JP2002541622A - 電磁リレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】リレーは、基部本体２７、コイル１、コア組立体３、アーマチュア１０及びコンタクトシステムを具備する。コンタクトばね１６は、円弧形状をなし、一様で低い機械的荷重を受けるようにアーマチュア１０に接続され配置される。その結果、高導電性を示す材料がコンタクトばね１６用に使用できるので、リレーの順抵抗を低減する。コンタクトばね１６及びアーマチュア１０は、コンパクトな構造を有するリレーが得られるように配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、汎用に適用可能な電磁リレーに関する。

【０００２】 リレーコンタクトばねは、一般的に２つの仕事を達成しなければならない。一
つは、コンタクトばねのばね力を介して固定コンタクトに抗して押圧されるスイ
ッチコンタクトを支持することである。もう一つは、コンタクトばねを介して電
流をスイッチコンタクトに流すことである。ところが第１の仕事の場合、機械的
に荷重をかける能力が重要であり、第２の仕事は高導電性を必要とする。しかし
、機械的高荷重を抗するために高い曲げ強度を示す材料は低導電性を示し、また
逆も真なりである。リレーが大電流を生成すると、コンタクトばねの低導電性の
ため一般的に順抵抗が過大になり、可動コンタクトに電流を流すためには可撓性
を付加しなければならない。

【０００３】 リレーの抵抗を低減するより簡単な方法は、ばねを特に広く設計するか、良好
な導電性を示す材料を使用することである。しかし、後者は、ばねの機械的荷重
が比較的弱くなることを要する。次いで生ずる曲げ応力を一様に分配させるため
に、この趣旨でばねを円弧状にすることができる。

【０００４】 円弧状リーフばねを具備するリレーは、独国特許明細書第３６４０７３７号か
ら既に公知である。前記ばねは、一端で磁石継鉄に、他端でアーマチュアの平坦
側面に固定される。前記リーフばねの突起はスイッチコンタクトを支持する。ば
ね材料の機械的荷重は、ばねの中間部よりも固定具に近い領域でかなり高い。そ
の結果、ばね材料の機械的低荷重により、高導電性を有する材料を使用可能にす
る限り、この種の円弧形状が適当である。

【０００５】 本発明は、部品の付加を要することなく、また構造寸法を増大させることなく
、低い順抵抗を有する電磁リレーを提供することを目的とする。

【０００６】 本発明によれば、以下の特徴を有するリレーによりこの目的が具現化する。そ
の特徴とは、 基部本体、 コイル、 コア組立体、 一端で回転軸の周囲にコア組立体の端部に対して回転可能に配置され、他端が
自由端を形成するアーマチュア、 少なくとも１個の固定コンタクト、 一固定端でリレーの固定部に取り付けられるコンタクトばねであって、アーマ
チュアの自由端に結合された可動コンタクトばね端を具備し、少なくとも１個の
固定コンタクトと協働する少なくとも１個のスイッチコンタクトを具備し、これ
により、コンタクトばねは略全体が円弧状になり弾性(momentum)ばねとして設計
され、スイッチコンタクトがコンタクトばねの中間部に配置されたコンタクトば
ね。

【０００７】 本発明によるリレーは、コンタクトばねの機械的荷重が非常に低く且つ一様で
あるという利点がある。これは、主に弾性ばねとしてコンタクトばねが成形され
ていることにより達成される。弾性ばねは、固定点の周りに各第３の部品に対し
てばね端の回転が生じないように、両ばね端が第３の部品に取り付けられる点で
、定義可能である。

【０００８】 アーマチュアの自由端の移動により、コンタクトばねにトルクが加えられる。
両ばね端は、トルクに抗するように固定される。

【０００９】 コンタクトばねは、移動の際に曲げ変形かほとんど一定になるように、ばねの
変形が生ずるという特徴を有する。これに基づき、コンタクトばねの曲げ荷重は
、大きな程度までばねに沿って一定である。また、コンタクトばねの長さが長い
ので、ばねの機械的荷重は低い。これは、コンタクトばねの自由端がアーマチュ
アの自由端に固定されている場合である。

【００１０】 コンタクトばね両端の領域における低い荷重は、結果としてばねがたまたま固
定点で単に曲げられているだけなので、可動コンタクトばね端部の固定面がアー
マチュアの自由端の移動方向に対して接線方向にある点で、利点がある手法であ
ることを保証される。固定端の固定面が、コンタクトばねの可動部が始まる固定
縁からアーマチュアの回転軸まで延びる非常に短い接続線に対して略直交すると
、同様に有利である。

【００１１】 スイッチコンタクトがコンタクトばねの中間部に配置されると、その結果、リ
ンクするコネクタからスイッチコンタクトまでの電流路が短くなるので、順抵抗
が更に低減する。この配置は、アーマチュアの自由端からスイッチコンタクトま
での経路の変成が生じ、スイッチコンタクトのコンタクト開離力が、アーマチュ
ア端部に近い配置又はアーマチュア端部を越えた配置と比較して増大する。特定
の大きな開角度を有し、閉成時の大きな経路を覆うアーマチュアと組み合せると
、コンパクトな構造を維持しながら磁石システムの弱い設計が可能である。その
結果、必要とされる復帰力が小さいので、弱い材料でさえも、コンタクトばね用
に付加的に使用することができる。

【００１２】 特に有利な実施形態は、コンタクトばねの全長にわたって特に一様に分配され
るので、楕円形状のコンタクトばねを説明する。

【００１３】 結果として、アーマチュアの自由端がコンタクトばねを特に弱い応力にさらす
回路上に案内され、コンタクトばねに対して均一の荷重分布を保証するので、ア
ーマチュアの回転軸がコンタクトばねで表される領域の略中間に配置されること
から、更なる利点が生ずる。以下は略円弧状ばねに対して適用する。このばねの
形状が円弧に接近すると、円弧の中央点は回転軸に対応するであろう。

【００１４】 コンタクトばねがアーマチュアを同時に休止位置へ付勢することができ、この
ためアーマチュアの復帰ばねで分配することから、本発明の付加的な利点が生ず
る。

【００１５】 本発明によるリレー用のコンタクトばねの製造は、コンタクトばねがその全長
にわたって一定幅である場合、且つコンタクトばねの荷重を軽減するために、特
定の点で例えば孔が割り当てられる場合、特に簡単になる。

【００１６】 コンタクトばねは高導電性材料から製造されるのが好ましく、にもかかわらず
、その材料特性は一様な低い機械的荷重に基づき十分である。

【００１７】 本発明の実施の形態の詳細は、従属請求項に記載されている。

【００１８】 本発明は、図面に示された実施形態により詳細に説明される。図１は、コンタ
クトばねが復帰ばねとして作用する、本発明のリレーを表す斜視図である。図２
は、図１のリレーのアーマチュア及びコンタクトシステムを示す部分斜視図であ
る。図３は、本発明のリレーの別の実施形態を示す斜視図である。

【００１９】 図１及び図２に従った第１の実施形態において、コイル１はコア組立体３の第
１脚上に配置されているので、第１脚のアーマチュアベアリング部４は、他は図
に見えないが、コイル１の外側に配置される。コア組立体３の第２脚６の極部５
は、コア極面７を形成し、アーマチュア１０の自由端９でアーマチュア極面８と
協働する。第２脚６とは反対側のアーマチュアベアリング部４の縁には、内縁が
ベアリング縁１１の周囲に位置するようにアーマチュア１０が回転可能に取り付
けられ、アーマチュアの回転軸を構成する。この結果、開状態では、楔形のアー
マチュアベアリング間隙１２がアーマチュア１０及びアーマチュアベアリング部
８間に形成され、アーマチュアの閉位置ではこの間隙がなくなる。内縁は、２個
の突起２０の編隊からアーマチュア１０まで立上がる。アーマチュア１０は、実
質的にＬ字状をなし、アーマチュア自由端９を表すＬの斜めの脚が外側を指すよ
うに配置される。アーマチュア１０は、中間部１４で内方に曲げられる点でＬ字
形状から逸脱する。

【００２０】 アーマチュア自由端９は、アーマチュア極面８及びコア極面７で作動空隙１５
を形成する。閉方向における前端８ａの領域では、アーマチュア極面８が、ベア
リング縁１１まで延びる接続線に対して実質的に直交する。アーマチュア１０が
誘引されると、コア極面７はアーマチュア極面８と略平行に延びる。一体的に形
成された突起２０により、アーマチュア１０は移動不可能となる。作動空隙１５
内で作用する磁力により、作動空隙１５が閉じる。コンタクトばね１６は、他の
仕事のうち、端部４のベアリング縁１１に抗してアーマチュア１０の内縁を押圧
する仕事をするので、アーマチュア１０は単に回転運動できるのみである。

【００２１】 このような磁石システムのアーマチュアベアリング間隙１２の作動角度は例え
ば１０°であり、略５°より大きくならない作動角度を有する従来のフラップア
ーマチュアシステムと比較して大きい。

【００２２】 コンタクトばね１６の固定端１７は、好適には射出成形により、コイル形成フ
ランジ１３に接してベアリング縁１１も配置された側面で、リンクコネクタ（図
示せず）と共にアーマチュアベアリング部４に固定される。この固定端１７の領
域では、コンタクトばね１６がアーマチュアベアリング部４の前面と平行な平面
に接線方向から接近する。

【００２３】 コンタクトばね１６の固定端１７及びコンタクトばね１６の可動部２１が隣接
するクランプ縁１９と、ベアリング縁１１との間の非常に短い接続線１８は、固
定端１７の固定平面に略直交して立つ。これにより、クランプ縁１９でのコンタ
クトばね１６の荷重がコンタクトばね１６の他の領域に対して同様に高いことが
保証される。しかし、他の実施形態において、例えば空間を節約するための構造
手段により固定縁が別の位置になる場合、この特徴は同程度までは満たされない
可能性がある。

【００２４】 コンタクトばね１６の可動部２１は、アーマチュアベアリング部４及びアーマ
チュア１０の縦脚２２の周りで曲げられ、アーマチュア自由端９に固定される。
コンタクトばね１６の可動端２３は、移動の際、アーマチュア自由端９の後を追
う。アーマチュア１０への固定領域において、コンタクトばね１６はアーマチュ
ア自由端９の移動方向に対して接線方向に延びる平面内にある。この配置により
コンタクトばね１６は略楕円形状を採用し、これにより楕円の約１／４が開いた
ままである。アーマチュアへのコンタクトばねの固定も、移動可能な結合により
保証され得る。リレーの寸法を最大化するために、コンタクトばね１６も、形状
が楕円から強力に逸脱するように設計されることができる。

【００２５】 コンタクト面１６の配置により、ベアリング縁１１は楕円の略中間部にあり、
アーマチュアの移動の際、コンタクトばね１６は「自然」荷重となり、コンタク
トばね１６の全長にわたって一様に荷重を分配する。

【００２６】 コンタクトばね１６は中間部２４を具備し、この中間部にスイッチコンタクト
２５が固定される。図１及び図２に示された実施形態において、そのスイッチコ
ンタクトは固定コンタクト２６と協働し、固定コンタクトの位置は基部本体２７
上に固定される。スイッチコンタクト２５はコンタクトばねの長さの約半分の位
置にあるので、コンタクトばね１６の固定端１７でリンクコネクタ（図示せず）
への短い電流路となる。アーマチュア自由端９及びスイッチコンタクト２５間に
力伝達が生ずるので、コンタクト２５，２６を開くための開離力は特に大きい。
にもかかわらず、アーマチュアベアリング間隙１２の開き角度が対応して大きく
なるよう選択可能であるので、開位置におけるコンタクト２５，２６間の距離は
十分である。にもかかわらず、アーマチュア１０の有利な実施形態に基づくと、
磁気回路の効率の点では不利な点はない。

【００２７】 コイル１を励磁する際、アーマチュア極面８はコア極面７に誘引され、アーマ
チュア１０が閉位置に移動する。アーマチュア１０が閉位置に位置すると、可動
コンタクト２５は固定コンタクト２６との接続を形成する。

【００２８】 コイル１が励磁されない場合、特に有利な配置では復帰ばねとしても作用する
コンタクトばね１６は、リレーが休止状態の際にアーマチュア１０が付勢すると
、アーマチュア１０がアーマチュア１０を開位置の方向に移動させる。しかし、
付加的な復帰ばねを配置することも想起可能である。アーマチュア１０の開離移
動によりコンタクト２５，２６は分離するので、リレーの電流路は遮断される。

【００２９】 図１及び図２に示される実施形態に従った、本発明によるコンタクトばねの形
状も、ばねの一様な荷重のためにばね幅を変更することも他の手段も必要なく、
普通そうであるように、例えば荷重軽減孔が必要であるという点で利点がある。
その結果、製造がより容易になり、コストの面からも利点をもたらす。

【００３０】 図３による別の実施形態において、本発明のリレーが具体的な実施形態で図示
されている。図１及び図２の概略説明と同様に、このリレーは、付加的なアーマ
チュア復帰ばねを具備せず、代わりにアーマチュア３５を開位置に付勢するアー
マチュア復帰力がコンタクトばね３０によって保証される。しかし、付加的なア
ーマチュア復帰ばねを有するリレーを設計することも可能である。このアーマチ
ュア復帰ばねは、例えばアーマチュア３５及びコンタクトばね３０の間の自由領
域に配置される。

【００３１】 コンタクトばね３０の中央領域に可動コンタクト３２が配置され、この可動コ
ンタクト３２は、アーマチュア３５の開位置で第１の固定コンタクト３３と協働
し、アーマチュアの閉位置で第２の固定コンタクト３４と協働する。

【００３２】 コンタクトばね３０の形状は、第１実施形態のコンタクトばね１６の形状から
逸脱し、コンタクトばね３０のいくつかの曲げ縁により、空間節約構造が保証さ
れる。

【００３３】 単一のコンタクトを有する説明済みの実施形態に加え、コンタクト３２，３４
も二重コンタクトとして設計可能である。しかし、この場合、コンタクトのレベ
ルでの不可避な許容差を一様にするために、両スイッチコンタクト間のコンタク
トばね３０に縦スロットを設ける必要があるだろう。コンタクトのこのような設
計では、コンタクトシステムもブリッジ（二重）切換えとして接続することがで
きる。この場合、スイッチコンタクトへの電流供給は、ばね張力に対して別々に
行う必要があるだろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンタクトばねが復帰ばねとして作用する、本発明のリレーを表
す斜視図である。

【図２】図１のリレーのアーマチュア及びコンタクトシステムを示す部分
斜視図である。

【図３】本発明のリレーの別の実施形態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ コイル ３ コア組立体 ４ アーマチュアベアリング部 ７ コア極面 ８ アーマチュア極面 ８ａ 前端 ９ アーマチュア自由端 １０，３５ アーマチュア １１ 回転軸 １６，３０ コンタクトばね １７ 固定端 １８ 接続線 １９ 固定縁 ２３ 可動コンタクトばね端 ２４ 中間部 ２５，３２ スイッチコンタクト ２６，３３，３４ 固定コンタクト

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基部本体（２７）、 コイル（１）、 コア組立体（３）、 一端で回転軸（１１）の周囲に前記コア組立体（３）のアーマチュアベアリン
   グ部（４）に対して回転可能に配置され、他端が自由端（９）を形成するアーマ
   チュア（１０，３５）、 少なくとも１個の固定コンタクト（２６；３３，３４）、及び 一固定端（１７）でリレーの固定部に取り付けられるコンタクトばね（１６；
   ３０）であって、前記アーマチュアの自由端（９）に結合された可動コンタクト
   ばね端（２３）を具備し、前記少なくとも１個の固定コンタクト（２６；３３，
   ３４）と協働する少なくとも１個のスイッチコンタクト（２５；３２）を具備し
   、これにより、前記コンタクトばね（１６；３０）は略全体が円弧状になり弾性
   ばねとして設計され、前記スイッチコンタクト（２５；３２）が前記コンタクト
   ばね（１６；３０）の中間部（２４）に配置された前記コンタクトばね（１６；
   ３０）からなることを特徴とする電磁リレー。
2. 【請求項２】 前記アーマチュア回転軸（１１）は、前記コンタクトばね（１６；３０）で表
   される領域の略中央に配置されることを特徴とする請求項１記載のリレー。
3. 【請求項３】 前記可動コンタクトばね端部（２３）の固定面が、前記アーマチュア自由端（
   ９）の移動方向に対して接線方向にあることを特徴とする請求項１記載のリレー
   。
4. 【請求項４】 前記コンタクトばね（１６；３０）の前記固定端（１７）の固定面が、前記コ
   ンタクトばね（１６；３０）の前記可動部が始まる固定縁（１９）から前記アー
   マチュア回転軸（１１）まで延びる非常に短い接続線（１８）に対して略直交す
   ることを特徴とする請求項１記載のリレー。
5. 【請求項５】 前記可動コンタクトばね端部（２３）は、前記アーマチュア自由端（９）に移
   動可能に結合されていることを特徴とする請求項１記載のリレー。
6. 【請求項６】 前記コンタクトばね（１６；３０）は、前記アーマチュア（１０；３５）を同
   時に休止位置へ付勢することを特徴とする請求項１記載のリレー。
7. 【請求項７】 前記アーマチュア回転軸（１１）の領域の前記アーマチュア（１０；３５）に
   、少なくとも１個の突起が形成され、該突起は前記アーマチュアベアリング部（
   ４）に隣接し、これにより、前記アーマチュア自由端（９）の方向に沿った前記
   アーマチュア（１０；３５）の移動が回避されることを特徴とする請求項１記載
   のリレー。
8. 【請求項８】 前記アーマチュア回転軸（１１）は、ベアリング縁を介して前記コア組立体（
   ３）の前記アーマチュアベアリング部（４）及び前記アーマチュア（１０；３５
   ）の隣接する内縁に固定されていることを特徴とする請求項１記載のリレー。
9. 【請求項９】 前記コンタクトばね（１６；３０）は、前記ベアリング縁（１１）に抗して前
   記アーマチュア（１０；３５）の前記内縁を押圧することを特徴とする請求項８
   記載のリレー。
10. 【請求項１０】 前記コンタクトばね（１６；３０）は高導電性材料から製造されることを特徴
    とする請求項１記載のリレー。
11. 【請求項１１】 前記付加的な復帰ばねが、前記アーマチュア（１０；３５）を休止位置へ付勢
    することを特徴とする請求項１記載のリレー。
12. 【請求項１２】 前記コンタクトばね（１６）は楕円部を実質的に形成することを特徴とする請
    求項１記載のリレー。
13. 【請求項１３】 前記コンタクトばね（１６；３０）は、少なくとも前記固定端（１７）及び前
    記スイッチコンタクト（２５；３２）の間の全長にわたって一様な幅を有するこ
    とを特徴とする請求項１記載のリレー。
14. 【請求項１４】 前記アーマチュア（１０；３５）と、前記コア組立体（３）の前記アーマチュ
    アベアリング部（４）との間の開角度が５〜１５°であることを特徴とする請求
    項１記載のリレー。
15. 【請求項１５】 前記スイッチコンタクト（２５；３２）及び前記固定コンタクト（２６；３３
    ，３４）は、二重コンタクトとして形成されたことを特徴とする請求項１記載の
    リレー。
16. 【請求項１６】 前記コンタクトばね（１６）は、両コンタクト間の中間部（２４）に縦スリッ
    トを有することを特徴とする請求項１５記載のリレー。
17. 【請求項１７】 閉方向における前端（８ａ）の領域において、アーマチュア極面（８）が、前
    記アーマチュア回転軸（１１）まで延びる接続線に対して実質的に直交し、前記
    アーマチュア（１０；３５）が誘引されると、コア極面（７）は前記アーマチュ
    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請求項１記載のリレ
    ー。