JP7505213B2

JP7505213B2 - 電磁継電器

Info

Publication number: JP7505213B2
Application number: JP2020044573A
Authority: JP
Inventors: 剛西田; 亮太箕輪
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2024-06-25
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: CN115191021A; DE112021001628T5; WO2021181878A1; JP2021144916A; US20230104469A1

Description

本発明は、電磁継電器に関する。

従来、導電部である接点ブロックと、電磁石ブロックとをベースに載置した電磁継電器が知られている（特許文献１参照）。ベースは、樹脂などの絶縁材料で形成されている。

特許第４８８３２３２号公報

ベースは、樹脂などの絶縁材料で形成されているため、通電時における熱の影響を受けて変形するおそれがある。このベースの変形によって、接点ブロックや電磁石ブロックを構成する部材の位置ずれや、接点ブロックと電磁石ブロックとの距離が変化した場合は、リレーの特性が変化してリレーの性能に悪影響が出るおそれがある。

本発明の課題は、電磁継電器においてベースの変形を抑制することにある。

本発明の一態様に係る電磁継電器は、ベースと、接点ブロックと、電磁石ブロックと、永久磁石と、剛性部材と、を備える。ベースは、絶縁性である。接点ブロックは、ベースに載置される。電磁石ブロックは、接点ブロックと間隔を隔ててベースに載置される。永久磁石は、接点ブロックに磁界を発生させる。剛性部材は、ベースよりも剛性の高い磁性材料からなり、ベースに組み込まれ、永久磁石の磁束漏れを抑制する。

この電磁継電器では、ベースよりも剛性の高い剛性部材がベースに組み込まれるので、ベースの強度が高くなる。これにより、熱や機械的ストレスによってベースが変形することを抑制できる。また、剛性部材は、磁性材料で形成されているので、永久磁石の磁束漏れを抑制することができる。

剛性部材は、接点ブロックと電磁石ブロックとを跨るように接点ブロックと電磁石ブロックの間隔方向に延びていてもよい。この場合は、剛性部材の強度をさらに高めることができる。また、剛性部材が接点ブロックまで延びているので、永久磁石の磁束漏れを抑制し易くなる。

接点ブロックは、ベースに固定される第１固定端子と、第１固定端子と間隔を隔ててベースに固定される第２固定端子と、を含んでもよい。剛性部材は、第１固定端子と第２固定端子の近傍で第１固定端子と第２固定端子の間隔方向に延びていてもよい。この場合は、永久磁石の磁束漏れをより効果的に抑制することができる。

剛性部材は、永久磁石に垂直な方向から見て永久磁石と重ならない位置に配置されてもよい。この場合は、剛性部材によって永久磁石の磁力が弱まることを防止できる。

剛性部材は、少なくとも一部がベースと直交する方向に延びていてもよい。この場合においても、ベースよりも剛性の高い剛性部材がベースに組み込まれるので、ベースの強度が高くなる。また、剛性部材は、磁性材料で形成されているので、永久磁石の磁束漏れを抑制することができる。

剛性部材は、永久磁石に接続されるヨークであり、接点ブロックを囲むようにベースに組み込まれてもよい。この場合は、剛性部材がヨークを兼ねるので、ベースの強度を高めつつ、部品点数の削減ができる。

本発明によれば、電磁継電器においてベースの変形を抑制することができる。

電磁継電器を上方から見た斜視図である。電磁継電器を下方から見た斜視図である。電磁継電器の底面図である。第１変形例に係る電磁継電器を下方から見た斜視図である。第１変形例に係る電磁継電器の底面図である。第２変形例に係る電磁継電器を上方から見た斜視図である。

以下、本発明の一態様に係る電磁継電器の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、図１のＸ軸で示す方向をＸ軸方向、Ｙ軸で示す方向をＹ軸方向、Ｚ軸で示す方向をＺ軸方向として説明する。

図１は、電磁継電器１００を上方から見た斜視図である。図２は、電磁継電器１００を下方から見た斜視図である。図３は、電磁継電器１００の底面図である。

電磁継電器１００は、ベース２と、接点ブロック３と、可動機構４と、電磁石ブロック５と、を備えている。

ベース２は、樹脂などの絶縁性を有する材料で形成されている。ベース２は、Ｚ軸方向から見て略矩形状であり、Ｙ軸方向よりもＸ軸方向に長く延びている。ベース２の上部は、図示しないカバーで覆われる。本実施形態では、ベース２の長さ方向はＸ軸方向、ベース２の幅方向はＹ軸方向、ベース２の高さ方向はＺ軸方向に対応している。なお、ベース２は、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向よりもＹ軸方向に長くてもよいし、Ｘ軸方向とＹ軸方向において同程度の長さであってもよい。

接点ブロック３は、ベース２に載置されている。接点ブロック３はベース２に支持されている。接点ブロック３は、固定端子６と、固定端子７と、可動接触片８と、可動接触片９とを含む。固定端子６，７及び可動接触片８，９は、板状の端子であり、導電性を有する材料で形成されている。固定端子６，７及び可動接触片８，９は、Ｚ軸方向に延びており、ベース２に圧入固定されている。

固定端子６は、固定接点６ａと、外部接続部６ｂとを含む。外部接続部６ｂは、ベース２から下方に突出しており、図示しない外部機器と電気的に接続される。固定端子７は、固定端子６と同様の形状である。固定端子７は、固定端子６とＹ軸方向に間隔を隔てて配置されている。固定端子７は、固定接点７ａと、外部接続部７ｂとを含む。外部接続部７ｂは、ベース２から下方に突出しており、図示しない外部機器と電気的に接続される。

可動接触片８は、弾性変形可能な板ばねで構成されており、固定端子６とＸ軸方向に対向して配置されている。可動接触片８は、可動接点８ａを含む。可動接点８ａは、固定接点６ａと接触可能である。

可動接触片９は、弾性変形可能な板ばねで構成されており、固定端子７とＸ軸方向に対向して配置されている。可動接触片９は、Ｘ軸方向に延びる図示しない接続部を介して可動接触片８と電気的に接続されている。接続部は、ベース２に圧入されている。可動接触片９は、可動接点９ａを含む。可動接点９ａは固定接点７ａと接触可能である。

可動機構４は、可動接点８ａ，９ａが固定接点６ａ，７ａに接触する接触方向と開離する開離方向とに可動接触片８，９を移動させる。可動機構４は、カード部材４ａと、図示しない可動鉄片とを含む。カード部材４ａは、絶縁性の部材であり、接点ブロック３と電磁石ブロック５の間に配置されている。カード部材４ａは、ベース２に回動可能に支持されている。カード部材４ａは、可動接触片８，９に接続されている。可動鉄片は、電磁石ブロック５の電磁力によってカード部材４ａを接触方向に押圧する。

電磁石ブロック５は、接点ブロック３とＸ軸方向に間隔を隔ててベース２に載置されている。電磁石ブロック５は、ベース２に支持されている。電磁石ブロック５は、電磁力によって可動機構４を作動させる。詳細には、電磁石ブロック５は、コイル５ａと、ヨーク５ｂとを含む。コイル５ａに電圧が印加されて励磁されると、可動鉄片がカード部材４ａを押圧する。カード部材４ａが可動鉄片に押圧されて回動することで、可動接触片８，９が接触方向に押圧される。これにより、可動接点８ａ，９ａが固定接点６ａ，７ａに接触する。

電磁継電器１００は、図３に示すように、永久磁石１０ａ，１０ｂと、剛性部材１２とをさらに備えている。永久磁石１０ａ，１０ｂは、接点ブロック３に磁界を発生させる。永久磁石１０ａ，１０ｂは、可動接点８ａ，９ａが固定接点６ａ，７ａから開離するときに発生するアークを伸長させるために設けられている。永久磁石１０ａは、永久磁石１０ｂと対向するように永久磁石１０ｂとＹ軸方向に間隔を隔てて配置されている。永久磁石１０ａ，１０ｂは、矩形状であり、図示しないカバーに支持される。固定接点６ａ，７ａ及び可動接点８ａ，９ａは、Ｙ軸方向において永久磁石１０ａと永久磁石１０ｂの間に配置されている。

剛性部材１２は、ベース２よりも剛性の高い磁性材料で形成されている。剛性部材１２は、例えば、鉄などの軟磁性材料で形成されている。剛性部材１２は、略板状の部材であり、本実施形態では、Ｚ軸方向から見てＴ字形状である。剛性部材１２は、接点ブロック３と電磁石ブロック５とを跨るように接点ブロック３と電磁石ブロック５の間隔方向（Ｙ軸方向）に延びている。剛性部材１２は、ベース２の強度を高めるとともに、永久磁石１０ａ，１０ｂの磁束漏れを抑制する。

剛性部材１２は、第１延伸部１２ａと、第２延伸部１２ｂとを含む。第１延伸部１２ａは、Ｙ軸方向に延びている。Ｚ軸方向から見て、第１延伸部１２ａは、電磁石ブロック５がベース２に固定される固定部１６と重なる位置に配置されている。第２延伸部１２ｂは、第１延伸部１２ａのＹ軸方向における中央付近からＸ軸方向に延びている。第２延伸部１２ｂは、Ｚ軸方向から見て固定端子６と固定端子７の間まで延びている。剛性部材１２を固定端子６，７の近傍に配置することで、永久磁石１０ａ，１０ｂの磁束漏れを抑制し易くなる。

剛性部材１２は、ベース２にインサート成形、又は圧入などの固定手段によってベース２に組み込まれる。固定端子６，７の近傍に剛性部材１２を配置した場合は、端子間の絶縁距離が短くなるため、剛性部材１２の全面又は一部をエポキシ樹脂、ウレタン、紫外線硬化樹脂などの絶縁材料で覆うことが好ましい。なお、図２及び図３に示すように、剛性部材１２の一部はベース２から外部に露出していてもよい。

剛性部材１２は、永久磁石１０ａ，１０ｂに垂直な方向（Ｙ軸方向）から見て永久磁石１０ａ，１０ｂと重ならない位置に配置されている。本実施形態では、永久磁石１０ａ，１０ｂは、剛性部材１２よりも上方に配置されている。

上述した電磁継電器１００では、ベース２よりも剛性の高い剛性部材１２がベース２に組み込まれるので、ベース２の強度が高くなる。これにより、熱や機械的ストレスによってベース２が変形することを抑制できる。また、剛性部材１２は、磁性材料で形成されているので、永久磁石１０ａ，１０ｂの磁束漏れを抑制することができる。また、接点ブロック３が外部の磁界の影響を受けることを抑制できる。また、剛性部材１２の一部をベース２から外部に露出させた場合は、剛性部材１２によって接点ブロック３や電磁石ブロック５の発熱を外部に放熱できる。

以上、本発明の一態様に係る電磁継電器の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、可動機構４の構成が変更されてもよい。ベース２、接点ブロック３、電磁石ブロック５、永久磁石１０ａ，１０ｂの形状、或いは配置が変更されてもよい。永久磁石は、１つ或いは３つ以上設けられていてもよい。

固定接点６ａは、固定端子６と一体であってもよいし、別体であってもよい。固定接点７ａは、固定端子７と一体であってもよいし、別体であってもよい。可動接点８ａは、可動接触片８と一体であってもよいし、別体であってもよい。可動接点９ａは、可動接触片９と一体であってもよいし、別体であってもよい。

剛性部材１２の形状、或いは配置は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、図４及び図５に示すように、剛性部材１２は、固定端子６と固定端子７の近傍で固定端子６と固定端子７の間隔方向（Ｙ軸方向）に延びる第３延伸部１２ｃを含んでいてもよい。第３延伸部１２ｃは、第２延伸部１２ｂからＹ軸方向に延びている。詳細には、第３延伸部１２ｃは、Ｚ軸方向から見て、永久磁石１０ａと永久磁石１０ｂ間をＹ軸方向に延びている。第３延伸部１２ｃによって永久磁石１０ａ，１０ｂの磁束漏れをさらに抑制することができるとともに、ベース２の強度もさらに高めることができる。なお、第３延伸部１２ｃは、Ｚ軸方向において、永久磁石１０ａ、１０ｂと重なっていてもよい。

また、図６に示すように、剛性部材１２は、少なくとも一部がベース２と直交する方向（Ｚ方向）に延びていてもよい。ここでは、剛性部材１２は、永久磁石１０ａ，１０ｂに接続されるヨークであり、接点ブロック３を囲むようにベース２に組み付けられている。剛性部材１２は、Ｚ方向から見て略Ｕ字形状である。剛性部材１２は、中央部１２１と、１対の側部１２２，１２３とを含む。中央部１２１は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に延びている。１対の側部１２２，１２３は、中央部１２１のＹ軸方向の両端からＸ軸方向に延びている。側部１２２と側部１２３とは、Ｙ軸方向に対向している。側部１２２は、永久磁石１０ａに接触している。側部１２３は、永久磁石１０ｂに接触している。この場合においても、剛性部材１２によって、ベース２の強度が高められるとともに、永久磁石１０ａ，１０ｂの磁束漏れを抑制することができる。

２ベース
３接点ブロック
５電磁石ブロック
６固定端子（第１固定端子の一例）
７固定端子（第２固定端子の一例）
１０ａ永久磁石
１０ｂ永久磁石
１２剛性部材
１００電磁継電器

Claims

絶縁性のベースと、
前記ベースに載置される接点ブロックと、
前記接点ブロックと間隔を隔てて前記ベースに載置される電磁石ブロックと、
第１永久磁石と、前記第１永久磁石と向かい合って配置される第２永久磁石とを含み、前記接点ブロックに磁界を発生させる一対の永久磁石と、
前記ベースよりも剛性の高い磁性材料からなり、前記ベースに組み込まれ、前記永久磁石の磁束漏れを抑制する剛性部材と、
を備え、
前記一対の永久磁石の配置方向に垂直な方向から見て、前記剛性部材の少なくとも一部は、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石の間に配置され、
前記剛性部材は、前記接点ブロックと前記電磁石ブロックとを跨るように前記接点ブロックと前記電磁石ブロックの間隔方向に延びている、
電磁継電器。
前記接点ブロックは、前記ベースに固定される第１固定端子と、前記第１固定端子と間隔を隔てて前記ベースに固定される第２固定端子と、を含み、
前記剛性部材は、前記第１固定端子と前記第２固定端子の近傍で前記第１固定端子と前記第２固定端子の間隔方向に延びている、
請求項１に記載の電磁継電器。
前記剛性部材は、前記一対の永久磁石に垂直な方向から見て前記永久磁石と重ならない位置に配置される、
請求項１又は２に記載の電磁継電器。
前記剛性部材は、少なくとも一部が前記ベースと直交する方向に延びている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁継電器。
前記剛性部材は、前記一対の永久磁石に接続されるヨークであり、前記接点ブロックを囲むように前記ベースに組み込まれる、
請求項４に記載の電磁継電器。