JPS61128436A - 磁気的に保持される有極電磁リレー - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、遮断器の引外し装置に用いられ、磁気的に保
持される有極電磁リレーに関する。

〔従来の技術〕

筒状のフレームを備え、このフレームの両端が、軸に垂
直に延びる第１と第２の平行フランジにとりつけられ、
強磁性体で作られた固定された磁気回路と、軸線方向に
磁化される環状の永久磁石であって、この永久磁石の逆
極性の共平行端面は、第１のフランジの内壁と磁束ダイ
バータの１つの面にそれぞれ接触するようにしてなる環
状永久磁石と、保持された位置と解放された位置の間を
軸線方向に滑るように装着され、戻しばねにより解放さ
れた位置へ押され、かつ保持された位置においては、戻
しばねの伸張力より大きい永久磁石の磁気吸引力により
磁束ダイバータに押しつけられる電機子と、第２のフラ
ンジ内の穴を軸線方向に通り、前記電機子に組合されて
前記リレーの動くアセンブリを構成する作動部材と、磁
束ダイバータと動く電機子の間の間隙に対応する軸線方
向空隙と、フレームの内側の絶縁ブッシングに同軸状に
装着され、電機子を囲んで、磁束ダイバータと第２のフ
ランジの間を軸線方向に延びる引外しコイルとを備え、
この引外しコイルが励磁されると、電機子を解放して、
戻しばねによりその電機子を保持された位置から解放さ
れた位置まで動かせるように、軸線方向空隙内の永久磁
石の分極磁束とは逆の磁束を磁気回路中に誘起させる磁
気的に保持される有極電磁リレーは公知である。

この種の従来の電磁リレーにおいては、電機子の戻しば
ねは磁気回路の外側に取りつけられ、コイルの軸線方向
の長さは永久磁石の軸線方向の長さより短い。電機子が
保持位置にある時の磁気回路の磁気抵抗は、コイルの引
外しエネルギーを増大させる高い引外し磁束を必要とす
る。この種のリレーを自己電流用外し解放に使用するこ
とは、増幅または大電流センサにより得られる大きな引
外し信号に依存する。

本発明の目的は、それらの欠点を解消して、高感度の小
型用外しリレーを得ることである。

〔発明の概要〕

本発明のリレーにおいては、磁気回路の第２のフランジ
には強磁性体で作られた筒状の固定された内部スリーブ
がはめこまれ、ブッシングと電機子の間に同軸状に配置
されている環状スペース内を部分的に延び、電機子は前
記スリーブから半径方向空隙だけ隔てられ、この半径方
向空隙は電機子の並進運動中は一様なままであり、リレ
ーが保持された位置にある時は電機子がスリーブにより
重ね合わされる軸線方向の距離は第２のフランジの厚さ
とフレームの厚さの少なくとも一方より大きい。

電機子の周囲に強磁性°体スリーブが存在することによ
り、磁気回路の磁気抵抗が小さくなって、コイルの引外
し磁束が減少する。その結果としてリレーの感度が高く
なり、引外しエネルギーが減少する。　　　　′ 本発明の一実施例に従って、動くアセンブリが軸線方向
に並進運動する時の案内手段が、動く電機子との所定の
半径方向空隙（ｊ２）を決定し、前記空隙（ｊ２）の大
きさは、スリーブと電機子の間の第２の半径方向空隙の
大きさより狭い。

案内間隙と第２の半径方向空隙の間の寸法の差は、動く
電機子の並進運動中に前記空隙の一様さを保持するため
に欠くことができない。電機子の案内手段は、コイルの
絶縁ブッシングとともに鋳造された環状棚部、または、
とくに黄銅で作られて、スリーブと磁束ダイバータの間
に軸線方向の挟まれる非磁性ブツシュを備えることがで
きる。

本発明の１つの特徴に従って、磁束ダイバータは飽和で
き、かつ第１のフランジに平行な方向へ半径方向に延び
てフレームの内側面に接触するようになり、前記磁束ダ
イバータの最も狭い部分の厚さは永久磁石の厚さとフレ
ームの厚さのうちの少なくとも一方より薄い。

戻しばねは圧縮型であり、電機子はその戻しばねの一部
を納める軸線方向の穴を有し、その穴の一端は閉じられ
、前記戻しばねは環状の磁束ダイバータと環状の永久磁
石の中を通り、それの両端は第１のフランジの中心ボス
に接触する。

環状永久磁石の外半径はそれの厚さより大きく、永久磁
石の厚さは、第１のフランジと磁束ダイバータを分離す
る軸線方向距離に対応し、コイルにより占められる軸線
方向の長さはリレーの全長の半分より少なくとも長い。

磁石の寸法と、磁束ダイバータの寸法と、コイルの寸法
とは引外し特性に応じてもちろん変えることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１．２図を参照して、遮断器用の高感度型磁引外しコ
イル（以下単にリレーとも言う）１０は、永久磁石１４
によって分極される固定の磁気回路１２を備え、作動部
材１８に組合されている滑り電機子１６と協働する。磁
気回路１２は、一対の円板形フランジ２２．２４によっ
て両端が閉じられだ円筒殻状の強磁性体フレーム２０に
より形成される。軸線方向に磁化された環状の永久磁石
１４は強磁性体フレーム２０の内部に納められている。

この場合、逆極性平行端面の一方は第１のフランジ２２
の内壁と、他方は磁束ダイバータ２６の平行な平面の１
つとにそれぞれ接触するように納められている。

２つのフランジ２２．２４および磁束ダイバータ２６は
強磁性体で作られ、永久磁石１４の外周部の半径は、第
１のフランジ２２を磁束ダイバータ２６から隔てる軸線
方向空隙に対応する永久磁石１４の厚さより大きい。磁
束ダイバータ２６はフレーム２０の内側面から径方向内
方に向って延び、円筒形の動く電機子１６と当接する環
状突部２８を有する。

フレーム２０の内側には、磁束ダイバータ２６と第２の
フランジとの間の軸線方向に延びる引外しコイル３０が
円筒形ブッシング３２の中に同軸状に装着されている。

このうち、ブッシング３２は強磁性体で作られる。電機
子１６はプランジャ・コアにより形成される。このプラ
ンジャ・コアは円筒形ブッシング３２の内部を、これが
保持される保持位置とこれが引外される引外し位置との
間で軸線方向に交互に滑るように装置される。電機子１
６の軸心部には、圧縮型の戻しばね３６を納める軸線方
向の穴が設けられる。その穴の一端、すなわち、戻しば
ね３６の一端が入り込む側は閉じられる。戻しばねの他
端は第１のフランジ２２の中心ボス３８により支持され
る。戻しばね３６は永久磁石１４および磁束ダイバータ
２６のそれぞれの軸心部に形成された軸線方向穴を通し
て、電機子１６を引外し位置へ向けて押し付ける。戻し
ばね３６の引外し動作中に、この戻しばね３６は軸線方
向の穴３４の円筒壁により並進運動するように案内され
る。

作動部材１８は筒状のストライカ−すなわちブツシャに
なっている。このブツシャは電機子１６の軸線方向延長
部４０の外側にとりつけられる。

その作動部材１８は、コイル３０の励磁により引外しが
行われる時、およびリレーがリレットされて電機子１６
を保持位置へ戻す時に、ある機構のロック（図示せず）
と協働するように構成される。

作動部材１８はプラスチック絶縁材料で作られ、第２の
フランジ２４に形成された丸穴４２を通る。

′ｒｉ機子１６は可変の軸線方向空隙（ｄ）の中を動く
。その空隙は、電機子が磁束ダイバータ２６の延長部に
接触している時は零であり、電機子１６が引外し位置に
ある時は最大である。

電機子１６と作動部材１８は動くアセンブリを構成する
。この動くアセンブリは軸線方向の並進運動案内手段と
協働する。その案内手段は、電機子１６の周囲に配置さ
れている環状棚部４４と、作動部材１８の支持体として
機能するフランジ２４の丸穴とにより形成される。前記
棚部４４はコイル３０を支持する固定ブッシング３２と
ともに鋳造される。第２のフランジ２４には、強磁性体
で作られ、円筒形ブッシング３２と電機子１６により半
径方向に囲まれている環状スペース内を棚部４４まで延
びる筒状のスリーブ４６を備えている。このスリーブ４
６は所定の半径方向空隙（ｊ１）をおいて電機子１６を
同軸状に囲む。その空隙（ｊ１）は、棚部４４と電機子
１６の間の案内空隙（ｊ２）より広い。空隙ｊ１と間隙
ｊ２の差は、動くアセンブリの並進運動が軸線方向に行
なわれた時に半径方向空隙ｊ１の一様さを保つため、お
よび電機子１６が自由に滑ることを阻止しがちであるス
リーブ４６に対する磁気吸引を避けるために欠くことが
できない。

絶縁ブッシング３２の半径方向ラグ４８がフレーム２０
のノツチ５０を通って突き出て、引外しコイル３０の回
転を阻止すると共に、この引外しコイル３０に接続され
ている導線５２．５４を支持する役目を果す。湾曲した
形のたわみ片５６が引外しコイル３０の１つの端面と第
２のフランジ２４の間にはさまれて、リレー１０を構成
する種々の部品が組立てられた時の軸線方向の遊びを自
動的になくしている。たわみ片５６はコイル３０の絶縁
ブッシング３２と一体的に鋳造される。

作動部材１８は遮断器のロック構造と、遮ＶＦＩ器の定
格との少なくとも一方に応じて任意の形にできる。磁束
ダイバータ２６のうち、環状突部２８の周囲に位置して
いる最も細い部分の厚さはフレーム２０の厚さく１２）
より薄く、永久磁石１４の厚さよりも薄い。引外しコイ
ル３０の軸線方向の長さは永久磁石１４の厚さより非常
に長い。半径方向空隙（」１）は第２のフランジ２４の
厚さＨ！１）より小さい。

以下、第１，２図に示す実施例の動作を説明する。

電機子１６が引外された位置にある時は引外しコイル３
０には電流が供給されず、永久磁石１４により発生され
ている全磁束は磁束ダイバータ２６の細くされている部
分、フレーム２０の永久磁石１４を同軸状に囲んでいる
部分および第１のフランジ２２とを通る。そうすると磁
束ダイバータ２６は飽和し、磁気回路１２の残りの部分
には磁束は通らない。

リレー１０のリセット動作中は、電機子１６は軸線方向
空隙（ｄ）の中で並進運動して、磁束ダイバータ２６の
環状突部２８の極面に当接させられる。そうすると戻し
ばね３６は圧縮された状態になる。永久磁石１４の磁束
は２つの基本磁束φ　、φ、に分割される（第１図）。

「シャント磁束」と呼ばれる第１の磁束φ、は磁束ダイ
バータ２６を通り、分極磁束と呼ばれる第２の磁束φ、
は環状突部２８、軸線方向空隙（ｄ）、動く電機子１６
、半径方向空隙（ｊ１）、スリーブ４６、第２のフラン
ジ２４、フレーム２０および第１のフランジ２２を通っ
て永久磁石１４へ戻る。

電機子１６は第１の軸線方向中１ｔｉ（ｄ）を通る分極
磁束φ　により吸引された位置に維持される。

永久磁石１４の対応する磁気吸引力は圧縮ばね３６の力
より大きい。

導線５２．５４の端子に与えられた引外し信号により引
外しコイル３０が励磁されると、コイル３０により発生
された磁束φｃは軸線方向空隙（ｄ）の中においては永
久磁石１４の分極磁束φ、とは逆であるから、電機子１
６の磁気吸引力は小さくなる。戻しばね３６の力が優勢
になると、電機子１６は解放された位置まで上方へ押さ
れる。

その解放位置においては、作動部材１８が機構のロック
を解く。磁気回路１２における磁束φｃの経路は電機子
１６、磁束ダイバータ２６、フレーム２０．第２のフラ
ンジ２４およびスリーブ４６を通る。このコイル磁束φ
　は、飽和されたままである磁束ダイバータ２６中を除
き、磁気回路１２の全ての部分において分極磁束φ、と
は逆である。

電機子１６の周囲にスリーブ４６を同軸状に配置するこ
とにより、磁気回路１２の磁気抵抗を最低にする大きい
横断面を決定する。磁気吸引された位置においては、強
磁性体製のスリーブ４６は電機子１６の上に所定の距離
をおいて軸線方向に重なり合う。それの長さしは第２の
フランジ２４の厚さくｇ１）およびフレーム２０の厚さ
より大きい。筒状のスリーブ４６が存在することによる
磁気回路１２の低い磁気抵抗のためにコイル磁束φｃが
そこを通り、そのためにリレー１０の感度を高くでき、
引外しコイル３０の引外しエネルギーを小さくできる。

第３図に示す別の実施例のリレー１００においては、電
機子１６の軸線方向空隙並進運動の案内手段は、ブッシ
ング３２の内側にそれと同軸状に装置された非磁性のブ
ツシュ１４４を備える。このブツシュ１４４は黄銅で作
られ、スリーブ４６と磁束ダイバータ１２６の間に配置
される。ブツシュ１４４と電機子１６の間の半径方向空
隙（ｊ２）はスリーブ４６と電機子１６の間の半径方向
空隙（ｊ１）より狭いままである。ｆ！ｉ束ダイバータ
１２６は間隙（ｅ２）だけフレーム２０の側面から半径
方向に隔てられる。その間隙（ｅ２）はフレーム２０の
厚さより大きく、かつ永久磁石１４とフレーム２０の間
の半径方向距離（ｅ１）より大きい。リレー１００の他
の全ての部品は第１図に示すリレー１０の対応する部品
と同じであり、かつ同じ参照番号がつけられている。

電機子１６にスリーブ４６が同軸状に重なり合わされて
いるために、磁気抵抗を小さくできる。

永久磁石１４の磁束ダイバータ２６．１２６の、磁気回
路１２の他の部品に対する寸法はリレー１０に対して求
められる感度に従ってもちろん変更できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリレーのリセット位置にある時の軸線
方向断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う部分断面
図、第３図は本発明のリレーの別の実施例の引外された
位置における軸線方向断面図である。 １０．１００・・・本発明のリレー、１４・・・永久磁
石、１６・・・電機子、２０・・・フレーム、２２．２
４・・・フランジ、２６．１２６・・・磁束ダイバータ
、３０・・・引外しコイル、４６・・・スリーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、筒状のフレームを備え、このフレームの両端が、軸
   に垂直に延びる第１と第２の平行フランジにとりつけら
   れ、強磁性体で作られた固定された磁気回路と、 軸線方向に磁化される環状の永久磁石であって、この永
   久磁石の逆極性の平行端面は、第１のフランジの内壁と
   磁束ダイバータの１つの面にそれぞれ接触するようにし
   てなる環状永久磁石と、保持された位置と解放された位
   置の間を軸線方向に滑るように装着され、戻しばねによ
   り解放された位置へ押され、かつ保持された位置におい
   ては、戻しばねの伸張力より大きい永久磁石の磁気吸引
   力により磁束ダイバータに押しつけられる電機子と、 第２のフランジ内の穴を軸線方向に通り、前記電機子に
   組合されて前記リレーの動くアセンブリを構成する作動
   部材と、 磁束ダイバータと動く電機子の間の間隙に対応する軸線
   方向空隙（ｄ）と、 フレームの内側の絶縁ブッシングに同軸状に装着され、
   電機子を囲んで、磁束ダイバータと第２のフランジの間
   を軸線方向に延びる引外しコイルと、 を備え、この引外しコイルが励磁されると、電機子を解
   放して、戻しばねによりその電機子を保持された位置か
   ら解放された位置まで動かせるように、軸線方向空隙（
   ｄ）内の永久磁石の分極磁束（φ＿ｕ）とは逆の磁束（
   φ＿ｃ）を磁気回路中に誘起させ、磁気回路の第２のフ
   ランジには強磁性体で作られた筒状の固定された内部ス
   リーブがはめこまれ、ブッシングと電機子の間に同軸状
   に配置されている環状スペース内を部分的に延び、電機
   子は前記スリーブから半径方向空隙（ｊ１）だけ隔てら
   れ、その半径方向空隙は電機子の並進運動中は一様なま
   まであり、リレーが保持された位置にある時は電機子が
   スリーブにより重ね合わされる軸線方向の距離（Ｌ）は
   第２のフランジの厚さ（ｌ１）とフレームの厚さ（ｌ２
   ）の少なくとも一方より大きいことを特徴とする磁気的
   に保持される有極電磁リレー。 ２、特許請求の範囲第１項記載の電磁リレーにおいて、
   動くアセンブリが軸線方向に並進運動する時の案内手段
   が、電機子との所定の半径方向間隙（ｊ２）を決定し、
   前記間隙（ｊ２）の大きさは、スリーブと電機子の間の
   半径方向空隙（ｊ１）の大きさより狭いことを特徴とす
   る電磁リレー。 ３、特許請求の範囲第２項記載の電磁リレーにおいて、
   電機子の並進運動の案内手段はコイル絶縁ブッシングと
   ともに鋳造された環状棚部であり、前記スリーブはその
   棚部に近接する所を軸線方向に延びることを特徴とする
   電磁リレー。 ４、特許請求の範囲第２項記載の電磁リレーにおいて、
   並進運動の案内手段にはスリーブと磁束ダイバータの間
   に軸線方向にはさまれる非磁性ブッシュが取りつけられ
   ることを特徴とする電磁リレー。 ５、特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の電磁
   リレーにおいて、磁束ダイバータは飽和でき、かつ第１
   のフランジに平行な方向へ半径方向に延びてフレームの
   内側面に接するようになり、前記磁束ダイバータの最も
   狭い部分の厚さは永久磁石の厚さとフレームの厚さのう
   ちの少なくとも一方より薄いことを特徴とする電磁リレ
   ー。 ６、特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の電磁
   リレーにおいて、戻しばねは圧縮型であり、電機子はそ
   の戻しばねの一部を納める軸線方向の穴を有し、その穴
   の一端は閉じられ、前記戻しばねは環状の磁束ダイバー
   タと環状の永久磁石の中を通り、それの両端は第１のフ
   ランジの中心ボスに接触することを特徴とする電磁リレ
   ー。 ７、特許請求の範囲第６項記載の電磁リレーにおいて、
   コイルの一方の前面と第２のフランジの間に湾曲した形
   のたわみ片が挟まれて、リレーを構成する種々の部品が
   組立てられた時に、軸線方向のどのような遊びも自動的
   にとり、前記たわみ片はコイルの絶縁ブッシングと直接
   鋳造されることを特徴とする電磁リレー。 ８、特許請求の範囲第６項または第７項記載の電磁リレ
   ーにおいて、ブッシングは半径方向のラグを備え、その
   半径方向ラグはフレーム内のノッチを通つて突き出して
   、コイルの回転の阻止と、コイルを接続する線の支持と
   の両方の目的を達成することを特徴とする電磁リレー。 ９、特許請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載の電磁
   リレーにおいて、環状永久磁石の外半径はそれの厚さよ
   り大きく、永久磁石の厚さは、第１のフランジと磁束ダ
   イバータを分離する軸線方向距離に対応し、コイルによ
   り占められる軸線方向の長さはリレーの全長の半分より
   少なくとも長いことを特徴とする電磁リレー。 １０、特許請求の範囲第１、６、７、８、９項のいずれ
   かに記載の電磁リレーにおいて、磁束ダイバータは、フ
   レームの厚さより大きい間隙（ｅ２）だけフレームから
   半径方向に分離されることを特徴とする電磁リレー。