JPS5926100B2 - 有極形継電器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、小形にして感度が高くしがも磁気吸引力変動
を小さくし得るようにした有極形継電器に関するもので
ある。

従来、この種の有極形継電器は第１図に示すように構成
されている。

すなわち、有極形継電器１は、互いに平行に配設された
磁極片２および継鉄３ｉ、磁極片２に一端が連設され先
端が前記継鉄３方向に延長し、駆動コイル４が巻回され
た鉄心５と、この鉄心５の先端面に対向するように前記
継鉄３に固定された永久磁石６と、一端が前記永久磁石
６に固定され他端が前記磁極片２の上方に適宜な間隔を
おいてのびる補助継鉄７および一端が継鉄３に取付けら
れ他端が前記磁極片２と補助継鉄７の間に介在され、磁
極片２および補助継鉄７に選択的に吸引される接極子８
とから構成され、前記接極子８の下方には図示しない切
換え接点ばね組が配設されている。

この場合、有極形継電器１は図からも明らかなように、
磁極片２、鉄心５、駆動コイル４、永久磁石６、継鉄３
の部分な略コ字形にして高さを薄く構成することにより
、プリント板実装に適するようになされている。

そして、上記のような構成による有極形継電器１の動作
について説明すると、先ず接極子８が補助継鉄７と接触
している状態においては、永久磁石６を発する磁束は継
鉄３→接極子８→補助継鉄７→永久磁石６を一巡する磁
束Ａと、継鉄３→接極子８→磁極片２→鉄心５→永久磁
石６を一巡する磁束Ｂとが形成され、後者の方が前者に
比して小さい（Ａ＞Ｂ）。

この状態で駆動コイル４に電流を流し、この通電による
磁束Ｃが鉄心５→補助継鉄７→接極子８→磁極片２→鉄
心５の方向にめぐるようにすれば、接極子８と磁極片２
の空間を通過する磁束が、永久磁束６による磁束Ｂと駆
動コイル４に流された電流による磁束Ｃの和となって増
加するため、接極子８から補助継鉄７に向かう磁束Ａは
逆に相殺されて減少する。

その結果、接極子８は磁極片２に吸引されて継電器１が
動作する。

そして、駆動コイル４への通電を絶った後も、接極子８
は永久磁石６を発する磁束Ｂによって磁極片２に吸引さ
れたままの状態を維持し、自己保持される。

次に、自己保持された接極子８を復旧させるには、駆動
コイル４に上記動作時とは逆向きの電流を流せばよい。

すなわち、駆動コイル４への通電によって今度はその磁
束が鉄心５→磁極片２→接極子８→補助継鉄７の方向に
めぐるため、永久磁石６からの磁束Ａで接極子８から補
助継鉄７へ通過する磁束成分は強められ、接極子８から
磁極片２へ通過する磁束成分を弱める。

その結果、接極子８は再び補助継鉄Ｔへ吸引されて復旧
する。

そして、復旧した後は駆動コイル４への通電を絶っても
、接極子８は永久磁石６からの磁束Ａによって復旧状態
を保持する。

しかるに、上記構成による有極形継電器にあっては、補
助継鉄７は鉄心５と永久磁石６の間から斜めの方向に延
びてその先端を磁極片２の上方に位置させているので、
補助継鉄７と接極子８との重なり合う面積が広くなり、
そのため接極子８が磁極片２に吸引されている動作状態
においては、接極子８から補助継鉄７ヘリークする永久
磁石６による磁束が多くカリ、結果として接極子８と磁
極片２との間の磁気吸引力が小さくなる欠点があった。

また、鉄心５と補助継鉄７とは近接しているので、駆動
コイル４に電流を流した時、鉄心５から発するコイル磁
束が磁極片２、接極子８を経由することカく直接補助継
鉄７にリークする。

そのため、コイル磁束の効率が悪く、コイル入力に対す
る高感度化を阻む欠点があった。

さらに、補助継鉄７は、その一部が駆動コイル４に重な
るため、その分だけ継電器の高さが高くなり、小型化す
ることが困難である彦ど、多くの欠点を有していた。

本発明は上記のような事情に鑑みて表されたもので、そ
の目的とするところは磁極片上に永久磁石と補助継鉄を
積層固定し、鉄心端面に取付けた磁性板を前記永久磁石
および補助継鉄の側面に対向させることにより小形にし
て高感度の有極形継電器を提供することにある。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明に係る有極形継電器の磁気回路部分を示
す斜視図、第３図は第２図の分解斜視図である。

これらの図において、継鉄１０の一端部内側面には同継
鉄１０の長手方向と直交する方向に延びる鉄心１１が一
体に連設されている。

この鉄心１１にはコイル１２が多数回巻回されると共に
その先端面に磁性板１３が取付けられる。

磁極片１４は前記継鉄１０とほぼ平行に配設され、その
鉄心１２側の側部上面には上下方向に着磁された永久磁
石１５が固定されている。

この永久磁石１５の上面には磁極片１４の長手方向に沿
って延びる補助継鉄１６の一端が固定される。

そして、前記継鉄１０と磁極片１４は一端が前記継鉄１
０の端面に、他端が磁極片１４および補助継鉄１６の端
面に止めねじ１７によって固定される非磁性材料からな
る組立部材１８により略一体的に結合されてコの字形磁
気回路を形成している。

この場合、前記磁性板１３と磁極片１４、永久磁石１５
および補助継鉄１６の端面との間には非磁性空隙１９を
形成するように適宜な間隔が保たれる。

接極子２０は前記コの字形磁気回路の開口部２１に橋絡
するように、一端が継鉄１０の先端部上面に取付けられ
、他端が前記磁性片１４および補助継鉄１６によって形
成される磁気空隙部２２に挿入されて配設されている。

次に、上記構成による有極形継電器の動作につき説明す
る。

先ず、第２図に示すように接極子２０が補助継鉄１６と
接触している状態においては、永久磁石１５を発する磁
束は補助継鉄１６→接極子２０→磁極片１４→永久磁石
１５を一巡する。

そして、コイル１２に鉄心１１から継鉄１０の方向に磁
束が流れるように電流を流すと、これによる磁束は鉄心
１１→継鉄１０→接極子２０→補助継鉄１６→磁性板１
３→鉄心１１を一巡する磁束Ｐと鉄心１１→継鉄１０→
接極子２０→磁極片１４→磁性板１３→鉄心１１を一巡
する磁束Ｑとが形成され、接極子２０と磁極片１４との
間の空間を通過する磁束が永久磁石１５による磁束とコ
イル１２に流された電流による磁束の和となって増加し
、接極子２０から補助継鉄１６に向う磁束が逆に相殺さ
れて減少する。

その結果、接極子２０は磁極片１４に吸引されて、継電
器が動作する。

そして、動作後はコイル１２への電流が絶たれた後も永
久磁石１５からの磁束によって接極子２０は磁極片１４
に吸引されたままの状態を維持し、自己保持される。

次に、接極子２０の復旧動作はコイル１２に上記動作時
とは逆向きに流すことにより行なわれる。

すなわち、コイル１２０通電による磁束は鉄心１１→磁
性板１３→補助継鉄１６→接極子２０→継鉄１０→鉄心
１１を一巡する磁束Ｐと、鉄心１１→磁性板１３→磁極
片１４→接極子２０→継鉄１０→鉄心１１を一巡する磁
束Ｑとが形成され、補助継鉄１６から接極子２０へ向う
磁束は永久磁石１５からの磁束との和となって増加し、
磁極片１４から接極子２０へ向う磁束は永久磁石１５か
らの磁束と相殺されて減少する。

その結果、接極子２０は補助継鉄１６に引きつけられて
復旧する。

そして、復旧後コイル１２への電流を絶っても永久磁石
１５からの磁束によって接極子２０は補助継鉄１６に引
きつけられたままの復旧状態を保持される。

したがって、上記構成においては永久磁石１５による磁
束が補助継鉄１６を介して直接接極子２０に入り、さら
に磁極片１４を介して永久磁石１５に帰るので、永久磁
石による磁束経路を著しく短かくすることができ、しか
も磁極片１４と補助継鉄１６とが直接対向する面の面積
を従来装置に比して小さくし得るため、接極子２０から
補助継鉄１６への磁束リークを少なくすることができる
。

また、鉄心１１と接極子２０とは十分能れており、しか
も磁性板１３と接極子２０とが直接対向する面は僅かで
あるので、コイル１２による磁束のリークを少なくし得
る。

第４図は本発明の他の実施例を示す要部斜視図で、第５
図は第４図の矢印Ａ方向から見た斜視図である。

女お、説明の煩雑さを避けるため、第２図および第３図
と同一構成要素のものに対しては同一符号をもって示し
、その説明を省略する。

鉄心１１の先端面に取付けられた磁性板１３に切欠溝３
０を形成し、この切欠溝３０を貫通する組立部材１８を
継鉄１０、鉄心１１および磁極片１４の上面に固定する
ことにより前記継鉄１０と磁極片１４を一体的に結合し
ている。

この場合、永久磁石１５と補助継鉄１６との結合は第２
図と同様であり、この実施例においては永久磁石１５が
組立部材１８を介して磁極片１４に固定される。

このような構成においては、接極子２０（第２図参照）
の一端が取付けられる継鉄１０の上面と磁極片１４の上
面とを組立部材１８の下面を基準にして同一平面内に組
立てることができるので、接極子２０と磁極片１４およ
び継鉄１０との当接部の磁気抵抗が小さくなって磁束量
が多くなり、そのため磁気吸引力が増大して性能の向上
を計ることができる利点がある。

第６図は本発明のさらに他の実施例を示す斜視図である
。

組立部材１８は、基部１８ａとこの基部１８ａの両端に
連設された折曲部１８ｂ、１８ｃとにより略コ字状に形
成され、前記基部１８ａによってコイル１２および永久
磁石１５の外側を囲い、前記折曲部１８ｂ、１８ｃをそ
れぞれ継鉄１０および磁極片１４の突出部１４ａ、１４
ｂ上面に固定することにより前記継鉄１０と磁極片１４
を一体的に結合している。

なお、図においては永久磁石１５の上面に固定される補
助継鉄および接極子を省略している。

このような構成によれば、第４図および第５図に示した
実施例と同様に接極子の一端が取付けられる継鉄１０の
上面と磁極片１４の上面とを組立部材１８の下面を基準
にして同一平面内に組立てることができるので、継電器
の性能を向上させることができる。

また、補助継鉄の取付けに際しては、永久磁石１５の替
りに組立部材１８の上面に止めねじ等で固定することが
できるので、上記実施例に比べて永久磁石１５の破損を
防止し得る。

第７図は本発明に係る有極形継電器による吸引力を占有
容積のやや大きい従来の第１図に示した継電器による吸
引力と比較した図である。

すなわち、横軸に補助継鉄からの接極子変位、縦軸に吸
引力、負荷力をとった場合、本発明による有極形継電器
の接極子変位と磁気吸引力との関係は曲線５０．５１，
５２によって示される。

この場合、曲線５０はコイル１２に電流を流さない場合
、曲線５Ｌ ５２はコイル１２にそれぞれ２０アンペア
ターン、４０アンペアターンに対応する電流を流した場
合を示す。

また、折線６０は接極子変位とばね負荷による負荷力・
どの関係の→りを示す実測値で、折線６０が吸引力曲線
に沿って最も突出した点６１がこの継電器の感動アンペ
アターン値を決める負荷力を示す。

この例では前記突出点６１は曲線５１と５２の中間にあ
り、継電器が約３５アンペアターンで感動することが分
る。

一方、破線で示された曲線７０，７１，７２は第１図に
示した従来の継電器による接極子変位と吸引力との関係
を示す実測値で、曲線７０はコイル４（第１図参照）に
電流を流さない場合、曲線７１，７２はコイル４にそれ
ぞれ６０アンペア、８０アンペアターンに対応する電流
を流した場合のものである。

これら曲線から明らかなように従来の継電器の場合には
、前記折線６０の突出点６１が曲線７１と７２の中間に
あるので、感動アンペアターン値は約７０アンペアター
ンとガって、本発明による継電器の感動アンペアターン
値より大である。

以上詳細に説明したように、本発明に係る有極形継電器
によれば永久磁石から発する磁束は補助継鉄を介して直
接接極子に入り、さらに磁極片を介して永久磁石に帰る
ので、磁束経路が極めて短かく、シかも永久磁石磁束リ
ークの最大原因となる磁極片と補助継鉄とが直接対向す
る面の面積を従来のものに比べて小さくし得るため、永
久磁石を効率よく使用することができ、したがってより
小形の磁石で大きな吸引力を得ることができる。

コイルに電流を流したときの磁束は鉄心と接極子とが十
分離間しており、しかも磁性板と接極子とカ直接対向す
る面は僅かであるので、コイルによる磁束のリークは小
となり、コイル電流を効率よく使用することができる。

そのため、高感度の有極形継電器を提供し得る。

さらに、磁極片と継鉄とは組立部材によって同一平面性
が確実に保たれるので、磁気空隙による磁気吸引力低下
を防止し得ると同時に安定した特性の継電器の生産が可
能となる。

さらにまた、本発明においては従来装置のように補助継
鉄をコイルの上方に配置する必要が々いので、継電器全
体の高さを低くすることができ、小型化が可能であるな
ど、その効果は非常に犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の有極形継電器の磁気回路部分を示す斜視
図、第２図は本発明に係る有極形継電器の一実施例を示
す斜視図、第３図は第２図の分解斜視図、第４図は本発
明の他の実施例を示す要部斜視図、第５図は第４図の矢
印Ａ方向から見た斜視図、第６図は本発明のさらに他の
実施例を示す斜視図、第７図は本発明による継電器と従
来の継電器の吸引力を比較するための図である。 １０・・・・・・継鉄、１１・・・・・・鉄心、１２・
・・・・・コイル、１３・・・・・・磁性板、１４・・
・・・・磁極片、１５・・・・・・永久磁石、１６・・
・・・・補助継鉄、１８・・・・・・組立部材、１９・
・・・・・非磁性空隙、２１・・・・・・開口部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 継鉄と、磁極片と、コイルが巻回された鉄心および
   永久磁石とを一体的に結合してコの字形の磁気回路を形
   成し、一端が前記磁気回路の一部に固定され、他端が前
   記磁極片と対向する補助継鉄を設け、かつ前記磁気回路
   の開口部に橋絡し、その一端が前記磁極片と補助継鉄と
   の空隙に挿入されて磁極片と補助継鉄に吸引される接極
   子を設けて々る有極形継電器において、前記磁極片の一
   端部上面に永久磁石を固定し、その上に補助継鉄の一端
   を固定して該補助継鉄の他端を前記接極子の上面と対向
   させ、これら磁極片、永久磁石および補助継鉄の鉄心側
   側面に前記鉄心の先端面に取付けた磁性板を対向させて
   前記側面と磁性板との間に非磁性空隙を設けたことを特
   徴とする有極形継電器。