JPH052971A - 有極リレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、励磁コイルが巻装されたコアに対
してアーマチュアが回動支点を中心に回動する有極リレ
ーにおいて、ラッチ型のリレーとノンラッチ型のリレー
との間を簡単に変更できることを特徴とする。 【構成】 コアにほぼ平行に設けられたアーマチュア
を、このアーマチュアに設定された回動支点を中心にコ
アに対して回動自在に設けている。そして、アーチュア
の一端に、励磁電流遮断時におけるアーマチュアの復旧
用または励磁電流遮断時におけるアーマチュアのラッチ
用に使い分ける永久磁石を取付けている。そして、ノン
ラッチ型とラッチ型とは回動支点を移動させることによ
って、使い分ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は永久磁石が組込まれた有
極リレーに係わり、特に通電期間のみ動作状態を持続す
るノンラッチ型と通電遮断後も動作状態を保持するラッ
チ型との間をを部品交換のみで簡単に変更できる構造を
有した有極リレーに関する。

【０００２】

【従来の技術】コアに巻装された励磁コイルに励磁電流
を通流させてコアを磁化し、この磁力によってアーマチ
ュアを回動させて、接点バネを付勢し、接点を開閉動作
させ、励磁電流遮断後においてもその動作状態を保持す
るラッチ型の有極リレーは、例えば図５に示すように構
成されている（特開昭５７−１５３２７号公報）。

【０００３】略コ字型断面形状を有するコア１の底部１
ａの中央部にＳ，Ｎ極を有した永久磁石２が固定されて
いる。この永久磁石２のＮ極からなる自由端２ａに棒状
のアーマチュア３の中間点が回動自在に取付けられてい
る。コア１の底部１ａにおける永久磁石２の両側にはそ
れぞれ励磁コイル４ａ，４ｂが巻装されている。また、
アーマチュア３の中央部には各自由端３ａ，３ｂ方向へ
伸びる接点バネ５ａ，５ｂが取付けられている。

【０００４】このような有極リレーにおいて、励磁コイ
ル４ａ，４ｂに励磁電流を印加しない状態においては、
コア１の各自由端７ａ，７ｂは永久磁石２によりＮ極に
磁化される。また、同様に、アーマチュア３の各自由端
３ａ，３ｂはＳ極に磁化される。しかして、両方の自由
端どうしは互いに引合うので、アーマチュア３は平衡状
態を保つが、この状態は不安定であるので、アーマチュ
ア３はいずれか一方へ傾斜して、一方の自由端どうしが
吸着した状態で安定する。

【０００５】そして、励磁コイル４ａ，４ｂに直流電流
を印加すると、コア１が電流の方向に応じて強力に磁化
される。よって、磁化された方向にアーマチュア３が回
動する。その結果、一方の接点バネ５ａ（５ｂ）が傾斜
して下方に位置する固定接点に接触する。次に励磁電流
を遮断すると、永久磁石２の磁力によって、アーマチュ
ア３はその動作状態を維持する。

【０００６】そして、逆方向に励磁コイル４ａ，４ｂを
励磁すると、今まで吸着していた自由端どうしは互いに
反発するので、アーマチュア３は逆方向に傾斜し、反対
側の自由端どうしが吸着する。そして、励磁電流を遮断
しても、永久磁石２の磁力によってその動作状態は維持
される。

【０００７】しかし、このような有極リレーにおいて
は、永久磁石２がコア１の底部１ａに直接固定されてい
るので、励磁コイル４ａ，４ｂを２つに分割して巻装す
る必要があり、製造工程が複雑化する。また、励磁コイ
ル４ａ，４ｂの巻数にもその形状から一定の限界が存在
し、強力な磁力を得ることができない。図６は上述した
問題点を解消した同じく永久磁石を用いた他のラッチ型
の有極リレーを示す図である（特公昭５６−２２０９９
号公報）。

【０００８】この有極リレーにおいては、コア８の底部
８ａ全面に亘って励磁コイル９が巻装されている。そし
て、ほぼ矩形断面形状を有した永久磁石１０のＳ極とな
る２つの端をコア８内の両側の側壁に固定している。こ
の永久磁石１０のＮ極からなる頂点にアーマチュア１１
の中間点を回動自在に取付けている。そして、アーマチ
ュア１１の中央部に各接点バネ１２ａ，１２ｂを取付け
ている。

【０００９】このように構成された有極リレーにおいて
も、図５の有極リレーと同一動作原理を有する。そし
て、この有極リレーにおいては、底部８ａに永久磁石１
０が当接していないので、励磁コイル９の占める容積を
図５の場合に比較して大きく設定でき、かつ一つの励磁
コイル９で構成できる。したがって、強力な磁力が得ら
れる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、図５
および図６に示した各有極リレーはラッチ型専用の有極
リレーである。しかし、電子回路においては、上述した
ラッチ型のリーの他に、励磁電流の通電期間のみ動作状
態を維持しておればよい、もっと構造が簡単なノンラッ
チ型のリレーが用いられる。

【００１１】一般に、このノンラッチ型のリレーは励磁
電流遮断時にアーマチュアを元の状態に戻す機能をヒン
ジバネやコイルバネ等で持たせているので、リレー全体
の構造がラッチ型のリレーの構造と全く異なる。一方、
電子回路に組込む各電子構成部材はできるだけ多くの共
通部品を用いるのが生産性を向上させたり、製造費用を
低減させるのに好ましい。

【００１２】また、一般にリレーを構成する各部品にお
いて、最も早く劣化して、リレー全体の寿命を決定する
部品は接点およびこの接点を支持する接点バネである。
したがって、この接点バネを押した時に接点が固定接点
に接触する場合に、接触圧力が一定で、かつ接点どうし
が接触した状態で摺動現象が生じるのを最小限に抑制す
るのが好ましい。

【００１３】この条件を満たすには、接点バネの長さＬ
が長いほうがよい。すなわち、固定支点から接点までの
距離が長いと、接点バネの接点は上下に対向して配設さ
れた固定接点に対してほぼ垂直に付勢されることにな
る。その結果、接点どうしが接触した後に、接点どうし
で生じる摺動現象を最小限に抑制できる。

【００１４】一方、接点バネの長さＬが短いと、接点バ
ネの接点は円弧を描きながら固定接点に対して当接す
る。したがって、接点どうしが接触した後においても、
接点バネの接点は固定接点に対して垂直方向に移動する
とともに水平方向にも移動することになる。よって、接
点どうしで大きな摺動現象が生じる。

【００１５】しかるに、図５および図６の有極リレーに
おいては、アーマチュア３，１１の中間点がそれぞれ永
久磁石２，１０のＮ極の自由端および頂点に回動自在に
支持されているので、各接点バネ５ａ，５ｂ，１２ａ，
１２ｂの長さＬも高々アーマチュア３，１１の長さの１
／２である。したがって、短期間で各接点が磨耗してし
まい、有極リレー全体の寿命が短くなる。

【００１６】特に、近年、電子回路に組込まれる各種リ
レーは益々小型化が要求されており、各接点バネの長さ
はさらに短くなる傾向にあるので、接点寿命を延ばすこ
とは重要な課題である。

【００１７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、回動軸にてコアに対して回動自在に設けら
れたアーマチュアの一端に復旧用又はラッチ用の永久磁
石を取付けることにより、回動支点を変更すれば、簡単
にラッチ型とノンラッチ型との間を簡単に変更でき、ま
た、アーマチュア長さに対する接点バネの有効長さの割
合を大幅に増大でき、接点寿命を大幅に延長できる有極
リレーを提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明の有極リレーにおいては、長尺なコアと、この
コアにほぼ平行に設けられたアーマチュアと、このアー
マチュアに設定された回動支点を中心にこのアーマチュ
アをコアに対して回動自在に支持する回動軸と、コアの
一端に対向するアーマチュアの一端に取付けられた永久
磁石と、コアの中央部に巻装され、通電に応動してコア
を磁化してアーマチュアを回動させる励磁コイルと、ア
ーマチュアの回動動作に応動して接点が開閉される接点
バネとを備えたものである。

【００１９】

【作用】このように構成された有極リレーであれば、ア
ーマチュアは回動支点を中心にコアに対して回動自在に
設けられている。そして、アーマチュアの一端に永久磁
石が取付けられている。この永久磁石はコアの一端に対
向している。そして、励磁コイルに直流の励磁電流を印
加すると、電流の方向に対応して、コアが磁化される。

【００２０】この有極リレーをノンラッチ型のリレーと
して使用する場合は、前記回動支点を永久磁石近傍に設
定する。さらに、電流遮断時における永久磁石とコアの
一端との磁気ギャップを小さく設定すると、電流遮断時
にアーマチュアの永久磁石側端がコアの一端にこの永久
磁石の磁力よって付勢される。しかして、コアの一端の
磁極が永久磁石の磁極と同極性になるように励磁コイル
を通電すると、永久磁石側端はコアの一端から離れ、ア
ーマチュアが回動して、接点が動作する。そして、励磁
電流を遮断すると、永久磁石の磁力によってアーチュア
は元の状態へ復旧する。

【００２１】また、この有極リレーをラッチ型のリレー
として使用する場合は、前記回動支点を永久磁石から遠
く離して中央部に移動させる。そして、アーマチュアの
永久磁石側端がコアの一端に吸着していない状態におい
ては、永久磁石とコアの一端との間の磁気ギャップを大
きく設定して、永久磁石の磁力のみではアーマチュアが
回動して、永久磁石がコアの一端に吸着しないようにす
る。

【００２２】そして、コアの一端の磁極が永久磁石の磁
極と逆極性になるように励磁コイルを通電すると、アー
マチュアは回動して、永久磁石がコアの一端に吸着す
る。一旦、永久磁石がコアの一端に吸着すると、たとえ
励磁電流を遮断したとしても永久磁石の磁力によって、
アーマチュアは動作状態を維持する。

【００２３】次に、コアの一端の磁極が永久磁石の磁極
と同極性になるように励磁コイルを逆方向に通電する
と、アーマチュアは回動して、永久磁石がコアの一端か
ら離れて、元の状態へ戻る。このように、アーマチュア
の回動支点を変更するのみでこの有極リレーをノンラッ
チ型とラッチ型とに簡単に変更できる。

【００２４】また、接点バネをアーマチュアから独立し
て設けることによって、接点バネの長さも長く設定でき
る。すなわち、リレー全体の長さに対する接点バネの有
効長さの割合を大きく設定できる。接点バネの有効長さ
を長くできれば接点寿命が延びる。

【００２５】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２６】図２及び図３は実施例の有極リレーをノン
ラッチ型のリレーとして組立てた場合の組立て分解斜視
図である。なお、図２（ｆ）と図３（ｆ）とは同一組立
状態を示す。

【００２７】図２（ａ）で示すＩ字形断面形状を有する
コア２１に、図２（ｂ）に示すように、コイルボビン２
２を取付け、図２（ｃ）に示すように、このコイルボビ
ン２２に励磁コイル２３が巻装される。コア２１の両端
２１ａ，２１ｂはコイルボビン２２から露出しており、
その露出しているコア２１の一端２１ａにプラスチック
製の支持ブロック２４が取付けられている。この支持ブ
ロック２４にコイル端子２５ａ，２５ｂが貫通固定され
ている。

【００２８】図２（ｅ）は０字形形状を有したアーマチ
ュア２６であり、図２（ｆ）に示すように、このアーマ
チュア２６の一端２６ａ側にコイルボビン２２の下面に
取付けられた図１に示す回動軸２２ａを支持する溝２７
ａが形成された軸受部２７が取付けられる。また、アー
マチュア２６の他端（自由端）２６ｂの近傍には下方に
配設された一対の接点バネ３２ａ，３２ｂを押し下げる
ためのカード２８ａ，２８ｂが取付けられる。

【００２９】図２（ｄ）は永久磁石２９である。そし
て、図２（ｆ）で示した各カード２８ａ，２８ｂおよび
軸受部２７が取付けられた状態のアーマチュア２６の一
端２６ａに前記永久磁石２９を取付けて、その上から図
２（ｃ）に示すコア２１がおよび励磁コイル２３が取付
けられたコイルボビン２２を被せる。

【００３０】図３（ｇ）はＪ文形形状を有したヨーク３
０である。このヨーク３０および図３（ｉ）に示す一対
の接点バネ３２ａ，３２ｂを、図３（ｈ）に示すように
接点支持ブロック３１に固定する。この接点支持ブロッ
ク３１の下側には前記接点バネ３２ａ，３２ｂに接続さ
れる接点端子３１ａ，３１ｂが取付けられている。

【００３１】さらに、図３（ｋ）は例えばプラスチック
材料で形成されたベース３３であり、このベース３３に
上側の各固定接点の接点端子３４ａ，３４ｂが取付けら
れる。そして、このベース３３に、図３（ｈ）のヨーク
３０が取付けられた接点支持ブロック３１および前述し
たコイルボビン２２および図３（ｆ）のアーマチュア２
６を組込むと、図３（ｍ）で示す状態となる。そして、
図３（ｍ）のように組立てられた有極リレーに図３
（ｎ）で示すように、カバー３５を被せる。図１（ａ）
は図３（ｍ）で示すカバー３５を取除いた有極リレーか
らさらに図３（ｋ）で示すベース３３を除去した状態の
側面図である。

【００３２】図１（ａ）において、ヨーク３０の一端が
コア２１の一端２１ａ側に取付けられ、他端の自由端３
０ｂがコア２１の他端２１ｂに対向する。また、アーマ
チュア２６はコア２１とヨーク３０と間に介在されてい
る。そして、アーマチュア２６に取付けられた軸受部２
７にはコイルボビン２２に取付けられた回動軸２２ａが
係合している。したがって、アーマチュア２６は回動軸
２２ａを中心に回動する。アーマチュア２６の一端２６
ａ側には永久磁石２９が取付けられており、この永久磁
石２９がコア２１の一端２１ａに対向する。

【００３３】そして、励磁コイル２３に励磁電流を印加
しない状態においては、永久磁石２９とコア２１の一端
２１ａとの間には微小の磁気ギャップＧａが存在かる。
したがって、アーマチュア２６は永久磁石２９の磁力に
よって常に時計方向に付勢されている。その結果、アー
マチュア２６の自由端２６ｂはヨーク３０の自由端３０
ｂに当接しており、この状態のコア２１の他端２１ｂと
アーマチュア２６の自由端（他端）２６ｂとの間に磁気
ギャップ（ワーキングギャップ）Ｇｂが存在する。

【００３４】ヨーク３０の下側には接点支持ブロック３
１に片側が支持された接点バネ３２ｂが設けられ、この
接点バネ３２ｂの自由端近傍の上下面に取付けられた各
接点に各固定接点３６，３７が対向している。このよう
に構成されたノンラッチ型の有極リレーの動作を図１
（ａ）（ｂ）を用いて説明する。

【００３５】先ず、励磁コイル２３を励磁しない状態に
おいては、図１（ａ）に示すように、アーマチュア２６
は永久磁石２９の磁力によって回動軸２２ａを回動中心
として時計方向に付勢されているので、アーマチュア２
６の自由端２６ａとコア２１の他端２６ｂとの間に磁気
ギャップＧｂが生じている。よって、カード２８ｂの下
端は接点バネ３２ｂを下方へ押し下げている。その結
果、接点バネ３２ｂの下側の接点が下側の固定接点３７
に接触している。

【００３６】この状態で、コイル端子２５ａ，２５ｂを
介してコイルボビン２２の励磁コイル２３を、コア２１
の一端２１ａが永久磁石２９の磁極と同一磁極になる極
性で励磁すると、コア２１が磁化されて、アーマチュア
２６が、回動軸２２ａを中心に反時計方向に回動する。
そして、図１（ｂ）に示すように、アーマチュア２６の
自由端２６ｂがコア２１の他端２１ｂに吸着される。そ
の結果、カード２８ｂの下端は接点バネ３２ｂから離れ
る。そして、カード２８ｂの上昇に伴って下端に設けら
れた係止部２８ｄで接点バネ３２ｂを持上げる。よっ
て、接点バネ３２ｂの下側の接点が下側の固定接点３７
から解放されて、上側の接点が上側の固定接点３６に接
触する。

【００３７】次に、励磁電流を遮断すると、コア２１の
磁気的吸着力が消滅して、永久磁石２９の磁力によって
アーマチュア２６が回動軸２２ａを中心に時計方向に回
動して、図１（ａ）で示す元の状態に復帰する。

【００３８】このような構成の有極リレーにおいては、
アーマチュア２６の回動支点を永久磁石２９近傍位置に
設定し、かつ励磁電流遮断状態時におけるアーマチュア
２６の一端に取付けられた永久磁石２９とコア２１の一
端２１ａとの磁気ギャップＧａを非常に小さく設定して
いる。よって、励磁電流遮断時においてもアーマチュア
２６は永久磁石２９によって時計方向に付勢されてい
る。すなわち、この有極リレーはノンラッチ型のリレー
として動作する。

【００３９】また、接点バネ３２ａ，３２ｂの長さもア
ーマチュア２６とは独立して長く設定できる。すなわ
ち、接点バネ３２ａ，３２ｂの有効長さＬのリレーレ全
体の長さに対する割合を、図５および図６に示す従来の
有極リレーの各接点バネ５ａ，５ｂ，１２ａ，１２ｂに
比較して、倍近くに設定できる。

【００４０】各接点バネ３２ａ，３２ｂの有効長さＬを
長くできれば、カード２８ａ，２８ｂで各接点バネ３２
ａ，３２ｂの各自由端近傍を押下げる場合に、接点バネ
３２ａ．３２ｂの各接点が各固定接点３７に対してほぼ
垂直に動作するので、接触後の接点どうしによる摺動現
象が軽減される。よって、接点寿命を延ばすことが可能
となる。

【００４１】さらに、図５に示すような特殊な着磁形状
を有した永久磁石を用いていないので、リレーに組立て
た後に着磁して永久磁石とすることが可能である。よっ
て、製造費が従来リレーに比較して大幅に増大すること
はない。

【００４２】図４はこの有極リリーをラッチ型のリレー
として使用する場合の側面を示す模式図である。なお、
この図において、各接点バネ３２ａ，３２ｂ、各固定接
点３６，３７は省略している。

【００４３】ラッチ型のリレーとするために、アーマチ
ュア２６における回動支点を永久磁石２９から遠く離し
て、中央部近傍に設定している。具体的には、図２
（ｆ）の軸受部２７をアーマチュア２６の中央部方向へ
移動させるとともに、コイルボビン２２に設ける回動軸
２２ａを同じくアーマチュア２６の中央部方向へ移動さ
せている。

【００４４】そして、励磁コイル２３を励磁していない
状態における、すなわち、アーマチュア２６の永久磁石
２９側端がコア２１の一端２１ａに吸着していない状態
においては、永久磁石２９とコア２１の一端２１ａとの
間の磁気ギャップＧａを広く設定して、永久磁石２９の
磁力のみでは、アーマチュア２６を回動させて永久磁石
２９とコア２１の一端２１ａとが吸着しないように設定
する。よって、初期状態においては、図４（ａ）に示す
ように、アーマチュア２６は反時計方向に回動した状態
を維持する。

【００４５】そして、コア２１の一端２１ａの磁極が永
久磁石２９の磁極（Ｎ極）と逆極性（Ｓ極）に磁化する
ように励磁コイル２３を通電すると、アーマチュア２６
は時計方向に回動して、図２（ｂ）に示すように、永久
磁石２９がコア２１の一端２１ａに吸着する。一旦、永
久磁石２９がコア２１の一端２１ａに吸着すると、たと
え励磁電流を遮断したとしても永久磁石２９の磁力によ
って、アーマチュア２６はその動作状態を維持する。す
なわち、図２（ｂ）における点線で示す閉じた磁路が形
成される。

【００４６】次に、コア２１の一端２１ａの磁極が永久
磁石２９の磁極（Ｎ極）と同極性（Ｎ極）に磁化するよ
うに励磁コイル２３を逆方向に通電すると、同極どうし
は反発しあうので、永久磁石２９がコア２１の一端２１
ａから離れて、アーマチュア２６は反時計方向に回動し
て、図４（ａ）で示す元の状態へ戻る。

【００４７】このように、一方方向に通電するとリレー
はラッチされ、通電を遮断してもそのラッチ状態は維持
され、逆方向へ通電するとラッチ状態が解除される。す
なわち、ラッチ型のリレーとして正確に動作する。

【００４８】なお、この有極リレーをラッチ型リレーと
して使用するかノンラッチ型リレーとして使用するか
は、前述したように回動支点の位置と永久磁石２９とコ
ア２１の一端２１ａとの間の磁気ギャップＧａとで定ま
るが、図４（ａ）の下側の磁力特性に示すように、永久
磁石２９の磁力Ｂと励磁コイル２３による磁力Ｍが均衡
する位置に回動支点を設定すれば、最も効率的にリレー
を作動させることができる。

【００４９】このように、アーマチュア２６上における
回動支点を移動するのみで、簡単にラッチ型リレーとノ
ンラッチ型リレーとを使い分けることができる。したが
って、ラッチ型リレーとノンラッチ型リレーとの共通部
品を多くすることができるので、両方の型のリレーを製
造する場合における生産性を大幅に向上できる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の有極リレ
ーによれば、回動支点にてコアに対して回動自在に設け
られたアーマチュアの一端に復帰用又はラッチ用の永久
磁石を取付けている。したがって、回動支点を変更すれ
ば、ラッチ型とノンラッチ型との間を簡単に変更でき、
両方の型のリレーを製造する場合における生産性を大幅
に向上できる。また、アーマチュア長さに対する接点バ
ネの有効長さの割合を大幅に増大できるので、接点磨耗
を抑制でき、リレー全体の寿命を大幅に延長できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係わる有極リレーの要部
を取出して示す側面図、

【図２】 同実施例リレーの概略構成を示す分解斜視
図、

【図３】 同じく同実施例リレーの概略構成を示す分解
斜視図、

【図４】 実施例リレーをラッチ型のリレーとして使用
した場合の動作を示す図、

【図５】 従来の有極リレーの概略構成を示す断面模式
図、

【図６】 従来の他の有極リレーの概略構成を示す断面
模式図。

【符号の説明】

２１…コア、２２…コイルボビン、２２ａ…回動軸、２
３…励磁コイル、２５ａ，２５ｂ…コイル端子、２６…
アーマチュア、２７…軸受部、２８ａ，２８ｂ…カー
ド、２９…永久磁石、３０…ヨーク、３１…接点支持ブ
ロック、３２ａ，３２ｂ…接点バネ、３３…ベース。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年６月２３日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 長尺なコア(21)と、このコアにほぼ平
   行に設けられたアーマチュア(26)と、このアーマチュア
   に設定された回動支点を中心にこのアーマチュアを前記
   コアに対して回動自在に支持する回動軸(22a) と、前記
   コアの一端に対向する前記アーマチュアの一端に取付け
   られた永久磁石(29)と、前記コアの中央部に巻装され、
   通電に応動して前記コアを磁化して前記アーマチュアを
   回動させる励磁コイル(23)と、前記アーマチュアの回動
   動作に応動して接点が開閉される接点バネ(32a,32b) と
   を備えた有極リレー。