JP2005116479A

JP2005116479A - 電磁リレー

Info

Publication number: JP2005116479A
Application number: JP2003352643A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Okamoto; 重夫岡本; Takeshi Nomura; 武史野村; Teruo Mori; 輝夫森
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】コンパクト化、部品点数の削減等を容易に実現することができる簡易構造の電磁リレーを提供する。
【解決手段】電磁リレー１０は、電磁コイル１２と、この電磁コイル１２の内側空間１２Ａ内に対向して配置され、且つ、一方が揺動自在な磁性体とされた一対の導電体１４及び磁歪バイモルフ１６と、を有している。そして、一対の導電体１４及び磁歪バイモルフ１６を、電磁コイル１２が発生する磁界によって接触・離間するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁力によって駆動される電磁リレーに関する。

図１１に示される従来公知の電磁リレー１は、ケース２の左右両側に配置された一対の第１、第２タブ端子３Ａ、３Ｂを備えており、これら第１、第２タブ端子３Ａ、３Ｂはコイル４の上方に配設された固定接片５及び可動接片６にそれぞれ接続されている（特許文献１参照。）。

この電磁リレー１では、コイル４によって略Ｌ字形状のアマチュア７を回動させる。そして、作動片８を介して可動接片６を上下動することによって、この可動接片６に設けた可動接点６Ａと、固定接片５に設けた固定接点５Ａとの接離を行うようになっている。

実開平７−１８３３７号公報

しかしながら、この従来公知の電磁リレー１は、コイル４の外側において固定接点５Ａと可動接点６Ａが接離する構造であるため、コイル４以外に固定接片５及び可動接片６を設置するための大きなスペースが必要で、装置全体のコンパクト化が困難であった。

又、アマチュア７や作動片８等の部材が必要なため、部品点数が多く、コスト高になってしまうといった問題点もあった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、コンパクト化、部品点数の削減等を容易に実現することができる簡易構造の電磁リレーを提供することを目的とする。

本発明の発明者は、研究の結果、コンパクト化、部品点数の削減等を容易に実現することができる簡易構造の電磁リレーを見出した。

即ち、次のような本発明により、上記目的を達成することができる。

（１）電磁コイルと、該電磁コイルの内側空間内に対向して配置され、且つ、少なくとも一方が揺動自在な磁性体とされた一対の部材と、を有してなり、該一対の部材は、前記電磁コイルが発生する磁界によって接触・離間するようにされていることを特徴とする電磁リレー。

（２）前記一対の部材は、前記磁性体と導電体とからなることを特徴とする前記（１）記載の電磁リレー。

（３）前記一対の部材は、一対の磁性体からなることを特徴とする前記（１）記載の電磁リレー。

（４）前記磁性体は、磁歪部材を用いた磁歪バイモルフからなることを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の電磁リレー。

（５）前記磁歪バイモルフは、正磁歪部材と負磁歪部材を張り合わせてなることを特徴とする前記（４）記載の電磁リレー。

（６）前記磁歪バイモルフは、正磁歪部材と非磁性部材を張り合わせてなることを特徴とする前記（４）記載の電磁リレー。

（７）前記磁歪バイモルフは、負磁歪部材と非磁性部材を張り合わせてなることを特徴とする前記（４）記載の電磁リレー。

（８）前記一対の部材の一方を固定したことを特徴とする前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の電磁リレー。

（９）前記磁歪部材を、超磁歪素子を材料とする超磁歪部材によって構成したことを特徴とする前記（４）乃至（８）のいずれかに記載の電磁リレー。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図３に示されるように、本発明の第１実施例に係る電磁リレー１０は、略円筒形状の電磁コイル１２と、この電磁コイル１２の内側空間１２Ａ内に対向して配置された一対の導電体１４及び磁歪バイモルフ（磁性体）１６と、を有して構成されている。

導電体１４は、この例では細長の略平板形状に成形され、電磁コイル１２及びこの電磁コイル１２の下側に設けられた第１固定端子１８Ａに固定されている。

一方、この導電体１４と対向するように配置された磁歪バイモルフ１６は、この例では導電体１４よりもやや短寸の略平板形状に成形されている。又、磁歪バイモルフ１６の下端は、第１固定端子１８Ａに対向して配置された第２固定端子１８Ｂに固定・支持されており、磁歪バイモルフ１６は第２固定端子１８Ｂを支点として図中のＲ１方向に揺動自在な構造となっている。更に、磁歪バイモルフ１６は、正の磁歪特性を有する正超磁歪部材２０と負の磁歪特性を有する負超磁歪部材２２をバイモルフ型に張り合わせて構成されている。なお、磁歪バイモルフ１６の表面には、銅等の導体によってメッキ処理を施してもよい。

磁歪バイモルフ１６の正超磁歪部材２０及び負超磁歪部材２２は、超磁歪素子を材料として用いている。ここで、「超磁歪素子」とは、希土類元素および／または特定の遷移金属などを主成分（例えば、テルビウム、ジスプロシウム、鉄など）とする粉末焼結合金あるいは単結晶合金から作られた磁歪素子をいい、又、磁歪材料としては、アルフェロ（１３％ＡｌＦｅ合金）、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金、ＦｅＰｔ合金、Ｃｏフェライトなどがある。この（超）磁歪素子は、外部から磁界が加えられると大きな変位を生じる性質を有しており、正の磁歪特性を有する（超）磁歪部材は、外部から磁界が加えられると伸長し、負の磁歪特性を有する（超）磁歪部材は、外部から磁界が加えられると縮小する性質がある。

次に、電磁リレー１０の作用について説明する。

電磁コイル１２に電流が供給されると、電磁コイル１２の周囲に所定のコイル磁界が発生し、このコイル磁界が、電磁コイル１２の内側空間１２Ａ内に配置された磁歪バイモルフ１６に印加される。その結果、図３に示されるように、磁歪バイモルフ１６の正超磁歪部材２０が伸長すると共に、負超磁歪部材２２が縮小し、磁歪バイモルフ１６は導電体１４側に傾斜する。最終的に、磁歪バイモルフ１６が導電体１４に接触し、第１固定端子１８Ａと第２固定端子１８Ｂが導通され、リレーとして機能する。

一方、電磁コイル１２への電流供給が停止されると、磁歪バイモルフ１６に印加されていたコイル磁界が消滅するため、磁歪バイモルフ１６が元の状態に復帰する。その結果、磁歪バイモルフ１６は導電体１４と離間し、第１固定端子１８Ａと第２固定端子１８Ｂが遮断される。

本発明の第１実施例に係る電磁リレー１０によれば、電磁コイル１２と、この電磁コイル１２の内側空間１２Ａ内に対向して配置され、且つ、一方が揺動自在な磁性体とされた一対の導電体１４及び磁歪バイモルフ１６と、を有してなり、この一対の導電体１４及び磁歪バイモルフ１６は、電磁コイル１２が発生する磁界によって接触・離間するようにされているため、構造が極めて簡易で、コンパクト化、部品点数の削減等を容易に実現することができる。

特に、揺動自在な磁性体を、正の磁歪特性を有する正超磁歪部材２０と負の磁歪特性を有する負超磁歪部材２２をバイモルフ型に張り合わせた磁歪バイモルフ１６としたため、電磁リレー１０の応答速度を向上することができる。

又、導電体１４を固定しているため、導電体１４と磁歪バイモルフ１６の接触・離間をより確実に行うことができる。

なお、磁歪バイモルフ１６が銅等によってメッキ処理を施されている場合には、導電体１４と磁歪バイモルフ１６との接点抵抗を減少させることができる。更に、接点部分に銅塊を配置すれば、導電体１４と磁歪バルモルフ１６の接点抵抗を一層減少させることができる。

次に、本発明の第２実施例に係る電磁リレーについて説明する。

図４〜図６に示されるように、本発明の第２実施例に係る電磁リレー３０は、前述の電磁リレー１０における一対の導電体１４及び磁歪バイモルフ１６に代えて、一対の導電体３２及び磁性体３４を適用したものである。なお、電磁リレー１０と同一の部分については、図において同一の符号を付すこととし、その説明は省略する。

導電体３２は、この例では細長の略平板形状に成形されている。又、この導電体３２は、電磁コイル１２の中心Ｌ１位置近傍に配置されていると共に、電磁コイル１２の下側に設けられた第１固定端子１８Ａに固定されている。

一方、この導電体３２と対向するように配置された磁性体３４は、この例では薄膜状に成形されている。又、この磁性体３４の下端は、第２固定端子１８Ｂに固定・支持されており、磁性体３４は第２固定端子１８Ｂを支点として図中のＲ２方向に揺動自在な構造となっている。

図６に示されるように、この電磁リレー３０では、コイル磁界が導電体３２及び磁性体３４に印加されると、薄膜状の磁性体３４が電磁コイル１２の中心Ｌ１側へ傾斜する。そして、導電体３２及び磁性体３４が接触し、第１固定端子１８Ａと第２固定端子１８Ｂが導通され、リレーとして機能する。

一方、コイル磁界が消滅すると、磁性体３４が自らの弾性による復元力によって元の状態に復帰し、第１固定端子１８Ａと第２固定端子１８Ｂが遮断される。

本発明の第２実施例に係る電磁リレー３０において、磁性体３４の上端部近傍に磁性体の塊などを付加することによって磁性体３４の体積を大きくすれば、磁性体３４が受けるコイル磁界による力を増大させることができ、電磁リレー３０の感度をより一層向上させることができる。

なお、本発明に係る電磁リレーは、上記第１、第２実施例に係る電磁リレー１０、３０における構造や形状等に限定されるものではない。即ち、電磁コイルと、該電磁コイルの内側空間内に対向して配置され、且つ、少なくとも一方が揺動自在な磁性体とされた一対の部材と、を有してなり、該一対の部材は、前記電磁コイルが発生する磁界によって接触・離間するようにされていればよく、「一対の部材」の双方を揺動自在な磁性体としてもよい。

従って、例えば、図７〜図９に示される第３実施例に係る電磁リレー５０のように、上記第１実施例における磁歪バイモルフ１６を、電磁コイル１２の内側空間１２Ａ内に対向するように一対配置してもよい。この場合、電磁コイル１２に電流が供給されると、一対の磁歪バイモルフ１６が、共に電磁コイル１２の中心側へ傾斜する。そして、これら一対の磁歪バイモルフ１６が接触することによって、リレーとして機能する。一方、電磁コイル１２への電流供給が停止されると、一対の磁歪バイモルフ１６が元の状態に復帰し、第１固定端子１８Ａと第２固定端子１８Ｂが遮断される。

このように、一対の部材の双方を揺動自在な磁性体とすれば、部材間の接点距離を短くすることができ、より一層コンパクト化を図ることができる。

更に、磁歪バイモルフ１６は、図１０（Ａ）に示される磁歪バイモルフ４０のように、正磁歪部材４２と非磁性部材４４を張り合わせて構成してもよく、又、図１０（Ｂ）に示される磁歪バイモルフ４６のように、負磁歪部材４８と非磁性部材４４を張り合わせて構成してもよい。

なお、上記第１及び第３実施例においては、磁歪バイモルフ１６を超磁歪部材によって構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、磁歪素子からなる磁歪部材を用いてもよい。

本発明の電磁リレーは、コンパクト化が要求される様々な分野に応用することができる。

本発明の第１実施例に係る電磁リレーを示す概略側断面図図１におけるII−II線に沿った概略断面図図１における電磁リレーの動作時の様子を示す概略側断面図本発明の第２実施例に係る電磁リレーを示す概略側断面図図４におけるＶ−Ｖ線に沿った概略断面図図４における電磁リレーの動作時の様子を示す概略側断面図本発明の第３実施例に係る電磁リレーを示す概略側断面図図７におけるVIII−VIII線に沿った概略断面図図７における電磁リレーの動作時の様子を示す概略側断面図本発明の他の例に係る電磁リレーを示す概略側断面図従来の電磁リレーを示す概略側断面図

符号の説明

１、１０、３０、５０…電磁リレー
２…ケース
３Ａ…第１タブ端子
３Ｂ…第２タブ端子
４…コイル
５…固定接片
５Ａ…固定接点
６…可動接片
６Ａ…可動接点
７…アマチュア
８…作動片
１２…電磁コイル
１２Ａ…内側空間
１４、３２…導電体
１６、４０、４６…磁歪バイモルフ
１８Ａ、１８Ｂ…第１、第２固定端子
２０…正超磁歪部材
２２…負超磁歪部材
３４…磁性体
４２…正磁歪部材
４４…非磁性部材
４８…負磁歪部材

Claims

電磁コイルと、該電磁コイルの内側空間内に対向して配置され、且つ、少なくとも一方が揺動自在な磁性体とされた一対の部材と、を有してなり、該一対の部材は、前記電磁コイルが発生する磁界によって接触・離間するようにされていることを特徴とする電磁リレー。
請求項１において、
前記一対の部材は、前記磁性体と導電体とからなることを特徴とする電磁リレー。
請求項１において、
前記一対の部材は、一対の磁性体からなることを特徴とする電磁リレー。
請求項１乃至３において、
前記磁性体は、磁歪部材を用いた磁歪バイモルフからなることを特徴とする電磁リレー。
請求項４において、
前記磁歪バイモルフは、正磁歪部材と負磁歪部材を張り合わせてなることを特徴とする電磁リレー。
請求項４において、
前記磁歪バイモルフは、正磁歪部材と非磁性部材を張り合わせてなることを特徴とする電磁リレー。
請求項４において、
前記磁歪バイモルフは、負磁歪部材と非磁性部材を張り合わせてなることを特徴とする電磁リレー。
請求項１乃至７において、
前記一対の部材の一方を固定したことを特徴とする電磁リレー。
請求項４乃至８のいずれかにおいて、
前記磁歪部材を、超磁歪素子を材料とする超磁歪部材によって構成したことを特徴とする電磁リレー。