特許 6993088 電磁リレー

(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】

(24)【登録日】2021-12-13

(45)【発行日】2022-01-13

(54)【発明の名称】電磁リレー

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/12 20060101AFI20220105BHJP

【ＦＩ】

H01H50/12 G

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2017016334

(22)【出願日】2017-01-31

(65)【公開番号】P2018125159

(43)【公開日】2018-08-09

【審査請求日】2019-07-10

【審判番号】

【審判請求日】2021-05-13

(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】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390001812

【氏名又は名称】株式会社デンソーエレクトロニクス

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】秋山 清和

(72)【発明者】

【氏名】松本 拓巳

(72)【発明者】

【氏名】栗田 真吾

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 友彦

【合議体】

【審判長】間中 耕治

【審判官】中村 大輔

【審判官】田村 嘉章

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２４７０９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１０８６６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H01H 50/12

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

つば部を有するボビンにコイル線が多重に巻かれることによって形成される電磁コイルと、
固定接点と、
前記固定接点と対向して配置され、前記電磁コイルが発生する電磁力によって、前記固定接点とは離間される第１位置と、前記固定接点に接触する第２位置とのいずれかに移動される可動接点と、
前記電磁コイルから発せられる熱を前記固定接点に伝えるために設けられた熱伝導材と
を備え、
前記つば部は、切り欠き部を有し、
前記固定接点は、前記切り欠き部と対向配置されており、
前記熱伝導材は、前記切り欠き部と前記固定接点との間に設けられている
電磁リレー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁リレーに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、電磁コイルに通電することにより電磁コイルに電磁力を生じさせ、この電磁力によって可動接点を移動させることにより、可動接点を固定接点に接触させたり離間させたりすることができるように構成された、いわゆる電磁リレーがある。

【0003】

例えば、下記特許文献１には、電磁リレーにおいて、固定接点が組みつけられており、且つ外部の電気回路に接続されている板材の表面を、当該板材を被覆する樹脂層に形成された露出窓によって、リレー本体が収納される空間に露出させるようにした技術が考案されている。この技術によれば、板材が外部の電気回路用配線を介して放熱されることで固定接点よりも低温になるため、固定接点が結露するよりも早く、板材の露出部分を結露させることで、固定接点の結露を防止することができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－３１０９５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、上記従来技術のように、板材の露出部分を固定接点よりも先に結露させるというだけでは、固定接点の結露防止には不十分である。例えば、固定接点は、外部の電気回路に接続されているために、リレー本体内の温度よりも温度が大幅に低くなる場合がある。この場合、上記従来技術では、固定接点を含む板材の温度が全体的に大きく低下するため、板材の露出部分が結露するだけでなく、固定接点までもが結露してしまう。

【0006】

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、電磁リレーにおける固定接点の温度低下をより確実に抑制することで、固定接点の結露をより確実に防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態の電磁リレーは、電磁コイルと、固定接点と、前記固定接点と対向して配置され、前記電磁コイルが発生する電磁力によって、前記固定接点とは離間される第１位置と、前記固定接点に接触する第２位置とのいずれかに移動される可動接点と、前記電磁コイルから発せられる熱を前記固定接点に伝えるために設けられた熱伝導材とを備える。

【発明の効果】

【0008】

電磁リレーにおける固定接点の温度低下をより確実に抑制することができるため、固定接点の結露をより確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る電磁リレーの構成を示す図である。

【図2】実施形態に係る電磁リレーの第１変形例を示す図である。

【図3】実施形態に係る電磁リレーの第２変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の電磁リレーについて説明する。

【0011】

（電磁リレー１００の構成）
図１は、実施形態に係る電磁リレー１００の構成を示す図である。図１に示すように、電磁リレー１００は、基本的な構成要素として、ボビン１０１、電磁コイル１０２、コア１０３、ヨーク１０４、端子ホルダ１０５、固定接点１０６、支柱１０７、可動接点１０８、板バネ１０９、固定接点側端子１１０、及び可動接点側端子１１１を備えている。

【0012】

図１に示す電磁リレー１００は、電磁コイル１０２に通電することにより電磁コイル１０２に電磁力を生じさせ、この電磁力によって可動接点１０８を移動させることにより、可動接点１０８を固定接点１０６に接触させたり離間させたりすることができるように構成されている。この電磁リレー１００は、例えば、自動車などの車両において、各種電装系（例えば、ヘッドライト、ワイパモータ等）のオン及びオフの制御に用いられる。なお、以降の説明では、便宜上、図中Ｚ軸正方向側を上、Ｚ軸負方向側を下と説明するが、普遍的な上下関係を表すものではない。

【0013】

ボビン１０１は、樹脂製（「絶縁性素材」の一例）の部材である。ボビン１０１は、柱状の軸部１０１Ａと、軸部１０１Ａの上端に形成されたつば部１０１Ｂと、軸部１０１Ａの下端に形成されたつば部１０１Ｃとを備えて構成されている。つば部１０１Ｂ，１０１Ｃは、軸部１０１Ａの端面よりも大きな面積を有する、平板状の部材である。

【0014】

電磁コイル１０２は、ボビン１０１の軸部１０１Ａに対してコイル線が多重に巻かれることにより、軸部１０１Ａの周囲に形成されている。コイル線としては、例えば、銅線等が用いられる。

【0015】

コア１０３は、高透磁率の磁性体が用いられた棒状の部材である。コア１０３は、ボビン１０１の軸部１０１Ａが有する中空構造の内部に設けられている。コア１０３は、主に電磁コイル１０２の磁束密度を高めるために設けられている。

【0016】

ヨーク１０４は、ボビン１０１の周囲（上方及び側方）を取り囲む容器状且つ金属製（鉄製又は鋼製）の部材である。ヨーク１０４は、主に電磁コイル１０２の電磁力による吸着力を高めるために設けられている。

【0017】

ボビン１０１の下方には、ヨーク１０４に取り囲まれた空間の下側を閉塞するように、板状の端子ホルダ１０５が配置されている。ヨーク１０４に取り囲まれた空間内において、ボビン１０１と端子ホルダ１０５との間の空間には、いずれも金属製の、固定接点１０６、支柱１０７、可動接点１０８、及び板バネ１０９が配置されている。固定接点１０６及び可動接点１０８は、固定接点１０６を上側（ボビン１０１側）に、可動接点１０８を下側（端子ホルダ１０５側）にして、互いに対向して設けられている。

【0018】

固定接点１０６は、ボビン１０１の下側において、少なくとも一部が、ボビン１０１（つば部１０１Ｃ）の底面と重なるように配置されている。固定接点１０６は、端子ホルダ１０５の上面に立設された支柱１０７によって、その上側から支持されている。支柱１０７は、概ね逆Ｌ字状をなしている。具体的には、支柱１０７は、端子ホルダ１０５の上面から上方向に延びる第１の部分１０７Ａと、第１の部分の先端から折れ曲がって、ボビン１０１と端子ホルダ１０５との間の空間内を概ね左方向（図中Ｘ軸負方向）に延びる第２の部分１０７Ｂとを有している。固定接点１０６は、第２の部分１０７Ｂの下面に設けられている。なお、ボビン１０１のつば部１０１Ｃは、支柱１０７との接触を回避するために下側の一部が切り欠かれている切欠部１０１Ｃａを有している。

【0019】

可動接点１０８は、板ばね１０９によって、その下側が支持されている。板ばね１０９は、概ねＬ字状をなしている、薄板状の部材である。具体的には、板ばね１０９は、ヨーク１０４の左側面に固定され、当該固定位置から下方向に延びる第１の部分１０９Ａと、第１の部分１０９Ａの下端から折れ曲がって、ボビン１０１と端子ホルダ１０５との間の空間内を概ね右方向（図中Ｘ正方向）に延びる第２の部分１０９Ｂとを有している。第２の部分１０９Ｂは、その中間位置に設けられた軸部１０９Ｃを支点として、上下方向に開閉動作するいわゆる可動切片である。可動接点１０８は、第２の部分１０９Ｂの先端部分の上面に設けられている。

【0020】

端子ホルダ１０５の下面には、固定接点側端子１１０及び可動接点側端子１１１が、それぞれ下方向に向かって立設されている。固定接点側端子１１０及び可動接点側端子１１１は、金属製且つ板状の部材である。固定接点側端子１１０及び可動接点側端子１１１は、それぞれ、制御対象の電装系の配線に接続される。固定接点側端子１１０は、支柱１０７を介して、固定接点１０６に電気的に接続されている。可動接点側端子１１１は、板ばね１０９を介して、可動接点１０８に電気的に接続されている。

【0021】

このように構成された電磁リレー１００は、外部の駆動回路（図示省略）から電磁コイル１０２に通電することにより電磁コイル１０２による電磁力が発生すると、この電磁力によって、板ばね１０９の第２の部分１０９Ｂが、電磁コイル１０２に近づく方向（図中上方向）へと閉じ動作する。これにより、第２の部分１０９Ｂの先端に配置されている可動接点１０８が、固定接点１０６に接触する第２位置に移動した状態（すなわち、オン状態）となり、可動接点１０８に繋がる可動接点側端子１１１と、固定接点１０６に繋がる固定接点側端子１１０との間が導通状態となる。

【0022】

一方、電磁コイル１０２への通電を停止して電磁コイル１０２による電磁力が消滅すると、板ばね１０９の第２の部分１０９Ｂが、電磁コイル１０２から離れる方向（図中下方向）へと開き動作する。これにより、第２の部分１０９Ｂの先端に配置されている可動接点１０８が、固定接点１０６とは離間される第１位置に移動した状態（すなわち、オフ状態）となり、可動接点１０８に繋がる可動接点側端子１１１と、固定接点１０６に繋がる固定接点側端子１１０との間が非導通状態となる。

【0023】

（熱伝導材１２０）
ここで、図１に示すように、本実施形態の電磁リレー１００は、ボビン１０１（切欠部１０１Ｃａ）と、支柱１０７（第２の部分１０７Ｂ）との間の隙間内に、電磁コイル１０２から発せられる熱を固定接点１０６へ伝えるための熱伝導材１２０がさらに設けられている。図１の例では、ボビン１０１と支柱１０７との間の隙間内に、熱伝導材１２０として、熱伝導ペーストが充填されている。熱伝導材１２０は、ボビン１０１（切欠部１０１Ｃａ）の底面と、支柱１０７（第２の部分１０７Ｂ）の上面との双方に面接触している。これにより、ボビン１０１と支柱１０７とが、熱伝導材１２０を介して互いに物理的に接続した状態となっている。

【0024】

これにより、本実施形態の電磁リレー１００は、電磁コイル１０２に通電したときに電磁コイル１０２から発せられる熱が、ボビン１０１、熱伝導材１２０、及び支柱１０７を介して、固定接点１０６に伝わるようになっている。すなわち、電磁リレー１００は、電磁コイル１０２から発せられた熱を利用して、固定接点１０６を積極的に温めることができる構成となっている。

【0025】

また、本実施形態の電磁リレー１００は、電磁コイル１０２に通電したときに電磁コイル１０２から発せられる熱が、ヨーク１０４及び板ばね１０９を介して、可動接点１０８にも伝わるようになっている。すなわち、電磁リレー１００は、電磁コイル１０２から発せられた熱を利用して、可動接点１０８を積極的に温めることができる構成にもなっている。

【0026】

したがって、本実施形態の電磁リレー１００によれば、固定接点１０６及び可動接点１０８の双方の温度低下をより確実に抑制でき、固定接点１０６及び可動接点１０８の双方の結露をより確実に防止することができる。

【0027】

図１の例では、熱伝導材１２０として、絶縁性素材、且つ、シリコンフリーの熱伝導ペーストを用いているが、熱伝導材１２０の材質及び形状は、これに限らない。例えば、熱伝導材１２０として、ボビン１０１と支柱１０７との間に、シート状の部材を配置するようにしてもよい。

【0028】

また、図１の例では、電磁コイル１０２と固定接点１０６との間が、樹脂製のボビン１０１によって絶縁されている。このため、熱伝導材１２０には、絶縁性素材のみならず、導電性素材（例えば、金属等）を用いることもできる。

【0029】

（電磁リレー１００の第１変形例）
図２は、実施形態に係る電磁リレー１００の第１変形例を示す図である。図２に示す電磁リレー１００Ａは、熱伝導材１２０の代わりに熱伝導材１２０Ａを備える点で、図１に示す電磁リレー１００と異なる。

【0030】

図２の例において、熱伝導材１２０Ａは、ボビン１０１（つば部１０１Ｃ）の一部としての外観をなすように、ボビン１０１（つば部１０１Ｃ）の切り欠かれた部分を補充する樹脂製の部材である。熱伝導材１２０Ａは、その左側面がボビン１０１（つば部１０１Ｃ）に面接触しており、その底面が支柱１０７（第２の部分１０７Ｂ）の上面に面接触している。これにより、ボビン１０１と支柱１０７とが、熱伝導材１２０Ａを介して互いに物理的に接続した状態となっている。

【0031】

これにより、第１変形例の電磁リレー１００Ａは、電磁コイル１０２に通電したときに電磁コイル１０２から発せられた熱が、ボビン１０１、熱伝導材１２０Ａ、及び支柱１０７を介して、固定接点１０６に伝わるようになっている。すなわち、電磁リレー１００Ａは、電磁コイル１０２から発せられた熱を利用して、固定接点１０６を積極的に温めることができる構成となっている。したがって、電磁リレー１００Ａによれば、固定接点１０６の温度低下をより確実に抑制でき、固定接点１０６の結露をより確実に防止することができる。

【0032】

なお、熱伝導材１２０Ａは、ボビン１０１と一体的に形成されたものであってもよく、ボビン１０１とは別体的に形成されたものであって、ボビン１０１に接着剤等によって接着されたものであってもよい。また、熱伝導材１２０Ａは、支柱１０７（第２の部分１０７Ｂ）の上面に単に面接触しているだけであってもよく、支柱１０７（第２の部分１０７Ｂ）の上面に接着剤等によって接着されてもよい。

【0033】

（電磁リレー１００の第２変形例）
図３は、実施形態に係る電磁リレー１００の第２変形例を示す図である。図３に示す電磁リレー１００Ｂは、熱伝導材１２０の代わりに熱伝導材１２０Ｂを備える点で、図１に示す電磁リレー１００と異なる。

【0034】

図３の例において、熱伝導材１２０Ｂは、電磁コイル１０２の右側方に立設されている、金属製且つ壁状の部材である。熱伝導材１２０Ｂは、コイルから発せられた輻射熱を受熱する受熱板として機能する。熱伝導材１２０Ｂの下端は、左方向に向かって折れ曲がって、ボビン１０１（切欠部１０１Ｃａ）と支柱１０７（第２の部分１０７Ｂ）との間の隙間内に入り込んでおり、この折れ曲がっている部分の底面が、支柱１０７（第２の部分１０７Ｂ）の上面に面接触している。

【0035】

これにより、第１変形例の電磁リレー１００Ｂは、電磁コイル１０２に通電したときに電磁コイル１０２から発せられた輻射熱が、熱伝導材１２０Ｂ及び支柱１０７を介して、固定接点１０６に伝わるようになっている。すなわち、電磁リレー１００Ｂは、電磁コイル１０２から発せられた熱を利用して、固定接点１０６を積極的に温めることができる構成となっている。したがって、電磁リレー１００Ｂによれば、固定接点１０６の温度低下をより確実に抑制でき、固定接点１０６の結露をより確実に防止することができる。

【0036】

なお、熱伝導材１２０Ｂは、電磁コイル１０２に接触していない。このため、熱伝導材１２０Ｂとして、絶縁性素材（例えば、樹脂等）を用いてもよく、導電性素材（例えば、金属等）を用いてもよい。後者の場合であっても、電磁コイル１０２の電流が、固定接点１０６に流れてしまうことはない。

【0037】

また、熱伝導材１２０Ｂは、電磁コイル１０２の一部を取り囲むように構成されていてもよく、電磁コイル１０２全体を取り囲むように構成されていてもよい。

【0038】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの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された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

【0039】

例えば、「熱伝導材」は、本実施形態で説明した構成に限らず、少なくとも、電磁コイルから発せられる熱を、熱伝導または輻射によって固定接点に伝えることが可能な構成であれば、如何なる構成であってもよい。

【0040】

また、「熱伝導材」は、ボビンに接触したものに限らず、その他の構成部品（例えば、電磁コイル、コア、ヨーク等。但し、電磁コイルから発せられる熱が伝わる構成部品）に接触したものであってもよい。

【0041】

また、「熱伝導材」は、電磁コイルから発せられる熱を熱伝導によって固定接点に伝えることが可能な構成（例えば、図１，２の構成）と、電磁コイルから発せられる熱を輻射によって固定接点に伝えることが可能な構成（例えば、図３の構成）とが組み合わされたものであってもよい。

【0042】

また、本実施形態では、本発明をヒンジ型の電磁リレーに適用した例を説明したが、本発明は、他の型式（例えば、プランジャ型）の電磁リレーにも適用可能である。

【0043】

また、本発明は、車両の電装系の制御用の電磁リレーに限らず、例えば、車両以外の交通手段（例えば、飛行機、鉄道、船舶等）の電装系の制御用、又は、車両以外の電気機器（例えば、家庭用又は業務用の電気機器等）の制御用の電磁リレーとしても適用可能である。

【符号の説明】

【0044】

１００，１００Ａ，１００Ｂ 電磁リレー
１０１ ボビン
１０１Ａ 軸部
１０１Ｂ，１０１Ｃ つば部
１０２ 電磁コイル
１０３ コア
１０４ ヨーク
１０５ 端子ホルダ
１０６ 固定接点
１０７ 支柱
１０８ 可動接点
１０９ 板バネ
１１０ 固定接点側端子
１１１ 可動接点側端子
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ 熱伝導材

【図1】

【図2】

【図3】