(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルボビンに導線を巻いて形成されたコイルと、側板部の両端から端板部が延在するＵ字形状であり、一方の前記端板部を前記コイルの一端に対向させ、他方の前記端板部を前記コイルの他端に離間して対向させ、側板部を前記コイルの外周部に対向させるように前記コイルを内部に配置した一対のＵ字形固定鉄心と、前記Ｕ字形固定鉄心の側板部の内側に配置した一対の永久磁石と、前記コイルに挿通した鉄心棒の一端に、前記Ｕ字形固定鉄心の一方の端板部の外側に位置させる第１の可動鉄心板を設け、前記鉄心棒の他端に、前記コイルの他端と前記Ｕ字形固定鉄心の他方の端板部との間に位置させる第２の可動鉄心板を設けた可動鉄心と、を備えた有極電磁石と、
可動接触子を装着可能であり、前記第１の可動鉄心板に取り付けられる可接キャリアと、
固定接触子を装着可能であり、前記可接キャリアを覆うケースと、
前記有極電磁石を収容し、前記ケースに連結されるリアケースと、を備え、
前記コイルボビンは、上面に第１の係合用突起を備え、
前記ケースは、前記可接キャリアを前記第１の可動鉄心板に取り付けた状態において、予め設定された距離のクリアランスを空けて前記第１の係合用突起と対向する第２の係合用突起を備えることを特徴とする電磁接触器。
【請求項２】
前記クリアランスは、前記コイルを励磁していない状態での前記可動接触子と前記固定接触子との間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電磁接触器。
【請求項３】
前記第２の係合用突起は、前記第１の係合用突起と係合した状態において該第１の係合用突起と第２の係合用突起との係合が外れることを防止する段差を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁接触器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁接触器の組立方法であって、
前記可動接触子を前記可接キャリアに装着する工程と、
前記可動接触子を装着した前記可接キャリアを前記ケースに挿入する工程と、
前記可接キャリアを挿入したケースに前記固定接触子を装着する工程と、
前記固定接触子を装着した前記可接キャリアを除塵する工程と、
前記可接キャリアを前記前記第１の可動鉄心板に係合させて、前記可接キャリアと前記有極電磁石を連結する工程と、
前記有極電磁石を前記リアケースに挿入して、前記リアケースと前記ケースとを連結する工程とを有することを特徴とする電磁接触器の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石とコイルとを組み合わせた有極電磁石を有する電磁接触器及びその組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される電磁接触器は、永久磁石とコイルとを組み合わせた有極電磁石と、可動接触子を取り付ける可接キャリアと、可動接触子と接離する固定接触子と、有極電磁石を収容するリアケースと、可接キャリアを覆ってリアケースと係合するケースとを有する。有極電磁石は、導線を巻回して形成されたコイルと、コイルが巻かれるコイルボビンと、コイルボビンを軸方向に貫通する可動鉄心と、可動鉄心と対向して設置されるＵ字形状の固定鉄心と、コイルと対向して配置される磁極板及び固定鉄心に設置された永久磁石とを有する。可動鉄心板には、可動接触子が装着されている可接キャリアが取り付けられており、可動鉄心の変位量に合わせて、可動接触子が同じ量だけ変位する。【０００３】
特許文献１に開示される電磁接触器は、コイルが励磁されていない状態では、永久磁石の磁力によって可動鉄心が磁極板に吸着しているため、可動接触子と固定接触子とが離れた状態に維持される。コイルを励磁すると、永久磁石の磁界を打ち消す磁界が可動鉄心と固定鉄心との間に生じて可動鉄心板が固定鉄心板側へ変位し、可動接触子と固定接触子とが接触した状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６２０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電磁接触器は、駆動部への異物挟み込みによる動作不良及び接点間への異物挟み込みによる接点寿命低下の観点から、製品内部への異物の侵入及び残留を防止することが求められている。従って、電磁接触器は、開口部を可能な限り無くした筐体が用いられるとともに、筐体内に異物が極力残留しない手順で組み立てられる必要がある。【０００６】
しかしながら、特許文献１は、異物の侵入及び残留を防止することを考慮した電磁接触器の組立手順を開示していない。【０００７】
また、特許文献１に開示される電磁接触器は、可動接触子を設置した可接キャリアをケースに挿入し、ケースに有極電磁石を取り付けた状態で、ケースだけを持って有極電磁石を持ち上げると、有極電磁石の重さによって可接キャリアが下降する。有極電磁石の重さによって可接キャリアが下降すると、可変キャリアの変位量以上可動接触子が変位して固定接触子に接触することになるため、可動接触子は変形してしまう。【０００８】
可動接触子の変形を防ぐためには、ケースと有極電磁石とを同時に持つ必要があるが、両手でケースと有極電磁石とを持つと、組立作業の作業効率が低下する。従って、ケースを持ち上げると、可動接触子と固定接触子とが接触することなく、リアケースを除く構造体全体を持ち上げることができるケースと有極電磁石との係合構造が必要となる。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ケースを持ち上げると、可動接触子と固定接触子とが接触することなく、リアケースを除く構造体全体を持ち上げることができるケースと有極電磁石との係合構造を有する電磁接触器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、コイルボビンに導線を巻いて形成されたコイルと、側板部の両端から端板部が延在するＵ字形状であり、一方の端板部をコイルの一端に対向させ、他方の端板部をコイルの他端に離間して対向させ、側板部をコイルの外周部に対向させるようにコイルを内部に配置した一対のＵ字形固定鉄心と、Ｕ字形固定鉄心の側板部の内側に配置した一対の永久磁石と、コイルに挿通した鉄心棒の一端に、Ｕ字形固定鉄心の一方の端板部の外側に位置させる第１の可動鉄心板を設け、鉄心棒の他端に、コイルの他端とＵ字形固定鉄心の他方の端板部との間に位置させる第２の可動鉄心板を設けた可動鉄心と、を備えた有極電磁石と、可動接触子を装着可能であり、第１の可動鉄心板に取り付けられる可接キャリアと、固定接触子を装着可能であり、可接キャリアを覆うケースと、有極電磁石を収容し、ケースに連結されるリアケースと、を備え、コイルボビンは、上面に第１の係合用突起を備え、ケースは、可接キャリアを第１の可動鉄心板に取り付けた状態において、予め設定された距離のクリアランスを空けて第１の係合用突起と対向する第２の係合用突起を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる電磁接触器は、ケースを持ち上げると、可動接触子と固定接触子とが接触することなく、リアケースを除く構造体全体を持ち上げることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁接触器の斜視図
【図２】本発明の実施の形態にかかる電磁接触器の断面図
【図３】実施の形態にかかる電磁接触器の有極電磁石の断面図
【図４】実施の形態にかかる電磁接触器の有極電磁石の斜視図
【図５】実施の形態にかかる電磁接触器の可接キャリアの斜視図
【図６】実施の形態にかかる電磁接触器のケースの斜視図
【図７】実施の形態にかかる電磁接触器のケースの斜視図
【図８】可動鉄心板に設けた切り欠きに可接キャリアの係合部を通した状態での実施の形態にかかる電磁接触器のリアケースを除いた部分の断面図
【図９】可接キャリアが挿入されたケースを＋ｚ方向にスライドさせた状態での実施の形態にかかる電磁接触器のリアケースを除いた部分の断面図
【図１０】実施の形態にかかる電磁接触器の組み上げ状態でのリアケースを除いた部分の断面図
【図１１】実施の形態にかかる電磁接触器の部分拡大図
【図１２】実施の形態にかかる電磁接触器の部分拡大図
【図１３】実施の形態にかかる電磁接触器のケース内部の断面図
【図１４】実施の形態にかかる電磁接触器のケースを持ち上げた状態でのリアケースを除いた部分の断面図
【図１５】実施の形態にかかる電磁接触器の部分拡大図
【図１６】実施の形態にかかる電磁接触器の部分拡大図
【図１７】実施の形態にかかる電磁接触器のケース内部の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態にかかる電磁接触器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る電磁接触器の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態にかかる電磁接触器の断面図である。以下の説明においては、図中に矢印ｘで示す方向をｘ方向、矢印ｙで示す方向をｙ方向、矢印ｚで示す方向をｚ方向とする。なお、矢印と同じ向きは＋方向であり、矢印と反対方向は−方向である。一例を挙げると、矢印ｘと同じ方向は＋ｘ方向であり、矢印ｘと反対方向は−ｘ方向である。電磁接触器１の構成要素の一部のみを示す図については、図１に示す組立状態においてどの向きになるかを矢印ｘ、矢印ｙ及び矢印ｚで示している。
【００１５】
電磁接触器１は、永久磁石とコイルとを組み合わせた有極電磁石２と、可動接触子６を取り付ける可接キャリア４と、可動接触子６と接離する固定接触子５と、有極電磁石２を収容する筒状のリアケース７とを有する。また、電磁接触器１は、可接キャリア４を覆うケース３を有する。ケース３には、固定接触子５を装着可能である。
【００１６】
図３は、実施の形態にかかる電磁接触器の有極電磁石の断面図である。有極電磁石２は、コイルボビン９に導線を巻いて形成されたコイル８と、一方の端板部１２ａをコイル８の一端８ａに対向させ、他方の端板部１２ｂをコイル８の他端８ｂに離して対向させ、側板部１２ｃをコイル８の外周部８ｃに対向させるようにコイル８を内部に配置した一対のＵ字形固定鉄心１２を有する。また、有極電磁石２は、Ｕ字形固定鉄心１２の側板部１２ｃの内側に配置した一対の永久磁石１３と、コイル８に挿通した鉄心棒１０ｄの一端１０ｄ１に、Ｕ字形固定鉄心１２の一方の端板部１２ａの外側に位置させる第１の可動鉄心板１０ａを設け、鉄心棒１０ｄの他端１０ｄ２に、コイル８の他端８ｂとＵ字形固定鉄心１２の他方の端板部１２ｂとの間に位置させる第２の可動鉄心板１０ｂを設けた可動鉄心１０とを有する。また、有極電磁石２は、永久磁石１３の内側に、磁性材料で形成された固定鉄心板１１が配置されている。第２の可動鉄心板１０ｂとＵ字形固定鉄心１２の他方の端板部１２ｂとの間の距離はＬ２となっている。すなわち、可動鉄心１０は、距離Ｌ２の変位量を有する。
【００１７】
Ｕ字形固定鉄心１２は、側板部１２ｃの両端から端板部１２ａ，１２ｂが延在するＵ字形状である。Ｕ字形固定鉄心１２は、ｘ方向と垂直な断面形状、即ちｙ方向及びｚ方向に延びる平面を含む断面形状がＵ字形となっている。
【００１８】
図４は、実施の形態にかかる電磁接触器の有極電磁石の斜視図である。図５は、実施の形態にかかる電磁接触器の可接キャリアの斜視図である。図６及び図７は、実施の形態にかかる電磁接触器のケースの斜視図である。図４に示すように、第１の可動鉄心板１０ａに設けられた切り欠き１０ｃに、図５に示す可接キャリア４の係合部４ａを係合させることで可接キャリア４は第１の可動鉄心板１０ａに取り付けられる。図４に示すように、有極電磁石２のコイルボビン９の上面９ａには、第１の係合用突起９ｂ，９ｃが形成されている。図６に示すように、ケース３の下面３ａには、第２の係合用突起３ｂ，３ｃが形成されている。第２の係合用突起３ｃには、第１の係合用突起９ｃを保持するための段差３ｄが設けられている。段差３ｄは、第２の係合用突起３ｃが第１の係合用突起９ｃと係合した状態において、第１の係合用突起９ｃと第２の係合用突起３ｃとの係合が外れることを防止する。
【００１９】
図２に示されるコイル８が励磁されていない状態では、永久磁石１３の磁力により、第２の可動鉄心板１０ｂが固定鉄心板１１に吸着しているため、可動接触子６と固定接触子５とは距離Ｌ１だけ離れた状態に維持されている。
【００２０】
コイル８を励磁すると、永久磁石１３による磁界を打ち消す磁界が可動鉄心１０とＵ字形固定鉄心１２との間に働き、可動鉄心１０がＵ字形固定鉄心１２側に距離Ｌ２だけ変位する。これにより、可動接触子６と固定接触子５とが接触した状態となる。従って、可動鉄心１０の変位量である距離Ｌ２は、距離Ｌ１よりも大きくＬ２＞Ｌ１の関係になっている。
【００２１】
実施の形態にかかる電磁接触器の組立手順について説明する。第１の手順では、可接キャリア４に可動接触子６を装着し、ケース３に挿入する。第２の手順では、ケース３に固定接触子５を装着し、エアブローによって除塵する。第３の手順では、有極電磁石２を可接キャリア４に装着する。第４の手順では、第１、第２及び第３の手順で組み立てた構造体の有極電磁石２をリアケース７の筒内に挿入してケース３とリアケース７とを合体させる。上記の組立手順では、有極電磁石２をリアケース７の筒内に挿入する工程を最終工程とすることで、組立時に発生する異物がリアケース７内に極力残らない構造を実現する。
【００２２】
すなわち、有極電磁石２を有する電磁接触器１において、可動接触子６を装着した可接キャリア４をケース３に挿入したのち、固定接触子５を装着し、有極電磁石２と可接キャリア４とをケース３に係合した後に除塵を行い、最後にリアケース７と合体させることで異物の残留が少ない組立手順を実現できる。
【００２３】
上記の組立手順において、組立後にエアブローによって除塵することも考えられるが、外部からの異物の侵入防止のために、リアケース７には開口部が設けられていないため、ケース３とリアケース７とを合体させた後での除塵は行えない。
【００２４】
次に、ケース３、可接キャリア４、固定接触子５及び可動接触子６を含む構造体と有極電磁石２との組み付け手順について説明する。まず、可接キャリア４に可動接触子５を装着し、ケース３に挿入する。次に、第１の可動鉄心板１０ａに設けた切り欠き１０ｃに可接キャリア４の係合部４ａを通すように、可接キャリア４が挿入されたケース３を−ｙ方向に移動させる。図８は、可動鉄心板に設けた切り欠きに可接キャリアの係合部を通した状態での実施の形態にかかる電磁接触器のリアケースを除いた部分の断面図である。
【００２５】
切り欠き１０ｃに係合部４ａを通したのち、可接キャリア４が挿入されたケース３を＋ｚ方向にスライドさせることで、可接キャリア４と第１の可動鉄心板１０ａとが係合し、可接キャリア１４と有極電磁石２とが連結される。以上の組立手順により、有極電磁石２、ケース３、可接キャリア４、固定接触子５、可動接触子６を含む構造体、すなわち、電磁接触器１からリアケース７を除いた構造体が組み立てられる。
【００２６】
図９は、可接キャリアが挿入されたケースを＋ｚ方向にスライドさせた状態での実施の形態にかかる電磁接触器のリアケースを除いた部分の断面図である。可接キャリア４が挿入されたケース３を＋ｚ方向にスライドさせることにより、第２の係合用突起３ｂの上面３ｂ１と第１の係合用突起９ｂの下面９ｂ１とがｙ方向に対向し、第２の係合用突起３ｃの上面３ｃ１と第１の係合用突起９ｃの下面９ｃ１とがｙ方向に対向する。
【００２７】
図１０は、実施の形態にかかる電磁接触器の組み上げ状態でのリアケースを除いた部分の断面図である。図１１及び図１２は、実施の形態にかかる電磁接触器の部分拡大図である。図１１は、図１０中のＡ部及びその周囲を拡大して示しており、図１２は、図１０中のＢ部及びその周囲を拡大して示している。図１３は、実施の形態にかかる電磁接触器のケース内部の断面図である。可接キャリア４が挿入されたケース３を＋ｚ方向にスライドさせた状態では、第２の係合用突起３ｂと第１の係合用突起９ｂとは完全には係合していないため、電磁接触器１を組み上げた状態では、第２の係合用突起３ｂの上面３ｂ１と第１の係合用突起９ｂの下面９ｂ１との間、及び第２の係合用突起３ｃの上面３ｃ１と第１の係合用突起９ｃの下面９ｃ１との間には、図１２に示されるように距離Ｌ３のクリアランスが設けられている。クリアランスの距離Ｌ３は、図２に示される距離Ｌ２よりも小さくＬ３＜Ｌ２の関係になっている。また、クリアランスの距離Ｌ３は、コイル８が励磁されていない状態での可動接触子６と固定接触子５との間の距離Ｌ１よりも小さくＬ１＜Ｌ３の関係になっている。
【００２８】
図１４は、実施の形態にかかる電磁接触器のケースを持ち上げた状態でのリアケースを除いた部分の断面図である。図１５及び図１６は、実施の形態にかかる電磁接触器の部分拡大図である。図１５は、図１４中のＣ部及びその周囲を拡大して示しており、図１６は、図１４中のＤ部及びその周囲を拡大して示している。図１７は、実施の形態にかかる電磁接触器のケース内部の断面図である。
【００２９】
可接キャリア４と第１の可動鉄心板１０ａとが係合した状態で、ケース３を＋ｙ方向に持ち上げた場合に、第１の係合用突起９ｂの下面９ｂ１と第２の係合用突起３ｂの上面３ｂ１とが当接し、第１の係合用突起９ｃの下面９ｃ１と第２の係合用突起３ｃの上面３ｃ１とが当接し、第２の係合用突起３ｂ，３ｃと第１の係合用突起９ｂ，９ｃとが完全に係合する。従って、ケース３が＋ｙ方向に持ち上げられると、コイルボビン９を有する有極電磁石２は、ケース３に吊り下がる。
【００３０】
上記に説明した実施の形態に係る電磁接触器１は、コイルボビン９の上面９ａの第１の係合用突起９ｂ，９ｃと、ケース３の下面３ａに設けた第２の係合用突起３ｂ，３ｃとが、ケース３を＋ｙ方向に持ち上げていない時には、完全には係合していない。このような構造とすることで、電磁接触器１は、可接キャリア４を第１の可動鉄心板１０ａに係合させたのちに＋ｚ方向にスライドさせるだけで容易に組み立てられる。また、電磁接触器１は、組み立て又は分解される際に工具を用いる必要がないため、ネジ止めする場合又は爪を嵌合させる場合と比較して、工数を削減することができる。
【００３１】
コイルボビン９の第１の係合用突起９ｂ，９ｃは、ケース３を持って有極電磁石２を吊り下げた場合にだけケース３の第２の係合用突起３ｂ，３ｃと当接し、組立状態においては第１の係合用突起９ｂ，９ｃと第２の係合用突起３ｂ，３ｃとは干渉しない。
【００３２】
組立状態において第１の係合用突起９ｂ，９ｃと第２の係合用突起３ｂ，３ｃとが接していると、コイル８が励磁されて可動鉄心１０が移動した際の可動接触子６の変位量が設計値と異なってしまい、製品性能に影響を及ぼす可能性がある。しかし、実施の形態に係る電磁接触器１は、組立状態においては第１の係合用突起９ｂ，９ｃと第２の係合用突起３ｂ，３ｃとは干渉しないため、第１の係合用突起９ｂ，９ｃ及び第２の係合用突起３ｂ，３ｃが設けられていても、製品性能が低下する可能性を低減できる。
【００３３】
クリアランスの距離Ｌ３は、コイル無励磁状態における可動接触子６と固定接触子５との間の距離Ｌ１よりも短くすることで、組立作業時に有極電磁石２の自重によって、可動接触子６と固定接触子５との間の距離の縮小量が距離Ｌ１以上となって、可動接触子６と固定接触子５とが接触し、破損することを防止できる。これにより、組立作業時に可動接触子６が変形することによる不良品が発生し、歩留まりが低下することを防止できる。また、組立作業時間の短縮により、生産工程におけるエネルギー消費を抑えることができる。
【００３４】
ケース３の第２の係合用突起３ｃに第１の係合用突起９ｃを保持し、第１の係合用突起９ｃと第２の係合用突起３ｃとの係合が外れることを防止する段差３ｄを設けることにより、有極電磁石２を吊り下げた状態でケース３を傾けた場合に、有極電磁石２の自重により第１の可動鉄心板１０ａと可接キャリア４との係合が外れることを防止できる。なお、ここでは第２の係合用突起３ｃのみに段差３ｄを設けた構成を例に挙げたが、第２の係合用突起３ｂ，３ｃの少なくとも一方に第１の係合用突起９ｂ，９ｃを保持するための段差が設けられていれば有極電磁石２の自重により第１の可動鉄心板１０ａと可接キャリア４との係合が外れることを防止する効果が得られる。
【００３５】
上記に説明したように、実施の形態１に係る電磁接触器１は、有極電磁石２までもが上部のケース３に組み付けられた後に、上部のケース３をリアケース７に組み付けるため、組立時に発生する異物がリアケース７内に極力残らない組立方法を実現できる。また、電磁接触器１は、上部のケース３で有極電磁石２を吊り下げることができるため、組立が容易である。さらに、第１の係合用突起９ｂ，９ｃと第２の係合用突起３ｂ，３ｃとの間に一定のクリアランスが設けられているため、ケース３を持ち上げて有極電磁石２を吊り下げても、可動接触子６と固定接触子５とは接触せず、可動接触子６の変形及び破損を防止できる。
【００３６】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  電磁接触器、２  有極電磁石、３  ケース、３ａ  下面、３ｂ，３ｃ  第２の係合用突起、３ｄ  段差、４  可接キャリア、４ａ  係合部、５  固定接触子、６  可動接触子、７  リアケース、８  コイル、９  コイルボビン、９ａ  上面、９ｂ，９ｃ  第１の係合用突起、１０  可動鉄心、１０ａ  第１の可動鉄心板、１０ｂ  第２の可動鉄心板、１０ｃ  切り欠き、１０ｄ  鉄心棒、１１  固定鉄心板、１２  Ｕ字形固定鉄心、１３  永久磁石。
【要約】
電磁接触器は、有極電磁石（２）と、可動接触子を装着可能であり、第１の可動鉄心板（１０ａ）に取り付けられる可接キャリアと、固定接触子を装着可能であり、可接キャリアを覆うケースと、有極電磁石（２）を収容し、ケースに連結されるリアケースと、を備え、コイルボビン（９）は、上面に第１の係合用突起を備え、ケースは、可接キャリアを第１の可動鉄心板（１０ａ）に取り付けた状態において、予め設定された距離のクリアランスを空けて第１の係合用突起と対向する第２の係合用突起を備える。【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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