(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により磁界を形成する励磁コイル（１２）と、
前記励磁コイルの内径部に形成された中心孔内に配置され、前記励磁コイルへの通電に基づいて形成される磁気回路の一部を構成する固定コア（１３）と、
前記励磁コイルの外周側および軸方向の端部の一方を覆うように配置され、前記磁気回路の一部を構成すると共に、前記軸方向の一方側で前記固定コアの位置に対応するように開口部（１４２ａ）が形成されたヨーク（１４）と、
前記開口部と対応する位置において、前記固定コアと対向して配置され、前記励磁コイルへの通電時に磁気吸引力に基づいて前記固定コア側に吸引される可動コア（１５）と、
可動接点（２３）を有するとともに前記可動コアに追従作動する可動接触子（２０）と、
前記励磁コイルへの通電時に前記可動接点が当接する固定接点（２５ａ、２５ｂ）を有する複数の固定端子（２４ａ、２４ｂ）と、
前記可動コアを前記固定コアから離れる方向に付勢すると共に磁性体で構成されることで前記磁気回路の一部を構成する復帰バネ（１６）と、を備え、
前記復帰バネは、竹の子バネで構成され、該復帰バネにおける軸方向の一端が前記可動コアのうちの前記固定コア側の一面と連結されている電磁継電器。
【請求項２】
前記復帰バネは、該復帰バネのうち径の小さい側の先端が前記可動コア側に向けられ、
前記可動コアと前記復帰バネとが連結されている部分を連結部として、
前記連結部は、前記可動コアのうち前記固定コア側の一面に形成され、前記復帰バネのうち径の小さい側の先端に嵌め込まれることで、前記励磁コイルへの通電時に前記復帰バネが押し縮められるときに、前記復帰バネのうち径の小さい側の先端の径変化を規制するストッパ部（１５ｂ）である請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項３】
前記ストッパ部は、前記可動コアのうち前記復帰バネが配置された一面から前記固定コア側に突き出した突起部によって構成されている請求項２に記載の電磁継電器。
【請求項４】
前記ストッパ部は、円環状、多角形状、複数に分割されたドット状の円環状もしくはドット状の多角形状のいずれか１つとされている請求項３に記載の電磁継電器。
【請求項５】
前記固定コアは、該固定コアのうち前記可動コア側の一面から前記可動コア側に突出し、前記復帰バネのうち最も内径側の内側に入り込む円柱状の延設部（１３ｂ）を有し、
前記ストッパ部は、前記復帰バネのうち径の小さい側の先端の径変化を規制することで、前記復帰バネのうち径の小さい側の先端の内壁面から前記延設部の外周面との間に一定の隙間を構成する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の電磁継電器。
【請求項６】
前記固定コアは、該固定コアのうち前記可動コア側の一面から前記可動コア側に突出し、前記復帰バネのうち最も内径側の内側に入り込む円柱状の延設部（１３ｂ）を有し、
前記ストッパ部は円環状とされており、該ストッパ部の外径は前記延設部の外径よりも大きくされている請求項２または３に記載の電磁継電器。
【請求項７】
前記ストッパ部が嵌め込まれる前の状態において、前記ストッパ部の外径は、前記復帰バネうち最も径が小さい側の先端の内径と同じもしくはそれよりよりも大きくされている請求項６に記載の電磁継電器。
【請求項８】
前記可動コアと前記復帰バネとが連結されている部分を連結部として、
前記連結部は、前記可動コアのうち前記固定コア側の一面に形成され、前記復帰バネの軸方向の一端が嵌め込まれる溝部（１５ｉ）である請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項９】
前記可動コアと前記復帰バネとが連結されている部分を連結部として、
前記可動コアのうち前記固定コア側の一面に対して前記復帰バネの軸方向の一端が溶接もしくは接着剤（３０）にて直接接触させられつつ連結されることで前記連結部とされている請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項１０】
前記復帰バネは、該復帰バネのうち径の大きい側の先端が前記可動コア側に向けられ、
前記可動コアと前記復帰バネとが連結されている部分を連結部として、
前記連結部は、前記可動コアのうち前記固定コア側の一面に形成され、前記復帰バネのうち径の大きい側の先端が嵌め込まれることで、前記励磁コイルへの通電時に前記復帰バネが押し縮められるときに、前記復帰バネのうち径の大きい側の先端の径変化を規制するストッパ部（１５ｂ）である請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項１１】
前記ストッパ部に前記復帰バネが嵌め込まれる前の状態において、前記ストッパ部の内径は、前記復帰バネうち最も径が大きい側の先端の外径と同じもしくはそれよりよりも小さくされている請求項１０に記載の電磁継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気吸引に基づいて可動接点と固定接点とを接離させて電気回路を開閉する電磁継電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気回路のオンオフを制御する装置として電磁継電器が知られている。電磁継電器は、励磁コイルへの通電に基づいて固定コアとヨークを通る磁気回路を構成し、シャフトと共に可動コアを磁気吸引することで、シャフトに取り付けられた可動接点と非可動部に備えられた固定接点とを当接させ、電気回路をオンさせる。また、励磁コイルへの通電を停止することで磁気回路をオフし、シャフトおよび可動コアを休止位置側に戻すことで可動接点と固定接点との間を引き離し、電気回路をオフさせる。固定コアと可動コアとの間には復帰バネが備えられ、シャフトおよび可動コアを的確に休止位置側に戻せるようになっている。
【０００３】
このような電磁継電器において、復帰バネを磁性体としたものが特許文献１に提案されている。この特許文献１で提案された電磁継電器は、固定コアと可動コアの吸着面を可動コアとコイルバネによって構成された復帰バネの嵌合部よりも内側に配置することで、固定コアと復帰バネとの干渉を防ぎ、動作電圧を安定させている。そして、バネを磁性体とすることで磁気回路の一部とし、巻線間で引き付け合う力が得られるようにすることで、動作電圧の低下を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９４４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、復帰バネをコイルバネによって構成する場合、コイルバネに隣接する可動コアとの間において、復帰バネの径方向内側に向かう力が発生し、復帰バネの傾きを発生させる。
【０００６】
このため、本発明者らは、復帰バネとして、薄板が渦巻き状に巻回されて構成された竹の子バネと呼ばれる円錐圧縮コイルバネを適用することについて、検討を行っている。具体的には、固定コアと可動コアとの間に磁性体で構成された竹の子バネを配置した構成とし、励磁コイルの通電に伴って竹の子バネを収縮させることで、可動接点と固定接点とを当接させる。励磁コイルへの通電が行われる前のときには、軸方向の一方向側において竹の子バネの最外周側が固定コアと当接し、軸方向の他方側において竹の子バネの最内周側が可動コアと当接させられる。そして、励磁コイルへの通電が行われると、収縮させられた竹の子バネの軸方向の一端面の全域が接触面となって可動コアと接触し、軸方向の他端面の全域が接触面となって固定コアと接触する。このようにして、竹の子バネが磁気回路の一部となって、可動コアと固定コアとが引き付け合う力を強めることが可能となる。
【０００７】
ところが、竹の子における軸方向先端面の加工精度や可動コアの傾きなどによっては、励磁コイルへの通電を行ったときに竹の子バネの軸方向の一端面と可動コアとの間での接触面が十分に得られなくなる可能性がある。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、復帰バネと可動コアとの接触面積を確保できる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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の電磁継電器は、通電により磁界を形成する励磁コイル（１２）と、励磁コイルの内径部に形成された中心孔内に配置され、励磁コイルへの通電に基づいて形成される磁気回路の一部を構成する固定コア（１３）と、励磁コイルの外周側および軸方向端部の一方を覆うように配置され、磁気回路の一部を構成すると共に、軸方向の一方側で固定コアの位置に対応するように開口部（１４２ａ）が形成されたヨーク（１４）と、開口部と対応する位置において、固定コアと対向して配置され、励磁コイルへの通電時に磁気吸引力に基づいて固定コア側に吸引される可動コア（１５）と、可動接点（２３）を有するとともに可動コアに追従作動する可動接触子（２０）と、励磁コイルへの通電時に可動接点が当接する固定接点（２５ａ、２５ｂ）を有する複数の固定端子（２４ａ、２４ｂ）と、可動コアを固定コアから離れる方向に付勢すると共に磁性体で構成されることで磁気回路の一部を構成する復帰バネ（１６）と、を備えている。このような構成において、復帰バネは、竹の子バネで構成され、該復帰バネにおける軸方向の一端が可動コアのうちの固定コア側の一面と連結されている。
【００１０】
このような構成によれば、復帰バネにおける軸方向の一端が可動コアのうちの固定コア側の一面と連結されているため、復帰バネが軸方向に対して傾くことが抑制できるし、可動コアの中心軸から復帰バネの中心軸がずれる径方向位置ズレが発生することを抑制できる。これにより、可動コアと復帰バネとの接触面積を確保できる電磁継電器とすることが可能となる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。
【図２】図１の紙面下方から可動コアを見たときの底面図である。
【図３（ａ）】図１に示す電磁継電器について、励磁コイルへの通電を行い始めたときの様子を示した断面図である。
【図３（ｂ）】図１に示す電磁継電器について、励磁コイルへの通電を行い、導通状態になるまでの途中の様子を示した断面図である。
【図３（ｃ）】図１に示す電磁継電器について、励磁コイルへの通電を行い、導通状態になったときの様子を示した断面図である。
【図４】第２実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。
【図５】図４に示す電磁継電器について、励磁コイルへの通電を行い、導通状態になったときの様子を示した断面図である。
【図６】第３実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。
【図７】図６に示す電磁継電器について、励磁コイルへの通電を行い、導通状態になったときの様子を示した断面図である。
【図８】第４実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。
【図９】第４実施形態の変形例として説明する電磁継電器の断面図である。
【図１０】第５実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。
【図１１】復帰バネの軸方向長さとバネ反力との間珪素示した図である。
【図１２】第６実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。
【図１３】第７実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。
【図１４】他の実施形態で説明する可動コアの底面図である。
【図１５】他の実施形態で説明する可動コアの底面図である。
【図１６】他の実施形態で説明する可動コアの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる電磁継電器について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１５】
図１に示すように、電磁継電器は、ケース１１、励磁コイル１２、固定コア１３、ヨーク１４、可動コア１５、復帰バネ１６、シャフト１７、ベース１８、止め輪１９、可動接触子２０、止め輪２１および接圧バネ２２が備えられた構成とされている。
【００１６】
ケース１１は、例えば樹脂等の非磁性かつ非導電性の材料で構成されている。ケース１１内に構成される空間内に、電磁継電器を構成する各部品が収容されている。
【００１７】
励磁コイル１２は、通電時に磁界を形成するもので、略円筒状とされ、中空状の円筒部を有するボビン１２ａに巻回されている。この励磁コイル１２への通電は図示しない外部接続端子を通じて行われるようになっている。励磁コイル１２の内径部に形成された中心孔に、固定コア１３等が配置されている。
【００１８】
固定コア１３は、磁性体よりなり、励磁コイル１２の中心孔と対応する大きさの略円柱状部材で構成されており、磁気回路の一部を構成する。固定コア１３は、中心軸に沿って貫通孔１３ａが形成された構造とされており、この貫通孔１３ａ内にシャフト１７の一端が位置している。
【００１９】
ヨーク１４は、励磁コイル１２を囲む磁性体部材である。ヨーク１４は、励磁コイル１２の外周側および軸方向端部の一方を覆うように配置され、磁気回路の一部を構成すると共に、軸方向の一方側で固定コア１３の位置に対応する開口部となるヨーク孔１４２ａが形成されたものとして構成される。
【００２０】
本実施形態の場合、ヨーク１４は、第１部材１４１と第２部材１４２とを有した構成とされている。第１部材１４１は、ステーショナリと呼ばれる部材であり、磁性体よりなる板材を略Ｕ字状に折り曲げた構造とされている。この第１部材１４１によって励磁コイル１２の外周側および励磁コイル１２の軸方向一端側が覆われている。また、第２部材１４２は、トッププレートと呼ばれる部材であり、磁性体よりなり、例えば円形平板もしくは矩形平板状で構成され、励磁コイル１２の軸方向他端側を覆っている。また、第２部材１４２は、後述する可動コア１５に対向して配置されており、第１部材１４１と接合されている。
【００２１】
第１部材１４１には、固定コア１３と対応する位置に開口部１４１ａが形成されており、この開口部１４１ａ内に固定コア１３の一部が嵌め込まれることで固定コア１３と第１部材１４１とが接合されている。第２部材１４２には、中心部に上記したヨーク孔１４２ａが第２部材１４２を貫通するように形成されている。ヨーク孔１４２ａの形状、つまり第２部材１４２の内周形状は、可動コア１５と対応する形状とされている。
【００２２】
可動コア１５は、第２部材１４２におけるヨーク孔１４２ａと対応する位置に配置された磁性体よりなる板状部材である。可動コア１５の中心軸線上において後述するシャフト１７が挿入される貫通孔１５ａが形成されている。可動コア１５は、励磁コイル１２への通電が行われていない非通電時には、ヨーク１４から離れた休止位置に位置しており、励磁コイル１２への通電を行う通電時には、ヨーク１４側に磁気吸引されて、ヨーク１４の第２部材１４２に当接させられる。可動コア１５の外周形状は、ヨーク孔１４２ａの内周形状と対応した形状となっており、固定コア１３と反対側が固定コア１３側よりも径が拡大されたフランジ状とされ、そのフランジ状部分がヨーク孔１４２ａの内壁面に当接させられるようになっている。
【００２３】
また、本実施形態では、可動コア１５のうちの復帰バネ１６側の一面に、復帰バネ１６が軸方向に対して傾くことを抑制するための構成として、ストッパ部１５ｂが備えられている。本実施形態の場合、このストッパ部１５ｂが連結部を構成する部分となる。
【００２４】
ストッパ部１５ｂは、図１および図２に示すように、可動コア１５のうちの復帰バネ１６が配置された一面から固定コア１３側に円環状に突き出した突起部によって構成されている。ストッパ部１５ｂは、後述するように復帰バネ１６のうち最も径が小さい側の先端に嵌め込まれており、ストッパ部１５ｂの外径は、ストッパ部１５ｂが嵌め込まれる前の復帰バネ１６のうちの可動コア１５側の先端の内径と同じもしくはそれより大きくされている。
【００２５】
復帰バネ１６は、固定コア１３と可動コア１５との間に配置され、可動コア１５を固定コア１３と反対側に付勢する。励磁コイル１２への通電を行う通電時には、電磁吸引力により可動コア１５は復帰バネ１６に抗して固定コア１３側に吸引されるようになっている。
【００２６】
具体的には、復帰バネ１６は、薄板が渦巻き状に巻回されて構成された竹の子バネと呼ばれる円錐圧縮コイルバネによって構成されており、磁性体で構成されている。例えば、復帰バネ１６を構成する磁性体としては、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）、ＳＫ、ＳＵＳ４３０などを用いることができる。
【００２７】
本実施形態の場合、復帰バネ１６は、復帰バネ１６のうち径が小さい側の先端が可動コア１５側に向けられ、径の大きい側の先端が固定コア１３側に向けられるようにして可動コア１５と固定コア１３との間に配置されている。また、復帰バネ１６のうち径の小さい側の先端において、復帰バネ１６内にストッパ部１５ｂが嵌め込まれている。そして、復帰バネ１６の軸方向の厚みは、後述するように電磁継電器が導通状態となった時に、可動コア１５と固定コア１３の両方に復帰バネ１６が接触させられる厚みとされている。このため、可動コア１５と固定コア１３との間において、復帰バネ１６の各巻線全域を通じて磁気回路が構成されることになり、より強く可動コア１５を磁気吸引した状態で導通状態を維持することが可能となる。
【００２８】
このように、固定コア１３、ヨーク１４、可動コア１５および復帰バネ１６が磁性体によって構成されており、励磁コイル１２へ通電を行う通電時には、これらによって励磁コイル１２により誘起された磁束の磁気回路が構成される。
【００２９】
シャフト１７は、例えば非磁性材料で構成されており、可動コア１５に結合されることで可動コア１５と一体的に移動可能とされている。より詳細には、シャフト１７は、可動コア１５に形成された貫通孔１５ａに挿入された状態で可動コア１５に結合されている。そして、シャフト１７のうちの一端が固定コア１３側に突き出し、固定コア１３に形成された貫通孔１３a内に入り込んだ状態となっている。
【００３０】
また、シャフト１７のうち可動コア１５における固定コア１３側の一面と対応する位置に、シャフト１７の一部の外径を拡大したフランジ部１７ｂが形成されている。励磁コイル１２への通電時に、可動コア１５がフランジ部１７ｂを押すことで、シャフト１７が固定コア１３側に移動させられるようになっている。
【００３１】
なお、本実施形態の場合、励磁コイル１２への通電、非通電によって、可動コア１５、シャフト１７、可動接触子２０等が進退させられる可動部分となる。これらの可動部分が可動子を構成している。
【００３２】
ベース１８は、非磁性体の絶縁性材料、例えば樹脂によって構成されており、ケース１１に固定されている。ベース１８は、中央部に開口部１８ａが形成されており、この開口部１８ａ内にシャフト１７が挿通されている。ベース１８は、ヨーク１４に接した状態でケース１１に固定されている。そして、ベース１８には、導電金属製の板状の第１固定端子２４ａおよび第２固定端子２４ｂが備えられている。これら第１固定端子２４ａおよび第２固定端子２４ｂが、電磁継電器によってオンオフ制御を行う対象となる電気回路の配線の一部を構成するものである。さらに、ベース１８には、第１固定端子２４ａに接続されるように第１固定接点２５ａが取り付けられ、第２固定端子２４ｂに接続されるように第２固定接点２５ｂが取り付けられている。第１固定接点２５ａは一方の可動接点２３に対向して配置され、第２固定接点２５ｂは他方の可動接点２３に対向して配置されている。
【００３３】
なお、図示していないが、第１固定端子２４ａおよび第２固定端子２４ｂは、ケース１１の外側まで引き出されており、外部の電気回路と電気的に接続可能とされている。また、ベース１８のうち可動コア１５と対向する一面には、ストッパー１８ｂが備えられており、可動コア１５の固定コア１３と反対側への移動を規制する。
【００３４】
止め輪１９は、シャフト１７のうちベース１８よりも固定コア１３と反対側に配置されており、シャフト１７に対して嵌合されることで固定されている。この止め輪１９により、シャフト１７の軸方向における可動接触子２０の位置決めを行う。
【００３５】
可動接触子２０は、可動コア１５に追従作動させられるものであり、導電金属製の板状部材で構成され、導電金属製の可動接点２３が２個、例えばシャフト１７を中心とした対称位置に固定されている。可動接触子２０は、中央に形成された挿入孔２０ａ内にシャフト１７が挿入されることで、シャフト１７のうちベース１８よりも固定コア１３と反対側に配置されている。可動接触子２０のうち固定コア１３側の一面は止め輪１９に接しており、止め輪１９の位置に可動接触子２０が位置決め配置されている。
【００３６】
止め輪２１は、シャフト１７のうち固定コア１３と反対側の端部に嵌合されている。接圧バネ２２は、止め輪２１と可動接触子２０との間に配置されており、可動接触子２０を止め輪１９側、すなわち第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂ側に付勢している。このため、振動等が生じても、可動接点２３と第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂとの接続が維持されるようになっている。
【００３７】
以上のような構造により、本実施形態にかかる電磁継電器が構成されている。
【００３８】
次に、本実施形態に係る電磁継電器の作動および効果について、図１および図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照して説明する。なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）中に示した実線矢印や復帰バネ１６上に記した方向表示記号は、磁束の流れの向きを示してあり、破線矢印は磁気吸引の方向を示している。
【００３９】
まず、励磁コイル１２への通電を行っていない非通電時には、図１に示すように、励磁コイル１２による磁気吸引力が発生していないため、復帰バネ１６のバネ力に基づいて可動コア１５が固定コア１３から離れた状態になっている。そして、可動接点２３も第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂから離れた状態になっている。このため、電磁継電器によってオンオフ制御を行う対象の電気回路はオフの状態になっている。
【００４０】
励磁コイル１２に通電すると、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、可動コア１５が電磁吸引力により復帰バネ１６に抗して固定コア１３側に吸引され、シャフト１７や可動接触子２０が可動コア１５に追従して固定コア１３側に移動する。そして、図３（ｃ）に示すように、可動接点２３が第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂに当接して、第１固定接点２５ａと第２固定接点２５ｂとの間が電気的に導通状態となる。
【００４１】
一方、励磁コイル１２への通電が解除されると、可動コア１５やシャフト１７および可動接触子２０が復帰バネ１６によって付勢されることで固定コア１３と反対側に移動させられる。これにより、図１に示すように、可動接点２３が第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂから離れて、第１固定接点２５ａと第２固定接点２５ｂとの間が電気的に遮断状態となる。
【００４２】
ここで、上記動作を行う際に、復帰バネ１６を磁気回路の一部としての役割を果たさせるために、復帰バネ１６を磁性体で構成している。
【００４３】
しかしながら、復帰バネ１６が磁性体で構成されている限り、復帰バネ１６とその他の磁性体部品との間に力（以下、サイドフォースという）が発生し、可動コア１５や復帰バネ１６の傾きの要因になる。このため、復帰バネ１６を磁性体で構成して磁気回路を構成するものとして利用しつつも、サイドフォースを低減できる構造であることが好ましい。
【００４４】
このため、上記したように、本実施形態では、復帰バネ１６を竹の子バネと呼ばれる円錐圧縮コイルバネで構成している。
【００４５】
励磁コイル１２への通電によって可動コア１５が固定コア１３側に磁気吸引されるとき、竹の子バネで構成された復帰バネ１６の巻線に沿って磁束が流れる。このとき、復帰バネ１６は、薄板状であることから、復帰バネ１６からの漏れ磁束が固定コア１３と復帰バネ１６との間、復帰バネ１６と可動コア１５との間に発生する。この漏れ磁束を利用して、固定コア１３と復帰バネ１６との間、復帰バネ１６と可動コア１５との間で磁気吸引力を発生させ、「バネを縮ませる力」を得ることができる。すなわち、励磁コイル１２へ通電を行っている間のみ、見かけのバネ反力を弱めることが可能となる。
【００４６】
そして、可動コア１５が完全に吸引された際には、復帰バネ１６の高さ方向に磁束を流すが、可動コア１５の磁気吸引開始から吸引終了まで、可動コア１５および復帰バネ１６に作用する吸引力は径方向成分を持たない。このため、サイドフォースを低減することが可能となる。このように、復帰バネ１６として竹の子バネを適用することでサイドフォースを低減できるため、可動コア１５や復帰バネ１６の傾きを抑制することが可能となる。
【００４７】
さらに、復帰バネ１６の軸方向の厚みを、電磁継電器が導通状態となった時に、可動コア１５と固定コア１３の両方に復帰バネ１６が接触させられる厚みとしている。このため、可動コア１５と固定コア１３との間において、復帰バネ１６の各巻線全域を通じて磁気回路が構成されることになり、より強く可動コア１５を磁気吸引した状態で導通状態を維持することが可能となる。
【００４８】
ただし、復帰バネ１６の軸方向の厚みを上記設定としても、復帰バネ１６の軸方向先端面の加工精度や可動コアの傾きなどによっては、導通状態の際に、復帰バネ１６と可動コア１５との間の接触面積が十分得られなくなる可能性がある。
【００４９】
このため、本実施形態の場合、可動コア１５に対してストッパ部１５ｂを備え、ストッパ部１５ｂが復帰バネ１６のうちの径の小さい側の先端に嵌め込まれるようにしている。このような構成としているため、可動コア１５と復帰バネ１６の一端が連結された状態となり、ストッパ部１５ｂによって復帰バネ１６の一端の径変化が規制され、可動コア１５と復帰バネ１６との接触面積を確保することができる。また、ストッパ部１５ｂを備えることにより、可動コア１５と復帰バネ１６とが面接触可能になる。さらに、復帰バネ１６の径方向内側に巻き込む力、つまり形状を維持しようとする力を利用して、復帰バネ１６をストッパ部１５ｂに接触させることができる。したがって、より可動コア１５と復帰バネ１６との接触面積を確保することが可能となる。
【００５０】
また、復帰バネ１６のうちの径の小さい側の先端にストッパ部１５ｂが嵌め込まれていることから、復帰バネ１６が軸方向に対して傾くことが抑制できるし、可動コア１５の中心軸から復帰バネ１６の中心軸がずれる径方向位置ズレが発生することを抑制できる。これにより、固定コア１３および可動コア１５の中心軸に対して復帰バネ１６のバネ力が均等に作用するようにでき、可動コア１５の傾きを抑制できると共に各性能のバラツキを抑制することが可能となる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態では、復帰バネ１６を磁性体の竹の子バネによって構成している。これにより、復帰バネ１６が磁性回路を構成するものとして利用できるようにしつつ、サイドフォースを低減することも可能となる。そして、可動コア１５に対してストッパ部１５ｂを備え、復帰バネ１６のうちの径の小さい側の先端に嵌め込まれるようにしている。これにより、可動コア１５と復帰バネ１６との接触面積を確保できる電磁継電器とすることが可能となる。
【００５２】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して固定コア１３の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５３】
図４に示すように、本実施形態の電磁継電器では、固定コア１３に延設部１３ｂを備えた構成としている。延設部１３ｂは、固定コア１３のうち可動コア１５との対向面に形成されており、可動コア１５側に向かって円柱状に突出した構造とされている。延設部１３ｂの中心軸は、固定コア１３のうちの延設部１３ｂ以外の部分の中心軸と同軸とされており、これらの中心軸線上において、貫通孔１３ａが延設部１３ｂを含めて固定コア１３を貫くように形成されている。
【００５４】
延設部１３ｂの軸方向寸法は任意であるが、励磁コイル１２への通電を行っていない非通電時に、延設部１３ｂの一部が復帰バネ１６の最も内径側の内側に入り込み、かつ、復帰バネ１６の軸方向の厚みよりも小さくなるようにしてある。
【００５５】
このような延設部１３ｂを備えることで、固定コア１３のうちシャフト１７が摺動させられる領域を延ばすことが可能になる。このため、シャフト１７および可動コア１５の傾きをより抑制することができ、各性能のバラツキを更に抑制できる。
【００５６】
また、図４中に矢印で示したように、励磁コイル１２への通電を行った際に、延設部１３ｂを通じて流れる磁束が発生し、この磁束によって固定コア１３から復帰バネ１６への磁束流入量を増加させることができる。このため、磁気回路全体の磁束量が増加させられ、電磁吸引力が高められるため、より強く可動コア１５を吸引することが可能となる。
【００５７】
さらに、図５中に矢印で示したように、電磁継電器の導通状態の際には、延設部１３ｂの先端から可動コア１５に流れる磁束が発生し、延設部１３ｂと可動コア１５との間においても磁気吸引力が得られる。このため、より強固な接続が可能となって、可動接点２３が第１固定接点２５ａや第２固定接点２５ｂから離れてしまう接点離れが発生することを抑制でき、より信頼性の高い電磁継電器とすることができる。
【００５８】
また、可動コア１５にストッパ部１５ｂを備えてあることから、第１実施形態と同様の効果が得られ、さらに、復帰バネ１６の最も内径側の部分の内壁面と延設部１３ｂの外周面との間を所定距離以下としつつ、両者間の隙間を一定に保持できるという効果も得られる。このため、延設部１３ｂを通じて復帰バネ１６に流れる磁束による電磁吸引力を得つつ、復帰バネ１６と延設部１３ｂとの距離が局所的に近づいた場合に発生する磁束の集中を抑制できる。そして、磁束の集中を抑制できるため、復帰バネ１６が固定コア１３に吸引されて、接触したり固着したりすることを抑制できる。
【００５９】
また、ストッパ部１５ｂによって、復帰バネ１６の内径が縮むことを抑制できるため、可動コア１５の移動に伴って復帰バネ１６が伸縮させられる際に、復帰バネ１６の内壁面と延設部１３ｂとが接触しないようにできる。このため、復帰バネ１６と延設部１３ｂとの接触による摩擦を抑制でき、より電磁継電器の円滑な作動が可能になると共に、延設部１３ｂや復帰バネ１６の摩耗を抑制できる。
【００６０】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して連結部に相当するストッパ部１５ｂの構成を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
図６に示すように、本実施形態の電磁継電器では、第１実施形態に対してストッパ部１５ｂの径方向寸法を縮小し、ストッパ部１５ｂの内周面とストッパ部１５ｂの外周面との間に凹部１５ｃが構成されるようにしている。
【００６２】
また、延設部１３ｂにおける可動コア１５と対向する先端面には環状の突起部１３ｃが形成されている。突起部１３ｃの径方向の幅は、ストッパ部１５ｂの内周面とストッパ部１５ｂの外周面との間の間隔以下とされている。このため、図７に示すように、可動コア１５が最も固定コア１３側に移動させられたときに、突起部１３ｃが凹部１５ｃ内に入り込んで、突起部１３ｃとストッパ部１５ｂとが互いに噛み合うようにできる。
【００６３】
このような構成とすれば、ストッパ部１５ｂの径方向寸法を縮小した分、可動コア１５の重量増加を抑えることが可能となる。したがって、可動部分の重量増加を抑えながらも、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１〜第３実施形態に対して連結部に相当するストッパ部１５ｂの構成を変更したものであり、その他については第１〜第３実施形態と同様であるため、第１〜第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第３実施形態のように延設部１３ｂを備えると共に、凹部１５ｃ内に突起部１３ｃが入り込む構造について、ストッパ部１５ｂの構成を変更した場合について説明するが、第１、第２実施形態の構造に対しても適用できる。
【００６５】
図８に示すように、本実施形態の電磁継電器では、可動コア１５を第１部材１５ｄおよび第２部材１５ｅの二部材で構成している。第１部材１５ｄは、ＳＰＣＣなどの磁性体で構成された円盤状の板部材１５ｆによって構成されており、板部材１５ｆのうちの第２部材１５ｅと反対側にストッパ部１５ｂが形成されている。第２部材１５ｅも、ＳＰＣＣなどの磁性体で構成された円盤状の部材で構成されている。そして、第１部材１５ｄのうちストッパ部１５ｂと反対側の一面が第２部材１５ｅのうち固定コア１３側の一面に貼り合わせられることで一体化され、可動コア１５が構成されている。
【００６６】
このように、可動コア１５のうちストッパ部１５ｂを構成する部分を残りの部分と別部材で構成するようにしても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
（第４実施形態の変形例）
第４実施形態では、第１部材１５ｄを第２部材１５ｅのうち固定コア１３側の一面全域と重なる構造としているが、図９に示す構造としても良い。すなわち、第１部材１５ｄのうちストッパ部１５ｂよりも内側の全域を開口部１５ｇとし、第２部材１５ｅのうち固定コア１３側の一面に開口部１５ｇと対応する突出部１５ｈを備える。そして、突出部１５ｈが開口部１５ｇ内に嵌め込まれるようにする。このような構造としても、第４実施形態と同様の効果が得られる。
【００６８】
なお、図９の例の場合、突出部１５ｈの先端よりもストッパ部１５ｂの先端が突き出した状態となるようにしており、ストッパ部１５ｂと突出部１５ｈとによって凹部１５ｃが構成されるようにしている。このため、第３実施形態の効果が得られる。
【００６９】
（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態も、第１〜第４実施形態に対して連結部の構成を変更したものであり、その他については第１〜第４実施形態と同様であるため、第１〜第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第２実施形態のように延設部１３ｂを備える構成において、ストッパ部１５ｂの構成を変更した場合について説明するが、第１、第３、第４実施形態の構造に対しても適用できる。
【００７０】
図１０に示すように、本実施形態の電磁継電器では、可動コア１５のうち固定コア１３側の一面に溝部１５ｉを形成し、この溝部１５ｉを連結部として機能させている。溝部１５ｉは、復帰バネ１６のうち径が小さい側の先端と対応する円環状とされ、この溝部１５ｉ内に復帰バネ１６の軸方向一端側が嵌め込まれている。
【００７１】
このように、溝部１５ｉに復帰バネ１６の軸方向一端側を嵌め込むことで、溝部１５ｉが連結部として機能し、復帰バネ１６の内径が縮むことを抑制できる。したがって、第１〜第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、復帰バネ１６の厚みについては、内径側から外径側に至るまで一定としてある。このようにすると、復帰バネ１６の一部が溝部１５ｉに入り込んでいる分、復帰バネ１６が押し縮められたときの復元力、つまりバネ反力のバラツキを抑制できる。
【００７３】
すなわち、図１１に示すように、復帰バネ１６のバネ反力は、復帰バネ１６の軸方向の長さが復帰バネ１６の厚み近くまで縮められたときに急激に大きくなるという特性を有している。このため、可動コア１５が最も固定コア１３側に移動させられたときに、復帰バネ１６が軸方向の厚み分まで縮められる設計にすると、加工バラツキによる復帰バネ１６の個体差などによるバネ反力のバラツキが大きくなる。そして、復帰バネ１６のバネ反力が大き過ぎると、可動コア１５を磁気吸引することが困難になる事態も発生し得る。
【００７４】
しかしながら、復帰バネ１６の一部が溝部１５ｉに入り込んでいることから、復帰バネ１６が軸方向の厚みまで縮められず、バネ反力のバラツキが比較的小さい領域までしか縮められないようにできる。したがって、復帰バネ１６の個体差があっても、復帰バネ１６が押し縮められたときのバネ反力のバラツキを抑制することが可能となり、可動コア１５を磁気吸引することが困難になる事態が発生することを回避できる。
【００７５】
（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。本実施形態も、第１〜第４実施形態に対して連結部の構成を変更したものであり、その他については第１〜第４実施形態と同様であるため、第１〜第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第２実施形態のように延設部１３ｂを備える構成において、ストッパ部１５ｂの構成を変更した場合について説明するが、第１、第３、第４実施形態の構造に対しても適用できる。
【００７６】
図１２に示すように、本実施形態の電磁継電器では、可動コア１５のうち固定コア１３側の一面に復帰バネ１６のうち径が小さい側の先端を直接連結することで連結部を構成している。復帰バネ１６と可動コア１５とを溶接などによって連結しても良いが、ここでは復帰バネ１６と可動コア１５とを接着剤３０を介して連結している場合を示している。そして、可動コア１５と復帰バネ１６とが磁気的に接続されるように、つまり両者が直接接触させられるように、接着剤３０が復帰バネ１６のうち最も内側の部分の側面に塗布されるようにしている。
【００７７】
このように、復帰バネ１６と可動コア１５とを直接連結することで連結部を構成するようにしても、第１〜第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
（第７実施形態）
第７実施形態について説明する。本実施形態は、第１、第２、第４〜第６実施形態に対して復帰バネ１６などの構成を変更したものであり、その他については第１、第２、第４〜第６実施形態と同様であるため、第１、第２、第４〜第６実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第２実施形態のように延設部１３ｂを備える構成において、復帰バネ１６などの構成を変更した場合について説明するが、第１、第４〜第６実施形態の構造に対しても適用できる。
【００７９】
図１３に示すように、本実施形態でも、第２実施形態と同様に、復帰バネ１６を竹の子バネにて構成しているが、径が小さい側の先端が固定コア１３側に向けられ、径が大きい側の先端が可動コア１５側に向けられて配置されるようにしている。
【００８０】
また、可動コア１５のうち固定コア１３側の一面にストッパ部１５ｂが形成されている。ストッパ部１５ｂの内径は、ストッパ部１５ｂに嵌め込まれる前の復帰バネ１６のうちの可動コア１５側の先端、つまり最も径が大きくなる側の先端の外径と同じもしくは若干小さくされている。これにより、ストッパ部１５ｂ内に、復帰バネ１６のうち最も径が大きくなる側の先端が嵌め込まれるようにしている。そして、復帰バネ１６のうち径が小さい側の先端において、復帰バネ１６内に延設部１３ｂが嵌め込まれている。これにより、復帰バネ１６の内壁面および先端面と延設部１３ｂとが当接させられている。
【００８１】
このように、復帰バネ１６の方向を第２実施形態と逆方向に向けることもできる。このような構成とした場合、復帰バネ１６とストッパ部１５ｂとが当接させられることで、可動コア１５と復帰バネ１６との接触面積を確保することができる。
【００８２】
また、ストッパ部１５ｂおよび延設部１３ｂにより復帰バネ１６の軸方向に対する傾きや径方向位置ズレが抑制されると共に、ストッパ部１５ｂにより復帰バネ１６の径方向への広がりが抑制され、延設部１３ｂにより復帰バネ１６の径方向内側への縮小も抑制される。したがって、固定コア１３および可動コア１５の中心軸に対して復帰バネ１６のバネ力が均等に作用するようにでき、可動コア１５の傾きを抑制できると共に各性能のバラツキを抑制することが可能となる。
【００８３】
なお、第１実施形態のように、延設部１３ｂが備えられていない構造の場合には、固定コア１３のうちの可動コア１５側の一面に、ストッパ部１５ｂ、溝部１５ｉと同様の構成を備えたり、復帰バネ１６と固定コア１３とを接着剤などで直接連結させれば良い。
【００８４】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００８５】
上記第１〜第４、第７実施形態では、可動コア１５を固定コア１３側から見て、ストッパ部１５ｂが円環状となるようにしたが、他の形状であっても良い。例えば、図１４に示すように、ストッパ部１５ｂが正八角形となるようにしても良い。勿論、八角形に限らず、六角形などの他の多角形状であっても良い。第１〜第４実施形態において、ストッパ部１５ｂを多角形とする場合、可動コア１５の中心軸を通る対角線の長さが復帰バネ１６のうちの可動コア１５側の先端の内径と同じもしくは若干大きくされていれば良い。第７実施形態において、ストッパ部１５ｂを多角形とする場合、可動コア１５の中心軸から各辺までの最短距離が復帰バネ１６のうちの可動コア１５側の先端の外径と同じかもしくは若干小さくされていれば良い。
【００８６】
また、ストッパ部１５ｂを円環状もしくは多角形の一部を切り欠いた形状や、破線状に複数部分に分割された形状とされていても良い。例えば、図１５に示すように、円環状の一部を切り欠いたＣ字形状や、図１６に示すように、複数に分割された円環状などとすることができる。勿論、複数に分割したドット状の多角形状であっても良い。その場合、多角形状の各角部についてはストッパ部１５ｂの一部として形成されるようにすると良い。すなわち、ストッパ部１５ｂは、励磁コイル１２への通電時に、復帰バネ１６の一端の径変化を規制できる構造であれば良い。
【００８７】
また、復帰バネ１６をすべて磁性体で構成したが、復帰バネ１６によって磁気回路の一部が構成されるようにすれば良いため、一部が磁性体ではない材料で構成されていても良い。
【符号の説明】
【００８８】
１２                    励磁コイル
１３                    固定コア
１４                    ヨーク
１５                    可動コア
１５ｂ                  ストッパ部
１５ｉ                  溝部
１６                    復帰バネ
２０                    可動接触子
２３                    可動接点
２５ａ、２５ｂ          第１、第２固定接点
【図１】
0006988455.tif 000002
【図２】
0006988455.tif 000003
【図３（ａ）】
0006988455.tif 000004
【図３（ｂ）】
0006988455.tif 000005
【図３（ｃ）】
0006988455.tif 000006
【図４】
0006988455.tif 000007
【図５】
0006988455.tif 000008
【図６】
0006988455.tif 000009
【図７】
0006988455.tif 000010
【図８】
0006988455.tif 000011
【図９】
0006988455.tif 000012
【図１０】
0006988455.tif 000013
【図１１】
0006988455.tif 000014
【図１２】
0006988455.tif 000015
【図１３】
0006988455.tif 000016
【図１４】
0006988455.tif 000017
【図１５】
0006988455.tif 000018
【図１６】
0006988455.tif 000019