WO2020105296A1 - 電磁石装置、及び電磁継電器 - Google Patents

電磁石装置、及び電磁継電器

Info

Publication number
WO2020105296A1
WO2020105296A1 PCT/JP2019/039320 JP2019039320W WO2020105296A1 WO 2020105296 A1 WO2020105296 A1 WO 2020105296A1 JP 2019039320 W JP2019039320 W JP 2019039320W WO 2020105296 A1 WO2020105296 A1 WO 2020105296A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic flux
magnetic
movable
electromagnet device
permanent magnet
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/039320
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
山形 勝利
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックIpマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックIpマネジメント株式会社
Publication of WO2020105296A1 publication Critical patent/WO2020105296A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/121Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position
    • H01F7/122Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position by permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/36Stationary parts of magnetic circuit, e.g. yoke
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/44Magnetic coils or windings

Definitions

  • the present disclosure relates to an electromagnet device and an electromagnetic relay, and more particularly to an electromagnet device including an exciting coil and a permanent magnet, and an electromagnetic relay including the electromagnet device.
  • Patent Document 1 describes an example of an electromagnet device and an electromagnetic relay equipped with this electromagnet device.
  • the electromagnet device described in Patent Document 1 includes a coil, a fixed side member, a movable side member, and a permanent magnet.
  • the coil generates a first magnetic flux when energized.
  • the fixed-side member allows the first magnetic flux to pass.
  • the movable-side member is arranged to face the fixed-side member through the gap when the coil is not energized, and reciprocates so as to be attracted to the fixed-side member when the coil is energized.
  • the permanent magnet generates a second magnetic flux.
  • the permanent magnet is adjacent to the gap between the fixed-side member and the movable-side member when the coil is not energized, and is arranged at a position separated from the fixed-side member and the movable-side member with a space interposed therebetween.
  • the direction of the second magnetic flux on the facing surfaces of the fixed-side member and the movable-side member is the same as the direction of the first magnetic flux on the facing surfaces of the fixed-side member and the movable-side member. ..
  • the suction force of the movable member to the fixed member can be further improved.
  • An object of the present disclosure is to provide an electromagnet device that can be reduced in weight and an electromagnetic relay including the electromagnet device.
  • An electromagnet device includes an exciting coil that generates a first magnetic flux when energized, a fixing member that is made of a magnetic material, and a magnetic material that is formed according to the generation of the first magnetic flux.
  • An auxiliary yoke including a movable member that moves, a permanent magnet that generates a second magnetic flux, a first portion through which the second magnetic flux passes, and a second portion through which the second magnetic flux passes. In the first direction, the outer surface of the first portion faces the magnetic pole surface of the permanent magnet, and in the second direction, the outer surface of the second portion faces the surface of the fixed member or the surface of the movable member.
  • the magnetic pole surface of the permanent magnet that faces the outer surface of the first portion is defined as a first surface, and one of the surface of the fixed member and the surface of the movable member that faces the outer surface of the second portion.
  • a second surface, the direction in which the first surface extends and the direction in which the second surface extends are different, and the inner surface of the first portion, which is the surface opposite to the outer surface of the first portion, and A region in contact with the inner surface of the second portion, which is the surface opposite to the outer surface of the second portion, includes a region having lower magnetic permeability than the first portion and the second portion.
  • An electromagnetic relay according to an aspect of the present disclosure, the electromagnet device described above, a fixed contact, a movable contact that is movable between a position in contact with the fixed contact and a position away from the fixed contact, and is connected to the movable member, A drive shaft that moves the movable contact according to the movement of the movable member.
  • the weight of the electromagnet device and the electromagnetic relay according to the present disclosure can be reduced.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the electromagnetic relay according to the embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of an electromagnet device included in the above electromagnetic relay.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating magnetic fluxes from a coil and a permanent magnet in the electromagnet device of the above.
  • FIG. 4 is a sectional view of an auxiliary yoke included in the electromagnet device of the above.
  • FIG. 5 is explanatory drawing explaining the magnetic flux from the permanent magnet in the electromagnet apparatus same as the above.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the main parts of the electromagnetic relay according to the first modification.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the main parts of the electromagnetic relay according to the second modification.
  • FIG. 8 is sectional drawing of the principal part of an electromagnetic relay same as the above.
  • the electromagnetic relay 1 of the present embodiment is mounted on, for example, an electric vehicle, and is used by being connected to an electric path that connects a battery for running the electric vehicle and a load.
  • the electromagnetic relay 1 electrically connects or disconnects a running battery and a load in accordance with a control signal from an ECU (Electronic Control Unit) of an electric vehicle to transfer the running battery to the load. Switch the DC power supply state of.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the electromagnetic relay 1 of this embodiment includes a contact device 2 and an electromagnet device 5.
  • the electromagnetic relay 1 further includes a housing 9 that houses the contact device 2 and the electromagnet device 5.
  • the housing 9 houses the contact device 2 and the electromagnet device 5 so that the internal space is airtight.
  • the contact device 2 includes at least one fixed contact 211, a movable contact 22, and a shielding member 3.
  • the movable contact 22 has at least one movable contact 222.
  • the contact device 2 further includes at least one fixed terminal 21, a contact pressure spring 23, a holder 24, a drive shaft 25, an inner case 41, a connecting body 42, and a magnetic flux generating section 43.
  • the contact device 2 includes a plurality (two in the example of FIG. 1) of fixed contacts 211 and a plurality (two in the example of FIG. 1) of fixed terminals 21.
  • the movable contact 22 has a plurality of (two in the example of FIG. 1) movable contacts 222.
  • each fixed contact 211 and the corresponding movable contact 222 are lined up (vertical direction in FIG. 1) is defined as the vertical direction, and the fixed contact 211 side as viewed from the movable contact 222 is the top, and the fixed contact The movable contact 222 side is viewed from the side of 211.
  • the direction in which the two fixed contacts 211 are arranged (the left-right direction in FIG. 1) is defined as the left-right direction.
  • a direction orthogonal to both the up-down direction and the left-right direction (the direction connecting the front side and the back side of the paper surface of FIG. 1) is defined as the front-back direction.
  • these directions are not intended to limit the use direction of the electromagnetic relay 1.
  • Each of the plurality of fixed terminals 21 is made of a conductive material such as copper.
  • the shape of each fixed terminal 21 is a column.
  • Each fixed terminal 21 is inserted into a through hole 411 formed in the inner case 41. Further, each fixed terminal 21 is inserted into a through hole 911 formed in the housing 9.
  • Each fixed terminal 21 is joined to the inner case 41 by brazing with its upper end protruding from the upper surface of the inner case 41 and the upper surface of the housing 9.
  • the plurality of fixed terminals 21 correspond to the plurality of fixed contacts 211 on a one-to-one basis.
  • a corresponding fixed contact 211 is attached to the lower end of each fixed terminal 21. Note that each fixed contact 211 may be formed integrally with the fixed terminal 21.
  • the movable contact 22 is made of a conductive material.
  • the movable contact 22 is formed in a flat plate shape.
  • the longitudinal direction of the movable contact 22 is along the left-right direction.
  • the plurality of movable contacts 222 are provided on both ends of the upper surface of the movable contact 22 in the left-right direction.
  • the plurality of movable contacts 222 correspond one-to-one with the plurality of fixed contacts 211.
  • Each movable contact 222 faces the corresponding fixed contact 211 in the vertical direction.
  • the plurality of movable contacts 222 are integrated with the portion of the movable contact 22 other than the plurality of movable contacts 222, but may be separate bodies.
  • the movable contact 22 is provided between a closed position where the plurality of movable contacts 222 respectively contact the corresponding fixed contacts 211 and an open position where the plurality of movable contacts 222 are separated from the fixed contacts 211 (position shown in FIG. 1). You can move with. More specifically, when the exciting coil 51 of the electromagnet device 5 is energized, a magnetic flux is generated, and the movable contact 22 moves from the open position to the closed position according to the generated magnetic flux. As a result, the two fixed terminals 21 are brought into conduction via the movable contact 22. When the exciting coil 51 is not energized, the movable contact 22 is located at the open position by the spring force of the return spring 55 provided in the electromagnet device 5. As a result, the two fixed terminals 21 are not electrically connected.
  • the holder 24 has an upper wall 241 and a lower block 242.
  • the upper wall 241 and the lower block 242 face each other in the vertical direction.
  • the holder 24 also has a front wall that connects the front end of the upper wall 241 and the front end of the lower block 242, and a rear wall that connects the rear end of the upper wall 241 and the rear end of the lower block 242.
  • the holder 24 has a hollow cylindrical shape having a hole penetrating in the left-right direction, and the movable contact 22 is passed between the upper wall 241 and the lower block 242.
  • the contact pressure spring 23 is, for example, a compression coil spring.
  • the contact pressure spring 23 is arranged between the lower block 242 of the holder 24 and the movable contact 22 with the axial direction (extending and contracting direction) directed vertically.
  • the contact pressure spring 23 applies an upward spring force to the movable contact 22. That is, the contact pressure spring 23 applies a spring force to the movable contact 22 in a direction approaching the plurality of fixed contacts 211 (upward).
  • the drive shaft 25 has a round bar shape.
  • the axial direction of the drive shaft 25 is along the vertical direction.
  • the upper end of the drive shaft 25 is connected to the holder 24, more specifically, the lower block 242.
  • the lower end of the drive shaft 25 is connected to a movable iron core 53 provided in the electromagnet device 5.
  • the drive shaft 25 moves in the up-down direction as the energization and de-energization of the exciting coil 51 of the electromagnet device 5 are switched.
  • the holder 24 moves in the vertical direction, and the movable contact 22 passed through the holder 24 moves in the vertical direction.
  • the drive shaft 25 moves the movable contact 22 between the open position and the closed position.
  • the inner case 41 is made of a heat resistant material such as ceramics.
  • the inner case 41 has electrical insulation.
  • the shape of the inner case 41 is a box shape whose lower surface is opened.
  • On the upper wall of the inner case 41 two through holes 411 arranged in the left-right direction are formed.
  • the space inside the inner case 41 is a housing chamber 410 that houses the plurality of fixed contacts 211 and the movable contact 22.
  • An arc-extinguishing gas such as hydrogen is sealed in the accommodation chamber 410.
  • the shape of the connected body 42 is a rectangular frame shape.
  • the connecting body 42 is joined to the inner case 41 by brazing. Further, the connecting body 42 is joined to the yoke 54 provided on the electromagnet device 5, more specifically, the first yoke plate 541 by brazing. As a result, the connecting body 42 connects the inner case 41 and the yoke 54.
  • the magnetic flux generator 43 has a pair of permanent magnets 431.
  • Each permanent magnet 431 has a flat plate shape.
  • the thickness direction of each permanent magnet 431 is along the left-right direction.
  • the pair of permanent magnets 431 are located between the outer surface of the inner case 41 and the inner surface of the housing 9.
  • the pair of permanent magnets 431 are arranged outside the two fixed contacts 211 in the direction in which the two fixed contacts 211 are arranged. In other words, the two fixed contacts 211 are arranged between the pair of permanent magnets 431.
  • the pair of permanent magnets 431 face the movable contact 22 in the longitudinal direction (left-right direction) of the movable contact 22.
  • the pair of permanent magnets 431 facing the movable contact 22 means that a member such as the inner case 41 is arranged between each permanent magnet 431 and the movable contact 22 as in the present embodiment. Including cases.
  • the pair of permanent magnets 431 have surfaces having different polarities, that is, the N pole and the S pole face each other. For example, in FIG. 1, the right permanent magnet 431 has the N pole facing left, and the left permanent magnet 431 has the S pole facing right. Therefore, in the accommodation chamber 410, a magnetic flux is generated from the left magnetic pole surface (N pole) of the right permanent magnet 431 to the right magnetic pole surface (S pole) of the left permanent magnet 431.
  • the pair of permanent magnets 431 generate a magnetic flux along the longitudinal direction (left-right direction) of the movable contact 22 around the two fixed contacts 211.
  • the electromagnetic relay 1 further includes a pair of bridge portions 44.
  • the pair of bridge portions 44 are made of a magnetic material.
  • One of the pair of bridging portions 44 is arranged on the front side of the paper of FIG. 1 when viewed from the movable contact 22, and the other is arranged on the back side of the paper of FIG. 1 viewed from the movable contact 22. ..
  • Each bridging portion 44 includes a flat plate-shaped portion whose thickness direction extends in the front-rear direction and plate-shaped portions that project forward or rearward from both ends of the flat plate-shaped portion in the left-right direction. It is formed in a U shape.
  • the pair of bridging portions 44 are arranged so as to have a rectangular frame shape that covers the outside of the inner case 41 when viewed in the vertical direction.
  • the pair of bridge portions 44 are arranged so as to bridge between the pair of permanent magnets 431.
  • the bridge portion 44 constitutes a magnetic circuit through which the magnetic flux of the permanent magnet 4 passes.
  • Shielding member 3 has electrical insulation.
  • the shielding member 3 is formed of a material having electrical insulation such as ceramic or synthetic resin.
  • the shielding member 3 is housed in the housing chamber 410.
  • the contact device 2 when the movable contact 22 moves from the closed position to the open position, that is, when the movable contact 222 separates from the fixed contact 211, an arc is generated between the fixed contact 211 and the movable contact 222. I have something to do.
  • the shield member 3 is a member for shielding an arc generated between the fixed contact 211 and the movable contact 222.
  • the shielding member 3 includes a base 31, a plurality (two in the example of FIG. 1) of outer walls 32, and a plurality (two in the example of FIG. 1) of partition walls 33.
  • the base 31, the plurality of outer walls 32, and the plurality of partition walls 33 are an integral structure.
  • the base 31 has a rectangular plate shape.
  • the longitudinal direction of the base 31 is along the longitudinal direction (lateral direction) of the movable contact 22.
  • the thickness direction of the base 31 is along the direction in which the fixed contact 211 and the movable contact 222 face each other (vertical direction).
  • the thickness direction of the base 31 is along the thickness direction of the first yoke plate 541 in the electromagnet device 5.
  • the base 31 is in contact with the first yoke plate 541.
  • the base 31 is arranged between the first yoke plate 541 and the movable contact 22.
  • the outer walls 32 project from the upper surface of the base 31 in the thickness direction of the base 31.
  • Each outer wall 32 has a rectangular plate-shaped portion whose thickness direction extends in the left-right direction.
  • One outer wall 32 is provided on one side (left side) in the longitudinal direction of the base 31, and the other outer wall 32 is provided on the other side (right side) in the longitudinal direction of the base 31.
  • the plurality of partition walls 33 correspond to the plurality of outer walls 32 one to one.
  • Each partition 33 has a plate shape whose thickness direction is along the front-back direction.
  • Each partition 33 extends to the left or right from the center in the front-rear direction of the inner surface of the corresponding outer wall 32.
  • a substantially rectangular through hole 332 that penetrates in the thickness direction (front-rear direction) is formed in the lower portion of the partition wall 33.
  • a cylindrical portion 34 is provided on the base 31.
  • the tubular portion 34 has a cylindrical shape in which the axial direction of the tubular portion 34 is along the thickness direction of the base 31.
  • the tubular portion 34 is located between the two partition walls 33.
  • the tubular portion 34 is located at the center of the base 31.
  • the tubular portion 34 has a through hole that penetrates in the axial direction.
  • a through hole is also provided in the center of the base 31, and the through hole of the tubular portion 34 and the through hole of the base 31 are connected to each other.
  • the drive shaft 25 is passed through the through holes of the tubular portion 34 and the base 31.
  • the tubular portion 34 surrounds at least a part of the periphery of the drive shaft 25, and in the present embodiment, the entire periphery of the drive shaft 25. Therefore, the cylindrical portion 34 can prevent foreign matter from adhering to the drive shaft 25.
  • the electromagnet device 5 includes an exciting coil 51, a coil bobbin 52, a movable iron core 53 (movable member), a yoke 54, a return spring 55, a cylindrical member 56, a bush 57, and a permanent magnet.
  • the magnet 58 and the auxiliary yoke 7 are provided.
  • the electromagnet device 5 includes a pair of coil terminals 510 (only one is shown in FIG. 1) to which both ends of the exciting coil 51 are connected.
  • Each coil terminal 510 is formed of a conductive material such as copper and is connected to a lead wire by soldering or the like.
  • the coil bobbin 52 is made of a non-magnetic material such as resin.
  • the coil bobbin 52 has two collar portions 521 and 522 and a winding drum portion 523.
  • the winding drum portion 523 has a hollow cylindrical shape.
  • the winding drum portion 523 has an axial direction extending in the vertical direction.
  • the exciting coil 51 is wound around the winding drum portion 523.
  • the wire of the exciting coil 51 is made of a non-magnetic conductive material such as copper.
  • the collar portion 521 extends outward from the upper end of the winding drum portion 523 in the radial direction of the winding drum portion 523.
  • the collar portion 522 extends outward from the lower end of the winding drum portion 523 in the radial direction of the winding drum portion 523.
  • the winding drum portion 523 has a first winding portion 524, a second winding portion 525, and a connecting portion 526. Both the first winding portion 524 and the second winding portion 525 have a cylindrical shape. Each of the first winding portion 524 and the second winding portion 525 has an axial direction along the vertical direction.
  • the connecting portion 526 has an annular shape. The first winding portion 524 and the second winding portion 525 are adjacent to each other in the vertical direction, and the first winding portion 524 is on the upper side (the side closer to the flange portion 521).
  • the first winding portion 524 and the second winding portion 525 are connected by a connecting portion 526 and are provided in a step shape. As shown in FIG. 1, the diameter of the outer peripheral surface of the first winding portion 524 is larger than the diameter of the outer peripheral surface of the second winding portion 525.
  • the cylindrical member 56 has a bottomed cylindrical tubular portion 561 having an open upper end, and a flange portion 562 that extends radially outward from the upper end of the tubular portion 561. ing. As shown in FIG. 1, the cylindrical member 56 is housed in the winding barrel portion 523 of the coil bobbin 52. The outer peripheral edge of the collar portion 562 faces the upper end of the inner peripheral surface of the collar portion 521 of the coil bobbin 52.
  • the movable iron core 53 is made of a magnetic material.
  • the movable core 53 has a cylindrical shape.
  • the movable iron core 53 is housed in the cylindrical portion 561 of the cylindrical member 56.
  • a through hole is formed at the center of the movable iron core 53, and the drive shaft 25 is passed through the through hole.
  • the movable iron core 53 and the drive shaft 25 are connected.
  • the movable core 53 may have a recess on the upper surface thereof, into which the lower end of the drive shaft 25 is inserted, instead of having the through hole.
  • a concave portion 531 that is recessed downward from the upper surface is formed. As shown in FIG. 1, when the exciting coil 51 is not energized, there is a gap G1 between the movable iron core 53 and the first yoke plate 541.
  • the yoke 54 is made of a magnetic material.
  • the yoke 54 has a rectangular frame shape with open front and rear surfaces.
  • the yoke 54 includes a first yoke plate 541 (fixing member), a second yoke plate 542, and a pair of third yoke plates 543.
  • the shape of the first yoke plate 541 is a rectangular plate shape.
  • the thickness direction of the first yoke plate 541 is along the vertical direction.
  • the first yoke plate 541 is arranged between the movable contact 22 and the exciting coil 51.
  • the first yoke plate 541 is in contact with the upper surface of the coil bobbin 52 (the upper surface of the flange 521).
  • the first yoke plate 541 (yoke plate) is arranged at the end of the exciting coil 51. More specifically, the first yoke plate 541 is arranged at a position facing the first end (upper end) of the exciting coil 51 in the axial direction.
  • An insertion hole 544 is formed substantially in the center of the first yoke plate 541.
  • the drive shaft 25 is passed through the insertion hole 544.
  • the shape of the second yoke plate 542 is a rectangular plate shape.
  • the thickness direction of the second yoke plate 542 is along the vertical direction.
  • the second yoke plate 542 is arranged below the exciting coil 51.
  • the second yoke plate 542 is in contact with the lower surface of the coil bobbin 52 (the lower surface of the flange 522).
  • the second yoke plate 542 is arranged at the end of the exciting coil 51. More specifically, the second yoke plate 542 is arranged at a position facing the second end (lower end) of the exciting coil 51 in the axial direction.
  • each third yoke plate 543 is a rectangular plate shape.
  • the pair of third yoke plates 543 extend (upward) from the left and right ends of the second yoke plate 542 toward the first yoke plate 541.
  • the thickness direction of each of the third yoke plates 543 is along the left-right direction.
  • the pair of third yoke plates 543 are integral with the second yoke plate 542.
  • first magnetic flux M1 When the exciting coil 51 is energized, the magnetic flux M1 generated in the exciting coil 51 (see the dashed line arrow in FIG. 3, hereinafter referred to as “first magnetic flux M1”) passes through the yoke 54.
  • the yoke 54 constitutes a part of a magnetic circuit (hereinafter, referred to as “first magnetic circuit”) through which the first magnetic flux M1 generated in the exciting coil 51 passes when the exciting coil 51 is energized. .. Therefore, each of the first yoke plate 541, the second yoke plate 542, and the pair of third yoke plates 543 also constitutes a part of the first magnetic circuit.
  • the return spring 55 is, for example, a compression coil spring.
  • the drive shaft 25 is passed through the return spring 55.
  • the first end (upper end) of the return spring 55 in the expansion / contraction direction (vertical direction) is in contact with the first yoke plate 541, and the second end (lower end) thereof is in contact with the bottom surface of the recess 531 of the movable iron core 53. ing.
  • the return spring 55 gives a force to move the movable iron core 53 downward.
  • the bush 57 is made of a magnetic material.
  • the bush 57 has a cylindrical shape.
  • the bush 57 is arranged between the inner peripheral surface of the coil bobbin 52 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 561 of the cylindrical member 56.
  • the bush 57 together with the first to third yoke plates 541 to 543 and the movable iron core 53, constitutes the above-mentioned first magnetic circuit through which the first magnetic flux M1 passes.
  • the first magnetic circuit is a path that passes through the first yoke plate 541, one second yoke plate 542, the third yoke plate 543, the bush 57, and the movable iron core 53 (see FIG. 3).
  • the permanent magnet 58 has a ring shape, more specifically, a ring shape.
  • the cross section of the permanent magnet 58 is substantially rectangular.
  • the inner surface of the permanent magnet 58 faces the outer periphery of the upper end of the cylindrical portion 561 of the cylindrical member 56.
  • the permanent magnet 58 is arranged with a space (gap) from the outer periphery of the tubular portion 561.
  • the upper surface of the permanent magnet 58 is in contact with the lower surface of the flange portion 562 of the cylindrical member 56.
  • the permanent magnet 58 faces the above-mentioned gap G1 between the movable iron core 53 and the first yoke plate 541 when viewed from the direction (front-back direction) orthogonal to the vertical direction.
  • the movable iron core 53 is a movable member
  • the first yoke plate 541 is a fixed member.
  • the lower surface of the permanent magnet 58 is the first magnetic pole surface 581, and the upper surface thereof is the second magnetic pole surface 582.
  • One of the first magnetic pole surface 581 and the second magnetic pole surface 582 is an N pole and the other is an S pole.
  • the lower surface (first magnetic pole surface 581) is the N pole and the upper surface (second magnetic pole surface 582) is the S pole.
  • the permanent magnet 58 has a magnetic flux M2 (hereinafter, referred to as a “first magnetic pole”) which is emitted from the first magnetic pole surface 581 which is the N pole and enters the second magnetic pole surface 582 which is the S pole. 2 magnetic flux M2 ").
  • the auxiliary yoke 7 has a ring shape.
  • the auxiliary yoke 7 is made of a magnetic material.
  • the auxiliary yoke 7 is formed of a ferromagnetic metal material such as iron.
  • the auxiliary yoke 7 has a first portion 71 and a second portion 72.
  • the second portion 72 has a cylindrical shape.
  • the first portion 71 has a ring-shaped brim shape and extends outward from the upper end of the second portion 72 in the radial direction of the second portion 72.
  • a portion 73 (third portion) connecting the first portion 71 and the second portion 72 is curved.
  • the cross section of the auxiliary yoke 7 is not substantially rectangular.
  • the cross section of the auxiliary yoke 7 is substantially L-shaped in this embodiment.
  • the auxiliary yoke 7 is hollow in a region surrounded by the first portion 71 and the second portion 72 in a sectional view.
  • the auxiliary yoke 7 has the low magnetic permeability portion 74 having a magnetic permeability smaller than that of the first portion 71 and the second portion 72 in the region surrounded by the first portion 71 and the second portion 72.
  • the upper surface of the first portion 71 of the auxiliary yoke 7 faces the lower surface (second magnetic pole surface 582) of the permanent magnet 58.
  • the upper surface of the first portion 71 of the auxiliary yoke 7 is in contact with the lower surface of the permanent magnet 58. That is, the first portion 71 of the auxiliary yoke 7 faces one magnetic pole surface of the permanent magnet 58.
  • the surface of the permanent magnet 58 facing the first portion 71 is also referred to as a first surface 61.
  • the inner peripheral surface of the second portion 72 faces the outer peripheral surface of the movable iron core 53 with the tube portion 561 of the cylindrical member 56 interposed therebetween.
  • the surface of the member (the movable iron core 53 in this case) facing the second portion 72 is also referred to as the second surface 62.
  • the normal direction of the first surface 61 and the normal direction of the second surface 62 are different.
  • the normal direction of the first surface 61 and the normal direction of the second surface 62 are not parallel but different. Therefore, a magnetic gap (space) is generated between the first surface 61 and the second surface 62, and the magnetic path between the first surface 61 and the second surface 62 has a relatively large magnetic resistance. ..
  • the auxiliary yoke 7 includes the first portion 71 facing the first surface 61 (the magnetic pole surface of the permanent magnet 58) and the second portion 62 (the surface of the movable iron core). And a second portion 72 facing each other in the direction.
  • the first portion 71 faces the first surface 61 in the first direction.
  • the second portion 72 faces the second surface 62 in the second direction.
  • the first direction and the second direction are different.
  • the first direction corresponds to the axial direction (vertical direction) of the auxiliary yoke 7.
  • the second direction corresponds to the radial direction of the auxiliary yoke 7.
  • the magnetic path between the first surface 61 and the second surface 62 is There is an auxiliary yoke 7.
  • the magnetic flux that has entered the first portion 71 of the auxiliary yoke 7 from the first surface 61 has its direction changed inside the auxiliary yoke 7, and moves from the second portion 72 of the auxiliary yoke 7 toward the second surface 62. I will go out.
  • the auxiliary yoke 7 includes the first portion 71 and the second portion 72, the magnetic resistance between the first surface 61 and the second surface 62 can be reduced.
  • the auxiliary yoke 7 forms, together with the first yoke plate 541 and the movable iron core 53, a second magnetic circuit through which the second magnetic flux M2 of the permanent magnet 58 passes.
  • the second magnetic circuit is a path that passes through the auxiliary yoke 7, the movable iron core 53, and the first yoke plate 541 (see FIG. 3).
  • the auxiliary yoke 7 has a low magnetic permeability portion 74 in a region surrounded by the first portion 71 and the second portion 72.
  • the auxiliary yoke 7 moves in the second direction (opposing direction of the second portion 72 and the second surface 62) of the surface of the first portion 71 facing the first surface 61 (first magnetic pole surface 581).
  • Part of the surface of the second part 72 facing the second surface 62 in the first direction overlaps with each other (area A1).
  • the weight of the auxiliary yoke 7 can be reduced.
  • the low magnetic permeability portion 74 is preferably the space SP1. Therefore, it is possible to further reduce the weight of the auxiliary yoke 7 as compared with the case where a ferromagnetic material such as iron is arranged in the low magnetic permeability portion 74 and joined to the auxiliary yoke 7.
  • a part of the coil bobbin 52 and a part of the exciting coil 51 are located in the low magnetic permeability part 74 that is the space SP1. That is, at least a part of the second winding portion 525 is located in the low magnetic permeability portion 74. Therefore, this space SP1 is effectively used and, for example, the size of the electromagnet device 5 can be reduced.
  • the permanent magnet 58 and the auxiliary yoke 7 are fixed to the first yoke plate 541 (fixing member) by being sandwiched between the coil bobbin 52 and the flange portion 562 of the cylindrical member 56. ing. Therefore, the auxiliary yoke 7 is fixed to the permanent magnet 58.
  • On the upper surface of the connecting portion 526 of the coil bobbin 52 for example, four positioning protrusions are provided at equal intervals. The auxiliary yoke 7 is positioned with respect to the coil bobbin 52 by the positioning protrusion.
  • the permanent magnet 58 has a direction of the first magnetic flux M1 and a direction of the second magnetic flux M2 on the surface of the movable iron core 53 (movable member) facing the first yoke plate 541 (fixed member).
  • the directions of the magnetic poles are set so that the directions are the same.
  • the exciting coil 51 When the exciting coil 51 is not energized, the exciting coil 51 does not generate the first magnetic flux M1, and therefore the force from the exciting coil 51 does not act on the movable iron core 53.
  • an upward force due to the second magnetic flux M2 of the permanent magnet 58 acts on the movable iron core 53. That is, since the second magnetic flux M2 passes through the second magnetic circuit, a force (upward force) that moves the movable iron core 53 in a direction that reduces the magnetic resistance of the second magnetic circuit acts on the movable iron core 53. .. Further, the spring force (downward force) from the return spring 55 acts on the movable iron core 53. Therefore, the movable iron core 53 (movable member) is located at a position in FIG.
  • the upward force and the downward force are balanced, that is, a position away from the first yoke plate 541 (fixed member).
  • the gap G1 is formed between the movable iron core 53 and the first yoke plate 541 as described above.
  • the holder 24 coupled to the movable iron core 53 is also located at the position shown in FIG. Therefore, the movable contact 22 is positioned at the open position (the position in FIG. 1) where the movable contact 222 is separated from the fixed contact 211 by the holder 24. As a result, the electric path between the pair of fixed terminals 21 is cut off.
  • the exciting coil 51 When the exciting coil 51 is energized, the first magnetic flux M1 generated in the exciting coil 51 passes through the first magnetic circuit. Then, a force that moves the movable iron core 53 acts on the movable iron core 53 so that the magnetic resistance of the first magnetic circuit becomes small. Specifically, when the exciting coil 51 is energized, a force (upward force) that moves the movable core 53 in a direction to reduce the gap G1 acts on the movable core 53. Then, the force for moving the movable iron core 53 upward (the resultant force of the force by the first magnetic flux M1 and the force by the second magnetic flux M2) is the force by which the return spring 55 pushes the movable iron core 53 downward (spring.
  • the electromagnet device 5 of the present embodiment constitutes a part of the permanent magnet 58 arranged at a position facing the gap G1 and the second magnetic circuit through which the second magnetic flux M2 of the permanent magnet 58 passes. And an auxiliary yoke 7 that operates.
  • the direction of the force acting on the movable iron core 53 by the second magnetic flux M2 is the same as the direction of the force acting on the movable iron core 53 by the first magnetic flux M1 when the exciting coil 51 is energized. That is, the force acting on the movable iron core 53 by the second magnetic flux M2 of the permanent magnet 58 assists the upward movement of the movable iron core 53 by the force acting on the movable iron core 53 by the first magnetic flux M1 of the exciting coil 51. .. Therefore, even if the upward force exerted on the movable iron core 53 by the first magnetic flux M1 is relatively small, the movable iron core 53 can be moved upward.
  • the auxiliary yoke 7 of the present embodiment has a region surrounded by the first portion 71 and the second portion 72 in a cross-sectional view (a surface of the first portion 71 facing the first surface 61 in the second direction).
  • the low magnetic permeability portion 74 which is an area A1) that is a portion where the projection area and the projection area in the first direction of the surface facing the second surface 62 in the second portion 72 overlap, is the space SP1. Therefore, another member can be arranged in this space SP1.
  • a part (winding) of the exciting coil 51 and a part of the coil bobbin 52 are located in the part corresponding to the space SP1. Therefore, it is possible to increase the number of turns of the exciting coil 51 by the number of windings arranged in the space SP1 as compared with the case where the low magnetic permeability portion 74 is not in the space SP1.
  • the second magnetic flux M2 gives an upward force to the movable iron core 53. This force assists the movement of the movable core 53 when the exciting coil 51 is energized to move the movable core 53 upward.
  • the force of the second magnetic flux M2 impedes the movement of the movable core 53 when the energization of the exciting coil 51 is stopped and the movable core 53 is moved downward.
  • the lower edge of the auxiliary yoke 7 is opposed to the upper edge of the bush 57. Therefore, although a part of the component M21 of the second magnetic flux M2 passes through the second magnetic circuit (the route passing through the auxiliary yoke 7, the movable iron core 53, and the first yoke plate 541) as described above, The remaining at least a part of the component M22 of the magnetic flux M2 is easily directed to another magnetic circuit including the bush 57.
  • another magnetic circuit is a path that passes through the auxiliary yoke 7, the bush 57, the second yoke plate 542, the third yoke plate 543, and the first yoke plate 541.
  • a part is also used as the first magnetic circuit. That is, the bush 57 functions as a magnetic member that guides at least a part of the second magnetic flux generated by the permanent magnet 58 to the yoke 54 (first magnetic circuit).
  • the ratio of the component M21 passing through the second magnetic circuit and the component M22 passing through the third magnetic circuit sets the size of the gap between the bush 57 and the auxiliary yoke 7 as appropriate. By doing so, it is possible to set. That is, since the electromagnet device 5 of the present embodiment includes the bush 57, the size of the component M21 of the second magnetic flux M2 that passes through the second magnetic circuit can be set by appropriately setting the shape of the bush 57. In other words, the magnitude of the force acting on the movable iron core 53 by the second magnetic flux M2 can be set appropriately.
  • the second portion 72 of the auxiliary yoke 7 faces the movable member (movable iron core 53), but the second portion 72A faces the fixed member (first yoke plate 541). May be. That is, the second surface 62 facing the second portion 72 may be the surface of the fixed member (first yoke plate 541) instead of the surface of the movable member (movable iron core 53).
  • the electromagnetic relay 1A according to the first modification will be described with reference to FIG.
  • the same components as those of the electromagnetic relay 1 of the embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the permanent magnet 58A has an annular shape, the inner peripheral surface is the first magnetic pole surface 581A, and the outer peripheral surface is the second magnetic pole surface 582A.
  • the first magnetic pole surface 581A faces the movable iron core 53 (movable member).
  • the first magnetic pole surface 581A is the N pole and the second magnetic pole surface 582A is the S pole.
  • the auxiliary yoke 7A has a ring shape.
  • the cross section of the auxiliary yoke 7A is substantially L-shaped.
  • the auxiliary yoke 7A has a first portion 71A and a second portion 72A.
  • the first portion 71A has a cylindrical shape.
  • the second portion 72A has an annular brim shape.
  • the second portion 72A extends outward from the upper end of the first portion 71A in the radial direction of the first portion 71A.
  • the inner peripheral surface of the first portion 71A faces the outer peripheral surface (second magnetic pole surface 582A: first surface 61) of the permanent magnet 58 in the first direction.
  • the upper surface of the second portion 72A faces the lower surface (second surface 62) of the first yoke plate 541 in the second direction, and is in contact with this modification.
  • the first direction corresponds to the radial direction of the auxiliary yoke 7.
  • the second direction corresponds to the axial direction (up and down direction) of the auxiliary yoke 7.
  • a portion 73A (third portion) that connects the first portion 71A and the second portion 72A is curved.
  • the auxiliary yoke 7A has a low magnetic permeability portion 74A (a space in this modification) having a magnetic permeability smaller than that of the first portion 71A and the second portion 72A in a region surrounded by the first portion 71A and the second portion 72A. have.
  • the auxiliary yoke 7A has a projection area in the second direction of the surface of the first portion 71A facing the first surface 61 and a surface of the second portion 72A facing the second surface 62 in the first direction.
  • the low magnetic permeability portion 74A is provided in a portion (area A1) that overlaps with the projection area on the area.
  • the winding body 523A has a first winding portion 524A, a second winding portion 525A, a connecting portion 526A, and further, a third winding portion 527A. And a second connecting portion 528A.
  • the first winding portion 524A overlaps with the permanent magnet 58A when viewed in a direction (horizontal direction) orthogonal to the axial direction (vertical direction) of the exciting coil 51A.
  • At least a part of the second winding portion 525A is located in the low magnetic permeability portion 74A.
  • the third winding portion 527A has a cylindrical shape.
  • the second connection portion 528A has an annular shape.
  • the third winding portion 527A is adjacent to the second winding portion 525A in the top-bottom direction and is below the second winding portion 525A.
  • the second winding portion 525A and the third winding portion 527A are coupled by the second connecting portion 528A.
  • the diameter of the outer peripheral surface of the second winding portion 525A is smaller than the diameter of the outer peripheral surface of the first winding portion 524A, and the diameter of the outer peripheral surface of the third winding portion 527A is the outer peripheral surface of the second winding portion 525A. Smaller than the diameter of.
  • the second magnetic flux M2 generated by the permanent magnet 58A passes through the second magnetic circuit including the movable iron core 53, the first yoke plate 541, and the auxiliary yoke 7A, and is transmitted to the movable iron core 53. And give upward power. Therefore, when the exciting coil 51A is energized, the movable iron core 53 can be moved upward even if the upward force exerted on the movable iron core 53 by the first magnetic flux M1 is relatively small. Further, the auxiliary yoke 7A can be reduced in weight by the amount of the low magnetic permeability portion 74A as compared with the case where the cross section has a rectangular shape. It is possible to arrange the members of.
  • the electromagnet device 5B of the electromagnetic relay 1B of this modification includes a fixed iron core 59B (fixing member).
  • the fixed iron core 59B is made of a magnetic material.
  • the fixed iron core 59B has a cylindrical shape having a flange 591B at the upper end.
  • the fixed iron core 59B has a through hole 592B penetrating in the axial direction.
  • the fixed iron core 59B is arranged in the through hole at the center of the first yoke plate 541B.
  • the fixed iron core 59B is arranged in the tubular portion 561B of the cylindrical member 56B having the tubular portion 561B and the collar portion 562B.
  • the fixed iron core 59B has a flange portion 591B joined to the first yoke plate 541B by, for example, brazing.
  • the drive shaft 25B is passed through the through hole 592B of the fixed iron core 59B.
  • the lower end of the drive shaft 25B is connected to the movable iron core 53B.
  • the return spring 55B is arranged in the through hole 592B, and the first end (upper end) is in contact with the lower surface of the cap 45B coupled to the upper surface of the first yoke plate 541B and the second end (upper end).
  • the lower end) is in contact with the upper surface of the movable iron core 53B arranged in the cylindrical portion 561B of the cylindrical member 56B.
  • the permanent magnet 58B has an annular shape, the lower surface is the first magnetic pole surface 581B, and the upper surface is the second magnetic pole surface 582B. Is. As schematically shown by a dotted arrow in FIG. 7, the permanent magnet 58B generates a second magnetic flux M2 that exits from the first magnetic pole surface 581B that is the N pole and enters the second magnetic pole surface 582B that is the S pole.
  • the permanent magnet 58B neither the first magnetic pole surface 581B nor the second magnetic pole surface 582B faces the movable iron core 53B (movable member) and the fixed iron core 59B (fixed member).
  • the permanent magnet 58B faces the gap G2 between the movable iron core 53B and the fixed iron core 59B when viewed from the direction (front-back direction) orthogonal to the vertical direction.
  • the auxiliary yoke 7B includes a first auxiliary yoke 710B and a second auxiliary yoke 720B.
  • the first auxiliary yoke 710B has a first portion 711B and a second portion 712B.
  • the second portion 712B has a cylindrical shape.
  • the first portion 711B has an annular brim shape and extends outward from the lower end of the second portion 712B in the radial direction of the second portion 712B.
  • the cross section of the first auxiliary yoke 710B is substantially L-shaped.
  • the lower surface of the first portion 711B of the first auxiliary yoke 710B is in the first direction (axial direction of the first auxiliary yoke 710B) in the upper surface of the permanent magnet 58B (second magnetic pole surface 582B: first surface 61). Facing each other.
  • the lower surface of the first portion 711B of the first auxiliary yoke 710B is in contact with the upper surface of the permanent magnet 58B.
  • the inner peripheral surface of the second portion 712B sandwiches the cylindrical portion 561B of the cylindrical member 56B, and the outer peripheral surface (second surface 62) of the fixed iron core 59B (fixing member) and the second direction (of the first auxiliary yoke 710B). In the radial direction).
  • a portion 713B (third portion) that connects the first portion 711B and the second portion 712B is curved.
  • the first auxiliary yoke 710B has a hollow region surrounded by the first portion 711B and the second portion 712B.
  • the first auxiliary yoke 710B has the projection area in the second direction of the surface facing the first surface 61 in the first portion 711B and the surface facing the second surface 62 in the second portion 712B.
  • a low magnetic permeability portion 714B having a smaller magnetic permeability than the first portion 711B and the second portion 712B is provided in a portion (area A11) where the projection area in the first direction overlaps.
  • the second auxiliary yoke 720B has a first portion 721B and a second portion 722B.
  • the second portion 722B has a cylindrical shape.
  • the first portion 721B has an annular brim shape and extends outward from the upper end of the second portion 722B in the radial direction of the second portion 722B.
  • the cross section of the second auxiliary yoke 720B is substantially L-shaped.
  • the upper surface of the first portion 721B of the second auxiliary yoke 720B and the lower surface of the permanent magnet 58B are in the first direction (axial direction of the second auxiliary yoke 720B). Facing each other. Facing each other.
  • the upper surface of the first portion 721B of the second auxiliary yoke 720B is in contact with the lower surface of the permanent magnet 58B.
  • the inner peripheral surface of the second portion 722B sandwiches the cylindrical portion 561B of the cylindrical member 56B, and the outer peripheral surface (second surface 62) of the movable iron core 53B (movable member) and the second direction (second auxiliary yoke 720B). In the radial direction).
  • a portion 723B (third portion) that connects the first portion 721B and the second portion 722B is curved.
  • the second auxiliary yoke 720B has a hollow region surrounded by the first portion 721B and the second portion 722B.
  • the second auxiliary yoke 720B has a projection area in the second direction of the surface facing the first surface 61 in the first portion 721B and a surface facing the second surface 62 in the second portion 722B.
  • a low magnetic permeability portion 724B having a lower magnetic permeability than the first portion 721B and the second portion 722B is provided in a portion (area A12) that overlaps with the projection area in the first direction.
  • the winding drum portion 523B has a cylindrical shape.
  • the flange 521B extends inward and outward in the radial direction of the winding body 523B from the upper end of the winding body 523B, and the flange 522B extends from the lower end of the winding body 523B to the winding body 523B. It extends outward in the radial direction.
  • first yoke plate 541B, the second yoke plate 542B and the third yoke plate 543B, the exciting coil 51B, the bush 57B, and the connecting body 42B of the yoke 54B in the present modification have different shapes, they correspond to the embodiment. Since the configuration and the function are the same, the description is omitted.
  • the second magnetic flux M2 generated by the permanent magnet 58B causes the second magnetic circuit including the second auxiliary yoke 720B, the movable iron core 53B, the fixed iron core 59B, and the first auxiliary yoke 710B. Pass through. Then, the second magnetic flux M2 gives an upward force to the movable iron core 53B. Therefore, when the exciting coil 51B is energized, it is possible to move the movable iron core 53B upward even if the upward force acting on the movable iron core 53B by the first magnetic flux M1 is relatively small.
  • each of the first auxiliary yoke 710B and the second auxiliary yoke 720B can be made lighter by the amount of the low magnetic permeability portions 714B and 724B as compared with the case where the cross section is rectangular. Further, when the low magnetic permeability portions 714B and 724B are spaces, it is possible to reduce the size of the electromagnet device 5B by disposing other members in this space.
  • the auxiliary yoke 7 (7A, 710B, 720B) does not have to have a ring shape, and may have a shape that faces only a part of the permanent magnet 58 (58A, 58B). ..
  • the auxiliary yoke 7 (7A, 710B, 720B) may have a C shape in a top view having a slit extending in the axial direction, or may be a part of the permanent magnet 58 in the circumferential direction (for example, a semicircular annular portion). ) May be the only shape (semi-annular shape when viewed from above).
  • the low magnetic permeability portion 74 does not have to be the space SP1 and has a lower magnetic permeability than the material of the first portion 71 and the second portion 72. It may be filled with a material such as a resin.
  • the auxiliary yoke 7 (7A, 710B, 720B) does not have to have a substantially L-shaped cross section.
  • the auxiliary yoke 7 (7A, 710B, 720B) is the first portion 71 (71A, 711B, 721B) from the end opposite to the first portion 71 (71A, 711B, 721B) in the second portion 72 (72A, 712B, 722B).
  • 71A, 711B, 721B) may have a third portion formed in parallel. That is, the auxiliary yoke 7 (7A, 710B, 720B) may have a C-shaped cross section.
  • the auxiliary yoke 7 (7A, 710B, 720B) may have a rectangular cross section.
  • the auxiliary yoke 7 (7A, 710B, 720B) has a low magnetic permeability part (74, 74A) in a region surrounded by the first part 71 (71A, 711B, 721B) and the second part 72 (72A, 712B, 722B). , 714B, 724B).
  • the portion 73 (third portion) that connects the first portion 71 and the second portion 72 may not be curved.
  • the auxiliary yoke 7 (7A, 720B) is fixed to the permanent magnets (58, 58A, 58B) and the fixed member (first yoke plate 541, fixed iron core 59B), but the movable member (movable iron core 53, 53B) may be fixed.
  • the auxiliary yoke 7 (7A, 720B) may be fixed to the movable iron core 53 (53B) inside the cylindrical member 56 (56A, 56B) and move together with the movable iron core 53 (53B).
  • cylindrical portion 561 (561A, 561B) of the cylindrical member 56 (56A, 56B) has a yoke accommodating portion that bulges outward at the position where the auxiliary yoke 7 (7A, 720B) is arranged. Good.
  • the second magnetic flux M2 generated by the permanent magnet 58 (58A, 58B) causes the exciting coil 51 ( 51A, 51B) may be opposite to the first magnetic flux M1.
  • the electromagnet device (5, 5A, 5B) of one aspect includes an exciting coil (51, 51A, 51B) that generates a first magnetic flux by energization and a fixing member (first yoke plate 541, which is made of a magnetic material).
  • the outer surface of the first portion (71, 71A, 711B, 721B) faces the magnetic pole surface of the permanent magnet (58, 58A, 58B), and in the second direction, the second portion (72, 72A, 712B).
  • the area (A1, A11, A12) that is in contact with the inner surface of the second portion, which is the surface opposite to the outer surface, is the first portion (71, 71A, 711B, 721B) and the second portion (72, 72A, 712B). , 722B) having a lower magnetic permeability (low magnetic permeability portions 74, 74A, 714B, 724B).
  • the electromagnet device (5, 5A, 5B) is composed of the first portion (71, 71A, 711B, 721B) and the second portion (72, 72A, 712B, 722B).
  • Regions (low magnetic permeability portions 74, 74A, 714B, 724B) having a magnetic permeability smaller than that of the first region (71, 71A, 711B, 721B) and the second region (72, 72A, 712B, 722B) are formed of a magnetic material.
  • the auxiliary yokes (7, 7A, 7B) can be made lighter and the electromagnet devices (5, 5A, 5B) can be made lighter than the above case.
  • the second surface (62) is the surface of the movable member (movable iron cores 53, 53B).
  • the magnetic resistance between the permanent magnets (58, 58B) and the movable member can be reduced by the auxiliary yoke (7, 720B).
  • the auxiliary yokes (7, 7A, 7B) are fixed to the permanent magnets (58, 58A, 58B).
  • the auxiliary yoke compared with the case where the auxiliary yoke is fixed to the movable member (movable iron cores 53 and 53B), the permanent magnets (58, 58A and 58B) and the auxiliary yoke (7) when the movable member moves. , 7A, 7B), the change in the magnetic gap length with time decreases (or disappears). Therefore, it is possible to stabilize the operation of the electromagnet device (5, 5A, 5B).
  • the auxiliary yokes (7, 7A, 7B) include the first portion (71, 71A, 711B, 721B) and the second portion (72, 72A, 712B, 722B). ) Further has a third part (73, 73A, 713B, 723B) connecting the third part and the third part is curved.
  • the auxiliary yokes (7, 7A, 7B) can be manufactured more easily than when there is no curved portion.
  • the permanent magnets (58, 58A, 58B) have a ring shape
  • the auxiliary yokes (7, 7A, 7B) have a ring shape
  • the auxiliary yoke (7, 7A, 7B), the movable member (movable iron core 53, 53B) and the fixed member (first yoke plate 541, fixed iron core 59B) are ,
  • the magnetic resistance of the magnetic path of the second magnetic flux (M2) can be reduced.
  • the first magnetic flux (on the movable member (movable iron cores 53, 53B)) faces the fixed member (first yoke plate 541, fixed iron core 59B).
  • the direction of M1) and the direction of the second magnetic flux (M2) are the same.
  • the movement of the movable member by the force acting on the movable member by the first magnetic flux (M1) by the force acting on the movable member (movable iron cores 53, 53B) by the second magnetic flux (M2) It becomes possible to assist.
  • the movable member movable iron cores 53, 53B
  • the fixed member first yoke plate
  • the permanent magnets (58, 58A, 58B) face the gaps (G1, G2) when viewed from the direction orthogonal to the direction in which the movable member moves with respect to the fixed member.
  • the second magnetic flux (M2) of the permanent magnets (58, 58A, 58B) passes through the gaps (G1, G2). Therefore, the second magnetic flux (M2) makes it possible to exert a force on the movable member (movable iron cores 53, 53B) in a direction in which the size of the gap (G1, G2) changes.
  • the fixing member is arranged at the end of the exciting coil (51, 51A, 51B), and the first magnetic flux (M1) passes through the magnetic circuit (first).
  • the yoke circuit first yoke plates 541, 514A, 541B) forming a part of the magnetic circuit.
  • the yoke plate can reduce the magnetic resistance of the magnetic path of the first magnetic flux (M1).
  • the magnetic circuit (the first magnetic flux (M1)) passes through at least a part of the second magnetic flux (M2) of the permanent magnets (58, 58A, 58B).
  • the magnetic member (bush 57) which leads to the magnetic circuit 1 is further provided.
  • the second magnetic flux passes through the other portions (for example, the gaps G1 and G2) ( It becomes possible to prevent the component (M21) of M2) from becoming too large.
  • the fixing member (fixed iron core 59B) is a hollow cylindrical shape extending along the central axis of the exciting coil (51B).
  • the electromagnet device (5B) including the hollow cylindrical fixing member (fixed iron core 59B).
  • the inner surface of the first part (71, 71A, 711B, 721B) and the inner surface of the second part (72, 72A, 712B, 722B) are separated into the areas (A1, A11, A12) in contact with each other. It is possible to arrange the above-mentioned members, and it is possible to reduce the size of the electromagnet device (5, 5A, 5B).
  • the electromagnet device (5, 5A, 5B) of another aspect includes a coil bobbin (52, 52A) around which the winding of the exciting coil (51, 51A) is wound.
  • the coil bobbin (52, 52A) has a first winding portion (524, 524A) and a second winding portion (525, 525A) arranged along the axial direction of the exciting coil (51, 51A).
  • the first winding portion (524, 524A) overlaps with the permanent magnet (58, 58A) when viewed from a direction orthogonal to the axial direction of the exciting coil (51, 51A).
  • the diameter of the outer peripheral surface of the second winding portion (525, 525A) is smaller than the diameter of the outer peripheral surface of the first winding portion (524, 524A). At least a part of the second winding portion (525, 525A) is located in a region (A1, A11, A12) in contact with the inner surface of the first portion and the inner surface of the second portion.
  • the electromagnetic relay (1, 1A, 1B) of one aspect includes an electromagnet device (5, 5A, 5B), a fixed contact (211), a movable contact (222), and a drive shaft (25, 25B). ..
  • the movable contact (222) is movable between a position where it contacts the fixed contact (211) and a position where it separates from it.
  • the drive shaft (25, 25B) is connected to the movable member.
  • the movable shaft (25, 25B) moves the movable contact (222) according to the movement of the movable member.
  • Electromagnetic relay 2 Contact device 21 Fixed terminal 211 Fixed contact 22 Moving contact 222 Moving contact 24 Holder 241 Upper wall 242 Lower block 25, 25B Drive shaft 3 Shielding member 31 Base 32 Outer wall 33 Partition wall 332 Through hole 34 Cylindrical part 41 Inner case 410 Storage chamber 411 Through hole 42, 42B Coupled body 43 Magnetic flux generation part 431 Permanent magnet 44 Crosslink part 45B Cap 5, 5A, 5B Electromagnet device 51, 51A, 51B Excitation coil 510 Coil terminal 52, 52A, 52B Coil bobbin 521, 521B, 522, 522B Collar part 523, 523A, 523B Winding drum part 524, 524A 1st winding part 525, 525A 2nd winding part 526, 526A connecting part 527A winding part 528A connecting part 53, 53B Movable iron core (movable member) 531 Recesses 54, 54B Yoke 541, 541B First Yoke Plate (Fixing Member, Yoke Plate)

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Abstract

本開示の電磁継電器は、通電により第1の磁束を発生させる励磁コイルと、磁性材料から形成される固定部材と、磁性材料から形成され、前記第1の磁束の発生に応じて移動する可動部材と、第2の磁束を発生させる永久磁石と、前記第2の磁束が通る第1部位と、前記第2の磁束が通る第2部位と、を有する補助ヨークと、を備える。前記第1部位の前記外面に対向する前記永久磁石の前記磁極面を第1面とし、前記固定部材の前記面と前記可動部材の前記面のうち、前記第2部位の前記外面に対向する一方を第2面とし、前記第1面が延伸する方向と前記第2面が延伸する方向とは異なっている。前記第1部位の内面と、前記第2部位の内面と、に接する領域は、前記第1部位及び前記第2部位よりも透磁率が小さい領域を含む。

Description

電磁石装置、及び電磁継電器
 本開示は、電磁石装置、及び電磁継電器に関し、より詳細には、励磁コイル及び永久磁石を備えた電磁石装置、及びこの電磁石装置を備えた電磁継電器に関する。
 特許文献1には、電磁石装置及びこの電磁石装置を搭載した電磁継電器の一例が記載されている。
 特許文献1に記載された電磁石装置は、コイルと、固定側部材と、可動側部材と、永久磁石と、を備えている。コイルは、通電により第1の磁束を発生させる。固定側部材は、第1の磁束を通過させる。可動側部材は、コイルの非通電時には、間隙を介して固定側部材に対向配置されるとともに、コイルの通電時には、固定側部材側に吸引されるように往復動する。永久磁石は、第2の磁束を発生させる。永久磁石は、コイルの非通電時における固定側部材と可動側部材との上記間隙に隣接するとともに、固定側部材及び可動側部材に対して空間を挟んで離れた位置に配置されている。
 この電磁石装置では、固定側部材及び可動側部材の対向面における第2の磁束の向きが、固定側部材及び可動側部材の対向面における第1の磁束の向きと同じ向きとなるようにしてある。これにより、可動側部材の固定側部材への吸引力を、より向上させることができるようになっている。
特開2017-228517号公報
 電磁石装置及び電磁継電器の分野では、軽量化を図りたいという要望がある。
 本開示の目的は、軽量化を図ることが可能な電磁石装置、及びそれを備えた電磁継電器を提供することにある。
 本開示の一態様に係る電磁石装置は、通電により第1の磁束を発生させる励磁コイルと、磁性材料から形成される固定部材と、磁性材料から形成され、前記第1の磁束の発生に応じて移動する可動部材と、第2の磁束を発生させる永久磁石と、前記第2の磁束が通る第1部位と、前記第2の磁束が通る第2部位と、を有する補助ヨークと、を備える。第1方向に、前記第1部位の外面は前記永久磁石の磁極面に対向し、第2方向に、前記第2部位の外面は前記固定部材の面または前記可動部材の面に対向し、前記第1部位の前記外面に対向する前記永久磁石の前記磁極面を第1面とし、前記固定部材の前記面と前記可動部材の前記面のうち、前記第2部位の前記外面に対向する一方を第2面とし、前記第1面が延伸する方向と前記第2面が延伸する方向とは異なっており、前記第1部位の前記外面と反対の面である前記第1部位の内面と、前記第2部位の前記外面と反対の面である前記第2部位の内面と、に接する領域は、前記第1部位及び前記第2部位よりも透磁率が小さい領域を含む。
 本開示の一態様に係る電磁継電器は、上述した電磁石装置と、固定接点と、前記固定接点に接触する位置と離れる位置との間で移動可能である可動接点と、前記可動部材に連結され、前記可動部材の移動に応じて前記可動接点を移動させる駆動軸と、を備える。
 本開示の電磁石装置及び電磁継電器は、軽量化を図ることが可能となる。
図1は、実施形態に係る電磁継電器の断面図である。 図2は、同上の電磁継電器に含まれる電磁石装置の分解斜視図である。 図3は、同上の電磁石装置におけるコイル及び永久磁石からの磁束を説明する説明図である。 図4は、同上の電磁石装置に含まれる補助ヨークの断面図である。 図5は、同上の電磁石装置における永久磁石からの磁束を説明する説明図である。 図6は、変形例1に係る電磁継電器の要部の断面図である。 図7は、変形例2に係る電磁継電器の要部の断面図である。 図8は、同上の電磁継電器の要部の断面図である。
 (1)実施形態
 以下、実施形態に係る電磁石装置及び電磁継電器について、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
 本実施形態の電磁継電器1は、例えば電気自動車に搭載され、電気自動車の走行用のバッテリと負荷とをつなぐ電路に接続されて用いられる。電磁継電器1は、例えば、電気自動車のECU(Electronic Control Unit)からの制御信号に応じて、走行用のバッテリと負荷との間を電気的に接続又は遮断して、走行用のバッテリから負荷への直流電力の供給状態を切り替える。
 図1に示すように、本実施形態の電磁継電器1は、接点装置2と、電磁石装置5と、を備えている。電磁継電器1は、接点装置2及び電磁石装置5を収容するハウジング9を更に備えている。ハウジング9は、内部空間が気密となるように、接点装置2及び電磁石装置5を収容している。
 まず、本実施形態の接点装置2について、図1を参照して説明する。
 図1に示すように、接点装置2は、少なくとも一つの固定接点211と、可動接触子22と、遮蔽部材3と、を備えている。可動接触子22は、少なくとも一つの可動接点222を有している。また、接点装置2は、少なくとも一つの固定端子21と、接圧ばね23と、ホルダ24と、駆動軸25と、内ケース41と、連結体42と、磁束発生部43と、を更に備えている。ここでは、接点装置2は、複数(図1の例では2つ)の固定接点211及び複数(図1の例では2つ)の固定端子21を備えている。また、可動接触子22は、複数(図1の例では2つ)の可動接点222を有している。
 以下では、各固定接点211と、対応する可動接点222とが並んでいる方向(図1の上下方向)を上下方向と規定し、可動接点222から見て固定接点211側を上とし、固定接点211から見て可動接点222側を下とする。また、電磁継電器1において、2つの固定接点211が並んでいる方向(図1の左右方向)を左右方向と規定する。また、上下方向及び左右方向の両方に直交する方向(図1の紙面の手前側と奥側とを結ぶ方向)を前後方向と規定する。ただし、これらの方向は電磁継電器1の使用方向を限定する趣旨ではない。
 複数の固定端子21の各々は、銅等の導電性材料により形成されている。各固定端子21の形状は、円柱状である。各固定端子21は、内ケース41に形成された貫通孔411に挿入されている。さらに、各固定端子21は、ハウジング9に形成された貫通孔911に挿入されている。各固定端子21は、その上端を内ケース41の上面及びハウジング9の上面から突出させた状態で内ケース41にろう付けによって接合されている。
 複数の固定端子21は、複数の固定接点211と一対一で対応する。各固定端子21の下端には、対応する固定接点211が取り付けられている。なお、各固定接点211は、固定端子21と一体に形成されていてもよい。
 可動接触子22は、導電性材料により形成されている。可動接触子22は、平板状に形成されている。可動接触子22の長手方向は、左右方向に沿っている。複数の可動接点222は、可動接触子22の上面のうち、左右方向の両端部分に設けられている。複数の可動接点222は、複数の固定接点211と一対一で対応する。各可動接点222は、上下方向において、対応する固定接点211に対向している。本実施形態では、複数の可動接点222は、可動接触子22のうち複数の可動接点222以外の部位と一体であるが、別体であってもよい。
 可動接触子22は、複数の可動接点222が対応する固定接点211にそれぞれ接触した閉位置と、複数の可動接点222が固定接点211から離れた開位置(図1に示す位置)と、の間で移動可能である。より詳細には、電磁石装置5の励磁コイル51が通電されると磁束が発生し、発生した磁束に応じて可動接触子22は開位置から閉位置へ移動する。これにより、2つの固定端子21が可動接触子22を介して導通する。また、励磁コイル51が通電されていない場合は、電磁石装置5に備えられた復帰ばね55のばね力により、可動接触子22は開位置に位置している。これにより、2つの固定端子21が導通していない状態となる。
 ホルダ24は、上壁241と、下側ブロック242とを有している。上壁241と下側ブロック242とは、上下方向において互いに対向している。また、ホルダ24は、上壁241の前端と下側ブロック242の前端とをつなぐ前壁、及び上壁241の後端と下側ブロック242の後端とをつなぐ後壁を有している。ホルダ24は、左右方向に貫通する孔を有する中空筒状であって、上壁241と下側ブロック242との間に可動接触子22が通されている。
 接圧ばね23は、例えば、圧縮コイルばねである。接圧ばね23は、軸方向(伸縮方向)を上下方向に向けた状態で、ホルダ24の下側ブロック242と可動接触子22との間に配置されている。接圧ばね23は、上向きのばね力を可動接触子22に加える。すなわち、接圧ばね23は、複数の固定接点211に近づく向き(上向き)のばね力を可動接触子22に加える。
 駆動軸25の形状は、丸棒状である。駆動軸25の軸方向は、上下方向に沿っている。駆動軸25の上端は、ホルダ24、より詳細には下側ブロック242に結合されている。駆動軸25の下端は、電磁石装置5に備えられた可動鉄心53に結合されている。電磁石装置5の励磁コイル51への通電と非通電との切り替わりに伴って、駆動軸25は、上下方向に移動する。これに伴い、ホルダ24が上下方向に移動し、ホルダ24に通された可動接触子22が上下方向に移動する。これにより、駆動軸25は、可動接触子22を、開位置と閉位置との間で移動させる。
 内ケース41は、セラミック等の耐熱性材料により形成されている。内ケース41は、電気絶縁性を有している。内ケース41の形状は、下面が開口した箱状である。内ケース41の上壁には、左右方向に並んだ2つの貫通孔411が形成されている。内ケース41の内部の空間は、複数の固定接点211と可動接触子22とを収容する収容室410である。収容室410には、例えば、水素等の消弧性ガスが封入されている。
 連結体42の形状は、矩形枠状である。連結体42は、内ケース41にろう付けによって接合されている。さらに、連結体42は、電磁石装置5に備えられた継鉄54、より詳細には第1の継鉄板541に、ろう付けによって接合されている。これにより、連結体42は、内ケース41と継鉄54とを連結している。
 磁束発生部43は、一対の永久磁石431を有している。各永久磁石431は、平板状である。各永久磁石431の厚さ方向は、左右方向に沿っている。一対の永久磁石431は、内ケース41の外面とハウジング9の内面との間に位置している。一対の永久磁石431は、2つの固定接点211が並ぶ方向において2つの固定接点211の外側に配置されている。言い換えれば、一対の永久磁石431の間に、2つの固定接点211が配置されている。一対の永久磁石431は、可動接触子22の長手方向(左右方向)において可動接触子22に対向する。ここで、一対の永久磁石431が可動接触子22に対向するとは、本実施形態のように、各永久磁石431と可動接触子22との間に、内ケース41等の部材が配置されている場合を含む。一対の永久磁石431は、極性の異なる面同士、すなわちN極とS極とを互いに対向させている。例えば、図1において右側の永久磁石431は、N極を左に向けており、左側の永久磁石431は、S極を右に向けている。したがって、収容室410内では、右側の永久磁石431の左側の磁極面(N極)から左側の永久磁石431の右側の磁極面(S極)に向かう磁束が発生する。一対の永久磁石431は、可動接触子22の長手方向(左右方向)に沿った磁束を2つの固定接点211の周囲に発生させる。
 電磁継電器1は、一対の架橋部44を更に備えている。一対の架橋部44は、磁性材料により形成されている。一対の架橋部44のうち一方は、可動接触子22から見て図1の紙面手前側に配置されており、他方は、可動接触子22から見て図1の紙面奥側に配置されている。各架橋部44は、厚さ方向が前後方向に沿った平板状の部分と、この平板状の部分の左右方向の両端から前方又は後方に突出する板状の部分とで、上下方向から見てU字状に形成されている。一対の架橋部44は、上下方向から見て、内ケース41の外側を覆う矩形の枠状となるように、配置されている。一対の架橋部44は、一対の永久磁石431の間に架け渡すように配置されている。架橋部44は、永久磁石4の磁束が通る磁気回路を構成する。
 遮蔽部材3は、電気絶縁性を有している。遮蔽部材3は、例えば、セラミック又は合成樹脂等の電気絶縁性を有する材料により形成されている。遮蔽部材3は、収容室410に収容されている。ここで、接点装置2では、可動接触子22が閉位置から開位置へ移動する場合、つまり可動接点222が固定接点211から離れる場合に、固定接点211と可動接点222との間にアークが発生することがある。遮蔽部材3は、固定接点211と可動接点222との間に発生するアークを遮蔽するための部材である。
 図1に示すように、遮蔽部材3は、ベース31と、複数(図1の例では、2つ)の外壁32と、複数(図1の例では、2つ)の隔壁33を有している。ここでは、ベース31と、複数の外壁32と、複数の隔壁33と、は一体の構造物である。
 ベース31の形状は、矩形板状である。ベース31の長手方向は、可動接触子22の長手方向(左右方向)に沿っている。ベース31の厚さ方向は、固定接点211と可動接点222とが互いに対向している方向(上下方向)に沿っている。ベース31の厚さ方向は、電磁石装置5における第1の継鉄板541の厚さ方向に沿っている。ベース31は、第1の継鉄板541に接触している。ベース31は、第1の継鉄板541と可動接触子22との間に配置されている。
 複数の外壁32は、ベース31の上面からベース31の厚さ方向に突出している。各外壁32は、厚さ方向が左右方向に沿った矩形板状の部分を有する。一方の外壁32は、ベース31の長手方向の一方側(左側)に設けられており、他方の外壁32は、ベース31の長手方向の他方側(右側)に設けられている。
 複数の隔壁33は、複数の外壁32に一対一に対応する。各隔壁33は、厚さ方向が前後方向に沿った板状である。各隔壁33は、対応する外壁32の内側の面の前後方向の中央から、左又は右に延びている。隔壁33には、その下側の部分に、厚さ方向(前後方向)に貫通する略矩形の貫通孔332が形成されている。
 一対の固定端子21間に電流が流れているときに、可動接点222が固定接点211から離れると、固定接点211と可動接点222との間にアークが発生し得る。このアークには、磁束発生部43の一対の永久磁石431により発生する磁束によって、ローレンツ力が作用する。アークに作用するローレンツ力の向きは、磁束の向き及びアークに流れる電流の向きの両方と直交する向きである。
 例えば、磁束の向きが図1の右から左に向かう向き、固定接点211と可動接点222との間を流れる電流の向きが図1の上から下に向かう向きの場合、アークには、図1の紙面手前側から奥側に向かう向きのローレンツ力が作用する。アークは、このローレンツ力により、図1の紙面奥側へと引き延ばされて、例えば図1の紙面奥側に膨らんだ弧を描くように(例えばC字状に)湾曲する。アークが湾曲すると、アークの各部分に流れる電流の向きもアークの形状に沿うように変化し、アークに対して電流の向きと直交する向きに作用するローレンツ力によって、アークは更に引き延ばされる。このように引き延ばされたアークは、内ケース41の内面、外壁32、隔壁33等まで到達すると、これらに沿うように更に引き延ばされていく。そして、アークが十分に引き延ばされることで、消弧が促進される。
 ベース31には、筒状部34が設けられている。筒状部34は、筒状部34の軸方向がベース31の厚さ方向に沿った円筒状である。筒状部34は、2つの隔壁33の間に位置している。筒状部34は、ベース31の中央に位置している。筒状部34は、軸方向に貫通する貫通孔を有している。ベース31の中央にも貫通孔が設けられており、筒状部34の貫通孔とベース31の貫通孔とはつながっている。筒状部34及びベース31の貫通孔の内側には、駆動軸25が通されている。
 筒状部34は、駆動軸25の周囲の少なくとも一部、本実施形態では駆動軸25の全周を、囲っている。そのため、異物が駆動軸25に付着するのを筒状部34によって抑制することができる。
 次に、本実施形態の電磁石装置5について、図1~図5を参照して説明する。
 図1に示すように、電磁石装置5は、励磁コイル51と、コイルボビン52と、可動鉄心53(可動部材)と、継鉄54と、復帰ばね55と、円筒部材56と、ブッシュ57と、永久磁石58と、補助ヨーク7と、を備えている。また、電磁石装置5は、励磁コイル51の両端が接続される一対のコイル端子510(図1には1つのみ図示)を備えている。各コイル端子510は、銅等の導電性材料により形成され、半田等によってリード線と接続される。
 コイルボビン52は、樹脂等の非磁性の材料から形成されている。コイルボビン52は、2つの鍔部521、522と、巻胴部523と、を有している。巻胴部523は、中空の筒状である。巻胴部523は、軸方向が上下方向に沿っている。巻胴部523には、励磁コイル51が巻かれている。励磁コイル51の線材は、銅等の非磁性の導電性材料によって形成されている。鍔部521は、巻胴部523の上端から、巻胴部523の径方向における外向きに延びている。鍔部522は、巻胴部523の下端から、巻胴部523の径方向における外向きに延びている。
 巻胴部523は、第1巻回部524と第2巻回部525と接続部526とを有している。第1巻回部524と第2巻回部525とは、いずれも円筒状である。第1巻回部524及び第2巻回部525の各々は、軸方向が上下方向に沿っている。接続部526は、円環状である。第1巻回部524と第2巻回部525とは、上下方向において隣接しており、第1巻回部524の方が上側(鍔部521に近い側)にある。第1巻回部524と第2巻回部525とは、接続部526によって結合され段差状に設けられている。図1に示すように、第1巻回部524の外周面の径の方が、第2巻回部525の外周面の径よりも大きい。
 図2、図3に示すように、円筒部材56は、上端が開口した有底円筒状の筒部561と、筒部561の上端から径方向の外向きに延びる鍔部562と、を有している。図1に示すように、円筒部材56は、コイルボビン52の巻胴部523内に収容されている。鍔部562の外周縁は、コイルボビン52の鍔部521の内周面の上端と対向している。
 可動鉄心53は、磁性材料により形成されている。可動鉄心53の形状は、円柱状である。可動鉄心53は、円筒部材56の筒部561内に収容されている。本実施形態では、可動鉄心53の中心に貫通孔が形成されており、貫通孔に駆動軸25が通されている。可動鉄心53と駆動軸25とは、連結されている。なお、可動鉄心53は、貫通孔を備える代わりに、その上面に、駆動軸25の下端が挿入される凹所を備えていてもよい。可動鉄心53の中央には、上面から下向きに窪んだ凹部531が形成されている。図1に示すように、励磁コイル51に通電されていない場合、可動鉄心53と第1の継鉄板541との間には隙間G1がある。
 継鉄54は、磁性材料により形成されている。継鉄54は、前後の両面が開放された矩形枠状である。継鉄54は、第1の継鉄板541(固定部材)と、第2の継鉄板542と、一対の第3の継鉄板543と、を備えている。
 第1の継鉄板541の形状は、矩形板状である。第1の継鉄板541は、厚さ方向が上下方向に沿っている。第1の継鉄板541は、可動接触子22と励磁コイル51との間に配置されている。第1の継鉄板541は、コイルボビン52の上面(鍔部521の上面)に接触している。第1の継鉄板541(継鉄板)は、励磁コイル51の端部に配置されている。より詳細には、第1の継鉄板541は、励磁コイル51の軸方向における第1端(上端)と対向する位置に配置されている。第1の継鉄板541の略中央には、挿通孔544が形成されている。挿通孔544には、駆動軸25が通されている。
 第2の継鉄板542の形状は、矩形板状である。第2の継鉄板542は、厚さ方向が上下方向に沿っている。第2の継鉄板542は、励磁コイル51の下側に配置されている。第2の継鉄板542は、コイルボビン52の下面(鍔部522の下面)に接触している。第2の継鉄板542は、励磁コイル51の端部に配置されている。より詳細には、第2の継鉄板542は、励磁コイル51の軸方向における第2端(下端)と対向する位置に配置されている。
 各第3の継鉄板543の形状は、矩形板状である。一対の第3の継鉄板543は、第2の継鉄板542の左右両端から第1の継鉄板541へ向かって(上方へ)延びている。各第3の継鉄板543は、厚さ方向が左右方向に沿っている。一対の第3の継鉄板543は、第2の継鉄板542と一体である。
 励磁コイル51が通電されると、励磁コイル51で発生した磁束M1(図3の一点鎖線矢印参照。以下、「第1の磁束M1」という)が、継鉄54内を通る。継鉄54は、励磁コイル51が通電された場合に励磁コイル51で発生した第1の磁束M1が通る、磁気回路(以下、「第1の磁気回路」という)の一部を構成している。したがって、第1の継鉄板541、第2の継鉄板542、及び一対の第3の継鉄板543の各々も、第1の磁気回路の一部を構成する。
 復帰ばね55は、例えば、圧縮コイルばねである。復帰ばね55の中に、駆動軸25が通されている。復帰ばね55の伸縮方向(上下方向)の第1端(上端)は、第1の継鉄板541に接触しており、第2端(下端)は、可動鉄心53の凹部531の底面に接触している。復帰ばね55は、可動鉄心53に対して、下向きに移動させる力を与える。
 ブッシュ57は、磁性材料により形成されている。ブッシュ57の形状は、円筒状である。ブッシュ57は、コイルボビン52の内周面と円筒部材56の筒部561の外周面との間に配置されている。ブッシュ57は、第1~第3の継鉄板541~543及び可動鉄心53とともに、第1の磁束M1が通る上記の第1の磁気回路を構成している。第1の磁気回路は、第1の継鉄板541、一つの第2の継鉄板542、第3の継鉄板543、ブッシュ57、及び可動鉄心53を通る経路である(図3参照)。
 図2に示すように、永久磁石58は、環形状であり、より詳細には円環形状である。図1に示すように、永久磁石58の断面は略矩形状である。永久磁石58は、その内面が円筒部材56の筒部561の上端の外周と対向している。永久磁石58は、筒部561の外周と空間(隙間)を空けて配置されている。永久磁石58の上面は、円筒部材56の鍔部562の下面に接触している。永久磁石58は、上下方向と直交する方向(前後方向)から見て、可動鉄心53と第1の継鉄板541との間の上記の隙間G1と、対向している。
 ここでは、可動鉄心53が可動部材であり、第1の継鉄板541が固定部材である。
 図3に示すように、永久磁石58は、その下面が第1の磁極面581であり、上面が第2の磁極面582である。第1の磁極面581と第2の磁極面582とのうちの一方がN極であり、他方がS極である。本実施形態の永久磁石58では、下面(第1の磁極面581)がN極であり、上面(第2の磁極面582)がS極である。図3に点線矢印で模式的に示すように、永久磁石58は、N極である第1の磁極面581から出てS極である第2の磁極面582に入る磁束M2(以下、「第2の磁束M2」という)を発生させる。
 図2~図4に示すように、補助ヨーク7は、環形状である。補助ヨーク7は、磁性材料から形成される。例えば、補助ヨーク7は、鉄等の強磁性体の金属材料で形成されている。補助ヨーク7は、第1部位71と第2部位72とを有する。図2に示すように、第2部位72は、円筒状である。第1部位71は、円環の鍔状であり、第2部位72の上端から、第2部位72の径方向における外向きに延びている。図3、図4に示すように、第1部位71と第2部位72とをつなぐ部分73(第3部位)は、湾曲している。
 補助ヨーク7の断面は、略矩形状ではない。補助ヨーク7の断面は、本実施形態では略L字状である。図4に示すように、断面視において補助ヨーク7は、第1部位71と第2部位72とで囲まれる領域が中空である。言い換えれば、補助ヨーク7は、第1部位71と第2部位72とで囲まれる領域に、第1部位71及び第2部位72よりも透磁率が小さな低透磁率部74を有している。
 補助ヨーク7の第1部位71の上面は、永久磁石58の下面(第2の磁極面582)と対向している。とくに、本実施形態では、補助ヨーク7の第1部位71の上面は、永久磁石58の下面に接触している。すなわち、補助ヨーク7の第1部位71は、永久磁石58の一方の磁極面に対向している。以下、第1部位71と対向する永久磁石58の面を、第1面61ともいう。一方、第2部位72の内周面は、円筒部材56の筒部561を挟んで、可動鉄心53の外周面と対向している。以下、第2部位72と対向する部材(ここでは、可動鉄心53)の面を、第2面62ともいう。図3に示すように、第1面61の法線方向と第2面62の法線方向とは異なっている。ここで、第1面61の法線方向と第2面62の法線方向とは、平行ではなく異なっている。そのため、第1面61と第2面62との間には磁気ギャップ(空間)が生じており、第1面61と第2面62との間の磁路は、磁気抵抗が比較的大きくなる。
 そこで、本実施形態の電磁石装置5では、補助ヨーク7が、第1面61(永久磁石58の磁極面)に対向する第1部位71と、第2面62(可動鉄心の面)に第2方向において対向する第2部位72と、を備えている。第1部位71は、第1方向において第1面61に対向する。第2部位72は、第2方向において第2面62に対向する。第1方向と第2方向とは異なっている。ここでは、第1方向は、補助ヨーク7の軸方向(上下方向)に対応する。また、第2方向は、補助ヨーク7の径方向に対応する。このように、第1部位71及び第2部位72が、第1面61及び第2面62にそれぞれ対向しているので、第1面61と第2面62との間の磁路には、補助ヨーク7が存在する。そして、例えば第1面61から補助ヨーク7の第1部位71に入った磁束は、補助ヨーク7内でその向きが変えられて、補助ヨーク7の第2部位72から第2面62へ向かって出ていくこととなる。このように、補助ヨーク7が第1部位71と第2部位72とを備えていることで、第1面61と第2面62との間の磁気抵抗を小さくすることができる。
 すなわち、補助ヨーク7は、第1の継鉄板541及び可動鉄心53とともに、永久磁石58による第2の磁束M2が通る第2の磁気回路を形成している。第2の磁気回路は、補助ヨーク7、可動鉄心53、及び第1の継鉄板541を通る経路である(図3参照)。
 更に、図3、図4に示すように、補助ヨーク7は、第1部位71と第2部位72とで囲まれる領域に、低透磁率部74を有している。言い換えれば、補助ヨーク7は、第1部位71における第1面61(第1の磁極面581)との対向面の、第2方向(第2部位72と第2面62との対向方向)への投影領域と、第2部位72における第2面62との対向面の、第1方向(第1部位71と第1面61との対向方向)への投影領域と、が重なる部分(領域A1)に、低透磁率部74を有している。
 したがって、本実施形態の電磁石装置5は、補助ヨーク7の軽量化を図ることが可能となる。本実施形態では、図4に示すように、低透磁率部74は空間SP1であることが好ましい。そのため、例えば、鉄等の強磁性材料が、低透磁率部74に配置され、補助ヨーク7と接合されている場合に比べて、補助ヨーク7の更なる軽量化を図ることが可能となる。また、本実施形態では、図3に示すように、この空間SP1である低透磁率部74に、コイルボビン52の一部及び励磁コイル51の一部が位置している。すなわち、第2巻回部525の少なくとも一部は、低透磁率部74に位置している。そのため、この空間SP1が有効に利用され、例えば電磁石装置5の小サイズ化を図ることが可能となる。
 図1に示すように、永久磁石58及び補助ヨーク7は、コイルボビン52と円筒部材56の鍔部562との間に挟まれることで、第1の継鉄板541(固定部材)に対して固定されている。したがって、補助ヨーク7は、永久磁石58に対して固定されている。コイルボビン52の接続部526の上面には、例えば4つの位置決め突起が等間隔で設けられている。補助ヨーク7は、位置決め突起によって、コイルボビン52に対して位置決めされている。
 図3に示すように、永久磁石58は、可動鉄心53(可動部材)における第1の継鉄板541(固定部材)との対向面において、第1の磁束M1の向きと第2の磁束M2の向きとが同じになるように、磁極の向きが設定されている。
 次に、電磁継電器1の動作について、図1、図3を参照しながら説明する。
 励磁コイル51が通電されていない場合、励磁コイル51は第1の磁束M1を発生しないので、可動鉄心53には、励磁コイル51からの力は作用しない。一方、可動鉄心53には、永久磁石58の第2の磁束M2による上向きの力が作用する。つまり、第2の磁束M2が第2の磁気回路を通るので、第2の磁気回路の磁気抵抗を小さくする向きに可動鉄心53を移動させる力(上向きの力)が、可動鉄心53に作用する。また、可動鉄心53には、復帰ばね55からのばね力(下向きの力)が作用している。そのため、可動鉄心53(可動部材)は、上向きの力と下向きの力とが釣り合う図1の位置、すなわち、第1の継鉄板541(固定部材)から離れた位置に位置している。可動鉄心53と第1の継鉄板541との間には、上記のように隙間G1が形成される。このとき、可動鉄心53に結合されているホルダ24も、図1の位置に位置している。そのため、可動接触子22は、ホルダ24によって、可動接点222が固定接点211から離れた開位置(図1の位置)に位置している。その結果、一対の固定端子21の間の電路が遮断される。
 励磁コイル51が通電されると、励磁コイル51で発生する第1の磁束M1が、第1の磁気回路を通る。そして、可動鉄心53に対して、第1の磁気回路の磁気抵抗が小さくなるように可動鉄心53を移動させる力が作用する。具体的には、励磁コイル51が通電されると、上記の隙間G1を小さくする向きに可動鉄心53を移動させる力(上向きの力)が、可動鉄心53に作用する。そして、可動鉄心53を上向きに移動させようとする力(第1の磁束M1による力と第2の磁束M2による力との合力)が、復帰ばね55が可動鉄心53を下向きに押す力(ばね力)を上回ると、可動鉄心53(可動部材)が第1の継鉄板541(固定部材)に向かって上向きに移動する。これにより、駆動軸25が上向きに移動して、可動接触子22が上向きに移動する。すなわち、可動接触子22は、ホルダ24、駆動軸25及び可動鉄心53と一緒に、図1における位置よりも上の位置(閉位置)へと移動する。その結果、可動接触子22の各可動接点222が対応する固定接点211に接触し、一対の固定端子21が導通する。
 励磁コイル51が通電された状態から、通電されていない状態になると、第1の磁束M1が消滅し、第1の磁束M1により可動鉄心53に作用する上向きの力が消滅する。その結果、可動鉄心53に作用する上下方向の力は、復帰ばね55のばね力による下向きの力が支配的となるので、可動鉄心53(可動部材)は、第1の継鉄板541(固定部材)から離れるように下向きに移動する。これにより、駆動軸25が下向きに移動して、可動接触子22が下向きに移動する。すなわち、可動接触子22は、ホルダ24、駆動軸25及び可動鉄心53と一緒に、図1における位置(開位置)へ移動する。その結果、各可動接点222は、対応する固定接点211から離れ、一対の固定端子21の間の電路が遮断される。
 上記のように、本実施形態の電磁石装置5は、隙間G1に対向する位置に配置された永久磁石58と、永久磁石58の第2の磁束M2が通る第2の磁気回路の一部を構成する補助ヨーク7と、を備えている。そして、第2の磁束M2により可動鉄心53に作用する力の向きは、励磁コイル51が通電されたときに第1の磁束M1により可動鉄心53に作用する力の向きと、同じである。つまり、永久磁石58の第2の磁束M2により可動鉄心53に作用する力は、励磁コイル51の第1の磁束M1により可動鉄心53に作用する力による可動鉄心53の上向きの移動を、アシストする。そのため、第1の磁束M1が可動鉄心53に作用する上向きの力が比較的小さくても、可動鉄心53を上向きに移動させることが可能となる。
 また、本実施形態の補助ヨーク7は、断面視において第1部位71と第2部位72とに囲まれた領域(第1部位71における第1面61との対向面の、第2方向への投影領域と、第2部位72における第2面62との対向面の、第1方向への投影領域と、が重なる部分である領域A1)である低透磁率部74が、空間SP1である。そのため、この空間SP1内に別の部材を配置することが可能である。本実施形態では、図3に示すように、この空間SP1に相当する部分に、励磁コイル51の一部(巻線)及びコイルボビン52の一部が位置している。そのため、低透磁率部74が空間SP1でない場合に比べて、この空間SP1に配置される巻線の分だけ、励磁コイル51の巻き数を増やすことが可能となる。
 ところで、上記のように第2の磁束M2は、可動鉄心53に対して上向きの力を与える。この力は、励磁コイル51に通電して可動鉄心53を上向きに移動させる場合には、この可動鉄心53の移動をアシストする。その一方、この第2の磁束M2による力は、励磁コイル51への通電を停止して可動鉄心53を下向きに移動させる場合には、この可動鉄心53の移動を妨げることになる。
 そこで、本実施形態の電磁石装置5では、図5に示すように、補助ヨーク7の下端縁を、ブッシュ57の上端縁と対向させている。そのため、第2の磁束M2の一部の成分M21は上記のように第2の磁気回路(補助ヨーク7、可動鉄心53、及び第1の継鉄板541を通る経路)を通るものの、第2の磁束M2の残りの少なくとも一部の成分M22は、ブッシュ57を含む別の磁気回路へと向かいやすくなる。ここでは、別の磁気回路(第3の磁気回路)は、補助ヨーク7、ブッシュ57、第2の継鉄板542、第3の継鉄板543、第1の継鉄板541を通る経路であり、その一部(継鉄54及びブッシュ57)は、第1の磁気回路と兼用されている。すなわち、ブッシュ57は、永久磁石58による第2の磁束の少なくとも一部を継鉄54(第1の磁気回路)に導く磁性部材として機能する。
 第2の磁束M2のうちで、第2の磁気回路を通る成分M21と第3の磁気回路を通る成分M22との比率は、ブッシュ57と補助ヨーク7との間の隙間の大きさを適宜設定することで、設定することが可能である。すなわち、本実施形態の電磁石装置5は、ブッシュ57を備えているので、ブッシュ57の形状を適宜設定することで、第2の磁束M2のうちで第2の磁気回路を通る成分M21の大きさ、言い換えれば第2の磁束M2により可動鉄心53に作用する力の大きさを、適宜に設定することが可能となる。
 (2)変形例
 上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
 (2.1)変形例1
 実施形態の電磁継電器1では、補助ヨーク7の第2部位72が可動部材(可動鉄心53)と対向していたが、第2部位72Aが固定部材(第1の継鉄板541)と対向していてもよい。すなわち、第2部位72と対向する第2面62は、可動部材(可動鉄心53)の面ではなく、固定部材(第1の継鉄板541)の面であってもよい。以下、変形例1に係る電磁継電器1Aについて、図6を参照して説明する。なお、実施形態の電磁継電器1と同一の構成要素には同一の符号を付して、適宜説明を省略する。
 本変形例の電磁継電器1Aの電磁石装置5Aでは、永久磁石58Aは円環形状であって、内周面が第1の磁極面581Aであり、外周面が第2の磁極面582Aである。第1の磁極面581Aは、可動鉄心53(可動部材)と対向している。本変形例では、第1の磁極面581AがN極であり、第2の磁極面582AがS極である。
 また、補助ヨーク7Aは環形状である。補助ヨーク7Aの断面は、略L字状である。補助ヨーク7Aは、第1部位71Aと、第2部位72Aと、を有している。第1部位71Aは、円筒状である。第2部位72Aは、円環の鍔状である。第2部位72Aは、第1部位71Aの上端から第1部位71Aの径方向における外向きに延びている。第1部位71Aの内周面は、永久磁石58の外周面(第2の磁極面582A:第1面61)と、第1方向において対向している。第2部位72Aの上面は、第1の継鉄板541の下面(第2面62)と、第2方向において対向しており、本変形例では接触している。ここでは、第1方向は、補助ヨーク7の径方向に対応する。また、第2方向は、補助ヨーク7の軸方向(上下方向)に対応する。第1部位71Aと第2部位72Aとをつなぐ部分73A(第3部位)は、湾曲している。また、補助ヨーク7Aは、第1部位71Aと第2部位72Aとで囲まれる領域に、第1部位71A及び第2部位72Aよりも透磁率が小さな低透磁率部74A(本変形例では空間)を有している。言い換えれば、補助ヨーク7Aは、第1部位71Aにおける第1面61との対向面の、第2方向への投影領域と、第2部位72Aにおける第2面62との対向面の、第1方向への投影領域と、が重なる部分(領域A1)に、低透磁率部74Aを有している。
 図6に示すように、本変形例のコイルボビン52Aでは、巻胴部523Aが、第1巻回部524A、第2巻回部525A、接続部526Aを有し、更に、第3巻回部527A及び第2接続部528Aを有している。第1巻回部524Aは、励磁コイル51Aの軸方向(上下方向)と直交する向き(左右方向)から見て、永久磁石58Aと重なる。第2巻回部525Aの少なくとも一部は、低透磁率部74Aに位置している。第3巻回部527Aは、円筒状である。第2接続部528Aは、円環状である。第3巻回部527Aは、第2巻回部525Aと上下方向において隣接しており、第2巻回部525Aよりも下側にある。第2巻回部525Aと第3巻回部527Aとは、第2接続部528Aによって結合されている。第2巻回部525Aの外周面の径は、第1巻回部524Aの外周面の径よりも小さく、第3巻回部527Aの外周面の径は、第2巻回部525Aの外周面の径よりも小さい。
 本変形例の電磁継電器1Aでも、永久磁石58Aによる第2の磁束M2は、可動鉄心53、第1の継鉄板541、及び補助ヨーク7Aを含む第2の磁気回路を通り、可動鉄心53に対して上向きの力を与える。そのため、励磁コイル51Aが通電された場合に、第1の磁束M1が可動鉄心53に作用する上向きの力が比較的小さくても、可動鉄心53を上向きに移動させることが可能となる。また、補助ヨーク7Aは、断面が矩形状の場合に比べて、低透磁率部74Aの分だけ軽量化を図ることが可能となり、低透磁率部74Aが空間の場合には、この空間に他の部材を配置することが可能となる。
 (2.2)変形例2
 実施形態の電磁継電器1では、永久磁石58の一方の磁極面に対向するように1つの補助ヨーク7が設けられていたが、永久磁石58Bの両方の磁極面にそれぞれ対向するように、2つの補助ヨーク7Bが設けられていてもよい。以下、変形例2に係る電磁継電器1Bについて、図7、図8を参照して説明する。
 図7に示すように、本変形例の電磁継電器1Bの電磁石装置5Bは、固定鉄心59B(固定部材)を備えている。固定鉄心59Bは、磁性材料から形成されている。固定鉄心59Bは、上端に鍔部591Bを有する円筒状である。固定鉄心59Bは、軸方向に貫通する貫通孔592Bを有している。固定鉄心59Bは、第1の継鉄板541Bの中央の貫通孔内に配置されている。固定鉄心59Bは、筒部561B及び鍔部562Bを有する円筒部材56Bの筒部561B内に配置されている。固定鉄心59Bは、例えばろう付けによって、鍔部591Bが第1の継鉄板541Bに接合されている。
 固定鉄心59Bの貫通孔592Bに、駆動軸25Bが通されている。駆動軸25Bの下端は、可動鉄心53Bに結合されている。復帰ばね55Bは、貫通孔592Bの中に配置されており、第1端(上端)が、第1の継鉄板541Bの上面に結合されたキャップ45Bの下面に接触しており、第2端(下端)が、円筒部材56Bの筒部561B内に配置された可動鉄心53Bの上面に接触している。
 図8に示すように、本変形例の電磁継電器1Bの電磁石装置5Bでは、永久磁石58Bは円環形状であって、下面が第1の磁極面581Bであり、上面が第2の磁極面582Bである。図7に点線矢印で模式的に示すように、永久磁石58Bは、N極である第1の磁極面581Bから出てS極である第2の磁極面582Bに入る第2の磁束M2を発生させる。永久磁石58Bでは、第1の磁極面581B及び第2の磁極面582Bのいずれも、可動鉄心53B(可動部材)及び固定鉄心59B(固定部材)とは対向していない。永久磁石58Bは、上下方向と直交する方向(前後方向)から見て、可動鉄心53Bと固定鉄心59Bとの間の隙間G2と、対向している。
 補助ヨーク7Bは、第1の補助ヨーク710Bと、第2の補助ヨーク720Bと、を備える。
 第1の補助ヨーク710Bは、第1部位711Bと第2部位712Bとを有する。第2部位712Bは、円筒状である。第1部位711Bは、円環の鍔状であり、第2部位712Bの下端から、第2部位712Bの径方向における外向きに延びている。第1の補助ヨーク710Bの断面は、略L字状である。第1の補助ヨーク710Bの第1部位711Bの下面は、永久磁石58Bの上面(第2の磁極面582B:第1面61)と、第1方向(第1の補助ヨーク710Bの軸方向)において対向している。特に、本変形例では、第1の補助ヨーク710Bの第1部位711Bの下面は、永久磁石58Bの上面に接触している。第2部位712Bの内周面は、円筒部材56Bの筒部561Bを挟んで、固定鉄心59B(固定部材)の外周面(第2面62)と、第2方向(第1の補助ヨーク710Bの径方向)において対向している。第1部位711Bと第2部位712Bとをつなぐ部分713B(第3部位)は、湾曲している。断面視において第1の補助ヨーク710Bは、第1部位711Bと第2部位712Bとで囲まれる領域が中空である。言い換えれば、第1の補助ヨーク710Bは、第1部位711Bにおける第1面61との対向面の、第2方向への投影領域と、第2部位712Bにおける第2面62との対向面の、第1方向への投影領域と、が重なる部分(領域A11)に、第1部位711B及び第2部位712Bよりも透磁率が小さな低透磁率部714Bを有している。
 第2の補助ヨーク720Bは、第1部位721Bと第2部位722Bとを有する。第2部位722Bは、円筒状である。第1部位721Bは、円環の鍔状であり、第2部位722Bの上端から、第2部位722Bの径方向における外向きに延びている。第2の補助ヨーク720Bの断面は、略L字状である。第2の補助ヨーク720Bの第1部位721Bの上面は、永久磁石58Bの下面(第1の磁極面581B:第1面61)と、第1方向(第2の補助ヨーク720Bの軸方向)において対向している。対向している。特に、本変形例では、第2の補助ヨーク720Bの第1部位721Bの上面は、永久磁石58Bの下面に接触している。第2部位722Bの内周面は、円筒部材56Bの筒部561Bを挟んで、可動鉄心53B(可動部材)の外周面(第2面62)と、第2方向(第2の補助ヨーク720Bの径方向)において対向している。第1部位721Bと第2部位722Bとをつなぐ部分723B(第3部位)は、湾曲している。断面視において第2の補助ヨーク720Bは、第1部位721Bと第2部位722Bとで囲まれる領域が中空である。言い換えれば、第2の補助ヨーク720Bは、第1部位721Bにおける第1面61との対向面の、第2方向への投影領域と、第2部位722Bにおける第2面62との対向面の、第1方向への投影領域と、が重なる部分(領域A12)に、第1部位721B及び第2部位722Bよりも透磁率が小さな低透磁率部724Bを有している。
 本変形例のコイルボビン52Bでは、巻胴部523Bが円筒状である。そして、鍔部521Bは、巻胴部523Bの上端から巻胴部523Bの径方向における内向き及び外向きに延びており、鍔部522Bは、巻胴部523Bの下端から、巻胴部523Bの径方向における外向きに延びている。
 本変形例における継鉄54Bの第1の継鉄板541B、第2の継鉄板542B及び第3の継鉄板543B、励磁コイル51B、ブッシュ57B及び連結体42Bは、形状が異なるものの、実施形態における対応する構成と機能が同じなので、説明は省略する。
 本変形例の電磁継電器1Bでは、永久磁石58Bによる第2の磁束M2は、第2の補助ヨーク720B、可動鉄心53B、固定鉄心59B、及び第1の補助ヨーク710Bを含む第2の磁気回路を通る。そして、第2の磁束M2は、可動鉄心53Bに対して、上向きの力を与える。そのため、励磁コイル51Bが通電された場合に、第1の磁束M1が可動鉄心53Bに作用する上向きの力が比較的小さくても、可動鉄心53Bを上向きに移動させることが可能となる。また、第1の補助ヨーク710B及び第2の補助ヨーク720Bの各々は、断面が矩形状の場合に比べて、低透磁率部714B、724Bの分だけ軽量化を図ることが可能となる。また、低透磁率部714B、724Bが空間の場合には、この空間に他の部材を配置することで、電磁石装置5Bの小サイズ化を図ることが可能となる。
 (2.3)その他の変形例
 補助ヨーク7(7A、710B、720B)は、環形状でなくてもよく、永久磁石58(58A、58B)の一部のみに対向する形状であってもよい。例えば、補助ヨーク7(7A、710B、720B)は、軸方向に延びるスリットを有する上面視C字状であってもよいし、永久磁石58の周方向の一部(例えば、半円環状の部分)のみと対向する形状(上面視半円環状)であってもよい。
 補助ヨーク7(7A、710B、720B)では、低透磁率部74(74A、714B、724B)が空間SP1でなくてもよく、第1部位71及び第2部位72の材料よりも透磁率の小さな材料、例えば樹脂等が充填されていてもよい。
 補助ヨーク7(7A、710B、720B)は、断面が略L字状でなくてもよい。例えば、補助ヨーク7(7A、710B、720B)は、第2部位72(72A、712B、722B)における第1部位71(71A、711B、721B)との反対側の端部から第1部位71(71A、711B、721B)と平行に形成された第3部位を有していてもよい。つまり、補助ヨーク7(7A、710B、720B)は、断面C字状であってもよい。或いは、補助ヨーク7(7A、710B、720B)は、断面矩形形状であってもよい。補助ヨーク7(7A、710B、720B)は、第1部位71(71A、711B、721B)と第2部位72(72A、712B、722B)とで囲まれた領域に低透磁率部(74、74A、714B、724B)を有していればよい。
 補助ヨーク7は、第1部位71と第2部位72とをつなぐ部分73(第3部位)が湾曲していなくてもよい。
 補助ヨーク7(7A、720B)は、永久磁石(58、58A、58B)及び固定部材(第1の継鉄板541、固定鉄心59B)に対して固定されているが、可動部材(可動鉄心53、53B)に対して固定されていてもよい。例えば、補助ヨーク7(7A、720B)が、円筒部材56(56A、56B)の内部で可動鉄心53(53B)に固定されて、可動鉄心53(53B)と一緒に動いてもよい。この場合、円筒部材56(56A、56B)の筒部561(561A、561B)は、補助ヨーク7(7A、720B)が配置される位置に、外側へ膨らんだヨーク収容部を有していればよい。
 可動部材(可動鉄心53、53B)における固定部材(第1の継鉄板541、固定鉄心59B)との対向面において、永久磁石58(58A、58B)による第2の磁束M2は、励磁コイル51(51A、51B)による第1の磁束M1と反対向きであってもよい。
 (3)まとめ
 以上説明した実施形態及び変形例等から以下の態様が開示されている。
 一態様の電磁石装置(5、5A、5B)は、通電により第1の磁束を発生させる励磁コイル(51、51A、51B)と、磁性材料から形成される固定部材(第1の継鉄板541、固定鉄心59B)と、磁性材料から形成され、第1の磁束(M1)の発生に応じて移動する可動部材(可動鉄心53、53B)と、第2の磁束(M2)を発生させる永久磁石(58、58A、58B)と、第2の磁束(M2)が通る第1部位(71、71A、711B、721B)と、第2の磁束(M2)が通る第2部位(72、72A、712B、722B)と、を有する補助ヨーク(7、7A、7B)と、を備える。第1方向に、第1部位(71、71A、711B、721B)の外面は永久磁石(58、58A、58B)の磁極面に対向し、第2方向に、第2部位(72、72A、712B、722B)の外面は固定部材(第1の継鉄板541、固定鉄心59B)の面または可動部材(可動鉄心53、53B)の面に対向し、第1部位(71、71A、711B、721B)の外面に対向する永久磁石(58、58A、58B)の磁極面を第1面(61)とし、固定部材(第1の継鉄板541、固定鉄心59B)の面と可動部材(可動鉄心53、53B)の面のうち、第2部位(72、72A、712B、722B)の外面に対向する一方を第2面(62)とし、第1面(61)が延伸する方向と第2面(62)が延伸する方向とは異なっており、前記第1部位(71、71A、711B、721B)の外面と反対の面である第1部位の内面と、第2部位(72、72A、712B、722B)の外面と反対の面である第2部位の内面と、に接する領域(A1、A11、A12)は、第1部位(71、71A、711B、721B)及び第2部位(72、72A、712B、722B)よりも透磁率が小さい領域(低透磁率部74、74A、714B、724B)を含む。
 この態様によれば、電磁石装置(5、5A、5B)は、第1部位(71、71A、711B、721B)及び第2部位(72、72A、712B、722B)で構成されているので、第1部位(71、71A、711B、721B)及び第2部位(72、72A、712B、722B)よりも透磁率が小さい領域(低透磁率部74、74A、714B、724B)が磁性体で形成されている場合に比べて、補助ヨーク(7、7A、7B)の軽量化を図ることが可能となり、電磁石装置(5、5A、5B)の軽量化を図ることが可能となる。
 他の態様の電磁石装置(5、5B)では、第2面(62)は、可動部材(可動鉄心53、53B)の面である。
 この態様によれば、永久磁石(58、58B)と可動部材との間の磁気抵抗を、補助ヨーク(7、720B)によって小さくすることができる。
 他の態様の電磁石装置(5、5A、5B)では、補助ヨーク(7、7A、7B)は、永久磁石(58、58A、58B)に対して固定されている。
 この態様によれば、補助ヨークが可動部材(可動鉄心53、53B)に固定されている場合に比べて、可動部材が移動した場合における、永久磁石(58、58A、58B)と補助ヨーク(7、7A、7B)との間の磁気ギャップ長の時間変化が小さくなる(或いは、なくなる)。そのため、電磁石装置(5、5A、5B)の動作の安定化を図ることが可能となる。
 他の態様の電磁石装置(5、5A、5B)では、補助ヨーク(7、7A、7B)は、第1部位(71、71A、711B、721B)と第2部位(72、72A、712B、722B)とをつなぐ第3部位(73、73A、713B、723B)を更に有し、第3の部位は湾曲している。
 この態様によれば、湾曲部分が無い場合に比べて、補助ヨーク(7、7A、7B)の製造が容易になる。
 他の態様の電磁石装置(5、5A、5B)では、永久磁石(58、58A、58B)は環形状であり、補助ヨーク(7、7A、7B)は環形状である。
 この態様によれば、永久磁石(58、58A、58B)による第2の磁束(M2)を、対称に発生させることが可能となる。
 他の態様の電磁石装置(5、5A、5B)では、補助ヨーク(7、7A、7B)、可動部材(可動鉄心53、53B)及び固定部材(第1の継鉄板541、固定鉄心59B)は、永久磁石(58、58A、58B)の第2の磁束(M2)が通る磁気回路(第2の磁気回路)を構成する。
 この態様によれば、第2の磁束(M2)の磁路の磁気抵抗を小さくすることができる。
 他の態様の電磁石装置(5、5A、5B)では、可動部材(可動鉄心53、53B)における固定部材(第1の継鉄板541、固定鉄心59B)との対向面において、第1の磁束(M1)の向きと第2の磁束(M2)の向きとが同じである。
 この態様によれば、第2の磁束(M2)により可動部材(可動鉄心53、53B)に作用する力によって、第1の磁束(M1)により可動部材に作用する力による可動部材の移動を、アシストさせることが可能となる。
 他の態様の電磁石装置(5、5A、5B)では、励磁コイル(51、51A、51B)が通電されていない状態では、可動部材(可動鉄心53、53B)と固定部材(第1の継鉄板541、固定鉄心59B)との間には隙間(G1、G2)がある。永久磁石(58、58A、58B)は、固定部材に対して可動部材が移動する向きと直交する向きから見て、隙間(G1、G2)に対向する。
 この態様によれば、永久磁石(58、58A、58B)の第2の磁束(M2)が、隙間(G1、G2)を通る。そのため、第2の磁束(M2)によって、可動部材(可動鉄心53、53B)に対して、隙間(G1、G2)の大きさが変化する向きの力を作用させることが可能となる。
 他の態様の電磁石装置(5、5A、5B)では、固定部材は、励磁コイル(51、51A、51B)の端部に配置されて、第1の磁束(M1)が通る磁気回路(第1の磁気回路)の一部を構成する継鉄板(第1の継鉄板541、514A、541B)である。
 この態様によれば、継鉄板によって、第1の磁束(M1)の磁路の磁気抵抗を小さくすることができる。
 更に、この態様によれば、固定部材を別に用意する場合に比べて、部品点数の削減を図ることが可能となる。
 他の態様の電磁石装置(5、5A、5B)では、永久磁石(58、58A、58B)の第2の磁束(M2)の少なくとも一部を第1の磁束(M1)が通る磁気回路(第1の磁気回路)に導く、磁性部材(ブッシュ57)を更に備える。
 この態様によれば、第2の磁束(M2)の少なくとも一部の成分(M22)を第1の磁気回路に導くことで、その他の箇所(例えば隙間G1、G2)を通る第2の磁束(M2)の成分(M21)が大きくなりすぎるのを、防ぐことが可能となる。
 他の態様の電磁石装置(5B)では、固定部材(固定鉄心59B)は、励磁コイル(51B)の中心軸に沿って延びる中空筒状である。
 この態様によれば、中空筒状の固定部材(固定鉄心59B)を備えた電磁石装置(5B)を実現可能である。
 他の態様の電磁石装置(5、5A、5B)では、第1部位(71、71A、711B、721B)の内面と、第2部位(72、72A、712B、722B)の内面と、に接する領域(A1、A11、A12)は、空間を含む。
 この態様によれば、第1部位(71、71A、711B、721B)の内面と、第2部位(72、72A、712B、722B)の内面と、に接する領域(A1、A11、A12)に別の部材を配置することが可能となり、電磁石装置(5、5A、5B)の小サイズ化を図ることが可能となる。
 他の態様の電磁石装置(5、5A、5B)は、励磁コイル(51、51A)の巻線が巻回されるコイルボビン(52、52A)を備える。コイルボビン(52、52A)は、励磁コイル(51、51A)の軸方向に沿って並ぶ第1巻回部(524、524A)と第2巻回部(525、525A)とを有する。第1巻回部(524、524A)は、励磁コイル(51、51A)の軸方向と直交する向きから見て永久磁石(58、58A)と重なる。第2巻回部(525、525A)の外周面の径は、第1巻回部(524、524A)の外周面の径よりも小さい。第2巻回部(525、525A)の少なくとも一部は、第1部位の内面と、第2部位の内面と、に接する領域(A1、A11、A12)に位置する。
 この態様によれば、領域(A1、A11、A12)に、第2巻回部(525、525A)を位置させることで、電磁石装置(5、5A)の小サイズ化を図ることが可能となる。
 一態様の電磁継電器(1、1A、1B)は、電磁石装置(5、5A、5B)と、固定接点(211)と、可動接点(222)と、駆動軸(25、25B)と、を備える。可動接点(222)は、固定接点(211)に接触する位置と離れる位置との間で移動可能である。駆動軸(25、25B)は、可動部材に連結される。可動軸(25、25B)は、可動部材の移動に応じて可動接点(222)を移動させる。
 この態様によれば、上記の電磁石装置(5、5A、5B)を備えた電磁継電器(1、1A、1B)を実現することが可能となる。
 1、1A、1B 電磁継電器
 2 接点装置
 21 固定端子
 211 固定接点
 22 可動接触子
 222 可動接点
 24 ホルダ
 241 上壁
 242 下側ブロック
 25、25B 駆動軸
 3 遮蔽部材
 31 ベース
 32 外壁
 33 隔壁
 332 貫通孔
 34 筒状部
 41 内ケース
 410 収容室
 411 貫通孔
 42、42B 連結体
 43 磁束発生部
 431 永久磁石
 44 架橋部
 45B キャップ
 5、5A、5B 電磁石装置
 51、51A、51B 励磁コイル
 510 コイル端子
 52、52A、52B コイルボビン
 521、521B、522、522B 鍔部
 523、523A、523B 巻胴部
 524、524A 第1巻回部
 525、525A 第2巻回部
 526、526A 接続部
 527A 巻回部
 528A 接続部
 53、53B 可動鉄心(可動部材)
 531 凹部
 54、54B 継鉄
 541、541B 第1の継鉄板(固定部材、継鉄板)
 542、542B 第2の継鉄板
 543、543B 第3の継鉄板
 544 挿通孔
 56、56B 円筒部材
 561、561B 筒部
 562、562B 鍔部
 57、57B ブッシュ
 58、58A、58B 永久磁石
 581、581A、581B、582、582A、582B 磁極面
 59B 固定鉄心(固定部材)
 591B 鍔部
 592B 貫通孔
 61 第1面
 62 第2面
 7、7A、7B、710B、720B 補助ヨーク
 71、71A、711B、721B 第1部位
 72、72A、712B、722B 第2部位
 73、73A、713B、723B つなぐ部分(第3部位)
 74、74A、714B、724B 低透磁率部
 9 ハウジング
 911 貫通孔
 G1、G2 隙間
 M1 第1の磁束
 M2 第2の磁束
 SP1 空間

Claims (14)

  1.  通電により第1の磁束を発生させる励磁コイルと、
     磁性材料から形成される固定部材と、
     磁性材料から形成され、前記第1の磁束の発生に応じて移動する可動部材と、
     第2の磁束を発生させる永久磁石と、
     前記第2の磁束が通る第1部位と、前記第2の磁束が通る第2部位と、を有する補助ヨークと、
    を備え、
     第1方向に、前記第1部位の外面は前記永久磁石の磁極面に対向し、
     第2方向に、前記第2部位の外面は前記固定部材の面または前記可動部材の面に対向し、
     前記第1部位の前記外面に対向する前記永久磁石の前記磁極面を第1面とし、
     前記固定部材の前記面と前記可動部材の前記面のうち、前記第2部位の前記外面に対向する一方を第2面とし、
     前記第1面が延伸する方向と前記第2面が延伸する方向とは異なっており、
     前記第1部位の前記外面と反対の面である前記第1部位の内面と、前記第2部位の前記外面と反対の面である前記第2部位の内面と、に接する領域は、前記第1部位及び前記第2部位よりも透磁率が小さい領域を含む、
     電磁石装置。
  2.  前記第2面は、前記可動部材の前記面である、
     請求項1に記載の電磁石装置。
  3.  前記補助ヨークは、前記永久磁石に対して固定されている、
     請求項1又は2に記載の電磁石装置。
  4.  前記補助ヨークは、前記第1部位と前記第2部位とをつなぐ第3部位を更に有し、
     前記第3の部位は湾曲している、
     請求項1~3のいずれか一項に記載の電磁石装置。
  5.  前記永久磁石は環形状であり、
     前記補助ヨークは環形状である、
     請求項1~4のいずれか一項に記載の電磁石装置。
  6.  前記補助ヨーク、前記可動部材、及び前記固定部材は、前記永久磁石の前記第2の磁束が通る磁気回路を構成する、
     請求項1~5のいずれか一項に記載の電磁石装置。
  7.  前記可動部材における前記固定部材との対向面において、前記第1の磁束の向きと前記第2の磁束の向きとが同じである、
     請求項1~6のいずれか一項に記載の電磁石装置。
  8.  前記励磁コイルが通電されていない状態では、前記可動部材と前記固定部材との間には隙間があり、
     前記永久磁石は、前記固定部材に対して前記可動部材が移動する向きと直交する向きから見て、前記隙間に対向する、
     請求項1~7のいずれか一項に記載の電磁石装置。
  9.  前記固定部材は、前記励磁コイルの端部に配置されて、前記第1の磁束が通る磁気回路の一部を構成する継鉄板である、
     請求項1~8のいずれか一項に記載の電磁石装置。
  10.  前記永久磁石の前記第2の磁束の少なくとも一部を、前記第1の磁束が通る前記磁気回路に導く、磁性部材を更に備える、
     請求項9に記載の電磁石装置。
  11.  前記固定部材は、前記励磁コイルの中心軸に沿って延びる中空筒状である、
     請求項1~8のいずれか一項に記載の電磁石装置。
  12.  前記第1部位の前記内面と、前記第2部位の前記内面と、に接する前記領域は、空間を含む、
     請求項1~11のいずれか一項に記載の電磁石装置。
  13.  前記励磁コイルの巻線が巻回されるコイルボビンを更に備え、
     前記コイルボビンは、前記励磁コイルの軸方向に沿って並ぶ第1巻回部と第2巻回部とを有し、
     前記第1巻回部は、前記励磁コイルの軸方向と直交する向きから見て前記永久磁石と重なり、
     前記第2巻回部の外周面の径は、前記第1巻回部の外周面の径よりも小さく、
     前記第2巻回部の少なくとも一部は、前記第1部位の前記内面と、前記第2部位の前記内面と、に接する前記領域に位置する、
     請求項12に記載の電磁石装置。
  14.  請求項1~13のいずれか1項に記載の電磁石装置と、
     固定接点と、
     前記固定接点に接触する位置と離れる位置との間で移動可能である可動接点と、
     前記可動部材に連結され、前記可動部材の移動に応じて前記可動接点を移動させる駆動軸と、
    を備える、
     電磁継電器。
PCT/JP2019/039320 2018-11-19 2019-10-04 電磁石装置、及び電磁継電器 WO2020105296A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-216637 2018-11-19
JP2018216637A JP2020087567A (ja) 2018-11-19 2018-11-19 電磁石装置、及び電磁継電器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020105296A1 true WO2020105296A1 (ja) 2020-05-28

Family

ID=70773920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/039320 WO2020105296A1 (ja) 2018-11-19 2019-10-04 電磁石装置、及び電磁継電器

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2020087567A (ja)
WO (1) WO2020105296A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220119213A (ko) 2021-02-19 2022-08-29 한국단자공업 주식회사 고전압 릴레이
KR20220119214A (ko) 2021-02-19 2022-08-29 한국단자공업 주식회사 고전압 릴레이
JP7415983B2 (ja) * 2021-03-05 2024-01-17 オムロン株式会社 電磁継電器及び電磁継電器の製造方法
KR102574587B1 (ko) 2022-11-24 2023-09-06 주식회사 와이엠텍 전자석 접점 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165807A (ja) * 2005-12-16 2007-06-28 Japan Ae Power Systems Corp 磁石
CN201387783Y (zh) * 2009-04-02 2010-01-20 天水二一三电器有限公司 磁保持电磁铁装置
WO2015177960A1 (ja) * 2014-05-20 2015-11-26 富士電機機器制御株式会社 有極直流電磁石装置及びこれを使用した電磁接触器
JP2017228517A (ja) * 2016-06-17 2017-12-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 電磁石装置および当該電磁石装置を搭載した電磁継電器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165807A (ja) * 2005-12-16 2007-06-28 Japan Ae Power Systems Corp 磁石
CN201387783Y (zh) * 2009-04-02 2010-01-20 天水二一三电器有限公司 磁保持电磁铁装置
WO2015177960A1 (ja) * 2014-05-20 2015-11-26 富士電機機器制御株式会社 有極直流電磁石装置及びこれを使用した電磁接触器
JP2017228517A (ja) * 2016-06-17 2017-12-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 電磁石装置および当該電磁石装置を搭載した電磁継電器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020087567A (ja) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020105296A1 (ja) 電磁石装置、及び電磁継電器
WO2018123793A1 (ja) 電磁継電器
JP5768223B2 (ja) 接点装置
KR20130116865A (ko) 전자 개폐기
JP5501057B2 (ja) 接点装置
JP7115142B2 (ja) リレー
JP2010287455A (ja) 電磁継電器
JP7115137B2 (ja) リレー
JP7390560B2 (ja) 電磁継電器及び電磁継電器用絶縁部材
KR20190001930A (ko) 전자기 릴레이
JP5629107B2 (ja) 接点装置
US11387063B2 (en) Contact point device and electromagnetic relay
JP2016143623A (ja) 電磁継電器
WO2019103063A1 (ja) 接点モジュール、接点装置、電磁継電器モジュール、及び電気機器
JP6213818B2 (ja) 電磁継電器
JP2011204476A (ja) 接点装置
JP2021144957A (ja) 電磁継電器
JP7357193B2 (ja) 電磁継電器
JP6964252B2 (ja) 接点装置、及び電磁継電器
JP6996412B2 (ja) 電磁継電器
JP6702230B2 (ja) 電磁継電器
JP2011204475A (ja) 接点装置
JP6210409B2 (ja) 電磁継電器
JP5629106B2 (ja) 接点装置
WO2020013224A1 (ja) 接点装置及び電磁継電器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19887145

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19887145

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1