JP2606096B2 - 電磁リレー - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H50/00—Details of electromagnetic relays
- H01H50/02—Bases; Casings; Covers
- H01H50/026—Details concerning isolation between driving and switching circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H51/00—Electromagnetic relays
- H01H51/22—Polarised relays
- H01H51/2272—Polarised relays comprising rockable armature, rocking movement around central axis parallel to the main plane of the armature
- H01H51/2281—Contacts rigidly combined with armature
- H01H51/229—Blade-spring contacts alongside armature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electromagnets (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁リレーに関し、特
に雷等のサージを受ける機器に使用される耐サージ用電
磁リレーの構造に関する。
に雷等のサージを受ける機器に使用される耐サージ用電
磁リレーの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電磁リレーを有極リレーの場合を
例として説明すると、図６に示すように鉄心１に外装し
たスプール２に巻装したコイル３と有極動作源となる少
なくともＮＳ２極に着磁された磁石４と前記鉄心１の磁
極面に対して接極もしくは、回動自在となるように設定
されたアーマチュア５よりなる電磁駆動ブロックと、ア
ーマチュア５に通常絶縁物６を介して機械的に係合され
た可動接点ばね７と、この可動接点ばね７に接点を介し
て接触開放が可能なように対向設置してなる固定接点端
子８Ｍ，ＲＢと、これらを外装するためのベースを含む
カバー８と、外に導出された端子群とを有している。さ
らにアーマチュアの接極もしくは回動動作は、上記電磁
駆動ブロックや固定接点端子を固定内装するためのベー
ス等にヒンジばねを介して固定されている。磁石を有し
ない無極の電磁リレーにおいても、基本構造は、前述し
たのと同様な電磁駆動ブロックと可動接点ばねと固定接
点端子とを有している。
例として説明すると、図６に示すように鉄心１に外装し
たスプール２に巻装したコイル３と有極動作源となる少
なくともＮＳ２極に着磁された磁石４と前記鉄心１の磁
極面に対して接極もしくは、回動自在となるように設定
されたアーマチュア５よりなる電磁駆動ブロックと、ア
ーマチュア５に通常絶縁物６を介して機械的に係合され
た可動接点ばね７と、この可動接点ばね７に接点を介し
て接触開放が可能なように対向設置してなる固定接点端
子８Ｍ，ＲＢと、これらを外装するためのベースを含む
カバー８と、外に導出された端子群とを有している。さ
らにアーマチュアの接極もしくは回動動作は、上記電磁
駆動ブロックや固定接点端子を固定内装するためのベー
ス等にヒンジばねを介して固定されている。磁石を有し
ない無極の電磁リレーにおいても、基本構造は、前述し
たのと同様な電磁駆動ブロックと可動接点ばねと固定接
点端子とを有している。
【０００３】かかる電磁リレーの通信及び家電分野の応
用機器では、雷サージや商用電力線と通信線との混触に
よるサージの侵入から機器を保護するため、従来例の図
６で示すコイル端子９Ａ，９Ｂと、固定端子８Ｂ，８Ｍ
及び可動接点ばね７に電気的に接続された可動接点端子
１０とが、大きな耐サージ電圧特性を有することが要求
される。
用機器では、雷サージや商用電力線と通信線との混触に
よるサージの侵入から機器を保護するため、従来例の図
６で示すコイル端子９Ａ，９Ｂと、固定端子８Ｂ，８Ｍ
及び可動接点ばね７に電気的に接続された可動接点端子
１０とが、大きな耐サージ電圧特性を有することが要求
される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この種電磁リレーで
は、コイル−接点間に到来するサージに対しては図７
（ａ）〜（ｄ）に示すような電気的応答が見られる。す
なわち、図７（ａ）のような到来サージｅ0 は、固定接
点及び可動接点端子１０とを含むＣ端子と、コイル端子
Ａとに印加され（図７（ｂ）参照）、このｅ0 は、電気
的に浮動してる鉄心やアーマチュアの電位部Ｂとに次式
の如く分電圧される。
は、コイル−接点間に到来するサージに対しては図７
（ａ）〜（ｄ）に示すような電気的応答が見られる。す
なわち、図７（ａ）のような到来サージｅ0 は、固定接
点及び可動接点端子１０とを含むＣ端子と、コイル端子
Ａとに印加され（図７（ｂ）参照）、このｅ0 は、電気
的に浮動してる鉄心やアーマチュアの電位部Ｂとに次式
の如く分電圧される。
【０００５】
【０００６】ここで、Ｃ1 は、Ｃ−Ｂ間の浮遊静電容
量，Ｃ2 はＢ−Ａ間の浮遊静電容量である。
量，Ｃ2 はＢ−Ａ間の浮遊静電容量である。
【０００７】からる関係式から解かるように、Ｃ1 とＣ
2 の容量値がアンバランスになると、サージは、Ｃ−Ｂ
間かＢ−Ａ間に片寄って印加されることとなることは容
易に推察される。一般的に、Ｃ2 は電磁変換効率を向上
せしめるため、鉄心に ってできるだけ薄肉に仕上げら
れたスプールに、できうる限り密に巻装するため、その
容量はＣ1 に比して大きい。Ｃ1 は、可動接点ばねをア
ーマチュアに機会係合するために使われる絶縁物６によ
って主として構成され、可動ばね長の確保や特に小形化
する場合耐電圧の確保のため、このＣ1 を大きくできな
い。
2 の容量値がアンバランスになると、サージは、Ｃ−Ｂ
間かＢ−Ａ間に片寄って印加されることとなることは容
易に推察される。一般的に、Ｃ2 は電磁変換効率を向上
せしめるため、鉄心に ってできるだけ薄肉に仕上げら
れたスプールに、できうる限り密に巻装するため、その
容量はＣ1 に比して大きい。Ｃ1 は、可動接点ばねをア
ーマチュアに機会係合するために使われる絶縁物６によ
って主として構成され、可動ばね長の確保や特に小形化
する場合耐電圧の確保のため、このＣ1 を大きくできな
い。
【０００８】すなわち、Ｃ1 ＜＜Ｃ2 であると、ｅ0 は
上記関係式からｅ1 ＞＞ｅ2 となり、Ｃ−Ｂ間に到来サ
ージｅ0 が大きく分電圧されることになる。
上記関係式からｅ1 ＞＞ｅ2 となり、Ｃ−Ｂ間に到来サ
ージｅ0 が大きく分電圧されることになる。
【０００９】したがって、このような時、到来サージｅ
0 は、分電圧ｅ1 によって、Ｃ−Ｂ間を電気的に破壊
し、次にｅ0 そのものがＢ−Ａ間に印加せしめられて、
結果的にＣ−Ａ間の電気的破壊をもたらすこととなる。
したがって、このような時、Ｂ−Ａ間の耐電圧を向上せ
しめようとするためアーマチュアと可動接点ばねとの空
間距離を増大したり、アーマチュアと可動接点ばねとの
間に絶縁物を装備せしめたりといった対策をとりがちで
あるが、これらは、電磁リレーの超小形化やアーマチュ
アの速動化を防げる一大要因となる欠点を有する。
0 は、分電圧ｅ1 によって、Ｃ−Ｂ間を電気的に破壊
し、次にｅ0 そのものがＢ−Ａ間に印加せしめられて、
結果的にＣ−Ａ間の電気的破壊をもたらすこととなる。
したがって、このような時、Ｂ−Ａ間の耐電圧を向上せ
しめようとするためアーマチュアと可動接点ばねとの空
間距離を増大したり、アーマチュアと可動接点ばねとの
間に絶縁物を装備せしめたりといった対策をとりがちで
あるが、これらは、電磁リレーの超小形化やアーマチュ
アの速動化を防げる一大要因となる欠点を有する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】かかる背景において、本
発明の電磁リレーは、Ｃ1 とＣ2 によって決まるｅ1 と
ｅ2 と分電圧をＣ−Ｂ間及びＢ−Ａ間のそれぞれの耐電
圧に近づけるように、Ｃ1 もしくはＣ2 を構造的に調整
することによって、結果的に、Ｃ−Ｂ間の耐電圧とＢ−
Ａ間の耐電圧の和，すなわち、接点−コイル間（Ｃ−Ａ
間）の耐電圧の最大値に限りなく近づけることによっ
て、耐サージ特性を合理的に向上せしめようとするもの
である。すなわち、本発明の電磁リレーは、Ｃ1 を増大
せしめる構造，Ｃ2 を減少せしめる構造とをそれぞれに
備えている。
発明の電磁リレーは、Ｃ1 とＣ2 によって決まるｅ1 と
ｅ2 と分電圧をＣ−Ｂ間及びＢ−Ａ間のそれぞれの耐電
圧に近づけるように、Ｃ1 もしくはＣ2 を構造的に調整
することによって、結果的に、Ｃ−Ｂ間の耐電圧とＢ−
Ａ間の耐電圧の和，すなわち、接点−コイル間（Ｃ−Ａ
間）の耐電圧の最大値に限りなく近づけることによっ
て、耐サージ特性を合理的に向上せしめようとするもの
である。すなわち、本発明の電磁リレーは、Ｃ1 を増大
せしめる構造，Ｃ2 を減少せしめる構造とをそれぞれに
備えている。
【００１１】
【実施例】次に本発明について、図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例の電磁リレーの略断面
図である。この電磁リレーを構成するにあたり、アーマ
チュア５と可動接点ばねとの機械係合用絶縁物６に、ポ
リブチレンテレフタレートやポリエチレンテレフタレー
ト等のエンジニアリングプラスティックにチタン酸バリ
ウムを混粒したモールド成形材を用い、一定の間隔を有
し、機械的に係合可能なように成形してなる。通常実用
的エンジニアリングプラスティック材の比誘電率は３〜
６程度にあるが、チタン酸バリウムの比誘電率は約１２
００という高い誘電体であるため、上記エンジニアリン
グプラスティック成形体中への分散によって、絶縁物６
の実効的平均誘電率を従来の３倍から４倍程度大巾に向
上することができる。かかる構成によれば、従来の技術
で説明したように、通常Ｃ2 ＞Ｃ1 なる電磁リレーの構
造に対し、Ｃ1 を容易に増大せしめることができ、その
容量は、上記絶縁物の形状やチタン酸バリウムの混粒割
合によって容易に実現できる。
る。図１は本発明の第１の実施例の電磁リレーの略断面
図である。この電磁リレーを構成するにあたり、アーマ
チュア５と可動接点ばねとの機械係合用絶縁物６に、ポ
リブチレンテレフタレートやポリエチレンテレフタレー
ト等のエンジニアリングプラスティックにチタン酸バリ
ウムを混粒したモールド成形材を用い、一定の間隔を有
し、機械的に係合可能なように成形してなる。通常実用
的エンジニアリングプラスティック材の比誘電率は３〜
６程度にあるが、チタン酸バリウムの比誘電率は約１２
００という高い誘電体であるため、上記エンジニアリン
グプラスティック成形体中への分散によって、絶縁物６
の実効的平均誘電率を従来の３倍から４倍程度大巾に向
上することができる。かかる構成によれば、従来の技術
で説明したように、通常Ｃ2 ＞Ｃ1 なる電磁リレーの構
造に対し、Ｃ1 を容易に増大せしめることができ、その
容量は、上記絶縁物の形状やチタン酸バリウムの混粒割
合によって容易に実現できる。
【００１２】従来例（図６）において、横１５ｍｍ，高
さ１０ｍｍ，奥行き１０ｍｍでＣ2 が約１０ｐＦ，Ｃ1
が約３ｐＦで、Ｃ2 のサージ耐力が約２ＫＶ，Ｃ1 のサ
ージ耐力が１．８ＫＶであった従来リレーに、本発明の
第１の実施例を適用せしめた所、立上がり２μｓ，立下
がり１０μｓのサージ試験において、従来リレーが２．
３ＫＶのサージ耐力であったのが、第１の実施例では
３．５〜４ＫＶに寸法不変において効果的に向上でき
た。
さ１０ｍｍ，奥行き１０ｍｍでＣ2 が約１０ｐＦ，Ｃ1
が約３ｐＦで、Ｃ2 のサージ耐力が約２ＫＶ，Ｃ1 のサ
ージ耐力が１．８ＫＶであった従来リレーに、本発明の
第１の実施例を適用せしめた所、立上がり２μｓ，立下
がり１０μｓのサージ試験において、従来リレーが２．
３ＫＶのサージ耐力であったのが、第１の実施例では
３．５〜４ＫＶに寸法不変において効果的に向上でき
た。
【００１３】同様に、絶縁物６にガラス粉末にチタン酸
バリウムを混粒せしめた成形材にて成形せしめた場合に
おいても、同様な効果が得られた。一般に、本実施例の
実験的検証において、論孝でできるように、絶縁物６を
高誘電率をもつ材料にすることによって、本発明の第１
の実施例は実現可能なものであって、絶縁物には、ポリ
フッ化ビニル，シリコーン樹脂，メラミンホルムアルデ
ヒド樹脂，ニトルゴム，フッ素ゴム，ポリウレタンゴム
等が実施可能であり、これら、もしくは通常のエンジニ
アリングプラスチックに混粒せしめて高比誘電化する場
合には、チタン酸系セラミックス，アルミナ，ステアタ
イト，雲母，花崗岩，大理石，ソーダガラス，鉛ガラス
等が実施可能である。
バリウムを混粒せしめた成形材にて成形せしめた場合に
おいても、同様な効果が得られた。一般に、本実施例の
実験的検証において、論孝でできるように、絶縁物６を
高誘電率をもつ材料にすることによって、本発明の第１
の実施例は実現可能なものであって、絶縁物には、ポリ
フッ化ビニル，シリコーン樹脂，メラミンホルムアルデ
ヒド樹脂，ニトルゴム，フッ素ゴム，ポリウレタンゴム
等が実施可能であり、これら、もしくは通常のエンジニ
アリングプラスチックに混粒せしめて高比誘電化する場
合には、チタン酸系セラミックス，アルミナ，ステアタ
イト，雲母，花崗岩，大理石，ソーダガラス，鉛ガラス
等が実施可能である。
【００１４】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。
る。
【００１５】図２は、本発明の第２の実施例の電磁リレ
ーの略断面図である。この電磁リレーは同図において、
絶縁物よりなるカバー８の天井内面に金属膜１１を設置
してなる。本金属膜は、蒸着やスパッタリング等によっ
て形成されてもよく、板金であっても良い。かかる構成
によれば、アーマチュア５との金属膜１１との電極間対
向面積を増大せしめることができるので、結果的にＣ1
の静電容量を増やすことになり、耐サージ特性の向上が
可能である。金属膜をカバー内面全体に施すと、金属膜
１１とコイルとの静電容量が増大して、Ｃ2 が増大する
のでこの効果が得られなくなる。同様に、図３は、本発
明の第３の実施例を示すものであるが、基本的に第２の
効果を強化せしめる構造である。すなわち、カバー８の
天井内面に設置した金属膜と鉄心もしくはアーマチュア
または両方との間を電気的に接続した構造とする。かか
る構造とすることにより、第２の実施例の場合のＣ1 を
さらに増量，結果的に耐サージ特性を向上せしめること
ができるものである。
ーの略断面図である。この電磁リレーは同図において、
絶縁物よりなるカバー８の天井内面に金属膜１１を設置
してなる。本金属膜は、蒸着やスパッタリング等によっ
て形成されてもよく、板金であっても良い。かかる構成
によれば、アーマチュア５との金属膜１１との電極間対
向面積を増大せしめることができるので、結果的にＣ1
の静電容量を増やすことになり、耐サージ特性の向上が
可能である。金属膜をカバー内面全体に施すと、金属膜
１１とコイルとの静電容量が増大して、Ｃ2 が増大する
のでこの効果が得られなくなる。同様に、図３は、本発
明の第３の実施例を示すものであるが、基本的に第２の
効果を強化せしめる構造である。すなわち、カバー８の
天井内面に設置した金属膜と鉄心もしくはアーマチュア
または両方との間を電気的に接続した構造とする。かか
る構造とすることにより、第２の実施例の場合のＣ1 を
さらに増量，結果的に耐サージ特性を向上せしめること
ができるものである。
【００１６】次に第４の実施例について説明する。図４
は、第４実施例の略構造断面図で、鉄心１もしくはアー
マチュア５と、可動接点ばね７もしくは、可動接点端子
の内側との間にコンデンサ１０を電気的に並列に接続、
内装設置してなる。
は、第４実施例の略構造断面図で、鉄心１もしくはアー
マチュア５と、可動接点ばね７もしくは、可動接点端子
の内側との間にコンデンサ１０を電気的に並列に接続、
内装設置してなる。
【００１７】かかる構造とすれば、コンデンサ１０の容
量によってＣ1 の値を所望の値に付加調整できるので、
極めて容易に耐サージ特性を向上せしめることができる
ものである。
量によってＣ1 の値を所望の値に付加調整できるので、
極めて容易に耐サージ特性を向上せしめることができる
ものである。
【００１８】次に本発明の第５の実施例について図５を
略構造断面図を参照して説明する。本実施例は、スプー
ル２とコイル３との間の内壁を絶縁層１４を設ける。こ
の絶縁層１４はポリエチレンもしくは、ポリプロピレ
ン，ポリスチレン，ポリテトラフルオロエチレン，ＥＦ
Ｐフルオロカーボン等の比誘電率がスプール２の本体材
の比誘電率より小さい材料よりなる。この絶縁層１４
は、鉄心１とスプール２の接触部に位置する場所に設置
してもよい。
略構造断面図を参照して説明する。本実施例は、スプー
ル２とコイル３との間の内壁を絶縁層１４を設ける。こ
の絶縁層１４はポリエチレンもしくは、ポリプロピレ
ン，ポリスチレン，ポリテトラフルオロエチレン，ＥＦ
Ｐフルオロカーボン等の比誘電率がスプール２の本体材
の比誘電率より小さい材料よりなる。この絶縁層１４
は、鉄心１とスプール２の接触部に位置する場所に設置
してもよい。
【００１９】かかる構造とすれば、通常のスプール用エ
ンジンニアリングプラスティックの比誘電率（３〜６）
と絶縁層１４の比誘電率（２〜３）との層構造にて、静
電容量Ｃ2 が構成されるので、Ｃ2 を小さくできる。し
たがって、上記説明の理由によって、Ｃ1 を大きくする
のではなく、Ｃ2 を小さくすることによる耐サージ特性
の向上をもたらすものであり、スプールとしての基本機
能、例えば、機械的強度、耐湿性等を損なわず、耐サー
ジ特性向上を容易に実現できるものである。
ンジンニアリングプラスティックの比誘電率（３〜６）
と絶縁層１４の比誘電率（２〜３）との層構造にて、静
電容量Ｃ2 が構成されるので、Ｃ2 を小さくできる。し
たがって、上記説明の理由によって、Ｃ1 を大きくする
のではなく、Ｃ2 を小さくすることによる耐サージ特性
の向上をもたらすものであり、スプールとしての基本機
能、例えば、機械的強度、耐湿性等を損なわず、耐サー
ジ特性向上を容易に実現できるものである。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、静電容量
Ｃ1 及びＣ2 のバランスを合理的方向に向って、増量も
しくは減量せしむる構造を提供することにより、耐サー
ジ特性を向上せしめることができるという結果を有す
る。
Ｃ1 及びＣ2 のバランスを合理的方向に向って、増量も
しくは減量せしむる構造を提供することにより、耐サー
ジ特性を向上せしめることができるという結果を有す
る。
【図１】本発明の第１の実施例の略断面図。
【図２】本発明の第２の実施例の略断面図。
【図３】本発明の第３の実施例の略断面図。
【図４】本発明の第４の実施例の略断面図。
【図５】本発明の第５の実施例の略断面図。
【図６】従来の電磁リレーの構造を示す略断面図。
【図７】図６の電磁リレーにサージを印加した場合に各
部所間にかかる分圧を示す関係図。
部所間にかかる分圧を示す関係図。
６ 絶縁物 １１ 金属膜 １２ 電気的接続 １３ コンデンサ １４ 絶縁層
Claims (9)
- 【請求項１】 鉄心に外装されたスプールに巻装された
コイルと回動自在に設置されたアーマチュアよりなる電
磁駆動ブロックと、前記アーマチュアに電気的に絶縁さ
れて機械的係合された絶縁物と、前記絶縁物に機械的に
係合した可動ばねとを有し、電気接点の開閉機能を提供
せしめるものであり、かつ前記コイルとアーマチュアと
の間の静電容量Ｃ2 が前記接点とアーマチュアとの間の
静電容量Ｃ1 より大きな構成となっている電磁リレーに
おいて、前記絶縁物を比誘電率が６を越える材料で構成
することにより前記接点とアーマチュアとの間の静電容
量Ｃ1 の値を前記コイルとアーマチュアとの間の静電容
量Ｃ2 の値に近づけて前記コイルと接点との間に到来す
るサージに対する耐サージ特性を高めることを特徴とす
る電磁リレー。 - 【請求項２】 前記絶縁物が、ポリフッ化ビニル，シリ
コーン樹脂，メラミンホルムアルデヒド樹脂，ニトルゴ
ム，フッ素ゴム，ポリウレタンゴム等材料からなること
を特徴とする請求項１記載の電磁リレー。 - 【請求項３】 前記絶縁物がポリブチレンテレフタレー
ト，ポレチレンテレフタレート，ポリブチレンナフタレ
ート，ポリプロピレン，ポリエーテルサルホン，もしく
は液晶ポリマー等のエンジニアリングプラスチックでチ
タン酸バリウムを含む材料よりなることを特徴とする請
求項１記載の電磁リレー。 - 【請求項４】 前記絶縁物が、ガラスとチタン酸バリウ
ムとからなることを特徴とする請求項１記載の電磁リレ
ー。 - 【請求項５】 前記絶縁物に、チタン酸系セラミック
ス，アルミナ，ステアタイト，雲母，花崗岩，大理石，
ソーダガラス，鉛ガラス等の高比誘電材を混粒せしめて
なることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の
電磁リレー。 - 【請求項６】 鉄心に外装されたスプールに巻装された
コイルと回動自在に設置されたアーマチュアよりなる電
磁駆動ブロックと、前記アーマチュアに電気的に絶縁さ
れて機械的係合された絶縁物と、前記絶縁物に機械的に
係合した可動ばねとを有し、電気接点の開閉機能を提供
せしめる電磁リレーの構造において、前記絶縁物の比誘
電率が６を越える材料で構成されているとともに前記電
磁リレーの外装を構成するカバーの内天井部に金属膜を
設置することを特徴とする電磁リレー。 - 【請求項７】 前記鉄心もしくアーマチュアと前記金属
膜とを電気的に内部接続したことを特徴とする請求項６
に記載の電磁リレー。 - 【請求項８】 前記アーマチュアもしくは鉄心と可動接
点ばねもしくは可動接点端子とに電気的に並列になるよ
うに接続、内接してなるコンデンサを有することを特徴
とする請求項１に記載の電磁リレー。 - 【請求項９】 前記スプールとコイルとの間もしくは、
前記鉄心とスプールとの間に、ポリエチレンもしくは、
ポリエチレン，ポリスチレン，ポリテトラフルオロエチ
レン，ＥＦＰフルオロカーボン等の比誘電率が３以下の
材料により絶縁層を形成してなることを特徴とする請求
項１記載の電磁リレー。
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| JP5234711A JP2606096B2 (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 電磁リレー |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP5234711A JP2606096B2 (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 電磁リレー |
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|---|---|---|---|
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- 1993-09-21 JP JP5234711A patent/JP2606096B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1994
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