JP3005221U - 回転支点型有極リレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 有極電磁石ブロック１１と、有極電磁石ブロ
ックの電磁石作用により揺動して有極電磁石ブロックの
磁極に接触する接極子３と、接極子の長手方向略中央の
側面から突設された接点バネ支持部５と、接点バネ支持
部から接極子に略平行に延設された片持ちばり状の第１
接点バネ６と、接点バネ支持部に第１接点バネの反対側
に延設され第１接点バネとばね定数の異なる第２接点バ
ネ７と、第１固定接点２４に対向して第１接点バネの先
端に形成された可動接点８と、第２固定接点２５に対向
して第２接点バネの先端に形成された可動接点８とから
なる回転支点型有極リレー１。 【効果】 従来のように複雑な形状で高価格の山型永久
磁石を用いないで、シングルステイブル型の回転支点型
有極リレーを構成できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、有極電磁石を改良した回転支点型有極リレーに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図５は従来の回転支点型有極リレーの有極電磁石の断面図であり、図５（ａ） に従来のラッチング型有極電磁石、図５（ｂ）にシングルステイブル型有極電磁 石を示す。

【０００３】 従来の有極電磁石１００は、略コの字型の鉄芯１０１にコイル１０２を巻いて 組立てたコイルブロック１０３と、鉄芯１０１の磁極１０１ａおよび磁極１０１ ｂ間にレーザ溶接等で固着した山型永久磁石１０４と、山型永久磁石１０４の頂 点位置Ｃに接した突条１０５ａを揺動支点として左右に揺動する接極子１０５と からなる。

【０００４】 山型永久磁石１０４を、例えば長手方向の両端がＳ極に磁化し、さらに、図５ （ａ）のように山型の頂点位置ＣをＮ極に磁化した場合にはラッチング型有極電 磁石が構成され、図５（ｂ）のように山型の頂点位置Ｃから所定の距離Ｌに離れ た位置をＮ極に磁化した場合にはシングルステイブル型有極電磁石が構成される 。

【０００５】 接極子１０５は、突条１０５ａを揺動支点として左右に揺動し、コイルブロッ ク１０３に予め決められた極性の電源が印加された場合にのみ一方の磁極（例え ば、磁極１０１ａ）から他方の磁極（例えば、磁極１０１ｂ）へ接続が切替えら れる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従来の有極電磁石１００は、永久磁石に山型永久磁石１０４を用いて、山型永 久磁石１０４の頂点に接した接極子１０５の突条１０５ａを中心として揺動する よう構成されているため、山型永久磁石１０４の寸法に高精度が要求されるとと もに、形状が複雑となりコストアップを招く。

【０００７】 また、山型永久磁石１０４のＮ極の磁化位置をラッチング型とシングルステイ ブル型で別にしなければならず、また磁化した山型永久磁石１０４は目視チェッ クでラッチング型なのかシングルステイブル型かの区別ができないため、磁化作 業や管理が煩わしい。

【０００８】 そこで、本考案の目的は、複雑な形状をした高価格の山型永久磁石を用いずに 単純な構成にし、永久磁石と接極子との位置合せや調整が不要なシングルステイ ブル型の回転支点型有極リレーを提供することにある。 また、ラッチング型とシングルステイブル型とで永久磁石を共用可能とするこ とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するべく本考案の回転支点型有極リレーは、有極電磁石ブロッ クと、この有極電磁石ブロックの電磁石作用により揺動して前記有極電磁石ブロ ックの磁極に接触する接極子と、この接極子の長手方向略中央の側面から突設さ れた接点バネ支持部と、この接点バネ支持部から前記接極子に略平行に延設され た片持ちばり状の第１接点バネと、前記接点バネ支持部に前記第１接点バネの反 対側に延設され前記第１接点バネとばね定数の異なる第２接点バネと、リレーの 第１固定接点に対向して前記第１接点バネの先端に形成された可動接点と、リレ ーの第２固定接点に対向して前記第２接点バネの先端に形成された可動接点とか ら構成する。

【００１０】 具体的には、前記第２接点バネの板幅を、第１接点バネの板幅と相違させるこ とで、ばね定数を異ならせる。

【００１１】 また、前記第２接点バネの長さを、第１接点バネの長さと相違させることで、 ばね定数を異ならせてもよい。

【００１２】

【作用】

コイルへ電源を印加すると接極子が反転するので、ばね定数の大きい方の接点 バネ（第１接点バネ）が第１固定接点側に押し付けられて弾性変形する。 コイルへの電源の印加を解除すると、第１接点バネの復元力（第１接点バネが 原形に復元しようとする力）で、接極子が無励磁状態に再び反転する。 このように、回転支点型有極リレーはシングルステイブル型（単安定型）の動 作をする。

【００１３】 また、永久磁石を単純な矩形状の構成にできるので、この永久磁石と接極子と の位置合せや調整が不要である。

【００１４】 さらに、互いにばね定数が異なる第１接点バネと第２接点バネとを備えて構成 した接点バネブロックと、互いにばね定数が同一の第１接点バネと第２接点バネ とを備えて構成した接点バネブロックとの、いずれか一方を永久磁石の上面に配 設することにより、接点バネブロック以外の部材を共用して、シングルステイブ ル型（単安定型）の回転支点型有極リレーとラッチング型（双安定型）の回転支 点型有極リレーとを構成できる。

【００１５】 第２接点バネの板幅を、第１接点バネの板幅と相違させることにより、同一材 料でばね定数を異ならせることができる。

【００１６】 第２接点バネの長さを、第１接点バネの長さと相違させることにより、同一材 料でばね定数を異ならせることができる。

【００１７】

【実施例】

本考案の実施例を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向 きに見るものとする。 図１は本考案に係る回転支点型有極リレー（第１実施例）の分解斜視図であり 、回転支点型有極リレー１は、接点バネブロック２と、有極電磁石ブロック１１ と、これらのブロック２，１１を収納するボディブロック２１と、ブロック２， １１を覆うカバー（図示せず）とからなる。

【００１８】 接点バネブロック２は、接極子３と可動接点ブロック４とからなり、両者は一 体的に構成する。 可動接点ブロック４は、接極子３の長手方向略中央の側面から突設された接点 バネ支持部５と、この接点バネ支持部５から接極子３に略平行に延設された片持 ちばり状の２組の第１接点バネ６，６と、接点バネ支持部５に第１接点バネ６， ６の反対側に延設され第１接点バネ６，６とばね定数（接点バネを単位量たわま せるのに必要な荷重）の異なる第２接点バネ７，７と、これらの接点バネ６，６ ，７，７の先端に固着された可動接点８…（…は複数を示す。以下同じ。）と、 接点バネ支持部５から相反する方向に延びた左右２組の接点バネ６，７と一体形 成された固定部９とからなる。

【００１９】 この図で手前側に示す左右２組の接点バネ６，７同士、奥側に示す左右２組の 接点バネ６，７同士は、同一材料且つ同一板厚で一体に形成されており、接点バ ネ支持部５からの延設長さも同一である。

【００２０】 接点バネ６，７のばね定数ｋ（Ｎ／ｍｍ）は、一般に次式で算出することがで きる。 ばね定数ｋ＝Ｐ／δ ただし、Ｐ；接点バネにかかる荷重（Ｎ） δ；接点バネのたわみ（ｍｍ）

【００２１】 第１接点バネ６，６は、第２接点バネ７，７よりもばね定数ｋを大きくするた めに、その板幅ｔ１を第２接点バネ７，７の板幅ｔ２よりも大きく設定されてい る。 なお、接点バネ支持部５は電気絶縁性樹脂材料で構成する。また、６ａ，７ａ は各接点バネ６，７に設けられたスリットである。

【００２２】 次に、有極電磁石ブロック１１について図２で詳細に説明する。 図２は本考案に係る有極電磁石ブロック（第１実施例）の組立断面図であり、 有極電磁石ブロック１１と接極子３とからなる構成体は、有極電磁石を構成する 。 有極電磁石ブロック１１は、コイルブロック１２と、このコイルブロック１２ の磁極１３ｄ，１３ｅ間（後述する略コの字状の鉄芯１３の各先端部間）に圧入 で固着され、鉄芯１３との間で磁気回路を形成する平板状継鉄１６と、この平板 状継鉄１６の上面に形成された凹部１６ａと、この凹部１６ａに配設された矩形 状永久磁石（永久磁石）１７とからなる。

【００２３】 接極子３は、矩形状永久磁石１７の上面に突条３ａを当接し、且つ、磁極１３ ｄ，１３ｅ間の中心線Ｘ位置で前記突条３ａを揺動支点として左右に揺動し、両 端部３ｂ及び３ｃをコイルブロック１２の磁極１３ｄ，１３ｅに接触するもので ある。

【００２４】 コイルブロック１２は、水平部１３ａとこの水平部１３ａの左右の立上がり部 １３ｂ，１３ｃとからなる略コ字状の鉄芯１３と、前記水平部１３ａに巻かれた コイル１４とからなる。 コイルブロック１２は、電源端子２２，２３間（図１参照）に予め極性が決定 された電源を印加することにより、コイル１４に流れる電流方向に対応（右手親 指の法則）した磁極１３ｄ，１３ｅの極性（Ｎ極、Ｓ極）が設定され、一方、コ イル１４の巻数とコイル１４に流れる電流値の積（アンペアターン、起磁力）に 比例し、磁気回路の抵抗（磁気抵抗）に反比例した磁束を発生するものである。

【００２５】 平板状継鉄１６は、鉄芯１３の各先端部（磁極）１３ｄ，１３ｅ間の中心線Ｘ に対して両側の磁気抵抗が等しくなるように互いに左右対称形に形成されている 。 平板状継鉄１６の上面には、中心線Ｘ位置に凹部１６ａが形成されている。 矩形状永久磁石１７は、凹部１６ａ内に配設されるように凹部１６ａの形状並 びに寸法に合せて形成され、さらに、凹部１６ａの底面と接する下面側がＳ極、 上面側がＮ極となるように磁化されている。

【００２６】 接極子３は、中心線Ｘ位置で突条３ａを揺動支点として左右に揺動するように 配設されている。 このように、有極電磁石ブロック１１は、中心線Ｘを垂直方向に下ろした断面 を中心にして左右対称の構成であり、ラッチング動作が可能となる。

【００２７】 再び図１にもどり、ボディブロック２１を説明する。 ボディブロック２１は、有極電磁石ブロック１１のコイル１４に電源を印加す るための電源端子（＋）２２及び電源端子（−）２３と、第１接点バネ６，６の 可動接点８，８に相対向して配設された第１固定接点２４，２４（ブレーク接点 を形成）と、第２接点バネ７，７の可動接点８，８に相対向して配設された第２ 固定接点２５，２５（メーク接点を形成）と、第１固定接点２４，２４と接続さ れた固定接点端子２４ａ，２４ａと、第２固定接点２５，２５と接続された固定 接点端子２５ａ，２５ａと、接点バネブロック２の固定部９，９がレーザ溶接等 で固着された固着片２６，２６と、この固着片２６，２６と接続された共通接点 端子２６ａ，２６ａとを備えている。

【００２８】 次に、本考案に係る回転支点型有極リレーの動作を説明する。 図３（ａ）〜（ｄ）は本考案に係る回転支点型有極リレー（第１実施例）の動 作説明図である。 図３（ａ）はコイルブロック１２に電源が印加されていない無励磁の安定状態 を示し、接極子３は端部３ｂ，３ｃが矩形状永久磁石１７の磁化状態によって共 にＮ極となり、一方、例えば磁極１３ｄはＮ極、磁極１３ｅはＳ極の状態にある ため、接極子３は磁極１３ｅ側に接触した状態となっている。

【００２９】 この状態では、磁極１３ｅ―平板状継鉄１６―矩形状永久磁石１７―接極子３ ―磁極１３ｅのループで磁気回路が形成され、磁束Φ１が矢印の向きに発生する 。このため、接極子３の端部３ｃは磁極１３ｅと接触が安定した単安定（シング ルステイブル）状態を維持する。

【００３０】 そして、第１接点バネ６の可動接点８は第１固定接点２４から離れ、第２接点 バネ７の可動接点８は第２固定接点２５に接触している。 また、この状態では、第２接点バネ７の復元力（第２接点バネ７が原形へ復元 しようとする力）が矩形状永久磁石１７による端部３ｃと磁極１３ｅとの間の吸 引力よりも下回っている。このため、吸引力によって、第２接点バネ７は第２固 定接点２５側に押し付けられて弾性変形している。

【００３１】 無励磁状態から、図３（ｂ）のようにコイルブロック１２に電源を印加した励 磁直後、コイルブロック１２で構成される電磁石は、例えば磁極１３ｅがＳ極か らＮ極に変化し、磁極１３ｄがＮ極からＳ極に変化するため、接極子３の端部３ ｃと磁極１３ｅには反発力、接極子３の端部３ｂと磁極１３ｄには吸引力が作用 する。 この状態では、図３（ａ）の磁束Φ１に加え、電源印加に伴う鉄芯１３―平板 状継鉄１６―鉄芯１３のループで磁気回路が形成され、磁束Φ２が発生する。 この時点ではまだ、第１接点バネ６の可動接点８が第１固定接点２４から離れ 、第２接点バネ７の可動接点８が第２固定接点２５に接触した状態にある。

【００３２】 図３（ｃ）は図３（ｂ）状態から接極子３が磁極１３ｅ側から離れて磁極１３ ｄ側に接触した反転状態を示す。 この状態では、矩形状永久磁石１７により、磁極１３ｄ―平板状継鉄１６―矩 形状永久磁石１７―接極子３―磁極１３ｄのループで磁気回路が形成されて磁束 Φ４が発生するとともに、電磁石により、鉄芯１３―平板状継鉄１６―矩形状永 久磁石１７―接極子３―磁極１３ｄ―鉄芯１３のループで磁気回路が形成されて 磁束Φ５が発生する。

【００３３】 なお、図３（ｂ）で平板状継鉄１６の左半分の磁束Φ２は、接極子３と磁極１ ３ｄの接触により形成されるバイパス路（平板状継鉄１６の中心部―接極子３― 磁極１３ｄ）の磁気抵抗が小さいことと、磁束Φ３によるキャンセルにより極め て小さい値となる。

【００３４】 この接極子３が反転した状態では、第１接点バネ６の可動接点８は第１固定接 点２４に接触し、第２接点バネ７の可動接点８は第２固定接点２５から離れてい る。そして、電磁石による端部３ｂと磁極１３ｄとの間の吸引力で、第１接点バ ネ６が第１固定接点２４側に押し付けられて弾性変形している。

【００３５】 この状態から、電源を除くと図３（ｄ）の状態に移行して、矩形状永久磁石１ ７により、磁極１３ｄ―平板状継鉄１６―矩形状永久磁石１７―接極子３―磁極 １３ｄのループで磁気回路が形成されて磁束Φ６が発生する。 この状態では、電磁石の吸引力が解除されるので、第１接点バネ６の復元力（ 第１接点バネ６が原形へ復元しようとする力）が矩形状永久磁石１７による端部 ３ｂと磁極１３ｄとの間の吸引力よりも上回る。このため、第１接点バネ６の復 元力により、接極子３は再び反転して図３（ａ）の状態に戻り、安定状態に復帰 する。

【００３６】 このように、第１接点バネ６が第２接点バネ７よりもばね定数ｋを大きく設定 されているので、回転支点型有極リレーはシングルステイブル型（単安定型）の 動作をすることになる。

【００３７】 次に、図４に基づき第２実施例を説明する。なお、上記図１〜図３に示す第１ 実施例と同構成については同一符号を付し、その説明を省略する。 図４は本考案に係る接点バネブロック（第２実施例）の平面図であり、接点バ ネブロック３２は、接極子３と可動接点ブロック３４とからなり、両者は一体的 に構成する。

【００３８】 可動接点ブロック３４は、接極子３の長手方向略中央の側面から突設された接 点バネ支持部３５と、この接点バネ支持部３５から接極子３に略平行に延設され た片持ちばり状の２組の第１接点バネ３６，３６と、接点バネ支持部３５に第１ 接点バネ３６，３６の反対側に延設され第１接点バネ３６，３６とばね定数の異 なる第２接点バネ３７，３７と、これらの接点バネ３６，３６，３７，３７の先 端に固着された可動接点８…と、接点バネ支持部５から相反する方向に延びた左 右２組の接点バネ３６，３７と一体形成された固定部９とからなる。

【００３９】 この図で下側に示す左右２組の接点バネ３６，３７同士、上側に示す左右２組 の接点バネ３６，３７同士は、同一材料且つ同一板厚で一体に形成されており、 板幅も同一である。 第１接点バネ３６，３６は、第２接点バネ３７，３７よりもばね定数ｋを大き くするために、その接点バネ支持部３５からの延設長さＬ１を第２接点バネ３７ ，３７の延設長さＬ２よりも短く設定されている。 なお、３６ａ，３７ａは各接点バネ３６，３７に設けられたスリットである。

【００４０】 このように、上記第１実施例及び第２実施例で説明した接点バネブロック２， ３２は、互いにばね定数が異なる第１接点バネ６，３６と第２接点バネ７，３７ とを備えた接点バネブロックであり、これらの接点バネブロック２，３２を有極 電磁石ブロック１１並びにボディブロック２１に配設することでシングルステイ ブル型（単安定型）の回転支点型有極リレーを構成する。

【００４１】 ところで、これらの接点バネブロック２，３２は、第１接点バネ６，３６のば ね定数と、第２接点バネ７，３７のばね定数とを同一に設定することで、ラッチ ング型（双安定型）の回転支点型有極リレーを構成することができる。 すなわち、接点バネブロック２，３２は、シングルステイブル型とラッチング 型とで、接点バネのばね定数が相違するか同一であるかの違いはあるものの、そ の他の寸法が全て同一であり、回転支点型有極リレーの製造工程においていずれ か一方を選択すればよく、接点バネブロック２，３２以外の部材（矩形状永久磁 石１７を含む）を共用化できる。 なお、この場合には、図５（ａ）に示す従来のラッチング型有極電磁石１００ における接極子１０５に、可動接点ブロック４，３４を組合せた構成にも適用で きる。

【００４２】

【考案の効果】

本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。 請求項１の回転支点型有極リレーは、有極電磁石ブロックと、この有極電磁石 ブロックの電磁石作用により揺動して前記有極電磁石ブロックの磁極に接触する 接極子と、この接極子の長手方向略中央の側面から突設された接点バネ支持部と 、この接点バネ支持部から接極子に略平行に延設された片持ちばり状の第１接点 バネと、接点バネ支持部に第１接点バネの反対側に延設され第１接点バネとばね 定数の異なる第２接点バネと、リレーの第１固定接点に対向して前記第１接点バ ネの先端に形成された可動接点と、リレーの第２固定接点に対向して前記第２接 点バネの先端に形成された可動接点とからなることにより、コイルへの電源の印 加を解除した時点で、ばね定数の大きい方の接点バネが復元力で接極子を無励磁 状態に反転させるシングルステイブル型の回転支点型有極リレーを構成するので 、従来のように複雑な形状で高価格の山型永久磁石を用いる必要がなく、コスト 低減になる。 また、永久磁石を単純な矩形状の構成にすることができ、この永久磁石と接極 子との位置合せや調整が不要である。

【００４３】 さらに、互いにばね定数が異なる第１接点バネと第２接点バネとを備えて構成 した接点バネブロックと、互いにばね定数が同一の第１接点バネと第２接点バネ とを備えて構成した接点バネブロックとの、いずれか一方を永久磁石の上面に配 設することにより、接点バネブロック以外の部材（永久磁石を含む）を共用して 、シングルステイブル型の回転支点型有極リレーとラッチング型の回転支点型有 極リレーとを、極めて簡単に構成できる。

【００４４】 請求項２の回転支点型有極リレーは、第１接点バネと第２接点バネとのばね定 数を異ならせるのに、互いに板幅を相違させたことにより、各接点バネを同一材 料で且つ全体の寸法を変えずに構成できるので、回転支点型有極リレーが大型化 することなく、簡単に構成できる。

【００４５】 請求項３の回転支点型有極リレーは、第１接点バネと第２接点バネとのばね定 数を異ならせるのに、互いに長さを相違させたことにより、各接点バネを同一材 料で且つ全体の寸法を変えずに構成できるので、回転支点型有極リレーが大型化 することなく、簡単に構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る回転支点型有極リレー（第１実施
例）の分解斜視図

【図２】本考案に係る有極電磁石ブロック（第１実施
例）の組立断面図

【図３】本考案に係る回転支点型有極リレー（第１実施
例）の動作説明図

【図４】本考案に係る接点バネブロック（第２実施例）
の平面図

【図５】従来の回転支点型有極リレーの有極電磁石の断
面図

【符号の説明】

１…回転支点型有極リレー、２，３２…接点バネブロッ
ク、３…接極子、３ａ…突状、５，３５…接点バネ支持
部、６，３６…第１接点バネ、７，３７…第２接点バ
ネ、８…可動接点、１１…有極電磁石ブロック、１２…
コイルブロック、１３…鉄芯、１３ａ…水平部、１３
ｂ，１３ｃ…立上り部、１３ｄ，１３ｅ…先端部（磁
極）、１４…コイル、１６…平板状継鉄、１７…矩形状
永久磁石（永久磁石）、２１…ボディブロック、２４…
第１固定接点、２５…第２固定接点。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 有極電磁石ブロックと、この有極電磁石
   ブロックの電磁石作用により揺動して前記有極電磁石ブ
   ロックの磁極に接触する接極子と、この接極子の長手方
   向略中央の側面から突設された接点バネ支持部と、この
   接点バネ支持部から前記接極子に略平行に延設された片
   持ちばり状の第１接点バネと、前記接点バネ支持部に前
   記第１接点バネの反対側に延設され前記第１接点バネと
   ばね定数の異なる第２接点バネと、リレーの第１固定接
   点に対向して前記第１接点バネの先端に形成された可動
   接点と、リレーの第２固定接点に対向して前記第２接点
   バネの先端に形成された可動接点とからなる回転支点型
   有極リレー。
2. 【請求項２】 前記第２接点バネは、前記第１接点バネ
   と板幅が相違することを特徴とする請求項１記載の回転
   支点型有極リレー。
3. 【請求項３】 前記第２接点バネは、前記第１接点バネ
   と長さが相違することを特徴とする請求項１記載の回転
   支点型有極リレー。