TWI524369B - 電磁繼電器 - Google Patents

Description

電磁繼電器

本發明係關於一種電磁繼電器，例如關於一種具備按壓對活動接點賦能之彈性體之按壓構件之電磁繼電器。

例如，於專利文獻1中，電磁繼電器具備可藉由電磁鐵變更磁極之磁軛、與藉由永久磁鐵而磁化之電樞。藉由變更電磁鐵之極性而變更磁軛之磁極。藉此，電樞與磁軛接觸或斷開。活動接點係藉由彈性體而賦能，按壓構件係根據電樞之動作按壓彈性體。藉此，固定接點與活動接點接觸或斷開。因而，作為電磁繼電器發揮功能。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2001-126601號公報

然而，於專利文獻1中，將電樞之動作傳遞至按壓構件之構件係由複數個構件形成。因此，難以實現電磁繼電器之小型化，又，無法抑制製造成本。進而，於將彈性體用作用以對活動接點供給電流之導電體之情形，為抑制電阻，較佳為增厚彈性體。但，若彈性體較厚則導致彈性常數增大。

本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於實現耐衝擊性優 良、實現小型化及低成本化、或使彈性體之彈性常數減小且抑制電阻。

本發明係一種電磁繼電器，其特徵在於具備：磁軛，其可藉由電磁鐵而變更磁極；電樞，其藉由永久磁鐵而磁化，且藉由上述磁軛之磁極而與上述磁軛接觸或斷開；活動接點，其接觸於固定接點；彈性體，其對上述活動接點賦能；及按壓構件，其根據上述電樞之動作，按壓上述彈性體，藉此，使上述活動接點進行與上述固定接點接觸及斷開之至少一者；固定上述永久磁鐵與上述電樞之蓋體與上述按壓構件係一體成形。根據本發明，可實現小型化及低成本化。

於上述構成中，上述按壓構件可構成為具備第1按壓部，其按壓上述彈性體，以使上述活動接點接觸於上述固定接點；及第2按壓部，其按壓上述彈性體，以使上述活動接點自上述固定接點斷開。

於上述構成中，可構成為上述活動接點至上述第1按壓部之距離長於上述活動接點至上述第2按壓部之距離。

於上述構成中，可構成為上述彈性體至上述第2按壓部之距離長於上述彈性體至上述第1按壓部之距離。

於上述構成中，可構成為上述第1按壓部與上述第2按壓部相對於連結上述彈性體之支點與上述活動接點之線在相反側，按壓上述彈性體。

於上述構成中，可構成為上述磁軛設置一對，且上述電樞以夾持上述一對磁軛各自之端部的方式設置，且藉由上述蓋體轉動，使上述電樞與上述端部接觸或斷開。

於上述構成中，可構成為具備固定上述磁軛之塊體，且於上述蓋體之轉動之中心，在上述塊體及上述蓋體中之任一者具有孔，且在另一者具有嵌合於上述孔之突起，上述孔與上述突起之上述一對磁軛 之排列方向之間隔比於與上述排列方向交叉之方向更狹窄。

於上述構成中，可構成為上述蓋體之轉動中心不位於連結上述一對磁軛之直線上。

本發明係一種電磁繼電器，其特徵在於具備：磁軛，其可藉由電磁鐵而變更磁極；電樞，其藉由永久磁鐵而磁化，且藉由上述磁軛之磁極而與上述磁軛接觸或斷開，；活動接點，其接觸於固定接點；複數個板狀彈性體，其等對上述活動接點賦能；及按壓構件，其根據上述電樞之動作，按壓上述複數個板狀彈性體中之至少一個，藉此，使上述活動接點進行與上述固定接點接觸及斷開中之至少一者；且上述複數個板狀彈性體彼此固定於1個部位。根據本發明，可使彈性體之彈性常數減小且抑制電阻。

於上述構成中，可構成為上述複數個板狀彈性體於上述活動接點固定。

根據本發明，可實現小型化及低成本化，或使彈性體之彈性常數減小且抑制電阻。

10‧‧‧磁軛

10a‧‧‧磁軛之端部

10b‧‧‧磁軛之端部

12‧‧‧電樞

13‧‧‧蓋體

14‧‧‧連接構件

15‧‧‧孔

16‧‧‧接觸用按壓構件(第1按壓部)

17‧‧‧永久磁鐵

18‧‧‧斷開用按壓構件(第2按壓部)

20‧‧‧電磁鐵

22‧‧‧線圈電線

24‧‧‧捲線軸

26‧‧‧端子

30‧‧‧活動接點

32‧‧‧活動彈簧(彈性體)

34‧‧‧活動端子

36‧‧‧接觸彈簧(彈性體)

38‧‧‧固定部

39‧‧‧固定部

40‧‧‧固定接點

42‧‧‧固定端子

50‧‧‧底座

53‧‧‧旋轉軸

54‧‧‧遮蔽壁

60‧‧‧面

64‧‧‧凸緣

66‧‧‧凸緣

68‧‧‧凸緣

69‧‧‧凸緣

70‧‧‧定位銷

72‧‧‧切口

74‧‧‧箭頭

78‧‧‧箭頭

80‧‧‧插入口

100‧‧‧電磁繼電器

‧‧‧孔X方向之短軸

‧‧‧孔Y方向之長軸

圖1係實施例1之電磁繼電器之分解前視圖。

圖2(a)係底座之立體圖，圖2(b)係表示蓋體及按壓構件之立體圖，圖2(c)係蓋體之前視圖。

圖3(a)及圖3(b)係表示電樞之動作之圖。

圖4係蓋體之剖面圖。

圖5(a)係蓋體及按壓構件之立體圖，圖5(b)及圖5(c)係按壓構件及接點之立體圖。

圖6(a)及圖6(b)係磁軛及電樞之放大圖。

圖7(a)及圖7(b)係底座及活動端子之立體圖。

圖8(a)及圖8(b)係嵌入活動端子後之前視圖及剖面圖。

圖9(a)及圖9(b)係表示活動彈簧及接觸彈簧之圖。

以下，參照圖式說明本發明之實施例。

[實施例1]

圖1係實施例1之電磁繼電器之分解前視圖。圖1中係將收納各構件之底座之一部分拆卸後之側視圖。將一對磁軛10之方向設為X方向，將正交於X方向之方向設為Y方向，將紙面之近前方向設為Z方向。以下之圖式中亦同樣地圖示X、Y及Z方向。於底座50內收納有電磁鐵20、磁軛10、電樞12、蓋體13、接觸用按壓構件16、斷開用按壓構件18、連接構件14、活動接點30、活動彈簧(彈性體)32、活動端子34、接觸彈簧(彈性體)36、固定接點40及固定端子42。

電磁鐵20係於捲線軸24捲繞有線圈電線22。於線圈電線22電性連接有端子26。於電磁鐵20之兩側磁性連接有一對磁軛10。一對磁軛10各自之端部10a及10b之磁極相反。若變更流入線圈電線22之電流之方向，則電磁鐵20之極性反轉。如此，可藉由電磁鐵來變更磁軛10之磁極。電樞12係藉由永久磁鐵而磁化，且藉由磁軛10之磁極而與磁軛10接觸或斷開。電樞12之一部分及永久磁鐵(未圖示)係由蓋體13固定。

活動接點30係經由活動彈簧32電性連接於活動端子34。活動彈簧32係由活動端子34與固定部39固定。固定接點40係電性連接於固定端子42。若活動接點30與固定接點40接觸，則將活動端子34與固定端子42之間電性連接。若活動接點30與固定接點40斷開，則活動端子34與固定端子42成為電性非導通。活動接點30係藉由活動彈簧32及接觸彈簧36，而以活動端子34與固定端子42斷開的方式受到賦能。接觸用按壓構件16將活動彈簧32及接觸彈簧36朝向下方向按壓，藉 此，活動接點30與固定接點接觸。斷開用按壓構件18將活動彈簧32及接觸彈簧36朝向上方向按壓，藉此，活動接點30自固定接點斷開。連接構件14係連接蓋體13與接觸用按壓構件16及斷開用按壓構件18。再者，作為彈性體，雖以活動彈簧32與接觸彈簧36之複數個板狀彈簧為例，但彈性體可對活動接點30賦能即可。

圖2(a)係底座之立體圖，圖2(b)係表示蓋體及按壓構件之立體圖，圖2(c)係蓋體之前視圖。如圖2(a)所示，於底座50設置有突起52。突起52成為蓋體13之旋轉軸53。突起52之剖面係例如正圓。如圖2(b)及圖2(c)所示，於蓋體13形成有凹部，且於凹部內設置有永久磁鐵17。於蓋體13形成有孔15。蓋體13、連接構件14以及按壓構件16及18係藉由例如樹脂而一體成型。活動彈簧32及接觸彈簧36係未與蓋體13、連接構件14、以及按壓構件16及18一體化，可自按壓構件16及18分離。

根據實施例1，蓋體13與按壓構件16及18係一體成形。例如，蓋體13與按壓構件16及18係使用模具鑄模成型而成。藉此，無需如專利文獻1之卡等連接電樞12與按壓構件16及18之其他構件。因此，可實現電磁繼電器100之小型化。又，可減少零件件數，從而抑制製造成本。進而，耐衝擊性優良。

圖3(a)及圖3(b)係表示電樞之動作之圖。參照圖3(a)，於磁軛10之端部10a與電樞12c及12d為相同極性，且磁軛10之端部10b與電樞12a及12b為相同極性之情形時，電樞12a與端部10a接觸，電樞12d與端部10b接觸。參照圖3(b)，於端部10a與電樞12a及12b為相同極性，且端部10b與電樞12c及12d為相同極性之情形時，電樞12c與端部10a接觸，電樞12b與端部10b接觸。如此地，將磁軛10設置一對。電樞12係以夾持一對磁軛10各自之端部10a及10b的方式設置。藉由蓋體13進行轉動，電樞12與端部10a及10b接觸或斷開。例如，可藉由將2個電 樞12設為相同之形狀，而進行成本削減。

如圖2(c)所示，形成於蓋體13之孔15具有橢圓形狀。若將孔15之X方向之短軸設為，Y方向之長軸設為，則>。例如圖3(a)及圖3(b)中，磁軛10與電樞12之4個接點中至少1個接點磨損之情形時，將導致磁軛10與電樞12之間產生間隙。又，存在因構件之不均導致磁軛10與電樞12之間隔不同之情形。若產生磁軛10與電樞12之間隙，則磁軛10與電樞12無法充分接觸。因此，於電磁繼電器100受到衝擊之情形時，將導致磁軛10與電樞12斷開。如此，則耐衝擊性劣化。

根據實施例1，由於孔15為橢圓，故蓋體13容易在Y方向上移動。另一方面，X方向之移動受到限制。藉此，即便於磁軛10與電樞12之接點之一，磁軛10與電樞12之間隔不同之情形時，仍可使磁軛10與電樞12充分接觸。因此，可抑制耐衝擊性之劣化。進而，X方向之蓋體13之移動受到限制。因此，可確保蓋體13之X方向之位置進度。亦可於蓋體13形成突起，且於底座50形成孔。即，於蓋體13之轉動之中心，在底座50及蓋體13中任一者具有孔15，另一者具有嵌合於孔15之突起52即可。孔15與突起52之一對磁軛10之排列方向(例如X方向)之間隔較佳為窄於與排列方向交叉之方向(例如Y方向)。

又，孔15之位置並非配置於磁軛10之中心線上，而是配置於一對電樞12之外側。因此，可充分地確保位於電樞12之間之永久磁鐵17之體積，從而可提供耐衝擊性優良之繼電器。

圖4係蓋體之XZ平面上之剖面圖。如圖4之箭頭78所示，將蓋體13與按壓構件一體鑄模成形後，自插入口80插入永久磁鐵17。永久磁鐵17亦可藉由鑄模成形裝配。但，於該情形時，鑄模成形後需使用用於對電樞12進行磁化之設備。如圖4所示，於鑄模成形後插入永久磁鐵之情形時，可容易地變更永久磁鐵17之尺寸。藉此，可容易地進行 磁化。因此，無需用於對電樞12進行磁化之設備。又，可根據電磁繼電器之性能及成本進行系列化。作為永久磁鐵17，可使用例如釤鈷磁鐵。

圖5(a)係蓋體及按壓構件之立體圖，圖5(b)及圖5(c)係按壓構件及接點之立體圖。如圖5(a)所示，作為按壓構件，設置有接觸用按壓構件16(第1按壓部)與斷開用按壓構件18(第2按壓部)。如圖5(a)及圖5(c)所示，接觸用按壓構件16係在-Y方向上按壓活動彈簧32，以使活動接點30接觸於固定接點40。另一方面，斷開用按壓構件18係在+Y方向上按壓活動彈簧32，以使活動接點30自固定接點40斷開。活動接點30與固定接點40存在因湧入電流而熔接之情形。如上所述，不僅可藉由活動彈簧32之賦能力，而且可藉由藉由斷開用按壓構件18，使活動接點30自固定接點40斷開。因此，可抑制接點之熔接故障。

又，活動接點30至接觸用按壓構件16之距離L1長於活動接點30至斷開用按壓構件18之距離L2。藉此，在斷開用按壓構件18按壓活動彈簧32時，可以較接觸用按壓構件16大之力進行按壓。因此，可進一步抑制熔接故障。

斷開用按壓構件18自活動彈簧32斷開時之活動彈簧32至斷開用按壓構件18之距離長於接觸用按壓構件16自活動彈簧32斷開時之活動彈簧32至接觸用按壓構件16之距離。藉此，於斷開用按壓構件18接觸於活動彈簧32時，具有速度之斷開用按壓構件18將碰撞活動彈簧32。可藉由該衝擊，而將接點剝離。因此，可進一步抑制接點之熔接故障。

接觸用按壓構件16與斷開用按壓構件18係相對於線X-X(連結活動彈簧32之支點與活動接點30之線)於相反側，按壓活動彈簧32。藉此，在接觸用按壓構件16或斷開用按壓構件18接觸於活動彈簧32後，將活動彈簧32扭轉，故可進一步抑制接點之熔接故障。又，此時，活 動接點30接觸於固定接點40後(或斷開前)，活動接點30於固定接點40上沿Z方向滑動。因此，可擦除接點表面上生成附著之雜質等。藉此，可抑制接點故障或成為發熱原因之接點接觸電阻之上升。如此般，具有接點之淨化作用。

再者，在活動彈簧32之接觸用按壓構件16與斷開用按壓構件18接觸之區域之間設置有槽33。藉此，可減小活動彈簧32之彈性常數。再者，雖已說明設置有接觸用按壓構件16與斷開用按壓構件18兩者之例，但設置至少一者即可。

圖6(a)及圖6(b)係磁軛及電樞之放大圖。如圖6(a)所示，自電樞12之前端觀察電樞12及磁軛10之剖面之情形時，與磁軛10之上下表面對向之電樞12之面60於磁軛10側呈凸形狀。又，面60具備隨著朝向電樞12之兩端，曲率增大之曲線形狀。如圖6(b)所示，自正面觀察電樞12及磁軛10之情形時，與磁軛10之上下表面對向之電樞12之面60係以隨著朝向電樞12之前端，而自磁軛10之上表面或下表面分離的方式傾斜。又，面60具備隨著朝向前端，曲率增大之曲線形狀。

如此般，可藉由面60之傾斜，而使電樞12與磁軛10之接觸面積增大。因此，可使磁特性穩定化。或者，因面60為曲線形狀，故可進而使磁特性穩定化。

圖7(a)及圖7(b)係底座及活動端子之立體圖。如圖7(a)所示，於底座50形成有活動端子34進行嵌合之切口72。於底座50內面設置有凸緣64、66、68及69。如圖6(b)所示，於活動端子34設置有作為突起之定位銷70。

圖8(a)及圖8(b)係嵌入有活動端子之前視圖及剖面圖。自圖8(b)之箭頭74之方向將活動端子34壓入至底座50之切口72。如圖8(a)及圖8(b)所示，凸緣66係將活動端子34之上側(+Y側)之壓入裏側(-Z側)固定，凸緣64係將活動端子34之上側之壓入入口側固定。凸緣68係將活 動端子34之下側(-Y側)之壓入裏側(-Z側)固定，凸緣69係將活動端子34之下側之壓入入口側固定。如此般，於活動端子34之下側及上側分別將2個部位固定，故可牢固地固定活動端子34。藉此，可省略接著劑塗佈等製造步驟。進而，亦可藉由於活動端子34設置定位銷70，而利用凸緣68進行活動端子34之固定。再者，雖以固定活動端子34之情形為例進行了說明，但將固定端子42固定時亦可使用凸緣。

圖9(a)及圖9(b)係表示活動彈簧及接觸彈簧之圖。如圖9(a)所示，於活動彈簧32上設置有接觸彈簧36。接觸彈簧36係於鉚接活動接點30時，藉由固定部38而固定於活動彈簧32。活動彈簧32成為活動端子34與活動接點30之間之電流路徑。因此，活動彈簧32使用導電性高之材料。另一方面，可藉由另行設置接觸彈簧36，而於接觸彈簧36中使用彈性高之材料。作為活動彈簧32，可使用導電性高之Cu-Cr系合金或Cu-Fe系等銅合金。作為接觸彈簧36，可使用彈性高之Cu-Sn系合金等磷青銅。進而，作為接觸彈簧36，可藉由使用導電性高且彈性亦高之Cu-Cr-Zr-Si系合金，而抑制電流通電時電磁繼電器之溫度上升。又，可藉由反覆動作而提昇彈簧之耐受性。再者，活動彈簧32中亦可使用Cu-Cr-Zr-Si系合金。

如圖9(b)所示，將接觸彈簧36設置至將活動彈簧32固定於活動端子34之固定部39之附近為止。藉此，可進一步抑制電流通電時電磁繼電器之溫度上升。圖9(b)之電磁繼電器相較圖9(a)之電磁繼電器，可將通電磁之固定端子42之溫度上升抑制5℃左右。

如上所述，設置複數個對活動接點30賦能之活動彈簧32及接觸彈簧36等板狀彈性體。將複數個板狀彈性體彼此固定於1個部位。除固定有複數個板狀彈性體之區域以外，複數個板狀彈性體彼此並未固定。因此，可提昇板狀彈性體整體之彈性。複數個板狀彈性體可於活動接點30進行固定。

板狀彈性體中固定於活動端子34之彈性體(活動彈簧32)較佳為導電性高於其他彈性體(接觸彈簧36)。藉此，可減小活動端子34與活動接點30之間之電阻。進而，其他彈性體(接觸彈簧36)較佳為彈性高於固定在活動端子34之彈性體(活動彈簧32)。藉此，可提昇複數個板狀彈性體之彈性。

如圖1所示，電磁鐵20與活動端子34及固定端子42之間設置有絕緣性遮蔽壁54。藉此，可確保電磁鐵20與活動端子34及固定端子42之絕緣性，從而抑制絕緣破壞。因此，可使電磁繼電器小型化。進而，可增大電磁鐵20之線圈繞線長度及線圈繞線體積。藉此，可提昇電磁鐵吸引力之效率及抑制電磁繼電器之驅動電力。

以上，已就本發明之實施例進行詳細說明，但本發明並不限定於特定之實施例，可在申請專利範圍中記載之本發明之精神之範圍內進行各種變化、變更。

10‧‧‧磁軛

10a‧‧‧磁軛之端部

10b‧‧‧磁軛之端部

12‧‧‧電樞

13‧‧‧蓋體

14‧‧‧連接構件

16‧‧‧接觸用按壓構件

18‧‧‧斷開用按壓構件

20‧‧‧電磁鐵

22‧‧‧線圈電線

24‧‧‧捲線軸

26‧‧‧端子

30‧‧‧活動接點

32‧‧‧活動彈簧

34‧‧‧活動端子

36‧‧‧接觸彈簧

39‧‧‧固定部

40‧‧‧固定接點

42‧‧‧固定端子

50‧‧‧底座

54‧‧‧遮蔽壁

100‧‧‧電磁繼電器

Claims (8)

1. 一種電磁繼電器，其特徵在於包含：磁軛，其可藉由電磁鐵而變更磁極；電樞，其藉由永久磁鐵而磁化，且藉由上述磁軛之磁極而與上述磁軛接觸或斷開；活動接點，其接觸於固定接點；彈性體，其係以上述活動接點可自上述固定接點斷開的方式對上述活動接點賦能；及按壓構件，其根據上述電樞之動作，按壓上述彈性體，藉此，使上述活動接點進行與上述固定接點接觸及斷開之至少一者；且固定上述永久磁鐵與上述電樞之蓋體係與上述按壓構件一體鑄模成形；上述按壓構件包含：第1按壓部，其於使上述活動接點接觸於上述固定接點時以第1速度碰撞上述彈性體，而於使上述活動接點自上述固定接點斷開時不碰撞上述彈性體；及第2按壓部，其於使上述活動接點自上述固定接點斷開時以比第1速度大的第2速度碰撞上述彈性體，而於使上述活動接點接觸於上述固定接點時不碰撞上述彈性體；因上述第2速度大於上述第1速度，上述第2按壓部自上述彈性體斷開時之上述彈性體至上述第2按壓部之距離係長於上述第1按壓部自上述彈性體斷開時之上述彈性體至上述第1按壓部之距離。
2. 如請求項1之電磁繼電器，其中自上述活動接點固定於上述彈性體之位置至上述第1按壓部接觸於上述彈性體之位置為止之自上 述彈性體的支點往上述活動接點的方向之距離係長於自上述活動接點固定於上述彈性體之位置至上述第2按壓部接觸於上述彈性體之位置為止之自上述彈性體的支點往上述活動接點的方向之距離。
3. 如請求項2之電磁繼電器，其中上述彈性體係板狀彈性體；上述第1按壓部係相對於連結上述彈性體之支點與上述活動接點之線於上述板狀彈性體之面方向的一側，按壓上述彈性體；上述第2按壓部係相對於連結上述彈性體之支點與上述活動接點之線於上述板狀彈性體之面方向的另一側，按壓上述彈性體；於使上述活動接點自上述固定接點斷開時，於上述一側不按壓上述彈性體，於使上述活動接點接觸於上述固定接點時，於上述另一側不按壓上述彈性體。
4. 如請求項1或2之電磁繼電器，其中上述磁軛設置有一對，且上述電樞以夾持上述一對磁軛各自之端部的方式設置，且藉由上述蓋體轉動，使上述電樞與上述端部接觸或斷開。
5. 如請求項4之電磁繼電器，其包含固定上述磁軛之塊體，且於上述蓋體之轉動之中心，在上述塊體及上述蓋體之任一者具有孔，在另一者具有嵌合於上述孔之突起，且上述孔與上述突起規定上述蓋體之轉動中心軸，上述孔與上述突起之上述一對磁軛之排列方向之間隔，比於與上述排列方向交叉之方向更狹窄。
6. 如請求項4之電磁繼電器，其中上述蓋體之轉動中心不位於連結上述一對磁軛之直線上。
7. 如請求項1或2之電磁繼電器，其中上述彈性體係 複數個板狀彈性體；且上述複數個板狀彈性體彼此僅於1個部位固定。
8. 如請求項7之電磁繼電器，其中上述複數個板狀彈性體係僅於上述活動接點固定。