JP2002541621A - リレー用磁石システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】本発明は、特に低ノイズスイッチで特徴付けられるリレーの磁石システムを形成する部品に関する。この磁石システムは、コイルユニット１、アーマチュア６及び図示されていないコイルからなる。アーマチュア６は開位置で予荷重がかけられている。閉成の方向に沿って見て、アーマチュア極面の前端が、配置縁１２に導かれる接続線１６に対して実質的に直交するような形状にアーマチュア６が形成されるので、低ノイズスイッチが達成される。さらに、アーマチュア６が吸引されると、コア極面９はアーマチュア極面８と少なくとも略平行になる。本発明に設けられるシステムは、付加的なノイズ低減部品を要しないので、非常に簡単でコンパクトな構造を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、以下の特徴を有するリレー用磁石システムに関する。すなわち、 第１脚に少なくとも１個のアーマチュアベアリング部が形成され、第２脚に極
部が形成された２本の脚を有するコアユニットと、 ベアリング縁の周りのアーマチュアベアリング部に回転可能に実装されたアー
マチュアであって、開位置でばね力により予荷重がかけられることにより、アー
マチュア自由端のアーマチュア極面と極部のコア極面との間に作動空隙が形成さ
れるアーマチュアと、 選択されたいかなる位置でもコアユニットを取り囲むコイル。

【０００２】 好適には自動車に使用されるような、直流負荷を切り換えるための電磁リレー
用の磁石システムは、自動車の内部で騒がしい切換えノイズを生ずる。特に極面
に対してアーマチュアが衝突することから生ずるこの切換えノイズを低減するた
めに、例えば音吸収部を有する二重壁構造のハウジングを使用することが公知で
ある。この公知の対策は手が込んでおり且つ高価である。リレーの体積は増大す
るし、音吸収効果又は防音効果しか得られないが、音発生の根本問題は未解決で
ある。加えて、ノイズは、接続導体を介して外部に伝わるおそれがある。さらに
、二重壁構造のハウジングにより熱伝導性が低下するので、この種のリレーの作
動能力が限られている。

【０００３】 ノイズ発生を回避する解決法は、アーマチュアの移動速度を低減するための減
衰器(damper)を有する磁石システムの使用からなる。

【０００４】 アーマチュア速度を低減することによりノイズ低減を達成するリレーは、欧州
特許第２８１３８４号から公知である。このリレーにおいて、付加的な空気減衰
器が、アーマチュア及びコンタクトばねシステムに結合されている。この構造の
不利な点は、減衰器によってリレーがより高価になることに加え、必要な空間が
増大するということである。

【０００５】 本発明は、構造が簡単でありながら、低ノイズ切換え動作を示す上述のタイプ
の磁石システムを提供することを目的とする。

【０００６】 本発明によれば、閉成の方向に沿ってアーマチュアの前端領域のアーマチュア
極面が、ベアリング縁に向かう接続線に対して実質的に直交し、アーマチュアが
吸引されると、コア極面がアーマチュア極面と少なくとも平行に延びることで特
徴付けられる上述のタイプの磁石システムにより、この目的が達成される。

【０００７】 本発明によるリレーは、直接閉位置に到達する前に、アーマチュアがちょうど
よい角度で極面に移動接近するので、閉状態の休止位置においてアーマチュア及
びコアユニットの極面が互いに平行になるという利点がある。

【０００８】 また、低ノイズ切換え動作を達成するために付加部品が不要であるという点で
、特に簡単な構造が得られる。

【０００９】 アーマチュアの移動は、ベアリング縁に近接して配置される停止部により制限
されるのが好ましい。

【００１０】 アーマチュアの閉成の際、極面間の作動空隙が完全には閉じないときに特に良
好なノイズ低減が達成されるので、残留作動空隙が残り、アーマチュア極面及び
コア極面が互いに平行になる。

【００１１】 更なる詳細及び実施形態は、従属請求項に記載されている。

【００１２】 本発明は、一実施形態及び対応する図面により詳細に説明される。図１は、本
発明の磁石システムの斜視図である。図２は、本発明の磁石システムのコア極面
及びアーマチュアの配置を示す図である。図３は、コイルにより実施された図１
と同様の磁石システムを示す図であり、アーマチュアは２つの端位置で示される
。図４ないし図６は、本発明の磁石システムの別の実施形態を示す図である。

【００１３】 図１の一実施形態において、コアユニット１は第１脚２及び第２脚３を具備し
、これらの脚は横材１３によって連結されている。第２脚３は、鈍角で横材１３
上に配置されている。このＵ字状形状の結果、第１脚２上にアーマチュアベアリ
ング部４が配置され、第２脚３上に極部５が配置される。略Ｌ字状のアーマチュ
ア６は、ベアリング縁１２の周りのアーマチュアベアリング部４に回転可能に実
装され、アーマチュアベアリング部４及び極部５間の作動空隙１０にわたって磁
気回路を閉じる。アーマチュア６は、図１においてアーマチュア自由端７に対応
するＬ字の横断脚が外側を指すように配置される。

【００１４】 アーマチュア６は、中間部１５において内方に曲げられる結果、アーマチュア
ベアリング部４上のアーマチュア端に関して曲げられる結果となる点で、直線的
なＬ字から逸脱する。このため、傾斜した第２脚３と協働して、構造の寸法を小
さくすることができる。

【００１５】 作動空隙１０は、コア極面９を形成する極部５と、アーマチュア極面８を形成
するアーマチュア自由端７との間に配置される。アーマチュアベアリング部４に
は、閉位置のアーマチュア６がアーマチュアベアリング部４のアーマチュアベア
リング面１１に隣接する。２個の突起１４がアーマチュア６に一体的に形成され
るので、アーマチュア６は、極部５の方向にスリップできず、極部に完全に吸引
される。これにより、残余作動空隙１０が残ることが保証される。こうして、衝
撃ノイズの回避に加え、閉位置におけるアーマチュア６の絡み付き又は張り付き
が回避される。

【００１６】 磁気回路効率の高レベルを達成するために、コアユニット１及びアーマチュア
６，４０，５０，６０は、強磁性材料から製造される。しかし、他の材料を使用
することも想起でき、これにより磁気回路の効率はその場合低下するが、有利な
ノイズ挙動は維持される。

【００１７】 図２は、本発明の基本要素を図示したものである。アーマチュア６は、閉方向
での前端８ａの領域でのアーマチュア極面８が、図２の破線で示される、ベアリ
ング縁１２を向く接続線２５に対して実質的に直交するように設計される。アー
マチュア６が吸引されると、コア極面９及びアーマチュア６の配置の結果、コア
極面９がアーマチュア極面８に実質的に平行に延びるので、コア極面９も接続線
２５に対して直交する。

【００１８】 また、図２は、組み合わせられたベアリング、復帰コンタクトばね２０の配置
をも図示する。このばね２０の第１部分２０ａは、復帰機能を帯びるのに加え、
ベアリング縁１２に抗してアーマチュア６を押圧する。これにより、アーマチュ
ア６がベアリング縁１２の領域で離れるのを防止する。この部分２０ａの端部は
、例えば追加されるべきハウジング等の構造の固定部を有する拘束物２４にしっ
かり取り付けられる。第２部分は、可動コンタクト２２を担うコンタクトばね２
１を形成し、いかなる場合でもアーマチュア６の位置に依存して１個の固定コン
タクト２３と協働する。

【００１９】 図３は、図１の磁石システムの若干の変形例を示す。図１の第２脚３と対照的
に、第２脚３１は曲げ(kink)を示すので、横材１３に位置する脚部３１ａは横材
と直交するが、横材１３を有する意図された延長部の極部３２は若干の鈍角を示
す。加えて、図３は、第１脚３４を取り囲むコイル３０を示す。アーマチュア６
は、開位置で予荷重がかけられ、６（Ｉ）を指し示される。この位置において、
極面８，９は互いに鋭角であるので、作動空隙１０は楔形である。

【００２０】 アーマチュア６とアーマチュアベアリング部３５のアーマチュアベアリング面
１１との間には、極面８，９の間の角度に対応する開口角度３３が形成される。
この開口角度３３は、代表的には５°である従来の折り曲げアーマチュアシステ
ムの対応する角度と比較して、相対的に大きな６°から１５°である。加えて、
極面８，９は完全には重なっていない。

【００２１】 コイルを励磁することにより、磁石システムに磁束が発生するとすぐに、アー
マチュア６が閉位置の方向にベアリング縁１２の周りに回転工程に入り、ばね張
力に抗して移動し、これにより、極面８，９の重なりが増加する。一方、極面８
，９の間の角度及び距離はより小さくなる。閉状態において、極面８，９は、接
することなく所定の距離をおいて互いに平行になる。角度が減少することにより
、閉工程の際、極面８，９の重なりが増加し、極面８，９間の距離が減少し、コ
イル３０及びコアユニット１からの配置のインダクタンスが強力且つ一様に増加
する。アーマチュア極面８の移動方向に沿って磁束により発生する力成分は、閉
工程の際、アーマチュア６及びコア極面９の配置によって減少する。双方の効果
の結果、従来の折り曲げアーマチュアシステムと比較してアーマチュアの移動が
遅い。

【００２２】 本実施形態において、アーマチュア６の移動は、アーマチュアベアリング面１
１から形成される停止部により制限される。アーマチュアベアリング面１１は、
例えば停止挙動を最大にするために、水平になることもいかなる他の構造を示す
こともできる。突起１４に関連したこの停止部は、閉位置において極面８，９の
間に残余の作動空隙１０が残ることを保証する。こうして、極面８，９の領域に
おいて、スイッチノイズが発生しない。しかし、アーマチュアベアリング面１１
では衝撃ノイズが発生し、この面でのアーマチュア６の移動速度はアーマチュア
極面８より小さくなる。このため、アーマチュアベアリング面１１でのアーマチ
ュア６の衝撃は、従来の折り曲げアーマチュアシステムのコア極面でのアーマチ
ュア極面の衝撃よりも静かになる。

【００２３】 加えて、アーマチュアの移動速度が遅くなることにより、アーマチュア６に接
続されるコンタクト対の衝撃と同様に、アーマチュアベアリング面１１でのアー
マチュア６の衝撃は、特に低ノイズになる。

【００２４】 本発明の磁石システムは異なる形状を示すことができる。コアユニット及びア
ーマチュアは、例えば特にコンパクトな構造が達成し、或いは特に良好な磁束を
保証するよう極面が特に大きくなるように設計されるような方法で、最大化可能
である。また、アーマチュアとの組合せのためのコンタクトシステムの形状も、
アーマチュア及びコアユニットの設計に影響を与えることができる。

【００２５】 図４に示される実施形態において、アーマチュア４０は、中間部４３で外側に
曲げられているので、直線的なＬ字から逸脱している。Ｌ字の横脚は、アーマチ
ュア自由端４１に対応し、図１から図３に示される例と対照的に、内方を指して
いる。にもかかわらず、ベアリング縁１２及びコア極面９間の接続線４２は、閉
位置のコア極面９と同様にアーマチュア極面８に対して直交する。

【００２６】 本発明の磁石システムの別な形状の可能性は、図５の実施形態に示される。コ
イルは第２脚５２上に配置されている。第１脚５１は、その外側にＵ字状アーマ
チュア５０と協働してベアリング縁１２を形成する肩５５を有する。こうして、
アーマチュア５０は第１脚５１上を把持する。停止動作は、アーマチュアベアリ
ング部５３のアーマチュアベアリング面５６に起こり、この場合、図１から図４
のアーマチュアベアリング面と対照的に極部５４上のコア極面９に平行に位置す
る。

【００２７】 図６の実施形態においても、アーマチュア６０はＵ字状に設計される。ベアリ
ング縁１２及びコイル（図示せず）は、図５の例と対照的に同一の脚２に位置す
る。更なる相違点は、２個の突起６１により達成されるベアリング縁１２の位置
の固定である。これら突起６１は、アーマチュア６０に連結してアーマチュアベ
アリング部６２の周りを把持するので、アーマチュア６０及び突起６１の配置は
、２側面の閉位置でのアーマチュアベアリング部６２と、第３の側面の縁とに隣
接する。図５の例にあるように、アーマチュアベアリング面６４は、極部６３上
のアーマチュア極面８に平行に位置する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁石システムの斜視図である。

【図２】本発明の磁石システムのコア極面及びアーマチュアの配置を示す
図である。

【図３】コイルにより実施された図１と同様の磁石システムを示す図であ
り、アーマチュアは２つの端位置で示される。

【図４】本発明の磁石システムの別の実施形態を示す図である。

【図５】本発明の磁石システムの別の実施形態を示す図である。

【図６】本発明の磁石システムの別の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

１ コイルユニット ２，３４，５１ 第１脚 ３，３１，５２ 第２脚 ４，３５，５３，６２ アーマチュアベアリング部 ５，３２，５４，６３ 極部 ６，４０，５０，６０ アーマチュア ７，４１ アーマチュア自由端 ８ アーマチュア極面 ８ａ 前端 ９ コア極面 １０ 作動空隙 １１，５６，６４ アーマチュアベアリング面 １２ ベアリング縁 １５，４３ 中間部 １６，２５，４２ 接続線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケルン、ヨゼフ ドイツ国 デー−13629 ベルリン シュ トラッセキュー ヌンマー ７ (72)発明者 ピーチ、カーステン ドイツ国 デー−12169 ベルリン ボー プスベダーシュトラッセ ７

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１脚（２；３４；５１）に少なくとも１個のアーマチュアベアリング部（４
   ；３５；５３；６２）が形成され、第２脚（３；３１；５２）に極部（５；３２
   ；５４；６３）が形成された少なくとも２本の前記脚（２，３；３４，３１；５
   １，５２）を有するコアユニット（１）と、 ベアリング縁の周りの前記アーマチュアベアリング部（４；３５；５３；６２
   ）に回転可能に実装されたアーマチュア（６；４０；５０；６０）であって、開
   位置でばね力により予荷重がかけられることにより、アーマチュア自由端（７；
   ４１）のアーマチュア極面（８）と前記極部（５；３２；５４；６３）のコア極
   面（９）との間に作動空隙（１０）が形成されるアーマチュア（６；４０；５０
   ；６０）とを具備するリレー用磁石システムにおいて、 閉位置における前端（８ａ）の領域での前記アーマチュア極面（８）は、前記
   ベアリング縁（１２）を向いた接続線（１６；２５；４２）に対して実質的に直
   交し、 前記コア極面（９）は、前記アーマチュア（６；４０；５０；６０）が吸引さ
   れると、前記アーマチュア極面（８）と少なくとも略平行に延びることを特徴と
   するリレー用磁石システム。
2. 【請求項２】 前記アーマチュア極面（８）及び前記コア極面（９）は、前記アーマチュア（
   ６；４０；５０；６０）の移動方向に沿って実質的に直線に延び、前記アーマチ
   ュア（６；４０；５０；６０）が開位置の際、鋭角を形成することを特徴とする
   請求項１記載の磁石システム。
3. 【請求項３】 前記極面（８，９）間に、閉位置でも残余の作動空隙（１０）が残ることを特
   徴とする請求項１記載の磁石システム。
4. 【請求項４】 前記アーマチュアベアリング部（４；３５；５３；６２）のアーマチュアベア
   リング面（１１；５６；６４）と、前記アーマチュア（６；４０；５０；６０）
   との間に第２空隙があり、端部での前記アーマチュア（６；４０；５０；６０）
   の位置によって、前記第２空隙は、前記アーマチュアが開位置の際、楔形をなし
   、前記アーマチュアが閉位置の際、大きな程度で消滅することを特徴とする請求
   項１記載の磁石システム。
5. 【請求項５】 前記極面領域の外側の装置が、前記アーマチュア（６；４０；５０；６０）の
   移動を制限することを特徴とする請求項１記載の磁石システム。
6. 【請求項６】 前記アーマチュア（６；４０；５０；６０）が閉位置の際、前記アーマチュア
   の移動を制限する前記装置は、停止部からなることを特徴とする請求項５記載の
   磁石システム。
7. 【請求項７】 前記アーマチュア（６；４０；５０；６０）が閉位置の際、前記アーマチュア
   の移動を制限する前記装置は、ばねからなることを特徴とする請求項５記載の磁
   石システム。
8. 【請求項８】 前記アーマチュア（６；４０；５０；６０）が閉位置の際、前記アーマチュア
   は、前記停止部に部分的にのみ接触することを特徴とする請求項６記載の磁石シ
   ステム。
9. 【請求項９】 前記アーマチュアベアリング面（１１；５６；６４）は、前記アーマチュア（
   ６；４０；５０；６０）用の前記停止部を形成することを特徴とする請求項４又
   は６記載の磁石システム。
10. 【請求項１０】 前記アーマチュアベアリング部（４；３５；５３；６２）の縦軸及び前記極部
    （５；３２；５４；６３）の縦軸は、前記アーマチュア（６；４０；５０；６０
    ）の移動平面に位置することを特徴とする請求項１記載の磁石システム。
11. 【請求項１１】 前記アーマチュアベアリング面（１１；５６；６４）が湾曲していることを特
    徴とする請求項４記載の磁石システム。
12. 【請求項１２】 前記アーマチュアベアリング部（４；３５；５３；６２）の縦軸及び前記極部
    （５；３２；５４；６３）の縦軸は、互いに平行でないことを特徴とする請求項
    １記載の磁石システム。
13. 【請求項１３】 前記アーマチュア（６；４０）が実質的にＬ字状であることにより、前記アー
    マチュアベアリング部（４；３５）上に位置する前記アーマチュア（６；４０）
    の部分に関連して中間部（１５；４３）が曲げられていることを特徴とする請求
    項１記載の磁石システム。
14. 【請求項１４】 前記アーマチュア（５０；６０）は実質的にＵ字状であることを特徴とする請
    求項１記載の磁石システム。
15. 【請求項１５】 前記アーマチュア（５０；６０）は、各端領域において実質的に平坦な面が形
    成されることにより、一方が前記コア極面（９）に対向し、他方が前記アーマチ
    ュアベアリング面（１１）に対向するように、Ｓ字状をなすことを特徴とする請
    求項１記載の磁石システム。
16. 【請求項１６】 前記アーマチュア（６；４０）の端領域が実質的に直線部を形成することによ
    り、前記アーマチュア（６；４０）の直線部の一方が一平面に位置し、該一平面
    は、縦延長部の略中間で他方の直線部を横断することを特徴とする請求項１３な
    いし１５記載の磁石システム。