WO2017086025A1 - 電磁継電器 - Google Patents

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WO2017086025A1
WO2017086025A1 PCT/JP2016/078139 JP2016078139W WO2017086025A1 WO 2017086025 A1 WO2017086025 A1 WO 2017086025A1 JP 2016078139 W JP2016078139 W JP 2016078139W WO 2017086025 A1 WO2017086025 A1 WO 2017086025A1
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contact
pressure spring
fixed
movable
contact pressure
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PCT/JP2016/078139
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French (fr)
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田中　智明
神谷　誠
Original Assignee
アンデン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H2235/00—Springs
    • H01H2235/004—Two parallel coil springs

Definitions

  • This disclosure relates to an electromagnetic relay that opens and closes an electric circuit by moving a movable contact and a fixed contact.
  • a conventional relay opens and closes an electric circuit by positioning and fixing a stator having a fixed contact and moving one movable element having a movable contact so that the movable contact and the fixed contact are separated from each other.
  • the relay includes a movable member that is attracted by the electromagnetic force of the coil, a contact pressure spring that biases the movable element in a direction in which the fixed contact and the movable contact abut, and a direction in which the fixed contact and the movable contact are separated from each other.
  • a return spring or the like for urging the mover via the movable member is provided.
  • the movable member When the coil is energized, the movable member is driven away from the mover by electromagnetic force, and the mover is urged and moved by the contact pressure spring to contact the fixed contact and the movable contact. It is comprised so that a needle
  • the impact resistance performance is a performance that can withstand that the fixed contact and the movable contact do not come into contact with each other when the electromagnetic relay is subjected to an impact due to vibration, collision or the like while the fixed contact and the movable contact are in contact.
  • FIG. 9 shows a state where the fixed contact and the movable contact are in contact with each other in the electromagnetic relay described in Patent Document 1.
  • the movable element 920, the moving yoke 930, and the movable contact 925 can move together.
  • the contact pressure PP is applied to the movable member in the direction ( ⁇ Z direction) in which the movable contact 925 contacts the fixed contact 927 by the contact pressure spring 924.
  • the mass of the movable member is applied to the movable member.
  • An impact force FF of m ⁇ acceleration G is applied.
  • the contact pressure PP is necessary to make the contact pressure PP larger than the impact force FF. That is, since the impact force FF received by the movable member is proportional to the mass m of the movable member, the impact resistance can be made advantageous by reducing the weight m of the movable member.
  • the contact portion electromagnetic repulsive force acts to separate the movable contact and the fixed contact. Therefore, the spring force of the contact pressure spring and the attractive force between the yokes are set so that the movable contact and the fixed contact are not separated by the contact portion electromagnetic repulsion force.
  • This disclosure is intended to provide an electromagnetic relay capable of improving short-circuit resistance without reducing the impact resistance and without increasing the size of the product.
  • an electromagnetic relay includes an exciting coil that forms a magnetic field when energized, a movable core driven by electromagnetic force of the exciting coil, a movable contact that operates following the movable core, and energization of the exciting coil.
  • a second contact pressure spring that urges the movable contact in the direction in which the movable contact comes into contact, and the moving yoke is provided so as to be able to contact and separate from the movable contact.
  • the exciting coil when the exciting coil is energized, with the movable contact being in contact with the fixed contact, the movable yoke is subjected to an impact in the direction in which the movable contact is separated from the fixed contact, and the moving yoke is in the first contact. Even if the movable contact is separated from the movable contact against the pressure spring, the movable contact is urged by the second contact pressure spring in a direction in which the movable contact and the fixed contact come into contact with each other. The abutted state is maintained.
  • the moving yoke receives an impact in the direction in which the movable contact and the fixed contact are separated, and the moving yoke is subjected to the first contact pressure. Even if the movable contact is separated from the movable contact against the spring, the movable contact is biased by the second contact pressure spring in a direction in which the movable contact and the fixed contact come into contact with each other, and the movable contact and the fixed contact are The contact state is maintained. That is, the short circuit resistance can be improved without increasing the product size and without reducing the impact resistance.
  • the moving yoke By using the first contact pressure spring as a coil spring, the moving yoke can be biased uniformly toward the movable contact.
  • the moving yoke may have at least one of a convex portion and a concave portion that restrains the movement of the first contact pressure spring in the radial direction on the surface on the counter movable contact side.
  • the first contact pressure spring can be easily positioned, and the first contact pressure spring can be prevented from moving in the radial direction of the first contact pressure spring.
  • the movable contact can be uniformly biased as a whole.
  • the movable contact may have at least one of a convex portion and a concave portion that restrains the movement of the second contact pressure spring in the moving yoke in the radial direction on the surface of the moving yoke.
  • the moving yoke can be returned to the original position when the moving yoke comes into contact with the movable contact.
  • the movable contactor may have at least one of a convex part or a concave part that restrains the movement of the second contact pressure spring in the radial direction on the surface on the side opposite to the fixed contactor.
  • the second contact pressure spring can be easily positioned, and the second contact pressure spring can be prevented from moving in the radial direction of the second contact pressure spring.
  • the electromagnetic relay may include a cover having a concave portion or a convex portion that holds at least one of one end of the first contact pressure spring and one end of the second contact pressure spring. In this case, at least one of one end of the first contact pressure spring and one end of the second contact pressure spring can be easily assembled.
  • the first contact pressure spring may be fixed to the moving yoke. Thereby, the positioning of the first contact pressure spring to the moving yoke is unnecessary, and the assembling property can be improved.
  • the second contact pressure spring may be fixed to the movable contact. Thereby, positioning of the 2nd contact pressure spring to a movable contact is unnecessary, and the assembly
  • the first contact pressure spring may be fixed to the cover. Thereby, positioning of the 1st contact pressure spring to a cover is unnecessary, and assembly property can be improved.
  • the second contact pressure spring may be fixed to the cover. Thereby, positioning of the 2nd contact pressure spring to a cover is unnecessary, and an assembly property can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electromagnetic relay according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the electromagnetic relay. In FIG. 2, the case 10 is omitted.
  • the electromagnetic relay according to this embodiment includes a resin case 10.
  • the case 10 has four case side wall portions 101 and one case bottom portion (surface on the back side of the paper surface in FIG. 1), and the case 10 is on one surface (surface on the near side in FIG. 1) facing the case bottom portion. It has a bottomed quadrangular cylindrical shape provided with an opening.
  • a housing space 104 is formed inside the case 10, and the housing space 104 is opened to the outside through a case opening.
  • the base 12 made of resin is fitted into the case 10 to close the case opening, a base main body 122 protruding from the base bottom 121 toward the case bottom, and contact pressure springs 22 and 23 described later. And a cover 36 for holding.
  • the housing space 104 is partitioned by the case 10 and the base bottom 121.
  • the base 12 is insert-molded using the pair of stators 14 as inserts.
  • the base bottom 121 has two terminal insertion holes (not shown) into which a pair of coil terminals 16 described later are inserted, and the coil terminals 16 are inserted into the terminal insertion holes.
  • a pair of stators 14 made of a conductive metal plate is fixed to the base 12.
  • One end of the stator 14 is fixed to the base main body 122 and positioned in the accommodation space 104, and the other end protrudes to the outside.
  • a conductive metal fixed contact 15 is caulked and fixed to an end of the stator 14 on the side of the accommodation space 104.
  • the outer space side end of the stator 14 is connected to an external electric circuit (not shown).
  • the stator 14 and the fixed contact 15 constitute a fixed contact.
  • a cylindrical coil 18 that generates an electromagnetic force when energized is disposed, and a pair of coil terminals 16 made of conductive metal are connected to the coil 18.
  • the coil 18 is an exciting coil.
  • the coil terminal 16 is connected to an ECU (not shown) via an external harness, and the coil 18 is energized via the external harness and the coil terminal 16.
  • a plate-like plate 19 made of a ferromagnetic metal material is arranged on the base body 122 side of the coil 18.
  • a yoke 24 made of a ferromagnetic metal material is disposed on the side of the coil 18 opposite to the main body and on the outer peripheral side.
  • a cylindrical fixed core 26 made of a ferromagnetic metal material is disposed in the inner circumferential space of the coil 18.
  • a disc-shaped movable core 28 made of a ferromagnetic metal material is disposed between the base main body 122 and the plate 19.
  • a return spring 30 that urges the movable core 28 toward the anti-fixed core is disposed between the coil 18 and the movable core 28.
  • the movable core 28 When the coil 18 is energized, the movable core 28 is attracted toward the fixed core 26 against the return spring 30 by the electromagnetic force generated by the coil 18.
  • the plate 19, the yoke 24, the fixed core 26, and the movable core 28 constitute a magnetic path of magnetic flux induced by the coil 18.
  • a metal shaft 32 penetrates and is fixed to the movable core 28.
  • One end of the shaft 32 extends toward the anti-fixed core side, and an insulator 34 made of a resin having high electrical insulation is fitted and fixed to the end portion on the one end side of the shaft 32.
  • the other end side of the shaft 32 is slidably inserted into the fixed core 26.
  • a mover 20 made of a conductive metal (for example, copper) plate is disposed in the accommodation space 104.
  • the mover 20 has two movable contacts 25 made of conductive metal.
  • two movable contacts 25 made of conductive metal are caulked and fixed to the movable element 20 at positions facing the two fixed contacts 15.
  • the movable element 20 and the movable contact 25 constitute a movable contact.
  • the movable element 20 and the movable contact 25 follow the movable core 28 from the state where the movable contact 25 and the fixed contact 15 are separated until the movable contact 25 and the fixed contact 15 come into contact with each other.
  • a moving yoke 21 made of a ferromagnetic metal material (for example, iron) is disposed on the surface of the mover 20 on the side opposite to the stationary contact, that is, the surface on the cover 36 side.
  • the moving yoke 21 is in contact with the surface of the movable element 20 on the side opposite to the fixed contact, and is arranged to face the fixed yoke 17 through the movable contact.
  • the moving yoke 21 and the mover 20 are provided separately and can be contacted and separated.
  • a contact pressure spring 23 is disposed between the mover 20 and the cover 36 to urge the mover 20 toward the fixed contact.
  • the contact pressure spring 23 is a second contact pressure spring that biases the movable element 20 toward the fixed contact.
  • the contact pressure spring 23 is a coil spring.
  • At least one convex portion 202 that protrudes toward the cover 36 is formed.
  • the convex portion 202 restrains the radial movement of the contact pressure spring 23 in the moving yoke 21.
  • a contact pressure spring 22 that urges the moving yoke 21 toward the movable element 20 is disposed.
  • the contact pressure spring 22 is a first contact pressure spring that biases the moving yoke 21 toward the movable element 20.
  • the contact pressure spring 22 is a coil spring.
  • At least one convex portion 211 is formed on the surface of the moving yoke 21 on the side opposite to the movable contact, that is, the surface on the cover 36 side.
  • the convex portion 211 restrains the movement of the contact pressure spring 22 in the radial direction.
  • Two circular recesses 361 and 362 are formed on the surface of the cover 36 on the movable element 20 side.
  • the recess 361 holds and fixes one end of the coiled contact pressure spring 23, and the recess 362 holds and fixes one end of the coiled contact pressure spring 22.
  • a pair of permanent magnets that stretches an arc generated between the fixed contact 15 and the movable contact 25 by forming a magnetic field at a contact / separation portion where the fixed contact 15 and the movable contact 25 contact and separate. 42 is arranged. These permanent magnets 42 are arranged to face each other along the direction in which the pair of contact / separation portions are arranged (the left-right direction in FIG. 3).
  • the operation of the electromagnetic relay according to this embodiment will be described.
  • the movable core 28 is attracted toward the fixed core 26 against the return spring 30 by the electromagnetic force, and the movable element 20 and the moving yoke 21 are contacted by the contact pressure spring 22 as shown in FIG. , 23, and moves following the movable core 28.
  • the movable contact 25 comes into contact with the fixed contact 15 and the pair of stators 14 are electrically connected.
  • an arrow Z direction represents a direction in which the movable contact 25 is in contact with or separated from the fixed contact 15.
  • the mover 20 is biased in the ⁇ Z direction by the contact pressure spring 23. Further, the moving yoke 21 is biased in the ⁇ Z direction by the contact pressure spring 22. That is, the moving yoke 21 is pressed against the movable element 20 by the contact pressure spring 22.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which an impact force F of acceleration G is applied in a direction (Z direction) in which the movable contact 25 is in contact with and away from the fixed contact 15.
  • the impact force in the Z direction applied to the mover 20 is F1
  • the impact force in the Z direction applied to the moving yoke 21 is F2.
  • the force that the contact pressure spring 23 biases the mover 20 in the ⁇ Z direction is P1
  • the force that the contact pressure spring 22 biases the moving yoke 21 in the ⁇ Z direction is P2.
  • the moving yoke 21 and the mover 20 are configured to be able to contact and separate, so the moveable yoke 21 moves away from the mover 20 and moves in the Z direction. If the relationship of F1 ⁇ P1 is established, the movable contact 25 and the fixed contact 15 are not separated.
  • the impact resistance performance includes an impact force F2 in the Z direction applied to the moving yoke 21 and a force P2 that the contact pressure spring 22 biases the moving yoke 21 in the ⁇ Z direction. Regardless of the magnitude, the impact force F1 in the Z direction applied to the mover 20 and the magnitude of the force P1 that the contact pressure spring 23 biases the mover 20 in the ⁇ Z direction are determined. Therefore, even if a moving yoke having a large physique and a large mass is used, the impact resistance performance is not affected.
  • the moving yoke will be in contact with the first contact when receiving an impact in the direction in which the movable contact and the fixed contact are separated.
  • the movable contact is separated from the movable contact against the pressure spring, and the movable contact is biased by the second contact pressure spring in a direction in which the movable contact and the fixed contact abut, and the movable contact and the fixed contact are in contact with each other.
  • the moving yoke can be enlarged and the suction force between the moving yoke and the fixed yoke can be increased, the short-circuit resistance can be made advantageous.
  • the electromagnetic relay includes the coil 18 that forms a magnetic field when energized, the movable core 28 that is driven by the electromagnetic force of the coil 18, the movable contact that operates following the movable core, and the coil 18.
  • a fixed contact that contacts the movable contact when energized, and a base 12 that supports the fixed contact are provided.
  • the electromagnetic relay is made of a magnetic material, and is made of a fixed yoke 17 fixed to the base 12 and a magnetic material.
  • the electromagnetic relay contacts the surface of the movable contact on the side opposite to the stationary contact, and is fixed via the movable contact.
  • a moving yoke 21 disposed opposite to the yoke 17.
  • the electromagnetic relay further includes a first contact pressure spring 22 that urges the movable yoke 21 toward the movable contact, and a second contact pressure that urges the movable contact in a direction in which the movable contact and the fixed contact abut.
  • the moving yoke 21 is provided so as to be able to contact and separate from the movable contact.
  • the movable contact 21 when the coil 18 is energized, the movable contact 21 is in contact with the fixed contact, and receives an impact in the direction in which the movable contact and the fixed contact are separated. Even if the movable contact is separated from the movable contact against the spring 22, the movable contact is biased by the second contact pressure spring 23 in the direction in which the movable contact and the fixed contact abut, and the movable contact and the fixed contact abut. State is maintained.
  • the moving yoke 21 receives the impact in the direction in which the movable contact and the fixed contact are separated, and the moving yoke 21 receives the first contact pressure spring. Even if the movable contact is separated from the movable contact 22, the movable contact and the fixed contact are kept in contact with each other. That is, the short circuit resistance can be improved without increasing the product size and without reducing the impact resistance.
  • the contact pressure spring 22 is a coil spring. Therefore, the contact pressure spring 22 can bias the moving yoke 21 uniformly toward the movable contact.
  • the moving yoke 21 has the convex part 211 which restrains the movement to the radial direction of the contact pressure spring 22 in the surface by the side of a non-movable contact, positioning of the contact pressure spring 22 can be performed easily. Can do. Furthermore, the contact pressure spring 22 can be prevented from moving in the radial direction of the contact pressure spring 22.
  • the contact pressure spring 23 is a coil spring. Therefore, the contact pressure spring 23 can uniformly bias the movable contactor as a whole.
  • the moving yoke 21 has the movable contact 21. After moving away from the moving yoke 21, the moving yoke 21 can be returned to its original position when the moving yoke 21 contacts the movable contact.
  • the electromagnetic relay includes a cover 36 having recesses 361 and 362 that hold one end of the contact pressure spring 22 and one end of the contact pressure spring 23, so that one end of the contact pressure spring 22 and one end of the contact pressure spring 23 are provided. At least one can be easily assembled.
  • the fixed contact 15 of another member is caulked and fixed to the stator 14, but a protruding portion that protrudes toward the movable element 20 is formed on the stator 14 by, for example, press working,
  • the protrusion may be a fixed contact.
  • the movable contact 25 which is a separate member, is caulked and fixed to the mover 20.
  • a protrusion that protrudes toward the stator 14 is formed on the mover 20 by, for example, pressing.
  • the protrusion may be a movable contact.
  • the fixed contact 15 is caulked and fixed to the stator 14 as a protrusion protruding toward the mover 20, but it is not always necessary to provide a protrusion protruding toward the mover 20. Absent.
  • the movable contact 25 is caulked and fixed to the movable element 20 as a protruding portion that protrudes toward the stator 14 side, but it is not always necessary to provide a protruding portion that protrudes toward the stator 14 side. Absent.
  • the convex portion 202 that restrains the radial movement of the contact pressure spring 23 is formed on the surface of the movable member 20 on the cover 36 side.
  • a convex portion 201 that restricts the radial movement of the contact pressure spring 23 in the moving yoke 21 may be formed on the surface of the 20 cover 36.
  • a concave portion that restrains the radial movement of the contact pressure spring 23 in the moving yoke may be formed on the surface of the mover 20 on the cover 36 side.
  • the convex portion 211 that restricts the radial movement of the contact pressure spring 22 is formed on the surface of the moving yoke 21 on the cover 36 side.
  • a recess 212 that restricts the radial movement of the contact pressure spring 22 is formed on the surface of the yoke 21 on the cover 36 side, and the recess 212 restricts the radial movement of the contact pressure spring 22.
  • the convex portion 211 may be omitted and the concave portion 212 may be formed.
  • the concave portion 361 that holds one end of the contact pressure spring 23 and the concave portion 362 that holds one end of the contact pressure spring 22 are formed on the surface of the cover 36 on the movable element 20 side.
  • the convex portion 365 and the convex portion 364 that protrude toward the movable element 20 may be formed on the surface of the cover 36 on the movable element 20 side.
  • one end of the contact pressure spring 23 may be positioned by the convex portion 365, and one end of the contact pressure spring 22 may be positioned by the convex portion 364.
  • the contact pressure spring 22 and the contact pressure spring 23 are configured as coil springs, but at least one of the contact pressure spring 22 and the contact pressure spring 23 may be configured by a spring member other than the coil spring. .
  • the contact pressure spring 22 may be fixed to the moving yoke 21 in advance. Thereby, since positioning of the contact pressure spring 23 to the moving yoke 21 becomes unnecessary, assembling property can be improved.
  • the contact pressure spring 23 may be fixed to the movable contact in advance. Therefore, since positioning of the 2nd contact pressure spring to a movable contact becomes unnecessary, the assembly property of a movable contact can be improved.
  • the contact pressure spring 22 may be fixed to the cover 36 in advance. Thereby, since positioning of the contact pressure spring 22 to the cover 36 becomes unnecessary, assembling property can be improved.
  • the contact pressure spring 23 may be fixed to the cover 36 in advance. Thereby, since positioning of the contact pressure spring 23 to the cover 36 becomes unnecessary, assembling property can be improved.

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Abstract

電磁継電器は、励磁コイル（１８）と、可動コア（２８）と、可動コアに追従作動する可動接触子（２０、２５）と、励磁コイルへの通電時に可動接触子と当接する固定接触子（１４、１５）と、固定接触子を支持するベース（１２）と、ベースに固定された固定ヨーク（１７）と、移動ヨーク（２１）と、移動ヨークを可動接触子側に付勢する第１接圧ばね（２２）と、可動接触子と固定接触子とが当接する向きに可動接触子を付勢する第２接圧ばね（２３）と、を備える。移動ヨークは、可動接触子の反固定接触子側の面に当接するとともに、可動接触子を介して固定ヨークと対向して配置される。移動ヨークは、可動接触子と接離可能に設けられている。

Description

電磁継電器 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１５年１１月１７日に出願された日本特許出願２０１５－２２５０４９号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、可動接点と固定接点とを接離させて電気回路を開閉する電磁継電器に関する。
　従来の継電器は、固定接点を有する固定子を位置決め固定し、可動接点が装着された１つの可動子を移動させて可動接点と固定接点とを接離させることにより、電気回路を開閉する。より詳細には、継電器は、コイルの電磁力により吸引される可動部材、固定接点と可動接点とが当接する向きに可動子を付勢する接圧ばね、固定接点と可動接点とが離れる向きに可動部材を介して可動子を付勢する復帰ばね等を備えている。
　コイルに通電されると、電磁力により可動部材は可動子から遠ざかる向きに駆動され、可動子が接圧ばねに付勢されて移動して固定接点と可動接点とが当接するとともに、可動部材と可動子とが離れるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４－１８２９４３号公報
　上記特許文献１に記載されたような電磁継電器においては、耐衝撃性能と耐短絡性能の両方が求められる。耐衝撃性能は、固定接点と可動接点が接触した状態で電磁継電器が振動や衝突等による衝撃を受けたときに、固定接点と可動接点が非接触とならないよう耐え得る性能である。
　図９は、上記特許文献１に記載された電磁継電器において、固定接点と可動接点が接触した状態を表している。この図において、可動子９２０、移動ヨーク９３０および可動接点９２５は、一体で移動することが可能となっている。
　可動部材には、接圧ばね９２４により可動接点９２５を固定接点９２７に当接させる方向（－Ｚ方向）に接点圧ＰＰが印加されている。可動子９２０、移動ヨーク９３０および可動接点９２５を一体化した可動部材に、可動接点９２５が固定接点９２７から離れる方向（Ｚ方向）への衝撃が印加された場合、可動部材には可動部材の質量ｍ×加速度Ｇの衝撃力ＦＦが印加される。
　耐衝撃性能を確保するためには、接点圧ＰＰを衝撃力ＦＦよりも大きくする必要がある。つまり、可動部材が受ける衝撃力ＦＦは可動部材の質量ｍに比例するため、可動部材の重量ｍを小さくすることで耐衝撃性能を有利にすることができる。
　一方、このような電磁継電器においては、可動接点と固定接点の間に短絡電流が流れると、可動接点と固定接点の接触部において、可動接点と固定接点とが対向する部位で電流が逆向きに流れることにより電磁反発力が発生する（以下、この電磁反発力を接点部電磁反発力という）。
　その接点部電磁反発力は、可動接点と固定接点間を開離させるように作用する。そこで、接点部電磁反発力により可動接点と固定接点間が開離しないように、接圧ばねのばね力とヨーク間吸引力を設定している。
　しかしながら、可動接点と固定接点の接触部において、流れる電流が多くなるほど接点部電磁反発力も大きくなるため、電流値が増加すればそれに応じて接圧ばねのばね力若しくはヨーク間吸引力を大きくする必要が生じる。
　つまり、接圧ばねのばね力を大きくしたり、移動ヨークを大きくして移動ヨークと固定ヨーク間の吸引力を大きくすることで耐短絡性能を有利にすることができる。
　しかし、接圧ばねのばね力を大きくすると、それに合わせて復帰ばねのばね力を大きくする必要が生じ、それに伴いコイル体格が大きくなり、結果的に製品体格が大きくなるという背反が生じる。
　また、別の背反として、移動ヨークを大きくすると、可動部材の重量が大きくなってしまうため耐衝撃性能が低下してしまうおそれがある。このように、耐衝撃性能と耐短絡性能はトレードオフの関係にある。
　本開示は、製品体格を大型化せずに、耐衝撃性能を低下させることなく耐短絡性能を向上できる電磁継電器を提供することを目的とする。
　本開示の一態様において、電磁継電器は、通電時に磁界を形成する励磁コイルと、励磁コイルの電磁力により駆動される可動コアと、可動コアに追従作動する可動接触子と、励磁コイルへの通電時に可動接触子と当接する固定接触子と、固定接触子を支持するベースと、磁性体よりなり、ベースに固定された固定ヨークと、磁性体よりなり、可動接触子の反固定接触子側の面に当接するとともに、可動接触子を介して固定ヨークと対向して配置された移動ヨークと、移動ヨークを可動接触子側に付勢する第１接圧ばねと、可動接触子と固定接触子とが当接する向きに可動接触子を付勢する第２接圧ばねと、を備え、移動ヨークは、可動接触子と接離可能に設けられている。
　このような構成によれば、励磁コイルへの通電時に可動接触子が固定接触子に当接した状態で、可動接触子と固定接触子とが離れる向きの衝撃を受け、移動ヨークが第１接圧ばねに抗して可動接触子から離れたとしても、可動接触子は第２接圧ばねにより可動接触子と固定接触子とが当接する向きに付勢され、可動接触子と固定接触子は当接した状態が維持される。したがって、例えば、耐短絡性能を有利にするために体格が大きく質量の大きな移動ヨークを用いた場合に、可動接触子と固定接触子とが離れる向きの衝撃を受け、移動ヨークが第１接圧ばねに抗して可動接触子から離れたとしても、可動接触子は第２接圧ばねにより可動接触子と固定接触子とが当接する向きに付勢され、可動接触子と固定接触子は当接した状態が維持される。すなわち、製品体格を大型化せずに、耐衝撃性能を低下させることなく耐短絡性能を向上させることができる。
　第１接圧ばねをコイルばねとすることにより、移動ヨークを可動接触子側に全体的に均一に付勢することができる。
　移動ヨークは、反可動接触子側の面に、第１接圧ばねの径方向への移動を拘束する凸部または凹部の少なくとも一方を有してもよい。
　このような構成によれば、第１接圧ばねの位置決めを容易に行うことができるとともに、第１接圧ばねが第１接圧ばねの径方向に移動しないようにすることができる。
　第２接圧ばねをコイルばねとすることにより、可動接触子を全体的に均一に付勢することができる。
　可動接触子は、移動ヨーク側の面に、移動ヨークにおける第２接圧ばねの径方向の移動を拘束する凸部または凹部の少なくとも一方を有してもよい。
　このような構成によれば、例えば、衝撃により移動ヨークが可動接触子から離れた後、移動ヨークが可動接触子に当接する際に、移動ヨークを元の位置に戻すことができる。
　可動接触子は、反固定接触子側の面に、第２接圧ばねの径方向への移動を拘束する凸部または凹部の少なくとも一方を有してもよい。
　このような構成によれば、第２接圧ばねの位置決めを容易に行うことができるとともに、第２接圧ばねが第２接圧ばねの径方向に移動しないようにすることができる。
　電磁継電器は、第１接圧ばねの一端および第２接圧ばねの一端の少なくとも一方を保持する凹部または凸部を有するカバーを備えてもよい。この場合、第１接圧ばねの一端および第２接圧ばねの一端の少なくとも一方を容易に組み付けることができる。
　第１接圧ばねは、移動ヨークに固着されてもよい。これにより、移動ヨークへの第１接圧ばねの位置決めが不要であり、組み付け性を向上することができる。
　第２接圧ばねは、可動接触子に固着されてもよい。これにより、可動接触子への第２接圧ばねの位置決めが不要であり、可動接触子の組み付け性を向上することができる。
　第１接圧ばねは、カバーに固着されてもよい。これにより、カバーへの第１接圧ばねの位置決めが不要であり、組み付け性を向上することができる。
　第２接圧ばねは、カバーに固着されてもよい。これにより、カバーへの第２接圧ばねの位置決めが不要であり、組み付け性を向上することができる。
一実施形態に係る電磁継電器を示す断面図である。 一実施形態に係る電磁継電器の分解斜視図である。 可動コアが復帰ばねに抗して固定コア側に吸引された状態の電磁継電器を示す断面図である。 可動接点が固定接点に当接しているときの接点圧について説明するための図である。 可動接点が固定接点から接離する方向に衝撃力が印加されたときの様子を表した図である。 変形例について示した図である。 変形例について示した図である。 変形例について示した図である。 課題について説明するための図である。
　一実施形態に係る電磁継電器について説明する。本実施形態に係る電磁継電器は、例えば、ハイブリッド車両、電気自動車等に用いることができる。図１は、本実施形態に係る電磁継電器を示す断面図である。また、図２は、電磁継電器の分解斜視図である。なお、図２は、ケース１０を省略してある。
　図１～図２に示すように、本実施形態に係る電磁継電器は、樹脂製のケース１０を備えている。ケース１０は、４個のケース側壁部１０１と１個のケース底部（図１の紙面奥側の面）とを有し、ケース底部に対向する一面（図１の紙面手前側の面）にケース開口部が設けられた、有底４角筒形状になっている。ケース１０の内部には、収容空間１０４が形成され、この収容空間１０４はケース開口部を介して外部に開放されている。
　樹脂製のベース１２は、ケース１０に嵌合されてケース開口部を塞ぐベース底部１２１と、ベース底部１２１からケース底部側に向かって突出するベース本体部１２２と、後述する接圧ばね２２、２３を保持するカバー３６とを有している。ケース１０とベース底部１２１とによって、収容空間１０４が区画形成されている。ベース１２は、一対の固定子１４をインサート物として、インサート成形される。また、ベース底部１２１には、後述する一対のコイル端子１６が挿入される端子挿入孔（図示せず）が２つ形成されており、各端子挿入孔にコイル端子１６が挿入されている。
　ベース１２には、導電金属製の板材よりなる一対の固定子１４が固定されている。固定子１４は、一端側がベース本体部１２２に固定されて収容空間１０４内に位置し、他端側が外部に突出している。固定子１４における収容空間１０４側の端部には、導電金属製の固定接点１５がかしめ固定されている。固定子１４における外部空間側の端部は、外部電気回路（図示せず）に接続される。固定子１４および固定接点１５は、固定接触子を構成している。
　収容空間１０４には、通電時に電磁力を発生する円筒状のコイル１８が配置されており、コイル１８には導電金属製の一対のコイル端子１６が接続されている。コイル１８は、励磁コイルである。
　コイル端子１６は、外部ハーネスを介してＥＣＵ（図示せず）に接続されており、その外部ハーネスおよびコイル端子１６を介してコイル１８に通電されるようになっている。
　コイル１８のベース本体部１２２側には、強磁性体金属材料よりなる板状のプレート１９が配置されている。コイル１８の反ベース本体部側および外周側には、強磁性体金属材料よりなるヨーク２４が配置されている。
　コイル１８の内周側空間には、強磁性体金属材料よりなる円筒状の固定コア２６が配置されている。
　ベース本体部１２２とプレート１９との間には、強磁性体金属材料よりなる円板状の可動コア２８が配置されている。また、コイル１８と可動コア２８との間には、可動コア２８を反固定コア側に付勢する復帰ばね３０が配置されている。
　コイル１８に通電したときには、コイル１８が発生する電磁力により、可動コア２８は復帰ばね３０に抗して固定コア２６側に吸引される。なお、プレート１９、ヨーク２４、固定コア２６、および可動コア２８は、コイル１８により誘起された磁束の磁路を構成する。
　可動コア２８には、金属製のシャフト３２が貫通して固定されている。シャフト３２の一端は反固定コア側に向かって延びており、このシャフト３２の一端側の端部には、電気絶縁性に富む樹脂よりなる絶縁碍子３４が嵌合して固定されている。シャフト３２の他端側は、固定コア２６に摺動自在に挿入されている。
　収容空間１０４には、導電金属（例えば、銅）製の板材よりなる可動子２０が配置されている。この可動子２０は、導電金属製の２つの可動接点２５を有している。具体的には、可動子２０には、２つの固定接点１５に対向する位置に、導電金属製の２つの可動接点２５がかしめ固定されている。可動子２０および可動接点２５は、可動接触子を構成している。なお、可動子２０および可動接点２５は、可動接点２５と固定接点１５とが離れた状態から可動接点２５と固定接点１５とが当接するまで可動コア２８に追従作動する。
　可動子２０の反固定接触子側の面、すなわち、カバー３６側の面には、強磁性体金属材料（例えば、鉄）よりなる移動ヨーク２１が配置されている。移動ヨーク２１は、可動子２０の反固定接触子側の面に当接するとともに、可動接触子を介して固定ヨーク１７と対向して配置されている。移動ヨーク２１と可動子２０は、別体で接離可能に設けられている。
　可動子２０とカバー３６との間には、可動子２０を固定接触子側に付勢する接圧ばね２３が配置されている。この接圧ばね２３は、可動子２０を固定接触子側に付勢する第２接圧ばねである。なお、接圧ばね２３はコイルばねとなっている。
　可動子２０のカバー３６側の面には、カバー３６側に突出する少なくとも１つの凸部２０２が形成されている。凸部２０２は、移動ヨーク２１における接圧ばね２３の径方向の移動を拘束する。
　移動ヨーク２１とカバー３６との間には、移動ヨーク２１を可動子２０側に付勢する接圧ばね２２が配置されている。接圧ばね２２は、移動ヨーク２１を可動子２０側に付勢する第１接圧ばねである。なお、接圧ばね２２はコイルばねとなっている。
　移動ヨーク２１の反可動接触子側の面、すなわち、カバー３６側の面には、少なくとも1つの凸部２１１が形成されている。凸部２１１は、接圧ばね２２の径方向への移動を拘束する。
　カバー３６の可動子２０側の面には、２つの円形の凹部３６１、３６２が形成されている。凹部３６１は、コイル状の接圧ばね２３の一端を保持固定し、凹部３６２は、コイル状の接圧ばね２２の一端を保持固定する。
　カバー３６の凹部３６３には、固定接点１５と可動接点２５とが接離する接離部に磁界を形成して、固定接点１５と可動接点２５との間で発生したアークを引き延ばす一対の永久磁石４２が配置されている。これらの永久磁石４２は、一対の接離部の並び方向（図３の紙面左右方向）に沿って対向配置されている。
　次に、本実施形態に係る電磁継電器の作動を説明する。まず、コイル１８に通電すると、その電磁力により復帰ばね３０に抗して可動コア２８が固定コア２６側に吸引され、図３に示すように、可動子２０および移動ヨーク２１は接圧ばね２２、２３に付勢されて可動コア２８に追従して移動する。これにより、可動接点２５が固定接点１５に当接し、一対の固定子１４間が導通する。
　そして、一対の固定接点１５の間が導通して可動子２０に電流が流れることにより、可動子２０の軸周りに磁束が発生し、この磁束により移動ヨーク２１と固定ヨーク１７との間にヨーク吸引力が発生し、このヨーク吸引力により、移動ヨーク２１が可動子２０を固定接点１５側へ付勢する。したがって、ヨーク吸引力により、接点部電磁反発力による接点間開離が防止される。
　一方、コイル１８への通電が遮断されると、復帰ばね３０により接圧ばね２２、２３に抗して可動コア２８や可動子２０が反固定コア側に付勢される。これにより、図１に示したように、可動接点２５が固定接点１５から離され、一対の固定子１４間の導通が遮断される。
　ここで、図４を参照して、可動子２０が接圧ばね２３に付勢されるとともに移動ヨーク２１が接圧ばね２２に付勢されて、可動接点２５が固定接点１５に当接したときの接点圧Ｐについて説明する。図４において、矢印Ｚ方向は、可動接点２５が固定接点１５から接離する方向を表している。
　可動子２０は、接圧ばね２３により－Ｚ方向に付勢されている。また、移動ヨーク２１は、接圧ばね２２により－Ｚ方向に付勢されている。すなわち、移動ヨーク２１は、接圧ばね２２により可動子２０側に押し付けられている。
　接圧ばね２３が可動子２０を－Ｚ方向に付勢する力をＰ１、接圧ばね２２が移動ヨーク２１を－Ｚ方向に付勢する力をＰ２とすると、可動接点２５と固定接点１５との間にかかる接点圧Ｐは、Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２として表すことができる。なお、接圧ばね２２が移動ヨーク２１を－Ｚ方向に付勢する力Ｐ２は、移動ヨーク２１が可動子２０から離れないように押さえ付けるだけの力があればよい。
　図５は、可動接点２５が固定接点１５から接離する方向（Ｚ方向）に加速度Ｇの衝撃力Ｆが印加されたときの様子を表した図である。図に示すように、可動子２０に印加されるＺ方向の衝撃力をＦ１、移動ヨーク２１に印加されるＺ方向の衝撃力をＦ２とする。また、接圧ばね２３が可動子２０を－Ｚ方向に付勢する力をＰ１、接圧ばね２２が移動ヨーク２１を－Ｚ方向に付勢する力をＰ２とする。
　ここで、Ｆ２＞Ｐ２の関係が成立すると、移動ヨーク２１と可動子２０は接離可能に構成されているので、移動ヨーク２１が可動子２０から離れてＺ方向に移動する。また、Ｆ１＜Ｐ１の関係が成立すれば、可動接点２５と固定接点１５は開離しない。
　すなわち、本実施形態の電磁継電器の構成では、耐衝撃性能は、移動ヨーク２１に印加されるＺ方向の衝撃力Ｆ２と、接圧ばね２２が移動ヨーク２１を－Ｚ方向に付勢する力Ｐ２の大小と関係なく、可動子２０に印加されるＺ方向の衝撃力Ｆ１と、接圧ばね２３が可動子２０を－Ｚ方向に付勢する力Ｐ１の大きさによって決まる。したがって、体格が大きく質量の大きな移動ヨークを用いても耐衝撃性能に影響しない。
　したがって、例えば、耐短絡性能を有利にするために体格が大きく質量の大きな移動ヨークを用いたとしても、可動接点と固定接点とが離れる向きの衝撃を受けたときに、移動ヨークは第１接圧ばねに抗して可動接触子から離れ、かつ、可動接触子は第２接圧ばねにより可動接点と固定接点とが当接する向きに付勢され、可動接点と固定接点は当接した状態が維持される。また、移動ヨークを大きくして移動ヨークと固定ヨーク間の吸引力を大きくすることができるので、耐短絡性能を有利にすることもできる。
　上記した構成によれば、電磁継電器は、通電時に磁界を形成するコイル１８と、コイル１８の電磁力により駆動される可動コア２８と、可動コアに追従作動する可動接触子と、コイル１８への通電時に可動接触子と当接する固定接触子と、固定接触子を支持するベース１２と、を備える。また、電磁継電器は、磁性体よりなり、ベース１２に固定された固定ヨーク１７と、磁性体よりなり、可動接触子の反固定接触子側の面に当接するとともに、可動接触子を介して固定ヨーク１７と対向して配置された移動ヨーク２１と、を備える。電磁継電器は、さらに、移動ヨーク２１を可動接触子側に付勢する第１接圧ばね２２と、可動接触子と固定接触子とが当接する向きに可動接触子を付勢する第２接圧ばね２３と、を備え、移動ヨーク２１は、可動接触子と接離可能に設けられている。
　このような構成によれば、コイル１８への通電時に可動接触子が固定接触子に当接した状態で、可動接点と固定接点とが離れる向きの衝撃を受け、移動ヨーク２１は第１接圧ばね２２に抗して可動接触子から離れたとしても、可動接触子は第２接圧ばね２３により可動接点と固定接点とが当接する向きに付勢され、可動接点と固定接点は当接した状態が維持される。
　したがって、例えば、耐短絡性能を有利にするために体格が大きく質量の大きな移動ヨークを用いた場合に、可動接点と固定接点とが離れる向きの衝撃を受け、移動ヨーク２１は第１接圧ばね２２に抗して可動接触子から離れたとしても、可動接触子と固定接触子は当接した状態が維持される。すなわち、製品体格を大型化せずに、耐衝撃性能を低下させることなく耐短絡性能を向上させることができる。
　また、接圧ばね２２はコイルばねである。したがって、接圧ばね２２は移動ヨーク２１を可動接触子側に全体的に均一に付勢することができる。
　また、移動ヨーク２１は、反可動接触子側の面に、接圧ばね２２の径方向への移動を拘束する凸部２１１を有しているので、接圧ばね２２の位置決めを容易に行うことができる。さらに、接圧ばね２２が接圧ばね２２の径方向に移動しないようにすることができる。
　また、接圧ばね２３はコイルばねである。したがって、接圧ばね２３は可動接触子を全体的に均一に付勢することができる。
　また、可動接触子は、移動ヨーク２１側の面に、移動ヨーク２１における接圧ばね２３の径方向の移動を拘束する凸部２０１を有しているので、例えば、移動ヨーク２１が可動接触子から離れた後、移動ヨーク２１が可動接触子に当接する際に、移動ヨーク２１を元の位置に戻すことができる。
　また、電磁継電器は、接圧ばね２２の一端および接圧ばね２３の一端を保持する凹部３６１、３６２を有するカバー３６を備えているので、接圧ばね２２の一端および接圧ばね２３の一端の少なくとも一方を容易に組み付けることができる。
　（他の実施形態）
　（１）上記実施形態では、固定子１４に、別部材の固定接点１５をかしめ固定したが、固定子１４に、可動子２０側に向かって突出する突起部を例えばプレス加工にて形成し、その突起部を固定接点としてもよい。
　同様に、上記各実施形態では、可動子２０に、別部材の可動接点２５をかしめ固定したが、可動子２０に、固定子１４側に向かって突出する突起部を例えばプレス加工にて形成し、その突起部を可動接点としてもよい。
　（２）上記実施形態では、固定子１４に、可動子２０側に向かって突出する突起部として固定接点１５をかしめ固定したが、必ずしも可動子２０側に向かって突出する突起部を設ける必要はない。
　同様に、上記実施形態では、可動子２０に、固定子１４側に向かって突出する突起部として可動接点２５をかしめ固定したが、必ずしも固定子１４側に向かって突出する突起部を設ける必要はない。
　（３）上記実施形態では、可動子２０のカバー３６側の面に、接圧ばね２３の径方向の移動を拘束する凸部２０２を形成したが、さらに、図６に示すように、可動子２０のカバー３６側の面に、移動ヨーク２１における接圧ばね２３の径方向の移動を拘束する凸部２０１を形成してもよい。これにより、移動ヨーク２１の位置決めを容易に行うことができ、さらに、移動ヨーク２１が接圧ばね２２の径方向に移動しないようにすることができる。また、可動子２０のカバー３６側の面に、接圧ばね２３の径方向への移動を拘束する凹部２０３を備えるようにしてもよい。また、図示してないが、可動子２０のカバー３６側の面に、移動ヨークにおける接圧ばね２３の径方向の移動を拘束する凹部を形成してもよい。
　（４）上記実施形態では、移動ヨーク２１のカバー３６側の面に、接圧ばね２２の径方向への移動を拘束する凸部２１１を形成したが、図７に示すように、さらに、移動ヨーク２１のカバー３６側の面に、接圧ばね２２の径方向への移動を拘束する凹部２１２を形成し、この凹部２１２により接圧ばね２２の径方向への移動を拘束するようにしてもよい。また、凸部２１１を省略して、凹部２１２を形成してもよい。
　（５）上記実施形態では、カバー３６の可動子２０側の面に接圧ばね２３の一端を保持する凹部３６１と接圧ばね２２の一端を保持する凹部３６２を形成したが、図８に示すように、カバー３６の可動子２０側の面に、可動子２０側に突出する凸部３６５と凸部３６４を形成してもよい。そして、凸部３６５により接圧ばね２３の一端を位置決めし、凸部３６４により接圧ばね２２の一端を位置決めするようにしてもよい。
　（６）上記実施形態では、接圧ばね２２と接圧ばね２３をコイルばねとして構成したが、接圧ばね２２と接圧ばね２３の少なくとも一方をコイルばね以外のばね部材により構成することもできる。
　（７）上記実施形態において、予め接圧ばね２２を移動ヨーク２１に固着してもよい。これにより、移動ヨーク２１への接圧ばね２３の位置決めが不要となるため、組み付け性を向上することができる。
　（８）上記実施形態において、予め接圧ばね２３を可動接触子に固着してもよい。これにより、可動接触子への第２接圧ばねの位置決めが不要となるため、可動接触子の組み付け性を向上することができる。
　（９）上記実施形態において、予め接圧ばね２２をカバー３６に固着してもよい。これにより、カバー３６への接圧ばね２２の位置決めが不要となるため、組み付け性を向上することができる。
　（１０）上記実施形態において、予め接圧ばね２３をカバー３６に固着してもよい。これにより、カバー３６への接圧ばね２３の位置決めが不要となるため、組み付け性を向上することができる。
　本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
 

 

Claims (11)

  1. 　通電時に磁界を形成する励磁コイル（１８）と、
    　前記励磁コイルの電磁力により駆動される可動コア（２８）と、
    　前記可動コアに追従作動する可動接触子（２０、２５）と、
    　前記励磁コイルへの通電時に前記可動接触子と当接する固定接触子（１４、１５）と、
    　前記固定接触子を支持するベース（１２）と、
    　磁性体よりなり、前記ベースに固定された固定ヨーク（１７）と、
    　磁性体よりなり、前記可動接触子の反固定接触子側の面に当接するとともに、前記可動接触子を介して前記固定ヨークと対向して配置された移動ヨーク（２１）と、
    　前記移動ヨークを前記可動接触子側に付勢する第１接圧ばね（２２）と、
    　前記可動接触子と前記固定接触子とが当接する向きに前記可動接触子を付勢する第２接圧ばね（２３）と、を備え、
    　前記移動ヨークは、前記可動接触子と接離可能に設けられている電磁継電器。
  2. 　前記第１接圧ばねはコイルばねである請求項１に記載の電磁継電器。
  3. 　前記移動ヨークは、反可動接触子側の面に、前記第１接圧ばねの径方向への移動を拘束する凸部（２１１）または凹部（２１２）の少なくとも一方を有している請求項２に記載の電磁継電器。
  4. 　前記第２接圧ばねはコイルばねである請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁継電器。
  5. 　前記可動接触子は、前記移動ヨーク側の面に、前記移動ヨークにおける前記第２接圧ばねの径方向の移動を拘束する凸部（２０１）または凹部の少なくとも一方を有している請求項４に記載の電磁継電器。
  6. 　前記可動接触子は、反固定接触子側の面に、前記第２接圧ばねの径方向への移動を拘束する凸部（２０２）または凹部（２０３）の少なくとも一方を有している請求項４または５に記載の電磁継電器。
  7. 　前記第１接圧ばねの一端および前記第２接圧ばねの一端の少なくとも一方を保持する凹部（３６１、３６２）または凸部（３６５、３６４）を有するカバー（３６）をさらに備えた請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電磁継電器。
  8. 　前記第１接圧ばねは、前記移動ヨークに固着されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の電磁継電器。
  9. 　前記第２接圧ばねは、前記可動接触子に固着されている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の電磁継電器。
  10. 　前記第１接圧ばねは、前記カバーに固着されている請求項７に記載の電磁継電器。
  11. 　前記第２接圧ばねは、前記カバーに固着されている請求項７に記載の電磁継電器。

     
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