JP5692298B2 - 接点機構部およびこれを備えた電磁継電器 - Google Patents

Description

本発明は接点機構部、特に、電磁継電器等の開閉装置に組み込まれる接点機構部に関する。

従来、電磁継電器等の開閉装置に組み込まれる接点機構部としては、例えば、特許文献１の図１に示すように、電磁コイル８に対する電圧の印加，停止に基づいてアーマチュア１０が回動し、これによってアクチュエータ１３が上下にスライド移動する。このため、前記アクチュエータ１３が弾性接触片４を回動し、接点ボタン６が第２リレー接点３に接離する。

米国特許第６，６６１，３１９号明細書

しかしながら、前述の接点機構部では、アクチュエータ１３の下端部に設けたプロジェクション１５が略コ字形状となっているので、復帰時の開離力が可動接触片４の巾方向全体にほぼ均一に負荷される。このため、復帰時には、ほぼ垂直方向の力だけが可動接触片４に作用するだけであるので、接点が相互に剥がれにくい。この結果、開離させるためにアーマチュア１０に大きな駆動力を必要とし、消費電力が多いという問題点がある。
本発明に係る電磁継電器は、前述の問題点に鑑み、接点の開離に大きな駆動力を必要とせず、消費電力が少ない接点機構部およびこれを備えた電磁継電器を提供することを課題とする。

本発明に係る接点機構部は、前記課題を達成すべく、スライド移動するカードの一端に設けた駆動用突部を可動接触片の自由端部に係合し、前記カードをスライド移動させて前記可動接触片を回動し、前記可動接触片に設けた可動接点を固定接点に接離する接点機構部であって、前記カードの一端側の隣り合う角部から反対方向に突設した一対の駆動用突部と、前記可動接触片の自由端部から切り出し、かつ、前記駆動用突部にそれぞれ当接可能に配置した一対の復帰用弾性舌片と、を設け、前記可動接点と前記固定接点とが当接している状態において、一方の前記駆動用突部と一方の前記復帰用弾性舌片との間の距離が、他方の前記駆動用突部と他方の前記復帰用弾性舌片との間の距離よりも小さいとともに、前記可動接点と前記固定接点とが当接している状態から開離している状態に移行する過程において、一方の前記駆動用突部と一方の前記復帰用弾性舌片とが当接している一方、他方の前記駆動用突部と他方の前記復帰用弾性舌片とが離間している状態を有し、前記可動接触片に捩りモーメントが作用する構成としてある。

本発明によれば、動作後の復帰時にカードの一方の駆動用突部が可動接触片の一方の復帰用弾性舌片に当接した後、カードの他方の駆動用突部が可動接触片の他方の復帰用弾性舌片に当接し、一時的にいわゆる片当たり状態となる。このため、前記可動接触片に捩じりモーメントが作用するので、接点の開離に大きな開離力を必要とせず、消費電力が小さい接点機構部が得られる。
また、カードの一対の駆動用突部と一対の可動接触片の復帰用弾性舌片との相互の距離を調整するだけで、所望の開離力および捩じりモーメントが作用するので、設計が容易になるだけでなく、精度の高い制御が可能となり、信頼性が向上する。

さらに、本発明によれば、前述の効果に加え、復帰用弾性舌片の無用なガタツキを低減できるとともに、デッドスペースがなくなり、小型の接点機構部が得られる。

本発明の実施形態としては、前記カードの一対の駆動用突部が相互に異なる形状であるとともに、前記可動接触片の一対の復帰用弾性舌片が同一形状である構成としてもよい。
本実施形態によれば、前述の接点機構部と同様、実質的にカードの一対の駆動用突部に弾性可動接触片の一対の復帰用弾性舌片を時間差を付けて当接させることができ、消費電力が小さく、接触信頼性の高い接点機構部が得られる。

本発明の別の実施形態としては、前記カードの一対の駆動用突部が同一形状であるとともに、前記可動接触片の一対の復帰用弾性舌片が相互に異なる形状であってもよい。
本実施形態によれば、設計の自由度が広がり、設計が容易になる。

本発明の異なる実施形態としては、前記可動接触片の自由端部に一対の可動接点を巾方向に並設するとともに、前記可動接点に接離可能な一対の前記固定接点を並設した構成としてもよい。
本実施形態によれば、ダブル接点構造となるので、接触信頼がより一層高い接点機構部が得られる。

本発明に係る電磁継電器としては、前記課題を達成すべく、前述の接点機構部のいずれかを備えた構成としてある。

本発明によれば、動作後の復帰時にカードの一方の駆動用突部が可動接触片の一方の復帰用弾性舌片に当接した後、カードの他方の駆動用突部が可動接触片の他方の復帰用弾性舌片に当接し、一時的にいわゆる片当たり状態となる。このため、前記可動接触片に捩じりモーメントが作用するので、接点の開離に大きな開離力を必要とせず、消費電力が小さい電磁継電器が得られる。
また、カードの一対の駆動用突部と一対の可動接触片の復帰用弾性舌片との相互の距離を調整するだけで、所望の開離力および捩じりモーメントが作用するので、設計が容易になるだけでなく、精度の高い制御が可能となり、信頼性が向上するという効果がある。

図Ａは本願発明に係る第１実施形態を適用した電磁継電器の全体斜視図、図Ｂは図Ａの第１実施形態からカバーを外した状態を示す斜視図である。 図Ａ，図Ｂは動作前後を示す平面図である。 図１Ａで示した第１実施形態の分解斜視図である。 図３と異なる角度から視た分解斜視図である。 図１Ｂで示した箱形ベースの斜視図である。 図１Ｂで示した第１実施形態の要部分解斜視図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃは図３で示した接点機構部の正面図、底面図、背面図である。 図Ａ，Ｂは図３で示したカードの平面図、断面図である。 図Ａ，Ｂは図１Ｂで示した駆動機構部から可動接点端子を除いた部分拡大斜視図、底面図である。 図Ａ，Ｂは本願発明に係る第２実施形態の接点機構部を示す正面図、背面図である。 図Ａ，Ｂは図１０に示した接点機構部の底面図および第３導電性薄板バネの斜視図である。

本願発明を適用した実施形態である電磁継電器を、図１ないし図１０の添付図面に従って説明する。
第１実施形態に係る電磁継電器は、箱形ベース１０と、電磁石ブロック２０と、回動ブロック３０と、カード４０と、接点機構部５０と、支持板７０と、カバー８０とで構成されている。

前記箱形ベース１０は、図５に示すように、平面方形の浅底の箱形形状であり、その内部を操作用切り欠き部１１ａを備えた絶縁壁１１で仕切られ、第１凹所１２および第２凹所１３を形成している。また、前記箱形ベース１０は、その外側面に沿って浅溝１４ａを上下に延在するとともに、前記浅溝１４ａの底面に係止受け部１４ｂを突設してある。
そして、前記第１凹所１２は、その底面に、後述する回動ブロック３０の回動軸部３４ａを支持するための軸受け部１６を設けてあるとともに、前記軸受け部１６を間にして対向する位置に、後述する電磁石ブロック２０を位置決めするための位置決め凹部１７ａ，１７ｂを設けてある。また、前記第１凹所１２の開口縁部には、後述する電磁石ブロック２０のスプール２１を位置決めするための切り欠き段部１８が設けられている。
さらに、前記第２凹所１３の開口縁部には、後述する接点機構部５０の固定接点端子５１および可動接点端子５４を組付けるための端子溝１５ａ，１５ｂが形成されている。

前記電磁石ブロック２０は、図６に示すように、両端に鍔部２２ａ，２２ｂを有するスプール２１にコイル２３を巻回するとともに、前記スプール２１に設けた貫通孔２２ｃに鉄芯２４を挿入し、突出する両端部にヨーク２５，２７をそれぞれカシメ固定してある。前記ヨーク２５，２７は、略Ｔ字形状にそれぞれ打ち抜いた巾広部２６，２８を有する板状磁性材を、断面Ｌ字形にそれぞれ屈曲したものである。そして、前記スプール２１の鍔部２２ａに設けた複数個の端子孔に一対のコイル端子２９，２９を適宜圧入するとともに、コイル端子２９，２９に前記コイル２３の引出線をそれぞれからげ、半田付けしてある。
なお、前記鍔部２２ａには、計５個の端子孔を並設することにより、顧客のニーズ，仕様に合わせてコイル端子２９の本数および圧入位置を適宜選択可能としてある。また、前記コイル端子２９は単なる棒状である必要はなく、必要に応じて、例えば、略Ｔ字形状としてもよい。

前記回動ブロック３０は、永久磁石（図示せず）を一対の板状可動鉄片３１，３２で挟持し、かつ、インサート成形して回動ブロック本体３３を形成してある。前記回動ブロック本体３３には、対向する上下面に回動軸部３４ａ，３４ｂを同一軸心上に突設してあるとともに、前記回動ブロック本体３３の側面に駆動用腕部３５を一体成形してある。前記駆動用腕部３５は、その先端に係合用爪部３６を形成してある。

カード４０は、図８に示すように、一端側に駆動孔４１を設けてあるとともに、他端側に係合孔４２を設けてある。また、前記一端側の隣り合う角部から反対方向に駆動用突部４３，４４をそれぞれ突設し、平面略Ｔ字形状としてあるとともに、前記駆動孔４１の縁部にフールセーフ用突部４５を突設してある。前記駆動用突部４３，４４のうち、一方の駆動用突部４３は他方の駆動用突部４４よりも厚さ寸法が大きく、後述する可動接触片６０が同時に当接できない形状となっている。

接点機構部５０は、図６および図７に示すように、固定接点端子５１と可動接点端子５４とで構成されている。なお、図７においては、説明の便宜上、第２導電性薄板バネ６５の自由端部に設けた復帰用弾性舌片６７ｂ，６７ｃの先端部を部分切除した状態で図示してある。
前記固定接点端子５１には、その一端側に一対の固定接点５２，５３を巾方向にカシメ固定してある。
一方、前記可動接点端子５４は、その一端側に前記可動接触片６０をカシメ固定してあるとともに、その下端側に操作孔５５を設けてある。前記可動接触片６０は、３枚の第１，第２，第３導電性薄板バネ６１，６５，６７を順次、積み重ねた構造を有し、その自由端部に一対の可動接点５６，５７を巾方向にカシメ固定して一体化してある。

前記第１導電性薄板バネ６１は、カシメ固定する一端部から自由端部に向かって延在するバネ定数調整用スリット６２ａを有するとともに、その中間部に回動動作した場合の伸縮を吸収，緩和し、円滑な動作特性を確保するために略Ｕ字形の湾曲部６３ａを設けてある。また、前記第１導電性薄板バネ６１は、その自由端部を巾方向に３分割し、その中央に駆動用弾性舌片６４ａを形成するとともに、その両側に補強用弾性舌片６４ｂ，６４ｃを設けてある。

前記第２導電性薄板バネ６５は、カシメ固定する一端部から自由端部に向かって延在するバネ定数調整用スリット６２ｂを有するとともに、その中間部に回動動作した場合の伸縮を吸収，緩和し、円滑な動作特性を確保するために略Ｕ字形状の湾曲部６３ｂを設けてある。また、前記第２導電性薄板バネ６５は、その自由端部の中央に係合用切り欠き部６６ａを形成するとともに、前記係合用切り欠き部６６ａの対向する内側縁部を切り起こして位置規制用弾性舌片６６ｂ，６６ｃを形成してある。

前記第３導電性薄板バネ６７は、その中間部に回動動作した場合の伸縮を吸収，緩和し、円滑な動作特性を確保するための略Ｕ字形状の湾曲部６３ｃを設けてある。また、前記第３導電性薄板バネ６７は、中央部を切り欠いた自由端部を巾方向に３分割し、かつ、同一方向に曲げ起こすことにより、位置規制用弾性舌片６７ａおよび復帰用弾性舌片６７ｂ，６７ｃを形成してある。

なお、前記第１，第２導電性薄板バネ６１，６５にそれぞれ設けたバネ定数調整用スリット６２ａ，６２ｂの巾寸法、長さ寸法を適宜調整することにより、バネ定数を変化させることができる。このため、動作時および復帰時のバネ負荷の調整が容易となり、設計の自由度が大きいという利点がある。

前記支持板７０は、図３に示すように、その両端部を前記箱形ベース１０の開口縁部に係止して架け渡される。そして、前記支持板７０は、その中央に設けた軸受け孔７１に前記回動ブロック３０の回動軸部３４ｂを嵌合するとともに、前記軸受け孔７１の両側に設けた方形孔７２，７２に前記ヨーク２５，２７の巾広部２６，２８の他端部２６ｂ，２８ｂをそれぞれ嵌合することにより、前記電磁石ブロック２０および前記回動ブロック３０を高い組立精度で位置決めできる。

前記カバー８０は、前記箱形ベース１０の開口部を被覆可能な平面方形状であり、外周縁部の各辺から下方側に弾性係止部８１を延在してある。

前記電磁継電器の組立手順について説明する。
まず、図３，図５に示すように、前記箱形ベース１０の第１凹所１２の底面に設けた位置決め凹部１７ａ，１７ｂに、前記ヨーク２５，２７の巾広部２６，２８の一端部２６ａ，２８ａを嵌め込んで位置決めする。さらに、前記箱形ベース１０の切り欠き段部１８に前記スプール２１の前記鍔部２２ａを嵌合することにより、位置決めする。本実施形態では、前記箱形ベース１０に前記電磁石ブロック２０を複数個所で位置決めするので、組立精度が高いという利点がある。そして、第２凹所１３の端子溝１５ａに固定接点端子５１を圧入して位置決めする。

一方、図３，図９に示すように、可動接点端子５４の操作孔５５にカード４０を挿通し、前記可動接点端子５４にカシメ固定した可動接触片６０に前記カード４０を組付ける。なお、説明の便宜上、図９において可動接点端子５４は図示していない。
すなわち、図９に示すように、前記カード４０の駆動孔４１に第１導電性薄板バネ６１の駆動用弾性舌片６４ａを挿入するとともに、第２導電性薄板バネ６５の位置規制用弾性舌片６６ｂ，６６ｃで前記カード４０の両側に係合して位置規制（挟持）する。そして、第３導電性薄板バネ６７の位置規制用弾性舌片６７ａを前記カード４０の一端部に係止するとともに、復帰用弾性舌片６７ｂ，６７ｃを前記カード４０の駆動用突部４３，４４にそれぞれ係合し、上下方向の位置規制を行う。さらに、前記カード４０の係合孔４２に回動ブロック３０の係合用爪部３６を係合し、そのままの状態で前記箱形ベース１０に挿入する。そして、前記箱形ベース１０の絶縁壁１１の操作用切り欠き部１１ａに前記カード４０を挿入し、前記端子溝１５ｂに前記可動接点端子５４を圧入して位置決めする。ついで、前記箱形ベース１０の軸受け部１６に前記回動ブロック３０の回動軸部３４ａを嵌合し、前記回動ブロック３０を回動可能に支持する。

さらに、前記箱形ベース１０の開口縁部に支持板７０の両端を係止して架け渡し、その軸受け孔７１に回動ブロック３０の回動軸部３４ｂを嵌合するとともに、その位置決め用方形孔７２，７２にヨーク２５，２７の巾広部２６，２８の他端部２６ｂ，２８ｂをそれぞれ嵌合して位置決めする。このため、電磁石ブロック２０と回動ブロック３０とが箱形ベース１０に高い位置精度で位置決めされ、動作特性のバラツキが生じないという利点がある。
最後に、前記箱形ベース１０の開口部を被覆するようにカバー８０を位置決めし、前記箱形ベース１０の係止受け部１４ｂに前記カバー８０の弾性係止部８１を係止することにより、組立作業が完了する。

次に、本実施形態の動作について説明する。
図２Ａに示すように、回動ブロック３０は、永久磁石（図示せず）の磁力により、可動鉄片３２の一端部３２ａがヨーク２５の巾広部２６に吸着しているとともに、可動鉄片３１の他端部３１ｂがヨーク２７の巾広部２８に吸着している。このため、カード４０を介し、可動接触片６０は、そのバネ力に抗して可動接点端子５４の方向に引っ張られている。この結果、可動接点５６，５７が固定接点５２，５３からそれぞれ開離している。なお、説明の便宜上、図２Ａ，２Ｂにおいて、支持板７０は図示されていない。

そして、前記電磁石ブロック２０の永久磁石の磁力を打ち消す方向の磁力が発生するように、前記コイル２３に電圧を印加して励磁する。これにより、前記ヨーク２５の巾広部２６に前記回動ブロック３０の可動鉄片３１の一端部３１ａが吸引されるとともに、前記ヨーク２７の巾広部２８に前記回動ブロック３０の可動鉄片３２の他端部３２ｂが吸引され、前記回動ブロック３０が回動する。このため、駆動用腕部３５がカード４０を押圧し、さらに、前記可動接触片６０のバネ力が駆動用弾性舌片６４ａを介してカード４０に作用するので、カード４０が固定接点端子５１に向かう方向にスライド移動する。この結果、可動接触片６０は、そのバネ力によって可動接点端子５４から離れる方向に動作し、可動接点５６，５７が固定接点５２，５３にそれぞれ当接する。ついで、前記回動ブロック３０の可動鉄片３１の一端部３１ａがヨーク２５の巾広部２６に吸着するとともに、可動鉄片３２の他端部３２ｂがヨーク２７の巾広部２８に吸着する。このため、前記コイル２３に対する電圧の印加を停止しても、前記カード４０の位置が固定され、前記可動接点５６，５７と前記固定接点５２，５３とがそれぞれ当接した状態が保持される。なお、この状態では、駆動用突部４３と復帰用弾性舌片６７ｂとの間の距離は、駆動用突部４４と復帰用弾性舌片６７ｃとの間の距離よりも小さい。

ついで、前記コイル２３に前述と逆方向の電圧を印加すると、可動鉄片３２の一端部３２ａがヨーク２５の巾広部２６に吸引されるとともに、可動鉄片３１の他端部３１ｂがヨーク２７の巾広部２８に吸引される。このため、回動ブロック３０が反対方向に回動し、回動ブロック３０の係合用爪部３６によってカード４０が引っ張られ、前記カード４０は固定接点端子５１から開離する方向にスライド移動する。このとき、駆動用突部４３が第３導電性薄板バネ６７の復帰用弾性舌片６７ｂに当接した後、駆動用突部４４が復帰用弾性舌片６７ｃに当接する。すなわち、前記可動接点５６，５７と前記固定接点５２，５３とがそれぞれ当接している状態から、前記可動接点５６，５７と前記固定接点５２，５３とがそれぞれ開離している状態に移行する過程において、一時的に、可動接触片６０にカード４０が片当たり状態となり、第３導電性薄板バネ６７に引張力だけでなく捩じりモーメントが作用する。この結果、可動接点５６が固定接点５２から開離した後、可動接点５７が固定接点５３から開離する。
したがって、仮に、接点溶着が生じたとしても、可動接点５６，５７を固定接点５２，５３から開離させ易いという利点がある。

第２実施形態は、図１０，１１に示すように、前述の第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点は、Ｔ字形のカード４０の駆動用突部４３，４４を同一形状とした点、および、第３導電性薄板バネ６７の先端縁部に設けた一対の復帰用弾性舌片６７ｂ，６７ｃの折り曲げ角度を異ならしめた点（図１１Ｂ）である。
したがって、図１０および図１１Ａに示す復帰時、または、図示しない動作時にカード４０の駆動用突部４４が第３導電性薄板バネ６７の復帰用弾性舌片６７ｃに当接したときであっても、駆動用突部４３が第３導電性薄板バネ６７の復帰用弾性舌片６７ｂに当接していない。

そして、第２実施形態の動作は、第１実施形態と同様、電磁石ブロック２０を励磁して回動ブロック３０を回動させてカード４０をスライド移動させると、第１導電性薄板バネ６１を介して可動接点５６，５７が固定接点５２，５３に同時に当接する。

ついで、前記電磁石ブロック２０のコイル２３に前述と逆方向の電圧を印加すると、回動ブロック３０が逆方向に回動し、前記回動ブロック３０の係合用爪部３６を介してカード４０が反対方向にスライド移動する。このため、前記カード４０の駆動用突部４３が第３導電性薄板バネ６７の復帰用弾性舌片６７ｃに当接した後、駆動用突部４４が第３導電性薄板バネ６７の復帰用弾性舌片６７ｂに当接し、可動接触片６０全体に捩じりモーメントが作用する。このため、可動接触片６０にカード４０が片当たり状態となり、第３導電性薄板バネ６７に引張力だけでなく捩じりモーメントが作用する。この結果、可動接点５７が固定接点５３から開離した後、可動接点５６が固定接点５２から開離する。この結果、接点溶着が生じても、可動接点５６，５７を固定接点５２，５３から開離させ易いという利点がある。

本発明に係る可動接触片，接点機構部は前述の電磁継電器に限らず、他の電磁開閉器に適用してもよいことは勿論である。

１０：箱形ベース
１１：絶縁壁
１１ａ：操作用切り欠き部
１２：第１凹所
１３：第２凹所
１５ａ，１５ｂ：端子溝
１６：軸受け部
１７ａ，１７ｂ：位置決め凹部
１８：切り欠き段部
２０：電磁石ブロック
２１：スプール
２２ａ，２２ｂ：鍔部
２３：コイル
２４：鉄芯
２５，２７：ヨーク
２６，２８：巾広部
２９：コイル端子
３０：回動ブロック
３１，３２：可動鉄片
３３：回動ブロック本体
３４ａ，３４ｂ：回動軸部
３５：駆動用腕部
３６：係合用爪部
４０：カード
４１：駆動孔
４２：係合孔
４３，４４：駆動用突部
４５：フールセーフ用突部
５０：接点機構部
５１：固定接点端子
５２，５３：固定接点
５４：可動接点端子
５５：操作孔
５６，５７：可動接点
６０：可動接触片
６１：第１導電性薄板バネ
６２ａ，６２ｂ：バネ定数調整用スリット
６３ａ，６３ｂ，６３ｃ：湾曲部
６４ａ：駆動用弾性舌片
６４ｂ，６４ｃ：補強用弾性舌片
６５：第２導電性薄板バネ
６６ｂ，６６ｃ：位置規制用弾性舌片
６７：第３導電性薄板バネ
６７ａ：位置規制用弾性舌片
６７ｂ，６７ｃ：復帰用弾性舌片
７０：支持板
７１：軸受け孔
７２：位置決め用方形孔
８０：カバー
８１：弾性係止部

Claims (5)

1. スライド移動するカードの一端に設けた駆動用突部を可動接触片の自由端部に係合し、前記カードをスライド移動させて前記可動接触片を回動し、前記可動接触片に設けた可動接点を固定接点に接離する接点機構部であって、
   前記カードの一端側の隣り合う角部から反対方向に突設した一対の駆動用突部と、前記可動接触片の自由端部から切り出し、かつ、前記駆動用突部にそれぞれ当接可能に配置した一対の復帰用弾性舌片と、を設け、前記可動接点と前記固定接点とが当接している状態において、一方の前記駆動用突部と一方の前記復帰用弾性舌片との間の距離が、他方の前記駆動用突部と他方の前記復帰用弾性舌片との間の距離よりも小さいとともに、
   前記可動接点と前記固定接点とが当接している状態から開離している状態に移行する過程において、一方の前記駆動用突部と一方の前記復帰用弾性舌片とが当接している一方、他方の前記駆動用突部と他方の前記復帰用弾性舌片とが離間している状態を有し、前記可動接触片に捩りモーメントが作用することを特徴とする接点機構部。
2. 前記カードの一対の駆動用突部が相互に異なる形状であるとともに、前記可動接触片の一対の復帰用弾性舌片が同一形状であることを特徴とする請求項１に記載の接点機構部。
3. 前記カードの一対の駆動用突部が同一形状であるとともに、前記可動接触片の一対の復帰用弾性舌片が相互に異なる形状であることを特徴とする請求項１に記載の接点機構部。
4. 前記可動接触片の自由端部に一対の可動接点を巾方向に並設するとともに、前記可動接点に接離可能な一対の前記固定接点を並設したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の接点機構部。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の接点機構部を備えたことを特徴とする電磁継電器。

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