JP2699463B2 - リレー装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はリレー装置に関し、特にリレー接点閉成時の
作動音を低減したリレー装置に関する。

［従来の技術］ 近年は車両に搭載される電装品が増加し、これらを作
動せしめるリレー装置のうち、車室内に設けるものにつ
いてはその作動音の低減が強く要請されており、また、
かかる低騒音のリレーは家電品の分野においても求めら
れている。

従来、リレー装置の作動音低減については種々の対策
が提案されており、例えば実公昭62−44441号公報に
は、可動接点を設けた板バネ先端に翼片を設置して、特
に可動接点の戻り開放時における作動音の低減を図った
リレー装置が示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記公報記載のものでは、板バネ先端
に翼片を設けるため、製作に手間を要し、かつ、コスト
アップとなるという問題がある上に、リレー装置によっ
ては、接点の戻り開放時よりもむしろ、可動接点が電磁
コイルに吸引されて固定接点に接触導通する、接点閉鎖
時の接点間及び鉄心と電磁コイルコア間の作動音が問題
となる場合も多い。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたもので、可動接
点を保持する板バネに別部材を設ける必要がなく、した
がって製作の手間やコストアップを生じることなく特に
接点閉成時の作動音低下を実現するリレー装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の構成を第１図で説明すると、板バネ１に保持
されて固定接点３と間隔をおいて対向する可動接点２及
び上記板バネに保持されて電磁コイル４のコアに吸引さ
れる鉄片11を有し、上記鉄片11を通電により漸次増大す
る電磁コイル４の吸引力によって吸引して上記両接点
２、３を接触導通せしめるリレー装置は、上記板バネ１
のバネ定数を大きくし、あるいは上記電磁コイル４の吸
引力の、上記鉄片11と上記電磁コイル４間のギャップに
対する依存性を小さくすることにより、上記板バネ１の
バネ力と漸次増大する上記電磁コイル４の吸引力とが、
板バネ１の吸引変形過程の全過程において、常に両者が
釣合い点を有するように設定してある。

［作用］ 電磁コイルの吸引力はその自己インダクタンスによ
り、通電後に時間を有して漸次増大する。一方、例え
ば、板バネのバネ定数を大きくすると、板バネの変形に
伴うバネ特性の変化が小さくなり、変形初期のバネ力の
急増が抑制される。そこで、漸次増大する電磁コイルの
吸引力に対し、板バネのバネ力が常に釣合い点を有する
ように調整すれば、板バネは、その時点における板バネ
のバネ力と電磁コイルの吸引力とが釣合う点まで吸引さ
れ、電磁コイルの吸引力の増加とともに、これに追随し
て移動することになる。この時、板バネの吸引変形は上
記吸引力の増大とともに時間を有して緩やかになされ、
この結果、板バネに設けた可動接点は固定接点に対して
緩やかに接触すると共に鉄片も電磁コイルのコアに緩や
かに接触して、作動音は小さなものになる。

［第１実施例］ 第１図において、リレー装置はコネクタピンを内設し
たベース51を有し、該ベース51の上面を覆うケース52内
に、横倒姿勢で電磁コイル４が設けてある。上記電磁コ
イル４は下方へ開放するコ字形状のヨーク６に固定さ
れ、該ヨーク６にはその頂面に基端を固定してＬ字状に
下方へ屈曲する一定幅の板バネ１が設けてある。

上記板バネ１の先端面には可動接点２が設けてあり、
これに間隔をおいて対向せしめて、電磁コイル４の側端
部には固定接点３が設けてある。上記板バネ１の中間面
には鉄片11が設けてあり、該鉄片11は上記電磁コイル４
のコア頭部41に対向している。

しかして、上記電磁コイル４に通電すると、自己イン
ダクタンスにより、第２図に示す如く、時間とともに漸
次増加する吸引力を生じる。この吸引力は、上記鉄片11
とコア頭部41の間隔たる吸引ギャップの大きさによって
変化し、これを第４図および第11図の線ｊ、ｋ、ｌ、ｍ
で示す。しかして、吸引力は通電開始より上記各図中の
矢印方向、すなわち、線ｊ、ｋ、ｌ、ｍの順に漸次時間
を有して増大する。

このような吸引力を受けて板バネは閉成作動する。こ
れを第３図に示す。すなわち、接点開放状態では、板バ
ネ１端はストッパ７に当接してこれ以上の開放を阻止さ
れている（第３図（１））。この状態で電磁コイル４の
吸引力が働くと、上記鉄片11は板バネ１のバネ力に抗し
てコア頭部41方向へ吸引され、押付けバネ力を失って板
バネ１が上記ストッパ７より離れる過程（第３図
（２））を経て、両接点２、３が接触導通し（第３図
（３））、さらに鉄片11がコア頭部41に吸着される（第
３図（４））。

この板バネ１の吸引変形過程におけるバネ力の変化
は、従来、第10図の線ｘで示す如きものであり、線ｘ上
の点ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ上記第３図の（１）、
（２）、（３）、（４）の状態に対応している。

図より知られる如く、板バネ１のバネ力は変形初期の
ａ点よりｂ点の間で急増し、この間の変形を生ぜしめる
には、電磁コイル４は最大励磁状態となる必要がある。
この最大励磁に至るまでは、図の×点で示すように各励
磁状態で吸引力とバネ力の釣り合う点があるが、上記ｂ
点を越えると、もはや両者が釣り合う点はなく、吸引力
がバネ力より勝って板バネ１は加速され、可動接点２が
大きな速度で固定接点３に衝突接触し、さらに鉄片11も
大きな速度でコア頭部41に衝突接触して大きな作動音を
発する。

なお、この板バネ１のバネ力の測定は第11図に示す如
き装置で行なう。すなわち、上記電磁コイル４を、上下
動する微動台81上に載せ、板バネ１には荷重センサ82の
接触子を当接せしめるとともに、微動台81の上昇位置を
変位センサ83で検出する。微動台81の上昇量は板バネ１
の変形量に等しいから、各上昇位置での荷重センサ82の
荷重出力より、変形に伴うバネ力の変化を測定すること
ができる。

さて、大きな作動音を発する原因は、上述の如く、ｂ
点を越えた後に吸引力とバネ力の釣合い点が無いことに
あり、そこで、かかる釣合い点がｂ点以降も生じるよう
に板バネ１のバネ定数を大きくしてその変位依存性を高
くし、あるいは電磁コイル４吸引力のギャップ依存性を
低下せしめる。

板バネ１のバネ定数を大きくする方法としては、その
板厚を厚くする、板バネ屈曲部の板幅を広くする、上記
屈曲部のたわみスパンを小さくする等の手段があり、ま
た、電磁コイル吸引力のギャップ依存性を低下せしめる
には、コア頭部41径を大きくする等の方法がある。

これらの手段により、コア頭部41に対する鉄片11の衝
突スピードを改善した実験例を別表に示す。いずれの方
法によっても衝突スピードは減少しており、特に、コア
頭部径を大きくし屈曲部のたわみスパンを小さくした実
験例１では衝突スピードは従来例の1/3にもなり、大幅
な騒音低減効果が得られる。

この効果を第４図で検討すると、バネ定数の増大によ
りバネ力線ｘは左上がりの直線に近くなり、また、吸引
力のギャップ依存性を低下せしめたことにより吸引力線
ｊ、ｋ、ｌ、ｍはいずれも左上がりの傾斜が小さくな
る。これにより、板バネがａ点よりｄ点まで変形する全
過程で、図の×点で示す如く、常にバネ力と吸引力は釣
合い点を有し、吸引力の漸増に伴ってこれに追随して板
バネ１が変形する結果、上記衝突スピードの低減が実現
されるのである。

［第２実施例］ 第５図ないし第７図に本発明の第２実施例を示す。本
実施例では、ヨーク６に一端を固定してバネ板よりなる
ストッパ９を設け（第６図）、該ストッパ９は先端91に
向けて幅が縮小する三角形をなしている（第７図）。そ
して、上記ストッパ９の屈曲する先端91に開放復帰状態
の上記板バネ１先端が当接している。

かかる構造によれば、上記板バネのバネ定数をそれ程
大きくしなくても第４図に示す如きバネ力特性を得るこ
とができ、可動接点及び鉄片の衝突スピードを下げて作
動音を低減することができる。

上記各実施例において、電磁コイルの自己インダクタ
ンスを大きくすれば、その吸引力の増大をさらに緩やか
にすることができ、これにより作動音を更に低減するこ
とが可能である。この自己インダクタンスを大きくする
一方法としては、両端を短絡したショートコイルを設け
る方法があり、電磁コイル４と中心を一致せしめてこれ
に隣接して上記ショートコイル42を設け（第８図）、あ
るいは電磁コイル４の内部にこれと同心にショートコイ
ル42を設ける（第９図）。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明のリレー装置は、板バネのバネ定
数を大きくし、あるいは上記電磁コイルの吸引力のギャ
ップ依存性を小さくして、可動接点を保持する板バネの
バネ力と、漸次増大する電磁コイルの吸引力を、板バネ
の変形過程の全過程において、常に釣合い点を有するよ
うに設定したことにより、板バネに緩衝用の別部材を設
けることなく、特にリレー接点の吸引閉成時の接点間や
鉄片とコア間の作動音を低減せしめたもので、組付けの
手間やコストの上昇を招くこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図には本発明の第１実施例を示し、第
１図はリレー装置の部分断面全体側面図、第２図は電磁
コイル吸引力の経時変化を示す図、第３図はリレー装置
の閉成作動を示す要部側面図、第４図は吸引ギャップに
対する吸引力とバネ力の特性図、第５図ないし第７図は
本発明の第２実施例を示し、第５図はリレー装置の平面
図、第６図はヨークの平面図、第７図はリレー装置の側
面図、第８図および第９図はショートコイルを設けた電
磁コイルの一例を示すそれぞれ側面図および斜視図、第
10図は従来のリレー装置における吸引ギャップに対する
吸引力とバネ力の特性図、第11図は板バネのバネ力を測
定する装置の概略側面図である。 １……板バネ ２……可動接点 ３……固定接点 ４……電磁コイル ６……ヨーク ９……バネ板ストッパ 11……鉄片 41……コア頭部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板バネに保持されて固定接点と間隔をおい
   て対向する可動接点及び上記板バネに保持されて電磁コ
   イルのコアに吸引される鉄片を有し、上記鉄片を通電に
   より漸次増大する電磁コイルの吸引力によって吸引して
   上記両接点を接触導通せしめるリレー装置において、上
   記板バネのバネ定数を大きくし、あるいは上記電磁コイ
   ルの吸引力の、上記鉄片と上記電磁コイル間のギャップ
   に対する依存性を小さくすることにより、上記板バネの
   バネ力と漸次増大する上記電磁コイルの吸引力とが、板
   バネの吸引変形過程の全過程において、常に釣合い点を
   有するように設定したことを特徴とするリレー装置。