JP2012517092A - 電磁リレーアセンブリ - Google Patents

Abstract

スイッチアセンブリを通電可能とするための電磁リレーは，コイルアセンブリと，ロータ又はブリッジアセンブリと，スイッチアセンブリとを備える。コイルアセンブリは，コイル及びＣ字状コアを備える。コイルは，そのコアを貫通するコイル軸線の周りに巻回されている。コアは，コア軸線と平行なコア端子を備える。ブリッジアセンブリは，ブリッジ及びアクチュエータを備える。ブリッジは中央磁路，側方磁路及び横断磁路を備える。アクチュエータは，側方磁路から側方に延在している。コア端子は回転軸線と共面的であり，中央磁路及び側方磁路間に配置されている。アクチュエータは，スイッチアセンブリと協働できる構成とされている。コイルが発生する磁界は，コア端子を介してブリッジアセンブリを通過させることにより，回転軸線周りでのブリッジ回転を生じさせる。このブリッジ回転は，スイッチアセンブリを開閉するためにアクチュエータを変位させるものである。

Description

本発明は，独自の構成としたアーマチュアアセンブリを備える電磁リレーアセンブリに関する。詳細には，本発明は，スイッチアクチュエータを直線変位させるために磁気的に作動可能としたロータアセンブリを有する電磁リレーアセンブリに係るものである。

一般的に，電磁リレーの機能は，電磁石に小電力を投入して，より大電力への切り替えを可能とするアーマチュアを動かすことである。例えば，リレー設計に際して，アーマチュアで120V，2A（240W）を支持しつつ，電磁石を5V及び50mA（250mW）で励起させるのが望ましい場合がある。リレーは，電子制御された作動手段によりオン・オフ切り替えを行う家庭電気製品，例えばモータや照明器具において極めて慣用的である。本発明は，基本的に，120Aの電流が流れる単極型電磁リレーアセンブリとしての使用を意図したものである。しかしながら，本発明は，本明細書において説明された単極用の実施形態の教示に基づく独自の構造及び機能を有する多極型リレーアセンブリにも適用可能である。従来技術の代表例として米国特許に開示されている他の数種の電磁リレーアセンブリについて概説すれば，以下のとおりである。

グルナーに付与された米国特許第6046660号明細書（`660特許）は，リニアモータを有するラッチ型電磁リレーアセンブリを開示している。'660特許に開示されているラッチ型磁気リレーは，100A以上の電流を通電可能とすることにより，電気の伝達特性を調整可能とし，又は100A以上の電流の切り替えを必要とするその他の用途に使用可能としたものである。この場合，リレーモータアセンブリは，軸線方向に延在するキャビティを設けた細長いコイルボビンを有する。励起コイルはボビンの周りに巻回されている。略Ｕ字形の強磁性フレームは，細長いコイルボビンにおいて軸線方向に延在するキャビティを通して配置されたコア部分を有する。２つの接点部分がコア部分に対してほぼ垂直に延在し，モータアセンブリの上方に立ち上がっている。アクチュエータアセンブリは，リレーモータアセンブリと磁気的に結合する。アクチュエータアセンブリは，第１及び第２の略Ｕ字形強磁性磁極片に作動的に結合するアクチュエータフレームと，永久磁石とを備える。導電性材料である銅の薄板で構成されたコンタクトブリッジは，アクチュエータアセンブリと作動的に結合する。

グルナーに付与された米国特許第6246306号明細書（'306特許）は，押圧ばねを有する電磁リレーを開示している。'306特許に開示されている電磁リレーは，ハウジングに取り付けられるボビンを設けたモータアセンブリを有するものである。この場合，コアが，コア端を除く領域でボビンの下方に隣接して接続されており，コア端はボビンから延長している。アーマチュア端は，コイルが励磁されるときにコア端と磁気的に係合する。アクチュエータは，アーマチュア及び複数の中央接点ばねアセンブリと係合している。中央接点ばねアセンブリは，事前に曲げられたものでなく，中央接点端子上に超音波溶接される中央接点ばねを備える。常開ばねが，中央接点ばねに対して相対的に平行に位置決めされている。常開ばねは常開端子部に超音波溶接されており，常開外部接点ばねアセンブリを形成している。常閉外部接点ばねは，中央接点ばねに関して垂直に位置決めされており，中央接点ばねがアクチュエータにより作動しないとき，常閉外部ばねアセンブリは中央接点ばねアセンブリと接触している。常閉ばねが常閉端子に超音波溶接されており，常閉アセンブリを形成している。アクチュエータが使用されていないとき，押圧ばねがアクチュエータ上の中央接点ばねに圧力を及ぼす。

グルナーに付与された米国特許第6252478号明細書（'478特許）は，電磁リレーを開示している。'478特許に開示されている電磁リレーは，フレームに取り付けられるボビンを設けたモータアセンブリを有するものである。コアは，ボビンから延長するコア端を除いてボビン内に配置されている。アーマチュア端は，コイルが励磁されるとき，コイル端と磁気的に係合する。アクチュエータが，アーマチュア及び複数の可動ブレードアセンブリと係合している。可動ブレードアセンブリは，中央接点端子部に超音波溶接された可動ブレードを備える。常開ブレードが，可動ブレードに対して比較的平行に位置決めされている。常開ブレードは，常開接点アセンブリを形成する常開端子部上に超音波溶接されている。常閉接点アセンブリは，第３の接点リベット及び常閉端子部を備える。常閉接点アセンブリは，可動ブレードに関して垂直に位置決めされており，可動ブレードがアクチュエータによって作動していないとき，常閉接点アセンブリは可動ブレードアセンブリと接触する。

グルナーに付与された米国特許第6320485号明細書（'485特許）は，リニアモータを有する電磁リレーアセンブリを開示している。'485特許に開示されているラッチ型電磁リレーは，100A以上の電流を伝達可能とすることにより，電気伝達を調整可能とし，又は100A以上の電流の切り替えを必要とするその他の用途に使用可能としたものである。この場合，リレーモータアセンブリは，軸線方向に延在するキャビティを設けた細長いコイルボビンを有する。励起コイルは，ボビンの周りに巻回されている。略Ｕ字形の強磁性フレームは，細長いコイルボビンにおいて軸線方向に延在するキャビティを通して配置されたコア部分を有する。２つの接点部分がコア部分に対してほぼ垂直に延在し，モータアセンブリの上方に立ちあがっている。アクチュエータアセンブリは，リレーモータアセンブリと磁気的に結合する。アクチュエータアセンブリは，第１及び第２の略Ｕ字形強磁性磁極片に作動的に結合するアクチュエータフレームと，永久磁石とを備える。導電性材料である銅の薄板で構成されたコンタクトブリッジは，アクチュエータアセンブリと作動的に結合する。

グルナーに付与された米国特許第6563409号明細書（'409特許）は，ラッチ型電磁リレーを開示している。'409特許に開示されているラッチ型電磁リレーアセンブリは，リレーモータ，アクチュエータアセンブリ及び１群又は２群の接点ブリッジアセンブリを備えるものである。この場合，リレーモータは，第１励起コイルが巻回された第１コイルボビンと，第２励起コイルが巻回された第２コイルボビンとを有し，第１及び第２励起コイルは何れも同一構成とされており，第１励起コイルは第２励起コイルから電気的に絶縁されている。アクチュエータアセンブリは，第１端及び第２端を有すると共に，両リレーモータと磁気的に結合されている。そして，前記１群又は２群の接点ブリッジアセンブリは，各々が接点ブリッジ及びばねを備えている。

米国特許第6046660号明細書 米国特許第6246306号明細書 米国特許第6252478号明細書 米国特許第6320485号明細書 米国特許第6563409号明細書

本発明は，スイッチアセンブリの接点間における接点振動を減衰するための手段を備える電磁リレーアセンブリを提供することを目的とする。本発明は更に，回転軸線を有し，電磁コイルアセンブリから発生され，又は伝達される磁界の影響下で回転するアーマチュアアセンブリを提供することを目的とする。このアーマチュアアセンブリは，スイッチアクチュエータを直線変位させてリレーのスイッチアセンブリを開閉するものである。これらの目的と，他の容易に理解できる目的を達成するため，本発明に係る電磁リレーアセンブリは，以下に詳述するコイルアセンブリ，アーマチュアブリッジアセンブリ及びスイッチアセンブリを備えている。

コイルアセンブリは，実質的に，コイル，Ｃ字状ヨークアセンブリ及びコイル軸線を備える。コイルはコイル軸線周りに巻回され，ヨークアセンブリは第１及び第２ヨークアームを備える。各ヨークアームは軸線方向ヨーク部分を備え，このヨーク部分はコイル軸線と同軸的に整列することにより両者でＣ字状ヨークアセンブリの後部を形成する。各ヨークアームは更にヨーク端子部を備え，これらのヨーク端子部は互いに共面的であり，コイル軸線に対してほぼ平行に配置されている。

アーマチュアブリッジアセンブリは，コイル軸線から直交方向に離間した回転軸線周りで回転可能であり，ヨーク端子部と共面的である。アーマチュアブリッジアセンブリは，ブリッジ回転軸線，ブリッジ及びアクチュエータアームを備える。ブリッジは，コイル軸線に近接した近位側の中央磁路と，コイル軸線に近接した遠位側の側方磁路と，長手方向又は軸線方向に離間して中央から側方にかけて，又は側方から中央にかけて延在する磁路（又は横断磁路）とを備える。アクチュエータアームは，第１端を介して側方磁路と協働することができ，側方磁路から側方に離間するように延在する。

スイッチアセンブリは本質的に，スイッチ端子と，スイッチ端子間に位置するばねアセンブリとを備えている。ばねアセンブリは，アクチュエータアームにおける第２端部に取り付けられている。ヨーク端子部は，中央磁路及び外側方磁路間に受けられている。当業者間で確立されている技術標準に従い，コイルは電流を受けて磁界を発生又は伝達し，その磁界は，ヨーク端子部を介してブリッジアセンブリを通過するように指向させ，これによりブリッジ回転軸線周りでのブリッジ回転を生じさせると共に，アクチュエータアームを直線変位させることができる。変位可能なアクチュエータアームは，ばねアセンブリを開放接点位置と閉鎖接点位置との間で作動させるように機能し，その閉鎖接点位置は，スイッチ端子部を介してスイッチアセンブリに通電可能とするものである。

本発明に係る電磁リレーアセンブリは，付随的な特徴として，ばねのオーバートラベルを増強する手段を含み，ばねアセンブリが閉位置にある時に，スイッチ端子部間の接触圧を高める機能を有することである。このオーバートラベル増強手段は更に，接触を強化し，又は接触圧を高めることにより，接点ワイピング又は接点クリーニングを行う手段としても機能する。すなわち，接点インターフェイスを通して強化された導通路は，さもなければ接触面上に留まることになりかねない残留物及び／又は破片を効果的に焼尽するよう機能させることができる。オーバートラベル増強手段は，更に，スイッチが開放位置から閉鎖位置に切り替わる際に，第１及び第２接点間における接点のバウンシング又は振動を効果的に減衰する手段としても機能させることができる。

本発明の他の目的，特徴，構成及び利点は，以下の記述と添付図面により説明され，又は自明である。

スイッチアセンブリが開位置にある状態で本発明に係る電磁リレーアセンブリを示す平面図である。 スイッチアセンブリが閉位置にある状態で本発明に係る電磁リレーアセンブリを示す平面図である。 任意的なハウジングカバーを有する本発明に係る電磁リレーアセンブリを上側から示す分解斜視図である。 電磁リレーアセンブリにおけるスイッチアセンブリの第１端子部アセンブリを示す分解斜視図である。 電磁リレーアセンブリにおけるスイッチアセンブリの第２端子アセンブリを示す分解斜視図である。 電磁リレーアセンブリにおけるコイルアセンブリの分解斜視図である。 電磁リレーアセンブリにおけるアーマチュアアセンブリのロータアセンブリを示す断片的な分解斜視図である。 電磁リレーアセンブリにおけるスイッチアセンブリの三連ばねアセンブリ及び接点ボタンを示す分解斜視図である。 三連ばねアセンブリ，接点ボタン及びアーマチュアアームを示す断片的な側面図であり，接点ボタンが閉位置にあり，アーマチュアアームがほぼ共面位置にある状態を説明するものである。 三連ばねアセンブリ，接点ボタン及びアーマチュアアームを示す断片的な側面図であり，接点ボタンが閉位置にあり，三連ばねアセンブリがオーバートラベル位置にあって接点ボタン間の接触圧を高めている状態を説明するものである。 三連ばねと上側接点ボタンにおける接合部の断片的な拡大側面図であり，図１０と同様にばね三連ばねアセンブリがオーバートラベル位置にあって接点ボタン間の接触圧を高めている状態を説明するものである。 電磁リレーアセンブリにおけるＣ字状コアアセンブリ及びロータアセンブリを通過する磁束流の図式的な説明図であり，ロータアセンブリを通して転向及び分割される磁束流を説明するものである。 三連ばねアセンブリと，接点ボタンに作動的に連結されたスイッチ端子部アセンブリを示す側面図であり，三連ばねアセンブリに，Ｃ字状褶曲部を中央に有する第１及び第２のばねと，ベンドを末端に有する第３ばねが設けられていることを示すものである。 図１３における要部の断片的な拡大断面図であり，第３ばねの末端ベンドの詳細を示すものである。 回転可能なアーマチュアアセンブリに隣接して配置されるリレー端子を通過するしきい値電流路を図式的に示す説明図であり，アーマチュアアセンブリを回路開放位置に向けて回転させるために，端子部に生じる磁界がアーマチュアに生じる磁界よりも高強度であることを説明するものである。

以下，本発明を図示の好適な実施形態に基づいて更に詳述する。

図面を参照すると，図１〜図３は本発明の電磁リレーアセンブリ10に係る好適な実施形態を示すものである。本発明の電磁リレーアセンブリ10は，図１〜図５に示すように，スイッチ端子部１１を介して電流を選択的に通電可能とするものである。このような機能と，他の容易に想定できる機能を達成するため，本発明の電磁リレーアセンブリ10は，好適には，図１〜図３及び図６に示す電磁コイルアセンブリ12と，図１〜図３に示す回転式アーマチュアアセンブリ13と，図１〜図５に示すスイッチアセンブリ14とを備えている。

本発明におけるコイルアセンブリ12は，好適には，図１〜図３及び図６に示す導電コイル15と，図３，図６及び図１２に示すＣ字状コア又はヨークアセンブリ16と，図１，図２，図６及び図１２に示すコイル軸線100とを備えている。上記各図から明らかなとおり，導電コイル15はコイル軸線100の周りに巻回され，図１〜図３及び図６に示す第１及び第２電磁駆動端子部17を備えている。本発明におけるヨークアセンブリ又はＣ字状コアアセンブリ16は，軸線方向にコイル15内に受けられ，好適には第１及び第２のヨークアーム18を備えている。これらのヨークアームは，図１〜図３に一方のみが，図６には双方が示されている。図６に示すように，各ヨークアーム18は，軸線方向ヨーク部分18と，ほぼ平坦なヨーク端子部20とを備え，ヨーク端子部20は好適には図１２に示すようにコイル軸線100と平行である。

本発明における回転可能なアーマチュアアセンブリ13は，好適には，図１〜図３及び図７に示すロータアセンブリ21と，図１〜図３，図９及び図１０に示すアクチュエータ又はアクチュエータアーム22と，図１，図２，図１２及び図１５に点として，また，図３及び図７には直線として表わされたアーマチュア回転軸線101とを備える。ロータセンブリ21は，好適には，図７及び図１２に示すように均一に配向され，又は成極させた第１及び第２のロータ磁石23と，図１〜図３，図７及び図１２に示すロータプレート25と，図１〜図３に示すロータブラケット26と，図１〜図３及び図７に示すロータハウジング27と，図３及び図７に示す復帰ばね28と，図１及び図３に示すロータピン29と，図１〜図３に示すロータマウント30とを備えている。

上記各図から明らかなとおり，ロータブラケット26はアクチュエータ22の第１端に取り付けられ，又は協働的に関連しており，さらに，ロータプレート25及びロータブラケット26（又はその一部）は好適にはロータハウジング27により互いに平行に配向されている。これに関連して，第１及び第２のロータ磁石23は同一寸法に形成され，ロータプレート25とロータブラケット26の中間に延在することにより，ロータプレート25及びロータブラケット26を同時に等しく離間させ，かつ，いわゆるローレンツ電流又は磁束を，図１２に線図的に示すようにロータやブリッジアセンブリ21を横切るように効果的に指向させるためのガイドウェイ又は経路を限定するものである。

後者に関連して，アーマチュアアセンブリ13は，ブリッジ回転軸線（アーマチュア回転軸線101と同様）と，アーマチュアアーム２２に協働的に関連するブリッジとを備えるアーマチュアブリッジアセンブリと考えることができる。この場合にブリッジは，好適には，中央磁路（ロータプレート25と同様）と，側方磁路（ロータブラケット26と同様）と，長手方向又は軸線方向に離間して中央から側方にかけて，又は側方から中央にかけて延在する磁路又は横断磁路（第１及び第２ロータ磁石23と同様）を備えものと考えることができる。そして，アーマチュアアーム22は，スイッチアセンブリ14を係合するために，側方磁路又はロータブラケット26から側方に離間して延在するものと考えることができる。

ロータハウジング27は，第１及び第２ロータ磁石23と，ロータプレート25と，ロータブラケット26を受け，収容し，位置決めすることにより，アーマチュア13におけるブリッジ状構造を形成するように機能する。ロータ磁石23は，同一の磁極が同一のロータ構造に対向するように均一に方向づけられている。例えば，ロータ磁石23のＮ極をロータブラケット26に対向させた配置（Ｓ極がロータプレート25に対向する），又はロータ磁石23のＳ極をロータブラケット26に対向させた配置（Ｎ極がロータブラケット26に対向する）とすることができる。

図３及び図７に示すように，ロータハウジング27は，ロータピン29を受けるためのピン受けアパーチャ又は受孔を備えている。ロータハウジング27におけるピン受けアパーチャ又は受孔は，ブリッジ又はアーマチュアアセンブリ13をアーマチュア回転軸線101周りで回転可能とするものである。図１〜図３に示すように，ロータピン29はピン受孔を貫通し，その下端においてリレーハウジング48により軸線方向に係止することができる。リレーハウジング48は，図３に示すように，コイルアセンブリ12，アーマチュアアセンブリ13及びスイッチアセンブリ14を受け入れ，収容し，かつ位置決めするように寸法及び形状が定められている。リレーハウジング48は，任意的な構成として，図３に示すようにリレーカバー49を備え，又はリレーカバー49と協働させることができる。

これに関連して，本発明に係るアーマチュアアセンブリ13は，ロータマウント30によって係止又は取り付けが可能であることを想起されたい。ロータマウント30は，ロータピン29を軸線方向に固定するためにリレーハウジング48と協働させ，すなわちリレーハウジング48に係止することができる。固定されたロータマウント30は，ロータピン29の上端を受け入れて係止することにより，リレーの使用者がリレーカバー49なしの本発明に係る電磁リレーアセンブリ10を効果的に操作可能としている。ロータマウント30，ブリッジマウント，又はロータセンブリ若しくはブリッジアセンブリを取り付けるための手段は，電磁リレーアセンブリ10を開放動作させるための手段を構成するものと考えることができる。特定の場合に，カバーなしのリレーアセンブリは一定の利益をもたらす。例えば，本発明に係るリレーアセンブリを，試験手順の間により容易に観察できることである。いずれにせよ，本発明におけるロータマウント30は，アーマチュアアセンブリ13をリレーハウジング48に取り付けることによって，電磁リレーアセンブリ10のカバーなし操作を可能にするものである。

本発明に係るリレーアセンブリ10におけるスイッチアセンブリ14は，好適には図１〜図４に示す第１スイッチ端子アセンブリ31と，図１〜図３，図５，図１３及び図１４に示す第２スイッチ端子アセンブリ32と，図１〜図３，図５，図８〜図１１，図１３及び図１４に示す三連ばねアセンブリ33とを備えている。上記各図から明らかなとおり，第１スイッチ端子アセンブリ31は，好適には第１接点ボタン34及び第１スイッチ端子11を備えている。更に，第２スイッチ端子アセンブリ32は，好適には第２スイッチ端子11を備えている。

三連ばねアセンブリ33は，好適には，図１，図２，図９〜図１１，図１３及び図１４に示す第２接点ボタン37と，図５，図８〜図１０及び図１３に示す第１ばね38，第２ばね39及び第３ばね40とを備えている。第１ばね38は，好適には第１の接点受けアパーチャ41と，図８に示す第１のＣ字状アパーチャ42と，図１３及び図１４に示す末端のオフセット又はベンド70とを備えている。特に，第１のＣ字状アパーチャ42は，好適には第１接点受けアパーチャ41に対して同心的に配置されている。第２ばね39は，好適には第２接点受けアパーチャ43と，図８に示すＣ字状褶曲部44とを備えている。図８に示すように，第１のＣ字状褶曲部44は所定の第１曲率半径を有する。第３ばね40は，好適には第３接点受けアパーチャ45と，第２のＣ字状アパーチャ46と，第２のＣ字状褶曲部47とを備えている。

好適には，第２のＣ字状アパーチャ46は第３接点受けアパーチャ45に対して同心的に配置され，第２のＣ字状褶曲部47は所定の第２曲率半径を有し，この第２曲率半径は第１のＣ字状褶曲部44の第１曲率半径よりも大きい。第２ばね39は，第２接点ボタン37を介して第１ばね38及び第３ばね40の間に挟持されており，接点受けアパーチャ41，43，45を通して受けられ，又は延長している。第１のＣ字状褶曲部44は，第２のＣ字状褶曲部47に対して同心的に配置されている。第１接点ボタン34及び第２接点ボタン37（又は接点）は，図１，図２，図９及び図１０に示すように，互いに隣接して空間的に配向され，又は並置されている。好適な実施形態において，図９及び図１０に示すように，三連ばねアセンブリ33は第１及び第２スイッチ端子部11間の開放接点位置に向けて付勢されるよう，アーマチュアアーム22の側端に取り付けられている。

第１のＣ字状アパーチャ42，第２のＣ字状アパーチャ46及び末端のオフセット又はベンド70は，第１接点ボタン34及び第２接点ボタン37間の接触圧を高めるようにオーバートラベルを増強させるための手段を構成する。この点に関しては，更に図９及び図１０を参照されたい。上記各図の対比考察から明らかなとおり，ばねアセンブリ33の端子側の端部53は，接点ボタン37の基部53と直接隣接するばねアセンブリの平面部を越えて作動させることができる。ばねアセンブリの平面部は接点ボタン37の基部51と直接的に（かつ半径方向に）隣接し，図８及び図１１に示すようにボタン積み重ねばね部分52を形成している。図８及び図１１から明らかなとおり，ボタン積み重ね部分52は，接点ボタン３７上に積み重ねられ，端子側端部53は参照数字50で示すように弾性変形を生じて前記オーバートラベルを可能としている。

すなわち，Ｃ字状アパーチャを有するばね要素の材料（好適には銅）は，図８に示すように，Ｃ字状アパーチャの端子部50においてより容易に弾性変形可能である。特に，端子部50に隣接する材料の弾性変形は，基材格子の有意な脆化（すなわち不所望の有意な格子転位）を生じるものではない。三連ばねアセンブリにおけるＣ字状アパーチャ構造又は特徴は，オーバートラベルを増強することにより接点ボタン３４及び３７間の接触圧を更に高め，ひいては電気的な接触を改善するための手段を構成している。末端におけるオフセット又はベンド70は，接触圧を高めて接点ボタン34及び37間の接点バウンシングを減らすためのオーバートラベル増強手段を構成する。

このように，接点ボタン34，37間の導通は，図１０に示すように，Ｃ字状アパーチャにより可能とされ，及び／又は増強されるオーバートラベルによって向上する。接触の改善と，これに由来する良好な導通は，オーバートラベルを増強する手段により達成され，これは接点のワイピング手段又はクリーニング手段も構成するものである。この点において，本発明のリレーアセンブリ10は，Ｃ字状アパーチャ42，46によって自己クリーニング作用を発現するものである。更に，Ｃ字状アパーチャ42，46（及びオフセット又はベンド70）は，図１に示す開放接点状態又は開放スイッチ位置から，図２に示す閉鎖接点状態又は閉鎖スイッチ位置に切り替わる際に，接点ボタン34及び37間における接点バウンシング又は接点振動を減衰するための手段を構成する。

図１２から明らかなとおり，コア又はヨーク端子20はロータプレート25及びロータブラケット26間に緩く受けられ，アーマチュア回転軸線101はヨーク端子20と共面的であり，その回転軸線101はロータピン29（図２０では示されていない）に沿って延在する。通電コイル15に電流が流れると磁界が発生され，これは図１２にベクトル102として示されている。同図から明らかなとおり，磁界102は，ロータブラケット26，ロータ磁石23及びロータプレート25を含むロータアセンブリを介してヨーク端子を通過するように方向づけられ，これにより磁気誘導トルクを介してアーマチュア又はブリッジをアーマチュア回転軸線101周りで回転させるものである。

すなわち，ロータブラケット26はアクチュエータアーム22を直線変位させるように機能し，変位したアクチュエータアーム22は三連ばねアセンブリ33を，図１に示す好適にはばね付勢された開放位置から，図２に示すばね作動後の閉鎖位置まで作動させるものである。リレーアセンブリ10の実質的構造と閉鎖位置は，第１接点ボタン34，第２接点ボタン37及びスイッチ端子部11を介してスイッチアセンブリ14に120Aの電流を通電可能とするものである。コイルアセンブリ12が休止中であり，磁界が実質的に除かれていると，復帰ばね28は，図１１に示すように，好適にはばね付勢された開放位置までの三連ばねアセンブリ33の復帰運動を助勢する。電流障害状態が発生する場合を想定して，好適には電磁リレー10は閉鎖接点デフォルト手段を更に備え，該手段により電流障害又は短絡状態中に第１接点ボタン34及び第２接点ボタン37を閉鎖させる構成とすることができる。この点に関し，ローレンツ電流又は磁界が通過する経路は，図１２にベクトル矢印102として示す経路である。

本発明に従う電磁リレーは，端子間電流がしきい値状態である間，開放接点位置にデフォルトするための手段を備えている。この点に関し，古典的電磁理論に基づき，ストリーミング電荷キャリアは，キャリアストリーム方向に対する放射方向隣接部に磁界を発生させるものである。図１５は，接点ボタン34，37を介してリレー端子31，32を通過するように方向づけられたしきい値電流経路７１を線図的に示すものである。磁力ベクトル103は，経路71を流れる電荷キャリア電流を介して端子に発生するものとして示されている。電流が特定しきい値に達した後，リレー端子31，32において発生した磁界は，回転可能なアーマチュアアセンブリ13における永久磁石又はロータ磁石23と相互作用する。ロータ磁石23は，ベクトル矢印104で表わされた，外向きの固有磁界を持ち，その磁力はベクトル矢印103で表わされた磁力よりも強度が小さい。上述したベクトル矢印104，103間における磁力差に基づき，回転可能なアーマチュアアセンブリ13は，図１５に線図的に示すように，開放接点位置に向かう回転を生じる。この特徴は，磁石23の大きさ及び強度と，アーマチュア及び固定接点間の距離とに基づいて校正可能である。

上述の説明は特定性を含むものであるが，この特定性は本発明の範囲を限定するものと解釈すべきものでなく，単に本発明を例示するに止まるものである。例えば，本発明は，本質的にコイルアセンブリ，ブリッジアセンブリ及びスイッチアセンブリを備え，スイッチ端子部を通して電流を通電可能とする電磁リレーアセンブリを教示し，又は開示するものである。コイルアセンブリは，コイル，コイル軸線及びＣ字状コアを備える。コイルはコイル軸線100周りに巻回され，コイル軸線100は図１２に示すようにコア60を貫通している。コア60はコア端子20を備え，コア端子20は実質的にコイル軸線100と平行である。

ブリッジアセンブリは，図１２及び図１５に示す回転軸線101及びブリッジ61と，スイッチアクチュエータ22とを備える。ブリッジ61は中央磁路63（コア60に近接した近位側の磁路）と，側方磁路64（コア60に近接した遠位側の磁路）と，中央磁路63及び側方磁路64の間で磁界102を誘導するために軸線方向に離間した横断磁路65を備える。アクチュエータアーム22は，側方磁路64（図１２には特に示されていない）と協働可能であり，そこから離れる方向に延在する。コア端子20は，好適には回転軸線101と共面的であり，中央磁路63と側方磁路64との間に受けられる。

横断磁路65は，コイル軸線100と磁気誘導トルクに対して磁界102を横向きに転向させる磁界転向手段を構成し，この磁気誘導トルクはスイッチアクチュエータ22を作動させるよう機能するものである。前記磁界転向手段は更に，磁気誘導トルクにおける磁気接続を形成するための磁界分割手段（図１２に示すように軸線方向で対向する２本の磁路66が存在している。）を備えるものと考えることができる。

スイッチアセンブリ14は更にアクチュエータアーム22と協働可能であり，アクチュエータアーム22は実質的にブリッジアセンブリ61及びスイッチアセンブリ14の間を結合するものである。コイルは，ベクトル的に示されている磁界102を発生し，又は及ぼすように機能する。磁界102は，コア端子20を介してブリッジアセンブリ61を通過するように方向付けすることが可能であり，これにより磁気誘導トルクを介して回転軸線101周りでのブリッジ回転を生じさせるものである。このブリッジ回転によりアクチュエータアーム22を移動させ，その移動によりスイッチアセンブリ14を物理的に開閉するものである。スイッチアセンブリ14が閉鎖されると，スイッチアセンブリは通電を許容する。

スイッチアセンブリ14は，オーバートラベルを増強するためのばね手段を備えており，このばね手段は接点ボタン34及び37間の接触圧を高めることで閉鎖スイッチ位置を強化する。オーバートラベルを増強するためのばね手段は，接点ワイピング手段及び振動減衰手段を構成する。接点ワイピング手段はスイッチアセンブリ14の効果的な自己クリーニングを行い，振動減衰手段はスイッチ開放位置からスイッチ閉鎖位置に切り替わる際の接触振動を減衰させることを，それぞれ意図したものである。オーバートラベルを増強するためのばね手段は，接点間の接触圧を高め，残留物のない接触面を維持し，接点の閉鎖時に接触振動を減衰させることによって閉鎖スイッチ位置を強化するものである。

本発明を多くの実施形態に基づいて上述したが，本発明に係る装置，すなわち新規なリレーはこれに限定されるものでなく，本発明の技術的範囲及び主旨を逸脱することなく，多くの修正が可能であることは言うまでもない。例えば，前述した仕様は，120Aの電流が流れる単極型電磁リレーアセンブリとしての使用を意図したものである。しかしながら，本発明は，本明細書において説明された単極用の実施形態の教示に基づく独自の構造及び機能を有する多極型リレーアセンブリにも適用可能である。

Claims (29)

1. 電磁コイルアセンブリと，アーマチュアアセンブリと，スイッチアセンブリとを備え，スイッチ端子を介して選択的に通電可能とした電磁リレーアセンブリであって，
   前記電磁コイルアセンブリは，通電コイルと，ヨークアセンブリと，コイル軸線とを備え，前記コイルがコイル軸線周りに巻回され，かつ，第１及び第２電磁駆動端子を備え，前記ヨークアセンブリが第１及び第２ヨークアームを備え，各ヨークアームが軸線方向ヨーク部分及びヨーク端子を備え；
   前記アーマチュアアセンブリは，ロータアセンブリと，ロータ回転軸とを備え，該ロータアセンブリが第１ロータ磁石と，第２ロータ磁石と，ロータプレートと，ロータブラケットとを備え，該ロータブラケットがアクチュエータを備え，前記ロータ磁石が同様の方位を有し，かつ，ロータ回転軸線に対する対向位置でロータプレート及びロータブラケット間に延在し；
   前記スイッチアセンブリは，第１スイッチ端子と，第２スイッチ端子と，三連のばねアセンブリとを備え，第１スイッチ端子が第１接点と，第１スイッチ端子部とを備え，第２スイッチ端子が第２スイッチ端子部を備え，ばねアセンブリが第２接点と，３つのばねとを備え，これら３つのばねのうち，第１ばねが第１接点受けアパーチャに対して同心的な第１のＣ字状アパーチャを備え，第２ばねが第２接点受けアパーチャを備え，第３ばねが第３接点受けアパーチャと，第２接点受けアパーチャに対して同心的な第２のＣ字状アパーチャとを備え，第２ばねが第２接点を介して第１ばね及び第３ばねの間に挟持されており，第１接点及び第２接点が互いに隣接して併置されており，ばねアセンブリがアクチュエータに取り付けられており，ヨーク端子がロータプレート及びロータブラケット間に受けられており，ロータ回転軸線がヨーク端子と共面的であり，コイルが発生する磁界を，ロータアセンブリを介してヨーク端子を通過させることにより，アーマチュアをロータ回転軸線周りで回転させ，ロータブラケットによりアクチュエータを変位させ，アクチュエータによりばねアセンブリを開放位置及び閉鎖位置の間で作動させ，閉鎖位置において電流を，第１接点，第２接点及びスイッチ端子部を介してスイッチアセンブリに流すように構成されている；
   ことを特徴とする電磁リレーアセンブリ。
2. 請求項１記載の電磁リレーアセンブリにおいて，Ｃ字状アパーチャがばねのオーバートラベルを増強する手段を構成し，該手段により，ばねアセンブリが閉位置にあるときにオーバートラベルを増強して，第１接点及び第２接点間の接触圧を高めることを特徴とする電磁リレーアセンブリ。
3. 請求項２記載の電磁リレーアセンブリにおいて，ばねのオーバートラベルを増強する前記手段が接点ワイピング手段を構成し，該接点ワイピング手段により第１接点及び第２接点をクリーニングすることを特徴とする電磁リレーアセンブリ。
4. 請求項１記載の電磁リレーアセンブリにおいて、Ｃ字状アパーチャは，開放位置から閉鎖位置に切り替わる際に第１接点及び第２接点間の接触振動を減衰する手段を構成することを特徴とする電磁リレーアセンブリ。
5. 請求項１記載の電磁リレーアセンブリにおいて，ロータアセンブリが，コイルの休眠状態でばねアセンブリの開放位置までの復帰変位を助成するアセンブリ復帰ばねを備えることを特徴とする電磁リレーアセンブリ。
6. 請求項１記載の電磁リレーアセンブリにおいて，電磁リレーの開放動作を許容するロータマウント手段を備えることを特徴とする電磁リレーアセンブリ。
7. 請求項１記載の電磁リレーアセンブリにおいて，電流障害状態で第１接点及び第２接点を閉鎖させる閉鎖接点デフォルト手段を備えることを特徴とする電磁リレーアセンブリ。
8. 請求項１記載の電磁リレーにおいて，端子に生じる電流がしきい値状態にある間，開放接点位置をデフォルト状態とする手段を備えることを特徴とする電磁リレーアセンブリ。
9. 電磁コイルアセンブリと，アーマチュアブリッジアセンブリと，スイッチアセンブリとを備え，スイッチ端子を介して選択的に通電可能とした電磁リレーであって，
   前記電磁コイルアセンブリは，コイルと，Ｃ字状ヨークアセンブリと，コイル軸線と，コイル軸線周りに巻回されたコイルとを備え，前記ヨークアセンブリが第１と第２ヨークアームを備え，各ヨークアームが軸線方向ヨーク部分及びヨーク端子を備え；
   前記アーマチュアブリッジアセンブリは，ブリッジ回転軸線と，ブリッジと，アクチュエータアームとを備え，前記ブリッジが中央磁路と，側方磁路と，長手方向に離間した横断磁路とを備え，前記アクチュエータアームが横断磁路から側方に離間する方向に延在し；
   前記スイッチアセンブリは，スイッチ端子と，ばねアセンブリとを備え，該ばねアセンブリがアクチュエータアームに取り付けられ，かつスイッチ端子間に延在し，ヨーク端子部が中央磁路及び側方磁路の間に配置され，ブリッジ回転軸線がヨーク端子と共面的であり，コイルが電流を受けて磁界を発生し，その磁界がヨーク端子を介してブリッジアセンブリを通過するように向けられてブリッジ回転軸線周りでのブリッジ回転を生じさせると共にアクチュエータアームを変位させ，アクチュエータアームの該変位によりばねアセンブリを開放接点位置及び閉鎖接点位置間で作動させ，該閉鎖接点位置は電流が，スイッチ端子部を介してスイッチアセンブリを通電可能とする位置である，
   ことを特徴とする電磁リレー。
10. 請求項９記載の電磁リレーにおいて，オーバートラベルを増強する手段を備え，該手段により，ばねアセンブリが閉鎖接点位置にあるときにスイッチ端子部間の接触圧を高めることを特徴とする電磁リレー。
11. 請求項１０記載の電磁リレーにおいて，オーバートラベルを増強する前記手段が接点ワイピング手段を構成し，該手段によりスイッチ端子部のクリーニングを行うことを特徴とする電磁リレー。
12. 請求項９記載の電磁リレーにおいて，開放接点位置から閉鎖接点位置に切り替わる際に第１及び第２接点間の接点振動を減衰する手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
13. 請求項９記載の電磁リレーにおいて，電磁リレーの開放動作を可能とするブリッジマウント手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
14. 請求項９記載の電磁リレーにおいて，電流障害状態中に閉鎖接点位置にデフォルトする手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
15. 請求項９記載の電磁リレーにおいて，端子間電流がしきい値状態である間，開放接点位置にデフォルトする手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
16. コイルアセンブリと，ブリッジアセンブリと，スイッチアセンブリとを備え，スイッチ端子を通して電流を通電可能とした電磁リレーであって，
    前記コイルアセンブリは，コイルと，コイル軸線と，Ｃ字状コアとを備え，該コイルがコイル軸線周りに巻回され，コイル軸線がコアを通して延在し，コアがコイル軸線と平行なコア端子部を備え；
    前記ブリッジアセンブリは，回転軸線と，ブリッジと，アクチュエータとを備え，該ブリッジが，中央磁路と，側方磁路と，離間した横断磁路とを備え，アクチュエータが，側方磁路から延在し，コア端子部が回転軸線と共面的であり，かつ，中央磁路及び側方磁路間に受けられており；
    前記スイッチアセンブリは，アクチュエータが該スイッチアセンブリに協働可能とされており，コイルが発生する磁界が，コア端子を介してブリッジアセンブリを通過するように方向づけ可能であり，これにより磁気誘導トルクを介して回転軸線周りでのブリッジ回転を生じさせ，このブリッジ回転によりアクチュエータを変位させてスイッチアセンブリを開閉可能とし，スイッチアセンブリはその閉鎖状態で通電可能とするように構成されている，
    ことを特徴とする電磁リレー。
17. 請求項１６記載の電磁アセンブリにおいて，前記スイッチアセンブリが，オーバートラベルを増強することにより閉鎖スイッチ位置を強化するためのばね手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
18. 請求項１７記載の電磁リレーにおいて，オーバートラベルを増強する前記ばね手段が，スイッチアセンブリをクリーニングするための接点ワイピング手段を構成することを特徴とする電磁リレー。
19. 請求項１６記載の電磁リレーにおいて，開放スイッチ位置から閉鎖スイッチ位置に切り替わる際にスイッチ振動を減衰する手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
20. 請求項１６記載の電磁リレーにおいて，電磁リレーの開放動作を可能とするブリッジマウント手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
21. 請求項１６記載の電磁リレーにおいて，電流障害状態中に閉鎖接点位置にデフォルトする手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
22. 請求項１６記載の電磁リレーにおいて，端子間電流がしきい値状態である間，開放接点位置にデフォルトする手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
23. 請求項１７記載の電磁リレーにおいて，スイッチアセンブリがばねアセンブリを備え，該ばねアセンブリが，互いに同心的に配置した接点部分と，Ｃ字状アパーチャとを備え，該Ｃ字状アパーチャが，ばねのオーバートラベルを増強する前記ばね手段を構成することを特徴とする電磁リレー。
24. 請求項１９記載の電磁リレーにおいて，スイッチアセンブリがばねアセンブリを備え，該ばねアセンブリが，互いに同心的に配置した接点部分と，Ｃ字状アパーチャとを備え，該Ｃ字状アパーチャが，スイッチ振動の減衰手段を構成することを特徴とする電磁リレー。
25. コイルアセンブリと，アーマチュアアセンブリと，スイッチアセンブリとを備え，スイッチ端子を通して通電可能とする電磁リレーであって，
    前記コイルアセンブリは，電流導電性コイルと，コイル軸線と，磁界を発生するコイルとを備え；
    前記アーマチュアアセンブリは，スイッチアクチュエータと，磁界転向手段とを備え，該磁界転向手段がコイル軸線に対して磁界を横向きに転向することにより，スイッチアクチュエータを作動させるための磁気誘導トルクを発生するように構成されており；
    前記スイッチアセンブリは，前記スイッチアクチュエータと協働して電流を通電可能とするように構成されている；
    ことを特徴とする電磁リレー。
26. 請求項２５記載の電磁リレーにおいて，磁界転向手段が，電磁誘導トルクに関する磁気偶力を生じさせる磁界分割手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
27. 請求項２５記載の電磁リレーにおいて，スイッチアセンブリが，開放スイッチ位置から閉鎖スイッチ位置に切り替わる際に，スイッチ振動を減衰する手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
28. 請求項２５記載の電磁リレーにおいて，端子における電流がしきい値状態である間，開放接点位置にデフォルトする手段を備えることを特徴とする電磁リレー。
29. 請求項２５記載の電磁リレーにおいて，電磁リレーの開放動作を許容する手段を備えることを特徴とする電磁リレー。

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