JP6277794B2 - 電磁継電器 - Google Patents
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Description
本発明は電磁継電器、特に、アークを効果的に消失させる電磁継電器に関する。
従来、アークを効果的に消失させる電磁継電器としては、例えば、第一空隙を介して相互に対向する第一固定接点及び第二固定接点と、当該第一固定接点及び第二固定接点の間に位置する第一可動接点と、を含み、第二空隙を介して相互に対向する第三固定接点及び第四固定接点と、当該第三固定接点及び第四固定接点の間に位置する第二可動接点と、を含み、前記第一空隙と前記第二空隙の双方において同一方向の磁束を付与する永久磁石を含み、前記第一可動接点を励磁時に前記第一固定接点に接触させ、前記第二可動接点を励磁時に前記第三固定接点に接触させる励磁駆動部を含み、当該励磁駆動部の非励磁時には、前記第一可動接点は前記第二固定接点に接触され、前記第二可動接点は前記第四固定接点に接触されることを特徴とする電磁継電器が開示されている（特許文献１参照）。
そして、前記電磁継電器では、アークを消失させるため、例えば、その図１に示すように、一対の永久磁石８，９が並設されている。このため、前記電磁継電器では、前記永久磁石８，９の磁力線と電流の流れる方向とに基づくフレミングの左手の法則により、可動接点４ａと固定接点２ａ，３ａとの間に生じたアークを、図示しないケースの内側面側に引き伸ばし、消失させることが考えられている。
そして、前記電磁継電器では、アークを消失させるため、例えば、その図１に示すように、一対の永久磁石８，９が並設されている。このため、前記電磁継電器では、前記永久磁石８，９の磁力線と電流の流れる方向とに基づくフレミングの左手の法則により、可動接点４ａと固定接点２ａ，３ａとの間に生じたアークを、図示しないケースの内側面側に引き伸ばし、消失させることが考えられている。
しかしながら、前記電磁継電器では、可動接点４ａおよび固定接点２ａ，３ａと、前記ケースの内側面との距離が短いので、前記アークを十分に引き伸ばすことができず、前記アークを効率的に消失できないという問題点がある。
本発明は、前記問題点に鑑み、アークを効率的に消失させることができる電磁継電器を提供することを課題とする。
本発明は、前記問題点に鑑み、アークを効率的に消失させることができる電磁継電器を提供することを課題とする。
本発明に係る電磁継電器は、前記課題を解決すべく、ベースに立設した固定接点端子の上端部に設けた固定接点に、前記ベースに設けた電磁石ユニットの励磁，消磁に基づいて回動する可動接触片に設けた可動接点を、接離する電磁継電器であって、前記固定接点と前記可動接点との間に生じたアークを前記ベースの上面側に引き伸ばすように、前記ベースに永久磁石を配置した構成としてある。
本発明によれば、発生したアークがベースの上面側に長く引き伸ばされるので、従来例よりも消失しやすくなり、アークを効率的に消失させることができる。
特に、前記ベースは、通常、ケースよりも肉厚であり、熱容量が大きいので、耐久性に優れた電磁継電器が得られる。
特に、前記ベースは、通常、ケースよりも肉厚であり、熱容量が大きいので、耐久性に優れた電磁継電器が得られる。
本発明の実施形態としては、前記ベースの上面のうち、前記アークが引き伸ばされる位置に溝部を形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、発生したアークが溝部の底面まで長く引き伸ばされるので、アークを効率的に消失させることができる。
本実施形態によれば、発生したアークが溝部の底面まで長く引き伸ばされるので、アークを効率的に消失させることができる。
本発明の他の実施形態としては、前記溝部の底面を、前記溝部の開口部よりも巾広としてもよい。
本実施形態によれば、溝部内に引き込まれたアークがより長く引き伸ばされるので、より効率的にアークを消失させることができる。
本実施形態によれば、溝部内に引き込まれたアークがより長く引き伸ばされるので、より効率的にアークを消失させることができる。
本発明の別の実施形態としては、前記溝部の底面が貫通していてもよい。
本実施形態によれば、底面が貫通する孔形状であれば、アークがより長く引き伸ばされて消失しやすくなる。
本実施形態によれば、底面が貫通する孔形状であれば、アークがより長く引き伸ばされて消失しやすくなる。
本発明の異なる実施形態としては、前記可動接点が、対向する常開固定接点端子の常開固定接点と常閉固定接点端子の常閉固定接点とに交互に接離するようにしてもよい。
本実施形態によれば、可動接点が交互に接離する際に生じるアークを効率的に消失させることができる。
本実施形態によれば、可動接点が交互に接離する際に生じるアークを効率的に消失させることができる。
本発明の他の実施形態としては、前記常開固定接点端子と前記常閉固定接点端子との間に、少なくとも１本の横溝部を形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、発生したアークが前記横溝部内に引き伸ばされるので、効率的に消失させることができる。
本実施形態によれば、発生したアークが前記横溝部内に引き伸ばされるので、効率的に消失させることができる。
本発明の別の実施形態としては、対向する常開固定接点端子および常閉固定接点端子を複数列、平行に並設してもよい。
本実施形態によれば、平行に並設した常開固定接点端子および常閉固定接点端子と、可動接点との間に生じたアークを効率的に消失させることができる。
本実施形態によれば、平行に並設した常開固定接点端子および常閉固定接点端子と、可動接点との間に生じたアークを効率的に消失させることができる。
本発明の異なる実施形態としては、対向する前記常開固定接点端子および常閉固定接点端子と、対向する他の前記常開固定接点端子および他の前記常閉固定接点端子との間に、少なくとも１本の縦溝部を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、前記縦溝部で、対向する前記常開固定接点端子および常閉固定接点端子の間に生じたアークを消失させることができる。
本実施形態によれば、前記縦溝部で、対向する前記常開固定接点端子および常閉固定接点端子の間に生じたアークを消失させることができる。
本発明の他の実施形態としては、前記ベースの上面のうち、前記固定接点端子と前記永久磁石との間に縦溝部を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、前記永久磁石が前記固定接点端子に生じたアークを、ベースの上面に引き伸ばし、消失させることができる。
本実施形態によれば、前記永久磁石が前記固定接点端子に生じたアークを、ベースの上面に引き伸ばし、消失させることができる。
本発明の別の実施形態としては、前記永久磁石に、その少なくとも一面を被覆する絶縁カバーを設けておいてもよい。
本実施形態によれば、前記アークの高熱から永久磁石を保護し、寿命を延ばすことができる。
本実施形態によれば、前記アークの高熱から永久磁石を保護し、寿命を延ばすことができる。
本発明の異なる実施形態としては、前記絶縁カバーの側面のうち、前記固定接点端子に対向する側面の下端縁部にテーパ面を形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、固定接点端子から生じたアークが前記テーパ面に沿ってベースの上面に引き伸ばされる。特に、前記テーパ面の下方側に縦溝部が形成されている場合には、アークが縦溝部内に引き伸ばされるので、アークをより一層効率的に消失させることができるという効果がある。
本実施形態によれば、固定接点端子から生じたアークが前記テーパ面に沿ってベースの上面に引き伸ばされる。特に、前記テーパ面の下方側に縦溝部が形成されている場合には、アークが縦溝部内に引き伸ばされるので、アークをより一層効率的に消失させることができるという効果がある。
本発明に係る電磁継電器の実施形態を、図１ないし図９に従って説明する。
第１実施形態に係る電磁継電器は、図２，３に示すように、ベース１０と、電磁石ユニット３０と、可動接点ユニット４０と、永久磁石ユニット５０と、で構成されている。
第１実施形態に係る電磁継電器は、図２，３に示すように、ベース１０と、電磁石ユニット３０と、可動接点ユニット４０と、永久磁石ユニット５０と、で構成されている。
前記ベース１０は、図２に示すように、平面方形の樹脂成形品であり、その上面の隣り合う隅部に、２本一組の常閉固定接点端子２１および常開固定接点端子２２をそれぞれ立設してある。前記常閉固定接点端子２１および常開固定接点端子２２には常閉固定接点２３および常開固定接点２４をそれぞれカシメ固定してある。また、前記ベース１０は、その上面のうち、前記常閉固定接点端子２１および常開固定接点端子２２の間に横溝部１３を設けてあるとともに、前記横溝部１３に交差して連通し、かつ、前記常閉固定接点端子２１および常開固定接点端子２２の内側基部を通過する２本の縦溝部１１，１２を設けてある。そして、前記ベース１０は、前記縦溝部１１，１２の奥側に位置し、かつ、連通する挿入孔１４を設けてある（前記縦溝部１１の挿入孔１４は図示せず。）。さらに、前記ベース１０は、その上面の残る隣り合う隅部にコイル端子２６をそれぞれ立設してあるとともに、前記コイル端子２６の内側基部に一対の位置決め突部１５，１５を突設してある。前記位置決め突部１５，１５の間にはネジ孔１６を設けてある。また、前記ベース１０は、対向する側端面に係止突起１７をそれぞれ突設してある。
前記電磁石ユニット３０は、図２に示すように、断面方形の鉄芯３１を圧入したスプール３２にコイル３３を巻回するとともに、突出する一端部を磁極部３１ａとする一方、突出する他端部３１ｂ（図４Ｂ）に断面略Ｌ字形状のヨーク３４をカシメ固定したものである。また、前記ヨーク３４は、その下端部から延在した取付舌片３５にネジ孔３５ａを設ける一方、その水平部から切り起こした係止爪３６に復帰バネ３７の一端部を取り付けてある。
そして、前記電磁石ユニット３０は、その取付舌片３５を前記ベース１０の位置決め突部１５，１５の間に位置決めし、ネジ孔１６を介して図示しないネジでネジ止めするとともに、前記コイル３３の引出線をコイル端子２６に絡げて半田付けされる。
そして、前記電磁石ユニット３０は、その取付舌片３５を前記ベース１０の位置決め突部１５，１５の間に位置決めし、ネジ孔１６を介して図示しないネジでネジ止めするとともに、前記コイル３３の引出線をコイル端子２６に絡げて半田付けされる。
可動接点ユニット４０は、前記ヨーク３４の水平部の先端に回動可能に支持された可動鉄片４１に、一対の可動接触片４２，４２をインサート成形した絶縁台４３を、カシメ板４４を介してカシメ固定してある。そして、前記可動鉄片４１は、前記鉄芯３１の磁極部３１ａに吸着する位置に遮磁部材４１ｂをカシメ固定してある。また、前記可動鉄片４１は、その上端縁部から延在した係止爪４１ａに、前記復帰バネ３７の他端部を係止してある。さらに、前記可動接触片４２，４２は、その上端部に接続したリード線４６，４６を介して可動接点端子２５，２５にそれぞれ電気接続されている。なお、４７はダミー可動接触片である。
前記永久磁石ユニット５０は、前記ベース１０に圧入固定した位置決め板５１に永久磁石５３を載置するとともに、前記位置決め板５１に圧入，固定し、かつ、前記永久磁石５３を被覆する絶縁カバー５４で構成されている。
前記位置決め板５１は、その挿入部５２（図３）を、前記ベース１０の縦溝部１１，１２に交差する横溝部１３に挿入して固定される。なお、前記ベース１０の形状は必要に応じて変更できるが、必ずしも必要ではない。
前記位置決め板５１は、その挿入部５２（図３）を、前記ベース１０の縦溝部１１，１２に交差する横溝部１３に挿入して固定される。なお、前記ベース１０の形状は必要に応じて変更できるが、必ずしも必要ではない。
前記絶縁カバー５４は、前記永久磁石５３を保護し、かつ、所定の位置に位置決めするためのものである。そして、前記絶縁カバー５４は、その上面縁部に一対の嵌合凹部５５，５５を設けるとともに、その両側側面の下端縁部にテーパ面５６，５６を形成してある。前記嵌合凹部５５は、図示しないケースの内側面に設けた嵌合突起に嵌合して位置決めするためのものである。また、前記絶縁カバー５４は、その内向端面の下端縁部から一対の脚部５７，５７を側方に突設してある。
そして、前記永久磁石５３を組み付けた前記絶縁カバー５４の脚部５７，５７を、前記ベース１０に設けた一対の縦溝部１１，１２に沿って組み付けるとともに、挿入孔１４に挿入することにより、前記永久磁石５３は前記位置決め板５１の所定の位置に位置決めされる。このとき、前記絶縁カバー５４のテーパ面５６，５６が縦溝部１１，１２の上方に位置している。
そして、前記永久磁石５３を組み付けた前記絶縁カバー５４の脚部５７，５７を、前記ベース１０に設けた一対の縦溝部１１，１２に沿って組み付けるとともに、挿入孔１４に挿入することにより、前記永久磁石５３は前記位置決め板５１の所定の位置に位置決めされる。このとき、前記絶縁カバー５４のテーパ面５６，５６が縦溝部１１，１２の上方に位置している。
次に、前記電磁継電器の動作について説明する。
まず、電磁石ユニット３０のコイル３３に電圧が印加されていない場合には、復帰バネ３７のバネ力で可動鉄片４１は付勢され、可動接触片４２の可動接点４５が常閉固定接点２３に圧接している。
なお、永久磁石５３は図６Ａに示すように、紙面の左側にＮ極、右側にＳ極を配置してあるので、永久磁石５３の磁力線６０は、図６Ｂに示す点線で示すように流れている。また、電流は常開固定接点２４から可動接点４５、または、可動接点４５から常閉固定接点２３側に向けて（紙面の奥側から手前に向けて）流れるように配置してある。
まず、電磁石ユニット３０のコイル３３に電圧が印加されていない場合には、復帰バネ３７のバネ力で可動鉄片４１は付勢され、可動接触片４２の可動接点４５が常閉固定接点２３に圧接している。
なお、永久磁石５３は図６Ａに示すように、紙面の左側にＮ極、右側にＳ極を配置してあるので、永久磁石５３の磁力線６０は、図６Ｂに示す点線で示すように流れている。また、電流は常開固定接点２４から可動接点４５、または、可動接点４５から常閉固定接点２３側に向けて（紙面の奥側から手前に向けて）流れるように配置してある。
そして、前記電磁石ユニット３０のコイル３３に電圧を印加することにより、鉄芯３１の磁極部３１ａに可動鉄片４１が吸引されるので、復帰バネ３７のバネ力に抗し、前記可動鉄片４１が回動する。このため、前記可動接点４５が常閉固定接点２３から開離し、常開固定接点２４に接触した後、前記可動鉄片４１の遮磁部材４１ｂが磁極部３１ａに吸着する。
ついで、前記コイル３３に対する電圧の印加を停止すると、復帰バネ３７のバネ力で可動鉄片４１が前述とは逆方向に回動し、可動接点４５が常開固定接点２４から開離して常閉固定接点２３に当接する。そして、常開固定接点２４と可動接点４５との間に生じたアーク６１は、図６Ａ，６Ｂに示すように、永久磁石５３の磁力により、フレミングの左手の法則に従ってベース１０の上面に向けて引き伸ばされる。このとき、前記ベース１０の上面に設けた横溝部１３および縦溝部１１，１２は、前記アーク６１が引き込まれる位置に形成されているので、前記アーク６１を十分に長く引き伸ばすことができ、効率的に消失させることができる。
また、縦溝部１１，１２の底面を開口部よりも巾広としておけば、巾広の底面まで前記アーク６１を引き伸ばすことにより、アークをより一層確実に消失させることができる。
そして、前記絶縁カバー５４は、その両側側面の下端縁部に前記縦溝部１１，１２に沿って前記アーク６１を前記縦溝部１１，１２に誘導するテーパ面５６を設けてある。このため、前記縦溝部１１，１２の底面の巾寸法は、前記テーパ面５６が位置する前記縦溝部１１，１２の開口部の巾寸法よりも大きい。この結果、前記アーク６１が前記縦溝部１１，１２の底面に引き伸ばされた場合には、より確実に消失させることができる。特に、前記テーパ面５６に沿って縦溝部１１，１２の底面側に引き伸ばされるので、前記絶縁カバー５４がアーク６１の消失を妨げることはない。
また、縦溝部１１，１２の底面を開口部よりも巾広としておけば、巾広の底面まで前記アーク６１を引き伸ばすことにより、アークをより一層確実に消失させることができる。
そして、前記絶縁カバー５４は、その両側側面の下端縁部に前記縦溝部１１，１２に沿って前記アーク６１を前記縦溝部１１，１２に誘導するテーパ面５６を設けてある。このため、前記縦溝部１１，１２の底面の巾寸法は、前記テーパ面５６が位置する前記縦溝部１１，１２の開口部の巾寸法よりも大きい。この結果、前記アーク６１が前記縦溝部１１，１２の底面に引き伸ばされた場合には、より確実に消失させることができる。特に、前記テーパ面５６に沿って縦溝部１１，１２の底面側に引き伸ばされるので、前記絶縁カバー５４がアーク６１の消失を妨げることはない。
本実施形態では、永久磁石５３の配置を紙面の左側にＮ極、右側にＳ極とし、電流が常開固定接点２４から可動接点４５、または、可動接点４５から常閉固定接点２３に向けて（紙面の奥側から手前に向けて）流れる場合について説明した。しかし、永久磁石５３の配置と電流の流れる方向を反対にしても同様の効果を得ることができる。
すなわち、永久磁石５３の配置を紙面の左側にＳ極、右側にＮ極とし、電流を常閉固定接点２３から可動接点４５、または、可動接点４５から常開固定接点２４に向けて（紙面の手前側から奥側に向けて）流してもよい。
すなわち、永久磁石５３の配置を紙面の左側にＳ極、右側にＮ極とし、電流を常閉固定接点２３から可動接点４５、または、可動接点４５から常開固定接点２４に向けて（紙面の手前側から奥側に向けて）流してもよい。
第２実施形態は、図７ないし図９に示すように、前記第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点は可動接点片４２，４２の上端部をリード線４６で相互に電気接続した点である。このため、２つの常閉，常開固定接点２３，２４は直列に接続され、電流が常開固定接点２４から常閉固定接点２３の方向に流れるようにすることにより、フレミングの左手の法則に基づいて電磁作用が働く。他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、同一部分に同一番号を付して説明を省略する。
本実施形態によれば、設計の自由度が広がるとともに、選択の範囲が広がるという利点がある。
本実施形態によれば、設計の自由度が広がるとともに、選択の範囲が広がるという利点がある。
なお、前述の実施形態では、常閉固定接点２３と常開固定接点２４とを備える場合について説明したが、常閉固定接点２３または常開固定接点２４のいずれか一方だけを設けてもよい。
また、前記横溝部１３および縦溝部１１，１２は単なる有底の溝形状であるが、前記アークを長く引き伸ばすために、例えば、貫通する孔形状であってもよいことは勿論である。
また、前記横溝部１３および縦溝部１１，１２は単なる有底の溝形状であるが、前記アークを長く引き伸ばすために、例えば、貫通する孔形状であってもよいことは勿論である。
本発明は前述の電磁継電器に限らず、他の電磁継電器に適用してもよいことは勿論である。
１０ ベース
１１ 縦溝部
１２ 縦溝部
１３ 横溝部
１４ 挿入孔
１５ 位置決め突部
１６ ネジ孔
２１ 常閉固定接点端子
２２ 常開固定接点端子
２３ 常閉固定接点
２４ 常開固定接点
２５ 可動接点端子
３０ 電磁石ユニット
３１ 鉄芯
３２ スプール
３３ コイル
３６ 復帰バネ
４０ 可動接点ユニット
４１ 可動鉄片
４２ 可動接触片
４５ 可動接点
４６ リード線
５０ 永久磁石ユニット
５１ 位置決め板
５２ 挿入部
５３ 永久磁石
５４ 絶縁カバー
５６ テーパ面
５７ 脚部
６０ 磁力線
６１ アーク
１１ 縦溝部
１２ 縦溝部
１３ 横溝部
１４ 挿入孔
１５ 位置決め突部
１６ ネジ孔
２１ 常閉固定接点端子
２２ 常開固定接点端子
２３ 常閉固定接点
２４ 常開固定接点
２５ 可動接点端子
３０ 電磁石ユニット
３１ 鉄芯
３２ スプール
３３ コイル
３６ 復帰バネ
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４１ 可動鉄片
４２ 可動接触片
４５ 可動接点
４６ リード線
５０ 永久磁石ユニット
５１ 位置決め板
５２ 挿入部
５３ 永久磁石
５４ 絶縁カバー
５６ テーパ面
５７ 脚部
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６１ アーク
Claims (9)
- ベースに立設した固定接点端子の上端部に設けた固定接点に、前記ベースに設けた電磁石ユニットの励磁，消磁に基づいて回動する可動接触片に設けた可動接点を、接離する電磁継電器であって、
前記固定接点と前記可動接点との間に生じたアークを前記ベースの上面側に引き伸ばすように、前記ベースに永久磁石を配置していると共に、
前記ベースの上面のうち、前記アークが引き伸ばされる位置に溝部を形成したことを特徴とする電磁継電器。 - 前記溝部の底面を、前記溝部の開口部よりも巾広としたことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
- 前記溝部の底面が貫通していることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁継電器。
- ベースに立設した固定接点端子の上端部に設けた固定接点に、前記ベースに設けた電磁石ユニットの励磁，消磁に基づいて回動する可動接触片に設けた可動接点を、接離する電磁継電器であって、
前記固定接点と前記可動接点との間に生じたアークを前記ベースの上面側に引き伸ばすように、前記ベースに永久磁石を配置していると共に、
前記ベースの上面のうち、前記固定接点端子と前記永久磁石との間に縦溝部を設けたことを特徴とする電磁継電器。 - ベースに立設した固定接点端子の上端部に設けた固定接点に、前記ベースに設けた電磁石ユニットの励磁，消磁に基づいて回動する可動接触片に設けた可動接点を、接離する電磁継電器であって、
前記固定接点と前記可動接点との間に生じたアークを前記ベースの上面側に引き伸ばすように、前記ベースに永久磁石を配置し、
前記永久磁石に、その少なくとも一面を被覆する絶縁カバーを設けていると共に、
前記絶縁カバーの側面のうち、前記固定接点端子に対向する側面の下端縁部にテーパ面を形成したことを特徴する電磁継電器。 - 前記可動接点が、対向する常開固定接点端子の常開固定接点と常閉固定接点端子の常閉固定接点とに交互に接離することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電磁継電器。
- 前記常開固定接点端子と前記常閉固定接点端子との間に、少なくとも１本の横溝部を形成したことを特徴とする請求項６に記載の電磁継電器。
- 対向する常開固定接点端子および常閉固定接点端子を複数列、平行に並設したことを特徴とする請求項６または７に記載の電磁継電器。
- 対向する前記常開固定接点端子および常閉固定接点端子と、対向する他の前記常開固定接点端子および他の前記常閉固定接点端子との間に、少なくとも１本の縦溝部を設けたことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の電磁継電器。
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