JP2003257734A

JP2003257734A - 電磁石装置

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Publication number: JP2003257734A
Application number: JP2002057248A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Fujiwara; 敏光藤原; Hiroyuki Iwasaka; 博之岩坂; Yasunari Kitajima; 康成北島; Masami Kawai; 雅巳川合
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2003-09-12
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: JP4131111B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で磁気特性に優れ、鉄心１１の磁極面１
７を高精度で位置決めする。【解決手段】鉄心１１にスプール１２を介してコイル
１３を巻回し、前記鉄心１１にヨーク１４を接続してな
る電磁石部４を備える。前記ヨーク１４と前記鉄心１１
とを、前記スプール１２の内部で互いに面接触可能な平
坦面１５ａ，１４ａを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に電磁継電器、
特に高周波信号の切替に適した電磁継電器に採用される
電磁石装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁石装置として、例えば特開２
０００−３０６４７９号公報に開示される同軸リレーに
採用されるものがある。この電磁石装置では、スプール
の中心孔を挿通する鉄心は、その一端部をヨークに加締
固定され、他端部の磁極面には回動自在に設けた可動鉄
片の両端部が接離可能に対向する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
磁石装置では、鉄心の一端部が加締により塑性歪を生
じ、磁気特性が悪化するという問題がある。また、樹脂
部品と共に組み立てる際に加締るので、その後に加締部
分を熱処理（焼鈍）することは不可能である。このた
め、所望の吸引力を得ようとすると、磁気特性が悪化し
た分、余分な消費電力が必要となり、大型化の必要が生
じる。

【０００４】また、鉄心を加締る場合、寸法にばらつき
が生じることは避けられず、磁極面の位置すなわち可動
鉄片のストロークが安定しないという問題がある。鉄心
の寸法を高精度に得るためには、加締用に高価な設備が
必要となる。

【０００５】そこで、本発明は、小型で磁気特性に優
れ、鉄心の磁極面の位置を高精度に得ることができる電
磁石装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、鉄心にスプールを介してコイ
ルを巻回し、前記鉄心にヨークを接続してなる電磁石部
を備えた電磁石装置において、前記ヨークと前記鉄心と
を、前記スプールの内部で互いに面接触する接触平面を
備えた構成としたものである。

【０００７】この構成により、ヨーク及び鉄心に加締等
の磁気特性を悪化させるような加工を施す必要がなくな
り、面接触により所望の磁束密度を得ることが可能とな
る。

【０００８】前記ヨークと前記鉄心とを、前記スプール
の軸心方向に対して相対的な位置関係を調整可能に設け
ると、両部品を高精度に加工しなくても、組立時に所望
の位置関係に調整することができる点で好ましい。

【０００９】前記ヨークに吸着させた永久磁石と、前記
スプールから延在する前記鉄心の磁極面とを位置決めす
るホルダーを備えると、永久磁石及び鉄心の磁極面を同
一部材であるホルダーによって位置決めすることができ
るので、両者の位置関係を高精度に得ることが可能とな
る点で好ましい。

【００１０】前記ホルダーに、前記鉄心の磁極面に吸引
されることにより駆動する可動鉄片を回動自在に設ける
と、前記永久磁石及び前記鉄心の磁極面のほか、可動鉄
片をもホルダーに対して位置決めすることができ、可動
鉄片のストローク量を確実に所望の値とすることが可能
となる点で好ましい。

【００１１】前記鉄心の磁極面を、非磁性の板状体を介
して前記ホルダーに位置決めすると、可動鉄片のストロ
ーク量を所望の値に維持しつつ、吸引力を所望の値に調
整可能となる点で好ましい。

【００１２】また、本発明は、前記課題を解決するため
の手段として、鉄心にスプールを介してコイルを巻回
し、前記鉄心にヨークを接続してなる電磁石部を備えた
電磁石装置において、前記電磁石部を２箇所に設け、前
記ヨークを、略Ｕ字形で、両端部に接触平面を形成さ
れ、該接触平面を前記スペーサ内に収容されて各鉄心の
接触平面と面接触する構成としたものである。

【００１３】この構成により、２つの電磁石部を有する
複雑な構成であるにも拘わらず、組立時に加締等の磁気
特性を悪化させるような加工を不要とすることができ
る。

【００１４】前記ヨークの中間部に永久磁石を吸着さ
せ、前記鉄心の磁極面が位置決めされる第１位置決め部
と、前記永久磁石の磁極面が位置決めされ、前記ヨーク
の中間部に沿う方向に位置を調整可能な第２位置決め部
とを有するホルダーを設けると、コイルへの非通電時、
前記各鉄心の磁極面に於ける磁束密度のバランスを自由
に調整することが可能となる点で好ましい。

【００１５】前記ヨークの両端部対向部分に接触平面を
形成すると、鉄心を内側に配設でき、磁極面の占有面積
を大きくとることが可能となる点で好ましい。

【００１６】前記ホルダーには、前記各鉄心の磁極面に
それぞれ吸引されることにより回動する可動鉄片を設け
るのが好ましい。

【００１７】前記鉄心の少なくともいずれか一方の磁極
面を、非磁性の板状体を介して前記ホルダーに位置決め
するのが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を添
付図面に従って説明する。

【００１９】図１は、本実施形態に係る同軸リレーの斜
視図である。この同軸リレーは、図２に示すように、大
略、電磁石ブロック１（本発明の電磁石装置に相当す
る。）及び接点ブロック２からなる。

【００２０】電磁石ブロック１は、図３に示すように、
ホルダー３に、電磁石部４及び可動鉄片５を組み付けた
ものである。

【００２１】ホルダー３は、矩形枠状で、両側面中央部
から下方に向かって取付片６が延設されている。各取付
片６の下端部にはネジ止め用の貫通孔６ａが２箇所に穿
設され、その上方中央部には軸受孔７が穿設されてい
る。ホルダー３の４隅には内側に迫り出した第１位置決
め部である厚肉部８が形成され、そこにはネジ孔８ａが
穿設されている。また、ホルダー３の両端部には、前記
厚肉部８によって幅狭となったガイド部９が形成されて
いる。さらに、ホルダー３の両側中央部上面には第２位
置決め部であるガイド溝１０が形成されている。

【００２２】電磁石部４は、鉄心１１にスプール１２を
介してコイル１３を巻回してなる一対の電磁石と、前記
両鉄心１１間を接続するヨーク１４とで構成されてい
る。鉄心１１は、磁性板状体を略Ｌ字形に折り曲げたも
ので、折り曲げ加工後に焼鈍されて歪を除去されること
により所望の磁気特性が確保されている。鉄心１１で
は、垂直部１５に対して水平部１６が幅広に形成され、
水平部１６の下面が磁極面１７となっている。また、水
平部１６の両側には貫通孔１６ａが穿設され、その間に
は貫通孔１６ｂが形成されている。垂直部１５の外面す
なわち水平部１６が延在する方の面が接触平面１５ａで
ある。鉄心１１は、スペーサ１８を介してネジＳを前記
ホルダー３のネジ孔８ａに螺合することにより取り付け
られる。スペーサ１８は、非磁性の板状体で、鉄心１１
の磁極面１７から可動鉄片５に作用する力を調整するた
めに設けられている。スペーサ１８の厚みを大きくすれ
ば吸引力を抑えることが可能である。スプール１２は、
矩形筒部１９の両端に矩形状の鍔部２０ａ，２０ｂをそ
れぞれ形成したものである。矩形筒部１９には鉄心１１
の垂直部１５が挿入される。上方鍔部２０ａの両端は厚
肉の端子保持部２１が形成されている。端子保持部２１
は、両端部に保持溝２２を備え、コイル端子２３の取付
位置を自由に選択可能となっている。コイル１３は、ス
プール１２の矩形筒部１９に巻回され、両端部がコイル
端子２３にそれぞれ巻き付けられる。ヨーク１４は、磁
性板状体を略Ｕ字形に折り曲げたもので、前記鉄心１１
と同様に、折り曲げ加工後に焼鈍されて歪を除去されて
いる。ヨーク１４の両端部１４ａは前記スプール１２の
矩形筒部１９にそれぞれ挿入される。両端部１４ａの対
向面が接触平面１４ｂで、矩形筒部１９に挿入された状
態で、前記鉄心１１の垂直部１５の接触平面１５ａと面
接触する。ヨーク１４の中間部１４ｃは、両端部よりも
幅広で、その中央部にはさらに幅広のガイド部１４ｄが
突出し、永久磁石２４が配設される。永久磁石２４は略
直方体形状で、上下で極性が相違する。

【００２３】可動鉄片５は、純鉄からなる板状体で、図
４に示すように、両端部には、前記ホルダー３のガイド
部９に位置し、後述する基板４６に設けられるインジケ
ータスイッチのロッドを押圧するための突部２５がそれ
ぞれ形成されている。また、可動鉄片５の底面中央部
（図４では上面中央部）には、幅方向に一対の突条２６
が突出し、その間には回転軸２７が配設される溝部２８
が形成されている。前記突条２６には、溝部２８を覆う
ようにして板バネ２９がネジ止めされる。可動鉄片５
は、ホルダー３内に配設され、溝部２８と板バネ２９と
によって形成される空間に挿通した回転軸２７を軸受孔
７に嵌合することにより、ホルダー３に対して回転軸２
７を中心として回動自在に支持される。

【００２４】接点ブロック２は、図５に示すように、ベ
ースブロック３０上に可動ブロック３１を配設したもの
である。

【００２５】ベースブロック３０は、略直方体で、上面
中心に逃がし溝３２が形成され、下面３箇所から前記逃
がし溝３２に連通する同軸コネクタ穴３３が穿設されて
いる。各同軸コネクタ穴３３には同軸コネクタ３４が固
定され、同軸コネクタ３４の中心から延びる固定接点３
５が逃がし溝３２内に露出する。また、ベースブロック
３０の上面には，４箇所のネジ孔３０ａと、２箇所の逃
がし孔３０ｂと、２箇所の位置決め孔３０ｃ，３０ｄと
が形成されている。一方の位置決め穴３０ｄは回転方向
のみを規制する長穴となっている。また、ベースブロッ
ク３０の側面には、ベースブロック３０自身を他の場所
に取り付けるための取付穴３０ｅが形成されている。

【００２６】可動ブロック３１は、図６に示すように、
ベースプレート３６に設けた一対のプランジャ３７によ
り可動接点３８を上下動自在としたものである。ベース
プレート３６は略Ｉ字形で、４箇所に穿設した貫通孔３
６ａを介してベースブロック３０にネジ止め可能となっ
ている。また、ベースプレート３６には、他にも４箇所
にガイド孔３６ｂ、２箇所に挿通孔３６ｃがそれぞれ穿
設され、両端部各１箇所と、中央幅狭部側面各２箇所と
にはネジ孔３６ｄ，３６ｅがそれぞれ形成されている。
ネジ孔３６ｄを利用して前記電磁石ブロック１を覆うケ
ース（図示せず）を固定でき、ネジ孔３６ｅを利用して
前記ホルダー３を固定できるようになっている。プラン
ジャ３７は略Ｔ字形で、腕部３７ａと、その下面中央部
から延びる軸部３７ｂとで構成されている。軸部３７ｂ
は、コイルスプリング４３を外装された状態で、ベース
プレート３６の挿通孔３６ｃに挿通される。これによ
り、プランジャ３７は上方に付勢される。腕部３７ａの
両端部にはピン４４がそれぞれ嵌合し、ベースプレート
３６のガイド孔３６ｂにガイドされる。これにより、プ
ランジャ３７は、ベースプレート３６に対して常に平行
な状態を維持しつつ上下動可能である。可動接点３８は
棒状で、中央部を前記プランジャ３７の軸部３７ｂに固
定され、プランジャ３７と共にベースプレート３６に対
して上下動し、ベースブロック３０の各固定接点３５と
接離する。

【００２７】前記電磁石ブロック１の上方には、図７に
示すように、絶縁シート４５を介して基板４６が配設さ
れ、筒状の支柱４７を挿通するネジＳによって前記ホル
ダー３のネジ孔８ａにネジ止めされる。基板４６には、
コイル端子２３が貫通すると共に、入力端子４８が取り
付けられている。

【００２８】次に、前記同軸リレーの組立方法について
説明する。

【００２９】スプール１２にコイル１３を巻回し、鍔部
２０ａに設けたコイル端子２３にコイル１３の両端部を
それぞれ巻き付ける。そして、スプール１２の矩形筒部
１９に、下方から鉄心１１の垂直部１５を、上方からヨ
ーク１４の両端部をそれぞれ挿入する。これにより、鉄
心１１の接触平面１５ａとヨーク１４の接触平面１４ａ
とが、相対的に上下動可能な状態で互いに面接触し、電
磁石部４が完成する。なお、ヨーク１４の中間部には永
久磁石２４を吸着させておく。一方、ホルダー３には、
板バネ２９を取り付けた可動鉄片５を、軸受孔７に嵌合
させる回転軸２７によって回動自在に支持する。そし
て、各鉄心１１をホルダー３にネジ止めすることによ
り、ホルダー３に電磁石部４を組み付ける。このとき、
一方の鉄心１１は磁極面１７にスペーサ１８を介在させ
た状態でネジ止めする。永久磁石２４は、この永久磁石
２４の厚みよりも大きく形成されたホルダー３のガイド
溝１０に位置するので、ヨーク１４の中間部に沿う方向
に位置を調整することができる。電磁石ブロック１を自
己復帰型（シングルステーブルタイプ）とする場合に
は、永久磁石２４をガイド溝１０のいずれか一方に位置
をずらせて配置すればよい。また、自己保持型（ラッチ
ングタイプ）とする場合には、永久磁石２４をガイド溝
１０の中央部に配置すればよい。ホルダー３のガイド溝
１０に対する永久磁石２４の位置決めが完了すれば、接
着剤等によってホルダー３に永久磁石２４を固定する。
図７では、永久磁石２４を左側にずらせると共に、右側
の鉄心１１の磁極面１７にスペーサ１８を配設すること
により自己復帰型としている。

【００３０】このようにして組み立てられた電磁石ブロ
ック１では、同一部材であるホルダー３に対して、永久
磁石２４、鉄心１１の磁極面１７、スペーサ１８の下
面、並びに可動鉄片５がそれぞれ位置決めされるので、
永久磁石２４、鉄心１１の磁極面１７、スペーサ１８の
下面及び可動鉄片５の位置関係をホルダー３の加工精度
のみに依存させることができ、高精度に得ることが可能
となる。したがって、永久磁石２４、鉄心１１、及びヨ
ーク１４の加工精度に多少の誤差が生じていても、前記
各部材の位置精度に影響を与えることはなく、可動鉄片
５のストローク量を所望の値とすることができる。ま
た、一方の鉄心１１の磁極面１７に配設したスペーサ１
８の厚みに拘わらず、その下面は必ずホルダー３の上面
に位置決めすることができる。したがって、可動鉄片５
のストローク量を適切な値としつつ、鉄心１１の磁極面
１７に於ける吸引力を所望の値に設定することができ
る。また、ヨーク１４は永久磁石２４を介してホルダー
３に支持されているので、上下方向に多少のばらつきが
生じるが、ヨーク１４と鉄心１１とは上下方向にスライ
ド自在な状態で面接触しているため、組立上の問題もな
く、磁気特性に与える影響は軽微である。

【００３１】ベースブロック３０の下面から同軸コネク
タ穴３３に同軸コネクタ３４を嵌合一体化し、固定接点
３５を逃がし溝３２内に露出させる。一方、プランジャ
３７にピン４４を嵌合一体化し、プランジャ３７の軸部
３７ｂにコイルスプリング４３を外装し、ベースプレー
ト３６の挿通孔３６ｃに挿通すると共に、一体化したピ
ン４４をガイド孔３６ｂに挿通する。そして、前記軸部
３７ｂに可動接点３８を一体化することにより可動ブロ
ック３１を完成する。その後、ベースブロック３０に可
動ブロック３１を載置し、ネジＳを貫通孔３６ａを介し
てベースブロック３０のネジ孔３０ａに螺合して両部材
を一体化することにより接点ブロック２を完成する。

【００３２】その後、接点ブロック２の上方に電磁石ブ
ロック１を載置し、ホルダー３の取付片６に形成した貫
通孔６ａを介して、ネジＳをベースプレート３６に形成
したネジ孔３６ｅに螺合することにより、両部材を一体
化する。また、電磁石ブロック１に図示しないケースを
被せて、ネジＳをベースプレート３６のネジ孔３６ｄに
螺合することにより同軸リレーが完成する。

【００３３】続いて、前記同軸リレーの動作について説
明する。

【００３４】コイル１３に通電していない電磁石部４が
非励磁の状態では、図７に示すように、永久磁石２４を
左側にずらし、右側の鉄心１１の磁極面１７にのみスペ
ーサ１８を介在させているので、左側の鉄心１１による
吸引力が右側の鉄心１１による吸引力に勝り、可動鉄片
５は回転軸２７を中心として時計回り方向に回動する。
このため、板バネ２９を介して右側のプランジャ３７が
コイルスプリング４３の付勢力に抗して押し下げられ、
右側の可動接点３８ａが固定接点３５ａ，３５ｂに閉成
し、同軸コネクタ３４ａ，３４ｂ間が導通された状態に
維持される。

【００３５】ここで、コイル１３に通電して右側の鉄心
１１の磁極面１７に於ける吸引力を増大させると共に、
左側の鉄心１１の磁極面１７に於ける極性を逆転させる
と、可動鉄片５は回転軸２７を中心として反時計回り方
向に回動し、可動鉄片５の右端部は鉄心１１の磁極面１
７にスペーサ１８を介して吸引される。これにより、右
側のプランジャ３７はコイルスプリング４３の付勢力に
よって上動し、可動接点３８ａが固定接点３５ａ，３５
から離間することにより、同軸コネクタ３４ａ，３４ｂ
間の導通が遮断される。一方、左側のプランジャ３７
は、可動鉄片５の板バネ２９によってコイルスプリング
４３の付勢力に抗して押し下げられ、左側の可動接点３
８ｂが固定接点３５ｂ，３５ｃに閉成し、同軸コネクタ
３４ｂ，３４ｃ間が導通される。

【００３６】なお、前記実施形態では、本発明に係る電
磁石装置を同軸リレーに採用したが、他のリレーであっ
ても採用可能である。また、自己復帰型のリレーに限ら
ず、自己保持型のリレーであっても採用することがで
き、前述のシーソータイプのほか、片持ちタイプに採用
することも可能である。さらに、電磁石部４は２箇所に
設けるようにしたが、１箇所であってもよく、要は鉄心
１１とヨーク１４とを面接触させて相対的に位置を調整
可能とすることにより、磁気特性を維持しつつ、鉄心１
１の磁極面１７の位置を安定させることが可能となって
いればよい。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ヨークと鉄心とを、スプールの内部で互いに
面接触する接触平面を備えた構成としたので、加締等の
磁気特定を悪化させるような加工が不要となり、小型で
あっても、鉄心の磁極面に所望の磁束密度の磁力を発生
させることが可能となる。また、ヨークと鉄心とは互い
に面接触するだけであるので、鉄心の磁極面を確実に所
望の位置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る同軸リレーのケースを外し
た状態を示す斜視図である。

【図２】図１の電磁石ブロックと接点ブロックとを分
解した状態を示す斜視図である。

【図３】図１に示す電磁石ブロックの分解斜視図であ
る。

【図４】図３の可動鉄片を底面側から見た状態を示す
分解斜視図である。

【図５】図１に示す接点ブロックの分解斜視図であ
る。

【図６】図５に示す可動ブロックの分解斜視図であ
る。

【図７】図１に示す同軸リレーの断面図である。

【符号の説明】

１…電磁石ブロック２…接点ブロック３…ホルダー４…電磁石部５…可動鉄片８…厚肉部１０…ガイド溝１１…鉄心１２…スプール１３…コイル１４…ヨーク１５…垂直部１６…水平部１７…磁極面１８…スペーサ２４…永久磁石２９…板バネ３０…ベースブロック３１…可動ブロック３４（３４ａ，３４ｂ）…同軸コネクタ３５（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）…固定接点３６…ベースプレート３７…プランジャ３８（３８ａ，３８ｂ）…可動接点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北島康成京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町801番地オムロン株式会社内 (72)発明者川合雅巳京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町801番地オムロン株式会社内Ｆターム(参考） 5E048 AB04 AD18 CA02 CA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄心にスプールを介してコイルを巻回
し、前記鉄心にヨークを接続してなる電磁石部を備えた
電磁石装置において、前記ヨークと前記鉄心とを、前記スプールの内部で互い
に面接触する接触平面を備えた構成としたことを特徴と
する電磁石装置。
【請求項２】前記ヨークと前記鉄心とは、前記スプー
ルの軸心方向に対して相対的な位置関係を調整可能に設
けたことを特徴とする請求項１に記載の電磁石装置。
【請求項３】前記ヨークに吸着させた永久磁石と、前
記スプールから延在する前記鉄心の磁極面とを位置決め
するホルダーを備えたことを特徴とする請求項２に記載
の電磁石装置。
【請求項４】前記ホルダーには、前記鉄心の磁極面に
吸引されることにより駆動する可動鉄片を回動自在に設
けたことを特徴とする請求項３に記載の電磁石装置。
【請求項５】前記鉄心の磁極面を、非磁性の板状体を
介して前記ホルダーに位置決めしたことを特徴とする請
求項４に記載の電磁石装置。
【請求項６】鉄心にスプールを介してコイルを巻回
し、前記鉄心にヨークを接続してなる電磁石部を備えた
電磁石装置において、前記電磁石部を２箇所に設け、前記ヨークを、略Ｕ字形で、両端部に接触平面を形成さ
れ、該接触平面を前記スペーサ内に収容されて各鉄心の
接触平面と面接触する構成としたことを特徴とする電磁
石装置。
【請求項７】前記ヨークの中間部に永久磁石を吸着さ
せ、前記鉄心の磁極面が位置決めされる第１位置決め部と、
前記永久磁石の磁極面が位置決めされ、前記ヨークの中
間部に沿う方向に位置を調整可能な第２位置決め部とを
有するホルダーを設けたことを特徴とする請求項６に記
載の電磁石装置。
【請求項８】前記ヨークの両端部対向部分に接触平面
を形成したことを特徴とする請求項６又は７に記載の電
磁石装置。
【請求項９】前記ホルダーには、前記各鉄心の磁極面
にそれぞれ吸引されることにより回動する可動鉄片を設
けたことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項
に記載の電磁石装置。
【請求項１０】前記鉄心の少なくともいずれか一方の
磁極面を、非磁性の板状体を介して前記ホルダーに位置
決めしたことを特徴とする請求項６ないし９のいずれか
１項に記載の電磁石装置。