JPH06196067A - 電磁リレーおよびヨーク材用の強磁性ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents

電磁リレーおよびヨーク材用の強磁性ステンレス鋼の製造方法

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JPH06196067A
JPH06196067A JP34290592A JP34290592A JPH06196067A JP H06196067 A JPH06196067 A JP H06196067A JP 34290592 A JP34290592 A JP 34290592A JP 34290592 A JP34290592 A JP 34290592A JP H06196067 A JPH06196067 A JP H06196067A
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JP
Japan
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weight
stainless steel
magnetic
electromagnetic relay
yoke
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JP34290592A
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English (en)
Inventor
Toru Fujiwara
徹 藤原
Tadashi Hamada
糾 濱田
Ryoichi Tawara
良一 田原
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非磁性メッキ膜の厚み変化を抑えることが出
来、吸引力・開放特性を安定させられる電磁リレーを提
供する。 【構成】 この発明は、固定接点1と可動接点2とを備
えるとともに磁路を構成するヨーク材3を備え、前記磁
路での磁束の変化に伴い前記固定接点と可動接点の離接
が起こるようになっている電磁リレーにおいて、ヨーク
材31〜33の少なくとも一部がアルミナ膜を表面に有
する強磁性ステンレス鋼からなり、アルミナ膜が磁路の
磁気ギャップとなっていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気回路の構成要素
として、電圧・電流の断続制御などに用いられる電磁リ
レーとこのリレーに用いるヨーク材用の強磁性ステンレ
ス鋼の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電磁リレーは、固定接点と可動接点とを
備えるとともに磁路を構成するヨーク材を備え、前記磁
路での磁束の変化に伴い前記固定接点と可動接点の離接
が起こる構成をもつ。この電磁リレーの磁路を構成する
ヨーク材は、鉄心、接極子、継鉄からなり、これらは、
通常、電磁軟鉄を主にケイ素鋼、低炭素鋼といった金属
材にメッキを施したものである。なお、普通、狭義の定
義ではヨーク材は継鉄だけを意味するが、広義の定義て
はヨーク材は継鉄だけでなく鉄心、接極子も含めたもの
を言い、この発明のヨーク材は広義の定義のものであ
る。
【0003】これらヨーク用の金属材は磁気的に軟質で
あり、飽和磁束密度が高いことが特徴である。また、メ
ッキを施す理由は、防錆のためと磁路に磁気ギャップ設
けるためである。このメッキは亜鉛や銅などの非磁性金
属でなされており、磁気ギャップとなることが出来るの
である。もし、磁路に磁気ギャップがなければ、励磁コ
イルが通電されていて、鉄心に接極子が吸引されている
動作時には磁路はギャップレスの完全閉磁路となる。そ
のため、励磁コイルの通電を遮断した時にヨーク材の残
留磁化のため接極子が鉄心から離れ難くなり、リレーの
開放特性が劣化することになる。したがって、電磁リレ
ーのヨーク材における非磁性メッキ膜による磁気ギャッ
プは必要なのであるが、逆に非磁性メッキ膜が厚すぎる
と、リレー動作時の吸引力が減少してリレーの吸引力特
性が劣化することになる。そのため、非磁性メッキ膜の
厚みは厳密に管理する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ヨークにおける非磁性メッキ膜は複雑な反応過程を経て
生成されるため、メッキ溶液の組成、メッキ電流、温度
等の作成条件によって、その厚さが変化することが知ら
れている。このために、製造ロットによってリレーの吸
引力・開放特性がバラツクという問題があった。
【0005】ところで、リレーの吸引力に余裕がある場
合は非磁性メッキ膜以外の部分(ヨークにおける結合部
位など)でギャップをとることにより非磁性メッキ膜の
厚みが変化しても吸引力特性のバラツキを少なくさせる
ことが可能であった。しかし、最近は、リレーの小型化
に伴い吸引力の余裕が少なくなり、非磁性メッキ膜以外
の部分のギャップを減らす方向にあり、その結果、非磁
性メッキ膜の厚み変化がそのまま吸引力・開放特性に反
映されるようになった。このため非磁性メッキ膜の厚み
変化を小さくする要求が強くなって来ている。
【0006】この発明は、上記事情に鑑み、非磁性メッ
キ膜の厚み変化を抑えることが出来、吸引力・開放特性
を安定させられる電磁リレーと、このリレーのヨーク材
用の強磁性ステンレス鋼の製造方法を提供することを課
題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明にかかる電磁リレーでは、固定接点と可動
接点とを備えるとともに磁路を構成するヨーク材を備
え、前記磁路での磁束の変化に伴い前記固定接点と可動
接点の離接が起こる構造において、前記ヨーク材の少な
くとも一部がアルミナ膜を表面に有する強磁性ステンレ
ス鋼からなり、前記アルミナ膜を磁路の磁気ギャップと
するようにしている。
【0008】そして、この発明の電磁リレーのヨーク材
として用いられるアルミナ膜を表面に有する強磁性ステ
ンレス鋼は、Cr:15重量%以上で25重量%以下、
Al:2重量%以上で8重量%以下、Fe:残部なる組
成の(第1)Fe−Cr−Al系合金鋼、あるいは、C
r:15重量%以上で25重量%以下、Al:2重量%
以上で8重量%以下、Ti,Zr,Y,Hf,Ce,L
a,Nd,Gdのうちのいずれか1種または2種以上の
元素の合計:0.05重量%以上で1重量%以下、F
e:残部なる組成である(第2)Fe−Cr−Al系合
金鋼を酸化雰囲気で熱処理することで容易に得ることが
出来る。
【0009】第1,第2Fe−Cr−Al系合金鋼では
CrおよびAlがアルミナ膜析出に不可欠である。Cr
が15重量%未満、Alが2重量%未満もしくは8重量
%を超えるとアルミナ析出が起こり難くなり、一方、C
rは25重量%を超えてもアルミナ析出は起こるが、合
金の飽和磁束が減少し、電磁リレーのヨーク材用として
の適性が低くなる。
【0010】第2Fe−Cr−Al系合金鋼ではTi,
Zr,Y,Hf,Ce,La,Nd,Gdのうちのいず
れか1種まは2種があるために、アルミナ皮膜と母材の
密着性がよくなる。しかし、これらの元素の添加は、軟
質磁気特性を劣化させる。したがって、多数の開閉回数
を要求される電磁リレーの場合では、第2Fe−Cr−
Al系合金鋼の方が有利である。
【0011】
【作用】この発明の電磁リレーでは、ヨーク材用の強磁
性ステンレス鋼の表面に形成されたアルミナ膜を磁路の
磁気ギャップにしているため、非磁性膜の厚みのバラツ
キを少なくすることが出来、リレーでの吸引力・開放特
性のバラツキが抑えられるようになる。前述のFe−C
r−Al系合金鋼は刃物などに使用することが出来るこ
とが知られているものであるが、検討の結果、電磁リレ
ーのヨーク材に使える磁気特性があるとともに熱処理時
間や温度を一定にすれば析出するアルミナ膜の厚みのバ
ラツキが極く少なくなるという知見を発明者らは得るこ
とが出来、その結果、この発明を完成させたのである。
【0012】前述のようなFe−Cr−Al系合金鋼を
大気中もしくは酸化雰囲気で800〜1250℃で1〜
10時間ほど熱処理すれば、条件に応じて0.5〜10
μm程度の厚み範囲のアルミナ膜を厚みのバラツキの少
ない状態で生成することが出来る。この析出反応は、主
にアルミニウムの拡散速度によって決まるもので化学メ
ッキと比較すると単純であり、反応速度も遅い。したが
って、合金組成、熱処理時間・温度を一定にすれば、生
成されるアルミナ膜の厚みのバラツキは少なくなる。ま
た、母材のFe−Cr合金は強磁性であり、アルミナ析
出のための熱処理により、再結晶を起こして磁気的にも
軟質となっているためにヨーク材としての磁気的な適性
も十分である。
【0013】
【実施例】以下、この発明の電磁リレーの実施例を説明
する。この発明は、下記の実施例に限らない。図1は、
実施例1,2の電磁リレーの概略構成をあらわす。実施
例1,2の電磁リレーは、固定接点1,1と可動接点2
とを備えるとともに磁路を構成するヨーク材3を備えて
いる。ヨーク材3は励磁コイル5を装着した鉄心31,
接極子32,鉄心31と接極子32をつなぐ継鉄33か
らなる。
【0014】駆動スイッチ21を閉じると励磁コイル5
に励磁電流が流れ、ヒンジ11を始点として接極子32
が鉄心31に吸引され可動バネ12に固着された可動接
点2は上側の固定接点1から離れ下側の固定接点1に接
触しランプLが点灯する。駆動スイッチ21を開くと励
磁コイル5の励磁電流が断たれ、ヒンジ11を始点とし
て接極子32が復旧バネ15で引き上げられ、鉄心31
から離れて可動バネ12に固着された可動接点2は下側
の固定接点1から離れ上側の固定接点1に接触すること
になる。
【0015】実施例1の電磁リレーのヨーク材3は、少
なくとも一部がアルミナ膜を表面に有する強磁性ステン
レス鋼からなり、そのアルミナ膜が磁路の磁気ギャップ
となっていることは前述の通りである。具体的には、鉄
心31、接極子32、継鉄33の少なくとも一つ(普通
は鉄心31と接極子32)がアルミナ膜を表面に有する
強磁性ステンレス鋼からなる。鉄心31と接極子32が
アルミナ膜付きの強磁性ステンレス鋼である場合は鉄心
31と接極子32の接触位置のアルミナ皮膜が磁気ギャ
ップとなる。
【0016】実施例1でのアルミナ膜を表面に有するヨ
ーク用の強磁性ステンレス鋼は、Cr:17重量%、A
l:4重量%、Fe:残部なる組成の第1Fe−Cr−
Al系合金鋼を、大気中、1150℃、5時間熱処理し
て得たものである。同じものを10個作成した。これら
の厚みは以下の通りである。平均厚み2.21μm、最
大厚み2.27μm、最小厚み2.18μmであり、バ
ラツキは非常に少ない。
【0017】実施例2の電磁リレーのヨーク材3も、少
なくとも一部がアルミナ膜を表面に有する強磁性ステン
レス鋼からなり、そのアルミナ膜が磁路の磁気ギャップ
となっていることは前述の通りである。具体的には、鉄
心31、接極子32、継鉄33の少なくとも一つ(普通
は鉄心31と接極子32)がアルミナ膜を表面に有する
強磁性ステンレス鋼からなる。鉄心31と接極子32が
アルミナ膜付きの強磁性ステンレス鋼である場合は鉄心
31と接極子32の接触位置のアルミナ皮膜が磁気ギャ
ップとなる。
【0018】実施例2でのアルミナ膜を表面に有するヨ
ーク用の強磁性ステンレス鋼は、Cr:16.5重量
%、Al:4重量%、Ti:0.1重量%、La:0.
05重量%、Fe:残部なる組成の第2Fe−Cr−A
l系合金鋼を、大気中、1150℃、5時間熱処理して
得たものである。同じものを10個作成した。これらの
厚みは以下の通りである。
【0019】平均厚み2.34μm、最大厚み2.40
μm、最小厚み2.29μmであり、バラツキは非常に
少ない。
【0020】
【発明の効果】この発明の電磁リレーでは、ヨーク材用
の強磁性ステンレス鋼の表面に形成されたアルミナ膜を
磁路の磁気ギャップとしているおり、磁気ギャップ用の
非磁性膜の厚みのバラツキを少なくすることが出来、そ
の結果、リレーの吸引力・開放特性が製造ロットごとに
バラツクことなく安定したものとすることが出来るか
ら、非常に有用な電磁リレーである。
【0021】この発明にかかる製造方法では、上記有用
な電磁リレーを実現するヨーク材となる強磁性ステンレ
ス鋼を容易に製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の電磁リレーの概略構成をあらわす説明
図。
【符号の説明】
1 固定接点 2 可動接点 3 ヨーク材 5 励磁コイル 31 鉄心 32 接極子 33 継鉄

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定接点と可動接点とを備えるとともに
    磁路を構成するヨーク材を備え、前記磁路での磁束の変
    化に伴い前記固定接点と可動接点の離接が起こるように
    なっている電磁リレーにおいて、前記ヨーク材の少なく
    とも一部がアルミナ膜を表面に有する強磁性ステンレス
    鋼からなり、前記アルミナ膜が磁路の磁気ギャップとな
    っていることを特徴とする電磁リレー。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電磁リレーのヨーク材と
    して用いられるアルミナ膜を表面に有する強磁性ステン
    レス鋼の製造方法であって、Cr:15重量%以上で2
    5重量%以下、Al:2重量%以上で8重量%以下、F
    e:残部なる組成の合金鋼を酸化雰囲気で熱処理するよ
    うにするヨーク材用の強磁性ステンレス鋼の製造方法。
  3. 【請求項3】 合金鋼が、Cr:15重量%以上で25
    重量%以下、Al:2重量%以上で8重量%以下、T
    i,Zr,Y,Hf,Ce,La,Nd,Gdのうちの
    いずれか1種または2種以上の元素の合計:0.05重
    量%以上で1重量%以下、Fe:残部なる組成である請
    求項2記載のヨーク材用の強磁性ステンレス鋼の製造方
    法。
JP34290592A 1992-12-22 1992-12-22 電磁リレーおよびヨーク材用の強磁性ステンレス鋼の製造方法 Pending JPH06196067A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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