特許 6642485 電磁継電器

(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】6642485

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】電磁継電器

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/16 20060101AFI20200127BHJP

【ＦＩ】

   H01H50/16 Y

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-37371(P2017-37371)

(22)【出願日】2017年2月28日

(65)【公開番号】特開2018-142503(P2018-142503A)

(43)【公開日】2018年9月13日

【審査請求日】2018年12月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】390001812

【氏名又は名称】アンデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】特許業務法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西口 佳孝

(72)【発明者】

【氏名】左右木 高広

(72)【発明者】

【氏名】杉澤 政直

【審査官】 山下 寿信

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／０４０８３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／０９８２００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−３１０００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１００１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１００１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１６９３４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５４−０３８８４２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５９−２２４０２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ５０／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通電により磁界を形成する励磁コイル（１２）と、
前記励磁コイルの内径部に形成された中心孔内に配置され、前記励磁コイルへの通電に基づいて形成される磁気回路の一部を構成する固定コア（１３）と、
前記励磁コイルの外周側および軸方向端部の一方を覆うように配置され、前記磁気回路の一部を構成すると共に、前記軸方向の一方側で前記固定コアの位置に対応するように開口部（１４２ａ）が形成されたヨーク（１４）と、
前記開口部と対応する位置において、前記固定コアと対向して配置され、前記励磁コイルへの通電時に磁気吸引力に基づいて前記固定コア側に吸引される可動コア（１５）と、
可動接点（２３）を有するとともに前記可動コアに追従作動する可動接触子（２０）と、
前記励磁コイルへの通電時に前記可動接点が当接する固定接点（２５ａ、２５ｂ）を有する複数の固定端子（２４ａ、２４ｂ）と、
前記可動コアを前記固定コアから離れる方向に付勢する復帰バネ（１６）と、を備え、
前記復帰バネは、複数のバネ（１６１、１６２）によって構成されていると共に、該複数のバネのうちの少なくとも１つが磁性体で構成されている電磁継電器。

【請求項2】

前記複数のバネのうち前記磁性体で構成されたバネは、竹の子バネである請求項１に記載の電磁継電器。

【請求項3】

前記複数のバネのうちの少なくとも１つが非磁性体で構成されている請求項１または２に記載の電磁継電器。

【請求項4】

前記複数のバネのうち前記非磁性体で構成されたバネ（１７ｂ）は、前記磁性体のバネの各巻線間の配置されている請求項３に記載の電磁継電器。

【請求項5】

前記複数のバネのうちの少なくとも１つが非磁性体で構成されており、
前記複数のバネのうち前記磁性体で構成されたバネと前記非磁性体で構成されたバネは、前記磁性体と前記非磁性体を合わせた合板にて構成された竹の子バネとされている請求項１に記載の電磁継電器。

【請求項6】

前記複数のバネの少なくとも一つは、前記可動コアを前記固定コアに吸引する吸引向きに付勢するバネ力を発生させる請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電磁継電器。

【請求項7】

前記吸引向きに付勢するバネ力を発生させるバネは、一端が前記可動コイルに固定され、他端が前記固定コアと前記励磁コイルおよび前記ヨークを含めた非可動部に固定されている請求項６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、磁気吸引に基づいて可動接点と固定接点とを接離させて電気回路を開閉する電磁継電器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、電気回路のオンオフを制御する装置として電磁継電器が知られている。電磁継電器は、励磁コイルへの通電に基づいて固定コアとヨークを通る磁気回路を構成し、シャフトと共に可動コアを磁気吸引することで、シャフトに取り付けられた可動接点と非可動部に備えられた固定接点とを当接させ、電気回路をオンさせる。また、励磁コイルへの通電を停止することで磁気回路をオフし、シャフトおよび可動コアを休止位置側に戻すことで可動接点と固定接点との間を引き離し、電気回路をオフさせる。固定コアと可動コアとの間には復帰バネが備えられ、シャフトおよび可動コアを的確に休止位置側に戻せるようになっている。

【0003】

このような電磁継電器において、復帰バネを磁性体としたものが特許文献１に提案されている。この特許文献１で提案された電磁継電器は、固定コアと可動コアの吸着面を可動コアとコイルバネによって構成された復帰バネの嵌合部よりも内側に配置することで、固定コアと復帰バネとの干渉を防ぎ、動作電圧を安定させている。そして、バネを磁性体とすることで磁気回路の一部とし、巻線間で引き付け合う力が得られるようにすることで、動作電圧の低下を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−９４４３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、復帰バネを磁性体で構成した場合、復帰バネは、磁気回路を構成する役割と、可動接点を固定接点から引き離す側（以下、非吸引向きという）にシャフトおよび可動コアを付勢する開離バネとしての役割との両方の役割を担うことになる。このため、復帰バネを両方の役割を果たせる設計とする必要があり、煩雑な設計が必要になる。

【0006】

本発明は上記点に鑑みて、煩雑な設計が要らない構成の復帰バネにできる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】

【0007】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の電磁継電器は、通電により磁界を形成する励磁コイル（１２）と、励磁コイルの内径部に形成された中心孔内に配置され、励磁コイルへの通電に基づいて形成される磁気回路の一部を構成する固定コア（１３）と、励磁コイルの外周側および軸方向端部の一方を覆うように配置され、磁気回路の一部を構成すると共に、軸方向の一方側で固定コアの位置に対応するように開口部（１４２ａ）が形成されたヨーク（１４）と、開口部と対応する位置において、固定コアと対向して配置され、励磁コイルへの通電時に磁気吸引力に基づいて固定コア側に吸引される可動コア（１５）と、可動接点（２３）を有するとともに可動コアに追従作動する可動接触子（２０）と、励磁コイルへの通電時に可動接点が当接する固定接点（２５ａ、２５ｂ）を有する複数の固定端子（２４ａ、２４ｂ）と、可動コアを固定コアから離れる方向に付勢する復帰バネ（１６）と、を備えている。このような構成において、復帰バネは、複数のバネ（１６１、１６２）によって構成されていると共に、該複数のバネのうちの少なくとも１つが磁性体で構成されている。

【0008】

このように、復帰バネを複数のバネによって構成し、複数のバネの少なくとも１つを磁性体で構成されるようにしているため、このバネによって、主に磁気回路を構成する役割を果たすことが可能となり、他のバネによって、主に非吸引向きに可動コア１５およびシャフト１７などを付勢する開離バネのバネ力を調整する役割を果たさせることができる。よって、復帰バネを１つのバネによって構成する場合のように、両方の役割を１つのバネに担わせる必要が無くなる。このため、煩雑な設計が要らない構成の復帰バネにできる電磁継電器とすることが可能となる。

【0009】

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。

【図2(a)】図１に示す電磁継電器について、励磁コイルへの通電を行い始めたときの様子を示した断面図である。

【図2(b)】図１に示す電磁継電器について、励磁コイルへの通電を行い、導通状態になるまでの途中の様子を示した断面図である。

【図2(c)】図１に示す電磁継電器について、励磁コイルへの通電を行い、導通状態になったときの様子を示した断面図である。

【図3(a)】第１バネのみではバネ反力が小さい場合のギャップとバネ反力との関係を示した図である。

【図3(b)】第１バネのバネ反力が大きすぎる場合のギャップとバネ反力との関係を示した図である。

【図4】第２実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。

【図5】第３実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。

【図6】第４実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。

【図7】第４実施形態の変形例として説明する電磁継電器の断面図である。

【図8】第５実施形態にかかる電磁継電器の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

【0012】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる電磁継電器について、図１を参照して説明する。

【0013】

図１に示すように、電磁継電器は、ケース１１、励磁コイル１２、固定コア１３、ヨーク１４、可動コア１５、復帰バネ１６、シャフト１７、ベース１８、止め輪１９、可動接触子２０、止め輪２１および接圧バネ２２が備えられた構成とされている。

【0014】

ケース１１は、例えば樹脂等の非磁性かつ非導電性の材料で構成されている。ケース１１内に構成される空間内に、電磁継電器を構成する各部品が収容されている。

【0015】

励磁コイル１２は、通電時に磁界を形成するもので、円筒状とされ、中空状の円筒部を有するボビン１２ａに巻回されている。この励磁コイル１２への通電は図示しない外部接続端子を通じて行われるようになっている。励磁コイル１２の内径部に形成された中心孔に、固定コア１３等が配置されている。

【0016】

固定コア１３は、磁性体よりなり、励磁コイル１２の中心孔と対応する大きさの円柱状部材で構成されており、磁気回路の一部を構成する。固定コア１３は、中心軸に沿って貫通孔１３ａが形成された構造とされており、この貫通孔１３ａ内にシャフト１７の一端が位置している。

【0017】

ヨーク１４は、励磁コイル１２を囲む磁性体部材である。ヨーク１４は、励磁コイル１２の外周側および軸方向端部の一方を覆うように配置され、磁気回路の一部を構成すると共に、軸方向の一方側で固定コア１３の位置に対応する開口部となるヨーク孔１４２ａが形成されたものとして構成される。

【0018】

本実施形態の場合、ヨーク１４は、第１部材１４１と第２部材１４２とを有した構成とされている。第１部材１４１は、ステーショナリと呼ばれる部材であり、磁性体よりなる板材を略Ｕ字状に折り曲げた構造とされているこの第１部材１４１によって励磁コイル１２の外周側および励磁コイル１２の軸方向一端側が覆われている。また、第２部材１４２は、トッププレートと呼ばれる部材であり、磁性体よりなり、円形平板もしくは矩形平板状で構成され、励磁コイル１２の軸方向他端側を覆っている。また、第２部材１４２は、後述する可動コア１５に対向して配置されており、第１部材１４１と接合されている。

【0019】

第１部材１４１には、固定コア１３と対応する位置に開口部１４１ａが形成されており、この開口部１４１ａ内に固定コア１３の一部が嵌め込まれることで固定コア１３と第１部材１４１とが接合されている。第２部材１４２には、中心部に上記したヨーク孔１４２ａが第２部材１４２を貫通するように形成されている。ヨーク孔１４２ａの形状、つまり第２部材１４２の内周形状は、可動コア１５と対応する形状とされている。

【0020】

可動コア１５は、第２部材１４２におけるヨーク孔１４２ａと対応する位置に配置された磁性体よりなる板状部材である。可動コア１５の中心軸線上において後述するシャフト１７が挿入される貫通孔１５ａが形成されている。可動コア１５は、励磁コイル１２への通電が行われていない非通電時には、ヨーク１４から離れた休止位置に位置しており、励磁コイル１２への通電を行う通電時には、ヨーク１４側に磁気吸引されて、ヨーク１４の第２部材１４２に当接させられる。可動コア１５の外周形状は、ヨーク孔１４２ａの内周形状と対応した形状となっており、固定コア１３と反対側が固定コア１３側よりも径が拡大されたフランジ状とされ、そのフランジ状部分がヨーク孔１４２ａに当接させられるようになっている。

【0021】

復帰バネ１６は、固定コア１３と可動コア１５との間に配置され、可動コア１５を固定コア１３と反対側に付勢する。励磁コイル１２への通電を行う通電時には、電磁吸引力により可動コア１５は復帰バネ１６に抗して固定コア１３側に吸引されるようになっている。この復帰バネ１６は複数のバネによって構成されており、少なくとも一部のバネが磁性体によって構成されている。この復帰バネ１６の詳細構造については後述する。

【0022】

このように、固定コア１３、ヨーク１４、可動コア１５および復帰バネ１６の少なくとも一部が磁性体によって構成されており、励磁コイル１２へ通電を行う通電時には、これらによって励磁コイル１２により誘起された磁束の磁気回路が構成される。

【0023】

シャフト１７は、例えば非磁性材料で構成されており、可動コア１５に結合されることで可動コア１５と一体的に移動可能とされている。より詳細には、シャフト１７は、可動コア１５に形成された貫通孔１５ａに挿入された状態で可動コア１５に結合されている。

【0024】

なお、本実施形態の場合、励磁コイル１２への通電、非通電によって、可動コア１５、シャフト１７、可動接触子２０等が進退させられる可動部分となる。これらの可動部分が可動子を構成している。

【0025】

ベース１８は、非磁性体の絶縁性材料、例えば樹脂によって構成されている。ベース１８は、中央部に開口部１８ａが形成されており、この開口部１８ａ内にシャフト１７が挿通されている。ベース１８は、ヨーク１４に接した状態でケース１１に固定されている。そして、ベース１８には、導電金属製の板状の第１固定端子２４ａおよび第２固定端子２４ｂが備えられている。これら第１固定端子２４ａおよび第２固定端子２４ｂが、電磁継電器によってオンオフ制御を行う対象となる電気回路の配線の一部を構成するものである。さらに、ベース１８には、第１固定端子２４ａに接続されるように第１固定接点２５ａが取り付けられ、第２固定端子２４ｂに接続されるように第２固定接点２５ｂが取り付けられている。第１固定接点２５ａは一方の可動接点２３に対向して配置され、第２固定接点２５ｂは他方の可動接点２３に対向して配置されている。

【0026】

なお、ベース１８のうち可動コア１５と対向する一面には、ストッパー１８ｂが備えられており、可動コア１５の固定コア１３と反対側への移動を規制する。

【0027】

止め輪１９は、シャフト１７のうちベース１８よりも固定コア１３と反対側に配置されており、シャフト１７に対して嵌合されることで固定されている。この止め輪１９により、シャフト１７の軸方向における可動接触子２０の位置決めを行う。

【0028】

可動接触子２０は、導電金属製の板状部材で構成されており、導電金属製の可動接点２３が２個、例えばシャフト１７を中心とした対称位置に固定されている。可動接触子２０は、中央に形成された挿入孔２０ａ内にシャフト１７が挿入されることで、止め輪１９と共に、シャフト１７のうちベース１８よりも固定コア１３と反対側に配置されている。可動接触子２０のうち固定コア１３側の一面は止め輪１９に接しており、止め輪１９の位置に可動接触子２０が位置決め配置されている。

【0029】

止め輪２１は、シャフト１７のうち固定コア１３と反対側の端部に嵌合されている。接圧バネ２２は、止め輪２１と可動接触子２０との間に配置されており、可動接触子２０を止め輪１９側、すなわち第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂ側に付勢している。このため、振動等が生じても、可動接点２３と第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂとの接続が維持されるようになっている。

【0030】

以上のような構造により、本実施形態にかかる電磁継電器が構成されている。このように構成された電磁継電器において、復帰バネ１６は、次のように構成されている。

【0031】

復帰バネ１６は、複数のバネによって構成されており、本実施形態では２種類のバネによって構成されている。このため、複数のバネのうちの一部によって、主に、非吸引向きに可動コア１５およびシャフト１７などを付勢する開離バネのバネ力を調整する役割を果たさせ、他の一部によって、主に、磁気回路を構成する役割を果たさせられるようになっている。

【0032】

具体的には、復帰バネ１６は、磁性体で構成された第１バネ１６１と、非磁性体で構成された第２バネ１６２とを有した構成とされている。第１バネ１６１は、薄板が渦巻き状に巻回されて構成された竹の子バネと呼ばれる円錐圧縮コイルバネによって構成されており、磁性体で構成されている。第２バネ１６２も、竹の子バネと呼ばれる円錐圧縮コイルバネによって構成されており、非磁性体で構成されている。例えば、第１バネ１６１を構成する磁性体としては、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）、ＳＫ、ＳＵＳ４３０などを用いることができる。また、第２バネ１６２を構成する非磁性体としては、ＳＵＳ３０４などを用いることができる。

【0033】

本実施形態の場合、磁性体と非磁性体を合わせた合板を用いて第１バネ１６１と第２バネ１６２とが一体化された復帰バネ１６が構成されている。そして、第１バネ１６１が内周側、第２バネ１６２が外周側に配置され、第１バネ１６１の各巻線間に第２バネ１６２が挟まれた配置になっている。また、本実施形態の場合、復帰バネ１６は、復帰バネ１６のうち径が小さい側の先端が可動コア１５側に向けられ、径の大きい側の先端が固定コア１３側に向けられるようにして可動コア１５と固定コア１３との間に配置されている。そして、第１バネ１６１が可動コア１５と固定コア１３の両方に当接させられている。

【0034】

このような構成では、第１バネ１６１によって、主に磁気回路を構成する役割を果たすことが可能となり、第２バネ１６２によって、主に非吸引向きに可動コア１５およびシャフト１７などを付勢する開離バネのバネ力を調整する役割を果たさせることができる。

【0035】

次に、本実施形態に係る電磁継電器の作動について、図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して説明する。なお、図２（ａ）〜図２（ｃ）中に示した実線矢印や第１バネ１６１上に記した方向表示記号は、磁束の流れの向きを示してあり、破線矢印は磁気吸引の方向を示している。

【0036】

まず、励磁コイル１２への通電を行っていない非通電時には、図１に示すように、励磁コイル１２による磁気吸引力が発生していないため、復帰バネ１６のバネ力に基づいて可動コア１５が固定コア１３から離れた状態になっている。そして、可動接点２３も第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂから離れた状態になっている。このため、電磁継電器によってオンオフ制御を行う対象の電気回路はオフの状態になっている。

【0037】

そして、励磁コイル１２に通電すると、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、可動コア１５が電磁吸引力により復帰バネ１６に抗して固定コア１３側に吸引され、シャフト１７や可動接触子２０が可動コア１５に追従して固定コア１３側に移動する。そして、図２（ｃ）に示すように、可動接点２３が第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂに当接して、第１固定接点２５ａと第２固定接点２５ａとの間が電気的に導通状態となる。

【0038】

なお、復帰バネ１６の軸方向における第１バネ１６１の厚みについては任意であるが、導通状態となった時に、可動コア１５と固定コア１３の両方に第１バネ１６１が接触させられる厚みにすると好ましい。このようにすると、可動コア１５と固定コア１３との間において、第１バネ１６１の各巻線全域を通じて磁気回路が構成されることになり、より強く可動コア１５を磁気吸引した状態で導通状態を維持することが可能となる。

【0039】

一方、励磁コイル１２への通電が解除されると、可動コア１５やシャフト１７および可動接触子２０が復帰バネ１６によって付勢されることで固定コア１３と反対側に移動させられる。これにより、図１に示すように、可動接点２３が第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂから離れて、第１固定接点２５ａと第２固定接点２５ｂとの間が電気的に遮断状態となる。

【0040】

ここで、上記動作を行う際に、復帰バネ１６を磁気回路の一部としての役割を果たさせるために、少なくとも復帰バネ１６の一部のバネを磁性体で構成しており、本実施形態の場合は第１バネ１６１を磁性体で構成するようにしている。

【0041】

しかしながら、復帰バネ１６の少なくとも一部のバネが磁性体で構成されている限り、復帰バネ１６とその他の磁性体部品との間に力（以下、サイドフォースという）が発生し、可動コア１５や復帰バネ１６の傾きの要因になる。このため、復帰バネ１６の少なくとも一部のバネを磁性体で構成して磁気回路を構成するものとして利用しつつも、サイドフォースを低減できる構造であることが好ましい。

【0042】

このため、本実施形態では、第１バネ１６１を竹の子バネと呼ばれる円錐圧縮コイルバネで構成している。

【0043】

励磁コイル１２への通電によって可動コア１５が固定コア１３側に磁気吸引されるとき、竹の子バネで構成された第１バネ１６１の巻線に沿って磁束が流れる。このとき、第１バネ１６１は、薄板状であることから、第１バネ１６１からの漏れ磁束が固定コア１３と第１バネ１６１との間、第１バネ１６１と可動コア１５との間に発生する。この漏れ磁束を利用して、固定コア１３と第１バネ１６１との間、第１バネ１６１と可動コア１５との間で磁気吸引力を発生させ、「バネを縮ませる力」を得ることができる。すなわち、励磁コイル１２へ通電を行っている間のみ、見かけのバネ反力を弱めることが可能となる。

【0044】

そして、可動コア１５が完全に吸引された際には、第１バネ１６１の高さ方向に磁束を流すが、可動コア１５の磁気吸引開始から吸引終了まで、可動コア１５および第１バネ１６１に作用する吸引力は径方向成分を持たない。このため、サイドフォースを低減することが可能となる。このように、復帰バネ１６のうちの第１バネ１６１として竹の子バネを適用することでサイドフォースを低減できるため、可動コア１５や復帰バネ１６の傾きを抑制することが可能となる。

【0045】

ただし、復帰バネ１６をすべて磁性材料で構成される竹の子バネによって構成すると、換言すれば第１バネ１６１のみで構成すると、可動コア１５の動作に伴って第１バネ１６１の各巻線間のギャップが変化し、これによる摩擦力増加が懸念される。すなわち、第１バネ１６１の各巻線間には一定のギャップが確保されているのが好ましいが、可動コア１５の動作に伴って第１バネ１６１同士の間のギャップが縮まる。これにより、電磁力による第１バネ１６１同士の間の引き付け力が高くなり、第１バネ１６１同士の間の摩擦が従来の動摩擦に対して引き付け力に基づく摩擦も加わり、摩擦力を増加させる。このため、第１バネ１６１同士が接触しないようにすることが好ましい。

【0046】

これに対して、本実施形態では、復帰バネ１６を第１バネ１６１のみで構成するのではなく、第１バネ１６１の各巻線間に第２バネ１６２が配置されるようにしていることから、第１バネ１６１同士の接触を抑制することが可能となる。したがって、電磁力による第１バネ１６１同士の間の引き付け力の増加を抑制でき、第１バネ１６１同士の間の摩擦力増加を抑制することが可能となる。そして、製品ごとの吸引力特性のバラツキを抑制することも可能となる。

【0047】

また、復帰バネ１６を第１バネ１６１と第２バネ１６２という複数のバネによって構成している。このため、第１バネ１６１によって、主に磁気回路を構成する役割を果たすことが可能となり、第２バネ１６２によって、主に非吸引向きに可動コア１５およびシャフト１７などを付勢する開離バネのバネ力を調整する役割を果たさせることができる。

【0048】

例えば、電磁継電器においては、緊急時のアーク遮断の観点からは、所望の開離速度が得られる性能が求められ、ある値以上のバネ力が得られるように復帰バネ１６を設計することが必要になる。このようなバネ力は、主に磁性回路を構成する役割を果たす第１バネ１６１のみによって得られるようにすることは設計が煩雑になるが、第２バネ１６２を備える場合、第２バネ１６２によって得られれば良くなる。

【0049】

よって、復帰バネ１６を１つのバネによって構成する場合のように、両方の役割を１つのバネに担わせる必要が無くなる。このため、煩雑な設計が要らない構成の復帰バネ１６にできる電磁継電器とすることが可能となる。

【0050】

例えば、復帰バネ１６を第１バネ１６１のみによって構成した場合と、第１バネ１６１と第２バネ１６２の組み合わせによって構成した場合それぞれで得られるバネ特性は図３（ａ）または図３（ｂ）に示す特性となる。なお、図３（ａ）または図３（ｂ）に示すギャップとは、第１バネ１６１のみでは第１固定接点２５ａおよび第２固定接点２５ｂと可動接点２３との間の距離を意味している。

【0051】

復帰バネ１６は、第１バネ１６１と第２バネ１６２のトータルのバネ力が非吸引向きのバネ力として所望の特性が得られる構成となっていれば良い。例えば、第１バネ１６１と第２バネ１６２の両方が共に非吸引向きのバネ力を発生せるものである場合、第１バネ１６１のみの場合よりも大きなバネ力を発生させられる。すなわち、図３（ａ）に示すように、所望の磁気吸引力が得られるように第１バネ１６１を設計した場合、ギャップとバネ反力との関係が所望の特性にならないことがある。これに対して、本実施形態の構成の場合、第１バネ１６１と第２バネ１６２のトータルのバネ力がバネ反力となるため、ギャップとバネ反力との関係が所望の特性となるようにできる。バネ反力の不足は接点オフ時の開離速度の低下につながり、接点摩耗の進行を早める等の悪影響が懸念される。このため、所望の特性が得られるようにすることで、開離速度の向上が図れ、接点摩耗の進行を遅らせることが可能となる。

【0052】

一方、第１バネ１６１と第２バネ１６２のいずれか一方のみが非吸引向きのバネ力を発生させるものであり、他方が可動コア１５と固定コア１３との間を縮める側（以下、吸引向きという）のバネ力を発生させるものであっても良い。例えば、図３（ｂ）に示すように、第１バネ１６１を所望の磁気吸引力が得られる設計とした場合、ギャップに対するバネ反力が大きすぎる場合に、第２バネ１６２の吸引向きのバネ力によってトータルのバネ反力が減少するようにできる。これにより、復帰バネ１６の特性として所望の特性を得ることが可能となる。

【0053】

なお、第１バネ１６１と第２バネ１６２のいずれかを吸引向きのバネ力を発生させるものにする場合、吸引向きのバネ力を発生させる側を可動コア１５と固定コア１３や励磁コイル１２もしくはベース１８等の非可動部にバネの両先端が接続されるようにすれば良い。

【0054】

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して復帰バネ１６の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0055】

図４に示すように、本実施形態では、復帰バネ１６を第１バネ１６３と第２バネ１６４とを有した構成としている。第１バネ１６３については、第１実施形態で説明した第１バネ１６１と同様の構成としているが、第２バネ１６４については、非磁性体からなるコイルバネによって構成している。

【0056】

第２バネ１６４は、第１バネ１６３を囲むように第１バネ１６３の外側に配置されている。そして、ボビン１２ａの内周面に第２バネ１６４の一端が当接するストッパ部１２ｂが形成されていると共に、可動コア１５の固定コア１３側の一面に第２バネ１６４の他端が当接するストッパ部１５ｂが形成されている。これらストッパ部１２ｂおよびストッパ部１５ｂの間に第２バネ１６４が配置されている。

【0057】

このように、復帰バネ１６を竹の子バネで構成される第１バネ１６３とコイルバネで構成される第２バネ１６４とによって構成することもできる。この場合、第２バネ１６４によって第１バネ１６３同士の間の接触を防ぐことはできないが、２つのバネによって主に磁性回路を構成する役割と主に非吸引向きに可動コア１５およびシャフト１７などを付勢する開離バネのバネ力を調整する役割を分担させられる。したがって、本実施形態の構成としても、煩雑な設計が要らない構成の復帰バネ１６にできる電磁継電器とすることが可能となる。

【0058】

特に、第２バネ１６４をバネ反力の設計が容易なコイルバネで構成していることから、より設計の容易化を図ることが可能となる。

【0059】

さらに、復帰バネ１６のうちの第１バネ１６３として竹の子バネを適用することでサイドフォースを低減できるため、可動コア１５や復帰バネ１６の傾きを抑制できる。さらに、第１バネ１６３の外周に第２バネ１６４を配置することで、より可動コア１５や復帰バネ１６の傾きを抑制することが可能となる。

【0060】

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して復帰バネ１６の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0061】

図５に示すように、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、復帰バネ１６を竹の子バネにて構成した第１バネ１６１および第２バネ１６２によって構成しているが、これらを同方向に配置していないし、磁性体と非磁性体の合板を用いた一体構造で形成しておらず、別々に分けた構造としている。そして、第１バネ１６１については、径が小さい側の先端が可動コア１５側に向けられ、径が大きい側の先端が固定コア１３側に向けられて配置されている。逆に、第２バネ１６２については、径が小さい側の先端が固定コア１３側に向けられ、径が大きい側の先端が可動コア１５側に向けられて配置されている。

【0062】

このような構成としても、第１バネ１６１の各巻線間に第２バネ１６２が配置されるようにすることで、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

【0063】

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して復帰バネ１６の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0064】

図６に示すように、本実施形態では、復帰バネ１６を第１バネ１６５と第２バネ１６６とを有した構成としている。第１バネ１６５については、第１実施形態で説明した第１バネ１６１と同様の構成としているが、第２バネ１６６については、非磁性体からなる円錐コイルバネによって構成している。そして、第１バネ１６５の径変化率と第２バネ１６６の径変化率を同じとすることで、第１バネ１６５の各巻線間に第２バネ１６６が配置されるようにしている。

【0065】

このように、第２バネ１６６を円錐コイルバネによって構成するようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

【0066】

なお、このように、第２バネ１６６を円錐コイルバネによって構成する場合においても、図７に示すように、第２バネ１６６の向きを図６の場合と逆となるようにすることができる。すなわち、第２バネ１６６のうち径が小さい側の先端が固定コア１３側に向けられ、径が大きい側の先端が可動コア１５側に向けられるようにしても良い。

【0067】

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して第２バネ１６４の配置場所を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0068】

図８に示すように、本実施形態では、第２実施形態と同様に、復帰バネ１６を第１バネ１６３と第２バネ１６４とを有した構成としつつ、第２バネ１６４が第１バネ１６３の内側に配置されるようにしている。そして、第２バネ１６４は、固定コア１３と可動コア１５とに当接させられるようにして、これらの間に配置されている。

【0069】

このように、復帰バネ１６を竹の子バネで構成される第１バネ１６３とコイルバネで構成される第２バネ１６４とによって構成し、第２バネ１６４が第１バネ１６３の内側に配置されるようにすることもできる。これにより、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0070】

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

【0071】

例えば、復帰バネ１６の構成の一例を示したが、他の構成としても良い。例えば、竹の子バネやコイルバネではなく、板バネ等の他の弾性部材を用いることもできる。例えば、復帰バネ１６を竹の子バネで構成された第１バネと板バネで構成された第２バネによって構成することができる。その場合、例えば、第１バネの外周側に第２バネを配置し、固定コア１３と可動コア１５とに第２バネの両先端が接続されるようにする。このような構成としても、第２実施形態等と同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0072】

１２ 励磁コイル
１３ 固定コア
１４ ヨーク
１５ 可動コア
１６ 復帰バネ
２０ 可動接触子
２３ 可動接点
２５ａ、２５ｂ 第１、第２固定接点
１６１、１６３、１６５ 第１バネ
１６２、１６４、１６６ 第２バネ

【図1】

【図2(a)】

【図2(b)】

【図2(c)】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】