JP2019036431A - 電磁継電器 - Google Patents

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Abstract

【課題】各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生するアークの遮断性能を高めつつ、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接触信頼性を高めることができる電磁継電器を提供すること。
【解決手段】電磁継電器が、第1固定接点部および第2固定接点部をそれぞれ有する第1固定端子および第2固定端子と、第1可動接点部および第2可動接点部を有する可動接触子と、接離方向から見て、可動接触子の配列方向に対して交差する方向の一方側に配置された第1磁石部と、配列方向における可動接触子の両側にそれぞれ配置され、可動接触子側の端部が相互に同じ極性を有している第2磁石部および第3磁石部とを備える。第1磁石部の可動接触子側の端部が、第2磁石部および第3磁石部の可動接触子側の端部の極性とは相互に異なる極性を有している。
【選択図】図3

Description

本発明は、電磁継電器に関する。
特許文献1には、固定接点部をそれぞれ有する一対の固定端子と、各固定接点部に対して接触および開離可能に配置された一対の可動接点部を有し、各可動接点部が対応する固定接点部に対して接触または開離する接離方向に移動可能な可動板とを備えた電磁継電器が開示されている。この電磁継電器には、前記接離方向から見て、可動板の短手方向における可動板の両側に、それぞれ第1アーク消弧用永久磁石と第2アーク消弧用永久磁石とが設けられ、可動板の長手方向における可動板の両側に、それぞれ第3アーク消弧用永久磁石と第4アーク消弧用永久磁石とが設けられている。
特開2016−45504号公報
前記電磁継電器では、第1アーク消弧用永久磁石および第2アーク消弧用永久磁石が、対向する端面の磁極がN極になるように配置され、第3アーク消弧用永久磁石および第4アーク消弧用永久磁石が、対向する端面の磁極がS極になるように配置されている。すなわち、前記電磁継電器では、第1アーク消弧用永久磁石および第2アーク消弧用永久磁石の各々から第3アーク消弧用永久磁石および第4アーク消弧用永久磁石に向かって磁束が流れるため、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生したアークを可動板の周囲の空間に引き伸ばしてアーク遮断性能を高めることができる一方、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接圧を高めて各可動接点部および対応する固定接点部間の接触信頼性を高めることができない場合がある。例えば、各可動接点部および対応する固定接点部間の接圧が不足すると、各可動接点部が対応する固定接点部から開離し、発煙・発火を引き起こす可能性があり、これを回避するためには、電磁継電器のサイズアップ等が必要となる。
そこで、本発明は、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生するアークの遮断性能を高めつつ、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接触信頼性を高めることができる電磁継電器を提供することを課題とする。
本発明の一態様の電磁継電器は、
互いに電気的に独立して配置され、第1固定接点部および第2固定接点部をそれぞれ有する第1固定端子および第2固定端子と、
前記第1固定接点部および前記第2固定接点部にそれぞれ対向する第1可動接点部および第2可動接点部を有し、前記第1可動接点部および前記第2可動接点部の各々が前記第1固定接点部および前記第2固定接点部に対して接触または開離する接離方向に移動可能に配置された可動接触子と、
前記接離方向から見て、前記可動接触子の前記第1可動接点部および前記第2可動接点部の配列方向に対して交差する方向の一方側に配置された第1磁石部と、
前記接離方向から見て、前記配列方向における前記可動接触子の両側にそれぞれ配置され、可動接触子側の端部が、相互に同じ極性を有している第2磁石部および第3磁石部と
を備え、
前記第1磁石部の前記可動接触子側の端部が、前記第2磁石部および前記第3磁石部の前記可動接触子側の端部の極性とは相互に異なる極性を有している。
前記態様の電磁継電器によれば、第1磁石部の可動接触子側の端部が、第2磁石部および第3磁石部の各々の可動接触子側の端部の極性とは相互に異なる極性を有している。このため、例えば、第1磁石部の可動接触子側の端部がN極で、第2磁石部および第3磁石部の可動接触子側の端部がS極である場合、第1磁石部から第2磁石部および第3磁石部に向かって磁束が流れつつ、第1磁石部から配列方向に交差する方向に磁束が流れる。その結果、第1磁石部と第2磁石部および第3磁石部との間に流れる磁束により、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生したアークを可動接触子の周囲の空間に引き伸ばすことができる一方、第1磁石部から配列方向に交差する方向に流れる磁束が可動接触子を流れる電流と交差することにより生じるローレンツ力により、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接圧を高めることができる。すなわち、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生するアークの遮断性能を高めつつ、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接触信頼性を高めることができる。
本発明の一実施形態の電磁継電器の斜視図。 図1のII-II線に沿った断面図。 図1の電磁継電器のカバーおよびセラミックプレートを取り除いた状態の平面図。 図1の電磁継電器の磁石部の配置を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の磁石部の配置を説明するための正面模式図。 図1の電磁継電器の第1の変形例を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の第1の変形例を説明するための側面模式図。 図1の電磁継電器の第2の変形例を説明するための正面模式図。 図1の電磁継電器の第2の変形例を説明するための側面模式図。 図1の電磁継電器の第3の変形例を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の第4の変形例を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の第5の変形例を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の第6の変形例を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の第7の変形例を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の第8の変形例を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の第8の変形例を説明するための側面模式図。 図1の電磁継電器の第9の変形例を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の第9の変形例を説明するための側面模式図。 図1の電磁継電器の第10の変形例を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の第11の変形例を説明するための平面模式図。 図1の電磁継電器の第12の変形例を説明するための正面模式図。
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「端」、「側」)を含む用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。
本発明の一実施形態の電磁継電器1は、図1〜図3に示すように、互いに電気的に独立して配置された第1固定端子31および第2固定端子32と、各固定端子31、32に対して接近または開離する方向に移動可能に配置された可動接触子40と、可動接触子40の移動方向に交差する方向において可動接触子40の周囲に配置された第1〜第3磁石部51、52、53(第1磁石部51のみ図3に示す)とを備えている。
この実施形態では、前記電磁継電器1は、一例として、絶縁性のハウジング10と、ハウジング10の内部に設けられた接点ケース20(図2に示す)とを備え、第1固定端子31および第2固定端子32は、接点ケース20にそれぞれ固定され、可動接触子は、接点ケース20の内部に配置され、第1〜第3磁石部51、52、53は、ハウジング10の内部に配置されている。
第1固定端子31および第2固定端子32の各々は、接点ケース20の内部に第1固定接点部33および第2固定接点部34をそれぞれ有している。また、可動接触子40は、第1固定接点部33および第2固定接点部34にそれぞれ対向する第1可動接点部41および第2可動接点部42を有している。
なお、この電磁継電器1は、図2に示す断面視において、ハウジング10を除いて、第1固定端子31および第2固定端子32の中心を通り、可動接触子40の中心線CL1に対して対称に設けられている。
ハウジング10は、図1に示すように、ケース11およびカバー12とで構成されている。ケース11およびカバー12の各々は、例えば略直方体状で中空の箱形状を有し、図2に示すように、一面に開口面が設けられている。カバー12は、カバー12の開口面がケース11の開口面に対向した状態で、ケース11に取り付けられている。また、カバー12の開口面に対向するカバー12の底壁部121には、その長手方向(すなわち、図2の左右方向)に間隔を空けて配置された2つの円形の端子孔13が設けられている。各端子孔13には、それぞれ第1固定端子31および第2固定端子32が配置されている。
接点ケース20は、略直方体状を有し、図2に示すように、セラミックプレート21と、フランジ部22と、第1ヨーク23とで構成され、その内部に収容部24が形成されている。
セラミックプレート21は、ハウジング10の内部でカバー12の底壁部121に隣接するように配置され、かつ、この底壁部121に沿って延びている。このセラミックプレート21に第1固定端子31および第2固定端子32が固定されている。フランジ部22は、セラミックプレート21のカバー12の開口面側(すなわち、図2の下側)の端部からケース11の開口面に対向するケース11の底壁部111に向かってカバー12の内部からケース11の内部まで延びている。また、第1ヨーク23は、ケース11の内部でセラミックプレート21に対して略平行に配置されて、その外周縁部にフランジ部22のケース11側の端部が接続されている。第1ヨーク23の略中央部には、中心線CL1に沿って収容部24と接点ケース20の外部とに連通する貫通孔231が設けられている。
また、収容部24の内部には、第1〜第3磁石部51、52、53を保持する絶縁性の磁石ホルダ25が設けられている。この磁石ホルダ25は、セラミックプレート21の第1固定端子31および第2固定端子32よりも中心線CL1から離れた部分から、フランジ部22および第1ヨーク23に沿って、第1ヨーク23の貫通孔231を介して接点ケース20の外部まで延びている。磁石ホルダ25の略中央部には、中心線CL1に沿って収容部24と接点ケース20の外部とに連通する貫通孔251が設けられている。この貫通孔251には、略円柱棒状の可動軸35が中心線CL1に沿って移動可能に配置されている。
可動軸35は、収容部24から接点ケース20の外部まで延びており、その収容部24側の端部に可動接触子40が接続され、その接点ケース20の外部側の端部に後述する電磁駆動部60の可動鉄片65が接続されている。また、可動軸35の収容部24における中間部には、可動軸35から中心線CL1に直交する方向に延びる鍔部351が設けられている。この鍔部351は、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33、34に対して開離する方向に移動したときに、磁石ホルダ25の貫通孔251周りの領域に接触可能に配置され、可動軸35ひいては可動接触子40の移動範囲を規制している。また、収容部24における可動軸35周りには、可動軸35に沿って伸縮するコイルばね36が設けられている。このコイルばね36は、可動軸35の鍔部351に係止されたコイルばね保持部352と可動接触子40との間に配置されている。
第1固定端子31および第2固定端子32の各々は、図1および図2に示すように、例えば略円柱形状を有し、セラミックプレート21にそれぞれ互いに電気的に独立して固定されている。この第1固定端子31および第2固定端子32の各々は、その配列方向(すなわち、図2の左右方向)に沿って互いに間隔を空けて配置され、その一部が収容部24に位置している。
図2に示すように、第1固定端子31および第2固定端子32の収容部24側の端面には、それぞれ第1固定接点部33および第2固定接点部34が設けられている。なお、各固定接点部33、34は、対応する固定端子31、32と一体に形成してもよいし、対応する固定端子31、32とは別体に形成してもよい。
可動接触子40は、図3に示すように、例えば略矩形の板状を有している。この可動接触子40は、図2に示すように、第1固定接点部33および第2固定接点部34にそれぞれ対向する第1可動接点部41および第2可動接点部42を有している。可動接触子40の略中央部には、中心線CL1に沿って移動可能な可動軸35が接続されている。すなわち、第1可動接点部41および第2可動接点部42の各々は、第1固定接点部33および第2固定接点部34に対して中心線CL1に沿って接触または開離し、可動接触子40は、第1可動接点部41および第2可動接点部42の各々が第1固定接点部33および第2固定接点部34に対して接触または開離する接離方向に移動可能に配置されている。また、第1可動接点部41および第2可動接点部42は、可動接触子40によって相互に電気的に接続されている。なお、各可動接点部41、42は、可動接触子40と一体に形成してもよいし、可動接触子40とは別体に形成してもよい。
第1〜第3磁石部51、52、53の各々は、図3に示すように、略直方体状の永久磁石で構成されている。なお、図3では、カバー12およびセラミックプレート21を省略している。
第1磁石部51は、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33、34に対して接触または開離する接離方向(すなわち、図3の紙面貫通方向)から見て、可動接触子40の第1可動接点部41および第2可動接点部42の配列方向(すなわち、図3の左右方向)に交差(例えば、直交)する方向の一方側に配置されて、磁石ホルダ25に保持されている。詳しくは、第1磁石部51は、可動接触子40側の端部に第1平坦面511を有し、この第1平坦面511が、接離方向から見て、第1可動接点部41および第2可動接点部42の配列方向(すなわち、可動接触子40の長手方向)に延びる仮想直線である可動接触子40の中心線CL2に対して平行に配置されている。
第2磁石部52および第3磁石部53の各々は、接離方向から見て、配列方向における可動接触子40の両側にそれぞれ配置されて、磁石ホルダ25に保持されている。詳しくは、第2磁石部52および第3磁石部53の各々は、可動接触子40側の端部に第2平坦面521および第3平坦面531を有し、これらの第2平坦面521および第3平坦面531が、接離方向から見て、第1可動接点部41および第2可動接点部42の配列方向に延びる可動接触子40の中心線CL2に対して直交するように配置されている。
第2磁石部52および第3磁石部53の各々の可動接触子40側の端部(この実施形態では、第2平坦面521、第3平坦面531)は、相互に同じ極性を有しており、第1磁石部51の可動接触子40側の端部(この実施形態では、第1平坦面511)が、第2磁石部52および第3磁石部53の可動接触子40側の端部の極性とは相互に異なる(すなわち、反対の)極性を有している。例えば、第1磁石部51の可動接触子40側の端部の極性が、N極であり、第2磁石部52および第3磁石部53の各々の可動接触子40側の端部521、531の極性が、S極である。
また、第1磁石部51は、可動接触子40の第1可動接点部41および第2可動接点部42の間に配置されている。詳しくは、第1磁石部51は、接離方向から見て、可動接触子40の配列方向に直交する方向に延びる可動接触子40の中心線CL3に対して、対称に配置されている。第2磁石部52および第3磁石部53の各々は、接離方向から見て、配列方向に延びる可動接触子40の中心線CL2および配列方向に交差する方向に延びる可動接触子40の中心線CL3に対して、対称に配置されている。
電磁駆動部60は、図2に示すように、略中央部に中心線CL1に沿って延びて可動軸35が配置された貫通孔611を有する電磁石部61と、第1ヨーク23と共に電磁石部61を可動軸35周りに取り囲む第1ヨーク23および第2ヨーク64と、電磁石部61の貫通孔611に配置されて可動軸35に接続された可動鉄片65と、電磁石部61の貫通孔611に配置されて第1ヨーク23に接続された固定鉄片66とで構成されている。この電磁駆動部60は、電磁駆動部61の励磁/非励磁に応じて、可動軸35を駆動する。
電磁石部61は、貫通孔611が設けられた絶縁性のスプール62と、このスプール62に巻回されているコイル63と、スプール62に固定されたコイル端子(図示せず)とで構成されている。第2ヨーク64は、図2に示す断面視において、例えば略U字形状を有している。固定鉄片66は、その一端が、中心線CL1に交差する方向において、第1ヨーク23と磁石ホルダ25との間に位置している。固定鉄片66の略中央部には、中心線CL1に沿って延びる貫通孔661が設けられている。この貫通孔661には、可動軸35が隙間を空けた状態で中心線CL1に沿って移動可能に配置されている。また、電磁石部61の貫通孔611において、固定鉄片66と可動鉄片65との間には、復帰ばね67が設けられている。
図2に示す復帰状態(すなわち、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33、34か開離した状態)の電磁継電器1において、電磁石部61のコイル63に電流を供給すると、可動軸35に接続されている可動鉄片65と固定鉄片66との間に磁気的吸引力が発生する。この磁気的吸引力により、可動鉄片65が復帰ばね67の弾性力に抗して固定鉄片66に磁気的に吸引されて、可動軸35が接離方向に沿って接点ケース20の外部から収容部24に向かって移動する。これにより、可動接触子40が接離方向に沿って第1固定端子31および第2固定端子32に接近する方向に移動し、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33、34に接触して、電磁継電器1が復帰状態から動作状態になる。
また、動作状態の電磁継電器1において、電磁石部61のコイル63への電流の供給を停止すると、可動鉄片65を吸引していた磁気的吸引力が消滅し、復帰ばね67の弾性力により、可動軸35が接離方向に沿って収容部24から接点ケース20の外部に向かって移動する。これにより、可動接触子40が接離方向に沿って第1固定端子31および第2固定端子32から離れる方向に移動し、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33、34から開離して、電磁継電器1が動作状態から復帰状態になる。
すなわち、可動軸35の接離方向に沿った移動により、可動接触子40の第1可動接点部41および第2可動接点部42が、第1固定接点部33および第2固定接点部34に対して接触または開離する。
前記電磁継電器1では、第1磁石部51の可動接触子40側の端部が、第2磁石部52および第3磁石部53の各々の可動接触子40側の端部の極性(すなわち、S極)とは相互に異なる極性(すなわち、N極)を有している。このため、図4に示すように、第1磁石部51から、第1可動接点部41および第2可動接点部42の配列方向に直交するA方向に沿って磁束が流れる。また、第1磁石部51から、第1可動接点部41を通って第2磁石部52に向かうB1方向に沿って磁束が流れ、第1磁石部51から、第2可動接点部42を通って第3磁石部53に向かうB2方向に沿って磁束が流れる。
このとき、図5に示すように、第1固定端子31から可動接触子40を通って第2固定端子32に向かうC方向に沿って電流が流れているとする。この場合、B1方向の磁束により、第1固定接点部33と第1可動接点部41との間で発生したアークに対して、図4のF1方向のローレンツ力が働き、B2方向の磁束により、第2固定接点部34と第2可動接点部42との間で発生したアークに対して、図4のF2方向のローレンツ力が働く。また、A方向の磁束により、可動接触子40に対して、図5のF3方向にローレンツ力が働く。これにより、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間に発生したアークを可動接触子40の周囲の空間(この場合、図3に示すように、接離方向から見て、可動接触子40の2つの中心線CL2、CL3の交点Pに対して第1磁石部51の反対側の空間100)に引き伸ばして消弧させることができる一方、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間の接圧を高めることができる。すなわち、各可動接点部41,42と対応する固定接点部33、34との間に発生するアークの遮断性能を高めつつ、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間の接触信頼性を高めることができる。
また、第1磁石部51が、第1可動接点部41および第2可動接点部42の間に配置されている。これにより、配列方向に交差するA方向の磁束が、第1可動接点部41および第2可動接点部42の間を流れるため、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間に発生したアークを可動接触子40の周囲の空間により確実に引き伸ばしつつ、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間の接圧をより確実に高めることができる。すなわち、各可動接点部41,42と対応する固定接点部33、34との間に発生するアークの遮断性能をより確実に高めつつ、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間の接触信頼性をより確実に高めることができる。
また、第2磁石部52および第3磁石部53の各々が、接離方向から見て、配列方向に直交する方向に延びる可動接触子40の中心線CL3に対して対称に配置されている。さらに、第1磁石部51が、可動接触子40側の端部に第1平坦面511を有し、第2磁石部52が、可動接触子40側の端部に第2平坦面521を有し、第3磁石部53が、可動接触子40側の端部に第3平坦面531を有している。第1平坦面511が、接離方向から見て、配列方向に延びる仮想直線である可動接触子40の中心線CL2に対して平行に配置され、第2平坦面521および第3平坦面531が、接離方向から見て、可動接触子40の中心線CL2に対して直交するように配置されている。これにより、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間に発生したアークを可動接触子40の周囲の空間により確実に引き伸ばしつつ、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間の接圧をより確実に高めることができる。すなわち、各可動接点部41,42と対応する固定接点部33、34との間に発生するアークの遮断性能をより確実に高めつつ、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間の接触信頼性をより確実に高めることができる。
なお、前記電磁継電器1では、第1磁石部51は、第1可動接点部41および第2可動接点部42の間に配置されているが、これに限らない。また、第2磁石部52および第3磁石部53は、接離方向から見て、配列方向に延びる可動接触子40の中心線CL2および配列方向に交差する方向に延びる可動接触子40の中心線CL3に対して、対称に配置されているが、これに限らない。さらに、第1磁石部51の第1平坦面511が、接離方向から見て、可動接触子40の中心線CL2に対して平行に配置され、第2平坦面521および第3平坦面531が、接離方向から見て、可動接触子40の中心線CL2に対して直交するように配置されているが、これに限らない。第1磁石部51は、接離方向から見て、配列方向に交差する方向の一方側に配置され、第2磁石部52および第3磁石部53は、接離方向から見て、配列方向における可動接触子40の両側にそれぞれ配置されていればよく、電磁継電器1の設計等に応じて任意の位置に配置できる。
図6に示すように、前記電磁継電器1は、接離方向(すなわち、図6の紙面貫通方向)から見て、可動接触子40の第1可動接点部41および第2可動接点部42の配列方向に対して交差する方向の他方側(すなわち、可動接触子40に対して図6の上側)に配置された第4磁石部54をさらに備えてもよい。
第4磁石部54は、一例として永久磁石で構成され、その可動接触子40側の端部が、第1磁石部51の可動接触子40側の端部の極性とは相互に異なる極性を有している。すなわち、第1磁石部51の可動接触子40側の端部の極性がN極である場合、第2〜第4磁石部52、53、54の各々の可動接触子40側の端部の極性はS極であり、第1磁石部51の可動接触子40側の端部の極性がS極である場合、第2〜第4磁石部52、53、54の各々の可動接触子40側の端部の極性はN極である。
なお、第4磁石部54は、可動接触子40の配列方向に延びる中心線CL2に対して第1磁石部51と対称に配置されていてもよい。また、第4磁石部54の可動接触子40側の端部に、可動接触子40の中心線CL2に対して平行な第4平坦面541を設けてもよい。
このように、接離方向から見て、可動接触子40の第1可動接点部41および第2可動接点部42の配列方向に対して交差する方向の他方側に配置された第4磁石部54をさらに備えることで、配列方向に直交する方向に流れる磁束の密度を高めることができる。これにより、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間の接圧をより確実に高めることができる。
また、図7に示すように、第1磁石部51の可動接触子40に対する接離方向(すなわち、図7の上下方向)の位置と、第4磁石部54の可動接触子40に対する接離方向の位置とが、相互に同一であってもよいし、図8および図9に示すように、第1磁石部51の可動接触子40に対する接離方向(すなわち、図8および図9の上下方向)の位置と、第4磁石部54の可動接触子40に対する接離方向の位置とが、相互に異なっていてもよい。
例えば、第1磁石部51の可動接触子40側の端部の磁性がN極であり、第4磁石部54の可動接触子40側の端部の磁性がN極であると共に、第1磁石部51の可動接触子40に対する接離方向の位置と、第4磁石部54の可動接触子40に対する接離方向の位置とが相互に同一であるとする。この場合、図7に示すように、第1磁石部51から第4磁石部54に向かって、第1可動接点部41および第2可動接点部42の配列方向に直交する方向(すなわち、図7の左右方向)に沿ってかつ第1平坦面511および第4平坦面541に略直交するA1方向に、磁束が流れる。このA1方向の磁束により、可動接触子40に対して、図5のF3方向にローレンツ力が働く。
一方、第1磁石部51の可動接触子40側の端部の磁性がN極であり、第4磁石部54の可動接触子40側の端部の磁性がN極であると共に、第1磁石部51の可動接触子40に対する接離方向の位置と、第4磁石部54の可動接触子40に対する接離方向の位置とが相互に異なっているとする。この場合、図9に示すように、第1磁石部51から第4磁石部54に向かって、第1可動接点部41および第2可動接点部42の配列方向に直交する方向(すなわち、図7の左右方向)に沿ってかつ第1平坦面511および第4平坦面541に交差するA2方向に、磁束が流れる。このA2方向の磁束により、可動接触子40に対して、図8のF3方向にローレンツ力が働く。
このように、第1磁石部51の可動接触子40に対する接離方向の位置と、第4磁石部54の可動接触子40に対する接離方向の位置とが相互に異なっている場合であっても、各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間の接圧を高めることができる。すなわち、電磁継電器1の設計の自由度を高めることができる。
また、前記電磁継電器1では、第2磁石部52および第3磁石部53の各々が、接離方向から見て、配列方向に延びる可動接触子40の中心線CL2に対して対称に配置されているが、これに限らない。例えば、図6に示すように、第2磁石部52および第3磁石部54の各々は、接離方向から見て、その短手方向に延びる中心線522、532が、可動接触子40の中心線CL2に対して第1磁石部51側に位置するように配置されていてもよい。
図10に示すように、前記電磁継電器1は、収容部24の内部で、可動接触子40に対して接離方向に直交する方向に間隔を空けて配置されたアーク用シールド部70をさらに備えてもよい。アーク用シールド部70は、絶縁性を有する樹脂で構成されている。
このように、アーク用シールド部70を設けることで、例えば、アークの熱によって磁石ホルダ25が溶融したり、永久磁石である各磁石部51、52、53、54の磁性劣化を防いだりすることができる。
なお、アーク用シールド部70は、図10に示すように、収容部24の内部の各磁石部51、52、53、54と磁石ホルダ25との間に配置されて、可動接触子40を接離方向周りで取り囲むように配置されてもよい。また、アーク用シールド部70は、図示していないが、収容部24の内部で、各磁石部51、52、53、54により各可動接点部41、42と対応する固定接点部33、34との間に発生するアークが誘引されるF1方向側における各磁石部51、52、53、54と磁石ホルダ25との間のみに配置されてもよい。なお、図10では、磁石ホルダ25は省略している。
図11および図12に示すように、第1磁石部51、第2磁石部52、第3磁石部53、および、第4磁石部54の少なくともいずれかが、永久磁石で構成されていてもよいし、第1磁石部51、第2磁石部52、第3磁石部53、および、第4磁石部54の少なくともいずれかが、電磁石で構成されていてもよい。
例えば、図11に示すように、第1磁石部51を電磁石で構成し、第2〜第4磁石部52、53、54を永久磁石で構成してもよい。図11では、第1磁石部51を構成する電磁石に、可動接触子40側の端部の極性がN極になるように電流が供給されている。また、図12に示すように、第1磁石部51および第4磁石部54を電磁石で構成し、第2磁石部52および第3磁石部53を永久磁石で構成してもよい。図12では、第1磁石部51を構成する電磁石に、可動接触子40側の端部の極性がN極になるように電流が供給され、第4磁石部54を構成する電磁石に、可動接触子40側の端部の極性がS極になるように電流が供給されている。
なお、図11および図12では、磁石部が4つの場合について説明したが、磁石部が3つの場合も同様である。すなわち、図3および図4に示す電磁継電器1において、第1磁石部51、第2磁石部52、および、第3磁石部53の少なくともいずれかが、永久磁石で構成されていてもよいし、第1磁石部51、第2磁石部52、および、第3磁石部53の少なくともいずれかが、電磁石で構成されていてもよい。
このように、各磁石部51、52、53、54の少なくともいずれを永久磁石で構成することができ、各磁石部51、52、53、54の少なくともいずれを電磁石で構成することができるので、電磁継電器1の設計の自由度を高めることができる。
図13〜図18に示すように、第1磁石部51、第2磁石部52、第3磁石部53、および、第4磁石部54の少なくともいずれか2つを接続する磁性体80をさらに備えてもよい。磁性体80は、例えば、鉄で構成されている。
例えば、図13では、磁性体80は、板状を有し、各磁石部51、52、53、54を全て連結して、可動接触子40全体を接離方向周りで取り囲むように設けられている。また、図14では、磁性体80は、板状を有し、第2〜第4磁石部52、53、54を連結して、可動接触子40の一部を接離方向周りで取り囲むように設けられている。
また、図15および図16では、磁性体80は、第2〜第4磁石部52、53、54を連結して、可動接触子40の一部を接離方向周りで取り囲む第1磁性板81と、第1磁石部51および第4磁石部54を連結する第2磁性板82とで構成されている。なお、図16は、図15の矢印XVI方向から見た平面図である。
さらに、図17および図18では、磁性体80は、第1磁石部51と第4磁石部54とを連結する第3磁性板83と、第2磁石部52と第3磁石部53とを連結する第4磁性板84とで構成されている。なお、図18は、図17の矢印XVIII方向から見た平面図である。
なお、図13〜図18では、磁石部が4つの場合について説明したが、磁石部が3つの場合も同様である。すなわち、図3および図4に示す電磁継電器1において、第1磁石部51、第2磁石部52、および、第3磁石部53の少なくともいずれか2つを接続する磁性体80をさらに備えてもよい。
このように、各磁石部51、52、53、54の少なくともいずれか2つを接続する磁性体80を設けることで、多様な磁石配置を実現できるので、電磁継電器1の設計の自由度を高めることができる。
図19および図20に示すように、第1可動接点部41が第1固定接点部33に対して接触または開離し、第2可動接点部42が第2固定接点部34に対して接触または開離するときに発生するアークが、第1磁石部51、第2磁石部52、第3磁石部53、および、第4磁石部54により誘引される接点ケース20の領域に、接点ケース20の内部と接点ケース20の外部とに連通する貫通孔90が設けられていてもよい。
図19では、第1磁石部51の可動接触子40側の端部が、第2磁石部52および第3磁石部53の各々の可動接触子40側の端部の極性(すなわち、S極)とは相互に異なる極性(すなわち、N極)を有しており、図5のC方向に沿って電流が流れている。このとき、第1固定接点部33と第1可動接点部41との間で発生したアークは、B1方向の磁束によりF1方向に引き伸ばされ、第2固定接点部34と第2可動接点部42との間で発生したアークは、B2方向の磁束によりF2方向に引き伸ばされる。この引き伸ばされたアークの熱により、例えば、樹脂製の磁石ホルダ25が溶融され、収容部24の内部にガスが発生することがある。この発生したガスは、図19の矢印91に沿って流れて、貫通孔90を介して、収容部24から接点ケース20の外部に排出される。
図20では、第1磁石部51の可動接触子40側の端部が、第2磁石部52および第3磁石部53の各々の可動接触子40側の端部の極性(すなわち、S極)とは相互に異なる極性(すなわち、N極)を有しており、図5のC方向とは反対方向(すなわち、第2固定端子32から可動接触子40を通って第1固定端子31に向かう方向)に沿って電流が流れている。このとき、第1固定接点部33と第1可動接点部41との間で発生したアークは、B1方向の磁束によりF3方向に引き伸ばされ、第2固定接点部34と第2可動接点部42との間で発生したアークは、B2方向の磁束によりF4方向に引き伸ばされる。この引き伸ばされたアークの熱により発生したガスは、図20の矢印92に沿って流れて、貫通孔90を介して、収容部24から接点ケース20の外部に排出される。
なお、図19および図20では、磁石部が4つの場合について説明したが、磁石部が3つの場合も同様である。すなわち、図3および図4に示す電磁継電器1において、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33、34に対して接触または開離するときに発生するアークが、第1磁石部51、第2磁石部52、および、第3磁石部53により誘引される接点ケース20の領域に、接点ケース20の内部と接点ケース20の外部とに連通する貫通孔90が設けられていてもよい。
このように、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33、34に対して接触または開離するときに発生したアークが、各磁石部51、52、53、54により誘引される接点ケース20の領域に、接点ケース20の内部と接点ケース20の外部とに連通する貫通孔90を設けることで、発生したアークに起因して発生するガスが、収容部24から接点ケース20の外部に向かって流れる。このガスの流れによって、アークを引き伸ばし易くして、容易に消弧することができる。
前記電磁継電器1は、可動接触子40が第1固定端子31および第2固定端子32に接近したときに、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33,34に接触し、可動接触子40が第1固定端子31および第2固定端子32から離れたときに、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33,34から開離するように構成されているが、これに限らない。前記電磁継電器1は、例えば、図21に示すように、可動接触子40が第1固定端子31および第2固定端子32から離れたときに、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33,34に接触し、可動接触子40が第1固定端子31および第2固定端子32に接近したときに、各可動接点部41、42が対応する固定接点部33,34から開離するように構成してもよい。すなわち、電磁駆動部60が接点ケース20の外部でかつ接点ケース20に対して各可動接点部41、42が対応する固定接点部33、34から開離する開離方向側に配置され、各可動接点部41、42が可動接触子40の電磁駆動部60側とは反対側に配置されている場合に限らず、電磁駆動部60が接点ケース20の外部でかつ接点ケース20に対して各可動接点部41、42が対応する固定接点部33、34に接触する接触方向側に配置され、各可動接点部41、42が可動接触子40の電磁駆動部60側に配置されていてもよい。
以上、図面を参照して本発明における種々の実施形態を詳細に説明したが、最後に、本発明の種々の態様について説明する。
本発明の第1態様の電磁継電器は、
互いに電気的に独立して配置され、第1固定接点部および第2固定接点部をそれぞれ有する第1固定端子および第2固定端子と、
前記第1固定接点部および前記第2固定接点部にそれぞれ対向する第1可動接点部および第2可動接点部を有し、前記第1可動接点部および前記第2可動接点部の各々が前記第1固定接点部および前記第2固定接点部に対して接触または開離する接離方向に移動可能に配置された可動接触子と、
前記接離方向から見て、前記可動接触子の前記第1可動接点部および前記第2可動接点部の配列方向に交差する方向の一方側に配置された第1磁石部と、
前記接離方向から見て、前記配列方向における前記可動接触子の両側にそれぞれ配置され、可動接触子側の端部が、相互に同じ極性を有している第2磁石部および第3磁石部と
を備え、
前記第1磁石部の前記可動接触子側の端部が、前記第2磁石部および前記第3磁石部の前記可動接触子側の端部の極性とは相互に異なる極性を有している。
第1態様の電磁継電器によれば、例えば、第1磁石部の可動接触子側の端部がN極で、第2磁石部および第3磁石部の可動接触子側の端部がS極である場合、第1磁石部から第2磁石部および第3磁石部に向かって磁束が流れつつ、第1磁石部から配列方向に交差する方向に磁束が流れる。その結果、第1磁石部と第2磁石部および第3磁石部との間に流れる磁束により、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生したアークを可動接触子の周囲の空間に引き伸ばすことができる一方、第1磁石部から配列方向に交差する方向に流れる磁束により、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接圧を高めることができる。すなわち、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生するアークの遮断性能を高めつつ、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接触信頼性を高めることができる。
本発明の第2態様の電磁継電器は、
前記接離方向から見て、前記可動接触子の前記第1可動接点部および前記第2可動接点部の配列方向に対して交差する方向の他方側に配置された第4磁石部をさらに備え、
前記第4磁石部の前記可動接触子側の端部が、前記第1磁石部の前記可動接触子側の端部の極性とは相互に異なる極性を有している。
第2態様の電磁継電器によれば、配列方向に直交する方向に流れる磁束の密度を高めることができるので、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接圧をより確実に高めることができる。
本発明の第3態様の電磁継電器は、
前記第1磁石部の前記可動接触子に対する前記接離方向の位置と、前記第4磁石部の前記可動接触子に対する前記接離方向の位置とが、相互に異なっている。
第3態様の電磁継電器によれば、第1磁石部の可動接触子に対する接離方向の位置と、第4磁石部の可動接触子に対する接離方向の位置とが相互に異なっている場合であっても、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接圧を高めることができる。すなわち、電磁継電器の設計の自由度を高めることができる。
本発明の第4態様の電磁継電器は、
前記第1磁石部が、前記第1可動接点部および前記第2可動接点部の間に配置されている。
第4態様の電磁継電器によれば、配列方向に交差する方向の磁束が、第1可動接点部および第2可動接点部の間を流れるため、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生したアークを可動接触子の周囲の空間により確実に引き伸ばしつつ、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接圧をより確実に高めることができる。すなわち、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生するアークの遮断性能をより確実に高めつつ、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接触信頼性をより確実に高めることができる。
本発明の第5態様の電磁継電器は、
前記第2磁石部および前記第3磁石部の各々が、前記接離方向から見て、前記配列方向に直交する方向に延びる前記可動接触子の中心線に対して対称に配置されている。
第5態様の電磁継電器によれば、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生したアークを可動接触子の周囲の空間により確実に引き伸ばしつつ、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接圧をより確実に高めることができる。すなわち、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生するアークの遮断性能をより確実に高めつつ、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接触信頼性をより確実に高めることができる。
本発明の第6態様の電磁継電器は、
前記第1磁石部が、前記可動接触子側の端部に第1平坦面を有し、前記第2磁石部が、前記可動接触子側の端部に第2平坦面を有し、前記第3磁石部が、前記可動接触子側の端部に第3平坦面を有しており、
前記第1平坦面が、前記接離方向から見て、前記配列方向に延びる仮想直線に対して平行に配置され、前記第2平坦面および前記第3平坦面が、前記接離方向から見て、前記仮想直線に対して直交するように配置されている。
第6態様の電磁継電器によれば、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生したアークを可動接触子の周囲の空間により確実に引き伸ばしつつ、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接圧をより確実に高めることができる。すなわち、各可動接点部と対応する固定接点部との間に発生するアークの遮断性能をより確実に高めつつ、各可動接点部と対応する固定接点部との間の接触信頼性をより確実に高めることができる。
本発明の第7態様の電磁継電器は、
前記可動接触子に対して、前記接離方向に直交する方向に間隔を空けて配置されたアーク用シールド部をさらに備える。
第7態様の電磁継電器によれば、アーク用シールド部を備えているので、例えば、各磁石部が永久磁石で構成されている場合に、その磁性劣化を防ぐことができる。
本発明の第8態様の電磁継電器は、
前記第1磁石部、前記第2磁石部、および、前記第3磁石部の少なくともいずれか2つを接続する磁性体をさらに備える。
第8態様の電磁継電器によれば、電磁継電器の設計の自由度を高めることができる。
本発明の第9態様の電磁継電器は、
前記第1磁石部、前記第2磁石部、および、前記第3磁石部の少なくともいずれかが、永久磁石で構成されている。
第9態様の電磁継電器によれば、電磁継電器の設計の自由度を高めることができる。
本発明の第10態様の電磁継電器は、
前記第1磁石部、前記第2磁石部、および、前記第3磁石部の少なくともいずれかが、電磁石で構成されている。
第10態様の電磁継電器によれば、電磁継電器の設計の自由度を高めることができる。
本発明の第11態様の電磁継電器は、
前記第1固定接点部および前記第2固定接点部と、前記可動接触子とが内部に配置された箱状の絶縁性の接点ケースを備え、
前記第1可動接点部が前記第1固定接点部に対して接触または開離し、前記第2可動接点部が前記第2固定接点部に対して接触または開離するときに発生するアークが、前記第1磁石部、前記第2磁石部、および、前記第3磁石部により誘引される前記接点ケースの領域に、前記接点ケースの内部と前記接点ケースの外部とに連通する貫通孔が設けられている。
第11態様の電磁継電器によれば、各可動接点部が対応する固定接点部に対して接触または開離するときに発生したアークが、各磁石部により誘引される接点ケースの領域に、接点ケースの内部と接点ケースの外部とに連通する貫通孔を設けることで、発生したアークに起因して発生するガスが、収容部から接点ケースの外部に向かって流れる。このガスの流れによって、アークを引き伸ばし易くして、容易に消弧することができる。
なお、前記様々な実施形態または変形例のうちの任意の実施形態または変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせまたは実施例同士の組み合わせまたは実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態または実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
本発明の電磁継電器は、例えば、自動車に適用できる。
1 電磁継電器
10 ハウジング
11 ケース
111 底壁部
12 カバー
121 底壁部
13 端子孔
20 接点ケース
21 セラミックプレート
22 フランジ部
23 第1ヨーク
231 貫通孔
24 収容部
25 磁石ホルダ
251 貫通孔
31 第1固定端子
32 第2固定端子
33 第1固定接点部
34 第2固定接点部
35 可動軸
351 鍔部
352 コイルばね保持部
36 コイルばね
40 可動接触子
41 第1可動接点部
42 第2可動接点部
51 第1磁石部
511 平坦面
52 第2磁石部
521 平坦面
53 第3磁石部
531 平坦面
54 第4磁石部
541 平坦面
60 電磁駆動部
61 電磁石部
611 貫通孔
62 スプール
63 コイル
64 第2ヨーク
65 可動鉄片
66 固定鉄片
661 貫通孔
67 復帰ばね
70 アーク用シールド部
80 磁性体
81 第1磁性板
82 第2磁性板
83 第3磁性板
84 第4磁性板
90 貫通孔
CL1〜CL3 中心線
F1〜F4 方向
A〜C 方向
P 交点
100 空間

Claims (11)

  1. 互いに電気的に独立して配置され、第1固定接点部および第2固定接点部をそれぞれ有する第1固定端子および第2固定端子と、
    前記第1固定接点部および前記第2固定接点部にそれぞれ対向する第1可動接点部および第2可動接点部を有し、前記第1可動接点部および前記第2可動接点部の各々が前記第1固定接点部および前記第2固定接点部に対して接触または開離する接離方向に移動可能に配置された可動接触子と、
    前記接離方向から見て、前記可動接触子の前記第1可動接点部および前記第2可動接点部の配列方向に交差する方向の一方側に配置された第1磁石部と、
    前記接離方向から見て、前記配列方向における前記可動接触子の両側にそれぞれ配置され、可動接触子側の端部が、相互に同じ極性を有している第2磁石部および第3磁石部と
    を備え、
    前記第1磁石部の前記可動接触子側の端部が、前記第2磁石部および前記第3磁石部の前記可動接触子側の端部の極性とは相互に異なる極性を有している、電磁継電器。
  2. 前記接離方向から見て、前記可動接触子の前記第1可動接点部および前記第2可動接点部の配列方向に対して交差する方向の他方側に配置された第4磁石部をさらに備え、
    前記第4磁石部の前記可動接触子側の端部が、前記第1磁石部の前記可動接触子側の端部の極性とは相互に異なる極性を有している、請求項1の電磁継電器。
  3. 前記第1磁石部の前記可動接触子に対する前記接離方向の位置と、前記第4磁石部の前記可動接触子に対する前記接離方向の位置とが、相互に異なっている、請求項2の電磁継電器。
  4. 前記第1磁石部が、前記第1可動接点部および前記第2可動接点部の間に配置されている、請求項1から3のいずれか1つの電磁継電器。
  5. 前記第2磁石部および前記第3磁石部の各々が、前記接離方向から見て、前記配列方向に直交する方向に延びる前記可動接触子の中心線に対して対称に配置されている、請求項1から4のいずれか1つの電磁継電器。
  6. 前記第1磁石部が、前記可動接触子側の端部に第1平坦面を有し、前記第2磁石部が、前記可動接触子側の端部に第2平坦面を有し、前記第3磁石部が、前記可動接触子側の端部に第3平坦面を有しており、
    前記第1平坦面が、前記接離方向から見て、前記配列方向に延びる仮想直線に対して平行に配置され、前記第2平坦面および前記第3平坦面が、前記接離方向から見て、前記仮想直線に対して直交するように配置されている、請求項1から5のいずれか1つの電磁継電器。
  7. 前記可動接触子に対して、前記接離方向に直交する方向に間隔を空けて配置されたアーク用シールド部をさらに備える、請求項1から6のいずれか1つの電磁継電器。
  8. 前記第1磁石部、前記第2磁石部、および、前記第3磁石部の少なくともいずれか2つを接続する磁性体をさらに備える、請求項1から7のいずれか1つの電磁継電器。
  9. 前記第1磁石部、前記第2磁石部、および、前記第3磁石部の少なくともいずれかが、永久磁石で構成されている、請求項1から8のいずれか1つの電磁継電器。
  10. 前記第1磁石部、前記第2磁石部、および、前記第3磁石部の少なくともいずれかが、電磁石で構成されている、請求項1から8のいずれか1つの電磁継電器。
  11. 前記第1固定接点部および前記第2固定接点部と、前記可動接触子とが内部に配置された箱状の絶縁性の接点ケースを備え、
    前記第1可動接点部が前記第1固定接点部に対して接触または開離し、前記第2可動接点部が前記第2固定接点部に対して接触または開離するときに発生するアークが、前記第1磁石部、前記第2磁石部、および、前記第3磁石部により誘引される前記接点ケースの領域に、前記接点ケースの内部と前記接点ケースの外部とに連通する貫通孔が設けられている、請求項1から10のいずれか1つの電磁継電器。
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