JP3213412B2 - 有極リレー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁石ブロック上に接
極子ブロックを揺動自在に載置し、コイルの通電制御に
伴う接極子ブロックの揺動に応じて接点切換を行ういわ
ゆるバランスアマチュア構造の有極リレーに関し、接極
子ブロックの接点ばねに一体形成され接極子ブロックに
復帰力を付与するヒンジばね片の構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の有極リレーとしては、概略的に
は図７に示すように、略コ字状に形成された鉄心１に絶
縁状態でコイル３を巻装し、永久磁石４を鉄心１の両側
片１ａの先端間に介装し、鉄心１の磁極部としての両側
片１ａの上面に対向させて永久磁石４上に揺動自在に接
極子５を載置して構成したいわゆるバランスアマチュア
構造のものがある。この有極リレーでは、接極子５の下
面の中央に突条５ａを形成し、この突条５ａを揺動支点
として揺動自在としてある。また、永久磁石４は中央部
と両端部とを異極に着磁し、コイル３への通電を停止し
た状態においても永久磁石４の起磁力により接極子５の
一端と鉄心１の側片１ａの上面との接触状態を保持する
構造としてある。

【０００３】この種のバランスアマチュア構造の有極リ
レーの接極子ブロック１２の具体構造を図８（ａ）に示
す。接極子ブロック１２は、平板状の接極子５と、この
接極子５に一体に取り付けられた接点ばね６とで構成さ
れている。ここで、接極子５と接点ばね６とは合成樹脂
でモールドして一体成形してある（成形部１２ａ）。こ
の有極リレーの場合には２回路タイプであるので、接極
子５の両側に２本の接点ばね６を設けてある。

【０００４】上記夫々の接点ばね６の両端には可動接点
８が固着されている。そして、夫々の接点ばね６の接極
子５のセンター位置、つまりは接極子５の揺動支点とな
る突条５ａの形成位置に対応する位置から側方に略Ｔ字
状のヒンジばね片６ａ’を突設してある。このヒンジば
ね片６ａ’は先端部を電磁石ブロック１４に固着し、接
極子５が鉄心１の側片１ａの一方に吸着されたときに、
固着された先端部と接点ばね６からの延出基部との間に
生じるねじれにより、接極子５に復帰力を付与する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記有極リレーでは、
コイル３に正逆方向で通電を行うと、接極子５が鉄心１
のいずれかの側片１ａに吸着され、コイル３への通電を
停止しても、その吸着状態を保持するいわゆる双安定動
作を行うものである。ところで、この種の有極リレーと
しては双安定動作を行うもの以外に、コイル５への通電
を停止したときに、特定の鉄心１の側片１ａに接極子５
の一端が吸着する状態に復帰するいわゆる単安定動作を
行うものがある。このような単安定動作型のバランスア
マチュア構造の有極リレーは、従来より種々提案されて
いるが、いずれの場合にも大幅且つ複雑な構造の変更を
必要とするという問題があった。

【０００６】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、バランスアマチュア構造の有極リレーを比較的に
容易に単安定動作型とすることを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の有
極リレーは、両端部が磁極部となる鉄心と、鉄心に絶縁
状態で巻装されたコイルと、上記鉄心の磁極部間に配置
される永久磁石とからなる電磁石ブロックと、上記鉄心
の磁極部に両端部を対向させて永久磁石上に揺動自在に
載置される接極子と、接極子に一体的に取り付けられ接
極子と共に揺動する接点ばねとからなる接極子ブロック
とで構成され、接点ばねに固着された可動接点を、電磁
石ブロック側に配置される固定接点に、コイルの通電制
御に伴う接極子ブロックの揺動に応じて接離させて接点
切換を行い、電磁石ブロック側に先端部が固着されるヒ
ンジばね片を接点ばねに一体形成し、このヒンジばね片
で接点の閉成時に接極子ブロックに復帰力を付与する有
極リレーであって、接点ばねにおける揺動中心から接極
子ブロックの一端側にずれた延出位置から延出して、接
極子ブロックの他端側に延びる形状に、上記ヒンジばね
片を形成し、このヒンジばね片の先端部を接極子ブロッ
クの揺動支点位置に対応する電磁石ブロック上に固着
し、接点ばねの延出位置の部分とヒンジばね片の先端部
との間に接極子ブロックにおける電磁石ブロック側から
その反対側に立ち上がる立上げ部を形成して成ることを
特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１記載の有
極リレーにおいて、立上げ部は電磁石ブロック側に開口
するコ字状に形成されることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明は、上述のように接点ばねにおける揺動
中心から接極子ブロックの一端側にずれた延出位置から
延出して、接極子ブロックの他端側に延びる形状に、上
記ヒンジばね片を形成し、このヒンジばね片の先端部を
接極子ブロックの揺動支点位置に対応する電磁石ブロッ
ク上に固着することにより、接極子ブロックの揺動支点
の両側におけるばね負荷特性をアンバランスにし、ヒン
ジばね片の変更のみで、単安定動作型のバランスアマチ
ュア構造の有極リレーとすることを可能とする。また、
ヒンジばね片の延出位置を固着する先端部からずらすこ
とにより、延出位置の部分と先端部との間の長さを長く
することを可能とし、ばね特性を柔らかくする。さら
に、接点ばねの延出位置の部分とヒンジばね片の先端部
との間に接極子ブロックにおける電磁石ブロック側から
その反対側に立ち上がる立上げ部を形成することで、ヒ
ンジばね片にすべての方向において自由度を持たせ、衝
撃や振動によるヒンジばね片の変形を防止する。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例を図１乃至図６に基づいて
説明する。本実施例の有極リレーは、上述した従来の双
安定動作型のバランスアマチュア構造の有極リレーを基
にして形成されるものである。本実施例の有極リレー
は、図１に示すように、鉄心１、コイル３及び永久磁石
４からなる電磁石ブロック１４を端子７と共に合成樹脂
で一体にモールドしてブロック化してある。なお、この
ブロックを以下ボディブロック１１と呼ぶ。このボディ
ブロック１１上に接極子ブロック１２を載置した状態
で、カバー１３を被着して構成される。

【００１０】電磁石ブロック１４は、図３に示すよう
に、略コ字状の鉄心１をコイルボビン２にインサート成
形することで鉄心１にコイルボビン２を一体形成し、コ
イルボビン２の胴部２ｂにコイル３を巻装し、鉄心１の
両側片１ａ間に永久磁石４を介装して形成してある。こ
こで、鉄心１の磁極部となる両側片１ａの先端部は、コ
イルボビン２の鍔部２ａから露呈させてある。また、上
記永久磁石４は中央部と両端部とが異極に着磁されてい
る。

【００１１】上記コイルボビン２の夫々の鍔部２ａに
は、コイル３の両端を接続する接続片２１と、この接続
片２１と一体となった固定片２２とを植設してあり、鉄
心１の両側の上面からは位置決め突起２３を突設してあ
る。上記電磁石ブロック１４は、端子７と共に合成樹脂
でモールドして図１に示すボディブロック１１として一
体形成される。端子７としては、基端に固定接点９が形
成された固定接点端子７₁ と、基端に後述する接点ばね
６のヒンジばね片６ａが固着される固着片７ａが形成さ
れた共通接点端子７₂ と、コイル３に通電を行うコイル
端子７₃ とを備える。この有極リレーは２回路タイプで
あるので、電磁石ブロック１４の両側に、２本の固定接
点端子７₁ ，１本の共通接点端子７₂及び２本のコイル
端子７₃ が夫々植設される。

【００１２】上記端子７₁ 〜７₃ は板金を打抜くことに
より図５（ａ）に示す形で同時形成される。なお、この
ように端子７₁ 〜７₃ を打抜き形成した部材を以下の説
明ではフープ材１５と呼ぶ。このようにして打抜き形成
されたフープ材１５は図４に示す形で、電磁石ブロック
１４との位置合わせを行って、合成樹脂で一体にモール
ドされる。

【００１３】ところで、上述のようにボディブロック１
１を形成する場合、成形時に端子７に及ぶ成形圧で固定
接点９の位置が変動する恐れがある。そこで、固定接点
９部を強固に保持した状態でボディブロック１１を成形
する必要がある。従来ではこの固定接点９部の位置決め
のために、固定接点９部を金型で直接に位置決めしてい
た。しかし、本実施例のように電磁石ブロック１４と端
子７とを一体に合成樹脂でモールドするいわゆる同時成
形加工を施す場合、電磁石ブロック１４を一体にモール
ドするので、固定接点９部を保持するために金型を入れ
るスペースを設けることができない。

【００１４】そこで、本実施例では、上記電磁石ブロッ
ク１４と端子７とを合成樹脂でモールドする際に、コイ
ルボビン２の鍔部２ａに形成した位置決め突起２３上に
固定接点端子７₁ の固定接点９が形成された基部を載置
し、金型で鍔部２ａを介して固定接点９が形成された基
部を挟んで保持する。このようにすれば、成形圧で固定
接点９の位置が変動することがない。

【００１５】なお、共通接点端子７₂ は従来のように金
型で位置決めすればよく、この共通接点端子７₂ の基部
の上面はボディブロック１１の上面から露呈させるよう
にしてモールドされる。また、この種の有極リレーは小
型であることが要望されるものである。そこで、本実施
例の有極リレーでは、コイル端子７₃ とコイル３との接
続位置を固定接点の下方としてある。コイル端子７₃ は
その基部がコイルボビン２の鍔部２ａに植設された固定
片２２に溶接により連結される。そこで、固定片２２を
鍔部２ａの上下方向における中央部に設けて、電磁石ブ
ロック１４の長手方向に沿う方向での長さが短くなるよ
うにしてある。なお、固定片２２を固定接点９の下方に
離間して設けてあるため、固定片２２とコイル端子７₃
との溶着部と、固定接点９との位置を離して、絶縁距離
は従来同様に確保される。

【００１６】ここで、フープ材１５を電磁石ブロック１
４とモールドする際に、コイル端子７₃ の位置を上下に
ずらすため、フープ材１５を図５（ａ）に示すように打
抜き加工した後に、同図（ｂ）に示すように曲げ加工を
施す。これにより、コイル端子７₃ の上下方向における
位置を他の端子７₁ ，７₂ と異ならせてある。上述のよ
うにして端子７₁ 〜７₃ を電磁石ブロック１４と共にモ
ールドした後には、フープ材１５の各端子７₁ 〜７₃ が
一体的に連結された部分を切り離し、夫々の端子７の成
形部から露呈する部分を下方に折り曲げ、図１に示す形
にボディブロック１１を形成する。

【００１７】このように鉄心１、永久磁石４及び固定接
点９をボディブロック１１として一体に形成すると、後
述する接極子ブロック１２が揺動自在に載置される揺動
面、鉄心１の両側片１ａの上面である磁極面、及び固定
接点９の位置精度を高くすることができる。つまり、各
部材を個別に組み付けて形成する場合には、夫々の部材
の組付状態のばらつきで、上記揺動面、磁極面及び固定
接点９の位置にばらつきを生じる。しかし、本実施例の
ようにボディブロック１１として一体成形すれば、揺動
面、磁極面及び固定接点９の位置精度を容易に高くする
ことができる。従って、製品の品質が安定する。

【００１８】接極子ブロック１２は、図２に示すよう
に、平板状の接極子５と、この接極子５に一体に取り付
けられた接点ばね６とで構成され、基本的には従来の接
極子ブロックと同様の構造になっている。つまり、接極
子５と接点ばね６とは合成樹脂でモールドして一体成形
し、２回路タイプであるので、接極子５の両側に２本の
接点ばね６を設けてある。

【００１９】ここで、接極子５と接点ばね６とを合成樹
脂でモールドして接極子ブロック１２として一体成形す
ることで、成形部１２ａにより接極子５と接点ばね６と
を絶縁してある。このようにすれば、成形部１２ａで、
接極子５を介する接点ばね６とコイル３との間の絶縁距
離が実質的に短くなることを防止することができる。し
かも、本実施例の場合には、ボディブロック１１の成形
部材内にコイル３が埋設されるので、ボディブロック１
１の成形部材でも接点ばね６とコイル３との間の絶縁が
施され、このため入出力耐圧を充分に確保することが可
能となる。

【００２０】上記接点ばね６の両端には夫々可動接点８
が固着され、中央部の一側部からヒンジばね片６ａを突
設してある。ヒンジばね片６ａは上記共通接点端子７₂
の固着片７ａに固着され、これにより接点ばね６が共通
接点端子７₂ に電気的に接続される。以下、本実施例の
特徴とするヒンジばね片６ａの構造について説明する。
本実施例の有極リレーでは、図２に示すように、上記ヒ
ンジばね片６ａの接点ばね６からの延出部の基部を、接
極子ブロック１２のセンター位置、つまりは接極子５の
揺動支点としての突条５ａの形成位置からずらせた位置
から延出してある。そして、ヒンジばね片６ａの先端を
接極子ブロック１２のセンター位置で共通接点端子７₂
の固着片７ａに固着してある。

【００２１】このようにヒンジばね片６ａの接点ばね６
からの延出位置を接極子ブロック１２のセンター位置か
らずらすと、接極子ブロック１２の揺動支点の両側のば
ね負荷をアンバランスとすることができ、ヒンジばね片
６ａのばね力を、永久磁石４による接極子５を鉄心１の
磁極面に吸着させる起磁力よりも大きくすれば、永久磁
石４による接極子５と鉄心１の磁極面との間の吸着力に
抗して接極子５を一定状態に復帰回動させることができ
る。従って、有極リレーが単安定動作する。

【００２２】つまり、図２におけるヒンジばね片６ａの
接点ばね６からの延出位置を接極子ブロック１２のセン
ター位置からずらした側でのヒンジばね片６ａによる復
帰力が強くなるため、接極子ブロック１２のこの方向が
ノーマリオープン（ＮＯ）側となり、逆側がノーマリク
ローズ（ＮＣ）側となる。ところで、従来の双安定動作
型のもののように、ヒンジばね片６ａ’を接極子ブロッ
ク１２の揺動支点位置から延出し、且つＴ字状とする
と、ヒンジばね片６ａ’の延出部と固着部との間の長さ
を長くできず、このためばね特性が固くなり、衝撃や振
動に対して弱くなるという問題があった。

【００２３】つまり、この種の有極リレーは小型なもの
であり、限られたスペース内に各構成部材を収める必要
があるから、ヒンジばね片６ａ’の延出部と固着部との
間の長さを長くできない。このため、ばね特性が固くな
り、図８（ａ）中に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向におけるヒンジ
ばね片６ａ’の自由度がないことになる。よって、衝撃
や振動に対して弱くなる。従って、ヒンジばね片６ａ’
が容易に変形し、接極子ブロック１２の回動中心がずれ
て特性変化を生じる。

【００２４】また、このようにヒンジばね片６ａ’に変
形を生じると、接極子ブロック１２の揺動支点に浮きが
生じ、この状態で外部から振動が加わると、接極子ブロ
ック１２が振動し、その振動が接点に伝わり、接点溶着
（スティッキング）を起こすという問題もある。これに
対して、本実施例の有極リレーのようにヒンジばね片６
ａの接点ばね６からの延出位置を揺動支点からずらす構
造とであると、ヒンジばね片６ａの延出部の基部と固着
部との間の長さを長くでき、Ｚ軸方向での自由度が取
れ、ばね特性を柔らかくできる。従って、衝撃や振動に
よりヒンジばね片６ａが変形を起こす恐れはなくなる。

【００２５】しかし、図８（ｂ）のヒンジばね片６ａ”
のように延出位置をセンター位置からずらすだけである
と、Ｚ方向における自由度は取れるものの、Ｘ，Ｙ方向
における自由度はない。このため、衝撃や振動により
Ｘ，Ｙ方向におけるヒンジばね片６ａの変形により特性
変化を来す問題は残る。そこで、本実施例のヒンジばね
片６ａには、接点ばね６からの延出基部と固着部との間
に、下方に開口するコ字状の立上げ部６ｂを、接極子ブ
ロック１２の略揺動方向に沿う方向、つまりは上下方向
に立上げ形成してある。

【００２６】このように立上げ部６ｂを形成すれば、ヒ
ンジばね片６ａの延出部の基部と固着部との間の長さを
さらに長くできる。また、立上げ片６ｂの両縦片部の接
極子ブロック１２の両端方向での撓みにより、Ｘ方向に
おける自由度を持たせることができ、且つ立上げ片６ｂ
の下部の開口幅が伸縮する撓みにより、Ｙ方向における
自由度も持たせることができる。このため、ヒンジばね
片６ａにすべての方向において自由度を持たせることが
でき、衝撃や振動によるヒンジばね片６ａの変形を生じ
ない。このため、特性変化を防止できる。

【００２７】上記接極子ブロック１２をボディブロック
１１の永久磁石４上に載置して、図１に示すカバー１３
を被嵌する。このカバー１３は下面が開口する箱状であ
り、上面の１コーナ部に内部を封止するための封止部１
３ａを形成してある。本実施例の有極リレーの組立後の
構造を図６に示す。上記実施例の有極リレーの動作につ
いて簡単に説明する。この有極リレーでは、コイル３へ
の通電が停止されている定常時には、永久磁石４の起磁
力でヒンジばね片６ａの延出位置をずらせた側と反対側
の接極子５の端部が鉄心１の磁極面に吸着された状態に
なっている。

【００２８】いま、接極子５が吸着されていない側の端
部が鉄心１の磁極面に吸着されるようにコイル３に通電
を行うと、接極子５の上記端部が鉄心１に吸引され、接
極子ブロック１２が揺動して接極子５が鉄心１の側片１
ａに吸着される。この際、接点ばね６の一端側の可動接
点８が固定接点９に接触する。この状態はコイル３に通
電を行っている間保持される。

【００２９】そして、コイル３への通電を停止すると、
ヒンジばね片６ａのばね力で、永久磁石４による接極子
５と鉄心１の磁極面との間の吸着力に抗して接極子５を
一定状態に復帰回動させる。本実施例によれば、接点ば
ね６を双安定型の有極リレーと変えるだけで容易に単安
定型の有極リレーを製造することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上述のように、接点ばねにおけ
る揺動中心から接極子ブロックの一端側にずれた延出位
置から延出して、接極子ブロックの他端側に延びる形状
に、上記ヒンジばね片を形成し、このヒンジばね片の先
端部を接極子ブロックの揺動支点位置に対応する電磁石
ブロック上に固着してあるので、接極子ブロックの揺動
支点の両側におけるばね負荷特性をアンバランスにし、
ヒンジばね片の変更のみで、単安定動作型のバランスア
マチュア構造の有極リレーとすることができる。また、
ヒンジばね片の延出位置を固着する先端部からずらして
あるので、延出位置の部分と先端部との間の長さを長く
することができ、ばね特性を柔らかくすることができ、
さらに接点ばねの延出位置の部分とヒンジばね片の先端
部との間に接極子ブロックにおける電磁石ブロック側か
らその反対側に立ち上がる立上げ部を形成してあるの
で、ヒンジばね片にすべての方向において自由度を持た
せて、衝撃や振動によるヒンジばね片の変形を起こしに
くくでき、ヒンジばね片の変形により特性が変化するこ
とを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す分解斜視図であ
る。

【図２】同上の接極子ブロックの平面図である。

【図３】電磁石ブロックの一部を破断した斜視図であ
る。

【図４】電磁石ブロックと端子との一体成形方法を示す
説明図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は端子が一体形成されたフープ
材の加工方法の説明図である。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は組立後の有極リレーの横断面
図、縦断面図、同図（ａ）中のＡ−Ｂ線断面図、同図
（ａ）中のＣ−Ｄ線断面図である。

【図７】バランスアマチュア構造の有極リレーの概略構
成図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は夫々変形を起こす恐れのある
ヒンジばね片を備える接極子ブロックの平面図である。

【符号の説明】

１ 鉄心 １ａ 側片 ３ コイル ４ 永久磁石 ５ 接極子 ６ 接点ばね ６ａ ヒンジばね片 ６ｂ 立上げ部 ８ 可動接点 ９ 固定接点 １１ ボディブロック １２ 接極子ブロック １４ 電磁石ブロック

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−162897（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−298996（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−174689（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 50/04 H01H 50/06 H01H 50/16 H01H 50/18 H01H 51/22 H01H 51/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端部が磁極部となる鉄心と、鉄心に絶
   縁状態で巻装されたコイルと、上記鉄心の磁極部間に配
   置される永久磁石とからなる電磁石ブロックと、上記鉄
   心の磁極部に両端部を対向させて永久磁石上に揺動自在
   に載置される接極子と、接極子に一体的に取り付けられ
   接極子と共に揺動する接点ばねとからなる接極子ブロッ
   クとで構成され、接点ばねに固着された可動接点を、電
   磁石ブロック側に配置される固定接点に、コイルの通電
   制御に伴う接極子ブロックの揺動に応じて接離させて接
   点切換を行い、電磁石ブロック側に先端部が固着される
   ヒンジばね片を接点ばねに一体形成し、このヒンジばね
   片で接点の閉成時に接極子ブロックに復帰力を付与する
   有極リレーであって、接点ばねにおける揺動中心から接
   極子ブロックの一端側にずれた延出位置から延出して、
   接極子ブロックの他端側に延びる形状に、上記ヒンジば
   ね片を形成し、このヒンジばね片の先端部を接極子ブロ
   ックの揺動支点位置に対応する電磁石ブロック上に固着
   し、接点ばねの延出位置の部分とヒンジばね片の先端部
   との間に接極子ブロックにおける電磁石ブロック側から
   その反対側に立ち上がる立上げ部を形成して成ることを
   特徴とする有極リレー。
2. 【請求項２】 立上げ部は電磁石ブロック側に開口する
   コ字状に形成されることを特徴とする請求項１記載の有
   極リレー。