JP2002110016A - 電磁リレーのための磁気システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイル損失及び漂遊磁束を最小とする。 【解決手段】 電磁リレーのための磁気システムには、
一つの共通のコイル１８の全長に亘って互いに平行に延
出する少なくとも２つの鉄心１５、１６が設けられる。
各鉄心は、アマチュアを動作させる固有の磁気回路の一
部であり、アマチュアはこの磁気回路内に配置されて対
応する接点システムを動作させる。コイル１８内部での
鉄心１５、１６間の間隔は、各鉄心の横断面の最大寸法
よりも小さくして、コイル１８にて発生する磁束を最大
限に利用して損失及び漂遊磁束を最小とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁リレー用の磁
気システム、更に詳しくは、少なくとも２つの磁気回路
を有する磁気システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例え
ば、機械装置、ゲート、炉または医療機器の電源回路に
使用される型式の最近のフェイルセーフ回路において
は、２系統のスイッチングが必要とされて、一系統だけ
を不用意に操作した時に電源回路がオンとなることがな
いようになっている。また、例えば、接点溶着により一
方の系統が不能になった場合でも、他方の系統によって
電源回路をオフにすることが要求される。

【０００３】このようなフェイルセーフ回路の一例は、
ドイツ特許公報＜ＤＥ ４４４１１７１Ｃ１＞に開示さ
れている。この公知の回路は２つのリレーを備え、各リ
レーのコイルが他のリレーの接点に接続されて、２つの
リレーが互いを監視するようにし、両方のリレーが正常
に機能しているときのみに、制御されるべき装置の電源
回路がオンするようにされている。しかしながら、この
公知の回路は２つのリレーを備えることにより複雑なも
のになっている。

【０００４】ドイツ特許公報＜ＤＥ ３７０５９１８Ａ
１＞は、Ｕ字形の鉄心が貫通した単一のコイルを備えた
磁気システムを有する電磁リレーを開示している。鉄心
の一方の脚は２つの部材に分割されることで、コイルの
同じ側に、クラッパー型のアマチュアを夫々備えた２つ
の平行な磁気回路が形成されている。この構成は、一方
のアマチュアが接点溶着を起こした場合に、磁束全体が
このアマチュアを通ることで、コイルが再度通電された
場合に他方のアマチュアが動作しないようにすることを
保証するために意図されたものである。このリレーで
は、２つの回路のスイッチングが幾分か独立して行われ
るものの、上述のフェイルセーフ要求を満足させるには
これらの回路間の分離が十分でない。

【０００５】米国特許＜ＵＳ ４、８３３、４３５＞
は、２つの独立したＵ字形の鉄心が共通のコイルを通し
て平行に延出する磁気システムを開示している。各鉄心
は個別の磁気回路の一部を構成し、対応する接点対を駆
動するアマチュアが各磁気回路によって動作される。こ
の構成は、接点対の一方が溶着した時に、他方が開くこ
とができるようにすることを意図したものである。この
先行技術での磁気システムでは、コイル損失が高く、こ
れに伴う加熱問題が大きいという欠点がある。

【０００６】オーストリア特許＜ＡＴ ２２１ １４８
Ｂ＞は、シェル型の２部材のヨークによって包囲された
コイルを備えた電磁リレーを開示している。夫々のヨー
ク部材は鉄シートの打ち抜きと曲げ加工によって形成さ
れる。各ヨークには一体の突起が設けられ、これらの突
起がコイル内部を通して互いに平行に延出している。各
ヨーク部材には一つまたはそれ以上のクラッパー型のア
マチュアが設けられ、コイルへの通電によってこれらの
アマチュアが同期して動作する。この型式のリレーは、
上述したフェイルセーフスイッチング回路のための２系
統の動作を目的としておらず、またこれに適合していな
い。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的とするとこ
ろは、電磁リレーのための従来の磁気システムでの欠点
の少なくとも一部を克服することである。更に明確な目
的は、フェイルセーフスイッチング回路への使用に適し
たリレーのための磁気システムを小さいコイル損失で提
供することである。

【０００８】この目的を達成するために、本発明は電磁
リレーのための磁気システムを提供するものであり、こ
のシステムは、コイル軸を規定するコイル体と少なくと
も２つの磁気回路を備える。各磁気回路は鉄心とアマチ
ュアとを備えて対応する接点システムを駆動するもので
あって、これらの鉄心同士は磁気的に分離され、コイル
体の全長に亘ってコイル軸に沿って平行に延出する。コ
イル体内部での鉄心間の間隔は、いずれかの鉄心の横断
面の最大寸法よりも小さくされる。

【０００９】本明細書において、「鉄心」なる用語は、
磁気システムの要素の内で、リレーを構成する一つまた
は複数のコイルの内側を通して延出する部分「コア」
と、コイルから延出してリレーのアマチュアと共同する
部分「ヨーク」とを含む全体構造を示すものとして使用
される。

【００１０】コイル体内部において、鉄心が密に配置さ
れることから、小さなコイル断面すなわち小さなコイル
損失が実現され、このコイル体によって発生する磁束の
本質的に全てが磁気回路に結合されてアマチュアの駆動
に利用されるものであり、かなりの漂遊磁束を無くすこ
とができる。

【００１１】驚くべきことに、鉄心を密に配置したこと
にも拘わらず、磁気回路同士は十分に分離されて、フェ
イルセーフスイッチング回路に要求されるように、これ
らの磁気回路によって動作される接点システムを独立さ
せてスイッチングすることができることが判明した 。

【００１２】コイル体の横断面が小さいことに起因して
コイル損失が小さくなること、２つ以上の磁気回路によ
る磁束を使用すること、及び漂遊磁束が少なくなること
で、加熱の問題を低減することができるという利点があ
る。

【００１３】好ましい実施形態によれば、鉄心の形状及
び相対的な配置が、鉄心の全面積に対する周辺距離の比
が最小となるように設定されている。両鉄心及び鉄心間
の間隔を含む鉄心の全横断面は、好ましくは矩形、理想
的には円形とされて、コイル体により発生する磁束を最
大限に利用する効率を最適なものとしている。

【００１４】別の実施形態によれば、磁気回路の夫々
は、コイル軸と各アマチュアによって規定されると共に
コイル軸の回りに等間隔で並んだ平面内に納められる。
これにより、磁束が空間的に一様に分布され、コイル損
失についての最適化が計られる。

【００１５】この磁気システムは、各磁気回路に永久磁
石が含まれるような多くのリレー用途に使用される場合
に有用である。

【００１６】また、別の実施形態では、各アマチュアは
実質的にＨ字形となり、コイル軸に垂直 となった支持
軸の回りにピボット回転されるように装着される。ま
た、各アマチュアはＨ字の平行脚を構成することとなる
２つのアマチュアプレートを備え、永久磁石がこれらの
平行脚間に収める。このため、コイルの磁束を各磁気回
路に結合することが容易となる。

【００１７】この実施形態においては、２つの磁気回路
を設けて、夫々のアマチュアの支持軸を同一軸上に配
し、それぞれの永久磁石を異方向に磁化することが好ま
しい。これにより、磁気システムを動作させたときに発
生する力をバランスさせることができる。

【００１８】更に他の実施形態において、各磁気回路に
は、Ｃ字形の鉄心の両端間でコイル軸に沿って実質的に
平行に延出する永久磁石とアマチュアが備えられ、この
永久磁石は中央磁極とこの中央磁極に対して異なる２つ
の端部磁極を有し、アマチュアは永久磁石の中央部にお
いてピボット可能に装着される。

【００１９】他の好ましい実施形態では、４つの磁気回
路が２つの互いに実質的に直交する面内に設けられる。

【００２０】本発明の更に他の実施形態では、２つの磁
気回路が設けられ、コイル体としては互いに独立して通
電される２つのコイルが用いられ、両方のコイルが通電
され時のみ２つのアマチュアが動作されるようにアマチ
ュアが配置される。一方のコイルのみに通電したとき
は、動作するとしても一つのアマチュアのみである。リ
レーを備えた電源回路の誤った操作を防止することは、
従来のフェイルセーフ回路と同様にリレー接点を正しく
配線することによって行われる。夫々の磁気回路はほぼ
同様の応答性を有するものの、一方のコイルのみが通電
された場合にはスイッチング動作は行われない。すなわ
ち、不慮の通電によっては、スイッチング動作は行われ
ないものであり、両方のコイルに通電したときのみ両方
のアマチュアが動作するのである。

【００２１】夫々接点組を備えたアマチュアが異なる応
答性を持つようにすれば、２つのアマチュアの吸引動作
順序を規定することができるという利点が追加される。
例えば、負荷電流を流すように設定された接点組の動作
用に応答性が低いアマチュアを設けることができる。同
時に、高い応答性のアマチュアが動作するという事実に
よって、誤動作かどうかが検出できる。応答性に差異を
設ける方策としては、異なる磁化またはばね特性、非対
称のコイル巻線、またはこれらの組み合わせが使用でき
る。

【００２２】各コイルが同一の磁束を発生するようにな
っている場合は、コイルの巻き方は簡単に行うことがで
きる。一方、異なるコイルを用いれば、リレーを動作状
態に維持するために必要な励磁条件を変えることにな
る。

【００２３】更に他の実施形態において、コイルの内の
少なくとも一つは、両方のアマチュアを動作位置に保持
するために十分な磁束を発生するように使用される。こ
の場合、アマチュアに必要な保持電流が低減されるよう
にリレーを動作させることができ、これにより、損失及
び熱の発生を低減させることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）は、２つのリレーを使
用した場合を示し、夫々矩形断面の鉄心１５、１６と、
合成樹脂製のケース１７と、コイル１８で構成される。
所定の接点システムを動作させるためにコイル１８のア
ンペア回数を所定数とし、各鉄心１５、１６の断面積
（飽和を避けるような寸法に設定）を所定のものとする
ことで、各コイルは５００ｍＷの電力を取り出し、合計
１０００ｍＷの電力を得る。

【００２５】図１（Ｂ）は、例えば米国特許４、８３
３、４３５で公知の従来のリレーの場合を示す。この場
合、鉄心１５、１６との間にかなりの間隔が必要であ
り、図１（Ａ）に示す２つのコイルを用いた場合に比べ
て、大きな電力がコイルに必要とされ、実際には全体で
１２００ｍＷもの電力が必要となる場合がある。

【００２６】図２（Ａ）は、本発明に係る構造を模式的
に示すもので、矩形断面の鉄心１５、１６が近接して配
置されて、コイル１８全体の断面が矩形となり、その電
力は約６５０ｍＷとなる。

【００２７】図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示す構成は、
各コイルの断面積を同一としながらも、コイルの断面す
なわちコイルから取り出す電力を低減させるように、最
適化したものである。図２（Ｂ）に示す２つの鉄心１
５’、１６’は矩形断面を有し、両鉄心とその間の空間
を含む全体が正方形の断面を示すもので、コイル１８の
電力が約６２５ｍＷとなる。一方、図２（Ｃ）に示す構
成では、鉄心１５”、１６”とその間の空間を含む全体
の断面形状が円形となり、コイル１８に要求される電力
は僅か５９５ｍＷとなる。

【００２８】図２（Ｂ）と図２（Ｃ）に模式的に示した
構成においては、各鉄心を通過する磁束が常に同一であ
ると仮定している。図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示す本発
明の構成によれば、コイルの断面積を最小としてコイル
損失を最小とすることになる。

【００２９】以下に、本発明の磁気システムを使用した
電磁リレーの実施形態について説明する。

【００３０】図３に示す磁気システムは、２つの鉄心２
０、２１を備え、各鉄心の中央部分は間隔Ｓを介して互
いに平行に延出し、共に同軸上に並ぶ２つのコイル２
２、２３を貫通する。この実施形態においては、中間絶
縁フランジ２５を有する共通のコイルボビン２５へ２つ
のコイル２２、２３が巻き付けられ、コイルボビン２４
から突出する鉄心２０の脚２６、２７及びこれに対応す
る鉄心２１の脚２８、２９は互いに反対方向に延出し、
各脚の先端が上方に曲げられて磁極片３０、３１、３
２、３３を形成する。

【００３１】回転式アマチュア３４がこの鉄心２０の磁
極片３０、３１の間に配置され、垂直中心軸の回りで回
転自在となる。図３に示す磁気システムにおいてコイル
２２、２３に通電されていない、すなわち非励磁での非
動作状態の時は、アマチュア３４の大きなアマチュア磁
極面３５、３６が鉄心２０の磁極片３０、３１に係合す
る。同様に、回転式アマチュア３７が他の鉄心２１の磁
極片３２、３３の間に配置され、垂直中心軸の回りで回
転自在となり、非動作状態の時は、アマチュア３４の大
きなアマチュア磁極面３８、３９が鉄心２１の磁極片３
２、３３に係合する。

【００３２】本実施形態では、コイル２２、２３及び鉄
心２１、２２が同一の構造であり、互いに対象に配置さ
れる。更に、アマチュア３４、３７も同一の構造で同様
に配置されるが、アマチュア３４はアマチュア３７に比
べて高い応答性を有する。このことに関しては、図５を
参照して以下で詳しく説明する。これに代えて、特定の
用途に要求される事項に応じて、鉄心２０、２１及びコ
イル２２、２３を非対称としても良い。

【００３３】図４では、両方のコイル２２、２３に通電
された状態を示す。この時の磁束は同一の方向で同一の
強さであり、両方の鉄心２０、２１に割り当てられ、発
生した全磁束の１／２がアマチュア３４、３７の夫々を
動作するのに使用される。磁極片３０、３１と図４の左
側のアマチュア３４における小さい方の磁極面４０、４
１との間に作用する力、及び磁極片３２、３３と右側の
アマチュア３７における小さい方の磁極面４２、４３と
の間に作用する力によって、各アマチュアが反時計方向
に回転して、図４に示す位置をとる。

【００３４】図５は、コイル２２またはコイル２３のみ
が通電されたときの状態を示す。前述したように、通電
されたコイル２２、２３により発生する磁束が２つの鉄
心２０、２１へ実質的に一様に割り当てられる。

【００３５】この実施形態では、左側のアマチュア３４
に高い応答性を与えるために、アマチュアプレート４
４、４５の間に配置してアマチュア３４を非動作位置に
保持するための永久磁石４６、４７を、右側のアマチュ
ア３７の対応する部分に配した永久磁石４８、４９に比
べて小さく、または弱くしている。

【００３６】コイル２２、２３によって発生する磁束及
び永久磁石４６、４７、４８、４９の強さを適宜に選択
することにより、一方のコイル２２、２３のみに通電し
た時に、高い応答性を有する左側のアマチュア３４のみ
が動作し、低い応答性を有する右側のアマチュア３７は
非動作位置に止まる。このスイッチング状態は、例え
ば、アマチュアにて駆動される接点（図示せず）によっ
て検出することができる。このような接点の駆動は、ア
マチュアに形成した駆動要素５０、５１、５２、５３に
支持される駆動子を介して行われる。

【００３７】その他、アマチュア３４、３７に強さの異
なる永久磁石４６、４７、４８、４９を使用する代わり
に異なるばね負荷を用いて応答性を異ならせることがで
きる。

【００３８】図５を参照して説明した２つの回転式アマ
チュア３４、３７に非対称の応答性を与えた結果、誤動
作が原因でコイル２２、２３の内一つのコイルのみが通
電された時には、アマチュアの一方のみが応答動作を行
う。更にこのような非対称の応答性の結果、両方のコイ
ル２２、２３が励磁された時は、最初に左側のアマチュ
ア３４が、次いで右側のアマチュア３７が動作位置に回
転する。このような動作を利用して、後で動作するアマ
チュア３７によって負荷電流をスイッチする接点対を駆
動することができる。

【００３９】両方のコイル２２、２３に通電した時に、
両方の回転式アマチュア３４、３７が図４に示すような
動作位置へ既に移動していたとすると、両コイル２２、
２３の内の一方への通電を切断することができる。通電
が維持されているコイルによって発生している弱くなっ
た磁束でもアマチュア３４、３７を動作位置に維持する
のに十分である。また、コイルへの通電回路へ抵抗を直
列接続する接点を閉じることによって、いずれか一方の
コイルの磁束を弱め、電力消費を軽減することができ
る。

【００４０】図６から図９に示す磁気システムでは、ボ
ビン６０を貫通するＨ字形のコイル鉄心６１、６２を備
えたコイル５９で構成される。コイル５９内に延出する
鉄心６１、６２の部分は小間隔Ｓを介して互いに平行に
延出する。図６に示されるように、鉄心６１における２
つの平行な脚によって一対の上部前コイル磁極面６３、
６６と、一対の上部後コイル磁極面６４、６５が形成さ
れ、鉄心６２の脚によって一対の下部前コイル磁極面６
３’、６６’と、一対の下部後コイル磁極面６４’、６
５’が形成される。

【００４１】コイル５９は２分割のコイルケースによっ
て包囲され、コイルケースの上部材６７には上方へ突出
する軸６８が設けられ、下部材６７’は上部材６７と同
一の形状を有し、軸６８と同軸である下方へ突出する軸
６８’が設けられる。上下のアマチュア７０、７０’は
全体形状が略Ｈ字形であり、各軸６８、６８’に取り付
けられてこの軸の回りでピボット運動する。

【００４２】アマチュア７０は、２つのアマチュアプレ
ート７１、７２（図９参照）を有し、このアマチュアプ
レートがＨ字形の平行な脚を形成すると共に２つの永久
磁石７３、７３’を挟み込む。アマチュア部品７１、７
２、７３の大部分は合成樹脂製のケース７４によって覆
われて互いに結合されている。

【００４３】図６から図８に示すように、前アマチュア
プレート７１の左端はケース７４から下方に突出して大
きいアマチュア磁極面７５を形成し、後アマチュアプレ
ート７２の左端は僅かな部分だけが露出して小さいアマ
チュア磁極面７８を形成する。同様に、後アマチュアプ
レート７２の右端はケース７４から下方へ突出して広い
アマチュア磁極面７６を形成し、前アマチュアプレート
７１の右端は僅かな部分だけが露出して小さいアマチュ
ア磁極面７７を形成する。組み立てた状態では、アマチ
ュア７０の長手方向に沿った中央面に面する大きなアマ
チュア磁極面７５、７６が鉄心６１の上部コイル磁極面
６３、６４に対向する。これらの磁極面はほぼ同一の大
きさとなっている。

【００４４】下部アマチュア７０’は、上部アマチュア
７０と同一形状であり、大きなアマチュア磁極面７
５’、７６’がアマチュア７０’の長手方向に沿った中
央面に面して、鉄心６２の下部コイル磁極面６３’、６
４’に対向する。２つのアマチュア７０、７０’を同一
形状とすることにより、図７及び図９に示すように、永
久磁石７３、７３’の磁化方向を逆としている。

【００４５】以上の説明から明らかなように、図６から
図９に示す磁気システムは２つの磁気回路を形成し、そ
の内の一つは上部コイル磁極面６３、６４、６５、６６
を備えた鉄心６１と上部アマチュア７０とで構成され、
残りは下部コイル磁極面６３’、６４’、６５’、６
６’を備えた鉄心６２と下部アマチュア７０’とで構成
される。このように構成された２つの磁気回路はコイル
軸の回りで１８０°離れた平面に割り当てられる、すな
わち、本実施形態においては同一の幾何学平面におかれ
る。

【００４６】図６から図９の実施形態は単安定の磁気シ
ステムに関連する。図８に示す非動作位置では、コイル
５９が非励磁であり、大きなアマチュア磁極面７５、７
６は上部コイル磁極面６３、６４に当接し、大きなアマ
チュア磁極面７５’、７６’は下部コイル磁極面６
３’、６４’に当接する。コイル５９が励磁されてコイ
ル磁極面６３、６３’、６５、６５’にＳ極を作り出
し、コイル磁極面６４、６４’、６６、６６’にＮ極を
作り出すと、２つのアマチュア７０、７０’がそれぞれ
の動作位置へ逆方向に回転し、この位置でアマチュアプ
レート７１、７２の小さなアマチュア磁極面７７、７８
がコイル磁極面６５、６６に当接し、アマチュアプレー
ト７１’、７２’の小さなアマチュア磁極面７７’、７
８’がコイル磁極面６５’、６６’に当接する。

【００４７】アマチュア７０、７０’の運動は図８の矢
印で示す位置で電磁リレーの接点ばね組に伝達される。
この図では、各アマチュア７０、７０’が夫々２つの接
点ばねを駆動して、アマチュアがいずれの位置に置いて
も、例えば、一方のリレー接点を開くと共に他方のリレ
ー接点を閉じるようになる。

【００４８】コイル５９への通電が無くなると、アマチ
ュア７０、７０’は図８の非動作位置に戻る。これは、
磁気システムが単安定であって、コイル磁極面６３、６
４、６３’、６４’と大きなアマチュア磁極面７５、７
６、７５’、７６’との間の吸引力が、コイル磁極面６
５、６６、６５’、６６’と小さなアマチュア磁極面７
７、７８、７７’、７８’との間の吸引力よりも実質的
に大きくなるためである。

【００４９】上述したように、コイル５９の励磁及び非
励磁によってアマチュア７０、７０’が反対方向に回転
することで、この磁気システムに発生する力及びモーメ
ントの補償が行え、その結果、このシステムが動作する
時には外部へ力が伝達されることがない。

【００５０】図示しない変更例では、２つのアマチュア
に備えられる永久磁石を同方向に着磁することで、コイ
ルの励磁時に両方のアマチュアを同一方向に回転させる
ことができる。この場合、２つのアマチュアを結合させ
ても良い。

【００５１】図１０の概略図に示す磁気システムは、図
６から図９に示すものと同様の基本構成を有するが、コ
イル軸の回りに４つの回転式アマチュア８０、８０’、
８１、８１’を９０°の間隔で配置したものである。図
に示すように、各アマチュアは２つのアマチュアプレー
ト８２を備え、その間に永久磁石８３を挟持する。

【００５２】コイル８４を通して軸方向に沿って４つの
Ｃ字形の鉄心８５、８５’、８６、８６’が延出し、こ
れらの鉄心の中間部分は扇型の断面となって、コイル８
４の内部横断面を、互いの間の小さな間隔及び共通のケ
ース（図示せず）を除いて、完全に埋めている。ヨーク
脚８７，８７‘、８８，８８’はコイル８４からコイル
軸と直交する方向に延出してアマチュアプレート８２の
端部間に配置される。

【００５３】この場合、磁気システムは４つの磁気回路
を備え、各磁気回路は共通のコイル８４を通して延出す
る鉄心８５、８５’、８６、８６’の一つと、回転式ア
マチュア８０、８０’、８１、８１’の一つを備える。
このようにして形成された磁気回路はコイル軸の回りに
９０°の間隔で並ぶ平面（すなわち２つの幾何学平面）
に収まる。

【００５４】図１１に示す有極磁気システムでは、２つ
のＣ字形鉄心９１、９１’がコイル９０を通して延出
し、夫々のコイル磁極面９２、９２’と９３、９３’と
が反対方向に配向される。コイル９０内に収められる鉄
心９１、９１’の中間部分は、図２（Ｂ）に示すよう
に、これら２つが合わさって、正方形の断面を形成する
ようになっている。

【００５５】永久磁石９４が鉄心９１の端部間に配置さ
れてコイル９０の軸と平行に延出し、中央がＮ極で両端
がＳ極となるように磁化されている。棒状のアマチュア
９５が永久磁石９４の中央に枢支されて、いずれの位置
においても、アマチュアの一方の端部が対応するコイル
磁極面９２、９３に当接するようになっている。

【００５６】図６及び図９と同様に、図１１で示す磁気
システムはコイル軸の回りに１８０°離れた面（すなわ
ち、同一の幾何学平面）内に置かれる。

【００５７】図１１に示す磁気システムは両安定であ
る。コイル９０が非励磁の時の図示の位置では、アマチ
ュア９５は、図において示される永久磁石９４の磁束に
よって、一方の端部位置に保持さえる。コイル９０が励
磁されてコイル磁極面９２にＮ極を発生させると、図１
１においてアマチュア９５の左端がコイル磁極面９２か
ら反発を受けて、コイル磁極面９３に当接する反対位置
に移動し、コイル９０への通電が無くなると、永久磁石
９４によってこの位置に保持される。

【００５８】下部の磁気回路は上部の磁気回路と同様
に、コイル磁極面９２’、９３’を有する鉄心９１’
と、永久磁石９４‘と、アマチュア９５’を備え、同様
の動作が行われる。

【００５９】図１１の磁気システムは、永久磁石９４、
９４’の中央の磁極を長手方向にずらすことにより単安
定動作に変更することができる。

【００６０】図示しない変更例では、図１１の磁気シス
テムを無極構造とすることができる。この場合、永久磁
石９４、９４’を無くし、アマチュア９５、９５’の夫
々を中央部では無くて、一端において対応するコイル磁
極面に枢支する。

【００６１】図６から図９及び図１１に示すように、２
つのアマチュアをコイルの両側に配置したり、図１０に
示すように、４つのアマチュアをコイル軸の回りに等角
度に配置する代わりに、３つまたは５つ以上の磁気回路
をコイル軸の回りに等角度間隔で配置してもよい。いず
れの場合も、鉄心を空間的に一様に配置することで、コ
イルに発生する全磁束を複合的に使用できて、コイル損
失を最小とすることができる。磁気回路間に発生するク
ロストークは無視できる程度のものであり、漂遊磁束は
最小とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）は夫々従来の電磁リレー用の磁
気システムを示す電磁コイル及びこれを貫通する鉄心の
断面図である。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は夫々本発明の電磁リ
レー用の磁気システムを示す電磁コイル及びこれを貫通
する鉄心の断面図である。

【図３】本発明の磁気システムの非動作位置を示す斜視
図である。

【図４】同上の磁気システムにおいて両コイルに通電し
た時の斜視図である。

【図５】同上の磁気システムにおいて、一方のコイルの
みに通電した時の斜視図である。

【図６】２つの回転アマチュアを備えた磁気システムの
分解斜視図である。

【図７】２つの回転アマチュアを備えた磁気システムの
分解斜視図である。

【図８】図６と図７に示す磁気システムの組立状態を示
す斜視図である。

【図９】図８に示す磁気システムの一部断面端面図であ
る。

【図１０】４つのアマチュアを備えた有極電磁システム
の磁気回路を示す概略図である。

【図１１】２つのアマチュアを備えた有極電磁システム
の磁気回路を示す概略図である。

【符号の説明】

１５、１６ 鉄心 １７ ケース １８ コイル ２０、２１ 鉄心 ２２、２３ コイル ２４ ボビン ２５ 中間フランジ ２６−２９ 鉄心脚 ３０−３３ 磁極片 ３４ 回転式アマチュア ３６ 大きいアマチュア磁極面 ３７ 回転式アマチュア ３８、３９ 大きいアマチュア磁極面 ４０−４３ 小さいアマチュア磁極面 ４４、４５ アマチュアプレート ４６−４９ 永久磁石 ５０−５３ 駆動要素 ５９ コイル ６０ ボビン ６１、６２ 鉄心 ６３−６６ コイル磁極面 ６７ コイルケース半割体 ６８ 軸 ７０ アマチュア ７１、７２ アマチュアプレート ７３ 永久磁石 ７４ ケース ７５、７６ 大きいアマチュア磁極面 ７７，７８ 小さいアマチュア磁極面 ８０，８１ 枢支型アマチュア ８２ アマチュアプレート ８３ 永久磁石 ８４ コイル ８５、８６ 鉄心 ８７、８８ コイル磁極面 ９０ コイル ９１ 鉄心 ９２、９３ コイル磁極面 ９４ 永久磁石 ９５ アマチュア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリードリッヒ プラパート ドイツ国 83607 ホルツキルヘン ハイ ドシュトラーセ ６ディー (72)発明者 ヘルベルト エルジンガー ドイツ国 82008 ウンターハッキング カール−マテス−シュトラーセ 14 Ｆターム(参考） 5E048 AB04 AD17

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイル軸を規定するコイル体（１８；２
   ２，２３；５９；８４；９０）と、少なくとも２つの磁
   気回路とを備え、各磁気回路が、鉄心（１５、１６；２
   ０、２１；６１、６２；８５、８６；９１、９１’）
   と、対応する接点システムを駆動するアマチュア（３
   ４、３７；７０、７０’；８０、８０’；８１、８
   １’；９５、９５’）とで構成され、上記鉄心が磁気的
   に分離されると共に、上記コイル軸に沿って上記コイル
   体の全長を通して延出し、上記コイル体内での上記鉄心
   間の間隔が、いずれの鉄心の最大断面の寸法よりも実質
   的に小さくなったことを特徴とする電磁リレーのための
   磁気システム。
2. 【請求項２】 上記鉄心（１５、１６；２０、２１；６
   １、６２；８５、８６；９１、９１’）は、複数の鉄心
   の合計断面積に対する鉄心全体の周縁長さの比が最小と
   なるように、形成されて配置されたことを特徴とする請
   求項１に記載の磁気システム。
3. 【請求項３】 複数の上記鉄心（１５、１６；９１、９
   １’）と鉄心間の空間を囲む全体の断面が略正方形であ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気シス
   テム。
4. 【請求項４】 複数の上記鉄心（１５”、１６”；８
   ５、８６）と鉄心間の空間を囲む全体の断面が略円形で
   あることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気シ
   ステム。
5. 【請求項５】 上記の複数の磁気回路はコイル軸と各ア
   マチュア（７０、７０’；８０、８０’；８１、８
   １’；９５、９５’）とで規定される平面内にそれぞれ
   置かれ、これらの平面はコイル軸の回りに等角度間隔で
   配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のい
   ずれかに記載の磁気システム。
6. 【請求項６】 上記の各磁気回路に永久磁石（４６−４
   ９；７３，７３’；８３；９４，９４’）が備えられた
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記
   載の磁気システム。
7. 【請求項７】 上記の各アマチュア（３４、３７；７
   ０、７０’；８０、８０’；８１、８１’）は 略Ｈ字
   形状であり、上記コイル軸に対して垂直に延出する支持
   軸の回りにピボット移動できるように装着され、Ｈ字の
   平行脚を構成する２つのアマチュアプレート（４４、４
   ５；７１、７２；８２）を備え、永久磁石（４６−４
   ９；７３，７３’；８３；９４，９４’）がこれらの平
   行脚の間に配置されたことを特徴とする請求項６に記載
   の磁気システム。
8. 【請求項８】 ２つの磁気回路が設けられて上記アマチ
   ュア（７０、７０’）の支持軸が同軸上であることを特
   徴とする請求項６に記載の磁気システム。
9. 【請求項９】 上記アマチュア（７０、７０’）の永久
   磁石（７３、７３’）が逆方向に着磁されたことを特徴
   とする請求項８に記載の磁気システム。
10. 【請求項１０】 上記の各磁気回路に、Ｃ字形の鉄心
    （９１、９１’）の両端間でコイル軸と略平行に延出す
    る永久磁石（９４、９４’）が備えられ、永久磁石は中
    央磁極とこの中央磁極と異極となる２つの端部磁極とを
    有し、永久磁石の中央部にアマチュア（９５、９５’）
    が枢支されたことを特徴とする請求項１から請求項６の
    いずれかに記載の磁気システム。
11. 【請求項１１】 ４つの上記磁気回路が設けられ、これ
    らの磁気回路が２つの互いに直交する面内に置かれたこ
    とを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載
    の磁気システム。
12. 【請求項１２】 ２つの上記磁気回路が設けられ、上記
    コイル体は夫々独立して励磁される２つのコイル（２
    ２、２３）を備え、上記アマチュア（３４、３７）は両
    方のコイル（２２、２３）が励磁された時のみに動作す
    るように配置されたことを特徴とする請求項１から請求
    項１０のいずれかに記載の磁気システム。
13. 【請求項１３】 上記のアマチュア（３４、３７）には
    対応する接点装置が設けられると共に、異なる応答特性
    が与えられたことを特徴とする請求項１２に記載の磁気
    システム。
14. 【請求項１４】 上記のコイル（２２、２３）は同一の
    磁束を発生することを特徴とする請求項１２または１３
    に記載の磁気システム。
15. 【請求項１５】 上記のコイル（２２、２３）の少なく
    とも一つは、両方のアマチュア（３４、３７）を動作位
    置に保持するのに十分な磁束を発生することを特徴とす
    る請求項１２から請求項１４に記載の磁気システム。