JP2007273472A - 磁石システム及びそれを有する双安定リレー - Google Patents

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Abstract

【課題】全高が低いリレー、特にリレーの底板に平行に配置されたスライダを有するリレー用の2安定切替え位置を有する磁石システムの提供。
【解決手段】H型アーマチュア(7)を有する双安定リレー用極性反転可能磁石システムにおいて、第1コアヨーク部材(1)のヨークアーム(5)はU型であり、第2コアヨーク部材(2)のヨークアーム(6)は直線的であり、コイル(18)の外側に位置するヨークアーム(5,6)は、H型アーマチュア(7)がコイル中心軸に対してほぼ直交するように配置される。このようにして、リレーが水平のスライダ(19)を有する場合であっても、水平の磁石システムを有する低背のリレーを実現することができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、コイル、各々がコア(鉄心)アーム及びヨーク(継鉄)アームを有する第1及び第2コアヨーク部材、及び対向するヨークアーム間で空隙内に軸支され両切替え位置でヨークアームに当接するH型アーマチュア(接極子)を有する、双安定リレー用の極性反転可能磁石システムに関する。本発明はまた、このような磁石システムを有するリレーに関する。この種のリレーは既に市販されている。
H型アーマチュアを有するリレー又は磁石システムは、例えば特許文献1及び特許文献2で公知であるように、磁石システムの極性を反転可能にすることにより、2つの安定した切替え位置間を交互に移行することができる。このような磁石システムは両切替え方向に対して力を与えるので、閉成時のみならず開離時においてもリレーのコンタクトばねに力が印加される。これは、リレーの耐用年数の間に生ずる溶着の開離に関連して特に利点がある。
他方、例えば特許文献3及び特許文献4からは、底面(基準面)を画定する本体、及び底面と平行に配置されアーマチュアの運動をリレーのコンタクトシステムに伝達するスライダを有する特殊なリレーが公知である。コイルの前方に配置されたヒンジ型アーマチュアを有する(それ故、H型アーマチュアのない)従来の磁石システムを使用すると、コイルが本体内の水平位置にある公知のリレーの代表的形態という結果になる。これにより、底面及びスライダと直交して配置されたアーマチュアコアディスクの簡単な有効接続を容易にする。このアーマチュアコアディスクは通常、アーマチュア突起を介してスライダの凹部に係合するので、アーマチュア板の引上げすなわち開離運動はスライダの水平方向の往復運動に直接変換される。第二に、水平位置にあるコイルは低背リレーの実現を容易にする。
実際、H型アーマチュアを有する極性反転可能磁石システムに水平スライダが装備されるこの種のリレーは公知である。しかし、今までのところ、本体内で垂直方向に配置された磁石システムで実現するのみであるので、コイル寸法に基き、コイルが水平方向に配置された状態でリレー全高が16mmである代わりに、30mmのリレー全高という望ましくない結果となる。図1及び図2は、磁石システムが直立し、リレーの本体内で底面及びスライダに対して直交して配置された公知のリレーを示す。図2は、2個のコアヨーク部材1,2からなる公知のコア構造を示す。2個のコアヨーク部材1,2はそれぞれ、ヨークアーム5,6がそれぞれ内方を向いて空隙16により分離された対向する極面10,11を決定する点で、代表的な直線的L型から外れている。このため、各ヨークアーム5,6自体はL型である一方、コアアーム3,4は直線的な形状である。図1は、H型アーマチュア7及びコイル18が付加された、図2に従ったコア構造である公知の磁石システムを示す。ヨークアーム5,6の間、すなわちコイル中心軸と平行にH型アーマチュアを有するこれまでの公知の磁石システムのように、H型アーマチュア7は図示のように配置されるので、アーマチュア突起20によりリレーの底板に対して直接的且つ水平に移動可能なスライダ19は、直立して配置され大きな全高を要する磁石システムのみとこれらの条件の下で互換性がある。
独国特許第19715261号明細書 独国実用新案第9320696号明細書 欧州特許出願公開第1244127号明細書 独国特許出願公開第19847831号明細書
本発明は、全高が低いリレー、特にリレーの底板に平行に配置されたスライダを有するリレーを提供するように、2安定切替え位置を有する、最初に述べたタイプの磁石システムを設計することを目的とする。
本発明は、請求項1に従った磁石システム、及び請求項4に従ったリレーで上述の問題を解決する。本発明の利点のある実施形態及び別の展開は、従属項に記載されている。
本発明によれば、第1コアヨーク部材のヨークアームはU型であり、第2コアヨーク部材のヨークアームは直線的であり、コイル外側のヨークアームは、H型アーマチュアがコイル中心軸に対してほぼ直交するように配置される。本発明に従ったH型アーマチュアは、公知の磁石システムと同様にヨークアームの端部間に配置されているので、本発明の設計変更は、今までとは異なり、H型アーマチュアがコイルの側方の代わりにコイルの前方に配置される構成という結果となる。このため、アーマチュアの移動は、従来技術で形成されたヒンジ型アーマチュアと同じ構成で、両切替え方向に作用する力で、特にコイルが水平方向に配置された状態でコンタクトシステムに伝達できる。従って、H型アーマチュアを有する水平方向に配置された磁石システムは、水平方向アーマチュア移動の可能性を与える。
極面を増大させるために、本発明の一実施形態によれば、第1及び第2のコアヨーク部材は、ヨークアームの自由端に向かって配置された端部に大きな断面を有すると有利である。
また、コイルの前方に配置されたH型アーマチュアは、ほぼ平行なアーマチュアコアディスクを有する。これらのディスクは、ディスク間に配置された永久磁石により結合されている。コイルから離れた側のアーマチュアコアディスクの両端のうち少なくとも一方は、H型アーマチュアの切替え位置の変更の際にコイル中心軸とほぼ平行に往復動するアーマチュア突起を有する。これは、アーマチュアの移動をリレーコンタクトシステムに伝達するスライダが設けられたリレーのタイプにおいて、本実施形態を実施する可能性を広げる。
本発明の双安定リレーは、底面を画定する本体と、本体に配置された上述したタイプの磁石システムとを具備する。
双安定リレーの特に有利な実施形態によれば、コイル中心軸は本体の底面と平行に配置されている。これは一方では低背リレーを容易にする。他方、別の展開に従った(コイルの水平配置のために)「直立」配置されたH型アーマチュアは、底面と平行に配置されたスライダを介してリレーコンタクトシステムに積極的に接続することができる。この点において、アーマチュア突起がスライダと直接的に積極接続するよう設定できるように、H型アーマチュアが上述したタイプのアーマチュア突起を有することは利点がある。
本発明の双安定リレーの上述の全ての実施形態では、H型アーマチュアが殆ど平行なアーマチュアコアディスクの間に配置された永久磁石により接続されたこれらディスクを有し、H型アーマチュアはその中央領域に押出しコーティングが設けられ、押出しコーティングは互いに反対側に配置された2個のスタブ車軸を具備し、リレーの本体が、H型アーマチュアのスタブ車軸が軸支された支持領域を有することも利点がある。H型アーマチュアを有する水平磁石システムはまた、本発明の双安定リレーに簡単な方法で組み込むことができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図3及び図4に示された本発明の磁石システムの一コア構造は、第1コアヨーク部材1及び第2コアヨーク部材2からなる。H型アーマチュア7も図示されている。第1コアヨーク部材1は、第2コアヨーク部材2のコアアーム4に支持されたコアアーム3を有する。完成した磁石システム、すなわちコイル(ボビンコア)18が設けられた磁石システムにおいて、コアアーム3,4は主にコイル18内に配置されている。第1コアヨーク部材1はまた、コアアーム3に直角に隣接する初期部を有する、第1コアヨーク部材1の一要素であるヨークアーム5を有する。ヨークアーム5は2回曲げされているので、全体がほぼU型構造である。(図3及び図4の斜視図において、ヨークアーム5は、コアアーム3に対して直角に配置された垂直初期部、横部、及び極面10で終端するさらに短い垂直部からなる上下反転したU形状である。)対照的に、第2コアヨーク部材2のヨークアーム6は、第1コアヨーク部材1のヨークアーム5の対向する自由端から空隙16だけ分離した短い直線部のみからなる。図示されているように、第1及び第2のコアヨーク部材1,2のヨーク側の端部8,9は、極面10,11に向かって断面が拡大されている。(従って、図示されているように、端部8は全体がヨークアーム5に形成されているのに対し、端部9はヨークアーム6に及びコアアーム4のうちヨークに近接した端部領域に形成されている。)この結果、一方では制限されたコイル幅にもかかわらず比較的狭いコアアーム3,4がコイル18に収容可能であるという結果になり、他方ではH型アーマチュア7用に十分に大きな極面10,11が与えられるという結果になる。
図5を参照すると、H型アーマチュア7は、2個のアーマチュアコアディスク12,13の間にある永久磁石14により接続された、実質的に平行に配置されたディスク12,13からなるので、典型的なH型断面となる。このH型アーマチュア7は、その中央領域に図3に見られるプラスチック押出しコーティング17を設けることができるので、スタブ車軸15を両側に同時形成することができる。図6及び図7を参照して以下に詳細に説明するように、図示の磁石システムを受容するよう構成されたリレーの本体21はスタブ車軸15を有することができるので、H型アーマチュア7は回転可能である。2個のアーマチュアコアディスク12,13は、対向するヨークアーム5,6の自由端の両側に空隙16を超えて延びる。このため、極性がコイル18の極性に依存する永久磁石14及び極面10,11の相互作用は、コイル18の第1極性状態に対応するH型アーマチュア7の第1切替え位置で、コイル18に近接する側のアーマチュアコアディスク12の上端を第1コアヨーク部材1のヨークアーム5に衝突させ、同時にアーマチュアコアディスク13の下端を第2コアヨーク部材2のヨークアーム6に衝突させる。しかし、コイル18の第2極性状態に対応する第2切替え位置では、コイルから離れた側のアーマチュアコアディスク13の上端が第1コアヨーク部材1のヨークアーム5に衝突し、同時にコイルに近接する側のアーマチュアコアディスク12の下端が第2コアヨーク部材2のヨークアーム6に衝突する。特に、図3及び図5に見られるように、コイルから離れた側のアーマチュアコアディスク13の端部のうち少なくとも一方は、H型アーマチュア7の切替え位置の変更の際、コイル中心軸とほぼ平行に往復動するアーマチュア突起20を有する。
H型アーマチュア7を有する極性反転可能磁石システムでは、リレーが閉成する際のみならず両切替え方向にも公知の方法で力が利用できるので、リレーの耐用年数の間に生じ得るリレーコンタクトシステムの電気的に誘発された溶着を破壊することができる。一切替え位置から別の切替え位置に磁石システムを切り替えた後、コイルが逆向きに再度磁化されるまで仮定された切替え位置が永久磁石14によって保持されるので、コイル電圧を停止することができる。
図6及び図7に図示されたリレーは、接続側が平坦で底面(基準面)22を画定する絶縁材料製の本体21を有する。底面22からは、電気端子26及び電気コイル端子27が突出する。本体21は磁石システムを受容する平坦でボウル状凹部を有するのに対し、隆起した横壁及び横断壁を有する他の部材は、例えば個別のコンタクト担持室に細分割されてもよい。
例示された実施形態に示された極めて簡単なリレーコンタクトシステムは、固定コンタクトキャリア23及び可動コンタクトキャリア24からなる。後者は水平方向に変位可能であり、底面22に平行に配置された櫛歯状スライダ19により移動可能である。スライダ19は、コンタクトシステムとは反対側の端部に凹部25を有する。この凹部25にアーマチュア突起20が係合し、コイルから離れた側のアーマチュアコアディスク13と一体構造を形成する。図7に見られるように、H型アーマチュア7は、そのスタブ車軸15が本体21のベアリング上に乗った状態で両側が支持されているので、ベアリング上を回転可能である。しかし、この回転は、ヨークアーム5,6の自由端の停止部により制限されている。図6は、開離位置にある磁石システムすなわちリレーを示す。磁石システムの極性が反転すると、H型アーマチュア7は閉じ、アーマチュア突起20は左へほぼ水平方向移動する。この水平移動はスライダ19に直接的に伝達され、スライダ19から切替えコンタクトを固定コンタクトキャリア23に接近させる可動コンタクトキャリア24に伝達される。本発明のリレーはまた、例えば冒頭に述べた特許文献4に記載されているより複雑なコンタクトシステムで実施されてもよい。スライダ19及び磁石システム、特にコイル18の双方は底面22と平行に配置されると利点があるので、リレーの全高が約16mmという低さを実現できる。
図8は、コイル18、コイル中心軸に対して直交しコイルの前に配置されたH型アーマチュア7及び2個のコアヨーク部材1,2を有する2部品コア構造を具備する、本発明に従った完成後の磁石システムを示す。図9はさらに、コイル中心軸及び底面22と平行に配置されたスライダ19を有する本発明の水平配置磁石システムの相互作用を示す。ここで、底面22は、コイル端子27及びコンタクトシステムの電気端子26を介して間接的に画定され、開状態が図示される。
アーマチュアの移動を伝達するスライダと空間的な関係で公知の技術水準の磁石システムを示す概略斜視図である。 図1の磁石システムのコア構造を示す斜視図である。 本発明のH型アーマチュアを有する磁石システムのコア構造を示す斜視図である。 H型アーマチュアを除いた図3のコア構造を示す斜視図である。 本発明の磁石システムのH型アーマチュアを示す斜視図である。 本発明に従った磁石システムを有する双安定リレーを示す概略斜視図である。 図6のリレーを異なる方向から見た斜視図である。 図6及び図7のリレー内で水平方向に配置することができる、本発明の磁石システムを示す斜視図である。 スライダ及びコンタクトシステムを有する、本発明の水平に配置された磁石システムを示す側面図である。
符号の説明
1 第1コアヨーク部材
2 第2コアヨーク部材
3,4 コアアーム
5,6 ヨークアーム
7 H型アーマチュア
8,9 端部
12,13 アーマチュアコアディスク
14 永久磁石
15 スタブ車軸
16 空隙
17 押出しコーティング
18 コイル
19 スライダ
20 アーマチュア突起
21 本体
22 底面
23,24 コンタクトシステム

Claims (8)

  1. コイル(18)、第1及び第2のコアヨーク部材(1,2)及びH型アーマチュア(7)を具備する、双安定リレー用の極性反転可能磁石システムであって、前記コアヨーク部材の各々はコアアーム(3,4)及びヨークアーム(5,6)を有し、前記H型アーマチュアは、対向する前記ヨークアーム間の空隙(16)内で回転可能であると共に2切替え位置において前記ヨークアームに当接する極性反転可能磁石システムにおいて、
    前記第1コアヨーク部材(1)の前記ヨークアーム(5)はU型であり、
    前記第2コアヨーク部材(2)の前記ヨークアーム(6)は直線的であり、
    前記コイル外側の前記ヨークアーム(5,6)は、前記H型アーマチュアがコイル中心軸に対してほぼ直交するように配置されることを特徴とする極性反転可能磁石システム。
  2. 前記第1及び第2のコアヨーク部材(1,2)は、前記ヨークアーム(5,6)の自由端に向かって配置された端部(8,9)に大きな断面を有することを特徴とする請求項1記載の極性反転可能磁石システム。
  3. 前記コイルの前方に配置された前記H型アーマチュア(7)は、ほぼ平行なアーマチュアコアディスク(12,13)を有し、
    該ディスクは、該ディスク間に配置された永久磁石(14)により結合され、
    前記コイルから離れた側の前記アーマチュアコアディスク(13)の両端のうち少なくとも一方は、前記H型アーマチュアの切替え位置の変更の際に前記コイル中心軸とほぼ平行に往復動するアーマチュア突起(20)を有することを特徴とする請求項1又は2記載の極性反転可能磁石システム。
  4. 底面(22)を画定する本体(21)と、該本体に配置された請求項1ないし3のうちいずれか1項記載の磁石システムとを具備することを特徴とする双安定リレー。
  5. 前記コイル中心軸は前記本体(21)の前記底面(22)と平行に配置されていることを特徴とする請求項4記載の双安定リレー。
  6. 前記H型アーマチュア(7)は、前記底面(22)と平行に配置されたスライダ(19)を介して前記リレーのコンタクトシステム(23,24)に積極的に接続されることを特徴とする請求項5記載の双安定リレー。
  7. 前記H型アーマチュア(7)は請求項3記載のアーマチュア突起(20)を有し、
    該アーマチュア突起は前記スライダ(19)に直接的に積極接続されていることを特徴とする請求項6記載の双安定リレー。
  8. 前記H型アーマチュア(7)は、ほぼ平行な2個のアーマチュアコアディスク(12,13)の間に配置された永久磁石(14)により接続された前記アーマチュアコアディスクを有し、
    前記H型アーマチュアは、その中央領域に押出しコーティング(17)が設けられ、
    該押出しコーティングは、互いに反対側に配置された2個のスタブ車軸(15)を具備し、
    前記リレーの前記本体(21)が、前記H型アーマチュアの前記スタブ車軸が軸支されたベアリングを有することを特徴とする請求項4ないし7のうちいずれか1項記載の双安定リレー。
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