JP7700543B2 - 電磁継電器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

例えば、特許文献１に示されているように、電磁継電器は、固定接点と可動接点とを備えている。可動接点が固定接点に接触することで、可動接点と固定接点とに電気が流れる。可動接点が固定接点から離れることで、可動接点と固定接点との間で電気が遮断される。固定接点は、固定端子に接続されている。可動接点は、可動片に接続されている。固定端子と可動片とは、ベースに支持されている。ベースには、ケースが取り付けられる。

一方、電磁継電器には、アークを消弧するための磁石を備えるものがある。磁石からの磁界により、固定接点と可動接点との間に発生するアークにローレンツ力が作用する。アークは、ローレンツ力によって引き延ばされることで、迅速に消弧される。

特開２０１９－１７５６０３号公報

アークを迅速に消弧するためには、接点の周囲に広い空間があることが望まれる。そのため、例えば、ベースを大きくすることで、接点の周囲に広い空間が設けられる。しかし、ベースは、固定端子、固定接点、可動片、及び可動接点の位置関係を規定する部品であり、高い寸法精度が求められる。そのため、ベースを新たに設計しなおすことは容易ではない。また、ベースの形状が変更されると、電磁継電器の製造ラインを新たに設計する必要がある。その場合、製造コストが増大してしまう。本発明の目的は、製造コストの増大を抑えながら、電磁継電器内において、アークを消弧するための空間を拡大することにある。

本発明の一態様に係る電磁継電器は、ベースと、固定端子と、固定接点と、可動片と、可動接点と、磁石と、ベースホルダと、ケースとを備えている。固定端子は、ベースに支持される。固定接点は、固定端子に接続される。可動片は、ベースに支持される。可動接点は、可動片に接続され、固定接点と向かい合う。磁石は、固定接点と可動接点との間に発生するアークに対してローレンツ力を作用させる。ベースホルダは、ベースと別体である。ベースホルダは、ベースに取り付けられる。ベースホルダは、ベースに対して少なくともローレンツ力が作用する方向に配置される。ケースは、ベースホルダに取り付けられる。

本態様に係る電磁継電器では、ベースホルダが、ベースに対して少なくともローレンツ力が作用する方向に配置される。そのため、ケース内において、アークを消弧するための空間が、ローレンツ力が作用する方向に拡大される。また、ベースホルダは、ベースと別体である。そのため、ベースの形状を変更することなく、アークを消弧するための空間が拡大される。それにより、製造コストの増大を抑えながら、アークを消弧するための空間が拡大される。

磁石は、固定接点及び可動接点の上方に配置されてもよい。この場合、磁石が可動片の動作に干渉することなく、アークにローレンツ力を作用させることができる。

可動接点は、前後方向に移動することで、固定接点に対して接触及び開離してもよい。ローレンツ力は、左右方向に作用してもよい。ベースホルダは、ベースの少なくとも左右方向に配置されてもよい。この場合、ケース内において、アークを消弧するための空間が、ローレンツ力が作用する左右方向に拡大される。

可動接点が固定接点に接触する方向が前方と定義される。可動接点が固定接点から離れる方向が後方と定義される。ベースホルダは、前ホルダ部と、後ホルダ部と、左ホルダ部と、右ホルダ部とを含んでもよい。前ホルダ部は、ベースの前方に配置されてもよい。後ホルダ部は、ベースの後方に配置されてもよい。左ホルダ部は、ベースの左方に配置されてもよい。右ホルダ部は、ベースの右方に配置されてもよい。この場合、ベースの前後左右にベースホルダが配置される。そのため、ベースホルダが強固にベースに取り付けられる。

ベースホルダは、開口を含んでもよい。ベースは、開口内に配置されてもよい。この場合、ベースホルダのベースへの取付が容易である。

ベースホルダは、ホルダフレームと凸部とを含んでもよい。ホルダフレームは、開口を含んでもよい。凸部は、ホルダフレームから開口内に突出していてもよい。凸部は、ベースに上方から接触してもよい。この場合、凸部によってベースが上方に抜け止めされる。それにより、ベースホルダが、安定してベースに取り付けられる。

ベースホルダは、突起を含んでもよい。突起は、ホルダフレームから開口内に突出していてもよい。突起は、ベースを下方から支持してもよい。この場合、突起によって、ベースが下方に抜け止めされる。それにより、ベースホルダが、安定してベースに取り付けられる。

ベースホルダは、ケースを下方から支持する段部を含んでもよい。この場合、ケースが、ベースホルダに安定的に支持される。

ケースは、磁石収納部を含んでもよい。磁石収納部は、固定接点と可動接点との上方に配置されてもよい。磁石収納部は、ケース内の空間から区画されていてもよい。磁石は、磁石収納部内に格納されてもよい。この場合、磁石を固定接点と可動接点との近くに容易に配置できる。

ケースは、磁石収納部を閉じる軟磁性材製の蓋部をさらに含んでもよい。この場合、蓋部がヨークとして機能することで、磁石の磁束が接点の周辺に集められる。また、磁石の磁束が、電磁継電器の外に漏れにくくなる。

本発明によれば、製造コストの増大を抑えながら、電磁継電器内において、アークを消弧するための空間を拡大することができる。

開状態の電磁継電器の側面図である。 閉状態の電磁継電器の側面図である。 電磁継電器の拡大側面図である。 電磁継電器の正面図である。 ベース及びベースホルダの斜視図である。 ベース及びベースホルダの斜視図である。 ベース及びベースホルダの分解斜視図である。 ベースホルダの斜視図である。 ベースホルダの底面図である。

以下、図面を参照して、本実施形態に係る電磁継電器１について説明する。図１は、実施形態に係る電磁継電器１の側面図である。図１に示すように、電磁継電器１は、ベース２と、ベースホルダ３と、ケース４と、固定端子５と、固定接点６と、可動片７と、可動接点８と、駆動装置９とを備えている。なお、以下の説明において、ベース２に対して接点６，８が配置される方向が上方、その反対が下方と定義されるものとする。可動接点８から固定接点６に向かう方向が前方、その反対が後方と定義されるものとする。また、前方に向かって左方が左方、その反対が右方と定義されるものとする。なお、これらの方向の定義は、説明の便宜上、用いられるものであって、電磁継電器１の配置方向などを限定するものではない。

ベース２は、固定端子５と可動片７と駆動装置９とを支持している。ベースホルダ３は、ベース２に取り付けられている。ベース２とベースホルダ３とは、例えば樹脂製である。ベース２とベースホルダ３については、後に詳細に説明する。ケース４は、ベースホルダ３に取り付けられている。ケース４は、ベース２とベースホルダ３と可動接点８と固定接点６と駆動装置９とを覆う。

固定端子５は、ベース２から上方へ延びている。固定接点６は、固定端子５に接続されている。固定端子５は、ベース２から下方へ突出している。可動片７は、ベース２から上方へ延びている。可動接点８は、可動片７に接続されている。可動接点８は、固定接点６と、前後方向に向かい合っている。可動片７は、ベース２から下方へ突出している。

駆動装置９は、可動片７を接触方向と開離方向とに移動させる。接触方向は、可動接点８が固定接点６に接触する方向である。開離方向は、可動接点８が固定接点６から離れる方向である。駆動装置９は、コイルブロック１１と、ヨーク１２と、接極子１３と、ヒンジバネ１４と、カード１５とを含む。コイルブロック１１は、コイル１６と、スプール１７と、鉄心１８とを含む。コイル１６は、スプール１７に巻回されている。スプール１７は、ベース２に支持されている。コイル１６は、通電されることで、可動片７を移動させる磁力を発生させる。コイル１６には、コイル端子１９が接続されている。コイル端子１９は、ベース２に支持されている。コイル端子１９は、ベース２から下方に突出している。

鉄心１８は、スプール１７内に配置されている。鉄心１８は、コイル１６の軸線方向に延びている。ヨーク１２は、ベース２に支持されている。ヨーク１２は、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２とを含む。ヨーク１２は、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２との間で屈曲した形状を有している。第１ヨーク２１は、コイル１６の前方に配置されている。第１ヨーク２１は、上下方向に延びている。第２ヨーク２２は、前後方向に延びている。第２ヨーク２２は、鉄心１８の下端に接続されている。

接極子１３は、揺動可能にヨーク１２に支持されている。接極子１３は、第１部分２３と第２部分２４とを含む。接極子１３は、第１部分２３と第２部分２４との間で屈曲した形状を有している。第１部分２３は、鉄心１８の上端と向かい合う。第２部分２４は、カード１５に接続される。カード１５は、可動片７と向かい合っている。カード１５は、可動片７を接触方向に押圧する。ヒンジバネ１４は、接極子１３に接続されている。ヒンジバネ１４は、接極子１３を接触方向に付勢する。

図１は、開状態の電磁継電器１を示している。図１に示すように、コイル１６に電流が流れていない状態では、可動片７の弾性力によって、可動接点８が固定接点６から離れた位置に保持される。コイル１６に電流が流れると、コイル１６の磁力によって、接極子１３の第１部分２３が、鉄心１８に吸引される。それにより、接極子１３が、可動片７の弾性力に抗して、接触方向に揺動して、第２部分２４が接触方向に移動する。そして、カード１５が接触方向に移動して、可動片７を接触方向に押圧する。それにより、図２に示すように、可動片７が弾性変形すると共に、可動接点８が固定接点６に接触する。その結果、電磁継電器１は、図２に示す閉状態となる。

コイル１６への電流が遮断されると、鉄心１８による接極子１３の吸引が停止する。そのため、可動片７の弾性力によって、接極子１３が開離方向に揺動する。それにより、第１部分２３が鉄心１８から離れ、カード１５が開離方向に移動する。また、可動片７の弾性力によって、可動接点８が固定接点６から離れる。それにより、電磁継電器１が図１に示す開状態に戻る。

可動接点８が固定接点６から離れる際、接点６，８間にアークが発生することがある。図１に示すように、電磁継電器１は、アークを消弧するための磁石２５を備えている。磁石２５は、固定接点６及び可動接点８の上方に配置される。図３は、電磁継電器１の拡大側面図である。図４は、電磁継電器１の正面図である。図３および図４において、矢印Ａ１は、磁石２５の磁界の向きを示している。図３及び図４に示すように、磁石２５は、固定接点６と可動接点８との間に、上下方向の磁界を発生させるように配置される。例えば、磁石２５は、固定接点６と可動接点８との間に、下向きの磁界を発生させる。或いは、磁石２５は、固定接点６と可動接点８との間に、上向きの磁界を発生させてもよい。

磁石２５は、固定接点６と可動接点８との間に発生するアークに対してローレンツ力を作用させる。以下、磁石２５が、固定接点６と可動接点８との間に、下向きの磁界を発生させる場合のローレンツ力について説明する。図４において、実線の矢印Ｆ１は、可動接点８から固定接点６に向かって電流が流れる場合のローレンツ力（以下、「第１ローレンツ力」と呼ぶ）の向きを示している。破線の矢印Ｆ２は、固定接点６から可動接点８に向かって電流が流れる場合のローレンツ力（以下、「第２ローレンツ力」と呼ぶ）の向きを示している。ローレンツ力Ｆ１，Ｆ２は、アークに対して、左右方向に作用する。

図１及び図４に示すように、ケース４は、第１側面３１と、第２側面３２と、前面３３と、後面３４と、上面３５とを含む。第１側面３１と第２側面３２とは、左右方向に互いに離れて配置される。第１側面３１は、接点６，８の左方に配置される。第２側面３２は、接点６，８の右方に配置される。

可動接点８から固定接点６に向かって電流が流れる場合には、アークに左方への第１ローレンツ力Ｆ１が作用する。それにより、アークは、接点６，８と第１側面３１との間の空間（以下、「第１空間」と呼ぶ）Ｓ１へ引き延ばされて消弧される。固定接点６から可動接点８に向かって電流が流れる場合には、アークに右方への第２ローレンツ力Ｆ２が作用する。それにより、アークは、接点６，８と第２側面３２との間の空間（以下、「第２空間」と呼ぶ）Ｓ２へ引き延ばされて消弧される。なお、磁石２５が、固定接点６と可動接点８との間に、上向きの磁界を発生させる場合には、上記の説明とは逆方向にローレンツ力が作用する。

前面３３は、接点６，８の前方に配置される。後面３４は、駆動装置９の後方に配置される。上面３５は、接点６，８及び駆動装置９の上方に配置される。ケース４は、磁石収納部３６を含む。磁石収納部３６は、接点６，８の上方に配置されている。磁石収納部３６は、上面３５から下方へ凹んだ形状を有している。磁石２５は、磁石収納部３６に配置される。磁石収納部３６は、ケース４内の空間から区画されている。磁石収納部３６は、蓋３７によって閉じられる。蓋３７は、軟磁性材製である。蓋３７が軟磁性材製であることで、磁石２５の磁束が接点６，８の周辺に集められる。また、磁石２５の磁束が、電磁継電器１の外に漏れにくくなる。

図５及び図６は、ベース２及びベースホルダ３の斜視図である。図７は、ベース２及びベースホルダ３の分解斜視図である。図５から図７に示すように、ベース２は、第１支持部４１と第２支持部４２とを含む。第１支持部４１は、固定端子５を支持する。第１支持部４１は、上下方向にベース２を貫通する第１孔４３を含む。固定端子５は、第１孔４３に通される。第２支持部４２は、可動片７を支持する。第２支持部４２は、上下方向にベース２を貫通する第２孔４４を含む。可動片７は、第２孔４４に通される。

ベース２は、ヨーク支持部４５とコイル支持部４６とを含む。ヨーク支持部４５は、ベース２の上面３５から上方に延びている。ヨーク支持部４５は、ヨーク１２を支持する。コイル支持部４６は、コイルブロック１１を支持している。ベース２は、前縁４７と後縁４８とを含む。前縁４７は、第１支持部４１の前方に配置されている。後縁４８は、コイル支持部４６の後方に配置されている。

ベースホルダ３は、ベース２と別体である。ベースホルダ３は、ベース２の前後左右に配置される。詳細には、ベースホルダ３は、ホルダフレーム５１を含む。ホルダフレーム５１は、開口５２を含む。ベース２は、開口５２内に配置される。ホルダフレーム５１は、段部５３を含む。段部５３は、ホルダフレーム５１の外縁に沿って設けられる。段部５３は、ケース４を下方から支持する。

ホルダフレーム５１は、前ホルダ部５４と、後ホルダ部５５と、左ホルダ部５６と、右ホルダ部５７とを含む。前ホルダ部５４は、ベース２の前方に配置される。前ホルダ部５４は、左右方向に延びている。後ホルダ部５５は、ベース２の後方に配置される。後ホルダ部５５は、左右方向に延びている。左ホルダ部５６は、ベース２の左方に配置される。左ホルダ部５６は、前後方向に延びている。左ホルダ部５６は、前ホルダ部５４と後ホルダ部５５とに接続されている。右ホルダ部５７は、ベース２の右方に配置される。右ホルダ部５７は、前後方向に延びている。右ホルダ部５７は、前ホルダ部５４と後ホルダ部５５とに接続されている。

図４に示すように、左ホルダ部５６は、ベース２に対して第１ローレンツ力Ｆ１が作用する方向に配置されている。アークは、第１ローレンツ力Ｆ１によって、左ホルダ部５６の上方の第１空間Ｓ１に引き延ばされる。右ホルダ部５７は、ベース２に対して第２ローレンツ力Ｆ２が作用する方向に配置されている。アークは、第２ローレンツ力Ｆ２によって、右ホルダ部５７の上方の第２空間Ｓ２に引き延ばされる。

図８は、ベースホルダ３の斜視図である。図９は、ベースホルダ３の底面図である。図８及び図９に示すように、ベースホルダ３は、複数の脚部６１－６４を含む。複数の脚部６１－６４は、ホルダフレーム５１の底面５８から下方に突出している。複数の脚部６１－６４は、第１脚部６１と、第２脚部６２と、第３脚部６３と、第４脚部６４とを含む。第１～第４脚部６１－６４は、ホルダフレーム５１の底面５８の４つの角にそれぞれ配置されている。

ベースホルダ３は、複数の凹部６５－６８を含む。複数の凹部６５－６８は、ホルダフレーム５１の底面５８から上方に凹んだ形状を有している。複数の凹部６５－６８は、第１凹部６５と、第２凹部６６と、第３凹部６７と、第４凹部６８とを含む。第１凹部６５と第２凹部６６とは、左ホルダ部５６の底面に設けられている。第１凹部６５と第２凹部６６とは、前後方向に延びている。第３凹部６７と第４凹部６８とは、右ホルダ部５７の底面に設けられている。第３凹部６７と第４凹部６８とは、前後方向に延びている。なお、複数の凹部６５－６８は省略されてもよい。

ベースホルダ３は、複数の凸部７１－７３を含む。複数の凸部７１－７３は、ホルダフレーム５１から開口５２内に突出している。複数の凸部７１－７３は、ベース２に上方から接触する。複数の凸部７１－７３は、第１凸部７１と、第２凸部７２と、第３凸部７３とを含む。第１凸部７１と第２凸部７２は、開口５２の角に配置されている。第１凸部７１は、前ホルダ部５４と左ホルダ部５６との間の角に配置されている。第２凸部７２は、前ホルダ部５４と右ホルダ部５７との間の角に配置されている。第１凸部７１と第２凸部７２とは、ベース２の前縁４７の上方に配置される。第１凸部７１と第２凸部７２とは、ベース２の前縁４７に上方から接触する。第３凸部７３は、後ホルダ部５５から前方へ突出している。第３凸部７３は、ベース２の後縁４８の上方に配置される。第３凸部７３は、ベース２の後縁４８に上方から接触する。

図９に示すように、ベースホルダ３は、複数の突起７４，７５を含む。複数の突起７４，７５は、ホルダフレーム５１から開口５２内に突出している。複数の突起７４，７５は、ベース２を下方から支持する。複数の突起７４，７５は、第１突起７４と第２突起７５とを含む。第１突起７４は、左ホルダ部５６から開口５２内へ突出している。第２突起７５は、右ホルダ部５７から開口５２内へ突出している。第１突起７４と第２突起７５は、ベース２の下方に配置される。ベース２は、圧入により、ベースホルダ３の下方から開口５２へ挿入され、複数の凸部７１－７３と複数の突起７４，７５との間に配置される。ベース２は、複数の凸部７１－７３と複数の突起７４，７５とに挟まれることで、ベースホルダ３に保持される。

ベースホルダ３は、複数の係止部７６，７７を含む。複数の係止部７６，７７は、ケース４に係止する。それにより、ケース４が、ベースホルダ３に取り付けられる。複数の係止部７６，７７は、第１係止部７６と第２係止部７７とを含む。第１係止部７６は、左ホルダ部５６から突出している。第１係止部７６は、ケース４の第１側面３１に係止する。第２係止部７７は、右ホルダ部５７から突出している。第２係止部７７は、ケース４の第２側面３２に係止する。

以上説明した本実施形態に係る電磁継電器１では、ベースホルダ３が、ベース２に対して少なくともローレンツ力が作用する方向に配置される。そのため、ケース４内において、アークを消弧するための空間Ｓ１，Ｓ２が、ローレンツ力Ｆ１，Ｆ２が作用する方向に拡大される。また、ベースホルダ３は、ベース２と別体である。そのため、ベース２の形状を変更することなく、アークを消弧するための空間Ｓ１，Ｓ２が拡大される。それにより、製造コストの増大を抑えながら、アークを消弧するための空間Ｓ１，Ｓ２が拡大される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

固定接点６及び固定端子５の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、固定接点６と固定端子５とは、互いに別体に限らず、一体であってもよい。可動接点８及び可動片７の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、可動接点８と可動片７とは、互いに別体に限らず、一体であってもよい。

駆動装置９の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、カード１５の形状が変更されてもよい。接極子１３の形状が変更されてもよい。

ベース２及びベースホルダ３の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、後ホルダ部５５、或いは前ホルダ部５４が省略されてもよい。左ホルダ部５６と右ホルダ部５７との一方のみが設けられてもよい。例えば、ローレンツ力が接点６，８の左方のみに作用する場合には、右ホルダ部５７が省略されてもよい。或いは、ローレンツ力が接点６，８の右方のみに作用する場合には、左ホルダ部５６が省略されてもよい。

凸部の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、凸部の配置が変更されてもよい。凸部の数は、３つに限らず、３つより多くてもよく、或いは３つより少なくてもよい。突起の配置が変更されてもよい。突起の数は、２つに限らず、１つであってもよく、或いは２つより多くてもよい。

本発明によれば、製造コストの増大を抑えながら、電磁継電器内において、アークを消弧するための空間を拡大することができる。

２：ベース、 ３：ベースホルダ、 ４：ケース、 ５：固定端子、 ６：固定接点、 ７：可動片、 ８：可動接点、 ２５：磁石、 ３６：磁石収納部、 ５１：ホルダフレーム、 ５２：開口、 ５３：段部、 ５４：前ホルダ部、 ５５：後ホルダ部、 ５６：左ホルダ部、 ５７：右ホルダ部、 ７１：凸部、 ７４：突起

Claims (9)

1. ベースと、
   前記ベースに支持される固定端子と、
   前記固定端子に接続される固定接点と、
   前記ベースに支持される可動片と、
   前記可動片に接続され、前記固定接点と向かい合う可動接点と、
   前記固定接点と前記可動接点との間に発生するアークに対してローレンツ力を作用させる磁石と、
   前記ベースと別体であり、前記ベースに取り付けられ、前記ベースに対して少なくとも前記ローレンツ力が作用する方向に配置されたベースホルダと、
   前記ベースホルダに取り付けられるケースと、
   を備え、
   前記ベースホルダは、開口を含み、
   前記ベースは、前記開口内に配置される、
   電磁継電器。
2. 前記磁石は、前記固定接点及び前記可動接点の上方に配置される、
   請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記可動接点は、前後方向に移動することで、前記固定接点に対して接触及び開離し、
   前記ローレンツ力は、左右方向に作用し、
   前記ベースホルダは、前記ベースの少なくとも左右方向に配置される、
   請求項１に記載の電磁継電器。
4. 前記可動接点が前記固定接点に接触する方向が前方と定義され、
   前記可動接点が前記固定接点から離れる方向が後方と定義され、
   前記ベースホルダは、
   前記ベースの前方に配置される前ホルダ部と、
   前記ベースの後方に配置される後ホルダ部と、
   前記ベースの左方に配置される左ホルダ部と、
   前記ベースの右方に配置される右ホルダ部と、
   を含む、
   請求項３に記載の電磁継電器。
5. 前記ベースホルダは、
   前記開口を含むホルダフレームと、
   前記ホルダフレームから前記開口内に突出し、前記ベースに上方から接触する凸部と、
   を含む、
   請求項１に記載の電磁継電器。
6. 前記ベースホルダは、
   前記開口を含むホルダフレームと、
   前記ホルダフレームから前記開口内に突出し、前記ベースを下方から支持する突起と、
   を含む、
   請求項１に記載の電磁継電器。
7. 前記ベースホルダは、前記ケースを下方から支持する段部を含む、
   請求項１に記載の電磁継電器。
8. 前記ケースは、前記固定接点と前記可動接点との上方に配置される磁石収納部を含み、
   前記磁石収納部は、前記ケース内の空間から区画されており、
   前記磁石は、前記磁石収納部内に格納される、
   請求項１から７のいずれかに記載の電磁継電器。
9. 前記ケースは、磁石収納部を閉じる軟磁性材製の蓋部をさらに含む、
   請求項１から８のいずれかに記載の電磁継電器。

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