JPS5963635A - 電磁スイツチ - 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】 本発明は、永久磁石’Ａ＋１を収容してコイル不休を取
り巻く磁気駆切都を含み、コイル本体の貫通孔が切換え
レバーを介して、コイル本体の上側に配置された接点装
置内でコイル本体の長袖方向と平行に摺動０Ｊ能に支承
され、２つの反対方向に初圧が加えられた復帰ばねと連
動し、それぞれに少なくとも２つの対向する固定接点が
配置されたばね加圧ブリッジ接点を備えた接点装置を動
作させるアンカーを収容した電磁スイッチに関するもの
である。

このようなスイッチは、まだ公開されていないｖ！ｉｍ
ｔ特許出願第Ｐ３１　３８　２６５．７　　ＷＫ記載さ
れている。１つのコイル本体７ランジの近傍で回転可能
に支承されたアンカーの両端がコイル本体７ランジを越
えて笑き出し、永久磁石装置として２つのコイル本体の
上側にあって平行な状態にある棒状の永久磁石を含むヨ
ークの極面と連動する。

切換えレバーに一枚の板ばねが突き当り、板ばねの地鳴
は接点装置のケーシングに支持されて、スイッチの一方
向あるいは二方向安定仕様の場合には一体に形成され、
三方向安定仕様すなわち、すべての接点が開放される接
点スライドの中央静止位１ｕがある場合には、２つの反
対方向に初圧を加えた板ばねによって構成される。

このスイッチを一方向および二方向安定駆動する場合、
なんら特異なことはない。すなわち、アンカーしたがっ
て接点スライドの運動方間はコイルの電流方向によって
決まるが、中央位置を熾保する三方向安定仕様の場合に
は、確実な離脱制作と中天位置飛越を防止するために、
正確に大きさと持続時間を予め設定した離脱パルスが必
要である。また復帰ばね力のアンカー運切に対応して望
まれる移行か上述の分割された板ばねでは近似的に与え
られるに過ぎない。

本発明はなんら１疹正を加えることなく、二方向安定、
三方向安定梨として、駆妨することができ、それぞれの
スイッチ位置に到達するために必要なスイッチパルスに
はなんら特殊な要求が課されない一ヒ記目的のスイッチ
を提供することを目的としている。

本発明に従えば、この目的は、コイル本俸が２つの距Ｍ
Ｍをあけて配置ｄされた２つのコイル巻線を収容する電
に分割され、永久磁石装置が向蔓の中間でコイル本体の
長軸に対して対称に位置して、コイル本体の長袖に対し
て直角方向に分極して＃１ぼコイル本体の孔直径に相当
するアンカーの真通孔を備え、アンカーは非憔性来内ロ
ツドーヒに来ってその両端間がそれぞれコイル本体の孔
の端面開口部分に存在するヨークの極面と連動し、接点
スライドがその幾何学的中央位置で両Ｑ！、帰ばねと連
切し、この中央位置を離脱すると、復帰ばねの一方だけ
を加圧することによって解決される。

文献ＥＴＺ−Ａ　　第８６巻（１９６５年）１１９３７
１〜３７５によって、２つの距離をあけて配位された室
に分割されたコイル本体を含み、その中間にラジアル方
向に磁化され、アンカー貫通孔を有するリング上の永久
磁石が存在し、アンカーの両端面がポット状のヨークと
連動し、ブリッジ接点を動作させる分極されたポット磁
気システムが公知である。しかしこのポットイは気シス
テムは、画室へ巻線として区分されたただ１つのコイル
を備え、したがって二方向安定、場合によっては一方向
安定助作に利用できるだけである。

これに対して、本発明に従うスイッチは、両復帰ばねの
特殊な構成と、２．つの分離されたコイル巻線とによっ
て、構造を修正することなく、撰択的に二方向安定ある
いは三方向安定制作を達成することができる。二方向安
定挙！＃Ｉはいずれかの方向に同一方向に電流を流した
コイル巻線で実現される。すべての接点が開放される接
点スライドの幾何学的な中央位ｌ１１０−ｉ、この状態
では飛越される。

三方向安定挙動は両コイル巻線に反対方向の電流を流す
ことによって実現される。コイル＠線はアンカーを内終
端位置から確実に離脱させるだけの大きさが半分の反対
方向の励起を発生するが、アンカーは引き続き両復帰ば
ねの作用を受けて、奄嫁力も永久磁石もお互いに消滅す
る中央位置に保持される。

特に望ましいすなわち、きわめて高単に構成できる夫施
例では、ヨークＩ／′１２つのコイル本体の内部に存在
するコア片へφ行しコア片のアンカーに対向した極面は
アンカー案内ロンドの軸受部分になっている。接近して
軸受部分が設けられ、アンカーに対してラジアル方向に
作用する磁力によるアンカー末内ロンドの曲げ便形が小
さく、この仕様によれば永久磁石装置とアンカー間の窒
気隙間をきわめて小さくできる。永久磁石の孔に対して
アンカーが正罐に同心に支持され、ラジアル方向に作用
する永久磁石力がなくなるので、アンカー束内ロンドに
は外力が作用しない。しかし実際には、アンカーと永久
磁石の孔との闇に偏心が予想され、アンカーの案内ロッ
ドに悪影響のある曲げ外力を発生させることがある。

もつとも（資）単な例では、永久磁石装置ｔはただひと
つの円板状の永久磁石から構成できる。

しかし製造技術上の理由から、永久磁石装置が２つの対
向した直方体状の永久磁石を含み、永久磁石のお互に対
向した檜が同じ極性を持ち、°円筒状のアンカーが永久
磁石の極の部分では平行な面になっている実施“態様が
とくに望ましい。

同じような理由から、ヨークもコイル本体の長従来、予
圧を加えたばねを含む装置の組み立てに必要であった高
価な収り付は装置が、成る実施態様では不要になる。す
なわち、復帰ばねか２つの予圧を加えられて、接点装置
ゲージングの凹部に同軸方間に存在するｗＡ旋圧細ばね
で構成され、その対向じた端面間に、接点スライドがそ
の中犬位１ａから移制すると４Ｌ帰ばねの一方だけを加
圧する接点スライドのカム突起が存在し、他方の復帰は
ねゲージングの突起に支承される。アンカーのストロー
クおよびアンカー荷重は切換えレバーがアンカー來内ロ
ンドの端Ｓ９へ当り、回切点で２本アームレバーの装填
で回転可能に支承されることによって、接点スライドの
ストロークおよびその起蛎に必要な荷重によって１め単
に設定することができる。

図面にこの発側に従う電磁スイッチが天施形として略本
されている。第１ａお□よひｌｂ図において、スイッチ
装置の磁気駆＃Ｊ＠はそれぞれ製造技術上の理由で、三
分割された２つのヨーク片１ａおよび１ｂで構成される
。両ヨーク片は貫通した孔３を持ち、それぞれ独立した
コイル巻数４および５を含む２つの室に分割されたコイ
ル本体２を収り巻いている。ヨーク片１ａおよびｌｂは
それ七れ１つのコア片６および７によって両前面側から
コイル本体の孔３へ達し、コア片の内側にあるＤｒＪ向
は、コア片６および７の軸父孔６ａおよび７ａＫ摺妨０
Ｊ能に支承された案内ロッド９に摺動しないように看座
した軟磁性アンカー８の前曲と遅動する極面°を形成す
る。これらｌ１１１受孔６ａ、７ａはできるだけ内側へ
配置さｔ’−ｂ、コア片６および７の極面からの間隔が
小きい。案内ロッド９の右側端はヨーク１ａおよびｌｂ
の前１ｍを越えて翼き出し、フォーク１０で終っている
。コイル木採２の両□室の中間にラジアル□方向に分極
した永久は石１１があり、その磁束はアンカー８のに端
位置では￥Ｊｌａ図の磁力線１’ｌ　Ｏａに対応、アシ
カニ８の右端位置では第ｌｂ図の磁力線１１０ｂに対す
して閉ｔられている。

第２図から判るように、値気駆＃／都の上側にスイツチ
装置の接点袋＋Ｕか配置されて°いる。ケーシング１４
内で摺切”Ｔ能に支承されて３個の接点ブリッジの備え
た接点スライド１２ｉ収谷し、接点ブリッジはそれぞれ
２つの互いにばね加圧された個別ブリッジ１３ａ　、１
３ｂから成り立っている。

接点スライド１２は１つの軸１６に回動０Ｊ′能に支承
された２本アーム形切換えレバー１５を介して、アンカ
ー業内ロンドの７オーク１０と結合されている。ケーシ
ング１４０凹郡１７に収納されてお互いに対向した端面
が接点スライド１２の突起１２ａＶＣ突き当っている２
つの螺旋圧縮ばね１８ａ。

１８ｂがアンカー８０図示された中央位置を確保する。

第５図から判るように、ケーシング１４には２つの凹所
１７へ突き出た梁起１４−ａ、および１４ｂが設けられ
ている。これら突起１４ａおよび１４ｂは接点スライド
１２の中央位置１４で突起１２ａの高さにある。したが
って、接点スライド１２がその中央位置から移動すると
、それぞれ一方のばね１８ａまたは１８ｂだけが復帰ば
ねとして作用し能力のばねの作用は透析される。この中
央位置では、永久磁石力もこの中央位置へのアンカーの
離脱を惹き起す′磁燻力は実質的に互に打ち消され、接
点スライド１２の幾何学的中心位置への確実な到着が保
証される。

′４ＩＪａ図および４図から判るように、接点装置のケ
ーシング１４はその突起部１４ｃでスイッチ装置を収り
巻くゲージング１９の砿気駆助部へ装置される。接点ス
ライド１２の接点ブリッジ１３ａは接続ねじ２０ａおよ
び２１ａＫよって、２つの対向配置された固定接点２０
および２１と連動する。第３図の場合には、永久磁石１
１がアンカー８のＸ通孔と矢印で示した磁化あるいは磁
化方向を持つ円板状磁石になっている。

第４図の天施例では、上記の代りに、！ｌｌｌ！造技術
上箪ましい永久磁石１１ａおよびｌｌｂが対同配置され
、２つの同極がアンカー８に対して対向するように分極
されている。充分に大きい極面積かえられるように、ア
ンカー８は永久磁石１１ａ。

１１ｂの部分で偏平化され、他の部分円面状に形成され
ている。

第７図で接続部ＡＩ　、Ａ２およびＡ３を伽えた記号で
表現されたコイル４および５の左下側に、このコイルを
流れる電流方向、その隣り右側に、三方向￥定駆削切作
の場合に′電流によって誘発されるアンカー８したがっ
て、接点スライド１２の運動が示されている。コイル４
および５Ｉｉコ（ＤｉＭ分、同一方向に巻かれていると
想定される。コイル４の終点とコイル５の始点は共通の
接点Ａ３でお互いに結合されている。説明するまでもな
く、いずれかの方向にある向コイルに流れる同一方向の
電流は、アンカーを中央位１ｄからいずれかの終点位置
へ移動させる。両コイル４および５に反対方向の電流が
流れると、アンカーは各終点位１ばから中央位置へ−り
脱される。しかし必要に応じて両コイルに同一方向に電
流を流して中央位置を飛越えることができ、アンカーは
直接１つの終端位置から他の終端位置へ＄助する。励起
をなくすことができても三安定位置を維持することがで
きる。

このような電緻スイッチの重要な用途は、従来２つの一
万同安定あるいは二方向安定ないわゆる方向変換サポー
トを必要とする三方向ｖＩ侠え電気駆動装置のｉｎであ
る。公知の手段によってもスイッチ動作を行うことがで
きるが汁犬位置と１つの終点位置あるいは中央位置だけ
が安定である。制御パルスが消えるとただちに、アンカ
ーは一方あるいは円方の終端位−から中央位１ぼへ復帰
する。

第７図は接続部Ａ３が不、要な二方向安定風切前作の囲
体を示している。二方同女ＴスイッチΦｉｌｌ／Ｊの代
りに、公知の構成によって一方同安定スイッチ挙動も表
現できる。この場合には、コイルの１つを安定でない終
端位置の保持唇娠として利用することができる。

第８凶は償択的に１．２あるいは３個の安定な位置を持
つ上記スイッチ装置の荷重／ストローク猟区を示してい
る。

横軸には中央位置から右端位置への接点スライド１２の
ストロークＳ１と、左端位置へのストロークＳ２が示さ
れ、縦軸には＃嵐が示されている。

ｌｆ＋娠を施された囲槓 Ａｌ／Ａ２１ｄ通常図面には詳しく表現されない接点圧
縮ばねの荷重内容を示し、その限界が新しい接点の場合
には、直線 Ｂｌ／Ｂ２によって、消耗した接点のｊυ合には直線 Ｃ１／Ｃ２によって設けられている。

ただし、 新しい接点のばね変形ｍ　　　　　　　　ｌ　　ｍｍ、
　　　　　　゛ 許容消耗型　　　　　　　　　　　　　　０．５　ｍｍ
消耗接点の伏留す７　）　　　、　　　　　　０．５ｍ
ｍ初期接触力　　　　　　　３．５０ｃ′Ｎ＝１５０ｃ
Ｎ終喘位置の接触力　　　　３．１００ｃＮ＝３００ｃ
Ｎ消耗した接点の場合　　　３．７５ｃＮ＝２２５ｃＮ
Ｄｌ／Ｄ２は後備ばねｌ　８’、ａ、　、　１８．Ｆ、
Ｆ）４ｄｊ、ｉ内容である。

Ｅｌ／Ｅ２は永久磁石の吸引力であって、Ｅｌはアンカ
ー８の中央位置から右側への夢蛎 Ｅ２はアンカー８の中央位置から左側への運納 に対して成立する。

永久磁石１１の保持力はそれぞれ７００ｃＮである。

Ｆｌ／Ｆ２はＥｌ／Ｅ２と累積曲線Ｂ　１／Ｂ　２＋Ｄ
　１／Ｄ２の差である。終端位置あるいはその前号にあ
る永久磁石１１の何直過刺分（図に華一方向にハツチン
グした）はアンカーしたがって接点スライド１２を安定
な終端位置へ辱く。一方あるいは両方の終端位置から中
央位置への自動復帰はたとえばアンカー８の一方あるい
は両方の１１１面に収り付けたワッシャ（＃積蓄性プレ
ート）による永久磁石力の減少によって実現される。

アンカーを安定な終端位−から中央位置へ離脱させるコ
イル４および５の反対方向の電流により、永久磁石１１
の吸引力Ｅｌ／Ｅ２は励起電流の大きさにしたがって減
少し、たとえば曲線Ｇｌ／Ｇ２が見られる。はぼ０ある
いは符号が変るまでの減少がＯＩ鵬である。永久磁石力
がＧ’ｌ／Ｇ２へ減少すると、対応する水平方間にハツ
チングを施した荷重内容を持つ合力 １（１／）１２が生じる。アンカーは安定な中央位置へ
移る。

両コイルが同方向に励起されて磁力曲線がＪ　ｌ／Ｊ　
２へ多動してりぎの加速力が発生すると、中央位置が飛
越される。中央−位竺へ達するまで、磁力曲線Ｊ１にば
ね１８　ａ　、　ｌ’８　ｂのばね力（面積Ｄｉ）と接
点圧縮ばねのばね力（面積ＡＩ）の相が作用する。中央
位置を越えると曲線Ｊｌと反対方向ばね力の差（面積Ｄ
２／Ａ２）が作用する。

左終端位１はでは保持力としてＪ１＝１０５０ｃＮ−５
５０ｃＮ（ばね力）＝５００ｃＮが作用する。７００ｃ
Ｎの永久磁力Ｅ２では両コイルの励起か遮断される。ス
イッチ装置は自ら安定な最終位置に落Ｓ）４＜。しかし
永久磁力Ｅ１か各復帰ばね１８ａまたは１８ｂおよび接
点ばねめばね圧縮力より小さい場合には、スイッチ装置
はコイル励起を遮断すると中央位置へ戻り、通常の電硫
すレイの挙鯛をする。

肉コイル４，５を同方向に励起すると、中央位置から１
００ｃＮすなわち、３００ｃＮから２００ｃＮの復帰ば
ね力を差し引いた加速初期荷重過剰分が現われる。

【図面の簡単な説明】

第１ａおよび１．′ｂ図は、第２図の直線Ａ−Ａに沿っ
たアンカーの両端位置における不発明の一実施例の電磁
スイッチの磁気駆動部断面図、第２図は完全なスイッチ
装置の折面に含まれる側１釦図、第３図は第２図の直線
Ｂ、　−Ｂに沿った断面図、第４図は第３図に対応する
が変更された永久磁石装置を傭、ｔｆｃｋｊｒ面図、第
５図は第２図の直線ｃ−ｃに沿った部分断面図、第６図
は三方向安定ＩＫ助切動作説明した概略図、第７図は三
方向安定駆動動作を説明した概略図、第８図はスイッチ
装置の荷置／ストローク関係を説明する線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 、（１）コイル本体の上側に配置された接点装置内で、
   コイル本体の長袖方向に対して、平行に摺ｄＪす能に支
   承され、２つの反対方向に初圧を加えた復帰ばねと連動
   し、少なくとも２つの対向する同定接点が配置されたば
   ね加圧プリツビ接点を備えたアンカを貫通孔に収容した
   コイル本体を収り巻く氷へ磁石を収容したヨークを備え
   た磁気駆！！ＩＪ曹を含む″電磁スイッチにおいて、 コイル本体２が２つの距離をあけて隣り合せた２つのコ
   イル巻線４，５を収容する蔓に区分され、永久磁石１１
   ．ｌｌａ、ｌｌｂが両案の中間にあるコイル本体２の長
   袖に対して、対称位置にあってコイル本体の長軸に対し
   て直角方向に分極し、非倣性来内ロッド９上に塾ってそ
   の両端面をコイル本体２の孔の′６端開口部分にやる。 ヨーク１ａ、１ｂと癌制するアンカー８に、対してほぼ
   コイル本俸２の孔３の直径に相当する貫通口を持ち、接
   点スフ。イド１２はその幾何学的な中心位置でのみ両復
   帰ばね１８ａ　、１８ｂと偏動するがこの中心位置を離
   れると′４を帰ばねの一方１８ａまたＩｆｉ１’　８　
   ｂ’のみを圧縮することを特徴とする電磁スイッチ。 ゛（２）ヨー月ａ　、ｌｂがアンカー８の部分にあ今極
   面がアンカー案内ロッド９のｌ１ｑＩＩ受部位６ａ、７
   、−にな、る２つのコイル本体２の内部にあるコア片６
   ′セヘ移行する。ことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電磁スイッチ。 （３）永久磁石装置が円板状の永久磁石１１を含むこと
   を特徴とする特−一氷の範囲第１項または第２項記載の
   電−スイッチ。　　　　　　゛（４）永久磁、石装置が
   、２つの対向した直方体性の永久磁石１１ａ、ｌｌｂを
   含み、永久磁石１１ａ。 １’ｌ”ｂの対向した極が同極であり、アンカーが円筒
   状で氷へ磁石１１ａ、ｌｌｂの鴎の部分では平行になっ
   て“ることを特徴とする特許請求の′ｌ＠囲第囲板１項
   は第２項記載の′電磁スイッチ。 （ｆｉ）ヨークがコイル本体２の長袖に対して偏平断曲
   の対向したヨーク対１ａ、ｌｂ′Ｊｔ、含むことを特徴
   とする特許５＃氷の屹ｌ第１項ないし第４項のいずれか
   １つに記載の電磁スイッチ。 （り復帰ばねがふたつの予圧をガａえて同軸方向に接点
   装置ケーシング１４の凹所１７に収納さｎた９ｓ旋圧緬
   ばね１８ａ　、１８ｂを含み、その対向した端面間に、
   接点スライド１２のカム突起１２ａがあり、接点スライ
   ド１２がその中心位置から移妨するとカム突起が４Ｌ帰
   ばねの一方１８ａまたは１８ｂだけを加圧し、能のｇ帰
   ばね１８ａまたは１８ｂはケーシング突起１４ａ、１４
   ｂＫ尚ることを特徴とする特ｃｉｆ請求の範囲第１項な
   いし第５項のいずれか１つに記載の電磁スイッチ。 （７ン男挨えレバー１５がアンカー呆内ロッド９の端部
   と浬鯛し、回動中心１６で２本アームレバーの状席で回
   動可能に支承されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第６項のいずれか１つに記載の４磁スイ
   ツチ。