JP4462536B2 - リレー - Google Patents

Description

本発明は、コイルボビン、このコイルボビンを貫通するコア、及びヨークを有するリレーに関する。

上記構成のリレーは、例えば特許文献１ないし４で公知である。
欧州特許出願公開第２０２６５１号明細書 欧州特許第３６３１７６号明細書 欧州特許第６９１６６７号明細書 独国特許第４２３２２２８号明細書

これらのリレーにおいて、コイルボビン、コア及びヨークは、コイルが励磁すなわち電圧を印加されると、切換え工程を誘起する磁石システムを形成する。切換え工程の間、励磁されたコイルは、アーマチュアを駆動する切換え磁力を発生する。アーマチュアの移動がばねコンタクトに伝達されることにより、ばねコンタクトは１個以上の固定コンタクトと電気的に接触したり開離したりする。

上記公知文献のリレーの欠点は、コンパクトな構造で十分な切換え力を提供することが困難であることである。

従って、本発明は、小型でありながら大きな切換え力が得られるスイッチングリレーを提供することを目的とする。

本発明の上記及び他の目的は、コイルボビンに囲まれたコアの中央領域よりもヨークへの移行領域で大きな断面積を有するコアを具備する本発明の一実施形態に従ったリレーにより達成される。

本発明による解決策は、構造の点では簡単であり、一定の高切換え力を有するリレーの全体構造を小さくする。

本発明の典型的実施形態によれば、コイルボビンに囲まれたコアの中央領域は断面積が小さく、付加的なコイル巻線用の空間を提供するので、コイルはより大きな磁力を発生することができる。ヨーク及びコア間の移行領域において、他方で断面積が大きくなるように形成されるので、コアからヨークへより大きな磁束を伝達することができる。コア及びヨーク間の移行領域での断面積の増大、並びにコイルボビン用の断面積の減少及び巻線空間の増大は、より大きな切換え力が発生すると、最適に互いに補完する。

以下、添付図面及び種々の実施形態を参照して本発明を説明する。個々の実施形態における種々の特徴は、本明細書では互いに独立して結合可能である。

リレーの全体構造を最初に図１を参照して説明する。

リレー１は、コイルボビン２上に巻かれたコイル（図１では図示せず）、ヨーク３、コイルボビン２を貫通するコア（図１では図示せず）を具備する。ヨーク３は、作動空隙５に隣接する磁極面４で終端する。他の形状において、磁極面４はコア上に形成することもできる。

作動空隙５は、磁極面４及び可動アーマチュア６間に配置される。アーマチュア６は、コイルボビン２に沿って案内された連結部材７を介して移動を伝達するようにばねコンタクト８に連結される。このため、アーマチュア６の移動は、ばねコンタクト８を必然的に移動させる。

ばねコンタクト８は、ばねコンタクト８の移動方向に沿って互いに所定距離離間して配置された２個の固定コンタクト９，１０間に配置される。ここで、ばねコンタクト８は、好適には２個の固定コンタクト９，１０の一方にのみ接触することができる。ばねコンタクト８は、力が加わっていない状態では固定コンタクトの一方、例えばコンタクト１０に当接して休止するように、従来と同様に付勢される。

励磁電流がコイルを通過すると、アーマチュア６を吸引して作動空隙を小さくさせる磁力は磁極面４に生成される。この結果、アーマチュア６はその休止位置から移動する。この移動は、連結部材７を介してばねコンタクト８に伝達される。続いてばねコンタクト８も、その休止位置から移動し、コンタクト９に押圧される。

ばねコンタクト８及び固定コンタクト９，１０には、リレーの外側に延びるコンタクトピン１１，１３，１２がそれぞれ設けられる。コンタクトピン１１，１２，１３は、それぞれ対で存在する。

コンタクト１１，１２，１３は、ばねコンタクト８の位置の関数として、開状態及び閉状態であるコンタクト対１１，１３及び１１，１２を形成する。例えば、図１に示されるばねコンタクト８の典型的な休止位置においては、コンタクト１１，１２が、ばねコンタクト８及び固定コンタクト１０を介して互いに電気接続される。

固定コンタクト９，１０及びばねコンタクト８において接点を規定するために、接点すなわち突起１４，１５，１６は、コンタクト９，１０及びばねコンタクト８の一方又は双方に設けられる。

図２は、コイルを貫通するコア１７及びヨーク３を有するコイルボビン２の一実施形態を示し、磁極面４に対して斜めの方向から見た図である。

明瞭化のために、コイルボビン２の凹部１８に保持され、コイルボビン２の周りに巻かれ、コイルボビン２の軸方向に沿って延びるコイルは、図２において省略されている。

図２に示されるように、コア１７は、分割面２６（図３参照）に沿って互いに当接して配置され、コイルの巻き方向に対して横方向に延びる２個のコア部材１９，２０を具備する。

コア１７は、その縦方向にコイルボビン２から突出する。

図３は、コイルボビン２が除かれた状態の図２のヨーク３及びコア１７を示す。

一方のコア部材２０はヨーク３と一体に形成されているが、他方のコア部材１９はヨーク３及びコア２０に当接するのが理解できる。２個のコア部材１９，２０はアーマチュアに向かって互いに同一平面で終端し、磁極面４として使用できるほぼ平坦端面２１を形成する。

典型的実施形態において、コア部材２０は、ヨーク３と一体であり、断面がほぼ一様の矩形であり、突起もアンダカットも有していない。

他方のコア部材１９には、コイルの縦方向Ｌに沿った各端面に断面積拡大部２２，２３が設けられる。断面積拡大部２２，２３は、コイルボビン２の端部に係合可能である。

コイルボビン２に囲まれたコア１７の中央領域において、コアの断面は、コイルボビンの縦方向に配置された２つの端部領域に対して小さくなっている。この結果、コイル用の付加的な巻線空間として使用できる凹部２５がコア１７に形成されるので、コイルは、より多くの巻線数及びより高い巻線密度の一方又は双方を有することになる。

（磁極面４がヨークにより形成されているため）コア１７がリレー１の作動空隙５に隣接していない場合、結果としてコアからアーマチュアへの磁束に影響を与えるものの、断面積拡大部２３は無くすことが可能である。もちろん、ヨーク３により形成された磁極面４も断面積拡大部を有することができる。

図３にも示されるように、２個のコア部材１９，２０間の分割面２６は、ヨーク３に対して平行にコイルの縦方向Ｌに沿って延びる。分割面２６において互いの頂上に位置する面及び断面積拡大部２２及びヨーク３間の当接面２７は、可能な限り平坦で滑らかになるように形成される。この結果、移行領域における空隙及び磁束損失は、最小となるか無くなる。

図４ないし図６は、コア部材１９の別の実施形態を示す。これらのコア部材１９の全てにおいて、縦方向に位置する２端部２２，２３における断面積は、縦方向Ｌに対して直交する断面平面内で拡大されている。

断面平面の一つは中央領域において断面平面Ｑ１として、もう一つは端部領域において断面平面Ｑ２として、図４に示される。断面平面Ｑ２におけるコア部材１９の面積は、断面平面Ｑ１における面積よりも大きい。

図４のコア部材１９は、一部材から経済的に製造され、曲げ端部２２，２３を具備する。曲げ部２９の近傍でコア部材１９の全幅にわたって延びる凹部２８を設けることにより、曲げ加工を容易にする。

図５は、並んで配置された複数の部材１９ａ，１９ｂ…から構成されたコア部材１９を示す。並んで且つ好適には接触して配置されたコア部材１９ａ，１９ｂ…の数は変更可能である。図５は、並んで配置された４個の部材を単に例示として示すものである。個々のコア部材１９ａ，１９ｂ…の断面積又は輪郭は、縦方向Ｌに位置する平面内で同一である。図５の実施形態のコア部材１９を容易に取り扱うことができるようにするために、コア部材１９ａ，１９ｂ…は、例えば接着、半田付け又は溶接により、互いに結合されて一部材にしてもよい。

図６の実施形態において、コア部材１９は金属材料製の打抜き加工された部品である。ここで、２つの断面積拡大部２２，２３は、コイルの縦方向Ｌに斜めに延びる押圧傾斜部の形態で形成される。或いは、斜めの傾斜部を有するコア部材１９を射出成形で製造してもよい。

図７は、コア１７及びヨーク３が省略されたコイルボビン２を示す。コイルボビン２は、コイルの縦方向Ｌに沿って延びて両端で開口する通路３０を有する。

コイルの凹部１８とほぼ一致する、コイルボビン２の中央領域３１において、内部断面は、付加コイル巻線用の空間を形成するために通路３０の縦方向Ｌに直交する平面内で小さくなっている。通路３０は、コイルボビン２の２端部に向かって位置する領域３２で広がっている。領域３２の形状は各断面積拡大部２２，２３の形状に適合するので、コア部材１９の断面積拡大部２２，２３を通路３０内に受容可能である。通路３０の断面は最も小さい点で寸法が設定されているので、依然として通路３０を通ってコア部材１９の断面積拡大部２２，２３を押圧可能である。挿入された状態において、断面積拡大部２２，２３はコイルボビン２の背後に係合するので、コイル部材１９は、コイルボビンによりほぼ変位不能に保持される。

図８に示されるように、図７のコイルボビン２が矢印VIIIから見て図示され、通路３０の断面積拡大部は、例えば一端でコアとコイルボビン２の同一面取付け及び他端でコア１７の突出を可能にするために、２つの開放端部で異なった形状にすることができる。

断面積拡大部２２，２３を有するコア部材１９が通路３０内に挿入されると、断面積拡大部２２，２３は、コイルボビン２を貫通し且つほぼ一定の内部幅の自由空間３３及び拡大領域３２内に受容される。次に、他方のコア部材２０が自由空間３３内に挿入可能である。断面積拡大部２２，２３により保持されると、他方のコア部材２０が挿入されている限り、コア部材１９は通路３０から最早除去することができない。コアは、コア部材２０の圧入によりコイル部材内に固く保持可能である。この目的のためにコア部材２０の断面は、自由空間３３の断面よりもやや大きい。

本発明に従ったリレーの組立工程を、以下で簡単に説明する。

最初に、少なくとも一方の断面積拡大部２２，２３を設けられたコア部材１９が、コイルボビン２の通路３０内に挿入される。断面積拡大部２２，２３が通路３０の拡大領域３２内に受容されると、他方のコア部材２０が自由空間３３内に挿入可能である。

断面積拡大部２２，２３がヨーク３又は別体のコア部材１９と一部品で形成されるか否かに依存して、ヨーク３又はコア部材１９が最初に通路３０内に配置される。次に、ほぼ一様な矩形断面を有するコア部材２０が挿入される。

本発明の一実施形態に従ったリレーを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に従ったリレーのコイルボビン、コア及びヨークを示す斜視図である。 図２の実施形態のコア及びヨークを示す斜視図である。 本発明に従ったリレー用の典型的なコア部材を示す斜視図である。 本発明に従ったリレー用の別の典型的なコア部材を示す斜視図である。 本発明に従ったリレー用のさらに別の典型的なコア部材を示す斜視図である。 本発明に従ったリレー用の典型的なコイルボビンを示す斜視図である。 図７のコイルボビンを矢印VIIIの方向から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に従った、コア部材が挿入された典型的コイルボビンを示す斜視図である。

符号の説明

１ リレー
２ コイルボビン
３ ヨーク
４ 磁極面
１７ コア
１９，１９ａ，１９ｂ，２０ コア部材
２１ 端面
２２，２３ 断面積拡大部
３１ 中央領域
Ｑ１，Ｑ２ 断面積

Claims (11)

1. コイルボビン、該コイルボビンを貫通するコア、及び前記コイルボビンの外側に前記コアに沿って配置されると共に前記コアに連続するヨークを具備し、前記コイルボビン上に巻かれたコイルが励磁されることにより切換え力が発生するリレーにおいて、
   前記コアは、その断面積が、前記コイルボビンに囲まれた前記コアの中央領域よりも、前記コアの両端部領域でより大きくなっており、
   該両端部領域は、前記コアの端部に向かうにつれて断面積が大きくなるように前記ヨーク側に傾斜していることを特徴とするリレー。
2. 前記コアは、少なくとも２個のコア部材から形成されていることを特徴とする請求項１記載のリレー。
3. 一様でない断面積を有するコア部材が、前記コイルボビン内に挿入可能になるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のリレー。
4. コア部材が、アンダカットを有しないように形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載のリレー。
5. 前記ヨークは、コア部材の一つと共に一部品に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項記載のリレー。
6. 前記ヨークに一部品で形成されたコア部材は、ほぼ一様の矩形断面を有することを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項記載のリレー。
7. 前記ヨークと一体のコア部材は、別のコア部材が前記コイルボビン内に存在した状態で、前記コイルボビン内に挿入可能になるように形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項記載のリレー。
8. 少なくとも２個のコア部材が設けられ、
   前記コア部材の断面積は、前記ヨークに向かって大きくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか１項記載のリレー。
9. 少なくとも２個のコア部材が設けられ、
   前記コア部材の断面積は、磁極面に向かって大きくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のうちいずれか１項記載のリレー。
10. 少なくとも１個のコア部材が前記ヨークに接することを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか１項記載のリレー。
11. 少なくとも一つの断面積拡大部が、前記コイルボビンと係合することを特徴とする請求項１ないし１０のうちいずれか１項記載のリレー。

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