(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内蔵されるコイルへの通電の断続により軸方向に進退するプランジャを有するソレノイド部と、
前記ソレノイド部の固定磁路部材に結合されるハウジングと、
前記ハウジング内に収容されて、前記プランジャと連動して軸方向に進退すると共に両端部に一対の可動接点を短絡可能に担持する可動接点担持体と、
前記ハウジング内に前記一対の可動接点に対して接離可能に収容された一対の固定接点を担持する一対の固定接点担持体と、を有する電磁継電器において、
前記ハウジング内に配置されて前記固定接点担持体に近づく方向に前記可動接点担持体を付勢する第１の弾性部材と、
前記ソレノイド部内に配置されて前記可動接点担持体が前記固定接点担持体から遠ざかる方向に前記プランジャを付勢する第２の弾性部材と、
前記ハウジング内に設けられて前記固定接点担持体から遠ざかる方向の前記可動接点担持体の移動を規制する第１の規制部と、
前記ハウジングと前記ソレノイド部との固定部分に設けられ前記第２の弾性部材の付勢力による前記プランジャの移動を規制する第２の規制部と、を設け、
前記固定接点担持体、前記可動接点担持体、前記第１の弾性部材、前記第２の弾性部材、第１の規制部、前記第２の規制部および前記プランジャは、前記プランジャの進退方向において、前記第２の弾性部材、前記プランジャ、前記第２の規制部、前記固定接点担持体、前記可動接点担持体、前記第１の弾性部材、前記第１の規制部の順番で配置され、
前記プランジャが前記第２の規制部に当接した時に、前記可動接点と前記固定接点との間に第１の隙間が形成され、且つ前記可動接点担持体と前記第１の規制部との間に第２の隙間が形成されることを特徴とする電磁継電器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁力によって接点の開閉を行なう電磁継電器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気回路に広く使用される電磁継電器として、たとえば、特開平７−２３５２４８号公報に記載されたものがある。
【０００３】
これは、電磁継電器に接続された電気回路の開閉を行なうスイッチ部と、内蔵するコイルへの通電断続により所定の動作を行なうソレノイド部とからなっている。コイルに通電時は、プランジャが磁路部材に吸引されて可動接点担持体から遠ざかる方向に移動し、接点スプリングの付勢力により、一対の可動接点を短絡状態に担持する可動接点担持体、一対の固定接点を一対の可動接点に対して接離可能に担持する一対の固定接点担持体に近づく方向に移動して、各接点が接触する。これにより、可動接点担持体を介して一対の固定接点担持体間が電気的に導通状態となり電磁継電器は閉状態となる。一方、コイルの通電を遮断すると固定磁路部材の磁力が消滅し、リターンスプリングの付勢力によりプランジャが可動接点担持体に近づく方向に移動して可動接点担持体をハウジングに設けられたストッパに当接するまで押し上げる。これにより、可動接点が各固定接点から離れるので一対の固定接点担持体間の電気的導通が断たれ電磁継電器は開状態となる。電磁継電器の開状態において、可動接点および固定接点間には隙間、いわゆる接点ギャップが形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電磁継電器の開時において、可動接点が固定接点から離れた瞬間に両接点間にアーク放電が発生することがある。アーク放電は接点の損傷等を引起こすため、アーク放電が発生しても短時間で消滅させることが必要となる。電磁継電器においては、アーク放電が発生しても短時間で消滅させる、いわゆる遮断性も重要な特性の一つとなる。
【０００５】
この対策として、接点ギャップを大きくすることが行われている。一般に、電磁継電器閉→開時におけるプランジャの移動距離、いわゆるストロークＳと接点ギャップＧとの関係は、下記の（数式１）で表される。
【０００６】
（数式１）Ｓ＝Ｇ＋Ｍ
ここで、Ｍは、可動接点に衝撃力を与える（可動接点と固定接点との分離性を向上させる）ための助走距離である。（数式１）から明らかなように、遮断性を向上するために接点ギャップを大きくすると、ストロークも大きくなる。この場合、電磁継電器の応答性を維持するためにはソレノイド部の作動力を大きくしなければならない。つまり、コイルを始め磁気回路部品の体格が大きくなり、従って、電磁継電器の体格も大きくなってしまうという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記のような点に鑑みなされたものであり、ソレノイド部の体格を増大させずに接点ギャップを拡大して、遮断性の高い電磁継電器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の電磁継電器は、ハウジング内に配置されて固定接点担持体に近づく方向に可動接点担持体を付勢する第１の弾性部材と、ソレノイド部内に配置されて可動接点担持体が固定接点担持体から遠ざかる方向にプランジャを付勢する第２の弾性部材と、ハウジング内に設けられて固定接点担持体から遠ざかる方向の可動接点担持体の移動を規制する第１の規制部と、ハウジングとソレノイド部との固定部分に設けられ第２の弾性部材の付勢力によるプランジャの移動を規制する第２の規制部と、を設け、固定接点担持体、可動接点担持体、第１の弾性部材、第２の弾性部材、第１の規制部、第２の規制部およびプランジャは、プランジャの進退方向において、第２の弾性部材、プランジャ、第２の規制部、固定接点担持体、可動接点担持体、第１の弾性部材、第１の規制部の順番で配置され、プランジャが第２の規制部に当接した時に、可動接点と固定接点との間に第１の隙間が形成され、且つ可動接点担持体と第１の規制部との間に第２の隙間が形成される構成とした。これにより、第２の弾性部材の付勢力によりプランジャが移動し第２の規制部に当接停止した時に、プランジャと連動して移動した可動接点担持体を、それ自身に作用する慣性力によってさらに第２の隙間分だけ移動させて、接点ギャップの大きさを第１の隙間＋第２の隙間に一時的に拡大することができる。一方、可動接点担持体は、第１の規制部に当接後、第１の弾性部材の付勢力により押し戻されてプランジャに当接して停止し、接点ギャップは再び第１の隙間となる。つまり、ソレノイド部を接点ギャップの大きさを第１の隙間に対応した体格のままで、接点ギャップの大きさを第１の隙間＋第２の隙間に拡大することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による電磁継電器を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一構成部分には同一符号を付してある。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による電磁継電器１のコイル１５の通電を遮断した瞬間の断面図を示す。図２は、本発明の一実施形態による電磁継電器１のコイル１５の通電遮断による可動接点担持体５の移動完了時における断面図を示す。図３は、本発明の一実施形態による電磁継電器１のコイル１５通電時における断面図を示す。
【００１２】
この電磁継電器１は、ソレノイド部Ｋと、ソレノイド部Ｋの上端に固定されるスイッチ部Ｗとからなる。
【００１３】
ソレノイド部Ｋは、通電により磁力を発生するコイル１５と、この磁力を吸引力に変換するための固定磁路部材（固定鉄心１０、ヨーク１３、プレート１４）とプランジャ９から構成される。
【００１４】
有底円筒状のヨーク１３の内側には、同軸上にボビン１６に巻装されたコイル１５が配設されている。ヨーク１３の開口側端部には、プレート１４が圧入されてボビン１６を保持している。ヨーク１３の底部には、ボビン１６の孔部と同軸上に同一直径の孔が設けられている。
【００１５】
ボビン１６の孔部には、円柱状の磁性材からなる固定鉄心１０が、プレート１４の底部に当接するまで嵌挿され、プレート１４にねじ止めあるいは溶接により固定されている。固定鉄心１０の上方には、円柱状の磁性部材からなるプランジャ９が軸方向摺動可能に嵌挿されている。
【００１６】
また、固定鉄心１０とプランジャ９との間には、第２の弾性部材であるリターンスプリング１１が圧縮状態で配設されており、リターンスプリング１１は、プランジャ９を固定鉄心１０から遠ざかる方向（図１の上方）、すなわち可動接点担持体５が固定接点担持体７から遠ざかる方向に付勢している。
【００１７】
固定鉄心１０と反対側のプランジャ９の端面中央には凹部が形成され、電気絶縁材からなる円柱状のシャフト１２が嵌合固定されており、シャフト１２は軸方向上方へ突出している。シャフト１２はプランジャ９と一体的に移動する。
【００１８】
ソレノイド部Ｋの下端側には、電磁継電器１固定用のブラケット１７が、樹脂のインサート成形により設けられている。コイル１５のリード線（図示せず）と接続したターミナル１８がブラケット１７にインサート成形されると共に、コネクタ１７ａが設けられている。このコネクタ１７ａを介してコイル１５に外部から電力が供給される。
【００１９】
スイッチ部Ｗは、樹脂製のハウジング２の内部に、可動接点担持体５および一対の固定接点担持体７を収容してなり、図１に示すように、ハウジング２の下端開口は中央部を除いて樹脂製のインシュレータ３により遮蔽されている。また、ハウジング２内部の略中央には、ソレノイド部Ｋのシャフト１２が、軸心に沿ってインシュレータ３から突出している。
【００２０】
ハウジング２の上面内側中央から軸方向下方へ向けて、固定接点担持体７から遠ざかる方向の可動接点担持体５の移動を規制する第１の規制部である円筒状のストッパ２ａが垂下している。ストッパ２ａの内側には、第１の弾性部材である接点スプリング８が圧縮状態で配設され、この接点スプリング８の付勢力によって可動接点担持体５は固定接点担持体７に近づく方向に付勢され、シャフト１２に当接している。この時、ストッパ２ａと可動接点担持体５との間には、第２の隙間であるギャップＣが形成されている。
【００２１】
可動接点担持体５は、良導体金属からなり、両端部には可動接点４がそれぞれ固定されている。可動接点４は、耐蝕性に富む良導体金属からなる。すなわち、両端の各可動接点４は可動接点担持体５を介して電気的に導通している。
【００２２】
インシュレータ３の上面には、シャフト１２を隔てて一対の固定接点担持体７がそれぞれ固定されている。
【００２３】
固定接点担持体７は、良導体金属からなり、その上面には可動接点４に第１の隙間である接点ギャップＧを隔てて対面する固定接点６が固定されている。先に説明したソレノイド部Ｋは、この接点ギャップＧに対応するように磁気特性、体格が設定されている。また、固定接点６は、耐蝕性に富む良導体金属からなる。
【００２４】
インシュレータ３の略中央には、第２の規制部材であるストッパ３ａが形成され、リターンスプリング１１の付勢力によるプランジャ９の移動を規制している。
【００２５】
以上説明した、ソレノイド部Ｋとスイッチ部Ｗは、ハウジング２をインシュレータ３を介してねじ（図示せず）によりヨーク１３に締結、固定され一体化されて電磁継電器１が形成される。
【００２６】
次に、本発明の一実施形態による電磁継電器１の動作を説明する。
【００２７】
（１）コイル１５通電時
コイル１５に通電すると、コイル１５は磁力を発生し、ヨーク１３、プレート１４、固定鉄心１０およびプランジャ９からなる磁気回路が磁化され、プランジャ９が固定鉄心１０に吸引される。プランジャ９はリターンスプリング１１の付勢力に抗しつつ移動し、固定鉄心１０に当接して停止する。この時、シャフト１２もプランジャ９と一体的に移動し、シャフト１２の上端位置は、図２に示すように固定接点６の上面位置より下方となる。シャフト１２の動作に連動して接点スプリング８の付勢力によって可動接点担持体５が固定接点担持体７に近づく方向に移動し、可動接点４が固定接点６に接触する。従って、両固定接点担持体７が可動接点担持体５を介して導通して、電磁継電器１は閉状態となる。
【００２８】
（２）コイル１５通電遮断時
コイル１５への通電を遮断すると、コイル１５の磁力が消滅するので、プランジャ９は、リターンスプリング１１の付勢力によって固定鉄心１０から遠ざかる方向（図１の上方）、すなわち可動接点担持体５が固定接点担持体７から遠ざかる方向へ移動し、ストッパ３ａに当接して停止する。シャフト１２はプランジャ９と一体的に移動し、可動接点担持体５を接点スプリング８の付勢力に抗しながら上方へ押し上げる。これにより、可動接点４が固定接点６から離れ、両固定接点担持体７間の導通が断たれ、電磁継電器１は開状態となる。プランジャ９がストッパ３ａに当接して停止しても、可動接点担持体５は、慣性力のために図１の上方へシャフト１２から離れて移動しストッパ２ａに当接する。従って、可動接点４と固定接点６との間に形成される接点ギャップの大きさは、一時的にＧ＋Ｃと拡大される。この拡大された接点ギャップにより、両接点間に発生したアーク放電を速やかに消滅させて電磁継電器１の遮断性を向上することができる。可動接点担持体５は、ストッパ２ａに当接した後、接点スプリング８の付勢力により図１の下方に押し戻されシャフト１２に当接し停止し、接点ギャップの大きさは再びＧとなる。ここで、接点スプリング８、リターンスプリング１１および可動接点担持体５の特性や形状を調整して、接点ギャップの大きさがＧ＋Ｃである時間が、両接点間に発生したアーク放電が消滅するまでの時間よりも十分長くなるように設定している。
【００２９】
以上説明したように、本発明の一実施形態の電磁継電器１においては、コイル１５の非通電時に、プランジャ９がストッパ３ａに当接して固定接点６と可動接点４との間の接点ギャップの大きさがＧとなった後、さらに可動接点担持体５を慣性力によりストッパ２ａに当接するまで移動させて、接点ギャップの大きさをＧ＋Ｃに拡大した。その後、可動接点担持体５は、接点スプリング８の付勢力により押し戻されてシャフト１２に当接して停止し、接点ギャップの大きさはＧとなる。すなわち、ソレノイド部Ｋ４を接点ギャップＧに対応した体格のままで、電磁継電器１の閉→開作動時における接点ギャップの大きさをＧ＋Ｃに一時的に拡大して、電磁継電器１の遮断性を向上させることができた。
【００３０】
なお、本発明の一実施形態の電磁継電器１においては、接点スプリング８およびリターンスプリング１１としてコイルスプリングを用いているが、その他の形状の弾性部材、例えば、板ばね、あるいは皿ばね等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電磁継電器１のコイル１５の通電を遮断した瞬間の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による電磁継電器１のコイル１５の通電遮断による可動接点担持体５の移動完了時における断面図を示す。
【図３】本発明の一実施形態による電磁継電器１のコイル１５通電時の断面図である。
【符号の説明】
１    電磁継電器
２    ハウジング
２ａ    ストッパ（第１の規制部材）
３    インシュレータ
３ａ    ストッパ（第２の規制部材）
４    可動接点
５    可動接点担持体
６    固定接点
７    固定接点担持体
８    接点スプリング（第１の弾性部材）
９    プランジャ
１０    固定鉄心（固定磁路部材）
１１    リターンスプリング（第２の弾性部材）
１２    シャフト
１３    ヨーク（固定磁路部材）
１４    プレート（固定磁路部材）
１５    コイル
１６    ボビン
１７    ブラケット
１７ａ    コネクタ
１８    ターミナル
Ｃ    ギャップ（第２の隙間）
Ｇ    接点ギャップ（第１の隙間）
Ｋ    ソレノイド部
Ｗ    スイッチ部
【図１】
0004281251.tif 000002
【図２】
0004281251.tif 000003
【図３】
0004281251.tif 000004