JP6686936B2 - Electromagnetic relay - Google Patents
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Description
本発明は、電気回路を開閉する電磁継電器に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic relay that opens and closes an electric circuit.
従来の電磁継電器として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の電磁継電器（有極電磁継電器）は、コイルと、コイルの軸線位置に配置された鉄心（固定コア）と、鉄心の一端側からコイルの径方向に延び、コイル外周側で曲げられ、軸線方向に沿って鉄心の他端側に延設された継鉄（ヨーク）と、鉄心の他端側から径方向に延設されて、その延設された先端部が、継鉄の先端部と対向する鉄心頭部（ヨーク）とを有している。継鉄の先端部と、鉄心頭部の先端部との間には隙間部が形成されている。鉄心、継鉄、および鉄心頭部は、コイルに対する磁気回路を形成している。隙間部には、コイルの軸線方向に沿う磁束が流れるようになっている。 As a conventional electromagnetic relay, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. The electromagnetic relay (polarized electromagnetic relay) of Patent Document 1 includes a coil, an iron core (fixed core) arranged at an axial position of the coil, a radial direction of the coil extending from one end side of the iron core, and a bending on the outer peripheral side of the coil. , A yoke (yoke) extending along the axial direction to the other end side of the iron core, and a radially extending end from the other end side of the iron core. And an iron core head (yoke) facing each other. A gap is formed between the tip of the yoke and the tip of the core head. The iron core, yoke, and iron head form a magnetic circuit for the coil. A magnetic flux along the axial direction of the coil flows through the gap.
また、継鉄の径方向外方には、コイルの軸線方向に延びて、この軸線方向に摺動可能に支持された力伝達部材（可動コア）が設けられている。力伝達部材の一端側は、通電状態を開閉する接点部に接続されており、また、力伝達部材の他端側には、接極子が設けられている。接極子の一部は、継鉄と鉄心頭部との隙間部に配置されている。更に、接極子には、隙間部を流れるコイルの磁束の方向に着磁された永久磁石が設けられている。 Further, a force transmitting member (movable core) that extends in the axial direction of the coil and is slidably supported in the axial direction is provided outside the yoke in the radial direction. One end side of the force transmission member is connected to a contact portion that opens and closes an energized state, and an armature is provided on the other end side of the force transmission member. A part of the armature is arranged in the gap between the yoke and the core head. Further, the armature is provided with a permanent magnet magnetized in the direction of the magnetic flux of the coil flowing through the gap.
特許文献１においては、コイルに対して非通電（非励磁）のときは、接点部のバネ力によって、接点部が開かれるように力伝達部材が摺動される。一方、コイルに通電（励磁）したときは、コイルによる磁束と永久磁石による磁束とによって、接極子の一部が隙間部において吸引作用を受け、非通電時とは逆方向に力伝達部材を摺動させて、接点部を閉じるようにしている。 In Patent Document 1, when the coil is not energized (non-excited), the force transmitting member is slid by the spring force of the contact so that the contact is opened. On the other hand, when the coil is energized (excited), the magnetic flux from the coil and the magnetic flux from the permanent magnet cause a part of the armature to be attracted in the gap, so that the force transmitting member slides in the direction opposite to that in the non-energized state. It is moved to close the contact part.
これにより、コイルへの通電時に、接点部を閉じる際の応答性（動作時間）を向上させるようにしている。 This improves the responsiveness (operating time) when closing the contact portion when the coil is energized.
上記のように、特許文献１では、接極子に永久磁石を設け、永久磁石の着磁方向をコイルの磁束方向に合せて、コイルの磁束と永久磁石の磁束とによって、接点部を閉じる際の吸引力を増大させて応答性を向上させている。しかしながら、接点部を例えば緊急遮断したい場合には、永久磁石による吸引力が常時作用したままとなっているため、逆に、接点部を切断する際の応答性が悪くなる。 As described above, in Patent Document 1, a permanent magnet is provided in the armature, the magnetizing direction of the permanent magnet is aligned with the magnetic flux direction of the coil, and the contact portion is closed by the magnetic flux of the coil and the magnetic flux of the permanent magnet. The suction power is increased to improve the responsiveness. However, when it is desired to urgently cut off the contact portion, for example, the attractive force of the permanent magnet is always applied, and conversely, the responsiveness when disconnecting the contact portion deteriorates.
本発明の目的は、上記問題に鑑み、永久磁石を使用するものにおいて、可動コアを固定コアに吸引する際の吸引力を向上させると共に、可動コアを固定コアから引き離す際の応答性の向上を可能とする電磁継電器を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to improve the attraction force when attracting a movable core to a fixed core and to improve the responsiveness when separating the movable core from the fixed core in a permanent magnet. It is to provide an electromagnetic relay that enables it.
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 The present invention adopts the following technical means in order to achieve the above object.
第１の発明では、通電時に磁界を形成する励磁コイル（１１０）と、
励磁コイルの内径部に形成されたコイル中心孔部（１１３）内に配置され、磁気回路を構成する固定コア（１２０）と、
励磁コイルの外側を覆うように配置されて固定コアと共に磁気回路を構成すると共に、励磁コイルの軸線方向の一方側がプレート部（１３２）として形成されており、プレート部に固定コアの位置に対応するように開口部（１３２ａ）が形成されたヨーク（１３０）と、
開口部を介して固定コアと対向するように配置されると共に、プレート部と磁気的に繋がれて、励磁コイルへの通電時に軸線方向に沿って固定コアに吸引される可動コア（１４０）と、
可動コアの吸引を補助する磁石（１５０Ａ）と、を備える電磁継電器において、
磁石は、励磁コイルが通電され、可動コアが吸引される際に、可動コアとプレート部との間を流れる磁束の向きが、軸線方向に対して傾斜して、傾斜角度が順次大きくなるように変化して、可動コアが固定コアに対して停止した位置で、磁束の軸線方向の成分が最小となるように、配置されていることを特徴としている。
In the first invention, an exciting coil (110) that forms a magnetic field when energized,
A fixed core (120) arranged in a coil center hole (113) formed in the inner diameter of the exciting coil and constituting a magnetic circuit;
The magnetic circuit is arranged together with the fixed core so as to cover the outside of the exciting coil, and one side in the axial direction of the exciting coil is formed as a plate portion (132), and the plate portion corresponds to the position of the fixed core. A yoke (130) in which an opening (132a) is formed,
A movable core (140) arranged to face the fixed core through the opening, magnetically connected to the plate portion, and attracted to the fixed core along the axial direction when the exciting coil is energized; ,
In an electromagnetic relay provided with a magnet (150A) for assisting attraction of the movable core,
The magnet is configured such that, when the exciting coil is energized and the movable core is attracted, the direction of the magnetic flux flowing between the movable core and the plate portion is inclined with respect to the axial direction, and the inclination angle is gradually increased. It is characterized in that the movable core is arranged so as to minimize the axial component of the magnetic flux at a position where the movable core changes and stops with respect to the fixed core.
第１の発明によれば、磁石（１５０Ａ）によって可動コア（１４０）とプレート部（１３２）の間を流れる磁束の軸線方向の成分が、可動コア（１４０）の吸引を補助する力となって本来の吸引力に付加されるので、励磁コイル（１１０）への通電時の吸引力を向上させることができる。 According to the first aspect, the axial component of the magnetic flux flowing between the movable core (140) and the plate portion (132) by the magnet (150A) serves as a force that assists the attraction of the movable core (140). Since it is added to the original attractive force, the attractive force when energizing the exciting coil (110) can be improved.
そして、吸引によって可動コア（１４０）が固定コア（１２０）に対して停止した位置では、磁石（１５０Ａ）による磁束の軸線方向の成分が最小となるようにしているので、磁石（１５０Ａ）による吸引補助力は実質的に発揮されないものとなり、可動コアを固定コアから引き離す際の応答性を向上させることができる。 At the position where the movable core (140) stops with respect to the fixed core (120) due to the attraction, the axial component of the magnetic flux of the magnet (150A) is minimized, so the attraction by the magnet (150A). The assisting force is substantially not exerted, and the responsiveness when the movable core is separated from the fixed core can be improved.
第２の発明では、通電時に磁界を形成する第１励磁コイル（１１０１）および、第２励磁コイル（１１０２）と、
第１励磁コイルの内径部に形成された第１コイル中心孔部（１１３１）内に配置され、磁気回路を構成する第１固定コア（１２０１）と、
第２励磁コイルの内径部に形成された第２コイル中心孔部（１１３２）内に配置され、磁気回路を構成する第２固定コア（１２０２）と、
第１励磁コイル、および第２励磁コイルの外側を覆うように配置され、第１固定コア、および第２固定コアと共に磁気回路を構成すると共に、第１励磁コイル、および第２励磁コイルの軸線方向の一方側がプレート部（１３２）として形成されており、プレート部に第１固定コア、および第２固定コアの位置に対応するように第１開口部（１３２ａ１）、および第２開口部（１３２ａ２）が形成されたヨーク（１３０）と、
第１開口部、および第２開口部を介して第１固定コア、および第２固定コアと対向するように配置されると共に、プレート部と磁気的に繋がれて、第１励磁コイル、および第２励磁コイルへの通電時に軸線方向に沿って第１固定コアに吸引される第１可動コア（１４０１）、および軸線方向に沿って第２固定コアに吸引される第２可動コア（１４０２）と、
第１可動コアの吸引を補助する第１磁石（１５０１）と、
第２可動コアの吸引を補助する第２磁石（１５０２）と、を備える電磁継電器において、
第１磁石および、第２磁石は、第１励磁コイル、および第２励磁コイルが通電され、第１可動コア、および第２可動コアが吸引される際に、第１可動コア、および第２可動コアとプレート部との間を流れる磁束の向きが、軸線方向に対して傾斜して、傾斜角度が順次大きくなるように変化して、第１可動コア、および第２可動コアが第１固定コア、および第２固定コアに対して停止した位置で、磁束の軸線方向の成分が最小となるように配置されていることを特徴としている。
In the second invention, a first exciting coil (1101) that forms a magnetic field when energized, and a second exciting coil (1102),
A first fixed core (1201) arranged in a first coil center hole portion (1131) formed in an inner diameter portion of the first excitation coil and forming a magnetic circuit;
A second fixed core (1202) arranged in a second coil center hole portion (1132) formed in the inner diameter portion of the second excitation coil and forming a magnetic circuit;
The first excitation coil and the second excitation coil are arranged so as to cover the outside thereof, form a magnetic circuit with the first fixed core and the second fixed core, and the axial direction of the first excitation coil and the second excitation coil. One side is formed as a plate part (132), and the first opening part (132a1) and the second opening part (132a2) are formed on the plate part so as to correspond to the positions of the first fixed core and the second fixed core. A yoke (130) formed with
The first exciting coil and the first exciting coil are arranged so as to face the first fixed core and the second fixed core through the first opening and the second opening, and are magnetically connected to the plate section. 2 A first movable core (1401) that is attracted to the first fixed core along the axial direction when the excitation coil is energized, and a second movable core (1402) that is attracted to the second fixed core along the axial direction. ,
A first magnet (1501) for assisting attraction of the first movable core;
And a second magnet (1502) for assisting the attraction of the second movable core,
The first magnet and the second magnet have a first movable core and a second movable core when the first exciting coil and the second exciting coil are energized and the first movable core and the second movable core are attracted. The direction of the magnetic flux flowing between the core and the plate portion inclines with respect to the axial direction and changes so that the inclination angle gradually increases, and the first movable core and the second movable core become the first fixed core. , And the second stationary core is arranged so that the axial component of the magnetic flux is minimized at the position where the second stationary core is stopped.
第２の発明によれば、第１磁石（１５０１）、および第２磁石（１５０２）によって、第１の発明と同様に、各可動コア（１４０１、１４０２）に対して、通電時の吸引力の向上、および非通電時の引き離しの応答性の向上が可能となる。 According to the second invention, by the first magnet (1501) and the second magnet (1502), the attraction force at the time of energization is applied to each movable core (1401, 1402) as in the first invention. It is possible to improve the responsiveness of the detachment when not energized.
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in parentheses of the above-mentioned means indicate the correspondence with the concrete means described in the embodiments described later.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In each mode, parts corresponding to the matters described in the preceding mode may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. In the case where only a part of the configuration is described in each mode, the other mode described above can be applied to the other part of the configuration. Not only the combination of the parts clearly stating that each embodiment can be specifically combined, but also the embodiments are partially combined even if not explicitly stated, unless there is a problem in the combination in particular. It is also possible.
（第１実施形態）
第１実施形態の電磁継電器１００Ａについて、図１〜図３を用いて説明する。電磁継電器１００Ａは、所定の機器に対する電力供給を断続する装置（いわゆるリレー）である。電磁継電器１００Ａは、所定の機器として、例えば、ハイブリッド車両や電気自動車に搭載される走行用駆動モータに対して、バッテリからの電力を変換（例えばＤＣ−ＡＣ変換）して供給するインバータに適用されている。電磁継電器１００Ａは、バッテリとインバータとの間に配置されている。
(First embodiment)
The
電磁継電器１００Ａは、図示しないケース内に、主要部を構成する励磁コイル１１０、固定コア１２０、ヨーク１３０、可動コア１４０、および磁石１５０Ａ等が設けられて形成されている。ケースは、例えば、樹脂製となっており、ケース内には、内部の主要部を保持するための樹脂製のベースが設けられている。ベースは、接着または爪等の嵌合によりケースに固定されている。
The
以下、各部材、あるいは各部材間の配置に対する方向を示すために、励磁コイル１１０の軸線方向（図１中の上下方向）を基準にして説明することにする。この軸線方向は、例えば、後述する固定コア１２０と可動コア１４０の並ぶ方向に一致しており、軸線方向の可動コア１４０側を一方側と呼び、また、軸線方向の固定コア１２０側を他方側と呼ぶことにする。
Hereinafter, in order to show the direction with respect to each member or the arrangement between each member, description will be made with reference to the axial direction of the exciting coil 110 (vertical direction in FIG. 1). This axial direction, for example, coincides with the direction in which the fixed
図１に示すように、励磁コイル１１０は、円筒状を成して、通電時に磁界を形成するものであり、後述するヨーク１３０の底部（ヨーク部１３１の底部）に固定配置されている。励磁コイル１１０は、ボビン１１１、およびコイル部１１２等を有している。ボビン１１１は、樹脂製の部材であり、筒状部と、この筒状部の軸線方向の両端部に一体的に形成された平板状の鍔部とを有している。コイル部１１２は、ボビン１１１の筒状部に導線が巻かれて形成されている。導線は、ボビン１１１の筒状部の周方向に沿って巻かれている。励磁コイル１１０の内径部（ボビン１１１の筒状部）の空間は、コイル中心孔部１１３となっている。本実施形態では、励磁コイル１１０の軸線方向は、図１の上下方向となっている。
As shown in FIG. 1, the
尚、ボビン１１１には、図示しないストッパ部が設けられている。ストッパ部は、例えば、ボビン１１１の筒状部の軸線方向の中間部となる内周面に設けられて、径方向の内側に突出する部位となっている。ストッパ部は、後述する復帰バネの軸線方向の他方側の端部を支持するようになっている。
The
固定コア１２０は、励磁コイル１１０のコイル中心孔部１１３内に配置された円柱状の部材であり、後述するヨーク１３０と共に磁気回路を構成する部材となっている。固定コア１２０は、磁性体金属材料から形成されている。固定コア１２０の中心軸の向きは、励磁コイル１１０の軸線方向と一致している。固定コア１２０は、テーパ部１２１、円形部１２２、小径部１２３、および中心孔部１２４等を有している。
The fixed
テーパ部１２１は、固定コア１２０における軸線方向の一方側となる端部（すなわち、可動コア１４０側の端部）から軸線方向の他方側に向かって拡径する部位となっている。円形部１２２は、テーパ部１２１における軸線方向の他方側の端部から更に他方側に向かって延びて、外径が一定に設定された部位となっている。小径部１２３は、円形部１２２における軸線方向の他方側の端部から更に他方側に向かって延びて、円形部１２２よりも外径寸法が小さく設定された部位となっている。中心孔部１２４は、固定コア１２０の中心軸に沿って貫通するように形成された孔である。中心孔部１２４の内径寸法は、円形部１２２、および小径部１２３の外径寸法に対応するように途中で徐変されている。
The
固定コア１２０における軸線方向の一方側の端部（すなわち、テーパ部１２１の端面）には、中心部に円柱状凹部空間である凹部１２５が形成され、この凹部１２５の周りに環状に連続した突起状の凸部１２６が形成されている。
A
固定コア１２０は、小径部１２３が、後述するヨーク１３０の底部（ヨーク部１３１の底部）に穿設された孔に挿入、接合されて、ヨーク１３０に固定されている。
The fixed
ヨーク１３０は、励磁コイル１１０の外側を覆うように配置されて、固定コア１２０と共に磁気回路を構成すると共に、励磁コイル１１０、および固定コア１２０を内側に収容する部材となっており、ヨーク部１３１、およびプレート部１３２等を有している。
The
ヨーク部１３１は、例えば、磁性体金属の帯板材料が、コの字状に折り曲げられて形成された部材となっており、ここでは、励磁コイル１１０の外周側で互いに対向する領域、および励磁コイル１１０の軸線方向の他方側を覆っている。
The
プレート部１３２は、磁性体金属材料から形成された板状部材となっており、ヨーク部１３１の開口側（軸線方向の一方側の端部）に配置されている。そして、プレート部１３２の両端部は、ヨーク部１３１の開口側端部に接合されている。
The
プレート部１３２の固定コア１２０の位置に対応する領域（中心部領域）には、開口部１３２ａが形成されて、開口されている。開口部１３２ａは、例えば、円形状となっている。よって、プレート部１３２は、励磁コイル１１０のコイル中心孔部１１３を除く領域において、励磁コイル１１０の軸線方向の一方側を覆っている。また、プレート部１３２の開口部１３２ａの周囲と、固定コア１２０の軸線方向の一方側の端部周囲との間には、所定寸法の隙間部１３２ｂが形成されている。
An
また、プレート部１３２の板厚は、中心側が外周側に比べて薄く設定されており、径方向の中間位置に、板厚差に伴う段部１３２ｃが形成されている。板厚の薄い領域は、固定コア１２０側にへこむように形成されている。段部１３２ｃの深さ（板厚の差）は、後述する可動コア１４０の板部１４１の外周側と同等の寸法となるように設定されている。
Further, the plate thickness of the
可動コア１４０は、開口部１３２ａを介して固定コア１２０と対向するように配置されると共に、プレート部１３２と磁気的に繋がれて、励磁コイル１１０への通電時に軸線方向に沿って固定コア１２０に吸引される部材となっている。可動コア１４０は、板部１４１、突出部１４２、およびシャフト部１４３等を有している。
The
板部１４１は、固定コア１２０の中心軸に対して直交する方向に板面が延びる、例えば、円形状の板部材となっている。板部１４１の中心部には、円形の孔部１４１ａが穿設されている。板部１４１の外径寸法は、プレート部１３２の開口部１３２ａの内径寸法よりも大きく設定され、また、プレート部１３２の段部１３２ｃにおける内径寸法から、後述する磁石１５０Ａの分を差し引いた内径寸法よりも小さく設定されている。
The
突出部１４２は、板部１４１の軸線方向の他方側の面の中心部領域から、固定コア１２０側に突出する円筒状の部材となっている。突出部１４２の外径寸法は、プレート部１３２の開口部１３２ａの内径寸法よりも小さく設定され、また、突出部１４２の内径寸法は、固定コア１２０の円形部１２２における外径寸法よりも大きく設定されている。そして、突出部１４２の軸線方向の他方側の先端部（突出側端部）は、可動コア１４０が固定コア１２０から最も離れた状態で（非通電時に）、隙間部１３２ｂに入り込む位置に設定されている。
The protruding
突出部１４２の内周面には、テーパ部１４２ａ、および円筒部１４２ｂが形成されている。テーパ部１４２ａは、突出部１４２の内周面の軸線方向の一方側の領域において、内径寸法が一方側から他方側に向けて拡径されるように形成されている。円筒部１４２ｂは、テーパ部１４２ａの他方側の端部から更に他方側に向けて内径寸法が一定になるように形成されている。
A
シャフト部１４３は、例えば、断面円形の棒状の部材であり、軸線方向の一方側の端部が孔部１４１ａに挿入されて、板部１４１に接合されている。そして、シャフト部１４３の軸線方向の他方側の端部が固定コア１２０の中心孔部１２４に摺動可能に挿入されている。
The
よって、可動コア１４０は、シャフト部１４３が中心孔部１２４を摺動することで、固定コア１２０に対して、軸線方向に移動可能となっている。可動コア１４０が固定コア１２０側に移動したとき（通電時に）、固定コア１２０のテーパ部１２１、および円形部１２２の軸線方向の一方側における一部は、相対的に、可動コア１４０の突出部１４２の内部空間に入り込むことができるようになっている。
Therefore, the
可動コア１４０の中心部領域（突出部１４２の内側領域）における板部１４１と、固定コア１２０の凸部１２６との間が、エアギャップＡＧとして形成されている。
An air gap AG is formed between the
固定コア１２０と可動コア１４０との間には、図示しない復帰バネが設けられている。復帰バネは、固定コア１２０の外周側に配置されて、可動コア１４０を軸線方向の一方側（吸引方向とは反対方向）に付勢する部材となっている。復帰バネは、例えば、金属製のコイルバネが使用されており、固定コア１２０の外周部に挿通されている。そして、復帰バネの軸線方向の他方側の端部は、ボビン１１１に設けられたストッパ部に当接されている。また、復帰バネの軸線方向の一方側の端部は、可動コア１４０の突出部１４２の突出側端部（軸線方向の他方側の端部）に当接されている。
A return spring (not shown) is provided between the fixed
尚、図示しないケース内において、可動コア１４０の軸線方向の一方側には、可動コア１４０の動きに連動して、所定の機器に対する電力供給線の断続を行う図示しない接点部が設けられている。可動コア１４０が固定コア１２０に吸引されていないときには（非通電時）、復帰バネの付勢力によって、可動コア１４０が軸線方向の一方側へ移動され、接点部は切断されるようになっている。このとき、例えば、接点部の位置規制バネにより、可動コア１４０は、固定コア１２０から最も離れた状態で停止されるようになっている。このときのエアギャップＡＧは、最大のエアギャップとなり、例えば、２．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の設定となっている。
In the case (not shown), a contact portion (not shown) is provided on one side of the
逆に、可動コア１４０が固定コア１２０に吸引されているときには（通電時）、吸引力によって、可動コア１４０が軸線方向の他方側へ移動され、接点部は接続されるようになっている。このとき、可動コア１４０（板部１４１）は、固定コア１２０（凸部１２６）に当接して停止されるようになっている。このときのエアギャップＡＧは、最小のエアギャップ（ゼロ）となるように設定されている。
On the contrary, when the
磁石１５０Ａは、可動コア１４０の固定コア１２０への吸引を補助する部材であり、永久磁石が使用されている。磁石１５０Ａは、例えば、断面形状が矩形状を成して、軸線方向から見た全体の形状がリング形状に形成されている。磁石１５０Ａの中心軸（リング形状の中心）は、可動コア１４０の中心軸と一致するように配置されて、プレート部１３２における段部１３２ｃに固定されている。
The
磁石１５０Ａは、プレート部１３２上において、非通電時における可動コア１４０の位置（エアギャップＡＧ最大時）に対して、可動コア１４０が吸引によって移動する側の領域で、且つ、軸線方向から見たときに可動コア１４０の外周側（外周ラインよりも外側）に対応する領域に配置されている。そして、可動コア１４０が固定コア１２０に吸引されたときに、磁石１５０Ａは、可動コア１４０には接触しない領域（非接触となる領域）に配置されている。
The
また、磁石１５０Ａは、励磁コイル１１０に通電された際に、プレート部１３２に発生する磁束の方向と同一方向に着磁されている。ここでは、磁石１５０Ａは、図２に示すように、プレート部１３２の板面に沿う方向（リング形状の径方向）に着磁されている。
Further, the
電磁継電器１００Ａは、以上のように構成されており、以下、図２、図３を加えて、その作動および作用効果について説明する。
The
まず、励磁コイル１１０への通電が遮断されているとき（非通電時）、励磁コイル１１０による磁界の形成は行われず、わずかに磁石１５０Ａの磁束による吸引力はあるものの、図１に示すように、可動コア１４０は、復帰バネにより軸線方向の一方側に駆動される。これにより、図示しない接点部は、切断状態となって、所定の機器への電力供給は行われない状態となる。励磁コイル１１０への通電が遮断されている状態では、エアギャップＡＧは、最大値（図２（ａ））をとっている。
First, when the energization to the
一方、励磁コイル１１０に通電すると（通電時）、図２に示すように、励磁コイル１１０により、固定コア１２０と突出部１４２との間、突出部１４２とプレート部１３２との間、およびヨーク部１３１に磁界が形成される（図２中の実線矢印）。そして、可動コア１４０に対する電磁吸引力が発生される。加えて、可動コア１４０の板部１４１の外周領域と磁石１５０Ａとの間に磁束が流れる（図２中の破線矢印）。磁石１５０Ａによる磁束は、軸線方向の他方側に向けて径方向外側に向かうように傾斜している。そして、磁石１５０Ａによる磁石吸引力が発生する。可動コア１４０は、これら電磁吸引力および磁石吸引力により復帰バネに抗して固定コア１２０側に吸引される。
On the other hand, when the
本実施形態では、上記で説明したような磁石１５０Ａの配置となっており、励磁コイル１１０が通電され、可動コア１４０が固定コア１２０に吸引される際に、可動コア１４０とプレート部１３２との間を流れる磁石１５０Ａの磁束の向き、つまり軸線方向に対する傾斜角度が、順次大きくなるように変化する。そして、可動コア１４０が固定コア１２０に対して停止した位置で、磁石１５０Ａの磁束の軸線方向の成分が最小となるようになっている。以下、図２（ａ）〜（ｃ）の順に吸引動作の詳細を説明する。
In this embodiment, the
まず、図２（ａ）に示すように、通電直後では、板部１４１の外周領域（可動コア１４０）と磁石１５０Ａとの間は、最大のエアギャップＡＧに伴う寸法分だけ離れており、磁石１５０Ａによる磁束は、発生するものの磁石吸引力は、わずかに作用する状態となっている。磁石１５０Ａによる磁束の向きは、板部１４１の外周領域と磁石１５０Ａを結ぶように、軸線方向に対して多少傾斜している。
First, as shown in FIG. 2A, immediately after energization, the outer peripheral region of the plate portion 141 (movable core 140) and the
次に、図２（ｂ）に示すように、可動コア１４０が電磁吸引力によって吸引され、エアギャップＡＧが中間寸法まで変化すると、板部１４１の外周領域と磁石１５０Ａとが接近して、磁石１５０Ａの磁束の向きは、図２（ａ）に対して、傾斜角度が大きくなる。この状態では、磁石１５０Ａの磁束が大きく作用し始める。磁石吸引力は、磁石１５０Ａの磁束の軸方向となる力である。
Next, as shown in FIG. 2B, when the
更に、図２（ｃ）に示すように、可動コア１４０が固定コア１２０に対して当接して停止した位置においては、可動コア１４０の板部１４１は、プレート部１３２の段部１３２ｃ内に完全に入り込む。そして、磁石１５０Ａによる磁束の傾斜角度は、図２（ｂ）に対して、更に大きくなり、板部１４１の外周領域から磁石１５０Ａに対してほぼ水平方向（軸線方向に対して直交方向）になる。よって、この状態では、磁石１５０Ａの磁束の軸線方向成分はほぼゼロとなり、磁石吸引力としては、作用しない状態となる。
Further, as shown in FIG. 2C, at the position where the
以上のように、本実施形態では、磁石１５０Ａによって可動コア１４０とプレート部１３２の間を流れる磁束の軸線方向の成分が、可動コア（１４０）の吸引を補助する力となって本来の吸引力（電磁吸引力）に付加されるので、励磁コイル１１０への通電時の吸引力を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the axial component of the magnetic flux flowing between the
そして、吸引によって可動コア１４０が固定コア１２０に対して停止した位置では、磁石１５０Ａによる磁束の軸線方向の成分が最小（ここではほぼゼロ）となるようにしている。よって、磁石１５０Ａによる磁石吸引力は実質的に発揮されないものとなり、磁石の吸引力を伴う従来技術（特許文献１）に対して、可動コア１４０を固定コア１２０から引き離す際（非通電状態に切替えたとき）の応答性を向上させることができる。特に、緊急遮断時の応答性向上に有用である。
Then, at the position where the
図３は、本実施形態において、理論解析に基づくエアギャップＡＧと、可動コア１４０に作用する吸引力との関係を示したものである。本実施形態では、エアギャップＡＧが最大領域で多少吸引力が増加されつつ、中間領域で、従来技術（磁石１５０Ａなし）に対して吸引力が大きく向上されている。また、エアギャップＡＧがゼロの領域では、ほとんど磁石１５０Ａによる吸引力は作用しない状態となっている。
FIG. 3 shows the relationship between the air gap AG based on theoretical analysis and the suction force acting on the
（第２実施形態）
第２実施形態の電磁継電器１００Ｂを図４〜図６に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、磁石１５０Ａの形状を変更し、磁石１５０Ｂとしたものである。磁石１５０Ｂは、円筒部１５１と、テーパ円筒部１５２とを有して形成されている。
(Second embodiment)
The
円筒部１５１は、リング形状において、内径が一定に形成された部位となっており、プレート部１３２の段部１３２ｃに固定されている。円筒部１５１は、第１実施形態の磁石１５０Ａに相当する部位となっている。
The
テーパ円筒部１５２は、円筒部１５１の軸線方向の一方側に配置されて、円筒部１５１側の内径が円筒部１５１から離れるに従って大きくなるように形成された部位となっている。テーパ円筒部１５２のテーパ面（傾斜面）は、非通電時において、軸方向の一方側で内径側に位置する板部１４１の外周領域を向くように傾斜されている。
The tapered
そして、円筒部１５１とテーパ円筒部１５２は、互いに当接する位置で接合されて１つの磁石１５０Ｂとして形成されている。磁石１５０Ｂは、第１実施形態と同様に、励磁コイル１１０に通電された際に、プレート部１３２に発生する磁束の方向と同一方向に着磁されている。
The
本実施形態の吸引動作の詳細について、図５を用いて説明する。 Details of the suction operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
まず、図５（ａ）に示すように、通電直後では、板部１４１の外周領域（可動コア１４０）と磁石１５０Ｂとの間は、最大のエアギャップＡＧに伴う寸法分だけ離れており、磁石１５０Ｂによる磁束は、テーパ円筒部１５２に向かって流れる。磁石１５０Ｂによる磁束の向きは、板部１４１の外周領域と磁石１５０Ｂ（テーパ円筒部１５２）を結ぶように、軸線方向に対して傾斜している。
First, as shown in FIG. 5A, immediately after energization, the outer peripheral region of the plate portion 141 (movable core 140) and the
次に、図５（ｂ）に示すように、可動コア１４０が電磁吸引力によって吸引され、エアギャップＡＧが中間寸法まで変化すると、板部１４１の外周領域と磁石１５０Ｂとが接近して、磁石１５０Ｂの磁束は、テーパ円筒部１５２および円筒部１５１に向かって流れ、徐々にテーパ円筒部１５２から円筒部１５１へ移行していく。磁石１５０Ｂによる磁束の向きは、図５（ａ）に対して、傾斜角度が大きくなる。この状態では、磁石１５０Ｂの磁束が大きく作用し始める。磁石吸引力は、磁石１５０Ｂの磁束の軸方向となる力である。
Next, as shown in FIG. 5B, when the
更に、図５（ｃ）に示すように、可動コア１４０が固定コア１２０に対して当接して停止した位置においては、可動コア１４０の板部１４１は、プレート部１３２の段部１３２ｃ内に完全に入り込む。そして、磁石１５０Ｂによる磁束の傾斜角度は、図５（ｂ）に対して、更に大きくなり、板部１４１の外周領域から円筒部１５１に対してほぼ水平方向（軸線方向に対して直交方向）になる。よって、この状態では、磁石１５０Ｂの磁束の軸線方向成分はほぼゼロとなり、磁石吸引力としては、作用しない状態となる。
Further, as shown in FIG. 5C, at the position where the
本実施形態では、磁石１５０Ｂにテーパ円筒部１５２を設けることで、板部１４１から磁石１５０Ｂに向かう磁束の流れを受け易くして、磁束を強めて、軸方向成分の磁石吸引力を高めることができる。よって、トータルの吸引力（電磁吸引力＋磁石吸引力）を向上させることができ、更に、励磁コイル１１０への通電時の吸引力を向上させることができる。
In the present embodiment, by providing the tapered
また、吸引によって可動コア１４０が固定コア１２０に対して停止した位置では、上記第１実施形態と同様に、磁石１５０Ｂによる磁束の軸線方向の成分が最小（ここではほぼゼロ）となるようにしている。よって、磁石１５０Ｂによる磁石吸引力は実質的に発揮されないものとなり、磁石の吸引力を伴う従来技術（特許文献１）に対して、可動コア１４０を固定コア１２０から引き離す際（非通電状態に切替えたとき）の応答性を向上させることができる。
Further, at the position where the
図６は、本実施形態において、理論解析に基づくエアギャップＡＧと、可動コア１４０に作用する吸引力との関係を示したものである。本第２実施形態では、第１実施形態に対して、エアギャップＡＧが最大領域〜ゼロ近傍領域において、吸引力が更に向上されている。また、エアギャップＡＧがゼロの領域では、ほとんど磁石１５０Ｂによる吸引力は作用しない状態が維持されている。
FIG. 6 shows the relationship between the air gap AG based on theoretical analysis and the suction force acting on the
尚、上記説明では、円筒部１５１とテーパ円筒部１５２とを別物として準備して、円筒部１５１とテーパ円筒部１５２とを接合することで、磁石１５０Ｂを形成するものとしたが、これに限らず、円筒部１５１とテーパ円筒部１５２とを一体的に形成したものとしてもよい。
In the above description, the
（第３実施形態）
第３実施形態の電磁継電器１００Ｃを図７に示す。第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、磁石１５０Ｂの形状を変更し、磁石１５０Ｃとしたものである。
(Third Embodiment)
The
磁石１５０Ｃは、軸線方向におけるリング形状の全体が、第２実施形態の磁石１５０Ｂにおけるテーパ円筒部１５２に相当するものとして形成されている。つまり、磁石１５０Ｃは、リング形状の内径が軸方向の一方側（可動コア１４０の板部１４１）に向けて大きくなるように形成されている。磁石１５０Ｃのテーパ面（傾斜面）は、非通電時において、軸方向の一方側で内径側に位置する板部１４１の外周領域を向くように傾斜されている。磁石１５０Ｃは、第２実施形態と同様に、励磁コイル１１０に通電された際に、プレート部１３２に発生する磁束の方向と同一方向に着磁されている。
The
本実施形態の吸引動作の詳細について、図７を用いて説明する。 Details of the suction operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 7.
まず、図７（ａ）に示すように、通電直後では、板部１４１の外周領域（可動コア１４０）と磁石１５０Ｃとの間は、最大のエアギャップＡＧに伴う寸法分だけ離れており、磁石１５０Ｃによる磁束は、磁石１５０Ｃのテーパ面に向かって流れる。磁石１５０Ｃによる磁束の向きは、板部１４１の外周領域と磁石１５０Ｃを結ぶように、軸線方向に対して傾斜している。
First, as shown in FIG. 7A, immediately after energization, the outer peripheral region of the plate portion 141 (movable core 140) and the
次に、図７（ｂ）に示すように、可動コア１４０が電磁吸引力によって吸引され、エアギャップＡＧが中間寸法まで変化すると、板部１４１の外周領域と磁石１５０Ｃとが接近して、磁石１５０Ｃの磁束は、図７（ａ）と同様に、磁石１５０Ｃのテーパ面に向かって流れる。磁石１５０Ｃによる磁束の向きは、図７（ａ）に対して、傾斜角度が大きくなる。この状態では、磁石１５０Ｃの磁束が大きく作用し始める。磁石吸引力は、磁石１５０Ｃの磁束の軸方向となる力である。
Next, as shown in FIG. 7B, when the
更に、図７（ｃ）に示すように、可動コア１４０が固定コア１２０に対して当接して停止した位置においては、可動コア１４０の板部１４１は、プレート部１３２の段部１３２ｃ内に完全に入り込む。そして、磁石１５０Ｃによる磁束の傾斜角度は、図７（ｂ）に対して、更に大きくなり、板部１４１の外周領域から円筒部１５１に対して斜めに流れる。よって、この状態では、磁石１５０Ｂの磁束の軸線方向成分が多少、残り、磁石吸引力がわずかに作用する状態となる。
Further, as shown in FIG. 7C, at the position where the
本実施形態では、磁石１５０Ｃにテーパ面を有するものとしており、エアギャップＡＧが最大領域〜中間領域において、上記第２実施形態と同様の作動となり、同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
また、エアギャップＡＧがゼロのときに、磁石１５０Ｃによる多少の磁石吸引力が作用するので、通電時におけるトータルの吸引力を高めて、吸引効果を高めることができる。尚、エアギャップＡＧがゼロのときの磁石吸引力は、非通電時に切り替えた際の両コア１２０、１４０の切り離しに影響のない範囲で設定するとよい。
Further, when the air gap AG is zero, some magnet attraction force by the
（第４実施形態）
第４実施形態の電磁継電器１００Ｄを図８に示す。第４実施形態は、上記第１実施形態に対して、磁石１５０Ａの設定位置を変更し、磁石１５０Ｄとしたものである。
(Fourth Embodiment)
The
磁石１５０Ｄは、全体がリング形状を成しており、内周面が可動コア１４０の板部１４１の外周面に固定されている。
The
本実施形態では、第１実施形態に対して、磁石１５０Ｄの位置を変更したものであり、磁石１５０Ｄによる作用、および作用効果は、図８に示すように、第１実施形態（図２）と同じである。
In this embodiment, the position of the
（第５実施形態）
第５実施形態の電磁継電器１００Ｅを図９〜図２２に示す。第５実施形態は、上記第１実施形態に対して、１つのヨーク１３０に、励磁コイル１１０、固定コア１２０、可動コア１４０、磁石１５０Ａ、および接点部をそれぞれ２つ設けたものとしている。電磁継電器１００Ｅは、２つの接点部を用いて、各接点部における溶着が発生していないかを確認した後に、所定の機器１０に対する電力供給を行うようになっている。
(Fifth Embodiment)
The
図９に示すように、所定の機器１０と、電力供給用のバッテリ１１とは、正電位側の電力供給線１２、および負電位側の電力供給線１３によって接続されている。そして、各電力供給線１２、１３の途中部位において、電磁継電器１００Ｅの接点部（第１接点部１６０１、および第２接点部１６０２）が介在されている。電力供給線１３には電流センサ１４が設けられ、電力供給線１２と電力供給線１３との間には、コンデンサ１５が設けられている。
As shown in FIG. 9, the
図１０〜図１２に示すように、電磁継電器１００Ｅは、励磁コイルとして、第１励磁コイル１１０１、および第２励磁コイル１１０２を有し、固定コアとして、第１固定コア１２０１、および第２固定コア１２０２を有し、可動コアとして、第１可動コア１４０１、および第２可動コア１４０２を有し、磁石として、第１磁石１５０１、および第２磁石１５０２を有している。第１励磁コイル１１０１には、第１コイル中心孔部１１３１が形成されており、第１固定コア１２０１が配置されている。また、第２励磁コイル１１０２には、第２コイル中心孔部１１３２が形成されており、第２固定コア１２０２が配置されている。
As shown in FIGS. 10 to 12, the
ヨーク１３０を形成するプレート部１３２には、プレート部１３２の長手方向、つまり、ヨーク部１３１のコの字状の開口側端部同士を繋ぐ方向に、第１開口部１３２ａ１、および第２開口部１３２ａ２が並ぶように形成されている。
In the
第１励磁コイル１１０１、第１固定コア１２０１、第１可動コア１４０１、第１磁石１５０１、および第１接点部１６０１は、ヨーク１３０の第１開口部１３２ａ１の位置に対応するように配置されて、第１電磁継電器を形成している。また、同様に、第２励磁コイル１１０２、第２固定コア１２０２、第２可動コア１４０２、第２磁石１５０２、および第２接点部１６０２は、ヨーク１３０の第２開口部１３２ａ２の位置に対応するように配置されて、第２電磁継電器を形成している。第１電磁継電器、および第２電磁継電器は、ヨーク１３０において、各励磁コイル１１０１、１１０２の軸線方向に直交する方向に並ぶように配置されている。
The first
第１電磁継電器、および第２電磁継電器の基本的な構造は、上記第１実施形態とほぼ同一である。同一の構成部品には、同一の符号を付けている。本実施形態では、各固定コア１２０１、１２０２の軸線方向の中間位置には、円形部１２２よりも径方向寸法が大きく設定された大径部１２２ａが設けられており、その分、各励磁コイル１１０１、１１０２のコイル中心孔部１１３の内径が部分的に大きくなるように形成されている。
The basic structure of the first electromagnetic relay and the second electromagnetic relay is almost the same as that of the first embodiment. The same components are given the same reference numerals. In the present embodiment, a large-
また、第１磁石１５０１の着磁方向は、第１励磁コイル１１０１に通電された際に、プレート部１３２に発生する磁束の方向と同一となっている。また、第２磁石１５０２の着磁方向は、第２励磁コイル１１０２に通電された際にプレート部１３２に発生する磁束の方向と同一となっている。ここでは、図１１に示すように、第１磁石１５０１のＮ極はリング状の外周側に、Ｓ極は内周側になるように設定されており、第２磁石１５０２のＮ極はリング状の内周側に、Ｓ極は外周側になるように設定されている。
Further, the magnetization direction of the
本実施形態の電磁継電器１００Ｅにおいては、各励磁コイル１１０１、１１０２のうち、どの励磁コイルに通電するかによって、図１９に示すような、第１磁気回路Ｃ１、第２磁気回路Ｃ２、および第３磁気回路Ｃ３の形成を可能としている（詳細後述）。
In the
次に、本実施形態の電磁継電器１００Ｅの作動および作用効果について、図１３〜図２２を加えて説明する。
Next, operation and effect of the
まず、各励磁コイル１１０１、１１０２への通電が共に遮断されているとき（第１、第２非通電時）、各励磁コイル１１０１、１１０２による磁界の形成は行われず、わずかに各磁石１５０１、１５０２の磁束による吸引力はあるものの、図１２に示すように、各可動コア１４０１、１４０２は、復帰バネにより軸線方向の一方側に駆動される。これにより、各接点部１６０１、１６０２は、切断状態となって、所定の機器１０への電力供給は行われない状態となる。各励磁コイル１１０１、１１０２への通電が共に遮断されている状態では、各エアギャップＡＧ１、ＡＧ２は、最大値をとっている。
First, when the excitation coils 1101 and 1102 are both deenergized (first and second non-energization), the excitation coils 1101 and 1102 do not form a magnetic field, and the
以下、各励磁コイル１１０１、１１０２への通電を行ったときの作動について順に説明する。 Hereinafter, the operation when the excitation coils 1101 and 1102 are energized will be described in order.
１．第１励磁コイル１１０１への通電時
第２励磁コイル１１０２は非通電として、第１励磁コイル１１０１のみに通電すると（第１通電時）、図１３〜図１５に示すように、主に、ヨーク１３０の第１固定コア１２０１側となる端部領域において、第１固定コア１２０１と第１可動コア１４０１との間、第１可動コア１４０１とプレート部１３２との間、およびヨーク部１３１に第１磁気回路Ｃ１が形成され、磁束（図１３〜図１５中の実線矢印）が流れる。尚、第１磁気回路Ｃ１においては、厳密には、図１３〜図１５の実線矢印の他にも、第２励磁コイル１１０２側へ磁束が流れる経路も存在する。
1. When the first
そして、第１可動コア１４０１に対する電磁吸引力が発生される。加えて、第１可動コア１４０１の板部１４１の外周領域と第１磁石１５０１との間に磁束が流れる（図１３中の破線矢印）。第１磁石１５０１による磁束は、軸線方向の他方側に向けて径方向外側に向かうように多少傾斜している。そして、第１磁石１５０１による磁石吸引力が発生する。第１可動コア１４０１は、これら電磁吸引力および磁石吸引力により復帰バネに抗して第１固定コア１２０１側に吸引される。
Then, an electromagnetic attraction force is generated on the first
本実施形態では、上記第１実施形態と同様の第１磁石１５０１の配置となっており、第１励磁コイル１１０１が通電され、第１可動コア１４０１が第１固定コア１２０１に吸引される際に、第１可動コア１４０１とプレート部１３２との間を流れる第１磁石１５０１の磁束の向き、つまり軸線方向に対する傾斜角度が、順次大きくなるように変化する。そして、第１可動コア１４０１が第１固定コア１２０１に対して停止した位置で、第１磁石１５０１の磁束の軸線方向の成分が最小となるようになっている。本実施形態の吸引動作は、上記第１実施形態の図２（ａ）〜（ｃ）で説明した内容と同一である。
In this embodiment, the
よって、本実施形態においても、第１磁石１５０１によって第１可動コア１４０１とプレート部１３２の間を流れる磁束の軸線方向に作用する力が、第１可動コア１４０１の吸引を補助する力となって本来の吸引力（電磁吸引力）に付加されるので、第１励磁コイル１１０１への通電時の吸引力を向上させることができる。
Therefore, also in the present embodiment, the force acting in the axial direction of the magnetic flux flowing between the first
そして、吸引によって第１可動コア１４０１が第１固定コア１２０１に対して停止した位置では、第１磁石１５０１による磁束の軸線方向に作用する力が最小（ここではほぼゼロ）となるようにしている。よって、第１磁石１５０１による磁石吸引力は実質的に発揮されないものとなり、第１可動コア１４０１を第１固定コア１２０１から引き離す際（非通電状態に切替えたとき）の応答性を向上させることができる。特に、緊急遮断時の応答性向上に有用である。
Then, at the position where the first
図１６は、本実施形態において、第１可動コア１４０１の理論解析に基づくエアギャップＡＧ１と吸引力との関係を示したものである。本実施形態では、エアギャップＡＧ１が最大領域で多少吸引力が増加されつつ、中間領域で、従来技術（第１磁石１５０１なし）に対して吸引力が大きく向上されている。また、エアギャップＡＧ１がゼロの領域では、ほとんど第１磁石１５０１による吸引力は作用しない状態となっている。
FIG. 16 shows the relationship between the air gap AG1 and the suction force based on theoretical analysis of the first
このとき、第１可動コア１４０１の吸引動作によって、第１接点部１６０１は接続状態となる。そして、電流センサ１４によって、電力供給線１３における電流の流れが検出されなければ、第２励磁コイル１１０２が非通電であることから第２接点部１６０２が確かに切断状態にあり、第２接点部１６０２は溶着を起こしていないことが検出される。
At this time, the suction operation of the first
尚、図１７は、本実施形態において、理論解析に基づいて、吸引される第１可動コア１４０１のエアギャップＡＧ１と、第２可動コア１４０２に作用する吸引力との関係を示したものである。第２可動コア１４０２においては、第２励磁コイル１１０２への通電はないことから、第１可動コア１４０１の吸引動作に関係なく、電磁吸引力の発生はなく、わずかに第２磁石１５０２による磁石吸引力が作用するだけである。よって、第２可動コア１４０２に作用する吸引力は、位置規制バネのバネ力と、復帰バネのバネ力とを合わせたバネ力を超えることはなく、第２可動コア１４０２は実質的に初期位置（エアギャップＡＧ２大）が維持される。
Note that FIG. 17 shows the relationship between the air gap AG1 of the first
一方、第１励磁コイル１１０１は非通電として、第２励磁コイル１１０２のみに通電すると（第２通電時）、主に、ヨーク１３０の第２固定コア１２０２側となる端部領域において、第２固定コア１２０２とヨーク部１３１との間、プレート部１３２と第２可動コア１４０２との間、および第２可動コア１４０２と第２固定コア１２０２との間に第２磁気回路Ｃ２が形成され、磁束（図１８の右側）が流れる。尚、第２磁気回路Ｃ２においては、厳密には、図１８の右側の実線矢印の他にも、第１励磁コイル１１０１側へ磁束が流れる経路も存在する。
On the other hand, when the first
そして、第２可動コア１４０２に対する電磁吸引力が発生される。加えて、第２可動コア１４０２の板部１４１の外周領域と第２磁石１５０２との間に磁束が流れる。第２磁石１５０２による磁束は、軸線方向の他方側に向けて径方向外側に向かうように多少傾斜している。そして、第２磁石１５０２による磁石吸引力が発生する。第２可動コア１４０２は、これら電磁吸引力および磁石吸引力により復帰バネに抗して第２固定コア１２０２側に吸引される。第２固定コア１２０２の吸引動作は、上記第１固定コア１２０１の場合と同一である。
Then, an electromagnetic attraction force is generated on the second
このとき、第２可動コア１４０２の吸引動作によって、第２接点部１６０２は接続状態となる。そして、電流センサ１４によって、電力供給線１３における電流の流れが検出されなければ、第１励磁コイル１１０１が非通電であることから第１接点部１６０１が確かに切断状態にあり、第１接点部１６０１は溶着を起こしていないことが検出される。
At this time, the
２．各励磁コイル１１０１、１１０２への通電時
第１励磁コイル１１０１、および第２励磁コイル１１０２共に通電すると（第１、第２通電時）、図１８、図１９に示すように、第１磁気回路Ｃ１、および第２磁気回路Ｃ２が形成される。加えて、各磁気回路Ｃ１、Ｃ２の形成に伴って、図１９の中央部に示すように、主に、ヨーク１３０の第１固定コア１２０１と第２固定コア１２０２との間の領域において、第３磁気回路Ｃ３が形成される。第３磁気回路Ｃ３は、主に、磁束が、第１固定コア１２０１と第１可動コア１４０１との間、第１可動コア１４０１とプレート部１３２との間、プレート部１３２と第２可動コア１４０２との間、第２可動コア１４０２と第２固定コア１２０２との間、およびヨーク部１３１を流れる回路である。尚、第３磁気回路Ｃ３においては、厳密には、図１９の中央部の実線矢印の他にも、第１、第２励磁コイル１１０１、１１０２側へ磁束が流れる経路も存在する。
2. When energizing each
そして、第１可動コア１４０１、および第２可動コア１４０２に対して、電磁吸引力、および磁石吸引力が発生される。第１可動コア１４０１、および第２可動コア１４０２は、これら電磁吸引力および磁石吸引力により復帰バネに抗して第１固定コア１２０１側、および第２固定コア１２０２側にそれぞれ吸引される。
Then, an electromagnetic attraction force and a magnet attraction force are generated with respect to the first
第１、第２可動コア１４０１、１４０２が共に、吸引されることによって、第１接点部１６０１、第２接点部１６０２は共に接続状態となって、バッテリ１１から所定の機器１０に電力が供給される。
When both the first and second
図２０は、第１、第２通電時において、理論解析に基づいて、吸引される第２可動コア１４０２のエアギャップＡＧ２に対する、第１可動コア１４０１に作用する吸引力の関係を示したものである。第１可動コア１４０１においては、第２可動コア１４０２の吸引動作（エアギャップＡＧ２）に関係なく、同等の吸引力が得られている。
FIG. 20 shows the relationship between the suction force acting on the first
また、図２１は、第１、第２通電時において、理論解析に基づいて、第２可動コア１４０２のエアギャップＡＧ２と第２可動コア１４０２に作用する吸引力との関係を示したものである。第２可動コア１４０２には、図１６で説明した第１可動コア１４０１に発生する吸引力と同様の吸引力が作用する。
Further, FIG. 21 shows the relationship between the air gap AG2 of the second
３．第１、第２通電の後に第２励磁コイル１１０２非通電時
上記第１、第２通電の後に、各励磁コイル１１０１、１１０２のうち、いずれかの励磁コイル（例えば、第２励磁コイル１１０２）を非通電とすると（第２非通電時）、図２２に示すように、第１磁気回路Ｃ１、および第３磁気回路Ｃ３の形成が維持されつつ、第２磁気回路Ｃ２の形成が消滅される。
3. When the
ここでは、各磁気回路Ｃ１、Ｃ３を流れる磁束によって、第１可動コア１４０１、および第２可動コア１４０２は、共に、吸引状態が維持される。つまり、２つの励磁コイル１１０１、１１０２のうち、一方の励磁コイル（１１０１）のみへの通電によって、２つの可動コア１４０１、１４０２の吸引を維持して、２つの接点部１６０１、１６０２の接続状態を維持する。よって、励磁コイル（１１０１）への電力量を抑えつつ、バッテリ１１から所定の機器１０に対する電力供給が維持される。
Here, both the first
以上のように本実施形態は、上記第１実施形態に対して、第１、第２電磁継電器を有する電磁継電器１００Ｅに、第１磁石１５０１、および第２磁石１５０２を適用したものであり、各可動コア１４０１、１４０２に対して、上記第１実施形態と同様に通電時の吸引力の向上、および非通電時の引き離しの応答性の向上を可能としている。
As described above, in the present embodiment, the
（第６実施形態）
第６実施形態の電磁継電器１００Ｆを図２３に示す。第６実施形態は、上記第５実施形態に対して、各磁石１５０１、１５０２の形状を変更したものである。各磁石１５０１、１５０２は、上記第２実施形態で説明した磁石１５０Ｂと同一であり、円筒部１５１と、テーパ円筒部１５２とを有して形成されている。
(Sixth Embodiment)
FIG. 23 shows an
本実施形態では、円筒部１５１とテーパ円筒部１５２とを有する磁石１５０１、１５０２を用いることで、上記第５実施形態に対して、更に上記第２実施形態の効果を加えたものとすることができる。
In the present embodiment, by using the
（第７実施形態）
第７実施形態の電磁継電器１００Ｇを図２４に示す。第７実施形態は、上記第５実施形態に対して、第１磁石１５０１、および第２磁石１５０２の形状を変更して、第１磁石１５０１Ｅ、および第２磁石１５０２Ｅとしたものである。各磁石１５０１Ｅ、１５０２Ｅは、軸線方向から見たときの形状が、リング状に対して、多角形に変更されている。ここでは、多角形は、八角形が採用されている。
(Seventh embodiment)
The
各磁石１５０１Ｅ、１５０２Ｅは、複数の棒状の磁石から形成されており、例えば、８つの棒状磁石によって、八角形に形成されている。各棒状磁石は、それぞれが長手方向に対して直交する方向に着磁方向が設定されている。第１磁石１５０１Ｅは、八角形の外周側がＮ極となり、内周側がＳ極となっている。また、第２磁石１５０２Ｅは、八角形の外周側がＳ極となり、内周側がＮ極となっている。
Each of the
本実施形態では、上記第５実施形態と同様に、磁気回路（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の形成が可能であり、上記第５実施形態と同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, the magnetic circuit (C1, C2, C3) can be formed as in the fifth embodiment, and the same effect as in the fifth embodiment can be obtained.
加えて、上記第５実施形態では、リング状の各磁石１５０１、１５０２は、形状は同一ながらも、Ｎ極とＳ極との配置が逆になっており、それぞれ個別の磁石として設定する必要があった。本実施形態では、棒状磁石のＮ極とＳ極の位置が逆になるように並べることで、第１磁石１５０１Ｅと、第２磁石１５０２Ｅとの形成が可能となる。
In addition, in the fifth embodiment, although the ring-shaped
（第７実施形態の変形例）
第７実施形態の変形例の電磁継電器１００Ｈを図２５に示す。第７実施形態の変形例は、上記第７実施形態に対して、更に第１磁石１５０１Ｅ、および第２磁石１５０２Ｅの形状を変更して、第１磁石１５０１Ｆ、および第２磁石１５０２Ｆとしたものである。
(Modification of Seventh Embodiment)
FIG. 25 shows an
各磁石１５０１Ｆ、１５０２Ｆは、完全な多角形に対して、多角形の一部が複数（ここでは２つ）用いられたものとしている。各磁石１５０１Ｆ、１５０２Ｆは、２つの棒状の磁石が各可動コア１４０１、１４０２の中心軸に対して対称（点対称）となるように配置されている。ここでは、各棒状の磁石は、各可動コア１４０１、１４０２の並ぶ方向に沿うように配置されている。
Each of the
本実施形態においても、上記第７実施形態と同様に、磁気回路（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の形成が可能であり、上記第７実施形態と同様の効果を得ることができる。 Also in this embodiment, the magnetic circuit (C1, C2, C3) can be formed as in the seventh embodiment, and the same effect as in the seventh embodiment can be obtained.
尚、各棒状の磁石は、各可動コア１４０１、１４０２の中心軸に対して対称となるように配置されればよく、例えば、各可動コア１４０１、１４０２の並ぶ方向に交差する方向に対向するように配置されてもよい。また、棒状の磁石に代えて、リング形状の一部を成す円弧状の磁石にしてもよい。
The rod-shaped magnets may be arranged symmetrically with respect to the central axis of the
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、磁石１５０Ａ〜１５０Ｄは、軸線方向から見た全体形状がリング形状となるように形成されたものとして説明したが、この他にも、六角形や八角形等の多角形状としたものとしてもよい。また、磁石１５０Ａ〜１５０Ｄは、リング形状、あるいは多角形状の少なくとも一部としてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above-described embodiments, the
あるいは、磁石１５０Ａ〜１５０Ｄは、リング形状、あるいは多角形状の一部を複数、用いたものとしてもよい。つまり、リング形状、あるいは多角形状の周方向に複数分割されたものとしてもよい。この場合は、複数の各パーツを、可動コア１４０の中心軸に対して、対称（点対称）となるように配置するのがよい。これにより、周方向の磁石（１５０Ａ〜１５０Ｄ）による磁束のバランスを保つことができる。
Alternatively, the
また、上記各実施形態では、電磁継電器１００Ａ〜１００Ｈを使用する所定機器として、例えば、電力変換用のインバータとしたが、これに限らず、オンオフの制御を必要とする電気機器に広く適用可能である。
Further, in each of the above-described embodiments, the predetermined device that uses the
１００Ａ〜１００Ｄ 電磁継電器
１１０ 励磁コイル
１１０１ 第１励磁コイル
１１０２ 第２励磁コイル
１１３ コイル中心孔部
１１３１ 第１コイル中心孔部
１１３２ 第２コイル中心孔部
１２０ 固定コア
１２０１ 第１固定コア
１２０２ 第２固定コア
１３０ ヨーク
１３２ プレート部
１３２ａ 開口部
１３２ａ１ 第１開口部
１３２ａ２ 第２開口部
１４０ 可動コア
１４０１ 第１可動コア
１４０２ 第２可動コア
１５０Ａ〜１５０Ｄ 磁石
１５０１ 第１磁石
１５０２ 第２磁石
１５１ 円筒部
１５２ テーパ円筒部
100A-100D
Claims (16)
前記励磁コイルの内径部に形成されたコイル中心孔部（１１３）内に配置され、磁気回路を構成する固定コア（１２０）と、
前記励磁コイルの外側を覆うように配置されて前記固定コアと共に磁気回路を構成すると共に、前記励磁コイルの軸線方向の一方側がプレート部（１３２）として形成されており、前記プレート部に前記固定コアの位置に対応するように開口部（１３２ａ）が形成されたヨーク（１３０）と、
前記開口部を介して前記固定コアと対向するように配置されると共に、前記プレート部と磁気的に繋がれて、前記励磁コイルへの通電時に前記軸線方向に沿って前記固定コアに吸引される可動コア（１４０）と、
前記可動コアの吸引を補助する磁石（１５０Ａ）と、を備える電磁継電器において、
前記磁石は、前記励磁コイルが通電され、前記可動コアが吸引される際に、前記可動コアと前記プレート部との間を流れる磁束の向きが、前記軸線方向に対して傾斜して、傾斜角度が順次大きくなるように変化して、前記可動コアが前記固定コアに対して停止した位置で、前記磁束の前記軸線方向の成分が最小となるように、配置されている電磁継電器。 An exciting coil (110) that forms a magnetic field when energized,
A fixed core (120) arranged in a coil center hole portion (113) formed in an inner diameter portion of the exciting coil and constituting a magnetic circuit;
The magnetic core is arranged so as to cover the outside of the exciting coil to form a magnetic circuit together with the fixed core, and one side in the axial direction of the exciting coil is formed as a plate portion (132), and the fixed core is provided on the plate portion. A yoke (130) in which an opening (132a) is formed so as to correspond to the position of
It is arranged so as to face the fixed core through the opening, is magnetically connected to the plate portion, and is attracted to the fixed core along the axial direction when the exciting coil is energized. A movable core (140),
An electromagnetic relay comprising: a magnet (150A) for assisting attraction of the movable core,
In the magnet, when the exciting coil is energized and the movable core is attracted, the direction of the magnetic flux flowing between the movable core and the plate portion is inclined with respect to the axial direction, and the inclination angle is The electromagnetic relay is arranged so that the axial component of the magnetic flux is minimized at a position where the movable core stops with respect to the fixed core.
前記第１励磁コイルの内径部に形成された第１コイル中心孔部（１１３１）内に配置され、磁気回路を構成する第１固定コア（１２０１）と、
前記第２励磁コイルの内径部に形成された第２コイル中心孔部（１１３２）内に配置され、磁気回路を構成する第２固定コア（１２０２）と、
前記第１励磁コイル、および前記第２励磁コイルの外側を覆うように配置され、前記第１固定コア、および前記第２固定コアと共に磁気回路を構成すると共に、前記第１励磁コイル、および前記第２励磁コイルの軸線方向の一方側がプレート部（１３２）として形成されており、前記プレート部に前記第１固定コア、および前記第２固定コアの位置に対応するように第１開口部（１３２ａ１）、および第２開口部（１３２ａ２）が形成されたヨーク（１３０）と、
前記第１開口部、および前記第２開口部を介して前記第１固定コア、および前記第２固定コアと対向するように配置されると共に、前記プレート部と磁気的に繋がれて、前記第１励磁コイル、および前記第２励磁コイルへの通電時に前記軸線方向に沿って前記第１固定コアに吸引される第１可動コア（１４０１）、および前記軸線方向に沿って前記第２固定コアに吸引される第２可動コア（１４０２）と、
前記第１可動コアの吸引を補助する第１磁石（１５０１）と、
前記第２可動コアの吸引を補助する第２磁石（１５０２）と、を備える電磁継電器において、
前記第１磁石および、前記第２磁石は、前記第１励磁コイル、および前記第２励磁コイルが通電され、前記第１可動コア、および前記第２可動コアが吸引される際に、前記第１可動コア、および前記第２可動コアと前記プレート部との間を流れる磁束の向きが、前記軸線方向に対して傾斜して、傾斜角度が順次大きくなるように変化して、前記第１可動コア、および前記第２可動コアが前記第１固定コア、および前記第２固定コアに対して停止した位置で、前記磁束の前記軸線方向の成分が最小となるように配置されている電磁継電器。 A first exciting coil (1101) that forms a magnetic field when energized, and a second exciting coil (1102),
A first fixed core (1201) arranged in a first coil center hole portion (1131) formed in an inner diameter portion of the first excitation coil and constituting a magnetic circuit;
A second fixed core (1202) arranged in a second coil center hole portion (1132) formed in an inner diameter portion of the second excitation coil, and constituting a magnetic circuit;
The first exciting coil and the second exciting coil are arranged so as to cover the outside thereof, form a magnetic circuit together with the first fixed core and the second fixed core, and the first exciting coil and the first exciting coil are provided. One side of the two exciting coils in the axial direction is formed as a plate portion (132), and the first opening portion (132a1) is formed in the plate portion so as to correspond to the positions of the first fixed core and the second fixed core. , And a yoke (130) having a second opening (132a2),
The first fixed core and the second fixed core are arranged so as to face the first fixed core and the second fixed core through the first opening and the second opening, and the first fixed core and the second fixed core are magnetically connected to the first fixed core and the second fixed core. The first movable core (1401) is attracted to the first fixed core along the axial direction when the first exciting coil and the second exciting coil are energized, and the second fixed core along the axial direction. A second movable core (1402) to be sucked,
A first magnet (1501) for assisting attraction of the first movable core;
An electromagnetic relay including a second magnet (1502) for assisting attraction of the second movable core,
When the first exciting coil and the second exciting coil are energized and the first movable core and the second movable core are attracted to the first magnet and the second magnet, the first exciting coil and the second exciting coil are attracted to the first exciting coil. The direction of the magnetic flux flowing between the movable core and the second movable core and the plate portion is inclined with respect to the axial direction and is changed so that the inclination angle is gradually increased, and the first movable core , And an electromagnetic relay arranged such that the component of the magnetic flux in the axial direction is minimized at a position where the second movable core is stopped with respect to the first fixed core and the second fixed core.
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