JP6064223B2 - 接点装置および当該接点装置を搭載した電磁継電器 - Google Patents

接点装置および当該接点装置を搭載した電磁継電器 Download PDF

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Description

本発明は、接点装置および当該接点装置を搭載した電磁継電器に関する。
従来、接点装置として、固定接点が設けられた固定端子と、固定接点に接離する可動接点が設けられた可動接触子とを有する接点ブロックと、可動接触子を駆動する駆動軸を有する駆動ブロックと、を備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1では、軸方向に往復移動するように形成された駆動軸の一端部に可動接触子が駆動軸の軸方向に相対移動可能となるように取り付けられている。そして、可動接触子は、第1ヨークおよび第2ヨークによって挟持されており、第1ヨークによって駆動軸に対する相対移動が規制された状態で駆動軸に取り付けられている。
特開2010−010056号公報
ところで、上記従来の技術では、第1ヨークによって可動接触子の軸方向一端側への平行移動が規制されるだけでなく、可動接触子の軸方向への相対回動も第1ヨークによって規制されるようになっている。すなわち、上記従来の技術では、第1ヨークによって可動接触子の軸方向への相対回動が規制されるため、可動接触子を軸方向に相対回動させ難い構造となっている。
そこで、本発明は、可動接触子をより容易に駆動軸方向に相対回動させることのできる接点装置および当該接点装置を搭載した電磁継電器を得ることを目的とする。
本発明の第1の特徴は、固定接点が形成された固定端子と、前記固定接点に接離する可動接点が形成された可動接触子とを有する接点ブロックと、前記可動接触子が取り付けられる駆動軸を有し、前記固定接点に前記可動接点が接離するように当該可動接触子を駆動する駆動ブロックと、を備える接点装置であって、前記可動接触子は、前記駆動軸の軸方向に相対移動可能となるように当該駆動軸に取り付けられており、前記可動接触子が当接することで当該可動接触子の前記軸方向への相対移動を規制する規制部を備えており、前記可動接触子と前記規制部との間に、前記規制部による前記可動接触子の前記軸方向への相対回動の規制を緩和する回動規制緩和部が形成されており、前記規制部は、前記軸方向における前記可動接触子の前記固定端子側に配置されており、前記可動接触子は、接圧ばねによって前記軸方向の前記固定端子側に付勢されていることを要旨とする。
本発明の第2の特徴は、前記可動接触子と前記規制部とは、前記回動規制緩和部によって前記軸方向に離間配置されていることを要旨とする。
本発明の第3の特徴は、前記規制部は、平面視で前記回動規制緩和部の前記可動接触子または前記規制部との当接部分を覆うように形成されていることを要旨とする。
本発明の第4の特徴は、前記回動規制緩和部は、前記可動接触子および前記規制部のうち少なくともいずれか一方に形成された突部であることを要旨とする。
本発明の第5の特徴は、前記回動規制緩和部は、前記可動接触子および前記規制部のうち少なくともいずれか一方を曲げ加工することで形成されていることを要旨とする。
本発明の第6の特徴は、前記回動規制緩和部は、前記可動接触子および前記規制部とは別部材で形成されていることを要旨とする。
本発明の第7の特徴は、前記突部は、複数形成されていることを要旨とする。
本発明の第8の特徴は、前記回動規制緩和部は、前記可動接触子または前記規制部との対向面に段差部を有することを要旨とする。
本発明の第9の特徴は、前記回動規制緩和部は、前記可動接触子または前記規制部との対向面に傾斜面部を有することを要旨とする。
本発明の第10の特徴は、前記回動規制緩和部は、前記可動接触子または前記規制部との対向面に曲面部を有することを要旨とする。
本発明の第11の特徴は、電磁継電器に前記接点装置が搭載されていることを要旨とする。
本発明によれば、可動接触子と規制部との間に、規制部による可動接触子の軸方向への相対回動の規制を緩和する回動規制緩和部を形成している。その結果、規制部による可動接触子の軸方向への相対回動の規制が緩和され、可動接触子をより容易に相対回動させることができるようになる。
本発明の一実施形態にかかる電磁継電器を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる電磁継電器の分解斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる接点装置の一部を分解して示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる電磁継電器を示す図であって、(a)は側断面図、(b)は図4(a)と直交する方向で切断した側断面図である。 本発明の一実施形態にかかる接点装置の接点部を模式的に示す図であって、(a)は、接点部の要部を拡大して示す斜視図、(b)は、上下のヨークおよび可動接触子の配置関係を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態にかかる可動接触子および規制部の動作を模式的に示す側面である。 比較例にかかる可動接触子および規制部の動作を模式的に示す側面である。 可動接触子に回動規制緩和部を設けたものを模式的に示す断面図である。 規制部に回動規制緩和部を設けたものを模式的に示す断面図である。 図9の変形例を模式的に示す断面図である。 回動規制緩和部の平面形状を模式的に示す平面図である。 可動接触子および規制部とは独立した別部材で回動規制緩和部を形成したものを模式的に示す断面図である。 図12で用いられる回動規制緩和部の形状を模式的に例示した斜視図である。 図12で用いられる回動規制緩和部の取付状態の変形例を模式的に示す断面図である。 駆動軸の頭部を回動規制緩和部としたものを模式的に示す断面図である。 規制部に回動規制緩和部を設けたものの変形例を模式的に示す断面図である。 可動接触子に回動規制緩和部を設けたものの変形例を模式的に示す断面図である。 可動接触子および規制部とは独立した別部材で回動規制緩和部を形成したものの変形例を模式的に示す断面図である。 回動規制緩和部の平面形状の変形例を模式的に示す図である。 上下ヨークの変形例を模式的に示す側面図である。 可動接触子をホルダで保持するようにしたものを模式的に示す図である。 可動接触子をホルダで保持するようにしたものの変形例を模式的に示す図である。 ホルダに回動規制緩和部を設けたものの平面形状を模式的に示す平面図である。 可動接触子に回動規制緩和部を設けたものの平面形状を模式的に示す平面図である。 可動接触子をホルダで保持するようにしたものの他の変形例を模式的に示す図である。 駆動軸の頭部に回動規制緩和部を設けたものを模式的に示す断面図である。 駆動軸の頭部に回動規制緩和部を設けたものの変形例を模式的に示す断面図である。 電磁継電器の変形例を模式的に示す側面図である。 コイル部分の変形例を模式的に示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下では図4(b)の上下左右を上下左右として、図4(a)の左右を前後として説明する。
本実施形態にかかる電磁継電器100は、初期状態において接点オフとなる所謂常開型のものであり、図1〜図3に示すように、下部に位置する駆動ブロック2と上部に位置する接点ブロック3とを一体に組み合わせて構成される接点装置1を備えている。そして、接点装置1は、中空箱型のケース5内に収納されている。なお、初期状態において接点オンとなる所謂常閉型の電磁継電器を用いることも可能である。
ケース5は、略矩形状のケース基部7と、このケース基部7を覆うように配置される駆動部2および接点部3などの搭載部品を収容するケースカバー9と、を備えている。
ケース基部7には、一対のコイル端子20がそれぞれ装着される一対のスリット71、71が図4における下部側に設けられている。また、ケース基部7には、一対の主端子10,10の端子部10b,10bが装着される一対のスリット72、72が図4における上部側にそれぞれ設けられている。一方、ケースカバー9は、ケース基部7側が開放された中空箱型に形成されている。なお、挿通孔71はコイル端子20の断面形状と略同形状であり、挿通穴72は主端子10の端子部10bの断面形状と略同形状となっている。
駆動ブロック2は、コイル13が巻回される中空円筒状のコイルボビン11と、コイルボビン11に固定されコイル13の両端がそれぞれ接続される一対のコイル端子20と、を備えている。
コイルボビン11は、円筒部の上下両端に円周方向へ突出した略円形のフランジ部11cを備えており、上下のフランジ部11cの間にはコイル13が巻回される巻胴部11dが形成されている。
コイル端子20は、銅などの導電性材料を用いて平板状に形成されており、一対のコイル端子20には中継端子20aがそれぞれ設けられている。そして、各中継端子20aには、コイルボビン11に巻かれたコイル13の両端の引出線が絡げられた状態で半田付けされている。
そして、一対のコイル端子20を介してコイル13に通電することで駆動ブロック2を駆動するようにしている。このように駆動ブロック2を駆動させることで、後述する接点ブロック3の固定接点35aと可動接点29bとで構成される接点が開閉されて、一対の固定端子台35間の導通、非導通を切り替えることができるようになっている。
また、駆動ブロック2は、磁性材料からなりコイルボビン11を包囲する継鉄6を備えている。本実施形態では、継鉄6は、コイルボビン11の上端面に当接する矩形状の継鉄上板21と、コイルボビン11の下端面および側面に当接する矩形状の継鉄19とで構成されており、前後方向に開放されている。
継鉄19は、コイル13とケース5との間に配置されており、この継鉄19は、底壁19aと、底壁19aの周縁から立ち上がる一対の側壁19b、19bとを備えている。本実施形態では、底壁19aおよび一対の側壁19b、19bは、一枚の板を折曲することにより連続一体に形成されている。また、継鉄19の底壁19aには、円環状の貫通孔19cが形成されており、この貫通孔19cには磁性材料からなるブッシュ16が装着されている。そして、継鉄19の一対の側壁19b、19bの先端側(上端側)には、コイルボビン11に巻かれたコイル13を覆うようにして上述した継鉄上板21が配置されている。
また、駆動ブロック2は、コイルボビン11の円筒内部に固定され通電されたコイル13によって磁化される固定鉄芯15と、固定鉄芯15とは上下方向(軸方向)で対向し、コイルボビン11の円筒内に配置される可動鉄芯17と、を備えている。固定鉄芯15は略円筒状に形成されており、貫通孔15cが形成された突起部15aの上端にフランジ部15bが円周方向に突出して設けられている。
さらに、本実施形態では、駆動ブロック2は、固定鉄芯15および可動鉄芯17とコイルボビン11との間に、磁性材料からなり、上面が開口した有底円筒状に形成されたプランジャキャップ14を備えている。本実施形態では、コイルボビン11の中心に形成された貫通孔11a内に、プランジャキャップ14が配置されている。このとき、コイルボビン11の上側には円環状の座面11bが形成されており、この座面11bにプランジャキャップ14のフランジ部14aを載置している。そして、貫通孔11aにはプランジャキャップ14の突出部14bを嵌合させている。また、コイルボビン11の円筒内部に設けられたプランジャキャップ14内に固定鉄芯15と可動鉄芯17とが収納されるようにしている。なお、固定鉄芯15はプランジャキャップ14の開口側に配置されることとなる。
さらに、固定鉄芯15および可動鉄芯17はそれぞれ外径がプランジャキャップ14の内径と略同径の円柱状に形成されており、可動鉄芯17はプランジャキャップ14の円筒内部を摺動するようになっている。この可動鉄芯17の移動範囲は、固定鉄芯15から離れた初期位置と固定鉄芯15に当接する当接位置との間に設定される。また、固定鉄芯15と可動鉄芯17の間には、コイルばねからなり可動鉄芯17を初期位置に復帰させる向きに付勢する復帰ばね23が介在している。可動鉄芯17は、この復帰ばね23によって固定鉄芯15から離反する方向(図4の上側)に付勢されている。なお、本実施形態では、固定鉄芯15の貫通孔15c内には、中心側に向けて突出して孔径を小さくする突起15dが全周にわたって設けられており、この突起15dの下面15fが復帰ばね23のばね受け部となっている。
また、継鉄上板21の中央部には固定鉄芯15が挿通される挿通孔21aが貫設されている。そして、固定鉄芯15を挿通する際には、固定鉄芯15の円筒部15bを継鉄上板21の上面側から挿通するようになっている。このとき、継鉄上板21の上面略中心には、固定鉄芯15のフランジ部15bと略同径の凹部21bが設けられており、固定鉄芯15のフランジ部15bを凹部21bにはめ込むことで抜け止めがなされる。
さらに、継鉄上板21の上面側には金属製からなる押さえ板49が設けられており、左右端部が継鉄上板21の上面に固定されている。そして、押さえ板49の中央の凸部が継鉄上板21の上面より突出した固定鉄芯15のフランジ部15bを収納する空間を形成するように設けられている。さらに、本実施形態では、固定鉄芯15と押さえ板49の間に、ゴム弾性を有する材料(例えば合成ゴム)からなる鉄芯ゴム18が設けられており、固定鉄芯15からの振動が押さえ板49に直接伝播されないようになっている。この鉄芯ゴム18は円盤状に形成されており、中央部には後述するシャフト(駆動軸)25が挿通される挿通孔18aが貫設されている。さらに、本実施形態では、鉄芯ゴム18は、フランジ部15bを包むようにして固定鉄芯15に嵌着されている。
プランジャキャップ14の開口側には、円周方向に突出するフランジ部14aが形成されており、このフランジ部14aは継鉄上板21の下面における挿通孔21aの周囲に固着されている。そして、プランジャキャップ14の下端底部は、底壁19aの貫通孔19cに装着されたブッシュ16に挿通されている。このとき、プランジャキャップ14の下部に収納された可動鉄芯17がブッシュ16の周部と磁気接合されることとなる。
かかる構成とすることで、コイル13への通電時には、固定鉄芯15における可動鉄芯17との対向面と底壁19aにおけるブッシュ16との周部とが、一対の磁極部として互いに異極性になり、可動鉄芯17が固定鉄芯15に吸引されて当接位置に移動する。一方、コイル13への通電を停止すると、可動鉄芯17は復帰ばね23により初期位置に復帰する。なお、復帰ばね23は、固定鉄芯15の挿通孔15cに挿通されており、上端が突起15dの下面15fに当接するとともに、下面が可動鉄芯17の上面に当接するようになっている。さらに、本実施形態では、プランジャキャップ14内の底部には、ゴム弾性を有する材料からなり、可動鉄芯17の外径と略同径に形成されたダンパーゴム12が設けられている。
また、駆動ブロック2の上方には、コイル13の通電の入切に応じて接点を開閉する接点ブロック3が設けられている。
接点ブロック3は、耐熱性材料により下面が開口する箱状に形成されたベース41を備えている。そして、ベース41の底部には、2箇所の挿通孔41aが設けられており、挿通孔41aには一対の固定端子35が下フランジ32を挟んで挿通されている。固定端子35は銅系材料等の導電性材料によって円筒形に形成されている。固定端子35の下端面には、固定接点35aが形成されており、上端部には円周方向に突出したフランジ部35bが形成され、フランジ部35bの中心には凸部35cが設けられている。そして、下フランジ32の上面と固定端子35のフランジ部35bは銀ろう34により密閉接合されており、下フランジ32の下面とベース41の上面の間も銀ろう36により密閉接合されている。
また、固定端子35には、外部負荷等に接続される一対の主端子10,10が取り付けられている。主端子10,10は、導電性材料を用いて平板状に形成されており、前後方向中間部が階段状に曲げられている。主端子10,10の前端には、固定端子35の凸部35cが挿通される挿通穴10a,10aが形成されており、この挿通穴10a,10aを挿通した凸部35cがスピンカシメ加工されることで主端子10,10が固定端子35に固定されている。
また、ベース41内には、一対の固定接点35a間に跨る形で可動接触子29が配置されており、可動接触子29の上面において固定接点35aに対向する部位に、それぞれ可動接点29bが設けられている。そして、可動接触子29の中央部には、可動接触子29を可動鉄芯17に連結するシャフト25の一端部が挿通される挿通孔29aが貫設されている。
シャフト25は、非磁性材料によって形成されており、可動鉄芯17の移動方向(上下方向)に長い丸棒状のシャフト本体部25bと、可動接触子29から上方に突出した部分に円周方向に突出するように形成されたフランジ部25aとを有している。
さらに、可動接触子29と押さえ板49との間には、絶縁材料によって形成され、押さえ板49を覆うように形成された絶縁板37と、コイルばねからなり、シャフト25が挿通される接圧ばね33と、が設けられている。なお、絶縁板37の中央には、シャフト25が挿通する挿通孔37aが設けられており、可動接触子29は接圧ばね33によって上方向に付勢されている。
ここで、可動鉄芯17が初期位置にあるときは可動接点29bと固定接点35aとが互いに離間し、可動鉄芯17が当接位置にあるときは可動接点29bと固定接点35aとが接触するように、可動鉄芯17と可動接触子29との位置関係を設定している。すなわち、コイル13を通電していない期間には接点装置3がオフとなることで両固定端子35間が絶縁され、コイル13を通電している期間には接点ブロック3がオンとなることで両固定端子35間が導通することになるようにしている。なお、可動接点29bと固定接点35aとの間の接触圧は接圧ばね33によって確保されるようにしている。
ところで、可動接触子29の可動接点29bと固定接点35a,35aとが接触した状態で電流が流れると、この電流によって、固定接点35a,35aと可動接触子29との間に電磁反発力が作用する。この固定接点35a,35aと可動接触子29との間に電磁反発力が作用すると、接点圧が低下し、接触抵抗が大きくなってジュール熱が急激に増加したり、接点が開離してアーク熱が発生したりする。そのため、可動接点29bおよび固定接点35aが溶着してしまうおそれがある。
そこで、本実施形態では、可動接触子29を囲うようにヨーク50を設けている。具体的には、可動接触子29の上側に配置される上側ヨーク(第1ヨーク)51と、可動接触子29の下側および側部を囲う下側ヨーク(第2ヨーク)52とで可動接触子29の上下面および側面を囲うヨーク50を構成している。このように、上側ヨーク51と下側ヨーク52とで可動接触子29を囲うようにすることで、上側ヨーク51と下側ヨーク52との間に磁気回路が形成されるようにしている。
そして、上側ヨーク51および下側ヨーク52を設けることで、可動接点29bと固定接点35a,35aとの接触時に電流が流れた際に、上側ヨーク51および下側ヨーク52が電流に基づいて相互に吸引する磁力を発生させるようにしている。このように、相互に吸引する磁力が発生することで、上側ヨーク51と下側ヨーク52とが相互に吸引し合うこととなる。この上側ヨーク51と下側ヨーク52とが吸引しあうことによって、可動接触子29が固定接点35aに押圧されて、可動接触子29が固定接点35aから開離しようとする動作が規制される。このように、可動接触子29が固定接点35aから開離しようとする動作を規制することで、可動接触子29が固定接点35aに反発することなく可動接点29bが固定接点35aに吸着するためアークの発生が抑制される。その結果、アークの発生による接点溶着を抑制することができるようになる。
また、本実施形態では、上側ヨーク51を略矩形板状に形成し、下側ヨーク52を、底壁部52aと、底壁部52aの両端から立ち上がるように形成された側壁部52bとで略U字状に形成している。このとき、図4(a)に示すように、下側ヨーク52の側壁部52bの上端面を上側ヨーク51の下面に当接させるのが好ましいが、下側ヨーク52の側壁部52bの上端面を上側ヨーク51の下面に当接させないようにしてもよい。
そして、本実施形態では、可動接触子29は、下側ヨーク52を介して接圧ばね33によって上方向に付勢されるようにしている。具体的には、接圧ばね33は、上端が下側ヨーク52の下面に当接するとともに、下端が突起15dの上面15eに当接するようになっている。このように、本実施形態では、突起15dの上面15eが接圧ばね33のばね受け部となっている。
また、上側ヨーク51、下側ヨーク52、および押さえ板49には、シャフト25が挿入される挿通孔51a、挿通孔52c、および挿通孔49aがそれぞれ形成されている。
そして、以下のようにして、シャフト25の一端部に、可動接触子29が取り付けられるようになっている。
まず、下側から可動鉄芯17、復帰ばね23、継鉄上板21、固定鉄芯15、鉄芯ゴム18、押さえ板49、絶縁板37、接圧ばね33、下側ヨーク52、可動接触子29、上側ヨーク51の順に配置する。このとき、復帰ばね23は、継鉄上板21の貫通孔21aおよびプランジャキャップ14の貫通孔14cに突起部15aを嵌合させた固定鉄芯15の貫通孔15c内に挿通されている。
そして、シャフト25の本体部25bを、上側ヨーク51の上側からそれぞれの貫通孔51a、29a、52c、37a、49a、18a、15c、21aおよび接圧ばね33、復帰ばね23に挿通させ、可動鉄芯17の挿通孔17aに挿通させて連結する。本実施形態では、シャフト25の可動鉄芯17への連結は、図4に示すように、先端を押しつぶしてリベット結合することで行っている。なお、シャフト25の他端部にねじ溝を形成して可動鉄芯17に螺合させることで、シャフト25を可動鉄芯17に連結させるようにしてもよい。
こうして、シャフト25の一端部に可動接触子29が取り付けられる。本実施形態では、上側ヨーク51の上側には円環状の座面51bが形成されており、この座面51bにシャフト25のフランジ部25aを収納することで、シャフト25の上方への突出を抑制しつつ、シャフト25の抜け止めがなされるようにしている。なお、シャフト25を上側ヨーク51にレーザー溶接等で固定するようにしてもよい。
また、固定鉄芯15に設けられた挿通孔15cについては、少なくともシャフト25が固定鉄芯15に接触しないようにシャフト25の外径に比較して大きな内径に設定されている。かかる構成とすることで、可動接触子29が可動鉄芯17の移動に連動して上下方向に移動することとなる。
また、本実施形態では、可動接点29bが固定接点35aから引き離された際に、可動接点29bと固定接点35aとの間に発生するアークを抑制するために、ベース41内にガスを封入している。このようなガスとしては、アークが発生する温度領域で最も熱伝導に優れた水素ガスを主体とした混合ガスを用いることができる。このガスを封止するために、本実施形態では、ベース41と継鉄上板21との隙間を覆う上フランジ40を設けている。
具体的には、ベース41は、一対の貫通孔41aが並設された天壁41bと、この天壁41bの周縁から立ち上がる角筒状の壁部41cとを有しており、下側(可動接触子29側)が開放された中空箱型に形成されている。そして、開放された下側から可動接触子29を壁部41cの内側に収容した状態で、上フランジ40を介してベース41を継鉄上板21に固定している。
本実施形態では、ベース41下面の開口周縁部と上フランジ40の上面とを銀ろう38により気密接合するとともに、上フランジ40の下面と継鉄上板21の上面とをアーク溶接等で気密接合している。さらに、継鉄上板21の下面とプランジャキャップ14のフランジ部14aとをアーク溶接等で気密接合している。こうすることで、ベース41内にガスが封入された封止空間Sを形成している。
さらに、ガスを用いたアークの抑制方法と並行して本実施形態では、カプセルヨークを用いたアークの抑制も行っている。カプセルヨークは磁性部材30および一対の永久磁石31から構成されており、磁性部材30は鉄等の磁性材料によって略U字状に形成されている。この磁性部材30は、互いに対抗する一対の側片30aと、両側片30aの基端部を連結する連結片30bとで一体に形成されている。
永久磁石31は、両側片30aにそれぞれ対向するように磁性部材30の両側片30aに取り付けられており、この永久磁石31によって、ベース41に可動接点29aの固定接点35aへの接離方向と略直行する磁場を与えている。これにより、アークが可動接触子29の移動方向と直交する方向へ引き伸ばされるとともに、ベース41内に封入されたガスによって冷却されて、アーク電圧が急激に上昇し、アーク電圧が接点間の電圧を上回った時点でアークが遮断される。つまり、本実施形態の電磁継電器100では、カプセルヨークによる磁気ブローとベース41内に封入されたガスによる冷却とでアーク対策が講じられている。こうすることで、アークを短時間で遮断することができるようになり、固定接点35aおよび可動接点29bの消耗を小さくすることができる。
ところで、本実施形態の電磁継電器100においては、可動鉄芯17はプランジャキャップ14によって移動方向(上下方向)に案内されているため、移動方向に直行する平面での位置が規制されている。したがって、可動鉄芯17と接続されたシャフト25においても可動鉄芯17の移動方向に直行する平面内での位置が規制されることになる。さらに、本実施形態では、固定鉄芯15においても挿通孔15cにシャフト25が挿通されることにより可動鉄芯17の移動方向に直行する平面内でのシャフト25の位置を規制している。つまり、固定鉄芯15の挿通孔15cは、突起15dが形成された部位の内径が、シャフト25の外径と同程度となるように形成されている。すなわち、シャフト25の前後左右への移動を規制しつつ、シャフト25が上下方向へ移動する程度の径となるように設定されている。
かかる構成とすることで、シャフト25はプランジャキャップ14と固定鉄芯15の突起15dの2箇所で可動鉄芯17の移動方向に対する傾きが規制されることになる。したがって、可動鉄芯17の移動方向に対してシャフト25が傾きかけても、可動鉄芯17の移動方向に直行する平面内でのシャフト25の位置が可動鉄芯17の下端と固定鉄芯15の突起15dの2箇所で規制されるため、シャフト25の傾きが規制されることになる。その結果、シャフト25の直進性が確保され、シャフト25が傾いてしまうのを抑制することができる。
次に、接点装置1の動作を説明する。
まず、コイル13が通電されていない状態では、復帰ばね23の弾性力が接圧ばね33の弾性力に打ち勝って、可動鉄芯17が固定鉄芯15から離れる方向に移動し、可動接点29bが固定接点35aから離反した図1(a)、(b)の状態となる。
このオフ状態からコイル13が通電されると、可動鉄芯17が電磁力により復帰ばね23の弾性力に抗して固定鉄芯15に吸引されるようにして固定鉄芯15に接近移動する。この可動鉄芯17の上側(固定鉄芯15側)への移動に伴って、シャフト25並びにシャフト25に取り付けられた上側ヨーク51、可動接触子29および下側ヨーク52が上側(固定接点35a側)に移動する。これにより、可動接触子29の可動接点29bが固定端子35の固定接点35aに接触してこれら各接点相互が電気的に導通して接点装置1がオンとなる。
ここで、本実施形態では、可動接触子29は、シャフト(駆動軸)25の軸方向に相対移動可能となるように当該シャフト25に取り付けられている。具体的には、可動接触子29は、シャフト(駆動軸)25の軸方向への平行移動が可能となるとともに、軸方向への相対回動が可能となるように、シャフト25に取り付けられている。
そして、この可動接触子29の軸方向への平行移動および軸方向への相対回動は、規制部60に当接することで規制されている。
本実施形態では、上側ヨーク51が規制部60に相当しており、この上側ヨーク51が可動接触子29の上面に当接することで、可動接触子29の一端側(上方:軸方向)への相対移動(平行移動および相対回動)が規制されている。
ところで、図7に示すように、単に平板状の上側ヨーク51Aを用いて可動接触子29の一端側(上方:軸方向)への相対移動(平行移動および相対回動)を規制する構造では、可動接触子29を軸方向に相対回動させ難くなっている。
具体的には、可動接触子29は、平板状の上側ヨーク51Aの下辺部分の一方を可動接触子29の上面に当接させた状態で、他方の下辺部分が可動接触子29の上面から離間するようにして回動することとなる(図7(b)参照)。
一方、磁気回路を形成して可動接触子29が固定接点35aから開離しようとする動作を規制するためには、上側ヨーク51Aの幅を大きくせざるを得ないものである。
また、組付誤差等によって一対の固定接点35a,35aの高さが異なってしまった場合には、可動接触子29を所定角度だけ回動させることで、一対の可動接点29b,29bの高さを異ならせて、組付誤差を吸収できるようにする必要がある。そして、上側ヨーク51Aの幅を大きくすると、図7(b)に示すように、所定角度回動させた状態におけるシャフト25の可動接触子29の上面からの突出量が大きくなってしまう。したがって、上側ヨーク51Aの幅を大きくした場合、可動接触子29を所定角度だけ回動させて、組付誤差を吸収できるようにするためには、シャフト25の移動距離(ストローク)d2を大きくする必要がある。
このように、単に平板状の上側ヨーク51Aを用いた場合には、シャフト25の移動距離(ストローク)d2を大きくする必要があり、可動接触子29を軸方向に相対回動させ難い構造となっていた。
そこで、本実施形態では、可動接触子29をより容易に相対回動させることができるようにした。
具体的には、可動接触子29と規制部60との間に、規制部60による可動接触子29の軸方向への相対回動の規制を緩和する回動規制緩和部80を形成した。
本実施形態では、上側ヨーク51の下部中央に、下方(可動接触子29側)に突出する突部51cを一体に形成し、当該突部51cが可動接触子29の上面に当接するようにした。そして、可動接触子29および上側ヨーク51(規制部60)のうち少なくともいずれか一方である上側ヨーク51(規制部60)に形成された突部51cを回動規制緩和部80とした。すなわち、可動接触子29および規制部60としての上側ヨーク51のうち少なくともいずれか一方である上側ヨーク51に形成された突部51cが回動規制緩和部80を兼ねるようにした。なお、突部51cは、板状の部材をダボ出し加工することで、形成することができる。このように、板状の部材をダボ出し加工することで突部51cを形成すれば、突部51cの形成と同時に座面51bを形成することができる。また、回動規制緩和部80としての突部51cを形成することで、回動規制緩和部80は、可動接触子(可動接触子または規制部)29との対向面80aに段差部80bを有することとなる。
このように、本実施形態では、上側ヨーク51上部の平板部51dが規制部60に相当し、上側ヨーク51下部の突部51cが回動規制緩和部80に相当している。
このとき、可動接触子29と規制部60(上側ヨーク51上部の平板部51d)とは、回動規制緩和部80(突部51c)によって軸方向に離間配置される。また、規制部60(上側ヨーク51上部の平板部51d)は、平面視で回動規制緩和部80(突部51c)の可動接触子29(可動接触子または規制部)との当接部分を覆うように形成されている。
かかる構成とすることで、磁気回路を形成して可動接触子29が固定接点35aから開離しようとする動作を規制するために、上側ヨーク51の平板部51dの幅を大きくしたとしても、可動接触子29の上面との接触幅を小さくすることができる。すなわち、可動接触子29の上面には、平板部51dよりも幅狭の突部51cが当接しつつ、平板部51dにて磁気回路を形成することができるようになる。
こうすれば、固定接点35a,35aの高さが異なってしまった場合(図7と同じ状態のとき)に、可動接触子29を図7(b)と同じ所定角度だけ回動させる際に、シャフト25を移動させる距離(ストローク)d1を、図7の構造に比べて小さくすることができる(d1<d2)。
以上、説明したように、本実施形態では、可動接触子29と規制部60との間に、規制部60による可動接触子29の軸方向への相対回動の規制を緩和する回動規制緩和部80を形成している。その結果、規制部60による可動接触子29の軸方向への相対回動の規制が緩和され、可動接触子29をより容易に相対回動させることができるようになる。
さらに、本実施形態では、回動規制緩和部80としての突部51cを上側ヨーク51に設け、可動接触子29との接触幅が小さくなるようにしている。そのため、所定角度回動させるために、シャフト25を移動させる距離(ストローク)を、突部51cを設けない場合に比べて小さくすることができ、接点装置1の可動性が損なわれてしまうのを抑制することができる。
また、本実施形態では、可動接触子29および上側ヨーク51(規制部60)のうち少なくともいずれか一方である上側ヨーク51(規制部60)に形成された突部51cを回動規制緩和部80とした。そのため、部品点数の低減を図ることができる上、より容易に組み付けることができるようになる。
また、本実施形態では、可動接触子29と規制部60(上側ヨーク51上部の平板部51d)とを、回動規制緩和部80(突部51c)によって軸方向に離間配置させている。そのため、可動接触子29は、平板部51dの下辺部分が当接するまでは、規制部60(平板部51d)に邪魔されることなく相対回動することができる。一方、平板部51dの下辺部分が当接することで、可動接触子29のそれ以上の相対回動が規制部60(平板部51d)によって規制されるようになる。このように、本実施形態では、回動規制緩和部80(突部51c)によって可動接触子29を相対回動させやすくしつつ、規制部60(平板部51d)によって可動接触子29が相対回動しすぎてしまうのを規制することができるようになる。
また、本実施形態では、規制部60(上側ヨーク51上部の平板部51d)は、平面視で回動規制緩和部80(突部51c)の可動接触子29(可動接触子または規制部)との当接部分を覆うように形成されている。その結果、上側ヨーク51のヨークとしての機能を極力損なうことなく、回動規制緩和部80(突部51c)によって可動接触子29を相対回動させやすくすることができるようになる。
なお、回動規制緩和部80は、上述したものに限らず、様々な方法で形成することが可能である。
例えば、回動規制緩和部80は、図8(a)〜図8(j)に示すように形成することも可能である。
図8(a)には、板状の上側ヨーク51の下面側を外側かつ上方に向けて傾斜させることで、可動接触子29との接触幅が小さくなるようにしたものを示している。このような形状は、例えば、圧造等により形成することができる。そして、かかる形状とすることで、回動規制緩和部80は、可動接触子(可動接触子または規制部)29との対向面80aに傾斜面部80cを有することとなる。なお、後述する図8(e)、図8(f)の形状とすることでも、回動規制緩和部80は、可動接触子(可動接触子または規制部)29との対向面80aに傾斜面部80cを有することとなる。
図8(b)には、上記実施形態で示した突部51cを形成しつつ、座面51bを形成していないものを示している。このような形状も、例えば、圧造等により形成することができる。そして、かかる形状とすることで、回動規制緩和部80は、可動接触子(可動接触子または規制部)29との対向面80aに段差部80bを有することとなる。なお、後述する図8(c)、図8(d)、図8(g)〜図8(j)の形状とすることでも、回動規制緩和部80は、可動接触子(可動接触子または規制部)29との対向面80aに段差部80bを有することとなる。
図8(c)、図8(d)には、板状の部材をダボ出し加工することで、突部51cを形成したもののうち、加工部分の幅が上下で異なるようにしたものを例示している。なお、上記実施形態では、加工部分の幅が上下で同一となるものを例示している。
図8(e)、図8(f)には、板状の部材を曲げ加工することで、上側ヨーク51の下面側を外側かつ上方に向けて傾斜させ、可動接触子29との接触幅が小さくなるようにしたものを示している。特に、図8(f)では、図8(e)のように曲げ加工した後にさらに先端を曲げ加工した形状のものを示している。
図8(g)〜図8(j)には、板状の上側ヨーク51の挿通孔51eに別部材である円筒部材51fを挿入することで、突部51cを形成したものを示している。図8(g)に示すように、円筒部材51fは、単なる円筒状のものを用いることも可能であるし、図8(h)に示すように、上側にフランジ部51gを設け、当該フランジ部51gによって抜け止めがなされるようにして突部51cを形成することも可能である。また、図8(i)に示すように、下側にフランジ部51gを設け、当該フランジ部51gが突部51cとなるようにしてもよい。このフランジ部51gは、図8(j)に示す形状とすることもできるし、その他様々な形状とすることが可能である。
かかる形状としても、上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
また、図9に示すように、可動接触子29に回動規制緩和部80としての突部29cを形成することも可能である。図9においても、突部29cは、板状の部材をダボ出し加工することで形成されている。このとき、可動接触子29の下面側には凹部29dが形成される。そして、かかる形状とすることで、回動規制緩和部80は、規制部としての上側ヨーク(可動接触子または規制部)51との対向面80aに段差部80bを有することとなる。
また、回動規制緩和部80は、図10(a)〜(j)に示すように形成することも可能である。
図10(a)には、板状の可動接触子29の上面側を外側かつ下方に向けて傾斜させることで、上側ヨーク51との接触幅が小さくなるようにしたものを示している。このような形状は、例えば、圧造等により形成することができる。そして、かかる形状とすることで、回動規制緩和部80は、上側ヨーク(可動接触子または規制部)51との対向面80aに傾斜面部80cを有することとなる。なお、後述する図10(e)、図10(f)の形状とすることでも、回動規制緩和部80は、上側ヨーク(可動接触子または規制部)51との対向面80aに傾斜面部80cを有することとなる。
図10(b)には、図9で示した突部29cを形成しつつ、凹部29dを形成していないものを示している。このような形状も、例えば、圧造等により形成することができる。
図10(c)、図10(d)には、板状の部材をダボ出し加工することで、突部29cを形成したもののうち、加工部分の幅が上下で異なるようにしたものを例示している。なお、図9では、加工部分の幅が上下で同一となるものを例示している。
図10(e)、図10(f)には、板状の部材を曲げ加工することで、可動接触子29の上面側を外側かつ下方に向けて傾斜させ、上側ヨーク51との接触幅が小さくなるようにしたものを示している。特に、図10(f)では、図10(e)のように曲げ加工した後にさらに先端を曲げ加工した形状のものを示している。
図10(g)〜図10(j)には、板状の可動接触子29の挿通孔29eに別部材である円筒部材29fを挿入することで、突部29cを形成したものを示している。図10(g)に示すように、円筒部材29fは、単なる円筒状のものを用いることも可能であるし、図10(h)に示すように、下側にフランジ部29gを設け、当該フランジ部29gによって抜け止めがなされるようにして突部29cを形成することも可能である。また、図10(i)に示すように、上側にフランジ部29gを設け、当該フランジ部29gが突部29cとなるようにしてもよい。このフランジ部29gは、図10(j)に示す形状とすることもできるし、その他様々な形状とすることが可能である。
かかる形状としても、上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
なお、曲げ加工により回動規制緩和部80を形成する場合、回動規制緩和部80は、上側ヨーク51または可動接触子29に一体に形成されるため、部品点数の低減を図ることができる上、より容易に組み付けることができるようになる。
また、別部材を用いて上側ヨーク51または可動接触子29に一体的に回動規制緩和部80を形成する場合、上側ヨーク51または可動接触子29の加工性に影響されることなく回動規制緩和部80を形成することができ、形状自由度を向上させることができる。また、回動規制緩和部80を上側ヨーク51または可動接触子29に一体的に形成することで、部品点数の低減を図ることができる上、より容易に組み付けることができるようになる。
また、回動規制緩和部80の平面形状は、図11に示す形状とすることが可能である。すなわち、図11(a)に示すように、円環状をしていてもよいし、図11(b)に示すように、外周側が略矩形状となるようにしてもよい。また、図11(c)に示すように、挿通孔の両側に線上に突出させるようにしてもよいし、図11(d)に示すように、挿通孔の周囲を囲うように複数の突部(回動規制緩和部80)を設けるようにしてもよい。
かかる形状としても、上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
また、図12および図13に示すように、回動規制緩和部80を可動接触子29および規制部60とは別部材で形成し、独立した状態で組み付けるようにしてもよい。
こうすれば、規制部60または可動接触子29の加工性に影響されることなく回動規制緩和部80を形成することができ、形状自由度を向上させることができる。
また、別部材の回動規制緩和部80を用いる場合、図14に示すように、規制部60または可動接触子29に、収容凹部61hまたは29hを形成して回動規制緩和部80を収容させるようにしてもよい。
また、図15に示すように、シャフト25のフランジ部25aを上側ヨーク51(規制部60)の下面に固定することで、フランジ部25aを回動規制緩和部80として機能させるようにしてもよい。このとき、フランジ部25aを上側ヨーク51(規制部60)に形成した収容凹部51h(61h)に収容させるようにしてもよい(図15(b)参照)。
なお、回動規制緩和部80と可動接触子29や回動規制緩和部80と規制部60とを別体に設けたり、別材料を用いて一体に設けたりすることで、動規制緩和部80と可動接触子29や回動規制緩和部80と規制部60とを別部材で構成されるようにしてもよい。
また、図16〜図19に示すように、回動規制緩和部80の、可動接触子29または規制部60との当接部分の外側に曲面部81が形成されるようにしてもよい。すなわち、回動規制緩和部80が可動接触子29または規制部60との対向面80aに曲面部81を有するようにしてもよい。
図16は、回動規制緩和部80を規制部60に設けたものにおいて、回動規制緩和部80の外周側に曲面部81を設けたものを例示している。
図17は、回動規制緩和部80としての突部29cを可動接触子29に設けたものにおいて、突部29cの外周側に曲面部81を設けたものを例示している。
図18は、回動規制緩和部80を可動接触子29および規制部60とは別部材で形成し、独立した状態で組み付けるようにしたものにおいて、回動規制緩和部80の外周側に曲面部81を設けたものを例示している。なお、曲面部81は、図18(a)に示すように、上下方向の片側(上側)のみに設けるようにしてもよいし、図18(b)、図18(c)に示すように、上下方向の両側に設けるようにしてもよい。
図19は、図11(d)のように、挿通孔の周囲を囲うように複数の突部(回動規制緩和部80)を設けたものにおいて、回動規制緩和部80の外周側に曲面部81を設けたものを例示している。なお、複数の突部(回動規制緩和部80)全体を半球状に突出させるようにしてもよい。
かかる形状としても、上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
また、回動規制緩和部80の、可動接触子29または規制部60との当接部分の外側に曲面部81を形成することで、可動接触子29が相対回動して段差吸収する時の動きを滑らかにすることができる。その結果、繰り返し使用した際に、可動接触子29や回動規制緩和部80が変形してしまうのが抑制され、長寿命化を図ることができるようになる。
また、上記実施形態では、上側ヨーク51を略矩形板状に形成し、下側ヨーク52を、底壁部52aと、底壁部52aの両端から立ち上がるように形成された側壁部52bとで略U字状に形成したものを例示した。しかしながら、上側ヨーク51および下側ヨーク52の形状は、図20に示す形状とすることも可能である。
具体的には、図20(a)に示すように、略矩形板状の上側ヨーク51を略U字状の下側ヨーク52の側壁部52b,52bにて挟持させるようにすることで、上側ヨーク51と下側ヨーク52とで可動接触子29を囲うようにしてもよい。
また、図20(b)に示すように、L字状の上側ヨーク51とL字状の下側ヨーク52とで可動接触子29を囲うようにしてもよい。
また、図20(c)に示すように、U字状の上側ヨーク51とU字状の下側ヨーク52とで可動接触子29を囲うようにしてもよい。このとき、図20(d)に示すように、対向面が斜めとなるようにすることも可能である。
また、図20(e)に示すように、U字状の上側ヨーク51と略矩形板状の下側ヨーク52とで可動接触子29を囲うようにしてもよい。このとき、略矩形板状の下側ヨーク52を略U字状の上側ヨーク51の側壁部51iにて挟持させるようにしているが、図20(f)に示すように、略矩形板状の下側ヨーク52を略U字状の上側ヨーク51の側壁部51iに突き当てるようにすることも可能である。
かかる形状としても、上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
また、図21に示すように、可動接触子29をホルダ90にて保持する構造とすることも可能である。
図21では、側面視が略矩形状のホルダ90にシャフト25が固定されたものを例示している。図21(a)および図21(b)には、ホルダ90内部に可動接触子29および圧縮させた接圧ばね33を挿入したものを例示している。したがって、図21(a)および図21(b)では、ホルダ90の天壁部91によって可動接触子29の軸方向への平行移動および軸方向への相対回動が規制されている。
すなわち、図21(a)および図21(b)では、ホルダ90が規制部60として機能している。そのため、ホルダ90の天壁部91の下面には、回動規制緩和部80としての突部91aが形成されている。
かかる形状としても、上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
なお、図21(c)に示すように、上側ヨーク51と下側ヨーク52とで囲われた状態で、可動接触子29および圧縮させた接圧ばね33をホルダ90内部に挿入するようにしてもよい。
また、図22に示すように、側面視が略矩形状のホルダ90の替わりに上方に開口するU字状のホルダ90を用い、可動接触子29と規制部60(上側ヨーク51)との間に回動規制緩和部80を設けた構造とすることも可能である。
なお、回動規制緩和部80としての突部91aの平面形状は、図23に示すように、1つもしくは複数の楕円状とすることが可能である。
また、図24に示すように、可動接触子29の上面に、1つもしくは複数の楕円状の突部29cを形成するようにしてもよい。
また、ホルダ90の形状は、図25に示すように、側面視でC字状となるように形成してもよい。こうすれば、上側の押さえ部93によって可動接触子29等を抑えることができ、図22に示したように、可動接触子29等を側壁部92,92で挟持させる必要がなくなる。
また、図26に示すように、シャフト25のフランジ部25aを規制部60として機能させ、フランジ部25aに回動規制緩和部80としての突部25cを形成するようにしてもよい。なお、回動規制緩和部80は、図27に示すように、フランジ部25aとは別部材で構成し、当該回動規制緩和部80をシャフト25のシャフト本体部25bに取り付けるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、固定端子35,35が可動接触子29に対して駆動ブロック2(コイル等)の反対側に設けられたものを例示した。しかしながら、図28に示すように、固定端子35,35が可動接触子29に対して駆動ブロック2と同じ側に設けられた構造とすることも可能である。
かかる構成としても、上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、1つのコイルボビン11にコイル13を巻回したものを例示したが、図29に示すように、複数(2つ)のコイルボビン11にコイル13をそれぞれ巻回させるようにすることも可能である。
また、上記実施形態では、上側ヨーク51と下側ヨーク52とで可動接触子29を囲うようにしたものを例示したが、上側ヨーク51および下側ヨーク52のうちいずれか一方だけ設けるようにしてもよい。また、ヨークそのものを設けないようにすることも可能である。
また、上記実施形態およびその変形例で示した構造は、適宜に組み合わせることが可能である。
また、可動接触子や固定端子、その他細部のスペック(形状、大きさ、レイアウト等)も適宜に変更可能である。
1 接点装置
2 駆動ブロック
3 接点ブロック
25 シャフト(駆動軸)
25a フランジ部(規制部)
25c 突部(回動規制緩和部)
29 可動接触子
29c 突部(回動規制緩和部)
35 固定端子
35a 固定接点
51 上側ヨーク(規制部)
51c 突部(回動規制緩和部)
60 規制部
80 回動規制緩和部
80a 対向面
80b 段差部
80c 傾斜面部
81 曲面部
90 ホルダ(規制部)
91a 突部(回動規制緩和部)
100 電磁継電器

Claims (11)

  1. 固定接点が形成された固定端子と、前記固定接点に接離する可動接点が形成された可動接触子とを有する接点ブロックと、前記可動接触子が取り付けられる駆動軸を有し、前記固定接点に前記可動接点が接離するように当該可動接触子を駆動する駆動ブロックと、を備える接点装置であって、
    前記可動接触子は、前記駆動軸の軸方向に相対移動可能となるように当該駆動軸に取り付けられており、
    前記可動接触子が当接することで当該可動接触子の前記軸方向への相対移動を規制する規制部を備えており、
    前記可動接触子と前記規制部との間に、前記規制部による前記可動接触子の前記軸方向への相対回動の規制を緩和する回動規制緩和部が形成されており、
    前記規制部は、前記軸方向における前記可動接触子の前記固定端子側に配置されており、
    前記可動接触子は、接圧ばねによって前記軸方向の前記固定端子側に付勢されていることを特徴とする接点装置。
  2. 前記可動接触子と前記規制部とは、前記回動規制緩和部によって前記軸方向に離間配置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。
  3. 前記規制部は、平面視で前記回動規制緩和部の前記可動接触子または前記規制部との当接部分を覆うように形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の接点装置。
  4. 前記回動規制緩和部は、前記可動接触子および前記規制部のうち少なくともいずれか一方に形成された突部であることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の接点装置。
  5. 前記回動規制緩和部は、前記可動接触子および前記規制部のうち少なくともいずれか一方を曲げ加工することで形成されていることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の接点装置。
  6. 前記回動規制緩和部は、前記可動接触子および前記規制部とは別部材で形成されていることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の接点装置。
  7. 前記突部は、複数形成されていることを特徴とする請求項4に記載の接点装置。
  8. 前記回動規制緩和部は、前記可動接触子または前記規制部との対向面に段差部を有することを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の接点装置。
  9. 前記回動規制緩和部は、前記可動接触子または前記規制部との対向面に傾斜面部を有することを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項に記載の接点装置。
  10. 前記回動規制緩和部は、前記可動接触子または前記規制部との対向面に曲面部を有することを特徴とする請求項1〜9のうちいずれか1項に記載の接点装置。
  11. 請求項1〜10のうちいずれか1項に記載の接点装置が搭載されていることを特徴とする電磁継電器。
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