電磁継電器

【課題】接点閉成時の接点バウンスの発生が少ない電磁継電器を提供する。
【解決手段】電磁継電器において、面で接触する常開固定接点６ａと可動接点ばね３の撓みによって生じる可動接点３aと常開固定接点６aの摺動の摺動方向からみた、前記固定接点６aと前記可動接点３aの、接触前の対向角度θが０°＜θ＜４５°になるよう構成することを特徴とし、板状の常開固定接点６aと板状の可動接点３aをあらかじめ一定の角度を持たせて面対向するように構成し、前記接点同士が面接触する際、一方の接点の一部が他の接点の一部に接触したのち、前記可動接点３aを支持するアーム形状のばね部材の弾性により前記可動接点３aが摺動しながらねじれ動作し、前記接点の残部が接触することにより衝突時の反発力を減少させ、接点バウンスの発生を抑制する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁継電器に関し、特に車載用等として使用される電磁継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁継電器は、自動車の電装部品などに用いられている。これらの車載用として一般的な電磁継電器について説明する。
【０００３】
図１は一般的な電磁継電器の全体斜視図、図２は図１に示した電磁継電器の分解斜視図、図３は図１に示した電磁継電器の構造を説明する部分側面図である。ベース７上にコイル１を設け、継鉄２および接極子４を介して、可動接点ばね３が設けられている。可動接点ばね３の端部は可動接点３ａとして機能し、前記可動接点３ａは、対向して設けられた常閉固定接点部材５および常開固定接点部材６と、常閉固定接点５ａおよび常開固定接点６ａと交互に接触して、電磁継電器１０として作動する。
【０００４】
また、可動接点ばね３はコイル１に設けられたスプール８および鉄心９と接触子４を介して接触する。
【０００５】
図３において、コイル１に電圧が印加されると、可動接点ばね３および可動接点３ａはＡ方向に動作し、常開固定接点６ａに面当接すると、該可動接点ばね３が撓み、該可動接点３ａは、Ｂ方向に摺動する。
【０００６】
図８は図１乃至図３に示した電磁継電器の接点摺動方向（図３のＢ方向）からみた可動接点３ａおよび常閉固定接点５ａ、常開固定接点６ａの動作を示す説明図で、図８（ａ）は、無励磁状態を、図８（ｂ）は、励磁状態を示した部分側面図である。図８（ａ）に示すように、従来の電磁継電器は、コイル１に電圧を印加されると、可動接点３ａが常開固定接点６ａに衝突し摺動する。前記摺動方向から見た可動接点３ａと常開固定接点６ａが対向する面の成す角度は、平行となるように固定されている。図８（ｂ）に示すように、コイル１に電圧が印加されると、可動接点３ａは、常開固定接点６ａに衝突し、反発力を受けて、図中、破線で示した移動後の可動接点１１のように動作する。これを接点バウンスという。
【０００７】
一般的に、ランプ負荷やコンデンサー負荷などは、接点閉成時に非常に大きな電流が流れる。従って、電磁継電器の接点寿命に大きく影響を与えるのが、上述した接点閉成時の接点バウンスである。
【０００８】
大きい電流が流れている状態で、接点バウンスが発生すると、アーク電流が発生し、その発生熱が原因となって、接点溶着あるいは接点表面の突起や穴形成によるロッキングなどの故障が発生する恐れがある。
【０００９】
接点閉成時のバウンス発生を減少させる手段としては、固定接点部材のスティフネスを下げて、固定接点部材自体に弾性を持たせることで、可動接点が衝突時の反発力を抑制し、バウンス発生をも抑制するという方法があり、例えば、特許文献１に開示されている。
【００１０】
【特許文献１】実開平５−８３９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述のように接点バウンスによるアーク発生を軽減するために例えば、特許文献１では固定接点ばねに弾性を付与する構成としているが、固定接点部材自体に弾性を持たせるため、板厚を薄くしなければならず、通電断面積の減少により通電能力が減少する。また、防振部材を付設するに至っては部品点数の増加およびそれに伴う工数増加やコスト増などの新たな問題が生じる。
【００１２】
したがって、本発明の課題は、通電能力の減少、部品点数の増加を招くことなく、確実に接点閉成時の接点バウンスを減少させた電磁継電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、常閉固定接点を有する固定接点部材と、常開固定接点を有する固定接点部材と、前記常閉固定接点および常開固定接点の各々に面対向する可動接点を有する可動接点ばねと、前記可動接点ばねを結合した接極子と、前記接極子を吸引するためのコイルを巻回した鉄心、とを有し、前記コイルへの励磁電流によって、前記可動接点ばねのばね力と前記励磁電流による磁力との相互作用により、前記常閉固定接点もしくは前記常開固定接点のいずれかと、前記可動接点を面接触により断続させる電磁継電器であって、前記可動接点ばねの撓みによって生じる前記可動接点と前記常開固定接点の摺動の前記摺動方向からみた、前記常開固定接点と前記可動接点の、前記面接触前の対向角度θが０°＜θ＜４５°になるよう構成されてなることを特徴とする電磁継電器が得られる。
【００１４】
本発明では、板状の常開固定接点と板状の可動接点をあらかじめ一定の角度を持たせて面対向するよう構成し、前記接点同士が面接触する際、一方の接点の一部が他の接点の一部に接触したのち、前記可動接点を支持するアーム形状のばね部材の弾性により前記可動接点が摺動しながらねじれ動作し、前記接点の残部が接触することにより衝突時の反発力を減少させ、接点バウンスの発生を抑制する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、接点閉成時の接点バウンスが減少し、接点寿命の長い電磁継電器の提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態としては、常開固定接点または可動接点の少なくともいずれか一方をその支持自体をあらかじめ傾けて構成し当接する接点を含む面の成す角度θが０°＜θ＜４５°とするのがよい。また、支持体を傾けて構成するのではなく接点部分のみを傾斜を持たせた凸状面に形成しても同様の作用効果を奏する。
なお、ここでθを上記範囲に設定したのは、４５°以上の傾斜を持たせると接触不良が発生する理由によるもので、接点消耗の観点から好ましくは、５°＜θ＜２０°に設定するのがより好ましい。
【実施例】
【００１７】
以下、代表的な例をあげて詳述する。
【００１８】
（実施例１）
図４は、本発明の実施例を示す説明図で、可動接点３ａの摺動方向からみた接点部分の側面を示す。常開固定接点６ａは傾斜しており、可動接点３ａと常開固定接点６ａは、傾斜角θを成している。電磁継電器のコイルに電圧が印加すると、傾斜した常開固定接点６ａは、可動接点３ａと接点面同士が面で当接する。このとき、可動接点ばね３が撓み、可動接点３ａと常開固定接点６ａは摺動し、吸着する。
【００１９】
サンプルとして、図４に示す構造を有し、傾斜角θを５°毎にθ＝５°からθ＝４５°まで変化させたものを試料２から試料１０として、各々１０個ずつ用意し、図７に示す試験回路でランプ負荷の電気的寿命試験を行った。また、比較のため、従来例として、図３に示す従来の接点構造をもつもの、すなわち常開固定接点６ａの傾斜角θ＝０°のものを試料１として用意し、同様の回路で電気的寿命試験を行った。このとき、コイル電圧、ランプ負荷電圧は、ともに１４Ｖとし、常温環境で実施し、初期バウンス時間および故障するまでの動作回数を測定して、その平均値を求めた。
【００２０】
上記試験結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１において、従来例（試料１）と本発明例（試料２〜９）を比較すると、従来例（試料１）は初期バウンスが発生し、電気的寿命が約４万回しか満足できなかったのに対し、試料２〜９は、初期バウンスが発生しなかった。また、動作回数が１０万回を越えても故障は発生しなかった。これは、本発明構造によって、接点閉成時のアーク電流発生が抑制されている為と考えられる。なお、傾斜角θ＝４５°の試料１０は、初期バウンスは発生しなかったものの、７万回を越えたところで、故障した。原因は、常開接点の傾斜過多による接触不良であった。
【００２３】
表１には示していないが、試料２〜９について１０万回を越えて動作させたところ、試料２から試料５は、特に良好な結果を示した。これは、動作時のバウンスによるアーク発生が抑制されたばかりでなく、復旧時のアーク発生による接点消耗も減少したことが原因と考えられる。従って、傾斜角θは０°を含まず、０°より大きく、４５°未満で初期バウンスの発生が抑制され、電気的にも長寿命である電磁継電器が得られる。また、傾斜角θは、５°以上２０°以下と設定するのがより好ましい。
【００２４】
（実施例２）
図５は、本発明の他の実施例を示す説明図で、可動接点３ａの摺動方向からみた接点部分の側面を示す。可動接点３ａは傾斜しており、可動接点３ａと常開固定接点６ａは、傾斜角θを成している。電磁継電器のコイルに電圧が印加すると、傾斜した可動接点３ａは、常開固定接点６ａと接点面同士が面で当接する。このとき、可動接点ばね３が撓み、可動接点３ａと常開固定接点６ａは摺動し、吸着する。
【００２５】
サンプルとして、図５に示す構造を有し、傾斜角θを５°毎にθ＝５°からθ＝４５°まで変化させたものを試料として、各々１０個ずつ用意し、図７に示す試験回路でランプ負荷の電気的寿命試験を行った。また、比較のため、従来例として、図３に示す従来の接点構造をもつもの、すなわち常開固定接点６ａの傾斜角θ＝０°のものを試料１として用意し、同様の回路で電気的寿命試験を行った。このとき、コイル電圧、ランプ負荷電圧は、ともに１４Ｖとし、常温環境で実施し、初期バウンス時間および故障するまでの動作回数を測定して、その平均値を求めた。
【００２６】
その結果、実施例１とほぼ同様の結果が得られた。つまり、可動接点３ａと常開固定接点６ａとが成す傾斜角θは０°を含まず、０°より大きく、４５°未満で初期バウンスの発生を抑制され、電気的にも長寿命である電磁継電器が得られる。また、傾斜角θは、５°以上２０°以下と設定するのがより好ましい。
【００２７】
（実施例３）
図６は、本発明の他の実施例を示す説明図で、可動接点３ａの摺動方向からみた接点部分の側面を示す。常開固定接点６ａには、凸形状で傾斜角θを有する傾斜面が形成されている。電磁継電器のコイルに電圧が印加すると、可動接点３ａは、常開固定接点６ａの前記傾斜面と面で当接する。このとき、可動接点ばね３が撓み、可動接点３ａと常開固定接点６ａは摺動し、吸着する。
【００２８】
サンプルとして、図６に示す構造を有し、傾斜角θを５°毎にθ＝５°からθ＝４５°まで変化させたものを試料として、各々１０個ずつ用意し、図７に示す試験回路でランプ負荷の電気的寿命試験を行った。また、比較のため、従来例として、図３に示す従来の接点構造をもつもの、すなわち常開固定接点６ａの傾斜角θ＝０°のものを試料１として用意し、同様の回路で電気的寿命試験を行った。このとき、コイル電圧、ランプ負荷電圧は、ともに１４Ｖとし、常温環境で実施し、初期バウンス時間および故障するまでの動作回数を測定して、その平均値を求めた。
【００２９】
その結果、実施例１および実施例２とほぼ同様の結果が得られた。つまり、常開固定接点６ａの傾斜面の傾斜角θは０°を含まず、０°より大きく、４５°未満で、初期バウンスの発生が抑制され、電気的にも長寿命である電磁継電器が得られる。また、傾斜角θは、５°以上２０°以下と設定するのがより好ましい。
【００３０】
なお、上述の各実施例以外であっても、可動接点３ａと常開固定接点６ａの成す角度θが実質的に０°を含まず、０°より大きく、４５°未満であれば、初期バウンスの発生が抑制され、電気的にも長寿命である電磁継電器が得られる。また、前記傾斜角θを、５°以上２０°以下と設定するとより電気的に長寿命の電磁継電器が得られる。
【００３１】
以上、例を挙げて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の電磁継電器を用いることにより、自動車部品や電装部品の信頼性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】電磁継電器の全体斜視図である。
【図２】電磁継電器の分解斜視図である。
【図３】電磁継電器の部分側面図である。
【図４】本発明に係る電磁継電器の説明図である。
【図５】本発明に係る電磁継電器の説明図である。
【図６】本発明に係る電磁継電器の説明図である。
【図７】ランプ負荷寿命試験の電気回路図である。
【図８】従来の電磁継電器の部分側面図であり、図８（ａ）は無励磁状態を示し、図８（ｂ）は励磁状態を示す。
【符号の説明】
【００３４】
１コイル
２継鉄
３可動接点ばね
３ａ可動接点
４接極子
５常閉固定接点部材
５ａ常閉固定接点
６常開固定接点部材
６ａ常開固定接点
７ベース
８スプール
９鉄心
１０電磁継電器
１１移動後の可動接点
θ 傾斜角
Ａ可動接点動作方向
Ｂ可動接点摺動方向

【特許請求の範囲】
【請求項１】
常閉固定接点を有する固定接点部材と、常開固定接点を有する固定接点部材と、前記常閉固定接点および常開固定接点の各々に面対向する可動接点を有する可動接点ばねと、前記可動接点ばねを結合した接極子と、前記接極子を吸引するためのコイルを巻回した鉄心とを有し、前記コイルへの励磁電流によって、前記可動接点ばねのばね力と前記励磁電流による磁力との相互作用により、前記常閉固定接点もしくは前記常開固定接点のいずれかと、前記可動接点を面接触により断続させる電磁継電器であって、前記可動接点ばねの撓みによって生じる前記可動接点と前記常開固定接点の摺動の前記摺動方向からみた、前記常開固定接点と前記可動接点の、前記面接触前の対向角度θが０°＜θ＜４５°になるよう構成されてなることを特徴とする電磁継電器。

【図１】