JPS5816576B2 - デンジザヒヨウセンタクソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば交換機等の通話路スイッチ装置として適
合する電磁座標選択装置に関するものである。

電磁座標選択装置として従来から用いられる駆動方法に
は（イ）各交叉点にダイオードを用いる個別巻線による
方法や（Ｏ）フェリードスイッチで代表される差動巻線
による方法や、ぐ→和動巻線を用いる方法（例えば特公
昭４６−３１１６４）などがある。

第１の方法は駆動電力は最小であるが各交叉点にダイオ
ードが必要なことや個別に独立した巻線が必要なことか
ら高価となる欠点がある。

第２の方法は行および列の巻線が連続的に行えるが、各
交叉点の巻線構成が複雑で製造コストは高くなり、しか
も駆動電力が犬となる欠点がある。

また第３の方法は駆動電力、製造コストともに最も安い
が動作の安定性が得にくく、したがって動作の安定性を
つるために特殊な磁性材料が必要であるという不都合な
点を有する。

本発明の目的は上舶、第３の方法すなわち和動巻線選択
による方法を変形して通常の半硬質磁性材料を用いて製
造コストが安価で且つ動作の安定性のすぐれた電磁座標
選択装置を提供することにある。

本発明によれば半硬質磁性鉄心と、該半硬質磁性鉄心に
まかれたコイルに流す電流の方向により該半硬質磁性鉄
心の極性を変化させることにより接点の開閉を行う接点
素子と、前記半硬質磁性鉄心にまかれた行巻線および副
巻線とで構成される交叉点素子をマトリクス状に配列し
て構成され、前記行巻線と前記副巻線とはそれぞれの発
生する起磁力が等しく且つ行および列ごとに連続して巻
かれ、その連続して巻かれた前記性および外巻線の一方
の端子は共通接続され、前記性および外巻線にそれぞれ
正負の極性を有する駆動パルスを通じ、該駆動パルスの
正もしくは負の一方の極性のパルスはタイミングを一致
させ、他方の極性パルスはタイミングを一致しないよう
に時間差をもたせて前記接点の開閉を行うことを特徴と
する電磁座標選択装置が提案される。

以下本発明にか＼る装置の実施例について図面により詳
細に説明する。

第１図は本発明にかトる電磁座標選択装置の信号線の構
成を示し、接点１はＸ信号線２およびＸ信号線３の各交
叉点ごとに設けられ接点１の各両端はそれぞれＸおよび
Ｘ信号線２および３に接続され、Ｘおよびｙ信号線は行
および列方向に複数個並列に設けられている。

第２図は本発明にかＸる装置の制御系の構成を示し、各
巻線４は第１図の交叉点の接点１に対応して施こされ、
この巻線４は後に述べるパルス駆動電流を流すことによ
って接点１の開閉は行はしめるものである。

各交叉点の巻線４は行および列方向にそれぞれ直列に接
続されてＸ制御線５およびＸ制御線６を形成し、各制御
線５および６の一方の端子はおのおのＸ端子Ｘ。

、Ｘｌ、Ｘ２・・・・・・、Ｙ端子Ｙ。、 Ｙｌ、 Ｙ
２．・・・・・・として外部端子となりまた他方の端子
は共通端子７として外部にとり出される。

第３図は第１図および第２図に示す交叉点素子およびＸ
およびＸ制御線５，６の相互関係を説明する図である。

第３図において８および９は接点１を構成する素子で８
は可動接点でありばね性と磁性を具備した材料またはば
ね材と磁性材の複合材料から構成される。

また９は固定接点を構成する鉄心であって、磁性材料か
ら構成されるが交換機用としての適用のためには半硬質
磁性材料を用いることが好ましい。

１０および１１はそれぞれ各接点を支持、封入する容器
であり、該容器にはガラス等の絶縁物を介して前記固定
接点９が挿設されている。

容器内１２は外部雰囲気と遮断し、真空または不活性ガ
スと共に封じられる。

第４図は鉄心９の磁気曲線を示し、同図において実線と
点線とを含めた外側のループは鉄心９の半硬質磁性材料
の磁気特性、実線は本発明にかかる装置に用いたときの
スイッチ開閉時の磁気曲線である。

コイルにより発光する起磁力の大きさ＋２ｕはイ点（鉄
心９に可動接点８が吸着し、ＯＮ状態となる点）を越え
て鉄心９を飽和させるに必要な起磁力であり、＋Ｕは不
感動域の起磁力であり、−Ｕは白点（鉄心９より可動接
点８が開離し、ＯＦＦ状態となる点）を越えて鉄心の残
留磁気を零とする起磁力である。

第５図はＸおよびＹのおのおのの制御線に通電する１駆
動電流パルスを示すものである。

第５図においてａはＸ制御線駆動パルス、ｂはＸ制御線
駆動パルス、Ｃは鉄心に印加される合成パルスである。

第５図のａ ” ｃにおいてパルスの大きさの値が負の
時は−Ｕでありこれはコイル起磁力に相当して復旧パル
スとなる。

またパルスの大きさの値が正の時の＋Ｕは不感動であり
＋２ｕは可動接点８を動作させる起磁力に相当する。

図に見られるようにａのＸ駆動パルスとｂのＹ駆動パル
スはタイミング上質のパルスに時間差があり重ね合せた
ときにおのおのの起磁力は第５図Ｃにみるごとく相加さ
れない。

一方正のパルスには時間差がなく重ね合せたときおのお
のの起磁力が相加し第５図Ｃにみるごとく２倍の起磁力
＋２ｕを得る。

つぎに第５図の駆動電流パルスと第４図の磁化曲線との
関連を説明する。

（１）Ｘ駆動電流パルスもしくはＸ駆動電流パルスがＸ
もしくはＹ制御線船こ流れると、 （イ）接点が閉成中のときは鉄心の磁化状態は■→■→
■→■の径路をとり接点は開放され、（ロ）接点が開放
状態のときは鉄心の磁化は■→■→■→■の径路で接点
の開放が維持される０ （２）つぎにＸ駆動電流パルスとＸ駆動電流パルスが同
時にＸおよびＹ制御線に通電されると開放状態の接点は
■→■→■→■の径路で接点が閉成される。

つぎに本発明にかＳる装置における和動動磁方法の特徴
を従来のそれと比較しつ５詳細に説明する０ 第６図においてＡおよびＢはそれぞれ従来および本発明
にか５る和動励磁駆動における磁気曲線およびコイル起
磁力の説明図である。

第６図Ａの従来の磁気曲線、実線■■■を経由する部分
と点線からなる曲線が複合半硬質磁性材料から構成され
た場合であり実線曲線部分すなわち■→■→■→■→■
→■を含む実線の曲線がこのスイッチの制御に使用され
る磁気曲線を示す。

図０こおいて０は消磁状態、■→■が動作領域、■が保
持状態、■→■が復旧領域、■→■は再動作領域である
。

また図において−Ｎ１１は複合磁性材の磁気曲線上の０
点の外部起磁力値にほど等しい値でありこれは複合磁性
材を構成する抗磁力（Ｈｅ値）の小さい方の材料特性の
抗磁力にも対応する。

また図において−Ｎ■２は複合磁性材Ｃ磁気曲線上の０
点の外部起磁力値にはと等しい値でありこれは複合磁性
材を構成する抗磁力（）（ｅ値）の大きい方の材料特性
の抗磁力にも対応するこの第６図Ａの従来の鉄心を制御
するための外部コイルの発生起磁力はＸコイル起磁力と
Ｘコイル起磁力とは大きさと時間関係が同一である。

そしてこれらの起磁力の大きさは磁性の異なる２つの成
分−ｕｌ、ｕ２からなっている。

そしてＸコイル起磁力とＸコイル起磁力とが合成される
とおのおのの成分−ｕｌ、 ｕ２は加算されて２つの成
分−２ｕ１，２ｕ２をもつことになる。

−ｕｌなる値は磁性曲線においてほぼ−ＮＩ、の値また
は点■に対応する起磁力の大きさを示し、ｕ２なる値は
はゾ点■に対応する起磁力の大きさを示す。

つぎにこの鉄心のスイッチ動作を説明する。

まづＸ起磁力もしくはＸ起磁力が発生すると、スイッチ
が保持状態にあるときは■→■→■→■の経路により復
旧し、スイッチが消磁状態にあるときは■→■→■→■
の経路において消磁状態を維持する。

Ｘ起磁力とＸ起磁力が同時に発生すると、スイッチが消
磁状態にあるとき■→■→■→■→■の経路によって保
持状態となる。

したがって−ｕｌとｕ２にはつぎの制約を必要とする。

゛すなわち１）−、、において保持状態のスイッチが完
全に復旧すること、（ｏ）−２ｕ １１．で■を越えて
■′→■の再動作領域に入らないこと、（ハ）ｕ２で■
を越えて■→■の領域に入らないことおよびに）２ｕ２
で■を越えて完全にスイッチが動作することである。

つぎに第６図Ｂに示す本発明において使用される鉄心の
磁性材料の磁気曲線は実線の■■■■を含み点線部分と
からなりこれは一般の単一半硬質磁性材料の磁気曲線で
ある。

実線の■→■→■→■→■を含む曲線はこのスイッチの
制御に使用される磁気曲線である。

図において０は消磁状態、■→■は動作領域、■は保持
状態、■→■は復旧領域、■→■は再動作領域である。

またＮＩ３．−ＮＩ３はそれぞれ磁気曲線に■、■点の
磁場をあたえる外部コイル起磁力の値でありこれは半硬
質磁性材料の抗磁力（Ｈｅ値）に対応する。

第６図Ｂに磁気曲線を示す鉄心を制御するための外部コ
イルの発生する起磁力はＸコイルの起磁力とＸコイルの
起磁力はすでに第５図にのべたように大きさは同じであ
るが時間関係について復旧側の負の起磁力には時間的に
差がありＸおよびＸコイルの起磁力が合成される場合加
算されない。

一方動作側の正の起磁力は時間的にタイミングが一致し
ており合成されると加算され２倍の起磁力を得る。

この点が本発明の核心点である。第６図Ｂの場合におい
ては点■と点■はともに鉄心磁性材料の抗磁力（Ｈｅ値
）に対応しており極性は異なるが同じ大きさの起磁力−
ｕ３＋ｕ３により得られる。

この場合のスイッチ動作はすでに第５図についてのべた
ごとくであるが再び述べると次のごとくである。

（イ）Ｘコイルの起磁力が発生するとスイッチが保持状
態■にあるときは■→■→■→■の径路により復旧し、
スイッチが消磁状態■にあるときは■→■→■→■の径
路により復旧し、スイッチが消磁状態■にあるときは■
→■→■→■の径路によって消磁状態を維持する。

（０） Ｘコイルの起磁力が発生するとＸコイルの起
磁力とは時間的差があるがスイッチの制御に関しては全
く同じである。

（ハ）ＸコイルおよびＸコイルに起磁力が発生してこれ
らが合成されるとスイッチが消磁状態にあるとき■→■
→■→■→■の径路により保持状態となる。

したがって起磁力の成分＋２ ｕ３１ ＋ ｕ３および
−ｕ３にはつぎの制約を必要とする。

すなわち、（ｉ） ｕ３により保持状態のスイッチ
は完全に復旧し且つ■を超えて再動作領域■→■に入ら
ないこと。

（ｊＤ ＋ ｕ ａで点■を超えて動作領域にいたら
ないこと。

Ｇ！Ｉ） ＋２ ｕ３で■を越えて完全に動作するこ
と。

つぎに駆動パルスの起磁力の大きさと時間の関係を第７
図Ａ、ＢおよびＣに一括して示す。

第７図Ａは従来の、駆動方法に関するものであり、Ｘパ
ルスとＹパルスの正負の起磁力の時間関係が一致してお
りＸとＹとの合成起磁力に関して正負とも２倍に加算さ
れる。

第７図Ｂは本発明にか５る駆動方法の１例であり、Ｘパ
ルスとＹパルスの各負成分の起磁力の時間値が一致して
いないが正成分の起磁力の時間値を一致させている。

したがってＸとＹとの合成起磁力に関し負成分について
はＸＹおのおのの起磁力が加算されず単一のときのまま
であり正成分についてはＸ、Ｙで一致しており合成され
ると起磁力は２倍となる。

第７図Ｃは本発明にか５る１駆動方法の他の実施例で、
原理的にれ第７図Ｂと同じである。

たＷ１３との違いは、Ｂの場合にはＸ、Ｙとも正負成分
の時間幅が同一であるのに対しＣの場合には負成分につ
いては同一時間幅であるが正成分については時間幅が異
なるこの場合もＸ、Ｙの合成起磁力において負成分は加
算されず正成分のみが加算される。

最後に第６図ＡおよびＢにそれぞれ示した従来の方法と
本発明にか５る方法を復旧条件および動作条件について
比較するとつぎのどとき結論をうる。

（ａ）復旧条件 従来の方法においては−ｕ１で復旧し−２１１１で再動
作しないという制約が必要であるから、安定な復旧をう
るために点■をうる起磁力と点■をうる起磁力との間に
２倍以上の差が必要となり磁気特性上抗磁力に２倍以上
の差を必要とする。

これに反して本発明においては−ｕ３で復旧して再動作
しないので点■をうるようにする条件のみでよい。

（ｂ）動作条件 従来の方法においてはｕ２で動作せず２ｕ２で動作する
という制約条件があるから、磁気特性上点■をうる磁場
の強さと点■をつる磁場の強さの差を２倍以下にするこ
とが必要であり、これは磁気回路上動作点を十分とる必
要があり実用寸法での磁気特性では実現が困難である。

したがって定電圧又は定電流回路を使用してもマージン
の確保が困難である。

これに反して本発明（こおける制約条件はｕ３で動作せ
ず２ ｕ ３で動作するという条件であり点■をうる磁
場の強さと点■を得る磁場の強さの差を２倍以下にする
ことが必要であるが、一般の磁性材料で容易に実現可能
でありマージンも十分とることができる。

以上詳述した本発明にかメる装置の最大の利点はスイッ
チ素子の低価格化である。

すなわち従来は特殊な複合磁性材料を使用したものであ
るが本発明は一般の単一半硬磁性材料を使用したもので
ある。

複合磁性材料は問題として（イ）磁性特性の均一化が困
難で歩留りが低く、←）２種類の磁性材料の複合化によ
るため処理条件たとえば熱処理温度時間等においておの
おの最適条件がことなるためおのおのの最適磁気特性が
得にくく、（ハ）はり合はせまたは同軸棒によるクラツ
ド材の場合加工とメッキ処理が容易でなく２種の材料の
密着性の問題等があり且つ合金としても磁気特性の良好
なものを得にくい。

以上の点から複合磁性材料は単一磁性材料に比して非常
に高価である。

したがってこの複合磁性材料を使用することなく一般の
安価な単一半硬質磁性材料を用いた本発明にか５る装置
の効果は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にか５る装置の信号線の構成図、第２図
は本発明にか５る装置の制御巻線の構成図、第３図は第
１および２図の交叉点素子の構成図、第４図は第３図の
交叉点素子の鉄心の磁化曲線と動作原理の説明図、第５
図は鉄心の駆動パルスの波形図、第６図は本発明にかＮ
る装置の鉄心の磁気曲線とコイル起磁力の従来の装置に
おけるそれらとの比較説明図、第７図は本発明にか５る
装置の駆動パルスの従来の装置のそれとの比較図である
。 図において、１が接点、２および３が信号線、４が各交
叉点の行および列巻線、５および６が行および列巻線、
８および９が接点構成素子、１３および１４がそれぞれ
ＸおよびＹ駆動パルスである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半硬質磁性鉄心と、該半硬質磁性鉄心にまかれたコ
   イルに流す電流の方向により該半硬質磁性鉄心の極性を
   変化させることにより接点の開閉を行う接点素子と、前
   記半硬質磁性鉄心にまかれた行巻線および副巻線とで構
   成される交叉点素子をマトリクス状に配列して構成され
   、前記行巻線と前記副巻線とはそれぞれの発生する起磁
   力が等しく且つ行および列ごとに巻かれ、その行および
   副巻線の一方の端子は共通接続され、前記性および副巻
   線にそれぞれ正負の極性を有する駆動パルスを通じ、該
   駆動パルスの正もしくは負の一方の極性のパルスはタイ
   ミングを一致させ、他方の極性のパルスはタイミングを
   一致しないように時間差をもたせて前記接点の開閉を行
   うことを特徴とする電座標選択装置。