JPH07288076A - 電磁リレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】全体の小型化を図り、特に薄型に適した電磁リ
レーを提供する。 【構成】可動片１０を平板状の磁性体より形成し、可動
片１０を加工することによって可動部１４が形成してあ
る。固定片１には、平板状の磁性体の一方の面を突出さ
せて複数の突起状の鉄心２が形成してある。これらの鉄
心２にコイル６が巻設されて電磁石が構成してある。固
定片１の電磁石に発生する磁束が通る経路は、固定片１
と可動片１０の可動部１４との間の空隙を除いて磁性体
から成る固定片１と可動片１０にて占められる。よっ
て、固定片１に形成された電磁石の磁気吸引力を増大さ
せて、電磁リレーの小型化を図り、薄型の電磁リレーを
実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁力によって駆動さ
れる電磁リレーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁リレーの公知例としては、特
開平５−１１４３４７号に示されるものがあり、図１１
及び図１２に示すように、電気絶縁体の基板から成る固
定片２０に２つの貫通孔２１を設け、それぞれ鉄心２２
にコイル２３を巻設して成る電磁石２４を上記貫通孔２
１に挿入して固定片２０に電磁石２４を取着し、この電
磁石２４と対向する可動片２５はその中心線を挟んだ両
側に中心部を支点として回動する一対の可動部２６が形
成されており、可動部２６の電磁石２４と対向する面に
は磁性体より成る吸着部２７が形成され、さらに、可動
部２６の先端には、固定片２０の側に吸着されたときに
固定片２０に設けられた固定接点２９と接離する可動接
点２８を設けた構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来構成では、
コイル２３に電流を流すと鉄心２２が励磁されて磁束が
発生し、可動片２５と固定片２０との間の空隙を介して
可動部２６の吸着部２７を上記磁束が通ることによって
磁気吸引力が働き、吸着部２７が電磁石２４に吸着され
るのであるが、電磁石２４に生じた磁束は、上記の可動
片２５と固定片２０との間の空隙以外の空間を通るた
め、磁気効率が良くなく、充分な磁気吸引力を得るため
にコイル２３に大きな励磁電流を流さなければならない
という問題があった。また、コイル２３と鉄心２２とか
ら成る電磁石２４が固定片２０と別体に構成してあるの
で、組立の際に空隙等の寸法精度が確保できないという
問題や、あるいは、小型化が困難であるという問題があ
った。

【０００４】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、全体の小型化を図り、特に薄型に適した電磁
リレーを提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、少なくとも一方の面が磁性体よ
り成る磁性体面であって、この磁性体面に複数の電磁石
が一体に形成された平板状の固定片と、複数の電磁石に
空隙を介して対向するとともに平板状の磁性体より形成
された可動部を有する可動片とを接合して成り、可動部
は、複数の電磁石によって生じる磁界の磁気吸引力で電
磁石側に一端部が移動するように他端部が可動片に支持
固定され、可動部の移動により互いに接離する接点を可
動部の一端部とこの一端部に対応する固定片の端部とに
設けたことを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、固定片の磁性体面より突出された複数の突起状鉄心
にそれぞれコイルを巻設するとともに各コイルを直列に
接続して複数の電磁石を形成し、隣接する電磁石間にお
いて可動部と固定片の磁性体面と空隙とを介して閉磁路
を形成するように複数の電磁石を配置したことを特徴と
する。

【０００７】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、１つの電磁石と、この電磁石に隣接する複数の電磁
石との間で可動部と固定片の磁性体面と空隙とを介して
閉磁路を形成するように複数の電磁石を配置したことを
特徴とする。請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
の発明において、固定片の磁性体面に形成された複数の
電磁石間に永久磁石を配設したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１の発明の構成では、少なくとも一方の
面が磁性体より成る磁性体面であって、この磁性体面に
複数の電磁石が一体に形成された平板状の固定片と、複
数の電磁石に空隙を介して対向するとともに平板状の磁
性体より形成された可動部を有する可動片とを接合して
成り、可動部が、複数の電磁石によって生じる磁界の磁
気吸引力で電磁石側に一端部が移動するように他端部が
可動片に支持固定され、可動部の移動により互いに接離
する接点を可動部の一端部とこの一端部に対応する固定
片の端部とに設けたので、可動片の可動部と固定片の磁
性体面とは、両者の間の空隙を除いて磁性体により構成
されることとなり、可動片の可動部と固定片の磁性体面
とを電磁石に生じる磁束が貫いて閉磁路を形成して、可
動部に働く磁気吸引力を増大させることができるため、
接点圧を大きくして接点の接触信頼性を向上させるとと
もに、外部からの振動、衝撃に対する誤動作防止を図る
ことができ、複数の電磁石が固定片に一体に形成してあ
るため、全体を小型化することができ、また、所定の磁
気吸引力を得るために電磁石に流す電流を低くすること
ができ、さらに、可動片の可動部と固定片の磁性体面と
の間の空隙を大きくすることができて、接点間耐圧を大
きくできるとともに、電磁石に電流を流して可動部を駆
動する回路の耐圧を低くすることができるものである。

【０００９】請求項２の発明の構成では、固定片の磁性
体面より突出された複数の突起状鉄心にそれぞれコイル
を巻設するとともに各コイルを直列に接続して複数の電
磁石を形成し、隣接する電磁石間において可動部と固定
片の磁性体面と空隙とを介して閉磁路を形成するように
複数の電磁石を配置したので、固定片の磁性体面に一体
に複数の電磁石を容易に形成することができ、しかも、
隣接する電磁石間においては閉磁路が形成されるため、
可動部に働く磁気吸引力をさらに増大させることができ
るものである。

【００１０】請求項３の発明の構成では、１つの電磁石
と、この電磁石に隣接する複数の電磁石との間で可動部
と固定片の磁性体面と空隙とを介して閉磁路を形成する
ように複数の電磁石を配置したので、電磁石によって生
じる磁束の通る経路を複数形成することができ、可動部
に働く磁気吸引力をさらに増大させることができるもの
である。

【００１１】請求項４の発明の構成では、固定片の磁性
体面に形成された複数の電磁石間に永久磁石を配設した
ので、永久磁石により生じる磁束が電磁石により生じる
磁束の経路に重畳され、可動部に働く磁気吸引力をさら
に増大させることができるものである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 （実施例１）本実施例は、図１に示すように固定片１と
可動片１０とで構成され、固定片１に可動片１０を接合
した構造となっている。

【００１３】可動片１０は、図２に示すように、例えば
鉄−ニッケル合金から成る磁性体を基材とする平板状の
もので、可動接点１１、絶縁膜１２、接合用金属薄膜層
１３等を形成している。可動片１０には、その周辺部よ
り異方性エッチングやプレス等により、凹部に加工され
るとともに、外周がコの字状に加工されて可動片１０と
切り離されその一端が可動片１０と一体につながった支
持端部１５となった可動部１４が一体に形成されてお
り、この可動部１４は上記支持端部１５を中心に揺動回
転する。

【００１４】よって可動部１４は、後述する固定片１の
鉄心２に対して移動する。また、固定片１の固定接点３
から電気信号を取り出せるように可動片１０の隅には切
欠１６も設けてある。可動接点１１は、可動部１４の自
由端側の端部において、可動片１０の表面に酸化シリコ
ンから成る上記絶縁膜１２上に金のような導電率の高い
金属により形成してあり、可動部１４の凹部により、固
定片１が接合されるだけで固定接点３と可動接点１１と
の接点間ギャップを設けることができるようになってい
る。

【００１５】一方、図３に示すように、固定片１は可動
片１０と同様に鉄−ニッケル合金等から成る磁性体を基
材とする平板状のもので、固定接点３、絶縁膜４、接合
用金属薄膜層５等を形成している。また、固定片１に
は、プレス等によってその一方の面を突出させて多数の
突起状の鉄心２が一体に形成してあり、これら多数の鉄
心２は、固定片１の長手方向に沿って所定の間隔を有
し、複数の列状に配置してある（ただし、図３において
は一部を省略して図示している。）。

【００１６】上記固定片１の可動片１０と対向する面に
形成された複数の鉄心２には各々コイル６が巻設してあ
り、鉄心２とコイル６により電磁石が構成してある。こ
のコイル６は、薄膜または、絶縁皮膜を有する銅等の線
材から成り、各鉄心２の周辺に形成されて巻設されると
ともに、互いに直列に接続してある。なお、コイル６の
巻回方向は、図４に示すように、隣接する鉄心２におい
て互いに逆向きとしてある。

【００１７】また、固定片１の固定接点３から電気信号
を取り出せるように、固定片１の隅に出力端子７が設け
てあり、さらに、固定片１に形成したコイル６に励磁電
流を流すための入力端子８を固定片１の隅に設けてあ
り、この入力端子８を露出させるために、入力端子８と
対応する位置の可動片１０の端部に切欠１７を設けてあ
る。

【００１８】固定接点３は、可動接点１１と対応する端
部の位置であって、固定片１の表面に形成された酸化シ
リコンから成る絶縁膜４上に金のような導電率の高い金
属により形成してある。また、固定片１及び可動片１０
にそれぞれ形成された接合用金属薄膜層５は、金あるい
は金合金層から成り、両者を接合することによって、可
動片１０が固定片１に接合される。

【００１９】さて、本実施例の電磁リレーにおいては、
入力端子８よりコイル６に励磁電流を流すと、各コイル
６には図４に示すような向きの励磁電流が流れて鉄心２
が励磁される。ここで、隣接する鉄心２に巻設されたコ
イル６の巻回方向は互いに逆向きであるから、隣接する
鉄心２に発生する磁束の向きも互いに逆向きとなる。し
たがって、図５に示すように、励磁された鉄心２に発生
する磁束が固定片１と可動片１０との間の空隙を介して
磁性体から成る可動体１０及び固定片１の内部を通過
し、隣接する複数の鉄心２に磁束が流れ込み、固定片１
と可動片１０の可動部１４との間に多数の閉磁路が形成
される。その結果、固定片１の表面に形成された鉄心２
とコイル６から成る電磁石の磁気吸引力によって、磁性
体にて形成された可動片１０の可動部１４が固定片１の
方へ引き寄せられ、可動部１４の自由端側の端部に形成
された可動接点１１と固定片１の表面に形成された固定
接点３とが接触し、コイル６に励磁電流が印加されてい
る限りこの接触状態が保持される。

【００２０】一方、コイル６に励磁電流が印加されなく
なると、固定片１の表面に形成された電磁石による磁気
吸引力が消滅し、可動部１４がそのバネ力によって元の
状態に復帰し、固定接点３と可動接点１４が開離する。
上記構成によれば、固定片１の表面に形成された複数の
電磁石に発生する磁束が通る経路は、固定片１と可動片
１０の可動部１４との間の空隙を除いて磁性体から成る
固定片１と可動片１０にて占められるため、従来構成に
比較して磁気抵抗を減少させることができ、可動部１４
に働く磁気吸引力を増大させることができる。その結
果、固定接点３と可動接点１１との接触時の接点圧を大
きくすることができ、接点の接触信頼性を向上させ、外
部からの振動、衝撃に対して誤動作が起こりにくくする
ことができる。

【００２１】また、従来例に比較して、同じ磁気吸引力
を得るためにコイル６に印加すべき励磁電流の大きさを
小さくすることができる。さらに、可動接点１４と固定
接点３との間の空隙を従来よりも大きくすることができ
るので、接点間耐圧を大きくすることができ、また、コ
イル６に励磁電流を印加する駆動回路（図示せず）への
耐圧を低くすることも可能になる。

【００２２】さらに、電磁石を構成する鉄心２を固定片
１の表面を加工することで一体に形成してあるので、固
定片１に容易に電磁石を形成することができるだけでな
く、全体を小型化することもでき、特に固定片１及び可
動片１０を薄膜で構成しても充分な磁気吸引力が得られ
ることから、薄型に適した電磁リレーを実現することが
できる。また、本実施例においては、隣接する鉄心２に
巻設されるコイル６の巻回方向を互いに逆向きとしたこ
とにより、１つの電磁石とそれに隣接する複数の電磁石
との磁界の向きが逆向きとなるので、１つの電磁石に発
生した磁束の通る経路が増加し、電磁石の磁気吸引力を
さらに増大させることができるのである。

【００２３】（実施例２）本実施例の電磁リレーの基本
構成は、図６乃至図８に示すように、実施例１のものと
共通であるので、共通する部分には同一の符号を付して
説明は省略し、特徴となる部分についてのみ説明する。
本実施例の電磁リレーは、図６、図８及び図９に示すよ
うに、電磁石が形成された固定片１の一方の面に、複数
個の円筒状の永久磁石９が固定片１に接合され、各鉄心
２に挟まれるように隣接して列状に配設してある。ただ
し、コイル６に励磁電流が印加されていない状態では、
可動部１４が永久磁石９の磁気吸引力によって移動して
固定接点３と可動接点１１とが接触しないように、可動
部１４のバネ力の強さ、及び永久磁石９の個数、その磁
極の強さを設定してある。

【００２４】上記構成によれば、図１０に示すように、
コイル６を流れる励磁電流により励磁された鉄心２から
発生する磁束と、その鉄心２と隣接して配設された永久
磁石９にから発生する磁束とは同じ経路を通って重畳さ
れるため、複数の電磁石間だけでなく、電磁石と永久磁
石９との間にも閉磁路が形成されることになる。その結
果、可動片１０の可動部１４に働く磁気吸引力をさらに
増大させることができるのである。なお、他の構成及び
動作については、実施例１の電磁リレーと共通であるの
で説明は省略する。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明は、少なくとも一方の面
が磁性体より成る磁性体面であって、この磁性体面に複
数の電磁石が一体に形成された平板状の固定片と、複数
の電磁石に空隙を介して対向するとともに平板状の磁性
体より形成された可動部を有する可動片とを接合して成
り、可動部が、複数の電磁石によって生じる磁界の磁気
吸引力で電磁石側に一端部が移動するように他端部が可
動片に支持固定され、可動部の移動により互いに接離す
る接点を可動部の一端部とこの一端部に対応する固定片
の端部とに設けたので、可動片の可動部と固定片の磁性
体面とは、両者の間の空隙を除いて磁性体により構成さ
れることとなり、可動片の可動部と固定片の磁性体面と
を電磁石に生じる磁束が貫いて閉磁路を形成して、可動
部に働く磁気吸引力を増大させることができるため、接
点圧を大きくして接点の接触信頼性を向上させるととも
に、外部からの振動、衝撃に対する誤動作防止を図るこ
とができ、複数の電磁石が固定片に一体に形成してある
ため、全体を小型化することができるという効果があ
る。また、所定の磁気吸引力を得るために電磁石に流す
電流を低くすることができるという効果がある。さら
に、可動片の可動部と固定片の磁性体面との間の空隙を
大きくすることができて、接点間耐圧を大きくできると
ともに、電磁石に電流を流して可動部を駆動する回路の
耐圧を低くすることができるという効果がある。

【００２６】請求項２の発明は、固定片の磁性体面より
突出された複数の突起状鉄心にそれぞれコイルを巻設す
るとともに各コイルを直列に接続して複数の電磁石を形
成し、隣接する電磁石間において可動部と固定片の磁性
体面と空隙とを介して閉磁路を形成するように複数の電
磁石を配置したので、固定片の磁性体面に一体に複数の
電磁石を容易に形成することができ、しかも、隣接する
電磁石間においては閉磁路が形成されるため、可動部に
働く磁気吸引力をさらに増大させることができるという
効果がある。

【００２７】請求項３の発明は、１つの電磁石と、この
電磁石に隣接する複数の電磁石との間で可動部と固定片
の磁性体面と空隙とを介して閉磁路を形成するように複
数の電磁石を配置したので、電磁石によって生じる磁束
の通る経路を複数形成することができ、可動部に働く磁
気吸引力をさらに増大させることができるという効果が
ある。

【００２８】請求項４の発明は、固定片の磁性体面に形
成された複数の電磁石間に永久磁石を配設したので、永
久磁石により生じる磁束が電磁石により生じる磁束の経
路に重畳され、可動部に働く磁気吸引力をさらに増大さ
せることができ、しかも、所定の磁気吸引力を得るため
に電磁石に流す電流をさらに低くすることができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示す断面図である。

【図２】同上の可動片の平面図である。

【図３】同上の固定片の平面図である。

【図４】同上の要部の平面図である。

【図５】同上の動作を説明する図である。

【図６】実施例２を示す断面図である。

【図７】同上の可動片の平面図である。

【図８】同上の固定片の平面図である。

【図９】同上の要部の平面図である。

【図１０】同上の動作を説明する図である。

【図１１】従来例を示す分解斜視図である。

【図１２】同上の断面図である。

【符号の説明】

１ 固定片 ２ 鉄心 ３ 固定接点 ６ コイル １０ 可動片 １１ 可動接点 １４ 可動部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方の面が磁性体より成る磁
   性体面であって、この磁性体面に複数の電磁石が一体に
   形成された平板状の固定片と、複数の電磁石に空隙を介
   して対向するとともに平板状の磁性体より形成された可
   動部を有する可動片とを接合して成り、可動部は、複数
   の電磁石によって生じる磁界の磁気吸引力で電磁石側に
   一端部が移動するように他端部が可動片に支持固定さ
   れ、可動部の移動により互いに接離する接点を可動部の
   一端部とこの一端部に対応する固定片の端部とに設けた
   ことを特徴とする電磁リレー。
2. 【請求項２】 固定片の磁性体面より突出された複数の
   突起状鉄心にそれぞれコイルを巻設するとともに各コイ
   ルを直列に接続して複数の電磁石を形成し、隣接する電
   磁石間において可動部と固定片の磁性体面と空隙とを介
   して閉磁路を形成するように複数の電磁石を配置したこ
   とを特徴とする請求項１記載の電磁リレー。
3. 【請求項３】 １つの電磁石と、この電磁石に隣接する
   複数の電磁石との間で可動部と固定片の磁性体面と空隙
   とを介して閉磁路を形成するように複数の電磁石を配置
   したことを特徴とする請求項２記載の電磁リレー。
4. 【請求項４】 固定片の磁性体面に形成された複数の電
   磁石間に永久磁石を配設したことを特徴とする請求項１
   乃至請求項３記載の電磁リレー。