JP7552293B2

JP7552293B2 - 電磁継電器

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Publication number: JP7552293B2
Application number: JP2020196812A
Authority: JP
Inventors: 剛西田; 和樹古川; 尭塚田
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2024-09-18
Anticipated expiration: 2040-11-27
Also published as: JP2022085233A

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。例えば、特許文献１の電磁継電器は、固定接点を含む固定端子と、可動接点を含む可動接触片と、接点バネとを備えている。接点バネは、可動接点が固定接点に近づく方向に可動接触片を付勢し、可動接点が固定接点に接触したときの接触圧を増大させる。

特許第５７２７８６２号公報

特許文献１の電磁継電器では、固定接点及び可動接点に近い位置で接点バネが可動接触片に接触して配置されている。このため、接点バネと可動接触片との摺動によって発生した摩耗粉が可動接点或いは固定接点に付着し易い。固定接点或いは可動接点に摩耗粉が付着すると、接触抵抗が増加して通電性能が低下するおそれがある。

本発明の課題は、電磁継電器において、固定接点或いは可動接点に摩耗粉が付着することを抑制することにある。

本発明の一態様に係る電磁継電器は、第１固定端子と、第２固定端子と、可動接触片と、可動部材と、駆動装置と、接点バネとを備えている。第１固定端子は、第１固定接点を含む。第２固定端子は、第２固定接点を含む。第２固定端子は、第１固定端子から離れて配置されている。可動接触片は、第１固定接点及び第２固定接点に向かい合う１対の可動接点を含む。可動接触片は、１対の可動接点が第１固定接点及び第２固定接点に近づく接触方向と、１対の可動接点が第１固定接点及び第２固定接点から開離する開離方向とを含む第１方向に移動可能である。可動部材は、第１部材と、第２部材とを含む。第１部材は、可動接触片が固定される。第２部材は、第１部材に対して第１方向に相対移動可能に第１部材に連結される。駆動装置は、可動部材を介して可動接触片を第１方向に移動させる。接点バネは、第１部材と第２部材との間に挟まれ、可動接触片から離れた位置で第１部材を接触方向に付勢する。

この電磁継電器では、接点バネが可動接触片から離れた位置で第１部材を接触方向に付勢する。すなわち、接点バネは、可動接触片に直接接触していないので、接点バネと可動接触片との摺動による摩耗粉の発生を抑制できる。これにより、第１及び第２固定接点或いは１対の可動接点に摩耗粉が付着することを抑制することができる。また、第１部材と第２部材との間で接点バネが挟まれるので、接点バネを可動接触片から離れた位置に配置する場合において、部品点数の増加を抑えつつ、簡単な構成で接点バネを可動部材に組み付けることができる。

第２部材は、第１方向に延びる軸部と、軸部から第１方向と直交する方向に突出する係止突起とを含んでもよい。第１部材は、第２部材の係止突起が収容される収容孔と、収容孔と連通し第２部材の係止突起を収容孔まで案内する非真円形状の連通孔とを含んでもよい。この場合は、簡単な構成で第２部材を第１部材に連結することができる。

第２部材の軸部は、円柱形状であってもよい。第１部材の連通孔は、軸部が摺動する円形孔を含んでもよい。この場合は、連通孔と軸部との摺動による摩擦力を軽減できるので、第１部材及び第２部材の耐久性が向上する。

第１部材は、接点バネの一部を収容するバネ収容部を有してもよい。バネ収容部は、連通孔が形成される底部と、底部から開離方向に延びる筒部とを含んでもよい。この場合は、軸部と連通孔との摺動による摩耗粉、或いは、底部と接点バネとの摩擦による摩耗粉の飛散を収容部によって抑制できる。

第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方は、絶縁性を有する材料で形成されていてもよい。この場合は、接点装置と駆動装置との絶縁性を確保することができる。

電磁継電器は、可動接触片を第１方向に押圧して可動接触片を第１部材に固定するくさびをさらに備えてもよい。この場合は、簡単な構成で、第２部材に可動接触片を固定することができる。
駆動装置は、可動鉄片を含んでもよい。第２部材は、可動鉄片が連結される連結孔を含み、可動鉄片によって第１方向に平行な軸回りの回転が制限されてもよい。この場合は、可動鉄片によって第２部材を回り止めすることができる。

本発明によれば、電磁継電器において、固定接点或いは可動接点に摩耗粉が付着することを抑制することができる。

電磁継電器の斜視図である。電磁継電器を前方から見た図である。接点装置の斜視図である。接点装置の断面を前方から見た図である。接点装置の一部の分解斜視図である。第１部材を上方から見た図である。

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。各図面において、Ｚ２で示す方向を上方向、Ｚ１で示す方向を下方向、Ｘ１で示す方向を左方向、Ｘ２で示す方向を右方向、Ｙ１で示す方向を前方向、Ｙ２で示す方向を後方向として説明する。なお、これらの方向は、説明の便宜上、定義されるものであって、電磁継電器の配置方向を限定するものではない。

図１は、電磁継電器１の斜視図である。図２は、電磁継電器１を前方から見た図である。電磁継電器１は、ベース２と、接点装置３と、駆動装置４とを備えている。ベース２は、樹脂などの絶縁性を有する材料で形成されている。ベース２は、接点装置３及び駆動装置４を支持している。接点装置３及び駆動装置４は、ベース２に取り付けられる図示しないケースによって覆われる。

図３は、接点装置３の斜視図である。図４は、接点装置３の断面を前方から見た図である。図５は、接点装置３の一部の分解斜視図である。接点装置３は、第１固定端子６と、第２固定端子７と、可動接触片８と、可動部材９、接点バネ１０とを含む。第１固定端子６、第２固定端子７及び可動接触片８は、板状の端子であり、銅などの導電性を有する材料で形成されている。

第１固定端子６は、前後方向から見て、Ｕ字状に屈曲した形状を有している。第１固定端子６は、ベース２に固定されている。第１固定端子６は、接点支持部６ａと、第１固定接点６ｂと、１対の外部接続部６ｃとを含む。接点支持部６ａは、上下方向に直交する平坦面を含む。第１固定接点６ｂは、接点支持部６ａに支持されている。第１固定接点６ｂは、接点支持部６ａから上方に突出している。なお、第１固定接点６ｂは、第１固定端子６と一体であってもよい。外部接続部６ｃは、左右方向における接点支持部６ａの両端から下方に延びている。外部接続部６ｃは、ベース２から下方に突出しており、図示しない外部機器と電気的に接続される。

第２固定端子７は、第１固定端子６と前後方向に離れた位置でベース２に支持されている。第２固定端子７は、第１固定端子６の後方で第１固定端子６と間隔を隔てて配置されている。第２固定端子７は、第１固定端子６と同様の形状である。第２固定端子７は、接点支持部７ａと、第２固定接点７ｂと、１対の外部接続部７ｃとを含む。第２固定端子７の各構成は、第１固定端子６の各構成と同様であるため説明を省略する。

可動接触片８は、前後方向に延びている。可動接触片８は、可動部材９に固定されている。可動接触片８は、第１固定端子６及び第２固定端子７の上方に配置されている。可動接触片８は、１対の可動接点８ａ，８ｂを含む。１対の可動接点８ａ，８ｂは、第１可動接点８ａと、第２可動接点８ｂとを含む。第１可動接点８ａは、第１固定接点６ｂと向かい合って配置されており、第１固定接点６ｂに接触可能である。第２可動接点８ｂは、第２固定接点７ｂと向かい合って配置されており、第２固定接点７ｂに接触可能である。なお、第１可動接点８ａ及び第２可動接点８ｂは、可動接触片８と一体であってもよい。

可動接触片８は、第１方向に移動可能である。第１方向は、１対の可動接点８ａ，８ｂが第１固定接点６ｂ及び第２固定接点７ｂに近づく接触方向と、１対の可動接点８ａ，８ｂが第１固定接点６ｂ及び第２固定接点７ｂから開離する開離方向とを含む。本実施形態において、第１方向は、上下方向であり、接触方向は、Ｚ１で示す方向（下方向）であり、開離方向は、Ｚ２で示す方向（上方向）である。

可動接触片８は、１対の可動接点８ａ，８ｂが第１固定接点６ｂ及び第２固定接点７ｂから開離した開位置と、１対の可動接点８ａ，８ｂが第１固定接点６ｂ及び第２固定接点７ｂに接触する閉位置との間で移動可能である。

可動部材９は、上下方向に延びている。可動部材９は、第１可動接点８ａと第２可動接点８ｂの間で可動接触片８に連結されている。可動部材９は、前後方向における可動接触片８の中央に配置されている。

可動部材９は、第１部材２０と、第２部材３０とを含む。第１部材２０は、可動接触片８が固定され、可動接触片８と一体的に上下方向に移動する。第１部材２０は、樹脂などの絶縁性を有する材料で形成されている。第１部材２０は、本体部２１と、収容孔２２と、第１挿入孔２３と、第２挿入孔２４と、バネ収容部２５と、連通孔２６と、摺動部２７とを含む。

本体部２１は、直方体形状を有している。収容孔２２は、前後方向から見て矩形状であり、本体部２１の上部付近を前後方向に貫通して形成されている。第１挿入孔２３は、収容孔２２の下方で収容孔２２から離れた位置に形成されている。第１挿入孔２３は、本体部２１を前後方向に貫通して形成されている。第１挿入孔２３は、可動接触片８が左右方向から挿入される。第２挿入孔２４は、本体部２１を左右方向に貫通する孔であり、第１挿入孔２３と連通している。

ここで、電磁継電器１は、可動接触片８を上下方向に押圧して可動接触片８を第１部材２０に固定するくさび１５をさらに備えている。本実施形態では、くさび１５は、第２挿入孔２４に右方から挿入され、可動接触片８を第１挿入孔２３内で接触方向に押圧する。

バネ収容部２５は、本体部２１の上端に配置されている。バネ収容部２５は、有底筒状に形成されている。バネ収容部２５は、接点バネ１０の一部を収容する。バネ収容部２５は、底部２５ａと、筒部２５ｂとを含む。底部２５ａは、上下方向に直交する平坦な面を含む。底部２５ａは、本体部２１の上端面の一部によって構成されている。筒部２５ｂは、円筒形状であり、底部２５ａから上方に延びている。

図６は、第１部材２０を上方から見た図である。連通孔２６は、バネ収容部２５の底部２５ａを上下方向に貫通して形成されている。連通孔２６は、収容孔２２と連通している。連通孔２６は、後述する第２部材３０の係止突起３４を収容孔２２に案内するための孔である。連通孔２６は、上方から見て非真円形状である。本実施形態では、連通孔２６は、鍵孔状に形成されている。連通孔２６は、円形孔２６ａと、非円形孔２６ｂ，２６ｃとを含む。円形孔２６ａは、円形の孔であり、バネ収容部２５の底部２５ａの中央を上下方向に貫通している。非円形孔２６ｂは、円形孔２６ａの外周から前方に延びている。非円形孔２６ｃは、円形孔２６ａの中心を挟んで非円形孔２６ｂと対称形状である。非円形孔２６ｂは、円形孔２６ａの外周から後方に延びている。

摺動部２７は、本体部２１の下端に配置されている。摺動部２７は、ベース２に形成された図示しないガイド部によってガイドされる。摺動部２７は、ガイド部に対して上下方向に摺動する。ガイド部は、ベース２の上面において、下方に凹むように形成されており、上方から見て、非円形状に形成されている。ガイド部は、第１部材２０の左右方向及び前後方向への移動を制限する。摺動部２７は、ガイド部の形状に沿う形状を有しており、ガイド部によって上下方向に平行な軸回りの回転が制限されている。

第２部材３０は、樹脂などの絶縁性を有する材料で形成されている。第２部材３０は、第１部材２０と別体である。第２部材３０は、第１部材２０に対して上下方向に相対移動可能に第１部材２０に連結されている。第２部材３０は、連結孔３１と、バネ収容部３２と、軸部３３と、係止突起３４とを含む。

連結孔３１は、第１部材２０において、上部に配置されている。連結孔３１は、左右方向に貫通する孔である。バネ収容部３２は、連結孔３１の下方に配置されている。バネ収容部３２は、有底筒状に形成されている。バネ収容部３２は、接点バネ１０の一部を収容する。バネ収容部３２は、底部３２ａと、筒部３２ｂとを含む。底部３２ａは、上下方向に直交する平坦な面を含む。筒部３２ｂは、円筒形状であり、底部３２ａから下方に延びている。筒部３２ｂは、上下方向において、第１部材２０のバネ収容部２５の筒部２５ｂと重なる。可動接触片８が開位置にあるときは、筒部３２ｂは、筒部２５ｂと上下方向に離れている。可動接触片８が閉位置にあるときは、筒部３２ｂは、筒部２５ｂに接触する。

軸部３３は、バネ収容部３２の底部３２ａから下方に延びている。軸部３３は、円形孔２６ａの形状に沿う形状を有している。本実施形態では、軸部３３は、円柱形状である。軸部３３は、円形孔２６ａの直径よりも小さい直径を有している。軸部３３の直径は、筒部３２ｂの直径よりも小さい。軸部３３は、連通孔２６に挿入され、下端が収容孔２２内に収容されている。

係止突起３４は、軸部３３の下端付近の外周面から上下方向に直交する方向に突出している。係止突起３４は、第１突起３４ａと、第２突起３４ｂとを含む。第１突起３４ａは、軸部３３の外周面から左方に突出している。第１突起３４ａは、非円形孔２６ｂの形状に沿う形状を有している。第２突起３４ｂは、軸部３３を挟んで第１突起３４ａと対称形状である。第２突起３４ｂは、軸部３３の外周面から右方に突出している。第２突起３４ｂは、非円形孔２６ｃの形状に沿う形状を有している。図４に示すように、可動接触片８が開位置にあるときは、係止突起３４は、収容孔２２の内側上面２２ａに接触しており、収容孔２２の内側下面２２ｂと上下方向に離れている。

第２部材３０は、係止突起３４が連通孔２６を通るように上方から係止突起３４を収容孔２２まで挿入した後、第２部材３０を上下方向に平行な軸回りに９０度回転させることで第１部材２０に連結される。第２部材３０が第１部材２０に連結された状態では、係止突起３４は、非円形孔２６ｂ，２６ｃと上下方向に重ならない位置にあり、第２部材３０を第１部材２０に対して抜け止めする。

接点バネ１０は、コイルバネであり、圧縮された状態で第１部材２０と第２部材３０との間に挟まれている。接点バネ１０は、可動接触片８から離れた位置で第１部材２０を接触方向に付勢する。本実施形態では、接点バネ１０は、可動接触片８の上方で可動接触片８と間隔を隔てて配置されている。接点バネ１０は、軸部３３の外周を囲むように軸部３３の軸回りに配置されている。接点バネ１０は、上端が第２部材３０のバネ収容部３２に収容されている。接点バネ１０は、下端が第１部材２０のバネ収容部２５に収容されている。

駆動装置４は、接点装置３の左方に配置されている。駆動装置４は、可動部材９を介して可動接触片８を上下方向に移動させる。駆動装置４は、コイル４ａと、スプール４ｂと、固定鉄心４ｃと、ヨーク４ｄと、可動鉄片４ｅと、ヒンジバネ４ｆとを含む。

コイル４ａは、スプール４ｂの外周に巻回されている。スプール４ｂは、上下方向に延びている。固定鉄心４ｃは、スプール４ｂの内周部に配置されている。本実施形態では、固定鉄心４ｃは、複数の板材を積層して形成されている。ヨーク４ｄは、コイル４ａの左方を覆うように配置されている。ヨーク４ｄは、前後方向から見て略Ｌ字状である。ヨーク４ｄは、固定鉄心４ｃの下端に接続されている。

可動鉄片４ｅは、左端がヒンジバネ４ｆを介してヨーク４ｄに回動可能に支持されている。可動鉄片４ｅは、ヨーク４ｄの上端を支点として回動する。可動鉄片４ｅは、右端が可動部材９に連結されている。可動鉄片４ｅは、第２部材３０の連結孔３１に挿入されている。可動鉄片７ｅは、第２部材３０に対して上下方向に平行な軸回りの回転を制限する。可動鉄片４ｅは、固定鉄心４ｃの上方に配置されている。ヒンジバネ４ｆは、可動鉄片４ｅを固定鉄心４ｃから離れる方向に付勢する。ヒンジバネ４ｆは、前後方向から見て略Ｌ字状であり、ヨーク４ｄと可動鉄片４ｅとに取り付けられている。

次に電磁継電器１の動作について説明する。コイル４ａに電圧が印加されていない状態では、ヒンジバネ４ｆの弾性力によって可動部材９が開離方向に押圧されており、可動接触片８は、開位置に位置している。コイル４ａに電圧が印加されて駆動装置４が励磁されると、可動鉄片４ｅが固定鉄心４ｃに吸引されて回動し、可動部材９が接触方向に押圧される。これにより、可動部材９がヒンジバネ４ｆの弾性力に抗して接触方向に移動する。可動部材９の接触方向の移動に伴い、可動接触片８が閉位置に移動する。これにより、１対の可動接点８ａ，８ｂが第１固定接点６ｂ及び第２固定接点７ｂに接触する。このとき、接点バネ１０によって第１部材２０が接触方向に付勢されているので、第１固定接点６ｂ及び第２固定接点７ｂに対する１対の可動接点８ａ，８ｂの十分な接触圧を確保することができる。コイル４ａの電圧の印加が停止されると、可動部材９は、ヒンジバネ４ｆの弾性力によって開離方向に移動し、可動接触片８が開位置に戻る。

上述した電磁継電器１では、接点バネ１０が可動接触片８から離れた位置で第１部材２０を接触方向に付勢する。すなわち、接点バネ１０は、可動接触片８に直接接触していないので、接点バネ１０と可動接触片８との摺動による摩耗粉の発生を抑制できる。これにより、第１固定接点６ｂ、第２固定接点７ｂ或いは１対の可動接点８ａ，８ｂに摩耗粉が付着することを抑制することができる。また、第１部材２０と第２部材３０との間で接点バネ１０が挟まれるので、接点バネ１０を可動接触片８から離れた位置に配置する場合において、部品点数の増加を抑えつつ、簡単な構成で接点バネ１０を可動部材９に組み付けることができる。

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、接点装置３或いは駆動装置４の構成が変更されてもよい。

連通孔２６の形状は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、連通孔２６は、上方から見て三角形や四角形などの多角形状であってもよい。この場合、係止突起３４の形状も連通孔２６の形状に応じて適宜変更してもよい。また、軸部３３は、例えば、角柱形状であってもよい。

第１部材２０及び第２部材３０の一方が金属材料で形成されていてもよい。可動接触片８は、インサート成形によって第１部材２０に固定されてもよい。

１電磁継電器
４駆動装置
４ｅ可動鉄片
６第１固定端子
６ｂ第１固定接点
７第２固定端子
７ｂ第２固定接点
８ａ，８ｂ１対の可動接点
９可動部材
１０接点バネ
１５くさび
２０第１部材
２２収容孔
２５バネ収容部
２５ａ底部
２５ｂ筒部
２６連通孔
２６ａ円形孔
３０第２部材
３１連結孔
３３軸部
３４係止突起

Claims

第１固定接点を含む第１固定端子と、
第２固定接点を含み、前記第１固定端子から離れて配置された第２固定端子と、
前記第１固定接点及び前記第２固定接点に向かい合う１対の可動接点を含み、前記１対の可動接点が前記第１固定接点及び前記第２固定接点に近づく接触方向と、前記１対の可動接点が前記第１固定接点及び前記第２固定接点から開離する開離方向とを含む第１方向に移動可能な可動接触片と、
前記可動接触片が固定される第１部材と、前記第１部材に対して前記第１方向に相対移動可能に前記第１部材に連結される第２部材とを含む可動部材と、
前記可動部材を介して前記可動接触片を前記第１方向に移動させる駆動装置と、
前記第１部材と前記第２部材との間に挟まれ、前記可動接触片から離れた位置で前記第１部材を前記接触方向に付勢する接点バネと、
を備え、
前記第２部材は、前記第１方向に延びる軸部と、前記軸部から前記第１方向と直交する方向に突出する係止突起とを含み、
前記第１部材は、前記第２部材の前記係止突起が収容される収容孔と、前記収容孔と連通し前記第２部材の前記係止突起を前記収容孔まで案内する非真円形状の連通孔とを含む、
電磁継電器。
前記第１部材の前記連通孔は、前記軸部が摺動する円形孔を含む、
請求項１に記載の電磁継電器。
前記第１部材は、前記接点バネの一部を収容するバネ収容部を有し、
前記バネ収容部は、前記連通孔が形成される底部と、前記底部から前記開離方向に延びる筒部とを含む、
請求項１又は２に記載の電磁継電器。
第１固定接点を含む第１固定端子と、
第２固定接点を含み、前記第１固定端子から離れて配置された第２固定端子と、
前記第１固定接点及び前記第２固定接点に向かい合う１対の可動接点を含み、前記１対の可動接点が前記第１固定接点及び前記第２固定接点に近づく接触方向と、前記１対の可動接点が前記第１固定接点及び前記第２固定接点から開離する開離方向とを含む第１方向に移動可能な可動接触片と、
前記可動接触片が固定される第１部材と、前記第１部材に対して前記第１方向に相対移動可能に前記第１部材に連結される第２部材とを含む可動部材と、
前記可動部材を介して前記可動接触片を前記第１方向に移動させる駆動装置と、
前記第１部材と前記第２部材との間に挟まれ、前記可動接触片から離れた位置で前記第１部材を前記接触方向に付勢する接点バネと、
を備え、
前記第１部材及び前記第２部材は、絶縁性を有する材料で形成されている、
電磁継電器。
第１固定接点を含む第１固定端子と、
第２固定接点を含み、前記第１固定端子から離れて配置された第２固定端子と、
前記第１固定接点及び前記第２固定接点に向かい合う１対の可動接点を含み、前記１対の可動接点が前記第１固定接点及び前記第２固定接点に近づく接触方向と、前記１対の可動接点が前記第１固定接点及び前記第２固定接点から開離する開離方向とを含む第１方向に移動可能な可動接触片と、
前記可動接触片が固定される第１部材と、前記第１部材に対して前記第１方向に相対移動可能に前記第１部材に連結される第２部材とを含む可動部材と、
前記可動部材を介して前記可動接触片を前記第１方向に移動させる駆動装置と、
前記第１部材と前記第２部材との間に挟まれ、前記可動接触片から離れた位置で前記第１部材を前記接触方向に付勢する接点バネと、
前記可動接触片を前記第１方向に押圧して前記可動接触片を前記第１部材に固定するくさびと、
を備える、
電磁継電器。
第１固定接点を含む第１固定端子と、
第２固定接点を含み、前記第１固定端子から離れて配置された第２固定端子と、
前記第１固定接点及び前記第２固定接点に向かい合う１対の可動接点を含み、前記１対の可動接点が前記第１固定接点及び前記第２固定接点に近づく接触方向と、前記１対の可動接点が前記第１固定接点及び前記第２固定接点から開離する開離方向とを含む第１方向に移動可能な可動接触片と、
前記可動接触片が固定される第１部材と、前記第１部材に対して前記第１方向に相対移動可能に前記第１部材に連結される第２部材とを含む可動部材と、
前記可動部材を介して前記可動接触片を前記第１方向に移動させる駆動装置と、
前記第１部材と前記第２部材との間に挟まれ、前記可動接触片から離れた位置で前記第１部材を前記接触方向に付勢する接点バネと、
を備え、
前記駆動装置は、可動鉄片を含み、
前記第２部材は、前記可動鉄片が連結される連結孔を含み、前記可動鉄片によって前記第１方向に平行な軸回りの回転が制限されている、
電磁継電器。