JP7420056B2 - 電磁継電器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

従来、接点開閉時に発生するアークを伸長させるために、可動接触片においてアークの伸長方向に延びる延在部を設けた電磁継電器が知られている（特許文献１参照）。

特許第５９２３９３２号公報

特許文献１に開示された電磁継電器では、延在部が可動接触片と一体的に形成されており、延在部によって可動接触片の重量が大きくなってしまう。延在部は、可動接触片と常に一体的に移動するため、可動接点が固定接点に接触した状態から復帰状態に戻るときの復帰速度が遅くなり、接点間に生じたアークの膠着時間が長くなるおそれがある。また、可動接触片の重量が大きくなることで、復帰時の跳ね返りの振動も大きくなる。

本発明の課題は、電磁継電器において、可動接触片の重量の増加を抑制しつつ、アークを迅速に消弧することにある。

本発明の一態様に係る電磁継電器は、固定端子と、可動接触片と、駆動装置と、アークガイドとを備える。固定端子は、固定接点を含む。可動接触片は、固定接点に接触可能な可動接点を含む。駆動装置は、可動接点が固定接点に接触する閉位置と可動接点が固定接点から開離した開位置とに可動接触片を移動させる。アークガイドは、可動接触片と別体である。アークガイドは、可動接触片が閉位置にあるときに可動接触片から開離し、可動接触片が開位置にあるときに可動接触片に接触して固定接点と可動接点との間で生じるアークを伸長させる。

この電磁継電器では、アークガイドが可動接触片と別体であり、可動接触片が開位置にあるときにだけアークガイドが可動接触片に接触する。このため、アークガイドが可動接触片と常に一体的に移動する場合と比べて、可動接触片の重量の増加を抑制することができる。これにより、可動接触片が閉位置から開位置に戻るときの復帰速度が遅くなることを抑制できるとともに、復帰時の跳ね返りの振動も抑制できる。また、アークガイドによってアークを伸長させることができるので、アークを迅速に消弧することができる。

電磁継電器は、アークガイドを保持する保持部材をさらに備えてもよい。アークガイドは、アークガイドが可動接触片と接触した状態において、開位置よりも閉位置側で保持部材に保持されてもよい。この場合は、アークホーンにバネ性を持たせることで、復帰時における可動接触片の衝突力をアークガイドによって吸収できる。これにより、復帰時における可動接触片の跳ね返りをさらに抑制できる。

電磁継電器は、開位置から閉位置に向けてアークガイドを付勢する付勢部材をさらに備えてもよい。この場合は、付勢部材によって復帰時における可動接触片の跳ね返りをさらに抑制できる。

アークガイドは、可動接触片が開位置にあるときに可動接触片に接触する接触部を含んでもよい。接触部は、可動接触片の移動方向において、可動接点と重なってもよい。この場合は、接触部によって復帰時における可動接触片の跳ね返りを効果的に抑制できる。

アークガイドは、前記アークが伸長される方向に延びる延伸部を含んでもよい。延伸部は、可動接触片に近接した位置で開位置から閉位置に向かって突出する突出部を含んでもよい。突出部は、アークを伸長させる方向において可動接触片と重なってもよい。この場合は、アークの起点が可動接触片からアークガイドに移動し易くなるので、アークをより迅速に消弧することができる。

突出部は、閉位置から開位置に向かって突出するように湾曲した形状を有していてもよい。この場合は、アークをより迅速に消弧することができる。

電磁継電器は、可動接触片の開位置を位置決めする位置決め機構をさらに備えてもよい。この場合は、可動接触片が閉位置から開位置に移動したときに、アークガイドと可動接触片とを常に接触させる構成にできる。これにより、可動接触片とアークガイドとの間でアークが発生することを抑制できるので、可動接触片とアークガイドとが溶着することを抑制できる。

本発明によれば、電磁継電器において、可動接触片の重量の増加を抑制しつつ、アークを迅速に消弧することができる。

電磁継電器の内部を前方から見た模式図である。 電磁継電器の内部を前方から見た模式図である。 アークガイド周辺を前方から見た模式図である。 アークガイド周辺を前方から見た模式図である。 他の実施形態に係るアークガイド周辺を前方から見た模式図である。 他の実施形態に係るアークガイド周辺を前方から見た模式図である。 他の実施形態に係るアークガイド周辺を前方から見た模式図である。 他の実施形態に係るアークガイド周辺を前方から見た模式図である。 他の実施形態に係るアークガイド周辺を前方から見た模式図である。

以下、本発明の一態様に係る電磁継電器の実施形態について、図面を参照して説明する。図面を参照するときにおいて、説明を分かり易くするために図１における上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」、紙面の手前側を「前」、紙面の奥側を「後」として説明する。図１は電磁継電器１の内部を前方から見た模式図である。

電磁継電器１は、いわゆるヒンジ型の電磁継電器である。電磁継電器１は、ケース２（保持部材の一例）と、接点装置３と、駆動装置４と、アークガイド５とを備えている。ケース２は、樹脂などの絶縁性を有する材料で形成されている。ケース２は、ベース２ａと、カバー２ｂとを含む。

ベース２ａは、接点装置３と駆動装置４とを支持する。カバー２ｂは、下方に向けて開口する箱型の部材であり、ベース２ａを上方から覆うようにベース２ａに固定されている。

接点装置３は、ケース２に収容されている。接点装置３は、固定端子６と、可動接触片７と、可動機構８と、を含む。固定端子６及び可動接触片７は、板状の端子であり、導電性を有する材料で形成されている。固定端子６及び可動接触片７は、上下方向に延びており、ベース２ａに圧入固定されている。

固定端子６は、固定接点６ａと、外部接続部６ｂとを含む。固定接点６ａは、ケース２内に配置されている。固定接点６ａは、固定端子６と一体であってもよいし、別体であってもよい。

外部接続部６ｂは、ケース２から外部に露出している。外部接続部６ｂは、ベース２ａから下方に突出する。外部接続部６ｂは、図示しない外部機器と電気的に接続される。

可動接触片７は、弾性変形可能な板ばねで構成されており、固定端子６に対向して配置されている。可動接触片７は、固定端子６と左右方向に間隔を隔てて配置されている。本実施形態では、可動接触片７は、固定端子６の右側に配置されている。可動接触片７は、可動接点７ａと、外部接続部７ｂとを含む。可動接点７ａは、ケース２内に配置されている。可動接点７ａは、固定接点６ａと向かい合っており、固定接点６ａに接触可能である。可動接点７ａは、可動接触片７と一体であってもよいし、別体であってもよい。外部接続部７ｂは、ベース２ａから下方に突出する。

可動機構８は、カード部材１０を含む。カード部材１０は、左右方向に回動可能にベース２ａに支持されている。カード部材１０は、可動接触片７と駆動装置４との間に配置されている。カード部材１０は、可動接触片７と駆動装置４に接続されている。可動機構８は、可動接点７ａが固定接点６ａに近づく接触方向Ｚ１と可動接点７ａが固定接点６ａから離れる開離方向Ｚ２とに可動接触片７を移動させる。本実施形態における可動接触片７の移動方向は、左右方向と一致する。

駆動装置４は、電磁力によって可動機構８を介して可動接触片７を図１及び図３に示す開位置と、図２及び図４に示す閉位置とに移動させる。詳細には、駆動装置４は、電磁力によってカード部材１０を回動させることによって、可動接触片７を接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２に移動させる。可動接触片７が開位置にあるときは、可動接点７ａが固定接点６ａから開離している。可動接触片７が閉位置にあるときは可動接点７ａが固定接点６ａに接触する。

駆動装置４は、コイル４ａと、可動鉄片４ｂ、ヨーク４ｃと、鉄心４ｄとを含む。可動鉄片４ｂは、ヨーク４ｃに支持されている。コイル４ａに電圧が印加されていない状態では、図１に示すように可動接点７ａが固定接点６ａから開離している。コイル４ａに電圧が印加されて励磁されると、可動鉄片４ｂが鉄心４ｄに吸引されて回動し、可動鉄片４ｂがカード部材１０を押圧する。カード部材１０が可動鉄片４ｂに押圧されることで、可動接触片７が接触方向Ｚ１に押圧される。これにより、図２に示すように、可動接触片７が開位置から閉位置に移動して可動接点７ａが固定接点６ａに接触する。コイル４ａへの電圧の印加が停止されると、可動接触片７の弾性力によって可動接触片７が閉位置から開位置に移動する。

アークガイド５は、可動接触片７と別体である。アークガイド５は、可動接触片７が開位置にあるときに可動接触片７から開離している。アークガイド５は、可動接触片７が閉位置にあるときに可動接触片７に接触して固定接点６ａと可動接点７ａとの間で生じるアークを伸長させる。

本実施形態において、アークが伸長される方向は、上方である。詳細には、可動接触片７と固定端子６との内側の空間では、磁束密度が高く、可動接触片７と固定端子６との外側の空間では、磁束密度が低い。そのため、アークの起点は、上方へ移動する。なお、図３では、アークが伸長される様子を２点鎖線で示している。

アークガイド５は、例えば、導電性を有する板バネである。アークガイド５は、保持部５１と、接触部５２と、延伸部５３とを含む。保持部５１は、ケース２の上部に保持されている。保持部５１は、アークガイド５が可動接触片７と接触した状態において、開位置よりも閉位置側でケース２に保持されている。すなわち、保持部５１は、開位置にあるときの可動接触片７よりも接触方向Ｚ１側に位置している。

接触部５２は、可動接触片７における開離方向Ｚ２を向く面と向かい合う。接触部５２は、可動接触片７の移動方向において、可動接点７ａと重なる。接触部５２は、可動接触片７が開位置にあるときに可動接触片７に接触する。接触部５２が可動接触片７に接触した状態において、接触部５２は、可動接触片７を接触方向Ｚ１に付勢する。言い換えると、可動接触片７が開位置にあるとき、可動接触片７は、接触部５２を開離方向Ｚ２に向けて押圧する。

延伸部５３は、保持部５１と接触部５２とを接続する。延伸部５３は、アークが伸長される方向に延びている。延伸部５３は、接触部５２から保持部５１に向かって上方かつ左方に延びている。可動接触片７が開位置にあるとき、延伸部５３は、可動接触片７と上下方向に重なるとともに、可動接触片７の上方を覆う。本実施形態では、可動接触片７が閉位置にあるときも、延伸部５３は、可動接触片７と上下方向に重なる。可動接触片７が開位置にあるとき、延伸部５３は、可動接点７ａの少なくとも一部と上下方向に重なる。

上述した電磁継電器１では、アークガイド５が可動接触片７と別体であり、可動接触片７が開位置にあるときにだけアークガイド５が可動接触片７に接触する。このため、アークガイド５が可動接触片７と常に一体的に移動する場合と比べて、可動接触片７の重量の増加を抑制することができる。これにより、可動接触片７が閉位置から開位置に戻るときの復帰速度が遅くなることを抑制できるとともに、復帰時の跳ね返りの振動も抑制できる。また、アークガイド５によってアークを伸長させることができるので、アークを迅速に消弧することができる。さらに、本実施形態では、アークガイド５の接触部５２が可動接触片７に接触した状態において、接触部５２は、可動接触片７を接触方向Ｚ１に付勢する。すなわち、復帰時における可動接触片７の衝突力をアークガイド５によって吸収できるので、復帰時における可動接触片７の跳ね返りをさらに抑制できる。

以上、本発明の一態様に係る電磁継電器の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、駆動装置４の構成が変更されてもよい。また、ケース２、接点装置３、アークガイド５、固定端子６、可動接触片７及び可動機構８の形状、或いは配置が変更されてもよい。また、いわゆるプランジャ型の電磁継電器に本発明を適用してもよい。

前記実施形態では、アークガイド５がバネ性を有していたが、アークガイド５はバネ性を必ずしも有していなくてもよい。この場合、例えば図５及び図６に示すように、電磁継電器１は、アークガイド５を接触方向Ｚ１に付勢する付勢部材６０をさらに備えてもよい。付勢部材６０は、例えばコイルバネであり、図５に示すように、アークガイド５が可動接触片７に接触した状態において、アークガイド５を介して可動接触片７を接触方向Ｚ１に付勢してもよい。

図７に示すように、アークガイド５の延伸部５３は、可動接触片７に近接した位置で閉位置から開位置に向かって突出する突出部５３ａを含んでもよい。突出部５３ａは、アークの起点が可動接触片７からアークガイド５に移動し易くするために設けられる。突出部５３ａは、可動接触片７の上方で、閉位置から開位置に向かって突出する形状を有している。突出部５３ａは、可動接触片７が開位置にあるときに、可動接触片７と上下方向に重なる。突出部５３ａは、可動接触片７が開位置にあるときに、可動接触片７に近接した位置で可動接触片７の上方を覆うように配置されている。なお、突出部５３ａは、図８に示すように、可動接触片７に近接した位置で、閉位置から開位置に向かって突出するように湾曲した形状を有していてもよい。

前記実施形態では、アークが上方に伸長される構成であったが、アークが伸長される方向は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、永久磁石を配置して、アークを前方或いは後方に伸長させる電磁継電器に本発明を適用してもよい。その場合、延伸部５３は、アークが伸長される前方或いは後方に延びる構成となる。また、極性を有する電磁継電器において、極性によってアークの伸長方向が変わる場合は、アークガイド５を二股以上に分岐して形成してもよい。

図８に示すように、電磁継電器１は、位置決め機構７０をさらに備えてもよい。位置決め機構７０は、可動接触片７の開位置を位置決めする。位置決め機構７０は、例えば、可動機構８と可動接触片７との間に配置されてもよい。図８に示す例では、位置決め機構７０をコイルバネで構成した例を示している。コイルバネは、可動接触片７の開離方向Ｚ２を向く面に配置された支持部に支持されている。なお、位置決め機構７０は、樹脂やウレタンなどの緩衝材、或いは板バネであってもよい。位置決め機構７０は、可動接触片７が開位置にあるときに、アークガイド５とは異なる位置で、可動接触片７に接触している。

１ 電磁継電器
２ ケース（保持部材の一例）
４ 駆動装置
５ アークガイド
６ 固定端子
６ａ 固定接点
７ 可動接触片
７ａ 可動接点
５１ 保持部
５２ 接触部
５３ 延伸部
５３ａ 突出部
６０ 付勢部材

Claims (7)

1. 固定接点を含む固定端子と、
   前記固定接点に接触可能な可動接点を含む可動接触片と、
   前記可動接点が前記固定接点に接触する閉位置と前記可動接点が前記固定接点から開離した開位置とに前記可動接触片を移動させる駆動装置と、
   前記可動接触片と別体であり、前記可動接触片が前記閉位置にあるときに前記可動接触片から開離し、前記可動接触片が前記開位置にあるときに前記可動接触片に接触して前記固定接点と前記可動接点との間で生じるアークを伸長させるアークガイドと、
   を備えた、電磁継電器。
2. 前記アークガイドを保持する保持部材をさらに備え、
   前記アークガイドは、前記アークガイドが前記可動接触片と接触した状態において、前記開位置よりも前記閉位置側で前記保持部材に保持されている、
   請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記開位置から前記閉位置に向けて前記アークガイドを付勢する付勢部材をさらに備えた、
   請求項１又は２に記載の電磁継電器。
4. 前記アークガイドは、前記可動接触片が前記開位置にあるときに前記可動接触片に接触する接触部を含み、
   前記接触部は、前記可動接触片の移動方向において、前記可動接点と重なる、
   請求項２又は３に記載の電磁継電器。
5. 前記アークガイドは、前記アークが伸長される方向に延びる延伸部を含み、
   前記延伸部は、前記可動接触片に近接した位置で前記閉位置から前記開位置に向かって突出する突出部を含み、
   前記突出部は、前記アークを伸長させる方向において前記可動接触片と重なる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
6. 前記突出部は、閉位置から開位置に向かって突出するように湾曲した形状を有している、
   請求項５に記載の電磁継電器。
7. 前記可動接触片の前記開位置の位置決めをする位置決め機構をさらに備えた、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁継電器。

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