JP2012243731A

JP2012243731A - 電磁リレー

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Publication number: JP2012243731A
Application number: JP2011116167A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kita; 宏幸喜多; Yukiko Okumura; 行子奥村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2012-12-10
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: CN102800528B; EP2528080A1; CN102800528A; EP2528080B1; JP5903613B2

Abstract

【課題】組み付け作業をより向上させることのできる電磁リレーを得る。
【解決手段】カード５をベース２に揺動自在に取り付ける回転支軸５１に、軸部５１ａと、この軸部５１ａの中心軸Ｃ方向に隣接した大径部５１ｂとを設ける。また、ベース２に、ベース２の表面側に開口し、軸部５１ａを受容する軸受け部２２と、大径部５１ｂを受容する大径受け部２３とを設ける。そして、軸受け部２２の開口幅を、取込み口２２ａ側では、軸部５１ａの径よりも小さくなるようにし、ベース２の内部側では、軸部５１ａの径よりも大きく、大径部５１ｂの幅よりも小さくなるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、電磁リレーに関する。

従来、電磁リレーとして、電磁石ブロックの励磁、非励磁によって往復移動する接極子と、当該接極子の移動に伴って揺動するカードと、カードの揺動に応じてオン状態とオフ状態とが切り換えられる接点部と、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、カードは、一端部に設けた軸部をベースに嵌合支持させることで、当該ベースに揺動自在に取り付けられている。

特開２００５−２９３９５２号公報

しかしながら、かかる従来の電磁リレーは、カードの軸部をベースに嵌合支持させる際に、軸部をベースの軸受け溝に側方から挿入している。

そのため、電磁リレーの組み付けの際に、カードの軸部が軸受け溝から抜け出てしまうおそれがある。このように、カードがベースから外れてしまうと、円滑な組み付け作業が損なわれてしまう。

そこで、本発明は、組み付け作業をより向上させることのできる電磁リレーを得ることを目的とする。

本発明にあっては、ベースに搭載される電磁石ブロックと、前記電磁石ブロックの励磁、非励磁によって往復移動する接極子と、前記ベースに回転支軸を介して揺動自在に取り付けられ、前記接極子の移動に伴って揺動するカードと、前記カードの揺動に応じてオン状態とオフ状態とが切り換えられる接点部と、を備える電磁リレーであって、前記回転支軸は、前記ベースに回転自在に係合する軸部と、当該軸部よりも大径の大径部とを備え、前記ベースは、ベース表面側に開口して前記軸部を受容する軸受け部と、前記大径部を受容する大径受け部とを備え、前記軸受け部の開口幅は、前記軸部の取込み口側では、当該軸部の径よりも小さく、ベース内部側では、前記軸部の径よりも大きく、前記大径部の幅よりも小さいことを主要な特徴とする。

本発明によれば、軸受け部の開口幅を、軸部の取込み口側では、当該軸部の径よりも小さく、ベース内部側では、軸部の径よりも大きく、大径部の幅よりも小さくしている。そのため、取込み口から軸受け部に受容された軸部が、取込み口から容易に抜け出てしまうのを抑制することができる。

また、軸受け部が大径部の幅よりも小さくなっているため、大径部が軸受け部に入り込むことが抑制され、回転支軸の軸方向の位置決めをより確実に行うことができる。その結果、回転支軸が軸受け部から中心軸方向にずれて、カードがベースから外れてしまうのを抑制することができる。

このように、本発明によれば、回転支軸が軸受け部から容易に離脱してしまうのを抑制することができるため、電磁リレーの組み付け作業をより向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態にかかる電磁リレーの断面図である。図２は、図１に示す電磁リレーのケースを分離した状態を示す斜視図である。図３は、カードをベースに組み付けようとする状態を示す斜視図である。図４は、カードをベースに組み付けた状態を示す斜視図である。図５は、カードをベースに組み付けた状態の側面図である。図６は、カードとベースの取り付け部分を示す図であって、（ａ）は回転支軸の概略斜視図、（ｂ）は軸受け部の概略斜視図である。図７は、カードとベースの取り付け部分を示す図であって、（ａ）は回転支軸の概略平面図、（ｂ）は軸受け部の概略平面図である。図８は、カードとベースの取り付け部分の変形例を示す図であって、（ａ）は回転支軸の概略平面図、（ｂ）は軸受け部の概略平面図である。

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。

本実施形態にかかる電磁リレー１は、ベース２、電磁石ブロック３、接極子４、カード５、接点部６およびケース７を備えている。

ベース２は、絶縁材料である合成樹脂によって形成されており、全体の平面形状が、長手方向と短手方向とを有する所定厚みをもった略長方形状をしている。

電磁石ブロック３は、ベース２の長手方向の一端部上に搭載されており、コイル３１を巻回したボビン３２と、鉄芯３３と、この鉄芯３３の下端部に接続される略Ｌ字状の継鉄３４とを備えている。ベース２の短手方向に一対設けられるコイル端子３１ａは、それぞれベース２から下方に突出されている。また、継鉄３４のベース２から立設される部分によって永久磁石３５が挟まれている。

接極子４は、軟磁性材料によって形成されており、屈曲部４ａによって略Ｌ字状に形成されている。そして接極子４の一端部側がボビン３２の上面に対向する水平部４ｂとなっており、他端部側が継鉄３４のボビン３２とは反対側の側面に沿った垂直部４ｃとなっている。そして、接極子４は、屈曲部４ａが継鉄３４の上端に支持された状態で、水平部４ｂの先端部が鉄芯３３の上端面に適宜間隔をもって対向配置される。

そして、接極子４が図１の状態のときに、コイル３１に所定方向の電流を流して電磁石ブロック３を励磁すると、水平部４ｂが鉄芯３３に吸引され、接極子４の垂直部４ｃは屈曲部４ａを支点として図１の反時計回り方向に回動して継鉄３４から離れる方向に移動する。

かかる状態で、コイル３１への通電を停止すると、永久磁石３５の吸引力によって、接極子４は、その状態（接極子４の垂直部４ｃが屈曲部４ａを支点として図１の反時計回り方向に回動して継鉄３４から離れる方向に移動した状態）で保持される。

また、接極子４が図１の反時計回り方向に回動した状態で、コイル３１に反対方向の電流を流して電磁石ブロック３を励磁すると、水平部４ｂが鉄芯３３から離れ、接極子４の垂直部４ｃは屈曲部４ａを支点として図１の時計回り方向に回動して継鉄３４に近づく方向に移動する。

かかる状態で、コイル３１への通電を停止すると、永久磁石３５の吸引力によって、接極子４は、その状態（図１に示す状態）で保持される。

なお、接極子４にはヒンジばね４１が設けられており、このヒンジばね４１によって接極子４が往復移動する際に位置ずれしてしまうのを抑制している。

このように、本実施形態にかかる電磁リレー１は、コイル３１への通電方向を変えることにより接極子４が往復移動するいわゆるラッチタイプのものである。

カード５は、接極子４の垂直部４ｃと、ベース２の長手方向の他端部に配置される接点部６との間に位置しており、下端部に設けた回転支軸５１を介してベース２に揺動自在に取り付けられている。このときの揺動方向は、図１の矢印ｂで示すように、ベース２の長手方向となっている。

カード５が接極子４の垂直部４ｃに対向する一側５ａには、上下方向略中間部に接極子４の垂直部４ｃに当接する第１突起部５２が設けられている。また、カード５が接点部６に対向する他側５ｂには、第１突起部５２よりも上方に位置する第２突起部５３が設けられている。

そして、往復移動する接極子４の垂直部４ｃが、電磁石ブロック３の励磁（コイル３１への所定方向の通電）に伴って継鉄３４から離れる方向に移動すると、この移動力が第１突起部５２を介してカード５に入力されてカード５が接点部６方向に揺動する。

接点部６は、固定接点６１ａを有する固定端子６１と、可動接点６２ａを有する可動ばね６２とを有している。固定端子６１および可動ばね６２は、可動ばね６２がカード５側、固定端子６１がカード５から離れる側に位置しており、ベース２の長手方向に対峙し、それぞれの下端部がベース２に支持された状態でこのベース２から立設されている。そして、固定端子６１および可動ばね６２のそれぞれの端子６１ｂ、６２ｂは、ベース２から下方に突設されている。

本実施形態では、接点部６は、水平部４ｂが鉄芯３３に吸引されていない状態では、固定接点６１ａと可動接点６２ａとが離間しており、水平部４ｂが鉄芯３３に吸引されるように電磁石ブロック３を励磁させると、固定接点６１ａと可動接点６２ａとが接触する接点として構成されている。

すなわち、可動ばね６２は、水平部４ｂが鉄芯３３に吸引されていない状態では、カード５の第２突起部５３に当接または近接している。そして、カード５が電磁石ブロック３の励磁（コイル３１への所定方向の通電）に伴って揺動すると、第２突起部５３で可動ばね６２を押圧して可動ばね６２が撓む。そして、可動ばね６２が撓むことで、可動接点６２ａが固定接点６１ａに接触して接点部６がオン状態となる。

一方、電磁石ブロック３の励磁（コイル３１への所定方向とは反対方向の通電）に伴って接極子４の垂直部４ｃが、図１の時計回り方向に移動すると、カード５は可動ばね６２のばね力によって接極子４方向に揺動する。これにより、可動接点６２ａが固定接点６１ａから離反して接点部６がオフ状態となる。

このように、接点部６は、カード５の揺動に応じてオン状態とオフ状態とが切り換えられるものである。

なお、接点部６を水平部４ｂが鉄芯３３に吸引されていない状態で接触する構造としてもよいし、水平部４ｂが鉄芯３３に吸引されていない状態で接触する接点と離間する接点の両方を備えた接点構造としてもよい。

また、電磁石ブロック３が搭載されるベース２に接点部６の下端部が支持されているが、本実施形態では、ベース２を絶縁性材料で形成しているため、コイル３１と接点部６との間の電気的絶縁性を向上させることができる。

ケース７は、図２に示すように、全体的に下方に開放した直方体状の筺体として形成されており、下端開放口７ａをベース２の外周に形成された段差部２ａに略密接して嵌合させるようになっている。また、ケース７内には、接極子４の垂直部４ｃとカード５との間に位置する仕切り壁７１が設けられている。そして、仕切り壁７１には、第１突起部５２を貫通させる切欠部７１ａが形成されており、この仕切り壁７１は門型に形成されている。

また、ケース７の短手方向両側の側壁下端部には、長手方向の略中央部に位置する係合穴７２が形成されており、この係合穴７２をベース２の段差部２ａから突設した係合突部２１に係止することでケース７の抜止めがなされる。

ここで、カード５の回転支軸５１には、図３および図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、ベース２に回転自在に係合する軸部５１ａと、この軸部５１ａの中心軸Ｃ方向に隣接して設けられる大径部５１ｂとが形成されている。大径部５１ｂは、軸部５１ａよりも幅が大きくなっている。そして、本実施形態では、軸部５１ａは回転支軸５１の中心軸Ｃ方向の両端部に配置されており、大径部５１ｂはそれら両軸部５１ａ間（回転支軸５１の中心軸Ｃ方向の中央部）に配置されている。なお、図６（ａ）、図７（ａ）では、説明のために回転支軸５１のみを概略的に示している。

一方、カード５の回転支軸５１を揺動自在に取り付けるベース２には、図３および図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように、軸部５１ａをベース２の内部で回転自在に受容する軸受け部２２が形成されている。この軸受け部２２は、回転支軸５１の中心軸Ｃ方向の両端部に配置した軸部５１ａにそれぞれ対応した位置に一対設けられている。また、一対の軸受け部２２間には、回転支軸５１の大径部５１ｂを受容する大径受け部２３が形成されている。なお、図６（ｂ）、図７（ｂ）では、説明のために軸受け部２２および大径受け部２３のみを概略的に示している。また、本実施形態では、軸受け部２２の中心軸Ｃ方向の外側が開口したものを例示しているが、軸受け部２２の中心軸Ｃ方向の外側が閉じられていてもよい。

また、軸受け部２２および大径受け部２３は、ベース２の表面（図１の上面）側に開口して、回転支軸５１をベース表面の面直上方から取り込むようになっており、軸受け部２２の開口部分は軸部５１ａの取込み口２２ａとなっている。すなわち、本実施形態では、ベース２の表面（図１の上面）側が、カード５の挿入方向手前側となっている。

したがって、本実施形態では、カード５をベース２に取り付ける際には、図３の矢印Ｋに示すように、回転支軸５１を軸受け部２２および大径受け部２３に向かって上方から押し込むようになっている。このように回転支軸５１を軸受け部２２および大径受け部２３に向かって上方から押し込むと、図４および図５に示すように、軸部５１ａが軸受け部２２に嵌合し、大径部５１ｂが大径受け部２３に嵌合することになる。そして、カード５がｂ方向に揺動自在にベース２に取り付けられることとなる。

このとき、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、軸受け部２２は、取込み口２２ａ側（軸受け部２２のカード５挿入方向手前側）の開口幅ａ１を軸部５１ａの径Ａ１よりも小さく（ａ１＜Ａ１）してある。また、軸受け部２２は、ベース２の内部側（軸受け部２２のカード５挿入方向奥側）の径ａ２を軸部５１ａの径Ａ１よりも大きくし、大径部５１ｂの幅Ａ２よりも小さく（Ａ１＜ａ２＜Ａ２）してある。なお、大径受け部２３の幅ａ３は、大径部５１ｂの幅Ａ２よりも大きく（ａ３＞Ａ２）してあればよい。

かかる構成とすることで、軸部５１ａの径Ａ１よりも取込み口２２ａの開口幅ａ１のほうが小さくなるため、回転支軸５１の軸部５１ａを軸受け部２２に嵌合（受容）させる際には、軸部５１ａを圧入により軸受け部２２に嵌合することになる。そのため、軸部５１ａの径Ａ１と開口幅ａ１との差（Ａ１−ａ１）は、軸部５１ａの圧入を許容できるように設定するのが好ましい。

このように、軸部５１ａを圧入により軸受け部２２に嵌め込むことで、外的な衝撃によって軸部５１ａが軸受け部２２から離脱してしまうのが抑制され、カード５がベース２から容易に外れてしまうのを抑制することができる。

ところで、本実施形態では、回転支軸５１は、軸部５１ａと大径部５１ｂとを断面円形の同心状に形成しており、大径部５１ｂの幅Ａ２は径Ａ２と読み替えることができる。しかし、大径部５１ｂは必ずしも断面円形に形成する必要はない。つまり、大径部５１ｂは、当該大径部５１ｂの幅Ａ２が軸部５１ａの径Ａ１よりも大きく、大径部５１ｂの中心軸Ｃ方向の端面５１ｃを軸受け部２２と大径受け部２３との段差面２４に当接させることができればよい。

なお、図３および図４の符号２５は、可動ばね６２の下端部を挿入させるための支持凹部、符号２６は、固定端子６１の下端部を挿入させるための支持凹部であり、符号２７は、ケース７の仕切り壁７１の切欠部７１ａの両側部を嵌合するための支持溝である。

かかる構成とすることで、電磁リレー１は、以下の動作をすることになる。

まず、図１に示す状態、つまり、水平部４ｂが鉄芯３３に吸引されていない状態では、接極子４は垂直部４ｃが継鉄３４側に移動した状態にある。この状態では、カード５は可動ばね６２のばね力により接極子４側に揺動した位置にあり、接点部６は固定接点６１ａと可動接点６２ａとが離間してオフ状態となっている。

そして、コイル３１に所定方向の電流を流して電磁石ブロック３を励磁させると、接極子４は、水平部４ｂが鉄芯３３に吸引されて屈曲部４ａを中心として図１の反時計回り方向に回動し、垂直部４ｃによってカード５を接点部６側に揺動させる。すると、カード５が可動ばね６２をばね力に抗して固定端子６１側に撓ませ、可動接点６２ａを固定接点６１ａに接触させて導通状態とし、接点部６をオン状態とする。

この状態で、コイル３１への通電を遮断すると、永久磁石３５の吸引力によって、接極子４が、その状態（図１の反時計回り方向に回動した状態）で保持され、接点部６のオン状態が維持される。

次に、コイル３１に所定方向とは反対方向の電流を流して電磁石ブロック３を励磁させると、接極子４は折曲部４ａを中心に図１の時計回り方向に回動し、垂直部４ｃが継鉄３４側に移動する。これにより、カード５は可動ばね６２のばね力によって接極子４側に揺動して接点部６をオフ状態とする。

この状態で、コイル３１への通電を遮断すると、永久磁石３５の吸引力によって、接極子４が、その状態（図１に示す状態）で保持され、接点部６のオフ状態が維持される。

ところで、カード５は、回転支軸５１を中心として揺動するが、実質的には回転支軸５１の軸部５１ａがベース２の軸受け部２２に対して回転して、カード５を揺動させるようになっている。このように、カード５は、軸部５１ａを揺動支点として動作するため、揺動時の安定動作が確保し易くなる。

また、回転支軸５１は、中心軸Ｃ上で軸部５１ａに隣接して大径部５１ｂが設けられているため、大径部５１ｂを軸受け部２２と大径受け部２３との間の段差面２４に当接させることができ、カード５がベース２の短軸方向にそれ以上ずれてしまうのを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態では、カード５をベース２に揺動自在に取り付ける回転支軸５１に、軸部５１ａと、この軸部５１ａよりも大径の大径部５１ｂとを設けている。そして、軸部５１ａが、ベース２の軸受け部２２に受容され、大径部５１ｂがベース２の大径受け部２３に受容されるようにしている。

さらに、軸受け部２２の開口幅を、ベース２の表面側に開口した軸部５１ａの取込み口２２ａ側の開口幅ａ１が、軸部５１ａの径Ａ１よりも小さくなるようにしている。これにより、取込み口２２ａから軸受け部２２に受容した軸部５１ａが取込み口２２ａから容易に抜け出てしまうのを抑制することができる。

また、軸部５１ａを受容した軸受け部２２の径（開口幅）ａ２を、ベース２の内部側で軸部５１ａの径Ａ１よりも大きくしているため、軸部５１ａの回転、つまり、カード５の揺動を円滑に行うことができる。

さらに、軸受け部２２の開口幅を、大径部５１ｂの幅Ａ２よりも小さくし、大径部５１ｂを、軸部５１ａの中心軸Ｃ方向に隣接するように設けている。そのため、大径部５１ｂの端面５１ｃを段差面２４に当接させることができ、大径部５１ｂが軸受け部２２に入り込んでしまうのを抑制することができる。これにより、回転支軸５１の軸方向の位置決めをより確実に行うことができ、回転支軸５１が軸受け部２２から中心軸Ｃ方向にずれて、カード５がベース２から外れてしまうのをより確実に抑制することができる。

このように、本実施形態によれば、回転支軸５１が軸受け部２２から容易に離脱してしまうのを抑制することができるため、電磁リレー１の組み付け段階でカード５をベース２に組み付けた後に、カード５が容易に外れてしまうのが抑制される。その結果、電磁リレー１の組み付け作業をより向上させることができる。

また、本実施形態によれば、軸部５１ａを回転支軸５１の中心軸Ｃ方向の両端部に配置し、大径部５１ｂを両端部の軸部５１ａの間（回転支軸５１の中心軸Ｃ方向の中央部）に配置している。そのため、回転支軸５１の幅の増大を抑制しつつ、軸部５１ａの支持スパンを長くすることができる。これにより、回転支軸５１をより安定的にベース２に取り付けることができ、カード５をより安定して揺動させることができる。

次に、本実施形態の変形例を図８に基づき説明する。上記実施形態では、中心軸Ｃ方向の両端部に一対の軸部５１ａを配置し、それら両軸部５１ａの間に大径部５１ｂを配置したものを例示したが、本変形例では、図８（ａ）に示すように、軸部５１ａを回転支軸５１の中心軸Ｃ方向の中央部に配置し、大径部５１ｂを軸部５１ａの両側に一対配置している。この場合、図８（ｂ）に示すように、軸受け部２２が軸部５１ａに対応して中央部に配置され、大径受け部２３が一対の大径部５１ｂに対応して軸受け部２２の両側に配置されることになる。本変形例にあっても、中央部に配置した軸受け部２２の取込み口２２ａ側の開口幅ａ１が軸部５１ａの径Ａ１よりも小さくなっている。

また、ベース２の内部側の開口幅を、軸部５１ａの径Ａ１よりも大きく、大径部５１ｂの幅Ａ２よりも小さくしてあり、軸部５１ａの回転を円滑に行わせ、回転支軸５１を軸方向に位置決めできるようにしている。

以上の本変形例によっても、上記実施形態とほぼ同様の作用、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、電磁リレーとしていわゆるラッチタイプのものを例示したが、接極子を、電磁石ブロックの励磁、非励磁によって、垂直部が継鉄から離れる方向と近づく方向とに往復移動するようにしてもよい。

すなわち、ヒンジばねにより接極子の水平部を鉄芯から離れる方向に付勢させ、電磁石ブロックを消磁した際に、ヒンジばねによって、接極子の垂直部が継鉄に近づく方向に移動するように電磁リレーを構成してもよい。

また、ベース、電磁石ブロックや接極子、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜変更することが可能である。

１電磁リレー
２ベース
２２軸受け部
２２ａ取込み口
２３大径受け部
３電磁石ブロック
４接極子
５カード
５１回転支軸
５１ａ軸部
５１ｂ大径部
６接点部
Ｃ中心軸
Ａ１軸部の径
Ａ２大径部の幅
ａ１取込み口の開口幅
ａ２軸受け部の径

Claims

ベースに搭載される電磁石ブロックと、前記電磁石ブロックの励磁、非励磁によって往復移動する接極子と、前記ベースに回転支軸を介して揺動自在に取り付けられ、前記接極子の移動に伴って揺動するカードと、前記カードの揺動に応じてオン状態とオフ状態とが切り換えられる接点部と、を備える電磁リレーであって、
前記回転支軸は、前記ベースに回転自在に係合する軸部と、当該軸部よりも大径の大径部とを備え、
前記ベースは、ベース表面側に開口して前記軸部を受容する軸受け部と、前記大径部を受容する大径受け部とを備え、
前記軸受け部の開口幅は、前記軸部の取込み口側では、当該軸部の径よりも小さく、ベース内部側では、前記軸部の径よりも大きく、前記大径部の幅よりも小さいことを特徴とする電磁リレー。
前記大径部は、前記軸部の中心軸方向に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電磁リレー。
前記軸部は、前記回転支軸の中心軸方向の両端部に配置されており、前記大径部は、前記回転支軸の中心軸方向の中央部に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁リレー。