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TECHNISCHER BEREICH
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais, insbesondere ein elektromagnetisches Relais, das einen erzeugten Bogen effizient auslöschen kann.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Als herkömmliches elektromagnetisches Relais ist beispielsweise ein elektromagnetisches Relais bekannt, das umfasst: einen Anker, der sich durch Erregung und Entregung eines elektromagnetischen Blocks verschwenkt; einen beweglichen Kontaktabschnitt, der einen beweglichen Kontakt aufweist und auf dem Anker montiert ist sowie sich zusammen mit dem Verschwenken des Ankers verschwenkt; und einen festen Kontaktabschnitt mit einem festen Kontakt, mit dem der bewegliche Kontakt in und außer Kontakt gelangt. Bei dem elektromagnetischen Relais ist ein Bogenausdehnungsraum gebildet, um einen Bogen auszudehnen bzw. zu verlängern, der erzeugt wird, wenn der bewegliche Kontakt in oder außer Kontakt mit dem festen Kontakt gelangt, und es ist eine Magnetfelderzeugungseinheit vorgesehen, um einen Bogen, der erzeugt wird, wenn der bewegliche Kontakt in oder außer Kontakt mit dem festen Kontakt gelangt, zu dem Bogenausdehnungsraum zu führen (vergleiche PTL 1).
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Bei dem obigen elektromagnetischen Relais ist, wie in den 7A und 7B gezeigt, ein fester Kontakt 22a an einem oberseitigen Rand einer Basis 30 angeordnet, und ein beweglicher Kontakt 21a ist innerhalb des festen Kontakts 22a angeordnet. Das elektromagnetische Relais ist so konfiguriert, dass ein zwischen dem beweglichen Kontakt 21a und dem festen Kontakt 22a erzeugter Bogen durch die Magnetkraft eines Permanentmagneten 50 nach oben angezogen und in die Länge gezogen wird, um dadurch beseitigt zu werden.
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LISTE DER ZITIERTEN DOKUMENTE
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PATENTLITERATUR
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- PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung 2013-80692
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Bei dem obigen elektromagnetischen Relais ist jedoch der Permanentmagnet jeweils zwischen benachbarten festen Kontakten angeordnet, um den Bogen nach oben zu verlängern. Da das elektromagnetische Relais einen Bogenlöschraum mit einer äquivalenten Größe für jedes Paar aus beweglichem Kontakt 21a und festem Kontakt 22a benötigt, kann das Gerät kaum hinsichtlich seiner Größe reduziert werden und weist eine geringe Flexibilität beim Designen auf, was sich als problematisch herausgestellt hat.
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Angesichts des obigen Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektromagnetisches Relais zu schaffen, dessen Größe in einfacher Weise reduziert werden kann und das eine große Flexibilität beim Designen aufweist.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Ein elektromagnetisches Relais gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
einen ersten beweglichen Kontakt und einen zweiten beweglichen Kontakt, die auf einem beweglichen Kontaktstück angeordnet sind,
einen ersten festen Kontakt und einen zweiten festen Kontakt, die so angeordnet sind, dass sie dem ersten beweglichen Kontakt bzw. dem zweiten beweglichen Kontakt kontaktierbar und davon trennbar gegenüberliegen; und
eine Magnetfelderzeugungseinheit, die so angeordnet ist, dass sie einen zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt erzeugten Bogen und einen zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt erzeugten Bogen in eine vorbestimmte Richtung anzieht,
bei dem, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne nach der Erzeugung eines Bogens zumindest zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt oder zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt verstrichen ist, ein zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt erzeugter Bogen so durch die Magnetfelderzeugungseinheit in die Länge gezogen wird, dass er länger ist als ein zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt erzeugter Bogen.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne nach der Erzeugung eines Bogens zumindest entweder zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt oder zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt verstrichen ist, der zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt erzeugte Bogen abgeschnitten bzw. unterbrochen, indem er durch die Magnetfelderzeugungseinheit so in die Länge gezogen wird, dass er länger ist als der zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt erzeugte Bogen. Daher besteht kein Bedarf, einen Bogenlöschraum mit einer äquivalenten Größe für jedes Paar aus beweglichem Kontakt und festem Kontakt vorzusehen.
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Beispielsweise kann der zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt erzeugte Bogen abgeschnitten werden, indem er durch die Magnetfelderzeugungseinheit in die Länge gezogen und zu dem Bogenlöschraum hin angezogen wird, der ein toter Raum innerhalb des elektromagnetischen Relais ist. Daher braucht der Bogenlöschraum zum Auslöschen des zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt erzeugten Bogens keine Größe aufweisen, die derjenigen des toten Raums äquivalent ist. Als Folge ist es möglich, ein elektromagnetisches Relais zu erhalten, dessen Größe nicht nur in einfacher Weise reduziert werden kann, sondern das eine große Flexibilität beim Designen bietet.
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Ein weiteres elektromagnetisches Relais gemäß der vorliegenden Erfindung kann aufweisen:
einen ersten beweglichen Kontakt und einen zweiten beweglichen Kontakt, die auf einem beweglichen Kontaktstück angeordnet sind,
einen ersten festen Kontakt und einen zweiten festen Kontakt, die so angeordnet sind, dass sie dem ersten beweglichen Kontakt bzw. dem zweiten beweglichen Kontakt kontaktierbar und davon trennbar gegenüberliegen; und
eine Magnetfelderzeugungseinheit, die so angeordnet ist, dass sie einen zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt erzeugten Bogen und einen zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt erzeugten Bogen in eine vorbestimmte Richtung anzieht,
bei dem die magnetische Flussdichte der Magnetfelderzeugungseinheit so eingestellt ist, dass die magnetische Flussdichte zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt größer als die magnetische Flussdichte zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne nach der Erzeugung eines Bogens zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt verstrichen ist, der zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt erzeugte Bogen abgeschnitten bzw. unterbrochen, indem er durch die Magnetfelderzeugungseinheit so in die Länge gezogen wird, dass er länger ist als der zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt erzeugte Bogen. Daher kann der Bogenlöschraum zum Auslöschen des zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt erzeugten Bogens klein sein. Daher gelangt, selbst wenn eine Kunststoffform in der Nähe des zweiten beweglichen Kontakts und des zweiten festen Kontakts angeordnet ist, der Bogen kaum in Kontakt mit der Form, und es ist zuverlässig möglich, die Erzeugung von Staub und organischem Gas zu verhindern.
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Ein anderes elektromagnetisches Relais gemäß der vorliegenden Erfindung kann aufweisen:
einen ersten beweglichen Kontakt und einen zweiten beweglichen Kontakt, die auf einem beweglichen Kontaktstück angeordnet sind,
einen ersten festen Kontakt und einen zweiten festen Kontakt, die so angeordnet sind, dass sie dem ersten beweglichen Kontakt bzw. dem zweiten beweglichen Kontakt kontaktierbar und davon trennbar gegenüberliegen; und
eine Magnetfelderzeugungseinheit, die so angeordnet ist, dass sie einen zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt erzeugten Bogen und einen zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt erzeugten Bogen in eine vorbestimmte Richtung anzieht,
bei dem der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt zum Zeitpunkt der Kontakttrennung größer gemacht ist als der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt zum Zeitpunkt der Kontakttrennung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden der erste bewegliche Kontakt und der erste feste Kontakt früher voneinander getrennt als der zweite bewegliche Kontakt und der zweite feste Kontakt.
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Das heißt, der Bogen zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt wird früher erzeugt als der Bogen zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt. Aus diesem Grund wird durch Einstellen des Abstands zwischen den Kontakten zum Zeitpunkt von deren Trennung der zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt erzeugte Bogen in die Länge gezogen und früher unterbrochen als der zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt erzeugte Bogen. Als Folge kann der Bogenlöschraum zum Auslöschen des zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt und dem zweiten festen Kontakt erzeugten Bogens klein sein. Dementsprechend gelangt, selbst wenn eine Kunststoffform in der Nähe des zweiten beweglichen Kontakts und des zweiten festen Kontakts angeordnet ist, der Bogen kaum in Kontakt mit der Form, und es ist zuverlässig möglich, die Erzeugung von Staub und organischem Gas zu verhindern.
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Als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Form des beweglichen Kontaktstücks so gewählt sein, dass der Abstand von dem beweglichen Kontaktstück zu dem ersten festen Kontakt größer als der Abstand von dem beweglichen Kontaktstück zu dem zweiten festen Kontakt ist.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Abstand zwischen den Kontakten durch die Form des beweglichen Kontaktstücks eingestellt, um eine Einstellung der Zeit der Erzeugung des Bogens zu ermöglichen.
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Als eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Höhendimension des ersten festen Kontakts kleiner gemacht werden als die Höhendimension des zweiten festen Kontakts.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Abstand zwischen den Kontakten durch Verwendung fester Kontakte mit unterschiedlichen Höhendimensionen bzw. Höhenabmessungen eingestellt, um eine Einstellung der Zeit der Erzeugung des Bogens zu ermöglichen.
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Als eine neue Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Höhendimension des ersten beweglichen Kontakts kleiner gemacht werden als die Höhendimension des zweiten beweglichen Kontakts.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Abstand zwischen den Kontakten durch Verwendung beweglicher Kontakte mit unterschiedlichen Höhendimensionen bzw. Höhenabmessungen eingestellt, um eine Einstellung der Zeit der Erzeugung des Bogens zu ermöglichen.
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Als eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zwischen dem ersten beweglichen Kontakt und dem ersten festen Kontakt erzeugte Bogen zu einem Bogenlöschraum hin angezogen und verlängert werden, der in einer Richtung angeordnet ist, die, von dem ersten beweglichen Kontakt oder dem ersten festen Kontakt aus gesehen, entgegengesetzt zu dem gegenüberliegenden ersten festen Kontakt bzw. dem gegenüberliegenden ersten beweglichen Kontakt ist.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Bogen durch Anziehen des Bogens zu dem Bogenlöschraum hin zu einer ausreichenden Länge ausgedehnt werden, wodurch die Wirkung des zuverlässigen Abschneidens bzw. Unterbrechens des Bogens erzielt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A und 1B sind perspektivische Gesamtansichten eines elektromagnetischen Relais gemäß der vorliegenden Erfindung, gesehen von schräg oben bzw. von schräg unten.
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2A und 2B sind perspektivische Gesamtansichten des elektromagnetischen Relais gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem hiervon entfernten Deckel, gesehen von schräg oben bzw. von schräg unten.
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3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des in 1A und 1B gezeigten elektromagnetischen Relais, gesehen von schräg oben.
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4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des in den 1A und 1B gezeigten elektromagnetischen Relais, gesehen von schräg unten.
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5A und 5B sind laterale Schnittansichten, die durch Schneiden des elektromagnetischen Relais an unterschiedlichen Positionen erhalten wurden.
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6A und 6B sind horizontale Schnittansichten, die durch Schneiden des elektromagnetischen Relais an unterschiedlichen Positionen erhalten wurden.
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7A und 7B sind longitudinale Schnittansichten, die durch Schneiden des elektromagnetischen Relais an unterschiedlichen Positionen erhalten wurden.
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8A und 8B sind eine longitudinale Schnittansicht bzw. eine teilweise vergrößerte longitudinale Schnittansicht des elektromagnetischen Relais.
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9A und 9B sind longitudinale Schnittansichten, die durch Schneiden des elektromagnetischen Relais nach der Betätigung an unterschiedlichen Positionen erhalten wurden.
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10A und 10B sind eine Draufsicht und eine Ansicht von unten einer Basis.
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11A und 11B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine Ansicht von rechts, die ein modifiziertes Beispiel eines Zusatzjochs zeigen, und die 11C und 11D sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine Ansicht von rechts, die ein anderes modifiziertes Beispiel des Zusatzjochs zeigen.
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12A und 12B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine longitudinale Schnittansicht, die ein Bogenabschneidelement zeigen, und die 12C und 12D sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine longitudinale Schnittansicht, die ein anderes modifiziertes Beispiel des Bogenabschneidelements zeigen.
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13A und 13B sind eine schematische Draufsicht bzw. eine schematische Vorderansicht, die einen Kontaktmechanismus zeigen.
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14A und 14B sind eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht, die, mit Vektorlinien, Magnetkraftlinien von Permanentmagneten eines elektromagnetischen Relais gemäß einem Arbeitsbeispiel 1 zeigen.
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15A und 15B sind eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht, die, mit Intensitätsdarstellung, magnetische Flussdichten der Permanentmagneten des elektromagnetischen Relais gemäß dem Arbeitsbeispiel 1 zeigen.
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16A und 16B sind eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht, die, mit Vektorlinien, Magnetkraftlinien von Permanentmagneten eines elektromagnetischen Relais gemäß einem Arbeitsbeispiel 2 zeigen.
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17A und 17B sind eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht, die, mit Intensitätsdarstellung, magnetische Flussdichten der Permanentmagneten des elektromagnetischen Relais gemäß dem Arbeitsbeispiel 2 zeigen.
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18 ist eine Schnittansicht eines elektromagnetischen Relais gemäß einer zweiten Ausführungsform von vorn.
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19 ist eine Schnittansicht des in 18 gezeigten elektromagnetischen Relais von oben.
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20 ist eine Schnittansicht des in 18 gezeigten elektromagnetischen Relais von links.
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21 ist eine Schnittansicht gemäß einer dritten Ausführungsform von oben.
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22 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der in 21 gezeigten Schnittansicht von oben.
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23 ist eine Schnittansicht gemäß einer vierten Ausführungsform von oben.
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24 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der in 23 gezeigten Schnittansicht von oben.
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25 ist eine Schnittansicht gemäß einer fünften Ausführungsform von oben.
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26 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der in 25 gezeigten Schnittansicht von oben.
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27 ist ein Graph gemäß einem Arbeitsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung.
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28 ist ein Graph gemäß einem Arbeitsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung.
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29 ist ein Graph gemäß einem Vergleichsbeispiel 1.
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30 ist eine Schnittansicht des elektromagnetischen Relais gemäß der zweiten Ausführungsform von links.
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31 ist ein Graph gemäß einem Arbeitsbeispiel 5.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein elektromagnetisches Relais gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen der 1A bis 31 beschrieben.
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Ein elektromagnetisches Relais gemäß der ersten Ausführungsform (1A bis 2B) ist grob gesagt aufgebaut aus einer Basis 10, festen Kontaktanschlüssen 21 bis 24, einer Magnetfelderzeugungseinheit 35, einem elektromagnetischen Block 40, einem beweglichen Eisenstück 60, beweglichen Kontaktstücken 80, 81 und einem Deckel 90, wie in den 3 und 4 gezeigt.
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Wie in 10A gezeigt, ist in der Basis 10 ein Paar Trennwände 12, 12 mit L-förmigem Querschnitt so vorgesehen, dass sie auf der linken bzw. rechten Seite eines in der Mitte der Oberseite vorgesehenen Ausnehmungsabschnitts 11 hervorstehen. Außerdem ist in der Basis 10 ein Rand der Ränder, die einander vertikal gegenüberliegen, mit dem Ausnehmungsabschnitt 11 dazwischen angeordnet, mit einem Stufenabschnitt 13 versehen, und der andere Rand ist mit einem Einpressloch 14 versehen. Der Stufenabschnitt 13 dient dem Halten eines später beschriebenen Spulenkörpers 41 des elektromagnetischen Blocks 40. Das Einpressloch 14 dient dem Einpressen des unteren Endes 57a eines Jochs 55 des elektromagnetischen Blocks 40. In der Basis 10 sind auf der gleichen Geraden längs eines Rands der einander gegenüberliegenden Ränder auf der Oberseite Anschlusslöcher 15a bis 15d vorgesehen, und Anschlusslöcher 16, 16 sind längs des anderen Rands vorgesehen. Zudem sind in der Basis 10 Bogenlöschräume 19, 19 jeweils zwischen den Trennwänden 12, 12 und den Anschlusslöchern 15a, 15d gebildet. Außerdem ist in der Basis 10 an jeder der Außenseitenflächen ein Paar Eingriffsklauenabschnitte 10a gebildet, die einander gegenüberliegen, wobei die Trennwände 12, 12 dazwischen angeordnet sind.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform besteht der Vorteil, dass eine Zunahme der Größe des elektromagnetischen Relais effizient vermieden werden kann, indem der tote Raum der Basis 10 als der Bogenlöschraum 19 verwendet wird.
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In der unteren Oberfläche der Basis 10 sind gemäß Darstellung in 10B im Wesentlichen L-förmig gekerbte Nuten 17, 17, die Ausnehmungsabschnitte sind, jeweils hinter den Anschlusslöchern 15a, 15d vorgesehen, wo die festen Kontaktanschlüsse 21, 24 einzuführen sind (in der Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung, in der die später beschriebenen beweglichen Kontakte 86a, 87b installiert werden, wie von den Anschlusslöchern 15a, 15d aus gesehen). Ein Teil der gekerbten Nut 17 steht in Verbindung mit der Außenseite außerhalb der Seitenfläche der Basis 10 und kann einen ersten Permanentmagneten 30 und ein Zusatzjoch 31 aufnehmen, was später beschrieben wird. Außerdem ist in der Basis 10 ein Ausnehmungsabschnitt 18 zum Aufnehmen eines später beschriebenen zweiten Permanentmagneten 32 zwischen den Anschlusslöchern 15b, 15c vorgesehen. Zudem ist in der Basis 10 ein Paar Rippen 10b, 10b so vorgesehen, dass sie von der unteren Fläche so hervorstehen, dass sie verhindern, dass das elektromagnetische Relais gemäß der vorliegenden Erfindung schiefgestellt wird, wenn es auf einem Substrat montiert wird.
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Wie in den 13A und 13B gezeigt, weisen die festen Kontaktanschlüsse 21 bis 24 (3 und 4) die festen Kontakte 21a bis 24a auf, die an ihren oberen Enden befestigt sind, und sie weisen Anschlussabschnitte 21b bis 24b an ihren unteren Enden auf. Die Anschlussabschnitte 21b bis 24b werden dann in die Anschlusslöcher 15a bis 15d (10A und 10B) der Basis 10 eingeführt, und die festen Kontakte 21a bis 24a sind dadurch auf der gleichen Linie ausgerichtet. Die vier festen Kontakte 21a bis 24a sind so auf diese Weise für den Zweck angeordnet, eine an jeden der vier festen Kontakte 21a bis 24a anzulegende Lastspannung zu reduzieren. Daher ist es möglich, die Erzeugung eines Bogens zum Zeitpunkt des Öffnens oder Schließens einer Gleichstromversorgungsschaltung zu verhindern.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, weist jeder Spulenanschluss 25 an seinem oberen Endabschnitt einen gebogenen Verbindungsabschnitt 25a und an seinem unteren Endabschnitt einen Anschlussabschnitt 25b auf. Die Anschlussabschnitte 25b werden dann in die jeweiligen Anschlusslöcher 16 (10A und 10B) der Basis 10 gepresst, und die Anschlussabschnitte 25, 25 sind dadurch auf der gleichen Geraden ausgerichtet.
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Wie in den 3, 4, 13A und 13B gezeigt, ist die Magnetfelderzeugungseinheit 35 aus dem ersten Permanentmagneten 30, dem Zusatzjoch 31 und dem zweiten Permanentmagneten 32 aufgebaut. Zudem ist der erste Permanentmagnet 30 in einer Richtung angeordnet, in der die festen Kontakte 21a, 24a und die beweglichen Kontakte 86a, 87b in und außer Kontakt miteinander gelangen, nämlich in der Richtung entgegengesetzt zu den beweglichen Kontakten 86a, 87b, von den festen Kontakten 21a, 24a (6B) aus gesehen. Außerdem ist das Zusatzjoch 31 so angeordnet, dass es dem ersten Permanentmagneten 30 benachbart ist. Der zweite Permanentmagnet 32 (7B) ist zudem zwischen dem festen Kontakt 22a und dem festen Kontakt 23a gemäß Darstellung in 6B angeordnet.
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Die Richtungen der magnetischen Pole des ersten Permanentmagneten 30 und des zweiten Permanentmagneten 32 sind entsprechend einer Richtung eines Stroms eingestellt, der zwischen den festen Kontakten 21a bis 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 86b, 87a und 87b fließt, wenn die festen Kontaktanschlüsse 22, 23 elektrisch verbunden sind. Daher können der erste Permanentmagnet 30, das Zusatzjoch 31 und der zweite Permanentmagnet 32 jeweils zwischen den festen Kontakten 21a, 22a, 23a und 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 86b, 87a bzw. 87b in vorbestimmten Richtungen erzeugte Bögen anziehen, um die Bögen zu verlängern und zu löschen bzw. auszulöschen.
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Genauer gesagt können durch Anpassen der Form oder der Position des Zusatzjochs 31 Magnetkraftlinien des ersten Permanentmagneten 30 in gewünschten Richtungen geändert werden. Daher ist es möglich, das Lecken eines Magnetflusses des ersten Permanentmagneten 30 in dem ersten Permanentmagneten 30 zu verhindern, während die Bogenanziehungsrichtung eingestellt wird, um dadurch die Magneteffizienz zu verbessern.
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Das heißt, wie in 6A und 6B gezeigt, sind der erste Permanentmagnet 30 und das Zusatzjoch 31 so angeordnet, dass sie Magnetkraftlinien erzeugen, die den zwischen dem festen Kontakt 21a und dem beweglichen Kontakt 86a erzeugten Bogen in der Richtung weg von dem beweglichen Kontakt 86a, von dem festen Kontakt 21a aus gesehen, anziehen können.
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Außerdem sind der erste Permanentmagnet 30 und das Zusatzjoch 31 so angeordnet, dass sie Magnetkraftlinien erzeugen, die den zwischen dem festen Kontakt 24a und dem beweglichen Kontakt 87b erzeugten Bogen in der Richtung weg von dem beweglichen Kontakt 87b, von dem festen Kontakt 24a aus gesehen, anziehen können.
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Der zweite Permanentmagnet 32 ist so angeordnet, dass er Magnetkraftlinien erzeugt, die den zwischen dem festen Kontakt 22a und dem beweglichen Kontakt 86b erzeugten Bogen so anziehen können, dass er sich zur Oberseite der Basis 10 hin bewegt.
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Außerdem ist der zweite Permanentmagnet 32 so angeordnet, dass er Magnetkraftlinien erzeugt, die den zwischen dem festen Kontakt 23a und dem beweglichen Kontakt 87a erzeugten Bogen in der Richtung entgegengesetzt zur Oberseite der Basis 10 anziehen können.
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Es ist festzuhalten, dass das elektromagnetische Relais gemäß der vorliegenden Ausführungsform vier Pole aufweist. Bei der vorliegenden Ausführungsform können jedoch der zwischen dem festen Kontakt 22a und dem gegenüberliegenden beweglichen Kontakt 86b erzeugte Bogen und der zwischen dem festen Kontakt 23a und dem gegenüberliegenden beweglichen Kontakt 87a erzeugte Bogen durch drei Permanentmagneten in vorbestimmten Richtungen angezogen werden. Somit besteht der Vorteil, dass die Anzahl an Komponenten kleiner als beim herkömmlichen Fall ist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde die Beschreibung der Konfiguration angegeben, bei der gemäß Darstellung in 6B der erzeugte Bogen so angezogen wird, dass er sich schräg nach oben in der Richtung weg von dem beweglichen Kontakt 86a und dem beweglichen Kontakt 87b, von den festen Kontakten 21a bzw. 24a aus gesehen, bewegt. Dies ist jedoch nicht beschränkend, und die Positionen des festen Kontakts 21a und des beweglichen Kontakt 86a oder die Positionen des festen Kontakts 24a und des beweglichen Kontakts 87b können gegeneinander vertauscht werden. Wenn die Positionen in dieser Weise gegeneinander vertauscht werden, können die Richtungen der magnetischen Pole des ersten Permanentmagneten 30 und des zweiten Permanentmagneten 32 in geeigneter Weise entsprechend der Richtung eines Stroms eingestellt werden, der zwischen den festen Kontakten 21a, 22a, 23a und 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 86b, 87a bzw. 87b fließt, wenn die festen Kontaktanschlüsse 22, 23 elektrisch verbunden sind. Daher ist es möglich, den erzeugten Bogen so anzuziehen, dass er sich schräg nach oben in der Richtung weg von den festen Kontakten 22a, 23a, von dem beweglichen Kontakt 86a und dem beweglichen Kontakt 87b aus gesehen, bewegt.
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Der erste Permanentmagnet 30 und das Zusatzjoch 31 sind in die in der Basis 10 vorgesehene gekerbte Nut 17 (10A und 10B) eingesetzt. Das Zusatzjoch 31 ist dadurch so positioniert, dass es dem ersten Permanentmagneten 30 benachbart ist. Der zweite Permanentmagnet 32 ist in dem in der Basis 10 vorgesehenen Ausnehmungsabschnitt 18 aufgenommen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden der erste und der zweite Permanentmagnet 30, 32 und das Zusatzjoch 31 von der Unterseite der Basis 10 aus montiert. Daher ist es möglich, eine durch den erzeugten Bogen verursachte Beschädigung beim ersten und zweiten Permanentmagneten 30, 32 und dem Zusatzjoch 31 zu vermeiden. Da außerdem die Dickendimension der Basis 10 effizient verwendbar ist, ist es möglich, ein platzsparendes elektromagnetisches Relais zu erhalten.
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Es ist festzuhalten, dass sowohl der erste Permanentmagnet 30 als auch das Zusatzjoch 31 und der zweite Permanentmagnet 32 nicht notwendigerweise von der Unterseite der Basis 10 aus montiert werden müssen, sondern dass sie je nach Erfordernis auch von der Oberseite der Basis 10 aus montiert werden können.
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Außerdem können der Permanentmagnet, oder der Permanentmagnet und das Zusatzjoch, jeweils hinter den festen Kontakten 21a bis 24a angeordnet sein.
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Das vorstehende Zusatzjoch 31 ist nicht auf das Rechteck-förmige flache magnetische Element beschränkt, sondern kann beispielsweise im Wesentlichen in Vorderansicht eine L-Form (11A und 11B) aufweisen. Gemäß diesem modifizierten Beispiel können Richtungen der Magnetkraftlinien des ersten Permanentmagneten 30 zu Richtungen geändert werden, die sich von denjenigen in dem Fall der Verwendung des Rechteck-förmigen flachen magnetischen Elements unterscheiden. Daher kann die Bogenanziehungsrichtung durch geeignetes Anpassen der Form und der Position des Zusatzjoch 31 in eine gewünschte Richtung geändert werden.
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Außerdem kann das vorstehende Zusatzjoch 31 ein rechteckiges flaches magnetisches Element mit abgeschrägten Ecken sein (11C und 11D). Mit den abgeschrägten Ecken weist dieses modifizierte Beispiel den Vorteil auf, dass es in einfacherer Weise in die gekerbte Nut 17 eingeführt werden kann und die Einfachheit des Zusammenbaus verbessern kann.
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In dem Bogenlöschraum 19 kann beispielsweise ein in den 12A und 12B gezeigtes Bogenabschneidelement 100 angeordnet sein. Dies dient dem schnellen Kühlen des erzeugten Bogens und dem effizienten Löschen bzw. Auslöschen des Bogens.
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Das Bogenabschneidelement 100 wird durch Biegen eines Metallplattenstreifens zu einer im Querschnitt im Wesentlichen J-Form gebildet. Eine Mehrzahl von Vorsprüngen 101, die im Querschnitt im Wesentlichen dreieckig sind, ist so vorgesehen, dass sie von der Vorderseite des Bogenabschneidelements 100 hervorstehen. Die Vorsprünge 101 dienen dem Vergrößern der Kontaktfläche mit dem Bogen, um die Effizienz des schnellen Abkühlens zu verbessern. An beiden Seitenrändern der Vorderseite des Bogenabschneidelements 100 sind Rippen 102 so gebogen und erhaben, dass sie einander zugewandt sind. Außerdem sind an beiden Seitenrändern der Unterseite des Bogenabschneidelements 100 Rippen 103 so gebogen und erhaben, dass sie einander zugewandt sind. Die Rippen 102, 103 dienen einem Verhindern des Leckens des erzeugten Bogens aus dem Bogenlöschraum 19.
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Als ein weiteres Bogenabschneidelement 100 kann, beispielsweise gemäß Darstellung in 12C und 12D, eine Mehrzahl von Zungenelementen 104 ausgeschnitten und von der Vorderseite erhaben sein. Da die anderen Komponenten gleich wie jene des vorstehenden Bogenabschneidelements 100 sind, sind die gleichen Abschnitte mit den gleichen Bezugszahlen versehen, und auf deren Beschreibung wird verzichtet. Es ist festzuhalten, dass das Bogenabschneidelement in einfacher Weise aus Metall hergestellt werden kann und nicht auf die Metallplatte beschränkt ist.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist der elektromagnetische Block 40 aus einem Spulenkörper 41, einer Spule 51, einem Eisenkern 52 und einem Joch 55 gebildet.
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In dem Spulenkörper 41 ist ein Durchgangsloch 45 mit rechteckigem Querschnitt in einem Rumpfabschnitt 44 mit Flanschabschnitten 42, 43 an beiden Enden vorgesehen, und eine Isolationsrippe 46 ist so vorgesehen, dass sie von der Außenfläche eines Flanschabschnitts 42 aus lateral hervorsteht. Außerdem wird das Entfernen des Spulenkörpers 41 verhindert, indem Relaisklauen 50 in Eingriff mit Eingriffslöchern 47 gebracht werden, die an beiden Seitenrändern des anderen Flanschabschnitts 43 vorgesehen sind (7B).
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Wie in 3 gezeigt, ist die Spule 51 um den Rumpfabschnitt 44 gewickelt, und eine Anschlussleitung der Spule 51 ist mit einem Verbindungsabschnitt 50a (6A) verbunden und verlötet, der sich von der Relaisklaue 50 aus erstreckt.
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Wie in 3 gezeigt, ist der Eisenkern 52 durch Übereinanderschichten einer Mehrzahl von flachen magnetischen Elementen mit einer in Draufsicht im Wesentlichen T-Form gebildet. Der Eisenkern 52 wird dann durch das Durchgangsloch 45 des Spulenkörpers 41 geführt. Ein vorstehendes Ende des Eisenkerns 52 wird als ein Magnetpolabschnitt 53 verwendet, und das andere vorstehende Ende 54 wird gecrimpt und an einem vertikalen Abschnitt 57 des Jochs 55 befestigt, der im Querschnitt im Wesentlichen eine L-Form aufweist, was später beschrieben wird.
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Das Joch 55 ist aus einer magnetischen Platte hergestellt, die so gebogen ist, dass sie im Querschnitt im Wesentlichen eine L-Form aufweist. In dem Joch 55 ist in der Mitte eines horizontalen Abschnitts 56 ein Eingriffsvorsprung 56a gebogen und erhaben, und Haltevorsprünge 56b sind an beiden Seitenrändern der Spitze des horizontalen Abschnitts 56 ausgeschnitten und erhaben. Außerdem ist das Joch 55 in einer solchen Form gestaltet, dass das untere Ende 57a des vertikalen Abschnitts 57 in das Einpressloch 14 der Basis 10 eingepresst werden kann.
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Das bewegliche Eisenstück 60 ist aus einem flachen magnetischen Element hergestellt. Wie in 3 und 4 gezeigt, ist in dem beweglichen Eisenstück 60 ein Eingriffsvorsprung 61 so vorgesehen, dass er sich von dem oberen Rand aus erstreckt, und an beiden Seitenrändern sind Einkerbabschnitte 62, 62 vorgesehen.
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In dem beweglichen Eisenstück 60 befindet sich der Einkerbabschnitt 62 in Eingriff mit den Haltevorsprüngen 56b des Jochs 55. Außerdem ist das bewegliche Eisenstück 60 durch Koppeln des Eingriffsvorsprungs 61 mit dem Eingriffsvorsprung 56a des Jochs 55 über eine Rückholfeder 63 drehbar gehaltert.
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Die beweglichen Kontaktstücke 80, 81 weisen in Vorderansicht jeweils im Wesentlichen eine T-Form auf, und die beweglichen Kontakte 86a, 86b, 87a, 87b sind an beiden Enden von Abschnitten 82, 83 großer Breite der beweglichen Kontaktstücke 80, 81 über leitende Belagelemente 84, 85 verbunden. Die Belagelemente 84, 85 vergrößern im Wesentlichen die Querschnittsflächen der Abschnitte 82, 83 großer Breite, um den elektrischen Widerstand zu reduzieren und die Wärmeerzeugung zu unterdrücken. Außerdem wird, wie oben beschrieben, der Bogens so angezogen, dass er sich schräg nach oben in die Richtung weg von dem beweglichen Kontakt 86a und dem beweglichen Kontakt 87b, von den festen Kontakten 21a, 24a aus gesehen, bewegt. Demzufolge gelangt der erzeugte Bogen schwerlich in Kontakt mit den beweglichen Kontaktstücken 80, 81 selbst, und es ist daher möglich, eine durch den Bogen verursachte Beschädigung der beweglichen Kontaktstücke 80, 81 zu verhindern.
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Die beweglichen Kontaktstücke 80, 81 sind durch Spritzgießen von deren oberen Enden mit einer beweglichen Bühne 74 einstückig gebildet. Zudem ist, wie in 7B gezeigt, die bewegliche Bühne 74 mit einem Abstandshalter 70 und dem beweglichen Eisenstück 60 über eine Niete 64 fest verbunden. Wie in 4 gezeigt, verbessert der Abstandshalter 70 die Isolationseigenschaften des beweglichen Eisenstücks 60 durch Einpressen des beweglichen Eisenstücks 60 in einen auf der Innenseite des Abstandshalters 70 vorgesehenen Ausnehmungsabschnitt 71. An dem Abstandshalter 70 ist eine Isolationsrippe 72 (3 und 7B) am unteren Seitenrand der Innenfläche vorgesehen, und eine Isolationsrippe 73 (3 und 7B) zum Trennen der beweglichen Kontaktstücke 80, 81 ist so vorgesehen, dass sie sich lateral von dem unteren Seitenrand der Außenfläche aus erstreckt.
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Zudem ist der elektromagnetische Block 40 mit den montierten beweglichen Kontaktstücken 80, 81 in der Basis 10 aufgenommen, und ein Flanschabschnitt 42 des Spulenkörpers 41 ist auf dem Stufenabschnitt 13 (7B) der Basis 10 angeordnet. Dann ist das untere Ende 57a des Jochs 55 in das Einpressloch 14 der Basis 10 eingepresst und positioniert. Dementsprechend ergreifen die Relaisklauen 50 des elektromagnetischen Blocks 40 einen Anschlussabschnitt 25a des Spulenanschlusses 25 (7A). Außerdem liegen die beweglichen Kontakte 86a, 86b, 87a, 87b den festen Kontakten 21a, 22a, 23a bzw. 24a kontaktierbar und trennbar gegenüber. Wie in 8B gezeigt, ist die Isolationsrippe 72 des Abstandshalters 70 oben in der Nähe der Isolationsrippe 46 des Spulenkörpers 41 angeordnet.
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Genauer gesagt ist zumindest entweder die Isolationsrippe 46 oder 72 so angeordnet, dass sie die Gerade kürzester Verbindung zwischen den einzelnen festen Kontakten 22a, 23a (oder den festen Kontaktanschlüssen 22, 23) und dem Magnetpolabschnitt 53 unterbricht. Dies führt zu einer Zunahme des räumlichen Abstands von dem Magnetpolabschnitt 53 des Eisenkerns 52 zu den einzelnen festen Kontakten 22a, 23a, und daher können gute Isolationseigenschaften erzielt werden.
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Außerdem kann die Isolationsrippe 72 so angeordnet sein, dass sie die Gerade kürzester Verbindung zwischen dem Rand an der Spitze der Isolationsrippe 46 und dem Magnetpolabschnitt 53 unterbricht. Dies kann zu einer Zunahme des räumlichen Abstands von dem Magnetpolabschnitt 53 des Eisenkerns 52 zu den einzelnen festen Kontakten 22a, 23a führen, und daher können bessere Isolationseigenschaften erzielt werden.
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Es ist festzuhalten, dass eine Längendimension bzw. Längenabmessung der von der Außenfläche des Flanschabschnitts 42 hervorstehenden Isolationsrippe 46 vorzugsweise eine Längendimension ist, die kleiner als der Abstand von der Außenfläche des Flanschabschnitts 42 zur Spitze der einzelnen festen Kontakte 22a, 23a ist. Dies ist so, weil dann, wenn die Längendimension der Isolationsrippe 46 eine Längendimension ist, die größer als der Abstand von der Außenfläche des Flanschabschnitts 42 bis zur Spitze der einzelnen festen Kontakte 22a, 23a ist, eine Betätigung der beweglichen Kontaktstücke 80, 81 behindert werden könnte. Ein weiterer Grund ist, dass es bei den jeweils zwischen den festen Kontakten 22a, 23a und den beweglichen Kontakten 86b, 87a erzeugten Bögen wahrscheinlicher ist, dass sie auf die Isolationsrippe 72 treffen, was dazu führt, dass die Isolationsrippe 72 leicht beschädigt wird. Demzufolge ist eine weiter bevorzugte Längendimension der Isolationsrippe 46 eine Längendimension von der Außenfläche des Flanschabschnitts 42 zur Außenfläche der einzelnen festen Kontaktanschlüsse 22, 23.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, weist der Deckel 90 eine Schachtelform auf, die auf die Basis 10 aufgesetzt werden kann, wobei der elektromagnetische Block 40 darin montiert ist. Ein Paar Gasauslasslöcher 91, 91 ist an der Deckenfläche des Deckels 90 vorgesehen. Außerdem sind in dem Deckel 90 Eingriffsaufnahmelöcher 92, die zum Eingriff mit den Eingriffsklauenabschnitten 10a der Basis 10 bestimmt sind, an der gegenüberliegenden Innenseite vorgesehen, und es sind Positionseinstellrippen 93 (5B) so vorgesehen, dass sie von der Deckeninnenfläche aus hervorstehen.
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Wenn daher der Deckel 90 auf die Basis 10 mit dem darin eingebauten elektromagnetischen Block 40 aufgesetzt ist, befindet sich das Eingriffsaufnahmeloch 92 des Deckels 90 in Eingriff mit dem Eingriffsklauenabschnitt 10a der Basis 10 und ist mit ihm verbunden. Die Positionseinstellrippen 93 kommen dann in Kontakt mit dem horizontalen Abschnitt 56 des Jochs 55, um ein Anheben des elektromagnetischen Blocks 40 einzustellen (5B). Als nächstes wird durch hermetisches Abdichten der Basis 10 und des Deckels 90 durch Einspritzen und Aushärten eines Abdichtmaterials (in der Zeichnung nicht gezeigt) auf eine untere Fläche der Basis 10 der Montagevorgang beendet.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Abdichtmaterial eingespritzt, um es dem ersten und zweiten Permanentmagneten 30, 32 und dem Zusatzjoch 31 zu ermöglichen, auf der Basis 10 befestigt zu werden, während gleichzeitig ein Spalt zwischen der Basis 10 und dem Deckel 90 abgedichtet wird. Daher ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, unter Durchführung einer kleinen Anzahl an Arbeitsschritten und mit hoher Produktivität ein elektromagnetisches Relais zu erhalten.
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Als nächstes wird der Betrieb der vorstehenden Ausführungsform beschrieben.
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Wenn der elektromagnetische Block 40 nicht erregt ist, wie in den 7A und 7B gezeigt, ist das bewegliche Eisenstück 60 durch die Federkraft der Rückholfeder 63 im Uhrzeigersinn beaufschlagt. Daher sind die beweglichen Kontakte 86a, 86b, 87a, 87b von den festen Kontakten 21a, 22a, 23a bzw. 24a getrennt.
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Wenn zur Erregung eine Spannung an die Spule 51 angelegt wird, wird das bewegliche Eisenstück 60 zu dem Magnetpolabschnitt 53 des Eisenkerns 52 hin angezogen, und das bewegliche Eisenstück 60 dreht sich im Uhrzeigersinn gegen die Federkraft der Rückholfeder 63. Aus diesem Grund drehen sich die beweglichen Kontaktstücke 80, 81 zusammen mit dem beweglichen Eisenstück 60, und die beweglichen Kontakte 86a, 86b, 87a, 87b gelangen in Kontakt mit den festen Kontakten 21a, 22a, 23a bzw. 24a. Danach ist das bewegliche Eisenstück 60 an den Magnetpolabschnitt 53 des Eisenkerns 52 angezogen (9A und 9B).
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Wenn danach das Anlegen der Spannung an die Spule 51 gestoppt wird, bewegt sich das bewegliche Eisenstück 60 durch die Federkraft der Rückholfeder 63 im Uhrzeigersinn, und das bewegliche Eisenstück 60 wird von dem Magnetpolabschnitt 53 des Eisenkerns 52 getrennt. Danach sind die beweglichen Kontakte 86a, 86b, 87a, 87b von den festen Kontakten 21a, 22a, 23a bzw. 24a getrennt, um in den Ausgangszustand zurückzukehren.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können gemäß Darstellung in den 6A bis 7B selbst dann, wenn zum Zeitpunkt der Trennung der beweglichen Kontakte 86a, 87b von den festen Kontakten 21a, 24a ein Bogen 110 erzeugt wird, die Magnetkraftlinien des ersten Permanentmagnet 30 über das Zusatzjoch 31 auf den Bogen 110 einwirken. Daher wird gemäß der Linke-Hand-Regel von Fleming der erzeugte Bogen 110 durch die Lorentzkraft zu dem Bogenlöschraum 19 der Basis 10 hin angezogen, um ausgedehnt und ausgelöscht zu werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Bogen 110 schräg zur Rückseite der festen Kontakte 21a, 24a angezogen und nur durch den ersten Permanentmagneten 30 ausgelöscht werden. Schräg zur Rückseite der festen Kontakte 21a, 24a bedeutet hier eine Richtung, die, aus der Sicht von den festen Kontakten 21a, 24a, entgegengesetzt zu den gegenüberliegenden beweglichen Kontakten 86a, 87b und in der Richtung weg von der Basis ist.
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Außerdem kann durch Anordnen des Zusatzjochs 31 der Bogen 110 in eine rechte und linke Richtung angezogen werden, um die Richtung des Anziehens einzustellen. Die rechte und linke Richtung des Bogens 110 bedeutet eine Richtung orthogonal zu einer Richtung, in der die festen Kontakte 21a, 24a und die beweglichen Kontakte 86a, 87b einander gegenüberliegen, sowie eine Richtung parallel zur oberen Fläche der Basis.
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Daher kommt gemäß der vorliegenden Ausführungsform der erzeugte Bogen 110 nicht in Kontakt mit der Innenfläche des Deckels 90 und dem elektromagnetischen Block 40 und wird dadurch schräg zur Rückseite in einer geeigneten Richtung verlängert. Dies ermöglicht es, den Bogen 110 effizienter auszulöschen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform besteht der Vorteil, dass eine Zunahme der Größe der Vorrichtung vermieden werden kann, da der hinter jedem der festen Kontakte 21a, 24a befindliche tote Raum effizient als der Bogenlöschraum 19 verwendet wird.
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Es erübrigt sich zu sagen, dass die Formen, Größen, Materialien, Anordnung und dergleichen des ersten und zweiten Permanentmagneten 30, 32 und des Zusatzjochs 31 nicht auf die oben beschriebenen beschränkt sind, sondern je nach Erfordernis geändert werden können.
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Arbeitsbeispiel 1
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Ein Arbeitsbeispiel 1 ist eine Analyse der Richtungen und Stärke der Magnetkraftlinien im Fall des Kombinierens des ersten und zweiten Permanentmagneten 30, 32 mit dem Zusatzjoch 31.
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Als Ergebnis der Analyse sind die Richtungen der Magnetkraftlinien durch Vektorlinien gezeigt (14A und 14B), und die Stärke der Magnetkraftlinien ist durch die Intensität gezeigt (15A und 15B).
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Arbeitsbeispiel 2
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Ein Arbeitsbeispiel 2 ist eine Analyse der Richtungen und Stärke der Magnetkraftlinien in dem Fall des Anordnens der Komponenten in gleicher Weise wie beim oben beschriebenen Arbeitsbeispiel 1 mit der Ausnahme, dass das Zusatzjoch 31 nicht vorgesehen ist.
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Als Ergebnis der Analyse sind die Richtungen der Magnetkraftlinien durch Vektorlinien gezeigt (16A und 16B), und die Stärke der Magnetkraftlinien ist durch die Intensität gezeigt (17A und 17B).
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Es konnte aus den 14A bis 15B bestätigt werden, wie und in welchem Ausmaß die Magnetkraftlinien des ersten und zweiten Permanentmagneten 30, 32 auf die festen Kontakte 21a, 22a, 23a, 24a und die beweglichen Kontakte 86a, 86b, 87a, 87b einwirken.
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Außerdem konnte durch Vergleichen der in den 14A bis 15B beschriebenen Ergebnisse mit den in den 16A bis 17B beschriebenen Ergebnissen bestätigt werden, dass das Vorsehen des Zusatzjochs 31 zu Änderungen der Richtungen der Magnetkraftlinien der Permanentmagnete und der Verteilung der Stärke der Magnetkraftlinien führt.
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Wie in den 18 bis 20 gezeigt, ist eine zweite Ausführungsform nahezu gleich wie die erste Ausführungsform, und sie unterscheidet sich davon insofern, als das Zusatzjoch nicht in der Magnetfelderzeugungseinheit 35 vorgesehen ist. Sie unterscheidet sich auch insofern, als die magnetische Flussdichte des ersten Permanentmagneten 30 größer gemacht wird als die magnetische Flussdichte des zweiten Permanentmagneten 32.
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Die gleichen Abschnitte sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen, und auf deren Beschreibung wird verzichtet.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise gemäß Darstellung in den 18 und 19 die magnetische Flussdichte des ersten Permanentmagneten 30 größer gemacht als die magnetische Flussdichte des zweiten Permanentmagneten 32. Aus diesem Grund wirkt eine größere Magnetkraft auf einen zwischen dem festen Kontakt 24a und dem beweglichen Kontakt 87b erzeugten Bogen 111 ein als auf einen zwischen dem festen Kontakt 23a und dem beweglichen Kontakt 87a erzeugten Bogen 112. Als Ergebnis wird, wenn ein bewegliches Kontaktstück 81 sich dreht und zurückkehrt, die zum Verlängern des zwischen dem festen Kontakt 24a und dem beweglichen Kontakt 87b erzeugten Bogens 111 durch den ersten Permanentmagneten 30 auf eine vorbestimmte Länge benötigte Zeit kürzer als die Zeit, die zum Verlängern des zwischen dem festen Kontakt 23a und dem beweglichen Kontakt 87a erzeugten Bogens 112 durch den zweiten Permanentmagneten 32 auf eine vorbestimmte Länge benötigt wird.
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Kurz gesagt ist die für den Bogen 111 zum Verlängern auf eine vorbestimmte Länge benötigte Zeit kürzer als diejenige für den Bogen 112.
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Dementsprechend kann in der gleichen Zeitspanne der zwischen dem festen Kontakt 24a und dem beweglichen Kontakt 87b erzeugte Bogen 111 länger ausgedehnt werden als der zwischen dem festen Kontakt 23a und dem beweglichen Kontakt 87 erzeugte Bogen 112. Wenn der Bogen 111 durch den ersten Permanentmagneten 30 zu dem Bogenlöschraum 19 hin angezogen und unterbrochen bzw. abgeschnitten wird, wird der Bogen 112 gleichzeitig unterbrochen, da der bewegliche Kontakt 87a und der bewegliche Kontakt 87b elektrisch miteinander verbunden sind. Demzufolge kann der Bogen 112 unterbrochen werden, bevor er lang ausgedehnt worden ist.
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Wenn der Bogen 111 auf eine ausreichende Länge ausgedehnt wird und frühzeitig unterbrochen werden kann, ist es möglich, die Beschädigung der Isolierung in den Räumen zwischen den festen Kontakten 24a, 23a und den beweglichen Kontakten 87b, 87a aufgrund der Wärmeerzeugung der Bögen 111, 112 zu reduzieren. Dadurch ist es möglich, eine Wiederherstellung der Bögen 111, 112 zu verhindern.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Bogen 111 innerhalb der gleichen Zeitspanne länger ausgedehnt werden als der Bogen 112. Aus diesem Grund wird, wenn der erzeugte Bogen 111 auf eine ausreichende Stärke ausgedehnt ist und vor der Ausdehnung des Bogens 112 unterbrochen werden kann, der Bogen 112 gleichzeitig unterbrochen und muss daher nicht lang ausgedehnt werden. Als ein Ergebnis wird kein großer Raum für das Auslöschen bzw. Löschen des Bogens 112 benötigt. Außerdem gelangt der Bogen 112 nicht in Kontakt mit einer Kunststoffform, weswegen kein Problem der Beschädigung der Isolierung aufgrund der Erzeugung von Staub und organischem Gas verursacht wird.
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Daher ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, ein elektromagnetisches Relais kleiner Größe zu erhalten, bei dem das durch einen Bogen verursachte Problem der Beschädigung der Isolierung selbst dann nicht auftritt, wenn ein großer Strom fließen darf.
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Wie in den 21 und 22 gezeigt, betrifft eine dritte Ausführungsform einen Fall, bei dem ein Stufenabschnitt in Dickendimensionen der beweglichen Kontaktstücke 80, 81 vorgesehen ist, und die beweglichen Kontakte 86a, 86b sowie die beweglichen Kontakte 87a, 87b, welche die gleiche Höhendimension aufweisen, sind jeweils fest. Aus diesem Grund ist ein Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 21a und dem beweglichen Kontakt 86a größer als ein Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 22a und dem beweglichen Kontakt 86b. In ähnlicher Weise ist ein Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 24a und dem beweglichen Kontakt 87b größer als ein Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 23a und dem beweglichen Kontakt 87a.
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Daher wird, wie beispielsweise in 22 gezeigt, zum Zeitpunkt des Drehens und Zurückbewegens des beweglichen Kontaktstücks 81 in einen Betriebszustand, vor der Trennung des beweglichen Kontakts 87a von dem festen Kontakt 23a, nämlich vor der Erzeugung des Bogens 112, der bewegliche Kontakt 87b von dem festen Kontakt 24a getrennt und der Bogen 111 erzeugt.
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Das heißt, vor der Erzeugung des Bogens 112 oder zum Zeitpunkt der Erzeugung des Bogens 112 befindet sich der Bogen 111 in dem Zustand, dass er von dem ersten Permanentmagneten 30 bereits in die Länge gezogen worden ist. Wenn der Bogen 111 durch Verwendung des Bogenlöschraums 19 in eine ausreichende Länge ausgedehnt und unterbrochen worden ist, wird der Bogen 112 gleichzeitig unterbrochen, da der bewegliche Kontakt 87a und der bewegliche Kontakt 87b elektrisch miteinander verbunden sind. Daher kann der Bogen 112 unterbrochen werden, bevor er in die Länge gezogen worden ist.
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Wenn der Bogen 111 zu einer ausreichenden Länge ausgedehnt und unterbrochen worden ist, ist es möglich, eine Beeinträchtigung der Isolierung in den Räumen zwischen den festen Kontakten 24a, 23a und den beweglichen Kontakten 87b, 87a aufgrund der Wärmeerzeugung der Bögen 111, 112 zu reduzieren. Dadurch ist es möglich, eine Wiederherstellung der Bögen 111, 112 zu verhindern.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Abstand zwischen Kontakten eingestellt werden, indem nur die beweglichen Kontakte 86a, 86b, 87a, 87b auf den beweglichen Kontaktstücken 80, 81 mit einem dazwischen vorgesehenen Stufenabschnitt versehen werden. Dies ermöglicht eine einfache Einstellung der Zeitsteuerung für die Erzeugung des Bogens 111 und des Bogens 112.
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Das heißt, wenn der Abstand zwischen Kontakten auf eine geeignete Größe eingestellt wird, kann vor der Erzeugung des Bogens 112 der Bogen 111 durch den zweiten Permanentmagneten 32 auf eine geeignete Länge ausgedehnt werden. Daher wird, wenn der Bogen 111 durch den ersten Permanentmagneten 30 auf die geeignete Länge ausgedehnt und unterbrochen worden ist, der Bogen 112 gleichzeitig unterbrochen, da der bewegliche Kontakt 87a und der bewegliche Kontakt 87b elektrisch miteinander verbunden sind. Demzufolge kann der Bogen 112 unterbrochen werden, bevor er in die Länge gezogen worden ist.
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Als Folge wird nicht viel Raum für das Auslöschen des Bogens 112 benötigt. Außerdem gelangt der Bogen 112 nicht in Kontakt mit der Kunststoffform und verursacht kein Problem der Beeinträchtigung der Isolierung aufgrund der Erzeugung von Staub und organischem Gas.
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Daher ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, ein elektromagnetisches Relais kleiner Größe zu erhalten, bei dem verhindert wird, dass das durch einen Bogen verursachte Problem der Beeinträchtigung der Isolierung auftritt, indem selbst dann lediglich ein einfacher Aufbau der Einstellung des Abstands zwischen den Kontakten gebildet wird, wenn ein hoher Strom fließen darf.
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Wie in den 23 und 24 gezeigt, betrifft eine vierte Ausführungsform einen Fall, bei dem eine Höhendimension des festen Kontakts 21a kleiner gemacht wird als eine Höhendimension des festen Kontakts 22a und eine Höhendimension des festen Kontakts 24a kleiner gemacht wird als eine Höhendimension des festen Kontakts 23a, um dadurch die Abstände zwischen den Kontakten einzustellen.
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Daher ist der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 21a und dem beweglichen Kontakt 86a größer als der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 22a und dem beweglichen Kontakt 86b. In ähnlicher Weise ist der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 24a und dem beweglichen Kontakt 87b größer als der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 23a und dem beweglichen Kontakt 87a.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wie beispielsweise in 24 gezeigt, zum Zeitpunkt des Drehens und Zurückbewegens des beweglichen Kontaktstücks 81 in den Betriebszustand, vor der Trennung des beweglichen Kontakts 87a von dem festen Kontakt 23a, nämlich vor der Erzeugung des Bogens 112, der bewegliche Kontakt 87b von dem festen Kontakt 24a getrennt und der Bogen 111 erzeugt. Somit befindet sich vor der Erzeugung des Bogens 112 oder zum Zeitpunkt der Erzeugung des Bogens 112 der Bogen 111 in dem Zustand, dass er von dem ersten Permanentmagneten 30 bereits in die Länge gezogen worden ist. Wenn der Bogen 111 durch Verwendung des Bogenlöschraums 19 in eine ausreichende Länge ausgedehnt und unterbrochen worden ist, wird folglich der Bogen 112 gleichzeitig unterbrochen, da der bewegliche Kontakt 87a und der bewegliche Kontakt 87b elektrisch miteinander verbunden sind. Daher kann der Bogen 112 unterbrochen werden, bevor er in die Länge gezogen worden ist.
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Wenn der Bogen 111 zu einer ausreichenden Länge ausgedehnt und unterbrochen worden ist, ist es möglich, eine Beeinträchtigung der Isolierung in den Räumen zwischen den festen Kontakten 24a, 23a und den beweglichen Kontakten 87b, 87a aufgrund der Wärmeerzeugung der Bögen 111, 112 zu reduzieren. Dadurch ist es möglich, eine Wiederherstellung der Bögen 111, 112 zu verhindern.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Abstand zwischen Kontakten einzustellen, indem nur die Höhendimensionen der festen Kontakte 21a, 24a reduziert werden. Dies ermöglicht eine einfache Einstellung der Zeitsteuerung für die Erzeugung des Bogens 111 und des Bogens 112.
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Das heißt, wenn der Abstand zwischen Kontakten auf eine geeignete Größe eingestellt wird, kann vor der Erzeugung des Bogens 112 der Bogen 111 durch den zweiten Permanentmagneten 32 auf eine geeignete Länge ausgedehnt werden. Daher wird, wenn der Bogen 111 durch den ersten Permanentmagneten 30 auf die geeignete Länge ausgedehnt und unterbrochen worden ist, der Bogen 112 gleichzeitig unterbrochen, da der bewegliche Kontakt 87a und der bewegliche Kontakt 87b elektrisch miteinander verbunden sind. Demzufolge kann der Bogen 112 unterbrochen werden, bevor er in die Länge gezogen worden ist.
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Es erübrigt sich zu sagen, dass der Abstand zwischen den Kontakten eingestellt werden kann, indem die Höhendimensionen zwischen dem Paar benachbarter beweglicher Kontakte 86a, 86b oder dem Paar benachbarter beweglicher Kontakte 87a, 87b unterschiedlich gemacht werden.
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Bei einer fünften Ausführungsform ist, wie in den 25 und 26 gezeigt, durch Schrägstellen des beweglichen Kontaktstücks 80 der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 21a und dem beweglichen Kontakt 86a größer gemacht als der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 22a und dem festen Kontakt 86b. In ähnlicher Weise ist durch Schrägstellen des beweglichen Kontaktstücks 81 der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 24a und dem beweglichen Kontakt 87b größer gemacht als der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 23a und dem festen Kontakt 87a. Der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 21a und dem beweglichen Kontakt 86a ist jedoch gleich wie zwischen dem festen Kontakt 24a und dem beweglichen Kontakt 87b.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wie beispielsweise in 26 gezeigt, zum Zeitpunkt des Drehens und Zurückbewegens des beweglichen Kontaktstücks 81 in den Betriebszustand, vor der Trennung des beweglichen Kontakts 87a von dem festen Kontakt 23a, nämlich vor der Erzeugung des Bogens 112, der bewegliche Kontakt 87b von dem festen Kontakt 24a getrennt und der Bogen 111 erzeugt. Somit befindet sich vor der Erzeugung des Bogens 112 oder zum Zeitpunkt der Erzeugung des Bogens 112 der Bogen 111 in dem Zustand, dass er von dem ersten Permanentmagneten 30 bereits in die Länge gezogen worden ist. Wenn der Bogen 111 durch Verwendung des Bogenlöschraums 19 in eine ausreichende Länge ausgedehnt und unterbrochen worden ist, wird folglich der Bogen 112 gleichzeitig unterbrochen, da der bewegliche Kontakt 87a und der bewegliche Kontakt 87b elektrisch miteinander verbunden sind. Daher kann der Bogen 112 unterbrochen werden, bevor er in die Länge gezogen worden ist.
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Wenn der Bogen 111 zu einer ausreichenden Länge ausgedehnt und unterbrochen worden ist, ist es möglich, eine Beeinträchtigung der Isolierung in den Räumen zwischen den festen Kontakten 24a, 23a und den beweglichen Kontakten 87b, 87a aufgrund der Wärmeerzeugung der Bögen 111, 112 zu reduzieren. Dadurch ist es möglich, eine Wiederherstellung der Bögen 111, 112 zu verhindern.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die beweglichen Kontaktstücke 80, 81 schrägzustellen, indem lediglich eine Torsionsbearbeitung bei den beweglichen Kontaktstücken 80, 81 vorgenommen wird, die bereits vorhandene Komponenten darstellen. Somit besteht der Vorteil, dass der Aufbau neuer Herstellungsanlagen reduziert werden kann, wodurch Kostensteigerungen vermieden werden.
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Der Status der Erzeugung von Bögen im Fall des Anlegens einer hohen Last an das elektromagnetische Relais gemäß der obigen Ausführungsform wurde wie folgt gemessen:
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Arbeitsbeispiel 3
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Bei einem Arbeitsbeispiel 3 wurde eine Messung bei dem elektromagnetischen Relais gemäß der zweiten Ausführungsformen (18 des 20) ausgeführt, bei der das Zusatzjoch nicht vorgesehen ist und alle Abstände zwischen den Kontakten gleich sind.
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Die magnetische Flussdichte in der Nähe der Kontakte zum Zeitpunkt der Kontaktierung zwischen den festen Kontakten 21a, 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 87b durch den ersten Permanentmagneten 30 wurde auf 46 mT eingestellt. Die magnetische Flussdichte in der Nähe der Kontakte zum Zeitpunkt der Kontaktierung zwischen den festen Kontakten 22a, 23a und den beweglichen Kontakten 86b, 87a durch den zweiten Permanentmagneten 32 wurde auf 24 mT eingestellt.
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Der feste Kontaktanschluss 22 und der feste Kontaktanschluss 23 wurden über einen nicht gezeigten Widerstand miteinander verbunden, und der Status der Erzeugung von Bögen wurde im Fall des Anlegens einer Spannung von 1000 V zwischen dem festen Kontaktanschluss 21 und dem festen Kontaktanschluss 24 gemessen. Es ist festzuhalten, dass der Wert des Widerstands so gewählt wurde, dass ein Strom von 15 A in einem Zustand fließt, in dem die jeweiligen der festen Kontakte 21a, 22a, 23a, 24a und der beweglichen Kontakte 86a, 86b, 87a, 87b in Kontakt miteinander gelangen. Der Graph von 27 zeigt die Messergebnisse.
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In 27 zeigt ”V1” eine Spannung zwischen dem festen Kontakt 21a und dem beweglichen Kontakt 86a. ”V2” zeigt eine Spannung zwischen dem festen Kontakt 22a und dem beweglichen Kontakt 86b. ”V3” zeigt eine Spannung zwischen dem festen Kontakt 23a und dem beweglichen Kontakt 87a. ”V4” zeigt eine Spannung zwischen dem festen Kontakt 24a und dem beweglichen Kontakt 87b. Außerdem zeigt ”t1” die Zeit von der Erzeugung des Bogens zum Zeitpunkt der Trennung zwischen den festen Kontakten 21a, 22a, 23a, 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 86b, 87a, 87b bis zum Start der Ausdehnung des Bogens. ”t2” zeigt die Zeit vom Start der Ausdehnung des Bogens bis zur Fertigstellung des Unterbrechens des Bogens. ”t1 + t2” zeigt die Bogenlebensdauer. Hinsichtlich ”V1”, ”V2”, ”V3”, ”V”, ”t1” und ”t2” gilt für die später beschriebenen 28 und 29 das Gleiche.
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Bei dem Graphen von 27 wurde die magnetische Flussdichte des ersten Permanentmagneten 30 größer gemacht als die magnetische Flussdichte des zweiten Permanentmagneten 32, im Vergleich mit einem später beschriebenen Vergleichsbeispiel 1 (29). Es konnte bestätigt werden, dass die Zeit ”t1” von der Erzeugung des Bogens zum Zeitpunkt der Trennung zwischen den festen Kontakten 21a, 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 87b bis zum Start der Ausdehnung des Bogens kurz war.
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Außerdem konnte so bestätigt werden, dass die Bogenlebensdauer ”t1 + t2” für jeden der Bögen zwischen den festen Kontakten 21a, 22a, 23a, 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 86b, 87a, 87b kurz war. Außerdem konnte gemäß dem Graphen von 27 auch bestätigt werden, dass die Anzahl an Schwingungen in der Spannungswellenform, die die Erzeugung, Ausdehnung und das Unterbrechen des Bogens während der Zeit ”t2” zeigt, zum Zeitpunkt der Beendigung der Schwingungen kleiner war als die Anzahl an Schwingungen in der Spannungswellenform beim Vergleichsbeispiel 1.
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Genauer gesagt waren die Anzahlen an Schwingungen in den Kontakt-zu-Kontakt-Spannungen ”V2”, ”V3” zwischen den festen Kontakten 22a, 23a und den in der Nähe der Kunststoffform angeordneten beweglichen Kontakten 86b, 87a klein. Somit wurde festgestellt, dass es möglich ist, den Bogen zuverlässig auszulöschen und die durch die Erzeugung des Bogens verursachte Erzeugung von Staub und organischem Gas zu reduzieren und dadurch zuverlässig die Beeinträchtigung der Isolierung zu verhindern.
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Arbeitsbeispiel 4
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Bei einem Arbeitsbeispiel 4 wurde eine Messung bei dem elektromagnetischen Relais gemäß der fünften Ausführungsform (25 und 26) ausgeführt, bei dem das Zusatzjoch nicht vorgesehen ist und nicht alle Abstände zwischen den Kontakten gleich sind.
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Die magnetische Flussdichte in der Nähe der Kontakte zum Zeitpunkt der Kontaktierung zwischen den festen Kontakten 21a, 22a, 23a, 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 86b, 87a, 87b durch den ersten und den zweiten Permanentmagneten 30, 32 wurde auf 24 mT eingestellt. Der feste Kontaktanschluss 22 und der feste Kontaktanschluss 23 wurden über einen nicht gezeigten Widerstand miteinander verbunden, und eine Spannung von 1000 V wurde zwischen dem festen Kontaktanschluss 21 und dem festen Kontaktanschluss 24 angelegt, um den Status der Erzeugung von Bögen zu messen. Der Graph von 28 zeigt die Messergebnisse.
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Gemäß dem Graphen von 28 wurden, verglichen mit dem später beschriebenen Vergleichsbeispiel 1 (29), die Kontakt-zu-Kontakt-Abstände zwischen den festen Kontakten 21a, 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 87b größer gemacht als die Kontakt-zu-Kontakt-Abstände zwischen den festen Kontakten 22a, 23a und den beweglichen Kontakten 86b, 87a. So konnte bestätigt werden, dass die Bogenlebensdauer ”t1 + t2” für jeden der Bögen zwischen den festen Kontakten 21a, 22a, 23a, 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 86b, 87a, 87b kurz war.
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Außerdem konnte gemäß dem Graphen von 28 auch bestätigt werden, dass die Anzahl an Schwingungen in der Spannungswellenform, die die Erzeugung, Ausdehnung und das Unterbrechen des Bogens während der Zeit ”t2” zeigt, zum Zeitpunkt der Beendigung der Schwingungen kleiner war als die Anzahl an Schwingungen in der Spannungswellenform beim Vergleichsbeispiel 1.
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Genauer gesagt waren die Anzahlen an Schwingungen in den Kontakt-zu-Kontakt-Spannungen ”V2”, ”V3” zwischen den festen Kontakten 22a, 23a und den in der Nähe der Kunststoffform angeordneten beweglichen Kontakten 86b, 87a klein. Somit wurde festgestellt, dass es möglich ist, den Bogen zuverlässig auszulöschen und die durch die Erzeugung des Bogens verursachte Erzeugung von Staub und organischem Gas zu reduzieren und dadurch zuverlässig die Beeinträchtigung der Isolierung zu verhindern.
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Vergleichsbeispiel 1
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Bei dem Vergleichsbeispiel 1 wurde der Status der Erzeugung von Bögen mit ähnlichen Bedingungen wie den vorstehend bezüglich des Arbeitsbeispiels 3 beschriebenen mit der Ausnahme gemessen, dass die magnetische Flussdichte in der Nähe der Kontakte zur Zeit der Kontaktierung zwischen den festen Kontakten 21a, 22a, 23a, 24a und den beweglichen Kontakten 86a, 86b, 87a, 87b durch den ersten und zweiten Permanentmagneten 30, 32 auf 24 mT eingestellt wurde. Der Graph von 29 zeigt die Messergebnisse.
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Gemäß dem Graphen von 29 konnte bestätigt werden, dass die Bogenlebensdauer ”t1 + t2” für jeden der zwischen den beweglichen Kontakten 86a, 86b, 87a, 87b und den gegenüberliegenden festen Kontakten 21a, 22a, 23a, 24a erzeugten Bögen länger war als die Bogenlebensdauer ”t1 + t2” in den Arbeitsbeispielen 3, 4. Es wurde dementsprechend gefunden, dass die Bogenlebensdauer durch geeignetes Variieren der magnetischen Flussdichte oder der Abstände der Kontakte reduziert werden kann.
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Außerdem war die Anzahl an Schwingungen in der Spannungswellenform, die die Erzeugung, Ausdehnung und das Unterbrechen des Bogens während der Zeit ”t2” zeigt, größer als die Anzahl an Schwingungen in den Arbeitsbeispielen 3, 4. Genauer gesagt waren die Anzahlen an Schwingungen der Kontakt-zu-Kontakt-Spannungen ”V2”, ”V3” zwischen dem festen Kontakt 22a und dem festen Kontakt 23a, die in der Nähe der Kunststoffform angeordnet sind, deutlich größer als die Anzahl an Schwingungen in den Arbeitsbeispielen 3, 4. Es wurde aus dieser Tatsache abgeleitet, dass der Bogen wiederholt eine Anzahl von Malen erzeugt, ausgedehnt und unterbrochen wurde.
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Arbeitsbeispiel 5
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Der feste Kontaktanschluss 22 und der feste Kontaktanschluss 23 des elektromagnetischen Relais gemäß der zweiten Ausführungsform (30) wurden über einen nicht gezeigten Widerstand miteinander verbunden, und eine Spannung von 1000 V wurde zwischen dem festen Kontaktanschluss 21 und dem festen Kontaktanschluss 24 angelegt, um einen Test des Öffnens und Schließens auszuführen, um den Status der Erzeugung von Bögen zu messen.
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Genauer gesagt wurde eine Spannung zwischen den Kontakten durch ein Oszilloskop gemessen, um eine Wellenform zu erhalten, die Spannungsänderungen zwischen den Kontakten zeigt. Außerdem wurde der erzeugte Bogen durch eine Hochgeschwindigkeitskamera fotografiert, und das fotografierte Bild des Bogens wurde einer Bildverarbeitung unterzogen, um die Länge des Bogens zu messen. Die Bogenlänge wurde dann auf eine Wellenform der Spannung zwischen den Kontakten gezeichnet, um einen Graphen (31) zu erhalten, der die Relation zwischen der Bogenlebensdauer, der Spannung zwischen den Kontakten und der Bogenlänge zeigt.
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Aus 31 konnte bestätigt werden, dass der folgende Zyklus wiederholt wird: Das in 30 gezeigte bewegliche Kontaktstück 80 wird in der Richtung von der Betriebsposition zur Rückholposition gedreht, und wenn der bewegliche Kontakt 86a von dem festen Kontakt 21a getrennt wird, wird ein Bogen 111A erzeugt, und ein durch den Permanentmagneten 30 verlängerter Bogen 111B wird unterbrochen. Es konnte auch bestätigt werden, dass eine Korrelation zwischen der Spannung zwischen den Kontakten und der Bogenlänge vorhanden ist.
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Genauer beschrieben wird, wenn eine hohe Spannung angelegt wird, zum Zeitpunkt der Trennung des beweglichen Kontakts 86a vom festen Kontakt 21a der Bogen 111A zwischen dem festen Kontakt 21a und dem beweglichen Kontakt 86a erzeugt. In einem anfänglichen Stadium des Trennvorgangs verlängert sich, wenn der Abstand zwischen den Kontakten zunimmt, der Bogen 111A proportional zu dieser Zunahme, und der Bogen 111A erreicht eine Bogenlänge, die nahezu äquivalent zum Abstand zwischen den Kontakten (etwa 3 mm) ist.
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Danach wird der Bogen 111A durch die Magnetkraft des ersten Permanentmagneten 30 verlängert und auf eine größere Länge ausgedehnt, als es der Kontakt-zu-Kontakt-Abstand zwischen dem festen Kontakt 21a und dem gegenüberliegenden beweglichen Kontakt 86a ist, um zu dem Bogen 111B zu werden. Wenn der Isolationswiderstand in dem Raum, in dem der Bogen 111B vorhanden ist, größer als der Isolationswiderstand in dem zwischen dem festen Kontakt 21a und dem gegenüberliegenden beweglichen Kontakt 86a befindlichen Raum wird, wird der neue Bogen 111A zwischen dem ersten Kontakt 21a und dem beweglichen Kontakt 86a erzeugt. Gleichzeitig hierzu wird der verlängerte Bogen 111B unterbrochen. Der erzeugte neue Bogen 111A wird dann durch die Magnetkraft des ersten Permanentmagneten 30 in gleicher Weise wie oben beschrieben ausgedehnt. Danach wird das Phänomen der Erzeugung des Bogens 111A und des Abschneidens bzw. Unterbrechens des verlängerten Bogens 111B in einem ähnlichen Zyklus wie dem oben beschriebenen wiederholt.
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Normalerweise werden bei einem elektromagnetischen Relais (19) mit einem Doppel-Unterbrecherkontakt-Aufbau wie bei der zweiten Ausführungsform, wenn das bewegliche Kontaktstück 80 gedreht wird, die Bögen 111, 112 jeweils gleichzeitig zwischen den beweglichen Kontakten 86a (87b) und den festen Kontakten 21a (24a) sowie zwischen den beweglichen Kontakten 86b (87a) und den festen Kontakten 22a (23a) erzeugt und in der gleichen Weise ausgedehnt.
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Bei dem elektromagnetischen Relais gemäß der zweiten Ausführungsform gelangt jedoch der Bogen 112 leicht in Kontakt mit der in der Nähe der festen Kontakte 22a (23a) angeordneten Kunststoffform, und daher wird leicht Staub oder ein organisches Gas erzeugt. Wenn der Staub oder das organische Gas durch den in Kontakt mit der Kunststoffform gelangenden Bogen 112 erzeugt wird, tritt eine Beeinträchtigung der Isolierung in dem Innenraum auf und verursacht einen Abfall des Isolationswiderstands. Demzufolge wird beispielsweise zwischen den beweglichen Kontakten 86b (87a) und den festen Kontakten 22a (23a) der Bogen 112 leichter erzeugt. Als Folge werden selbst nach einer vollständigen Rückkehr der beweglichen Kontakte 86a, 86b die Bögen 111, 112 wiederholt erzeugt, ausgedehnt und unterbrochen, und die Zeitdauer für das vollständige Unterbrechen der Bögen 111, 112 wird daher lang. Dies verursacht einen Teufelskreis, dass der erzeugte Bogen wiederholt in Kontakt mit der Kunststoffform gebracht wird, wodurch Staub oder ein organisches Gas erzeugt wird und die Lebensdauer des Kontakts verkürzt wird.
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Demzufolge sorgten auf der Basis des vorstehenden Wissens die vorliegenden Erfinder dafür, den Bogen 111, der zwischen den beweglichen Kontakten 86a (87b) und den festen Kontakten 21a (24a) erzeugt wird, in deren Nähe die Kunststoffform nicht angeordnet ist, durch die Magnetkraft des ersten Permanentmagneten 30 vorzugsweise dorthin anzuziehen und auszudehnen sowie den Bogen frühzeitig zu unterbrechen. Demzufolge kann, selbst wenn der Bogen 112 zwischen den beweglichen Kontakten 86b (87a) und den festen Kontakten 22a (23a) erzeugt wird, in deren Nähe die Kunststoffform angeordnet ist, vor der Ausdehnung des Bogens 112 der Bogen 112 gleichzeitig mit dem Bogen 111 unterbrochen werden. Daher konnten die vorliegenden Erfinder nachweisen, dass das durch die Erzeugung des Bogens 112 verursachte Problem gelöst werden kann, und realisierten die vorliegende Erfindung.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein elektromagnetisches Gleichstrom-Relais beschränkt, sondern kann auch bei einem elektromagnetischen Wechselstrom-Relais eingesetzt werden.
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Obwohl die Fälle der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf das elektromagnetische Relais mit den vier Polen bei den obigen Ausführungsformen beschrieben wurden, ist dies nicht beschränkend, und sie kann bei einem elektromagnetischen Relais mit zumindest einem Pol eingesetzt werden.
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Es erübrigt sich zu erwähnen, dass die vorliegende Erfindung bei einem elektromagnetischen Relais mit zwei oder mehr Polen anwendbar ist, wo zwei oder mehr bewegliche Kontakte auf einem beweglichen Kontaktstück vorgesehen sind.
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Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf das elektromagnetische Relais beschränkt, sondern kann auch bei einem Schalter angewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Basis
- 10a
- Eingriffsklauenabschnitt
- 11
- Ausnehmungsabschnitt
- 12
- Trennwand
- 13
- Stufenabschnitt
- 14
- Einpressloch
- 15a, 15b, 15c, 15d
- Anschlussloch
- 16a, 16b
- Anschlussloch
- 17
- gekerbte Nut
- 18
- Ausnehmungsabschnitt
- 19
- Bogenlöschraum
- 21–24
- fester Kontaktanschluss
- 21a–24
- afester Kontakt
- 25
- Spulenanschluss
- 25a
- Verbindungsabschnitt
- 25b
- Anschlussabschnitt
- 30
- erster Permanentmagnet
- 31
- Zusatzjoch
- 32
- zweiter Permanentmagnet
- 35
- Magnetfelderzeugungseinheit
- 40
- elektromagnetischer Block
- 41
- Spulenkörper
- 42, 43
- Flanschabschnitt
- 44
- Rumpfabschnitt
- 45
- Durchgangsloch
- 46
- Isolationsrippe
- 47
- Eingriffsloch
- 50
- Relaisklaue
- 51
- Spule
- 52
- Eisenkern
- 53
- Magnetpolabschnitt
- 55
- Joch
- 60
- bewegliches Eisenstück
- 70
- Abstandshalter
- 71
- Ausnehmungsabschnitt
- 72
- Isolationsrippe
- 73
- Isolationsrippe
- 74
- bewegliche Bühne
- 80
- bewegliches Kontaktstück
- 81
- bewegliches Kontaktstück
- 82
- Abschnitt großer Breite
- 83
- Abschnitt großer Breite
- 84
- Belagelement
- 85
- Belagelement
- 86a, 86b
- beweglicher Kontakt
- 87a, 87b
- beweglicher Kontakt
- 90
- Deckel
- 91
- Gasauslassloch
- 92
- Eingriffsaufnahmeabschnitt
- 93
- Positionseinstellrippe
- 100
- Bogenabschneidelement
- 101
- Vorsprung
- 102
- Rippe
- 103
- Rippe
- 104
- Zungenelement
- 110
- Bogen
- 111
- Bogen
- 111A
- Bogen
- 111B
- Bogen
- 112
- Bogen
