JPS5958732A - ミニアチュア型電磁リレ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、切換え接点を備えた１個以上のハーメチッ
クシールされた接点装置を具備し、その可動接点は弾性
強磁性ダイヤフラムからなシ、その固定接点は強磁性材
料の接点磁極からなシ、その接点磁極は磁極リング内に
それと磁気的および電気的に絶縁された状態でノ・−メ
チツクシールされて取シ付けられておシ、２個の磁ｈｖ
ングとダイヤフラムは相互に磁気的および電気的に連結
されると共に駆動コイルの磁心とも磁気的に連結されて
おシ、磁気回路は外部素子を介して閉路されるミニアチ
ュア型電磁リレーに関するものである。

〔発明の技術的背景〕

接点装置でダイヤフラム接点を使用した電磁リレーは知
られておシ、例えばスイス特許第４５５．９４１号明細
書に記載されている。この種の接点装置は特にスイス特
許第４５２，０２１号明細書に記載され、それにおいて
はダイヤフラムおよび接点の幾つかの設計がそれらのメ
ーク、ブレーク、切換え接点の観点から記載されている
。

さらに制御磁束を除去した後にも接点の磁気的付着を行
なわせるため、および、或はリレーの感度を高めるため
にリレーに永久磁石を使用することも知られている。こ
の棟の磁気的ラッチリレーは例えばスイス特許第４９８
，４８２号明細書に記載されている。電信信号受信用の
偏極されたリレーにおいては永久磁石は感度を改善する
ために伺十年も前から使用されている。

従来技術の上述のリレーの多くはそれらの寸法のだめに
印刷回路板上に設置することができない欠点があシ、こ
れら従来のリレーの殆ど全てが通常の論理回路の低出力
信号では直接制御することができない欠点を治していた
。さらに異なった機能に対して基本的に異なった宿造が
使用されている・ 〔発明の概要〕 この発明によるミニアチュアＷ　％　ｊ滋すレーは外部
磁気回路に少なくとも１個の永久磁石が設けられ、その
磁気回路か駆動コイルの磁心を介してのみ閉じられ、リ
レー接点の切換えは永久磁石と反対方向に励磁コイル磁
心中に磁束を生成させることによって行なわれる点に特
徴がある。

それ故、この発明の目的は、全てが同じ４’ｒｈ造を基
本にし、論理回路中で使用される集積ｌ１Ｊｌ路と同程
度の寸法を持ち、論理回路の通常の出力信号によって直
接制御することができる゛−ミニアチーア型電磁リレー
のファミリーを提供することである。

この発明のその他の目的および利点ｔよ添付図面を参照
にした以下の詳細な説明によシ明らかにされよう。

〔発明の実施例〕

この発明による改良を理解するために址ずそれに使用さ
れている接点装置を第１図および第２図を参照に説明す
る。接点装置は縁部領域２スプリング領域３および接点
領域４を備えた導ｉｔ＋、性強磁性材料の円形ダイヤフ
ラム１を備えている。ダイヤフラム１の縁部領域２はス
ペーサ９を介して磁極リング７および８と連結され、こ
の連結は溶接によって行なわれることが好ましい。各磁
極リング７および８の中心に強磁性体の棒すなわち接点
磁極５，６がそれぞれ配置され、それらはそれぞれガラ
ス対金属シール１θによって対応する磁極リングと連結
されている。ガラス対金属シール１０の代シにセラミ５
．６は固定接点である。ダイヤフラムおよび磁極の接ノ
、υを形成する部分の表面はそれらの根能に応じてｉｉ
ｔ？　ｊｓ−ｌすることができ、例えは貴金属のメッキ
Ｑ　Ｅ’Ｕけることもできる。

ダイヤフラム１は第１図に示すように２個の磁極の間の
中間伯爵に配置することができる。

しかしまたスペーサの＾さを異ならせて磁気力かない時
の４２８点装置のダイヤフラムが一方または他方の磁極
に近くなるように位置させ、それによって動作中に２つ
の接触位置に対して異なったスプリング力が生じるよう
にすることもできる。スベ〜Ｊはダイヤフラムが成る圧
力で一力の磁極上に休止位置において位置し、それによ
って切換え接点のブレーク接点が生じるように設計する
ことができる。

ダイヤフラムとスペーサと磁極リングとは一体に溶接さ
れ、磁極リングはガラス対金札シールを介して勾応する
磁極と連結されているからハーメチックシールされた接
点空洞が生成され、その空洞は完全に排気されてもよく
、また所望の組成のガスで満たされてもよい。その形状
および寸法の故に接点装置を錠剤型（ｐｉｌｌ　）接点
と呼ぶことにする。

第３ａ図および第３ｂ図は２個の切換え接点を有するこ
の発明による２安定リレーの基本的構造を示している。

リレーは叱１図および第２図に示したような構造の２個
の錠剤型接点３１゜３２を備え、接点３ノに対しては同
一部分に対しては第１図、第２図と同一の参照符号を付
し、接点３２に対してはダ・ッシュを付している。さら
に加えて錠剤型接点３ノに対してはダイヤフラム１と磁
４へ５との間の接点は参照符号ａで、ダイヤフラム１と
磁極６との間の接点は参照符号すで示され、錠剤型接点
３２の対応する接点はａ′とｂ′で示されている。

錠剤型接点、？　１　、３２の接点磁極５　、５’ｌよ
それぞれ磁気的に、しかし導電的ではなく強磁性利料の
ヨーク３３によって相互に連結されている。同様な方法
で接点磁極６と６′も田−り３４によって相互に連結さ
ｔ２でいる。錠剤型接点３１の磁極リング７および８も
また駆動コイル３６の強修性拐刺磁心３７を介して錠剤
型接点３２の磁極リング７′および８′と磁気的に相互
連結されている。永久磁石３５はその磁極のそれぞれが
ヨーク３３．３４のそれぞれの上に位置するようにヨー
ク３３と３４に連結されている。

この２安定リレーの動作について以下説明する。ダイヤ
フラム接点を有するリレーの接点の接触は恐らく反対磁
極の磁気的反撥にも助けられている接点として設計され
ている磁極への強磁性ダイヤフラムの接点部分の磁気的
吸引によって杓なわ！しることは当業者にはりＪらかで
あろう。

Ｂ１１２明上、永久磁石３５（ＤＮ８’Ｑカーａ　−１
’　３３ｆｌｌＩにあシ、Ｓ極がヨーク３４側にあると
り′る。２つの安定な接点位置のみが存在するかとが判
る。

すなわち： ａ）接点ａとｂ′が閉じる。磁束に１、永久磁石３５の
Ｎ極からヨーク３３、磁極５、接点ａ１ダイヤフラム１
を通シ、それから磁化・−リング７／８、」ル（動コイ
ル磁心３７を通って磁本タリング７／　／　ｓｌ、ダイ
ヤフラム１′を紛由し、さらに接点ｂ′、磁化６′を通
ジョーク３４から永久磁石３５のＳ極に至る。

ｂ）接点すと接点ａ′か閉じる。磁束は永久磁石３５の
Ｎ極からヨーり３３、磁極５′、接点ａ′、ダイヤフラ
ム１′を通って？、櫓リすグｙｌ　／ｓｌに至シ、さら
に駆動コイル磁心３７を通って磁極リング７／８に至シ
、ダイヤフラム１を通シ接点０、磁極６、ヨーク３４を
釘て永久磁石３５のＳ極に至る。

他の安定状態の接点位置は永久磁石３５の磁束の磁気ル
ープが閉じなければならないから可能ではない。一方の
接点位置から他方の接点位置への切換えは駆Ｉ１１　（
制御）コイル３６によってコイル磁心３７を通って流れ
る永久磁石３５の磁束を補償するような大きさおよび極
性の磁束を生成することによって行なわれる。

最初の状態が前述のａ）であるとすると、永久磁石３５
のＴｆｉ東は磁極リング７／８から駆動コイル磁心３７
を通って磁極リング７′／８′に流れる。それ故切換え
を行なう駆動コイル３６は反対方向すなわち磁極リング
７／　／　ｓｌから磁極リング７／８の方向へ向う磁束
を生成しなけれ）；Ｉ′、ならない。すなわち、反撥作
用がダイヤフラム１と磁極５との間およびダイヤフラム
１′と磁極６′とのＩ７１］にイＰじ、ダイヤフラム１
と磁化６とのＢおよびダイヤフラム１′と磁極５′との
間に吸引作用が生じてリレーが切シ換えられるようにヨ
ーク３３における永久磁石のＮｔＭ（空隙ａ　＋　ａ’
　）およびヨーク３４におけるＳ極（空１１ｂ＋ｂ’）
に対面している磁極リング７／８および７′／８′はそ
れぞれＮｌｉ＊、Ｎ極になるように磁化されなければな
らない。ダイヤフラム１が中１ｌ−ＩＪ位置を横切るや
否や永久磁石３５の磁束に対する磁気回路の切換えが行
なわれ、その後駆動コイル３６および永久磁石３５によ
磁化じた［？、束はコイル３７を通って同じ方向に流れ
、それ故それらの力は加えられて接点を新しい位置（こ
の場合には前述のｂの位置）に近付ける。コイルの１Ｕ
、流をオフにしても新しく接触位儀１の変化は生じない
。ｂ）の位置からａ）の位置への切シ候えの説明は同様
であるから省略する。

休止状態において、すなわちコイル３６のオフによりて
ダイヤフラム１と対応する磁極との間の接点圧力は永久
磁石３５の磁束によって生じる吸引力マイナスダイヤフ
ラム１のスズリング力である。何故ならばその接点領域
４はスプリング領域３の弾性変ｌどを生じる磁極５，６
の中間位置でない位置にあるからである。ダイヤフラム
１のスゲリング領Ｊ威のスズリング力ｔよリレーの感Ｉ
Ａｉ、の増加に寄与する。何故ならは組勤コイル３６の
磁束ははんの多葉で接力虫圧力を越える吸引力を生じな
ければなら左いからである。

切換え過程の８１５２相中、すなわちダイヤフラムが磁
極間の中間位動を通過した時、永久磁石３５の磁束およ
び駆動コイル３６の磁束は前述のように相加され、それ
故、コイルを泥れる一流がオフに切シ換えられる前に反
対方向にダイヤフラム１のスプリング領域３を変形させ
るのに充分な力が与えられる。１［１Ｊじことはダイヤ
フラム１′と磁極５１　、　ｅ／についても云える。

２個の錠剤型接点は磁気的に直列に連結されているから
、２個の切換え接点は磁気結合され、それ故、一方の接
点かモニター用に使用され、他方の接点が２安定ラツチ
リレーに使用されることができ、それｔよしンよしシよ
Ｈ１望されるものである。もしもモニターされている接
点が故障によってその位置の１つに留っていたとしても
、ｌｊｉ制御イ♂号がオフに切換えられるや否やモニタ
ーされた接点の実際の位１１″′！に対比、し／こ位置
にそのモニターしている接点がｆｅ動する。

上述の説明は偏倚された２安犀リレーの動作モードに関
するものである。同じ原理によって他のリレー機能が実
現できる。そ７しらについて第４図万全第６図を参照に
説明する。それらの図はそれぞｈリレーの断？ｉ！’ｒ
図を示し、前の図と同一部分は同一符号を使用している
。また平ｒｎ１図は第３ａ図から容易に理解できるもの
と思わｉするので省略する。

第４図はこの発明による永久磁石と２個の切換え接点を
備えた単安定リレーをノＪ＜す。このリレーは第３ａ図
および第３ｂ図と同様の構造であシ、相違点は前の図て
ヨーク３３と３４との間に配置されていた永久磁石３５
が除°〃・れ、９）ｉ磁性月利のヨーク３４が永久磁石
ヨーク４１によって置換されている点である。休止信組
においては接点すとｂ′がＩＷ’Ｊじている。もしも永
久磁石４ノのＮ極が接点磁極６の側にあるならば、次の
ような磁束の通路が生じる。すなわち、永久磁石のＮ　
％Ｓから接点磁＆６、ダイヤフラム１、磁極リング７／
８、駆動コイル磁心３７、磁極リング７′／８′、ダイ
ヤフラノ、１′、磁極６′を通りて永久磁石４ノのＳ極
に至る通路である。駆動コイル１が励磁され、その磁束
が永久磁石の磁束を少量でも越えるとダイヤフラム１お
よび１′はそれぞれ他方の位置に切換えられメーク接点
ａおよびａ′が閉じる。駆動コイルの磁束の次の通路が
生じる。ずなわちコイル磁心３７から磁極リング７／８
、ダイヤフラム１、接点磁極５、ヨーク３・７、磁極５
′、ダイヤフラムｌ′、磁極リング７′／８′、コイル
磁心３７の通路である゛。コイルのη−＋１流がオフに
されると永久磁石の磁束がブレーク接点すおよびｂ′の
Ｆ）閉成を行なわせる〇第５図す」、永久磁石を備え単
一の切換え接点が設けられた２安犀リレーを示づ。この
実廁例では第３ａｌ￥１およびＭＪ、３ｂ図のリレーさ
共なシ、単一の錠剤型接点３１が設りられているに過ぎ
ない。これは再び２安定リレーであるから、永久磁石の
磁束に対して特定の磁気ループが２つの接触状態のそれ
ぞれに対して設けられなりれはならない。この理由で２
個の接点磁極５，６はそれぞれ強磁性材料のヨークｓノ
、ｓ２ｆ介して２個の永久磁石５３．５４の互に反対極
性の磁極と相互連結されている。前ＭＱ磁石の他方の磁
極はゐ動コイル３６の磁心に磁気的に連結されでいる。

２つの接点位置のそれぞれにおいて、磁気ループは前記
永久磁石の一方に対してケよ閉じ、他方に対しては開い
ている。

２個の永久磁石５３および、５４の位置に坪−の永久磁
石を設け、同じ効果を得るために磁心５５をその中間位
置を連結するとともできる。

第６図には永久磁石を備え、単一の切換え接点を設けた
単安定リレーが示されている。その構造は第５図のもの
と類似しているが第５図のヨーク５ノと永久磁石５３の
直列連結は強磁性拐料で作られた単一のヨーク６１によ
って置換されている。駆ｎ１ｂコイル３６で励磁されな
いと接点すが閉じている場合の第５図のリレーに対する
のと正確に同じ永久磁石磁束に対する磁気ループが生じ
る。駆動コイル３６の励磁によって磁心５５の電磁作用
の磁束に対する磁気ルーツは磁極リング７／８、ダイヤ
フラム１、磁極５およびヨーク６１を経て閉じる。同じ
効果はもしも第５図の永久磁石５３が対応する強磁性材
料によって置換されることにもっても達成される。

このリレーは非席に寸法が小さり、ノ・−メチツクシー
ルされた錠剤型接点内に含まれたダイヤフラムを除けば
可動部分を有しないから、前記リレーは集私回路のよう
な標漁のＤＩＬパッケージ内にモールドすることができ
る◎錠剤型接点および駆動コイルは対応する端子に接続
しなければならない。

以上説明したこの発明のリレーは、排気され或は９１望
の組成のガスを充填することができる同じハーメチック
シールされた全て同じ錠剤型接点を使用するリレーファ
ミリーを提供する。

１　ｋＶよシ高い接点の破壊導通電圧を得ることが可能
である。駆動コイル磁心を経てのみ閉じる磁気ループを
有する永久磁石の使用によシ、リレーは約３０　ｍＷ程
度の駆Ｎｂ電力か必黴であるに過ぎず、それ故市販のＴ
ＴＬ回路の出力化上による直接制御が可能である。両方
向切換えリレーが接点の磁気的結合によって提供される
。ダイヤフラムは唯一の可動部品であシ、短いスイッチ
ング時間およびはね返シ時間と長い寿命をもたらす非常
に小質量のものである。標ｆ（、（４のＤＩＬパッケー
ジ中にリレーを設けることを可能にする小さい寸法は集
積回路と共に印刷回路板上にリレーを取シ付ける時の面
積を節減することをｏＪ能にする０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリレーに使用される接点装置の断面図
、第２図は第１図の払、点装置ぬ１のダイヤフラムの平
面図、第３ａ図および第３ｂ図は２個の切換え接点を有
する２安冗リレーの平面図および断面図、第４図は２個
の切換え接点を有する単安定リレーの断面図、第５図お
よび第６図は単一の切換え接点を有する２安定１ル−お
よび単安定リレーの断面図である。 １・・・ダイヤフラム、２・・・縁部領域、３・・・ス
プリング領域、４・・・接点領域、５，６・・・磁＋ｉ
、７゜８・・・磁極リング、９・・・スペーサ、１０・
・・ガラス対金属シール、３１．３２・・・接点装置、
３３゜３４　、．５１　、５２　、６１・・・ヨーク１
．ｇ　５　、４１　。 ５３．５４・・・永久磁石、３６・・・駆扉↓ｂコイル
、３７・・・駆動コイル磁心。 出Ｒ〔（人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦Ｖ面の１
冴（Ｐ・ｔ’ｌｉ（’変更なし）〜・Ｉ Ｆｉｇ、２゜ Ｆｔ’ｇ、３ａ。 Ｆｉｇ、３ｂ。 特許庁長官若杉和夫　殿 ｆ、事件の表示 特願１１ｒＥ　５８　１０１０４　’、１号２、発明の
名称 ミニアチュア型電磁リレー ３、補正をする者 事件との関係　特許出順人 インターナショナル・スタンダードの エレクトリック轡コーポレイション ４、代理人 ・；し 氏名　（５８４７）　　弁理士　鈴　　江　　武　　彦
１．ｌ　・、・ｊ５、補正命令の日付 昭和５８年９月２７日 ６　補正の列数 図　　　面 ７、補正の内容　　別紙の通シ 図面の浄ｔｓｊ（、＋ｑ容に変更なし）＝１５１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）Ｌす換え接点を備えた１　（１ｕｌ↓′、Ｌ土の
   ）・−メチツクシールされた接点配置を具るｎ＋　シ、
   この接点装置は、その可動接点は弾性強磁性ダイヤフラ
   ムからなシ、ぞの固定接点は強磁性１４別の接点磁イｉ
   口］なシ、その接点磁極は磁極リング内にそれと磁気的
   および電気的に絶縁された状態でハーメチックシールさ
   れて設５ｆされておシ、２個の磁梧リング表ダイヤフラ
   ムは４１〕互に磁気的および電気的に接続されると共に
   駆動コイルの磁心とも磁気的に接続されておシ、磁気回
   路は外部素子を介して閉路される如く構成されておシ） 外部磁気回路は、１個以上の永久磁石を具備し、この永
   久磁石の磁気回路は磁心を村山してのみ閉じられてそれ
   によ５リレ一接点の切換えが永久磁石の磁束の方向と反
   対方向に磁心中に電磁的に磁束を発生ずることによって
   行なわれる如く’ｊｉ／ｊ成されてｂることｔ　４！Ｊ
   ：徴とするミニアチュア型１））ｌｊ：イｉ、’（ｔｉ
   リレー。 （２）切換え塾力、を壱する２安定リレーとして構成さ
   れ、２個の接点装置が設けられ、それら２個の接点装置
   の対応する接点磁極は強磁性材料のヨークを介して磁気
   的に連結され、かつ電気的に絶縁されておシ、永久磁石
   は棒状磁石であってその縦軸は２個のヨークの延在する
   方向に垂直であ少、ぞのＰ！ｉ伜はそれぞれ前記ヨーク
   の一方と磁気的に連結され、２個の安定状態の接続位置
   のそれぞれに対して永久磁石の磁束のための磁気ルーフ
   °は異なるｌを経て閉じられ、１つの接触位置における
   磁心を通る前記磁束の方向は他の接触位置における方向
   と反対となるように構成されている特許請求の範囲第１
   項記載のリレー。 （３）２個の切換え接点を有プる単女足リレーとしてイ
   ：ん成され、２個の接点装置が股りられ、それら２イ１
   ｍｌの接点装置の対応する２個の接点磁極は強磁性材料
   のヨークによシ相互に連結され、他の２個の接点磁極は
   永久磁石材料のヨークによシ相互に連結され、これら両
   連糸占は非電導的であるが磁気的には接続されるように
   形成され、駆動コイルの励磁されないときには永久磁石
   の磁束に対する磁気ルーツはダイヤフラムが一方の接点
   磁極と接触した位置にするように前記磁心を通って閉路
   され、駆動コイルの励磁によシ寛俤的な磁束に対する別
   の磁気ルーノがダイヤフラムを他方の接点磁極と接触さ
   せる如く構成されている特許請求の範囲第１項記載のリ
   レー。 （４）１個の切換え接点を有する２安雉リレーとして構
   成され、１個の接点装置ｉ’、’ｉか設けられてその２
   個の接点磁極はそれぞれ強磁性材料のヨークを介して永
   久磁石のそれぞれ反対極性の磁極と電気的に絶縁された
   状態で磁気的に接続され、永久磁石の中間点は磁心と磁
   気的に連結され、２個の安定状態の接触位置のそれぞれ
   に対して永久磁石の磁束に対する磁気ループが異なる経
   路を経て閉じられ、磁心を通る磁束の方向が一方の接触
   位置では他方の接触位置のときの方向と反対である如く
   構成されている喘許ＨＮ求の範囲第１項記載のリレー。 （５）２個の強磁性ヨークが２個の永久磁石の反対極性
   の磁極と連結され、それら永久磁石の他方の磁極は磁心
   に磁気的に連結されている特許請求の範囲第４項記載の
   リレー。 （６）１個の切換え接点を廟する単安定リレーとして構
   成され、１個の接点装置が股りられ、その一方の接点磁
   極は強磁性材料の第１のヨークを介して励磁コイル磁心
   に磁気的に連結され、他方の接点磁極ね、強磁性制料の
   第２のヨークを介して永久磁石の一方の磁極と磁気的に
   連結され、この永久磁石の他方の？に′：極は励磁コイ
   ル磁心に磁気的に連結され、駆動コイルの励磁されない
   ときには永久磁石の磁束に対する磁気ループはダイヤフ
   ラムが一方の接点磁極と接触した状態になるように磁心
   を通って閉じ、駆動コイルが励磁されると電磁的な磁束
   に対する他方の磁気ループがダイヤフラムを他方の接点
   磁極と１５触するように閉じる如く構成されている特許
   請求の範囲第１項記載のリレー。