DE102012106434A1

DE102012106434A1 - Relais

Info

Publication number: DE102012106434A1
Application number: DE102012106434A
Authority: DE
Inventors: Akikazu Uchida
Original assignee: Anden Co Ltd
Current assignee: Denso Electronics Corp
Priority date: 2011-07-18
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2013-01-24
Anticipated expiration: 2032-07-18
Also published as: CN102891039B; US8847714B2; US20140035705A1; JP5585550B2; US20130021122A1; DE102012106434B4; JP2013025906A; US8698582B2; CN102891039A

Abstract

Ein Relais weist zwei Statoren (13) und ein bewegliches Element (23) auf. Jeder Stator (13) hat einen feststehenden Kontakt (14) und weist einen Anregungsabschnitt (133–136) auf, der eine Wicklungsform hat, und ein Magnetfeld erzeugt. Das bewegliche Element hat bewegliche Kontakte (25). In einem magnetischen Fluss des Magnetfeldes, welches durch den Erregungsabschnitt (133–136) erzeugt wird, ist ein bewegliches Element, welches den magnetischen Fluss weiterleitet, welcher durch das bewegliche Element hindurchtritt, orthogonal zu einer Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element (23) fließt und zu einer Bewegungsrichtung des beweglichen Elements (23). Eine Lorentz-Kraft, welche durch das bewegliche Element, welches durch magnetischen Fluss hindurchtritt, und den Strom, welcher in dem beweglichen Element (23) fließt, erzeugt wird, wirkt in einer Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte (25) in Kontakt mit den feststehenden Kontakten (14).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Relais zum Öffnen und Schließen einer elektrischen Schaltung.
HINTERGRUND
Bei einem herkömmlichen Relais sind Statoren, welche feste bzw. feststehende Kontakte haben, positioniert, und ein bewegliches Element, welches bewegliche Kontakte hat, wird bewegt. Eine elektrische Schaltung wird durch ein Verbringen der beweglichen Kontakte in Kontakt mit den feststehenden Kontakten geschlossen. Die elektrische Schaltung wird durch ein Trennen der beweglichen Kontakte von den feststehenden Kontakten geöffnet. Genauer weist das herkömmliche Relais ein bewegliches Bauteil, welches durch eine elektromagnetische Kraft einer Spule angezogen wird, eine Kontaktdruckfeder zum Vorspannen des beweglichen Elements in einer Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte in Kontakt mit den feststehenden Kontakten, und eine Rückstellfeder zum Vorspannen des beweglichen Elements durch das bewegliche Element in einer Richtung zum Trennen der beweglichen Kontakte von den feststehenden Kontakten auf.
Wenn die Spule mit Energie versorgt wird, wird das bewegliche Bauteil durch die elektromagnetische Kraft in eine Richtung zum Trennen von dem beweglichen Element getrieben. Das bewegliche Element wird durch die Kontaktdruckfeder unter Vorspannung gesetzt, um sich so zu bewegen, dass bewegliche Kontakte in Kontakt mit den feststehenden Kontakten kommen. Dann trennt das bewegliche Bauteil sich von dem beweglichen Element (siehe beispielsweise japanisches Patent Nr. 3,321,963 ).
KURZFASSUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Relais vorzusehen, welches eine Trennung zwischen beweglichen Kontakten und feststehenden Kontakten aufgrund einer elektromagnetischen Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft begrenzen kann.
Ein Relais gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist zwei Statoren und ein bewegliches Element auf. Jeder der Statoren hat einen feststehenden Kontakt und weist einen Anregungsabschnitt auf, welcher eine Wicklungsform hat, und ein Magnetfeld erzeugt. Das bewegliche Element hat bewegliche Kontakte. Das bewegliche Element ist beweglich, so dass die beweglichen Kontakte jeweils in Kontakt mit den feststehenden Kontakten gelangen, um eine elektrische Schaltung bzw. einen Stromkreis zu schließen, und die beweglichen Kontakte sich von den feststehenden Kontakten trennen, um die elektrische Schaltung bzw. den Stromkreis zu öffnen. In einem magnetischen Fluss des Magnetfeldes, welcher durch den Anregungsabschnitt erzeugt wird, ist ein das bewegliche Element durchdringender bzw. durchtretender, magnetischer Fluss, welcher durch das bewegliche Element hindurchtritt, orthogonal zu einer Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element fließt, und einer Bewegungsrichtung des beweglichen Elements. Eine Lorentzkraft, welche durch das bewegliche Element, welches den magnetischen Fluss weiterleitet bzw. weiterführt und den Strom, welcher in dem beweglichen Element fließt, erzeugt wird, wirkt in einer Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte in Kontakt mit den feststehenden Kontakten.
Das oben beschriebene Relais kann die Trennung zwischen den beweglichen Kontakten und den feststehenden Kontakten auch während einer Energieversorgung mit großem Strom beschränken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden offensichtlicher werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird. In den Zeichnungen sind:
1 eine Querschnittsansicht, welche ein Relais gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 eine Querschnittsansicht des Relais, aufgenommen entlang einer Linie II-II in 1;
3A eine Draufsicht auf ein bewegliches Element und Statoren in dem Relais in 1,
3B eine Vorderansicht des beweglichen Elements und der Statoren in 3A, und
3C eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements und der Statoren, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils C in 3A;
4A eine Draufsicht auf ein bewegliches Element und Statoren in einem Relais gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung,
4B eine Vorderansicht des beweglichen Elements und der Statoren in 4A, und
4C eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements und der Statoren, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils I in 4A;
5A eine Draufsicht auf ein bewegliches Element und Statoren in einem Relais gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung,
5B eine Vorderansicht des beweglichen Elements und der Statoren in 5A, und
5C Querschnittsansicht des beweglichen Elements und der Statoren, aufgenommen entlang einer Linie VC-VC in 5A;
6A eine Draufsicht, die Konfigurationen eines beweglichen Elements und von Statoren in einem Relais und eine externe elektrischen Schaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und
6B eine Vorderansicht, die die Konfigurationen des beweglichen Elements und der Statoren und die externe elektrische Schaltung in 6A zeigt;
7A eine Draufsicht, die Konfigurationen eines beweglichen Elements und von Statoren und eine externe elektrischen Schaltung gemäß einer Abwandlung der vierten Ausführungsform zeigt, und
7B eine Vorderansicht, die die Konfigurationen des beweglichen Elements und der Statoren und die externe elektrische Schaltung in 7A zeigt;
8A eine Draufsicht auf ein bewegliches Element und Statoren in einem Relais gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung,
8B eine Vorderansicht des beweglichen Elements und der Statoren in 8A, und
8C eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements und der Statoren, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils K in 8A;
9A eine Draufsicht auf ein bewegliches Element und Statoren in einem Relais gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung,
9B eine Vorderansicht des beweglichen Elements und der Statoren in 9A, und
9C eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements und der Statoren, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils L in 9A;
10A eine Draufsicht auf ein bewegliches Element und Statoren in einem Relais gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung,
10B eine Vorderansicht des beweglichen Elements und der Statoren in 10A, und
10C eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements und der Statoren, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils M in 10A;
11 eine Querschnittsansicht, welche ein Relais gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
12 eine Querschnittsansicht des Relais, aufgenommen entlang einer Linie XII-XII in 11;
13 eine Querschnittsansicht des Relais, aufgenommen entlang einer Linie XIII-XIII in 11;
14A eine Draufsicht auf ein bewegliches Element und Statoren in einem Relais in 11,
14B eine Vorderansicht des beweglichen Elements und der Statoren in 14A, und
14C eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements und der Statoren, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils R in 14A; und
15A eine Draufsicht, die Konfigurationen eines beweglichen Elements und von Statoren gemäß einer Abwandlung der achten Ausführungsform zeigt, und
15B eine Vorderansicht, die die Konfigurationen des beweglichen Elements und der Statoren in 15A zeigt, und
15C eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements und der Statoren, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils S in 15A.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Vor einem Beschreiben von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden Schwierigkeiten, welche der Erfinder der vorliegenden Anmeldung fand, untenstehend beschrieben werden.
In einem herkömmlichen Relais fließt in Kontaktabschnitten von beweglichen Kontakten und feststehenden Kontakten ein Strom invers in Bereichen, in denen die beweglichen Kontakte und die feststehenden Kontakte einander zugewandt sind. Demzufolge wird eine elektromagnetische Abstoßungskraft (hierin wird hierauf nachstehend Bezug genommen als „elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft”) erzeugt. Die elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft agiert, um die beweglichen Kontakte und die feststehenden Kontakte zu trennen. Demnach wird eine elastische Kraft einer Kontaktdruckfeder gewählt, um die Trennung zwischen den beweglichen Kontakten und den feststehenden Kontakten aufgrund der elektromagnetischen Abstoßungskraft zu begrenzen.
Da jedoch die elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft mit einer Zunahme im Strombetrag zunimmt, nimmt die Federkraft der Kontaktdruckfeder mit einer Zunahme im Strombetrag zu. Demzufolge wird eine physikalische Größe der Kontaktdruckfeder erhöht, und weiterhin wird eine physikalische Größe des Relais erhöht.
Die JP-A-2011-228245 (die der US 2001/0241809 A1 entspricht) offenbart ein Relais, in welchem eine Trennung zwischen beweglichen Kontakten und feststehenden Kontakten durch eine Lorentz-Kraft beschränkt wird, welche in einer Richtung entgegengesetzt zu einer elektromagnetischen Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft agiert. Besonders ist ein Magnet benachbart zu dem beweglichen Element angeordnet und das bewegliche Element unterliegt mit der Verwendung eines Stroms, welcher in das bewegliche Element fließt, und einem magnetischen Fluss, welcher in dem Magneten erzeugt wird, der Lorentz-Kraft, welche in der Richtung entgegengesetzt zu der elektromagnetischen Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft agiert.
Die Lorentz-Kraft, welche durch den Strom erzeugt wird und der magnetische Fluss sind proportional zu dem Strombetrag und einer magnetischen Flussdichte. In dem oben beschriebenen Relais jedoch können sich, da die elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft proportional zu einem Quadrat des Strombetrages ist, die beweglichen Kontakte und die feststehenden Kontakte während einer Energieversorgung mit einem großen Strom voneinander trennen.
Hierin nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In den folgenden jeweiligen Ausführungsformen sind identische oder äquivalente Abschnitte mit denselben Bezugszeichen oder Symbolen bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben werden. 1 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Relais gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, welche einer Querschnittsansicht entspricht, aufgenommen entlang einer Linie I-I in 2. 2 ist eine Querschnittsansicht des Relais, aufgenommen entlang einer Linie II-II in 1. 3A ist eine Draufsicht auf ein bewegliches Element 23 und Statoren 13 in dem Relais in 1, 3B ist eine Draufsicht auf das bewegliche Element 23 und die Statoren 13 in 3A, und 3C ist eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils C in 3A.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist das Relais gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Basis 11 und eine Abdeckung 12 auf. Die Basis 11 ist aus einem Harz bzw. Kunstharz bzw. Kunststoff gefertigt. Die Basis 11 hat eine ungefähr rechtwinklig parallel verrohrte Form und begrenzt einen Gehäuseraum 10 darin. Die Abdeckung 12 ist aus einem Harz bzw. Kunstharz bzw. Kunststoff gefertigt und ist an die Basis 11 gekoppelt, um einen Öffnungsabschnitt des Gehäuseraums 10 an einem Ende der Basis 11 zu verschließen.
Die Basis 11 ist mit bzw. an zwei Statoren 13 befestigt, wovon jeder aus einer elektrisch leitfähigen Metallplatte gebildet ist. Jeder der Statoren 13 hat einen Endabschnitt, welcher innerhalb des Gehäuseraumes 10 platziert ist, und den anderen Endabschnitt, welcher in Richtung eines äußeren Raumes hervorsteht. In der folgenden Beschreibung wird einer der Statoren 13 „erster Stator 13a” genannt, und der andere wird „zweiter Stator 13b” genannt.
An einem Endabschnitt des jeweiligen Stators 13 innerhalb des Gehäuseraums 10 sind feststehende Kontakte 14, welche aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt sind, durch Verpressen bzw. Rundhämmern befestigt. An einer Seite des externen Raums jedes der Statoren 13 ist mit einem Lastschaltungsanschluss 131 angeordnet, welcher mit einem externen Kabelstrang bzw. Kabelbaum (nicht gezeigt) gekoppelt ist. Der Lastschaltungsanschluss 131 des ersten Stators 13a ist durch den externen Kabelstrang mit einer Leistungsversorgung (nicht gezeigt) gekoppelt, und der Lastschaltungsanschluss 131 des zweiten Stators 13b ist durch einen externen Kabelstrang mit einer elektrischen Last (nicht gezeigt) gekoppelt.
Eine zylindrische Spule 15, welche während einer Versorgung mit Energie eine elektromagnetische Kraft erzeugt, ist mit der Basis 11 gekoppelt, um einen Öffnungsabschnitt des Gehäuseraumes 10 an der anderen Endseite davon zu bedecken. Die Spule 15 ist durch den externen Kabelstrang mit einer elektronischen Steuer- bzw. Regeleinheit ECU (ECU = Electronic Control Unit) gekoppelt, und die Spule 15 wird durch den externen Kabelstrang mit Energie versorgt.
Eine angeflanschte zylindrische Platte 16, welche aus einem magnetischen Material gefertigt ist, ist zwischen der Basis 11 und der Spule 15 angeordnet, und ein Joch 17, welches aus einem magnetischen metallischen Material gefertigt ist, ist an einer Seite der Spule 15 gegenüberliegend der Basis 11 und einer äußeren Umfangsseite der Spule 15 angeordnet. Die Platte 16 und das Joch 17 sind an der Basis 11 befestigt.
Ein feststehender Kern 18, welcher aus einem magnetischen Material gefertigt ist, ist in einem inneren Umfangsraum der Spule 15 angeordnet und der feststehende Kern 18 wird durch das Joch 17 gehalten.
Ein beweglicher Kern 19, welcher aus einem magnetischen Metall gefertigt ist, ist an einer Position gegenüber dem feststehenden Kern 18 in dem inneren Umfangsraum der Spule 15 angeordnet. Der bewegliche Kern 19 wird durch die Platte 16 gleitbar gehalten.
Eine Rückstellfeder 20, welche den beweglichen Kern 19 in Richtung einer entgegengesetzten Seite von dem feststehenden Kern 18 unter Vorspannung setzt, ist zwischen dem feststehenden Kern 18 und dem beweglichen Kern 19 angeordnet. Während der Energieversorgung der Spule wird der bewegbare Kern 19 gegen die Rückstellfeder 20 in Richtung des festen Kerns 18 angezogen.
Die Platte 16, das Joch 17, der feststehende Kern 18 und der bewegliche Kern 19 konfigurieren einen magnetischen Pfad des Magnetflusses, welcher durch die Spule 15 induziert wird.
Ein Schaft 21, welcher aus Metall gefertigt ist, durchdringt bzw. tritt durch den beweglichen Kern 19 hindurch und ist an dem beweglichen Kern 19 befestigt. Ein Ende des Schafts 21 erstreckt sich von dem feststehenden Kern 18 in Richtung der gegenüberliegenden Seite, und das Ende des Schafts 21 ist in ein isolierendes Glas 22, welches aus einem Harz bzw. Kunstharz bzw. Kunststoff gefertigt ist, welcher bzw. welches exzellente elektrische Isolierung vorsieht, eingepasst. Der bewegliche Kern 19, der Schaft 21 und das isolierende Glas 22 konfigurieren ein bewegliches Bauteil der vorliegenden Offenbarung.
Ein bewegliches Element 23, welches aus einer elektrisch leitfähigen Metallplatte gebildet ist, ist in dem Gehäuseraum 10 angeordnet. Eine Kontaktdruckfeder 24, welche das bewegliche Element 23 in Richtung der Statoren 13 unter Vorspannung setzt, ist zwischen dem beweglichen Element 23 und der Abdeckung 12 angeordnet.
Bewegliche Kontakte 25, welche aus einem elektrisch leitfähigen Metall gebildet sind, sind durch ein Verpressen an dem beweglichen Element 22 an jeweiligen Positionen, welche den feststehenden Kontakten 14 zugewandt sind, befestigt. Wenn der bewegliche Kern 19 durch eine elektromagnetische Kraft in Richtung des feststehenden Kerns 18 getrieben bzw. bewegt wird, kommen die feststehenden Kontakte 14 und die beweglichen Kontakte 25 miteinander in Kontakt.
Die detaillierte Konfiguration und Anordnung des Stators 13 und des beweglichen Elements 23 werden untenstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 3C beschrieben werden.
Ein Pfeil D in 3A bis 3C zeigt einen Fluss von Strom in dem beweglichen Element 23 an und Pfeile E in 3A bis 3C zeigen einen Fluss von Strom in den Statoren 13 an. Ebenso wird in der vorliegenden Beschreibung wird eine Anordnungsrichtung der zwei beweglichen Kontakte 25 (rechte und linke Richtung auf einer Papierebene in 1 bis 3C) „Anordnungsrichtung des beweglichen Kontakts” genannt. Eine Bewegungsrichtung des beweglichen Elements 23 (nach oben- und nach unten-Richtung auf der Papierebene in 1 und vertikale Richtung auf der Papierebene in 2 und 3A bis 3C) wird „Bewegungsrichtung des beweglichen Elements” genannt. Eine Richtung rechtwinklig zu sowohl der Anordnungsrichtung des beweglichen Kontakts als auch der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements (vertikale Richtung auf der Papierebene in 2 und 3A bis 3C) wird „Referenzrichtung Z” genannt.
In der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements wird eine Richtung (nach oben gerichtete Richtung auf der Papierebene in 1) zum Trennen der beweglichen Kontakte 25 von den restlichen Kontakten 14 „Öffnungsrichtung des beweglichen Elements F” genannt und eine Richtung (nach unten gerichtete Richtung auf der Papierebene in 1) zum Verbringen der beweglichen Kontakte 25 in Kontakt mit den feststehenden Kontakten 14 wird „Schließrichtung des beweglichen Elements G” genannt.
Das bewegliche Element 23 hat eine schwach bzw. feingliedrig rechtwinklige Parallelepiped-Form, welche sich in der Anordnungsrichtung des beweglichen Kontakts erstreckt.
Der zweite Stator 13b weist eine Montageplatte 132 für einen feststehenden Kontakt auf, auf welchem der feststehende Kontakt befestigt ist. Die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt ist in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert. In anderen Worten ist die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt an einer gegenüberliegenden Seite des beweglichen Elements 25 von dem beweglichen Element 23 angeordnet.
Der zweite Stator 13b weist einen Anregungsabschnitt auf, welcher ein Magnetfeld erzeugt. Der Anregungsabschnitt weist eine erste Platte 133, eine zweite Platte 134, eine dritte Platte 135 und eine vierte Platte 136 auf. Die erste Platte 133 erstreckt sich von einem Ende der Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt entlang der Bewegungsrichtung für das bewegliche Element. Die zweite Platte 134 ist in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements in Hinsicht auf das bewegliche Element 23 positioniert. In anderen Worten ist die zweite Platte 134 an einer gegenüberliegenden Seite des beweglichen Elements 23 von dem beweglichen Kontakt 25 angeordnet. Die zweite Platte 134 erstreckt sich von einem Ende der ersten Platte 133 parallel zu dem beweglichen Element 23 (d. h. der Anordnungsrichtung des beweglichen Kontakts). Die dritte Platte 135 erstreckt sich von einem Ende der zweiten Platte 134 in die Bewegungsrichtung des beweglichen Elements. Die vierte Platte 136 ist in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert und erstreckt sich von einem Ende der dritten Platte 135 parallel zu dem beweglichen Element 23. Die erste Platte 133 und die dritte Platte 135 sind außerhalb des beweglichen Kontakts 25 und des feststehenden Kontakts 14 in der Anordnungsrichtung des beweglichen Kontakts platziert.
Der Anregungsabschnitt, welcher durch die erste Platte 133 bis die vierte Platte 136 konfiguriert wird, hat eine Wicklungsform, wie explizit in 3B gezeigt ist und demnach wird ein Magnetfeld um den Anregungsabschnitt erzeugt, wenn ein Strom in dem Anregungsabschnitt fließt.
Eine Richtung des Stroms, welcher in der zweiten Platte 134 fließt, welche in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert ist, ist entgegengesetzt zu einer Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt.
Eine Richtung von Strom, welcher in der vierten Platte 136 fließt, welche in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert ist, ist dieselbe wie die Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt.
Die erste Platte 134 bis die vierte Platte 136 und das bewegliche Element 23 sind in einer positionalen Beziehung angeordnet, so dass sie voneinander in der Referenzrichtung Z verschoben sind und so dass sie nicht miteinander überlappen, wenn sie entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet werden.
Nachfolgend wird der Betrieb des Relais gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. Als erstes werden, wenn die Spule 15 mit Energie versorgt wird, der bewegliche Kern 19, die Welle bzw. der Schaft 21 und das isolierende Glas 22 in Richtung des feststehenden Kerns 18 gegen die Rückstellfeder 20 durch die elektromagnetische Kraft angezogen. Das bewegliche Element 23 steht durch die Kontaktdruckfeder 24 unter Vorspannung und bewegt sich, wobei es dem beweglichen Kern 19 folgt. Als ein Ergebnis kommen die beweglichen Kontakte 25 in Kontakt mit den gegenüberliegenden feststehenden Kontakten 14 und die zwei Lastschaltungsanschlüsse 131 werden elektrisch miteinander gekoppelt und ein Strom fließt durch das bewegliche Element 23. Nachdem die beweglichen Kontakte 25 in Kontakt mit den feststehenden Kontakten 14 gekommen sind, wird der bewegliche Kern 19 weiter in Richtung des feststehenden Kerns 18 bewegt, so dass das isolierende Glas 22 und die beweglichen Elemente 23 sich voneinander wegbewegen.
Wenn die Lastschaltungsanschlüsse 131 elektrisch miteinander gekoppelt werden, wird das elektrische Feld um den Anregungsabschnitt herum erzeugt. Eine Richtung H eines beweglichen Elements, welches magnetischen Fluss weiterleitet, wenn der magnetische Fluss des Magnetfeldes, welches durch den Anregungsabschnitt erzeugt wird, durch das bewegliche Element 23 hindurchtritt (es sei Bezug genommen auf 3A), ist rechtwinklig zu der Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt und der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements 23. Detaillierter ist die Richtung H des beweglichen Elements, welches magnetischen Fluss weiterleitet, eine nach oben gerichtete Richtung auf der Papierebene in 3A.
Die Lorentz-Kraft wird durch das bewegliche Element, welches durch den magnetischen Fluss hindurchtritt und den Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt, erzeugt. Die Lorentz-Kraft ermöglicht es, dass das bewegliche Element 23 in eine Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte 25 in Kontakt mit den feststehenden Kontakten 14 vorgespannt wird. Die Lorentz-Kraft, welche auf das bewegliche Element 23 wirkt, wirkt der elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft entgegen. Demzufolge kann eine Trennung zwischen den beweglichen Kontakten 25 und den feststehenden Kontakten 14 aufgrund der elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft verringert werden.
Andererseits spannt, wenn die Energieversorgung der Spule 15 blockiert ist, die Rückdruckfeder 20 den beweglichen Kern 19 und das bewegliche Element 23 in Richtung einer entgegengesetzten Seite des feststehenden Kerns gegen die Kontaktdruckfeder 24 vor. Als ein Ergebnis bewegen sich die beweglichen Kontakte 25 von den feststehenden Kontakten 14 weg und die zwei Lastschaltungsanschlüsse 131 werden voneinander entkoppelt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, da die Dichte des das bewegliche Element durchdringenden Flusses proportional zu dem Strombetrag ist, die erzeugte Lorentz-Kraft proportional zum Quadrat des Strombetrags. Demnach kann die Trennung zwischen den beweglichen Kontakten und den feststehenden Kontakten 14 aufgrund der elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft mit Sicherheit beschränkt werden, auch während der Energieversorgung mit einem großen Strom. Als ein Ergebnis kann die Federkraft der Kontaktdruckfeder 24 geringer gewählt werden, die Kontaktdruckfeder 24 kann verkleinert werden und weiterhin kann das Relais verkleinert werden.
Die zweite Platte 134 und das bewegliche Element 23, welche in der Öffnungsrichtung des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 platziert sind, sind in der positionalen Beziehung angeordnet, so dass sie voneinander in der Referenzrichtung Z verschoben sind und dass sie nicht miteinander überlappen, wenn sie entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet werden. Demnach ist ein Raum in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 vorgesehen und die Kontaktdruckfeder 24 kann in dem Raum angeordnet werden.
Wie durch eine gestrichelte Linie in 2 angezeigt wird, kann ein Permanentmagnet 26 benachbart zu dem beweglichen Element 23 angeordnet werden, so dass eine Richtung der Lorentz-Kraft, welche auf das bewegliche Element 23 durch den Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt und den magnetischen Fluss des Permanentmagneten 26 wirkt, in der Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte 25 in Kontakt mit den feststehenden Kontakten 14 wirkt. Demzufolge kann eine Trennung zwischen den beweglichen Kontakten und den feststehenden Kontakten 14 aufgrund der elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft mit Sicherheit beschränkt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden. 4A ist eine Draufsicht auf ein bewegliches Element 23 und Statoren 13 in einem Relais gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, 4B ist eine Vorderansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13 in 4A und 4C ist ine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils I in 4A. Hierin nachstehend werden nur Abschnitte unterschiedlich von denjenigen in der ersten Ausführungsform beschrieben werden.
Wie in 4A bis 4C gezeigt ist, ist der zweite Stator 13b von einem Ende der Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt in zwei Teile aufgeteilt und sieht zwei Sätze von ersten Platten 133 bis vierten Platten 136 vor. In anderen Worten hat der zweite Stator 13b zwei Anregungsabschnitte.
Die beiden Sätze der ersten Platten 133 bis vierten Platten 136 sind auf jeder Seite des beweglichen Elements 23 angeordnet, wenn es entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, da das bewegliche Element 23 der Lorentz-Kraft von jeder Seite davon ausgesetzt ist, die Stellung des beweglichen Elements 23 stabilisiert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können, da der Strom, welcher in dem zweiten Stator 13b fließt, durch die zwei Sätze der ersten Platten 133 bis vierten Platten 136 in zwei aufgeteilt wird, die jeweiligen Querschnittsbereiche der ersten Platten 133 bis vierten Platten 136 verringert werden. Demnach kann ein Biegevorgang beim Herstellen des zweiten Stators 13b erleichtert werden.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben werden. 5A ist eine Draufsicht, welche ein bewegliches Element 23 und Statoren 13 in einem Relais gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, 5B ist eine Vorderansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13 in 5A und 5C ist eine Querschnittsansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13, aufgenommen entlang einer Linie VC-VC in 5A. Hierin nachstehend werden nur Abschnitte, welche unterschiedlich von denjenigen der ersten Ausführungsform sind, beschrieben werden.
Wie in 5A bis 5C gezeigt ist, hat der erste Stator 13a auch die gleiche Form wie diejenige des zweiten Stators 13b in der ersten Ausführungsform.
Das heißt, der erste Stator 13a weist die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt auf, auf welchem die feststehenden Kontakte 14 befestigt sind. Die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt ist in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert.
Der erste Stator 13a weist den Anregungsabschnitt auf, welcher ein Magnetfeld erzeugt. Der Anregungsabschnitt weist die erste Platte 133, die zweite Platte 134, die dritte Platte 135 und die vierte Platte 136 auf. Die erste Platte 133 erstreckt sich von einem Ende der Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements. Die zweite Platte 134 ist in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert und erstreckt sich von einem Ende der ersten Platte 133 parallel zu dem beweglichen Element 23. Die dritte Platte 135 erstreckt sich von einem Ende der zweiten Platte 134 entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements. Die vierte Platte 136 ist in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert und erstreckt sich von einem Ende der dritten Platte 135 parallel zu dem beweglichen Element 23.
Der Anregungsabschnitt des ersten Stators 13a, welcher durch die erste Platte 133 bis vierte Platte 136 konfiguriert wird, hat eine Wicklungsform und demnach wird ein Magnetfeld um den Anregungsabschnitt herum erzeugt, wenn ein Strom in dem Anregungsabschnitt fließt.
In dem Anregungsabschnitt des ersten Stators 13a ist eine Richtung von Strom, welcher in der zweiten Platte 134 fließt, welche in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert ist, entgegengesetzt einer Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt.
Weiterhin ist in dem Anregungsabschnitt des ersten Stators 13a eine Richtung von Strom, welcher in der vierten Platte 136 fließt, welche in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert ist, dieselbe wie eine Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt.
Die zweite Platte 134 bis vierte Platte 136 des ersten Stators 13a und das bewegliche Element 23 sind in einer positionalen Beziehung angeordnet, so dass sie voneinander in der Referenzrichtung Z verschoben sind, und dass sie nicht miteinander überlappen, wenn sie entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Dichte des das bewegliche Element durchtretenden magnetischen Flusses zweimal so groß wie diejenige in der ersten und zweiten Ausführungsform und demnach wird die Gesamt-Lorentz-Kraft auch zweimal so groß wie diejenige in der ersten und zweiten Ausführungsform. Demnach kann eine Trennung zwischen den beweglichen Kontakten 25 und den feststehenden Kontakten 14 aufgrund der elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft weiter beschränkt werden.
Ebenso wird in der vorliegenden Ausführungsform, da das bewegliche Element 23 der Lorentz-Kraft von jeder Seite davon unterworfen bzw. ausgesetzt ist, die Stellung des beweglichen Elements 23 stabilisiert.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben werden. 6A ist eine Draufsicht, welche Konfigurationen eines bewegbaren Elements 23 und Statoren 13 in einem Relais zeigt und eine externe elektrische Schaltung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und 6B ist eine Vorderansicht bzw. Frontansicht, welche die Konfigurationen des beweglichen Elements und der Statoren 13 und die externe elektrische Schaltung in 6A zeigt. Hierin nachstehend werden nur Abschnitte, welche unterschiedlich von denjenigen in der ersten Ausführungsform sind, beschrieben werden.
Wie in 6A und 6B gezeigt ist, ist der zweite Stator 13b in einen zweiten Hauptstator 13bm und einen zweiten Unterstator 13bs unterteilt. Der zweite Hauptstator 13bm hat eine schwach bzw. feingliedrig rechtwinklige Parallelepiped-Form und hat den feststehenden Kontakt 14 an einer Position, welche den beweglichen Kontakten 25 zugewandt ist. Der zweite Unterstator 13bs ist durch einen externen Kabelstrang 91 mit Masse verbunden.
Der zweite Hauptstator 13bm und der zweite Unterstator 13bs sind elektrisch durch einen externen Kabelstrang 92 miteinander gekoppelt. Ebenso ist eine elektrische Last 93 in dem externen Kabelstrang 92 angeordnet.
Der zweite Unterstator 13bs ist in einer positionalen Beziehung angeordnet, so dass er sich nahe zu dem beweglichen Element 23 und parallel zu dem beweglichen Element 23 erstreckt (d. h. der Anordnungsrichtung des beweglichen Kontaktes), so dass er von dem beweglichen Element in der Referenzrichtung Z verschoben ist, und dass er nicht mit dem beweglichen Element 23 überlappt, wenn er entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet wird.
Der zweite Unterstator 13bs weist einen Anregungsabschnitt auf, welcher durch die erste Platte 133 bis vierte Platte 136 konfiguriert ist, um das Magnetfeld zu erzeugen. Der Anregungsabschnitt hat eine Windungsform, wie explizit in 6B gezeigt ist und demnach wird ein Magnetfeld um den Anregungsbereich herum erzeugt, wenn ein Strom in dem Anregungsabschnitt fließt.
Eine Richtung von Strom, welcher in der zweiten Platte 134, welche in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert ist, ist entgegengesetzt einer Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt.
Eine Richtung von Strom, welcher in der vierten Platte 136 fließt, welche in der Schließrichtung des beweglichen Elements positioniert ist, ist dieselbe wie eine Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform tritt der magnetische Fluss des Magnetfeldes, welches durch den Anregungsabschnitt des zweiten Unterstators 13bs erzeugt wird, durch das bewegliche Element 23 hindurch. Die Lorentz-Kraft wird durch den magnetischen Fluss, welcher durch das bewegliche Element hindurchtritt, und den Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt, erzeugt. Die Lorentz-Kraft veranlasst das bewegliche Element 23, in einer Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte 25 in Kontakt mit den feststehenden Kontakten 14 vorgespannt zu werden. Demzufolge kann, wie in der ersten Ausführungsform die Trennung zwischen den beweglichen Kontakten 25 und den feststehenden Kontakten 14 aufgrund der elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft mit Sicherheit beschränkt werden, auch während einer Energieersorgung mit großem Strom.
Weiterhin kann eine Position, bei welcher der Lastschaltungsanschluss 131 (es sei Bezug genommen auf 2) von dem zweiten Hauptstator 13bm herausgezogen wird, mit einem hohen Freiheitsgrad ausgewählt werden.
7A ist eine Draufsicht, welche Konfigurationen eines beweglichen Elements 23 und Statoren 13 und eine externe elektrische Schaltung gemäß einer Abwandlung der vierten Ausführungsform zeigt, und 7B ist eine Vorderansicht, welche die Konfigurationen des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13 unter der externen elektrischen Schaltung in 7A zeigt.
Wie in der Abwandlung, welche in 7A und 7B gezeigt ist, können zwei der zweiten Unterstatoren 13bs vorgesehen sein, so dass diese zwei zweiten Unterstatoren 13bs auf jeder Seite des beweglichen Elements 23 platziert sein können, wenn sie entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet werden. Mit dieser Anordnung wird das bewegliche Element 23 der Lorentz-Kraft von jeder Seite davon ausgesetzt und demnach wird die Stellung des beweglichen Elements 23 stabilisiert.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben werden. 8A ist eine Draufsicht auf ein bewegliches Element 23 und Statoren 13 in einem Relais gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 8B ist eine Vorderansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13 in 8A und 8C ist eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils K in 8A. Hierin nachstehend werden nur Abschnitte unterschiedlich von denjenigen der ersten Ausführungsform beschrieben werden.
Wie in 8A bis 8C gezeigt ist, sind die erste Platte 133 und die dritte Platte 135 in dem Anregungsabschnitt innerhalb der beweglichen Kontakte 25 und der feststehenden Kontakte 14 in der Anordnungsrichtung des beweglichen Kontakts platziert.
Der Anregungsabschnitt hat eine Wicklungsform, wie explizit in 8B gezeigt ist, und demnach wird ein Magnetfeld um den Anregungsabschnitt herum erzeugt, wenn ein Strom in dem Anregungsabschnitt fließt.
Eine Richtung von Strom, welcher in der zweiten Platte 134 fließt, welche in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 platziert ist, ist entgegengesetzt zu der Richtung eines Stroms, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt.
Eine Richtung von Strom, welcher in der vierten Platte 136 fließt, welche in der Schließrichtung des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 in dem Anregungsabschnitt platziert ist, ist dieselbe wie die Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt.
Die zweite Platte 134 bis vierte Platte 136 und das bewegliche Element 23 sind in der positionalen Beziehung angeordnet, so dass sie voneinander in der Referenzrichtung Z verschoben sind und dass sie nicht miteinander überlappen, wenn sie entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform tritt der magnetische Fluss des Magnetfeldes, welches durch den Anregungsabschnitt erzeugt wird, durch das bewegliche Element 23 hindurch. Die Lorentz-Kraft wird durch den das bewegliche Element durchtretenden Magnetfluss und den Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt, erzeugt. Die Lorentz-Kraft veranlasst das bewegliche Element 23, in einer Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte 25 in Kontakt mit den feststehenden Kontakten 14 vorgespannt zu sein. Demnach kann, wie in der ersten Ausführungsform, eine Trennung zwischen den beweglichen Kontakten 25 und den feststehenden Kontakten 14 aufgrund der elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft mit Sicherheit beschränkt werden, auch während einer Energieversorgung mit großem Strom.
Die Richtungen von Strömen in den Kontaktabschnitten der beweglichen Kontakte 25 und der feststehenden Kontakte 14 sind entgegengesetzt zu den jeweiligen Richtungen von Strömen, welche in der ersten Platte 133 oder in der dritten Platte 135 fließen, von welchen jede nahe zu den Kontaktabschnitten angeordnet ist. Demnach erstrecken sich Bögen, welche erzeugt werden, wenn die beweglichen Kontakte 25 sich von den feststehenden Kontakten 14 wegbewegen, in einer Richtung des Wegbewegens von der ersten Platte 133 oder der dritten Platte 135, und sie werden durch die Lorentz-Kraft, welche durch diese Ströme erzeugt wird, blockiert.
(Sechste Ausführungsform)
Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben werden. 9A ist eine Draufsicht auf ein bewegliches Element und Statoren in einem Relais gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 9B ist eine Vorderansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13 in 9A, und 9C ist eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils L in 9A. Hierin nachstehend werden nur Abschnitte unterschiedlich von denjenigen der fünften Ausführungsform (es sei Bezug genommen auf 8A bis 8C) beschrieben werden.
Wie in 9A bis 9C gezeigt ist, ist der zweite Stator 13b von einem Ende der Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt in zwei Teile aufgeteilt und sieht zwei Sätze der ersten Platten 133 bis vierten Platten 136 vor. In anderen Worten hat der zweite Stator 13b zwei Anregungsabschnitte.
Die zwei Sätze der ersten Platten 133 bis vierten Platten 136 sind auf jeder Seite des beweglichen Elements 23 angeordnet, wenn es entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, da das bewegliche Element 23 der Lorentz-Kraft von jeder Seite davon ausgesetzt ist, die Stellung des beweglichen Elements 23 stabilisiert.
Weiterhin können gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da der Strom, welcher in dem zweiten Stator 13b fließt, durch die zwei Sätze der ersten Platten 133 bis vierten Platten 136 in zwei unterteilt wird, die jeweiligen Querschnittsbereiche der ersten Platten 133 bis der vierten Platten 136 verringert werden. Demnach kann ein Biegevorgang beim Herstellen des zweiten Stators 13b erleichtert werden.
(Siebte Ausführungsform)
Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben werden. 10A ist eine Draufsicht auf ein bewegliches Element 23 und Statoren 13 in einem Relais gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 10B ist eine Vorderansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13 in 10A und 10C ist eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils M in 10A. Hierin nachstehend werden nur Abschnitte unterschiedlich von denjenigen in der fünften Ausführungsform (es sei Bezug genommen auf 8) beschrieben werden.
Wie in 10A bis 10C gezeigt ist, hat der erste Stator 13a auch dieselbe Form wie diejenige des zweiten Stators 13b in der fünften Ausführungsform.
Das heißt, der erste Stator 13a weist die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt auf, auf welchem der feststehende Kontakt 14 befestigt ist. Die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt ist in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 platziert. In anderen Worten ist die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt auf einer gegenüberliegenden Seite des beweglichen Kontakts 25 von dem beweglichen Element 23 platziert.
Der erste Stator 13a weist den Anregungsabschnitt auf, welcher ein Magnetfeld erzeugt. Der Anregungsabschnitt weist die erste Platte 133, die zweite Platte 134, die dritte Platte 135 und die vierte Platte 136 auf. Die erste Platte 133 erstreckt sich von dem Ende der Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements. Die zweite Platte 134 ist in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert, und erstreckt sich von dem Ende der ersten Platte 133 parallel zu dem beweglichen Element 23. Die dritte Platte 135 erstreckt sich von dem Ende der zweiten Platte 134 entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements. Die vierte Platte 136 ist in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert, und erstreckt sich von dem Ende der dritten Platte 135 parallel zu dem beweglichen Element 23. Die erste Platte 133 und die dritte Platte 135 sind innerhalb der beweglichen Kontakte 25 und der feststehenden Kontakte 14 in der Anordnungsrichtung des beweglichen Kontakts platziert.
Der Anregungsabschnitt des ersten Stators 13a, welcher durch die erste Platte 133 bis vierte Platte 136 konfiguriert ist, hat eine Wicklungsform, und demnach wird ein Magnetfeld um den Anregungsabschnitt herum erzeugt, wenn ein Strom in dem Anregungsabschnitt fließt.
In dem Anregungsabschnitt des ersten Stators 13a ist die Richtung eines Stroms, welcher in der zweiten Platte 134 fließt, welche in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert ist, entgegengesetzt zu der Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt.
Weiterhin ist in dem Anregungsabschnitt des ersten Stators 13a die Richtung von Strom, welcher in der vierten Platte 136 fließt, welche in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert ist, dieselbe wie die Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element 23 fließt.
Die zweite Platte 134 bis vierte Platte 136 des ersten Stators 13a und das bewegliche Element 23 sind über einer positionalen Beziehung angeordnet, so dass sie voneinander in der Referenzrichtung Z verschoben sind, und dass sie nicht miteinander überlappen, wenn sie entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Dichte des das bewegliche Element durchdringenden Magnetflusses zweimal so groß wie diejenige in der fünften Ausführungsform und demnach wird die Gesamt-Lorentz-Kraft ebenso zweimal so groß wie diejenige in der fünften Ausführungsform. Demzufolge kann eine Trennung zwischen den beweglichen Kontakten 25 und den feststehenden Kontakten 14 aufgrund der elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft weiter beschränkt werden.
Ebenso ist in der vorliegenden Ausführungsform das bewegliche Element 23 der Lorentz-Kraft von jeder Seite davon ausgesetzt, und demnach wird die Stellung des beweglichen Elements 23 stabilisiert.
Weiterhin sind in der fünften Ausführungsform die Bögen, welche erzeugt werden, wenn sich die beweglichen Kontakte 25 von den feststehenden Kontakten 14 wegbewegen, der Lorentz-Kraft unterworfen, welche durch den Strom, der in dem Kontaktabschnitt der beweglichen Kontakte 25 und der feststehenden Kontakte 14 fließt und den Strom, welcher in den zweiten Stator 13b fließt, erzeugt wird. Andererseits sind in der vorliegenden Ausführungsform die Bögen auch der Lorentz-Kraft ausgesetzt, welche durch den Strom erzeugt wird, welcher durch den Kontaktabschnitt der beweglichen Kontakte 25 und der feststehenden Kontakte 14 fließt, und den Strom, welcher in dem ersten Stator 13a fließt. Als ein Ergebnis können die Bögen sicherer blockiert werden.
(Achte Ausführungsform)
Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben werden. 11 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Relais gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, welche einer Querschnittsansicht entspricht, welche aufgenommen ist entlang einer Linie XI-XI in 12. 12 ist eine Querschnittsansicht des Relais, aufgenommen entlang einer Linie XII-XII in 11. 13 ist eine Querschnittsansicht des Relais, aufgenommen entlang einer Linie XIII-XIII in 12. 14A ist eine Draufsicht auf das bewegliche Element 23 und die Statoren 13 in dem Relais in 11. 14B ist eine Vorderansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13 in 14A, und 14C ist eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils R in 14A. Hierin nachstehend werden nur Abschnitte unterschiedlich von denjenigen in der ersten Ausführungsform beschrieben werden.
Wie in 11 bis 14C gezeigt ist, weist das bewegliche Element 23 zwei Montageplatten 230 für den beweglichen Kontakt, auf welchen die jeweiligen beweglichen Kontakte 25 befestigt sind, eine Kopplungsplatte 231, welche diese zwei Montageplatten 230 für den beweglichen Kontakt miteinander koppelt und eine Federtrageplatte 132 auf, welche die Kontaktdruckfeder 24 trägt.
Diese beiden Montageplatten 230 für den beweglichen Kontakt erstrecken. sich parallel zu der Referenzrichtung Z und sind mit den jeweiligen beweglichen Kontakten 25 an einem Ende davon in der Erstreckungsrichtung befestigt, und sind miteinander durch die Kupplungsplatte 231 an dem anderen Ende davon in der Erstreckungsrichtung gekoppelt.
Die Federtrageplatte 232 ist zwischen den zwei Montageplatten 230 für den beweglichen Kontakt platziert, steht von einem Zwischenabschnitt der Kopplungsplatte 231 in der longitudinalen Richtung davon hervor und erstreckt sich in die Referenzrichtung Z.
Die Form des beweglichen Elements 23, wenn es in der planaren Ansicht betrachtet wird, ist liniensymmetrisch bzw. linearsymmetrisch hinsichtlich einer Linie XIII-XIII. Ebenso sind die Formen des ersten Stators 13a und des zweiten Stators 13b, wenn sie in der Draufsicht betrachtet werden, welche im Detail später untenstehend beschrieben werden wird, linearsymmetrisch bzw. liniensymmetrisch hinsichtlich der Linie XIII-XIII.
Der erste und der zweite Stator 13b weisen beide die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt auf, an welcher der Stator 13 befestigt ist. Die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt ist in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 platziert. In anderen Worten ist die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt an einer gegenüberliegenden Seite des beweglichen Kontakts 25 von dem beweglichen Element 23 platziert.
Ebenso weisen jeweils der erste Stator 13a und der zweite Stator 13b den Anregungsabschnitt auf, welcher das Magnetfeld erzeugt. Der Anregungsabschnitt weist die erste Platte 133, die zweite Platte 134, die dritte 135 und die vierte Platte 136 auf. Die erste Platte 133 erstreckt sich von dem Ende der Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements. Die zweite Platte 134 ist in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements in Hinsicht auf das bewegliche Element 23 platziert. In anderen Worten ist die zweite Platte 134 an einer gegenüberliegenden Seite des beweglichen Elements 23 von dem beweglichen Kontakt 25 platziert. Die zweite Platte 134 ist benachbart zu der Montageplatte 230 für den beweglichen Kontakt angeordnet und erstreckt sich von dem Ende der ersten Platte 133 parallel zu der Montageplatte 230 für den beweglichen Kontakt (d. h. der Anordnungsrichtung des beweglichen Kontakts). Die dritte Platte 135 erstreckt sich von dem Ende der zweiten Platte 134 entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements. Die vierte Platte 136 ist in der Schließrichtung G des beweglichen Elements in Hinsicht auf das bewegliche Element 23 positioniert. Die vierte Platte 136 ist benachbart zu den Montageplatten 230 für den beweglichen Kontakt angeordnet und erstreckt sich von dem Ende der dritten Platte 135 parallel zu den Montageplatten 230 für den beweglichen Kontakt.
Der Anregungsabschnitt des ersten Stators 13a, welcher durch die erste Platte 133 bis vierte Platte 136 konfiguriert ist, und der Anregungsabschnitt des zweiten Stators 13b, welcher durch die erste Platte 133 bis vierte Platte 136 konfiguriert ist, ist auf jeder Seite des beweglichen Elements 23 in der Anordnungsrichtung des beweglichen Kontakts platziert, so dass das bewegliche Element 23 zwischen dem Anregungsabschnitt des ersten Stators 13a und dem Anregungsabschnitt des zweiten Stators 13b angeordnet ist.
Jeder dieser Anregungsabschnitte hatte eine Wicklungsform, wie explizit in 14C gezeigt ist, und demnach wird ein Magnetfeld um den Anregungsabschnitt herum erzeugt, wenn ein Strom in dem Anregungsabschnitt fließt.
Eine Richtung von Strom, welcher in der zweiten Platte 134, welche in der Öffnungsrichtung F des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert ist, ist entgegengesetzt zu der Richtung von Strom, welcher in den Montageplatten 230 für den beweglichen Kontakt fließt.
Weiterhin ist eine Richtung von Strom, welcher in der vierten Platte 136, welche in der Schließrichtung G des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements 23 positioniert ist, dieselbe wie die Richtung von Strom, welcher in den Montageplatten 230 für den beweglichen Kontakt fließt.
Die zweite Platte 134 bis vierte Platte 136 und das bewegliche Element 23 sind in einer positionalen Beziehung angeordnet, so dass sie voneinander in der Anordnungsrichtung des beweglichen Kontakts verschoben sind, und dass sie nicht miteinander überlappen, wenn sie entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Dichte des das bewegliche Element durchdringenden magnetischen Flusses zweimal so groß wie diejenige der ersten Ausführungsform und demnach wird auch die Gesamt-Lorentz-Kraft zweimal so groß wie diejenige in der ersten Ausführungsform. Demzufolge kann eine Trennung zwischen den beweglichen Kontakten 25 und den feststehenden Kontakten 14 aufgrund der elektromagnetische Kontaktabschnitts-Abstoßungskraft weiter beschränkt werden.
Ebenso unterliegt in der vorliegenden Ausführungsform das bewegliche Element 23 der Lorentz-Kraft von jeder Seite davon, und demnach wird die Stellung des beweglichen Elements 23 stabilisiert.
Weiterhin wird, wenn die beweglichen Kontakte 25 sich von den feststehenden Kontakten 14 wegbewegen, jeder Bogen wie eine Linie erzeugt, welche das Ende der Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt (unteres Ende der Papierebene in 14C) und das Ende der Montageplatte 230 für den beweglichen Kontakt (unteres Ende auf der Papierebene in 14C) verbindet. Danach wird der Bogen durch das Magnetfeld, welches durch den Anregungsabschnitt erzeugt wird, erstreckt, um entlang des Anregungsabschnittes geformt zu werden, wie durch eine gestrichelte Linie in 14C angezeigt wird. In der vorliegenden Ausführungsform kann, da die Anregung ausreichend länger ist als die Montageplatte 132 für den feststehenden Kontakt, der Bogen verlängert werden und der Bogen kann mit Sicherheit blockiert werden.
15A ist eine Draufsicht, welche Konfigurationen eines beweglichen Elements 23 und von Statoren 13 gemäß einer Abwandlung der achten Ausführungsform zeigt, 15B ist eine Vorderansicht, welche die Konfigurationen des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13 in 15A zeigt und 15C ist eine bruchstückhafte Ansicht des beweglichen Elements 23 und der Statoren 13, aufgenommen in einer Richtung eines Pfeils S in 15A.
Wie in der Abwandlung in den 15A bis 15C gezeigt ist, kann die dritte Platte 135 des Anregungsabschnittes in einem Bogen gebildet bzw. geformt sein. In diesem Fall wird der Bogen, welcher erzeugt wird, wenn sich der bewegliche Kontakt 25 von dem feststehenden Kontakt 14 wegbewegt, in eine Form entlang des Anregungsabschnitts verlängert, wie durch die gestrichelte Linie in 15C angezeigt wird, und blockiert.
Wie in dieser Abwandlung ist die dritte Platte 135 in den Bogen geformt mit dem Ergebnis, dass der Bogen weiter verlängert werden kann, ohne irgendeine Zunahme in der Länge des Anregungsabschnitts in der Referenzrichtung Z, und der Bogen kann sicherer blockiert werden.
(Andere Ausführungsformen)
In den obigen jeweiligen Ausführungsformen wird der bewegliche Kern 19 in Richtung des feststehenden Kerns 18 durch die elektromagnetische Kraft der Spule 15 angezogen. Alternativ kann der bewegliche Kern 19 in Richtung des feststehenden Kerns 18 durch ein Antriebsmittel anders als die Spule 15 angetrieben bzw. bewegt werden.
Ebenso sind in den obigen jeweiligen Ausführungsformen die feststehenden Kontakte 14 von verschiedenen Bauteilen durch ein Verpressen an den jeweiligen Statoren 13 befestigt. Alternativ kann ein Vorsprung an jedem der Statoren 13 beispielsweise durch eine Pressarbeit gebildet werden, so dass er in Richtung des beweglichen Elements 23 vorsteht und der Vorsprung kann als der feststehende Kontakt fungieren.
Ähnlich sind in den obigen jeweiligen Ausführungsformen die beweglichen Kontakte 25 von verschiedenen Bauteilen durch Verpressen an dem beweglichen Element befestigt. Alternativ können Vorsprünge an dem beweglichen Element 23 beispielsweise durch eine Pressarbeit gebildet werden, so dass sie in Richtung des Stators 13 hevorstehen und die Vorsprünge können als die beweglichen Kontakte fungieren.
Weiterhin sind die drei feststehenden Kontakte 14 und die drei beweglichen Kontakte 25 vorgesehen und die feststehenden Kontakte 14 und die beweglichen Kontakte 25 sind angeordnet, so dass eine Linie, welche die drei feststehenden Kontakte 14 verbindet, und eine Linie, welche die drei beweglichen Kontakte 25 verbindet, jeweils ein Dreieck bilden, wenn sie entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements betrachtet werden. Gemäß dieser Konfiguration wird, da drei Kontakt-kontaktierte Abschnitte vorgesehen sind, die Vibration des beweglichen Elements 23 vermindert bzw. verhindert und weiterhin werden unnormale Geräusche und der Verbrauch bzw. Verschleiss der Kontakte, welche durch die Vibration des beweglichen Elements 23 verursacht werden, verringert.
Die obigen jeweiligen Ausführungsformen können beliebig miteinander innerhalb eines praktikablen Bereichs kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 3321963 [0003]
JP 2011-228245 A [0044]
US 2001/0241809 A1 [0044]

Claims

Relais, das Folgendes aufweist: zwei Statoren (13), von welchen jeder einen feststehenden Kontakt (14) hat, wobei jeder der Statoren (13) einen Anregungsabschnitt (133–136) aufweist, welcher eine Wicklungsform hat, und ein Magnetfeld erzeugt; und ein bewegliches Element (23), welches bewegliche Kontakte (25) hat, wobei das bewegliche Element (23) beweglich ist, so dass die beweglichen Kontakte (25) jeweils in Kontakt mit den feststehenden Kontakten (14) gelangen, um eine elektrische Schaltung zu schließen, und wobei die beweglichen Kontakte (25) sich von den feststehenden Kontakten (14) trennen, um die elektrische Schaltung zu öffnen, wobei in einem magnetischen Fluss des Magnetfeldes, welches durch den Anregungsabschnitt (133–136) erzeugt wird, ein das bewegliche Element durchtretender magnetischer Fluss, welcher durch das bewegliche Element (23) hindurchtritt, rechtwinklig zu einer Richtung von Strom ist, welcher in dem beweglichen Element (23) fließt, und zu einer Bewegungsrichtung des beweglichen Elements (23), und wobei eine Lorenz-Kraft, welche durch den das bewegliche Element durchtretenden magnetischen Fluss und den Strom, welcher in dem beweglichen Element (23) fließt, erzeugt wird, in einer Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte (25) in Kontakt mit den feststehenden Kontakten (14) wirkt.
Relais nach Anspruch 1, wobei in der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements (23) auf eine Richtung zum Trennen der beweglichen Kontakte (25) von den feststehenden Kontakten (14) Bezug genommen wird als eine Öffnungsrichtung des beweglichen Elements und auf eine Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte in Kontakt mit den feststehenden Kontakten (13) Bezug genommen wird als eine Schließrichtung des beweglichen Elements, wobei eine Richtung von Strom, welcher in einem Bereich in dem Anregungsabschnitt (133–136) fließt, welcher in der Öffnungsrichtung des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements (23) positioniert ist, entgegengesetzt zu einer Richtung von Strom ist, welcher in dem beweglichen Element (23) fließt, und wobei eine Richtung von Strom, welcher in einem Bereich in dem Anregungsabschnitt (133–136) fließt, welcher in der Schließrichtung des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements (23) positioniert ist, dieselbe ist wie eine Richtung von Strom, welcher in dem beweglichen Element (23) fließt.
Relais nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements (23) auf eine Richtung zum Trennen der beweglichen Kontakte (25) von den feststehenden Kontakten (14) Bezug genommen wird als eine Öffnungsrichtung des beweglichen Elements, und wobei das bewegliche Element (23) und ein Bereich in dem Anregungsabschnitt (133–136), welcher in der Schließrichtung des beweglichen Elements hinsichtlich des beweglichen Elements (23) positioniert ist, so angeordnet sind, dass sie nicht miteinander überlappen, wenn sie entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements (23) betrachtet werden.
Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anregungsabschnitt (133 bis 136) auf jeder Seite des beweglichen Elements (23) angeordnet ist, wenn es entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements (23) betrachtet wird.
Relais nach einem der Ansprüche 1–4, weiterhin aufweisend: einen Magneten (26), welcher benachbart zu dem beweglichen Element (23) angeordnet ist, wobei eine Lorentz-Kraft, welche durch den Strom, welcher in dem beweglichen Element (23) fließt, und einen magnetischen Fluss des Magneten (26) erzeugt wird, in einer Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte (25) in Kontakt mit den feststehenden Kontakten (14) wirkt.
Relais nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die zwei Statoren (13) drei der feststehenden Kontakte (14) aufweisen, und das bewegliche Element (23) drei der beweglichen Kontakte (25) aufweist, und wobei jede einer Linie, welche die drei feststehenden Kontakte (14) verbindet, und einer Linie, welche die drei beweglichen Kontakte (25) verbindet, ein Dreieck bildet, wenn sie entlang einer Bewegungsrichtung des beweglichen Elements (23) betrachtet werden.
Relais nach einem der Ansprüche 1–6, weiterhin aufweisend: eine Spule (15), welche eine elektromagnetische Kraft während einer Versorgung mit Energie erzeugt; ein bewegliches Bauteil (19, 21, 22), welches durch die elektromagnetische Kraft der Spule (15) angezogen wird; und eine Kontaktdruckfeder (24), welche das bewegliche Element (23) in eine Richtung zum Verbringen der beweglichen Kontakte (25) in Kontakt mit den feststehenden Kontakten (14) vorspannt, wobei, wenn das bewegliche Bauteil (19, 21, 22) durch die elektromagnetische Kraft der Spule (15) angezogen wird, das bewegliche Bauteil (19, 21, 22) sich von dem beweglichen Element (23) wegbewegt, und das bewegliche Element (23) durch die Kontaktdruckfeder (24) vorgespannt wird, so dass die beweglichen Kontakte (25) in Kontakt mit den feststehenden Kontakten (14) gelangen.