JP2805918B2 - 有極電磁継電器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 各種電子機器を制御する電磁継電器に係り、同一磁気
回路構成部品を用いて単安定タイプと双安定タイプを実
現することが可能な有極電磁継電器に関し、 同一構成部品で磁気回路を構成する際に、若干の配慮
を行うことによって同一構成部品で単安定形と双安定形
の２種類の磁気回路を切り換えることができる有極電磁
継電器を提供することを目的とし、 一辺にエッジ部を有し対向する一対の磁極片と、該磁
極片の対向方向に磁化され該対向間に配設された永久磁
石と、一端に前記磁極片のエッジ部が磁気的に接続され
他端がＬ字形に曲折したヨークと、一端が両磁極片の間
に位置し他端が前記ヨークの曲折部？支承されコイルに
揺動自在に貫通しているアーマチュアとからなる磁気回
路を有し、前記永久磁石の両磁極がそれぞれ長さの等し
い磁気空隙を介して前記磁極片と対向するように該永久
磁石を配置すると該磁気回路は双安定形となり、また前
記永久磁石の一方の磁極を前記磁極片の一方の磁極片へ
密着させ他方の磁極が磁気空隙を介して他方の磁極片に
対向するように該永久磁石を配置すると前記磁気回路が
単安定形となるように構成されている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、各種電子機器を制御する電磁継電器に係
り、同一磁気回路構成部品を用いて単安定タイプと双安
定タイプを実現することが可能な有極電磁継電器に関す
る。

磁気回路に永久磁石を内蔵する有極電磁継電器は、コ
イル励磁による起磁力に永久磁石の起磁力を重畳させる
ことができるので、小型高感度の継電器を実現すること
ができ、近年ますます多用されるようになってきた。

〔従来の技術〕

有極電磁継電器は通常対向する一対の磁極間をコイル
励磁されたアーマチュアが移動することによって接点の
開閉が行われる。この有極継電器には、電磁石のコイル
が無励磁の場合にアーマチュアが常に一方の磁極に吸引
されており、コイル励磁によって逆方向の吸引力を発生
させて他方の磁極に吸引させ、コイル励磁を止めると最
初の状態（一方の磁極への吸引状態）に復帰する単安定
形（モノステーブルタイプ）と、コイル励磁を止めても
その時点で吸引されている磁極にそのまま吸引保持さ
れ、極性の異なる励磁電流によって他方の磁極に反転吸
引されて保持される双安定形（バイステーブルあるいは
ラッチングタイプ）の２種類がある。

前者は永久磁石の起磁力だけで他方の磁極から一方の
磁極へ吸引できるように永久磁石によりアーマチュアに
働く磁気吸引力が両磁極で非対称になるように磁気回路
を構成し、後者はストローク中心におけるアーマチュア
が両磁極から同一の吸引力を受けるように対称な磁気回
路が形成されている。

このため両タイプ間では、ヨークや磁極片の形状が異
なるため、両タイプ間で磁気回路構成部品の全てを共用
することは不可能であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

通常有極電磁継電器では同一品種系列に対して、単安
定形と双安定形が両タイプが系列化されている。しかし
上記従来の技術では、両タイプで磁気回路の構成部品の
形状が異なるため部品点数が多くなり、また組立設備も
形状に応じて２系列用意する必要があるなど、製造コス
トや設備投資が低減しないという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み創出されたもので、同一構
成部品で磁気回路を構成する際に、若干の配慮を行うこ
とによって同一構成部品で単安定形と双安定形の２種類
の磁気回路を切り換えることができる有極電磁継電器を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の基本構成例とその作用の説明図であ
る。

上記問題点は、第１図に示す如く、一辺にエッジ部14
aを有し対向する一対の磁極片14,14′と、該磁極片14,1
4′の対向方向に磁化され該対向間に配設された永久磁
石16と、一端12aに前記磁極片のエッジ部14aが磁気的に
接続され他端12bがＬ字形に曲折したヨーク12と、一端1
3aが両磁極片14,14′の間に位置し他端13bが前記ヨーク
12の曲折部に支承されコイル11に揺動自在に貫通してい
るアーマチュア13とからなる磁気回路を有し、前記永久
磁石16の両磁極16a,16bがそれぞれ長さの等しい磁気空
隙17a,17bを介して前記磁極片14,14′と対向するように
該永久磁石16を配置すると該磁気回路は双安定形とな
り、また前記永久磁石16の一方の磁極16aを前記磁極片
の一方の磁極片14へ密着させ他方の磁極16bが磁気空隙1
7cを介して他方の磁極片14′に対向するように該永久磁
石16を配置すると前記磁気回路が単安定形となるように
構成されていることを特徴とする本発明の有極電磁継電
器により解決される。

〔作用〕

第１図の（ｂ）はアーマチュアがストローク中心にあ
る場合の永久磁石の起磁力による磁束分布を示す正面図
で、第１図（ａ）において矢印方向から視た状態を示し
たものである。図（ｂ）の（イ）は永久磁石16の両磁極
と対向磁極片との間にギャップ長の等しい磁気空隙17a,
17bを設けて双安定形とした場合で、漏洩磁束を含む磁
束分布は中心に対して対称となり、両磁極片14,14′の
アーマチュア対向部からアーマチュア13に流れる磁束は
等しく、永久磁石の起磁力を適切に設定すれば何れの磁
極片に吸着された場合でも吸引力は対等でありコイルの
励磁を絶ってもその状態に保持される双安定形となる。

一方図（ｂ）の（ロ）は、永久磁石16の一方の磁極16
aを一方の磁極片14に密着させて他方の磁極16bと他方の
磁極片14′との間に大きい磁気空隙17cを設けた場合
で、永久磁石16から密着側の磁極片14に流入する磁束が
多く従ってこの磁極片14のアーマチュア対向部からの磁
束が他方の磁極片14′のそれに比べて強くなり、両磁極
片からの吸引力がアンバランスとなる。永久磁石の起磁
力を適切に設定することにより、コイル無励磁の状態で
はアーマチュア13は常に磁石密着側の磁極片14に吸引さ
れて単安定形の磁気回路となる。このように、本発明の
磁気回路は両磁極片の対向間隔を永久磁石の長さより所
定に長く構成して永久磁石の位置を非磁性スペーサ等を
永久磁石との間に挿入するなどして、任意の磁気空隙を
形成できるので、アーマチュアに働く永久磁石による磁
気吸引力を対称、非対称に簡単に切り換えることが可能
となる。

従って磁気回路構成部品を変えることなく厚さの異な
る非磁性スペーサだけを準備すれば、組立工程において
同一磁気回路構成部品により異なるタイプの磁気回路を
製造することができ、部材の節減の組立設備の共用化が
達成され、有極電磁継電器の製造コストの削減が可能と
なる。

〔実施例〕

以下添付図により本発明の実施例を説明する。第２図
は本発明の一実施例による有極電磁継電器の分解斜視
図、第３図は第２図に示す磁気回路の斜視図、第４図は
永久磁石による磁気吸引力特性を示す図である。

なお全図を通し同一対象物は同一符号で表している。

第２図において、有極電磁継電器21は電磁石22と接点
ばね部23とからなる。

電磁石22は、ボビン24、ボビン24に巻回したコイル1
1、有極性を与える永久磁石16、ボビン24の中心孔を揺
動自在に貫通するアーマチュア13、コイル11の外側に沿
って延長するＬ字形のヨーク12、該ヨーク11の一端の表
面に直立して平行に設けられ永久磁石16の両磁極に対向
するように配置された一対の磁極片14,14′、アーマチ
ュア13の中間部に嵌合する可動接点駆動用カード15とを
具え、コイル11の巻き始め端11aと巻き終わり端11bと
は、ボビン24の右端のフランジ部24aに植設したピン25
に固着され、ボビン24の左端に設けた突出部24bは、磁
極片14,14′を保持する。接点ばね部23は、箱形をした
絶縁基体26、基体26の縁部に植設した一対の可動接点ば
ね27、各可動接点ばね27の先端部を挟むように配置され
た２対の固定接点ばね28とを具え、各接点ばね27,28の
リード部27a,28aは基体26を上下方向に貫通し、基体26
の下面より突出する。基体26の底面にはピン25用の貫通
孔29が設けられ、接点ばね部23に電磁石22を挿入させた
とき、カード15に設けた一対の縦割り溝15aは、対向す
る可動接点ばね27の中間部に嵌合する。第３図におい
て、ヨーク12はＬ字状に曲折して、コイルに沿って配置
され、一端12aには一対の磁極片14,14′が永久磁石16の
長さより所定に長い間隔で平行に載置され、他端部12b
にはアーマチュア13の一端部13bが嵌合する透孔12eが形
成されている。磁極片14,14′の下端面は例えば10〜30
度の適当な角度のテーパに形成されており、テーパ端面
のエッジ部14aの先端でヨーク12に接触するように配置
され、磁極片14,14′の対向方向に磁化された永久磁石1
6をその下部で例えば洋白板等の非磁性スペーサ17aを介
して挟持されている。この場合、厚さの等しいスペーサ
を永久磁石16の両側に設けると、両磁極片からの吸引力
が対称な双安定形の磁気回路となり、片側にはスペーサ
を入れずに永久磁石16を一方の磁極片14に密着させて両
磁極片の対向間隔の中心からずらして配置することによ
り単安定形の磁気回路が得られる。この設定は磁気回路
の構成部材を変更すことなく永久磁石の配置位置を変え
るだけで組立時に簡単に行うことができる。

アーマチュア13はほぼＴ字形状であり、一端部13bの
図示破線部分がヨーク12の透孔12eに揺動可能に嵌合
し、そのとき他端部13aが永久磁石13の上方で、両磁極
片14,14′のアーマチュア対向部間に突入するようにな
っている。

第４図は、上記の如く構成した双安定形と単安定形の
磁気回路のアーマチュア吸引力特性を示す図である。図
の縦軸はアーマチュアに対する吸引力または負荷力、横
軸はアーマチュアのストローク（両磁極片間の位置）で
ある。図（ａ）の双安定計ではコイル励磁が無い場合の
永久磁石による吸引力はアーマチュアのストローク中
心でバランスして零となり、その点を対称中心にしてア
ーマチュアが磁極片に近づくほどそれぞれの磁極片方向
への吸引力が増加する対称形を示す。従ってコイル励磁
が重畳された吸引力はばね負荷特性に打ち勝って一
方の磁極片に吸引され、その後はコイル励磁を止めても
その磁極片への吸引力がばね負荷より大きいためその状
態を維持する。この場合の反転は逆方向にコイル励磁し
て逆吸引力を発生させて行う。また図の（ｂ）は、単
安定形の場合の吸引力特性で動作側の磁極片の吸引力
は少なくともばね負荷特性よりも小さく、コイル励磁
を切ると復旧側の磁極（永久磁石が密着している磁極
片）に吸引されて反転してその状態が維持される。

以上説明した如く本発明の磁気回路によれば、組立時
に永久磁石の位置を所定に設定することにより、共通の
構成部品を用いて、単安定形と双安定形を簡単に実現す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の有極電磁継電器によれば、
電磁石を構成する部品は全く同一の構成部品を用いて、
単安定形（モノステーブルタイプ）と双安定形（ラッチ
ングタイプ）の有極電磁継電器を製造することが可能と
なり、部品点数の削減や設備費用の削減による製造コス
ト低減を達成できその実用的効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成とその作用の説明図、 第２図は本発明の一実施例による有極電磁継電器の斜視
図、 第３図は第２図に示す磁気回路の斜視図、 第４図は有極電磁継電器の吸引力特性を示す図、 である。 図において、 11……コイル、12……ヨーク、 12a……ヨークの一端、12b……ヨークの他端、 13……アーマチュア、13a……アーマチュアの一端、 13b……アーマチュアの他端、 14,14′……磁極片、14a……エッジ部、 15……カード、16……永久磁石、 16a,16b……永久磁石の磁極、 17a,17b,17c……磁気空隙、 である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一辺にエッジ部（14a）を有し対向する一
   対の磁極片（14,14′）と、該磁極片（14,14′）の対向
   方向に磁化され該対向間に配設された永久磁石（16）
   と、一端（12a）に前記磁極片（14,14′）のエッジ部
   （14a）が磁気的に接続され他端（12b）がＬ字形に曲折
   したヨーク（12）と、一端（13a）が両磁極片（14,1
   4′）の間に位置し他端（13b）が前記ヨーク（12）の曲
   折部に支承されコイル（11）に揺動自在に貫通している
   アーマチュア（13）とからなる磁気回路を有し、前記永
   久磁石（16）の両磁極（16a,16b）がそれぞれ長さの等
   しい磁気空隙（17a,17b）を介して前記磁極片（14,1
   4′）と対向するように該永久磁石（16）を配置すると
   該磁気回路は双安定形となり、また前記永久磁石（16）
   の一方の磁極（16a）を前記磁極片の一方の磁極片（1
   4）へ密着させ他方の磁極（16b）が磁気空隙（17c）を
   介して他方の磁極片（14′）に対向するように該永久磁
   石（16）を配置すると前記磁気回路が単安定形となるよ
   うに構成されていることを特徴とする有極電磁継電器。