JP7024350B2 - 接点装置及びそれを備えた電磁接触器、並びに接点装置の製造方法 - Google Patents

接点装置及びそれを備えた電磁接触器、並びに接点装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、接点装置及びそれを備えた電磁接触器、並びに接点装置の製造方法に関するものである。
電流の開閉を行う接点装置として、補助接点機構の補助固定接触子に電気的に接続された外部端子リード(外部接続端子)を有する接点装置が例えば特許文献1に開示されている。この接点装置は、補助固定接触子と外部端子リードとの接続を補助固定接触子のばね力又は外部端子リードのばね力による圧接によって行っているため、接続信頼性の観点から改良の余地があった。
特開2017-134989号公報
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は補助固定接触子と外部端子リードとの接続信頼性向上を更に図ることが可能な技術を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る接点装置は、主可動接触子が一対の主固定接触子に対して接離可能に配置された主接点機構と、主可動接触子と連動する補助可動接触子が一対の補助固定接触子に対して接離可能に配置された補助接点機構と、一対の補助固定接触子と個々に接合された一対の外部端子リードと、主接点機構、前記補助接点機構及び前記一対の外部端子リードを収納する接点収納ケースと、を備えている。そして、接点収納ケースは、補助固定接触子と外部端子リードの接合部を外部に露出させる窓部を備えている。
また、本発明の一態様に係る電磁接触器は、上記構成を有する接点装置と、上記主接点機構及び補助接点機構を駆動する電磁石ユニットとを備えている。
また、本発明の一態様に係る接点装置の製造方法は、主接点機構、補助接点機構及び該補助接点機構と接続される外部端子リードを収納する接点収納ケースを形成するケース形成工程と、ケース形成工程の後、接点収納ケースに設けられた窓部を通して補助接点機構の補助固定接触子と外部端子リードとを個々に接合する接合工程と、を備える。
本発明によれば、補助固定接触子と外部端子リードとの接続信頼性向上を更に図ることが可能となる。
本発明の第1実施形態に係る接点装置を備えた電磁接触器の外観構成を示す斜視図である。 図1の外装ケースに収納された接点装置及び電磁石ユニットを示す斜視図である。 図2の接点装置の分解斜視図である。 図2のIV-IV平面で切断した断面構造を示す断面図である。 図2のV-V平面で切断した断面構造を示す断面図である。 図2のVI-VI平面で切断した断面構造を示す断面図である。 図2のVII-VII平面で切断した断面構造を示す断面図である。 図6の一部を抽出して拡大した要部断面図である。 図2の接点装置を抽出して下側から視た図である。 図3の第1有底筒体を抽出して下側から視た斜視図である。 図6の補助固定接触子及び外部端子リードを抽出して下側から視た斜視図である。 図11の助固定接触子を抽出した斜視図である。 図11の外部端子リードを抽出した要部斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る接点装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施形態に係る接点装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施形態に係る接点装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施形態に係る接点装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施形態に係る接点装置を備えた電磁接触器の概略構成を示す断面図である。 図18の一部を抽出して拡大した要部断面図である。 図18の接点装置を抽出して下側から視た図である。 図18の補助固定接触子及び外部端子リードを抽出して下側から視た斜視図である。 図21の助固定接触子を抽出した斜視図である。 図21の外部端子リードを抽出した要部斜視図である。
次に、図面を参照して、本発明に係る第1及び第2実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第1及び第2実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
なお、図1、図2及び図3の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」、前側を「前」、後ろ側を「後」として説明する。また、同一平面内において互いに直交する第1方向(左右方向)及び第2方向(前後方向)をX方向及びY方向として定義し、第1方向及び第2方向と直交する第3方向(上下方向)をZ方向として定義する。
(第1実施形態)
図1から図17を参照して、本発明の第1実施形態に係る接点装置2及びそれを備えた電磁接触器1、並びに接点装置2の製造方法について説明する。
<電磁接触器の構成>
図1及び図2に示すように、本発明の第1実施形態に係る電磁接触器1は、接点装置2と、この接点装置2を駆動する電磁石ユニット7と、これらの接点装置2及び電磁石ユニット7を収納する外装ケース9と、を備えている。
<外装ケースの構成>
図2に示すように、外装ケース9は、上下方向(Z方向)に2分割された上部フレーム91及び下部フレーム92を組み合わせることで形成されるキャビティの内部に接点装置2及び電磁石ユニット7を収納している。上部フレーム91及び下部フレーム92は、例えば絶縁性樹脂材で形成されている。
上部フレーム91の左側及び右側の側面には主接点外部端子部93a,93bが突出した状態で配置され、上部フレーム91の上側の上面と前側の側面とで形成された角部には補助接点外部端子部94が配置されている。そして、下部フレーム92の左側の側面には一対の電磁石ユニット外部端子部95A,95Bが配置されている。補助接点外部端子部94は、左右方向(X方向)に沿って配置された一対の第1補助接点外部端子部94A,94Bと、一対の第2補助接点外部端子部94C,94Dと、を備えている。
<電磁石ユニットの構成>
図2及び図4に示すように、電磁石ユニット7は、側面側から観てU字形状の下部磁気ヨーク71と、下部磁気ヨーク71の開放端となる上端に固定され、かつ中央部に貫通孔72aが設けられた平板状の上部磁気ヨーク72と、を備えている。
また、電磁石ユニット7は、上部磁気ヨーク72の互いに反対側に位置する主面及び裏面(外側面及び内側面)のうちの裏面に貫通孔72aを囲むようにしてシール接合で固定された有底円筒状のキャップ73と、このキャップ73の内部に配置され、かつ貫通孔72aに差し込まれて上部磁気ヨーク72に固定された固定鉄心74とを備えている。
また、電磁石ユニット7は、連結軸46の軸方向において固定鉄心74の下側に固定鉄心74と対向して配置され、かつ連結軸46の他端側に固定された可動鉄心(可動プランジャ)75を備えている。
また、電磁石ユニット7は、キャップ73の外周に配設されたスプール76と、このスプール76に巻装され、かつ可動鉄心75を駆動する励磁コイル77とを備えている。
固定鉄心74には、連結軸46の軸方向において互いに反対側に位置する主面及び裏面(上面及び下面)のうちの裏面から主面側に向かって凹む復帰スプリング収納凹部74aが設けられている。また、可動鉄心75には、連結軸46の軸方向において互いに反対側に位置する主面及び裏面(上面及び下面)のうちの主面から裏面側に向かって凹む復帰スプリング収納凹部75aが設けられている。そして、この復帰スプリング収納凹部74aと復帰スプリング収納凹部75aとの間には、可動鉄心75を固定鉄心74から離れる方向に常時付勢する復帰スプリング78が連結軸46を挿入した状態で配置されている。
<接点装置の構成>
図3から図6に示すように、接点装置2は、主可動接触子21が一対の主固定接触子23,24に対して接離可能に配置された主接点機構(主接点部)20を備えている。
また、接点装置2は、補助接点機構として、主可動接触子21と連動する補助可動接触子31Aが一対の補助固定接触子33A,33Bに対して接離可能に配置された第1補助接点機構30A(図3及び図5A参照)と、主可動接触子21と連動する補助可動接触子31Bが一対の補助固定接触子33C,33Dに対して接離可能に配置された第2補助接点機構30B(図3及び図5B参照)と、を備えている。
また、接点装置2は、外部端子リードとして、一対の補助固定接触子33A,33Bに各々の一端側が個々に接合された一対の外部端子リード43A,43Bと、一対の補助固定接触子33C,33Dに各々の一端側が個々に接合された一対の外部端子リード43C,43Dと、を備えている。
また、接点装置2は、これらの主接点機構20、第1及び第2補助接点機構30A,30B、外部端子リード43A,43B,43C,43Dを収納する接点収納ケース50を備えている。そして、接点収納ケース50は、接点収納ケース50の外部から、一対の補助固定接触子33A,33Bと一対の外部端子リード43A,43Bとを個々に接合するための窓部50aと、一対の補助固定接触子33C,33Dと一対の外部端子リード43C,43Dとを個々に接合するための窓部50aとを備えている。そして、この第1実施形態において窓部50aは外部端子リード毎に設けられている。
また、接点装置2は、接点収納ケース50の内外に亘って延長する連結軸46を備えている。
<連結軸の構成>
図3及び図4に示すように、連結軸46は、主可動接触子21が固定された第1連結軸46aと、可動鉄心75が固定された第2連結軸46bと、第1連結軸46a及び第2連結軸46bを同軸で連結する軸連結部材46cとを備えている。
図3及び図5に示すように、軸連結部材46cの前後方向(Y方向)の一端側には補助可動接触子31Aを支持する第1可動支持部材81が設けられている。また、図3及び図6に示すように、軸連結部材46cの前後方向の他端側には補助可動接触子31Bを支持する第2可動支持部材82が設けられている。これらの軸連結部材46c、第1及び第2可動支持部材81,82は例えば絶縁性の合成樹脂材料を用いて一体に成形され、補助接点ホルダ80を構成している。
図5に示すように、第1可動支持部材81には、第1補助接点機構30Aの補助可動接触子31Aに対して付勢力を付与する付勢スプリング83が設けられている。この付勢スプリング83は、補助可動接触子31Aの上面と第1可動支持部材81の上部との間に配置されている。
図6に示すように、第2可動支持部材82には、第2補助接点機構30Bの補助可動接触子31Bに対して付勢力を付与する付勢スプリング84が設けられている。この付勢スプリング84は、補助可動接触子31Bの下面と第2可動支持部材82の下部との間に配置されている。
<接点収納ケースの構成>
図3及び図4に示すように、接点収納ケース50は、少なくとも一対の補助固定接触子33A,33B及び一対の補助固定接触子33C,33Dが設けられた第1ケース部材として、一端側が開放された第1有底筒体51と、一対の外部端子リード43A,43Bの各々の他端側及び一対の外部端子リード43C,43Dの各々の他端側が貫通して外部に突出した第2ケース部材として、一端側が開放された第2有底筒体61と、を備えている。そして、第2有底筒体61は、第1有底筒体51の開放端を閉塞し、かつ第1有底筒体51の底部側を露出するようにして第1有底筒体51を収納している。
<第2有底筒体の構成>
第2有底筒体61は、開放端側の端部が電磁石ユニット7の上部磁気ヨーク72の上面にシール接合で固定されている。そして、第2有底筒体61、上部磁気ヨーク72及びキャップ73で気密封止されたキャビティの中に、主接点機構20、第1及び第2補助接点機構30A,30B、外部端子リード43A~43D、連結軸46などが収納されていると共に、アーク消弧用のガスが封入されている。
図3及び図4に示すように、第2有底筒体61は、角状の筒部材62と、この筒部材62の一端側の端部を閉塞するように一端側の端部にシール接合で固定された板状の蓋部材(天板,頂板)63とを備えている。筒部材62は例えば金属材で形成され、蓋部材63は絶縁に好適な例えばセラミックス材で形成されている。第2有底筒体61の底部は蓋部材63で構成され、第2有底筒体61の開放端は筒部材62の他端側で構成されている。
<第1有底筒体の構成>
図3及び図4に示すように、第1有底筒体51は、有底筒状の主接点収納部材52と、この主接点収納部材52の一端側である開放端側とは反対側の他端側に装着された補助接点収納部材56と、を備えている。
主接点収納部材52は、角筒部53と、この角筒部53の一端側である開放端側とは反対側の他端側に設けられた底板部54とを備えている。そして、角筒部53の外側面にはそれぞれアーク消弧用永久磁石55が装着されている。角筒部53及び底板部54は、例えば絶縁性の合成樹脂材からなり、一体成形で形成されている。
底板部54の中央部には、補助接点ホルダ80を収納する凹部54aが設けられている。そして、この凹部54aの底には貫通孔54bが設けられている。そして、この貫通孔54bには後述する円筒状のブッシュ部材85が挿通し、このブッシュ部材85には第1連結軸64aが挿通している。
また、底板部54の中央部には、主可動接触子21を案内する一対の離壁54c,54dが互いに離間及び対向して設けられている。これらの離壁54c及び離壁54dの各々の対向面は、上下方向から視て波状の凹凸面になっている。
角筒部53の離壁54dと対向する内側面には、一対の外部端子リード43A,43Bを連結軸46の軸方向に沿って挿通するリードケース部53aが設けられている。また、角筒部53の離壁54dと対向する内側面には、一対の外部端子リード43C,43Dを連結軸46の軸方向に沿って挿通するリードケース部53bが設けられている。
<補助接点収納部材の構成>
補助接点収納部材56は、底板部57と、この底板部57の四方の縁部から上方に延長して角筒部53の他端側に外方から係止される4つの係止板部58とを備えている。これら4つの係止板部58で囲まれた内部空間に第1及び第2補助接点機構30A,30Bが収納されている。
<主接点機構の構成>
図3及び図4に示すように、主接点機構20は、蓋部材63の互いに反対側に位置する主面及び裏面(外側面及び内側面)に亘って貫通し、かつ左右方向に互いに離間して蓋部材63に固定された一対の主固定接触子23,24を備えている。また、主接点機構20は、一対の主固定接触子23,24の下方に、この一対の主固定接触子23,24に対して接離可能に配置された主可動接触子21を備えている。一対の主固定接触子23,24の各々は、一端側とは反対側の他端側である下側端面に接点部23a,24aが設けられている。一対の主固定接触子23,24の各々は、例えば導電性金属材料で形成されている。
ここで、前述した主接点外部端子部93a,93bは、主固定接触子23,24の上部に設けられた雌ねじ22b,23bに、固定ねじ96(図1参照)を螺合することで上部フレーム91の左側及び右側の側面から突出した状態で配置される。
<主可動接触子の構成>
図3及び図4に示すように、主可動接触子21は、左右方向に延長する金属製の導電板である。主可動接触子21は、連結軸46の一端側(第1連結軸46a)が挿通した円筒状のブッシュ部材85を介して連結軸46の一端側に上下移動可能に支持されている。主可動接触子21の左端側の上面には、主固定接触子23の接点部23aに接触する接点部21aが設けられ、主可動接触子21の右端側の上面には、主固定接触子24の接点部24aに接触する接点部21bが設けられている。
ブッシュ部材85の主可動接触子21よりも下側には、フランジ部85aが外方に突出して設けられている。そして、フランジ部85aと主可動接触子21とに間には、主可動接触子21を上方へ付勢する接触スプリング86が連結軸46を挿通して設けられている。そして、連結軸46の主可動接触子21よりも上側にはフランジ付ナット87が螺合されており、このフランジ付ナット87の回転移動により主可動接触子21の上下方向の高さ調整が可能になっている。
<第1補助接点機構の構成>
図3及び図5に示すように、第1補助接点機構30Aは、一対の補助固定接触子33A,33Bと、この一対の補助固定接触子33A,33Bに対して接離可能に配置された補助可動接触子31Aと、を備えている。
一対の補助固定接触子33A,33Bは、第1有底筒体51の補助接点収納部材56に主可動接触子21の長手方向に離間して設けられた一対の補助固定接触子支持部56a,56aに支持されている。
図11に示すように、一対の補助固定接触子33A,33Bは、補助可動接触子31Aの接点部32aと対向する接点部35が設けられた接点部位36と、この接点部位36の隣に平面的に離間して配置され、かつ外部端子リード43A,43Bが接続される接続部位37と、この接点部位36及び接続部位37の各々の一端側に連結された連結部位38とを有するU字形状で形成されている。一対の補助固定接触子33A,33Bは、導電性金属材料で形成されている。なお、補助固定接触子33Aと補助固定接触子33Bとは、表裏を反転させた状態で一対の補助固定接触子支持部56a,56aに支持されている。
第1補助接点機構30Aの補助固定接触子33A,33B及び補助可動接触子31Aは、b接点(ノーマリークローズタイプの接点)を構成している。そして、図5を参照して説明すれば、補助可動接触子31Aは、主可動接触子21が釈放状態で、長手方向両端の接点部32aが、一対の補助固定接触子33A,33Bの接点部35のそれぞれに、付勢スプリング83から所定の接触力が付与された状態で接触する。また、主可動接触子21が投入状態となると補助可動接触子31Aが上方に移動し、長手方向両端の接点部32aが一対の補助固定接触子33A,33Bの接点部35に対して上方に所定間隔を保って離間した状態となる。
<第2補助接点機構の構成>
図3及び図6に示すように、第2補助接点機構30Bは、一対の補助固定接触子33C,33Dと、この一対の補助固定接触子33C,33Dに対して接離可能に配置された補助可動接触子31Bと、を備えている。
一対の補助固定接触子33C,33Dは、第1有底筒体51の補助接点収納部材56に補助可動接触子31Bの長手方向に離間して設けられた一対の補助固定接触子支持部56b,56bに支持されている。
図11に示すように、一対の補助固定接触子33C,33Dは、一対の補助固定接触子33A,33Bと同様に、補助可動接触子31Bの接点部32bと対向する接点部35が設けられた接点部位36と、この接点部位36の隣に平面的に離間して配置され、かつ外部端子リード43C,43Dが接続される接続部位37と、この接点部位36及び接続部位37の各々の一端側に連結された連結部位38とを有するU字形状で形成されている。一対の補助固定接触子33C,33Dは、導電性金属材料で形成されている。なお、一対の補助固定接触子33A,33Bと同様に、補助固定接触子33Cと補助固定接触子33Dとは、表裏を反転させた状態で一対の補助固定接触子支持部56b,56bに支持されている。
第2補助接点機構30Bの補助固定接触子33B,34B及び補助可動接触子31Bは、a接点(ノーマリーオープンタイプの接点)を構成している。そして、図6を参照して説明すれば、補助可動接触子31Bは、主可動接触子21が釈放状態において、長手方向両端の接点部が補助固定接触子33C,33Dの接点部に対して上方に所定間隔を保って離間した状態となる。また、主可動接触子21が投入状態となると補助可動接触子31Bが上方に移動し、補助固定接触子33C,33Dの接点部のそれぞれに、付勢スプリング84から所定の接触力が付与された状態で接触する。
<外部端子リードの構成>
図7及び図8に示すように、一対の外部端子リード43A,43Bは、各々の一端側が一対の補助固定接触子33A,33Bの接続部位37に接合によって個々に接続され、各々の他端側が接点収納ケース50の蓋部材63を貫通して外部に突出している。また、詳細に図示していないが、一対の外部端子リード43C,43Dにおいても、各々の一端側が一対の補助固定接触子33C,33Dの接続部位37に接合によって個々に接続され、各々の他端側が接点収納ケース50の蓋部材63を貫通して外部に突出している。これらの外部端子リード43A,43B,43C,43Dは、連結軸46の長手方向に沿って延長し、各々の他端側が蓋部材63に接合又は接着により固着されている。外部端子リード43A,43B,43C,43Dは、導電性金属材料で形成され、かつ円柱形状で形成されている。
図12に示すように、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの各々の接続部位37には、この接続部位37の互いに反対側に位置する両面(主面及び裏面)に亘って貫通する貫通孔37aが設けられている。一方、外部端子リード43A,43B,43C,43Dの各々の一端側には、図13に示すように、接続部位37の貫通孔37aに挿入される挿入部44が設けられている。この挿入部44は、段部44aと、この段部44aから突出する突起片44bとで構成され、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37に設けられた貫通孔37aに挿入されている。この挿入部44は、第2有底筒体61内に第1有底筒体51を収納して接点収納ケース50を形成するときに接続部位37の貫通孔37aに挿入されるが、挿入部44が接続部位37の貫通孔37aに挿入されることによって、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの相対的な位置決めがなされる。
図7及び図8に示すように、外部端子リード43A,43Bの一端側は、挿入部44が補助固定接触子33A,33Bの接続部位37の貫通孔37aに挿入された状態で接続部位37に接合されている。また、詳細に図示していないが、外部端子リード43C,43Dの一端側も挿入部44が補助固定接触子33C,33Dの接続部位37の貫通孔37aに挿入された状態で接続部位37に接合されている。
なお、図示していないが、一対の外部端子リード43A,43Bの他端側は、第1補助接点外部端子部94A,94Bと個々に電気的及び機械的に接続されている。また、一対の外部端子リード43C,43Dの他端側は、第2補助接点外部端子部94C,94Cと個々に電気的及び機械的に接続されている。
<窓部の構成>
図7から図10に示すように、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37と外部端子リード43A,43B,43C,43Dの一端側とが接合された接合部45は、接点収納ケース50の窓部50aを通して接点収納ケース50の外部に露出している。換言すれば、接点収納ケース50の窓部50aは、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとを接続する接続箇所に対応して設けられている。窓部50aは、第1有底筒体51を構成する補助接点収納部材56の底板部57に形成されている。補助接点収納部材56の底板部57は、第2有底筒体61を構成する蓋部材63と対向して配置されている。
補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接合は、接続部位37の貫通孔37aに挿入部44を挿入した状態で接続部位37の裏面側から突出する挿入部44(突起片44b)を溶融することによって行われる。そして、挿入部44の溶融は接点収納ケース50の窓部50aを通して例えばレーザ光を挿入部44に照射することによって行うことができる。
<電磁接触器の動作説明>
次に、第1実施形態に係る電磁接触器1の動作について、図4から図6を参照して説明する。
主接点機構20の主接点外部端子部93aは、例えば大電流を供給する電力供給源に接続され、主接点外部端子部93bが負荷装置に接続されているものとする。
また、上部フレーム91の前側に配置した一対の第1補助接点外部端子部94A,94Bに第1動作検知装置(不図示)が接続されているとともに、一対の第1補助接点外部端子部94A,94Bに並んで配置された一対の第2補助接点外部端子部94C、94Dに第2動作検知装置(不図示)が接続されているものとする。
さらに、電磁石ユニット外部端子部95A,95Bには、励磁コイル77に対して通電制御を行う電磁石ユニット制御装置(不図示)が接続されているものとする。
図4に示すように、電磁石ユニット7の励磁コイル77が非励磁状態にあって、電磁石ユニット7が、可動鉄心75を上昇させる励磁力を発生していない釈放状態にあるものとする。
この釈放状態では、可動鉄心75が復帰スプリング78によって、下方向に付勢される。このため、可動鉄心75に連結軸46を介して連結されている主接点機構20の主可動接触子21が、一対の主固定接触子23,24に対して下方に所定距離だけ離間している。このため、一対の主固定接触子22,23の間の電流路が遮断状態にあり、主接点機構20が開いた状態となっている。
一方、第1補助接点機構30Aは、可動鉄心75が復帰スプリング78によって下方に付勢され、可動鉄心75に連結された連結軸46も下方に移動しているので、補助可動接触子31Aが補助固定接触子33A,33Bに接触し、第1補助接点外部端子部94A,94B間の導通を第1動作検知装置が確認する。これに対して、第2補助接点機構30Bは、補助可動接触子31Bが補助固定接触子33C、33Dから離間しているので、第2補助接点外部端子部94C,94D間の非導通を第2動作検知装置が確認する。
この釈放状態から、電磁石ユニット制御装置によって電磁石ユニット7の励磁コイル77を通電すると、電磁石ユニット7で励磁力が発生し、可動鉄心75を復帰スプリング78の付勢力に抗して上方に押し上げる。
可動鉄心75が上昇すると、可動鉄心75に連結軸46を介して連結されている主可動接触子21も上昇し、主可動接触子21の両方の接点部21a,21bが、一対の主固定接触子23,24の両方の接点部23a,24aに対して接触スプリング86の接触圧で接触する。
このため、電力供給源の大電流が、一方の主固定接触子23、主可動接触子21、他方の主固定接触子23を通じて負荷装置に供給され、主接点機構20が閉じた状態(閉極状態)となる。
また、主接点機構20が開いた状態から閉じた状態になると、可動鉄心75に連結した連結軸46も上方に移動しているので、補助可動接触子31Aが補助固定接触子33A,33Bから離間した状態となり、第1動作検知装置は、第1補助接点外部端子部94A,94B間の非通電を確認する。また、補助可動接触子31Bが補助固定接触子33C,33D4Bに接触するので、第2動作検知装置は、第2補助接点外部端子部94C,94D間の通電を確認する。
そして、主接点機構20の閉極状態から、負荷装置への電流供給を遮断する場合には、電磁石ユニット制御装置による電磁石ユニット7の励磁コイル77への通電を停止する。
励磁コイル77への通電を停止すると、電磁石ユニット7で可動鉄心75を上方に移動させる励磁力がなくなることにより、可動鉄心75が復帰スプリング78の付勢力によって下方に移動し、連結軸46も下方に移動する。
ここで、主接点機構20が閉極状態から開極状態となる際に発生するアークによって、主可動接触子21が一対の主固定接触子23,24に溶着する場合がある。この場合には、主可動接触子21が一対の主固定接触子23,24に溶着することで、連結軸46の下方移動が阻止される。
このため、第1補助接点機構30Aでは、連結軸46が下方に移動しないことで、補助可動接触子31Aが補助固定接触子33A,33Bに対して離間したままとなり、第1補助接点外部端子部94A,94B間が非導通であることを第1動作検知装置が確認し、主接点機構20に溶着が発生したことを確実に検知することができる。
同様に、第2補助接点機構30Bでも、連結軸46が下方に移動しないことで、補助可動接触子31Bが補助固定接触子33C,33Dに接触したままとなり、第2補助接点外部端子部94C,94D間の導通を第2動作検知装置が確認し、主接点機構20に溶着が発生したことを確実に検知することができる。
<接点装置の製造方法>
次に、接点装置2の製造方法について、図14から図17を用いて説明する。
まず、第1ケース部材としての第1有底筒体51と、第2ケース部材としての第2有底筒体61とを準備する。第1有底筒体51には、主接点機構20の主可動接触子21や、第1及び第2補助接点機構30A,30Bなどが収納されている。そして、第1有底筒体51の補助接点収納部材56に設けられた貫通孔を通して第1有底筒体51の外部に突出する連結軸46も収納されている。
一方、第2有底筒体61には、一対の外部端子リード43A,43B及び一対の外部端子リード43C,43Dが収納されている。これらの外部端子リード43A,43B,43C,43Dは、一端側が第2有底筒体61の内部に位置し、他端側が第2有底筒体61の蓋部材63を貫通して外部に突出している。また、第2有底筒体61には、蓋部材63の外側面及び内側面に亘って貫通して蓋部材63に固定された一対の主固定接触子23,24も収納されている。
次に、第1有底筒体51の開放端を閉塞し、かつ第1有底筒体51の窓部50aが露出するように第1有底筒体51及び第2有底筒体61を組み合わせて、主接点機構20、第1及び第2補助接点機構30A,30B、外部端子リード43A,43B,43C,43D及び連結軸46を備えた接点収納ケース50を形成する。
接点収納ケース50の形成は、まず、図14に示すように、第1有底筒体51及び第2有底筒体61を各々の開口端側が向かい合うようにして対向配置する。次に、図15及び図16に示すように、第2有底筒体61の内部に第1有底筒体51を挿入して第2有底筒体61に第1有底筒体51を固定する。この段階において、図16に示すように、補助固定接触子33A,33Bの接続部位37に設けられた貫通孔37aに外部端子リード43A,43Bの一端側の挿入部44が個々に挿入される。また、図示していないが、補助固定接触子33C,33Dの接続部位37に設けられた貫通孔37aに外部端子リード43C,43Dの一端側の挿入部44が個々に挿入される。この段階において、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37の貫通孔37aに外部端子リード43A,43B,43C,43Dの一端側の挿入部44が挿入されることにより、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの平面方向の位置決めを特殊な治具を用いずに行うことができる。また、挿入部44の段部44aにより、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dに対して外部端子リード43A,43B,43C,43Dの高さ方向の位置決めを特殊な治具を用いずに行うことができる。また、これらの位置決めにより、第1有底筒体51と第2有底筒体61との相対的な位置決めも特殊な治具を用いずに行うことができる。
次に、図17に示すように、補助固定接触子33A,33Bの接続部位37と外部端子リード43A,43Bの一端側とを接合によって個々に接続すると共に、補助固定接触子33C,33Dの接続部位37と外部端子リード43C,43Dとを接合によって個々に接続する。これらの接合は、接続部位37の貫通孔37aから突出する外部端子リード43A,43B,43C,43Dの一端側の挿入部44に接点収納ケース50の窓部50aを通して、例えばレーザ光98を照射して溶融することによって行われる。すなわち、補助固定接触子33A,33Bの接続部位37と外部端子リード43A,43Bの一端側との接合、及び補助固定接触子33C,33Dの接続部位37と外部端子リード43C,43Dとの接合は、これらの接続部が接点収納ケース50の窓部50aから露出した状態で行われる。また、補助固定接触子33A,33Bの接続部位37と外部端子リード43A,43Bの一端側との接合、及び補助固定接触子33C,33Dの接続部位37と外部端子リード43C,43Dとの接合は、レーザ溶接による溶着によって行われる。
この工程において、接点収納ケース50を形成した後でも、接点収納ケース50の内部に位置する、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続を接点収納ケース50の外部からの接合によって容易に行うことができる。
この工程により、接点装置2がほぼ完成する。この後、接点装置2と電磁石ユニット7とを組み合わせることにより電磁接触器1がほぼ完成する。
<第1実施形態の効果>
次に、この第1実施形態の効果について、従来の問題点と比較しながら説明する。
従来の接点装置では、第1実施形態の接点装置2と同様に、補助固定接触子と外部端子リードとの接続箇所が接点収納ケースの内部に配置されていることから、補助固定接触子と外部端子リードとの接続を圧接によって行っていた。この補助固定接触子と外部端子リードとの圧接による接続は、電磁接触器の開閉時などで起こる衝撃や振動時の微摺動により金属摩耗粉が発生する。そして、この金属摩耗粉の腐食で酸化皮膜が生成され、補助固定接触子と外部端子リードとで接触不良が起こる可能性があり、接続信頼性を低下させる一要因となる。また、従来の補助固定接触子と外部端子リードとの圧接による接続では、補助固定接触子のばね力による反力で外部端子リードが接点収納ケースの蓋部材から抜ける方向に付勢される。このため、セラミックス材からなる蓋部材と外部端子リードとを接合や接着によって固着している固着部に割れや剥離などの気密性を低下させる不具合が起こる可能性があり、接点装置及び電磁接触器の信頼性を低下させる一要因となる。
これに対し、この第1実施形態の接点装置2では、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとを接続する接続箇所に対応して接点収納ケース50に窓部50aを設けている。このため、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続箇所が接点収納ケース50内に収納されていても、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続箇所に接点収納ケース50の窓部50aを通してレーザ光を照射することで補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続箇所を溶融接合することができる。補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接合による接続は、従来の補助固定接触子と外部端子リードとの圧接による接続での金属摩耗粉に起因する接続不良を実質的に排除することができる。従って、この第1実施形態の接点装置2によれば、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続信頼性を更に向上させることができる。
また、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dと接合による接続では、従来の補助固定接触子と外部端子リードとの圧接による接続のように補助固定接触子のばね力による反力で外部端子リードを接点収納ケースの蓋部材から抜ける方向に付勢する必要がないので、セラミックス材からなる蓋部材と外部端子リードとを接合や接着によって固着している固着部に割れや剥離などの気密性が低下する不具合を実質的に排除することができる。したがって、この第1実施形態の接点装置2及びこの接点装置を備えた電磁接触器1の信頼性を更に向上させることができる。
また、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの溶融接合による接続は、従来の圧接による接続と比べて両者の接触面積を大幅に増加することができ、接触抵抗を大幅に減少させ、ほぼゼロにすることができる。したがって、この観点からも、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続信頼性を更に向上させることができる。
また、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37の貫通孔37aに補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの蓋部材63側の上面側から外部端子リード43A,43B,43C,43Dの一端側の挿入部44を挿入し、接続部位37の上面とは反対側の下面から突出する挿入部44に接点収納ケース50の窓部50aを通してレーザ光98を照射することができるので、互いに交差する方向に延長する補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとを容易に溶融接合することができる。これにより、接点装置2及びこの接点装置2を備えた電磁接触器1の生産性向上を図ることができる。
また、外部端子リード43A,43B,43C,43Dの挿入部44が段付形状になっていることから、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37の貫通孔37aに外部端子リード43A,43B,43C,43Dの一端側の挿入部44を挿入したときに補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37から挿入部44が飛び出す量を一定に保つことができる。これにより、レーザ光98の照射による接合状態の均一化が可能となり、接点装置2及びこの接点装置2を備えた電磁接触器1の生産性向上を図ることができる。
また、レーザ光98は接続箇所との位置合わせ精度が高いので、接点収納ケース50の窓部50aが小さくても、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの溶融接合を容易に行うことができる。
なお、上述の第1実施形態では、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続をレーザ光98の照射による溶融接合で行った場合について説明した。しかしながら、本発明はレーザ光98の照射による溶融接合に限定されるものではなく、他の接合方法を用いてもよい。要するに接点収納ケース50の内部に配置された、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続箇所を接点収納ケース50の窓部50aを通して接点収納ケース50の外部から接合できる接合方法であればよい。例えば、第2実施形態で説明するが、接着材として半田を用いた接合方法で補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続箇所を固着してもよい。
また、上述の第1実施形態では、2つのケース部材(第1有底筒体51,第2有底筒体61)で構成される接点収納ケース50について説明した。しかしながら、本発明は、2つのケース部材からなる接点収納ケース50に限定されるものではなく、補助固定接触子が設けられたケース部材と、外部端子リードが設けられたケース部材とを含む3つ以上のケース部材からなる収納ケースを備えた接点装置にも適用することができる。
また、上述の第1実施形態では、接点収納ケース50の窓部50aを外部端子リード毎に設けた場合について説明した。しかしながら、接点収納ケース50の窓部50aは一対の外部端子リード毎に設けてもよく、また、複数本の外部端子リードに対応して設けるようにしてもよい。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図18~図23を用いて説明する。
この第2実施形態は、補助接点機構の補助固定接触子及び外部端子リードの形状を変えたものである。
すなわち、図22に示すように、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37に円筒状の筒体37bが設けられている。この筒体37bは、少なくとも内周縁が面取り加工されている。そして、図23に示すように、外部端子リード43A,43B,43C,43Dの一端側の先端がテーパー形状になっている。
図18から図21に示すように、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37と外部端子リード43A,43B,43C,43Dの一端側との接続は、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの筒体37bに蓋部材63側から外部端子リード43A,43B,43C,43Dの一端側が挿入された状態で導電性の接着材による接合によって行われている。接着材として例えば半田99を用いている。
補助固定接触子33A,33B,33C,33Dは、接続部位37が接点部位36に対して垂直方向に折り曲げられ、そして、接続部位37の先端を筒状に折り成形して筒体37bを形成している。
図18から図20に示すように、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37と外部端子リード43A,43B,43C,43Dの一端側とが接合された接合部45は、接点収納ケース50の窓部50aを通して接点収納ケース50の外部に露出している。換言すれば、この第2実施形態においても、接点収納ケース50の窓部50aは、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとを接続する接続箇所に対応して設けられている。
補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接合は、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37の筒体37bに補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの蓋部材63側の上面側から外部端子リード43A,43B,43C,43Dの一端側を挿入し、接続部位37の上面とは反対側の下面側から筒体37bに接点収納ケース50の窓部50aを通して半田99を供給することによって行うことができる。
この第2実施形態の接点装置2においても、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとを接続する接続箇所に対応して接点収納ケース50に窓部50aを設けている。このため、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続箇所が接点収納ケース50内に収納されていても、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続箇所に接点収納ケース50の窓部50aを通して半田99を供給することで補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続箇所を接着により容易に接合することができる。補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接合による接続は、従来の補助固定接触子と外部端子リードとの圧接による接続での金属摩耗粉に起因する接続不良を実質的に排除することができる。従って、この第2実施形態の接点装置2においても、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続信頼性を更に向上させることができる。
また、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dと接合による接続では、従来の補助固定接触子と外部端子リードとの圧接による接続のように補助固定接触子のばね力による反力で外部端子リードを接点収納ケースの蓋部材から抜ける方向に付勢する必要がないので、セラミックス材からなる蓋部材と外部端子リードとを接合や接着によって固着している固着部に割れや剥離などの気密性が低下する不具合を実質的に排除することができる。したがって、この第2実施形態においてもの接点装置2及びこの接点装置を備えた電磁接触器1の信頼性を更に向上させることができる。
また、この第2実施形態においても、従来の圧接による接続と比べて両者の接触面積を大幅に増加することができ、接触抵抗を大幅に減少することができる。
また、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続箇所が接点収納ケース50内に収納されていても、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接続箇所に接点収納ケース50の窓部50aを通して半田99を供給することで、互いに交差する方向に延長する補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとを容易に溶融接合することができる。これにより、この第2実施形態においても、接点装置2及びこの接点装置を備えた電磁接触器1の生産性向上を図ることができる。
また、筒体37bは、接点部位36に対して垂直方向に折り曲げた接続部位37を接点部位36の平面内の方向に折り曲げて形成されているため、筒体37bの長さを接続部位の厚さよりも長くすることができる。このため、接続部位37の貫通孔37aに外部端子リードの挿入部44を挿入して接合する場合よりも、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dと外部端子リード43A,43B,43C,43Dとの接合面積を増加することができる。従って、補助固定接触子と外部端子リードとの接続信頼性の向上を更に図ることができる。
また、図22に示すように、筒体37bの少なくとも内周縁を面取り加工することにより、外部端子リード43A、43B、43C、43Dを筒体37bに挿入しやすくすることができる。
また、筒体37bの内周縁が面取り加工されていることにより、図19に示すように、半田99が筒体37bの内面まで流れやすくなるので、筒体37bと外部端子リード43A、43B、43C、43Dの当接面に均一に半田が流れこんで接合面積が広がり、接合強度が増大する。
また、半田99による接合はレーザ光98の照射による接合よりも安価に行うことができるため、接点装置2及びこの接点装置2を備えた電磁接触器1の低コスト化を図ることができる。
なお、上述の第2実施形態においても、補助固定接触子33A,33B,33C,33Dの接続部位37と外部端子リード43A,43B,43C,43Dの先端との接合をレーザ照射による接合で行ってもよい。
また、上述の第2実施形態においても、補助固定接触子が設けられたケース部材と、外部端子リードが設けられたケース部材とを含む3つ以上のケース部材からなる収納ケースを備えた接点装置にも適用することができる。
以上、本発明を上記一実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記一実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
1…電磁接触器
2…接点装置
7…電磁石ユニット
9…外装ケース
20…主接点機構
21…主可動接触子
21a,21b…接点部
23,24…一対の主固定接触子
23a,24a…接点部
23b,24b…雌ねじ
30A,30B…第1及び第2補助接点機構
31A,31B…補助可動接触子
32a,32b…接点部
33A,33B…一対の補助固定接触子
33C,33D…一対の補助固定接触子
35…接点部
36…接点部位
37…接続部位
38…連結部位
43A,43B…一対の外部端子リード
43C,43D…一対の外部端子リード
44…挿入部
44a…段部
44b…突起片
45…接合部
46…連結軸
46a…第1連結軸
46b…第2連結軸
46c…軸連結部材
47…連結部材
48…接合部
49…半田
50…収納ケース
50a…窓部
51…第1有底筒体(第1ケース部材)
52…主接点収納部材
53…角筒部
53a,53b…リードケース部
54…底板部
54a…凹部
54b…貫通孔
54c,54d…一対の離壁
55…アーク消弧用永久磁石
56…補助接点収納部材
56a,56b…補助固定接触子支持部
57…底板部
58…係止板部
61…第2有底筒体(第2ケース部材)
62…筒部材
63…蓋部材(天板,頂板)
71…下部磁気ヨーク
72…上部磁気ヨーク
72a…貫通孔
73…キャップ
74…固定鉄心
74a…復帰スプリング収納凹部
75…可動鉄心(可動プランジャ)
75a…復帰スプリング収納凹部
76…スプール
77…励磁コイル
78…復帰スプリング
80…補助接点ホルダ
81…第1可動支持部材
82…第2可動支持部材
83,84…付勢スプリング
85…ブッシュ部材
86…接触スプリング
87…フランジ付ナット
91…上部フレーム
92…下部フレーム
93a,93b…主接点外部端子部
94…補助接点外部端子部
94A,94B…一対の第1補助接点外部端子部
94C,94D…一対の第2補助接点外部端子部
95A,95B…電磁石ユニット外部端子部
96…固定ねじ
98…レーザ光
99…半田

Claims (14)

  1. 主可動接触子が一対の主固定接触子に対して接離可能に配置された主接点機構と、
    前記主可動接触子と連動する補助可動接触子が一対の補助固定接触子に対して接離可能に配置された補助接点機構と、
    前記一対の補助固定接触子と個々に接合された一対の外部端子リードと、
    前記主接点機構、前記補助接点機構及び前記外部端子リードを収納する接点収納ケースと、
    を備え、
    前記接点収納ケースは、前記補助固定接触子と前記外部端子リードの接合部を外部に露出させる窓部を備えていることを特徴とする接点装置。
  2. 前記窓部は、前記接点収納ケースの底部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の接点装置。
  3. 前記接点収納ケースは、前記主接点機構及び前記補助接点機構を収納する第1有底筒体と、前記第1有底筒体の開放端を閉塞し、かつ底部が露出するように収納する第2有底筒体と、を少なくとも有し、
    前記外部端子リードは、前記第2有底筒体の底部を貫通して外部に露出し、
    前記窓部は、前記第1有底筒体の底部に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の接点装置。
  4. 前記外部端子リードは、前記補助固定接触子のリード接続部位に設けられた貫通孔に挿入されて接合されていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の接点装置。
  5. 前記外部端子リードの先端に段部が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の接点装置。
  6. 前記外部端子リードは、前記補助固定接触子のリード接続部位に設けられた筒状部に挿入されて接合されていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の接点装置。
  7. 前記筒状部は内周縁が面取り加工されており、
    前記外部端子リードの先端はテーパー形状となっていることを特徴とする請求項6に記載の接点装置。
  8. 請求項1から請求項7の何れか一項に記載の接点装置と、前記主接点機構及び前記補助接点機構を駆動する電磁石ユニットとを備えていることを特徴とする電磁接触器。
  9. 主接点機構、補助接点機構及び該補助接点機構と接続される外部端子リードを収納する接点収納ケースを形成するケース形成工程と、
    前記ケース形成工程の後、前記接点収納ケースに設けられた窓部を通して前記補助接点機構の補助固定接触子と前記外部端子リードとを個々に接合する接合工程と、
    を備えたことを特徴とする接点装置の製造方法。
  10. 前記窓部は、前記接点収納ケースの底面部に設けられていることを特徴とする請求項9に記載の接点装置の製造方法。
  11. 前記接点収納ケースは、前記主接点機構及び前記補助接点機構を収納する第1有底筒体と、前記第1有底筒体を収納する第2有底筒体からなり、
    前記窓部は、前記第1有底筒体の底部に設けられ、
    前記ケース形成工程は、前記第1有底筒体の開放端を閉塞し、かつ前記窓部が露出するように組み付けることを特徴とする請求項10に記載の接点装置の製造方法。
  12. 前記接合工程は、前記補助固定接触子及び前記外部端子リードの各々の接続部が前記窓部から露出した状態で行うことを特徴とする請求項9から請求項11の何れか一項に記載の接点装置の製造方法。
  13. 前記接合工程は、前記補助固定接触子及び前記外部端子リードの各々の接続部をレーザ溶接によって溶着することを特徴とする請求項9から請求項12の何れか一項に記載の接点装置の製造方法。
  14. 前記接合工程は、前記補助固定接触子及び前記外部端子リードの各々の接続部を半田付で接着することを特徴とする請求項請求項9から請求項12の何れか一項に記載の接点装置の製造方法。
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