JP3013864U - 回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有極リレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 継鉄に極めて薄い絶縁被膜を形成して薄型化
を可能とした回転支点型有極電磁石を提供する。 【構成】 一方の磁極３Ａを外方へ折り曲げて延出させ
た略コの字型の鉄芯２Ｂにコイル２Ａを巻いたコイルブ
ロック２と、コイルブロック２の磁極３Ａ、３Ｂ間に挿
入して固定し、鉄芯２Ｂとの間で磁気回路を形成する平
板状継鉄４と、平板状継鉄４の中央部に設けられた凹部
４Ａに配置した矩形状永久磁石５と、センタ部を支点と
して回転し、端部６Ａ、端部６Ｂがそれぞれ磁極３Ａ、
磁極３Ｂと接触する接極子６とからなり、平板状継鉄４
の全体には超薄膜の絶縁被膜を形成したことを特徴とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有極リレーに 関する。

【０００２】

【従来の技術】

図６に従来の回転支点型有極電磁石の一例としてのシングルステイブル型有極 電磁石の断面図を示す。 従来のシングルステイブル型有極電磁石１００は、略コの字型の鉄芯１０１Ｂ にコイル１０１Ａを巻いて組立てたコイルブロック１０１と、鉄芯１０１Ｂの磁 極１０２Ａおよび磁極１０２Ｂ間にレーザ溶接等で固定した山型永久磁石１０３ と、山型永久磁石１０３の頂点に接した支点１０４Ａを中心として回転運動する 接極子１０４とから構成される。

【０００３】 接極子１０４は、支点１０４Ａを中心にシーソ運動し、コイルブロック１０１ 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 １０２Ａ）から他方の磁極（例えば、磁極１０２Ｂ）へ接続が切替えられ、電源 が除かれた場合には元の磁極（例えば、磁極１０２Ａ）側に戻るよう構成される 。

【０００４】 このような一安定（シングルステイブル）状態を構成するため、山型永久磁石 １０３は、長手方向の両端がＳ極、山型の頂点Ｃから所定の距離ｘの位置がＮ極 に磁化され、シングルステイブル型有極電磁石１００を構成した場合の配置精度 を保つため、磁極１０２Ａおよび磁極１０２Ｂ間にレーザ溶接等で固定される。

【０００５】 次に、従来のシングルステイブル型有極電磁石１００のシングルステイブル動 作を図７に基づいて説明する。 図７（ａ）はコイルブロック１０１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１０４は、磁極１０２Ａに接触した状態にある。 この状態では、鉄芯１０１Ｂの磁極１０２Ａ側―山型永久磁石１０３―接極子 １０４―鉄芯１０１Ｂの磁極１０２Ａ側をループとする磁気回路が形成され、磁 束Φａが矢印の向きに発生される。

【０００６】 無励磁状態から、同図（ｂ）のようにコイルブロック１０１に電源を印加した 励磁直後、コイルブロック１０１は、磁極１０２Ａ側がＮ極、磁極１０２Ｂ側が Ｓ極に磁化された電磁石が形成され、電流Ｉとコイルの巻線数（ターン数Ｎ）の 積に対応した力が作用し、接極子１０４の磁極１０２Ａ側は同極（Ｎ極）で反発 力、接極子１０４の磁極１０２Ｂ側は異なる極（Ｓ極）で吸引力がそれぞれ作用 する。 この状態では、磁束Φａとともに、鉄芯１０１Ｂ―山型永久磁石１０３―接極 子１０４―鉄芯１０１Ｂの磁極１０２Ｂ側―鉄芯１０１Ｂをループとする磁気回 路が形成され、磁束Φｂが矢印の方向に発生される。

【０００７】 同図（ｃ）は（ｂ）から接極子１０４が磁極１０２Ａ側から離れて磁極１０２ Ｂ側に接触した反転状態を示す。 この状態では、接極子１０４と磁極１０２Ｂが接触するため、同図（ｂ）の磁 束Φｂが変化して磁束Φｄになるとともに、鉄芯１０１Ｂの磁極１０２Ｂ側―山 型永久磁石１０３―接極子１０４―鉄芯１０１Ｂの磁極１０２Ｂ側をループとす る磁気回路が形成され、磁束Φｃが矢印の向きに発生される。

【０００８】 この状態から電源を除くと、山型永久磁石１０３のＮ極が磁極１０２Ａ側に偏 って設定されていることにより、最初の状態と同じように、鉄芯１０１Ｂの磁極 １０２Ａ側―山型永久磁石１０３―接極子１０４―鉄芯１０１Ｂの磁極１０２Ａ 側をループとする磁気回路が形成され、磁束Φａが矢印の向きに発生されて接極 子１０４は磁極１０２Ｂ側から磁極１０２Ａ側に戻され、単安定状態となる。

【０００９】 このように、従来のシングルステイブル型有極電磁石１００は単安定動作をす るので、接極子１０４に可動接点（図示せず）を搭載し、固定接点（図示せず） との間で機械的な断続を行うことにより、シングルステイブルリレーが構成され る。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

従来のシングルステイブル型有極電磁石（回転支点型有極電磁石）１００は、 巻線外形部（コイルブロック１０１）と磁気バイパス回路との絶縁を確保するた め両者間に隙間を形成しなければならず、回転支点型有極電磁石、さらにこの有 極電磁石を組込んだ回転支点型有極リレーを薄型に構成することは極めて困難で あった。

【００１１】 本考案はこのような課題を解決するためなされたもので、その目的は磁気バイ パス回路である継鉄に非常に薄い絶縁被膜を形成して薄型の回転支点型有極電磁 石、さらにこの有極電磁石を組込んだ回転支点型有極リレーを提供することにあ る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため本考案に係る回転支点型有極電磁石は、平板状継鉄は 全体に極めて薄い絶縁被膜が形成されていることを特徴とする。 本考案に係る回転支点型有極リレーは、前記平板状継鉄は全体に極めて薄い絶 縁被膜が形成されていることを特徴とする。 本考案に係る回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有極リレ ーは、絶縁被膜を絶縁性の良いキシレン樹脂を蒸着塗装したりフッ素樹脂をコー ティングするのが好ましい。

【００１３】 また、本考案に係る回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有 極リレーは、接極子の前記永久磁石と接触する部分に凸部を設け、この凸部を支 点として接極子を回転運動させることを特徴とする。

【００１４】 さらに、本考案に係る回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型 有極リレーは、対向する磁極間に圧入固定した前記平板状継鉄に凹部を形成し、 この凹部に矩形状永久磁石を配置したことを特徴とする。

【００１５】

【作用】

本考案に係る回転支点型有極電磁石は、平板状継鉄の全体に非常に薄いキシレ ン樹脂またはフッ素コーティングによる絶縁被膜が形成されるため、平板状継鉄 とコイルブロックとは絶縁被膜を介して対向させることができ、コイルブロック と永久磁石との間の隙間を小さくする。 本考案に係る回転支点型有極リレーは、平板状継鉄の全体に非常に薄いキシレ ン樹脂またはフッ素コーティングによる絶縁被膜が形成されるため、平板状継鉄 とコイルブロックとは絶縁被膜を介して対向させることができ、コイルブロック と永久磁石との間の隙間を小さくする。

【００１６】 また、本考案に係る回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有 極リレーは、接極子が永久磁石に接触する部分に凸部を設け、この凸部を支点と して接極子が回転運動するよう構成したので、安定した動作を実現することがで きる。

【００１７】 さらに、本考案に係る回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型 有極リレーは、対向する磁極間に圧入固定した前記平板状継鉄に凹部を形成し、 この凹部に矩形状永久磁石を配置したため、位置合せや調整が不要となる。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。図１乃至図３は本考案 に係る回転支点型有極電磁石の構成を示し、このうち図１は本考案に係る回転支 点型有極電磁石の全体構成図、図２は本考案に係る回転支点型有極電磁石の組立 図、図３は本考案に係る回転支点型有極電磁石の断面図を示す。

【００１９】 図１〜図３において、回転支点型有極電磁石１は、略コの字型の鉄芯２Ｂにコ イル２Ａを巻いたコイルブロック２と、コイルブロック２の磁極３Ａ、３Ｂ間に 挿入して固定し、鉄芯２Ｂとの間で磁気回路を形成する平板状継鉄４と、平板状 継鉄４の凹部４Ａに配置した矩形状永久磁石５と、センタ部を支点として回転し 、端部６Ａ、端部６Ｂがそれぞれ磁極３Ａ、磁極３Ｂと接触する接極子６とから 構成する。

【００２０】 コイルブロック２は電磁石を形成し、電源端子２ａ、２ｂ間に予め極性が決定 された電源を印加することにより、コイル２Ａに流れる電流の方向に対応（右手 親指の法則）した磁極３Ａ、３Ｂの極性（Ｎ、Ｓ極）が設定され、一方、コイル ２Ａの巻数とコイル２Ａに流れる電流値の積（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。

【００２１】 図２はシングルステイブル型の場合を示し、平板状継鉄４は、コイルブロック ２の磁極３Ａ、磁極３Ｂ間の中心線Ｘに非対称に凹部４Ａを形成し、矩形状永久 磁石５を収容した場合の無励磁状態において、矩形状永久磁石５の磁力によって 形成される磁気回路が常に磁極３Ａ側に偏るようにする。

【００２２】 また、平板状継鉄４は、中心線Ｘを中心として凹部４Ａの容積が少ない側の磁 気抵抗を増加するような、切欠きや穴からなる磁気抵抗調整部４Ｂを形成する。 磁気抵抗調整部４Ｂを形成して磁気抵抗を増加させ、凹部４Ａを中心線Ｘに非 対称に形成して矩形状永久磁石５を偏らせて配置することにより、無励磁には接 極子６が磁極３Ａに接触する単安定状態を確実に実現する。

【００２３】 上記構成の平板状継鉄４は、その表面全体を、例えば無色透明なキシレン樹脂 を蒸着塗装（化学蒸着（ＣＶＤ））し、表面に極めて薄い（５μｍ〜１０μｍ程 度）絶縁被膜を形成する。具体的には、原料であるジパラキシリレン（ＤＰＸ） 個体ダイマーを気化させ、このダイマーの熱分解によって安定したジラジカルパ ラキシリレンモノマー（ＰＸ）を発生させ、基材へのジラジカルパラキシリレン の吸着と重合を同時に行ない、高分子量のポリパラキシリレン（ＰＰＸ）の薄膜 を成形する。このようにして成形された平板状継鉄４は、キシレン樹脂樹脂が均 一な厚さに且つ非常に薄く形成され、電気絶縁性、誘電性等の優れた電気特性を 有するため、巻線外形部と継鉄との間を小さくすることができる。 なお、回転支点型有極電磁石１は、シングルステイブル型に限るものではなく 凹部４Ａを平板状継鉄４の中心線Ｘに対して対称に形成し、磁気抵抗調整部４Ｂ を設けないようにすることで、双安定状態を形成するラッチング型有極電磁石を 構成してもよい。

【００２４】 矩形状永久磁石５は、平板状継鉄４に設けられた凹部４Ａ内に収容されるよう 、凹部４Ａの形状に合せて構成し、凹部４Ａの底面と接する面側をＳ極、反対面 側がＮ極となるよう磁化する。

【００２５】 接極子６は、図３に示すように中心線Ｘに対する垂線上で矩形状永久磁石５と 接触する部分に、凸部６Ｃを設け、この凸部６Ｃを支点として前記接極子６が回 転運動して端部６Ａ、端部６Ｂがそれぞれ磁極３Ａ、磁極３Ｂに接触するよう構 成するので、安定した回転運動が得られる。

【００２６】 回転支点型有極電磁石１の組立ては、図２に示すように、コイルブロック２に 平板状継鉄４を圧入し、平板状継鉄４の凹部４Ａ内に矩形状永久磁石５を挿入し た後、矩形状永久磁石５上に接極子６を配置することにより、一方向の組立てが 可能となるとともに、組立て時、平板状継鉄４とコイルブロック２とを絶縁被膜 を介して対向させることができる。 なお、コイルブロック２に平板状継鉄４を圧入するとき、平板状継鉄４は絶縁 被膜が除去されるため、この部分の磁気抵抗を低くすることができる。

【００２７】 また、図３の断面図から明らかなように、回転支点型有極電磁石１は、中心線 Ｘを垂直方向に下ろした断面を中心にして両側が非対称構成となるので、シング ルステイブル動作が可能となる。

【００２８】 図４は上記構成の回転支点型有極電磁石を組込んだ有極リレーの組立図、図５ はその有極リレーの全体構成図であり、図１〜図３と同一部分には同一符号を付 して示す。

【００２９】 図４の組立図において、ボディブロック１０は、有極電磁石ブロック２０を収 納するケースを構成するとともに、有極電磁石ブロック２０のコイル２Ａに電源 を印加するための２組の電源端子（＋）１１Ａおよび電源端子（−）１１Ｂ、接 点バネブロック３０の４個の接点バネ３１Ａとそれぞれ接触し、２回路のブレー ク接点を形成する固定接点１２Ａおよび２回路のメーク接点を形成する固定接点 １３Ａ、固定接点１２Ａと導通のある２個の固定接点端子１２Ｂ、固定接点１３ Ａと導通のある２個の固定接点端子１３Ｂ、接点バネブロック３０の固定部３１ Ｃと導通のある２個の固着片１４および共通端子１４Ｂを備える。

【００３０】 ボディブロック１０側面の固着片１４には接点バネブロック３０の固定部３１ Ｃがレーザ溶接等で固定され、固定部３１Ｃおよび固着片１４を介して接点バネ ブロック３０の可動接点３１Ｂとボディブロック１０の共通接点端子１４Ｂは電 気的に導通された状態にある。

【００３１】 ボディブロック１０に有極電磁石ブロック２０を挿入して固定し、有極電磁石 ブロック２０の矩形状永久磁石５上に接点バネブロック３０を配置し、接点バネ ブロック３０の固定部３１Ｃをボディブロック１０の固着片１４にレーザ溶接等 で固定することにより一方向の組立ができ、カバー４０で覆って図５の全体構成 図に示す回転支点型有極リレー５０を構成する。

【００３２】 このように一方向に組立られた回転支点型有極リレー５０は、矩形状永久磁石 ５が磁極３Ａ側に偏って設けられ、シングルステイブル型リレーを構成するので 、有極電磁石ブロック２０のコイル２Ａに電源が印加されない無励磁の状態には 、矩形状永久磁石５の磁化作用により、接点バネブロック３０の接極子６が端部 ６Ａを磁極３Ａに接触した状態にあり、矩形状永久磁石５―接極子６―磁極３Ａ ―平板状継鉄４―矩形状永久磁石５のループで磁束を発生する磁気回路を形成し 、接極子６の端部６Ａは磁極３Ａ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。

【００３３】 単安定状態では、接点バネブロック３０の接極子６の端部６Ａ側に配置された 可動接点３１Ｂはボデイブロック１０の固定接点１２Ａに接触し、その結果、ボ ディブロック１０の固定接点端子１２Ｂと共通接点端子１４Ｂが電気的導通状態 を形成する。

【００３４】 一方、有極電磁石ブロック２０のコイル２Ａに予め設定された極性の電源が印 加された励磁状態には、有極電磁石ブロック２０が電磁石を形成し、接極子６は 凸部６Ｃを支点として回転し、接極子６の端部６Ａは磁極３Ａから離れて接極子 ６の端部６Ｂが磁極３Ｂと接触し、鉄芯２Ｂ―平板状継鉄４（磁気抵抗調整部４ Ｂ）―矩形状永久磁石５―接極子６―磁極３Ｂ―鉄芯２Ｂのループで磁束を発生 する磁気回路を形成し、接極子６の端部６Ｂは磁極３Ｂと接触が安定した状態を 電源が印加されている限り維持する。

【００３５】 この状態では、接点バネブロック３０の接極子６の端部６Ａ側に配置された可 動接点３１Ｂはボデイブロック１０の固定接点１２Ａから離れ、接極子６の端部 ６Ｂ側に配置された可動接点３１Ｂはボデイブロック１０の固定接点１３Ａに接 触し、その結果、ボディブロック１０の固定接点端子１２Ｂと共通接点端子１４ Ｂが電気的に絶縁され（ブレーク状態）、固定接点端子１３Ｂと共通接点端子１ ４Ｂが電気的に導通状態（メーク状態）を形成する。

【００３６】 この状態から、有極電磁石ブロック２０のコイル２Ａに印加した電源を除くと 、接極子６は反転し、最初の無励磁状態に戻り、ボディブロック１０の固定接点 端子１２Ｂと共通接点端子１４Ｂが電気的導通状態を形成する安定状態に復帰す る。

【００３７】 上記の回転支点型有極リレー５０はシングルステイブル型について説明したが 、既に説明したように有極電磁石ブロック２０の平板状継鉄４に、中心（回転軸 Ｘ）に対称な凹部４Ａのみを設けることにより、例えば無励磁状態ではボディブ ロック１０の固定接点端子１２Ｂと共通接点端子１４Ｂが電気的導通状態を形成 し、励磁状態では固定接点端子１３Ｂと共通接点端子１４Ｂが電気的に導通状態 を形成するととともに、この状態から無励磁状態にしても同じ状態を保つラッチ ング（双安定）型リレーを構成することもできる。

【００３８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る回転支点型有極電磁石は、平板状継鉄は全体 に極めて薄い絶縁被膜が形成されているため、平板状継鉄とコイルブロックとは 絶縁被膜を介して対向させることができ、コイルブロックと永久磁石との間の隙 間を小さくする。よって、回転支点型有極電磁石は、薄型化を極めて容易に達成 することができる。 本考案に係る回転支点型有極電磁石を組込んだ回転支点型有極リレーは、平板 状継鉄は全体に極めて薄い絶縁被膜が形成されているため、平板状継鉄とコイル ブロックとは絶縁被膜を介して対向させることができ、コイルブロックと永久磁 石との間の隙間を小さくする。よって、回転支点型有極リレーは、回転支点型有 極電磁石の薄型化に伴ってその薄型化を極めて容易に達成することができる。

【００３９】 本考案に係る回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有極リレ ーは、絶縁被膜をキシレン樹脂の蒸着塗装、またはフッ素樹脂のコーティングで 行なうので、絶縁被覆を非常に薄いものとすることができる。 また、本考案に係る回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有 極リレーは、接極子が永久磁石に接触する部分に凸部を設け、この凸部を支点と して接極子が回転運動するよう構成したため、安定した単安定動作を実現するこ とができる。 さらに、本考案に係る回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型 有極リレーは、対向する磁極間に圧入固定した前記平板状継鉄に凹部を形成し、 この凹部に矩形状永久磁石を配置したため、位置合せや調整が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る回転支点型有極電磁石の全体構成
図

【図２】同回転支点型有極電磁石の組立図

【図３】同回転支点型有極電磁石の断面図

【図４】回転支点型有極電磁石を組込んだ回転支点型有
極リレーの組立図

【図５】回転支点型有極電磁石を組込んだ回転支点型有
極リレーとそのカバーとの関係を示す全体構成図

【図６】従来の回転支点型有極電磁石の一例としてのシ
ングルステイブル型有極電磁石の断面図

【図７】従来のシングルステイブル型有極電磁石の動作
説明図

【符号の説明】

１…回転支点型有極電磁石、２…コイルイルブロック、
２Ａ…コイル、２Ｂ…鉄芯、２ａ，２ｂ，１１Ａ，１１
Ｂ…電源端子、３Ａ，３Ｂ…磁極、４…平板状継鉄、４
Ａ…凹部、４Ｂ…磁気抵抗調整部、５…矩形状永久磁
石、６…接極子、６Ａ，６Ｂ…端部、６Ｃ…凸部、１０
…ボディブロック、１２Ａ，１３Ａ…固定接点、１２
Ｂ，１３Ｂ…固定接点端子、１４…固着片、１４Ｂ…共
通端子、２０…有極電磁石ブロック、３０…接点バネブ
ロック、３１Ａ……接点バネ、３１Ｂ…可動接点、３１
Ｃ…固定部、４０…カバー、５０…回転支点型有極リレ
ー。

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コの字型の鉄芯にコイルが巻かれ且つ対
   向する両端が磁極を形成するコイルブロックと、前記対
   向する磁極間に圧入固定されて磁気バイパス回路を形成
   する平板状継鉄と、この平板状継鉄に設けられた凹部に
   装着されるとともに厚み方向に互いに異なる極性に磁化
   した永久磁石と、この永久磁石に接触し電磁石の作用に
   より回転運動して前記磁極に接触する接極子とを備えた
   回転支点型有極電磁石において、前記平板状継鉄は全体
   に極めて薄い絶縁被膜が形成されていることを特徴とす
   る回転支点型有極電磁石。
2. 【請求項２】 コの字型の鉄芯にコイルが巻かれ且つ対
   向する両端が磁極を形成するコイルブロックと、前記対
   向する磁極間に圧入固定されて磁気バイパス回路を形成
   する平板状継鉄と、この平板状継鉄に設けられた凹部に
   装着されるとともに厚み方向に互いに異なる極性に磁化
   した永久磁石とからなる有極電磁石を備えるとともに、
   前記永久磁石に接触し前記有極電磁石ブロックの電磁石
   作用により回転して前記磁極に接触する接極子と、可動
   接点とからなる接点バネブロックを備えた回転支点型有
   極リレーにおいて、前記平板状継鉄は全体に極めて薄い
   絶縁被膜が形成されていることを特徴とする回転支点型
   有極リレー。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の回転支点型有極電磁石
   または請求項２に記載の回転支点型有極リレーにおい
   て、前記絶縁被膜はキシレン樹脂が蒸着塗装され、また
   はフッ素樹脂がコーティングされることを特徴とする回
   転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有
   極リレー。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の回転支点型有極電磁石
   または請求項２に記載の回転支点型有極リレーにおい
   て、前記接極子は前記永久磁石に接触する部分に凸部を
   設け、この凸部を支点として前記接極子を回転運動させ
   ることを特徴とする回転支点型有極電磁石およびこれを
   組込んだ回転支点型有極リレー。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の回転支点型有極電磁石
   または請求項２に記載の回転支点型有極リレーにおい
   て、前記対向する磁極間に圧入固定した前記平板状継鉄
   に凹部を形成し、この凹部に矩形状永久磁石を配置した
   ことを特徴とする回転支点型有極電磁石およびこれを組
   込んだ回転支点型有極リレー。