JPH10511214A - 高スイッチング電力用の継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 継電器はコイル（２）と、コア（４）と、ヨーク（５）と、ヨークに支承された電機子（６）とを備えた磁石系を有している。電機子には接点ばね（７）が固定されており、これらの端部区域が１つ以上の対向接点エレメントと協働する。接点ばね（７）および／または各々の対向接点エレメント（２１、２２、２５、２６）は接続エレメントと結合されている。これらの接続エレメントはすべて、共通面上で絶縁壁（３２）の分離したポケット（３３、３４、３５）内でコイルの第２のヨーク脚部と向き合う側に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】 高スイッチング電力用の継電器 本発明は、電磁継電器であって、継電器の底側を固定しているベースと、前記 底側に対して平行な軸線で前記ベース上に配置されたコイルと、前記コイルを軸 方向に貫通しているコアと、第１の脚部で前記コアの一方の端部と結合されて、 第２の脚部で前記コイルの横に長手側で延びているヨークと、前記第２のヨーク 脚部の自由な端部に支承されて、前記コアの他方の端部と動作エアギャップを形 成している電機子と、さらに前記電機子によって操作される接点ばねとを有して おり、前記接点ばねが少なくとも１つの対向接点エレメントと協働し、前記接点 ばねおよび／または各々の対向接点エレメントがそれぞれ前記ベース内に固定さ れた負荷接続エレメントと結合されている形式のものに関する。 このような構造を有する継電器は、ＥＰ０２８１９５０Ｂ１に記載されている 。この構造により、基本構造は同じままで種々の接点装備を形成することが可能 であり、ベース下側の扁平プラグの接続構成は自動車継電器の規格に従って配分 されている。この場合、スイッチングに非常に高い電流を使用する目的にとって 、負荷接続部の間およびコイルとの絶縁は問題がある。 類似の継電器がＥＰ０１９５９５６Ｂ１に記載されている。ここでの接点ばね のばねアームは銅より線で互いに結合されており、二重切換えの可能性も言及さ れている。この場合、それぞれ２つの共軸に互いに向き合う接点部材が各々のば ねアームに配置されていて、それぞれ接点ばね内の穴によって互いに結合される であろう。しかし、非常に高い電流を接続するための２つの大きい接点リベット と、接点ばねと銅より線の間に介在する材料とを有するこのような構造は、接点 部材の厚さが軸方向で非常に大きくなるであろうが、これは接点ばねを製作する 際に非常に扱いにくいであろう。さらに、接点部材の全高の公差が大きいので、 接点間隔の調整は非常に面倒であろう。 本発明の課題は、製作が簡単であるにもかかわらず、細くコンパクトな構造に よって、非常に大きいスイッチング電力を投入、遮断もしくは切り換えるのに適 していて、負荷接続部の必要な絶縁も簡単に実現できるように、冒頭で述べた形 式の継電器を構成することである。 この課題を解決するために本発明の構成では、すべての負荷接続エレメントが それらの主平面で、前記コイルの第２のヨーク脚部と向き合う側で底面に対して 直角の共通面上に固定されていて、前記共通面上で前記ベースの下側に向かって 延びているようにした。 本発明の構成により、非常に細くコンパクトな構造を達成できる。この場合、 コイルに対する負荷接続エ レメントの絶縁はベースの底側上に垂直に立っている絶縁壁によって改善できる 。この場合に、負荷接続エレメントはベースの材料内に埋め込まれているか、あ るいはベースもしくは絶縁壁の互いに分離されたポケット内で継電器の底側に向 かって案内されていてよく、負荷接続エレメントは互いに絶縁されたチャンバ内 で終了していることが好ましい。 本発明の継電器は有利な構成において、ブリッジ接点継電器として形成されて いる。この際に、電機子に固定された接点ばねは、電機子の可動端部を越えて突 き出している自由な端部区域でフォーク状に２つのばねアームに別れており、各 々のばねアームがそれぞれ固定した２つの対向接点エレメントの間で切換え可能 であり、両ばねアームが導電性の高い金属からなる導体バンドを介して互いに結 合されている。この場合において、両ばねアームは各々がその可動端部区域で、 接点ばねの横断方向で互いにずれた接点部材を反対側の表面上で支持しており、 両ばねアームの同じ表面側で互いに同列をなしている接点部材が、それぞれブリ ッジ開路接点もしくはブリッジ閉路接点としての対向接点対と協働する。 このように、共通の切換えばね上に閉路接点部材を開路接点部材に対してずら して配置することによって製造方法は簡単になり、個々の接点部材が高導電材料 からなるより線またはバンドによって互いに連結されても、ばね表面上の全接点 高さは小さくなる。とりわ け、接点リベットが互いに共軸に取り付けられていない。ずらした配置構成によ り、対向接点エレメントの配置構成におけるひずみ除去も可能である。このよう に構成することによって、対向接点エレメントは、有利なスペース利用のもとで 互いに絶縁されて固定され、継電器の接続側に向かって案内されることができる 。 さらに、有利な構成において、両ばねアームの接点ばね長手軸に隣接した接点 部材が、好ましくは電機子に向かって配置されていて、閉路接点を形成しており 、これに対応して、それぞれ外側の接点部材がやはり同じ表面側に向かって、す なわち好ましくは電機子と反対側に配置されていて、開路接点を形成している。 このことの長所は、電機子長手軸からの距離が比較的に大きく、またばねが変位 する際にねじれが作用することにより、開路接点のばね特性曲線が比較的ゆるや かになることである。 以下に、本発明の実施例を図面に基づき詳しく説明する。図１は、本発明に従 って形成された継電器の斜視図（ケーシングキャップなし）を示しており、図２ は、図１の継電器の組立工程における主要アセンブリ、すなわちベースアセンブ リ、コイルアセンブリおよび電機子アセンブリの斜視図を示しており、図３は、 接点ばねを有する電機子アセンブリの細部の分解組立図を示しており、図４は、 同様にベースアセンブリの細部の分解組立図を示しており、図５は、閉路接点配 置構成を有する継電器の図１に相応する図を示しており、図６は、ブリッジ閉路 接点配置構成を有する継電器の図１に相応する図を示しており、 図７は、単段切換え接点配置構成を有する継電器の図１に相応する図を示してい る。 図１〜４に示された継電器は、継電器の底側および接続面を規定しているベー ス１を有している。このベース上には、コイル体３によって支持されたコイル２ 、コイル内で軸方向に配置されたコア４および屈曲したヨーク５を有する磁石系 が配置されており、コイル軸心はベース１の底側に対して平行である。コイルは 矩形または楕円形の断面を有してベース上に立てて配置されており、それによっ て継電器の細長い構造形態が生じる。コア４はコイル内では見えないので、図２ では一部破線で示されている。コアは、拡張した極端部４ａを備えたＴ字形断面 を有しており、そうすることによって拡大した極面積が得られる。コアは必要に 応じ、追加ですえ込み加工されていてもよいであろう。他方のコア端部４ｂは、 第１のヨーク脚部５ａと結合されており、第２のヨーク脚部５ｂは長手側でコイ ル２と並んで延びている。ヨーク５は両脚部５ａおよび５ｂの主要プレート面で ベース１の底側上に垂直に立っている。さらに、ヨーク脚部５ｂには、下方に向 かって固定ピン５ｃが成形されている。固定ピン５ｃは、磁石系を固定する働き をし、たとえばベース１の開口部に差し込まれることができる。 磁石系は電機子６によって補完されている。電機子６は、ヨーク脚部５ｂの自 由な垂直縁部で支承されており、コアの極端部４ａと一緒に動作エアギャップを 形成している。電機子上では、接点ばね７がたとえばリベット８または点溶接で 固定されている。接点ばね７は同時に戻しばねとして作用し、戻しアーム７ａで ヨーク脚部５ｂの保持ピン５ｄに吊るされている。この限りで、ばねは公知の系 に相応している。 電機子６の可動端部を越えて突き出している自由な端部区域では、接点ばね７ がフォーク状に２つのばねアーム９および１０に別れている。さらにまた、ばね アームの各々は、自由端部に横脚部１１、１２を備えているので、ばねアームは 全体としてＴ字形になっている。もちろん、Ｌ字形も考えられよう。両横脚部１ １、１２は接点部材を保持するそれぞれ２つの穴１３を備えている。これらの接 点部材は横脚部に、それぞれ種々の側から差し込まれている。横脚部１１および １２の互いに向き合う内側の端部では、それぞれ接点部材１４もしくは１５が電 機子に向いた側に装着されて閉路接点を形成している。横脚部１１および１２の 外側の端部には対応して、外方に向けられた接点部材１６および１７が開路接点 部材として装着されている。 それ以外には、すべての接点部材は、高導電材料、好ましくは銅からなる結合 部材を介して互いに結合されている。このように構成することによって、高電流 の接続および案内が可能になり、接点ばね７それ自体は高電流を案内するように 設計されていなくともよい。それゆえ、接点ばね７は比較的導電性の低いばね材 料、たとえば鋼からなることができ、必要なばね特性の観点でのみ形成できる。 通電のために、接点部材１４および１５はＵ字形の銅より線１８を介して結合さ れている。したがって、より線１８は２つのばね脚部１１と１２も弾力的かつ高 い導電性で結合させている。横脚部１１上の接点部材１４および１６は銅レール １９を介して、横脚部１２上の接点部材１５および１７は銅レール２０を介して やはり高い導電性で結合さている。 可動接点部材１４、１５、１６および１７を有する接点ばねは、４つの対向接 点エレメント、すなわち接点部材２３および２４を備えた対向閉路接点エレメン ト２１および２２と協働し、また対向開路接点エレメント２５および２６もしく はそれらの接点部材２７および２８と協働する。対向接点エレメントはそれぞれ １つの接続エレメントを介して、すなわち対向接点エレメント２５は接続エレメ ント２９を介して、対向接点エレメント２１は接続エレメント３０を介して、そ して対向接点エレメント２２および２６は共通接続エレメント３１を介してベー ス１内に固定されている。この接続エレメント３１は閉路接点とも開路接点とも 結合されているので、継電器の切換え機能が生じる。しかし、接続を分離すれば 、閉路接点もしくは開路接 点も考えられよう。 接続エレメント２９、３０および３１はすべて同一平面上にあり、固定した接 点エレメント２１、２２、２５および２６が接点ばね７の対応する接点部材と向 き合うように、相応する長さと屈曲により互いに調整されている。ベース１はベ ース１内で絶縁固定するために底側に対して垂直に立った絶縁壁３２を有してい る。絶縁壁３２は個々の接続エレメントのために、相応の段差を付けて壁エレメ ント内で上方に向かって開いている垂直のポケット３３、３４および３５を有し ている。このようにして、接続エレメントはコイル２に対して追加的に絶縁され ている。ベースの下側ではこれらのポケット３３、３４および３５は、ベース１ の隔壁３９によって互いに遮蔽され絶縁された対応する接続チャンバ３６、３７ および３８内に開口している。したがって、接続エレメント２９は接続チャンバ ３４内に、接続エレメント３４は接続チャンバ３７内に、および接続エレメント ３１は接続チャンバ３８内に開口している。これらの接続チャンバの範囲で、こ れらの接続エレメントはそれらの主要面に対して直角のねじ込みボルト４０を備 えている。これらのねじ込みボルト４０はケーブル接続端子として作用する。も ちろん、別の接続形態も考えられよう。ねじ込みボルト４０は、たとえばリベッ ト打ちまたは圧入によって、接続エレメント２９、３０および３１と結合されて いる。 ベース１の安定性は、絶縁壁３２に対して直角で、底面もしくは底側に対して 垂直である追加の端壁４１によってさらに増す。図示されない蓋をベース１に装 着することによって、閉じたケーシングが形成される。コイル２のために、ベー ス内にはさらにコイル接続エレメント４２および４３が差込みによって固定され ている。コイル接続エレメント４２と４３の間には、別の構成部材４４、たとえ ばダイオードが接続されている。 組立時には、図２に従い、ベース１は最初に固定した対向接点エレメントもし くはそれらの接続エレメント２９、３０および３１が装着され、さらに接続エレ メント４２および４３、ならびに構成部材４４も装着されている。このベースア センブリには、コイル２とヨーク５を有する磁石系が装着され固定されている。 磁石系には、接点ばね７を有する電機子６が支承されているので、閉路接点部材 １４および１５は固定した接点部材２３および２４と向き合っており、開路接点 部材１６および１７は固定した接点部材２７および２８と向き合っている。 ばねアーム１１および１２の内側に閉路接点を配置し、外側の開路接点を対応 して配置することの別の長所は、ばねのねじれにより、開路接点に対して比較的 ゆるやかなばね特性曲線が作用することである。電機子が閉じると、それ以外に ばねアーム９および１０は長手方向に比較的ゆるやかにたわむ。なぜならば、ば ねアーム９および１０はリベット８が後方にずらして配置されているために、電 機子端部から離れて自由に動けるからである。 図５〜７には、種々の接点配置構成を有する本発明の継電器の別の構成が示さ れている。継電器、特に磁石系の構造は図１における構造と等しいが、図５によ る継電器は単純な閉路接点配置構成を有している。この場合、接点ばね７は１つ のばねアーム９のみ有している。ベース５１は実質的にベース１と同じように構 成されているが、横の絶縁壁５２が接続エレメント５５および５６を保持するた めの２つのポケット５３および５４のみを有している点が異なっている。接続エ レメント５５は、固定した接点部材５８と一緒に対向接点エレメント５７を形成 している。対向接点部材５７はばねアーム９の可動接点部材５９と協働する。こ のばねアーム９はまた、より線６０を介して接続エレメント５６と導電良好に結 合されている。上述の例におけるように、この場合も、接続エレメント５５およ び５６はポケット５３もしくは５４内で互いに絶縁されているが、１つの平面上 でベースの下側に向かって案内されていて、互いに遮蔽された接続チャンバ内で 相応のねじ込みボルト４０を備えている。 図６は別の変形例を示す。この場合、ベース６１は絶縁壁６２内に２つのポケ ット６３および６４を有しており、それらの中でそれぞれ１つの接続エレメント ６５もしくは６６が固定されている。これらの接続エ レメントの各々は、一体的に成形された対抗接点エレメント６７を備えており、 いずれも１つの平面上にあり（一部しか見えない）、それぞれ１つの固定した接 点部材６８を支持している。接点ばね７は図１と同様に２つのばねアーム９およ び１０を有している。これらのばねアーム９および１０はそれぞれ接点部材６９ を装備していて、より線７０を介して互いに導電良好に結合されている。この継 電器も、それ以外の点では上述の実施例と同じように構成されている。 最後に、図７には、単段切換え接点として構成された継電器が示されている。 この場合、 ベース７１は、接続エレメント７４、７５および７６を保持するための１列に配 置された３つのポケット７３（そのうち２つのみ示されている）を有する絶縁壁 ７２を有している。接続エレメント７４および７５は、それぞれ１つの対向接点 エレメント７７もしくは７８を形成しており、ばねアーム９を有する接点ばね７ は２つの対向接点エレメントの間で切換え可能である。ばねアーム９の向き合う ２つの接点部材７９は、より線８０を介して接続エレメント７６と結合されてい る。この場合も、接続エレメント７４、７５および７６はそれらのポケット７３ 内でベース７１の下側において相応の接続チャンバに通じている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電磁継電器であって、継電器の底側を固定しているベース（１；５１；６１ ；７１）と、前記底側に対して平行な軸線で前記ベース上に配置されたコイル（ ２）と、前記コイルを軸方向に貫通しているコア（４）と、第１の脚部（５ａ） で前記コア（４）の一方の端部と結合されて、第２の脚部（５ｂ）で前記コイル （２）の横に長手側で延びているヨーク（５）と、前記第２のヨーク脚部（５ｂ ）の自由な端部に支承されて、前記コア（４）の他方の端部と動作エアギャップ を形成している電機子（６）と、さらに前記電機子によって操作される接点ばね （７）とを有しており、前記接点ばね（７）が少なくとも１つの対向接点エレメ ント（２１、２２、２５、２６；５７；６７；７７、７８）と協働し、前記接点 ばねおよび／または各々の対向接点エレメントがそれぞれ前記ベース内に固定さ れた負荷接続エレメント（２９、３０、３１；５５、５６；６５、６６；７４、 ７５、７６）と結合されている形式のものにおいて、すべての負荷接続エレメン ト（２９、３０、３１；５５、５６；６５、６６；７４、７５、７６）がそれら の主平面で、前記コイルの第２のヨーク脚部（５ｂ）と向き合う側で底面に対し て直角の共通面上に固定されていて、前記共通面上で前記ベース（１；５１；６ １；７１）の下側に向かって 延びていることを特徴とする、電磁継電器。 ２．前記負荷接続エレメント（２９、３０、３１）の各々が前記ベース（１）の 下側で、絶縁壁（３９）によって他の接続チャンバから分離されている固有の接 続チャンバ（３６、３７、３８）内に開口している、請求項１記載の継電器。 ３．前記ベース（１）が、、前記負荷接続エレメント（２９、３０、３１）と前 記コイル（２）の間の範囲で底側に対して垂直に立っている絶縁壁（３２）を形 成している、請求項１または２記載の継電器。 ４．前記負荷接続エレメント（２９、３０、３１）が前記ベース内に埋め込まれ ている、請求項１から３までのいずれか１項記載の継電器。 ５．前記負荷接続エレメント（２９、３０、３１）が前記ベースもしくは絶縁壁 （３２）のポケット（３３、３４、３５）内に差し込まれていて、上側で各々の ポケット（３３、３４、３５）から種々の高さで突き出している延長部によって 、種々の屈曲により各々の対向接点エレメント（２１、２２、２５、２６）を形 成している、請求項１から３までのいずれか１項記載の継電器。 ６．ベース下側の範囲で前記負荷接続エレメント（２９、３０、３１）に、それ ぞれ互いに平行に底面に向かって配置された植込みボルト（４０）が固定されて いる、請求項１から５までのいずれか１項記載の継電器。 ７．請求項１から６までのいずれか１項記載の電磁継電器であって、電機子に固 定された接点ばね（７）を有しており、前記電機子の可動端部を越えて突き出し ている、前記接点ばね（７）の自由な端部区域が、フォーク状に２つのばねアー ム（９、１０）に別れており、前記ばねアームの各々がそれぞれ固定した２つの 対向接点エレメント（２１、２５；２２、２６）の間で切換え可能であり、両ば ねアーム（９、１０）が高導電性金属からなる導体バンド（１８）を介して互い に結合されている電磁継電器において、両ばねアーム（９、１０）の各々がその 可動端部区域で前記接点ばね（７）の横断方向で互いにずれた接点部材（１４、 １６；１５、１７）を反対側の表面上で支持しており、両ばねアーム（９、１０ ）の同じ表面側で互いに同列をなしている接点部材（１４、１５；１６、１７） が、それぞれブリッジ開路接点もしくはブリッジ閉路接点としての対向接点対（ ２３、２４；２７、２８）と協働することを特徴とする電磁継電器。 ８．横脚部（１１、１２）を有する両ばねアーム（９、１０）の各々が、それぞ れＴ字形またはＬ字形に形成されていて、前記横脚部（１１、１２）上に前記接 点部材（１４、１６；１５、１７）を支持しており、前記両ばねアーム（９、１ ０）の前記接点ばねの長手軸に隣接した内側の接点部材（１４、１５）は、前記 電機子に対向する側のばね表面上に座着 していてブリッジ閉路接点を形成しており、前記両ばねアームの外側の接点部材 （１６、１７）が前記電機子（６）と反対側のばね表面上に座着していてブリッ ジ開路接点を形成している、請求項７記載の継電器。 ９．前記両ばねアームの前記接点ばね（７）の長手軸と隣接する接点部材（１４ 、１５）が、それらの裏側で好ましくはＵ字形のより線（１８）を介して互いに 結合されており、それぞれ１つのばねアームに定された接点部材（１４、１６； １５、１７）が、前記より線（１８）と反対側のばね表面上で導体レール（１９ 、２０）によって互いに結合されている、請求項７または８記載の継電器。 １０．対向閉路接点エレメント（２２）の１つが、対向開路接点エレメント（２ ６）の１つと共通の接点エレメント （３１）を介して一体的に結合されている 、請求項７から９までのいずれか１項記載の継電器。 １１．負荷接続エレメント（５６）に接続された接点ばね（７）が対向接点エレ メント（５７）と一緒に閉路接点を形成している、請求項１から５までのいずれ か１項記載の継電器。 １２．２つのばねアーム（９、１０）を備えた接点ばね（７）が２つの対向接点 エレメント（６７）と一緒にブリッジ閉路接点を形成している、請求項１から５ までのいずれか１項記載の継電器。 １３．負荷接続エレメント（７６）と結合された接点ばね（７）が２つの対向接 点エレメント（７７、７８）と一緒に切換え接点を形成している、請求項１から ５までのいずれか１項記載の継電器。