(57)【要約】【課題】コスト増大を招くことがない電磁継電器を提供すること。【解決手段】本発明による電磁継電器１は、固定接点２と、固定接点２に対応する接離方向に変位可能な可動接点３と、可動接点３を保持して接離方向に移動する可動子４と、可動子４に連結される軸芯５と、軸芯５に接離方向に相対移動可能に連結される可動鉄心６と、可動鉄心６を接離方向の接近方向に駆動する駆動部７と、軸芯５を接離方向の離隔方向に付勢する付勢手段８と、を含み、軸芯５の可動鉄心６に対する離隔方向への相対移動を規制する規制手段６ｂａを含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点と、当該固定接点に対応する接離方向に変位可能な可動接点と、前記可動接点を保持して前記接離方向に移動する可動子と、当該可動子に連結される軸芯と、当該軸芯に前記接離方向に相対移動可能に連結される可動鉄心と、当該可動鉄心を前記接離方向の接近方向に駆動する駆動部と、前記軸芯を前記接離方向の離隔方向に付勢する付勢手段と、を含み、前記軸芯の前記可動鉄心に対する前記離隔方向への相対移動を規制する規制手段を含むことを特徴とする電磁継電器。
【請求項２】
前記規制手段は前記可動鉄心に穿設された前記軸芯が挿通可能な有底の孔部の底部であることを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項３】
前記軸芯は前記離隔方向側の挿通部と当該挿通部よりも大径で前記接近方向側に位置する大径部を含み、前記可動鉄心は前記挿通部のみが挿通可能な貫通孔を含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項４】
前記付勢手段の前記離隔方向側の端部を係止する係止手段を前記軸芯の前記接近方向側の端部が含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁継電器。
【請求項５】
前記係止手段が前記軸芯の前記接近方向側の端部に設けられた溝部と当該溝部に嵌合される板部とを有することを特徴とする請求項４に記載の電磁継電器。
【請求項６】
前記駆動部はヨークとコイル電線とを有し、前記ヨークと前記コイル電線との絶縁を確保する絶縁バリアを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁継電器。
【請求項７】
前記駆動部は、前記コイル電線が巻回される巻回部を更に有し、当該巻回部は前記絶縁バリアが径方向外側から嵌合可能な被嵌合部を有し、前記絶縁バリアは前記被嵌合部に嵌合する嵌合部を有することを特徴とする請求項６に記載の電磁継電器。
【請求項８】
前記絶縁バリアは中空の扇形柱状をなし、前記巻回部に対して複数設けられることを特徴とする請求項７に記載の電磁継電器。
【請求項９】
前記ヨークの前記巻回部の径方向に延在する部分の前記巻回部の周方向の相対移動を規制する規制部を前記絶縁バリアが含むことを特徴とする請求項８に記載の電磁継電器。
【請求項１０】
前記駆動部を駆動する駆動回路を含み、当該駆動回路は前記固定接点と前記可動接点を収納する収納空間に配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電磁継電器。
【請求項１１】
前記可動子は前記軸芯の径方向の双方に延びる板状をなし、前記可動接点は当該板状の前記可動子の両端に設けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電磁継電器。
【請求項１２】
固定接点と、可動接点と、当該可動接点を保持するとともに軸芯を有する可動子と、前記軸芯を前記可動接点が前記固定接点から離間する方向に付勢する付勢手段と、通電時に磁力を発生する電磁石と、前記軸芯に当接し、前記電磁石への前記通電時に前記磁力により吸引されて前記軸芯を駆動し、前記可動接点が前記固定接点に接触する方向に前記可動子を移動させる可動鉄心と、を有することを特徴とする電磁継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器の電源をオンオフする電磁継電器に関する。電磁継電器は、例えば家庭用、産業用又は車載用のものを含む。
【背景技術】
【０００２】
電磁継電器においては電気回路上の電流の通電遮断を接点の開閉により行っている。この開閉を行う接点は固定接点と可動接点とから構成され、可動接点を固定接点に対して接近離隔変位させる機構を電磁継電器は含んでいる。特許文献１においてはこの機構の一つとして所謂プランジャ（可動鉄心）タイプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０７８８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１に記載されているような電磁継電器においては、可動鉄心に貫通孔を設けて軸芯をこの貫通孔に挿通させてネジにより仮止めした後にレーザ溶接により可動鉄心と軸芯を一体化することが開示されている。ところが、可動鉄心に軸芯を溶接により一体化することは仮止めのための部品点数の増大と製造工程数の増大を招きコスト増大を招くという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、コスト増大を招くことがない電磁継電器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題を解決するため、本発明に係る電磁継電器は、固定接点と、当該固定接点に対応する接離方向に変位可能な可動接点と、前記可動接点を保持して前記接離方向に移動する可動子と、当該可動子に連結される軸芯と、当該軸芯に前記接離方向に相対移動可能に連結される可動鉄心と、当該可動鉄心を前記接離方向の接近方向に駆動する駆動部と、前記軸芯を前記接離方向の離隔方向に付勢する付勢手段と、を含み、前記軸芯の前記可動鉄心に対する前記離隔方向への相対移動を規制する規制手段を含むことを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記規制手段は前記可動鉄心に穿設された前記軸芯が挿通可能な有底の孔部の底部であることとしてもよい。あるいは、前記規制手段として、前記軸芯は前記離隔方向側の挿通部と当該挿通部よりも大径で前記接近方向側に位置する大径部を含み、前記可動鉄心は前記挿通部のみが挿通可能な貫通孔を含むこととしてもよい。
【０００８】
また、前記付勢手段の前記離隔方向側の端部を係止する係止手段を前記軸芯の前記接近方向側の端部が含むこととし、前記係止手段が前記軸芯の前記接近方向側の端部に設けられた溝部と当該溝部に嵌合される板部とを有することとしてもよい。
【０００９】
さらに、前記駆動部はヨークとコイル電線とを有し、前記ヨークと前記コイル電線との絶縁を確保する絶縁バリアを有することとしてもよく、加えて、前記駆動部は、前記コイル電線が巻回される巻回部を更に有し、当該巻回部は前記絶縁バリアが径方向外側から嵌合可能な被嵌合部を有し、前記絶縁バリアは前記被嵌合部に嵌合する嵌合部を有することとしてもよく、さらに、前記絶縁バリアは中空の扇形柱状をなし、前記巻回部に対して複数設けられることとし、前記ヨークの前記巻回部の径方向に延在する部分の前記巻回部の周方向の相対移動を規制する規制部を前記絶縁バリアが含むこととしてもよい。
【００１０】
また、前記駆動部を駆動する駆動回路を含み、当該駆動回路は前記固定接点と前記可動接点を収納する収納空間に配置されることとしてもよい。さらに、前記可動子は前記軸芯の径方向の双方に延びる板状をなし、前記可動接点は当該板状の前記可動子の両端に設けられることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、軸芯と可動鉄心を例えば溶接やネジ止め等により固定する必要をなくして製造コストを低減し、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施例１の電磁継電器１をシャフト５（軸芯）の中心軸線を通る断面にて示す模式図である。
【図２】実施例１の電磁継電器１の一実施形態におけるシャフト５とプランジャ６（可動鉄心）の連結態様を示す模式図である。
【図３】実施例１の電磁継電器１の一実施形態のシャフト５を径方向から視て示す模式図である。
【図４】実施例１の電磁継電器１の一実施形態のシャフト５と復帰バネ８（付勢手段）の連結態様を示す模式図である。
【図５】実施例１の電磁継電器１の一実施形態における絶縁バリア１５の具体的形態を示す模式図である。
【図６】実施例１の電磁継電器１の一実施形態における駆動部筐体１７とヨーク１１及びヨーク１２の組立態様を示す模式図である。
【図７】実施例１の電磁継電器１の一実施形態における接点部筐体１８と接続筐体１９とＰＷＭ制御回路２０（駆動回路）の組立態様を示す模式図である。
【図８】実施例１の電磁継電器１の一実施形態における固定接点２及び可動接点３の収納空間内のＰＷＭ制御回路２０の配置態様を示す模式図である。
【図９】実施例１の電磁継電器１の一実施形態における固定端子２１と固定接点２及び可動接点３の態様の詳細を示す模式図である。
【図１０】実施例２の電磁継電器１の一実施形態におけるシャフト２５とプランジャ２６の連結態様を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
本実施例の電磁継電器１は図１に示すように、一対の固定接点２と、これらの固定接点２に対応する接離方向に変位可能な一対の可動接点３と、これらの可動接点３を保持して接離方向に移動する可動子４と、可動子４に連結されるシャフト５（軸芯）と、シャフト５に接離方向に相対移動可能に連結されるプランジャ６（可動鉄心）を含む。
【００１５】
さらに、電磁継電器１は、プランジャ６を接離方向の接近方向に駆動する駆動部７と、シャフト５を接離方向の離隔方向に付勢する復帰バネ８（付勢手段）と、を含むとともに、シャフト５のプランジャ６に対する上述した離隔方向への相対移動を規制する規制手段を含み、さらに、可動子４を接離方向の接近方向に付勢する接圧バネ９を含んで構成されている。
【００１６】
ここで、上述した規制手段は、図２に示すように、鍔部６ａを有するほぼ円柱状のプランジャ６の鍔部６ａ側から穿設されたシャフト５の挿通部５ａが挿通可能な有底の孔部６ｂの底部６ｂａである。シャフト５の挿通部５ａの接近方向側は接圧バネ９を収納するため図２及び図３に示すように挿通部５ａよりも径の小さい小径部５ｂが構成され、小径部５ｂの端部よりには溝部５ｃが形成されている。
【００１７】
また、図４に示すように、復帰バネ８の離隔方向側の端部を係止する係止手段をシャフト５の接近方向側の端部が含むこととし、この係止手段は、シャフト５の接近方向側の端部に設けられた周方向に延びる溝部５ｃと溝部５ｃに嵌合されるＥリング１０（板部）により構成される。このＥリング１０は例えばＪＩＳ規格のＥ型止め輪を使用することが可能である。Ｅリング１０は溝部５ｃの外周面に内接し嵌合する内周部と、復帰バネ８の離隔方向側の端部に接触する外周部を有している。
【００１８】
本実施例１の電磁継電器１は、図１に示すように、駆動部７を構成するヨーク１１、１２、１３とコイル電線１４との間の絶縁を確保する絶縁バリア１５を含む。ヨーク１１〜１３は磁気回路を構成する継鉄である。加えて、電磁継電器１はコイル電線１４が巻回されるリール状のボビン１６（巻回部）を含む。図５（ａ）に示すように、ボビン１６は絶縁バリア１５が径方向外側から嵌合可能な一対の扇形状の凹部である被嵌合部１６ａを有する。絶縁バリア１５は被嵌合部１６ａに嵌合する嵌合部を有する。
【００１９】
絶縁バリア１５は図５（ａ）に示すように径方向内側に開口する中空の扇形柱状をなし、扇形柱状の向かい合う扇形面部１５ａが嵌合部を構成する。絶縁バリア１５は、ボビン１６に対して一対設けられることとし、ヨーク１１、１２、１３のうちボビン１６の径方向に延在する部分を有するヨーク１１及びヨーク１３に対する周方向の相対移動を規制する相互に平行をなす平板状の一対の規制部１５ｂを含む。絶縁バリア１５及びボビン１６は例えば合成樹脂により構成される。
【００２０】
ボビン１６の有する一対の扇形状の被嵌合部１６ａは周方向に等間隔に一対設けられ、それぞれに対応する中空状の扇形柱状の絶縁バリア１５が径方向外側から嵌合されると図６（ｂ）に示すように、上側の合計四枚の規制部１５ｂは平板状のヨーク１３を挟持する形態をなし、下側の合計四枚の規制部１５ｂは図６（ａ）に示すようなＵ字平板状のヨーク１１を挟持する形態をなすとともに、絶縁バリア１５はヨーク１１及びヨーク１３が延在する周方向位置とコイル電線１４との間に介在するように配置される。
【００２１】
本実施例１の電磁継電器１は、図１に示すように駆動部筐体１７、接点部筐体１８、接続筐体１９を有している。駆動部筐体１７は例えばモールド樹脂により構成されて図７（ａ）に示すような有底箱形状をなし上述した駆動部７を内包する形態をなすものである。接続筐体１９及び接点部筐体１８もモールド樹脂により構成される。
【００２２】
駆動部筐体１７の底部にはほぼ円筒状の突起部１７ａが設けられて、Ｕ字平板状のヨーク１１には突起部１７ａよりも大径の孔部１１ａが設けられて、さらに、駆動部筐体１７の底部にはヨーク１１の幅Ｗとほぼ同等の幅を有し、ヨーク１１の厚みＴよりも浅い深さを有する溝部１７ｂが形成されている。ここでは溝部１７ｂの深さと規制部１５ｂの高さの合計がほぼヨーク１１の厚み以下となるよう調整する。
【００２３】
図６（ａ）の矢印に示すように、駆動部筐体１７に対してヨーク１１とヨーク１２を載置すると、突起部１７ａは孔部１１ａを挿通した後、ヨーク１２の内周側に挿通され、図６（ｂ）に示すように、円筒状のヨーク１２が突起部１７ａを介して挿通されて位置決めがなされるとともに、ヨーク１１も溝部１７ｂの両側壁に幅方向に挟持されて位置決めがなされる。
【００２４】
この後で、図５（ｂ）に示して上述した一対の絶縁バリア１５が嵌合された後のボビン１６を図６（ｂ）中の上側から挿入し、プランジャ６とシャフト５の組立体をヨーク１２に挿入して、その上にシャフト５を挿通する孔部１３ａを有するヨーク１３を載置して、シャフト５を孔部１３ａに挿通することで駆動部７が組み立てられ、さらに、図７（ａ）に示すような接点部筐体１８に対する嵌合形状を有するほぼ平板状の接続筐体１９が載置される。この際、ボビン１６の図５（ａ）中上側の台形柱状の凸部１６ｂは、接続筐体１９をボビン１６に対して位置決めする機能を有する。
【００２５】
さらに、シャフト５の小径部５ｂに接圧バネ９が挿通され可動子４の孔部４ａが嵌合されて、小径部５ｂの端部の溝部５ｃにＥリング１０が嵌合されて、復帰バネ８の離隔方向側の端部がＥリング１０の外周部に当接される。
【００２６】
接点部筐体１８は、図１に示すように、固定接点２を端部に配置された一対のほぼ円柱状の固定端子２１を固定する機能を有して、駆動部筐体１７の有底箱形状の開口から挿入され脚部１８ａにより嵌合されて固定接点２と可動接点３を対向させ、復帰バネ８の接近方向側の端部を穴部１８ｂにより拘束し固定した後、嵌合箇所を接着剤、溶接又は蝋付けすることにより密閉処理がなされる。この際、図７（ｂ）に示すように、駆動部７の駆動する基板状のＰＷＭ制御回路２０（駆動回路）を収納する収納部１８ｃを接点部筐体１８が含み、ＰＷＭ制御回路２０は図８に示すように固定接点２と可動接点３を収納する収納空間に配置されることしている。
【００２７】
なお図９に示すように、固定端子２１は固定接点２に対応するものであり、固定端子２１の離隔方向側の端部において、固定接点２は固定端子２１の可動接点３に対向する部位のみに設置されることとしている。可動子４はシャフト５の径方向の双方に延びる板状をなし、可動接点３は板状の可動子４の両端に設けられることとしている。図９に示す形態では可動接点３を長方形の一方の長辺に隣接する二つの隅部をカットした六角形状とし、固定接点２はこの六角形状に外接する半円形状としている。
【００２８】
本実施例１の電磁継電器１は、上述したように、左右一対の接点を有するワンフロムエックス型のプランジャタイプのリレーである。本実施例１では図１中の左右一対の固定端子２１は接続遮断対象となる直流回路のいずれかの箇所に挿入されて、上述した駆動部７のコイル電線１４の端子部はＰＷＭ制御回路２０の入出力インターフェースに接続されて励磁電流が適宜制御される。
【００２９】
この端子部に励磁電流が印加されない状態において、復帰バネ８の付勢力に基づいてシャフト５は図１中下方に付勢されて、固定接点２と可動接点３より構成される接点の開状態への遷移又は開状態の維持がなされる。図１に示される開状態及び閉状態から開状態に至る遷移状態においては、復帰バネ８の付勢力によりシャフト５の挿通部５ａの離隔方向側の端部はプランジャ６の底部６ｂａを図１中上側から下側に押圧するため、プランジャ６の底部６ｂａは常にシャフト５の挿通部５ａの端部に当接されることが維持される。
【００３０】
端子部に励磁電流が印加されると、コイル電線１４及びヨーク１１〜１３の発生するプランジャ６を図１中上方に吸引する力により、プランジャ６の底部６ｂａはシャフト５の挿通部５ａの端部に押圧されて、シャフト５及び可動子４が上方に移動させられて、可動接点３は固定接点２に接触されて開状態から閉状態とされる又は閉状態が維持される。
【００３１】
本実施例の電磁継電器１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。つまり、プランジャ６に設けた有底の孔部６ｂにシャフト５の挿通部５ａを挿通させる構成に基づいて、励磁電流が印加されない場合には復帰バネ８の付勢力を利用して底部６ｂａとシャフト５の挿通部５ａの端部との当接を確保し、励磁電流が印加される場合には電磁力を利用してこの当接を確保できる。つまり、シャフト５とプランジャ６とを仮止めした後、溶接や接着等により強固に固定する構成を省略することができ、製造工程の簡略化とコストダウンを図ることができる。
【００３２】
また復帰バネ８の離隔方向側の端部をシャフト５の接近方向側の端部に力学的に連結させることを、汎用品であるＥリング１０をシャフト５の小径部５ｂに設けた溝部５ｃに嵌合させることによってより容易に実現できる。つまりシャフト５の小径部５ｂの接近方向側の端部自体を復帰バネ８の離隔方向側に連結するために形状を変更することや、端部を受け止めるためのピンを小径部５ｂの径方向に設けた孔部に挿通させる等の加工をなくすことができる。
【００３３】
また絶縁バリア１５をヨーク１１及びヨーク１３が延在する部分に集中的に設置することにより、コイル電線１４と磁気回路との絶縁性能を高めることができる。つまり、電磁継電器１のダウンサイジングを図った場合に、絶縁距離を確保できないケースでも、絶縁バリア１５の設置に基づいてより確実な絶縁を実現することができる。また、絶縁バリア１５が備える規制部１５ｂにより、絶縁バリア１５が嵌合されるボビン１６と駆動部筐体１７とのヨーク１１を介した位置決めと、ボビン１６の接続筐体１９へのヨーク１３を介した位置決めをより確実に行うことができる。加えて絶縁距離を確実に確保できることから接点部筐体１８内へのＰＷＭ制御回路２０をより容易に実現することができ、部品の集約化を図ることができる。
【００３４】
さらに固定接点２を固定端子２１の離隔方向側の端部の可動接点３に対向する部分にのみ配置することにより、固定接点２に用いる材質の体積を減らしてコストダウンを図ることができる。特に貴金属系統を固定接点２に用いる場合のコストダウン効果を高めることができる。
【実施例２】
【００３５】
上述した実施例１の電磁継電器１における規制手段に換えて、本実施例２における規制手段は図１０に示すように、シャフト２５の離隔方向側の挿通部２５ａと挿通部２５ａよりも大径で接近方向側に位置する大径部２５ｂと、プランジャ２６に穿設された挿通部２５ａのみが挿通可能な貫通孔２６ｂとにより構成されることとしている。
【００３６】
本実施例２の電磁継電器１によっても、励磁電流が印加されない場合には復帰バネ８の付勢力を利用して大径部２５ｂの離隔方向側の端部とプランジャ２６の接近方向側の面との当接を確保し、励磁電流が印加される場合には電磁力を利用してこの当接を確保できる。すなわち実施例１と同様に、シャフト２５とプランジャ２６とを仮止めした後溶接や接着等の接着工程により強固に固定する必要をなくすことができ、製造工程を簡略化しコストダウンを実現することができる。さらに、本実施例２においては、可動鉄心であるプランジャ２６に穿設する挿通穴を単なる貫通孔２６ｂとし、有底状に穿設するよりもプランジャ２６の加工工程を簡略化することができる。これによりコストダウンを図ることができる。
【００３７】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、電磁継電器に関するものであり、主に構造を簡略化してコストダウンを図りダウンサイジング性も高めることができる。このため、本発明は、家庭用又は産業用に用いられる電磁継電器に適用して有益なものである。
【符号の説明】
【００３９】
１      電磁継電器
２      固定接点
３      可動接点
４      可動子
５      シャフト（軸芯）
６      プランジャ（可動鉄心）
７      駆動部
８      復帰バネ（付勢手段）
９      接圧バネ
１０      Ｅリング（板部）
１１      ヨーク（Ｕ字平板状）
１２      ヨーク（円筒状）
１３      ヨーク（平板状）
１４      コイル電線
１５      絶縁バリア（扇形状）
１６      ボビン（巻回部）
１７      駆動部筐体
１８      接点部筐体
１９      接続筐体
２０      ＰＷＭ制御回路（駆動回路）
２１      固定端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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