JPS5914233A - 有極型電磁継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、アマチャとヨークとで構成される磁気回路中
に永久磁石を介在させ、この永久磁石の磁束にコイルの
起磁力を重畳きせることによってアマチャを移動させる
所謂、有極型電磁継電器に関し、特にアマチャを水平往
復移行させる形式の有極型電磁継電器に関する。

（背景技術） 一般的な有極型電磁継電器は、アマチャの中央を回転自
在に枢支し、そのアマチャが揺動して対角位置でのヨー
クの２つの接極面と接する構造をとっている。

このような（′４４造の有極型電磁継電器にあってはア
マチャの両対角接極面と中央の枢支軸との３点が寸法精
度上正確に維持されなければ一方の接極面のみが接する
という現象が生じ、エヤーギャップのアンバランスによ
って感度バラツキ、更にはアマチャのストローク不足の
原因となるという問題点をもっている。

そこで、このアマチャを水平往復移行させる構造を採用
することによって、この問題点を解決することが既に提
案されている。

例えば、日本国特許庁発行の特許出願公告第１術とする
）が提案されている。

これを第７図において説明すると、上片１０２、中外１
０３、下片１０４にてＥ型ヨーク１０１をなし、中外１
０３にコイル１０５を装備し、上、中、下の３片１０２
，１０３，１０４に共通する１個のアマチャを兼ねる永
久磁石１０６を対面させており、この永久磁石１０６に
よる磁束の方向はＸで示す方向となり、且つコイル１０
５による磁束の方向はＹで示す方向となる。

従って、各月１０２，１０３，１０４と永久磁石１０６
とのギャップの両磁束方向Ｘ、Ｙは互いに反対、即ち反
発し、アマチャとしての永久磁石１０６は矢印方向２に
水平移行される。

続いて上記コイル１０５の起磁束方回が反対方向になる
ようにコイル電流が流れると永久磁石１０６の磁束Ｘと
同方向となって重畳し、アマチャである永久磁石１０６
は吸引される。

ここでこの第１の先行技術による有極型電磁継電器にお
いては永久磁石１０６全通してコイル１０５の起磁束が
通過するものであるから次の問題点をもっている。即ち
、永久磁石１０６は一般のヨーク（鉄）に比し磁気抵抗
が約１万倍と大きく、コイル１０５の起磁束のロス率が
高く、このため、装置の感度を悪くした（低下させた）
点に問題がある。

上記の問題点を解決するため更にフランス国発行特許第
２３５８００６号明細書（以下第２の先行技術とする）
のような構造の有極型電磁継電器が提案されている。

これはその永久磁石にコイルの起磁束が通過しないこと
による高感度の有利性を展開させたものである。

これをｖＪＢ図に従って説明すると、左右の垂直磁性片
２　（１２、２０３及びコア（図示表示なし）をもって
Ｕ字型ヨーク２０１を構成し、永久磁石２０７と、この
永久磁石の一方の極と接する第１の磁性片２０５と、こ
の永久磁石の他方の極と接する第２の磁性片２０６をも
ってアマチャブロック２０４を構成しており第１の磁性
片２０５はＵ字型に形成され、その左右垂直片部２０８
，２０９が前記Ｕ字型ヨーク２０１の左右垂直磁性片２
０２．２０３の外側面に対面している。第２の磁性片２
０６は前記Ｕ字型ヨーク２０１の左右垂直片２０２，２
０３の内側面に対面し、この＠ｌ。

第２磁性片２０５，２０６間に永久磁石２０７が挾持さ
れる。コイル２１０ｆｉＵ字型ヨーク２０１に装備され
ている。

この第２の先行技術の場合、永久磁束２０７による磁束
Ｘ（図示表示なし）は永久磁石２０７の一方の極よりア
マチャブロック２０４の第１及び第２の磁性片２０５　
、２０６を経由して永久磁石２０７の他方の極へ戻る２
つの磁路と、永久磁石２０７の一方の極よりアマチャブ
ロック２０４の第２磁性片２０６、Ｕ字型ヨーク２０１
及びアマチャブロック２０４の第１磁性片２０５を経由
して永久磁石２０７の他方の極へ戻る磁路を通して流れ
る。またコイル２１０による磁束Ｙは、コアー（図示表
示なし）、Ｕ字型ヨーク２０１の右垂直片部２０３（ア
マチャブロックの反転時には左垂直片部２０２）、アマ
チャブロックの第ｘｍ性片２０５、永久磁石２０７、第
２磁性片２０６及びＵ字ｆＪ４ヨー７２０１の左垂直片
部２ｏ２（アマチャブロックの反転時には、左垂直片部
２ｏ３）を経由する磁路を通して流れる。

従って、アマチャブロック２０４と、Ｕ字型ヨーク２０
１の夫々の磁極間ギャップにおける両磁束方向ｘ、ｙ（
図示表示なし）が互いに逆方向の場合は反発し、且つ同
一方向のＪ４Ｊ合は吸引されるから、アマチャブロック
２０４Ｖｉ、コイル２１０の電流方向に応じて左右に水
平移行する。

この第２の先行技術は図から明らかなように永久磁石２
０７にコイル２１０の磁束Ｙ（図示表示なし）が流れる
ことはなく　、第１の先行技術における問題点を解決し
ている。

しかし乍らこの第２の先行技術はアマチャブロック中に
永久磁石を邑合する構造を採用したことによる問題点を
もつこととなる。

即ち、接点Ｋ　ＩｆｔＪ＋のために駆動されるアマチャ
ブロック中に永久磁石をもつため永久磁石２０７の重祉
分だけアマチャブロックのｕノ作スピートカ遅いのと、
更に該ブロックが増大することから衝撃力が大きくなり
振動が促進される。又、重力との関係から、その取付方
向によって特性がアンバランスとなる。

この第２の先行技術の他の問題点は次の通りである。即
ちアマチャブロック２０４の上部にノミヨーク２０１が
存在しており、アマチャブロック２０４はその水平往復
移行でのガイドとの上下の許容空間を必要とするから、
その空間分相にヨーク２０１の方向に引き寄せられる点
である。

従ってその取付状態によりてはヨーク２０１の方向が変
わり、アマチャブロック２０４のｉｎの関係から上記と
同様に特性がアンバランスとなる。

又、上記アマチャを水平往復移行させることの有極型電
磁継電器への実施の具体化は未だ開示されておらず、且
つ容易なものではない。

＠３の先行技術として、例えば米国特許第２７９４８８
２号明細書が存在するが、これは永久磁石を装備しない
所謂無極型の電磁継電器である。

（目　的） 本発明は、これらの従来の有極型電磁継電器における緒
問題点を解決すると同時に有極型電磁継電器の製造に、
又応用において有利な有極型電磁ｍ電器を提供する。本
発明によれば第１ヨークと第２ヨークとの間に永久磁石
を介在させ、この第１Ｓ第２ヨーク及び永久磁石を１ブ
ロツクとして上下に配置し、この上下の第１１第２ヨー
クの左右接極面に対面して離合する左右側片とこれを連
ねると共に、コイルを貫通した水平棒とで水平移行型ア
マチャをなすことによって、水平移行型アマチャの有利
性を利用することによって新規な開発ができることとな
る。

本発明の他の目的としては第２のヨークの一方の接極面
を他方の接極面よりも広く構成することにより、電気−
機械変換効率を向上する。

本発明の別の目的としては、永久磁石にコイルの磁束が
通過しないことによってコイルの起磁束のロス率を低く
して高感度とする。

本発明の他の目的としては、アマチャには永久磁石を装
備させずしてアマチャの質量を最少限とし、アマチャの
１１作スピードを速めた。

更に本発明の他の目的としては、アマチャを中心に上下
にヨーク及び永久磁石を配置してバランスを維持し、取
付方向による１１作特性の変動を阻止する。

又、本発明の他の目的は、アマチャを水平移行させる型
式の有様型電磁継電器の実施化をなすことにある。

この有様型電磁継電器は第１図から第５図によると、第
１ヨークｌＶｉ左右側片２．３と、この左右側片２，３
を連らねる水平片４とでＵ字型に形成されており、且つ
左右側片２．３は互いの内側面を接極面２ａ、３ａとし
ている。第２のヨーク５は＠ｌヨークｌの左右側片２．
３間より短い長さで、水平片４と対面する。この第２ヨ
ーク５の左右外側面を接極面５ａ　、５ｂとしている。

しかも＠２ヨータ５の一方の端部をＬｙ状に屈曲させる
ことによって、一方の接極面５ｂを他方の接極面５ａよ
りも広く構成している。永久磁石６は第ｌヨークｌと第
２ヨーク５との間に介在し、その磁化軸方向が垂直とな
る。この第１１第２ヨークｌ、５、永久磁石６を１ブロ
ツクとして上下に配置する。アマチャ７け水平移行型と
なり、左右側片８．９と、この左右側片８．９を連らね
る水平棒１０とでＨ型に形成されており、且つその左右
側片８．９の内外両側面を接極面８ａ、８ｂ、９ａ、９
ｂとしている。この左右側片８．９の内外接極面８ａ、
８ｂ、９ａ、９ｂが前記第１．＠２ヨークｉ、ｓの内外
接極面２ａ、３ａ、５ａ、５ｂに対峙し、エヤーギャッ
プａ、ｂ、ｃ、ｄを各々なす。コイル１１にはアマチャ
７の水平棒１０が貫通している。

而して、この永久磁石６とコイル１１との磁気回ＦＰＪ
ｔｒｉ基本原理図としての第１図に示し、実線Ｘが永久
磁石６の磁束であり、点線Ｙがコイル１１の起磁束であ
る。

第１図に於て、永久磁石６の磁束Ｘは次のように流れる
。

永久磁石６のＮ極→第２ヨーク５→エヤーギャップｂ及
びＣ→アマチャ７の左右側片８，９→エヤーギャップａ
、ｄ−＋第１ヨーク１の左右側片２゜３→水平片４→Ｓ
極となる。

コイル］１の磁束Ｙは次のように流れる。

コイルｌｌ−アマチャ７の水平棒ｌＯ→左側外側片８→
エヤーギヤツプ＋第１ヨークｌの左側片２→水平片４→
右側片３→エヤーギャップｄ→７−ｒチャフの右側片９
→水平林ｌＯとなる。

又、アマチャ７の左側片８からエヤーギャップｂ−＠２
ヨーク５→エヤーギャップｃ→アマチャ７の右側片９→
水平棒ｌＯともなる。

そこで、エヤーギャップａ、ｂ、Ｃ，ｄを観察すると、
永久磁石６とコイルｌｌとの磁束Ｘ、Ｙの方向はエヤー
ギャップａ、Ｃにおいては同一方向、エヤーギャップｂ
、ｄにおいては互に反対方向となっている。

従って、第１１第２ヨーク１．５とアマチャ７とは磁束
Ｘ、Ｙの同一方向で重畳して吸引力が作用し、反対方向
では互に打消して反発力が作用するから、第１図ではア
マチャ７が矢印Ｚで示す左方向に水平移行してアマチャ
７の左側片８の外接極面８ａと第１ヨークｌの左側片２
の内接極面２ａとが吸着し、更にアマチャ７の右側片９
の内接極面９ａと第２ヨーク５の外接極面５ｂとが吸着
する。

この吸着状態の維持は例えコイル１１に流れる電流をし
ゃ断してもその永久磁石６の磁束で行なわれる。

アマチャ７金上記とは逆に右方向に水平移行させるとき
は、コイル１１に上記とけ逆向の電流を流し、起磁束Ｙ
を第１図とは逆に作用させる。

エヤーギャップａ、ｂ、ｃ、ｄけ上記とは反転し、エヤ
ーギャップａ、Ｃで反対方向、エヤーギ、　ヤツプｂ、
ｄで同一方向となり、アマチャ７Ｉ／″ｉ矢印Ｗで示す
右方向に水平移行する。

吸着状態の維持は上記と同様永久磁石６の磁束でなされ
る。

これらから観察すると、コイル１１の起磁束Ｙが磁気抵
抗の大きい永久磁石６を通過することはなく、高感度と
なる。

又、アマチャ７はコイル１１及び永久磁石６を固定しな
い単独動作を行い、質量は最少限度となる。

第２図から第５図までは第１図の基本原理を実施したも
のである。

上下の第１ヨークｌけ上部が開口した合成樹脂にて作ら
れたボックス１２に収納される。

この場合、上下の第１ヨーク１は第１図から９０度回転
した状態で、ボックス１２の底９１３に座わり、且つ側
壁１４に左側片２、水平片４が接する。

コイル１１の巻枠１５は次の構造となる。

コイル１１は巻胴部１６に巻かれており、巻胴部１６に
はアマチャ７が貫通する孔１７を有し、左右には巻胴部
１６と一体に側壁１８．１９を形成し、この左右側壁１
８．１９間に亘ってコイル１１と平行して上下の第２ヨ
ーク５が第１図から９０度回転［７た状態で固定される
。この左右側壁１８．１９には毫２ヨーク５の嵌め込み
固定が容易となるための切欠部２０を設けている。又、
右側壁１９にはコイル１１が接続された受刃端子金具２
２を差込して装備するための溝２１を設けている。

ボックス１２の上開口には合成樹脂にて作られたカバー
２３が被せられて固定される。このカバー２３とボック
ス１２との間には絶縁板２４を介在させる。

このカバー２３は次の構造となる。

カバー２３は上壁２５と、低くなった両側壁を含む側壁
２６とこの上壁２５と低い両側壁２６とを連らねると共
に、複数に区分する外部のセパレート２７と、この外部
セパレート２７と同位置の内部セ／（Ｌ／　−ト２８と
、この内部セパＬ’　−）　２８をクロスする下開口空
洞２９とでなっている。

上記カバー２３の両側壁２６と外部セパレート２７とで
区分された両側外室には外部端子金具３０を固定してい
る。この端子金具３（）は最右喘の両側のものは一体に
形成した垂直の差込栓刃３１を有し、カバー２３とボッ
クス１２とを組合せたとき、コイル巻枠１５の受刃端子
金具２２に差込まれ、コイル１１と電気的接続を完了す
る。他の端子金具３０には固定接点３２を設けており、
内部セパレート２８にで区分された両側内室３３に位置
する。

又、カバー２３の下開口の空洞２９には合成樹脂にて作
られたアマチャ７に平行して移行する可動台３４が位置
する。

この可動台３４は前記カバー２３の内室３３に対応した
位置に貫通横孔３５を形成しており、ここには両側に喰
み出した接点３７を設けた接点板；（６と、接触子相の
コイルバネ３８とヲ備えている。この可動台３４の接点
３７とカバー２３の接点１つ２とが内室３３にて対峙し
、可動台３４の移行にて離合する。

この可動台３４の落下Ｖｉ前記Ｌ７た絶縁板２４にて阻
止される。

９０１台３４とアマチャ７との結合は反転レバー３９に
て行なわれる。

反転レバー３９は中央に軸４ｏを通し、この軸４０を前
記コイル巻枠１５の右側壁１９の軸孔４１にて支持する
。

反転レバー３９とア寸チャフとの関係において、その下
端に軸４２を通し、この軸４２を連結体４３の尚４４に
上方向より嵌め込み、且つアマチャ７の右端をその連結
体４３に挿入して加圧変形し、抜は止め部７ｂと［７て
いる。

アマチャ７は左端も同様に左側片８に挿入［、て加圧変
形し、抜は止め部７ａとしている。この抜は止と同時に
非磁性のレジュアルプレート４５を介在させる。このプ
レート４５は永久磁石６の磁懺特性カーブの両端をカッ
トし、最も安定した範囲を使用するためにある。

反転レバー３９と可動台３４との関係において、その上
端３９ａを下対口の切欠部４６に引掛けている。

従って、アマチャ７が第２図に放て、矢印Ｚで示す右方
向に水平移行すれば反転レバー３９は中失軸４（）を中
心に反時計方向に回転し、可Ｕ＋台３４はアマチャ７と
は反対の矢印■で示す左方向に水平移行し、各室の接点
３２．３７が接合する。

接合の維持は第１図の原理図により永久磁石６の磁束に
てなされる。

アマチャ７は山型平板バネ４７にて矢印Ｚ方向に弾圧さ
れている。この山型平板バネ４７Ｖ−１頂部４７ａをア
マチャ７の左側抜は止部７ａに当て、両端４７ｂをボッ
クス１２の左側壁１４に当てている。

可ｕ１台３４けコイルバネ４８にて矢印Ｖ方向と反対方
向に弾圧されている。このコイルバネ４８は可動台３４
の表示柱４９とカバー２３の左側壁２６との間に位置す
る。

この２つのバネ４７．４８のバネ圧はアマチャ７及び可
動台３４に対し互いに反対方向に作用することとなって
、アマチャ７が永久磁石６の磁束で吸着されている状態
から反対に移行１−ようとするときの引き離しを容易と
するものである。

９０１台３７の表示柱４９はカバー２３の上壁２５の小
孔５０から突き出ており、その位置で外部から内部の動
作を確認できる。

カバー２３の上壁２５には更に喘子カバー５１が被さる
。この端子カバー５１には両側に端子金具３０に対応し
た数の端子ネジ５２のドライバー操作孔５３が存在する
。

又、その取付けけ引掛足５４を両側に出し、カバー２３
の上壁２５の小孔５５に差込んでなす。

更に端子カバー５１の両側にはカバー２３の外部セパレ
ータ２７間に位置して端子金具３０の露出を極力少なく
するスカート５６を垂下している。

このような第２図〜第５図に示した構成の有極型電磁継
電器による磁気吸引力およびバネ４７゜４８のバネ負荷
との整合状態を示すと、第６図のようになる。第６図に
おいて、曲線へはコイルｌｌの定格励磁状態における吸
引力特性を示し、曲線Ｂはコイル１１の感動励磁状態に
おける吸引力特性を示し、曲線Ｃはコイル１１の開放励
磁状態における吸引力特性を示し、曲線りはコイル１１
の無励磁状！島における吸引力特性を示す。また曲線Ｅ
はバネ負荷を示す。さらに、第６図において、左端部は
、ギャップａ、Ｃが閉じる位置を示し、右端部はギャッ
プｂ、ｄが閉じる位置を示す。

第６図から明らかなように、コイル１１が無励磁状態で
は、アマチャ７はギャップａ、ｄを閉じる状態で安定し
、コイル１ｌＶｃ感ｅｈ電圧を印加すると、アマチャ７
はギャップｂ、ｄを閉じる。さらにこの状態から、コイ
ル１１の印加電圧を開放電圧以下にすると、アマチャ７
はギャップａ、Ｃを閉じる状態に復帰する。すなわち、
一方の接極面５ｂを広くシているので、第２ヨーク５の
一方の端部における永久磁石６の磁束が強くなり、アマ
チャ７が矢印Ｗ方向に移行した状態で、コイル１１の電
流を遮断すれば、その強い磁束によってアマチャ７が矢
印Ｚ方向に復帰移行する。したがって電気−機械変換効
率が高い単安定動作型電磁継電器となる。

（効　果） 本発明は上記の如く、第１ヨークｌと第２ヨーク５との
間に永久磁石６を介在させ、この第１゜第２ヨーク１．
５及び永久磁石６を１ブロツクとして上下に配置し、こ
の上下の第１１第２ヨーク１．５の左右の接極面に対面
して離合して離合する左右片８．９と、これを連ねると
共に、コイル１１を貫通した水平棒ｌＯとで水平移行型
アマチャ７（ｉ：なしたから、永久磁石６にコイル１１
の磁束が通過せず、従ってコイルの起磁束のロス率が低
くなり、高感度となると共に、而もアマチャ７は永久磁
石６を装備せず１．てアマチャの質量を最少限とし、動
作スピードが向上する。さらに、第２のヨーク５の一方
の接極面５ｂを他方の接極面５ｂよりも広くしたので、
電気−機械変換効率の高い単安定動作型電磁継電器が実
現される。

更に本発明はアマチャ７を中心に上下にヨーク１．２及
び永久磁石６を１妃置したので、上下、左右のバランス
が維持でき、取計方向による動作特性の変動がない。

又、本発明ｒよ上開口のボックス１２に水平移行型のア
マチャ７、ヨーク１．２、コイル１１．永久磁石６を収
納配置し、下開口のカバー２３に水平移行型の可動台３
４、両接点板３０　、３６を収納１’ｆ　ｌＦ、ｆして
上下のアマチャ７と可−］台３４とを中央枢支の反転レ
バー３９にて連結し、特に有極型電磁継電器特有のアマ
チャ７が左又は右のいずれでも動作後その状態を維持す
る所謂双安定をバネ４７．４８によって行ったから、水
平移行型式の有極型電磁継電器の実施化が可能となった
効果がある。　　　゛

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明有極型電磁継電器の一実施例
を示し、第１図は基本原理図、第２図は具体的構造への
実施した断面図、第３図は第２図の断面側面図、第４図
は断面平面図、第５図は分解斜視図、第６図は磁気吸引
力およびバネ負荷の整合状態図、第７図及び第８図は従
来例図である。 ｌ・・・第１ヨーク、２．３・・・左右片、４・・・水
平片、５・・・第２ヨーク、５ａ、５ｂ・・・接極面、
６・・・永久磁石、７・・・アマチャ、８．９・・・左
右片、ｌＯ・・・水平棒、ｌｌ・・・コイル、１２・・
・ボックス、１３・・・底壁、１５・・・巻枠、２３・
・・カバー、３０．３６・・・接点板、３２．３７・・
・接点、３４・・・可動台、３９・・・反転レバー、４
７．４８・・・バネ。 代理人　　　弁理士　西教圭一部 第１図 第２図 第３図 第４図 第６Ｉｌｙ アーマチュア７の４多動普 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１）内側面を接極面とした左右側片とこの左右側片を
   連らねる水平片とでなるＵ字型の第１ヨークと、この左
   右側片間より短い長さで水平片と対面するとともに左右
   外側面を接極面とじかつ一方の接極面を他方の接極面よ
   りも広くした第２のヨークと、この第１ヨークの水平片
   と第２ヨークとの間には磁化軸方向が垂直となって介在
   する永久磁石であって、第１ヨーク、第２ヨーク、永久
   磁石を１ブロツクとして上下に配置し、更に上下の第１
   ヨーク、ｖＪ２ヨークの各接極面と離合する水平移行型
   のアマチャであって、このアマチャは上下の第１ヨーク
   の左右側片の接触面と上下の第２ヨークの接触面とに対
   面する内外両側面を接触面とした左右側片と、この左右
   側片を連らねる水平棒とでなし、このアマチャの水平棒
   が水平移行自在に挿通したコイルと、前記コイル、第１
   １第２ヨ一り、永久磁石、アマチャを下開口のボックス
   に、そのボックスの底壁に対しアマチャが水平に移行す
   るよう収納配置し、更に水平移行型の可動台と、この可
   動台に複数個装備された可動接点の接点板と、この可Ｕ
   １接点と接合する固定接点の接点板と、前記可１ｌｉ１
   １台、両接点の接点板を下開口のカバーに収納配置し、
   中央の軸を中心として上下端が互いに反転する反転レバ
   ーをボックスとカバーとにわたって配置し、この反転レ
   バーの上端を前記可動台にリンク結合し、下端を前記ア
   マチャにリンク結合し、アマチャと可動台とに夫々同一
   方向にバネを作用させたことを特徴とした有極型電磁継
   電器。 ［２１＃Ｊ記第２のヨークの一端部はＬ字状に屈曲され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の有極型
   電磁継電器。