JPH08111158A - 回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有極リレー - Google Patents

回転支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有極リレー

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JPH08111158A
JPH08111158A JP6242958A JP24295894A JPH08111158A JP H08111158 A JPH08111158 A JP H08111158A JP 6242958 A JP6242958 A JP 6242958A JP 24295894 A JP24295894 A JP 24295894A JP H08111158 A JPH08111158 A JP H08111158A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非磁性体金属片を省略でき、リレーに使用し
たとき、感動、開放特性にバラツキが少ない回転支持型
有極電磁石を提供する。 【構成】 略コの字型の鉄芯2Bにコイル2Aを巻いた
コイルブロック2と、コイルブロック2の磁極3A、3
B間に挿入して固定し、鉄芯2Bとの間で磁気回路を形
成する平板状継鉄4と、平板状継鉄4の中央部に設けら
れた凹部4Aに配置した矩形状永久磁石5と、センタ部
を支点として回転し、端部6A、端部6Bがそれぞれ磁
極3A、磁極3Bと接触する接極子6とからなり、コイ
ルブロック2は、磁極3A、磁極3Bの上面にそれぞれ
磁極面3a、磁極面3bを形成するとともに磁極面3b
にコイル枠2Cを延長して磁気抵抗を増加する、非磁性
体金属片に代る薄膜絶縁部7を磁極面3bに形成して構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転支点型有極電磁石お
よびこれを組込んだ回転支点型有極リレーに関する。
【0002】
【従来の技術】図6に従来の回転支点型有極電磁石の一
例としてのシングルステイブル型有極電磁石の断面図、
図7は接極子の斜視図を示す。従来のシングルステイブ
ル型有極電磁石100は、略コの字型の鉄芯101Bに
コイル101Aを巻いて組立てたコイルブロック101
と、鉄芯101Bの対向する磁極102Aおよび磁極1
02B間にレーザ溶接等で固定した山型永久磁石103
と、山型永久磁石103の頂点に接した支点104Cを
中心として回転運動する接極子104とから構成され
る。
【0003】接極子104は、端部104Aまたは端部
104Bのいずれか一方(図では104B)に非磁性体
金属片105を溶接等により固定し、端部104A、端
部104Bがそれぞれコイルブロック2の磁極面102
a、磁極面102bに接触する場合、非磁性体金属片1
05を有する側の磁気抵抗が高く(図では104B側)
なるよう構成されている。
【0004】山型永久磁石103は、長手方向の両端が
S極、中心がN極に予め磁化され、山型の頂点に凹部を
設け、接極子104の支点104C(凸部)を支持する
とともに、シングルステイブル型有極電磁石100を構
成した場合の配置精度を保つため、磁極102Aおよび
磁極102B間にレーザ溶接等で固定される。
【0005】このように、接極子104が支点104C
を中心にシーソ運動し、端部104A、104Bがそれ
ぞれ磁極102A、102Bの磁極面102a、102
bに接触するよう構成されるため、コイルブロック2に
電源が印加されない無励磁状態には、山型永久磁石10
3の磁化作用により磁気抵抗が小さい端部104Aが磁
極面102Aに接触する単安定状態を常に形成するた
め、シングルステイブル型有極電磁石100が構成され
る。
【0006】また、シングルステイブル型有極電磁石1
00は、コイルブロック101に予め決められた極性の
電源が印加された場合、一方の磁極(例えば、磁極10
2A)から他方の磁極(例えば、磁極102B)へ接続
が切替えられ、電源が除かれた場合には元の磁極(例え
ば、磁極102A)側に戻るよう構成される。
【0007】次に、従来のシングルステイブル型有極電
磁石100のシングルステイブル動作を図8に基づいて
説明する。図8(a)はコイルブロック101に電源が
印加されていない無励磁の安定状態を示し、端部104
Bに固定された非磁性体金属片105の磁気抵抗増加に
より、接極子104は支点104Cを中心に磁気抵抗が
低い端部104Aが磁極102A側に回転し、端部10
4Aが磁極面102aに接触して単安定(シングルステ
イブル)状態を形成する。この状態では、鉄芯101B
の磁極102A側―山型永久磁石103―接極子104
(端部104A側)―鉄芯101Bの磁極102A側を
ループとする磁気回路が形成されて磁束Φaが矢印の向
きに発生され、安定状態が形成される。
【0008】無励磁状態から、同図(b)のようにコイ
ルブロック101に予め極性の決定された電源を印加し
た励磁直後、コイルブロック101は電磁石を形成し、
電磁石の作用により磁極102A側がN極、磁極102
B側がS極に磁化され、コイル101Aに流れる電流I
とコイルの巻線数(ターン数N)の積に対応した力が作
用し、接極子104の磁極102A側は同極(N極)で
反発力、接極子104の磁極102B側は異なる極(S
極)で吸引力がそれぞれ作用する。この状態では、磁束
Φaとともに、鉄芯101B―山型永久磁石103―接
極子104(端部104B)―非磁性体金属片105―
鉄芯101Bの磁極102B側―鉄芯101Bをループ
とする磁気回路が形成されて磁束Φbが矢印の方向に発
生され、端部104Bと磁極102B間に強い磁力(吸
引力)が作用する。
【0009】同図(c)は(b)の状態から、接極子1
04の端部104Aが磁極面102aから離れて端部1
04Bが非磁性体金属片105を介して磁極面102b
に接触した反転状態を示す。この状態では、接極子10
4の端部104Bと磁極面102bが接触するため、
(b)図の磁束Φbが変化(増加)して磁束Φdになる
とともに、鉄芯101Bの磁極102B側―山型永久磁
石103―接極子104(端部104B)―非磁性体金
属片105―鉄芯101Bの磁極102B側をループと
する磁気回路が形成されて磁束Φcが矢印の向きに発生
され、端部104Bと磁極面102bは接触してより強
い磁力(吸引力)が作用する。
【0010】この状態から電源を除くと、端部104B
に固定された非磁性体金属片105の磁気抵抗増加によ
り、最初の状態と同じように山型永久磁石103が作用
し、鉄芯101Bの磁極102A側―山型永久磁石10
3―接極子104(端部104A)―鉄芯101Bの磁
極102A側をループとする磁気回路が形成され、磁束
Φaが同図(a)の矢印の向きに発生され、接極子10
4は支点104Cを中心に磁気抵抗が低い端部104A
が再び磁極102A側に回転し、端部104Aが磁極面
102aに接触して単安定(シングルステイブル)状態
に復旧する。
【0011】このように、従来のシングルステイブル型
有極電磁石100は単安定動作をするので、接極子10
4に可動接点(図示せず)を搭載し、コイルブロック2
の電磁石作用により固定接点(図示せず)との間で電気
的な接続切替えを行うことにより、シングルステイブル
リレーが構成される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転支点型有極
電磁石100は、接極子104の支点104Cを中心と
して両側の磁気抵抗を非対称にさせるため、接極子10
4の端部104A、または104Bに薄い非磁性耐金属
片105を溶接等により固定するので、部品点数が増
え、溶接作業の工程を必要とし、しかも溶接条件を一定
に維持することは非常に難しく非磁性体金属片の厚みに
バラツキを生じてしまい、コスト高となるばかりかリレ
ーに使用したとき、感動、開放特性にバラツキを生じる
課題がある。
【0013】本発明はこのような課題を解決するためな
されたもので、その目的は非磁性体金属片を省略でき、
リレーに使用したとき、感動、開放特性にバラツキが少
ない回転支点型有極電磁石を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る回転支点型有極電磁石は、鉄芯を保持する
コイル枠には鉄芯の一方の磁極を覆う薄膜絶縁部がコイ
ル枠と一体的に形成されている。本発明に係る回転支点
型有極リレーは、鉄芯を保持するコイル枠には鉄芯の一
方の磁極を覆う薄膜絶縁部がコイル枠と一体的に形成さ
れている。
【0015】また、本発明に係る回転支点型有極電磁石
およびこれを組込んだ回転支点型有極リレーは、前記接
極子が前記永久磁石に接触する部分に凸部を形成し、こ
の凸部を回転支点部として前記接極子を回転運動させる
ことを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明に係る回転支点型有極電磁石およびこれ
を組込んだ回転支点型有極リレーは、鉄芯を保持するコ
イル枠には鉄芯の一方の磁極を覆う薄膜絶縁部がコイル
枠と一体的に形成されているので、非磁性体金属片に代
る薄膜絶縁部の厚みを精度良く形成できる。
【0017】本発明に係る回転支点型有極電磁石および
これを組込んだ回転支点型有極リレーは、接極子が永久
磁石に接触する部分に凸部を形成し、この凸部を回転支
点部として接極子を回転運動させるため、凸部を支点と
して接極子の回転運動を確実にすることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1乃至図2は本発明に係る回転支点型有極
電磁石の構成を示し、このうち図1は本発明に係る回転
支点型有極電磁石の電磁石ブロックの構成図、図2は本
発明に係る回転支点型有極電磁石の断面図を示す。
【0019】図1〜図2において、回転支点型有極電磁
石1はシングルステイブル型を示し、略コの字型の鉄芯
2Bにコイル2Aを巻いたコイルブロック2と、コイル
ブロック2の磁極3A、3B間に挿入して固定して鉄芯
2Bとの間で磁気回路を形成するとともに、貫通部や切
欠部からなる磁気抵抗調整部4Bを備えた平板状継鉄4
と、平板状継鉄4の中央部から片側に偏って設けられた
凹部4Aに配置した矩形状永久磁石5と、中心部に設け
た凸部6Cを支点として回転し、端部6A、端部6Bが
それぞれ磁極3A側、磁極3B側と接触する接極子6と
から構成する。
【0020】コイルブロック2は、コイル電極(+)2
a、コイル電極(−)2b間に予め極性が決定された電
源を印加することにより電磁石を形成し、コイル2Aに
流れる電流の方向に対応(右手親指の法則)した磁極3
A、3Bの極性(N、S極)が設定され、一方、コイル
2Aの巻数とコイル2Aに流れる電流値の積(起磁力)
に比例し、磁気回路の抵抗(磁気抵抗)に反比例した磁
束を発生する。
【0021】また、コイルブロック2は、磁極3A、磁
極3Bの上面にそれぞれ磁極面3a、磁極面3bを形成
するとともに磁極面3bにコイル枠2Cを延長して磁気
抵抗を増加する、非磁性体金属片に代る薄膜絶縁部7を
磁極面3bに形成して構成する。前記薄膜絶縁部7は、
コイル枠の成形と同時に数10μm程度の厚さに形成さ
れる。この薄膜絶縁部の具体的な作り方は、先ずコイル
枠を成形する射出成形型のキャビティ内に鉄芯をセット
する。この時鉄芯の一方の磁極と射出成形型内面との間
に溶融樹脂が流れ込む微少な隙間を形成しておく。この
状態で、型内に溶融樹脂を射出し冷却することで樹脂性
コイル枠に鉄芯が保持され、且つ一方の磁極の磁極面を
覆う薄膜絶縁部が同時に成形される。なお、薄膜絶縁部
の作り方は、上記方法に限定されるものでないことは勿
論である。
【0022】上記したように薄膜絶縁部7を磁極面3b
に形成し、磁極面3bと接極子6の端部6Bを薄膜絶縁
部7を介して接触するよう構成したので、磁極面3aと
端部6Aの接触に比べ、磁極面3b側の磁気抵抗を大き
く形成することができ、中心線Xに対して磁極面3aと
磁極面3bの磁気抵抗を非対称に設定して単安定(シン
グルステイブル)状態を形成する。なお、薄膜絶縁部7
が形成する磁気抵抗は、磁極面3bに形成する面積を変
えることにより変更できる。
【0023】平板状継鉄4は、図1に示すように、コイ
ルブロック2の対向する磁極3A、磁極3B間の中心線
Xに非対称に矩形状の凹部4Aを形成して矩形状永久磁
石5を収納し、中心線Xに対して矩形状永久磁石5の磁
化作用が非対称となるよう構成する。
【0024】また、平板状継鉄4は、中心線Xに対して
凹部4Aの容積が少ない側に磁気抵抗を増加する貫通部
や切欠部で形成された前記磁気抵抗調整部4Bを形成す
る。磁気抵抗調整部4Bは平板状継鉄4を形成する際、
打抜き加工等により同時に形成することができる。
【0025】矩形状永久磁石5は、平板状継鉄4に設け
られた矩形状の凹部4A内に収容されるよう、凹部4A
の形状に合せて構成し、凹部4Aの底面と接する面側を
S極、反対面側がN極となるよう磁化する。
【0026】このように、凹部4Aおよび磁気抵抗調整
部4Bを平板状継鉄4に設け、矩形状永久磁石5を凹部
4Aに配置して磁化作用および磁気抵抗を中心線Xに対
して非対称にすることにより、単純な構成で単安定(シ
ングルステイブル)状態を形成できる。
【0027】接極子6は、中心線X上で矩形状永久磁石
5と接触する部分に、凸部6Cを設け、矩形状永久磁石
5または電磁石の磁化作用により、接極子6が凸部6C
を支点として回転し、端部6Aと磁極面3a、端部6B
と薄膜絶縁部7を介して磁極面3bがそれぞれ接触する
よう構成する。
【0028】また、図2の断面図から明らかなように、
回転支点型有極電磁石1は、矩形状永久磁石5を中心線
Xから磁極3A側に偏らせて配置し、磁気抵抗調整部4
Bを平板状継鉄4上で磁極3B側に形成するとともに、
薄膜絶縁部7を磁極面3bに密着させて設けることによ
り、中心線Xを垂直方向に下ろした断面を中心にして両
側の磁気抵抗が非対称構成となるので 、安定したシン
グルステイブル動作が可能となる。
【0029】図3は本発明に係る回転支点型有極電磁石
の動作説明図であり、同図(a)はコイルブロック2に
電源が印加されていない無励磁の安定状態を示し、接極
子6は端部6A、6Bが矩形状永久磁石5の磁化作用に
よって共にN極となり、一方、磁極3Aは前述した構成
から常にS極、磁極3BはN極の状態にあるため、接極
子6は磁極3A側に接触した安定状態となっている。こ
の状態では、磁極3A―平板状継鉄4―矩形状永久磁石
5―接極子6(端部3A)―磁極3Aのループで磁気回
路が形成され、磁束Φ1が矢印の向きに発生する。
【0030】無励磁状態から、同図(b)のようにコイ
ルブロック2に予め極性が決定された電源を印加した励
磁直後、コイルブロック2で構成される電磁石は、磁極
3AがS極からN極、磁極3BはN極からS極に変化す
るため、接極子6と磁極3Aには反発力、接極子6と磁
極3Bには吸引力が作用する。この状態では、同図
(a)の磁束Φ1に加え、電源印加に伴う鉄芯2B―平
板状継鉄4―鉄芯2Bのループで磁気回路が形成され、
磁束Φ2が発生する。
【0031】同図(c)は(b)状態から接極子6が磁
極3A側から離れて磁極3B側に接触した反転状態を示
す。この状態では、矩形状永久磁石5により、磁極3B
―平板状継鉄4―矩形状永久磁石5―接極子6(端部3
B)―薄膜絶縁部7―磁極面3b―磁極3Bのループで
磁気回路が形成されて磁束Φ3が発生するとともに、電
磁石により、鉄芯2B―平板状継鉄4―矩形状永久磁石
5―接極子6(端部3B)―薄膜絶縁部7―磁極面3b
―磁極3B―鉄芯2Bのループで磁気回路が形成されて
磁束Φ4が発生する。
【0032】この状態から電源を除くと、接極子6の磁
極3B側(端部6B側)の磁気抵抗が磁極3A側(端部
6A)より大きいため、矩形状永久磁石5の磁力による
磁束(Φ1)が磁束Φ3よりも大きくなり、接極子6は
反転して端部6Aは磁極3A側に接触して同図(a)の
無励磁状態に戻り単安定(シングルステイブル)状態を
保つ。
【0033】図4は上記構成の回転支点型有極電磁石を
組込んだ有極リレーの組立図、図5はその有極リレーの
全体構成図であり、図1〜図3と同一部分には同一符号
を付して示す。
【0034】図4の組立図において、ボディブロック1
0は、有極電磁石ブロック20を収納するケースを構成
するとともに、有極電磁石ブロック20のコイル2Aに
電源を印加するための2組の電源端子(+)11Aおよ
び電源端子(−)11B、接点バネブロック30の4個
の接点バネ31Aとそれぞれ接触し、2回路のブレーク
接点を形成する固定接点12Aおよび2回路のメーク接
点を形成する固定接点13A、固定接点12Aと導通の
ある2個の固定接点端子12B、固定接点13Aと導通
のある2個の固定接点端子13B、接点バネブロック3
0の固定部31Cと導通のある2個の固着片14および
共通端子14Bを備える。
【0035】ボディブロック10側面の固着片14には
接点バネブロック30の固定部31Cがレーザ溶接等で
固定され、固定部31Cおよび固着片14を介して接点
バネブロック30の可動接点31Bとボディブロック1
0の共通接点端子14Bは電気的に導通された状態にあ
る。
【0036】ボディブロック10に有極電磁石ブロック
20を挿入して固定し、有極電磁石ブロック20の矩形
状永久磁石5上に接点バネブロック30を配置し、接点
バネブロック30の固定部31Cをボディブロック10
の固着片14にレーザ溶接等で固定することにより一方
向の組立ができ、カバー40で覆って図5に示す回転支
点型有極リレー50を構成する。
【0037】このように一方向に組立られた回転支点型
有極リレー50は、矩形状永久磁石5が磁極3A側に偏
って設けられ、シングルステイブル型リレーを構成する
ので、有極電磁石ブロック20のコイル2Aに電源が印
加されない無励磁の状態には、矩形状永久磁石5の磁化
作用により、接点バネブロック30の接極子6が端部6
Aを磁極3Aに接触した状態にあり、矩形状永久磁石5
―接極子6―磁極3A―平板状継鉄4―矩形状永久磁石
5のループで磁束を発生する磁気回路を形成し、接極子
6の端部6Aは磁極3Aと接触が安定した単安定(シン
グルステイブル)状態を維持する。
【0038】単安定状態では、接点バネブロック30の
接極子6の端部6A側に配置された可動接点31Bはボ
デイブロック10の固定接点12Aに接触し、その結
果、ボディブロック10の固定接点端子12Bと共通接
点端子14Bが電気的導通状態を形成する。
【0039】一方、有極電磁石ブロック20のコイル2
Aに予め設定された極性の電源が印加された励磁状態に
は、有極電磁石ブロック20が電磁石を形成し、接極子
6は凸部6Cを支点として回転し、接極子6の端部6A
は磁極3Aから離れて接極子6の端部6Bが磁極3Bと
接触し、鉄芯2B―平板状継鉄4(磁気抵抗調整部4
B)―矩形状永久磁石5―接極子6―磁極3B―鉄芯2
Bのループで磁束を発生する磁気回路を形成し、接極子
6の端部6Bは磁極3Bと接触が安定した状態を電源が
印加されている限り維持する。
【0040】この状態では、接点バネブロック30の接
極子6の端部6A側に配置された可動接点31Bはボデ
イブロック10の固定接点12Aから離れ、接極子6の
端部6B側に配置された可動接点31Bはボデイブロッ
ク10の固定接点13Aに接触し、その結果、ボディブ
ロック10の固定接点端子12Bと共通接点端子14B
が電気的に絶縁され(ブレーク状態)、固定接点端子1
3Bと共通接点端子14Bが電気的に導通状態(メーク
状態)を形成する。
【0041】この状態から、有極電磁石ブロック20の
コイル2Aに印加した電源を除くと、接極子6は反転
し、最初の無励磁状態に戻り、ボディブロック10の固
定接点端子12Bと共通接点端子14Bが電気的導通状
態を形成する安定状態に復帰する。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る回転
支点型有極電磁石およびこれを組込んだ回転支点型有極
リレーは、コの字型の鉄芯から構成される磁極の一方に
コイル枠の一部を延長して薄膜絶縁部を形成したため、
非磁性体金属片に代る薄膜厚みを精度良く形成できる。
したがって、回転支点型有極電磁石およびこれを組込ん
だ回転支点型有極リレーは、感動、開放特性にバラツキ
が少なくなり、また、従来のように非磁性体の金属板を
使用しない分だけ少ない部品点数で構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る回転支点型有極電磁石の電磁石ブ
ロックの構成図
【図2】同回転支点型有極電磁石の断面図
【図3】同回転支点型有極電磁石の動作説明図
【図4】同回転支点型有極電磁石を組込んだリレーの組
立図
【図5】同回転支点型有極電磁石を組込んだ有極リレー
の全体構成図
【図6】従来の回転支点型有極電磁石の一実施例構成図
【図7】同回転支点型有極電磁石の接触子の斜視図
【図8】従来のシングルステイブル型有極電磁石の動作
説明図
【符号の説明】
1…回転支点型有極電磁石、2…コイルイルブロック、
2A…コイル、2B…鉄芯、2C…コイル枠、2a,2
b…コイル電極、3A,3B…磁極、3a,3b…磁極
面、4…平板状継鉄、4A…凹部、4B…磁気抵抗調整
部、5…矩形状永久磁石、6…接極子、6A,6B…端
部、6C…凸部、7…薄膜絶縁部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コイル枠を設けたコの字型の鉄芯にコイ
    ルが巻かれ対向する両端が磁極を形成するコイルブロッ
    クと、前記対向する磁極間に装着された永久磁石と、こ
    の永久磁石に接触し電磁石の作用により回転運動して前
    記磁極に接触する接極子とを備えた回転支点型有極電磁
    石において、前記鉄芯を保持するコイル枠には鉄芯の一
    方の磁極を覆う薄膜絶縁部がコイル枠と一体的に形成さ
    れていることを特徴とする回転支点型有極電磁石。
  2. 【請求項2】 略コの字型の鉄芯にコイルが巻かれ対向
    する両端が磁極を形成するコイルブロックと、前記対向
    する磁極間に装着された永久磁石とからなる有極電磁石
    ブロックを備えるとともに、前記永久磁石に接触し前記
    有極電磁石ブロックの電磁石作用により回転して前記磁
    極に接触する接極子と、可動接点とからなる接点バネブ
    ロックを備えた回転支点型有極リレーにおいて、前記鉄
    芯を保持するコイル枠には鉄芯の一方の磁極を覆う薄膜
    絶縁部がコイル枠と一体的に形成されていることを特徴
    とする回転支点型有極リレー。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の回転支点型有極電磁石
    および請求項2に記載の回転支点型有極リレーにおい
    て、前記接極子が前記永久磁石に接触する部分に凸部を
    形成し、この凸部を回転支点部として前記接極子を回転
    運動させることを特徴とする回転支点型有極電磁石およ
    びこれを組込んだ回転支点型有極リレー。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2001048778A1 (fr) * 1999-12-24 2001-07-05 Takamisawa Electric Co., Ltd. Relais polaire
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