JP2005166431A

JP2005166431A - 電磁継電器

Info

Publication number: JP2005166431A
Application number: JP2003403427A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Fujita; 裕之藤田; Hiroshi Ono; 博大野; Shingo Shimada; 真吾島田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】接点寿命が長く、発熱しにくい電磁継電器を提供することにある。
【解決手段】可動接触片４２を巾方向に２分割して得た一方の可動分割片４３にアーク用可動接点４７を設けるとともに、残る他方の可動分割片４４に通電用可動接点４８を設ける。そして、前記アーク用可動接点４７がアーク用固定接点に接触した後、前記通電用可動接点４８が通電用固定接点に接触する。
【選択図】図７

Description

本発明は電磁継電器、特に、大電流を通電できる小型の電磁継電器に関する。

従来、電磁継電器としては、例えば、電磁石ブロックの励磁に基づいて回動する可動ブロックを介してカードを往復移動し、前記カードに上端部を挾持された可動接触片を回動して接点を開閉するものがある（特許文献１参照）。
特開２０００−２８５７８３号公報

しかしながら、前述の接点構造を有する電磁継電器では、大電流を通電すると、通常の接点では、接点の開閉時に発生するアーク放電によって消耗しやすく、接点溶着が生じやすいので、接点寿命が短かい。また、大電流を通電すると、通常の可動接触片は断面積が小さく、電気抵抗が大きいので、発熱しやすく、電磁継電器が過熱するという問題点がある。

本発明は、前記問題点に鑑み、接点寿命が長く、発熱しにくい電磁継電器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明にかかる電磁継電器は、前記目的を達成すべく、電磁石ブロックの励磁に基づいて回動する可動ブロックを介してカードを往復移動し、前記カードに上端部を挾持された可動接触片を回動して接点を開閉する電磁継電器であって、前記可動接触片を巾方向に２分割して得た一方の可動分割片にアーク用可動接点を設けるとともに、残る他方の可動分割片に通電用可動接点を設け、前記アーク用可動接点がアーク用固定接点に接触した後、前記通電用可動接点が通電用固定接点に接触する構成としてある。

本発明によれば、アーク用可動接点に耐アーク性に優れた材質を使用できるので、接点寿命を伸ばすことができる。また、通電用可動接点に通電性に優れた材質を使用できるとともに、ツイン接点構造となるので、比較的小さな接点圧であっても、接触抵抗が小さい。このため、通電による発熱を抑制でき、電磁継電器の過熱を防止できる。

本発明の実施形態としては、可動分割片のうち、少なくとも通電用可動接点を設けた可動分割片の片面に別体の補助接触片を重ね合わせるとともに、両端を一体化しておいてもよい。
本実施形態によれば、可動分割片の断面積が増大し、電気抵抗を低減できるので、発熱を抑制できる。また、同一断面積を１枚の可動接触片単体で得る場合よりもばね定数が小さく、ばね負荷が小さいので、消費電力を抑制できる。
特に、通電用可動接点を設けた可動分割片の片面だけに別体の補助接触片を重ね合わせれば、可動接触片全体のばね定数が著しく増大することはない。このため、電磁石ブロックの磁力とマッチングさせやすく、設計が容易であるとともに、材料コストの上昇を抑制できる。

他の実施形態としては、通電用可動接点を設けた可動分割片および補助接触片の中間部に屈曲部をそれぞれ形成し、対向面間に略方形の空隙を形成した構成であってもよい。
本実施形態によれば、重ね合わせた可動分割片および補助接触片の対向面間に略方形の空隙が存在するので、可動分割片および補助接触片が同時に回動しても、両者が相互に突っ張ることがなく、円滑な回動動作を確保できる。

別の実施形態としては、一対の可動分割片のうち、いずれか一方の可動分割片の内側縁部に、アーク用可動接点と通電用可動接点とを仕切る遮蔽用舌片を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、遮蔽用舌片が、接点開閉時のアーク放電によって生じた接点飛散粉が通電用可動接点に付着することを防止し、接触不良や発熱を防止する。

新たな実施形態としては、一対の可動分割片の上端部を、接点の開閉に時間差を生じるようにカードにずらして設けた係合孔に、それぞれ係合しておいてもよい。
本実施形態によれば、カードの係合孔によって一対の可動分割片が正確に位置規制される。このため、接点の開閉に時間差がある可動分割片の加工，組立作業が容易になるとともに、組立精度，動作特性が向上する。

異なる実施形態としては、可動分割片の上端部を、巾狭にしておいてもよい。
本実施形態によれば、カードに対する可動分割片の組付け作業が容易になるとともに、可動分割片のばね力の調整が容易な電磁継電器が得られるという効果がある。

本発明にかかる実施形態を図１ないし図２０の添付図面に従って説明する。
第１実施形態は、図１ないし図１８に示すように、大略、ベース１０と、電磁石ブロック２０と、可動ブロック３０と、接点機構４０と、カード８０と、マイクロスイッチ９０と、ケース９５とからなる自己保持型の電磁継電器に適用した場合である。

ベース１０は、図２に示すように、その上面中央に立設した絶縁壁１１の片面側の両側縁部から、後述する可動ブロック３０を支持する一対の支持壁１２，１３をそれぞれ延在する一方、前記絶縁壁１１の残る片面側に仕切り壁１４，１５を所定のピッチで平行に並設してある。さらに、前記支持壁１３の延長線上に、後述するマイクロスイッチ９０を取り付けるための取付壁１６を突設してある。また、前記仕切り壁１４の上端部にはガイド用突起１７を突設してある。

電磁石ブロック２０は、図３および図４に示すように、両端に鍔部２１ａ，２１ｂを有するスプール２１の胴部２１ｃ（図１３ないし図１６）にコイル２２を巻回したものである。前記コイル２２の両端は前記鍔部２１ｂに設けたコイル端子２３ａ，２３ｂにそれぞれ電気接続されている。さらに、前記胴部２１ｃの貫通孔２１ｄに２枚の板状鉄芯２４，２５を挿入し、突出する上端部に断面略Ｌ字形状の第１ヨーク２６をカシメ固定する一方、突出する下端部に断面略Ｌ字形状の第２ヨーク２７をカシメ固定してある。このため、第１ヨーク２６の下端部に位置する磁極部２６ａと、第２ヨーク２７の上端部に位置する磁極部２７ａとが、所定の間隔で対向している（図３）。

可動ブロック３０は、図５に示すように、断面略Ｈ字形状のホルダー３１内に永久磁石３５および一対の可動鉄片３６，３７を下方側から挿入して係合することにより、一対の前記可動鉄片３６，３７で前記永久磁石３５を挾持したものである。前記ホルダー３１には、対向する両側側面から回動軸３２ａ（図示せず）および回動軸３２ｂが同一軸心上に突出する。さらに、前記回動軸３２ｂが突出する側面の縁部から後述するマイクロスイッチ９０の操作レバー９１を操作する操作用舌片３３が突出している。

そして、前記可動ブロック３０を前記電磁石ブロック２０の磁極部２６ａ，２７ａ間に一時的に組み付けた後、前記電磁石ブロック２０を前記ベース１０の支持壁１２，１３間に組み込むことにより、前記電磁石ブロック２０が所定の位置に位置決めされる。さらに、前記可動ブロック３０の回動軸３２ａ，３２ｂが前記ベース１０の支持壁１２，１３の軸孔１２ａ，１３ａにそれぞれ嵌合することにより、前記可動ブロック３０が回動可能に支持される。

接点機構４０は、図２に示すように、第１，第２可動接点端子４１，５１と、第１，第２固定接点端子６１，７１とからなるものである。第１可動接点端子４１は、図６ないし図８に示すように、正面略Ｕ字形の可動接触片４２と、正面略Ｌ字形の補助可動接触片４５と、端子部４６と、アーク用可動接点４７と、通電用可動接点４８とからなるものである。そして、前記可動接触片４２を形成する可動分割片４３，４４の中間部および前記補助接触片４５の垂直部分の中間部には屈曲部４３ａ，４４ａおよび４５ａがそれぞれ形成されている。また、前記可動分割片４３，４４の上端部４３ｃ,４４ｃが巾狭となっている。前記可動分割片４３，４４全体を巾狭にすると、電気抵抗が増大して発熱しやすくなるからである。さらに、前記補助接触片４５の片側縁部には、前記アーク用可動接点４７のアーク放電から通電用可動接点４８を遮蔽するための遮蔽用舌片４５ｃが切り起こされている。

そして、前記端子部４６の上端部に前記可動接触片４２および前記補助接触片４５の下端部をカシメ固定して一体化する。さらに、前記可動分割片４３のカシメ孔４３ｂにアーク用可動接点４７をカシメ固定するとともに、前記可動分割片４４のカシメ孔４４ｂおよび補助可動接触片のカシメ孔４５ｂに通電用可動接点４８をカシメ固定することにより、前記可動接触片４２と前記補助可動接触片４５とが一体化される。このため、屈曲部４４ａと屈曲部４５ａとの間に略方形の空隙４９が形成されている（図８）。また、補助可動接触片４５の可動接点４８から下方側のカシメ位置までの沿面距離は、可動分割片４４の可動接点４８から下方側のカシメ位置までの沿面距離よりも長い。これは、接点閉成時に可動接触片４２および補助可動接触片４５が突っ張ることなく、両者を円滑に回動させるためである。

第２可動接点端子５１は、図９に示すように、正面略Ｕ字形の可動接触片５２と、正面略Ｌ字形状の補助可動接触片５５と、屈曲した端子部５６と、アーク用可動接点５７と、通電用可動接点５８とからなるものである。そして、前記可動接触片５２を形成する可動分割片５３，５４の中間部および前記補助接触片５５の垂直部分の中間部には屈曲部５３ａ，５４ａおよび５５ａがそれぞれ形成されている。また、前記可動分割片５３，５４の上端部５３ｃ,５４ｃが巾狭となっている。前記可動分割片５３，５４全体を巾狭にすると、電気抵抗が増大して発熱しやすくなるからである。さらに、前記補助接触片５５の片側縁部には、前記アーク用可動接点５７のアーク放電から通電用可動接点５８を遮蔽するための遮蔽用舌片５５ｃが延在している。他は前述の第１可動接点端子４１とほぼ同様である。

第１固定接点端子６１は、図１０に示すように、正面略Ｕ字形の固定接触片６２と、端子部６６と、アーク用固定接点６７と、通電用固定接点６８とからなるものである。さらに、前記固定接触片６２を形成する固定分割片６３，６４の上端部は略Ｌ字形状に折り曲げられている。そして、前記端子部６６の上端部に前記固定接触片６２の下端部がカシメ固定されているとともに、前記固定分割片６３，６４の上端部にアーク用固定接点６７および通電用固定接点６８がそれぞれカシメ固定されている。

第２固定接点端子７１は、図１１に示すように、正面略Ｕ字形の固定接触片７２と、屈曲した端子部７６と、アーク用固定接点７７と、通電用固定接点７８とからなるものである。さらに、前記固定接触片７２を形成する固定分割片７３，７４の上端部は略Ｌ字形状に折り曲げられている。そして、前記端子部７６の上端部に前記固定接触片７２の下端部がカシメ固定されているとともに、前記固定分割片７３，７４の上端部にアーク用固定接点７７および通電用固定接点７８がそれぞれカシメ固定されている。

そして、図２に示すように、前記ベース１０の仕切り壁１４，１５の間に第１可動接点端子４１および第１固定接点端子６１を側方からそれぞれ圧入することにより、図１２に示すように、アーク用可動接点４７および固定接点６７が接離可能に対向するとともに、通電用可動接点４８および固定接点６８が接離可能に対向する。

また、前記ベース１０の絶縁壁１１および仕切り壁１４との間に第２固定接点端子５１および第２可動接点端子７１を側方からそれぞれ圧入することにより、図１２に示すように、アーク用可動接点５７および固定接点７８が接離可能に対向するとともに、通電用可動接点５８および固定接点７７が接離可能に対向する。

カード８０は、可動ブロック３０の回動動作に基づいて接点機構４０を駆動する板状の樹脂成形品である。そして、前記カード８０の中央部に設けたガイド用孔８１を、前記ベース１０のガイド用突起１７に嵌合するとともに、前記カード８０に設けた第１，第２係合孔８２，８３を第１，第２可動接点端子４１，５１の上端部４２ｃ，５３ｃにそれぞれ係合する。さらに、前記カード８０に設けた第３，第４係合孔８４，８５を第１，第２可動接点端子４１，５１の上端部４３ｃ，５４ｃにそれぞれ係合する。ただし、隣り合う第１，第３係合孔８２，８４、および、隣り合う第２，第４係合孔８３，８５、は、それぞれ所定の距離だけずれた位置に設けられている。これは、アーク用可動接点４７，５７がアーク用固定接点６７，７７にそれぞれ接触した後、通電用可動接点４８，５８を通電用固定接点６８，７８にそれぞれ接触させるためである。さらに、前記カード８０の一端部に形成した長孔８６が前記可動ブロック３０の係合用突部３４に係合し、可動ブロック３０に連結される。

マイクロスイッチ９０は可動ブロック３０の動作状況を検出するためのものである。そして、前記ベース１０の取付壁１６に設けた位置決め突起１６ａに前記マイクロスイッチ９０を熱カシメで取り付けることにより、その操作レバー９１を可動ブロック３０の操作用舌片３３が操作可能となる。

ケース９５は、前述の内部構成部品を組み付けた前記ベース１０に嵌合可能な箱形状を有し、その上面中央部にガス抜き孔９６を形成してある。そして、前記内部構成部品を組み込んだ前記ベース１０にケース９５を嵌合してシールし、前記ガス抜き孔９６から内部ガスを抜いた後、前記ガス抜き孔９６を密閉することにより、電磁継電器が完成する。

次に、前述の内部構成部品からなる電磁継電器の動作について説明する。
まず、図１３および図１４に示すように、永久磁石３５の磁力に基づき、可動鉄片３６の上端部がヨーク２６の磁極部２６ａに吸着しているとともに、可動鉄片３７の下端部がヨーク２７の磁極部２７ａに吸着している。このため、カード８０が電磁石ブロック２０と反対方向に付勢され、第１可動接点端子４１の可動接点４７，４８が第１固定接点端子６１の固定接点６７，６８に接触しているとともに、第２可動接点端子５１の可動接点５７，５８が第２固定接点端子６１の固定接点６７，６８に接触している（図１３）。また、可動ブロック３０の操作用舌片３３はマイクロスイッチ９０の操作レバー９１に接触しているが、押し込んでいない（図１５）。

そして、前記永久磁石３５の磁束を打ち消す磁束が生じるようにコイル２２に電圧を印加すると、可動鉄片３６の上端部がヨーク２６の磁極部２６ａに反発して開離するとともに、可動鉄片３７の下端部がヨーク２７の磁極部２７ａに反発する。そして、可動鉄片３６の下端部がヨーク２７の磁極部２７ａに吸引されて吸着するとともに、可動鉄片３７の上端部がヨーク２６の磁極部２６ａに吸引されて吸着する。このため、可動ブロック３０が回動してカード８０をスライド移動させるとともに、操作用舌片３３がマイクロスイッチ９０の操作レバーを押し込んでＯＮ状態とする（図１６）。この結果、通電用可動接点４８，５８が通電用固定接点６８，７８からそれぞれ開離した後、アーク用可動接点４７，５７がアーク用固定接点６７，７７からそれぞれ開離する（図１７）。そして、アーク用可動接点４７，５７がアーク用固定接点６７，７７から完全に開離する間にアークが発生しても、通電用可動接点４８，５８および通電用固定接点６８，７８に対する飛散粉等の付着を遮蔽用舌片４５ｃ，５５ｃが抑制する。

前記第１可動接点端子４１の可動分割片４４および補助接触片４５が回動する場合、両者の屈曲部４４ａ，４５ａの間に略方形の空隙４９が形成されている。このため、可動分割片４４および補助接触片４５が回動する際に、可動分割片４４および補助接触片４５が突っ張ることがないので、両者は円滑な回動動作を行う。

ついで、前記コイル２２に前述の印加電圧と逆方向の電圧を印加すると、可動鉄片３６の上端部がヨーク２６の磁極部２６ａに吸引されて吸着するとともに、可動鉄片３７の上端部がヨーク２６の磁極部２６ａに反発する。そして、可動鉄片３６の下端部がヨーク２７の磁極部２７ａに反発するとともに、可動鉄片３７の下端部がヨーク２７の磁極部２７ａに吸引されて吸着する。この間に、アーク用可動接点４７，５７がアーク用固定接点６７，７７にそれぞれ当接した後、通電用可動接点４８，５８が通電用固定接点６８，７８にそれぞれ当接する。このため、可動ブロック３０が回動してカード８０をスライド移動させるとともに、前記操作用舌片３３がマイクロスイッチ９０の操作レバー９１に対する押圧を解除し、ＯＦＦ状態とする。この結果、アーク用可動接点４７，５７がアーク用固定接点６７，７７に接触した後、通電用可動接点４８，５８が通電用固定接点６８，７８にそれぞれ接触する。そして、アーク用可動接点４７，５７がアーク用固定接点６７，７７にそれぞれ接触する間にアーク放電が発生しても、通電用可動接点４８，５８および通電用固定接点６８，７８に対する飛散粉等の付着を遮蔽用舌片４５ｃ，５５ｃが抑制する。以後、同様な動作を繰り返して回路が開閉される。

本実施形態では、前記第１可動接点端子４１の可動分割片４４および補助接触片４５が回動する場合、両者の屈曲部４４ａ，４５ａの間に略方形の空隙４９が形成されている。さらに、補助接触片４５の沿面距離が可動分割片４４の沿面距離よりも長い。このため、可動分割片４４および補助接触片４５が回動する際に、可動分割片４４および補助接触片４５が突っ張ることなく、円滑な回動動作を行うという利点がある。

第２実施形態は、図１９および図２０に示すように、可動ブロック３０の動作検出手段であるマイクロスイッチ９５をリードスイッチ９７に変更した場合である。前記リードスイッチ９７は支持壁１３に設けた収納用凹部１３ｂに組み込まれている。他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、同一部分に同一番号を附して説明を省略する。

本発明は電磁継電器に限らず、他の開閉装置に適用してもよいことは勿論である。

本発明にかかる電磁継電器の第１実施形態を示す斜視図である。図１で示した実施形態の分解斜視図である。図２の部分拡大図である。図２で示した電磁石ブロックの分解斜視図である。図２で示した可動ブロックの分解斜視図である。図２で示した第１可動接点端子の分解斜視図である。図２で示した第１可動接点端子の異なる角度から見た斜視図である。図２で示した第１可動接点端子の側面図である。図２で示した第２可動接点端子の斜視図である。図２で示した第１固定接点端子の分解斜視図である。図２で示した第２固定接点端子の斜視図である。図２の電磁石ブロックおよび接点機構の配置を示す平面図である。図１で示した電磁継電器の動作前の正面断面図である。図１で示した電磁継電器の動作後の正面断面図である。図１３で示した電磁継電器の動作前の背面断面図である。図１３で示した電磁継電器の動作後の背面断面図である。第１可動接点端子および第１固定接点端子の動作後の部分拡大図である。第１可動接点端子および第１固定接点端子の動作前の部分拡大図である。本発明にかかる電磁継電器の第２実施形態を示す斜視図である。図１９で示した実施形態の分解斜視図である。

符号の説明

１０：ベース
１１：絶縁壁
１２，１３：支持壁
１４，１５：仕切り壁
１６：取付壁
１７：ガイド用突起
２０：電磁石ブロック
２１：スプール
２２：コイル
２４，２５：板状鉄芯
２６，２７：第１，第２ヨーク
２６ａ，２７ａ：磁極部
３０：可動ブロック
３１：ホルダー
３２ａ，３２ｂ：回動軸
３３：操作用舌片
３５：永久磁石
３６，３７：可動鉄片
４０：接点機構
４１，５１：第１，第２可動接点端子
４２，５２：可動接触片
４３，５３：アーク用可動分割片
４４，５４：通電用可動分割片
４５，５５：補助可動接触片
４６，５６：端子部
４７，５７：アーク用可動接点
４８，５８：通電用可動接点
６１，７１：第１，第２固定接点端子
６２，７２：固定接触片
６３，７３：固定分割片
６４，７４：固定分割片
６６，７６：端子部
６７，７７：アーク用固定接点
６８，７８：通電用固定接点
８０：カード
８１：ガイド用孔
８２，８３：第１，第２係合孔
８４，８５：第３，第４係合孔
８６：長孔
９０：マイクロスイッチ
９１：操作用レバー
９２：リードスイッチ
９５：ケース
９６：ガス抜き孔

Claims

電磁石ブロックの励磁に基づいて回動する可動ブロックを介してカードを往復移動し、前記カードに上端部を挾持された可動接触片を回動して接点を開閉する電磁継電器であって、
前記可動接触片を巾方向に２分割して得た一方の可動分割片にアーク用可動接点を設けるとともに、残る他方の可動分割片に通電用可動接点を設け、前記アーク用可動接点がアーク用固定接点に接触した後、前記通電用可動接点が通電用固定接点に接触することを特徴とする電磁継電器。
可動分割片のうち、少なくとも通電用可動接点を設けた可動分割片の片面に別体の補助接触片を重ね合わせるとともに、両端を一体化したことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
通電用可動接点を設けた可動分割片および補助接触片の中間部に屈曲部をそれぞれ形成し、対向面間に略方形の空隙を形成したことを特徴とする請求項２に記載の電磁継電器。
一対の可動分割片のうち、いずれか一方の可動分割片の内側縁部に、アーク用可動接点と通電用可動接点とを仕切る遮蔽用舌片を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電磁継電器。
一対の可動分割片の上端部を、接点の開閉に時間差を生じるようにカードにずらして設けた係合孔に、それぞれ係合したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
可動分割片の上端部を、巾狭にしたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電磁継電器。