JP7452113B2

JP7452113B2 - 電磁継電器

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Publication number: JP7452113B2
Application number: JP2020041653A
Authority: JP
Inventors: 真一小川; 亮太箕輪; 直樹川口
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2024-03-19
Anticipated expiration: 2040-03-11
Also published as: JP2021144816A

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

従来、電気回路を開閉する電磁継電器が知られている。電磁継電器は、ケースと、
接点装置と、接点装置を駆動する駆動装置と、を備えている。接点装置は、固定端子と、可動接触片とを含み、ケースに収容されている（特許文献１参照）。

特許第５９３８７４５号公報

電磁継電器では、固定端子や可動接触片の発熱によって通電容量が低下するので、通電時における固定端子や可動接触片の発熱を抑制する必要がある。このため、固定端子や可動接触片は、放熱性が高いことが好ましい。

本発明の課題は、電磁継電器において、固定端子の放熱性の向上を図ることにある。

本発明の一態様に係る電磁継電器は、ケースと、固定端子と、永久磁石と、ヨークとを備える。ケースは、絶縁性である。固定端子は、一部がケース内に配置される。永久磁石は、接点ケースの周囲に配置され、接点ケース内に磁界を発生させる。ヨークは、固定端子に直接又は間接的に接触する第１接触面を含み、永久磁石に接続される。

この電磁継電器では、永久磁石に接続されるヨークが固定端子に直接又は間接的に接触する第１接触面を含む。これにより、固定端子の熱が第１接触面からヨークに伝わり易くなる。その結果、固定端子の熱がヨークから放熱され易くなるので、固定端子の放熱性の向上を図ることができる。

固定端子は、ケースの内面に接触する第２接触面を含んでもよい。ヨークの第１接触面は、第２接触面に平行に配置されてもよい。この場合は、固定端子とヨークとの接触面積を大きくすることができるので、ヨークから固定端子の熱がさらに放熱され易くなる。

ヨークの第１接触面は、前記第２接触面に対向して配置されてもよい。この場合は、ヨークから固定端子の熱がさらに放熱され易くなる。

電磁継電器は、可動接触片と、可動接触片を移動させる可動機構と、可動機構を作動させる駆動装置とをさらに備えてもよい。固定端子は、固定接点を含んでもよい。第２接触面は、可動接触片の可動方向において固定接点と重なってもよい。この場合は、固定接点に近い位置に第２接触面が配置されるので、固定端子の熱をヨークから効果的に放熱することができる。

ヨークの第１接触面は、ケースを介して固定端子に接触してもよい。この場合は、ケース内の温度上昇をヨークによって抑制することができる。

永久磁石は、フェライト磁石であってもよい。この場合は、固定端子の熱がヨークから永久磁石に伝わったときの永久磁石の減磁を抑制することができる。

ヨークは、少なくとも一部が外部に露出してもよい。この場合は、ヨークから固定端子の熱がさらに放熱され易くなる。

ヨークは、固定端子に直接接触してもよい。ヨークは、少なくとも外部に露出する部分が絶縁部材で覆われていてもよい。この場合は、接触による感電を防止することができる。

本発明によれば、電磁継電器において、固定端子の放熱性の向上を図ることができる。

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上方から見た模式図である。第１変形例に係る電磁継電器の内部を上方から見た模式図である。第２変形例に係る電磁継電器の内部を前方から見た模式図である。第２変形例に係る電磁継電器の内部を上方から見た模式図である。第３変形例に係る電磁継電器の内部を前方から見た模式図である。第３変形例に係る電磁継電器の内部を側方から見た模式図である。第４変形例に係る電磁継電器の内部を前方から見た模式図である。第４変形例に係る電磁継電器の内部を側方から見た模式図である。第５変形例に係る電磁継電器の内部を側方から見た模式図である。第５変形例に係る電磁継電器を側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及び図６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１００の内部を前方から見た模式図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図であり、電磁継電器１００の内部を上方から見た模式図である。

電磁継電器１００は、いわゆるヒンジ型の電磁継電器である。電磁継電器１００は、ケース２と、接点装置３と、駆動装置４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、ベース２ａに支持されている。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、固定端子７と、可動接触片８と、可動接触片９と、可動機構１１と、を含む。固定端子６，７及び可動接触片８，９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６，７及び可動接触片８，９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、一部がケース２内に配置される。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。外部接続部は、ケース２から外部に突出しており、図示しない外部機器と電気的に接続される。

固定端子７は、固定端子６と同様の形状である。固定端子７は、一部がケース２内に配置される。固定端子７は、固定端子６と前後方向に間隔を隔てて配置されている。固定端子７は、固定接点７ａと、図示しない外部接続部とを含む。固定接点７ａは、ケース２内に配置されている。外部接続部は、ケース２から外部に突出しており、図示しない外部機器と電気的に接続される。

可動接触片８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８は、可動接点８ａを含む。可動接点８ａは、固定接点６ａと接触可能である。

可動接触片９は、弾性変形可能な板ばねで構成されており、固定端子７と対向して配置されている。図２に示すように、可動接触片９は、前後方向に延びる接続部１２を介して可動接触片８と電気的に接続されている。可動接触片９は、可動接点９ａを含む。可動接点９ａは固定接点７ａと接触可能である。

可動機構１１は、カード部材２０を含む。カード部材２０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２０は、可動接触片８，９と駆動装置４との間に配置されている。カード部材２０は、可動接触片８，９と駆動装置４に接続されている。可動機構１１は、可動接点８ａ，９ａが固定接点６ａ，７ａに接触する接触方向Ｚ１と開離する開離方向Ｚ２とに可動接触片８，９を移動させる。本実施形態における可動接触片８，９の移動方向は、左右方向と一致する。接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２は、可動接触片８，９の移動方向の一例である。なお、図２では、可動機構１１の図示を省略している。

駆動装置４は、電磁力によって可動機構１１を作動させる。詳細には、駆動装置４は、電磁力によってカード部材２０を回動させることによって、可動接触片８，９を接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２に移動させる。

駆動装置４は、ベース２ａに支持されている。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２０を押圧する。カード部材２０が可動鉄片４ｂに押圧されることで、可動接触片８，９が接触方向Ｚ１に押圧される。これにより、可動接点８ａ，９ａが固定接点６ａ，７ａに接触する。なお、図１及び図２では、コイル４ａに電圧が印加された状態、すなわち可動接点８ａ，９ａが固定接点６ａ，７ａに接触した状態を示している。

電磁継電器１００は、永久磁石２５ａ，２５ｂと、ヨーク２６とをさらに備えている。永久磁石２５ａ，２５ｂは、ケース２の周囲に配置され、ケース２内に磁界を発生させる。永久磁石２５ａ，２５ｂは、可動接点８ａ，９ａが固定接点６ａ，７ａから開離するときに発生するアークを伸長させるために設けられている。永久磁石２５ａ，２５ｂは、ケース２に支持されている。永久磁石２５ａと永久磁石２５ｂとは、前後方向に対向するように配置されている。永久磁石２５ａ，２５ｂは、フェライト磁石であることが好ましい。

ヨーク２６は、略Ｕ字形状であり、永久磁石２５ａ，２５ｂに接続されている。ヨーク２６は、永久磁石２５ａ，２５ｂを囲むように配置されている。ヨーク２６は、少なくとも一部が外部に露出するようにケース２に支持されている。

ヨーク２６は、前後方向に延びる中央部２６ａと、中央部２６ａの両端から左右方向に延びる１対の側部２６ｂ，２６ｃとを含む。中央部２６ａは、ケース２の右側面２ｃに接触している。側部２６ｂと側部２６ｃとは、前後方向に対向するように設けられている。側部２６ｂは、永久磁石２５ａに接触しており、側部２５ｃは、永久磁石２５ｂに接触している。永久磁石２５ａは、側部２６ｂとカバー２ｂの間に配置されている。永久磁石２５ｂは、側部２６ｃとカバー２ｂの間に配置されている。

ヨーク２６は、固定端子６，７に間接的に接触する第１接触面２６ｄをさらに含む。本実施形態における第１接触面２６ｄは、ケース２の右側面２ｃに対向する中央部２６ａの内側面（左側面）の一部によって構成される。第１接触面２６ｄは、ケース２のカバー２ｂを介して固定端子６，７に接触する。

ここで、固定端子６は、ケース２のカバー２ｂの内面に接触する第２接触面６ｃをさらに含む。同様に、固定端子７は、ケース２のカバー２ｂの内面に接触する第２接触面７ｃをさらに含む。第２接触面６ｃ，７ｃは、接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２に直交する面と平行である。

第１接触面２６ｄは、第２接触面６ｃ，７ｃと平行である。第１接触面２６ｄは、第２接触面６ｃ，７ｃに対向して配置される。接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２において、第１接触面２６ｄの少なくとも一部は、第２接触面６ｃ，７ｃと重なる。接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２において、第１接触面２６ｄは、固定接点６ａ，７ａと重なる。

上述した電磁継電器１００では、永久磁石２５ａ，２５ｂに接続されるヨーク２６が固定端子６，７に間接的に接触する第１接触面２６ｄを含む。これにより、固定端子６，７の熱が第１接触面２６ｄからヨーク２６に伝わり易くなる。その結果、固定端子６，７の熱がヨーク２６から放熱され易くなるので、固定端子６，７の放熱性の向上を図ることができる。

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。ケース２、接点装置３、可動機構１１、永久磁石２５ａ，２５ｂ、ヨーク２６の形状、或いは配置が変更されてもよい。永久磁石は、１つ或いは３つ以上設けられていてもよい。

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。固定接点７ａは、固定端子７と一体であってもよいし、別体であってもよい。可動接点８ａは、可動接触片８と一体であってもよいし、別体であってもよい。可動接点９ａは、可動接触片９と一体であってもよいし、別体であってもよい。

接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２において、第１接触面２６ｄは、固定接点６ａ，７ａと重なっていなくてもよいし、第２接触面６ｃ，７ｃと重なっていなくてもよい。

図３は、第１変形例に係る電磁継電器１００の内部を上方から見た模式図である。第１変形例は、ヨーク２６の構成が前記実施形態と異なる。その他の構成は、前記実施形態と同様である。図３に示すように、ヨーク２６は、第１ヨーク４１と、第２ヨーク４２とを含んでもよい。ここでは、第１ヨーク４１は、第２ヨーク４２と直接接触しておらず、ケース２のカバー２ｂによって第２ヨーク４２と絶縁されている。なお、第１ヨーク４１と第２ヨーク４２の一部が直接接触していてもよい。

第１ヨーク４１は、略Ｕ字形状であり、前後方向に延びる中央部４１ａと、前後方向における中央部４１ａの両端から左右方向に延びる１対の側部４１ｂ，４１ｃと、第１接触面４１ｄとを含む。中央部４１ａは、ケース２の右側面に接触している。側部４１ｂと側部４１ｃとは、前後方向に対向するように設けられている。側部４１ｂは、永久磁石２５ａに接触して配置されている。側部４１ｃは、前後方向において固定端子６と固定端子７の間に配置されている。第１接触面４１ｄは、ケース２のカバー２ｂを介して固定端子６の第２接触面６ｃに接触する。

第２ヨーク４２は、第１ヨーク４１と同様の形状を有している。第２ヨーク４２は、中央部４２ａと、１対の側部４２ｂ，４２ｃと、第１接触面４２ｄとを含む。側部４２ｂは、前後方向において固定端子６と固定端子７の間に配置されている。側部４２ｂは、第１ヨーク４１の側部４１ｃと前後方向に間隔を隔てて配置されている。側部４２ｃは、永久磁石２５ｂに接触して配置されている。第１接触面４２ｄは、ケース２のカバー２ｂを介して固定端子７の第２接触面７ｃに接触する。

図４は、第２変形例に係る電磁継電器１００の内部を前方から見た模式図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線断面図であり、第２変形例に係る電磁継電器１００の内部を上方から見た模式図である。第２変形例では、固定端子６，７の構成が第１変形例と異なる。その他の構成は、第１変形例と同様である。

固定端子６は、第１ヨーク４１に直接接触する。詳細には、固定端子６は、第１接触面４１ｄに向かって延びる１対の接触部６ｄを含む。１対の接触部６ｄのそれぞれは、左右方向に延び、前後方向に対向している。第１接触面４１ｄは、１対の接触部６ｄに接触する。同様に、固定端子７は、第２ヨーク４２に直接接触する。詳細には、固定端子７は、第１接触面４２ｄに向かって延びる１対の接触部７ｄを含む。第１接触面４２ｄは、１対の接触部７ｄに接触する。

第１ヨーク４１は、例えば、ケース２のカバー２ｂによって第２ヨーク４２と絶縁されている。第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２は、図５に示すように、外少なくとも部に露出する部分が絶縁部材５０で覆われている。第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２は、全体が絶縁部材５０で覆われていてもよい。絶縁部材５０は、塗装やコーティングなどの手段で固定端子６，７の表面を覆ってもよいし、網状や格子状の絶縁部品で固定端子６，７の表面を覆ってもよい。

なお、第２変形例では、固定端子６，７の第２接触面６ｃ，７ｃが省略されてもよい。すなわち、固定端子６，７は、必ずしもケース２の内面に接触していなくてもよい。また、１対の接触部６ｄ，７ｄの形状は変更されてもよく、固定端子６と第１ヨーク４１、固定端子７と第２ヨーク４２とが直接接触する構成であればよい。

図６は、第３変形例に係る電磁継電器２００の内部を前方から見た模式図である。図７は、第３変形例に係る電磁継電器２００の内部を側方から見た模式図である。第３変形例は、本発明をプランジャ型の電磁継電器２００に適用した実施例である。電磁継電器２００は、ケース１０２と、接点装置１０３と、図示しない駆動装置とを備えている。ケース１０２は、略四角形の箱型であり、樹脂などの絶縁性を有する材料で形成されている。接点装置１０３は、固定端子１０６，１０７と、可動接触片１０８と、を含む。

固定端子１０６，１０７及び可動接触片１０８は、板状の端子であり、左右方向に延びている。固定端子１０６は、固定接点１０６ａと、外部接続部１０６ｂと、第２接触面１０６ｃとを含む。固定端子１０７は、固定端子１０６と左右方向に間隔を隔てて配置されている。固定端子１０７は、固定接点１０７ａと、外部接続部１０７ｂ、第２接触面１０７ｃとを含む。可動接触片１０８は、固定接点１０６ａに接触可能な可動接点１０８ａと、固定接点１０７ａに接触可能な可動接点１０８ｂとを含む。第２接触面１０６ｃ，１０７ｃは、前記実施形態と同様に接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２に直交する面と平行であり、ケース２の内面と接触する。

可動機構１１１は、駆動軸１２０を含む。駆動軸１２０は、接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２に沿って延びている。駆動装置は、電磁力によって駆動軸１２０を接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２に移動させる。電磁継電器２００の動作については、従来と同様であるため説明を省略する。

図７に示すように、電磁継電器２００は、永久磁石１２５ａ，１２５ｂと、ヨーク１２６とを備えている。永久磁石１２５ａ，１２５ｂと、ヨーク１２６は、前記実施形態と同様の形状である。永久磁石１２５ａは、永久磁石１２５ｂと前後方向に対向して配置されている。ヨーク１２６は、中央部１２６ａと、１対の側部１２６ｂ，１２６ｃと、第１接触面１２６ｄとを含む。中央部１２６ａは、ケース２の上面に接触している。側部１２６ｂは、前後方向における中央部１２６ａの両端から下方に延びている。側部１２６ｂは、永久磁石１２５ａに接触して配置されている。側部１２６ｃは、永久磁石１２５ｂに接触して配置されている。第１接触面１２６ｄは、ケース１０２を介して固定端子１０６，１０７に接触する。なお、ヨーク１２６は、第２変形例のように分割されていてもよい。

第１接触面１２６ｄは、第２接触面１０６ｃ，１０７ｃと平行である。接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２において、第１接触面１２６ｄの少なくとも一部は、第２接触面１０６ｃ，１０７ｃと重なる。接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２において、第１接触面１２６ｄは、固定接点１０６ａ，１０７ａと重なる。

図８は、第４変形例に係る電磁継電器２００の内部を前方から見た模式図である。図９は、第４変形例に係る電磁継電器２００の内部を側方から見た模式図である。第４変形例は、固定端子１０６，１０７の及びヨーク１２６の構成が第３変形例と異なる。その他の構成は、第３変形例と同様である。ヨーク１２６は、第２変形例と同様に分割されている。すなわち、ヨーク１２６は、第１ヨーク１４１と、第２ヨーク１４２とを含む。第１ヨーク１４１及び第２ヨーク１４２は、第２変形例と同様の形状である。第１ヨーク１４１と第２ヨーク１４２とは、左右方向に間隔を隔てて配置されている。第１ヨーク１４１は、中央部１４１ａと、１対の側部１４１ｂ，１４１ｃと、第１接触面１４１ｄとを含む。第２ヨーク１４２は、中央部１４２ａと、図示しない１対の側部と、第１接触面１４２ｄとを含む。

固定端子１０６は、第１ヨーク１４１に直接接触する。固定端子１０６は、第１接触面１４１ｄに向かって延びる１対の接触部１０６ｄを含む。１対の接触部１０６ｄのそれぞれは、上下方向に延び、左右方向に対向している。１対の接触部１０６ｄは、固定接点１０６ａの近傍に設けられている。第１接触面１４１ｄは、１対の接触部１０６ｄに接触する。

同様に、固定端子１０７は、第２ヨーク１４２に直接接触する。固定端子１０７は、１対の接触部１０７ｄを含む。１対の接触部１０７ｄは、固定接点１０７ａの近傍に設けられている。第１接触面１４２ｄは、１対の接触部１０７ｄに接触する。

第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２は、図９に示すように、少なくとも外部に露出する部分が絶縁部材５０で覆われている。なお、図８では、絶縁部材５０の図示を省略している。

図１０は、第５変形例に係る電磁継電器２００の内部を前方から見た模式図である。図１１は、第５変形例に係る電磁継電器２００を側方から見た模式図である。第５変形例では、永久磁石１２５ａの配置と固定端子１０６，１０７の構成が第３変形例と異なる。永久磁石１２５ａは、ケース１０２の上面の中央付近に配置されている。永久磁石１２５ａは、ヨーク１２６の中央部１２６ａに接触して配置されている。ヨーク１２６の１対の側部１２６ｂ，１２６ｃは、左右方向における中央部１２６ａの両端から下方に延びている。１対の側部１２６ｂ，１２６ｃは、ケース２の外面に接触している。

固定端子１０６は、左右延伸部１６１ａと、上下延伸部１６１ｂと、前後延伸部１６１ｃ（図１１参照）とを含む。左右延伸部１６１ａは、左右方向に延び、ケース２の上部の内面に接触している。固定接点１０６ａは、左右延伸部１６１ａに配置されている。上下延伸部１６１ｂは、左右延伸部１６１ａの左端から下方に延びている。上下延伸部１６１ｂは、ケース２の左側部の内面に接触している。上下延伸部１６１ｂは、第２接触面１０６ｃを含む。前後延伸部１６１ｃは、上下延伸部１６１ｂの下端から前方に延び、ケース２の外部に突出している。前後延伸部１６１ｃは、外部接続部１０６ｂを含む。なお、固定端子１０７は、固定端子１０６と同様の形状である。固定端子１０７は、左右延伸部１７１ａと、上下延伸部１７１ｂと、図示しない前後延伸部とを含む。

第５変形例における第１接触面１２６ｄは、側部１２６ｂの一部と、側部１２６ｃの一部によって構成される。第１接触面１２６ｄは、左右方向において、第２接触面１０６ｃ，１０７ｃと重なる。

２ケース
４駆動装置
６，７固定端子
６ｄ，７ｄ第２接触面
１１可動機構
２５ａ，２５ｂ永久磁石
２６ヨーク
２６ｄ第１接触面
５０絶縁部材
１００電磁継電器

Claims

絶縁性のケースと、
固定接点を含み、一部が前記ケース内に配置される固定端子と、
前記ケースの周囲に配置され、前記ケース内に磁界を発生させる永久磁石と、
前記固定端子に直接又は間接的に接触する第１接触面を含み、前記永久磁石に接続されるヨークと、
可動接触片と、
前記可動接触片を移動させる可動機構と、
前記可動機構を作動させる駆動装置と、
を備え、
前記第１接触面は、前記可動接触片の可動方向において前記固定接点と重なる、電磁継電器。
前記固定端子は、前記ケースの内面に接触する第２接触面を含み、
前記ヨークの前記第１接触面は、前記第２接触面と平行である、
請求項１に記載の電磁継電器。
前記ヨークの前記第１接触面は、前記第２接触面に対向して配置される、
請求項２に記載の電磁継電器。
前記第２接触面は、前記可動接触片の可動方向において前記固定接点と重なる、
請求項２又は３に記載の電磁継電器。
前記ヨークの前記第１接触面は、前記ケースを介して前記固定端子に接触する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
前記永久磁石は、フェライト磁石である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁継電器。
前記ヨークは、少なくとも一部が外部に露出する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁継電器。
絶縁性のケースと、
一部が前記ケース内に配置される固定端子と、
前記ケースの周囲に配置され、前記ケース内に磁界を発生させる永久磁石と、
前記固定端子に直接又は間接的に接触する第１接触面を含み、前記永久磁石に接続されるヨークと、
を備え
前記ヨークは、前記固定端子に直接接触し、
前記ヨークは、少なくとも一部が外部に露出し、少なくとも外部に露出する部分が絶縁部材で覆われている、
電磁継電器。