JP2005183097A

JP2005183097A - 電磁リレー

Info

Publication number: JP2005183097A
Application number: JP2003420192A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Egashira; 俊介江頭
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】電磁リレーにおいて、簡単な構成により接点開閉時の接点のダメージを軽減し、高寿命化と高信頼性の実現を図る。
【解決手段】電磁リレー１は、コイル２と、鉄心３と、磁路を形成する継鉄３１と、固定接点４を有する固定端子５と、可動接点６を有する可動ばね端子７と、コイル２の励磁状態に応じて磁極３ａに吸引離反され、可動接点６を駆動して可動接点６を固定接点４に当接開離させる接極子ブロック８と、これらを固定する器体と、を備えている。可動接点６は、可動ばね端子７の固定端７２ａから自由端７２ｂに延伸する方向に対して直交する方向に互いにずれ、かつ、延伸方向にずれた位置に並び配置される形状及び／又は材質の異なる通電用接点６ａと耐突入電流用接点６ｂとを備え、また、通電用接点６ａと耐突入電流用接点６ｂの間を部分的に自由端７２ｂまで分断するスリット７ａが設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、可動接点を有する可動ばね端子を備えた電磁リレーに関する。

従来から、可動接点を有する電磁リレーにおいて、可動接点と固定接点間の信頼性の高い当接と開離を実現するための提案が行われており、例えば、複数の並行するばね材の先端にそれぞれ可動接点を設けて接点の分散化により当接の確実化を図ったものがある。また、可動接点が固定接点に当接した後の開離時に、並行するばね材先端の複数の可動接点を、固定接点に溶着してしまった可動接点も含めて確実に開離させるため、ばね材の先端を共結びしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
実開平５−３１０８３号公報

しかしながら、上述したような可動接点を備えた電磁リレーにおいては、依然として次のような問題がある。従来の可動接点を有する可動ばね端子と固定接点を有する固定端子を図７により説明する。可動ばね端子７９は、図７（ａ）（ｃ）に示すように、スリット７ａにより、ばね材７２をその自由端７２ｂまで分断して形成した並行するばねの先端であってばねの先端から略同じ距離位置に２つの可動接点６を設けた構造となっており、固定端子は、図７（ｂ）に示すように、端子部材５０の先端に可動接点６に対応する位置に固定接点４を備えている。これらの可動接点６及び固定接点４は、それぞれ形状及び材質の異なる通電用接点４ａ，６ａと耐突入電流用接点４ｂ，６ｂから成っている。

ところが、このようなばね材を先端で分離したいわゆるツインばねに可動接点６ａ，６ｂを設ける場合、すなわち通電用接点６ａと耐突入電流用接点６ｂの両方について所望の動作タイミングを得て、なおかつ、各接点の当接開離が確実に行われるように維持することが難しいという問題がある。例えば、ツインばねのねじれ等によりばねの平坦性が得られずに通電用接点が先に接触して大きな突入電流が流れてしまい、接点溶着等が発生して電磁リレー動作に不具合が生じるおそれがある。また、特許文献１に示されるような、ツインばねの先端を共結びしただけで、通電用接点と耐突入電流用接点の区別のない接点を設けた可動ばね端子や固定端子では、接点の溶着対策として不完全であり、電磁リレーの動作不良のおそれがある。

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により接点開閉時の接点のダメージを軽減でき、高寿命化と高信頼性を実現できる電磁リレーを提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、コイルと、このコイルが巻回された鉄心と、固定接点を有する固定端子と、可動接点を有する可動ばね端子と、前記コイルの励磁状態に応じて前記鉄心の磁極に吸引離反され、この吸引離反動作により前記可動接点を駆動して可動接点を固定接点に当接開離させる接極子ブロックと、これらを固定する器体と、を備えた電磁リレーにおいて、前記可動接点は、可動ばね端子の固定端から自由端に延伸する方向に略直交する位置に互いに並び配置される形状及び／又は材質の異なる通電用接点と耐突入電流用接点とを備え、前記可動ばね端子は、前記通電用接点と耐突入電流用接点の間を部分的に分断するスリットが設けられており、前記固定接点は、前記可動接点の通電用接点と耐突入電流用接点のそれぞれに当接開離する形状及び／又は材質の異なる通電用接点と耐突入電流用接点とを備えていることを特徴とする電磁リレーである。

請求項２の発明は、コイルと、このコイルが巻回された鉄心と、固定接点を有する固定端子と、可動接点を有する可動ばね端子と、前記コイルの励磁状態に応じて前記鉄心の磁極に吸引離反され、この吸引離反動作により前記可動接点を駆動して可動接点を固定接点に当接開離させる接極子ブロックと、これらを固定する器体と、を備えた電磁リレーにおいて、前記可動接点は、可動ばね端子の固定端から自由端に延伸する方向に対して直交する方向に互いにずれ、かつ、延伸方向にずれた位置に並び配置される形状及び／又は材質の異なる通電用接点と耐突入電流用接点とを備え、前記可動ばね端子は、前記通電用接点と耐突入電流用接点の間を部分的に自由端まで分断するスリットが設けられており、前記固定接点は、前記可動接点の通電用接点と耐突入電流用接点のそれぞれと対を形成して当接開離する形状及び／又は材質の異なる通電用接点と耐突入電流用接点とを備え、前記耐突入電流用接点の対は、前記通電用接点の対が設けられた位置よりも自由端側に配設されていることを特徴とする電磁リレーである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の電磁リレーにおいて、前記可動ばね端子のスリットが前記自由端部で接続されているものである。

請求項１の発明によれば、可動接点を設けた部分における可動ばね端子のばね材の平坦度を損なうことなく、スリットによって、ばね材に柔軟性を付与して傾きのない接点間の当接を確保でき、また、ばね材の自由端までスリットで分離されていないことにより、接点の開離時にスリットの両側のばね材が協調して接点を確実に開離することができ、接点溶着による不具合の発生のない電磁リレーが得られる。また、ばね材の自由端が分離していないことは、当接時の接点バウンス（振動）を低減でき、接点開閉時の電流アークが抑制されるので接点ダメージを滅らす効果があり、接点の高寿命化を更に高めることができる。

また、耐突入電流用接点が先に当接するように、例えば、通電用接点よりも突出させて接点間に段差を持たせた接点形状を形成し、また耐溶着性のある材質で形成することで、まず耐突入電流用接点が接触してから次に通電用接点が接触するように接触開始の時間差を安定して確保するとともに、溶着を起こりにくくして接点開閉時の接点溶着等による不具合の発生や接点のダメージが軽減できる。

請求項２の発明によれば、可動ばね端子の自由端まで設けたスリットによって、ばね材に柔軟性を付与し、接点間の柔軟な当接を可能とし、また、通電用接点を配置した位置に対して、ばね支点位置（固定点）からより遠い位置（すなわち自由端により近い位置）に、耐突入電流用接点を配置するので、ばね材が略ばね支点位置を中心に円弧運動することから、耐突入電流用接点が通電用接点よりも確実に先に接触することができ、また、耐突入電流用接点を耐溶着性のある材質で形成することで、接触開始の時間差を安定して確保するするとともに、溶着を起こりにくくして接点開閉時の接点溶着等による不具合の発生や接点のダメージが軽減した電磁リレーを実現できる。

請求項３の発明によれば、請求項２の効果に加え、スリット両側のばね材の平坦性確保、スリット両側のばね材の協調による接点当接時の接点バウンスの低減、及び接点開離時の接点のより確実な開離の効果を奏する。

以下、本発明の一実施形態に係る電磁リレーについて、図面を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の電磁リレー１を示し、図２は、電磁リレー１の外形組立を示し、図３は、電磁リレー１の内部組立を示す。図中に各部品の方向を付記し、適宜これを参照する。電磁リレー１は、図１に示すように、コイル２と、このコイルが巻回された鉄心３と、鉄心３とともに磁路を形成する継鉄３１と、固定接点４を有する固定端子５と、可動接点６を有する可動ばね端子７と、前記コイル２の励磁状態に応じて前記鉄心３の磁極３ａに吸引離反され、この吸引離反動作により前記可動接点６を駆動して可動接点６を固定接点４に当接開離させる接極子ブロック８と、これらを固定する器体１０と、を備えている。また、電磁リレー１は、図２に示すように、器体１０のベース１０ｂに上述の構成要素を組み込んで本体ブロック１Ａを形成し、これにケース１０ａを被せ、封止処理を行って完成される。各構成要素と本体ブロック１Ａの形成の説明の後、電磁リレー１の動作を説明する。

コイル２は、図３に示すように、中心軸部に貫通孔を有するコイルボビン２１にコイル導線を巻回し、コイルボビン２１の端部に埋め込まれたコイル端子２２に、コイル導線の末端が接続されて形成される。コイル端子２２は、器体のベース１０ｂに挿通される形でベース１０ｂに保持され、コイル端子２２の下部はベース１０ｂの下面から突出する。

鉄心３は、平板からなる略Ｔ字形状を有し、その頭の部分と脚の部分がそれぞれ磁極３ａ，３ｂを形成する。Ｔ字の脚の部分がコイルボビン２１の中心軸部の貫通孔に挿入され、コイルボビン２１に形成された位置決め構造によりＴ字形状の平板面が上下方向と直交するように固定される。

継鉄３１は、右側方からコイルボビン２１に嵌合して鉄心３の両磁極３ａ，３ｂに磁気結合するように屈曲した大略Ｕの字形状を有し、コイル２に平行な平行部３１ｃと、鉄心３の磁極３ｂの部分を嵌入する孔を有する端面部３１ｂと、鉄心３の磁極３ａを上下から空間を設けて挟む２つの対向磁極片３１ａと、を一体的に備えて形成されている。コイル２に継鉄３１が嵌合された後、中心部に鉄心３が挿入されて、三者が一体となった電磁石ブロックが形成される。

固定端子５は、外部接続用の外部固定端子５１が形成された端子板５０に、当接面を上方に向けた２つの固定端子４をそれぞれかしめ等により固着して備えている。外部固定端子５６を有する端子板５５は、ダミーの固定端子である。

可動ばね端子７は、外部可動端子７１が形成された端子板７０に、略長方形平板状のばね材７２の一端を固定端７２ａとしてリベットにより固着し、自由端７２ｂとなる他端近傍に下方に当接面を向けた２つの可動端子６をそれぞれかしめ等により固着して備えている。ばね材７２は、固定端７２ａ近傍でステップ状に屈曲され、その屈曲部分に矩形開口が形成されている。その開口の自由端７２ｂ側の辺縁７２ｃは、後述するカード８３の連結溝８３ｃに挟持される。また、２つの可動接点６の間にはスリット７ａが設けられている。スリット７ａと可動接点６及び前述の固定接点４については後述する。

接極子ブロック８は、２枚の接極子８２と、永久磁石８１と、ブロック状のカード８３とから成る。永久磁石８１の上下に接極子８２を吸着させた状態で、これらをカード８３の図示しない取付凹部に嵌合させて接極子ブロック８が形成される。カード８３の下方前方には、突出したアーム８３ｂが形成され、そのアーム８３ｂには連結溝８３ｃが形成されている。また、カード８３の左右側面には、回転軸となる突起８３ａが設けられており、この突起８３ａは、ベース１０ｂに設けられた軸受溝８４に嵌合される。

ベース１０ｂは、後方と上方が開口した略直方体の箱体形状をしており、その内部には、上下を仕切る隔壁が設けられている。左右の壁面には、端子板５０，５５を挿入するスリット及び開口、さらに、各外部端子５１，５６，７１を納める凹部が形成されている。

上述の各構成要素のベース１０ｂへの組み込みを説明する。まず、電磁石ブロックがベース１０ｂの上部から挿入され、上下を仕切る隔壁の上に配置される。次に、接極子ブロック８の連結溝８３ｃに可動ばね端子７の辺縁７２ｃを挿入して、接極子ブロック８と可動ばね端子７を一体とした状態で、ベース１０ｂの後方開口からベース１０ｂに挿入し、カード８３の突起８３ａをベース１０ｂの軸受溝８４に嵌合させる。この後、ベース１０ｂの左右側方から固定端子５と端子板５５を挿入すると、本体ブロック１Ａが完成する。

次に、図１に戻って、電磁リレー１の動作を説明する。電磁リレー１が上述のように組み上げられた状態では、接極子８２が鉄心３の磁極３ａと継鉄３１の磁極片３１ａの間に納まっている。そして、コイル２が励磁されていない状態において、接極子ブロック８に作用する力（回転モーメント）は、永久磁石８１による磁力と可動ばね端子７のばね材７２の付勢力であるから、ばね材７２の付勢強度を永久磁石８１の磁力に打ち勝つように調整して、接極子ブロック８を常に突起８３ａの軸を中心にして右回転した状態、すなわち、可動ばね端子７の可動接点６が上方に位置して固定接点から開離し状態とすることができる（シングルステイブル型電磁リレー、常時開）。以下、電磁リレー１が、この常時開型であるとする。すると、接極子８２を下方に吸引する磁力を発生するようにコイル２を励磁すると、可動接点６が下方に駆動されて、固定接点４と当接し、電磁リレー１は閉回路状態となる。また、コイル２の励磁を止めると、ばね材７２の付勢力によって電磁リレー１は開回路状態に復帰する。

次に、可動ばね端子７について図４により説明する。可動ばね端子７の可動接点６は、図４（ａ）（ｄ）に示すように、可動ばね端子７の固定端７２ａから自由端７２ｂに延伸する方向に対して直交する方向に互いにずれ、かつ、延伸方向にずれた位置に並び配置される形状及び／又は材質の異なる通電用接点６ａと耐突入電流用接点６ｂとを備え、また、通電用接点６ａと耐突入電流用接点６ｂの間を部分的に自由端７２ｂまで分断するスリット７ａが設けられている。また、対応する固定接点４は、図４（ｂ）に示すように、可動接点６の通電用接点６ａと耐突入電流用接点６ｂのそれぞれと対を形成して当接開離する形状及び／又は材質の異なる通電用接点４ａと耐突入電流用接点４ｂとを備える。さらに、耐突入電流用接点６ｂ、４ｂの対は、図４（ｃ）に示すように、通電用接点６ａ、４ａの対が設けられた位置よりも自由端７２ｂ側に配設されている。

上述の耐突入電流用接点４ｂ，６ｂは、接点開閉時の電流アークによる溶融ダメージの少ないタングステン合金等で作られており、また、通電用接点４ａ，６ａよりも高さを高くして接点段差ｄ１，ｄ２を設けて形成されている。そこで、耐突入電流用接点４ｂ，６ｂの対が、通電用接点４ａ，６ａの対よりも先に接触する。耐突入電流用接点４ｂ，６ｂが互いに接触して大きな突入電流が流れてコンマ数ｍｓの後、定常電流となった時点で、通電用接点４ａ，６ａが接触する。

また、可動ばね端子７の自由端７２ｂの近傍まで設けたスリット７ａは、ばね材に柔軟性を付与し、接点間の柔軟な当接を可能としている。自由端７２ｂにより近い位置に、耐突入電流用接点４ｂ，６ｂを配置した構造は、ばね材が略ばね支点位置を中心に円弧運動して耐突入電流用接点４ｂ、６ｂが通電用接点４ａ，６ａよりも確実に先に接触させることになる。

次に、他の構造の可動ばね端子７を図５により説明する。この可動ばね端子７は、スリット７ａが自由端７ｂに達している点が前述の図４に示した可動ばね端子と異なる。可動ばね端子７の自由端７２ｂまで設けたスリット７ａによって、より高い柔軟性をばね材に付与し、接点間の柔軟な当接を可能としている。先に接触すべき接点（耐突入電流用接点）をより自由端側にずらして配置しているので、従来のような２種類の異なる接点を並列に並べたもの異なり、耐突入電流用接点が通電用接点よりも確実に先に接触することができ、接点開閉時の接点溶着等による不具合の発生や接点のダメージが軽減されている。

次に、さらに他の構造の可動ばね端子７を図６に示す。この可動ばね端子７は、可動ばね端子７の延伸する方向における可動接点６の通電用接点６ａと耐突入電流用接点６ｂの位置が略同じ位置に配されている点が前述の図４に示した可動ばね端子と異なる。可動接点を設けた部分における可動ばね端子のばね材の平坦度を損なうことなく、スリットによって、ばね材に柔軟性を付与して傾きのない接点間の当接を確保でき、また、自由端までスリットで分離されていないことにより、接点の開離時にスリットの両側のばね材が協調して接点を確実に開離することができる。また、耐突入電流用接点が先に当接するように、通電用接点よりも突出した形状に接点段差を持たせて、まず耐突入電流用接点が接触してから次に通電用接点が接触するように接触時間の時間差を安定して確保することができる。なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能であり、可動ばね接点を有する電磁リレーであれば適用できる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る電磁リレーの平面断面図、（ｂ）は同電磁リレーの側面断面図、（ｃ）は同電磁リレーの他の側面図。同上電磁リレーの組立を説明する外形斜視図。同上電磁リレーの組立を説明する分解斜視図。（ａ）は同上電磁リレーに用いられる可動ばね端子の部分平面図、（ｂ）は同可動ばね端子と対になる固定端子の部分平面図、（ｃ）は同可動ばね端子と固定端子の組込状態を示す部分側面図、（ｄ）は同可動ばね端子の斜視図。（ａ）は同上電磁リレーに用いられる他の可動ばね端子の部分平面図、（ｂ）は同可動ばね端子と対になる固定端子の部分平面図、（ｃ）は同可動ばね端子の斜視図。（ａ）は同上電磁リレーに用いられるさらに他の可動ばね端子の部分平面図、（ｂ）は同可動ばね端子と対になる固定端子の部分平面図、（ｃ）は同可動ばね端子の斜視図。（ａ）は従来の電磁リレーに用いられる可動ばね端子の部分平面図、（ｂ）は同可動ばね端子と対になる固定端子の部分平面図、（ｃ）は同可動ばね端子の斜視図。

符号の説明

１電磁リレー
２コイル
３鉄心
３ａ磁極
４固定接点
５固定端子
４ａ，６ａ通電用接点
４ｂ，６ｂ耐突入電流用接点
６可動接点
７可動ばね端子
７ａスリット
８接極子ブロック
１０器体
７２ａ固定端
７２ｂ自由端

Claims

コイルと、このコイルが巻回された鉄心と、固定接点を有する固定端子と、可動接点を有する可動ばね端子と、前記コイルの励磁状態に応じて前記鉄心の磁極に吸引離反され、この吸引離反動作により前記可動接点を駆動して可動接点を固定接点に当接開離させる接極子ブロックと、これらを固定する器体と、を備えた電磁リレーにおいて、
前記可動接点は、可動ばね端子の固定端から自由端に延伸する方向に略直交する位置に互いに並び配置される形状及び／又は材質の異なる通電用接点と耐突入電流用接点とを備え、
前記可動ばね端子は、前記通電用接点と耐突入電流用接点の間を部分的に分断するスリットが設けられており、
前記固定接点は、前記可動接点の通電用接点と耐突入電流用接点のそれぞれに当接開離する形状及び／又は材質の異なる通電用接点と耐突入電流用接点とを備えていることを特徴とする電磁リレー。
コイルと、このコイルが巻回された鉄心と、固定接点を有する固定端子と、可動接点を有する可動ばね端子と、前記コイルの励磁状態に応じて前記鉄心の磁極に吸引離反され、この吸引離反動作により前記可動接点を駆動して可動接点を固定接点に当接開離させる接極子ブロックと、これらを固定する器体と、を備えた電磁リレーにおいて、
前記可動接点は、可動ばね端子の固定端から自由端に延伸する方向に対して直交する方向に互いにずれ、かつ、延伸方向にずれた位置に並び配置される形状及び／又は材質の異なる通電用接点と耐突入電流用接点とを備え、
前記可動ばね端子は、前記通電用接点と耐突入電流用接点の間を部分的に自由端まで分断するスリットが設けられており、
前記固定接点は、前記可動接点の通電用接点と耐突入電流用接点のそれぞれと対を形成して当接開離する形状及び／又は材質の異なる通電用接点と耐突入電流用接点とを備え、
前記耐突入電流用接点の対は、前記通電用接点の対が設けられた位置よりも自由端側に配設されていることを特徴とする電磁リレー。
前記可動ばね端子のスリットが前記自由端部で接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁リレー。