WO2009145004A1

WO2009145004A1 - 電磁継電器

Info

Publication number: WO2009145004A1
Application number: PCT/JP2009/056521
Authority: WO
Inventors: 克人小嶋; 敬千葉; 幸一武藤
Original assignee: Ｎｅｃトーキン株式会社
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2009-12-03
Also published as: US8305166B2; JP5004244B2; EP2306486A1; US20110121926A1; EP2306486A4; CN102113077A; CN102113077B; CA2732295C; CA2732295A1; KR20110014234A; KR101196091B1; EP2306486B1; JP2009289678A

Abstract

　【課題】　小形にて通電性に優れ、２つの固定接点端子間および固定接点端子とバックストップとの間での絶縁性能が高く、故障の発生要因が少なく接点接触の信頼性の高い電磁継電器を提供すること。【解決手段】　コイルに流れる電流によって揺動する可動接点ばね１４を備える電磁ブロックと、固定接点を有する２個の固定接点端子２２、２２’と、２つの可動接点当接部を有するバックストップ２３と、それらを保持するベースブロック２とから構成され、ベースブロック２は基底部２０が略矩形形状を有し、その矩形形状の対向する２辺に固定接点端子を保持する固定接点端子保持部２１、２１’を有し、その２辺に挟まれた１辺の中央部にバックストップ２３を保持するバックストップ保持部２４を有している。

Description

電磁継電器

　本発明は自動車などの電装部品としてプリント配線基板等に搭載される電磁継電器に関する。

　自動車の電装化率の増大により搭載される電装装置の小形化や高密度実装化が進められており、このような電装装置に搭載される電磁継電器に対しても小形化が要求されている。一方、電磁継電器の小形化に伴い、電磁継電器内のコイル容積減少による接点駆動性能の低下、電磁継電器内の通電路の抵抗増加による通電性能の低下、端子間距離の縮小による絶縁性能の低下などの問題が生ずるので、これらの性能のさらなる向上が要求されている。また、接点の接触安定性の向上や部品組み立て精度の向上も必要である。

　近年、小形形状にて接点容量を増加させるため、１個の可動ばねの先端に２個の可動接点を備える構成の電磁継電器が使用されている。このような電磁継電器では可動接点の揺動方向の一方に対向する位置に固定接点を、揺動方向の他方に対向する位置にバックストップを備えている。

　例えば、この種の電磁継電器については、可動接点ばねに設置された２個の可動接点に対応する固定接点を有する２個のメーク固定接点端子とバックストップを取り付けた端子板が電磁ブロックのコイルの前面に配置されて構成されている。この端子板には２つの固定接点端子間を分離するための突条が設けられており、これとカバー内壁面とにより、２個の固定接点端子を仕切ることにより、固定接点端子間の絶縁破壊を防止している（例えば特許文献１参照）。

　また、他の例を挙げれば、２個のメーク固定接点端子とバックストップが電磁ブロックのコイルボビンのつばの部分に設けられた支持溝に直接的に固定される構成となっている（例えば、、特許文献２参照）。

特開２００３－１２３６０７号公報特開平５－１８２５７５号公報

　しかしながら、特許文献１に示されている従来の電磁継電器では、端子板として１枚の絶縁板を使用し、そこに複数の固定接点端子とバックストップを取り付けてそれを電磁ブロックを囲む１つの面であるコイル前面に設置する構造であるため、いくつかの問題点を有している。

　すなわち、第１の問題点として、固定接点端子間、および固定接点端子とバックストップ間が近接しているため、それらの間を突条にて仕切ったとしても、カバーと突条との密着が不十分な場合は絶縁距離が充分に確保できず、接点の照合により発生した金属屑により上記端子間が短絡する可能性がある。

　第２の問題点としては、複数の固定接点端子、バックストップ、突条が１つの端子板の中に集中して取り付けられるため、固定接点端子を構成する板の幅を大きくして通電路幅寸法を広げることが困難であり、小型で通電性の高いリレーを構成することは困難である。

　第３の問題点としては、端子板に保持されるバックストップの板幅方向が端子板の面に対し垂直、すなわちコイル面に垂直に固定されていることから、コイルの巻幅確保のため、および上述の絶縁対策のための空間が必要となり、無駄な空間が増えて小形化することが困難となることである。

　また、特許文献２に示されているような従来の電磁継電器は、メーク固定接点端子とバックストップをコイルボビンのつばの部分に取り付ける構造のため以下に示す問題点を有している。すなわち、第１の問題点は、可動接点とメーク固定接点が接続されている動作中に故障が発生した場合、コイルの発熱および可動接点ばねとメーク固定接点端子との通電による発熱によりコイルボビンのつばの部分が溶解し、可動接点を固定接点に接続した状態で固着され、電流が切れずに流れ続ける不良となる可能性がある。すなわち、故障の際のフェールセーフが不十分である。

　第２の問題点としては、接点近傍にコイルボビンの支持溝と固定接点端子の圧入構造があるため、圧入による削り屑により接点接触障害が発生する可能性が高い。

　そこで本発明の課題は、上記の問題点を改善して、小形にて通電性に優れ、２つの固定接点端子間および固定接点端子とバックストップとの間での絶縁性能が高く、故障の発生要因が少なく接点接触の信頼性の高い電磁継電器を提供することである。

　上記の課題を解決するために、コイルを有し該コイルに流れる電流によって揺動する可動接点ばねを備える電磁ブロックと、固定接点を有する２個の固定接点端子と、２つの可動接点当接部を有するバックストップと、前記電磁ブロックおよび固定接点端子およびバックストップを保持するベースブロックとから構成され、前記可動接点ばねは、ベースブロックに固定した、つけ根側から延びた先端部分に２つの可動接点が設置され、該２つの可動接点の揺動方向の一方に前記２個の固定接点端子の固定接点がそれぞれ前記２つの可動接点と当接するように配置され、前記２つの可動接点の揺動方向の他方に前記バックストップの２つの可動接点当接部がそれぞれ前記２つの可動接点と当接するように配置され、前記ベースブロック面に対して前記可動接点ばねを垂直に投影した投影部の外側であって、前記可動接点ばねの付け根側から接点方向に延びる部分を両側から挟む位置に前記固定接点端子を保持する固定接点端子保持部を有し、前記投影部の外側であって、前記可動接点ばねの付け根側と反対の位置に前記バックストップを保持するバックストップ保持部を有することを特徴とする。

　前記前記ベースブロックは基底部の表面が略矩形形状を有し、該矩形形状の対向する二つの側に沿って前記２つの固定接点端子をそれぞれ保持する固定接点端子保持部を有し、前記対向する二つの側に挟まれた一つの部分の側に沿って前記バックストップを保持するバックストップ保持部を有する前記の電磁継電器である。

　前記可動接点の揺動方向は前記ベースブロックの基底部に対して上下方向であり、該揺動方向の上方に前記バックストップの可動接点当接部が配置され、該揺動方向の下方に前記固定接点が配置されていても良く、また、該揺動方向の上方に前記固定接点が配置され、該揺動方向の下方に前記バックストップの可動接点当接部が配置されていて良い。

　前記固定接点端子は前記固定接点端子保持部に保持される部分が板状の形状を有し、該板状の板面が前記ベースブロックの基底部の対向する二つの辺に沿っており、前記バックストップは前記バックストップ保持部に保持される部分が板状の形状を有し、該板状の板面が前記ベースブロックの基底部の表面の対向する二つの辺に挟まれた一つの辺に沿って配置されている前記の電磁継電器である。
　前記バックストップが略Ｔ字形状を呈している前記の電磁継電器である。

　また、前記固定接点端子保持部および前記バックストップ保持部は前記ベースブロックの基底部の上方に突出した形状を有し、該突出部分に前記固定接点端子および前記バックストップをそれぞれ挿入するための嵌合孔を有する前記の電磁継電器である。

　また、前記固定接点端子保持部と前記バックストップ保持部は一体として形成され、該一体の形状は前記ベースブロックを基底部面への垂直投影した投影部がコまたはＵ字形状を呈している前記の電磁継電器である。

　前記ベースブロックの前記固定接点端子保持部と前記バックストップ保持部の間の部分は、前記ベースブロックの基底部から突出する高さが前記固定接点端子保持部および前記バックストップ保持部が前記基底部より突出する高さよりも低い前記の電磁継電器である。

　上述のように、本発明においては、２個の固定接点端子とバックストップをそれぞれ保持する固定接点端子保持部とバックストップ保持部は、ベースブロック面に対して前記可動接点ばねを垂直に投影した投影部の外側であって、前記可動接点ばねの付け根側から接点方向に延びる部分を両側から挟む位置に前記固定接点端子を保持する固定接点端子保持部を有し、前記投影部の外側であって、前記可動接点ばねの付け根側と反対の位置に前記バックストップを保持するバックストップ保持部を配置している。すなわち、ベースブロックが矩形状である場合には、基底部の左右の側とそれら間に挟まれた縁に沿った部分の３つの側に分散して配置される構成のため、固定接点端子間および固定接点端子とバックストップ間を充分広くとることができるため、従来の特許文献１の構造のように突条等による仕切りを設けることなく充分な絶縁距離を確保でき、かつ通電路となる固定接点端子およびバックストップも大きなものを確保することができる。

　さらに、固定接点端子を構成する板の幅方向およびバックストップを構成する板の幅方向がそれぞれ固定接点端子保持部およびバックストップ保持部が設置された上記ベースブロックの基底部の左右の側およびそれらに挟まれた縁に沿った部分とそれぞれほぼ平行となるように配置することにより、これらの保持部の厚みを薄くすることができ、その薄くなった分だけコイルの巻幅を確保できるため、小形の形状を確保したまま接点駆動性能の向上が図れる。

　また、これらの固定接点端子、バックストップはコイルボビンのフランジ部にではなくベースブロックに設けた固定接点端子保持部およびバックストップ保持部に固定されるため、可動接点とメーク固定接点が接続されている動作中の故障においても、コイルによる発熱と接点端子間の通電による発熱によって影響を受ける部材が分離されているため、従来のようなフランジ部が溶解し可動接点が固定接点に接続した状態で固着され、電流が切れずに流れ続けるような故障モードの不良の発生の可能性はなくなる。さらに、可動接点や固定接点の近傍において固定接点端子およびバックストップを圧入し保持する構造ではないため、削り屑等による接点障害が回避できる。

　以上のように、本発明により、小形にて通電性に優れ、２つの固定接点端子間および固定接点端子とバックストップとの間での絶縁性能が高く、故障の発生要因が少なく接点の接触の信頼性の高い電磁継電器が得られる。

本発明による電磁継電器の一つの実施の形態を示す図であり、電磁継電器のカバーおよびカバーをはずしたときの電磁継電器本体の斜視図である。図１の電磁継電器の（Ａ）－（Ａ）縦断面図である。図１の電磁継電器の電磁継電器本体の分解斜視図である。常閉接点を有する本発明による電磁継電器の一実施の形態を示す図であり、バックストップ保持部側から見た接点部分の拡大図である。接点間の絶縁距離を拡大した本発明による電磁継電器の一実施の形態を示す図であり、バックストップ保持部側から見た接点部分の拡大図である。

発明を実施するための形態

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１は本発明による電磁継電器の一つの実施の形態を示す図であり、電磁継電器のカバーおよびカバーをはずしたときの電磁継電器本体の斜視図である。図２は、図１の電磁継電器の（Ａ）－（Ａ）断面図、図３は、図１の電磁継電器本体の分解斜視図である。

　図１、図２に示すように、本実施の形態における電磁継電器は、電磁継電本体１００と、この電磁継電本体１００を被装するカバー２００とから構成されている。この電磁継電本体１００は、コイルを有し該コイルに流れる電流によって揺動する可動接点ばね１４を備える電磁ブロック１と、固定接点２２ａ、２２ａ’をそれぞれ有する２個の固定接点端子２２、２２’と、２つの可動接点当接部２３ａ、２３ａ’を有するバックストップ２３と、電磁ブロック１および固定接点端子２２、２２’およびバックストップ２３を保持するベースブロック２とから構成されている。

　また、図１、図２、図３に示すように、可動接点ばね１４は，つけ根部１４ｄから延びた先端部分に２股形状を有し、その２股形状の２つの先端部にそれぞれ可動接点１４ｂ、１４ｂ’が設置され、２つの可動接点１４ｂ、１４ｂ’の揺動方向の一方に２個の固定接点端子２２、２２’の２つの固定接点２２ａ、２２ａ’がそれぞれ２つの可動接点１４ｂ、１４ｂ’と当接するように配置され、２つの可動接点１４ｂ、１４ｂ’の揺動方向の他方にバックストップ２３の２つの可動接点当接部２３ａ、２３ａ’がそれぞれ２つの可動接点１４ｂ、１４ｂ’と当接するように配置され、ベースブロック２は基底部２０が略矩形形状を有し、その矩形形状の対向する２辺に２つの固定接点端子をそれぞれ保持する固定接点端子保持部２１、２１’を有し、前記対向する２辺に挟まれた１辺の中央部にバックストップ２３を保持するバックストップ保持部２４を有している。以下、詳細に構造を説明する。

　電磁ブロック１は、コイルアッセンブリ１１と、ヨーク１２と、コア１３と、先端が２股化された可動接点ばね１４からなる。コイルアッセンブリ１１は、上下にフランジ部１１ｂ、１１ｃが形成され、その中心部に連通孔１１ｄが開孔されたコイルボビン１１ｅにコイル線１１ａが巻回されていると共に、そのコイル線１１ａの両端部をコイルボビン１１ｅの下側のフランジ部１１ｃの側面に挿嵌された一対の板状のコイル端子１１ｆに巻き付けている。

　ヨーク１２は、略直角を形成する二面、すなわちＬ字状に形成され、そのベースブロックの基底部に平行に設置される長辺側の先端が二股となるように形成されていると共に、コイル端子１１ｆと接触しないようにコイル端子１１ｆとの交差部付近から先が幅狭となるように段付き形成されている。そしてこの長辺側を電磁ブロック１の載置面とし、後述するコア１３と係合する係合孔１２ａがこの長辺側に開孔されている。

　コア１３は、上端部に鍔状の掛止部１３ａが設けられ、下端部に縮径した段部が設けられた所定長さの軸体であり、ヨーク１２の上記長辺側にコイルアッセンブリ１１が載置されると共に、連通孔１１ｄと係合孔１２ａにコア１３が挿通され、ヨーク１２の下面に若干突き出たコア１３の下端部が係合孔１２ａを拡径するように圧入され、コイルアッセンブリ１１とヨーク１２、コア１３とが一体となるようにカシメ接合されている。

　可動接点ばね１４は、弾性変形可能に略Ｌ字形状に折り曲げ形成された導通性を有する帯板部材であり、その一辺の中途域の内側に磁力によって吸引される板状のアマチュア１４ａが固着されていると共に、その先端が２股化され、その２股の先端部近傍に上下に突出するに可動接点１４ｂ、１４ｂ’が固着されている。そして、アマチュア１４ａがコイルアッセンブリ１１の真上に位置するように可動接点ばね１４はヨーク１２の立ち上がり面の背面に固着されている。

　このように構成された電磁ブロック１は、一対のコイル端子１１ｆに電圧を印加させることにより、電磁ブロック１に電磁力が発生し、上方に位置したアマチュア１４ａが吸引されて可動接点１４ｂ、１４ｂ’が下方に揺動し、電圧を切ることでばね作用によって可動接点１４ｂ、１４ｂ’が上方へ離間するようになっている。

　ベースブロック２は、モールド成形によって形成されており、その基底部２０の上方に突出し、ベースブロック２の基底部２０の上方から見たとき略コ字またはＵ字形状を呈している一体として形成された固定接点端子保持部２１、２１’およびバックストップ保持部２４を有し、固定接点端子保持部２１、２１’の突出部分に固定接点端子２２、２２’をそれぞれ挿入するための第２嵌合孔２１ｂ、２１ｂ’を有し、バックストップ保持部２４の突出部分にバックストップ２３を挿入するための第３嵌合孔２１ｃを有している。

　また、上記一体として形成された突出部のバックストップ保持部２４が形成された辺の下部には、ヨーク１２の二股に分かれた先端部１２ｄ、１２ｄ’が嵌合する第１嵌合孔２１ａ、２１ａ’が開設されている。

　また、基底部２０の固定接点端子保持部２１、２１’が設置された辺には、一対のコイル端子１１ｆを案内させる一対の第１の溝部２１ｄが、基底部２０のバックストップ保持部２４が形成された辺に対向する辺には、可動接点ばね１４の可動接点１４ｂ、１４ｂ’とは反対側の先端部に設けられた外部配線との接続部である一対のコモン端子１４ｃ、１４ｃ’を案内させる第２溝部２１ｅ、２１ｅ’が形成されている。

　固定接点端子２２、２２’は板状の部材より構成され、その先端部が略Ｌ字形状に折り曲げられた形状を有し、その折り曲げられた先端部に固定接点２２ａ、２２ａ’がそれぞれ設置され、固定接点端子２２、２２’は板面が前記ベースブロックの基底部２０の辺にほぼ平行となり、基底部２０の辺の内側に固定接点２２ａ、２２ａ’が位置するように第２嵌合孔２１ｂ、２１ｂ’に挿入され嵌合する。

　バックストップ２３は板状の部材より構成され、略Ｔ字形状を有し、そのＴ字の頭の部分がＬ字状に折り曲げられ、その折り曲げられた両側の先端部に可動接点当接部２３ａ、２３ａ’が設置され、バックストップ２３は板面が前記ベースブロックの基底部２０の辺にほぼ平行となり、基底部２０の辺の内側に可動接点当接部２３ａ、２３ａ’が位置するように第３嵌合孔２１ｃに挿入され嵌合する。

　すなわち、可動接点１４ｂ、１４ｂ’を挟んでその上方に可動接点当接部２３ａ、２３ａ’が位置し、その下方に固定接点２２ａ、２２ａ’が位置するように固定接点端子２２、２２’およびバックストップ２３が固定される。さらに電磁ブロック１を構成するヨーク１２の先端部１２ｄ、１２ｄ’が第１嵌合孔２１ａ、２１ａ’に嵌合すると同時に、電磁ブロック１の側面から突出した一対のコイル端子１１ｆとコモン端子１４ｃ、１４ｃ’とが第１溝部２１ｄと第２溝部２１ｅ、２１ｅ’に夫々遊嵌してベースブロック２の基底部２０から下方に突出するように、ベースブロック２の基底部２０上に電磁ブロック１が設置されている。

　カバー２００は、ベースブロック２と略同寸法の遊嵌可能な開口部２０１を有した密閉性を有する箱状を呈し、熱硬化性樹脂部材３００（図２）を介して開口部２０１の内面がベースブロック２の周縁部に封止されて被装されている。

　以上のように構成された本実施の形態における電磁継電器は、図２に示すように、一対のコイル端子１１ｆに通電する前は、可動接点１４ｂ、１４ｂ’が上方の可動接点当接部２３ａ、２３ａ’に押圧した状態で保持され、下方の固定接点２２ａ、２２ａ’とは離間した状態を維持する。そして、一対のコイル端子１１ｆに通電することにより、アマチュア１４ａが電磁力によりコア１３に吸引され、可動接点１４ｂ、１４ｂ’が下方の固定接点２２ａ、２２ａ’に押圧した状態で当接して、両接点が閉じる。

　図４は、常閉接点を有する本発明による電磁継電器の一実施の形態を示す図であり、バックストップ保持部側から見た接点部分の拡大図である。図１の実施の形態は通電しない時は可動接点と固定接点が開いている常開接点を構成する場合の構成例であるが、図４に示すように固定接点２２ａ、２２ａ’と可動接点当接部２３ａ、２３ａ’の上下位置が反対となるように変えることにより常閉接点が構成できる。

　図５は、接点間の絶縁距離を拡大した本発明による電磁継電器の一実施の形態を示す図であり、バックストップ保持部側から見た接点部分の拡大図である。図５に示すように、ベースブロック２の固定接点端子保持部２１、２１’とバックストップ保持部２４の間の分離部分２１ｆが、基底部２０から突出する高さが固定接点端子保持部２１、２１’およびバックストップ保持部２４が突出する高さよりも低くなるようにすることにより、各端子間の絶縁距離を更に延ばすことができる。

　以上述べたように、本実施の形態の電磁継電器は従来の電磁継電器に比べて、小形で通電性に優れ、２つの固定接点端子間および固定接点端子とバックストップとの間での絶縁性能が高く、故障の発生要因が少なく接点接触の高い信頼性が得られる。

　なお、本発明の電磁継電器は、上記の実施の形態に限定されるものではないことはいう
までもなく、目的とする用途や性能に適合するように各部品の形状、寸法などを選択することができる。

Claims

　コイルを有し該コイルに流れる電流によって揺動する可動接点ばねを備える電磁ブロックと、固定接点を有する２個の固定接点端子と、２つの可動接点当接部を有するバックストップと、前記電磁ブロックおよび固定接点端子およびバックストップを保持するベースブロックとから構成され、前記可動接点ばねは、ベースブロックに固定した、つけ根側から延びた先端部分に２つの可動接点が設置され、該２つの可動接点の揺動方向の一方に前記２個の固定接点端子の固定接点がそれぞれ前記２つの可動接点と当接するように配置され、前記２つの可動接点の揺動方向の他方に前記バックストップの２つの可動接点当接部がそれぞれ前記２つの可動接点と当接するように配置され、前記ベースブロック面に対して前記可動接点ばねを垂直に投影した投影部の外側であって、前記可動接点ばねの付け根側から接点方向に延びる部分を両側から挟む位置に前記固定接点端子を保持する固定接点端子保持部を有し、前記投影部の外側であって、前記可動接点ばねの付け根側と反対の位置に前記バックストップを保持するバックストップ保持部を有することを特徴とする電磁継電器。
　前記ベースブロックは基底部の表面が略矩形形状を有し、該矩形形状の対向する二つの側に沿って前記２つの固定接点端子をそれぞれ保持する固定接点端子保持部を有し、前記対向する二つの側に挟まれた一つの部分の側に沿って前記バックストップを保持するバックストップ保持部を有することを特徴とする請求項１記載の電磁継電器。
　前記可動接点の揺動方向は前記ベースブロックの基底部に対して上下方向であり、該揺動方向の上方に前記バックストップの可動接点当接部が配置され、該揺動方向の下方に前記固定接点が配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の電磁継電器。
　前記可動接点の揺動方向は前記ベースブロックの基底部に対して上下方向であり、該揺動方向の上方に前記固定接点が配置され、該揺動方向の下方に前記バックストップの可動接点当接部が配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の電磁継電器。
　前記固定接点端子は前記固定接点端子保持部に保持される部分が板状の形状を有し、該板状の板面が前記ベースブロックの基底部の対向する二つの辺に沿っており、前記バックストップは前記バックストップ保持部に保持される部分が板状の形状を有し、該板状の板面が前記ベースブロックの基底部の表面の対向する二つの辺に挟まれた一つの辺に沿って配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
　前記バックストップが略Ｔ字形状を呈していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁継電器。
　前記固定接点端子保持部および前記バックストップ保持部は前記ベースブロックの基底部の上方に突出した形状を有し、該突出部分に前記固定接点端子および前記バックストップをそれぞれ挿入するための嵌合孔を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁継電器。
　前記固定接点端子保持部と前記バックストップ保持部は一体として形成され、該一体の形状は前記ベースブロックを基底部面への垂直投影した投影部がコまたはＵ字形状を呈していることを特徴とする請求項６に記載の電磁継電器。
　前記ベースブロックの前記固定接点端子保持部と前記バックストップ保持部の間の部分は、前記ベースブロックの基底部から突出する高さが前記固定接点端子保持部および前記バックストップ保持部が前記基底部より突出する高さよりも低いことを特徴とする請求項７または８のいずれか１項に記載の電磁継電器。