(57)【要約】【課題】高い耐電圧を有し、大電流を流すことのできる小型の電磁継電器を提供する。【解決手段】コイルと、第１の固定接点が設けられている第１の固定バネと、第２の固定接点が設けられている第２の固定バネと、バネ部と、前記バネ部の一方の側の端部に接続されている第１の可動接点と、前記バネ部の他方の側の端部に接続されている第２の可動接点とを含む可動バネと、前記第１の可動接点と一方の端部が接続されており、前記第２の可動接点と他方の端部が接続されている導電補助部と、を有することを特徴とす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１
2015191857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、
第１の固定接点が設けられている第１の固定バネと、
第２の固定接点が設けられている第２の固定バネと、
バネ部と、前記バネ部の一方の側の端部に接続されている第１の可動接点と、前記バネ部の他方の側の端部に接続されている第２の可動接点とを含む可動バネと、
前記第１の可動接点と一方の端部が接続されており、前記第２の可動接点と他方の端部が接続されている導電補助部と、
を有することを特徴とする電磁継電器。
【請求項２】
前記導電補助部の厚さは、前記バネ部の厚さ以上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】
前記導電補助部は、銅または銀を含む材料により形成されてい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】
前記導電補助部における前記一方の端部と前記他方の端部との間には、前記導電補助部の幅が狭くなる切り込み部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電磁継電器。
【請求項５】
前記導電補助部における前記一方の端部と前記他方の端部との間には、前記導電補助部の一部を折曲げた折曲げ部が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電磁継電器。
【請求項６】
前記導電補助部における前記一方の端部と前記他方の端部との間には、前記導電補助部の一部を波状に形成した波状部が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電磁継電器。
【請求項７】
前記導電補助部は、金属材料により形成された導線であることを特徴とする請求項１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】
従来より、電気自動車やハイブリッド車等の走行回路においては、電流の通電と遮断とを切替えるため、リレーと呼ばれる電磁継電器が用いられている。
【０００３】
一般的に、電磁継電器は、コイル、可動接点が設けられている可動バネ、固定接点が設けられている固定バネ等を有している。電磁継電器では、コイルに電流を流すことにより磁界が発生し、発生した磁界による磁力により、可動バネが可動し可動接点と固定バネにおける固定接点とが接触し、電磁継電器を介し、電流を通電させることができる。また、コイルに流れる電流を停止すると発生していた磁界が消滅するため、可動バネの復元力により、固定接点と接触していた可動接点が離れ、電磁継電器を介して通電していた電流を遮断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６７４７０号公報
【特許文献２】特開２００３−２２９０３３号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０９７５号公報
【特許文献４】実開平１−８６１４８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、電気自動車やハイブリッド車等の走行回路には、高電圧で、大電流が流れるため、用いられている電磁継電器においても、一般的に市販されている通常の電磁継電器とは異なり、高電圧、大電流に対応したものが求められている。また、電気自動車やハイブリッド車等に搭載するためには、小型で低価格なものであることが好ましい。
【０００６】
即ち、一般的に市販されている通常の電磁継電器においては、流すことのできる電流量の上限が低く、上限を超えて電流を流した場合には、電磁継電器が発熱し、破壊等されてしまう場合がある。従って、高い耐電圧を有し、大電流を流すことのできる電磁継電器が求められており、更には、小型で低価格なものが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施の形態の一観点によれば、コイルと、第１の固定接点が設けられている第１の固定バネと、第２の固定接点が設けられている第２の固定バネと、バネ部と、前記バネ部の一方の側の端部に接続されている第１の可動接点と、前記バネ部の他方の側の端部に接続されている第２の可動接点とを含む可動バネと、前記第１の可動接点と一方の端部が接続されており、前記第２の可動接点と他方の端部が接続されている導電補助部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
開示の電磁継電器によれば、高い耐電圧を有し、大電流を流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態における電磁継電器の斜視図
【図２】導電補助部が設けられていない構造の電磁継電器の斜視図
【図３】第１の実施の形態における電磁継電器の説明図（１）
【図４】第１の実施の形態における電磁継電器の説明図（２）
【図５】第１の実施の形態における電磁継電器の説明図（３）
【図６】第１の実施の形態における電磁継電器の可動バネと導電補助部の説明図
【図７】電磁継電器に流れる電流と可動バネの温度との相関図
【図８】第２の実施の形態における電磁継電器の説明図
【図９】第３の実施の形態における電磁継電器の説明図
【図１０】第４の実施の形態における電磁継電器の説明図
【図１１】第５の実施の形態における電磁継電器の説明図
【図１２】第５の実施の形態における他の電磁継電器の斜視図
【図１３】第５の実施の形態における他の電磁継電器の説明図（１）
【図１４】第５の実施の形態における他の電磁継電器の説明図（２）
【図１５】第５の実施の形態における他の電磁継電器の説明図（３）
【図１６】第５の実施の形態における他の電磁継電器の説明図（４）
【図１７】第５の実施の形態における他の電磁継電器の説明図（５）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
〔第１の実施の形態〕
ところで、一般的に、高い耐電圧に対応し、大電流を流すことのできる電磁継電器の場合、従来の電磁継電器よりも大型なものとなってしまい、電気自動車やハイブリッド車等に搭載するには不向きとなる場合がある。よって、現在の電磁継電器と同じ大きさや形状であって、高い耐電圧を有し、大電流を流すことができる電磁継電器が求められている。
【００１２】
（電磁継電器）
第１の実施の形態における電磁継電器について、図１及び図２に基づき説明する。本実施の形態における電磁継電器は、高い耐電圧を有しており、電磁継電器の可動バネに流れる電流量を増やすため、金属等の導電性を有する材料により形成された導電補助部が設けられている構造のものである。尚、図１は本実施の形態における電磁継電器の斜視図であり、図２は、本実施の形態における電磁継電器より導電補助部４０が取り除かれている電磁継電器、即ち、導電補助部４０が設けられていない電磁継電器の斜視図である。
【００１３】
本実施の形態における電磁継電器は、図１に示されるように、第１の固定バネ１０、第２の固定バネ２０、可動バネ３０、導電補助部４０を有している。後述する図３に示されるように、第１の固定バネ１０の端部近傍には、第１の固定接点１１が設けられており、第２の固定バネ２０の端部近傍には第２の固定接点２１が設けられている。図２に示されるように、可動バネ３０は、金属板等を加工することにより形成されたバネ部３１と、バネ部３１の一方の側の端部３０ａに設けられた第１の可動接点３２と他方の側の端部３０ｂに設けられた第２の可動接点３３とを有している。尚、可動バネ３０における第１の可動接点３２は、第１の固定バネ１０における第１の固定接点１１に対応する位置に形成されており、第２の可動接点３３は、第２の固定バネ２０における第２の固定接点２１に対応する位置に形成されている。
【００１４】
本実施の形態における電磁継電器においては、可動バネ３０における第１の可動接点３２及び第２の可動接点３３には、Ｕ字状の導電補助部４０が接続されている。即ち、導電補助部４０はＵ字状に形成されており、導電補助部４０の一方の端部４０ａの近傍において、第１の可動接点３２に接続されており、他方の端部４０ｂの近傍において、第２の可動接点３３と接続されている。
【００１５】
次に、図３から図５に基づき本実施の形態における電磁継電器についてより詳細に説明する。尚、図３から図５は、本実施の形態における電磁継電器を説明するため、電磁継電器を形成している部材の一部を取り除いたものである。本実施の形態における電磁継電器は、図３に示されるように、電流を流すことにより磁界を発生させるコイル５０が設けられており、コイル５０及び第１の固定バネ１０及び第２の固定バネ２０を含む部分は、ベース５１の内部に入れられている。尚、コイル５０は、磁束を収束させるとともに、所望の向きに磁力を発生させる等のため導線が巻かれており、図４に示されるように、導線が巻かれているコイル５０の中心には鉄芯５２が入れられており、コイル５０の外側には、継鉄５３が設けられている。本実施の形態においては、図５に示されるように、更に、導電補助部４０が接続されている可動バネ３０を設置した後、カバー５４が被せられている。尚、カバー５４には、永久磁石５５、５６及びヨーク５７が設置されている。本実施の形態における電磁継電器は、ベース５１及びカバー５４は樹脂材料により形成されており、ベース５１とカバー５４により筐体部が形成される。
【００１６】
本実施の形態における電磁継電器は、電磁継電器の内部に設けられているコイル５０に電流を流すことにより発生した磁界による磁力により、第１の固定バネ１０における第１の固定接点１１と可動バネ３０に設けられた第１の可動接点３２とが接触し、第２の固定バネ２０における第２の固定接点２１と可動バネ３０に設けられた第２の可動接点３３とが接触する。これにより、電流は、例えば、第１の固定バネ１０より、第１の固定接点１１及び第１の可動接点３２を介し、バネ部３１及び導電補助部４０の双方を流れ、第２の可動接点３３及び第２の固定接点２１を介し、第２の固定バネ２０に流れる。
【００１７】
第１の固定バネ１０及び第２の固定バネ２０は動かす必要がないため、厚みのある材料で形成しても差し支えない。従って、第１の固定バネ１０及び第２の固定バネ２０においては、電流の流れる領域の断面積を広くすることができるため、大電流を流すことが可能である。
【００１８】
これに対し、可動バネ３０は、コイル５０に電流を流した際に、第１の可動接点３２が第１の固定接点１１に接触し、第２の可動接点３３が第２の固定接点２１に接触するようにバネ部３１が動くようにする必要がある。よって、可動バネ３０におけるバネ部３１は、板バネ等の弾性を有するものにより形成されており、導電性とともに弾性を有する銅等の金属材料により形成されている。しかしながら、バネ部３１を弾性を有する金属材料により形成した場合であっても、厚すぎると弾性を発揮することができず、バネとしての機能が損なわれるため、バネ部３１の厚さを以下となるように形成されている。尚、本実施の形態においては、バネ部３１の厚さは、０．２５ｍｍとなるように形成されている。
【００１９】
本実施の形態における電磁継電器においては、Ｕ字状の導電補助部４０は、銅等の金属板を加工することにより形成されており、可動バネ３０におけるバネ部３１の一部と同様の形状となるように形成されている。このように形成された導電補助部４０の厚さは、可動バネ３０におけるバネ部３１と同じ、０．２５ｍｍである。これにより、図１に示される本実施の形態における電磁継電器は、図２に示される導電補助部４０が設けられていない電磁継電器と比べて、約２倍の電流を流すことができる。
【００２０】
尚、導電補助部４０を形成している材料は導電性の高い材料が好ましく、例えば、銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）を含む材料が好ましい。また、導電補助部４０の厚さは、バネ部３１の厚さ以上であることが好ましい。導電補助部４０を厚くすることにより、流すことのできる電流量を増やすことができるからである。
【００２１】
（導電補助部）
次に、可動バネ３０におけるバネ部３１と導電補助部４０との接続方法について、図６に基づきより詳細に説明する。図６（ａ）は、バネ部３１に導電補助部４０が接続される前の状態を示し、図６（ｂ）は、バネ部３１に導電補助部４０が接続されている状態を示す。
【００２２】
可動バネ３０におけるバネ部３１と導電補助部４０とを接続する際には、最初に、バネ部３１の上に導電補助部４０を重ねる。バネ部３１は、第１の固定接点１１及び第２の固定接点２１と接触する領域の近傍は、Ｕ字状に形成されており、Ｕ字状に形成された部分における幅は、約４ｍｍである。バネ部３１において、Ｕ字状に形成された部分の一方の側の端部３０ａの近傍には接続穴３１ａが形成されており、他方の側の端部３０ｂの近傍には接続穴３１ｂが形成されている。また、導電補助部４０もＵ字状に形成されており、一方の端部４０ａの近傍には接続穴４１ａが設けられており、他方の端部４０ｂの近傍には接続穴４１ｂが設けられている。尚、導電補助部４０の幅は約４ｍｍである。
【００２３】
導電補助部４０の一方の端部４０ａに設けられた接続穴４１ａは、バネ部３１における一方の側の端部３０ａに設けられた接続穴３１ａに対応する位置に設けられており、導電補助部４０の他方の端部４０ｂに設けられた接続穴４１ｂは、バネ部３１における他方の側の端部３０ｂに設けられた接続穴３１ｂに対応する位置に設けられている。
【００２４】
尚、バネ部３１の上に導電補助部４０を重ねる際には、バネ部３１における接続穴３１ａと導電補助部４０における接続穴４１ａとの位置が一致し、バネ部３１における接続穴３１ｂと導電補助部４０における接続穴４１ｂとの位置が一致するように重ねる。
【００２５】
次に、バネ部３１における接続穴３１ａと導電補助部４０における接続穴４１ａとを第１の可動接点３２をかしめることにより接続し、バネ部３１における接続穴３１ｂと導電補助部４０における接続穴４１ｂとを第２の可動接点３３をかしめることにより接続する。これにより、バネ部３１と導電補助部４０とを接続することができる。このように、バネ部３１に導電補助部４０を接続することにより、第１の可動接点３２と第２の可動接点３３との間における抵抗を低くすることができ、電磁継電器に流すことのできる電流量を増やすことができる。
【００２６】
（測定結果）
次に、図１に示す本実施の形態における電磁継電器と、図２に示す導電補助部４０が設けられていない電磁継電器とにおいて、電流を流した際の温度を測定した結果について説明する。測定は、通電開始後１時間を経過した後の飽和温度を測定したものであり、電磁継電器の各々の部分における上昇温度と、周囲が８５℃の環境における電磁継電器の各々の部分の温度を測定した結果である。尚、温度の測定には、熱電対を用いた。表１に図１に示す本実施の形態における電磁継電器における電流量と温度との関係を示し、表２に図２に示す導電補助部４０が設けられていない電磁継電器における電流量と温度との関係を示す。
【００２７】
【表１】
2015191857.tif 000003
【００２８】
【表２】
2015191857.tif 000004
【００２９】
表１及び表２に示されるように、流れる電流量が増えると電磁継電器の各々の部分の温度が上昇する。また、図１に示す本実施の形態における電磁継電器及び図２に示す導電補助部４０が設けられていない電磁継電器において、電磁継電器に電流を流した際に最も温度が高くなるのは可動バネ３０である。図７は、表１及び表２における電流量と可動バネ３０における温度との関係をグラフにしたものである。図７において、７Ａは図１に示す本実施の形態における電磁継電器における電流量と温度との関係を示し、７Ｂは図２に示す導電補助部４０が設けられていない電磁継電器における電流量と温度との関係を示す。
【００３０】
図７における７Ａ及び７Ｂ等に示されるように、本実施の形態における電磁継電器は、図２に示す電磁継電器よりも、同じ飽和温度となる電流量が約２倍となっている。これは本実施の形態における電磁継電器では、可動バネ３０のバネ部３１と同じ厚さの導電補助部４０が可動バネ３０に接続されているからであり、同じ電流量の電流を流しても可動バネの発熱を低く抑えることができる。
【００３１】
ところで、電磁継電器の筐体部分はモールド樹脂等の樹脂材料により形成されているが、モールド樹脂の溶融温度は約２２５℃である。このため、２２５℃を超えると電磁継電器を形成しているモールド樹脂は溶けてしまうが、この温度よりも低い温度、例えば、２００℃を超えた場合であっても、モールド樹脂の変形等が始まり、電磁継電器が破壊されてしまう場合がある。このため、飽和温度が２００℃以下となる最大の電流量を、電磁継電器に流すことのできる最大電流量として規定することができる。図７等より、バネ部３１における飽和温度が２００℃以下となる最大電流量は、図２に示す電磁継電器では約５０Ａであるのに対し、図１に示す本実施の形態における電磁継電器では約１００Ａである。よって、図１に示す本実施の形態における電磁継電器は、図２に示す導電補助部４０が設けられていない電磁継電器と比べて、流すことのできる電流量を約２倍にすることができる。
【００３２】
ところで、本実施の形態においては、流すことのできる電流量を増やすことができるが、可動バネ３０の部分が厚くなったり、部材同士が重なったりするため、後述する片あたりが生じる場合がある。以下、第２から第５の実施の形態は、片あたりが生じることを防いだ構造のものである。
【００３３】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図８に示されるように、Ｕ字状に形成されている導電補助部１４０の中央部分に切り込み部１４１ａ、１４１ｂを設けた構造のものである。このような切り込み部１４１ａ、１４１ｂを設けることにより、いわゆる片あたりを防ぐことができる。尚、片あたりとは、第１の固定接点１１と第１の可動接点３２、第２の固定接点２１と第２の可動接点３３のうちのいずれか一方しか接触していない状態を意味するものであり、片あたりの状態では、電磁継電器を介して電流は流れない。
【００３４】
本実施の形態においては、Ｕ字状に形成されている導電補助部１４０の中央部分に切り込み部１４１ａ、１４１ｂを設けることにより、導電補助部１４０の幅を狭くして、導電補助部１４０の第１の可動接点３２側と第２の可動接点３３側との間における連動性を抑制することができる。これにより、第１の可動接点３２及び第２の可動接点３３の各々が、自由に動きやすくなるため、片あたりを防ぐことができる。尚、導電補助部１４０は銅等により形成された金属板を打ち抜き加工することにより形成することができる。導電補助部１４０は、第１の実施の形態と同様に、第１の可動接点３２及び第２の可動接点３３において可動バネ３０においてバネ部３１と接続されている。
【００３５】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図９に示されるように、Ｕ字状に形成されている導電補助部２４０の中央部分において、Ｖ字状の折曲げ部２４１を形成した構造のものである。尚、導電補助部２４０は、第１の実施の形態と同様に、第１の可動接点３２及び第２の可動接点３３において可動バネ３０のバネ部３１と接続されている。このようなＶ字状の折曲げ部２４１を設けることにより、導電補助部２４０における第１の可動接点３２側と第２の可動接点３３側との間における連動性を抑制することができる。これにより、第１の可動接点３２及び第２の可動接点３３の各々が、自由に動きやすくなるため、片あたりを防ぐことができる。尚、導電補助部２４０は、銅等により形成された金属板を打ち抜き加工した後、中央部分を折曲げることにより形成することができる。
【００３６】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図１０に示されるように、Ｕ字状に形成されている導電補助部３４０の中央部分において、表面が波状の波状部３４１を形成した構造のものである。尚、導電補助部３４０は、第１の実施の形態と同様に、第１の可動接点３２及び第２の可動接点３３において可動バネ３０のバネ部３１と接続されている。このような波状部３４１を設けることにより、導電補助部３４０における第１の可動接点３２側と第２の可動接点３３側との間における連動性を抑制することができる。これにより、第１の可動接点３２及び第２の可動接点３３の各々が、自由に動きやすくなるため、片あたりを防ぐことができる。尚、導電補助部３４０は、銅等により形成された金属板を打ち抜き加工した後、プレス加工することにより形成することができる。
【００３７】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図１１に示されるように、導電補助部を導線により形成したものであり、図１１の例は、銅等の金属材料により形成された編み線等による導線４４０により第１の可動接点３２と第２の可動接点３３との間を接続した構造のものである。第１の可動接点３２と第２の可動接点３３との間を導線４４０により接続したものでは、第１の可動接点３２及び第２の可動接点３３の各々が自由に動きやすいため、片あたりを防ぐことができる。本実施の形態においては、導線４４０は、導電性を有する材料により形成された線材により形成されている。このように、導線４４０を複数の細い金属線を編み込んだ編み線にすることにより、第１の可動接点３２側と第２の可動接点３３側との間における自由度をより一層高めることができ、片あたりが生じることを抑制することができる。
【００３８】
また、本実施の形態は、図１２から図１７に示される構造の電磁継電器であってもよい。尚、図１２は、この電磁継電器の側面図である。図１３及び図１４は、可動バネ３０におけるバネ部３１に導線４４０が接続されているものを異なる方向から見た斜視図である。図１５から図１７は、可動バネ３０におけるバネ部３１に導線４４０がかしめにより接続されており、更に接極子５８が取り付けられているものを異なる方向から見た斜視図である。
【００３９】
図１２に示される電磁継電器は、Ｌ字状の接極子５８が設けられている。第１の固定バネ１０及び第２の固定バネ２０は、直線状に形成されており、第１の固定バネ１０の端部近傍に第１の固定接点１１が設けられており、第２の固定バネ２０の端部近傍に第２の固定接点２１が設けられている。図１２に示される電磁継電器は、コイルに電流を流すことにより発生した磁界により、接極子５８が鉄芯５２に吸着されることにより、可動バネ３０が動き、第１の固定接点１１に第１の可動接点３２が接触し、第２の固定接点２１に第２の可動接点３３が接触する。また、コイルに流れる電流の供給を停止することにより磁界が消滅し、可動バネ３０におけるバネ部３１の復元力等により、接極子５８が鉄芯５２より離れる。
【００４０】
図１２に示される電磁継電器においては、可動バネ３０におけるバネ部３１と導線４４０はかしめにより接続されていてもよい。具体的には、可動バネ３０におけるバネ部３１に設けられている穴と、導線４４０の端部に設けられている穴とを第１の可動接点３２の一部となるかしめ部３２ａにおいて、かしめることにより固定してもよい。また、可動バネ３０におけるバネ部３１に設けられている穴と、導線４４０の端部に設けられている穴とを第２の可動接点３３の一部となるかしめ部３３ａにおいて、かしめることにより固定してもよい。
【００４１】
導線４４０は、可動バネ３０におけるバネ部３１に設けられたガイド部３１ｃにより、導線４４０を挟み込むように固定してもよい。導線４４０は軟銅線であってもよい。また、可動バネ３０におけるバネ部３１と導線４４０との接続方法は、かしめ以外にも、抵抗溶接やロウ付けを用いてもよい。
【００４２】
以上より、本実施の形態においては、接点独立性を維持したまま、バネの負荷を抑えつつ、少ない部品点数で、大きさを大きくすることなく、流すことの電流量（通電容量）を増やすことができる。
【００４３】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００４４】
１０        第１の固定バネ
１１        第１の固定接点
２０        第２の固定バネ
２１        第２の固定接点
３０        可動バネ
３１        バネ部
３１ａ      接続穴
３１ｂ      接続穴
３２        第１の可動接点
３３        第２の可動接点
４０        導電補助部
４０ａ      一方の端部
４０ｂ      他方の端部
４１ａ      接続穴
４１ｂ      接続穴
【図１】
2015191857.tif 000005
【図２】
2015191857.tif 000006
【図３】
2015191857.tif 000007
【図４】
2015191857.tif 000008
【図５】
2015191857.tif 000009
【図６】
2015191857.tif 000010
【図７】
2015191857.tif 000011
【図８】
2015191857.tif 000012
【図９】
2015191857.tif 000013
【図１０】
2015191857.tif 000014
【図１１】
2015191857.tif 000015
【図１２】
2015191857.tif 000016
【図１３】
2015191857.tif 000017
【図１４】
2015191857.tif 000018
【図１５】
2015191857.tif 000019
【図１６】
2015191857.tif 000020
【図１７】
2015191857.tif 000021