JP5004282B2 - リレー - Google Patents

Description

本発明は、ベース板を画定するベースと、ベース上に配置され、アーマチュア、ベースに対して直交して又は平行に配置された可動ばねコンタクト及び固定ばねコンタクトを具備する単安定又は双安定磁石システムとを有するリレーに関する。ここで、可動ばねコンタクトは、固定ばねコンタクトと、ベース板に対してほぼ水平又は垂直に移動できるスライダとの間に配置されていると共に、可動ばねコンタクトに作用するスライダを介してアーマチュアに積極的に接続されている。

ベース板と平行に配置されると共にアーマチュアの運動をリレーのコンタクトシステムに伝達するスライダを有するこの種の（単安定）リレーは、例えば特許文献１で公知である。この公知のリレーにおいて、アーマチュアはアーマチュア突起を介してスライダの凹部に係止するので、アーマチュア板の閉成又は開放の運動は、スライダの前後方向の水平移動に直接変換される。従来、スライダはほぼ矩形板の形態であり、アーマチュアは一狭側領域に配置され、コンタクトシステムは反対側の狭側領域に配置されている。単安定リレーにおいて、コンタクトシステムは、最も簡単な場合、1対のばねコンタクトすなわち、アーマチュアが閉まる際にスライダから固定ばねコンタクトの方へ移動する可動ばねコンタクトからなる。磁石システムが励磁されていない状態では、スライダは、例えばアーマチュアばねの復元力により、或いは双安定リレーにおいてはコイルの反励磁により、休止位置へ引っ張られる。可動ばねコンタクトに固有の復元力は可動ばねを固定ばねコンタクトから分離させ、可動ばねコンタクトはその休止位置へ迅速に戻る。

例えば特許文献２及び特許文献３で公知であるようなＨ形アーマチュアを具備する双安定リレー又は磁石システムは、一般的に公知の単安定リレー又は磁石システムとは対照的に、磁石システムの極性を反転させることにより、２つの安定した切替え位置を行ったり来たりする。このタイプの磁石システムは切替えの両方向で力を与えるので、閉成時のみならず開放時にもリレーのばねコンタクトに力が印加される。これは、リレーの耐用年数の間に生ずる溶着部の引き裂きに関連して特に有利である。

単安定リレーにおいて、可動ばねコンタクトが固定ばねコンタクトに比較的頻繁に溶着する場合、スライダは（アーマチュアばねの力の結果として）休止位置に戻るが、可動ばねコンタクトは固定ばねコンタクトに溶着したままであるので、リレーは正常に機能しない。

スライダを有する市販されているリレーの場合、開状態で溶着部を引き裂くために、ベースから離れた可動ばねコンタクトの端部をスライダのスロット内に固定して囲むことが知られている。図１は、リレーのベース４のベース板により区画されたベース平面１に対して水平に移動可能な作動スライダ２を示す。ベース平面１から離れた可動ばねコンタクト３の端部は、スライダ２のスロット凹部５内で固定して囲まれる。溶着の際、単安定リレーの場合は、磁石システムが一旦開状態になると、アーマチュアばね（図示せず）の復元力が可動ばねコンタクト３に印加されるという結果になる。アーマチュアばね、スライダ及びアーマチュア６が可動ばねコンタクト３に全て固定接続されると、開状態にする目的のために、溶着部を引き裂くと共に固定ばねコンタクト１１から可動ばねコンタクト３を開かせるには多くの場合不十分な、一様で比較的小さいアーマチュア復元力が利用できるのみである。この状況は双安定磁石システムの場合でも問題である。というのは、アーマチュアが固定され、公知であるようにアーマチュア引き締め移動の端部のみの方へ相当の開離力が印加される領域に入らない。
欧州特許出願公開第１２４４１２７号明細書 独国特許第１９７１５２６１号明細書 独国実用新案第９３２０６９６号明細書 独国特許第３０００６８１号明細書

本発明は、固定ばねコンタクトへの可動ばねコンタクトの溶着がリレーの作動の際に引き裂かれるように最初に述べたタイプのリレーを開発することを目的とする。

本発明によれば、上記目的は請求項１に従ったリレーにより達成される。付加請求項は、本発明の利点のある実施形態及び発展形を開示する。

本発明によれば、溶着したコンタクト同士を開離するための少なくとも１個のコンタクト開離要素がスライダに一体化され、これを用いて、スライダが固定ばねコンタクトに面する側に可動ばねコンタクトに係止し、磁石システムが開く際、磁石システムが完全に開状態になる直前にコンタクト開離要素が溶着可動ばねコンタクトを叩くように、スライダが固定ばねコンタクトに接近配置される際に間隔が形成される。

本発明は、スライダ及びアーマチュアの復元力エネルギーにより溶着部が引き裂かれるという技術思想に基づいている。可動ばねコンタクトに印加される可能な引き裂き力すなわちエネルギーを最大にするために、コンタクト開離要素と、固定ばねコンタクトに面する可動ばねコンタクトの端面との間の距離（間隙）は、溶着にもかかわらずスライダ／磁石システムを殆ど完全に開離させ、この後にのみ可動コンタクトから浮いた状態にすることを可能にするのには十分に大きくなければならない。開離移動の間、溶着した可動ばねコンタクトへのこのスライダ／アーマチュアの遅延動作の結果、反動部のエネルギー、又は双安定リレーの場合はアーマチュア引き締め移動の端部の完全開離力は、溶着部を引き裂くために十分に利用可能である。

本発明の一実施形態によれば、コンタクト同士は、ベース平面に対して直交して立つようにベースに固定され、ベース平面と平行に移動可能であるスライダ上に構成されたコンタクト開離要素はベース平面から離れた可動ばねコンタクトの端部を介して上から係合するフックの形態であるという利点がある。

「平行」スライダにも関連する特定の好適な一実施形態によれば、コンタクト開離要素は、可動ばねコンタクトの凹部を通って案内されると共に凹部上に配置される可動ばねコンタクトの一部に係止するフックの形態である。この場合、特にリレーの組立体に関して、コンタクト開離要素が、可動ばねコンタクト内で横方向に配置された凹部を通ってそれぞれ案内された２個のフックにより形成されると有利である。

別の一実施形態において、ベース平面に直交して延びると共にベース平面から離れた可動ばねコンタクトの端部を囲む凹部が平行スライダ内に設けられる。コンタクト開離要素は、固定ばねコンタクトに面する凹部の一縁により形成される。再度、重要なことは、縁及び可動ばねコンタクト間に十分な間隙があることである。

別の一実施形態によれば、本発明は、コンタクト同士がベース平面と平行に配置されるようにベース内に固定されるリレーにも使用することができる。この場合、ベース平面に対して直交して移動可能であるスライダとして構成されたコンタクト開離要素は、可動ばねコンタクトの凹部を通って案内されると共に、凹部の周囲に配置された可動ばねコンタクトの自由端の一部に係止するフックの形態である。この実施形態も、アーマチュアがアーマチュア戻りばねを有していないリレーにも使用できるという利点がある。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図２は、Ｈ形アーマチュア６を有する、本発明に従った双安定リレーの第１実施形態を示す。図２に示されるリレーは、接続側に向かって平坦であって電気端子７，８が延びるベース平面を区画するベース側面を有する絶縁材料製のベース４を有する。ベース４は磁石システムを受容する平坦な飼い葉桶状の凹部を有するのに対し、立ち上がった側壁９及び任意の横壁１０を具備する残余部は、例えば個々のコンタクト担持室に分割できる。図示の実施形態において構成が非常に簡単であるリレーコンタクトシステムは、可動ばねコンタクト３及び固定ばねコンタクト１１からなる。可動ばねコンタクト３は水平方向に撓むことができ、ベース平面１と平行に配置された櫛状スライダ２により移動可能である。可動ばねコンタクト３及び固定ばねコンタクト１１とは反対側の端部に、スライダ２はアーマチュア突起受容凹部１２を有する。この凹部１２には、コイルから離れたアーマチュアプレート１３と一体のアーマチュア突起１４（図３参照）が係止する。Ｈ形アーマチュア６の軸受１５はベース４の支持点で両側に実装され、回転移動はヨーク脚１６，１７（図７参照）の自由端が当たることにより境界が定められるが、Ｈ形アーマチュア６が支持点の回りを回転することを可能にする。

図３は、切替えの開位置の磁石システム及びリレーを示す。磁石システムの極性が反転すると、Ｈ形アーマチュア６は閉じて、アーマチュア突起１４はスライダ２に直接伝達される左に向かったほぼ水平方向に移動し、スライダ２から可動ばねコンタクト３への移動は、固定ばねコンタクト１１と可動ばねコンタクト３の切替えを閉位置にする。本発明に従ったリレーはまた、例えば独国特許出願公開第１９８４７８３１号明細書に記載されたより複雑なシステムで構成されてもよい。特に、別のコンタクトに過ぎない休止コンタクト（図示せず）も設けることができるので、固定ばねコンタクトリレーを具備する図示の実施形態と対照的に、転換（changeover）リレーを製造することを可能にする。

Ｈ形アーマチュア６（図７参照）は、互いに平行に配列されると共に代表的なＨ形断面が形成されるように間に配置される永久磁石により公知の方法で結合された２個のアーマチュア板１３，１８からなる。その中央領域において、Ｈ形アーマチュア６は、図７に見えるプラスチック材料製の被覆１９を具備することができる。ここで、軸受１５も両側に一体形成することができる。２枚のアーマチュア板１３，１８が反対側のヨーク脚１６，１７の自由端の両側の空隙を越えて延びるので、極性がコイルの極性に依存する永久磁石とヨーク脚１６，１７の極面との協働は、コイルの極性の第１状態に対応するＨ形アーマチュア６の第１切替え位置では、コイルに近接するアーマチュア板１８の上端がヨーク脚１６を叩くと同時にコイルから離れたアーマチュア板１３の下端がヨーク脚１７を叩く結果となる。他方、第２切替え位置では、コイルの極性の第２状態に対応して、コイルから離れたアーマチュア板１３の上端がヨーク脚１６を叩くと同時に、コイルに近接するアーマチュア板１８の下端がヨーク脚１７を叩く。特に図４及び図５に見られるように、コイルから離れたアーマチュア板１３の少なくとも一端は、Ｈ形アーマチュア６の切替え位置の変更の際にベース平面１とほぼ平行に前後に移動するアーマチュア突起１４を有する。

従って、Ｈ形アーマチュア６を具備し、極性が反転可能な磁石システムは、公知の方法で、リレーの閉成時のみならず切替えの両方向に力を与える。磁石システムが一方の切替え位置から他方に一旦転換すると、コイルが逆方向に再度帯磁するまでその切替え位置が維持されるので、コイル電圧を止めることができる。

図２に戻ると、本発明に従った、本実施形態の場合はベース平面１から離れた可動ばねコンタクト３の端部を介して上から係止するフックであるコンタクト開離要素２０が設けられたスライダ２が示される。図に見ることができるように、スライダ２と平行に延びるコンタクト開離要素２０の部分は、固定ばねコンタクト１１に向かって比較的遠くへ延びるので、リレーの開離時、すなわちスライダ２が右に移動する際、コンタクト開離要素２０が可動ばねコンタクト３を叩く前に所定距離（間隙）が最初に克服され、要求どおり可動ばねコンタクト３に比較的激しい引張り力が突然印加され、溶着部の引き裂きをもたらす。溶着部が無い場合、可動ばねコンタクト３の復元力はまた、可動ばねコンタクト３を右に向かって移動させるので、コンタクト開離要素２０は通常通り、可動ばねコンタクト３を叩かない。

図２は、本発明に従ったコンタクト開離要素２０を具備すると共に横方向に折り曲げられないように組み立てられたスライダ２を有するリレーの組立状態を示す。可動ばねコンタクト３の一側にスライダ２と一体化されているのは、スライダ２が案内されると共に可動ばねコンタクト３の凹部２２に実装される第１ラグ２１である。スライダ２の反対側に一体化されているのは、組立状態で組立に必要という理由でベアリングの無いときのみ本実施形態では可動ばねコンタクト３上に休止可能であるラグすなわち肩である。このため、本実施形態において、上方を向く電気端子７，８を有するリレーの組立体は、スライダ２がベース４に当接して載置されるという結果となる。そして、これは、或る程度まで、リレーの耐用年数の観点から望ましくない摩耗という結果となる。

図３は、可動ばねコンタクト３を通って各々が案内されると共に固定ばねコンタクト１１に面する可動ばねコンタクト３の端面の背後に上方向に係止する２個のコンタクト開離要素２０を含む別の実施形態を示す。この解決策において、スライダ２は図に見えるように、可動ばねコンタクト３の両側に実装される。これはまた、図４及び図５に示されるように、スライダ２が約90°直立した組立を容易にし、リレーを直立（すなわち、電気端子７，８を下方に向け）して配置し、次に、下方へ折り曲げられ、２個のコンタクト開離要素は可動ばねコンタクト３の凹部２２内へ回転する。

図６及び図７は、若干異なる方向から見た上述の実施形態を再度示す。リレーは、溶着した接触領域２５（図８参照）を有する状態で図示されている。単安定システムでは、スライダ２は、アーマチュア戻りばね、スライダ２及びアーマチュア６の質量により右に向かって進む。磁石システムが完全に開離する直前に、コンタクト開離要素２０は、溶着部を剥がすよう意図された可動ばねコンタクト３に対して突然の引張り力を印加する。双安定磁石システムでは、アーマチュア引き締め移動の端部でコイルの逆励磁時に発生する開離力は、溶着部を開離するために印加されるより大きな力を生ずる。また、リレーの閉成時にスライダ２の両側で可動ばねコンタクト３に作用し、固定ばねコンタクト１１に向かって可動ばねコンタクト３を移動させる肩２３が、コンタクト開離要素２０に見える。

図８ないし図１２は、本発明に従ったリレーの一実施形態を異なる方向から見た図として示す。ここで、可動ばねコンタクト３及び固定ばねコンタクト１１はベース４内に配置されるよう固定されるのに対し、スライダ２はベース平面１に対して直交して配置される。図８は、まだ完全には嵌っていないリレーのベース側を斜めに見ている。下端において、可動ばねコンタクト３に面して、ベース平面１に対して直交して移動できるスライダ２は、可動ばねコンタクト３の自由端に位置する凹部２２を通って案内されるコンタクト開離要素２０を有する。このため、コンタクト開離要素２０は、固定ばねコンタクト１１に面する可動ばねコンタクト３の側部の背後に係止する。図９はリレーのベース側を示す図であり、ベース平面１と平行に配置されるようにベース４に固定された可動ばねコンタクト３及び固定ばねコンタクト１１を有する配置がより明確に示されている。図に見られるように、可動ばねコンタクト３の自由端は、可動ばねコンタクト３及び固定ばねコンタクト１１が接触領域２５で溶着する際に、アーム２４の溶着をも防止するように配置されたアーム２４を有する。図１０は、組立完了後のリレーの図である。溶着した可動ばねコンタクト３及び固定ばねコンタクト１１の引き裂きのために下部領域にコンタクト開離要素２０が設けられ、上部領域でアーマチュア６に対して積極的に結合されたスライダ２の機能は、ベース平面１と平行に配置されたスライダ２を具備する本発明の実施形態とほぼ同じである。磁石システムの開離の間、スライダ２が上方へ移動すると、切替えの閉状態では固定ばねコンタクト１１に下方へ押圧される可動ばねコンタクト３の復元力は、可動ばねコンタクト３を自動的に上方へ移動させるので、コンタクト開離要素２０の補助無しで接触は取り消される。しかし、可動ばねコンタクト３及び固定ばねコンタクト１１が接触領域２５で溶着すると、最初に（アーム２４のため）スライダ２が上方に移動するのみであり、コンタクト開離要素２０が最終的に可動ばねコンタクト３を叩くまで可動ばねコンタクト３の下側と平行に延びるコンタクト開離要素２０の部分及び可動ばねコンタクト３の下側との間の距離が連続的に減少し、システムのスライダ２／アーマチュア６の反動エネルギーにより溶着部が引き裂かれる。

図８ないし図１０に示される実施形態は磁石システムを使用し、そのアーマチュア６（図１１及び図１２の断面参照）は、アーマチュア戻りばねを有していない。アーマチュア戻りばねの機能は、可動ばねコンタクト３及び固定ばねコンタクト１１が溶着しているかどうかにかかわらず、磁石システムが励磁されていない場合にスライダ２を上方へ自動的に押圧するアーム２４（図９参照）の復元力により置換されているので、スライダ２は、リレーに配置された回転中心２６（図１２参照）を介して軸受位置へアーマチュア６を押圧して戻す。

アーマチュアの移動を伝達するスライダを有する、従来技術のリレーを示す概略斜視図である。 ベース平面と平行に移動可能なスライダを有する、本発明によるリレーの組立状態を示す斜視図である。 平行スライダを有するリレーの別の実施形態を示す斜視図である。 図３のリレーの組立状態を示す斜視図である。 図４のリレーをさらに組み立てた状態を示す斜視図である。 コンタクトが溶着した作動段階の図３ないし図５のリレーを示す図である。 図６のリレーの側面図である。 ベース平面に対して直交して配置されたスライダを有するリレーの実施形態を示す斜視図である。 ベース平面に対して直交して配置されたスライダを有するリレーの実施形態を別の方向から見た斜視図である。 ベース平面に対して直交して配置されたスライダを有するリレーの実施形態をさらに別の方向から見た斜視図である。 ベース平面に対して直交して配置されたスライダを有するリレーの実施形態を示す部分断面した斜視図である。 ベース平面に対して直交して配置されたスライダを有するリレーの実施形態を示す部分断面した側面図である。

符号の説明

１ ベース平面
２ スライダ
３ 可動ばねコンタクト
４ ベース
５ 凹部
６ アーマチュア
１１ 固定ばねコンタクト
２０ コンタクト開離要素
２１ ラグ
２２ 凹部
２３ 肩
２４ アーム
２５ 接触領域
２６ 回転中心

Claims (8)

1. ベース板を画定するベースと、該ベース上に配置され、アーマチュア、前記ベースに対してそれぞれ直交して又は平行に配置された可動ばねコンタクト及び固定ばねコンタクトを具備する単安定又は双安定磁石システムとを有するリレーであって、前記可動ばねコンタクトは、前記固定ばねコンタクトと、前記ベース板に対してほぼ水平又は垂直に移動できるスライダとの間に配置されていると共に、前記可動ばねコンタクトに作用する前記スライダを介して前記アーマチュアに接続されているリレーにおいて、
   溶着した前記コンタクト同士を開離するための少なくとも１個のコンタクト開離要素が前記スライダに一体化され、
   前記スライダは、前記固定ばねコンタクトに面する側に前記コンタクト開離要素を用いて前記可動ばねコンタクトに係止し、
   前記磁石システムが開く際、該磁石システムが完全に開状態になる直前に前記コンタクト開離要素が前記可動ばねコンタクトを叩くように、前記スライダが前記固定ばねコンタクトに接近配置される際に間隔が形成され、
   前記コンタクト同士は、前記ベース平面と平行に配置されるように前記ベースに固定され、
   前記ベース平面に対して直交して移動可能である前記スライダとして構成された前記コンタクト開離要素は、前記可動ばねコンタクトの凹部を通って案内されると共に、該凹部の周囲に配置された前記可動ばねコンタクトの自由端の一部に係止するフックの形態であることを特徴とするリレー。
2. 前記コンタクト同士は、前記ベース平面に対して直交して立つように前記ベースに固定され、
   前記ベース平面と平行に移動可能である前記スライダ上に構成された前記コンタクト開離要素は、前記ベース平面から離れた前記可動ばねコンタクトの端部を介して上から係止するフックの形態であることを特徴とする請求項１記載のリレー。
3. 前記固定ばねコンタクトの方向を指すと共に、前記可動ばねコンタクトにおいて前記スライダを案内するラグが、前記スライダ上で横方向に構成されていることを特徴とする請求項２記載のリレー。
4. 前記コンタクト同士は、前記ベース平面に対して直交して立つように前記ベースに固定され、
   前記ベース平面と平行に移動可能な前記スライダに構成された前記コンタクト開離要素は、前記可動ばねコンタクトの凹部を通って案内されると共に該凹部上に配置される前記可動ばねコンタクトの一部に係止するフックの形態であることを特徴とする請求項１記載のリレー。
5. 前記コンタクト開離要素が、前記可動ばねコンタクト内で横方向に配置された凹部を通ってそれぞれ案内された２個のフックにより形成されることを特徴とする請求項４記載のリレー。
6. 前記コンタクト開離要素は、前記固定ばねコンタクトに向かう前記スライダの移動及び、前記可動ばねコンタクト上の、前記固定ばねコンタクトから離れた側面に作用する肩を前記スライダの前記側面に有して構成されることを特徴とする請求項４又は５記載のリレー。
7. 前記コンタクト同士は、前記ベース平面に対して直交して立つように前記ベースに固定され、
   前記ベース平面と平行に移動可能な前記スライダに、前記ベース平面に対して直交して延びると共に該ベース平面から離れた前記可動ばねコンタクトの端部を囲む凹部が設けられ、
   前記コンタクト開離要素は、前記固定ばねコンタクトに面する前記凹部の一縁により形成されることを特徴とする請求項１記載のリレー。
8. 前記可動ばねコンタクトは、前記アーマチュアを開くために、前記コンタクト同士の接触領域の外側に配置されたアームを前記可動ばねコンタクトの自由端領域に有し、
   前記アームの復元力は、前記スライダが前記リレー内に位置する回転中心を介して前記アーマチュアを開くように前記磁石システムが開く際に前記スライダを移動させることを特徴とする請求項１記載のリレー。

Images