特許第5692299号(P5692299)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許5692299可動接触片およびこれを備えた電磁継電器
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5692299
(24)【登録日】2015年2月13日
(45)【発行日】2015年4月1日
(54)【発明の名称】可動接触片およびこれを備えた電磁継電器
(51)【国際特許分類】
   H01H 50/56 20060101AFI20150312BHJP
【FI】
   H01H50/56 G
【請求項の数】6
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2013-146713(P2013-146713)
(22)【出願日】2013年7月12日
(65)【公開番号】特開2015-18763(P2015-18763A)
(43)【公開日】2015年1月29日
【審査請求日】2014年7月7日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100084146
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 宏
(74)【代理人】
【識別番号】100081422
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 光雄
(74)【代理人】
【識別番号】100111039
【弁理士】
【氏名又は名称】前堀 義之
(74)【代理人】
【識別番号】100103012
【弁理士】
【氏名又は名称】中嶋 隆宣
(72)【発明者】
【氏名】小材 裕二
(72)【発明者】
【氏名】田中 弘泰
(72)【発明者】
【氏名】古荘 伸一
【審査官】 塚本 英隆
(56)【参考文献】
【文献】 特開2013−030308(JP,A)
【文献】 特開2003−045309(JP,A)
【文献】 実開昭63−134409(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01H 50/56
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも2枚の導電性薄板バネを積み重ね、一端部を可動接点端子に固定一体化する一方、自由端側に可動接点を固定して一体化するとともに、前記自由端に係合するカードで板厚方向に回動させて駆動することにより、前記可動接点を固定接点に接離する可動接触片であって、
前記可動接点を固定した導電性薄板バネの自由端に、前記可動接点と前記固定接点とが当接している状態から開離している状態に移行する過程において、前記カードに片当たりする一対の復帰用弾性舌片を設けるとともに、
前記導電性薄板バネ以外の導電性薄板バネの自由端に、前記カードに係合する駆動用弾性舌片を設けたことを特徴とする可動接触片。
【請求項2】
3枚の導電性薄板バネからなる可動接触片のうち、中間に位置する前記導電性薄板バネの自由端に、前記カードの両側に係合して位置規制する位置規制用弾性舌片を設けたことを特徴とする請求項1に記載の可動接触片。
【請求項3】
前記導電性薄板バネの少なくともいずれか1枚にバネ定数調整用スリットを設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の可動接触片。
【請求項4】
前記導電性薄板バネの中間部それぞれに、大きさが順次異なり、かつ、重なり合う形状の湾曲部を設けたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の可動接触片。
【請求項5】
積み重ねた前記導電性薄板バネの自由端側に、一対の前記可動接点を巾方向に並設したことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の可動接触片。
【請求項6】
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の可動接触片を有する接点機構部を備えたことを特徴とする電磁継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は可動接触片、特に、少なくとも2枚の導電性板バネを積み重ねた可動接触片に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、可動接触片には、例えば、3枚の導電性板バネを積み重ねた弾性接触片4を形成し、その一端を第1リレー端子2にカシメ固定する一方、自由端5である他端に接点ボタン6をカシメ固定したものがある(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許第6,661,319号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前述の可動接触では、アクチュエータ13が弾性接触片4を単に引き上げているにすぎないので、可動接点6が固定接点3に当接する動作時に接点溶着が生じると、大きな開離力を必要とし、大きな消費電力が必要である。
また、図3,4,5に図示するように、短冊状の弾性接触片4の自由端5に追加弾性片16を固定する必要があり、部品点数,組立工数が多く、生産性が低いという問題点がある。
本発明に係る可動接触片は、前記問題点に鑑み、消費電力が少ないとともに、部品点数,組立工数が少なく、生産性の高い可動接触片およびこれを備えた電磁継電器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る可動接触片は、前記課題を解決すべく、少なくとも2枚の導電性薄板バネを積み重ね、一端部を可動接点端子に固定一体化する一方、自由端側に可動接点を固定して一体化するとともに、前記自由端に係合するカードで板厚方向に回動させて駆動することにより、前記可動接点を固定接点に接離する可動接触片であって、前記可動接点を固定した導電性薄板バネの自由端に、前記可動接点と前記固定接点とが当接している状態から開離している状態に移行する過程において、前記カードに片当たりする一対の復帰用弾性舌片を設けるとともに、前記導電性薄板バネ以外の導電性薄板バネの自由端に、前記カードに係合する駆動用弾性舌片を設けた構成としてある。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、外向面側に位置する導電性薄板バネの自由端に、復帰時に前記カードに片当たりする一対の復帰用弾性舌片を切り起こしてあるので、可動接触片に引張力だけでなく、捩じりモーメントも作用するので、接点溶着が生じても、可動接点を開離しやすく、消費電力の少ない可動接触片が得られる。
また、異なる導電性薄板バネの自由端から駆動用弾性舌片および復帰用弾性舌片をそれぞれ切り出してあるので、部品点数、組立工数が少なく、生産性の高い可動接触片が得られる。
【0007】
本発明の実施形態としては、3枚の導電性薄板バネからなる可動接触片のうち、中間に位置する前記導電性薄板バネの自由端に、前記カードの両側に係合して位置規制する位置規制用弾性舌片を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、前記位置規制用弾性舌片で可動接触片の巾方向のガタツキを規制でき、動作特性にバラツキのない可動接触片が得られる。
【0008】
本発明の他の実施形態としては、前記導電性薄板バネの少なくともいずれか1枚にバネ定数調整用スリットを設けておいてもよい。
本実施形態によれば、顧客の要望に対応しやすく、設計が容易で自由度が大きい可動接触片が得られる。
【0009】
本発明の別の実施形態としては、前記導電性薄板バネの中間部それぞれに、大きさが順次異なり、かつ、重なり合う形状の湾曲部を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、可動接触片の両端が固定一体化されていても、前記湾曲部が弾性変形に伴う歪を吸収,緩和することにより、円滑な動作特性を有する可動接触片が得られる。
【0010】
本発明の別の実施形態としては、積み重ねた前記導電性薄板バネの自由端側に、一対の前記可動接点を巾方向に並設しておいてもよい。
本実施形態によれば、ツイン接点構造となるので、接触信頼性の高い可動接触片が得られる。
【0011】
本発明に係る電磁継電器としては、前記課題を達成すべく、前述の可動接触片のいずれかを有する接点機構部を備えた構成としてある。
【0012】
本発明によれば、外向面側に位置する導電性薄板バネの自由端に、復帰時に前記カードに片当たりする一対の復帰用弾性舌片を切り起こしてあるので、可動接触片に引張力だけでなく、捩じりモーメントも作用するので、接点溶着が生じても、可動接点を開離しやすく、消費電力の少ない電磁継電器が得られる。
また、異なる導電性薄板バネの自由端から駆動用弾性舌片および復帰用弾性舌片をそれぞれ切り出してあるので、部品点数、組立工数が少なく、生産性の高い電磁継電器が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1図Aは本願発明に係る第1実施形態を適用した電磁継電器の全体斜視図、図B図Aの第1実施形態からカバーを外した状態を示す斜視図である。
図2図A図Bは動作前後を示す平面図である。
図3図1Aで示した第1実施形態の分解斜視図である。
図4図3と異なる角度から視た分解斜視図である。
図5図1Bで示した箱形ベースの斜視図である。
図6図1Bで示した第1実施形態の要部分解斜視図である。
図7図A,B,Cは図3で示した接点機構部の正面図、底面図、背面図である。
図8図A,Bは図3で示したカードの平面図、断面図である。
図9図A,Bは図1Bで示した駆動機構部から可動接点端子を除いた部分拡大斜視図、底面図である。
図10図A,Bは本願発明に係る第2実施形態の接点機構部を示す正面図、背面図である。
図11図A,Bは図10に示した接点機構部の底面図および第3導電性薄板バネの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本願発明を適用した実施形態である電磁継電器を、図1ないし図10の添付図面に従って説明する。
第1実施形態に係る電磁継電器は、箱形ベース10と、電磁石ブロック20と、回動ブロック30と、カード40と、接点機構部50と、支持板70と、カバー80とで構成されている。
【0015】
前記箱形ベース10は、図5に示すように、平面方形の浅底の箱形形状であり、その内部を操作用切り欠き部11aを備えた絶縁壁11で仕切られ、第1凹所12および第2凹所13を形成している。また、前記箱形ベース10は、その外側面に沿って浅溝14aを上下に延在するとともに、前記浅溝14aの底面に係止受け部14bを突設してある。
そして、前記第1凹所12は、その底面に、後述する回動ブロック30の回動軸部34aを支持するための軸受け部16を設けてあるとともに、前記軸受け部16を間にして対向する位置に、後述する電磁石ブロック20を位置決めするための位置決め凹部17a,17bを設けてある。また、前記第1凹所12の開口縁部には、後述する電磁石ブロック20のスプール21を位置決めするための切り欠き段部18が設けられている。
さらに、前記第2凹所13の開口縁部には、後述する接点機構部50の固定接点端子51および可動接点端子54を組付けるための端子溝15a,15bが形成されている。
【0016】
前記電磁石ブロック20は、図6に示すように、両端に鍔部22a,22bを有するスプール21にコイル23を巻回するとともに、前記スプール21に設けた貫通孔22cに鉄芯24を挿入し、突出する両端部にヨーク25,27をそれぞれカシメ固定してある。前記ヨーク25,27は、略T字形状にそれぞれ打ち抜いた巾広部26,28を有する板状磁性材を、断面L字形状にそれぞれ屈曲したものである。そして、前記スプール21の鍔部22aに設けた複数個の端子孔に一対のコイル端子29,29を適宜圧入するとともに、コイル端子29,29に前記コイル23の引出線をそれぞれからげ、半田付けしてある。
なお、前記鍔部22aには、計5個の端子孔を並設することにより、顧客のニーズ,仕様に合わせてコイル端子29の本数および圧入位置を適宜選択可能としてある。また、前記コイル端子29は単なる棒状である必要はなく、必要に応じて、例えば、略T字形状としてもよい。
【0017】
前記回動ブロック30は、永久磁石(図示せず)を一対の板状可動鉄片31,32で挟持し、かつ、インサート成形して回動ブロック本体33を形成してある。前記回動ブロック本体33には、対向する上下面に回動軸部34a,34bを同一軸心上に突設してあるとともに、前記回動ブロック本体33の側面に駆動用腕部35を一体成形してある。前記駆動用腕部35は、その先端に係合用爪部36を形成してある。
【0018】
カード40は、図8に示すように、一端側に駆動孔41を設けてあるとともに、他端側に係合孔42を設けてある。また、前記一端側の隣り合う角部から反対方向に駆動用突部43,44をそれぞれ突設し、平面略T字形状としてあるとともに、前記駆動孔41の縁部にフールセーフ用突部45を突設してある。前記駆動用突部43,44のうち、一方の駆動用突部43は他方の駆動用突部44よりも厚さ寸法が大きく、後述する可動接触片60が同時に当接できない形状となっている。
【0019】
接点機構部50は、図6および図7に示すように、固定接点端子51と可動接点端子54とで構成されている。なお、図7においては、説明の便宜上、第2導電性薄板バネ65の自由端部に設けた復帰用弾性舌片67b,67cの先端部を部分切除した状態で図示してある。
前記固定接点端子51には、その一端側に一対の固定接点52,53を巾方向にカシメ固定してある。
一方、前記可動接点端子54は、その一端側に前記可動接触片60をカシメ固定してあるとともに、その下端側に操作孔55を設けてある。前記可動接触片60は、3枚の第1,第2,第3導電性薄板バネ61,65,67を順次、積み重ねた構造を有し、その自由端部に一対の可動接点56,57を巾方向にカシメ固定して一体化してある。
【0020】
前記第1導電性薄板バネ61は、カシメ固定する一端部から自由端部に向かって延在するバネ定数調整用スリット62aを有するとともに、その中間部に回動動作した場合の伸縮を吸収,緩和し、円滑な動作特性を確保するために略U字形状の湾曲部63aを設けてある。また、前記第1導電性薄板バネ61は、その自由端部を巾方向に3分割し、その中央に駆動用弾性舌片64aを形成するとともに、その両側に補強用弾性舌片64b,64cを設けてある。
【0021】
前記第2導電性薄板バネ65は、カシメ固定する一端部から自由端部に向かって延在するバネ定数調整用スリット62bを有するとともに、その中間部に回動動作した場合の伸縮を吸収,緩和し、円滑な動作特性を確保するために略U字形状の湾曲部63bを設けてある。また、前記第2導電性薄板バネ65は、その自由端部の中央に係合用切り欠き部66aを形成するとともに、前記係合用切り欠き部66aの対向する内側縁部を切り起こして位置規制用弾性舌片66b,66cを形成してある。
【0022】
前記第3導電性薄板バネ67は、その中間部に回動動作した場合の伸縮を吸収,緩和し、円滑な動作特性を確保するための略U字形状の湾曲部63cを設けてある。また、前記第3導電性薄板バネ67は、中央部を切り欠いた自由端部を巾方向に3分割し、かつ、同一方向に曲げ起こすことにより、位置規制用弾性舌片67aおよび復帰用弾性舌片67b,67cを形成してある。
【0023】
なお、前記第1,第2導電性薄板バネ61,65にそれぞれ設けたバネ定数調整用スリット62a,62bの巾寸法、長さ寸法を適宜調整することにより、バネ定数を変化させることができる。このため、動作時および復帰時のバネ負荷の調整が容易となり、設計の自由度が大きいという利点がある。
【0024】
前記支持板70は、図3に示すように、その両端部を前記箱形ベース10の開口縁部に係止して架け渡される。そして、前記支持板70は、その中央に設けた軸受け孔71に前記回動ブロック30の回動軸部34bを嵌合するとともに、前記軸受け孔71の両側に設けた位置決め用方形孔72,72に前記ヨーク25,27の巾広部26,28の他端部26b,28bをそれぞれ嵌合することにより、前記電磁石ブロック20および前記回動ブロック30を高い組立精度で位置決めできる。
【0025】
前記カバー80は、前記箱形ベース10の開口部を被覆可能な平面方形状であり、外周縁部の各辺から下方側に弾性係止部81を延在してある。
【0026】
前記電磁継電器の組立手順について説明する。
まず、図3図5に示すように、前記箱形ベース10の第1凹所12の底面に設けた位置決め凹部17a,17bに、前記ヨーク25,27の巾広部26,28の一端部26a,28aを嵌め込んで位置決めする。さらに、前記箱形ベース10の切り欠き段部18に前記スプール21の前記鍔部22aを嵌合することにより、位置決めする。本実施形態では、前記箱形ベース10に前記電磁石ブロック20を複数個所で位置決めするので、組立精度が高いという利点がある。そして、第2凹所13の端子溝15aに固定接点端子51を圧入して位置決めする。
【0027】
一方、図3図9に示すように、可動接点端子54の操作孔55にカード40を挿通し、前記可動接点端子54にカシメ固定した可動接触片60に前記カード40を組付ける。なお、説明の便宜上、図9において可動接点端子54は図示していない。
すなわち、図9に示すように、前記カード40の駆動孔41に第1導電性薄板バネ61の駆動用弾性舌片64aを挿入するとともに、第2導電性薄板バネ65の位置規制用弾性舌片66b,66cで前記カード40の両側に係合して位置規制(挟持)する。そして、第3導電性薄板バネ67の位置規制用弾性舌片67aを前記カード40の一端部に係止するとともに、復帰用弾性舌片67b,67cを前記カード40の駆動用突部43,44にそれぞれ係合し、上下方向の位置規制を行う。さらに、前記カード40の係合孔42に回動ブロック30の係合用爪部36を係合し、そのままの状態で前記箱形ベース10に挿入する。そして、前記箱形ベース10の絶縁壁11の操作用切り欠き部11aに前記カード40を挿入し、前記端子溝15bに前記可動接点端子54を圧入して位置決めする。ついで、前記箱形ベース10の軸受け孔16に前記回動ブロック30の回動軸部34aを嵌合し、前記回動ブロック30を回動可能に支持する。
【0028】
さらに、前記箱形ベース10の開口縁部に支持板70の両端を係止して架け渡し、その軸受け孔71に回動ブロック30の回動軸部34bを嵌合するとともに、その位置決め用方形孔72,72にヨーク25,27の巾広部26,28の他端部26b,28bをそれぞれ嵌合して位置決めする。このため、電磁石ブロック20と回動ブロック30とが箱形ベース10に高い位置精度で位置決めされ、動作特性のバラツキが生じないという利点がある。
最後に、前記箱形ベース10の開口部を被覆するようにカバー80を位置決めし、前記箱形ベース10の係止受け部14bに前記カバー80の弾性係止部81を係止することにより、組立作業が完了する。
【0029】
次に、本実施形態の動作について説明する。
図2Aに示すように、回動ブロック30は、永久磁石(図示せず)の磁力により、可動鉄片32の一端部32aがヨーク25の巾広部26に吸着しているとともに、可動鉄片31の他端部31bがヨーク27の巾広部28に吸着している。このため、カード40を介し、可動接触片60は、そのバネ力に抗して可動接点端子54の方向に引っ張られている。この結果、可動接点56,57が固定接点52,53からそれぞれ開離している。なお、説明の便宜上、図2A,2Bにおいては支持板70は図示されていない。
【0030】
そして、前記電磁石ブロック20の永久磁石の磁力を打ち消す方向の磁力が発生するように、前記コイル23に電圧を印加して励磁する。これにより、前記ヨーク25の巾広部26に前記回動ブロック30の可動鉄片31の一端部31aが吸引されるとともに、前記ヨーク27の巾広部28に前記回動ブロック30の可動鉄片32の他端部32bが吸引され、前記回動ブロック30が回動する。このため、駆動用腕部35がカード40を押圧し、さらに、前記可動接触片60のバネ力が駆動用弾性舌片64aを介してカード40に作用するので、カード40が固定接点端子51に向かう方向にスライド移動する。この結果、可動接触片60は、そのバネ力によって可動接点端子54から離れる方向に動作し、可動接点56,57が固定接点52,53にそれぞれ当接する。ついで、前記回動ブロック30の可動鉄片31の一端部31aがヨーク25の巾広部26に吸着するとともに、可動鉄片32の他端部32bがヨーク27の巾広部28に吸着する。このため、前記コイル23に対する電圧の印加を停止しても、前記カード40の位置が固定され、前記可動接点56,57と前記固定接点52,53とがそれぞれ当接した状態が保持される。なお、この状態では、駆動用突部43と復帰用弾性舌片67bとの間の距離は、駆動用突部44と復帰用弾性舌片67cとの間の距離よりも小さい。
【0031】
ついで、前記コイル23に前述と逆方向の電圧を印加すると、可動鉄片32の一端部32aがヨーク25の巾広部26に吸引されるとともに、可動鉄片31の他端部31bがヨーク27の巾広部28に吸引される。このため、回動ブロック30が反対方向に回動し、回動ブロック30の係合用爪部36によってカード40が引っ張られ、前記カード40は固定接点端子51から開離する方向にスライド移動する。このとき、駆動用突部43が第3導電性薄板バネ67の復帰用弾性舌片67bに当接した後、駆動用突部44が復帰用弾性舌片67cに当接する。すなわち、前記可動接点56,57と前記固定接点52,53とがそれぞれ当接している状態から、前記可動接点56,57と前記固定接点52,53とがそれぞれ開離している状態に移行する過程において、一時的に、可動接触片60にカード40が片当たり状態となり、第3導電性薄板バネ67に引張力だけでなく捩じりモーメントが作用する。この結果、可動接点56が固定接点52から開離した後、可動接点57が固定接点53から開離する。
したがって、仮に、接点溶着が生じたとしても、可動接点56,57を固定接点52,53から開離させ易いという利点がある。
【0032】
第2実施形態は、図10,11に示すように、前述の第1実施形態とほぼ同様であり、異なる点は、T字形状のカード40の駆動用突部43,44を同一形状とした点、および、第3導電性薄板バネ67の先端縁部に設けた一対の復帰用弾性舌片67b,67cの折り曲げ角度を異ならしめた点(図11B)である。
したがって、図10および図11Aに示す復帰時、または、図示しない動作時にカード40の駆動用突部44が第3導電性薄板バネ67の復帰用弾性舌片67cに当接したときであっても、駆動用突部43が第3導電性薄板バネ67の復帰用弾性舌片67bに当接していない。
【0033】
そして、第2実施形態の動作は、第1実施形態と同様、電磁石ブロック20を励磁して回動ブロック30を回動させてカード40をスライド移動させると、第1導電性薄板バネ61を介して可動接点56,57が固定接点52,53に同時に当接する。
【0034】
ついで、前記電磁石ブロック20のコイル23に前述と逆方向の電圧を印加すると、回動ブロック30が逆方向に回動し、前記回動ブロック30の係合用爪部36を介してカード40が反対方向にスライド移動する。このため、前記カード40の駆動用突部43が第3導電性薄板バネ67の復帰用弾性舌片67cに当接した後、駆動用突部44が第3導電性薄板バネ67の復帰用弾性舌片67bに当接し、可動接触片60全体に捩じりモーメントが作用する。このため、可動接触片60にカード40が片当たり状態となり、第3導電性薄板バネ67に引張力だけでなく捩じりモーメントが作用する。この結果、可動接点57が固定接点53から開離した後、可動接点56が固定接点52から開離する。この結果、接点溶着が生じても、可動接点56,57を固定接点52,53から開離させ易いという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【0035】
本発明に係る可動接触片,接点機構部は前述の電磁継電器に限らず、他の電磁開閉器に適用してもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【0036】
10:箱形ベース
11:絶縁壁
11a:操作用切り欠き部
12:第1凹所
13:第2凹所
15a,15b:端子溝
16:軸受け部
17a,17b:位置決め凹部
18:切り欠き段部
20:電磁石ブロック
21:スプール
22a,22b:鍔部
23:コイル
24:鉄芯
25,27:ヨーク
26,28:巾広部
29:コイル端子
30:回動ブロック
31,32:可動鉄片
33:回動ブロック本体
34a,34b:回動軸部
35:駆動用腕部
36:係合用爪部
40:カード
41:駆動孔
42:係合孔
43,44:駆動用突部
45:フールセーフ用突部
50:接点機構部
51:固定接点端子
52,53:固定接点
54:可動接点端子
55:操作孔
56,57:可動接点
60:可動接触片
61:第1導電性薄板バネ
62a,62b:バネ定数調整用スリット
63a,63b,63c:湾曲部
64a:駆動用弾性舌片
64b,64c:補強用弾性舌片
65:第2導電性薄板バネ
66b,66c:位置規制用弾性舌片
67:第3導電性薄板バネ
67a:位置規制用弾性舌片
67b,67c:復帰用弾性舌片
70:支持板
71:軸受け孔
72:位置決め用方形孔
80:カバー
81:弾性係止部
図1
図2
図3
図4
図5
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図7
図8
図9
図10
図11