別体に形成されていてもよい。

ロッド３は、ホルダ６の接点保持部６２に形成された貫通穴６aを軸方向に摺動自在に貫通してホルダ６に支持されている。このとき、ロッド３の第１の平面部３ｄ１と第２の平面部３ｄ２は、接点保持部６２の貫通穴６ａの内周面に互いに対向して形成された一対の平面部６ｂ（図２には一方の平面部のみが表示されている）に、軸方向に摺動自在に当接している。その結果、ロッド３は、その軸方向への移動は可能であるが、中心軸Ｘの周りに回転することはできない構成となっている。ロッド３の軸方向の他端部は、可動鉄心７の径方向の中央部に形成された凹部７ａに嵌合されて可動鉄心７に固定されている。なお、ロッド３を樹脂により成形することにより、鍔部３ｃ、第１の突起部３ａ１，第２の突起部３ａ２等の複雑な形状も容易に構成することができる。

板状に形成された可動接点４は、長方形状の貫通穴４ａを備えている。この貫通穴４ａは、第２の係合部を構成している。貫通穴４ａは、その長辺部の中央部に円弧状の切り込み部を有する。可動接点４は、貫通穴４ａが前述の円弧状の切り込み部に対応する位置でロッド３の一端部により貫通されている。その状態で、可動接点4は、ロッド３の鍔部３ｃの表面に載置されている。

図３は、実施の形態１による電磁リレーのロッドと可動接点を示す平面図である。図３に良く示されているように、可動接点４がロッド３の鍔部３ｃの表面に載置された状態で、可動接点４の長方形に形成された貫通穴４ａが、ロッド３の第１の突起部３ａ１と第２の突起部３ａ２とに係合されている。つまり、ロッド３の第１の係合部が可動接点４の第２の係合部と係合している。これにより、ロッド３を中心とする可動接点４の回動が阻止される。図３における矢印は、可動接点４に流れる電流の方向を示している。可動接点４に設けられた長方形の貫通穴４ａの長辺方向が、可動接点４に流れる電流の方向と同一方向又はその電流の方向に近似する方向となるように形成されている。このように形成することで、電流密度を規定値以下とするために可動接点を大型化する必要がなくなる。

合成樹脂等により形成された絶縁物製のカバー１は、第１の貫通穴１ａと、第２の貫通穴１ｂと、内部に後述する接圧バネ２を収納するバネ収納部１ｃとを有する。接点保持部６２の第１のガイドピン６２ａがカバー１の第１の貫通穴１ａに挿入され、接点保持部６２の第２のガイドピン６２ｂがカバー１の第２の貫通穴１ｂに挿入されることで、接点保持部６２に対するカバー１の位置決めが行われ、カバー１は、第１の固定接点５ａと第２の固定接点５ｂを介して、ホルダ６の接点保持部６２に載置される。ホルダ６の接点保持部６２に載置されたカバー１は、第１のガイドピン６２ａに第１の固定部材６３ａが結合され、第２のガイドピンに第２の固定部材６３ｂが結合されることで、接点保持部６２に固定されている。

圧縮バネで構成された接圧バネ２は、カバー1のバネ収納部１ｃの内部に収納され、軸方向の一端部がバネ収納部１ｃの内壁に当接し、軸方向の他端部が可動接点４の表面に当接している。接圧バネ２は、可動接点４を第１の固定接点５ａと第２の固定接点５ｂの方向に付勢している。接圧バネ２の弾性力は、前述のリターンバネ１２の弾性力より小さく設定されている。

カバー１がホルダ６の接点保持部６２に固定されることで、接点室１ｄが形成される。接点室１ｄには、第１の固定接点５ａの接点部位と第２の固定接点５ｂの接点部位が露出し、さらに可動接点４が、第１の固定接点５ａの接点部位と、第２の固定接点５ｂの接点部位に対向して露出している。

次に、実施の形態１による電磁リレーの組み立て作業の一例について説明する。先ず、第１の工程として、ホルダ６の接点保持部６２に第１の固定接点５ａと第２の固定接点５ｂを前述のように装着するとともに、ロッド３を接点保持部６２の貫通穴６ａに挿入して、ホルダ６にロッド３を装着する。なお、第１の固定接点５ａと第２の固定接点５ｂを接点保持部６２に装着する作業は、後述の第３の工程の前に実施してもよい。

第２の工程として、ホルダ６と一体に構成された継鉄８の第１の継鉄部８１と第２の継鉄部８２を、ボビン１０に巻回されたコイル１１の外周に配置し、前述のかしめにより固定鉄心１３に固定して電磁石１４を組み立てる。この第２の工程により、電磁石１４にホルダ６が搭載されることになる。

第３の工程として、可動接点４をロッド３に装着する。このとき、可動接点４の長方形の貫通穴４ａは、ロッド３の第１の突起部３ａ１と第２の突起部３ａ２に嵌合されて係合されるとともに、可動接点４はロッド３の鍔部３ｃの表面に載置される。鍔部３ｃの表面は、可動接点４の受け面となる。

第４の工程として、接圧バネ２をロッド３の一端部に装着するとともに、接圧バネ２を可動接点４の表面に載置する。

第５の工程として、カバー１をホルダ６の接点保持部６２に装着して固定する。このとき、カバー１は、その第１の貫通穴１ａに第１のガイドピン６２ａが挿入され、第２の貫通穴１ｂに第２のガイドピン６２ｂが挿入されることで、接点保持部６２に対するカバー１の位置決めが行われるが、可動接点４はロッド３を中心として回動できないようにロッド３に装着されているので、従来の装置のように可動接点がロッド３を中心として回動して、可動接点４がカバー１の接点保持部６２への装着に干渉することはない。第５の工程が終了することで、可動接点４は接圧バネ２により第１の固定接点５ａと第２の固定接点５ｂの方向に付勢される。

なお、前述の組み立て作業の工程は一例であって、それぞれの工程の順序は前述に限られるものではなく、さらに、何れかの工程を組み合わせたり、別の工程が存在していてもよい。

次に、実施の形態１による電磁リレーの動作について説明する。図１は、コイル１１は付勢されておらず、可動鉄心７はリターンバネ１２により固定鉄心１３から離反した状態を示している。このとき、可動接点４は、ロッド３により反固定接点側に押圧され、カバー１の接点室１ｄの内壁に当接しており、第１の固定接点５ａと第２の固定接点５ｂは遮断された状態にあり、電磁リレーに接続された電気回路を開いている。

コイル１１が付勢されると、可動鉄心７はリターンバネ１２の弾性力に抗して固定鉄心１３に吸引され、ロッド３は、図１に示す状態から可動鉄心７とともに固定鉄心１３側に移動する。可動接点４は、ロッド３の移動とともに移動し、第１の固定接点５ａと第２の固定接点５ｂに接触してこれらを電気的に接続する。このとき、可動接点４は、接圧バネ２の弾性力に基づく接圧で第１の固定接点５ａと第２の固定接点５ｂに接触し、電磁リレーに接続された電気回路を閉じる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２による電磁リレーについて説明する。図４は、実施の形態２による電磁リレーのロッドと可動接点を示す平面図である。図４に良く示されているように、可動接点４がロッド３の鍔部３ｃの表面に載置された状態で、可動接点４の長円形に形成された貫通穴４ｂが、ロッド３の第１の突起部３ｂ１と第２の突起部３ｂ２とに嵌合されて係合されている。つまり、ロッド３の第１の係合部が可動接点４の第２の係合部と係合している。これにより、ロッド３を中心とする可動接点４の回動が阻止される。図４における矢印は、可動接点４に流れる電流の方向を示している。可動接点４に設けられた長円形の貫通穴４ａの長辺方向が、可動接点４に流れる電流の方向と同一方向又はその電流の方向に近似する方向となるように形成されている。このように形成することで、電流密度を規定値以下とするために可動接点を大型化する必要がなくなる。

実施の形態２による電磁リレーのその他の構成、および動作、組み立て作業の手順は、前述の実施の形態１による電磁リレーと同様である。

本願は、例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ カバー、２ 接圧バネ、３ ロッド、３ａ１、３ｂ１ 第１の突起部、
３ａ２、３ｂ２ 第２の突起部、３ｃ 鍔部、４ 可動接点、４ａ、４ｂ 貫通穴、
５ａ 第１の固定接点、５ｂ 第２の固定接点、６ ホルダ、６１ ホルダ基部、
６２ 接点保持部、７ 可動鉄心、８ 継鉄、８１ 第１の継鉄部、
８２ 第２の継鉄部、８３ 第３の継鉄部、８４ 継鉄貫通穴、８１ｂ 第１の爪部、
８２ｂ 第２の爪部、１０ ボビン、１１ コイル、１２ リターンバネ、
１３ 固定鉄心、１３ａ 固定鉄心本体部、１３ｃ 固定鉄心基部、１４ 電磁石

Claims (6)

1. コイルと、
   前記コイルへの通電により励磁され吸引力を発生させる固定鉄心と、
   前記コイルが励磁されたとき前記固定鉄心に吸引され、前記コイルが消勢されたとき前記固定鉄心から離反する可動鉄心と、
   前記固定鉄心と前記可動鉄心とともに磁気回路を構成する継鉄と、
   前記可動鉄心に固定されたロッドと、
   前記ロッドに保持された可動接点と、
   前記可動接点に対向する固定接点を保持する接点保持部を有するホルダと、
   前記ホルダに装着され、前記可動接点と前記固定接点を収容する接点室を構成するカバーと、
   を備えた電磁リレーであって、
   前記接点保持部は、内周面に形成された平面部を有する貫通穴を備え、
   前記ロッドは、前記貫通穴に挿入されたとき前記平面部に前記ロッドの軸方向に摺動自在に当接する平面部と、第１の係合部と、を備え、
   前記可動接点は、前記第１の係合部に係合し得る第２の係合部を備え、
   前記可動接点が前記ロッドに保持されたとき、前記第２の係合部が前記第１の係合部に係合することにより、前記貫通穴に挿入された前記ロッドを中心とした前記可動接点の回転が阻止されるように構成されている、
   ことを特徴とする電磁リレー。
2. 前記第１の係合部は、前記ロッドの径方向に突出する突起部により構成されており、
   前記第２の係合部は、前記可動接点に形成された貫通穴により構成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電磁リレー。
3. 前記突起部は、前記ロッドの径方向に延びる長方形状に形成され、
   前記可動接点に形成された前記貫通穴は、前記突起部に係合し得る長方形状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電磁リレー。
4. 前記可動接点に形成された前記長方形状の貫通穴は、その長さ方向が、前記可動接点に流れる電流の方向と同一方向又は前記電流の方向に近似する方向に形成されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電磁リレー。
5. 前記突起部は、前記ロッドの径方向に延びる長円形状に形成され、
   前記可動接点に形成された前記貫通穴は、前記突起部に係合し得る長円形状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電磁リレー。
6. 前記可動接点に形成された前記長円形状の貫通穴は、その長さ方向が、前記可動接点に流れる電流の方向と同一方向又は前記電流の方向に近似する方向に形成されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の電磁リレー。

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