KR102144421B1 - 전자기 릴레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있고 또한 전자기 릴레이의 대형화를 회피할 수 있는 전자기 릴레이를 제공한다.
본 발명의 전자기 릴레이는, 가동 접점을 가지는 가동 단자와, 가동 접점에 대향하는 고정 접점을 가지는 고정 단자와, 고정 단자와 가동 단자 중 한쪽에 구비되는 한 쌍의 제1 철편과, 고정 단자와 가동 단자 중 다른 한쪽에 구비되며 한 쌍의 제1 철편의 양쪽과 적어도 일부가 겹치도록 배치되는 제2 철편을 구비한다.

Description

전자기 릴레이{ELECTROMAGNETIC RELAY}

본 발명은 전자기 릴레이에 관한 것이다.

전자기 릴레이에 있어 닫혀 있는 접점에 대전류(예를 들어, 1~10kA 정도)가 통전되었을 때에 대전류의 영향에 의해 접점 간의 전자기 반발력이 증가하여 접점이 열리는 현상이 알려져 있다. 이 경우, 열린 접점 사이에서 발생한 아크 방전에 의해 용해된 접점들이 용착(溶着)될 우려가 있다.

이와 같은 현상을 방지하기 위해, 전류에 의해 발생하는 자속을 이용하여, 접점에 발생하는 전자기 반발력의 역방향으로 흡인력이 발생하도록, 철편(鐵片)을 배치하는 구성이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌1). 이 구조에서는, 고정 단자에 고정 철편이 구비되어, 가동 스프링 선단에 구비된 가동 철편과의 사이에서 흡인력이 발생한다.

[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개평7-021890호

그러나, 특허문헌 1에 기재된 구조에서는, 고정 단자의 주위를 덮는 고정 철편을 배치하기 때문에, 고정 단자의 측면, 뒷면 등에 철편을 배치할 공간이 필요하게 된다. 그러므로, 전자기 릴레이가 대형화되는 문제가 있었다.

본 발명은, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있고 또한 전자기 릴레이의 대형화를 회피할 수 있는 전자기 릴레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시형태의 일 관점에 따른 전자기 릴레이는, 가동 접점을 가지는 가동 단자와, 상기 가동 접점에 대향하는 고정 접점을 가지는 고정 단자와, 상기 고정 단자와 상기 가동 단자 중 한쪽에 구비되는 한 쌍의 제1 철편과, 상기 고정 단자와 상기 가동 단자 중 다른 한쪽에 구비되며 상기 한 쌍의 제1 철편의 양쪽과 적어도 일부가 겹치도록 배치되는 제2 철편을 구비한다.

본 발명에 의하면, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있고 또한 전자기 릴레이의 대형화를 회피할 수 있는 전자기 릴레이를 제공할 수 있다.

도 1은 전자기 릴레이의 일 예를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 전자기 릴레이의 접점 닫힘 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 전자기 릴레이의 접점 열림 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 제1 실시형태의 접점 근방의 사시도이다.
도 5는 접점에 흐르는 전류의 방향을 나타내는 모식도이다.
도 6은 제1 실시형태에 있어 철편 간에 발생하는 자속을 나타내는 모식도이다.
도 7은 비교예에 있어 철편 간에 발생하는 자속을 나타내는 모식도이다.
도 8은 철편 간에 작용하는 자기 흡인력의 시뮬레이션 결과이다.
도 9는 고정 단자 및 가동 단자에 발생하는 자속을 나타내는 모식도이다.
도 10은 제2 실시형태에서의 철편 배치를 나타내는 모식도이다.
도 11은 제3 실시형태에서의 철편 배치를 나타내는 모식도이다.
도 12a는 제4 실시형태의 접점 근방의 사시도이다.
도 12b는 제4 실시형태의 가동 철편의 사시도이다.
도 13은 제5 실시형태의 접점 근방의 사시도이다.
도 14는 제5 실시형태에 있어 철편 간에 발생하는 자속을 나타내는 모식도이다.
도 15는 제6 실시형태의 접점 근방의 사시도이다.
도 16은 제7 실시형태에서의 철편 배치를 나타내는 모식도이다.
도 17은 제8 실시형태에서의 철편 배치를 나타내는 모식도이다.
도 18은 제9 실시형태의 접점 근방의 사시도이다.
도 19는 제10 실시형태의 접점 근방의 사시도이다.

이하에서, 첨부 도면을 참조하여 실시형태에 대해 설명한다. 설명의 이해를 용이하게 하기 위해, 각 도면에 있어 동일한 구성 요소에 대해서는 가능한한 동일한 부호를 붙이며, 중복되는 설명은 생략한다.

[제1 실시형태]

<전자기 릴레이(1)의 전체 구성>

도1~도3을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자기 릴레이(1)를 설명한다. 도 1은 전자기 릴레이(1)의 일 예를 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 전자기 릴레이(1)의 접점 닫힘 상태를 나타내는 도면이다. 도 3은 전자기 릴레이(1)의 접점 열림 상태를 나타내는 도면이다.

한편, 도1~도3에 나타내는 전자기 릴레이(1)는 일 예이며, 본 실시형태에 따른 전자기 릴레이의 구성은 이에 한정되지 않는다. 또한, 고정 철편(75a,75b) 및 가동 철편(66)에 대해서는, 도1~도3에는 도시되어 있지 않다.

본 실시형태의 전자기 릴레이(1)는 영구 자석(93)을 사용한 유극(有極) 전자기 릴레이이며, 버스 바(모선) 단자인 가동 단자(60)와 고정 단자(70)의 사이를 도통시키고 차단한다. 가동 단자(60)와 고정 단자(70)에는, 예를 들어 차량용 이모빌라이저 등의 대상 기기가 접속된다. 이 경우, 가동 단자(60)와 고정 단자(70)의 사이에는 이모빌라이저로 공급될 전류가 흐르는데, 전자기 릴레이(1)는 엔진 시동시에 가동 단자(60)와 고정 단자(70)를 도통시켜 이모빌라이저에 전류를 공급하고, 시동 후나 긴급시에는 이모빌라이저로의 전류 공급을 차단하는 작용을 한다. 전자기 릴레이(1)는, 베이스(10) 및 커버(120)에 의해 내부 기기가 밀봉되며, 대상 기기에 접속되는 가동 단자(60) 및 고정 단자(70)의 접속부(62,72)와 도통 또는 차단되는 동작을 제어하는 제어 신호를 입력하기 위한 복수 개의 코일 단자(35a~35d)가 노출되어 있다.

이하에서는, 전자기 릴레이(1)의 형상, 구성 요소의 위치 관계 등을 설명함에 있어, 도 1 등에 나타내는 바와 같이 서로 직교하는 3축(x축, y축, z축)을 기준으로 한다. +x 방향은 고정 접점(73a,73b)에 대한 가동 접점(69a,69b)의 접근 방향이고, -x 방향은 고정 접점(73a,73b)에 대한 가동 접점(69a,69b)의 이탈 방향이다. +y 방향은 가동 단자(60) 및 고정 단자(70)의 접속부(62,72)가 구비되는 일단측 방향이며, -y 방향은 타단측 방향이다. +z 방향은 커버(120)가 베이스(10)에 적층되는 쪽의 방향이며, -z 방향은 베이스(10)쪽의 방향이다. 예를 들어, z축이 연직 방향이며, x축 및 y축이 z축에 직교하는 수평 방향이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 전자기 릴레이(1)는 +z 방향을 향해 개구된 박스 형상의 베이스(10)를 가진다. 베이스(10)는 수지 몰드제이며, 직사각 형상의 중앙부(11)와, -x 방향 쪽의 외벽(14)을 따라 y축 방향으로 돌출되는 연장부(12,13)를 구비하는 평면 형상을 가진다. 연장부(12)는 -y 방향 쪽으로, 연장부(13)는 +y 방향 쪽으로 돌출되어 있다. 연장부(12)의 내부 공간은 중앙부(11)와 일체로 형성되어, 후술하는 전자석부(30), 액츄에이터(80) 등을 수용하는 수용부(17)로 되어 있다 한편, 연장부(13)의 내부 공간은 내벽(15)에 의해 수용부(17)와 구분되어 있다.

베이스(10)의 개구부는 수지 몰드제인 판 형상의 커버(120)에 의해 덮여 있다. 커버(120)는 베이스(10)의 중앙부(11)와 연장부(12)를 덮는 대략 L자 형상을 가진다. 커버(120)의 연장부(13) 쪽에는, 가동 단자(60) 및 고정 단자(70)의 후술하는 판부(61,71)의 상단을 홈(15a,15b)의 위치에서 각각 누르도록 돌출된 돌기(121,122)가 형성되어 있다.

가동 단자(60)는 베이스(10)의 외벽(14) 내면을 따라 연장되는 평판 형상의 판부(61)를 가진다. 중앙부(11)와 연장부(13)를 구분하는 내벽(15)에는 가동 단자(60)의 판부(61)의 두께보다 약간 좁은 폭의 홈(15a)이 형성되어 있으며, 가동 단자(60)가 홈(15a) 안으로 압입된다. 판부(61)의 -y 방향쪽 단부는 연장부(12)의 단부까지 연장되어 있다.

고정 단자(70)는 내벽(15)에 형성된 홈(15b) 안으로 압입되는 평판 형상의 판부(71)를 가진다.

가동 단자(60) 및 고정 단자(70)의 +y 방향 쪽 단부에는, 판부(61,71)로부터 굴곡져서 +x 방향 수평으로 연장되는 접속부(62,72)가 각각 형성되어 있다. 접속부(62,72)는 대상 기기의 급전선 등에 접속됨에 필요한 적절한 구조를 가진다. 본 실시형태에서는, 접속부(62,72)에 원형의 개구부(62a,72a)가 형성되어, 가동 단자(60) 및 고정 단자(70)를 볼트에 의해 급전측의 대상 기기에 연결할 수 있도록 되어 있다.

고정 단자(70)의 -y 방향 쪽 단부는 베이스(10)의 중앙 부근까지만 연장된다. 베이스(10) 안에는 고정 단자(70)를 따라 연장되는 내벽(16)이 형성되어 있다. 내벽(16)에는 z축 방향으로 연장되는 홈(16a)이 형성되어 있으며, 고정 단자(70)의 단부가 홈(16a) 안으로 압입된다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 판부(61)의 -y 방향쪽 단부 부근에는, z축 방향으로 나란히 배치된 2개의 구멍부(61a,61b)가 형성되어 있다. 마찬가지로 구멍부(63a,63b)가 일단 부근에 형성된 평편선(平編線,63)과 구멍부(64a,64b)가 형성된 가동 스프링(64)이 가동 단자(60)의 판부(61)의 +x 방향 쪽에 배치되어 있다. 평편선(63)과 가동 스프링(64)은 구멍부(61a,61b,63a,63b,64a,64b)를 관통하는 2개의 리벳(67a,67b)에 의해 판부(61)에 설치되어 가동 단자(60)의 일부를 구성하고 있다.

평편선(63)과 가동 스프링(64)에 있어 구멍부(63a,63b,64a,64b)와는 반대쪽 단부 부근에도, 연직 방향으로 나란히 배치된 2개씩의 원형 구멍부(63c,63d,64c,64d)가 각각 형성되어 있다. 구멍부(63c,63d,64c,64d)를 관통하는 2개의 리벳 형상의 가동 접점(69a,69b)을 스웨이징하여 설치함으로써, 평편선(63)과 가동 스프링(64)은 +y 방향 쪽 단부에서도 연결되어 있다.

가동 접점(69a,69b)은 판부(71)의 -y 방향 쪽 단부에 대면하는 위치에 배치되어 있다. 고정 단자(70)에 있어 가동 접점(69a,69b)에 대면하는 위치에는, 구멍부(71a,71b)를 관통하는 리벳 형상의 고정 접점(73a,73b)이 설치되어 있다. 가동 접점(69a,69b)과 고정 접점(73a,73b)은, 후술하는 바와 같이 서로 접촉하고 있는 접점 닫힘 상태와 서로 이탈해 있는 접점 열림 상태로 전환되어, 가동 단자(60)와 고정 단자(70)를 도통 상태와 비도통 상태로 전환시키기 위한 접점으로서 기능한다.

도1~도3에 나타내는 바와 같이, 수용부(17)에 있어 고정 단자(70)에서부터 +x 방향 쪽에는, 수지 몰드제의 보빈(20), 철제의 철심(40) 및 요크(50)가 조합된 전자석부(30)가 압입되어 있다.

보빈(20)은 도 1에 나타내는 바와 같이 x축 방향의 양단에 플랜지(22,23)가 형성된 통부(21)를 가진다. 통부(21) 상에는, 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 코일(31)이 감겨져 있다. 본 실시형태에서는, 코일(31)은 2권선 타입이며 2개의 권선이 보빈(20)에 감겨져 있다. 한쪽의 권선은 접점을 열림 상태에서 닫힘 상태로 전환시키는 코일로서 작용하며, 다른쪽의 권선은 접점 닫힘 상태에서 접점 열림 상태로 전환시키는 코일로서 작용한다. 도 1에서는, 알기 쉽도록 하기 위해 코일(31)의 도시를 생략하였다. 플랜지(22,23)는 직사각 형상이며, 그들의 하변이 베이스(10)의 저면에 맞닿아 보빈(20)이 소정의 자세로 설치되도록 되어 있다.

보빈(20)에는 통부(21) 및 플랜지(22,23)를 관통하는 관통 구멍(24)이 형성되어 있고, 관통 구멍(24) 안으로 철심(40)의 막대부(41)가 관통하고 있다. 관통 구멍(24)과 막대부(41)는 서로에 대응하는 직사각형 단면 형상을 가지며, 막대부(41)를 관통 구멍(24)에 삽입함으로써 철심(40)이 보빈(20)에 의해 지지되고 있다.

막대부(41)의 플랜지(22) 쪽 단부에는, 플랜지(22)에 대해 평행하게 연장되는 판부(42)가 결합되어 있다. 판부(42)는 -y 방향 쪽으로 플랜지(22)를 넘어서 연장되고 있다.

요크(50)는 플랜지(23)에 평행하게 연장되는 기단(基端) 판부(51)를 가지고 있다. 기단 판부(51)에는 막대부(41)의 선단이 맞물리는 구멍(54)이 형성된다. 구멍(54)과 막대부(41)의 선단은, 서로 대응하는 직사각형 단면 형상을 가지며, 막대부(41)를 구멍(54)에 삽입함으로써 요크(50)가 철심(40)에 대해 지지되고 있다.

기단 판부(51)는 -y 방향 쪽으로 플랜지(23)를 넘어서 연장된 부분이 -x 방향 쪽으로 구부려져서, 막대부(41)에 평행하게 연장되는 중간 판부(52)로 이어지게 된다. 중간 판부(52)는 재차 -y 방향 쪽으로 구부려져서 플랜지(22,23)에 평행하게 연장되는 선단 판부(53)로 이어지게 된다.

선단 판부(53)는 판부(42)의 단부와 대면하고 있다. 코일(31)에 의해 자계를 발생시켰을 때에 자속이 철심(40)과 요크(50)를 통해 전달되어 판부(42)과 선단 판부(53)의 사이에 자계가 발생하도록 되어 있다.

코일(31)에는 4개의 코일 단자(35a,35b,35c,35d)가 접속되어 있는데, 코일 단자(35a)와 코일 단자(35c), 코일 단자(35b)와 코일 단자(35d)가 각각 쌍을 이루고 있다. 한쪽의 권선은 코일 단자(35a)와 코일 단자(35c)에, 다른쪽의 권선은 코일 단자(35b)와 코일 단자(35d)에 각각 접속된다. 코일(31)은, 코일 단자 중 한 쌍(35a,35c)에 전류를 흐르게 하면 +x 방향으로 자계를 발생시키고, 다른 한 쌍(35b,35d)에 전류를 흐르게 하면 -x 방향으로 자계를 발생시키도록, 각 코일 단자에 접속되어 있다.

보빈(20)에는, 코일 단자(35a,35b,35c,35d)가 설치되는 단자 유지부(25)가 일체로 형성되어 있다. 단자 유지부(25)는 플랜지(23)의 상단(+z 방향의 끝단)에서부터 +x 방향 쪽으로 돌출해 있으며, +x 방향 쪽의 끝단면에 각 코일 단자(35a,35b,35c,35d)가 각각 삽입된다. 각 코일 단자(35a,35b,35c,35d)의 선단부는 -z 방향으로 굴곡하여 연장되며, 베이스(10)의 바닥면에 형성된 개구부를 통해 베이스(10)의 외부로 돌출되어 있다.

도1~도3에 나타내는 바와 같이, 전자기 릴레이(1)는 전자석부(30)에 의해 발생하는 자기력에 의해 동작하며, 가동 단자(60) 및 고정 단자(70)를 도통 상태와 비도통 상태 간에 전환시키는 액츄에이터(80)를 더 가진다. 액츄에이터(80)는 수지 몰드제이고 L자 모양의 평면 형상을 가지며, L자의 일단에 해당하는 위치에 z축 방향으로 연장되는 샤프트(81)를 가진다. 샤프트(81)는 회전 가능하도록 베이스(10)에 설치되므로, 액츄에이터(80)는 샤프트(81)를 중심으로 선회 가능하도록 되어 있다. 액츄에이터(80)도 수용부(17)에 수용된다.

액츄에이터(80)에 있어 샤프트(81)와는 반대측 단부(82)에는 한 쌍의 아마츄어(91,92)가 설치되어 있다. 아마츄어(91,92)는 철제의 판 부재이며, 이들이 액츄에이터(80)의 단부(82)에 형성된 구멍(83,84)에 맞물려 유지됨으로써 서로 평행하게 또한 연직 방향으로 연장되도록 배치된다. 아마츄어(91,92)는 단부(82)의 샤프트(81) 쪽 면에서부터 삽입되며, 샤프트(81)와는 반대쪽 면으로부터 돌출하는 돌출부(91a,92a)를 가진다. 돌출부(91a,92a)와는 반대쪽 단부에는, z축 방향으로 돌출하는 확대부(91b,92b)가 형성되며, 이들이 액츄에이터(80)의 구멍(83,84)의 확대부(미도시)에 끼워짐으로써 아마츄어(91,92)가 액츄에이터(80)에 고정된다.

영구 자석(93)은 확대부(91b,92b)의 사이에 끼워지며, 또한 단부(82)의 샤프트(81) 쪽 면에 형성된 홈에 맞물려서 유지된다. 아마츄어(91,92)는 영구 자석(93)의 각 극에 접속되어 있어서, 돌출부(91a,92a) 사이에는 늘 일정한 자계가 형성되어 있다.

아마츄어(92)는 그 돌출부(92a)가 판부(42)와 선단 판부(53)의 사이에 위치하도록 배치되어 있다. 아마츄어(91)는 그 돌출부(91a)가 선단 판부(53)에 대해 판부(42)와는 반대쪽에 위치하도록 배치되어 있다.

영구 자석(93)에 의해 돌출부(91a,92a)의 사이에 발생되는 자계와, 코일(31)에 의해 판부(42)와 선단 판부(53)의 사이에 발생되는 자계의 상호 작용에 의해, 아마츄어(91,92)에 힘이 가해진다. 그리하여, 아마츄어(91,92)를 통해 액츄에이터(80)에 힘이 가해져 액츄에이터(80)가 선회한다. 코일(31)로의 통전 방향을 바꿈으로써, 아마츄어(91,92)에 가해지는 힘의 방향을 +x 방향 또는 -x 방향 중 어느 한 쪽으로 할 수 있다.

액츄에이터(80)에는 그 동작을 가동 접점(69a,69b)으로 전달하는 카드(100)가 설치되어 있다. 카드(100)는 돌출부(91a,92a)가 돌출해 있는 면에서 액츄에이터(80)에 설치되어 있다. 카드(100)는 끝단부(101)로부터 x축 방향으로 병설되어 있고, -z 방향에 평행하게 연장되는 2개의 연직편(102,103)을 가진다. 카드(100)를 액츄에이터(80)에 조립할 때에는 이들 2개의 연직편(102,103) 사이에 가동 스프링(64)의 단부가 끼워지셔 유지된다.

이와 같이, 액츄에이터(80)에 설치된 카드(100)에 의해 가동 스프링(64)이 끼워짐으로써, 액츄에이터(80)가 선회함에 따라 가동 스프링(64)이 변위된다. 이로써, 가동 스프링(64)에 설치된 가동 접점(69a,69b)도 가동 스프링(64)과 같은 방향으로 이동한다. 그 결과, 액츄에이터(80)가 도 2에 나타내는 Set 위치에 있을 때에는, 가동 접점(69a,69b)이 고정 접점(73a,73b)에 접촉하여, 가동 단자(60)와 고정 단자(70)가 도통 상태로 된다. 한편, 액츄에이터(80)가 도 3에 나타내는 Reset 위치에 있을 때에는, 가동 접점(69a,69b)이 고정 접점(73a,73b)으로부터 이탈하여, 가동 단자(60)와 고정 단자(70)가 비도통 상태로 된다.

<접점 근방의 구조>

이어서, 도4~도9를 참조하여 제1 실시형태에 따른 전자기 릴레이(1)의 접점 근방의 구조에 대해 설명한다. 도 4는 제1 실시형태의 접점 근방의 사시도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에서는, 고정 단자(70)에 한 쌍의 고정 철편(75a,75b; 제1 철편)이 구비되고, 가동 스프링(64)에 단일의 가동 철편(66: 제2 철편)이 구비되어 있다.

고정 철편(75a,75b)은, 가동 접점(69a,69b)에 대향하는 고정 단자(70)의 대향면의 폭 방향(z축 방향) 양단 부근에 각각 배치되며, 대략 직방체 형상으로 형성되어 있다. 고정 철편(75a,75b)의 연장 방향은 고정 단자(70)의 연장 방향과 대략 동일하다.

가동 철편(66)은, 고정 철편(75a,75b)과 마찬가지로, 대략 직방체 형상으로 형성되며, 그 연장 방향이 가동 스프링(64)의 연장 방향과 대략 같도록 배치되어 있다. 가동 철편(66)은 고정 접점(73a,73b)에 대향하는 가동 스프링(64)의 면에 구비되어 있다. 가동 철편(66)은, 고정 단자(70)와 가동 스프링(64)의 대향 방향(x축 방향)에서 보았을 때, 대향하는 한 쌍의 고정 철편(75a,75b)의 양쪽과 적어도 일부가 겹치도록, 가동 스프링(64) 선단의 폭방향(z축 방향) 중앙부에 배치되어 있다.

예를 들어, 고정 철편(75a,75b) 및 가동 철편(66)은 납땜 접합, 용접 등의 방법으로 고정 단자(70) 및 가동 스프링(64)에 고정된다. 또는, 리벳형 철편을 이용하여, 고정 단자(70) 및 가동 스프링(64)에 스웨이징하여 고정될 수도 있다. 리벳형 철편이란, 예를 들어, 도 5 등에 나타내는 가동 접점(69a,69b), 고정 접점(73a,73b) 등과 마찬가지로, 고정 단자(70) 및 가동 스프링(64)의 표면에 배치되는 머리부와, 고정 단자(70) 및 가동 스프링(64)을 관통하는 몸통부를 가지는 형상이며, 관통한 몸통부를 머리부의 반대쪽 면으로부터 소성 변형시켜 스웨이징함으로써, 고정 단자(70) 및 가동 스프링(64)에 고정시킬 수 있다.

또한, 가동 스프링(64)과 고정 단자(70)는 선단이 서로 역방향이 되도록 배치되어 있다. 도 4의 예에서는, 가동 스프링(64)은 선단이 +y 방향을 향하도록 배치되며, 고정 단자(70)는 선단이 -y 방향을 향하도록 배치되어 있다. 고정 철편(75a,75b)은 고정 단자(70)의 고정 접점(73a,73b)보다 기부(基部) 쪽에 배치되어 있다. 한편, 가동 철편(66)은 가동 스프링(64)의 가동 접점(69a,69b)보다 선단 쪽에 배치되어 있다. 이로써, 고정 단자(70)와 가동 스프링(64)의 사이에서 도 4에 도시된 방향의 전류가 흐를 때에, 고정 철편(75a,75b)의 설치 위치에서는 전류가 흐르고 가동 철편(66)의 설치 위치에서는 전류가 흐르지 않도록 되어 있다.

도 5 및 도 6을 참조하여, 고정 철편(75a,75b)과 가동 철편(66)을 구비함에 따른 효과를 설명한다. 도 5는 고정 접점(73a,73b)과 가동 접점(69a,69b) 간에 흐르는 전류의 방향을 나타내는 모식도이다. 도 6은 제1 실시형태에 있어 고정 철편(75a,75b)과 가동 철편(66) 간에 발생하는 자속을 나타내는 모식도이다.

접점 닫힘 상태에 있어, 도 4에 점선 화살표로 나타내는 바와 같이, 가동 스프링(64)으로부터 가동 접점(69a,69b) 및 고정 접점(73a,73b)을 통해 고정 단자(70)로 전류가 흐르는 경우를 생각해 보자. 이 때, 도 5에서 나타내는 바와 같이, 가동 접점(69a,69b)과 고정 접점(73a,73b)은 대략 반구(半球) 형상의 정점 근방에서 서로 접촉하고 있다. 접점 간에 흐르는 전류는, 가동 접점(69a,69b)에 있어 일부가 접점의 바깥 가장자리 방향으로 퍼졌다가 가동 접점(69a,69b)의 표면을 따라 재차 중심쪽으로 모여, 고정 접점(73a,73b)과의 접촉부로부터 고정 접점(73a,73b)으로 흐른다. 고정 접점(73a,73b)으로 유입된 전류는 그 일부가 고정 접점(73a,73b)의 표면을 따라 접점의 바깥 가장자리 방향으로 퍼졌다가 재차 중심쪽으로 모여, 고정 단자(70)로 유출된다.

즉, 가동 접점(69a,69b)과 고정 접점(73a,73b)이 대향하는 표면에서는 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는데, 이러한 전류 사이에는 전자기 반발력이 발생한다. 이러한 전자기 반발력은 접점 간에 흐르는 전류가 커질수록 증가한다(도8 참조). 전자기 반발력이 발생하는 원리는, 평행 도선에 흐르는 전류가 같은 방향인 경우에는 도선 간에 흡인력이 작용하고, 역방향인 경우에는 반발력이 작용하는 성질에 의한 것이다.

닫혀 있는 접점에 1~10kA 정도의 대전류를 통전시켰을 때에 발생하는 전자기 반발력이 접점을 개방시킬 정도로 커지면, 개방된 접점 간에 아크 방전이 발생하여 접점이 용해되고 용해된 접점들이 용착할 우려가 있다. 본 실시형태에서는 이러한 문제를 방지하기 위해, 대전류에 의해 발생하는 자속을 이용하여 전자기 반발력의 역방향으로 자기 흡인력이 발생하도록, 고정 철편(75a,75b)과 가동 철편(66)이 배치되어 있다.

도 4에 나타내는 방향으로 전류가 흐르면, 도 6에 나타내는 바와 같이 고정 단자(70)에 전류가 흐른다. 도 6의 예에서는 지면 안쪽에서부터 바깥쪽으로의 방향(+y 방향)으로 전류가 흐른다. 이 전류에 의해 고정 단자(70)의 주위에 자속이 발생한다. 도 6의 예에서는, 자속은 +y 쪽에서 보았을 때에 고정 단자(70)의 주위에 반시계 방향으로 발생하고 있다. 자속은, 고정 철편(75a,75b)과, 고정 철편(75a,75b)에 대향하여 배치되어 있는 가동 철편(66)에도 흐른다. 이와 같이 형성되는 자기 회로의 작용에 의해, 가동 철편(66)에는 고정 철편(75a,75b)에 접근하는 방향(+x방향)으로 자기 흡인력이 발생한다. 이와 같이 발생하는 자기 흡인력은 도 5에 나타낸 전자기 반발력의 반대 방향의 힘이며 전자기 반발력을 상쇄시킨다. 이로써, 접점 닫힘 상태에서 가동 접점(69a,69b)과 고정 접점(73a,73b)의 사이에 발생하는 전자기 반발력에 의한 접점 개방을 억제할 수 있다.

도 7은 비교예에서 철편 간에 발생하는 자속을 나타내는 모식도이다. 도 7에 나타내는 예에서는, 고정 단자(70)에 “コ” 모양의 고정 철편(175)이 구비되고, 가동 스프링(64)의 선단에 구비된 가동 철편(66)과의 사이에서 흡인력이 발생한다. 도 7의 구조에서는, 고정 단자(70)에 있어 가동 스프링에 대향하는 면의 뒷쪽면과 측면 전체에 걸쳐 고정 철편(175)이 배치되므로, 고정 단자(70)의 바깥쪽에 고정 철편(175)을 배치하기 위한 공간이 필요하게 된다. 또한, 자기 회로를 형성하기 위해서는, 가동 철편(66)을 고정 단자(70)의 폭방향 외측에 구비되는 고정 철편(175)의 단부에 대향하여 배치시킬 필요가 있으므로, 가동 철편(66)의 폭을 가동 스프링(64)의 폭보다 크게 할 필요가 있다. 이러한 고정 철편(175) 및 가동 철편(66)의 크기의 영향으로 인해 전자기 릴레이가 대형화하는 문제가 있었다.

이에 대해 본 실시형태에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 고정 철편(75a,75b)이 고정 단자(70)의 가동 단자(60)에 대향하는 면에 구비되므로, 고정 단자(70)의 뒷면과 측면에 철편을 배치하기 위한 공간이 필요 없게 된다. 또한, 가동 철편(66)은 고정 철편(75a,75b)의 각각과 일부가 겹치도록 배치되므로, 가동 철편(66)의 폭을 가동 스프링(64)보다 작게 할 수 있다. 이로써, 고정 철편(75a,75b)과 가동 철편(66)을 소형화할 수 있으므로, 전자기 릴레이(1)의 대형화를 회피할 수 있다. 이상으로부터, 제1 실시형태에 따른 전자기 릴레이(1)는, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있고 또한 전자기 릴레이의 대형화를 회피할 수 있는 효과를 실현한다.

비교예에 대한 본 실시형태의 우위성에 대해 도 8을 참조하여 더 설명한다. 도 8은 철편 간에 작용하는 자기 흡인력의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 8의 횡축은 접전 간에 흐르는 전류의 크기를 나타내고, 종축은 전류에 따라 발생하는 전자기 반발력 및 자기 흡인력을 나타낸다. 이점쇄선은 접점 간에 발생하는 전자기 반발력을 나타낸다. 실선은 본 실시형태에 의해 철편 간에 발생하는 자기 흡인력 A를, 점선은 비교예에 의해 철편 간에 발생하는 자기 흡인력을 각각 나타낸다.

도 8에 이점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력은 전류의 증가에 따라 커지는 특성이 있다. 보다 상세하게는, 식(1)을 참조하여 후술하는 바와 같이, 전자기 반발력은 전류값의 제곱에 비례한다.

도 8에서 실선으로 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 의해 철편 간에 발생하는 자기 흡인력 A는 전류값이 어떻든 간에 언제나 전자기 반발력보다 크다는 것을 알 수 있다. 따라서, 도 4, 도 6에 나타낸 가동 철편(66) 및 고정 철편(75a,75b)을 구비하는 구성에 의해, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격하는 것을 확실하게 방지할 수 있음을 알 수 있다.

도 8에서 점선으로 나타내는 바와 같이, 비교예에 의해 철편 간에 발생하는 자기 흡인력 C도, 전류값이 어떻든 간에 언제나 전자기 반발력보다 크다. 그러나, 본 실시형태의 자기 흡인력 A가 전자기 반발력의 추이와 비슷하게 변화함에 비해, 비교예의 흡인력 C는 비교적 전류값이 작은 영역에서는 전류 변화에 대한 흡인력의 변화량이 극단적으로 크며, 전류값이 큰 영역에서는 변화량이 작다. 그러므로, 전극간에 흐르는 전류값이 작아서 필요한 흡인력이 작아도 되는 영역에서는, 과다한 흡인력이 발생한다. 또한, 비교예의 구성에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 생성되는 자기 회로에서 자속의 대부분이 철편을 통과하고, 공기 중을 통과하는 것은 고정 철편(175)과 가동 철편(66) 사이의 간극만으로 되어 있으므로, 자기 회로의 자기 저항이 작다. 그래서, 고정 철편(175)과 가동 철편(66)의 갭이 좁은 경우에는, 휴즈 등에 의해 접점으로의 전류 공급이 차단된 후라도 고정 철편(175)과 가동 철편(66) 간에 자기 흡인력이 잔류하기 쉽다. 이상의 영향으로부터 비교예에서는 접점을 개방하기가 어려울 가능성이 있었다.

이에 대해 본 실시형태에서는 고정 철편(75a,75b)과 가동 철편(66)의 크기가 작으므로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 생성되는 자기 회로에서 자속의 대부분은 공기 중을 통과한다. 그리하여, 자기 회로의 자기 저항이 종래보다 커져서 잔류 자화(磁化)가 남기 어렵다. 또한, 도 8에서 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 자기 흡인력 A는 전자기 반발력에 맞추어 변화하므로, 통전 중 개방 동작에 미치는 영향이 작다. 이로써, 본 실시형태에서는, 접점 간에 전류가 흘러서 철편 간에 흡인력을 발생시킨 후에 접점으로의 전류 공급이 차단되더라도, 접점을 개방하기 어려워지지 않으며 전자기 릴레이(1)의 동작에 영향을 주지 않는다고 생각된다.

또한, 본 실시형태의 전자기 릴레이(1)에서는, 한 쌍의 고정 철편(75a,75b)이 가동 접점(69a,69b)에 대향하는 고정 단자(70)의 면에 구비되므로, 철편이 고정 단자(70)의 폭 방향으로 튀어 나오지 않아 대형화를 회피할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 가동 철편(66)의 폭이 가동 스프링(64)의 폭보다 좁으므로, 가동 스프링(64)의 선단에 설치되는 철편을 경량화할 수 있어서 도 7에 비해 내충격성, 내진동성을 향상시킬 수 있으므로, 가동 스프링(64)의 동작에 미치는 영향을 작게 할 수 있다. 이러한 관점에서, 가동 철편(66)의 폭을 가동 스프링(64)의 폭에 대해 더욱 작게 하여 가동 철편을 한층 더 경량화하도록 도모하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태에서는, 고정 접점(73a,73b) 및 가동 접점(69a,69b)이 복수 쌍(도4의 예에서는 2쌍) 설치되어 있다. 이 구성에 의해 접점 간에 발생하는 전자기 반발력을 작게 할 수 있다. 접점이 한 쌍인 경우의 전자기 반발력은 이하의 식(1)로 나타낼 수 있다.

...(1)

여기에서 F는 전자기 반발력, a는 접점의 형상 등에 따른 계수, I는 전류값이다.

한편, 접점이 2쌍인 경우의 전자기 반발력은 이하의 식(2)로 나타낼 수 있다.

...(2)

이와 같이 2쌍의 접점에 전류가 균등하게 배분된 경우, 접점이 1쌍인 경우에 비해 전자기 반발력은 절반이 된다. 한편, 접점의 쌍 수가 증가할수록 전자기 반발력을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 고정 단자(70)와 가동 단자(60) 사이에서 통전될 때에, 고정 단자(70)를 흐르는 전류의 방향과 가동 단자(60)를 흐르는 전류의 방향이 서로 역방향으로 되도록, 가동 스프링(64)이 설치되는 가동 단자(60)와 고정 단자(70)가 대향 배치되어 있다.

도 9의 구성에 의해, 고정 단자(70)를 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속A의 방향과 가동 단자(60)를 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속B의 방향이 같은 방향이므로, 자속B에 의해 철편 간에 발생하는 흡인력을 강화할 수 있다. 도 8의 굵은 선은, 자속A와 자속B 양쪽 모두를 고려하여 산출한 철편 간 전자기 흡인력 B의 특성이다. 전자기 흡인력 B에서는, 자속A와 자속B가 작용하므로, 자속A만을 고려하여 산출한 전자기 흡인력 A보다 언제나 큼을 알 수 있다.

또한, 전자기 흡인력 B는 비교예의 흡인력 C에 비해 보다 전자기 반발력의 특성에 가까워서, 전류의 증가에 따라 전자기 반발력의 추이와 비슷하게 변화하고 있음을 알 수 있다. 또한, 비교예와는 달리, 전류가 증가할수록 전자기 반발력에 대한 자기 흡인력 B의 증가량이 커지므로, 전자기 반발력의 영향이 현저해지는 대전류 영역에서 그 영향을 보다 확실하게 저감할 수 있다고 생각된다.

대전류를 통전시키는 경우에는, 정적 용착(전류에 의해 접점 접촉부가 국소적으로 용융됨에 따라 용착되는 것)을 방지하기 위해 접점 접촉력을 크게 할 필요가 있다. 따라서, 전자기 반발력에 대해 자기 흡인력을 크게 하여 접점 접촉력을 높이는 것이 유효하다. 그러나, 비교예와 같이 작은 전류 영역에서 자기 흡인력 C이 과다하게 되는 것은 통상의 개방 동작을 방해한다. 따라서, 자기 흡인력 B와 같이 전류의 증가에 따라 자기 흡인력이 증가하는 특성인 것이 바람직하다.

한편, 제1 실시형태에서는, 고정 접점(73a,73b)과 가동 접점(69a,69b)이 복수 쌍 구비되는 구성을 예시하였으나, 고정 접점과 가동 접점을 한 쌍으로 할 수도 있다.

[제2 실시형태]

도10을 참조하여 제2 실시형태를 설명한다. 도 10은 제2 실시형태에서의 철편 배치를 나타내는 모식도이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태에서는, 한 쌍의 고정 철편(75a,75b)이 고정 단자(70)의 연장 방향(y축 방향)에 직교하는 방향(z축 방향)의 양 측면에 구비된다. 제2 실시형태에서는, 가동 철편(66)은, 양쪽 고정 철편(75a,75b)과 겹치도록, 가동 스프링(64)의 폭보다 넓게 형성되어 있다.

제2 실시형태의 구성에서도 제1 실시형태와 마찬가지로, 고정 단자(70)를 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속에 의해, 가동 철편(66)에는 고정 철편(75a,75b)에 접근하는 방향(+x방향)으로 자기 흡인력이 발생한다. 이러한 자기 흡인력에 의해, 제1 실시형태와 마찬가지로, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있다.

[제3 실시형태]

도11을 참조하여 제3 실시형태를 설명한다. 도 11은 제3 실시형태에서의 철편 배치를 나타내는 모식도이다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 제3 실시형태에서는, 한 쌍의 고정 철편(75a,75b)의 각각이 고정 단자(70)의 한쪽 측면에서부터 가동 접점에 대향하는 면에 걸쳐 구비된다. 제3 실시형태에서는, 고정 철편(75a,75b)은 y축 방향에서 보았을 때에 대략 L자 형상으로 형성되어 있다. 또한, 가동 철편(66)은, 양쪽 고정 철편(75a,75b)과 겹치면 되는 것이므로, 가동 스프링(64)의 폭보다 작게 형성되어 있다.

제3 실시형태의 구성에서도 제1, 제2 실시형태와 마찬가지로, 고정 단자(70)를 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속에 의해, 가동 철편(66)에는 고정 철편(75a,75b)에 접근하는 방향(+x방향)으로 자기 흡인력이 발생한다. 이러한 자기 흡인력에 의해, 제1, 제2 실시형태와 마찬가지로, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있다.

한편, 도 11에서는 고정 철편(75a,75b)이 안쪽을 향해 배치되므로, 도 10에 비해 가동 철편의 z축 방향 폭을 좁게 하는 것이 가능하다.

[제4 실시형태]

도12a 및 도12b를 참조하여 제4 실시형태를 설명한다. 도12a는 제4 실시형태의 접점 근방의 사시도이고, 도12b는 제4 실시형태의 가동 철편(66)의 사시도이다.

도12a 및 도12b에 나타내는 바와 같이, 제4 실시형태에서는, 가동 철편(66)이 가동 접점(69a,69b)에 의해 가동 스프링(64)에 리벳 접합되어 가동 스프링(64)에 고정된다.

가동 철편(66)은, 가동 스프링(64)의 선단부에 배치되는 평판부(662)와, 평판부(662)로부터 선단 쪽으로 연장되는 철편부(661)를 가진다. 가동 철편(66)은, 평판부(662)를 가동 스프링(64)에 겹치게 한 상태에서 가동 접점(69a,69b)을 스웨이징함으로써, 가동 스프링(64)에 고정된다. 가동 철편(66)은, x축 방향에서 보았을 때에 철편부(661)가 양쪽의 고정 철편(75a,75b)과 일부 겹쳐서 대향하도록 배치되어 있다.

도12a 및 도12b의 구성에 의해, 가동 철편(66)을 가동 스프링(64)에 고정할 때에 가동 접점(69a,69b)과 통합하여 할 수 있어서 접합 부분을 줄일 수 있으므로, 제조 용이성이 향상된다.

한편, 제9 실시형태에서 후술하는 바와 같이, 한 쌍의 가동 철편(66a,66b)과 하나의 고정 철편(75)을 가지는 구성인 경우(도 18 참조)에는, 고정 철편(75)을 가동 철편(66)과 마찬가지의 구조로 하여, 고정 접점(73)에 의해 고정 단자(70)에 리벳 접합할 수도 있다.

[제5 실시형태]

도13, 도14를 참조하여 제5 실시형태를 설명한다. 도 13은 제5 실시형태의 접점 근방의 사시도이다. 도 14는 제5 실시형태에 있어 철편 간에 발생하는 자속을 나타내는 모식도이다. 한편, 이하의 각 실시형태의 설명에서는, 고정 접점 및 가동 접점이 단일 쌍 구비되는 구성을 예시하는 경우가 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 제1 실시형태 등에서와 같이 접점 쌍을 복수 개의 쌍으로 구비하는 구성일 수도 있다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 제5 실시형태에서는, 고정 철편(75a,75b)은 고정 단자(70)의 고정 접점(73)보다 선단 쪽에 배치되며, 가동 철편(66)은 가동 스프링(64)의 가동 접점(69)보다 기부 쪽에 배치된다. 이러한 구성에서는, 제1 실시형태 등과는 달리, 고정 단자(70)와 가동 스프링(64) 간에 전류가 흐를 때에, 가동 철편(66)의 설치 위치에서는 전류가 흐르고 고정 철편(75a,75b)의 설치 위치에서는 전류가 흐르지 않도록 되어 있다.

도 13에 나타내는 방향으로 전류가 흐르면, 도 14에 나타내는 바와 같이 가동 스프링(64)에 전류가 흐른다. 도 14의 예에서는, 지면 바깥쪽에서부터 안쪽으로의 방향(+y방향)으로 전류가 흐른다. 이 전류에 의해 가동 스프링(64)의 주위에 자속이 발생한다. 도 14의 예에서는, 자속은 -y 쪽에서 보았을 때에 가동 스프링(64)의 주위에 시계 방향으로 발생하고 있다. 이 자속은, 가동 스프링(64)에 구비되는 가동 철편(66)과, 가동 철편(66)에 대향하여 배치되어 있는 고정 철편(75a,75b)에도 흐른다. 이와 같이 형성되는 자기 회로의 작용에 의해, 고정 철편(75a,75b)에는 가동 철편(66)을 향해(-x방향) 자기 흡인력이 발생한다. 이와 같이 발생하는 자기 흡인력은 고정 접점(73)과 가동 접점(69) 간에 발생하는 전자기 반발력(도5 참조)의 반대 방향 힘이므로, 전자기 반발력을 상쇄할 수 있다. 이로써, 접점 닫힘 상태에서 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있다.

한편, 도 13에서는 카드(100)가 가동 스프링(64)의 가동 접점(69)보다 선단 쪽에 연결되는 구성을 도시하였으나, 도 4 등에서와 같이, 카드(100)를 가동 접점(69)보다 기부 쪽에 연결하는 구성일 수도 있다.

[제6 실시형태]

도15를 참조하여 제6 실시형태를 설명한다. 도 15는 제6 실시형태의 접점 근방의 사시도이다.

도 15에 나타내는 바와 같이, 제6 실시형태에서는, 가동 스프링(64)에 구비되는 한 쌍의 가동 철편(66a,66b)과, 고정 단자(70)에 구비되는 단일의 고정 철편(75)을 가진다. 즉, 고정 철편과 가동 철편의 갯수가 제1~제5 실시형태와는 반대로 되어 있으며, 가동 철편(66a,66b)이 제1 철편에 상당하고 고정 철편(75)이 제2 철편에 상당한다.

가동 철편(66a,66b)은 고정 접점(73)에 대향하는 가동 스프링(64)의 면에 구비된다. 고정 철편(75)은 가동 접점(69)에 대향하는 고정 단자(70)의 면에 구비된다.

제6 실시형태에서도 제1 실시형태와 마찬가지로, 고정 철편(75)과 가동 철편(66a,66b)의 사이에 흡인력이 발생하므로, 제1 실시형태와 마찬가지로, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있다.

[제7 실시형태]

도16을 참조하여 제7 실시형태를 설명한다. 도 16은 제7 실시형태에서의 철편 배치를 나타내는 모식도이다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 제7 실시형태에서는, 가동 스프링(64)에 구비되는 한 쌍의 가동 철편(66a,66b)과, 고정 단자(70)에 구비되는 단일의 고정 철편(75)을 가진다. 즉, 고정 철편과 가동 철편의 갯수가 제2 실시형태와는 반대로 되어 있다.

가동 철편(66a,66b)은 가동 스프링(64)의 연장 방향에 직교하는 방향(z축 방향)의 양쪽에 구비된다. 고정 철편(75)은 양쪽 가동 철편(66a,66b)에 겹치도록 고정 단자(70)의 폭보다 넓게 형성되어 있다.

제7 실시형태에서도 제2 실시형태와 마찬가지로, 고정 철편(75)과 가동 철편(66a,66b)의 사이에 흡인력이 발생하므로, 제2 실시형태와 마찬가지로, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있다.

[제8 실시형태]

도17을 참조하여 제8 실시형태를 설명한다. 도 17은 제8 실시형태에서의 철편 배치를 나타내는 모식도이다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 제8 실시형태에서는, 가동 스프링(64)에 구비되는 한 쌍의 가동 철편(66a,66b)과, 고정 단자(70)에 구비되는 단일의 고정 철편(75)을 가진다. 즉, 고정 철편과 가동 철편의 갯수가 제3 실시형태와는 반대로 되어 있다.

가동 철편(66a,66b)의 각각은 가동 스프링(64)의 한쪽 측면에서부터 고정 접점(73)에 대향하는 면의 단부에 걸쳐 구비된다. 가동 철편(66a,66b)은 가동 스프링(64)의 연장 방향(y축 방향)에서 보았을 때에 대략 L자 형상으로 형성되어 있다. 또한, 고정 철편(75)은 양쪽 가동 철편(66a,66b)에 겹치도록 고정 단자(70)의 폭보다 작게 형성되어 있다.

제8 실시형태에서도 제3 실시형태와 마찬가지로, 고정 철편(75)과 가동 철편(66a,66b)의 사이에 흡인력이 발생하므로, 제3 실시형태와 마찬가지로, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있다.

[제9 실시형태]

도18을 참조하여 제9 실시형태를 설명한다. 도 18은 제9 실시형태의 접점 근방의 사시도이다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 제9 실시형태에서는, 가동 스프링(64)에 구비되는 가동 철편(66a,66b)이 한 쌍으로 되어 있고, 고정 단자(70)에 구비되는 고정 철편(75)이 단일의 것으로 되어 있다. 즉, 고정 철편과 가동 철편의 갯수가 제5 실시형태와는 반대로 되어 있다. 고정 철편(75)은 고정 단자(70)의 고정 접점(73)보다 선단 쪽에 배치되며, 한 쌍의 가동 철편(66a,66b)은 가동 스프링(64)의 가동 접점(69)보다 기부 쪽에 배치되어 있다.

제9 실시형태에서도 제5 실시형태와 마찬가지로, 고정 철편(75)과 가동 철편(66a,66b)의 사이에 흡인력이 발생하므로, 제5 실시형태와 마찬가지로, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있다.

한편, 도12a 및 도12b에서처럼, 고정 철편(75)이 고정 단자(70)의 선단부에 배치되는 평판부와 평판부로부터 선단 쪽으로 연장되는 철편부를 가지도록 하고, 평판부를 고정 단자(70)에 겹치게 한 상태에서 고정 접점(73)을 스웨이징함으로써 고정 단자(70)에 고정하는 구성으로 할 수도 있다.

[제10 실시형태]

도19을 참조하여 제10 실시형태를 설명한다. 도 19은 제10 실시형태의 접점 근방의 사시도이다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 제10 실시형태에서는, 연장 방향을 따라 인접하는 한 쌍의 가동 스프링(641,642)을 가지고, 가동 철편(66a,66b)의 각각이 가동 스프링(641,642)의 각각에 구비된다. 또한, 가동 스프링(641,642)의 가동 철편(66a,66b)보다 기부쪽에는 각각 가동 접점(69a,69b)이 구비되어 있다. 고정 단자(70)에는 가동 접점(69a,69b)에 접촉 가능하도록 한 쌍의 고정 접점(73a,73b)이 구비되어 있다.

제10 실시형태에서도 제6 실시형태와 마찬가지로, 고정 철편과 가동 철편의 사이에 흡인력이 발생하므로, 제6 실시형태와 마찬가지로, 접점 간에 발생하는 전자기 반발력에 의해 접점이 이격되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제6 실시형태과 비교하면, 2개의 가동 접점(69a,69b)이 개별의 가동 스프링(641,642)에 구비되어 개별로 동작 가능하므로, 고정 접점(73a,73b)과의 접촉 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 도 19에서는, 한 쌍의 가동 스프링(641,642)이 완전히 분리된 구조를 예시하였으나, 밑동은 일체이고 선단 쪽의 도중에 2개로 갈라지는 구조일 수도 있다.

이상 구체예를 참조하며 본 실시형태에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명이 이들 구체예에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 필요에 따라 적절히 설계 변경을 가한 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 전술한 각 구체예가 구비하는 각 구성요소 및 그 배치, 조건, 형상 등은 예시한 것에 한정되지 않으며, 필요에 따라 적절히 변경할 수 있다. 전술한 각 구체예가 구비하는 각 구성 요소는, 필요에 따라 적절히 조합을 변경할 수 있다.

제1~제5 실시형태에서는, 단일의 가동 철편(66)을 구비하는 구성을 예시하였으나, 가동 철편(66)은 복수 개로 구성될 수도 있다. 복수 개의 가동 철편(66)은, 예를 들어, x축 방향, y축 방향, z축 방향 중 어느 한 방향으로 나란히 배치된다. 각 철편은 틈을 두고 배치될 수도 있고, 접촉하도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 복수 개의 가동 철편(66) 중 일군의 z축 방향 양단이 한 쌍의 고정 철편(75a,75b)의 양쪽과 적어도 일부 겹치도록 배치되면 좋다. 마찬가지로, 고정 철편(75a,75b)의 적어도 한쪽이 복수 개의 철편군으로 구성되어 있을 수도 있다. 마찬가지로, 제6~제10 실시형태에서는, 단일의 고정 철편(75)과 한 쌍의 가동 철편(66a,66b)을 구비하는 구성을 예시하였으나, 고정 철편(75) 또는 가동 철편(66a,66b) 중 적어도 하나가 복수 개의 철편군으로 구성될 수도 있다.

본원은 일본 특허청에 2017년 6월 28일에 출원된 기초 출원 2017-126249호의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용을 참조로써 여기에 원용한다.

1 전자기 릴레이
60 가동 단자
64,641,642 가동 스프링
66,66a,66b 가동 철편(제1 철편, 제2 철편)
661 철편부
662 평판부
69,69a,69b 가동 접점
70 고정 단자
73,73a,73b 고정 접점
75,75a,75b 고정 철편(제1 철편, 제2 철편)

Claims (12)

1. 가동 접점을 가지는 가동 단자와,
   상기 가동 접점에 대향하는 고정 접점을 가지는 고정 단자와,
   상기 고정 단자와 상기 가동 단자 중 한쪽에 구비되는 한 쌍의 제1 철편과,
   상기 고정 단자와 상기 가동 단자 중 다른 한쪽에 구비되는 제2 철편을 포함하고,
   상기 한 쌍의 제1 철편은 상기 고정 단자와 상기 가동 단자 중 다른 한쪽에 대향하는 면에 구비되고,
   상기 제2 철편은 상기 고정 단자와 상기 가동 단자 중 한쪽에 대향하는 면에 구비되고, 또한, 상기 한 쌍의 제1 철편의 각각과 일부가 겹치도록 배치되어, 상기 제2 철편의 폭이 상기 고정 단자와 상기 가동 단자 중 다른 한쪽의 폭보다 좁은 것인 전자기 릴레이.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 제1 철편은, 상기 한 쌍의 제1 철편이 구비되어 있는 단자의 연장 방향에 직교하는 방향의 면에 구비되는 것인 전자기 릴레이.
4. 제3항에 있어서,
   상기 한 쌍의 제1 철편의 각각이 상기 면으로부터, 상기 한 쌍의 제1 철편이 구비된 상기 단자에 있어 다른쪽 단자에 대향하는 면에 걸쳐 구비되는 것인 전자기 릴레이.
5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 철편과 상기 제2 철편 중 한쪽이 상기 고정 단자에 구비되는 고정 철편이고,
   상기 제1 철편과 상기 제2 철편 중 다른 한쪽이 상기 가동 단자에 구비되는 가동 철편이고,
   상기 가동 단자와 상기 고정 단자는 선단이 서로 역방향이 되도록 배치되어 있고,
   상기 고정 철편은 상기 고정 단자의 상기 고정 접점보다 기부 쪽에 배치되며,
   상기 가동 철편은 상기 가동 단자의 상기 가동 접점보다 선단 쪽에 배치되는 것인 전자기 릴레이.
6. 제5항에 있어서,
   상기 가동 철편은 상기 가동 단자의 선단부에 배치되는 평판부를 포함하고,
   상기 가동 철편은, 상기 평판부를 상기 가동 단자에 겹쳐 놓은 상태에서 상기 가동 접점을 스웨이징함으로써, 상기 가동 단자에 고정되는 것인 전자기 릴레이.
7. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 철편과 상기 제2 철편 중 한쪽이 상기 고정 단자에 구비되는 고정 철편이고,
   상기 제1 철편과 상기 제2 철편 중 다른 한쪽이 상기 가동 단자에 구비되는 가동 철편이고,
   상기 가동 단자와 상기 고정 단자는 선단이 서로 역방향이 되도록 배치되어 있고,
   상기 고정 철편은 상기 고정 단자의 상기 고정 접점보다 선단 쪽에 배치되며,
   상기 가동 철편은 상기 가동 단자의 상기 가동 접점보다 기부 쪽에 배치되는 것인 전자기 릴레이.
8. 제5항에 있어서,
   상기 가동 철편의 폭은 상기 가동 단자의 폭보다 좁은 것인 전자기 릴레이.
9. 제7항에 있어서,
   상기 가동 철편의 폭은 상기 가동 단자의 폭보다 좁은 것인 전자기 릴레이.
10. 제7항에 있어서,
    상기 고정 철편은 상기 고정 단자의 선단부에 배치되는 평판부를 포함하고,
    상기 고정 철편은, 상기 평판부를 상기 고정 단자에 겹쳐 놓은 상태에서 상기 고정 접점을 스웨이징함으로써, 상기 고정 단자에 고정되는 것인 전자기 릴레이.
11. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동 단자는 당해 가동 단자의 선단부에 설치되는 가동 스프링을 포함하고,
    상기 가동 스프링은 상기 고정 단자와는 선단이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있고, 상기 가동 접점이 상기 가동 스프링에 구비되며,
    상기 고정 단자와 상기 가동 단자 간에 통전될 때에 상기 고정 단자에 흐르는 전류 방향과 상기 가동 단자에 흐르는 전류 방향이 서로 역방향이 되도록, 상기 가동 단자가 배치되는 것인 전자기 릴레이.
12. 가동 접점을 가지는 가동 단자와,
    상기 가동 접점에 대향하는 고정 접점을 가지는 고정 단자와,
    상기 고정 단자와 상기 가동 단자 중 한쪽에 구비되며 서로 물리적으로 분리된 한 쌍의 제1 철편과,
    상기 고정 단자와 상기 가동 단자 중 다른 한쪽에 구비되며 상기 한 쌍의 제1 철편의 양쪽과 각각 일부가 겹치도록 배치되는 제2 철편을 포함하는 전자기 릴레이.

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