JPH052970A

JPH052970A - 有極リレー

Info

Publication number: JPH052970A
Application number: JP1536691A
Authority: JP
Inventors: Kaname Hanada; 要花田; Manabu Tada; 学多田; Yutaka Miura; 豊三浦
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1991-02-06
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、励磁コイルが巻装されたコアに対
してアーマチュアが回動支点を中心に回動し、永久磁石
の磁力で元に復旧する構造の有極リレーにおいて、接点
バネを長くして、接点寿命を長くし、かつ応答特性と信
頼性とを向上させる。【構成】アーマチュアの回動中心をアーマチュアの一
方端近傍に移動させ、かつ移動した方向に永久磁石を配
設して、この永久磁石の磁力によって、励磁遮断後のア
ーマチュアを元の位置に復旧させる。また、コアにほぼ
平行に配設された接点バネをアーマチュアの自由端（他
端）近傍に取付けられたカードで付勢している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は永久磁石が組込まれた有
極リレーに関する。

【０００２】

【従来の技術】コアに巻装された励磁コイルに励磁電流
を通流してコアを磁化し、この磁力によってアーマチュ
アを回動させて、接点バネを付勢し、接点を開閉動作
し、励磁電流遮断後においてもその動作状態を保持する
ラッチ型の有極リレーは、例えば図４に示すように構成
されている（特開昭５７−１５３２７号公報）。

【０００３】略コ字型断面形状を有するコア１の底部１
ａの中央部にＳ，Ｎ極を有した永久磁石２が固定されて
いる。この永久磁石２のＮ極からなる自由端２ａに棒状
のアーマチュア３の中間点が回動自在に取付けられてい
る。コア１の底部１ａにおける永久磁石２の両側にはそ
れぞれ励磁コイル４ａ，４ｂが巻装されている。また、
アーマチュア３の中央部には各自由端３ａ，３ｂ方向へ
伸びる接点バネ５ａ，５ｂが取付けられている。

【０００４】このような有極リレーにおいて、励磁コイ
ル４ａ，４ｂに励磁電流を印加しない状態においては、
コア１の各自由端７ａ，７ｂは永久磁石２によりＮ極に
磁化される。また、同様に、アーマチュア３の各自由端
３ａ，３ｂはＳ極に磁化される。しかして、両方の自由
端どうしは互いに引合うので、アーマチュア３は平衡状
態を保つが、この状態は不安定であるので、アーマチュ
ア３はいずれか一方へ傾斜して、一方の自由端どうしが
吸着した状態で安定する。

【０００５】そして、励磁コイル４ａ，４ｂに直流電流
を印加すると、コア１が電流の方向に応じて強力に磁化
される。よって、磁化された方向にアーマチュア３が回
動する。その結果、一方の接点バネ５ａ（５ｂ）が傾斜
して下方に位置する固定接点に接触する。次に励磁電流
を遮断すると、永久磁石２の磁力によって、アーマチュ
ア３はその動作状態を維持する。

【０００６】そして、逆方向に励磁コイル４ａ，４ｂを
励磁すると、今まで吸着していた自由端どうしは互いに
反発するので、アーマチュア３は逆方向に傾斜し、反対
側の自由端どうしが吸着する。そして、励磁電流を遮断
しても、永久磁石２の磁力によってその動作状態は維持
される。

【０００７】しかし、このような有極リレーにおいて
は、永久磁石２がコア１の底部１ａに直接固定されてい
るので、励磁コイル４ａ，４ｂを２つに分割して巻装す
る必要があり、製造工程が複雑化する。また、励磁コイ
ル４ａ，４ｂの巻数にもその形状から一定の限界が存在
し、強力な磁力を得ることができない。図５は上述した
問題点を解消した同じく永久磁石を用いた他の有極リレ
ーを示す図である（特公昭５６−２２０９９号公報）。

【０００８】この有極リレーにおいては、コア８の底部
８ａ全面に亘って励磁コイル９が巻装されている。そし
て、ほぼ矩形断面形状を有した永久磁石１０のＳ極とな
る２つの端をコア８内の両側の側壁に固定している。こ
の永久磁石１０のＮ極からなる頂点にアーマチュア１１
の中間点を回動自在に取付けている。そして、アーマチ
ュア１１の中央部に各接点バネ１２ａ，１２ｂを取付け
ている。

【０００９】このように構成された有極リレーにおいて
も、図４の有極リレーと同一動作原理を有する。そし
て、この有極リレーにおいては、底部８ａに永久磁石１
０が当接していないので、励磁コイル９の占める容積を
図４の場合に比較して大きく設定でき、かつ一つの励磁
コイル９で構成できる。したがって、強力な磁力が得ら
れる。

【００１０】しかし、図５の有極リレーにおいては、ほ
ぼ矩形断面形状を有した永久磁石１０を用いている。こ
の場合、ほぼ矩形断面の底辺の２つ端をＳ極とし頂点を
Ｎ極として磁化して永久磁石を得るには、特殊な着磁装
置が必要である。そして、予め着磁した状態で有極リレ
ーに組込む必要がある。すなわち、製造工程はそれほど
簡素化できない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】さらに、図４および図
５に示した各有極リレーは、前述した問題の他に、共通
する大きな問題点が存在する。

【００１２】すなわち、一般にリレーを構成する各部品
において、最も早く劣化して、リレー全体の寿命を決定
する部品は接点およびこの接点を支持する接点バネであ
る。したがって、この接点バネを押した時に接点が固定
接点に接触する場合に接触圧力が一定で、かつ接点どう
しが接触した状態で摺動現象が生じるのを最小限に抑制
するのが好ましい。

【００１３】この条件を満たすには、接点バネの長さＬ
が長いほうがよい。すなわち、図６（ａ）に示すよう
に、固定支点から接点までの距離Ｌａが長いと、接点バ
ネの接点は上下に対向して配設された固定接点に対して
ほぼ垂直に付勢されることになる。その結果、接点どう
しが接触した後に、接点どうしで生じる摺動現象を最小
限に抑制できる。

【００１４】一方、図６（ｂ）に示すように、接点バネ
の長さＬｂが短いと、接点バネの接点は円弧を描きなが
ら固定接点に対して当接する。したがって、接点どうし
が接触した後においても、接点バネの接点は固定接点に
対して垂直方向に移動するとともに水平方向にも移動す
ることになる。よって、接点どうしで大きな摺動現象が
生じる。

【００１５】しかるに、図４および図５の有極リレーに
おいては、アーマチュア３，１１の中間点がそれぞれ永
久磁石２，１０のＮ極の自由端および頂点に回動自在に
支持されているので、各接点バネ５ａ，５ｂ，１２ａ，
１２ｂの長さＬも高々アーマチュア３，１１の長さの１
／２である。したがって、短期間で各接点が磨耗してし
まい、有極リレー全体の寿命が短くなる。

【００１６】このような接点動作の不安定性を補うため
に、通電・遮断時におけるカードの移動量を大きくして
各接点どうしを確実に接触させる必要がある。そのため
に、コアの自由端とアーマチュアの自由端のと間の磁気
ギャップＧ（ワーキングギャップ）を大きく設定する必
要があった。しかし、磁気ギャップＧを大きく設定する
と、励磁時のコア１，８の磁力を増大する必要があり、
また、動作の応答特性が低下する懸念がある。

【００１７】特に、近年、電子回路に組込まれる各種リ
レーは益々小型化が要求されており、各接点バネの長さ
はさらに短くなる傾向にあるので、接点寿命を延ばすこ
とは重要な課題である。

【００１８】また、アーマチュア３，１１はその中心部
でもって永久磁石２，１０に回動自在に支持されている
ので、アーマチュア３，１１の回転モーメントが小さ
く、励磁コイル４ａ，４ｂ，９に対する通電・遮断動作
に対する応答動作が不安定になる。よって、動作の信頼
性においても問題が残る。

【００１９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、アーマチュアの回動中心をアーマチュアの
一端近傍に移動させ、かつ移動した方向に永久磁石を配
設することにより、アーマチュア長さに対する接点バネ
の有効長さの割合を大幅に増大でき、もって接点バネの
絶対長さを長く設定でき、接点寿命を大幅に延長でき、
かつ動作の信頼性を向上できる有極リレーを提供するこ
とを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明の有極リレーにおいては、長尺なコアと、この
コアにほぼ平行に設けられたアーマチュアと、このアー
マチュアの一端近傍に設定された回動支点を中心にこの
アーマチュアをコアに対して回動自在に支持する回動軸
と、アーマチュアの回動支点より前記一端側に取付けら
れ、このアーマチュアを前記一端がコアの一端へ付勢さ
れるように回動させる永久磁石と、コアの中央部に巻装
され、通電に応動してアーマチュアを、永久磁石の付勢
力に抗してこのアーマチュアの他端がコアの他端へ吸着
するように回動させる励磁コイルと、コアにほぼ平行に
配設された片側固定の接点バネと、アーマチュアの他端
近傍に取付けられ、このアーマチュアの回動動作に応動
して、接点バネの自由端近傍を付勢するカードとを備え
たものである。

【００２１】

【作用】このように構成された有極リレーであれば、コ
アの中央部に巻装された励磁コイルに対する励磁を遮断
した時に、アーマチュアを元の状態に復帰させる永久磁
石をアーマチュア自体の一方端に取付けている。そし
て、アーマチュアをコアに対して回動させる回動支点を
永久磁石が取付けられた一端近傍に設けている。

【００２２】よって、アーマチュアの回動支点から他端
（自由端）までの距離を長く設定できる。その結果、接
点バネの長さも長く設定できる。すなわち、接点バネの
有効長さのリレー全体の長さに対する割合を大きく設定
できる。接点バネの有効長さを長くできれば、前述した
ように接点動作が確実になり、かつ接点寿命が延びる。
また、アーマチュアとコアとの間の磁気ギャップ（ワー
キングギャップ）を小さく設定可能となる。

【００２３】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図２及び図３は実施例の有極リレーの構成を示す組
立て分解斜視図である。なお、図２（ｆ）と図３（ｆ）
とは同一組立状態を示す。

【００２４】図２（ａ）で示すＩ字形断面形状を有する
コア２１に、図２（ｂ）に示すように、コイルボビン２
２を取付け、図２（ｃ）に示すように、このコイルボビ
ン２２に励磁コイル２３が巻装される。コア２１の両端
２１ａ，２１ｂはコイルボビン２２から露出しており、
その露出しているコア２１の一端２１ａにプラスチック
製の支持ブロック２４が取付けられている。この支持ブ
ロック２４にコイル端子２５ａ，２５ｂが貫通固定され
ている。

【００２５】図２（ｅ）は０字形形状を有したアーマチ
ュア２６であり、図２（ｆ）に示すように、このアーマ
チュア２６の一端２６ａ側にコイルボビン２２の下面に
取付けられた図１に示す回動軸２２ａを支持する溝２７
ａが形成された軸受部２７が取付けられる。また、アー
マチュア２６の他端（自由端）２６ｂの近傍には下方に
配設された一対の接点バネ３２ａ，３２ｂを押し下げる
ためのカード２８ａ，２８ｂが取付けられる。

【００２６】図２（ｄ）は永久磁石２９である。そし
て、図２（ｆ）で示した各カード２８ａ，２８ｂおよび
軸受部２７が取付けられた状態のアーマチュア２６の一
端２６ａに前記永久磁石２９を取付けて、その上から図
２（ｃ）に示すコア２１がおよび励磁コイル２３が取付
けられたコイルボビン２２を被せる。

【００２７】図３（ｇ）はＪ字型形状を有したヨーク３
０である。このヨーク３０および図３（ｉ）に示す一対
の接点バネ３２ａ，３２ｂを、図３（ｈ）に示すように
接点支持ブロック３１に固定する。この接点支持ブロッ
ク３１の下側には前記接点バネ３２ａ，３２ｂに接続さ
れる接点端子３１ａ，３１ｂが取付けられている。

【００２８】さらに、図３（ｋ）は例えばプラスチック
材料で形成されたベース３３であり、このベース３３に
上側の各固定接点の接点端子３４ａ，３４ｂが取付けら
れる。そして、このベース３３に、図３（ｈ）のヨーク
３０が取付けられた接点支持ブロック３１および前述し
たコイルボビン２２および図３（ｆ）のアーマチュア２
６を組込むと、図３（ｍ）で示す状態となる。そして、
図３（ｍ）のように組立てられた有極リレーに図３
（ｎ）で示すように、カバー３５を被せる。図１（ａ）
は図３（ｍ）で示すカバー３５を取除いた有極リレーか
らさらに図３（ｋ）で示すベース３３を除去した状態の
側面図である。

【００２９】図１（ａ）において、ヨーク３０の一端が
コア２１の一端２１ａ側に取付けられ、他端の自由端３
０ｂがコア２１の他端２１ｂに対向する。また、アーマ
チュア２６はコア２１とヨーク３０と間に介在されてい
る。そして、アーマチュア２６に取付けられた軸受部２
７にはコイルボビン２２に取付けられた回動軸２２ａが
係合している。したがって、アーマチュア２６は回動軸
２２ａを中心に回動する。アーマチュア２６の一端２６
ａ側には永久磁石２９が取付けられており、この永久磁
石２９がコア２１の一端２１ａに対向する。

【００３０】そして、励磁コイル２３に励磁電流を印加
しない状態においては、アーマチュア２６は永久磁石２
９の磁力によって時計方向に付勢されている。そして、
アーマチュア２６の自由端２６ｂはヨーク３０の自由端
３０ｂに当接しており、この状態のコア２１の他端２１
ｂとアーマチュア２６の自由端（他端）２６ｂとの間に
磁気ギャップ（ワーキングギャップ）Ｇが存在する。

【００３１】ヨーク３０の下側には接点支持ブロック３
１に片側が支持された接点バネ３２ｂが設けられ、この
接点バネ３２ｂの自由端近傍の上下面に取付けられた各
接点に各固定接点３６，３７が対向している。このよう
に構成された有極リレーの動作を図１（ａ）（ｂ）を用
いて説明する。

【００３２】先ず、励磁コイル２３を励磁しない状態に
おいては、図１（ａ）に示すように、アーマチュア２６
は永久磁石２９の磁力によって回動軸２２ａを回動中心
として時計方向に付勢されているので、アーマチュア２
６の自由端２６ａとコア２１の他端２６ｂとの間に磁気
ギャップＧが生じている。よって、カード２８ｂの下端
は接点バネ３２ｂを下方へ押し下げている。その結果、
接点バネ３２ｂの下側の接点が下側の固定接点３７に接
触している。

【００３３】この状態で、コイル端子２５ａ，２５ｂを
介してコイルボビン２２の励磁コイル２３を、コア２１
の一端が永久磁石２９の磁極と同一磁極になる極性で励
磁すると、コア２１が磁化されて、アーマチュア２６
が、回動軸２２ａを中心に反時計方向に回動する。そし
て、図１（ｂ）に示すように、アーマチュア２６の自由
端２６ｂがコア２１の他端２１ｂに吸着される。その結
果、カード２８ｂの下端は接点バネ３２ｂから離れる。
そして、カード２８ｂの上昇に伴って下端に設けられた
係止部２８ｄで接点バネ３２ｂを持上げる。よって、接
点バネ３２ｂの下側の接点が下側の固定接点３７から解
放されて、上側の接点が上側の固定接点３６に接触す
る。

【００３４】次に、励磁電流を遮断すると、コア２１の
磁気的吸着力が消滅して、永久磁石２９の磁力によって
アーマチュア２６が回動軸２２ａを中心に時計方向に回
動して、図１（ａ）で示す元の状態に復帰する。

【００３５】このような構成の有極リレーにおいては、
コア２１の中央部に巻装された励磁コイル２３に対する
励磁を遮断した時に、アーマチュア２６を元の状態に復
帰させる永久磁石２９をアーマチュア２６自体の一端２
６ａに取付けている。そして、アーマチュア２６をコア
２１に対して回動させる回動支点を永久磁石２９が取付
けられた一端２６ａ近傍に設けている。

【００３６】よって、アーマチュア２６の回動支点から
他端（自由端）２６ｂまでの距離を長く設定できる。そ
の結果、接点バネ３２ａ，３２ｂの長さも長く設定でき
る。すなわち、接点バネ３２ａ，３２ｂの有効長さＬの
リレー全体の長さに対する割合を、図４および図５に示
す従来の有極リレーの各接点バネ５ａ，５ｂ，１２ａ，
１２ｂに比較して、倍近くに設定できる。

【００３７】各接点バネ３２ａ，３２ｂの有効長さＬを
長くできれば、カード２８ａ，２８ｂで各接点バネ３２
ａ，３２ｂの各自由端近傍を押下げる場合に、接点バネ
３２ａ．３２ｂの各接点が各固定接点３７に対してほぼ
垂直に動作するので、接触後の接点どうしによる摺動現
象が軽減される。よって、接点寿命を延ばすことが可能
となる。

【００３８】さらに、接点磨滅が少なければ、接点どう
しが接触した後の移動量はたとえ少なくとも十分正確な
動作が確保できるので、接触していない状態における接
点どうしの間隔を短く設定することによって、アーマチ
ュア２６の自由端２６ｂとコアの他端２１ｂとの間の磁
気ギャップＧを小さく設定できる。よって、磁気ギャッ
プＧを小さく設定することによって、小さい磁力でもっ
てアーマチュア２６を駆動できるので、励磁コイル２３
の巻数を減少でき、リレー全体を小型に形成できる。ま
た、磁気ギャッフＧが小さいと、リレー動作の応答特性
を向上できる。

【００３９】さらに、図５に示すような特殊な着磁形状
を有した永久磁石を用いていないので、リレーに組立て
た後に着磁して永久磁石とすることが可能である。よっ
て、製造費が従来リレーに比較して大幅に増大すること
はない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の有極リレ
ーによれば、アーマチュアの回動中心をアーマチュアの
一方端近傍に移動させ、かつ移動した方向に永久磁石を
配設して、この永久磁石の磁力によって、励磁遮断後の
アーマチュアを元の位置に復旧させている。したがっ
て、アーマチュアの回動支点から自由端までの距離が長
くなり、結果として、アーマチュア長さに対する接点バ
ネの有効長さの割合を大幅に増大できる。よって、接点
バネの絶対長さを長く設定でき、接点寿命を大幅に延長
でき、かつ動作の応答性および信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる有極リレーの要部
を取出して示す側面図、

【図２】同実施例リレーの概略構成を示す分解斜視
図、

【図３】同じく同実施例リレーの概略構成を示す分解
斜視図、

【図４】従来の有極リレーの概略構成を示す断面模式
図、

【図５】従来の他の有極リレーの概略構成を示す断面
模式図、

【図６】従来の各有極リレーの問題点を説明するため
接点バネを示す図。

【符号の説明】

２１…コア、２２…コイルボビン、２２ａ…回動軸、２
３…励磁コイル、２５ａ，２５ｂ…コイル端子、２６…
アーマチュア、２７…軸受部、２８ａ，２８ｂ…カー
ド、２９…永久磁石、３０…ヨーク、３１…接点支持ブ
ロック、３２ａ，３２ｂ…接点バネ、３３…ベース、３
６，３７…固定接点。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年６月２３日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】長尺なコア(21)と、このコアにほぼ平
行に設けられたアーマチュア(26)と、このアーマチュア
の一端近傍に設定された回動支点を中心にこのアーマチ
ュアを前記コアに対して回動自在に支持する回動軸(22
a) と、前記アーマチュアの前記回動支点より前記一端
側に取付けられ、このアーマチュアを前記一端が前記コ
アの一端へ付勢されるように回動させる永久磁石(29)
と、前記コアの中央部に巻装され、通電に応動して前記
アーマチュアを、前記永久磁石の付勢力に抗してこのア
ーマチュアの他端が前記コアの他端へ吸着するように回
動させる励磁コイル(23)と、前記コアにほぼ平行に配設
された片側固定の接点バネ(32a,32b）と、前記アーマチ
ュアの他端近傍に取付けられ、このアーマチュアの回動
動作に応動して、前記接点バネの自由端近傍を付勢する
カード(28a,28b) とを備えた有極リレー。