1. WO2012077362 - ELECTROMAGNETIC RELAY

本発明は電磁継電器、特に、大容量の電流を流すことができる電磁継電器に関する。

　従来、大容量の電流を流すことができる電磁継電器としては、例えば、特許文献１の図８に示すように、電気抵抗を小さくすべく、３枚の板バネ３８，３９，４０を重ね合わせて構成した３板バネ集合体３３の先端部に接点ボタン３７を設けたものがある。そして、前記接点ボタン３７を接点ボタン３４に接離させて通電していた。

特許文献1 : 米国特許第７，７１０，２２４号公報

　しかしながら、前述の電磁継電器では、前記３板バネ集合体を、３枚の導電性薄板バネを重ね合わせて構成してあるので、部品点数，組立工数が多いだけでなく、組立誤差の集積によって動作特性にバラツキが生じやすい。
　また、前記３枚バネ集合体は弾性支持と通電との２つの機能を果たす必要がある。このため、例えば、通電性を高めるために導電性薄板バネの断面積を増加させると、バネ荷重が大きくなり、駆動するために大きな駆動エネルギーを必要とすることから、通電性能の向上に限界があるという問題点がある。
　本発明に係る電磁継電器は、前記問題点に鑑み、部品点数，組立工数が少なく、動作特性にバラツキが生じにくく、通電性に優れた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、ハウジング内に収納した電磁石ブロックの励磁，消磁に基づいて上下方向に往復移動する可動ブロックで、一端部を片持ち支持された板状回動片を回動し、前記板状回動片の他端部に設けた可動接点を固定接点端子の先端部に設けた固定接点に接離する電磁継電器であって、可動接点端子の上端部に前記板状回動片の一端部を、導電性薄板バネ材からなる支持バネを介し、回動可能に片持ち支持した構成としてある。

　本発明によれば、１枚の板状回動片を介して回路を開閉できるので、従来例よりも部品点数，組立工数が少なく、動作特性のバラツキが少ない電磁継電器が得られる。
　また、板状回動片の機能が通電だけであるので、バネ荷重を意識することなく断面積を大きくでき、優れた通電性を有する電磁継電器が得られる。

　本発明の実施形態としては、支持バネの他端部を板状回動片の他端部まで延在するとともに、前記板状回動片の他端部および前記支持バネの他端部に可動接点をカシメ固定して一体化した構成としてもよい。
　本実施形態によれば、板状回動片の他端部および支持バネの他端部に可動接点をカシメ固定して一体化するので、電気抵抗がより一層小さくなり、エネルギー効率の良い電磁継電器が得られる。

　本発明の他の実施形態としては、支持バネから切り起こした弾性舌片を可動ブロックの係合用切り欠き部で挟持し、前記板状回動片を前記可動ブロックで操作可能に保持しておいてもよい。
　本実施形態によれば、板状回動片を支持バネの弾性舌片を介して可動ブロックで保持するので、ガタツキがなく、動作特性の良い電磁継電器が得られる。

　本発明の別の実施形態としては、支持バネの屈曲した巾狭部を、板状回動片の一端部に設けた係合受け部に係合しておいてもよい。
　本実施形態によれば、板状回動片の係合受け部が支持バネの屈曲した巾狭部に係合することにより、前記板状回動片が横ズレせず、安定した動作特性を有する電磁継電器が得られる。

　本発明の異なる実施形態としては、支持バネの一端部を、ハウジングから突出する可動接点端子の下端部まで延在しておいてもよい。
　本実施形態によれば、電気抵抗が小さくなるだけでなく、支持バネによって放熱性のよい電磁継電器が得られる。

　本発明の別の実施形態としては、可動接点端子の上端部を固定接点端子側に折り曲げることにより、可動接点端子の上端部に板状回動片の一端部を線接触させておいてもよい。
　本実施形態よれば、板状回動片の一端部が可動接点端子の上端部の縁部に線接触しているので、円滑な動作特性が得られる。特に、可動接点端子の上端部の縁部が磨耗しても、前記上端部が傾斜しているので、いわゆるシェービング効果が得られる。このため、板状回動片の回動支点が変位しにくく、長期間、安定した動作特性を確保できる

　本発明の他の実施形態としては、可動ブロックの両側面に、前記電磁石ブロックと板状回動片とを仕切る絶縁壁を側方にそれぞれ突設しておいてもよい。
　本実施形態によれば、可動ブロックに絶縁距離を突設することにより、絶縁距離が長くなり、絶縁特性の良い電磁継電器が得られるという効果がある。

[図1] 図１Ａ，１Ｂは本願発明に係る電磁継電器の一実施形態を示す斜視図である。
[図2] 図１で示した電磁継電器の分解斜視図である。
[図3] 図２で示した分解斜視図の要部拡大斜視図である。
[図4] 図１で示した電磁継電器の異なる角度から視た分解斜視図である。
[図5] 図４で示した分解斜視図の要部拡大斜視図である。
[図6] 図６Ａ，６Ｂは図１で示した接点機構を示す斜視図である。
[図7] 図７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄは図１で可動ブロックを示す正面図、右側面図、図７ＡのＣ－Ｃ線断面図、および、図７ＢのＤ－Ｄ線断面図である。
[図8] 図８Ａ，８Ｂは図１で示した電磁継電器の動作前後を示す正面断面図である。

　本発明に係る電磁継電器の実施形態を、図１ないし図８の添付図面に従って説明する。
　本実施形態は、図２に示すように、自己保持型の電磁継電器に適用したものであり、略箱形のベース１０と、前記ベース１０に組み込まれる電磁石ブロック２０と、接点機構部３０と、可動ブロック４０と、前記ベース１０に嵌合して密閉空間を形成する略箱形のカバー５０と、で構成されている。

　前記ベース１０は、図２示すように、その内側面を上下に仕切るように同一水平面上に突設した一対の仕切り壁１１ａ，１１ｂの間に、ガイド用スリット１２を形成してある。また、前記ベース１０は、その内側面に前記ガイド用スリット１２に連通する縦ガイド溝１３を形成してあるとともに、前記ガイド用スリット１２の直下に縦ガイド凹部１４を設けてある。そして、前記ベース１０は、その内側面のうち、前記仕切り壁１１ａ，１１ｂの上方に位置する部分に位置決め用第１，第２突部１５，１６をそれぞれ突設してある。さらに、前記ベース１０は、その下方隅部に圧入用スリット１７ａ，１７ｂをそれぞれ設けてあるとともに、その外周面に係止突起１８を設けてある。

　電磁石ブロック２０は、両側に鍔部２１ａ，２１ｂを有するスプール２２にコイル２３を巻回してあるとともに、前記スプール２２の鍔部２１ｂに３本のコイル端子２４ａ，２４ｂ，２４ｃをインサート成形してある。そして、前記スプール２２に設けた貫通孔２１ｃ（図５）に両側から略Ｊ字形状の第１，第２鉄芯２５，２６および第３鉄芯２７をそれぞれ挿入することにより（図３）、第１，第２鉄芯２５，２６の鉄芯部２５ａ，２６ａで第３鉄芯２７の鉄芯部２７ａを挟持している。

　接点機構部３０は、図３に示すように、上端部３１ａを内側に折り曲げた可動接点端子３１と、前記可動接点端子３１の上端部３１ａに一端部を載置した板状回動片３２と、導電性薄板バネ材からなり、前記可動接端子３１および前記板状回動片３２の外周面に固定され、前記板状回動片３２を回動可能に支持する支持バネ３３と、前記板状回動片３２の自由端部および支持バネ３３の自由端部にカシメ固定された可動接点３４と、屈曲した水平部３５ａに固定接点３６をカシメ固定した固定接点端子３５と、で構成されている。そして、前記可動接点３４は前記固定接点３６に接離可能に配置される。
　特に、前記支持バネ３３は、前記可動接点端子３１および板状回動片３２の外周面に沿ってカシメ固定されているとともに、その自由端部に可動接点３４をカシメ固定することにより、前記板状回動片３２に一体化されている。また、前記支持バネ３３は、前記可動接点３４の近傍に、千鳥状に切り起こした３枚の弾性舌片３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、屈曲した巾狭部３３ｄと設けてある。このため、前記支持バネ３３の巾狭部３３ｄを前記板状回動片３２の一端部に設けた係合部３２ａに係合することにより、前記板状回動片３２の横ズレを防止できるという利点がある。

　可動ブロック４０は、図７に示すように、ブロック本体４１に、永久磁石４２を上下から挟持した一対の第１，第２可動鉄片４３，４４をインサート成形することにより、前記第１，第２可動鉄片４３，４４の両端部を側方に突出させている。また、前記ブロック本体４１には前記板状回動片３２に係合するための切り欠き部４５を設けてある。さらに、前記ブロック本体４１の両側端面にはガイド用突起４６をそれぞれ設けてあるとともに、その両側側面に同一水平面上に絶縁壁４７をそれぞれ側方に突設してある。

　カバー５０は、図４に示すように、前記ベース１０に嵌合可能な正面形状を有し、前記ベース１０の縦ガイド溝１３に対応する位置に縦ガイド溝５１を設けてあるとともに、その外周面に係止孔５２を設けてある。

　前述の構成部品を組み立てる場合には、コイル２３を巻回したスプール２２の貫通孔２１ｃの両側から、第１，第２鉄芯２５，２５の鉄芯部２５ａ，２６ａおよび第３鉄芯２７の鉄芯部２７ａをそれぞれ挿入する。そして、前記第１，第２鉄芯２５，２６の鉄芯部２５ａ，２６ａで第３鉄芯２７の鉄芯部２７ａを挟持して電磁石ブロック２０を構成する。ついで、前記ベース１０に前記電磁石ブロック２０を組み付けることにより、前記ベース１０の位置決め用第１突部１５で第１，第２鉄芯２５，２６の磁極部２５ｂ，２６ｂを位置決めするとともに、位置決め用第２突部１６で第３鉄芯２７の磁極部２７ｂを位置決めする。

　また、固定接点端子３５を前記ベース１０の圧入用スリット１７ｂに圧入するとともに、板状回動片３２を支持バネ３３を介して回動可能に支持した可動接点端子３１を前記ベース１０の圧入用スリット１７ａに圧入することにより、可動接点３４が固定接点３６に接離可能に対向する。

　そして、可動ブロック２０のブロック本体４１を前記ベース１０のガイド用スリット１２に嵌合することにより、第１，第２磁極部２５ｂ，２６ｂの間に第１，第２可動鉄片４３，４４を配置するとともに、前記第１，第２可動鉄片４３，４４の間に第３磁極部２７ｂを配置する。さらに、前記ブロック本体４１の切り欠き部４５を切り起こした弾性舌片３３ａ，３３ｂ，３３ｃに嵌合することにより、板状回動片３２を可動ブロック４０でガタツキなく保持できる。このとき、絶縁壁４７がガイド用スリット１２の直下に位置することにより、絶縁距離が長くなり、絶縁特性の高い電磁継電器が得られる。

　最後に、前記ベース１０にカバー５０を位置決めし、前記ベース１０の係止突起１８に前記カバー５０の係止孔５２を係止することにより、組立作業が完了する。

　次に、前述の構成からなる電磁継電器の動作について説明する。
　図８Ａに示すように、電磁石ブロック２０のコイル２３に電圧を印加する前では、永久磁石４２の磁力で第１可動鉄片４３が第１磁極部２５ｂに吸着しているとともに、第２可動鉄片４４が第３磁極部２７ｂに吸着し、磁気回路を閉成している。このため、可動ブロック４０が、支持バネ３３のバネ力に抗し、板状回動片３２の先端部を上方に持ち上げ、可動接点３４が固定接点３６から開離している。

　そして、コイル２３に前記永久磁石４２の磁束を打ち消す方向に電圧を印加すると、第１，第２可動鉄片４３，４４が第３，第２磁極部２７ｂ，２６ｂにそれぞれ吸引される。このため、前記支持バネ３３のバネ力に抗し、板状回動片３２が下方側に回動し、可動接点３４が固定接点３６に当接した後、第１，第２可動鉄片４３，４４が第３，第２磁極部２７ｂ，２６ｂにそれぞれ吸着し、磁気回路を閉成する。前記コイル２３に対する電圧の印加を解除しても、永久磁石４２の磁力により、動作状態を可動ブロック４０が保持し続け、通電を続ける。

　ついで、前述と逆方向に電圧を印加すると、電磁石ブロック２０内に生じる磁力および支持バネ３３のバネ力で、前記永久磁石４２の磁力に抗し、可動ブロック４０が上方にスライド移動する。このため、可動接点３４が固定接点３６から開離した後、第１，第２可動鉄片４３，４４が第１，第３磁極２５ｂ，２７ｂにそれぞれ吸着し、元の状態に復帰する。

　本実施形態によれば、板状回動片３２の一端部が可動接点端子３１の上端部３１ａの縁部に線接触しているので、円滑な動作特性が得られる。
　また、可動接点端子３１の上端部３１ａの縁部が磨耗しても、前記上端部３１ａが傾斜しているので、いわゆるシェービング効果が得られる。このため、板状回動片３２の回動支点が変位しにくく、長期間、安定した動作特性を確保できるという利点がある。

　本発明に係る電磁継電器は、前述の自己保持型の電磁継電器に適用する場合に限らず、自己復帰型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
　　１１ａ，１１ｂ：仕切り壁
　　１２：ガイド用スリット
　　１５：位置決め用第１突部
　　１６：位置決め用第２突部
　　２０：電磁石ブロック
　　２２：スプール
　　２３：コイル
　　２５，２６，２７：第１，第２，第３鉄芯
　　２５ａ，２６ａ，２７ａ：鉄芯部
　　２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ：磁極部
　　３０：接点機構部
　　３１：可動接点端子
　　３２：板状回動片
　　３２ａ：係合受け部
　　３３：支持バネ
　　３４：可動接点
　　３５：固定接点端子
　　３６：固定接点
　　４０：可動ブロック
　　４１：ブロック本体
　　４２：永久磁石
　　４３：第１可動鉄片
　　４４：第２可動鉄片
　　４５：係合用切り欠き部
　　４６：ガイド用突起
　　４７：絶縁壁
　　５０：カバー