JP3846098B2 - 電磁リレー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁リレー、特に、動作特性を調整できる調整バネを内蔵した多極電磁リレーに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、動作特性を調整できる調整バネを内蔵した多極電磁リレーとしては、例えば、特表平７−５０４７８０号公報に開示のリレーがある。このリレーでは、多極接点機構部から独立した空間に調整バネを配置していた。このため、従来例では、調整バネを配置するために調整バネ専用のスペースを確保する必要があり、リレーの小型化が困難であった。
【０００３】
一方、多極リレーの中には、例えば、高電圧回路（１次側）と低電圧回路（２次側）とを開閉することを目的とするものがある。このような多極リレーでは、接点機構部間に強化絶縁が要求される。具体的には、安全規格上、絶縁距離として６ｍｍないし８ｍｍを必要とされている。このため、このような多極リレーでは、リレーの小型化がより一層困難であるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、前記問題点に鑑み、小型で絶縁特性に優れた多極電磁リレーを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電磁リレーは、前記目的を達成するため、ベースと、前記ベースの片側に搭載した電磁石ブロックと、前記電磁石ブロックの励磁，消磁に基づいて回動する可動ブロックと、前記可動ブロックを介して前記ベースに沿って平行に往復移動するカードと、前記ベースの残る片側に往復移動方向に並設され、かつ、可動接触片の上端縁部を前記カードにそれぞれ係止した複数の接点機構部と、往復移動方向に隣り合う前記接点機構部間に配置され、かつ、前記カードに係止して動作特性を調整できる調整バネと、からなる電磁リレーであって、移動方向に隣り合う複数の接点機構部間に、上端部が前記カードの直下に位置する一対の対向する絶縁壁を、前記ベースから突設して絶縁空間を形成するとともに、前記絶縁空間内に前記調整バネを配置した構成としてある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を４極の電磁リレーに適用した場合について説明する。
本実施形態に係る電磁リレーは、図１に示すように、大略、ベース１０と、可動接触片２１および固定接触片２５からなる４組の接点機構部２０と、調整バネ３０と、カード４０と、可動ブロック５０と、電磁石ブロック６０と、で構成されている。
【０００７】
ベース１０は、平面略Π字形の第１絶縁壁１１と、平面略Ｔ字形の第２，第３絶縁壁１２，１３と、を一体成形した樹脂成形品である。第１絶縁壁１１と、第２絶縁壁１２とは連続している。また、第２絶縁壁１２と第３絶縁壁１３とは絶縁空間１４を介して対向している。
【０００８】
前記第１絶縁壁１１は、その対向する側壁縁部に、可動ブロック５０を回動可能に支持する一対の軸孔１１ａ，１１ａと、電磁石ブロック６０を位置決め固定するための一対の位置決め孔１１ｂ，１１ｂと、を形成してある。さらに、前記第１絶縁壁１１の基部近傍には、後述する組立調整用ゲージ７０を挿入するための挿入孔１０aを設けてある。
【０００９】
前記第２，第３絶縁壁１２，１３間に形成されている絶縁空間１４は強化絶縁を図るためのものである。さらに、この絶縁空間１４は後述する調整バネ３０を配置するためのものである。そして、第２，第３絶縁壁１２，１３は、補強用ガイド連結部１４ａによって連結されている。さらに、第２，第３絶縁壁１２，１３の両側には、位置規制壁１５をそれぞれ立設してある。そして、この位置規制壁１５の表裏面の基部には、可動接触片２１および固定接触片２５を側方から圧入するための圧入溝１６，１７がそれぞれ形成されている。前記圧入溝１６の中間部には、図示しないシール材の侵入を防止する略Ｃ字形のシール溜め溝１６ａを形成してある（図７（ａ）および図８（ｂ））。このため、可動接触片２１の圧入部２３を圧入した圧入溝１６にシール材を注入しても、シール溜め溝１６ａでシール材が固化し、シール材が内部深くに侵入できないという利点がある。
【００１０】
接点機構部２０を構成する可動接触片２１は、図４に示すように、その上端に可動接点２２をカシメ固定したものである。また、可動接触片２１は、その上端縁部２１ａをカード４０に係止可能としてある。一方、可動接触片２１は、その下端に、一体成形した圧入部２３および端子部２４をカシメ固定してある。この圧入部２３および端子部２４は、肉厚の板状導電材を打ち抜いて屈曲したものである。なお、２３ａは抜け止め突起である。
【００１１】
接点機構部２０を構成する固定接触片２５は、図５および図６に示すように、その上端に設けたカシメ孔２５ａ（図５（ａ））に固定接点２６（図６（a））をカシメ固定したものである。さらに、固定接触片２５は、その下端に圧入部２７および端子部２８を一体に形成してある。
【００１２】
また、前記固定接触片２５は、前記固定接点２６の両側に位置する縁部を曲げ起こしてリブ２５ｂ，２５ｂを形成してある。さらに、片方の前記リブ２５ｂには、位置規制用ストッパー２５ｃを突設してある。このストッパー２５ｃは、前記リブ２５bを曲げ起こすと同時に曲げ起こされるものである。このため、１回の曲げ加工でリブ２５ｂとストッパー２５ｃとを形成できるという利点がある。そして、前記ストッパー２５ｃの下方側にはスリット２５ｄを上下方向に形成してある。
【００１３】
前記位置規制用ストッパー２５ｃは、図６（ｂ）に示すように、可動接点２２と固定接点２６とが溶着した場合に、ベース１０の位置規制壁１５に当接することにより、接点溶着を解消するものである。さらに、リブ２５ｂ，２５ｂが固定接触片２５の剛性を高めているので、より効果的に接点溶着を防止できるという利点がある。
なお、固定接触片２５の剛性を高めるためには、図６（ｃ）に示すように、突き出し加工で突条２５eを形成してもよい。
【００１４】
一方、圧入部２７は、図５（ｂ）に示すように、支持強度を高めるため、折り重ね部２７ａを部分的に設けて剛性を高めている。同様に、端子部２８も、支持強度を高めるため、折り重ね部２８ａを設けて剛性を高めている（図５（ｃ））。
【００１５】
ついで、ベース１０に形成した圧入溝１６，１７に可動接触片２１，固定接触片２５をそれぞれ側方から圧入することにより、可動接点２２および固定接点２６が接離可能に対向し、接点機構部２０を形成する。さらに、固定接触片２５のストッパー２５ｃが位置規制壁１５に当接可能に対向する。
【００１６】
調整バネ３０は、図９に示すように、２分割した板バネ部３１，３１の下端に調整部３２を一体に形成したものである。さらに、調整部３２の下端には圧入部３３が一体に形成されている。前記調整部３２および圧入部３３は一枚板を打ち抜き、折り重ねて補強したものである。ただし、調整を容易にするため、調整部３２と圧入部３３との間に切り欠き３４，３４を形成することにより、巾寸法を小さくしてある。さらに、調整部３２の片側には調整用腕部３５が形成されている。なお、３６は抜け止め突起である。
【００１７】
本実施形態では、調整部３２が板バネ部３１の２倍の厚さを有する。このため、調整部３２を曲げて調整しても、その影響が板バネ部３１に及ばない。また、圧入部３３も実質的に肉厚となっているので、ベース１０に圧入しやすいという利点がある。
【００１８】
調整バネ３０は、前述の形状のものに限らず、例えば、図１０に示すように、板バネ部３１を連結してもよい。また、調整部３２に貫通孔３７，３７を設けて調整容易にしてもよい。さらに、調整用腕部３５は左右に一対設けてもよい。このように一対の調整用腕部３５，３５を形成することにより、両側から調整バネ３０を調整でき、便利である。
また、調整バネ３０は、例えば、図１１に示すように、折り重ねない１枚の弾性板材で形成してもよい。この場合には、調整部３２および圧入部３３の剛性を高めるため、両者に突起３５を突き出し加工で適宜形成することが好ましい。
さらに、折り重ねて補強する場合であっても、調整部３２および圧入部３３は、別々に切り出した切り出し片をそれぞれ折り重ねて補強してもよい。この方法によれば、調整部３２および圧入部３３の間に薄肉部が形成される。このため、この薄肉部を中心として調整部３２を正確に折り曲げできるという利点がある。
【００１９】
そして、絶縁空間１４の底面に形成された圧入溝１４ｂ（図２）に調整バネ３０の圧入部３３を圧入することにより、調整バネ３０が絶縁空間１４内に立設される。
【００２０】
カード４０は、図１２に示すように、前記ベース１０の第１，第２，第３絶縁壁１１，１２，１３の上端部にスライド可能に嵌合する枠体形状を有している。そして、一端側縁部に可動ブロック５０に係止する一対の係止爪４１，４１を側方に延在している。さらに、前記カード４０は、前記可動接触片２１の上端縁部２１ａに係止する係止孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを形成してある。また、カード４０は、その下面に一対の調整突部４３を突設してある。この調整突部４３は、前記調整バネ３０の板バネ部３１，３１の上端に係止する。
【００２１】
前記係止孔４２ａないし４２ｄの対向する内側面には、可動接触片２１の上端縁部２１aを挟持するための一対の突部４４ａ，４４ｂがそれぞれ設けられている（図１３（ｂ））。前記突部４４ａ，４４ｂは相互に対向しておらず、可動接触片２１の片側半分にそれぞれ当接する。このため、間隙巾Ｓ（図１４（ｂ））を大きくできる。この結果、成形金型、特に、中子ピンを厚くできるので、成形金型の寿命が長くなるという利点がある。
【００２２】
そして、前記カード４０を第１，第２，第３絶縁壁１１，１２，１３に嵌合し、係止孔４２ａないし４２ｄに可動接触片２１の上端縁部２１aをそれぞれ係止することにより、カード４０がスライド可能に支持される。そして、カード４０の調整突部４３が調整バネ３０の上端部に圧接可能となる。
【００２３】
なお、カード４０の突部は２個に限らず、３個以上であってもよい。また、突部は係止孔の対向する内側面だけでなく、スリットの対向する内側面に設けてもよい。さらに、カード４０は、可動接触片２１の上端縁部２１ａに係止する場合に限らず、その中間部に係止してもよい。そして、前記突部は、可動接触片２１に線接触するだけでなく、点接触してもよい。
一方、カード４０に突部を必ずしも設ける必要はない。例えば、可動接触２１の偏心した位置から複数の突部を逆方向に突き出し、これをカード４０に設けた係止孔あるいはスリットの内側面に当接させてもよい。この変形例によれば、カードの係止孔あるいはスリットの巾寸法を大きくでき、成形が容易になるという利点がある。
【００２４】
可動ブロック５０は、図２０に示すように、可動鉄片５１の片面に当接させた永久磁石５２を樹脂材で一体成形したものである。また、可動ブロック５０は、その上端縁部に係止突部５３を突設してある。さらに、可動ブロック５０は、その両側端面から一対の軸部５４を同一軸心上に突出している（図１）。
【００２５】
そして、前記可動ブロック５０の軸部５４を前記ベース１０の軸孔１１ａに嵌合することにより、可動ブロック５０が回動可能に支持される。さらに、係止突部５３にカード４０の係止爪４１，４１を係止することにより、両者が連結される。このため、可動ブロック５０の回転動作がカード４０の往復動作に変換される。
【００２６】
電磁石ブロック６０は、コイル６１を巻回したスプール６２の中心孔に鉄心６３を挿入し、突出する両端部に略Ｌ字形に屈曲したヨーク６４，６５をそれぞれカシメ固定したものである。前記スプール６２は、両端に鍔部６２ａ，６２ｂをそれぞれ有する。そして、前記鍔部６２ｂには，一対のコイル端子６６，６６が圧入されている。このコイル端子６６，６６には、前記コイル６１の両端部がそれぞれからげてハンダ付けされている。一方，前記ヨーク６４には，一対の位置決め用突起６４ａが側方に突出している。
【００２７】
したがって、電磁石ブロック６０をベース１０の第１絶縁壁１１内に側方から挿入することにより、ヨーク６４の位置決め用突起６４ａがベース１０の位置決め孔１１ｂ内に圧入され、位置決めされる。この結果、ヨーク６４，６５の自由端部に可動鉄片５１の上下端部が交互に接離可能に対向する。
【００２８】
次に、本実施形態にかかる電磁リレーの組立，調整方法について説明する。
まず、ベース１０の圧入溝１６，１７に可動接触片２１および固定接触片２５を側方から圧入し、接点機構部２０を形成する。さらに、ベース１０の圧入溝１４ｂに調整バネ３０を側方から圧入し、絶縁空間１４内に立設する。ついで、ベース１０の第１，第２，第３絶縁壁１１，１２，１３の上端部に、カード４０をスライド可能に嵌合する。これと同時に、係止孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄに各可動接触片２１の上端縁部２１ａをそれぞれ挿入することにより、各可動接触片２１が回動可能に支持される（図１５）。
【００２９】
そして、ベース１０の軸孔１１ａに可動ブロック５０の軸部５４を側方から圧入して回動可能に支持する。さらに、可動ブロック５０の係止突部５３をカード４０の係止爪４１，４１に係止し、連結する（図１６）。
【００３０】
さらに、ベース１０の底面に設けた挿入孔１０ａに組立調整用ゲージ７０を下方側から挿入し（図１７）、その上端部をベース１０の底面から突出させる（図１８）。このとき、図２０に示すように、ゲージ７０の上端部が可動鉄片５１の下端部に当接する。
【００３１】
最後に、ベース１０の第１絶縁壁１１内に電磁石ブロック６０を側方から挿入し、第１絶縁壁１１の位置決め孔１１ｂにヨーク６４の位置決め用突起６４ａをスライドさせながら圧入する。このとき、コイル６１に電圧を印加して励磁状態のままで圧入する。そして、ヨーク６５の自由端部が前記ゲージ７０の上端部を介して可動鉄片５１の下端部に当接するまで圧入することにより、電磁石ブロック６０の組立が完了する。
そして、前記ベース１０に図示しないケースを嵌合し、ベース１０とケースとの間、および、端子部の基部に接着シール剤を注入，硬化させる。このとき、前記挿入孔１０ａは内部空気の逃げ孔として利用できる。さらに、前記シール剤が硬化した後、前記挿入孔１０ａを熱カシメあるいは接着剤で密封する。
なお、動作特性が許容範囲から逸脱している場合には、図２に示すように、側方から露出する調整用腕部３５を介して調整部３２を曲げることにより、カード４０に対するバネ力を調整できる。
【００３２】
次に、前述の組立が完了した電磁リレーの動作について説明する。
電磁石ブロック６０のコイル６１に電圧が印加されていない場合、永久磁石５２の磁力に基づき、可動鉄片５１の上端が電磁石ブロック６０のヨーク６４に吸着している。このため、各接点機構部２０の可動接点２２および固定接点２６がそれぞれ接離している。
【００３３】
永久磁石５２の磁束を打ち消す磁束が生じるように、前記コイル６１に電圧を印加して励磁する。これにより、永久磁石５２の磁力に抗し、可動ブロック５０が回転し、可動鉄片５１の下端部がヨーク６５に吸着する。このため、調整バネ３０のバネ力に抵してカード４０が水平方向にスライドする。この結果、各可動接触片２１が回転し、可動接点２２が固定接点２６に接離する。
このとき、突部４４ａ，４４ｂが可動接触片２１にそれぞれ片当たりし、可動接触片２１に捩じれを生じさせる。このため、可動接点２２が固定接点２６にワイピングしながら当接するので、接点溶着が生じないという利点がある。
【００３４】
そして、前述の励磁を解くと、可動接触片２１，調整バネ３０のバネ力および永久磁石５２の磁力に基づき、可動鉄片５１が逆回転して復帰する。このため、カード４０が元の状態に復帰し、各接点機構部２０の可動接触片２１が復帰する。この結果、可動接点２２と固定接点２６とが接離し、元の状態に復帰する。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１によれば、移動方向に隣り合う接点機構部間に形成した絶縁空間内に、調整バネを配置してある。このため、強化絶縁が可能になるだけでなく、前記絶縁空間を調整バネの配置に有効活用できるので、絶縁特性の向上を図りつつ、電磁リレーを小型化できる。
【００３６】
また、絶縁壁によって沿面距離が長くなり、絶縁特性がより一層高い電磁リレーが得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態にかかる電磁リレーの分解斜視図である。
【図２】 図１に示した電磁リレーの斜視図である。
【図３】 図１に示した電磁リレーの平面図である。
【図４】 図１に示した可動接触片の斜視図である。
【図５】 図１の固定接触片を示し、図（ａ）は全体斜視図、図（ｂ）は圧入部の部分拡大斜視図、図（ｃ）は端子部の拡大斜視図である。
【図６】 図１の固定接触片を示し、図（ａ）は異なる角度から見た全体斜視図、図（ｂ）は使用状態を示す概略断面図、図（ｃ）は固定接触片の変形例である。
【図７】 図１に示すベースを示し、図（ａ）は可動接触片を圧入する前の拡大斜視図であり、図（ｂ）は可動接触片を圧入した後の拡大斜視図である。
【図８】 図１のベースを示し、図（ａ）はベースの側面図、図（ｂ）は図（ａ）の横断面図である。
【図９】 図１に示した調整バネの拡大斜視図である。
【図１０】 図９に示した調整バネの変形例である。
【図１１】 図９に示した調整バネの別の変形例である。
【図１２】 図１に示したカードの平面図である。
【図１３】 図１のカードの取付状態を示し、図（ａ）は部分斜視図、図（ｂ）は図（ａ）の部分拡大斜視図である。
【図１４】 図１のカードと可動接触片との取付状態を示し、図（ａ）は拡大断面図、図（ｂ）は係止孔の部分拡大平面図である。
【図１５】 図１で示した電磁リレーの組立工程を説明するための分解斜視図である。
【図１６】 ベースに可動ブロックを組み付けた状態を示す斜視図である。
【図１７】 ベースに組立調整用ゲージを挿入する前の斜視図である。
【図１８】 ベースに組立調整用ゲージを挿入した後の斜視図である。
【図１９】 ベースに電磁石ブロックを組み付けた状態を示す斜視図である。
【図２０】 図１に示した電磁リレーの縦断面図である。
【符号の説明】
１０…電磁石ブロック、１０ａ…挿入孔、１１，１２，１３…第１，第２，第３絶縁壁、１４…絶縁空間、１４ａ…ガイド連結部、１５…位置規制壁、１６，１７…圧入溝。
２０…接点機構部、２１…可動接触片、２２…可動接点、２１ａ…上端縁部、２３…圧入部、２４…端子部、２５…固定接触片、２５ｂ…リブ、２５ｃ…ストッパー、２６…固定接点、２７…圧入部、２８…端子部、２７ａ，２８ａ…折り重ね部。
３０…調整バネ、３１…板バネ部、３２…調整部、３３…圧入部、３４…切り欠き、３５…調整用腕部、３７…貫通孔。
４０カード、４１…係止爪、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ…係止孔、４３…調整突部、４４ａ，４４ｂ…突部。
５０…可動ブロック、５１…可動鉄片、５２…永久磁石、５３…係止突部、５４…軸部。
６０…電磁石ブロック、６１…コイル、６２…スプール、６３…鉄芯、６４，６５…ヨーク、６４ａ…位置決め用突起、６６…コイル端子。
７０…調整用ゲージ。

Claims (1)

1. ベースと、前記ベースの片側に搭載した電磁石ブロックと、前記電磁石ブロックの励磁，消磁に基づいて回動する可動ブロックと、前記可動ブロックを介して前記ベースに沿って平行に往復移動するカードと、前記ベースの残る片側に往復移動方向に並設され、かつ、可動接触片の上端縁部を前記カードにそれぞれ係止した複数の接点機構部と、往復移動方向に隣り合う前記接点機構部間に配置され、かつ、前記カードに係止して動作特性を調整できる調整バネと、からなる電磁リレーであって、
   移動方向に隣り合う複数の接点機構部間に、上端部が前記カードの直下に位置する一対の対向する絶縁壁を、前記ベースから突設して絶縁空間を形成するとともに、前記絶縁空間内に前記調整バネを配置したことを特徴とする電磁リレー。

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