JP5140030B2

JP5140030B2 - 接点装置

Info

Publication number: JP5140030B2
Application number: JP2009107038A
Authority: JP
Inventors: 律山本; 克美吉谷; 司西村; 博文深澤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: WO2010122387A1; JP2010257788A

Description

本発明は、主として電磁リレーに用いる接点装置に関するものである。

従来より、図４に示すように、固定接点１１と可動接触子１２とを有する接点ブロック（接点装置）１と、接点ブロック１を開閉させる電磁石ブロック２とを器体３に収容した電磁リレーが提供されている（例えば、特許文献１参照）。

接点ブロック１は、それぞれ円柱状に形成された一対の固定接点１１と、両固定接点１１の間を短絡する位置と両固定接点１１から離れる位置との間で移動する板状の可動接触子１２とを備えている。

電磁石ブロック２は、励磁巻線２５と、固定鉄心２１と、励磁巻線２５が通電されると固定鉄心２１に吸引される可動鉄心２２と、励磁巻線２５への通電を停止すると可動鉄心２２を固定鉄心２１から引き離す復帰ばね２９とを備えている。

可動鉄心２２にはシャフト１５が結合され、シャフト１５には、可動接触子１２が間に挿入される一対の対向片１７ｅを有するホルダ１７が結合されている。ホルダ１７には、一端が一方の対向片１７ｅに当接し、他端が可動接触子１２に当接して可動接触子１２を他方の対向片１７ｅに押圧する接圧ばね１６が取り付けられている。

可動鉄心２２が固定鉄心２１に吸引されてシャフト１５に結合されたホルダ１７が固定接点１１側に移動して可動接触子１２が固定接点１１に当接すると、可動接触子１２に当接していた対向片１７ｅが可動接触子１２から離れ、接圧ばね１６により可動接触子１２が固定接点１１に押圧される。

特開平１１−２３８４４３号公報

ところで、上述した構成の接点装置（接点ブロック１）を電気自動車や産業機械のような用途で用いる場合には、以下の問題が生じる。この種の用途では、接点装置に大きな振動が加わることにより、可動接触子１２に加振力が加わって可動接触子１２が振動することがある。可動接触子１２が振動すると、可動接触子１２と固定接点１１との間で異音が生じる虞がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、可動接触子の振動を低減することにより異音を低減できる接点装置を提供することにある。

請求項１の発明は、固定接点と、固定接点に当接する当接位置と固定端子から離間する離間位置との間で移動自在な可動接触子と、コイルスプリングからなり一端において可動接触子を固定接点側に付勢する接圧ばねと、接圧ばねの他端を支持するホルダと、可動接触子と接圧ばねの一端部との間とホルダと接圧ばねの他端部との間との少なくとも一方に挿入されるゴム弾性を有する弾性部材とを備えることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載された発明において、前記弾性部材は、前記接圧ばねの他端部と前記ホルダとの間に配設されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１に記載された発明において、前記弾性部材は、前記可動接触子と前記接圧ばねの一端部との間に配設されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された発明において、前記弾性部材には、前記接圧ばねの内周と外周とのいずれか一方に当接することで接圧ばねの径方向の移動を規制する位置決め突起が突設されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載された発明において、
前記弾性部材は、可動接触子または前記ホルダが具備する被嵌合部に嵌合する嵌合手段を備えることを特徴とする。

請求項１に記載された構成では、可動接触子と接圧ばねの一端部との間とホルダと接圧ばねの他端部との間との少なくとも一方に、ゴム弾性を有する弾性部材を配設するから、可動接触子の振動は直接または接圧ばねを介して弾性部材に伝わって弾性部材が変形し、弾性部材が変形することで振動エネルギが消費され、その結果、可動接触子の振動が低減し、異音を低減できるという利点がある。

請求項２に記載された構成では、弾性部材は、接圧ばねの他端部とホルダとの間に配設されて接圧ばねを介して可動接触子に接続するから、可動接触子を流れる電流により可動接触子に生じた熱が弾性部材に直接伝わらず、弾性部材の温度が低減し、その結果、弾性部材の材料の選定における熱による制限が緩和され、材料の選定範囲が広くなるという利点がある。

請求項３に記載された構成では、弾性部材を可動接触子と接圧ばねの一端部との間に配設するから、可動接触子により弾性部材が直接変形され、可動接触子の振動を低減できる効果が高くなるという利点がある。

請求項４に記載された構成では、弾性部材により接圧ばねの径方向の移動を規制して接圧ばねの位置決めを行うことができるというという利点がある。

請求項５に記載された構成では、前記弾性部材は、可動接触子または前記ホルダが具備する被嵌合部に嵌合する嵌合手段を備えるから、弾性部材を可動接触子またはホルダに取着できるとともに、弾性部材の位置決めを行うことができるという利点がある。

実施形態１の要部を示す断面図である。同上を示す断面図である。実施形態２の要部を示す断面図である。従来例を示す断面図である。

以下に説明する各実施形態では、本発明の接点装置を車載用の電磁リレーに用いる例を示すが、本発明の用途を制限する主旨ではない。

（実施形態１）
電磁リレーは、図２に示すように、接点ブロック（接点装置）１と、接点ブロック１を開閉させる電磁石ブロック２とが器体３に収納された構成を有する。

接点ブロック１は、それぞれ円柱状に形成された一対の固定接点１１と、厚み方向の一面（図における上面）が固定接点１１の底面に当接して両固定端子１１間を短絡する当接位置と固定接点１１から離間する離間位置との間で移動自在な可動接触子１２とを備える。図では、可動接触子１２が離間位置にある状態が示されている。

可動接触子１２は、一面（図における下面）が開口する封止容器１３に収容される。封止容器１３は、例えばセラミックス材料で形成される。封止容器１３の底面には、各固定接点１１がそれぞれ挿通されるとともに固定接点１１がろう付けにより周壁に固着されて固定接点１１により閉塞される一対の端子孔１３ａが開設される。

封止容器１３における開口する側の端部には、枠状のフランジ１４がろう付けにより固着される。封止容器１３およびフランジ１４は、気密空間を形成するためのもので、この構成については後述する。

可動接触子１２には、電磁石ブロック２により可動接触子１２を変位させるための棒状のシャフト１５が挿通される挿通孔１２ａが貫設される。以下では、シャフト１５を丸棒状に形成した場合を想定して説明を行うが、シャフト１５は、角棒状に形成することもできる。

シャフト１５の端部（図における上端部）には、可動接触子１２における固定接点１１側の面（図における上面）に当接する引掛片１５ａが、径方向に突設される。可動接触子１２を引掛片１５ａに押圧するために、コイルスプリングからなる接圧ばね１６が、シャフト１５が挿入されて一端（図における上端）が可動接触子１２に当接する形で配設される。接圧ばね１６の他端を支持するため、シャフト１５が挿通されるホルダ孔１７ａが貫設された板状のホルダ１７が、電磁石ブロック２に取着される形で配設される（電磁石ブロック２に取着する構成については、後述する）。

ホルダ１７には、接圧ばね１６の他端部（図における下端部）の外側を囲む円形状の円形突起１７ｂが突設され、一方、可動接触子１２には、接圧ばね１６の一端部（図における上端部）が嵌まる位置決め凹所１２ｂが凹設される。接圧ばね１６は、可動接触子１２を固定接点１１に向かって付勢し、可動接触子１２が固定接点１１から離間する離間位置にある場合は、可動接触子１２を引掛片１５ａに押圧する。また、接圧ばね１６は、可動接触子１２が固定接点１１に当接する当接位置にある場合は、可動接触子１２を固定接点１１に押圧し、可動接触子１２と固定接点１１との接触圧を確保する。

電磁石ブロック２は、直径が略等しい円柱状の固定鉄心２１と可動鉄心２２とを備え、
固定鉄心２１と可動鉄心２２とが固定鉄心２１が開口側となるように有底筒状の封入筒２３に挿入され、封入筒２３が中空筒状のボビン２４内に挿入された構成を有する。
ボビン２４には励磁巻線２５が巻回される。ボビン２４は、固定鉄心２１が挿通される取付孔２６ａが貫設された矩形板状の第１継鉄板２６と、断面コ字状に形成され第１継鉄板２６と結合される第２継鉄板２７とで囲われる。励磁巻線２５を通電すると、第１継鉄板２６と、第２継鉄板２７と、固定鉄心２１と、可動鉄心２２とで磁路が形成され、可動鉄心２２が固定鉄心２１に吸引される。

第１継鉄板２６と固定鉄心２１とを結合するため、固定鉄心２１の端部には、第１継鉄板２６が固定鉄心２１の軸方向において当接する固定用突起２１ａが径方向に突設され、第１継鉄板２６には、第１継鉄板２６とともに固定鉄心２１の軸方向において固定用突起２１ａを挟むキャップ２８が固着される。

第１継鉄板２６は、封入筒２３における開口する側の端部と、フランジ１４とに、ろう付けにより結合される。封入筒２３と、第１継鉄板２６と、フランジ１４と、封止容器１３とで気密空間が形成される。

第１継鉄板２６と固定鉄心２１とを結合するキャップ２８には、ホルダ１７を取着するための係合凸部２８ａが突設され、一方、ホルダ１７には、係合凸部２８ａに係合する係合凹部１７ｃが凹設され、ホルダ１７は、キャップ２８において電磁石ブロック２に取着される。

また、キャップ２８には、シャフト１５が挿通される軸孔２８ｂが貫設される。軸孔２８ｂの直径は、シャフト１５の直径と略同一寸法に設定され、軸孔２８ｂによりシャフト１５の径方向の移動が規制される。

固定鉄心２１にも、シャフト１５が挿通されるシャフト孔２１ｂが貫設され、シャフト１５は、可動鉄心２２に結合される。シャフト孔２１ｂの直径は、シャフト１５の直径よりも大きく設定され、シャフト１５とシャフト孔２１ｂの周壁との隙間には、コイルスプリングからなる復帰ばね２９が、一端がキャップ２８に当接し他端が可動鉄心２２に当接する形で挿入される。

次に動作について説明する。励磁巻線２５に通電すると、可動鉄心２２が固定鉄心２１に吸引され、復帰ばね２９が縮むとともに、シャフト１５が固定接点１１側に移動して可動接触子１２が固定接点１１に当接し、接点が閉成する。励磁巻線２５への通電を停止すると、復帰ばね２９の弾性力により可動鉄心２２が固定鉄心２１から離れ、可動接触子１２が固定接点１１から離れ、接点が開く。

ところで、本実施形態では、図１に示すように、接圧ばね１６の他端部（図における下端部）とホルダ１７との間には、ゴム弾性を有する弾性部材４０が挿入される。弾性部材４０は、板状（例えば、円板状や矩形板状）に形成される。弾性部材４０の中心部には、シャフト１５が挿通する挿通孔４４が貫設され、挿通孔４４の周縁には、ホルダ１７に設けられた円形突起１７ｂとともに接圧ばね１６の位置決めを行うための円環状の位置決め突起４３が突設される。位置決め突起４３は、外径が接圧ばね１６の内径と略同一寸法に設定される。弾性部材４０は、ホルダ１７の一面（図における上面）に載置され、位置決め突起４３の周囲の平板状の振動受部４１に接圧ばね１６の他端（図における下端）が当接し、位置決め突起４３が接圧ばね１６の他端部に挿通する。位置決め突起４３は、接圧ばね１６の内周に当接することで接圧ばね１６の径方向の移動を制限して接圧ばね１６の位置決めを行う。位置決め突起４３は、接圧ばね１６の内周に当接する複数個の突起で構成することもできる。また、ホルダ１７に円形突起１７ｂを設けず、接圧ばね１６の外周に当接するように位置決め突起を設けて、接圧ばね１６の位置決めを行うこともできる。

位置決め突起４３におけるホルダ１７に対向する面には、弾性部材４０をホルダ１７に取着するための嵌合手段として、嵌合凹所４２が凹設される。一方、ホルダ１７には、嵌合凹所４２に嵌まる被嵌合部として、嵌合突起１７ｄが突設される。嵌合凹所４２と嵌合突起１７ｄとは、接圧ばね１６の伸縮方向において凹凸嵌合し、弾性部材４０は、ホルダ１７に対して位置決めされるとともにホルダ１７に保持される。

上述のように、弾性部材４０の振動受部４１では、厚み方向の一方の面に接圧ばね１６が当接し他方の面にホルダ１７の一面が当接するから、振動受部４１は、可動接触子１２の振動が接圧ばね１６を介して伝わって変形し、弾性部材４０は、変形により可動接触子１２の振動エネルギを蓄積した後に消費し、その結果、可動接触子１２の振動が低減されて可動接触子１２により生じる異音が低減する。

弾性部材４０には、損失正接（ｔａｎδ）が高い材料を選択することが望ましく、例えば、シリコンゴムを用いる。また、弾性部材４０で消費される振動エネルギを大きくするために、振動受部４１の厚み寸法を大きくすることが望ましい。

また、本実施形態では、弾性部材４０は接圧ばね１６とホルダ１７との間に設けられ、弾性部材４０は接圧ばね１６を介して可動接触子１２に接続するから、可動接触子１２を流れる電流により可動接触子１２に生じた熱が弾性部材４０に伝わり難く、弾性部材４０の温度上昇が抑えられ、その結果、弾性部材４０の材料の選定における熱による制限が緩和されて弾性部材４０の材料の選定範囲が広くなる。

（実施形態２）
実施形態１では、接圧ばね１６とホルダ１７との間に弾性部材４０を配設した構成を説明したが、本実施形態では、図３に示すように、接圧ばね１６の端部と可動接触子１２との間に弾性部材４０’を配設した構成を説明する。

弾性部材４０’は、板状に形成されて可動接触子１２の保持凹所１２ｂに嵌め込まれ、接圧ばね１６の一端（図における上端）が当接する。本実施形態では、弾性部材４０’は板状に形成された例を示すが、実施形態１と同様に弾性部材４０’に嵌合凹所４２（図２参照）と同様の構成の凹所を設け、可動接触子１２に嵌合突起１７ｄ（図２参照）と同様の構成の突起を設けて、弾性部材４０’が可動接触子１２に保持される構成とすることもできる。

また、弾性部材４０’に位置決め突起４３（図２参照）と同様の構成の突起を設けて接圧ばね１６の位置決めを行うこともできる。

本実施形態では、弾性部材４０’を可動接触子１２と接圧ばね１６との間に配設し可動接触子１２が弾性部材４０’に直接当接するから、可動接触子１２の振動が弾性部材４０’に直接伝わり、可動接触子１２の振動を低減する効果を実施形態１よりも高めることができる。

その他の構成および動作は、実施形態１の構成と同様である。

１接点ブロック（接点装置）
２電磁石ブロック
１１固定接点
１２可動接触子
１６接圧ばね
１７ホルダ
１７ｄ嵌合突起（被嵌合部）
４０弾性部材
４２嵌合凹所（嵌合部）
４３位置決め突起

Claims

固定接点と、固定接点に当接する当接位置と固定端子から離間する離間位置との間で移動自在な可動接触子と、コイルスプリングからなり一端において可動接触子を固定接点側に付勢する接圧ばねと、接圧ばねの他端を支持するホルダと、可動接触子と接圧ばねの一端部との間とホルダと接圧ばねの他端部との間との少なくとも一方に挿入されるゴム弾性を有する弾性部材とを備えることを特徴とする接点装置。
前記弾性部材は、前記接圧ばねの他端部と前記ホルダとの間に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の接点装置。
前記弾性部材は、前記可動接触子と前記接圧ばねの一端部との間に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の接点装置。
前記弾性部材には、前記接圧ばねの内周と外周とのいずれか一方に当接することで接圧ばねの径方向の移動を規制する位置決め突起が突設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の接点装置。
前記弾性部材は、前記可動接触子または前記ホルダが具備する被嵌合部に嵌合する嵌合手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の接点装置。