CN103367049B - 有极电磁继电器 - Google Patents

Abstract

本发明的有极电磁继电器，使能作为安全继电器使用的电磁继电器小型化（特别是低高度化）。有极电磁继电器具备触点部，该触点部包含具有常开固定触点的第一固定触点端子构件、具有常开可动触点的第一可动触点弹簧构件、具有常闭固定触点的第二固定触点端子构件，及具有常闭可动触点的第二可动触点弹簧构件。衔铁具有一对磁极片，该一对磁极片在永久磁铁的磁化方向夹持永久磁铁，并且使磁化方向的朝向与线圈的中心轴线平行地配置。这些磁极片能与永久磁铁一体地向平行于中心轴线的方向直线移动。传递构件伴随着衔铁的向与中心轴线平行的方向的直线移动向与中心轴线平行的方向进行直线移动，使常开可动触点和常闭可动触点相互地连动，进行开闭动作。

Description

有极电磁继电器

技术领域

本发明涉及有极电磁继电器。

背景技术

在电磁继电器中，已知具备常开触点对和常闭触点对，随着衔铁的动作，常开触点对与常闭触点对相互机械性地连动地进行开闭动作的电磁继电器。此种电磁继电器例如能用作所谓的强制导向式继电器（也称为安全继电器），该强制导向式继电器使得，当在动作状态期间常开触点对熔结了时，即使成为返回状态，常闭触点对也不闭合。在安装了安全继电器的电路中，能检测出常开触点对的熔结，并能维持电力的切断状态。

例如在专利文献1中，记载了具有强制导向式的触点构造的电磁继电器。记载于专利文献1的电磁继电器如以下那样构成，即，具有随着铰链式的衔铁的摇动动作反抗复位弹簧的弹性力进行动作的工作构件，由此工作构件，常开触点对与常闭触点对相互机械性地连动，进行开闭动作。工作构件，向与使铰链式衔铁动作的电磁铁的线圈中心轴线正交的方向动作。另外，电磁铁以线圈中心轴线与继电器底面（一般是触点端子、线圈端子的脚突出的面）正交的姿势配置。

另一方面，在将永久磁铁与电磁铁组合了的有极电磁继电器中，已知一种低高度形的结构，该低高度形的结构使得，电磁铁以其线圈中心轴线与继电器底面平行的姿势配置，并且使安装了永久磁铁的衔铁向与线圈中心轴线平行的方向往返移动（例如参照专利文献2）。记载于专利文献2的有极电磁继电器，具有所谓切换式的触点构造，该切换式的触点构造配备了背靠背地支承常开可动触点和常闭可动触点的单独的可动触点弹簧构件，对与常开可动触点能接离的常开固定触点进行支承的第一固定触点端子构件，和对与常闭可动触点能接离的常闭固定触点进行承载的第二固定触点端子构件。

专利文献1：日本特开平6-176676号公报

专利文献2：日本特开2008-210776号公报

发明内容

在能用作安全继电器的电磁继电器中，希望做成能容易地小型化（特别是低高度化），而且能削减电力消耗的结构。

本发明的一个形态是一种有极电磁继电器，该有极电磁继电器具备电磁铁、一对磁极片、永久磁铁、触点部，和传递构件；该电磁铁具有线圈；该一对磁极片由电磁铁驱动；该永久磁铁安装在一对磁极片上；该触点部包含具有常开固定触点的第一固定触点构件、具有与常开固定触点能接离的常开可动触点的第一可动触点构件、具有常闭固定触点的第二固定触点构件，及具有与常闭固定触点能接离的常闭可动触点的第二可动触点构件；该传递构件安装着一对磁极片，向第一及第二可动触点构件传递一对磁极片的动作，使常开可动触点及常闭可动触点进行开闭动作；一对磁极片，在永久磁铁的磁化方向上对永久磁铁进行夹持，并且使磁化方向的朝向平行于线圈的中心轴线地进行配置，能与永久磁铁一体地向与中心轴线平行的方向进行直线移动；传递构件，伴随着一对磁极片的向与中心轴线平行的方向的直线移动向与中心轴线平行的方向进行直线移动，使常开可动触点和常闭可动触点相互地连动，进行开闭动作。

在上述有极电磁继电器中，一对磁极片能具有相互不同的尺寸。

另外，能做成以下结构，即，电磁铁具备铁芯，该铁芯具有在线圈内侧沿中心轴线配置的轴部及在线圈的外侧从轴部的轴线方向一端向径向外方延长的头部；铁芯的头部位于线圈与触点部之间。

另外，能做成以下结构，即，电磁铁具备铁芯，该铁芯具有在线圈内侧沿中心轴线配置的轴部及在线圈的外侧从轴部的轴线方向一端向径向外方延长的头部；在返回状态下，在一对磁极片双方与铁芯的头部之间形成间隙。

另外，能做成以下结构，即，电磁铁具备铁芯和磁轭；该铁芯具有在线圈内侧沿中心轴线配置的轴部及在线圈的外侧从轴部的轴线方向一端向径向外方延长的头部；该磁轭与铁芯的轴部的轴线方向另一端连结，在线圈的外侧向头部延伸设置；一方的磁极片配置在头部与磁轭的末端区域之间；在返回状态下，在铁芯的头部及磁轭的末端区域的双方与一方的磁极片之间形成间隙。

另外，能做成以下结构，即，还具备对触点部进行支承的基部，传递构件具有与基部能滑动地卡合的爪，基部具有向与中心轴线平行的方向对爪进行引导的导轨。

另外，能做成以下结构，即，在常开固定触点与常开可动触点相互熔结了的情况下，在返回状态下，传递构件在常闭固定触点与常闭可动触点之间确保预先确定了的尺寸的间隙。

根据本发明的一个形态的有极电磁继电器，除了具有4个触点构件（第一固定触点构件、第一可动触点构件、第二固定触点构件、第二可动触点构件）外，还将一对磁极片的移动方向、永久磁铁的磁化方向，及传递构件的移动方向都设为与线圈的中心轴线平行的方向，所以，能够容易小型化（特别是低高度化），而且，由于做成了有极的结构，所以，能够削减电力消耗。

附图说明

图1是一个实施方式的有极电磁继电器的立体图。

图2是图1的有极电磁继电器的分解立体图。

图3是图1的有极电磁继电器的俯视图。

图4是图1的有极电磁继电器的正视图。

图5是沿图3的V-V线的截面图。

图6是图1的有极电磁继电器具有的触点部的放大立体图。

图7是图1的有极电磁继电器具有的磁性可动体及传递构件的分解立体图。

图8是图7的磁性可动体及传递构件的装配立体图。

图9是图8的磁性可动体及传递构件的俯视图。

图10是图7的传递构件的局部放大立体图。

图11是用沿图3的XI-XI线的截面图对触点部的开闭动作及传递构件的往返动作进行说明的图，图11（a）表示返回状态下的触点部及传递构件的位置，图11（b）表示动作状态下的触点部及传递构件的位置。

图12是用与图5对应的截面图说明磁性可动体的动作的图，图12（a）表示返回状态下的磁性可动体的位置，图12（b）表示动作状态下的磁性可动体的位置。

图13是与图11对应的截面图，表示触点熔结了时触点部及传递构件的位置。是触点部的动作说明图。

图14是表示衔铁的移动距离与磁吸引力的关系的图。

图15是表示衔铁的移动距离与磁吸引力的关系的图。

图16是用与图5对应的截面图说明变型例的磁性可动体的动作的图，图16（a）表示返回状态下的磁性可动体的位置，图16（b）动作状态下的磁性可动体的位置。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。涉及所有的图，在对应的构成部分标注通用的参照附图标记。图1～图5，表示一个实施方式的有极电磁继电器10的整体构成。图6～图13，表示有极电磁继电器10的各种构成部分。

有极电磁继电器10，具备基部12，支承在基部12上的电磁铁14，由电磁铁14的作用移动的磁性可动体16，被从电磁铁14绝缘、支承在基部12上的触点部18，和配置在电磁铁14与触点部18之间、由电磁铁14的作用而随磁性可动体16一起移动、使触点部18进行开闭动作的传递构件20（参照图1～图4）。

基部12，具备对电磁铁14进行支承的第一部分22和对触点部18进行支承的第二部分24。在图3的俯视图中，基部12具有大致矩形的轮廓，第一部分22和第二部分24分别具有大致矩形的轮廓，朝基部12的长度方向相互邻接地配置。基部12，例如从电绝缘性的树脂材料由注射成形能作为整体一体地成形。

在第一部分22上，设置着载置电磁铁14的底板26。在第二部分24上，立设相对于第一部分22的底板26直立的围壁30，围壁30划定个别地容纳触点部18的后述的多个触点构件的多个容纳孔28。围壁30，确保电磁铁14与触点部18的各触点构件之间的电气性绝缘。底板26的底面26a及围壁30的底面30a相互沿大致同一的平面配置，构成有极电磁继电器10的底面（图5）。

围壁30，具有沿第二部分24的轮廓的周壁部分30b、向基部12的长度方向延伸的中心壁部分30c，和与中心壁部分30c大致正交的多个横断壁部分30d。多个容纳孔28，在中心壁部分30c的两侧各以相同个数朝长度方向排列设置，而且相对于中心壁部分30c以对称的排列配置。另外，在图中，在中心壁部分30c的每侧设有8个（两侧共16个）向与底面30a大致正交的方向延伸的大小的凹处，这些凹处中的6个（两侧共12个）作为容纳孔28起作用（图11）。

电磁铁14，具备绕线管32，被卷绕在了绕线管32上的线圈34，容纳在绕线管32中的铁芯36，和与铁芯36连结、向线圈34的外侧延伸设置的磁轭38。电磁铁14，以线圈34的中心轴线34a大致平行于基部12的底面26a、30a的姿势，而且使中心轴线34a朝着基部12的长度方向地载置在第一部分22的底板26上（图4）。

绕线管32，具有空心圆筒状的主体部40和设在主体部40的长度方向两端的环状平板状的第一凸缘部42及第二凸缘部44（图5）。线圈34，是在绕线管32的主体部40上卷绕导线的所需长度部分而形成的，固定地保持在两凸缘部42、44之间。绕线管32，例如从电绝缘性的树脂材料由注入成形能作为整体一体地成形。绕线管32，在第二凸缘部44侧具有与形成线圈34的导线的末端分别连接的2个线圈端子45（图2）。

铁芯36，具有在线圈34的内侧沿中心轴线34a配置的圆柱状的轴部46和在线圈34的外侧从轴部46的轴线方向一端向轴部46的径向外方延长的平板状的头部48。轴部46被收容在主体部40中，具有在两端从第一及第二凸缘部42、44突出的长度（图5）。头部48，与第一凸缘部42空出间隙相向地配置，沿其外缘的一个区域48a（在图5中是上端侧的区域，以下称为外缘区域48a）具有从第一凸缘部42向线圈径向外方（在图中是上方）稍突出的形状及尺寸。铁芯36，例如可以整体上由磁钢一体地成形。

磁轭38，与铁芯36的轴部46的、处于与头部48相反侧的轴线方向另一端46a连结，在线圈34的外侧向头部48延伸设置（图5）。磁轭38，具有与轴部46连结、沿第二凸缘部44配置的短尺寸平板状的连结部分50和与连结部分50大致正交地配置、在线圈34的一侧方大致平行于线圈中心轴线34a地延伸的长尺寸平板状的主部分52。磁轭38的主部分52的末端区域52a，位于绕线管32的第一凸缘部42的侧方，在与头部48的外缘区域48a之间隔着间隙配置（图5）。磁轭38，例如可以整体上由磁钢一体地成形为L字板状。铁芯36的轴部46与磁轭38的连结部分50，例如通过凿紧相互固定地连结。铁芯36与磁轭38，相互协同作用，在线圈34的周围形成磁路。

电磁铁14被支承在基部12上，并且以使轴部46被收容在主体部40中的铁芯36的头部48位于线圈34与触点部18之间的方式进行取向。即，从线圈端子45侧观看，实际上按照磁轭38的连结部分50、线圈34、铁芯36的头部48、触点部18的顺序配置。通过电磁铁14的这样的取向，与铁芯36的头部48位于从触点部18离开的那一侧的反向的结构相对比，能有意地变更衔铁54的移动距离与磁吸引力的关系（在后面进一步详细说明）。

磁性可动体16，具备被配置在电磁铁14的磁路上、由电磁铁14驱动的衔铁54和安装在衔铁54上的单独的永久磁铁56。衔铁54，具有分别由例如磁钢等磁性材料形成的矩形平板状的一对磁极片58、60。永久磁铁56具有长方体形状，在侧面56a、56b分别形成N极及S极（图2）。第一磁极片58及第二磁极片60，在两者间沿永久磁铁56的磁化方向（图示NS极间的磁场的方向）对永久磁铁56进行夹持，并且使此磁化方向的朝向平行于线圈34的中心轴线34a，与头部48的外缘区域48a相向地配置（图5）。

配备了衔铁54和永久磁铁56的磁性可动体16，在第一磁极片58的一部分处在头部48的外缘区域48a与磁轭38的主部分52的末端区域52a之间的状态下，向与线圈中心轴线34a平行的方向（图5的箭头α方向）能直线往返移动地配置。即，第一及第二磁极片58、60，能与永久磁铁56一体地向平行于线圈中心轴线34a的方向直线移动。磁性可动体16的往返移动范围，把第一磁极片58与铁芯36的头部48的外缘区域48a和磁轭38的主部分52的末端区域52a分别抵接的位置规定为移动极限点。

本实施方式的第一及第二磁极片58、60，具有朝与线圈中心轴线34a正交的方向相互不同的尺寸。在图示结构中，向与线圈中心轴线34a及基部12的底面26a、30a正交的方向观看，第一磁极片58具有比第二磁极片60更大的尺寸（图2、图5、图7）。第一及第二磁极片58、60的其它的尺寸相互大致相同。第一及第二磁极片58、60这样具有不同的尺寸而获得的效果在后面说明。

本实施方式的触点部18，具备4组具有常开固定触点62的第一固定触点构件64（以下称为固定触点端子构件64），和具有与常开固定触点62能接离的常开可动触点66的有弹性的第一可动触点构件68（以下称为可动触点弹簧构件68）的组合（以下称为常开触点构件组70）（图6）。另外，触点部18，具备2组具有常闭固定触点72的第二固定触点构件74（以下称为固定触点端子构件74），和与常闭固定触点72能接离的常闭可动触点76的有弹性的第二可动触点构件78（以下称为可动触点弹簧构件78）的组合（以下称为常闭触点构件组80）（图6）。

在有极电磁继电器10具有单稳态式的结构的情况下，常开固定触点62和常开可动触点66（以下称为常开触点对）在电磁铁14未被励磁时断开，在电磁铁14正被励磁时闭合。另外，在单稳态式的情况下，常闭固定触点72和常闭可动触点76（以下称为常闭触点对），在电磁铁14未被励磁时闭合，在电磁铁14正被励磁时断开。相对于此，在有极电磁继电器10具有双稳态式的结构的情况下，在由电磁铁14的励磁已使得常开触点对闭合而且常闭触点对断开的状态下，即使使得电磁铁14没有被励磁，常开触点对的闭合状态及常闭触点对的断开状态也被维持。另外，单稳态式的结构和双稳态式的结构，通过对电磁铁14及永久磁铁56的磁力与可动触点弹簧构件68、78的弹簧施加力的关系进行调整，能进行选择。

具备上述共12个固定触点端子构件64、74及可动触点弹簧构件68、78的触点部18，在由围壁30的周壁部分30b和中心壁部分30c划定的容纳孔28中，以在中心壁部分30c的各侧朝基部12的长度方向排列的方式设置2个常开触点构件组70和1个常闭触点构件组80（图3）。如果进一步详细地说明，则从接近基部12的第一部分22的一侧观看，在设在围壁30的中心壁部分30c的各侧的6个容纳孔28中，1个常闭触点构件组80的固定触点端子构件74、同一常闭触点构件组80的可动触点弹簧构件78、1个常开触点构件组70的可动触点弹簧构件68、同一常开触点构件组70的固定触点端子构件64、另一常开触点构件组70的可动触点弹簧构件68，及同一常开触点构件组70的固定触点端子构件64，以此顺序个别地被容纳（图3、图11）。这些固定触点端子构件64、74及可动触点弹簧构件68、78在围壁30的中心壁部分30c的两侧相互以相同的排列设置。

固定触点端子构件64、74及可动触点弹簧构件68、78，分别具有从围壁30的顶面30e突出、对触点进行承载的长度方向一端侧（在图中为上侧）的区域（以下称为上侧区域）64a、74a、68a、78a和从底面30a突出、与例如未图示的电路板的导体连接的长度方向另一端侧（在图中为下侧）的区域（以下称为下侧区域）64b、74b、68b、78b（图11）。各常开触点构件组70的常开固定触点62和常开可动触点66，在围壁30的上方朝基部12的长度方向相互面对地配置。同样，各常闭触点构件组80的常闭固定触点72与常闭可动触点76向基部12的长度方向相互面对地配置。

如以下那样构成，即，通过传递构件20对应于上述磁性可动体16的直线移动动作而如后述那样移动，常开可动触点66及常闭可动触点76摇动地位移，相对于在其摇动方向面对的常开固定触点62及常闭固定触点72，能交替地进行触点开闭动作以便当一方的触点对闭合了时另一方的触点对断开。第一可动触点弹簧构件68及第二可动触点弹簧构件78的、至少包含上侧区域68a及78a的部分，是由具有弹性的材料例如弹簧用磷青铜的薄板冲裁而形成的，第一可动触点弹簧构件68及第二可动触点弹簧构件78相应于从随磁性可动体16一起移动的传递构件20受的力，一面发挥所需的弹簧施加力一面弹性地挠曲。第一固定触点端子构件64及第二固定触点端子构件74，是作为整体例如从同样的弹簧用磷青铜、其它的导电性金属的板材冲裁而形成的，具有反抗从构成组的第一可动触点弹簧构件68及第二可动触点弹簧构件78在触点闭合时受的力实际上不挠曲（或挠曲仅微少量的程度）的刚性。

传递构件20，具备对磁性可动体16进行支承的第一部分82和与第一可动触点弹簧构件68及第二可动触点弹簧构件78卡合的第二部分84（图1、图3）。在图3的俯视图中，传递构件20具有比基部12更小的大致矩形的轮廓，第一部分82和第二部分84朝传递构件20的长度方向相互邻接地配置。传递构件20，从例如电绝缘性的树脂材料由注射成形能作为整体一体地成形。

传递构件20安装在围壁30上，其矩形轮廓的长边平行于线圈34的中心轴线34a地进行取向，并且第一部分82位于接近电磁铁14的一侧，与顶面30e相向（图1）。在此状态下，传递构件20向基部12的长度方向相对于基部12能以滑动方式往返移动。如后述那样，传递构件20向触点部18的第一及第二的可动触点弹簧构件68、78传递衔铁54的动作，使常开可动触点66及常闭可动触点76进行开闭动作。

在传递构件20的第一部分82上，设置收容磁性可动体16的空处86（图7）。在空处86中，衔铁54的第一及第二磁极片58、60和被夹持在这些磁极片58、60之间的永久磁铁56，以永久磁铁56的磁化方向朝着传递构件20的长度方向（因此朝着移动方向）的姿势例如通过压入、粘接剂的使用进行固定（图8）。在将传递构件20安装在了基部12的围壁30上的状态下，被支承在第一部分82上的衔铁54及永久磁铁56和被支承在基部12的第一部分22上的电磁铁14，被定位成上述相对配置（图5）。另外，第二部分84，向被支承在了基部12的第二部分24上的第一及第二可动触点弹簧构件68及78传递传递构件20的动作。

在传递构件20的第二部分84上，以与在基部12上的第一及第二可动触点弹簧构件68、78的配置对应的配置，形成分别容纳第一可动触点弹簧构件68的上侧区域68a的4个第一空处88和分别容纳第二可动触点弹簧构件78的上侧区域78a的2个第二空处90（图1）。在各第一空处88，以向传递构件20的侧面或较短一方的方向相互离开而且相向的方式设置与可动触点弹簧构件68的上侧区域68a的两侧缘能卡合的一对第一突片92（图7、图8）。同样，在各第二空处90，以向传递构件20的侧面或较短一方的方向相互离开而且相向的方式设置与可动触点弹簧构件78的上侧区域78a的两侧缘能卡合的一对第二突片94（图7、图8）。在各第一空处88，还与传递构件20的外缘侧的第一突片92邻接地设置容纳可动触点弹簧构件68的上侧区域68a的一侧缘的狭缝96（图7、图8）。

在第二部分84上位于从第一部分82离开最远的一侧（在图1及图3中为右端侧）的第一空处88（以下称为右端第一空处88a），是以其一对的第一突片92成为传递构件20的端面的方式形成的。上侧区域68a被容纳在了右端第一空处88a中的可动触点弹簧构件68的常开可动触点66，从一对第一突片92的间隙向传递构件20的外方突出，与同一常开触点构件组70的固定触点端子构件64的常开固定触点62相向地配置。位于第二部分84的中间的第一空处88（以下称为中间第一空处88b），与形成在其一对第一突片92的相反侧（接近右端第一空处88a的一侧）的第三空处98，经这些第一突片92的间隙连通（图1、图3）。在第三空处98中，容纳第一固定触点端子构件64的上侧区域64a。在中间第一空处88b中容纳了上侧区域68a的可动触点弹簧构件68的常开可动触点66，从一对第一突片92的间隙向第三空处98突出，与被容纳在了第三空处98中的常开固定触点62相向地配置。

第二空处90，与形成在其一对第二突片94的相反侧（接近空处86的一侧）的第四空处100，经这些第二突片94的间隙连通（图1、图3）。在第四空处100中，容纳第二固定触点端子构件74的上侧区域74a。在第二空处90中容纳了上侧区域78a的可动触点弹簧构件78的常闭可动触点76，从一对第二突片94的间隙向第四空处100突出，与常闭固定触点72相向地配置。另外，在基部12的顶面30c上，与第一部分22侧邻接地立设对被容纳在第四空处100中的常闭固定触点72进行支承的壁102。壁102也容纳在传递构件20的第四空处100中（图1、图3）。

传递构件20，具有在线圈中心轴线34a的两侧各分散配置2个、与基部12能滑动地卡合的共4个爪104（在图1中仅表示单侧2个）。这些爪104，在关于线圈中心轴线34a对称的位置，从传递构件20的两侧壁朝一方向（在图中为下方）延伸设置。如图9及图10所示，在各爪104上，形成向传递构件20的内侧突出的钩部分106。另一方面，基部12具有与围壁30的顶面30e邻接地向与线圈中心轴线34a平行的方向对4个爪104进行引导的一对导轨108（图1、图3、图10）。这些导轨108，在关于线圈中心轴线34a对称的位置向基部12的长度方向以直线状延长。各导轨108，滑动自如地容纳单侧2个爪104的钩部分106。

由使配置在传递构件20的两侧壁上的4个爪104与设在基部12上的一对导轨108卡合的结构，传递构件20与基部12卡定，传递构件20的脱落被防止，另外，传递构件20在基部12上能稳定地往返动作。另外，也可通过关于线圈中心轴线34a对称地设置单侧2个以上、整体4个以上的爪104，使传递构件20的往返动作的稳定性进一步提高。

有极电磁继电器10，还具备对电磁铁14、磁性可动体16、触点部18及传递构件20进行收容的箱（未图示）。箱具有大致长方体的轮廓，并且在长方体轮廓的一面具有用于将电磁铁14、磁性可动体16、触点部18及传递构件20插入内部的开口。箱由粘接剂能固定在基部12上。箱从电绝缘性的树脂材料能一体地成形。

下面，说明有极电磁继电器10的动作的一例。另外，以下的说明，是有极电磁继电器10具有单稳态式的结构的情况的说明。另外，在以下的说明中，将触点部18的常开触点对闭合而且常闭触点对断开的状态称为“动作状态”，将常开触点对断开而且常闭触点对闭合的状态称为“返回状态”。

图11（a）表示有极电磁继电器10的返回状态下的触点部18及传递构件20的位置。图11（b）表示有极电磁继电器10的动作状态下的触点部18及传递构件20的位置。图12（a）表示有极电磁继电器10的返回状态下的磁性可动体16的位置。图12（b）表示有极电磁继电器10的动作状态下的磁性可动体16的位置。图13表示触点部18的任一触点（在图中为接近常闭触点构件组80的那一侧的常开触点构件组70）熔结了时的触点部18及传递构件20的位置。

在有极电磁继电器10的返回状态下，触点部18，是各常闭触点构件组80的常闭固定触点72与常闭可动触点76闭合，而各常开触点构件组70的常开固定触点62与常开可动触点66断开（图11（a））。此时，电磁铁14是无励磁的状态，磁性可动体16被配置在第一磁极片58从铁芯36的头部48的外缘区域48a离开而且与磁轭38的主部分52的末端区域52a抵接的返回位置（图12（a））。另外，传递构件20被设置在与电磁铁14最接近的第一移动极限位置（在图中为左端位置）（图1、图3～图5）。

传递构件20，在返回状态下，在各第一可动触点弹簧构件68及各第二可动触点弹簧构件78不施加产生挠曲的力。第一可动触点弹簧构件68，在从传递构件20不受力的状态下，不会产生挠曲，使常开可动触点66从对应的常开固定触点62离开（以下将此形态称为第一可动触点弹簧构件68的“初始形态”）。另外，第二可动触点弹簧构件78，在从传递构件20不受力的状态下，通过常闭可动触点76与对应的常闭固定触点72接触而稍产生挠曲，在弹簧施加力下将常闭可动触点76推压在常闭固定触点72上（以下将此形态称为第二可动触点弹簧构件78的“初始形态”）。通过各第一可动触点弹簧构件68及各第二可动触点弹簧构件78维持初始形态，触点部18被保持在常开可动触点66从常开固定触点62脱离而且常闭可动触点76与常闭固定触点72导通接触的常闭触点闭合位置（图11（a））。另外，在返回状态下，在第一磁极片58与磁轭38的主部分52之间，作用由永久磁铁56产生的微小磁吸引力。

如从上述返回状态电磁铁14被励磁，则由电磁铁14与永久磁铁56的磁力，磁性可动体16向第一磁极片58从磁轭38的主部分52的末端区域52a离开而且与铁芯36的头部48的外缘区域48a抵接的动作位置移动（图12（b））。在这里，由电磁铁14的励磁发生的磁通的方向，是相对于永久磁铁56的磁通的方向在第一磁极片58与磁轭38的主部分52之间产生排斥力而且在第一磁极片58与铁芯36的头部48之间产生吸引力的方向。当磁性可动体16从返回位置向动作位置移动时，随着磁性可动体16的移动，传递构件20由基部12的导轨108引导爪104，随磁性可动体16一起向与线圈中心轴线34a平行的方向移动。磁性可动体16及传递构件20的此直线的移动动作，经传递构件20的第一突片92及狭缝96和第二突片94，向触点部18的第一可动触点弹簧构件68及第二可动触点弹簧构件78的上侧区域68a、78a传递，可动触点弹簧构件68、78的上侧区域68a、78a一面使弹簧施加力增加一面弹性地挠曲。即，由电磁铁14的励磁向使第一磁极片58与铁芯36的头部48的外缘区域48a抵接的方向产生的磁力超过了使可动触点弹簧构件68、78的上侧区域68a、78a从初始形态挠曲所需要的力的总和时，磁性可动体16的从返回位置向动作位置的移动及与其相伴的传递构件20的移动开始。

如磁性可动体16到达动作位置，则传递构件20处在从电磁铁14离开最远的第二移动极限位置（在图中为右端位置）（图11（b））。此时，触点部18，是各常闭触点构件组80的常闭固定触点72与常闭可动触点76断开，各常开触点构件组70的常开固定触点62与常开可动触点66闭合（图11（b））。这样一来，有极电磁继电器10成为动作状态。

当有极电磁继电器10从返回状态转移到了动作状态时，在第一磁极片58与铁芯36的头部48之间，作用由电磁铁14及永久磁铁56产生的磁吸引力。其结果，触点部18反抗可动触点弹簧构件68、78的弹簧施加力，被保持在常闭可动触点76从常闭固定触点72离开而且常开可动触点66与常开固定触点62导通接触的常开触点闭合位置（图11（b））。

在上述动作状态下，如切断线圈34的电流而停止电磁铁14的励磁，则各个可动触点弹簧构件68、78的弹簧施加力（即向初始形态的弹性恢复力），从上侧区域68a、78a施加在传递构件20的第一突片92及狭缝96和第二突片94上，所以，磁性可动体16向第一磁极片58从铁芯36的头部48的外缘区域48a离开而且与磁轭38的主部分52的末端区域52a抵接的返回位置移动（图12（a））。在磁性可动体16从动作位置向返回位置移动的期间，传递构件20由基部12的导轨108引导爪104，随磁性可动体16一起向与线圈中心轴线34a平行的方向移动。

如磁性可动体16到达返回位置，则传递构件20处在与电磁铁14最接近的第一移动极限位置（图11（a））。此时，触点部18，是各常闭触点构件组80的常闭固定触点72与常闭可动触点76闭合，各常开触点构件组70的常开固定触点62与常开可动触点66断开（图11（a））。这样一来，有极电磁继电器10成为返回状态。

在有极电磁继电器10具有双稳态式的结构的情况下，即使在图11（b）及图12（b）所示动作状态下停止电磁铁14的励磁，磁性可动体16也由永久磁铁56的作用保持在动作位置，因此，触点部18被保持在常开触点闭合位置。在此状态下，如果例如使与从返回状态向动作状态转移时相反方向的电流向线圈34流动而在相反方向对电磁铁14励磁，则由电磁铁14与永久磁铁56的磁力，磁性可动体16向图12（a）的返回位置移动。此时在电磁铁14中产生的磁通的方向，是相对于永久磁铁56的磁通的方向在第一磁极片58与铁芯36的头部48之间产生排斥力而且在第一磁极片58与磁轭38的主部分52之间产生吸引力的方向。在磁性可动体16从动作位置向返回位置移动的期间，第一可动触点弹簧构件68的上侧区域68a及第二可动触点弹簧构件78的上侧区域78a进行弹性恢复。即，当由电磁铁14的上述相反方向的励磁向使第一磁极片58与磁轭38的主部分52的末端区域52a抵接的方向产生的磁力和可动触点弹簧构件68、78的上侧区域68a、78a的弹性恢复力的总和超过了在动作状态下将磁性可动体16保持在动作位置的永久磁铁56的磁力时，磁性可动体16的从动作位置向返回位置的移动及与其相伴的传递构件20的移动开始。在返回状态下，在第一磁极片58与磁轭38的主部分52之间，作用由电磁铁14及永久磁铁56产生的磁吸引力。其结果，触点部18被保持在常开可动触点66从常开固定触点62脱离而且常闭可动触点76与常闭固定触点72导通接触的常闭触点闭合位置（图11（a））。在返回状态下，即使停止电磁铁14的相反方向的励磁，磁性可动体16也由永久磁铁56的作用保持在返回位置，因此，触点部18被保持在常闭触点闭合位置。

如上述那样，传递构件20随着衔铁54（磁性可动体16）的向与线圈中心轴线34a平行的方向的直线移动向与线圈中心轴线34a平行的方向进行直线移动，使常开可动触点66和常闭可动触点76相互机械性地连动，进行开闭动作。由这样的传递构件20的结构，有极电磁继电器10能被用作所谓的安全继电器，该安全继电器使得，当在动作状态期间常开触点对熔结了时，即使变成返回状态常闭触点对也不闭合。在安装了安全继电器的电路中，能检测出常开触点对的熔结，并能维持电力的切断状态。

例如，在图11（b）的动作状态下，设想4个常开触点构件组70中的任一个常开触点构件组70的常开固定触点62与常开可动触点66熔结了的情况。从此动作状态，如上述那样使电磁铁14不进行励磁，使有极电磁继电器10成为返回状态。此返回状态表示在图13中。因为常开固定触点62与常开可动触点66熔结了的常开触点构件组70（在图中为与常闭触点构件组80接近的一侧的常开触点构件组70）的、第一可动触点弹簧构件68的上侧区域68a与传递构件20的对应的第一突片92（及狭缝96（图7））卡合着，所以，传递构件20的移动由熔结了的常开触点构件组70阻碍。因此，即使是返回状态，也如图13所示那样，传递构件20被保持在第一移动极限位置与第二移动极限位置之间的中间位置。

当传递构件20处于中间位置时，余下的3个常开触点构件组70，都是常开固定触点62从常开可动触点66脱离而处于触点断开状态，另一方面，2个常闭触点构件组80，都是在常闭固定触点72与常闭可动触点76之间确保预先确定了的尺寸的间隙，仍然处于触点断开状态。在控制成了返回状态的有极电磁继电器10中，在常闭触点构件组80不闭合的（即触点部18未转向至常闭触点闭合位置的）情况下，能在安装了有极电磁继电器10的电路上将常闭触点构件组80未闭合的事件作为触点部18的异常动作检测出。而且，作为触点部18的异常动作的可想到的原因，能对任一个常开触点构件组70的常开触点对的熔结进行检测。另外，在这样的安全继电器的应用，因为有极电磁继电器10具备至少1个常开触点构件组70和至少1个常闭触点构件组80而成为可能。而且，常开触点构件组70及常闭触点构件组80的个数增加得越多，则作为安全继电器的安全性及及可靠性提高越多。

具有上述结构的有极电磁继电器10，由于以线圈34的中心轴线34a与基部12的底面26a、30a平行的姿势配置电磁铁14，并且具有电磁铁14使磁性可动体16向与线圈34的中心轴线34a平行的方向进行直线移动的结构，所以，具有能有效地减小继电器整体在线圈径向的外形尺寸的优点。另外，因为构成衔铁54的第一及第二磁极片58、60在永久磁铁56的磁化方向上对永久磁铁56进行夹持，并且使磁化方向的朝向与线圈中心轴线34a平行地构成，所以，能将磁性可动体16的构造简单化及小型化。另外，由于衔铁54在将永久磁铁56夹持在第一及第二磁极片58、60之间的状态固定地与传递构件20连结，所以，能效率良好地向触点部18传递衔铁54的移动动作。

这样，有极电磁继电器10除了具有能用作安全继电器的二对以上的触点对，因此4个以上的触点构件（第一固定触点端子构件64、第一可动触点弹簧构件68、第二固定触点端子构件74、第二可动触点弹簧构件78）以外，通过使包含衔铁54和永久磁铁56的磁性可动体16的移动方向、永久磁铁56的磁化方向，和传递构件20的移动方向都为与线圈中心轴线34a平行的方向，能容易地小型化（特别是低高度化），而且通过做成有极的结构，能削减电力消耗。

在上述有极电磁继电器10中，衔铁54的一对磁极片58、60具有朝与线圈中心轴线34a大致正交的方向相互不同的尺寸。在这里，电磁铁14的励磁时作用在衔铁54上的磁力，与成为安装了永久磁铁56的衔铁54的磁极面的磁极片58、60的表面的尺寸相应地变化。因此，在一对磁极片58、60具有相互不同的尺寸的结构中，作用在尺寸大的磁极片上的磁力比作用在尺寸小的磁极片上的磁力变得更大。在图示结构中，因为由磁吸引力的作用而与铁芯38的头部48的外缘区域48a和磁轭38的主部分52的末端区域52a抵接的第一磁极片具有比第二磁极片60更大的尺寸（图5），所以，与第一磁极片58具有与第二磁极片60相同的尺寸的结构相比，能使电磁铁14励磁时作用在衔铁54上的磁力增加。

图14，以第一磁极片58具有比第二磁极片60更大的尺寸的结构（实施方式1）与第一及第二磁极片58、60相互具有相同的尺寸的结构（实施方式2）的对比，来表示衔铁54的移动距离与磁吸引力的关系（吸引力特性）。图14的横轴，以第一磁极片58与铁芯36的头部48的外缘区域48a抵接的位置（图12（b））为原点，表示衔铁54向第一磁极片58接近磁轭38的主部分52的末端区域52a的方向的移动距离。另外，纵轴表示向铁芯36的头部48的外缘区域48a吸引第一磁极片58的电磁铁14及永久磁铁56的磁吸引力。正的磁吸引力，是向铁芯36的头部48吸引第一磁极片58的力，负的磁吸引力，是使第一磁极片58从铁芯36的头部48远离的力（由永久磁铁56产生）。

在图14中，实线L1，表示实施方式1的吸动（动作）电流的磁吸引力与移动距离的关系，实线L2表示实施方式1的释放（返回）电流（零电流）的磁吸引力与移动距离的关系，断续线L3表示实施方式2的吸动（动作）电流的磁吸引力与移动距离的关系，断续线L4表示实施方式2的释放（返回）电流（零电流）的磁吸引力与移动距离的关系。如图所示，在实施方式1中，与实施方式2对比，涉及衔铁54的移动距离的整个范围，磁吸引力都是增加的。此磁吸引力的增加，是使磁吸引力与从可动触点弹簧构件68、78经传递构件20施加在衔铁54上的弹簧施加力的大小对应，是使有极电磁继电器10的动作特性最佳化。因此，通过向与线圈中心轴线34a大致正交的方向对第一磁极片58的尺寸进行调整，能相应于弹簧施加力的大小适当调整有极电磁继电器10的动作特性。

在上述有极电磁继电器10中，电磁铁14以铁芯36的头部48位于线圈34与触点部18之间的方式进行取向。由电磁铁14的这样的取向，与铁芯36的头部48位于从触点部18离开了的一侧的相反方向的结构对比，能如以下那样有意地变更衔铁54的移动距离与磁吸引力的关系。另外，因为使电磁铁14相对于触点部18的取向反转，所以，电磁铁14及永久磁铁56的磁力与可动触点弹簧构件68、78的弹簧施加力的关系变动，可以推测，衔铁54的移动距离与磁吸引力的关系变化。

图15，以铁芯36的头部48位于线圈34与触点部18之间的结构（实施方式3）与其相反方向的结构（实施方式4）的对比，表示衔铁54的移动距离与磁吸引力的关系（吸引力特性）。图15的横轴及纵轴分别表示与图14同样的移动距离及磁吸引力。在图15中，实线L5表示实施方式3中的吸动（动作）电流的磁吸引力与移动距离的关系，实线L6表示实施方式3中的释放（返回）电流（零电流）的磁吸引力与移动距离的关系，断续线L7表示实施方式4的吸动（动作）电流的磁吸引力与移动距离的关系，断续线L8表示实施方式4的释放（返回）电流（零电流）的磁吸引力与移动距离的关系。如图示那样，在实施方式3中，与实施方式4相比，特别是在衔铁54的移动距离少的区域磁吸引力的变化率减少。此磁吸引力的变化率的减少，是使磁吸引力的变化近似从可动触点弹簧构件68、78经传递构件20施加在衔铁54上的弹簧施加力的变化率，是使有极电磁继电器10的动作特性最佳化。因此，通过作为电磁铁14相对于触点部18的取向选择实施方式3和实施方式4的任一个，能相应于弹簧施加力的变化率适当变更有极电磁继电器10的动作特性。

在上述有极电磁继电器10中，在返回状态下，除了第一磁极片58从铁芯36的头部48的外缘区域48a离开、与磁轭38的主部分52的末端区域52a抵接外，如图12（a）所示，第二磁极片60也从外缘区域48a离开。换言之，在返回状态下，在第一及第二磁极片58、60的双方与外缘区域48a之间形成间隙。返回状态下的第二磁极片60与铁芯36的头部48之间的间隙，例如约为0.2mm。此间隙的尺寸，通过永久磁铁56的向沿线圈中心轴线34a的方向的尺寸、铁芯36的头部48的外缘区域48a与磁轭38的主部分52的末端区域52a之间的最短距离的选择，能适当设定。

在返回状态下，通过衔铁54动作以在第一及第二磁极片58、60与铁芯36的外缘区域48a之间形成间隙，与在返回状态下第一磁极片58与磁轭38的主部分52的末端区域52a抵接，同时，第二磁极片60与铁芯36的头部48的外缘区域48a抵接的结构对比，与图15所示实施方式3同样，特别是在衔铁54的移动距离少的区域能减少磁吸引力的变化率。另外，对应于上述间隙的尺寸，能调整磁吸引力的变化率。另外，由于上述间隙的有无、尺寸的变更，电磁铁14及永久磁铁56的磁力与可动触点弹簧构件68、78的弹簧施加力的关系变动，可以推测，衔铁54的移动距离与磁吸引力的关系变化。

图16，表示上述有极电磁继电器10的变型例。在图16的变型例中，在返回状态下，衔铁54′的第一磁极片58′从铁芯36′的头部48′的外缘区域48a′及磁轭38′的主部分52′的末端区域52a′双方离开，另一方面，衔铁54′的第二磁极片60′与铁芯36′的头部48′的外缘区域48a′抵接（图16（a））。另外，在动作状态下，第一磁极片58′与磁轭38′的主部分52′的末端区域52a′离开，与铁芯36′的头部48′的外缘区域48a′抵接，另一方面，第二磁极片60′从铁芯36′的头部48′的外缘区域48a′离开（图16（b））。换言之，在返回状态下，在铁芯36′的头部48′及磁轭38′的末端区域52a的双方与第一磁极片58′之间形成间隙。返回状态下的第一磁极片58′与磁轭38′的末端区域52a′之间的间隙例如约为0.2mm。此间隙的尺寸，通过对永久磁铁56′的在沿线圈中心轴线34a′的方向的尺寸、铁芯36′的头部48′的外缘区域48a′与磁轭38′主部分52′的末端区域52a′之间的最短距离进行选择，能适当设定。

通过在返回状态下衔铁54′动作以在铁芯36′的头部48′及磁轭38′的末端区域52a′与第一磁极片58′之间形成间隙，与在返回状态下第二磁极片60′与铁芯36′的头部48′的外缘区域48a抵接，同时第一磁极片58′与磁轭38′的主部分52′的末端区域52a′抵接的结构对比，与图15所示实施方式3同样，特别是在衔铁54′的移动距离少的区域能使磁吸引力的变化率减少。另外，能对应于上述间隙的尺寸对磁吸引力的变化率进行调整。另外，图16的变型例的结构，是衔铁54′的第一及第二磁极片58′、60′相互具有同一尺寸的结构。

附图标记说明：

10 有极电磁继电器

12 基部

14 电磁铁

16 磁性可动体

18 触点部

20 传递构件

34 线圈

34a 中心轴线

36 铁芯

38 磁轭

48 头部

48a 外缘区域

52 主部分

52a 末端区域

54 衔铁

56 永久磁铁

58 第一磁极片

60 第二磁极片

62 常开固定触点

64 第一固定触点端子构件

66 常开可动触点

68 第一可动触点弹簧构件

70 常开触点构件组

72 常闭固定触点

74 第二固定触点端子构件

76 常闭可动触点

78 第二可动触点弹簧构件

80 常闭触点构件组

92 第一突片

94 第二突片

96 狭缝

104 爪

108 导轨

Claims (6)

1.一种有极电磁继电器，具备电磁铁、一对磁极片、永久磁铁、触点部，和传递构件；

该电磁铁具有线圈；

该一对磁极片由上述电磁铁驱动；

该永久磁铁安装在上述一对磁极片上；

该触点部包含具有常开固定触点的第一固定触点构件、具有与常开固定触点能接离的常开可动触点的第一可动触点构件、具有常闭固定触点的第二固定触点构件，及不同于该第一可动触点具有与该常闭固定触点能接离的常闭可动触点的第二可动触点构件；

该传递构件安装着上述一对磁极片，向上述第一及第二可动触点构件传递上述一对磁极片的动作，使上述常开可动触点及上述常闭可动触点进行开闭动作；

上述一对磁极片，沿上述永久磁铁的磁化方向对上述永久磁铁进行夹持，而且，使该磁化方向的朝向平行于上述线圈的中心轴线地进行配置，上述一对磁极片能与上述永久磁铁一体地向与该中心轴线平行的方向进行直线移动；

上述传递构件，伴随着上述一对磁极片向与上述中心轴线平行的方向的直线移动向与上述中心轴线平行的方向进行直线移动，使上述常开可动触点和上述常闭可动触点相互地连动、进行开闭动作，

上述电磁铁具备铁芯和磁轭，该铁芯具有在上述线圈内侧沿上述中心轴线配置的轴部及在上述线圈的外侧从该轴部的轴线方向一端向径向外方延长的头部；该磁轭与该轴部的轴线方向另一端连结，在上述线圈的外侧向该头部延伸设置，

上述头部位于上述一对磁极片之间，且被配置在上述线圈与上述触点部之间。

2.根据权利要求1所述的有极电磁继电器，其特征在于：上述一对磁极片具有相互不同的尺寸。

3.根据权利要求1所述的有极电磁继电器，其特征在于：在返回状态下，在上述一对磁极片双方与上述铁芯的上述头部之间形成间隙。

4.根据权利要求1所述的有极电磁继电器，其特征在于：一方的上述磁极片配置在上述头部与上述磁轭的末端区域之间；

在返回状态下，在上述铁芯的上述头部及上述磁轭的上述末端区域的双方与上述一方的磁极片之间形成间隙。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的有极电磁继电器，其特征在于：还具备对上述触点部进行支承的基部，

上述传递构件具有与上述基部能滑动地卡合的爪，上述基部具有向与上述中心轴线平行的方向对上述爪进行引导的导轨。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的有极电磁继电器，其特征在于：在上述常开固定触点与上述常开可动触点相互熔结了的情况下，在返回状态下，上述传递构件在上述常闭固定触点与上述常闭可动触点之间确保预先确定了的尺寸的间隙。