(57)【要約】【課題】固定接点部や可動接点部で発熱があっても樹脂製部材の溶融や変形などの発生を抑制することができる信頼性の高い電磁継電器を提供する。【解決手段】固定接点を有する固定接点部と、可動接点を有し、前記可動接点が前記固定接点に対向するように設けられた可動接点部と、前記可動接点部を変位させて、前記固定接点と前記可動接点とを接触または非接触とする、磁性材料により形成された接極子と、発生させる磁界により前記接極子を変位させるように設けられた電磁石とを有し、前記固定接点部と前記可動接点部の少なくとも一方が、カシメにより他部材が接続されている接続箇所を有し、前記固定接点部あるいは前記可動接点部の少なくとも一方よりも熱伝導率が高い膜が、前記カシメによる接続箇所を有する前記固定接点部あるいは前記可動接点部ｃに形成されている電磁継電器を提供することにより上記課題を解決する。【選択図】  図７
2019125507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点を有する固定接点部と、
可動接点を有し、前記可動接点が前記固定接点に対向するように設けられた可動接点部と、
前記可動接点部を変位させて、前記固定接点と前記可動接点とを接触または非接触とする、磁性材料により形成された接極子と、
発生させる磁界により前記接極子を変位させるように設けられた電磁石と
を有し、
前記固定接点部と前記可動接点部の少なくとも一方が、カシメにより他部材が接続されている接続箇所を有し、
前記固定接点部あるいは前記可動接点部の少なくとも一方よりも熱伝導率が高い膜が、前記カシメによる接続箇所を有する前記固定接点部あるいは前記可動接点部に形成されていることを特徴とする
電磁継電器。
【請求項２】
前記カシメによる接続箇所は、固定接点と固定端子との接続箇所、可動バネ端子と可動バネとの接続箇所、可動接点と可動バネとの接続箇所の少なくともいずれか一つ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】
前記熱伝導率が高い膜が銀を含有する膜であることを特徴とする、請求項１または２に記載の電磁継電器。
【請求項４】
前記接極子が前記可動接点部に樹脂のカードを介して当接するように、前記カードが設けられており、
前記可動接点部に当接する部分を含む前記カードの表面に熱伝導膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか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、電磁継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁石を用いて電力などのオンオフを制御する電子部品として電磁継電器がある。電磁継電器は、例えば、固定接点と、固定接点に対向する可動接点と、磁性材料により形成された接極子と、電磁石とを有する。電磁石が磁界を発生すると、接極子は電磁石に引き寄せられるため、これにより可動バネが動き、可動接点と固定接点とが接触して電磁継電器はオンとなる。電磁石の磁界がなくなると、バネ等の復元力により接極子が電磁石から離れ、これに伴い可動接点は固定接点から離れるため、可動接点と固定接点とが非接触となり電磁継電器はオフとなる。
【０００３】
また、特許文献１には、接極子にカードが設けられている電磁継電器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０７３７８号公報
【特許文献２】特開２０１６−１２９１１９号公報
【特許文献３】特開２０１５−０３６４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電磁継電器に過電流や大電流が流れると、固定接点が設けられた固定端子や可動接点が設けられた可動バネなどが発熱することがある。このように発熱した固定端子や可動バネなどから、電磁継電器を構成する樹脂製部材に熱が伝導した場合、樹脂製部材の溶融あるいは変形などが発生する恐れがある。そのため、発熱が生じても、樹脂製部材の溶融や変形などの発生を抑制することのできる信頼性の高い電磁継電器が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施の形態の一観点の電磁継電器によれば、固定接点を有する固定接点部と、可動接点を有し、前記可動接点が前記固定接点に対向するように設けられた可動接点部と、前記可動接点部を変位させて、前記固定接点と前記可動接点とを接触または非接触とする、磁性材料により形成された接極子と、発生させる磁界により前記接極子を変位させるように設けられた電磁石とを有し、前記固定接点部と前記可動接点部の少なくとも一方が、カシメにより他部材が接続されている接続箇所を有し、前記固定接点部あるいは前記可動接点部の少なくとも一方よりも熱伝導率が高い膜が、前記カシメによる接続箇所を有する前記固定接点部あるいは前記可動接点部に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
開示の電磁継電器によれば、過電流が流れて固定接点部や可動接点部で発熱があっても、樹脂製部材の溶融や変形などの発生を抑制することができ、電磁継電器の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態の電磁継電器の正面図
【図２】実施の形態の電磁継電器の分解斜視図
【図３】実施の形態の電磁継電器の電磁石側の正面図
【図４】実施の形態の電磁継電器の分解斜視図
【図５】実施の形態の電磁継電器の電磁石系の分解斜視図
【図６】実施の形態の電磁継電器の動作の説明図（Ａ）〜（Ｂ）
【図７】実施の形態の固定接点部の外観図（Ａ）、要部断面図（Ｂ）
【図８】実施の形態の固定接点部の製造工程を示す断面図（Ａ）〜（Ｄ）
【図９】実施の形態の可動接点部の外観図（Ａ）、要部断面図（Ｂ）
【図１０】実施の形態の可動接点部の外観図（Ａ）、要部断面図（Ｂ）
【図１１】実施の形態の固定接点部の製造工程を示す断面図（Ａ）〜（Ｄ）
【図１２】実施の形態のカードの外観図（Ａ）、断面図（Ｂ）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１０】
本発明の実施の形態の電磁継電器について、図１〜図５を参照して説明する。図１は本実施形態の電磁継電器の正面図であり、図２は本実施形態の電磁継電器の分解斜視図である。図３は本実施形態の電磁継電器の電磁石側の正面図であり、図４は本実施形態の電磁継電器の分解斜視図であり、図５は本実施形態の電磁継電器の電磁石系の分解斜視図である。
【００１１】
本実施形態の電磁継電器は、固定端子１１に固定接点１２が接続されている固定接点部１０と、可動バネ２１に可動接点２２と可動バネ端子２３が接続されている可動接点部２０と、接極子４６が組み込まれた電磁石系４０を有する。固定接点部１０と可動接点部２０は、可動接点２２が固定接点１２に対向するように、電磁石系４０とともに樹脂製のベースブロック３０に保持されている。
【００１２】
電磁石系４０では、巻枠４２の中に略円柱状の鉄心４１が配置され、巻枠４２の外周にコイル４３が巻きつけられている。コイル４３の両端にはコイル端子４４ａ，４４ｂが取り付けられている。巻枠４２の長手方向の２つの面がそれぞれ電磁石の極となる面４３ａ，４３ｂである。
【００１３】
コイル４３の外側にはＬ字状の継鉄４５が設けられている。また、「へ」の字状に屈曲された、磁性材料により形成された接極子４６が、屈曲された箇所近傍を支点として、回動可能な状態で継鉄４５に取り付けられている。屈曲された箇所から面４３ａ側に延伸した部分を部分４６ａ、屈曲された箇所から電磁石の側面側に延伸した部分を部分４６ｂと称する。継鉄４５には、ヒンジバネ４７が取り付けられている。ヒンジバネ４７は、部分４６ａが電磁石の極から離れる方向に、また、部分４６ｂが可動バネから離れる方向に、接極子４６を付勢している。
【００１４】
部分４６ｂにはカード４８が取り付けられており、カード４８は部分４６ｂと一体的に変位する。カード４８には、可動バネ２１側に突起４８ａが設けられている。後述のように、部分４６ｂは可動バネ２１に対して接離方向に変位するが、可動バネに接近したときに接極子４６と一体的に変位するカード４８が可動バネ２１に接する。カード４８は、接極子４６と可動バネ２１の間を絶縁する部材であり、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）などの絶縁性の樹脂で形成されている。
【００１５】
本実施形態の電磁継電器は、コイル端子４４ａ，４４ｂと、固定端子１１と可動バネ端子２３の端部が外部に露出するように絶縁性のケースに入れてパッケージ化されて用いられる。
【００１６】
次に、電磁継電器の動作について説明する。図６（Ａ）〜（Ｂ）は本実施形態の電磁継電器の動作の説明図である。コイル４３に電流が流されていない状態では、図６（Ａ）に示すように、ヒンジバネ４７によって、部分４６ａが面４３ａから離れる方向に付勢されている。
【００１７】
このとき、部分４６ｂとカード４８は、可動バネ２１から離間する方向へと付勢されている。このとき、突起４８ａは可動バネ２１に当接していない状態であり、固定接点１２と可動接点２２は非接触となっている。
【００１８】
外部からコイル端子４４ａ，４４ｂを介しコイル４３に電流が流されると電磁石によって磁界が発生し、部分４６ａが、面４３ａの方向（図６（Ａ）では方向Ｒ４６ａ）へと引き寄せられる。
【００１９】
このとき、接極子４６は支点４６ｃを中心に回動する。即ち、カード４８は、可動バネ２１に近づく方向（図６（Ａ）では方向Ｒ４６ｂ）へと変位する。これにより、突起４８ａが可動バネ２１に当接して方向Ｒ４６ｂへ押圧し、可動バネ２１を変位させる。この結果、可動接点２２が固定接点１２（図６（Ａ）では方向Ｒ２２）へと押圧され、固定接点１２と可動接点２２とが接触する。このようにして、図６（Ｂ）に示す状態となり、固定端子１１と可動バネ端子２３が導通する。
【００２０】
コイル４３に流される電流を停止すると、電磁石による磁界がなくなり、部分４６ａを面４３ａの方向へと引き寄せる力がなくなるため、ヒンジバネ４７の復元力によって、部分４６ａが面４３ａから離れる方向に変位する。
【００２１】
このとき、カード４８は可動バネ２１から離れる方向へと変位する。これにより、突起４８ａは可動バネ２１に当接していない状態となる。この結果、突起４８ａによる押圧がなくなった可動バネ２１の復元力によって、可動接点２２は固定接点１２から離れる方向に変位し、固定接点１２と可動接点２２は非接触の状態となる。このようにして図６（Ａ）に示す状態となり、固定端子１１と可動バネ端子２３は非導通となる。
【００２２】
電磁継電器に過電流や大電流が流れると、端子やバネなどの導電性部材が発熱することがある。これに対応するため、導電性部材の断面積を大きくすることや、複数の導電性部材を組み合わせることで放熱面積を拡大することなどの対策が考えられるが、この場合電磁継電器が大型化する。
【００２３】
本実施形態の電磁継電器は、固定接点部１０と可動接点部２０の一方または双方が、カシメにより他部材が接続されている接続箇所を有する。少なくとも、カシメによる接続箇所を有する固定接点部１０と可動接点部２０よりも熱伝導率が高い膜が、接続箇所を有する固定接点部１０と可動接点部２０の表面に形成されている。
【００２４】
図７（Ａ）は本実施の形態の電磁継電器の固定接点部の外観図であり、図７（Ｂ）は要部断面図である。本実施形態においては、固定接点部１０は、固定端子１１と、固定端子１１にカシメによって接続される固定接点１２を有する。銅などからなる固定端子１１にはカシメ用の開口１１ａが形成されており、開口１１ａに銅からなる固定接点１２が嵌合され、嵌合された部分をかしめることにより固定接点１２が固定端子１１に接続固定される。固定接点１２の可動接点２２との接触面には、銀含有膜である接点被膜１２ａが形成されている。また、固定端子１１と固定接点１２の全体の表面には、メッキにより、固定端子１１と固定接点１２よりも熱伝導率が高い銀含有膜１３が形成されており、銀含有膜１３は、カシメによる接続箇所における固定端子１１と固定接点１２の間隙を埋め込んで形成されている。銀含有膜１３は、例えば５〜１０μｍ程度の膜厚である。
【００２５】
銀含有膜１３の熱伝導性は固定端子１１と固定接点１２の熱伝導性より高く、銀含有膜として銀を用いることができる。銀の電気抵抗率は１．５９μΩｃｍ、銅の電気抵抗率は１．６５μΩｃｍであり、銀は銅よりも電気抵抗率が低い。また、銀の熱伝導率は４１９Ｗｍ-1Ｋ-1、銅の熱伝導率は３９４Ｗｍ-1Ｋ-1であり、銀は銅よりも熱伝導率が高い。銀または銀を含む導電性材料は、銅よりも高い熱伝導性を有する。
【００２６】
なお、固定端子１１と固定接点１２の全体の表面に形成される熱伝導膜としては、固定端子１１と固定接点１２よりも熱伝導率が高い膜であれば、銀または銀含有膜以外でも適用可能である。
【００２７】
固定接点を固定端子に接続する工程について説明する。図８（Ａ）〜（Ｄ）は本実施形態の固定接点部の製造工程を示す断面図である。まず、図８（Ａ）に示すように、銅からなる固定端子１１に開口１１ａを形成する。固定接点１２の可動接点２２との接触面には、予め銀含有膜である接点被膜１２ａを形成しておく。
【００２８】
次に、図８（Ｂ）に示すように、開口１１ａに固定接点１２のカシメ用部位を入れる。
【００２９】
次に、図８（Ｃ）に示すように、カシメにより固定接点１２を固定端子１１に接続固定する。この接続では、Ａで示す領域に、固定端子１１と固定接点１２との間隙が存在する場合がある。固定端子１１と固定接点１２に間隙が存在すると固定端子１１と固定接点１２の接触抵抗と熱伝導が悪化してしまう。この点は、以下に説明する他の部分に生じる間隙についても同様である。
【００３０】
次に、図８（Ｄ）に示すように、固定端子１１と固定接点１２の全体の表面に、電解メッキあるいは無電解メッキにより、固定端子１１と固定接点１２よりも熱伝導率が高い銀含有膜１３を例えば５〜１０μｍ程度の膜厚で形成する。銀含有膜１３により、カシメによる接続箇所における固定端子１１と固定接点１２の間隙が埋め込まれる。以上のようにして、本実施形態の固定接点部を形成することができる。
【００３１】
図９（Ａ）は本実施形態の可動接点部の外観図であり、図９（Ｂ）は要部断面図である。銅からなる可動バネ２１にはカシメ用の開口２１ａが形成されており、ここに可動接点２２が嵌合され、カシメにより可動接点２２が可動バネ２１に接続固定される。可動バネ２１は可動バネ端子２３に接続固定されている。可動接点２２の固定接点１２との接触面には、銀含有膜である接点被膜２２ａが形成されている。また、可動バネ２１、可動接点２２及び可動バネ端子２３の全体の表面に、可動バネ２１、可動接点２２及び可動バネ端子２３よりも熱伝導率が高い銀含有膜２４が形成されており、銀含有膜２４は、カシメによる接続箇所における可動バネ２１と可動接点２２の間隙を埋め込んで形成されている。銀含有膜２４は、例えば５〜１０μｍ程度の膜厚である。
【００３２】
可動接点２２と可動バネ２１とは、固定接点と固定端子と同様の工程により、カシメ接続される。
【００３３】
次に、電磁継電器の可動接点部について、図１０を参照して更に説明する。図１０（Ａ）は本実施形態の可動接点部の外観図であり、図１０（Ｂ）は要部断面図である。銅からなる可動バネ２１にはカシメ用の開口２１ａが形成されており、ここに、銅からなる可動バネ端子２３が嵌合され、嵌合された部分をかしめることによって可動バネ端子に可動バネが接続固定される。可動バネ２１、可動接点２２及び可動バネ端子２３の全体の表面には、メッキなどにより銀含有膜２４が形成されており、銀含有膜２４は、カシメによる接続箇所における可動バネ２１と可動バネ端子２３の間隙を埋め込んで形成されている。銀含有膜２４は、例えば５〜１０μｍ程度の膜厚である。
【００３４】
可動バネと可動バネ端子とは、固定端子と固定接点、あるいは可動バネと可動接点と同様に接続することができる。
【００３５】
可動バネを可動バネ端子にカシメにより接続する工程について説明する。図１１（Ａ）〜（Ｄ）は本実施形態の可動接点部の製造工程を示す断面図である。まず、図１１（Ａ）に示すように、銅からなる可動バネ２１にカシメ用の開口２１ａを形成する。また、可動バネ端子２３には予めカシメ用部位２３ａを設けておく。
【００３６】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、開口２１ａにカシメ用部位２３ａを入れる。
【００３７】
次に、図１１（Ｃ）に示すように、カシメによりカシメ用部位２３ａを変形させ、可動バネ端子と可動バネとを接続固定する。この接続では、Ｂで示す領域に可動バネ２１と可動バネ端子２３の間隙が存在する場合がある。可動バネ２１と可動バネ端子２３に間隙が存在すると可動バネ２１と可動バネ端子２３の接触抵抗と熱伝導が悪化してしまう。
【００３８】
次に、図１１（Ｄ）に示すように、可動バネ２１と可動バネ端子２３の全体の表面に、電解メッキあるいは無電解メッキにより、可動バネ２１と可動バネ端子２３よりも熱伝導率が高い銀含有膜２４を、例えば５〜１０μｍ程度の膜厚で形成する。銀含有膜２４により、カシメによる接続箇所における可動バネ２１と可動バネ端子２３の間隙が埋め込まれる。以上のようにして、本実施形態の可動接点部を形成することができる。
【００３９】
次に、電磁継電器のカードについて、図１２を参照して説明する。図１２（Ａ）は本実施形態の電磁継電器のカードの外観図であり、図１２（Ｂ）は断面図である。
【００４０】
カード４８は、可動バネに当接する部分に、可動バネとの当接時に可動バネを移動させるための突起４８ａが設けられている。また、突起４８ａを含むカード４８の表面には熱伝導膜４９が形成されている。
【００４１】
カードは、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）などの樹脂で形成されている。熱伝導膜４９は、例えば、銀、銅、アルミニウム、金などで形成されている。銀含有膜であることが好ましく、特に銀が好ましい。
【００４２】
本実施形態のようにカードが可動バネに接触する構成では、電気回路に過電流や大電流が流れて可動バネが発熱した場合、カードは熱の影響を直接受けることになる。カードは樹脂で形成されているので熱伝導率は低く、突起４８ａに熱が蓄積してしまう。本実施形態の電磁継電器によれば、発熱した可動バネにカードが接触して、突起４８ａに熱が伝導しても、熱伝導膜４９を通じて速やかに放熱することができる。従って、電磁継電器に過電流や大電流が流れて可動バネが発熱しても、樹脂のカードの溶融や変形などの発生を抑制することができ、電磁継電器の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
次に、カード４８の製造方法について説明する。熱伝導膜形成前のカード４８は、可動バネに当接する部分に突起４８ａが設けられている熱伝導膜形成前のカード４８の表面に、例えば無電解メッキにより熱伝導膜４９を例えば５〜１０μｍの膜厚で形成する。上記のようにして、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すカードを得ることができる。
【００４４】
本実施形態の固定接点部と可動接点部に共通の事項として以下の（１）〜（３）の効果を享受できる。
【００４５】
（１）本実施形態の電磁継電器によれば、電磁継電器に過電流や大電流が流れて固定接点部や可動接点部が発熱しても、銀含有膜２４を通じて効率よく熱伝導が行われ、速やかに放熱することができる。また、銀含有膜２４が可動バネ２１と可動接点２２との間など、カシメによる接続箇所に生じる間隙によって、電気抵抗が高くなるなどの可能性があるが、銀含有膜などを形成することによってこの部分の電気抵抗を低くすることができ、過電流や大電流が流れたときの発熱を抑制できる。従って、樹脂製部材の溶融や変形などの発生を抑制することができ、電磁継電器の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
（２）さらに、本実施形態の電磁継電器によれば、電磁継電器に過電流や大電流が流れた場合の発熱の他に、固定接点と可動接点間の抵抗に起因する通常動作時に発生する発熱も、速やかに放熱できる。
【００４７】
（３）なお、本実施形態は、既存の電磁継電器に対して大幅な構造変更を施すことなく実現可能である。電磁継電器の主要な部品が占める面積は、既存の電磁継電器と本実施形態の電磁継電器とではほとんど変わらない。このため、本実施形態の電磁継電器は低コストで実施可能であり、電磁継電器の大型化を招くこともない。
【００４８】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明は斯かる特定の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された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。また、実施形態では１組の固定接点と可動接点を有する電磁継電器について説明したが、これに限らず、２組以上の固定接点と可動接点を有する電磁継電器にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  固定接点部
１１  固定端子
１２  固定接点
１３  銀含有膜
２０  可動接点部
２１  可動バネ
２２  可動接点
２３  可動バネ端子
２３ａ  カシメ用部位
２４  銀含有膜
３０  ベースブロック
４０  電磁石系
４８  カード
４８ａ  突起
４９  熱伝導膜
【図１】
2019125507.tif 000003
【図２】
2019125507.tif 000004
【図３】
2019125507.tif 000005
【図４】
2019125507.tif 000006
【図５】
2019125507.tif 000007
【図６】
2019125507.tif 000008
【図７】
2019125507.tif 000009
【図８】
2019125507.tif 000010
【図９】
2019125507.tif 000011
【図１０】
2019125507.tif 000012
【図１１】
2019125507.tif 000013
【図１２】
2019125507.tif 000014