JP6406596B2

JP6406596B2 - 接点装置

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Publication number: JP6406596B2
Application number: JP2014098937A
Authority: JP
Inventors: 一寿木下; 渡辺　英樹; 英樹渡辺
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2034-05-12
Also published as: CN105097359A; US9748054B2; CN105097359B; JP2015216055A; EP2945174B1; EP2945174A1; US20150325390A1

Description

本発明は、一般に接点装置に関し、より詳細には固定接点と可動接点とを備えた接点装置に関する。

従来、電磁石ブロックの励磁、非励磁によって接点を開閉させる電磁リレーが提供されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載された電磁リレーは、電磁石ブロックと、電磁石ブロックの励磁、非励磁によって揺動する接極子と、可動接点を有し接極子の揺動に伴って揺動する可動接点部と、可動接点部の可動接点が接離する固定接点を有する固定接点部とを備える。

この電磁リレーは、電磁石ブロックが非励磁のときには、ヒンジばねのばね力によって接極子が時計回りに回転した状態にあり、このとき可動接点は固定接点から離れている。そして、コイルへ通電して電磁石ブロックを励磁させると、接極子が電磁石ブロックの鉄心に引き寄せられて反時計回りに回転し、その結果、可動接点が固定接点に接触する。

特開２０１３−８０６９２号公報

上述の特許文献１に示した電磁リレーでは、可動接点が固定接点から離れる際に生じるアークを引き伸ばして消弧するための永久磁石が可動接点及び固定接点の近傍に配置されている。そのため、ケース内に永久磁石を収納する際に、製造過程で発生した異物が永久磁石に付着し、そのままケース内に収納される場合があった。その結果、ケース内に入り込んだ異物が可動接点と固定接点との間に挟まることで接触不良が起きたり、可動部分に異物が挟まることで動作不良が起こる可能性があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されており、遮断性能を低下しにくくした接点装置を提供することを目的とする。

本発明の接点装置は、固定接点を有する固定接点部と、可動接点を有し、前記可動接点が前記固定接点に接触する位置と前記可動接点が前記固定接点から離れる位置との間で移動する可動接点部と、前記固定接点の周囲に磁場を形成する永久磁石と、少なくとも前記固定接点部及び前記可動接点部が収納されるケースと、アーマチュアと、前記アーマチュアを駆動する駆動部と、前記可動接点を前記固定接点と接離可能に支持する接点ばねと、前記アーマチュアの駆動に連動して前記接点ばねを駆動するカードと、を備え、前記ケースは、前記ケースの内部空間との間が隔てられており、且つ前記ケースの外側から前記永久磁石が収納される収納部を有し、前記収納部は、前記固定接点と前記カードとの間、及び、前記可動接点と前記カードとの間の少なくともいずれか一方の間に配置されていることを特徴とする。

この接点装置において、前記永久磁石とともに磁気回路を形成する継鉄を備え、前記ケースは、前記収納部からなる第１収納部と、前記ケースの内部空間との間が隔てられており、且つ前記ケースの外側から前記継鉄が収納される第２収納部とを有しているのが好ましい。

この接点装置において、前記第１収納部と前記第２収納部とが一体に形成されているのも好ましい。

本発明の構成によれば、ケースの内部空間との間が隔てられた収納部に、ケースの外側から永久磁石を収納する構造であるため、製造過程で発生した異物が永久磁石に付着した場合でも、この異物がケース内に入り込むことがない。これにより、遮断性能を低下しにくくした接点装置を提供することができる。

本発明に係る接点装置からカバーを外した状態の平面図である。本発明に係る接点装置の分解斜視図である。本発明に係る接点装置の後方から見た斜視図である。本発明に係る接点装置におけるリレー本体の正面図である。本発明に係る接点装置におけるリレー本体の右側面図である。本発明に係る接点装置におけるリレー本体の一部省略した斜視図である。図７Ａは本発明に係る接点装置における位置決め部材の正面図、図７Ｂは左側面図、図７Ｃは右側面図、図７Ｄは上面図、図７Ｅは下面図、図７Ｆは背面図である。本発明に係る接点装置の断面図である。

以下、本発明に係る接点装置（電磁リレー）の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明に係る接点装置は、本実施形態に限定されず、本発明の技術思想に合致する範囲内において、種々の構成が採用可能である。なお、以下の説明においては、特に断りの無い限り、図２において前後・左右・上下の各方向を規定する。

本実施形態の接点装置は、図１〜図３に示すようにボディ１０とカバー１１からなるケース（外郭）１を備える。ボディ１０は、一面が開口した矩形箱形の合成樹脂成形体からなる。また、カバー１１は、一面が開口した矩形箱形の合成樹脂成形体からなる。ボディ１０にカバー１１を被せることでケース１が組み立てられる。なお、カバー１１の開口端縁には、内向きに突出する微少な鍔１１０がほぼ全周に渡って形成されており、ボディ１０の底面に鍔１１０が引っ掛かることによって、ボディ１０とカバー１１が抜け止めされて結合される（図３参照）。また、抜け止めの結合方法としては、必ずしも上記に限らず、鍔１１０を設けずに、接着剤（シール剤）を用いて結合してもよい。

さらに、本実施形態の接点装置は、駆動ブロックと接点ブロックと位置決め部材１２からなるリレー本体Ａをケース１内に備える。

駆動ブロックは、駆動部２と、アーマチュア（armature）８と、ヒンジばね９と、カード１３とを有する。駆動部２は、ボビン２１と、ボビン２１に巻線が巻回されてなるコイル２０と、ボビン２１の中心に配置される鉄心２３（図８参照）と、継鉄２２とを備えた電磁石からなる。

ボビン２１は、コイル２０が巻回されている胴部（図示せず）と、胴部の軸方向の一端側に設けられる第１鍔部２１０と、胴部の軸方向の他端側に設けられる第２鍔部２１１とを有する。なお、このようなボビン２１は、合成樹脂などの絶縁材料によって胴部と一対の鍔部２１０，２１１とが一体に形成されることが好ましい。

第１鍔部２１０は、扁平な矩形箱状であって、片方の底面（右側面）と１つの側面（下面）が開放された形状に形成されている（図２参照）。第１鍔部２１０の側面（上面）には、コイル２０の両端末と各別に接続されている一対のコイル端子２１２が、胴部の径方向の外向き（上向き）に突出している。つまり、これら一対のコイル端子２１２間に電圧が印加されてコイル２０に電流が流れることにより、駆動部（電磁石）２が励磁される。

継鉄２２は、第２鍔部２１１に保持される保持片２２０と、保持片２２０の端から第１鍔部２１０まで延長された主片２２１とが磁性体で一体且つＬ字形に形成されている（図１参照）。

アーマチュア８は、帯板状の駆動片８０と、駆動片８０よりも幅広且つ平板状の支持片８１とが磁性体で一体に形成されている。支持片８１は、第１鍔部２１０内に収められて、ヒンジばね９の第１固定片９０が固定される（図２及び図６参照）。また、支持片８１は、第１鍔部２１０の内底面に露出する鉄心２３の端部と対向する。駆動片８０は、第１鍔部２１０の開放された側面（下面）から第１鍔部２１０の外へ突出している。また、駆動片８０は、継鉄２２の主片２２１の先端と当たっている（図４参照）。なお、駆動片８０の先端面（下端面）には、直方体状の突起８２が設けられている。

ヒンジばね９は、第１固定片９０と、第２固定片９１と、一対のばね片９２とが板ばねによって一体に形成されてなる（図６参照）。第１固定片９０は、矩形平板状に形成され、アーマチュア８の支持片８１に固定（かしめ固定）される。第２固定片９１は、矩形平板状に形成され、継鉄２２の主片２２１に固定（かしめ固定）される。一対のばね片９２は、Ｌ字形に折曲され、長手方向の両端で第１固定片９０と第２固定片９１に各別に結合される。

而して、アーマチュア８は、駆動部２に駆動されることにより、継鉄２２の主片２２１と当たっている部分を支点として、支持片８１が鉄心２３に近付く向き（図１における反時計回り）に回転する。また、駆動部２に駆動されないとき、アーマチュア８は、支持片８１が鉄心２３から離れる向き（図１における時計回り）に回転する。

接点ブロックは、固定接点３と、可動接点４と、第１端子５と、第２端子６と、接点ばね７とを有する。

接点ばね７は、複数枚（本実施形態では３枚）の板ばね７０と、連結部材７１とを有する（図４参照）。板ばね７０は、帯状の主片７００と、主片７００の先端（下端）から斜めに立ち上がる傾斜片７０１と、傾斜片７０１の先端（下端）から主片７００と平行に突出する矩形の取付片７０２とを備える。これら３枚の板ばね７０は、図６に示すように主片７００同士及び取付片７０２同士を重ねるようにして一体に結合される。

連結部材７１は、矩形の取付部７１０と、取付部７１０の下端縁の中央から斜め下向きに突出する傾斜部７１１と、傾斜部７１１の先端（下端）から取付部７１０と平行に突出する結合部７１２とを備える（図４参照）。取付部７１０は、板ばね７０の取付片７０２と重ねられる。そして、３枚の取付片７０２と取付部７１０とを貫通するように、取付部７１０の表面（右側面）に可動接点４が設けられる。また、結合部７１２は、先端（下端）部分が他の部位よりも幅広に形成されている。そして、結合部７１２は、前記幅広の先端部分でカード１３と結合される。

さらに、接点ばね７は、板ばね７０の他端（主片７００の上端）部分で第２端子６と結合される（図４参照）。第２端子６は、端子片６０、固定片６１、傾斜片６２、連結片６３が金属材料で一体に形成されてなる。端子片６０は、矩形平板状に形成され、中央にねじ孔６００が貫通している。このねじ孔６００には、図示しない端子ねじがねじ込まれる。固定片６１は、矩形平板状に形成され、接点ばね７の板ばね７０の他端（上端）が固定（かしめ固定）される。傾斜片６２は、矩形平板状に形成され、固定片６１の下端から斜め下向き（左下向き）に突出する。連結片６３は、矩形平板状に形成され、端子片６０の上端と傾斜片６２の下端とを連結する。

可動接点４が接触する固定接点３は、第１端子５に設けられる。第１端子５は、端子片５０、取付片５１、支持片５２、連結片５３が金属材料で一体に形成されてなる。端子片５０は、矩形平板状に形成され、中央にねじ孔５００が貫通している。このねじ孔５００には、図示しない端子ねじがねじ込まれる。取付片５１は、矩形平板状に形成され、中央に固定接点３が取り付けられる。支持片５２は、前端に端子片５０が連結された主片５２０と、主片５２０の上端縁から斜め上向きに突出する傾斜片５２１とを有する。連結片５３は、矩形平板状に形成され、傾斜片５２１の上端と取付片５１の右端とを連結する。

ここに、本実施形態では、固定接点３及び第１端子５により固定接点部が構成され、可動接点４、第２端子６及び接点ばね７により可動接点部が構成されている。

駆動ブロックのカード１３は、ばね性を有する材料（例えば、金属板等）で形成され、且つアーマチュア８並びに接点ばね７にそれぞれ固定される。

カード１３は、図５及び図６に示すように帯状に形成され、長手方向の一端部に矩形の孔１３０が貫通され、長手方向の他端部が厚み方向に直角に折り曲げられている。カード１３は、孔１３０に挿通された突起８２がかしめられることによって、アーマチュア８に固定される。さらに、カード１３は、直角に折り曲げられた部位（以下、第２固定部１３１と呼ぶ。）が接点ばね７（連結部材７１の結合部７１２）に固定（かしめ固定）される。

位置決め部材１２は、図７に示すように、底壁１２０、第１縦壁１２１、第２縦壁１２２、第３縦壁１２３、第４縦壁１２４、第５縦壁１２５が一体に形成された合成樹脂成形体からなる。

底壁１２０は、平坦な鉤形に形成される。第１縦壁１２１〜第５縦壁１２５は、概ね矩形平板状に形成され、底壁１２０の表面から同一の向きに立ち上がっている。第１縦壁１２１と第２縦壁１２２と第３縦壁１２３は、底壁１２０の幅狭の部分において、互いに平行且つ間隔を空けて配置されている。なお、第１縦壁１２１と第２縦壁１２２に挟まれた空間を第１溝部１２６と呼び、第２縦壁１２２と第３縦壁１２３に挟まれた空間を第２溝部１２７と呼ぶ。第４縦壁１２４と第５縦壁１２５は、底壁１２０の幅広の部分の端部において、互いに平行且つ間隔を空けて配置されている。なお、第４縦壁１２４と第５縦壁１２５に挟まれた空間を第３溝部１２８と呼ぶ。

また、底壁１２０において、第１溝部１２６の底面には、一対の保持孔（第１保持孔）１２６０が第１溝部１２６の長手方向に沿って並べて設けられている。さらに、底壁１２０において、第２溝部１２７の底面にも、一対の保持孔（第２保持孔）１２７０が第２溝部１２７の長手方向に沿って並べて設けられている。またさらに、底壁１２０において、第３溝部１２８の底面にも、一対の保持孔（第３保持孔）１２８０が第３溝部１２８の長手方向に沿って並べて設けられている。これら各一対の第１保持孔１２６０、第２保持孔１２７０、第３保持孔１２８０は、いずれも底壁１２０を貫通する矩形の貫通孔からなる。なお、第１保持孔１２６０、第２保持孔１２７０、第３保持孔１２８０の内周面には、複数の突起が設けられている。

第１溝部１２６には、駆動部２を構成する継鉄２２の主片２２１が挿入される。この主片２２１には、一対の突起（図示せず）が設けられている。そして、これら一対の突起がそれぞれ第１保持孔１２６０に圧入されることにより、第１溝部１２６において、継鉄２２の主片２２１が保持及び位置決めされる（図４参照）。

また、第２溝部１２７には、第１端子５の連結片５３が挿入される。連結片５３にも、一対の突起５３０が設けられている（図６参照）。そして、これら一対の突起５３０がそれぞれ第２保持孔１２７０に圧入されることにより、第２溝部１２７において、第１端子５の連結片５３が保持及び位置決めされる（図４参照）。

さらに、第３溝部１２８には、第２端子６の連結片６３が挿入される。連結片６３にも、一対の突起（図示せず）が設けられている。そして、これら一対の突起がそれぞれ第３保持孔１２８０に圧入されることにより、第３溝部１２８において、第２端子６の連結片６３が保持及び位置決めされる（図４参照）。

すなわち、位置決め部材１２は、アーマチュア８と駆動部２と固定接点３と可動接点４と接点ばね７とカード１３の相互の位置関係を規制するように構成されている。そして、駆動部２と第１端子５と第２端子６が位置決め部材１２に保持されることにより、リレー本体Ａが構成される。

ところで、ボディ１０の底板１００の下部における左右両側の角には、それぞれ矩形の孔１０１Ａ，１０１Ｂが貫通している。また、左側の孔１０１Ａの内周面には複数の突起が設けられている。左側の孔１０１Ａには、第２端子６の連結片６３の後端部が圧入される。また、右側の孔１０１Ｂには、第１端子５の主片５２０の後端部が挿入される。つまり、リレー本体Ａは、第２端子６の連結片６３の後端部がボディ１０に支持された状態でボディ１０内に収納される（図１参照）。

また、リレー本体Ａがボディ１０内に収納された状態において、駆動部２のコイル端子２１２は、ボディ１０の上側の側板に設けられる溝１０２を通してボディ１０の外に突出する（図１参照）。なお、当該側板の表面（上面）には、長手方向を前後方向とする直方体状のリブ１０３が外向き（上向き）に突出している。

ここで、ボディ１０内において、駆動部２とアーマチュア８と接点部（固定接点３及び可動接点４）とカード１３に囲まれた空間に、消弧部材が配置されている。消弧部材は、永久磁石１４とヨーク１５（継鉄）で構成される。永久磁石１４は、矩形の平板状に形成され、厚み方向において異極に着磁されている。ヨーク１５は、前後方向から見てＬ字形に形成されている。永久磁石１４及びヨーク１５は、ボディ１０に設けられた収納部１０４に収納される。

収納部１０４は、前後方向から見た外形がＬ字形である箱状であって、ボディ１０の底板１００から前方へ突出するように形成されている（図２参照）。また、収納部１０４は、内部が空洞になっており、ボディ１０の後方に開放された挿入口１０４０から永久磁石１４及びヨーク１５が挿入され且つ収納される（図３参照）。

次に、本実施形態の接点装置を組み立てる手順を簡単に説明する。

まず、カード１３の第２固定部１３１が接点ばね７の結合部７１２に固定された後、駆動部２、第１端子５、第２端子６がそれぞれ位置決め部材１２に保持される。その後、カード１３の第１固定部（孔１３０）がアーマチュア８の突起８２に固定されることにより、リレー本体Ａが組み立てられる。

続いて、リレー本体Ａがボディ１０内に収納される。このとき、リレー本体Ａは、第２端子６の連結片６３の後端部が、ボディ１０の底板１００の孔１０１Ａに圧入されることでボディ１０に位置決め及び固定される。さらに、ボディ１０の前方からカバー１１が被せられてケース１が組み立てられる。最後に、ボディ１０の収納部１０４内に永久磁石１４とヨーク１５が収納されて、本実施形態の接点装置が完成する。なお、カバー１１における左右両側の側壁には、第１端子５の端子片５０並びに第２端子６の端子片６０をそれぞれ逃がすための切り欠き１１１が形成されている（図２及び図３参照）。また、カバー１１の上側の側壁には、ボディ１０のリブ１０３が嵌まる溝１１２が形成されている（図３参照）。

次に、図１を参照して本実施形態の接点装置の動作を説明する。コイル端子２１２間に電圧が印加されていない状態では、駆動部２がアーマチュア８を駆動しない。そのため、接点ばね７がカード１３に引っ張られないので、可動接点４と固定接点３とが、所定のギャップを空けて対向している。このとき、第１端子５と第２端子６は非導通状態（オフ状態）となる。

一方、コイル端子２１２間に電圧が印加されている状態では、駆動部２がアーマチュア８を駆動し、アーマチュア８が反時計回りに回転する。そのため、接点ばね７がカード１３に引っ張られて右向きに撓むので、可動接点４が固定接点３に接触する。このとき、第１端子５と第２端子６は導通状態（オン状態）となる。なお、オン状態においてコイル端子２１２間に電圧が印加されなくなれば、アーマチュア８が時計回りに回転してオフ状態に復帰する。

ここで、オン状態からオフ状態に復帰する際、可動接点４と固定接点３との間にアーク放電が発生することがある。アーク放電が発生した場合、発生したアークを速やかに消弧してアーク放電を短時間で終了させる必要がある。そのために本実施形態の接点装置は、永久磁石１４とヨーク１５からなる消弧部材をボディ１０の収納部１０４内に収納している。つまり、永久磁石１４とヨーク１５によって、固定接点３と可動接点４の周囲に磁場を形成し、当該磁場による電磁力でアークを引き延ばすことにより、アークを消弧している。

図８は本実施形態の接点装置の断面図である。永久磁石１４及びヨーク１５が収納される収納部１０４は、ケース１の内部空間との間が隔てられており、且つケース１のボディ１０の外表面に形成された挿入口１０４０とつながっている。したがって、ケース１を組み立てた後で、永久磁石１４及びヨーク１５を収納部１０４内に収納することができる。そのため、例えば製造過程で発生した異物（例えば金属同士の摩耗粉など）が永久磁石１４に付着した場合でも、この異物がケース１内に入り込むことがなく、遮断性能を低下しにくくした接点装置を提供することができる。

なお、本実施形態では、永久磁石１４が収納される第１収納部とヨーク１５が収納される第２収納部とを一体に形成したが（収納部１０４）、第１収納部と第２収納部とが別々に設けられていてもよい。また、本実施形態では、連結部材７１の取付部７１０と可動接点４とが別体で、且つ取付片５１と固定接点３とが別体である場合を例に説明したが、それぞれ一体であってもよい。

３固定接点
４可動接点
１４永久磁石
１０４収納部（第１収納部）

Claims

固定接点を有する固定接点部と、
可動接点を有し、前記可動接点が前記固定接点に接触する位置と前記可動接点が前記固定接点から離れる位置との間で移動する可動接点部と、
前記固定接点の周囲に磁場を形成する永久磁石と、
少なくとも前記固定接点部及び前記可動接点部が収納されるケースと、
アーマチュアと、
前記アーマチュアを駆動する駆動部と、
前記可動接点を前記固定接点と接離可能に支持する接点ばねと、
前記アーマチュアの駆動に連動して前記接点ばねを駆動するカードと、を備え、
前記ケースは、前記ケースの内部空間との間が隔てられており、且つ前記ケースの外側から前記永久磁石が収納される収納部を有し、
前記収納部は、前記固定接点と前記カードとの間、及び、前記可動接点と前記カードとの間の少なくともいずれか一方の間に配置されていることを特徴とする接点装置。
前記永久磁石とともに磁気回路を形成する継鉄を備え、
前記ケースは、前記収納部からなる第１収納部と、前記ケースの内部空間との間が隔てられており、且つ前記ケースの外側から前記継鉄が収納される第２収納部とを有していることを特徴とする請求項１記載の接点装置。
前記第１収納部と前記第２収納部とが一体に形成されていることを特徴とする請求項２記載の接点装置。