特許 7468277 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】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】電磁継電器

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/36 20060101AFI20240409BHJP

【ＦＩ】

H01H50/36 P

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020163506

(22)【出願日】2020-09-29

(65)【公開番号】P2022055840

(43)【公開日】2022-04-08

【審査請求日】2023-02-14

(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】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100206760

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 惇

(72)【発明者】

【氏名】小川 真一

(72)【発明者】

【氏名】岩坂 博之

(72)【発明者】

【氏名】箕輪 亮太

【審査官】高橋 裕一

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５４－０３９８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０９６９４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５２－０６２８４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０８０２２７９９（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２３４９０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ４５／００－４５／１４

Ｈ０１Ｈ５０／００－５０／９２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可動鉄片と、
コイルと、前記コイルの内側に配置された固定鉄心とを含み、電磁力によって前記可動鉄片を動作させる駆動部と、
前記可動鉄片が連結される連結部を含み、前記固定鉄心に接触して配置されるとともに前記固定鉄心に位置規制され、前記可動鉄片を前記固定鉄心から離れる方向に付勢するヒンジバネと、
を備え、
前記ヒンジバネは、前記固定鉄心の外周面に嵌合する嵌合部をさらに含み、
前記駆動部は、スプールをさらに含み、
前記スプールは、前記固定鉄心が挿入される挿入孔が形成され前記コイルが巻き付けられるボビンを含み、
前記固定鉄心は、前記挿入孔に挿入される本体部と、前記挿入孔の径よりも大径であり前記本体部の端部に形成された鍔部とを含み、
前記ヒンジバネの前記嵌合部は、前記スプールの前記ボビンと前記固定鉄心の前記鍔部とに挟まれている、
電磁継電器。

【請求項2】

可動鉄片と、
コイルと、前記コイルの内側に配置された固定鉄心とを含み、電磁力によって前記可動鉄片を動作させる駆動部と、
前記可動鉄片が連結される連結部を含み、前記固定鉄心に接触して配置されるとともに前記固定鉄心に位置規制され、前記可動鉄片を前記固定鉄心から離れる方向に付勢するヒンジバネと、
を備え、
前記駆動部は、スプールをさらに含み、
前記スプールは、前記固定鉄心が挿入される挿入孔が形成され前記コイルが巻き付けられるボビンを含み、
前記固定鉄心は、前記挿入孔に挿入される本体部と、前記本体部の外周面に形成された係合部とを含み、
前記ヒンジバネは、前記挿入孔の内側に配置され前記係合部に係合する被係合部をさらに含む、
電磁継電器。

【請求項3】

前記ヒンジバネの前記被係合部は、前記固定鉄心の前記本体部の外周面を囲むように形成されている、
請求項２に記載の電磁継電器。

【請求項4】

前記ヒンジバネの前記被係合部は、前記スプールの前記ボビンと前記固定鉄心の前記本体部とに挟まれている、
請求項２又は３に記載の電磁継電器。

【請求項5】

前記ヒンジバネの前記連結部は、前記可動鉄片が差し込まれる差し込み孔を含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁継電器。

【請求項6】

前記ヒンジバネの前記連結部は、前記可動鉄片の一部が通される連結孔を含み、
前記可動鉄片は、前記連結孔に引っ掛けられる引っ掛け部を含む、
請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁継電器。

【請求項7】

前記ヒンジバネの前記連結部及び前記可動鉄片のいずれか一方は、圧入突起を含み、
前記ヒンジバネの前記連結部及び前記可動鉄片のいずれか他方は、前記圧入突起が圧入される凹部を含む、
請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁継電器。

【請求項8】

前記可動鉄片は、前記電磁力によって移動するときに前記固定鉄心又は前記連結部を支点に回動する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の電磁継電器。

【請求項9】

前記駆動部は、前記固定鉄心に連結されるとともに、前記コイルの少なくとも一部を囲むヨークをさらに含み、
前記ヨークは、前記電磁力によって前記可動鉄片を吸着する吸着面を含む、
請求項１から８のいずれか１項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、電磁継電器に関する。

【背景技術】

【0002】

ヒンジバネを備えたヒンジ型の電磁継電器において、コイルのスペースを確保するためにヒンジバネをスプールに固定した電磁継電器が知られている（特許文献１参照）。ヒンジバネには、可動鉄片が連結されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－１２５２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された電磁継電器のように、スプール或いはベースなどの磁性材以外の材料からなる周辺部品でヒンジバネを固定する場合、環境による寸法変化や組み合わせ公差の影響を受けるため、ヒンジバネを精度よく位置決めすることが難しい。その結果、ヒンジバネに連結される可動鉄片を精度よく位置決めすることが難しく、可動鉄片が吸着される吸着面に対して可動鉄片を正確に位置決めすることが難しい。

【0005】

本発明の課題は、電磁継電器において、ヒンジバネに連結される可動鉄片の位置決め精度の向上を図ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る電磁継電器は、可動鉄片と、駆動部と、ヒンジバネとを備える。駆動部は、コイルと、コイルの内側に配置された固定鉄心とを含む。駆動部は、電磁力によって可動鉄片を移動させる。ヒンジバネは、可動鉄片が連結される連結部を含む。ヒンジバネは、固定鉄心に接触して配置されるとともに固定鉄心に位置規制される。ヒンジバネは、可動鉄片を固定鉄心から離れる方向に付勢する。

【0007】

この電磁継電器では、ヒンジバネが磁性体である固定鉄心によって位置規制される。このため、ヒンジバネをスプールやベースなどで固定する場合に比べて、環境による寸法変化や組み合わせ公差の影響を受けにくいので、ヒンジバネを精度よく位置決めすることができる。その結果、ヒンジバネに連結される可動鉄片の位置決め精度の向上を図ることができる。これにより、可動鉄片が吸着される吸着面に対する可動鉄片の位置決め精度の向上を図ることができる。

【0008】

ヒンジバネは、固定鉄心の外周面に嵌合する嵌合部をさらに含んでもよい。この場合は、固定鉄心によってヒンジバネを簡単な構成で位置規制できる。

【0009】

駆動部は、スプールをさらに含んでもよい。スプールは、固定鉄心が挿入される挿入孔が形成されコイルが巻き付けられるボビンを含んでもよい。固定鉄心は、挿入孔に挿入される本体部と、挿入孔の径よりも大径であり本体部の端部に形成された鍔部とを含んでもよい。ヒンジバネの嵌合部は、スプールのボビンと固定鉄心の鍔部とに挟まれてもよい。この場合は、スプールと固定鉄心とによってもヒンジバネを位置規制できる。

【0010】

駆動部は、スプールをさらに含んでもよい。スプールは、固定鉄心が挿入される孔が形成されコイルが巻き付けられるボビンを含んでもよい。固定鉄心は、挿入孔に挿入される本体部と、本体部の外周面に形成された係合部とを含んでもよい。ヒンジバネは、挿入孔の内側に配置され係合部に係合する被係合部をさらに含んでもよい。この場合は、固定鉄心によってヒンジバネを位置規制できるとともに、ヒンジバネをボビンの挿入孔から抜け止めできる。

【0011】

ヒンジバネの被係合部は、固定鉄心の本体部の外周面を囲むように形成されてもよい。この場合においても、固定鉄心によってヒンジバネを位置規制できるとともに、ヒンジバネをボビンの挿入孔から抜け止めできる。

【0012】

ヒンジバネの被係合部は、スプールのボビンと固定鉄心の本体部とに挟まれてもよい。この場合は、スプールと固定鉄心とによってもヒンジバネを位置規制できる。

【0013】

ヒンジバネの連結部は、可動鉄片が差し込まれる差し込み孔を含んでもよい。この場合は、可動鉄片をヒンジバネに簡単な構成で連結できる。

【0014】

ヒンジバネの連結部は、可動鉄片の一部が通される連結孔を含んでもよい。可動鉄片は、連結孔に引っ掛けられる引っ掛け部を含んでもよい。この場合は、可動鉄片をヒンジバネに簡単な構成で連結できる。

【0015】

ヒンジバネの連結部及び可動鉄片のいずれか一方は、圧入突起を含んでもよい。ヒンジバネの連結部及び可動鉄片のいずれか他方は、圧入突起が圧入される凹部を含んでもよい。この場合は、可動鉄片をヒンジバネに簡単な構成で連結できる。

【0016】

可動鉄片は、電磁力によって移動するときに固定鉄心又は連結部を支点に回動してもよい。この場合は、コイルを薄く形成することが可能になるので、駆動部のコンパクト化が図れる。

【0017】

駆動部は、固定鉄心に連結されるとともに、コイルの少なくとも一部を囲むヨークをさらに含んでもよい。ヨークは、電磁力によって可動鉄片を吸着する吸着面を含んでもよい。この場合は、ヨークの吸着面に対する可動鉄片の位置決め精度の向上を図ることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、電磁継電器において、ヒンジバネに連結される可動鉄片の位置決め精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】電磁継電器の内部を前方から見た模式図である。

【図2】電磁継電器の内部を前方から見た模式図である。

【図3】駆動部周辺を前方から見た模式図である。

【図4】ヒンジバネの嵌合部を上方から見た模式図である。

【図5】図３のＶ－Ｖ線断面図である。

【図6】変形例に係る駆動部周辺を前方から見た模式図である。

【図7】変形例に係る駆動部周辺を前方から見た模式図である。

【図8】変形例に係る駆動部周辺を前方から見た模式図である。

【図9】変形例に係る駆動部周辺を前方から見た模式図である。

【図10】変形例に係る駆動部周辺の断面模式図である。

【図11】変形例に係る駆動部周辺の断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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。図面を参照するときにおいて、説明を分かり易くするために図１における上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」、紙面の手前側を「前」、紙面の奥側を「後」として説明する。図１は電磁継電器１００の内部を前方から見た模式図である。

【0021】

電磁継電器１００は、いわゆるヒンジ型の電磁継電器である。電磁継電器１００は、ケース２と、接点装置３と、駆動部４と、ヒンジバネ５と、可動鉄片６とを備えている。ケース２は、略箱形状であり、樹脂などの絶縁性を有する材料で形成されている。ケース２には、接点装置３、駆動部４、ヒンジバネ５及び可動鉄片６が収容されている。

【0022】

接点装置３は、固定端子８と、可動接触片９とを含む。固定端子８及び可動接触片９は、板状の端子であり、銅などの導電性を有する材料で形成されている。固定端子８及び可動接触片９は、ケース２に支持されている。本実施形態における固定端子８及び可動接触片９は、左右方向に延びている。

【0023】

固定端子８は、固定接点８ａと、外部接続部８ｂとを含む。固定接点８ａは、ケース２内に配置されている。固定接点８ａは、固定端子８と別体、或いは一体であってもよい。外部接続部８ｂは、ケース２から外部に突出しており、図示しない外部機器と電気的に接続される。

【0024】

可動接触片９は、弾性変形可能な板バネで構成されている。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８ａと向かい合って配置されており、固定接点８ａに接触可能である。可動接点９ａは、可動接触片９と別体、或いは一体であってもよい。

【0025】

駆動部４は、電磁力によって可動鉄片６を動作させる。駆動部４は、ケース２に支持されている。詳細には、駆動部４は、可動鉄片６を回動させることによって可動接触片９を図１に示す開離位置と図２に示す接触位置とに移動させる。開離位置では、可動接点９ａと固定接点８ａとが互いに離れた状態にある。接触位置では、可動接点９ａと固定接点８ａとが接触した状態にある。

【0026】

図３は、駆動部４周辺を前方から見た模式図である。駆動部４は、スプール４１と、コイル４２と、固定鉄心４３と、ヨーク４４とを含む。スプール４１は、ボビン４１ａを含む。ボビン４１ａは、筒状であり、上下方向に延びている。ボビン４１ａは、外周にコイル４２が巻き付けられる。ボビン４１ａには、固定鉄心４３が挿入される挿入孔４１ｂが形成されている。挿入孔４１ｂは、ボビン４１ａの内部を上下方向に貫通して形成されている。

【0027】

コイル４２は、ボビン４１ａに巻き付けられている。コイル４２は、電圧が印加されて励磁されると、可動鉄片６を動作させる電磁力を発生させる。

【0028】

固定鉄心４３は、コイル４２の内側に配置されている。固定鉄心４３は、下端がヨーク４４に連結されている。固定鉄心４３は、カシメ加工によりヨーク４４に固定されている。固定鉄心４３は、ケース２に固定されている。

【0029】

固定鉄心４３は、本体部４３ａと、鍔部４３ｂとを含む。本体部４３ａは、ボビン４１ａの挿入孔４１ｂに挿入される。本体部４３ａの断面形状は、略円形である。鍔部４３ｂは、本体部４３ａの端部（ここでは上端）に形成されている。鍔部４３ｂは、挿入孔４１ｂの径よりも大径に形成されている。したがって、鍔部４３ｂは、挿入孔４１ｂの外側に配置されている。なお、本体部４３ａの断面形状は、略矩形であってもよい。

【0030】

ヨーク４４は、固定鉄心４３に連結されている。ヨーク４４は、コイル４２の少なくとも一部を囲む。ヨーク４４は、固定鉄心４３を介してケース２に固定されている。ヨーク４４は、Ｌ字状に屈曲した形状を有している。詳細には、ヨーク４４は、連結部４４ａと、起立部４４ｂと、吸着面４４ｃとを含む。連結部４４ａは、ケース２の下部に接触して配置されている。連結部４４ａには、固定鉄心４３が固定されている。起立部４４ｂは、連結部４４ａの一端から上方に延びている。起立部４４ｂは、ボビン４１ａの外周側に配置されており、コイル４２の一部を覆う。吸着面４４ｃは、起立部４４ｂの上端に形成されている。本実施形態では、吸着面４４ｃは、起立部４４ｂの上端面によって構成される。吸着面４４ｃは、可動鉄片６と向かい合って配置されている。吸着面４４ｃは、可動鉄片６の下方に配置されており、可動鉄片６と上下方向に離れて配置されている。

【0031】

ヒンジバネ５は、可動鉄片６を固定鉄心４３から離れる方向に付勢する。ヒンジバネ５は、可動鉄片６を吸着面４４ｃから離れる方向に付勢する。ヒンジバネ５は、固定鉄心４３に接触して配置されている。ヒンジバネ５は、固定鉄心４３に位置規制される。ヒンジバネ５は、Ｌ字状に屈曲した形状を有している。

【0032】

ヒンジバネ５は、嵌合部５１と、連結部５２とを含む。嵌合部５１は、固定鉄心４３の外周面に嵌合する。図４は、嵌合部５１を上方から見た模式図である。図４に示すように、本実施形態における嵌合部５１は、固定鉄心４３の本体部４３ａの外周面に対応した形状を有しており、本体部４３ａの外周面に嵌合する。嵌合部５１には、嵌合部５１を本体部４３ａに嵌め込むための開口が形成されている。嵌合部５１を本体部４３ａに嵌め込むことによって、ヒンジバネ５が固定鉄心４３に位置規制される。嵌合部５１は、スプール４１のボビン４１ａと固定鉄心４３の鍔部４３ｂの間に配置されている。嵌合部５１は、ボビン４１ａと鍔部４３ｂとに挟まれており、スプール４１と固定鉄心４３とによっても位置規制される。なお、ヒンジバネ５は、固定鉄心４３のみによって位置規制されてもよい。例えば、本体部４３ａの外周面において、嵌合部５１が係合する溝などの係合部を設けてもよい。

【0033】

連結部５２は、嵌合部５１から上方に延びている。連結部５２は、鍔部４３ｂと上下方向に重ならない位置に配置されている。連結部５２は、可動鉄片６がヒンジバネ５に連結される部分である。

【0034】

図５は、ヒンジバネ５と可動鉄片６を図３のＶ－Ｖ線で切断した断面図である。連結部５２は、可動鉄片６の一部が通される連結孔５２ａを含む。連結孔５２ａは、連結部５２を左右方向に貫通して形成されている。連結孔５２ａは、連結孔５２ａに可動鉄片６を軽圧入するための圧入突起５２ｂを含む。

【0035】

可動鉄片６は、一端がヒンジバネ５に連結されている。可動鉄片６は、連結孔５２ａに通される突起部６ａを含む。図５に示すように、突起部６ａには、圧入突起５２ｂが圧入される凹部６ｂが形成されている。突起部６ａは、先端が連結孔５２ａから露出している。図１及び図２に示すように、可動鉄片６は、他端が可動接触片９を押圧する押圧部材２１に連結されている。押圧部材２１は、樹脂などの絶縁材で形成されており、可動鉄片６と可動接触片９とを絶縁する。

【0036】

可動鉄片６は、電磁力によって移動するときに固定鉄心４３を支点に回動する。詳細には、可動鉄片６は、連結部５２に近接する固定鉄心４３の鍔部４３ｂの上端角部４３ｃに接触している。可動鉄片６は、電磁力によって吸着面４４ｃに吸着されると、上端角部４３ｃを支点に吸着面４４ｃに近づく方向に回動する。なお、可動鉄片６は、連結部５２を支点に吸着面４４ｃに近づく方向に回動してもよく、固定鉄心４３に接触していなくてもよい。

【0037】

次に、電磁継電器１００の動作について説明する。図１は、コイル４２に電圧が印加されていない状態を示している。コイル４２に電圧が印加されていないときは、可動接触片９が開離位置にある。すなわち、ヒンジバネ５及び可動接触片９の弾性力によって押圧部材２１による可動接触片９の接触位置への移動が押し止められている。コイル４２に電圧が印加されて励磁されると、電磁力によって可動鉄片６が吸着面４４ｃに吸着される。これにより、ヒンジバネ５及び可動接触片９の弾性力に抗して、可動鉄片６が上端角部４３ｃを支点に吸着面４４ｃに近づく方向に回動する。これにより、可動接触片９が押圧部材２１によって押圧されて接触位置に移動することで、可動接点９ａが固定接点８ａに接触する。コイル４２への電圧の印加が停止されると、ヒンジバネ５及び可動接触片９の弾性力によって可動鉄片６が吸着面４４ｃから離れる方向に回動する。これにより、可動接触片９が開離位置に移動して、可動接点９ａが固定接点８ａから開離する。

【0038】

上述した電磁継電器１００では、ヒンジバネ５が磁性体である固定鉄心４３によって位置規制される。このため、ヒンジバネ５をスプール４１やケース２などで固定する場合に比べて、環境による寸法変化や組み合わせ公差の影響を受けにくいので、ヒンジバネ５を精度よく位置決めすることができる。その結果、ヒンジバネ５に連結される可動鉄片６の位置決め精度の向上を図ることができる。これにより、可動鉄片６が吸着される吸着面４４ｃに対する可動鉄片６の位置決め精度の向上を図ることができる。

【0039】

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。

【0040】

ケース２、接点装置３、駆動部４、ヒンジバネ５、可動鉄片６、押圧部材２１の形状、或いは配置が変更されてもよい。図６は、変形例に係る電磁継電器１００の内部を前方から見た模式図である。図６に示す押圧部材１２１は、上下方向に延びており、可動鉄片６と可動接触片９とに連結されている。図６に示す例では、接点装置３が前記実施形態よりも下方に配置されている。押圧部材１２１が上下方向に延びているので、接点装置３と可動鉄片６との絶縁距離を十分に確保することができる。

【0041】

図７に示すように、ヒンジバネ５と可動鉄片６との連結は、カシメ加工によってヒンジバネ５に可動鉄片６が連結されてもよい。或いは、図８に示すように、可動鉄片６が差し込まれる差し込み孔１５２によってヒンジバネ５に可動鉄片６が連結されてもよい。また、前記実施形態では、連結孔５２ａに可動鉄片６が圧入されていたが、図９に示すように、連結孔５２ａに引っ掛けられる引っ掛け部６ｃをヒンジバネ５に形成して、ヒンジバネ５と可動鉄片６とを連結してもよい。引っ掛け部６ｃは、先端が上方に屈曲した形状を有している。

【0042】

図１０及び図１１は、変形例に係る駆動部４周辺の断面模式図である。なお、図１１では、説明を分かり易くするために、スプール４１、コイル４２及びヨーク４４のみを断面で示している。図１０及び図１１に示すように、固定鉄心４３の本体部４３ａの外周面に形成された係合部４３ｄにヒンジバネ５に形成された被係合部５３を係合させることで、ヒンジバネ５が固定鉄心４３に位置規制されてもよい。係合部４３ｄは、本体部４３ａの外周面に凹んで形成されている。被係合部５３は、挿入孔４１ｂの内側に配置されている。被係合部５３は、ボビン４１ａと本体部４３ａとに挟まれている。なお、図１１に示すように、被係合部５３は、本体部４３ａの外周面を囲むように形成されてもよい。図１１に示す例では、被係合部５３は、本体部４３ａの前側、後側、右側及び左側の一部を囲むように形成されている。また、図１０及び図１１に示す変形例では、鍔部４３ｂは省略される。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明によれば、電磁継電器において、ヒンジバネに連結される可動鉄片の位置決め精度の向上を図ることができる。

【符号の説明】

【0044】

４ 駆動部
５ ヒンジバネ
６ 可動鉄片
６ｂ 凹部
６ｃ 引っ掛け部
４１ スプール
４１ａ ボビン
４１ｂ 挿入孔
４２ コイル
４３ 固定鉄心
４３ａ 本体部
４３ｂ 鍔部
４３ｄ 係合部
４４ ヨーク
４４ｃ 吸着面
５１ 嵌合部
５２ 連結部
５２ａ 連結孔
５２ｂ 圧入突起
５３ 被係合部
１５２ 差し込み孔
１００ 電磁継電器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】