JPH10116551A - 有極継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気回路構造を単純化し、有極継電器の小形
化、製造容易化、原価の低減をはかる。 【解決手段】永久磁石９の磁束を接極子５の動作に応じ
て接極子のどちらかの腕に直接流れる構造として、従来
必要であった補助ヨークを不要とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁継電器に関し、
特に電磁石と永久磁石を併用する有極継電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁継電器の高感度化・低消費電力化の
ため、電磁石とともに永久磁石を組込んだ磁気回路を用
い、電磁石吸引力の他に永久磁石吸引力を併用する有極
継電器が用いられている。この種の永久磁石併用形電磁
継電器は例えば実開昭６１−１４９２５７号公報に開示
されている。

【０００３】これは図６に示すような構成となってい
る。

【０００４】１）Ｕ字形鉄心３とコイルボビン２に巻回
されたコイル１とで形成される電磁石４、 ２）Ｕ字形鉄心３の端面の磁極に対向する位置に配設さ
れる接極子５、 ３）一方の磁極をＵ字形鉄心３の一部に当接させた永久
磁石９、 ４）永久磁石９の他方の磁極に当接し、且つ接極子５に
対向する補助ヨーク１７、 ５）接極子５の一端を鉄心３に押し付ける復旧ばね６、 ６）先端に可動接点を備え、接極子に固着したスタッド
７により変位を与えられる可動接点ばね８、 ７）可動接点に対向して配置される固定接点を先端に固
着した固定接点端子１１、から成る。

【０００５】またその動作は次の通りである。

【０００６】１）永久磁石９の磁束は電磁石の鉄心３、
接極子５、接極子−補助ヨーク間空隙、補助ヨーク１７
を通って流れているが、空隙が大きいため接極子５と補
助ヨーク１７間の磁気吸引力は小さい。従って、これに
よる接極子５の回転トルクは復旧ばね６の押し付け力に
よる反対方向トルクに打ち勝てない。

【０００７】２）コイル１が励磁されない時、接極子５
の一端は復旧ばね６により鉄心３に押し付けられ、接極
子５の他端は鉄心３及び補助ヨーク１７の磁極に対し一
定の磁気空隙をもって隔てられている。

【０００８】３）コイル１に電流が流れ電磁石４が励磁
されると、電磁石磁束は鉄心３、接極子５、鉄心−接極
子間空隙を通って流れ、永久磁石磁束とともに接極子５
を吸引する。

【０００９】４）接極子５の一端が鉄心３及び補助ヨー
ク１７に吸引されると、接極子５の他端は電磁石鉄心３
から離れ、スタッド７を介して可動接点ばね８を駆動し
先端の可動接点は上の固定接点に接触する。

【００１０】５）コイル１の電流を断つと電磁石４は非
励磁状態となり、電磁石４の吸引力は消滅する。永久磁
石磁束は鉄心３、接極子５、補助ヨーク１７を流れ、接
極子−補助ヨーク間吸引力は残留するが、それによる接
極子トルクは復旧ばね６によるトルクより小さく、接極
子５は復旧する。これによって可動接点は固定接点を離
れる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、継電
器の小形化が難しいことである。

【００１２】その理由は、補助ヨークを必要とするた
め、そのスペースが必要となるからである。

【００１３】第２の問題点は、継電器の組立てが難しい
ことである。

【００１４】その理由は、動作時において接極子が鉄心
及び補助ヨークの磁極面に当接するように精密に位置決
めしなければならないからである。

【００１５】第３の問題点は、製造原価が高くなること
である。

【００１６】その理由は、補助ヨークという部品が必要
となるため、その材料費、加工費、組立費が増すからで
ある。

【００１７】本発明の目的は電磁継電器を小形化・高感
度化・低消費電力化するとともに、製造原価の低減をは
かることである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】継電器の高感度化・低消
費電力化を実現するためには、磁気回路中に電磁石と永
久磁石を組込んで電磁石吸引力とともに永久磁石吸引力
を併用することが有効である。しかし、反面構造が複雑
になりやすく、このため従来の技術では小形化し難い、
組立てが難しい、製造原価が高い等の問題があった。こ
れらを解決するためには、磁気回路の構造を単純化し部
品の削減をはかることが特に有効である。

【００１９】本発明では従来の技術では不可欠であった
図６の補助ヨーク１７を削除することのできる磁気回路
構造とすることによって問題を解決した。

【００２０】即ち、従来技術では図６の永久磁石９の磁
束は補助ヨーク１７を用いて常に接極子５及び鉄心３内
の所定の径路を通って流れる構成となっており、永久磁
石の吸引力と電磁石の吸引力が相加される時動作し、電
磁石吸引力が消滅するときばね負荷力により復旧する。
これに対し本発明では図１において永久磁石９の磁束は
補助ヨークを介さず接極子５の動作に応じて接極子の腕
３ａ或いは３ｂと鉄心３を通って流れ、その径路が切替
わる構造となっている。動作時あるいは復旧時には吸引
されている方の接極子の腕では永久磁石磁束と電磁石磁
束に相殺され、吸引しようとしている方の接極子の腕で
は相加される。

【００２１】上述のように従来技術では永久磁石磁束を
常に接極子５の所定位置に導く必要があるため、補助ヨ
ーク１７が不可欠であるのに対し、本発明では永久磁石
磁束を接極子５の動作に応じて接極子５のどちらかの腕
に直接流すことができ、補助ヨーク１７を削除すること
ができる。

【００２２】本発明によれば、まず、従来技術における
補助ヨークを削除することによってその占有スペークを
省くことができ継電器を小形化できる。

【００２３】また、構造を簡単にすることにより、鉄心
と補助ヨークの磁極面位置を一致させるなどの組立上の
困難が解決でき、製造が容易になる。

【００２４】さらに、補助ヨークの削除により、その材
料費、打抜き・曲げメッキ等の加工費、組立費等が図
れ、製造原価が低減できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】まず本発明の第一の実施の形態に
ついて説明する。

【００２６】図１は本発明の第一の実施形態例の構成を
示す。本発明の有極継電器は磁気回路部１２、接点・ば
ね部１３、基板１４およびカバー１５から成る。

【００２７】磁気回路部１２は直線部分にコイル１を巻
回し、両端３ａ，３ｂを磁極とするＪ字形鉄心３と、鉄
心の一端３ｂに接続され、接続端３ｂと他端の磁極片１
０を磁極とする永久磁石９と、磁極片１０を支点とし、
磁極３ａ，３ｂに吸引される二つの腕５ａ，５ｂをもつ
接極子５から成る。（ただし永久磁石９の鉄心３と接続
されない端部を支点磁極として磁極片１０を省いてもよ
い。）接極子５はＬ字形で、内側の角を永久磁石の磁極
片１０の外側の角に当接させ、この点を支点として回転
し、腕５ａは磁極３ａに、腕５ｂは磁極３ｂに吸引され
る。

【００２８】接点・ばね部１３は先端に固定接点を固着
された固定接点端子１１と、先端に固定接点と対向する
可動接点が固着され、接極子の腕５ｂと係合するカード
（またはスタッド）７によって駆動される可動接点ばね
８から成る。

【００２９】基板１４は磁気回路部１２と接点・ばね部
１３を搭載し、固定接点端子１１、可動接点ばね８、コ
イル端子１６が配設される。

【００３０】カバー１５はその開口部に基板１４を嵌合
させ接合部を封止し、内部に磁気回路部１２と接点・ば
ね部１３を収容する。

【００３１】以下に磁気自己保持継電器の動作について
説明する。

【００３２】図２は本発明の第一の実施形態例の有極継
電器の磁気回路動作を示す図で、（ａ）は復旧時、
（ｂ）は動作開始時、（ｃ）は自己保持時における電磁
石および永久磁石の磁束の流れを示す。

【００３３】電磁石を励磁しない時には、永久磁石９に
よって接極子５の一方の腕（例えば５ａ）が磁極３ａに
吸引・保持されている。（図２（ａ）） 接極子の腕５ａを流れる永久磁石磁束と反対の方向に電
磁石磁束が流れる様に電磁石４を励磁すると、吸引され
ている接極子の腕５ａでは電磁石４と永久磁石９の磁束
が相殺し吸引力が失なわれる。（図２（ｂ）） 吸引されていない方の接極子の腕５ｂでは電磁石４と永
久磁石９の磁束は相加され吸引力を生じ接極子５に反転
・動作する。それに伴なって接極子の腕５ａに係合する
スタッド（またはカード）７が連動して可動接点ばね８
を駆動し、可動接点が対向する固定接点に接触する。

【００３４】電磁石４の励磁を断った時、接極子の腕５
ａに働くばね負荷・トルクが接極子の腕５ｂに働く永久
磁石９による吸引力トルクより小さければ、吸引された
接極子の腕５ｂは磁極３ｂに吸引されたままとなる。
（図２（ｃ））従って接点の閉成状態は維持される。

【００３５】電磁石４を逆方向に励磁すると、接極子の
腕５ｂの吸引力は失なわれ他の腕５ａには吸引力が発生
し磁極３ａに吸引され、接極子は反転・復旧して接点も
開離する。励磁を断っても接極子の腕５ａは永久磁石９
の吸引力と復旧ばね６の押付け力により磁極３ａに吸引
・保持され、接点の開離状態は維持される。

【００３６】以下に電流保持継電器の動作について説明
する。

【００３７】電磁石４を励磁しない時には、接極子の一
方の腕（例えば５ａ）が復旧ばね６及び可動接点ばね８
のばね負荷力と永久磁石９の吸引力によって磁極３ａに
吸引されて、接点は復旧状態にある。

【００３８】吸引されている接極子の腕５ａを流れる永
久磁石磁束と逆の方向の磁束を発生するように電磁石４
を励磁すると、腕５ａでは二つの磁束は相殺され、この
腕に対しては磁気吸引は消滅し、ばね負荷力のみが作用
する。この時接極子５の他の腕５ｂには電磁石４と永久
磁石９による吸引力が働く。腕５ｂに働く吸引力トルク
が腕５ａに働く負荷力トルクより大きければ、接極子の
腕５ｂは磁極３ｂに吸引され、コイル１への通電が続く
間接点の動作（接触）状態は維持される。

【００３９】電磁石４の励磁を断つと、接極子の腕５ｂ
には永久磁石９の吸引力トルクが残留する。磁極３ｂに
は非磁性層が設けられており、永久磁石９の吸引力トル
クが接極子の他の腕３ａに働くばね負荷力トルクより小
さいため、接極子は反転して接点は復旧（開離）状態と
なる。

【００４０】次に、本発明の他の実施の形態について図
面を参照して説明する。

【００４１】図３は本発明の第二の実施形態例を示す図
である。この例では永久磁石９はＪ字形鉄心３の長い直
線部分の先端３ａに接続されている。この場合Ｌ字形接
極子５の一方の腕５ｂは長くできるので、接点ばね８の
大きな変位を得ることができる。また接点ばね８は接極
子５の二つの腕のどちらか一方または両方によって駆動
されるようにすることができる。

【００４２】図４は本発明の第三の実施形態例を示す図
である。この例では二つの永久磁石９ａ，９ｂが用いら
れ、それぞれＪ字形鉄心３の両端３ａ，３ｂに接続さ
れ、両永久磁石９ａ，９ｂはそれぞれの同極の端部が磁
極片１０で直角に結合される。そして、Ｌ字形接極子５
はこの磁極片１０の外側の角を支点として回動する。こ
の構成ではより多くの永久磁石磁束が利用でき高感度化
しやすい。

【００４３】図５は本発明の第四の実施形態例を示す図
である。この例では永久磁石９の一端はＵ字形鉄心３の
一端３ｂに電磁の軸と平行に接続され、永久磁石の他端
の磁極片１０は電磁石４の側部中央に位置する。接極子
５に直線状の平板で、永久磁石の磁極片１０または接極
子５の中央付近に設けられた突起を支点としてシーソー
動作を行なう。この構成は切替え接点組を得やすい。

【００４４】

【発明の効果】第１の効果は、補助ヨークを必要としな
いことである。これにより、有極継電器を小形で、製造
しやすく、安価にすることができる。

【００４５】その理由は、補助ヨークを削除することに
より、そのスペースが省け、構造が簡単になるので製造
が容易となり、余分な部品の材料、加工、組立の経費が
省けるからである。

【００４６】第２の効果は、有極継電器においてＬ字形
接極子が適用できることである。これにより、接点・ば
ね部の配置の自由度が大きくなる。

【００４７】その理由は、Ｌ字形接極子を用いることに
より、接点・ばね部を電磁石の側部あるいは端部いずれ
にも配置でき、接点ばねの駆動点の配置の自由度も大き
くなるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の第一の実施の形態の動作を説明するた
めの磁気回路図である。（ａ）は復旧時、（ｂ）は動作
開始時、（ｃ）は動作保持時の磁束の流れを示す。

【図３】本発明の第二の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の第三の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の第四の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図６】従来の技術を示す断面図である。

【符号の説明】

１ コイル ２ コイルボビン ３ 鉄心 ３ａ 鉄心の第一の磁極 ３ｂ 鉄心の第二の磁極 ４ 電磁石 ５ 接極子 ５ａ 接極子の第一の腕 ５ｂ 接極子の第二の腕 ６ 復旧ばね ７ スタッドまたはカード ８ 可動接点ばね ９ 永久磁石 １０ 永久磁石の磁極片 １１ 固定接点端子 １２ 磁気回路部 １３ 接点・ばね部 １４ 基板 １５ ケース １６ コイル端子 １７ 補助ヨーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルを巻回した鉄心と、鉄心の一端に
   接続された永久磁石と、永久磁石の鉄心と接続されない
   磁極を支点とし鉄心端の二つの磁極に吸引される二つの
   腕をもつ接極子と、接極子の一方または両方の腕と係合
   するスタッドまたはカードによって駆動される可動接点
   ばね及び可動接点に対向する固定接点を固着した固定接
   点端子とを備えていることを特徴とする有極継電器。
2. 【請求項２】 前記接極子の形状がＬ字形で、その内側
   の角が前記永久磁石の非接続端またはそれに付加した磁
   極片の外側の角に当接されることを特徴とする請求項１
   記載の有極継電器。
3. 【請求項３】 前記永久磁石が二つの永久磁石の同極を
   直角に接続した構成または角と両端が異極となるように
   着磁した直角Ｌ字形構成であって、その両端を前記電磁
   石鉄心の両端に接続し、この永久磁石の外側の角を支点
   として回動するようにＬ字形の接極子を配設したことを
   特徴とする請求項１記載の有極継電器。
4. 【請求項４】 前記電磁石鉄心がＵ字形であり、その軸
   に平行に前記永久磁石を接続した磁気回路を構成し、前
   記接極子が前記永久磁石の非接続端を支点としてそれぞ
   れ二つの鉄心磁極に吸引される二つの腕をもつ直線状形
   状を有することを特徴とする請求項１記載の有極継電
   器。