JP4702380B2

JP4702380B2 - 接点装置

Info

Publication number: JP4702380B2
Application number: JP2008072257A
Authority: JP
Inventors: 督裕伊東; 基治久保
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2028-03-19
Also published as: JP2009230919A

Description

本発明は、パワー負荷用のリレーや電磁開閉器等に好適な接点装置に関する。

従来から、初期状態において接点オフとなる所謂常開型の接点装置が知られており、例えば特許文献１に開示されている。以下、この種の接点装置の従来例について図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、図７における上下を上下方向と定めるものとする。この従来例は、図７に示すように、固定接点１１ａを有する一対の固定端子１１、及び固定接点１１ａに接離する一対の可動接点２０ａを有する可動接触子２０を封止容器１０に収容して成る接点ブロックＡと、固定接点１１ａに可動接点２０ａが接離するように可動接触子２０を駆動する駆動ブロックＢとを備えて成る。

封止容器１０は、セラミックのような耐熱性材料により一面が開口する箱状に形成され、その上底部の２箇所に貫通孔（図示せず）が設けられている。これら貫通孔には、例えば銅系材料等により略有底円筒状に形成された固定端子１１の一部が挿通される。固定端子１１の下端部には固定接点１１ａが固着され、上端部には鍔部１１ｂが設けられている。また、固定端子１１は、その上端部が封止容器１０から突出した状態で、鍔部１１ｂの近傍が封止容器１０にロウ付け等により気密接合される。

固定端子１１の下方には、可動接触子２０が配設されている。可動接触子２０は、例えば銅系材料等により平板状に形成され、固定接点１１ａと接離する間隔を有して両端部に可動接点２０ａが固着されている。可動接触子２０の中央部には挿通孔２０ｂが設けてあり、この挿通孔２０ｂに絶縁材料により略丸棒状に形成された可動軸２１の上端部が挿通され且つかしめられることで可動軸２１に可動接触子２０が結合されている。尚、可動接触子２０は後述する接圧ばね２２によって可動接点２０ａが固定接点１１ａに接触する向き（上向き）に弾性付勢されている。

可動軸２１の上部には、その全周を覆う形で固定鉄心３０が配設されている。固定鉄心３０は略円柱状に形成され、その断面略中央には可動軸２１を挿通する挿通孔３０ａが軸方向に沿って設けられている。この固定鉄心３０の上端部には径方向に突出する鍔部３０ｃが一体に形成されており、該鍔部３０ｃが後述する固定板３４の上面に固着される。固定鉄心３０の下端部は、固定板３４の挿通孔３４ａに挿通されて後述する可動鉄心３１の上端部と対向するように配設されており、挿通孔３０ａの内径よりも大きい内径を有した凹部３０ｂが設けられている。また、固定鉄心３０の鍔部３０ｃには、固定鉄心３０が外れるのを防止するためのキャップ３６が覆設されている。キャップ３６は、板状の金属部材を加工することで扁平な有底円筒状に形成されており、底板の中央に設けられた挿通孔３６ａに可動軸２１が挿通された状態で固定板３４の上面に接合されている。

可動軸２１の下部には、その全周を覆う形で可動鉄心３１が配設されている。可動鉄心３１は略円柱状に形成され、その断面略中央には可動軸２１が挿通される挿通孔３１ａが軸方向に沿って設けられている。この可動鉄心３１は、その上端部が固定鉄心３０の下端部と対向しており、下端部には挿通孔３１ａの内径よりも大きい内径を有した凹部３１ｂが設けられている。また、この可動鉄心３１は、その外周面が後述する有底筒部３３の内周面に摺動する摺動面となっている。

固定鉄心３０の凹部３０ｂには、復帰ばね３２が配設されている。復帰ばね３２は、固定接点１１ａから可動接点２０ａが離れる方向へ可動鉄心３１を弾性付勢するものであって、凹部３０ｂの内径よりも若干小さい内径を有した圧縮コイルばねから成る。復帰ばね３２は、固定鉄心３０の挿通孔３０ａに挿通された可動軸２１に外挿されて、その下端部が可動鉄心３１の上端部に固定されるとともに上端部が凹部３０ｂの上面に固定される。有底筒部３３は、非磁性材料により有底円筒状に形成され、その下底部側に可動鉄心３１を収納するとともに、その可動鉄心３１と対向する固定鉄心３０を開口部側に収納する。

固定板３４は、鉄等の磁性金属材料により略矩形状に形成され、後述する継鉄４２に連結されて固定鉄心３０及び可動鉄心３１と共に磁気回路を形成する。この固定板３４は、前述したように、固定鉄心３０の上端部を固着する前に挿通する挿通孔３４ａが略中央に設けられ、挿通孔３４ａの近傍が有底筒部３３に気密接合される。固定板３４と可動接触子２０との間には、圧縮コイルばねから成る接圧ばね２２が可動軸２１に外挿された状態で配設されており、可動接点２０ａが固定接点１１ａに接触する向き（上向き）に可動接触子２０を弾性付勢している。

封止容器１０と固定板３４との間には接合部材３５が配設される。接合部材３５は、金属材料により略円筒状に形成され、上端部側の開口の内周縁が封止容器１０の内周面よりも内側に位置するようになっている。接合部材３５は、その上端部が封止容器１０の開口端部に気密接合されるとともに下端部が固定板３４に気密接合される。また、接合部材３５は筒部途中が全周に亘って屈曲されており、上端部側の開口断面よりも下端部側の開口断面の方が大きく形成されている。そして、この接合部材３５は、前述した封止容器１０及び固定板３４に気密接合されることによって固定接点１１ａ及び可動接点２０ａ並びに固定鉄心３０及び可動鉄心３１を収容するための気密空間を形成し、この気密空間に水素を主体とするガスが気密封止される。

次に、駆動ブロックＢについて説明する。この駆動ブロックＢは、コイルボビン４０にコイル巻線が巻回されて成るコイル４１と、コイル４１を外囲する継鉄４２とを備える。継鉄４２は、中央片及び両対向片で略Ｕ字状に形成され、その中央片に有底筒部３３を挿通させる貫通孔４２ａが設けられている。この継鉄４２は、固定鉄心３０及び可動鉄心３１並びに固定板３４と共に磁気回路を成す。

以下、上述の従来例の動作について説明する。コイル４１を励磁する前は、可動接点２０ａが固定接点１１ａと所定の距離（接点ギャップ）を有して対向している。コイル４１を励磁すると、可動鉄心３１が固定鉄心３０に吸引されて移動することにより、可動鉄心３１の移動に伴って可動軸２１が駆動されて可動接点２０ａは接点ギャップを徐々に小さくしてゆき、やがて固定接点１１ａに当接する。コイル４１の励磁が切られると、可動接触子２０は主として復帰ばね３２の付勢力によって復帰して逆向きに変位し、可動接点２０ａが固定接点１１ａから開離するとともに、可動鉄心３１も所定の距離だけ復帰して元の状態に戻る。

ここで、固定鉄心３０の鍔部３０ｃとキャップ３６との間には衝撃吸収体５が配設されている。衝撃吸収体５は、シリコンゴムのような弾性材料から略円盤状に形成され、中央に貫通した挿通孔５ａに可動軸２１が挿通され且つ鍔部３０ｃの上面とキャップ３６の下面とに当接した状態で鍔部３０ｃとキャップ３６との間に挟持される。而して、コイル４１の励磁によって移動した可動鉄心３１が固定鉄心３０と当たることで発生する振動（衝撃）が衝撃吸収体５に吸収されるため、固定板３４や継鉄４２等の部材への振動の伝搬を抑制することができて動作音を低減できる。
特開２００６−３１０２４８号公報

ところで、衝撃吸収体５は、上記従来例のように固定鉄心３０の鍔部３０ｃ上面に設けるだけではなく、鍔部３０ｃの下面にも設けて鍔部３０ｃを衝撃吸収体５で挟持するように配設するのが望ましい。即ち、図８（ａ），（ｂ）に示すように、鍔部３０ｃの上面を覆うとともに可動軸２１を挿通させる第１の挿通孔５０ａが貫設された第１の弾性部材５０と、鍔部３０ｃの下面を覆うとともに固定鉄心３０を挿通させる第２の挿通孔５１ａが貫設された第２の弾性部材５１とから衝撃吸収体５を構成するのが望ましい。

しかしながら、この場合には第１の弾性部材５０を鍔部３０ｃの上面に取り付ける作業と、第２の挿通孔５１ａに固定鉄心３０を挿通させて第２の弾性部材５１を鍔部３０ｃの下面に取り付ける作業とを必要とするため、衝撃吸収体５を固定鉄心３０に容易に取り付けることができないという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、衝撃吸収体を固定鉄心の鍔部に容易に取り付けることのできる接点装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、固定接点部を有する固定端子、及び固定接点部に接離する可動接点部を有する可動接触子を備えた接点ブロックと、可動接触子が一端側に固定される可動軸と、可動軸の他端側に固定された可動鉄心と、可動軸が外挿されて可動鉄心と対向する固定鉄心と、固定鉄心と可動鉄心との間に磁気吸引力を発生させて可動鉄心を固定鉄心に当たる向きに移動させる駆動ブロックと、可動接触子に対向する固定鉄心の端部に当接して可動鉄心が固定鉄心に当たる際の衝撃を吸収する衝撃吸収体と、固定鉄心が挿通される挿通孔を有し、固定鉄心及び可動鉄心と共に磁気回路を形成する固定板とを備え、固定鉄心には、可動接触子と対向する一端部において径方向に突出する鍔部が設けられ、固定板には、衝撃吸収体を挟んで固定鉄心の鍔部が固着され、固定鉄心の鍔部には、固定板に接合されて固定鉄心が外れるのを防止するためのキャップが衝撃吸収体を挟んで覆設され、衝撃吸収体は、鍔部の厚み方向における一端側を覆うとともに可動軸を挿通させる第１の挿通孔が貫設された第１の弾性部材と、鍔部の厚み方向における他端側を覆うとともに固定鉄心を挿通させる第２の挿通孔が貫設された第２の弾性部材とから成り、第１の弾性部材及び第２の弾性部材の外周縁が互いに一体に形成され、第１の弾性部材の外面において鍔部の厚み方向に突出するとともに第１の挿通孔の全周を覆い且つ先端部がキャップに当接する第１の周壁部と、第２の弾性部材の外面において鍔部の厚み方向に突出するとともに第２の挿通孔の全周を覆い且つ先端部が固定板に当接する第２の周壁部との少なくとも何れか一方が設けられたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１の周壁部及び第２の周壁部の両方が設けられたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、第１の挿通孔又は第２の挿通孔の少なくとも何れか１つには、挿通孔と連通する切り欠きが設けられたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、第１の弾性部材と第２の弾性部材とが一体に形成された衝撃吸収体を固定鉄心の鍔部に取り付けるので、従来例のように第１の弾性部材と第２の弾性部材とを個別に固定鉄心の鍔部に取り付ける必要が無く、したがって衝撃吸収体を固定鉄心の鍔部に容易に取り付けることができる。また、個々では掴み難い第１の弾性部材及び第２の弾性部材が一体に形成されているので容易に掴むことができる。また、請求項１，２の発明によれば、各挿通孔の全周を覆う凸部を設けることで固定接点部と可動接点部との接離に伴って生じる消耗粉等の異物が装置内部に侵入するのを防止することができ、接点装置の開閉動作の信頼性を向上することができる。

請求項３の発明によれば、挿通孔と連通して一部を切り欠くことで固定鉄心の鍔部に衝撃吸収体を取り付ける際の抵抗を小さくすることができ、衝撃吸収体を固定鉄心の鍔部に更に容易に取り付けることができる。また、切り欠きを設けることで材料の使用量を削減することができ、製造コストを低減することができる。

（実施形態１）
以下、本発明に係る接点装置の実施形態１について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は従来例と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略するものとする。また、以下の説明では、図１（ａ）における上下を上下方向と定めるものとする。本実施形態は、従来例と同様に、固定接点１１ａを有する固定端子１１、及び固定接点１１ａに接離する可動接点２０ａを有する可動接触子２０を備えた接点ブロックＡと、可動接触子２０が上端部に固定される可動軸２１と、可動軸２１の下端部に固定された可動鉄心３１と、可動軸２１が外挿されて可動鉄心３１と対向するとともに上端部に径方向に突出する鍔部３０ｃが設けられた固定鉄心３０と、固定鉄心３０と可動鉄心３１との間に磁気吸引力を発生させて可動鉄心３１を固定鉄心３０に当たる向きに移動させる駆動ブロックＢとを備え（図７参照）、鍔部３０ｃには、図１（ａ），（ｂ）に示す衝撃吸収体５が取り付けられている。

尚、本実施形態では、固定端子１１の下端部に固着された接点材料から成る固定接点１１ａが固定接点部となっているが、固定接点１１ａを設けずに固定端子１１の下端部を固定接点部としても構わない。また、本実施形態では、可動接触子２０において固定接点１１ａが接離する部位に固着された接点材料から成る可動接点２０ａが可動接点部となっているが、当該部位に可動接点２０ａを固着せずに可動接点部としても構わない。

衝撃吸収体５は、例えばシリコンゴム等の弾性材料から成り、図１（ａ），（ｂ）に示すように、鍔部３０ｃの上面を覆うとともに可動軸２１を挿通させる第１の挿通孔５０ａが貫設された第１の弾性部材５０と、鍔部３０ｃの下面を覆うとともに固定鉄心３０を挿通させる第２の挿通孔５１ａが貫設された第２の弾性部材５１とから構成され、第１の弾性部材５０及び第２の弾性部材５１の外周縁が互いに一体に形成されている。尚、第１の弾性部材５０及び第２の弾性部材５１は、その間に鍔部３０ｃの厚み寸法と略等しい厚み寸法の空間が形成されるように一体に形成される。

衝撃吸収体５は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、第２の挿通孔５１ａの径寸法が鍔部３０ｃの径寸法よりも大きくなるように第２の挿通孔５１ａの周縁を径方向に伸ばして広げ、鍔部３０ｃを第２の挿通孔５１ａに挿通させて第１の弾性部材５０と第２の弾性部材５１とで鍔部３０ｃを挟持するように取り付けられる。このように、第１の弾性部材５０と第２の弾性部材５１とが一体に形成された衝撃吸収体５を鍔部３０ｃに取り付けるので、従来例のように第１の弾性部材５０と第２の弾性部材５１とを個別に鍔部３０ｃに取り付ける必要が無く、したがって衝撃吸収体５を鍔部３０ｃに容易に取り付けることができる。また、個々では掴み難い第１の弾性部材５０及び第２の弾性部材５１が一体に形成されているので、衝撃吸収体５を容易に掴むことができる。

尚、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第２の弾性部材５１に第２の挿通孔５１ａと連通する断面略半円形状の切り欠き５１ｂを設けても構わない。この場合、第２の挿通孔５１ａの周縁を径方向に伸ばして広げ易くなる、即ち、衝撃吸収体５を鍔部３０ｃに取り付ける際の抵抗を小さくすることができ、衝撃吸収体５を鍔部３０ｃに更に容易に取り付けることができる。また、切り欠き５１ｂを設けることで材料の使用量を削減することができ、製造コストを低減することができる。勿論、切り欠き５１ｂの形状は上記のものに限定される必要は無く、例えば図３（ｃ），（ｄ）に示すように、切り欠き５１ｂを衝撃吸収体５の側面まで延設しても構わない。また、図３（ｅ），（ｆ）に示すように、第２の弾性部材５１に断面略矩形状の切り欠き５１ｂを設けるとともに、第１の弾性部材５０にも第１の挿通孔５０ａと連通する断面略矩形状の切り欠き５０ｂを設け、各切り欠き５０ｂ，５１ｂを互いに連通させるようにしても構わない。

（実施形態２）
以下、本発明に係る接点装置の実施形態２について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略するものとする。また、以下の説明では、図４（ａ）における上下を上下方向と定めるものとする。本実施形態は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の弾性部材５０の上面に上方向に突出する複数（図示では４つ）の凸部５０ｃを周方向に亘って突設するとともに、第２の弾性部材５１の下面に下方向に突出する複数（図示では４つ）の凸部５１ｃを周方向に亘って突設している。

ここで、衝撃吸収体５を鍔部３０ｃに取り付けた状態において、図４（ｄ）に示すように、第１の弾性部材５０は凸部５０ｃの先端部のみがキャップ３６と当接し、第２の弾性部材５１は凸部５１ｃの先端部のみが固定板３４と当接するので、実施形態１のように第１の弾性部材５０及び第２の弾性部材５１が各々キャップ３６及び固定板３４と全面で当接する場合と比較して接触面積を小さくすることができる。而して、可動鉄心３１が固定鉄心３０と当たることで発生する振動が各凸部５０ｃ，５１ｃのみを介してキャップ３６及び固定板３４に伝搬するので、外部に伝搬する振動が小さくなって接点装置の動作音をより低減することができる。

尚、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の弾性部材５０の上面に、径方向に沿って下方向に窪んだ複数（図示では４つ）の凹部５０ｄを設けるとともに、第２の弾性部材５１の下面に、径方向に沿って上方向に窪んだ複数（図示では４つ）の凹部５１ｄを設けても構わない。この場合でも、上記と同様に接点装置の動作音を低減することができる。

（実施形態３）
以下、本発明に係る接点装置の実施形態３について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略するものとする。また、以下の説明では、図６（ａ）における上下を上下方向と定めるものとする。本実施形態は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の弾性部材５０の上面に、上方向に突出するとともに第１の挿通孔５０ａの全周を覆う略円環状の第１の周壁部５０ｅを突設し、第２の弾性部材５１の下面に、下方向に突出するとともに第２の挿通孔５１ａの全周を覆う略円環状の第２の周壁部５１ｅを突設している。

ここで、衝撃吸収体５を鍔部３０ｃに取り付けた状態において、図６（ｄ）に示すように、第１の周壁部５０ｅの先端部がキャップ３６と当接し、第２の周壁部５１ｅの先端部が固定板３４と当接することで、固定鉄心３０の挿通孔３０ａの周方向に沿ったキャップ３６と第１の弾性部材５０との隙間が埋められるとともに、固定板３４の挿通孔３４ａの周方向に沿った固定板３４と第２の弾性部材５１との隙間が埋められる。

而して、固定接点１１ａと可動接点２０ａとの接離に伴って生じる消耗粉等の異物６が固定鉄心３０の挿通孔３０ａ及び固定板３４の挿通孔３４ａを介して可動鉄心３１へ侵入するのを第１の周壁部５０ｅ及び第２の周壁部５１ｅによって遮ることができるので、接点装置の開閉動作の信頼性を向上することができる。

本発明に係る接点装置の実施形態１を示す図で、（ａ）は衝撃吸収体の断面図で、（ｂ）衝撃吸収体を下側から見た平面図である。同上の衝撃吸収体の取付方法を示す図で、（ａ）は取り付ける前の状態を示す要部断面図で、（ｂ）は取り付けた後の状態を示す要部断面図である。（ａ）〜（ｆ）は、同上の衝撃吸収体に切り欠きを設けた場合を示す図である。本発明に係る接点装置の実施形態２を示す図で、（ａ）〜（ｃ）は、衝撃吸収体の概略図で、（ｄ）は衝撃吸収体を取り付けた状態を示す要部断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、同上の衝撃吸収体に複数の凹部を設けた場合を示す図である。本発明に係る接点装置の実施形態３を示す図で、（ａ）〜（ｃ）は、衝撃吸収体の概略図で、（ｄ）は衝撃吸収体を取り付けた状態を示す要部断面図である。従来の接点装置を示す断面図である。同上の衝撃吸収体を固定鉄心の鍔部の厚み方向における両側に取り付ける場合を示す図で、（ａ）は衝撃吸収体を取り付ける前の状態を示す要部断面図で、（ｂ）は衝撃吸収体を取り付けた後の状態を示す要部断面図である。

符号の説明

１１固定端子
１１ａ固定接点（固定接点部）
２０可動接触子
２０ａ可動接点（可動接点部）
２１可動軸
３０固定鉄心
３０ｃ鍔部
３１可動鉄心
５衝撃吸収体
５０第１の弾性部材
５０ａ第１の挿通孔
５１第２の弾性部材
５１ａ第２の挿通孔
Ａ接点ブロック
Ｂ駆動ブロック

Claims

固定接点部を有する固定端子、及び固定接点部に接離する可動接点部を有する可動接触子を備えた接点ブロックと、可動接触子が一端側に固定される可動軸と、可動軸の他端側に固定された可動鉄心と、可動軸が外挿されて可動鉄心と対向する固定鉄心と、固定鉄心と可動鉄心との間に磁気吸引力を発生させて可動鉄心を固定鉄心に当たる向きに移動させる駆動ブロックと、可動接触子に対向する固定鉄心の端部に当接して可動鉄心が固定鉄心に当たる際の衝撃を吸収する衝撃吸収体と、固定鉄心が挿通される挿通孔を有し、固定鉄心及び可動鉄心と共に磁気回路を形成する固定板とを備え、固定鉄心には、可動接触子と対向する一端部において径方向に突出する鍔部が設けられ、固定板には、衝撃吸収体を挟んで固定鉄心の鍔部が固着され、固定鉄心の鍔部には、固定板に接合されて固定鉄心が外れるのを防止するためのキャップが衝撃吸収体を挟んで覆設され、衝撃吸収体は、鍔部の厚み方向における一端側を覆うとともに可動軸を挿通させる第１の挿通孔が貫設された第１の弾性部材と、鍔部の厚み方向における他端側を覆うとともに固定鉄心を挿通させる第２の挿通孔が貫設された第２の弾性部材とから成り、第１の弾性部材及び第２の弾性部材の外周縁が互いに一体に形成され、第１の弾性部材の外面において鍔部の厚み方向に突出するとともに第１の挿通孔の全周を覆い且つ先端部がキャップに当接する第１の周壁部と、第２の弾性部材の外面において鍔部の厚み方向に突出するとともに第２の挿通孔の全周を覆い且つ先端部が固定板に当接する第２の周壁部との少なくとも何れか一方が設けられたことを特徴とする接点装置。
前記第１の周壁部及び第２の周壁部の両方が設けられたことを特徴とする請求項１記載の接点装置。
前記第１の挿通孔又は第２の挿通孔の少なくとも何れか１つには、挿通孔と連通する切り欠きが設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の接点装置。