JP2018503955A - リレーの磁束アセンブリおよびリレー - Google Patents

Abstract

本発明は、リレー（２０）の磁気回路を閉じるための磁束アセンブリ（１）、およびリレー（２０）に関する。公知のリレーに関する問題は、切替えのために、特にアーマチュアに接続された負荷回路を磁束アセンブリの開位置で閉じる場合に高磁力、したがって制御回路内の高電流、またはコイルの多くの巻数が必要なことである。本発明の目的は、特により低い電流でより容易な切替えを可能にする解決策を提供することである。本目的は、リレー（２０）の磁気回路を閉じるための磁束アセンブリ（１）であって、ヨーク（３）と、ヨーク（３）に対して可動のアーマチュア（４）とを含み、ヨーク（３）は、コイル（３５）内に受けられるように適合されたコイル部分（３１）と、コイル（３５）により発生した磁束を伝えるように適合された磁束伝導部分（３６）とを含み、アーマチュア（４）はＵ字形である磁束アセンブリ（１）によって達成される。【選択図】図１

Description

本発明は、リレーの磁気回路を閉じるための磁束アセンブリ、およびリレーに関する。

リレーは、通常、制御回路に取り付けられたコイルを含む。コイルは、通電されると磁束を生じさせ、その後、この磁束がヨークにより案内される。その後、磁束は磁力を生じさせ、この磁力がアーマチュアを吸引し、アーマチュアをヨーク側へ引いて磁気回路を閉じようとする。公知のリレーに関する問題は、切替えのために、特にアーマチュアに接続された負荷回路を磁束アセンブリの開位置で閉じる場合に高磁力、したがって制御回路内の高電流、またはコイルの多くの巻数が必要なことである。

本発明の目的は、特により低い電流でより容易な切替えを可能にする解決策を提供することである。

本目的は、リレーの磁気回路を閉じるための磁束アセンブリであって、ヨークと、ヨークに対して可動のアーマチュアとを含み、ヨークは、コイル内に受けられるように適合されたコイル部分と、コイルにより発生した磁束を伝えるように適合された磁束伝導部分とを含み、アーマチュアはＵ字形である磁束アセンブリによって達成される。

本発明のリレーは、本発明の磁束アセンブリとコイルとを含む。

アーマチュアがＵ字形であることにより、磁束アセンブリの開状態で、アーマチュアの少なくとも一部がヨークに重なることができる。したがって、この部分は、ヨークおよびアーマチュアの他の部分がさらに離れているときでも、特に閉鎖運動の始めに十分に高い閉鎖力を発生させるのを助けることができる。したがって、閉鎖に必要な磁束、したがって制御回路内の電流、および／またはコイルの巻数を低減させることができる。

本発明の解決策を、以下のさらなる発展および改良によってさらに改良してもよく、これらは各々それ自体が有利であり、希望に応じて自由に組み合わせることができる。

アーマチュアおよび／またはヨークは、いくつかの脚部を含んでよい。脚部は、たとえば、屈曲部または湾曲部を介して連結された基本的に真っ直ぐなセクションであってよい。Ｕ字形は、たとえば、中央脚部により組み合わされた２つの外側脚部を含んでよく、この中央脚部に外側脚部が屈曲部、たとえば９０°の屈曲部を介して連結される。２つの外側脚部は互いに対して１８０°とし、製造が容易な設計を達成することができる。

アーマチュアの１つの脚部または１つの部分を、ヨークの１つの脚部または１つの部分に連結してもよい。連結により、機械的接続を有することができるとともに、２つの相対可動性も可能になる。特に、連結によって磁束の良好な伝導が可能になり得る。

アーマチュアの１つの脚部とヨークの１つの脚部とを垂直に連結してもよい。これにより小型の設計が可能になる。アーマチュアをヨークにヒンジ連結してもよい。この形の連結は、ほとんど手間をかけずに構成し製造することができる。アーマチュアとヨークとをヒンジ点で互いに連結し、ヒンジ点の周りで２つが回転できるようにしてもよい。これにより、扱いやすい構成が得られる。ヨークとアーマチュアとを第３の要素を介して連結してもよい。たとえば、ヨークとアーマチュアとを、外部接合部またはヒンジによって連結してもよい。

アーマチュアの１つの脚部は、特に磁気回路が開いている位置でヨークに重なってもよい。これにより単純な設計が可能になる。アーマチュアの１つの脚部は、磁気回路が閉じている位置でヨークに重なってもよい。これにより安全な閉鎖が可能になり得る。ヨークに重なる１つの脚部は、ヒンジ点と反対であってよい。この場合、レバーが非常に長いため、閉鎖のために生じる力が小さい磁束に対しても十分に大きくなり得る。

ヨークはＬ字形であってよい。ヨークは、屈曲部または湾曲部が間に位置する２つの脚部またはアームを含んでよい。そのようなヨークの設計は非常に単純であるため、製造が容易である。それにもかかわらず、十分な機能が可能である。単純な製造および設計を達成するために、特にＬ字の２つの脚部は互いに垂直である。

ヨークはＵ字形であってよい。ヨークは、中央で連結された２つの外側脚部を有してよい。ヨークは、たとえば１８０°の屈曲部を介して連結される。一方の脚部は他方の脚部よりも短くてよい。特に、スペースを節約するために、コイルの外側に配置された脚部は、コイルの内側に配置された脚部よりも短くてよい。代替実施形態において、２つの外側脚部を中央脚部または少なくとも断面方向に真っ直ぐな部分によって連結して、外側脚部の一方が他方の外側脚部からさらに離間し得る設計を可能にしてもよい。特に２つの外側脚部を互いに平行にしてもよい。

ヨークは、磁束をアーマチュアに向かって伝えるように適合された突起を含んでよい。これにより、切替えプロセスをさらに強化することができ、閉鎖のために必要な磁束を低減させることができる。突起はアーマチュアに向かって突出して、この効果を高める。特に、突起は少なくとも開状態でアーマチュアに隣接または近接して、容易な閉鎖を可能にすることができる。

突起を特にアーマチュアの外面に配置して、高い磁束密度を達成できるようにしてもよい。Ｕ字形ヨークの場合、小型の設計を可能にするために、突起を中央部分に位置させることができる。

突起は、ヨークとアーマチュアとの相対運動の方向に垂直な方向へ突出することができる。有利には、アーマチュアは閉鎖運動中に突起に接触するのではなく、閉鎖運動中に突起を通過して、アーマチュアの長く制約のない運動を可能にする。

突起は細長いリブであってよい。これにより、効果を高めることができ、切替えに必要な磁束を低減させることができる。さらに、細長いリブを容易に突出させることができる。

突起は台形断面を有してよい。そのような突起を、ほとんど手間をかけずに突出させることができる。他の断面も可能である。たとえば、より尖った角部を有する断面は、そのような尖った角部に磁束をより集中させ得るため、より良好な効果をもたらすことができる。たとえば、矩形断面が可能である。さらに、断面は、たとえば三角形または円形であってもよい。

突起をエンボス加工してもよい。そのような突起を容易に突出させることができる。

ヨークは、アーマチュアに面した磁気吸引面を有してよく、磁気吸引面は、それに直に隣接する面よりも幅広である。磁気吸引面は、大きい表面積を提供して吸引磁力が大きくなるように機能することができる。磁気吸引面は、ヨークとアーマチュアとの相対運動の方向に垂直であり、最良の結果を達成することができる。磁気吸引面は、閉状態でアーマチュアの止めとして機能することができる。これにより、この磁気吸引面は、部品数と必要空間とを最小限にする二重機能を有する。

アーマチュアはヨークに面した磁気吸引面を有することができ、磁気吸引面は、それに直に隣接する面よりも幅広である。磁気吸引面は、特に大きい表面積をもたらすことにより、吸引磁力を最大化するように機能することができる。吸引磁力は、閉位置でヨークの止めとして機能することができる。

ヨークの磁気吸引面は、開位置でアーマチュアの磁気吸引面と反対であり、最大の効果を達成することができる。特に、閉状態で２つの磁気吸引面は互いに接して止まることができる。面はサイズおよび幾何形状が互いに対応し、良好な効果を達成することができる。

磁気吸引面、特にヨークの磁気吸引面を自由端に位置させて、磁気吸引面における磁束の最大の集中を可能にしてもよい。これにより、効果が高まり、切替えに必要な電流を低減させることができる。

磁気吸引面、特にアーマチュアの磁気吸引面をベースまたは中央脚部に位置させてもよい。磁気吸引面を端部に位置させるときよりも、力分布を良好にすることができる。

磁束アセンブリを、電気スイッチングデバイス、特にリレーで使用することができる。そのようなリレーまたは電気スイッチングデバイスは、特にコイルを含んでもよい。ヨークのコイル部分をコイル内に配置し、磁束伝導部分をコイルの外側に配置してもよい。

リレーは開位置と閉位置とを有することができ、開位置でアーマチュアは閉位置よりもヨークに近接し、開位置でアーマチュアは少なくとも部分的にヨークに重なる。これにより、磁束アセンブリを閉じるための最初の力を発生させるのを助ける。特に、ヨークおよび／またはアーマチュアは、２つのうちの他方に重なるように設計された重なり要素を含んでよい。これらの重なり要素は、明確な重なりをもたらすことができる。

別の有利な実施形態において、開位置で、アーマチュアの遠位脚部とヨークとの間の距離が、アーマチュアの中央脚部とヨークとの間の距離よりも小さい。遠位脚部は、他の脚部よりもヒンジ点からさらに離れた脚部であってよい。この構成により、最大のレバー長さを達成することができる。

以下で、図面を参照しながら本発明について例示的に説明する。記載される実施形態およびさらなる発展は、希望に応じて任意に組み合わせることができ、各々それ自体が有利である。

磁束アセンブリの概略斜視図である。 リレーのさらなる部品と共に示す、磁束アセンブリの概略斜視図である。

図１および図２において、リレー２０の形の電磁スイッチングデバイス２の磁気回路を閉じるための磁束アセンブリ１が示される。側面図が図１に示される。リレー２０のさらなる部材と共に示す、磁束アセンブリ１の概略斜視図が図２に示される。

磁束アセンブリ１は、ヨーク３と、ヨーク３に対して可動のアーマチュア４とを含む。アーマチュア４がヨーク３に連結される軸３４の周りでアーマチュアを作動方向Ａに傾斜させるか、または旋回させることにより、アーマチュア４をヨーク３に対して動かすことができる。

ヨーク３は、コイル３５内で受けられるように適合された脚部３２の形のコイル部分３１を含む。ヨーク３は、中央脚部３７の形の磁束伝導部分３６とさらなる脚部３８とをさらに含む。コイル３５が通電されると、すなわち電流が制御回路を流れると、コイル３５内で磁束が発生する。コイル部分３１は、この磁束を受けて磁束伝導部分３６に伝える。ヨーク３は磁力を生じさせ、この磁力は、アーマチュア４をヨーク側へ引き寄せて磁気回路を閉じようとする。

ヨーク３およびアーマチュア４は各々、大きい面積を提供して大きい磁力を達成できるようにする磁気吸引面１３、１４をそれぞれ有する。磁気吸引面１３、１４は他方の要素に面し、図１および図２に示す開状態１００で互いに対向して位置する。閉状態では、２つの磁気吸引面１３、１４が互いに当たって止まり、ヨーク３に対するアーマチュア４の動きの限界止めとして作用する。

アーマチュア４はＵ字形である。アーマチュア４は、屈曲部４９を介して互いに連結された３つの脚部１４を有する。近位脚部（proximal leg）４１は、ヨーク３のコイル部分３１に接触する。近位脚部４１は、コイル部分３１に垂直に配置される。

中央脚部４２は、近位脚部４１と遠位脚部（distal leg）４３との間に配置される。中央脚部４２は、近位脚部４１および遠位脚部４３に対して９０°の角度で配置される。中央脚部４２は特に磁気吸引面１４を含み、この磁気吸引面１４は、それに直に隣接する面よりも幅広である。

開位置１００では、２つの磁気吸引面１３、１４が互いにかなり離間している。したがって、この機構しか存在しない場合、磁束アセンブリ１を閉位置に切り替えるために、高磁束およびコイル３５内の高電流が必要となる。しかしながら、切替えをより容易にするために、アーマチュア４はＵ字形で、特に遠位脚部４３を有する。この遠位脚部４３は、少なくとも部分的にヨーク３に重なる。特に、遠位脚部４３は、開位置でヨーク３の中央脚部３７に重なる。この開位置１００で、遠位脚部４３とヨーク３の中央脚部３７との間の距離は、２つの磁気吸引面１３、１４間の距離よりも小さい。したがって、アーマチュア４が開位置１００から出る動きを開始するためには、より低い電流が必要である。これは、磁束アセンブリの開位置１００において、負荷回路が、たとえばばねにより閉じる、かつ／または付勢されるときに特に重要である。

本実施形態において、ヨーク３は基本的に３つの脚部を有するＵ字形である。より単純な構成では、ヨークはＬ字形であってもよい。特に、第２の外側脚部３８を取り外してもよい。この場合、アーマチュア４は、たとえば、ヨーク３の中央脚部３７によってその動きが限定されてもよい。

重なる遠位脚部４３の効果を高めるために、突起５が中央脚部３７上に位置する。突起５は、作動方向Ａに基本的に垂直な突出方向Ｐへ突出する。突起５は遠位脚部４３に向かって突出し、磁束を遠位脚部４３上に向ける。突起５は、アーマチュア４の作動方向への動きを限定しない。むしろ、アーマチュア４は、この動きの間に突起を通過することができる。

磁束を遠位脚部４３に集中させるために、遠位脚部は先端４４を有し、その突出方向Ｐの幅は遠位脚部４３の残りの部分よりも小さい。

図１および図２に示す突起５は台形断面を有する。この台形断面は、エンボス加工または型押しにより容易に製造することができる。磁束をさらに集中させるために、突起５は、異なる断面、たとえばより小さい角度を有する三角形または矩形断面を有してもよい。さらに、突起５は、少なくとも部分的に円形断面、たとえば半円形断面を有してもよい。

ヨーク３の磁気吸引面１３は、ヨーク３の自由端に位置する。このようにして、磁束の高い集中を達成することができる。アーマチュア４の磁気吸引面１４は、アーマチュア４の中央脚部４２に位置する。

アーマチュア４の遠位脚部４３が開位置１００でヨーク３に重なる部分であることにより、軸３４に対するレバーの長さが長くなることを保証する。したがって、突起と遠位脚部４３との間の力が小さくても、磁束アセンブリを確実に閉じることができる。

突起５は細長いリブ５０である。細長いリブ５０は、作動方向Ａおよび突出方向Ｐに垂直な横方向Ｔに沿って延びる。突起５の細長い構成により、突起５と遠位脚部４３との相互作用のための長い相互作用領域が得られる。

１ 磁束アセンブリ
２ 電磁スイッチングデバイス
３ ヨーク
４ アーマチュア
５ 突起
１３ 磁気吸引面
１４ 磁気吸引面
２０ リレー
３１ コイル部分
３２ 脚部
３４ 軸
３５ コイル
３６ 磁束伝導部分
３７ 中央脚部
３８ 脚部
３９ 屈曲部
４０ 屈曲部
４１ 近位脚部
４２ 中央脚部
４３ 遠位脚部
４４ 先端
５０ 細長いリブ
１００ 開位置
Ａ 作動方向
Ｐ 突起方向
Ｔ 横方向

Claims (13)

1. リレー（２０）の磁気回路を閉じるための磁束アセンブリ（１）であって、
   前記磁束アセンブリ（１）は、ヨーク（３）と、前記ヨーク（３）に対して可動のアーマチュア（４）とを含み、
   前記ヨーク（３）は、コイル（３５）内に受けられるように適合されたコイル部分（３１）と、前記コイル（３５）により発生した磁束を伝えるように適合された磁束伝導部分（３６）とを含み、
   前記アーマチュア（４）はＵ字形である磁束アセンブリ（１）。
2. 前記アーマチュア（４）は前記ヨーク（３）にヒンジ連結されている、
   請求項１に記載の磁束アセンブリ（１）。
3. 前記ヨーク（３）はＬ字形である、
   請求項１または２に記載の磁束アセンブリ（１）。
4. 前記ヨーク（３）はＵ字形である、
   請求項１または２に記載の磁束アセンブリ（１）。
5. 前記ヨーク（３）は、磁束を前記アーマチュア（４）に向かって伝えるように適合された突起（５）を含む、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の磁束アセンブリ（１）。
6. 前記突起（５）は細長いリブ（５０）である、
   請求項５に記載の磁束アセンブリ（１）。
7. 前記突起（５）は台形断面を有する、
   請求項５または６に記載の磁束アセンブリ（１）。
8. 前記突起（５）はエンボス加工されている、
   請求項５から７のいずれか一項に記載の磁束アセンブリ（１）。
9. 前記ヨーク（３）は、前記アーマチュア（４）に面した磁気吸引面（１３）を有し、
   前記磁気吸引面（１３）は、それに直に隣接する面よりも幅広である、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の磁束アセンブリ（１）。
10. 前記アーマチュア（４）は、前記ヨーク（３）に面した磁気吸引面（１４）を有し、
    前記磁気吸引面（１４）は、それに直に隣接する面よりも幅広である、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の磁束アセンブリ（１）。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の磁束アセンブリ（１）とコイル（３５）とを含むリレー（２０）。
12. 電磁スイッチングデバイス（２）が開位置（１００）と閉位置とを有し、
    前記閉位置で前記アーマチュア（４）は前記閉位置よりも前記ヨーク（３）に近接し、前記開位置（１００）で前記アーマチュア（４）は少なくとも部分的に前記ヨーク（３）に重なる、
    請求項１１に記載のリレー（２０）。
13. 前記開位置（１００）で、前記アーマチュア（４）の遠位脚部（４３）と前記ヨーク（３）との間の距離が、前記アーマチュア（４）の中央脚部（４２）と前記ヨーク（３）との間の距離よりも小さい、
    請求項１１または１２に記載のリレー（２０）。

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