JP2008041481A

JP2008041481A - 電磁継電器

Info

Publication number: JP2008041481A
Application number: JP2006215603A
Authority: JP
Inventors: Makoto Seki; 真関
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】高容量の負荷により発生するアーク放電による接点障害の抑制を低コストで実現可能な電磁継電器を提供すること。
【解決手段】固定接点１０を有する固定接点端子１１が設けられた絶縁体基台１４とこの絶縁基台１４上に搭載されたコイル１６を有するコイル組立体１８と、コイル組立体１８に搭載されコイル１６への電流の通流制御によってシーソー動作することにより固定接点１０に対し接触・開離される１対の可動接点１を有した可動接点ばね３を備える接極子組立体１７とを備えた電磁継電器において、固定接点１０および可動接点対１のそれぞれに隣接して、固定接点１０と同形状の固定接点２０および可動接点対１と同形状の可動接点対２１が設置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に通信用および制御用の機器に使用される電磁継電器に関する。

電磁継電器は、通信機器、自動車の電装部品や家庭電気製品などの分野で広く利用されており、一般的にその接触信頼性を確保するため、接点部分は後に述べるような金型で製造されたチップ状の接点が用いられている。

従来の電磁継電器の構造は、特許文献１に示されており、その構造の一例を図４に示す。図４（ａ）は、電磁継電器全体の分解斜視図であり、図４（ｂ）は、可動接点及び固定接点部分の拡大斜視図である。

図４（ａ）において、電磁継電器は絶縁体基台１４にコイル組立体１８と接極子組立体１７とを搭載し、その全体にカバー１５を被せて構成されている。コイル組立体１８は、コイル１６を巻回したコ字形鉄心６と、このコ字形鉄心６の中央部に一方の磁極が接触するように配置された永久磁石９と、この永久磁石９およびコ字形鉄心６を一体的に固着するコイルスプール８とを備えている。また、接極子組立体１７は、両端部がコ字形鉄心６の両端部に対向するように配置され、その中心部が永久磁石９の他方の磁極上に配置されて支点となり、両端部がコ字形鉄心６の両端部に接触・開離するシーソー動作を行うことを可能とした接極子４と、接極子４のシーソー運動を支持するヒンジばね２と、接極子４のシーソー動作に連動する可動接点ばね３とを備え、それらが絶縁固定体５で一体固定されている。可動接点ばね３は先端の手前で２つに分離されその先端には可動接点対１を備えている。

絶縁体基台１４は、上部が開口した箱型形状を有すると共に、開口部にコイル組立体１８を配置し、且つその上に上述のように永久磁石９上が接極子４のシーソー動作の支点になるように接極子組立体１７を配置したときに、可動接点ばね３の可動接点対１に対向する位置に円柱を縦に切断して得られる形状に類似した固定接点１０を保持した固定接点端子１１を植設し、さらにヒンジばね２の一端に接続される中立端子１２及びコイル導出端子１３を植設している。コイル組立体１８及び接極子組立体１７を絶縁体基台１４上に設置し組立てた後、カバー１５が絶縁体基台１４上に被せられ、カバー１５と絶縁体基台１４の隙間が封止剤により封止・固着される。

なお、この電磁継電器は、固定接点１０ａ、１０ｂ、可動接点１ａ、１ｂからなる接点系統と固定接点１０ｃ、１０ｄ、可動接点１ｃ、１ｄからなる接点系統の２系統の接点を備えている。

特開平５−３１４８８２号公報

この従来の電磁継電器では、図４（ｂ）に示すような互いに対向する可動接点対１と固定接点１０において、高容量の負荷を開閉する際に、可動接点対１と固定接点１０の間にアーク放電を生ずる場合があり、このアーク放電による発熱のため接点が高温となってその熱のために可動接点対１と固定接点１０の一部が溶融し、接点開閉不能となる障害が発生する場合がある。

このようなアーク放電による接点の溶融を抑制するには、可動接点対１および固定接点１０の体積を増加させ、接点の熱容量を増加させてアーク放電時の温度上昇を低減することが考えられる。しかし、このような接点のチップ形状を変更するためには新規の接点製造金型を準備する必要があり、コストアップとなる。

そこで、本発明の課題は、高容量の負荷により発生するアーク放電による接点障害の抑制を低コストで実現可能な電磁継電器を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明による電磁継電器は、固定接点を有する固定接点端子が設けられた絶縁体基台とこの絶縁基台上に搭載されたコイルを有するコイル組立体と、該コイル組立体に搭載され前記コイルへの電流の通流制御によってシーソー動作することにより前記固定接点に対し接触・開離される１対の可動接点を有した可動接点ばねを含む接極子組立体とを備えた電磁継電器において、前記固定接点または前記可動接点対の少なくとも一方に隣接して前記固定接点と同形状の固定接点または前記可動接点対と同形状の可動接点対が設置されている。

また、前記固定接点に隣接して前記固定接点と同形状の固定接点が１個または複数個設置されていてもよい。

また、前記可動接点対に隣接して前記可動接点対と同形状の可動接点対が１個または複数個設置されていてもよい。

また、前記固定接点および前記可動接点対のそれぞれに隣接して前記固定接点と同形状の固定接点および前記可動接点対と同形状の可動接点対がそれぞれ１個または複数個設置されていてもよい。

また、前記コイル組立体はコイルを巻回したコ字形鉄心と該コ字形鉄心の中央部に一方の磁極が接触するように配置された永久磁石と前記永久磁石および前記コ字形鉄心を一体的に固着するコイルスプールとを備え、前記接極子組立体は、その中心部が前記永久磁石の他方の磁極上に配置されて支点となり両端部が前記コ字形鉄心の両端部に接触・開離するシーソー動作を行うことを可能とした接極子と、該接極子のシーソー動作を支持するヒンジばね部と、前記接極子のシーソー動作に連動する可動接点ばねとを備え、それらが絶縁固定体で一体固定されて形成され、前記絶縁体基台は上部が開口した箱型形状を有すると共に前記固定接点端子と前記ヒンジばね部の一端に接続される中立端子とを植設して構成されていてもよい。

本発明では、上記のように固定接点または可動接点対に隣接して固定接点と同形状の固定接点または可動接点対と同形状の可動接点対を設置することにより、従来接点の複数倍の接点体積を得ることが出来、接点の熱容量を増加させ、高容量負荷時のアーク放電による温度上昇を抑制し、接点開閉障害を回避できる。

また、同一形状の接点を用いることにより、新規の接点製造金型が必要無く、低コストで高容量負荷時のアーク放電による接点障害の抑制を実現可能な電磁継電器が得られる。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。

図１は、本発明による電磁継電器の第１の実施例を示す図であり、図１（ａ）は電磁継電器全体の分解斜視図であり、図１（ｂ）は電磁継電器の可動接点及び固定接点部分の拡大斜視図である。

図１（ａ）に示されるように、本実施例の電磁継電器は、固定接点１０を有する固定接点端子１１が設けられた絶縁体基台１４と、この絶縁基台１４上に搭載されたコイル１６を有するコイル組立体１８と、コイル組立体１８に搭載されコイル１６への電流の通流制御によってシーソー動作することにより固定接点１０に対し接触・開離される可動接点対１を有した可動接点ばね３を含んでなる接極子組立体１７とを備えた電磁継電器において、固定接点１０および可動接点対１のそれぞれに隣接して固定接点１０と同形状の固定接点２０および可動接点対１と同形状の可動接点対２１が、それぞれ設置されている。

また、コイル組立体１８は、コイル１６を巻回したコ字形鉄心６とコ字形鉄心６の中央部に一方の磁極が接触するように配置された永久磁石９と永久磁石９およびコ字形鉄心６を一体的に固着するコイルスプール８とを備え、接極子組立体１７はその中心部が永久磁石９の他方の磁極上に配置されて支点となり、両端部がコ字形鉄心６の両端部に接触・開離するシーソー動作を行うことを可能とした接極子４と、接極子４のシーソー動作を支持するヒンジばね２と、接極子４のシーソー動作に連動する可動接点ばね３とを備え、それらが絶縁固定体５で一体固定されて形成され、絶縁体基台１４は上部が開口した箱型形状を有すると共に固定接点端子１１とヒンジばね２の一端に接続される中立端子１２及びコイル導出端子１３を植設している。コイル組立体１８及び接極子組立体１７を絶縁体基台１４上に設置し組立てた後、カバー１５が絶縁体基台１４上に被せられ、カバー１５と絶縁体基台１４の隙間が封止剤により封止・固着される。

本実施例の電磁継電器の接極子４のシーソー動作の動作原理を図５を用いて説明する。図５は、コ字形鉄心６、コイル１６、永久磁石９および接極子４の構成を模式的に示すものである。図５（ａ）の初期状態では、接極子４の中央部４ａは、永久磁石９のＮ磁極上にシーソー動作の支点となるように配置されており、この接極子４の一端がコ字形鉄心６の一端に磁着されている。このとき永久磁石より出る磁束Φ１は、永久磁石９−接極子４−コ字形鉄心６の閉磁路を通っている。今、図５（ｂ）のように、この磁束Φ１を打ち消す方向にコイル１６を励磁したときに、接極子４の開放端側にも、コイル１６からの磁束Φ０が流れ始めるため、接極子４はシーソー動作を開始する。このとき、接極子４の開放端側にはコイル１６からの磁束Φ０と永久磁石９からの磁束Φ１'が同一方向に加算されるため、図５（ｃ）のように開放していた端部は閉成され、一方向のシーソー動作が完了する。さらにコイル１６に逆方向の電流を流すと図５（ａ）の初期状態に復帰する。

従来の継電器の動作においては、図４（ｂ）に示すように、互いに対向する可動接点対１と固定接点１０において高容量の負荷を開閉した際、アーク放電が発生し、可動接点対１と固定接点１０の温度が上昇する。この熱により可動接点対１と固定接点１０とが溶着し、接点開閉不能となるなどの問題が起こる。

しかし、本実施例では、図１（ｂ）に示すように、従来と同形状の可動接点、及び固定接点を２列配置することで、接点体積を、可動側・固定側ともに二倍にすることができる。このため、接点の温度上昇が抑制され、接点の溶融を回避し、接点障害を抑制することができる。これにより、従来よりも高容量の負荷を開閉することができることになる。

また、本発明の実施例の可動接点対１と固定接点１０の個々の形状は、従来と同形状であるため、新規の接点製造金型を作製する必要がないのでコスト増加は少ない。なお、本実施例において付加した固定接点２０、可動接点対２１は、接点としの通電機能を持たせることもできるが、それは必須ではなく、本発明の目的に合った放熱機能のみを持たせるように配置することができる。

図２は、本発明による電磁継電器の第２の実施例を示す図であり、図２（ａ）は、本実施例の電磁継電器全体の分解斜視図であり、図２（ｂ）は、電磁継電器の可動接点及び固定接点部分の拡大斜視図である。

本実施例の電磁継電器の接点部分以外の構造は、図４に示した従来の電磁継電器と同じである。但し、本実施例においては、図２（ｂ）に示すように、固定接点１０は従来の構成と同様であるが、可動接点対１に隣接して可動接点対１と同形状の可動接点対２１が設置されている。この場合も、可動接点の体積を従来の二倍にすることにより接点の温度上昇が抑制され、接点の溶融を回避することができる。なお、付加した可動接点対２１は、通電には寄与せず、放熱機能のみを有するものである。

図３は、本発明による電磁継電器の第３の実施例を示す図であり、図３（ａ）は本実施例の電磁継電器全体の分解斜視図であり、図３（ｂ）は電磁継電器の可動接点及び固定接点部分の拡大斜視図である

本実施例の電磁継電器の接点部分以外の構造は、図４に示した従来の電磁継電器と同じである。但し、本実施例においては、図３（ｂ）に示すように、可動接点対１は従来の構成と同様であるが、固定接点１０に隣接して固定接点１０と同形状の固定接点２０が設置されている。この場合も、固定接点の体積を従来の二倍にすることにより接点の温度上昇が抑制され、接点の溶融を回避することができる。本実施例の固定接点２０も放熱機能のみを有するものである。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではないのはいうまでもなく、固定接点および可動接点対に隣接して設置される同形状の可動接点対及び固定接点の数は２つ以上であってもよい。また、その追加して設置される接点の設置位置もアーク放電による発熱が熱伝導される位置であればよく、従来の接点に接して配置してもよい。また、可動接点であれば可動接点ばね３を挟んでその上部に設置してもよい。また、コイル組立体、接極子組立体も上記実施例に限定されるものではなく、接極子のシーソー動作可能な電磁駆動の構造体であればよい。

本発明による電磁継電器の第１の実施例を示す図、図１（ａ）は電磁継電器全体の分解斜視図、図１（ｂ）は電磁継電器の可動接点及び固定接点部分の拡大斜視図。本発明による電磁継電器の第２の実施例を示す図、図２（ａ）は電磁継電器全体の分解斜視図、図２（ｂ）は電磁継電器の可動接点及び固定接点部分の拡大斜視図。本発明による電磁継電器の第３の実施例を示す図、図３（ａ）は電磁継電器全体の分解斜視図、図３（ｂ）は電磁継電器の可動接点及び固定接点部分の拡大斜視図。従来の電磁継電器の構造の一例を示す図、図４（ａ）は電磁継電器全体の分解斜視図、図４（ｂ）は可動接点及び固定接点部分の拡大斜視図。本発明の電磁継電器の動作の説明図、コ字形鉄心、コイル、永久磁石および接極子の構成を模式的に示す図。

符号の説明

１，２１可動接点対
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ可動接点
２ヒンジばね
３可動接点ばね
４接極子
４ａ中央部
５絶縁固定体
６コ字形鉄心
７コイル端子
８コイルスプール
９永久磁石
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，２０固定接点
１１固定接点端子
１２中立端子
１３コイル導出端子
１４絶縁体基台
１５カバー
１６コイル
１７接極子組立体
１８コイル組立体

Claims

固定接点を有する固定接点端子が設けられた絶縁体基台とこの絶縁基台上に搭載されたコイルを有するコイル組立体と、該コイル組立体に搭載され前記コイルへの電流の通流制御によってシーソー動作することにより前記固定接点に対し接触・開離される１対の可動接点を有した可動接点ばねを含んでなる接極子組立体とを備えた電磁継電器において、前記固定接点または前記可動接点対の少なくとも一方に隣接して前記固定接点と同形状の固定接点または前記可動接点対と同形状の可動接点対が設置されていることを特徴とする電磁継電器。
前記固定接点に隣接して前記固定接点と同形状の固定接点が１個または複数個設置されていることを特徴とする請求項１記載の電磁継電器。
前記可動接点対に隣接して前記可動接点対と同形状の可動接点対が１個または複数個設置されていることを特徴とする請求項１記載の電磁継電器。
前記固定接点および前記可動接点対のそれぞれに隣接して前記固定接点と同形状の固定接点および前記可動接点対と同形状の可動接点対がそれぞれ１個または複数個設置されていることを特徴とする請求項１記載の電磁継電器。
前記コイル組立体はコイルを巻回したコ字形鉄心と該コ字形鉄心の中央部に一方の磁極が接触するように配置された永久磁石と前記永久磁石および前記コ字形鉄心を一体的に固着するコイルスプールとを備え、前記接極子組立体は、その中心部が前記永久磁石の他方の磁極上に配置されて支点となり両端部が前記コ字形鉄心の両端部に接触・開離するシーソー動作を行うことを可能とした接極子と、該接極子のシーソー動作を支持するヒンジばね部と、前記接極子のシーソー動作に連動する可動接点ばねとを備え、それらが絶縁固定体で一体固定されて形成され、前記絶縁体基台は上部が開口した箱型形状を有すると共に前記固定接点端子と前記ヒンジばね部の一端に接続される中立端子とを植設して構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁継電器。