JPH088044B2 - Polarized relay - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は有極リレーに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Field of Industrial Application> The present invention relates to a polarized relay.

＜従来の技術＞ 従来の有極リレーは、例えば第３図に示すように、２
個のコ字形ヨーク1,2を互に対向配設するとともに、片
方のヨーク１の一端のみに１個のマグネット５を設け、
これとアーマチュア７の磁極との間に吸引力を発生させ
て可動接点を切換駆動していた。<Prior Art> A conventional polarized relay is, for example, as shown in FIG.
The U-shaped yokes 1 and 2 are arranged to face each other, and one magnet 5 is provided only at one end of one yoke 1.
A suction force is generated between this and the magnetic pole of the armature 7 to switch and drive the movable contact.

＜発明が解決しようとする問題点＞ このような従来技術によると、アーマチュア７の励磁
用コイルに通電されないブレイク時にはマグネット５の
吸引力によりアーマチュア７の上端がマグネット側に吸
引され、コイルに通電されたメイク時にはアーマチュア
７の上端とマグネット５の間に反撥力が生じてアーマチ
ュアを変位させ、それに従って可動接点が切換えられ
る。<Problems to be Solved by the Invention> According to such a conventional technique, the upper end of the armature 7 is attracted to the magnet side by the attraction force of the magnet 5 at the time of breaking when the exciting coil of the armature 7 is not energized, and the coil is energized. During makeup, a repulsive force is generated between the upper end of the armature 7 and the magnet 5 to displace the armature, and the movable contact is switched accordingly.

いま、マグネット５による磁束をΦ_Ｐ、励磁用コイル
により発生する磁束のうちＡ側のものをΦ_E1、Ｂ側のも
のをΦ_E2とすれば、アーマチュア上端のエア・ギャップ
においてアーマチュアの先端部に矢印の向きに作用する
力F₀は、ａを定数として、 F₀＝ａ｛Φ_E2 ²−（Φ_Ｐ−Φ_E1）^２｝ となる。Now, the magnetic flux generated by the magnets 5 [Phi _P, if those A side [Phi _E1, the [Phi _E2 those B side of the magnetic flux generated by the exciting coil, the distal end portion of the armature in the air gap of the armature upper The force F ₀ acting in the direction of the arrow is F ₀ = a {Φ _E2 ² − (Φ _P −Φ _E1 ) ² } where a is a constant.

また、アーマチュアの支点側端部にいくらかのエア・
ギャップが存在し、その遊びのために完全な二安定状態
が得られず、状態を不安定にしているという問題があっ
た。There is also some air on the fulcrum end of the armature.
There was a problem that there was a gap, and because of that play, a perfect bistable state could not be obtained, making the state unstable.

そこで本発明の目的は、これらの問題を一挙に解決す
るとともに、比較的小さなコイル起磁力（アンペア・タ
ーン）で安定したスイッチングが得られる高感度の有極
リレーを提供することである。Therefore, an object of the present invention is to solve these problems all at once, and to provide a highly sensitive polarized relay that can obtain stable switching with a relatively small coil magnetomotive force (ampere turn).

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の有極リレーは、第１及び第２のコ字形ヨーク
の端面が互に対向し、その対向個所に第１及び第２のエ
ア・ギャップを有するループ状磁気回路と、上記第１の
エア・ギャップに臨む第１のコ字形ヨークの一端面に設
けられた第１のマグネットと、上記第２のエア・ギャッ
プに臨む第２のコ字形ヨークの一端面に設けられ、エア
・ギャップ側の磁極が上記第１のマグネットのエア・ギ
ャップ側の磁極と同極に着磁され、且つ、その着磁によ
る起磁力が第１のマグネットの起磁力よりも小さい第２
のマグネットと、上記第１及び第２のエア・ギャップの
間を渡るアーマチュアと、そのアーマチュアを所定の磁
極に励磁するコイルと、上記アーマチュアに従い変位す
るカードと、そのカードに従い動く可動接点と、可動接
点に対してオンオフする固定接点を有することを特徴と
している。<Means for Solving the Problems> In the polarized relay of the present invention, the end faces of the first and second U-shaped yokes face each other, and the first and second air gaps are provided at the facing portions. A loop-shaped magnetic circuit; a first magnet provided on one end surface of the first U-shaped yoke facing the first air gap; and a second U-shaped yoke facing the second air gap. The magnetic pole on the air gap side, which is provided on one end surface, is magnetized to the same pole as the magnetic pole on the air gap side of the first magnet, and the magnetomotive force due to the magnetization is greater than the magnetomotive force of the first magnet. Second small
Magnet, an armature that crosses between the first and second air gaps, a coil that excites the armature to a predetermined magnetic pole, a card that displaces according to the armature, and a movable contact that moves according to the card. It is characterized by having a fixed contact that turns on and off with respect to the contact.

＜作用＞ 励磁コイルに一定方向の電流を通電する場合、例えば
第１のマグネットと反撥し第２のマグネットと吸引する
極性にアーマチュアを励磁して使用する。無励磁状態に
おけるアーマチュアは、第１のマグネットの起磁力によ
り第１のコ字形ヨークに当接し、第１のマグネットの起
磁力による磁束をより多く通す。励磁状態におけるアー
マチュアは、第１のマグネットと反撥し第２のマグネッ
トと吸引し合うから、第２のコ字形ヨークに当接し、第
２のマグネットの起磁力による磁束をより多く通す。第
１及び第２のマグネットはアーマチュアの動作に従いそ
の磁気抵抗が変化するのでＢ−Ｈ特性曲線上の動作点が
変化して動作点のスイッチングが行われる。<Operation> When a current in a fixed direction is applied to the exciting coil, the armature is excited to a polarity such that it repels the first magnet and attracts the second magnet. The armature in the non-excited state comes into contact with the first U-shaped yoke due to the magnetomotive force of the first magnet, and allows more magnetic flux due to the magnetomotive force of the first magnet to pass therethrough. Since the armature in the excited state repels the first magnet and attracts the second magnet, it comes into contact with the second U-shaped yoke and allows more magnetic flux due to the magnetomotive force of the second magnet to pass through. Since the magnetic resistances of the first and second magnets change according to the operation of the armature, the operating points on the B-H characteristic curve change and the operating points are switched.

＜実施例＞ 第１図に本発明の実施例を示す。<Example> FIG. 1 shows an example of the present invention.

第１のコ字形ヨーク１と第２のコ字形ヨーク２はエア
・ギャップ３とエア・ギャップ４を挟んで両端面が互に
対向し、エア・ギャップ３に臨む第１のヨーク１の端面
にマグネット５が設けられ、エア・ギャップ４に臨む第
２のヨーク２の端面にマグネット６が設けられて、全体
としてループ状の磁気回路を形成している。マグネット
５とマグネット６の磁極方向は、エア・ギャップ側の磁
極がいずれもＮ極と同極に着磁されている。マグネット
５により発生する磁束はΦ_P1,マグネット６により発生
する磁束はΦ_P2であり、実施例においてΦ_P1＞Φ_P2であ
る。ただしこの磁束Φ_P1,Φ_P2は磁気回路の状態、すな
わちＢ−Ｈ曲線上の動作点により変化する。同様にし
て、マグネットから遠い点の磁束Φ1_P1,Φ1_P2も磁気回
路の状態により変化する。アーマチュア７はエア・ギャ
ップ3,4間を渡り、第１のヨーク1,第２のヨーク２のい
ずれ側にも当接することができるように支持されてお
り、復帰用バネ８により第１のヨーク側へ押圧力を受け
ている。マグネット5,6の近傍にはアーマチュア７がマ
グネットに密着するのを防ぐためのストッパ9,10が設け
られている。アーマチュア７はコイル11により励磁され
る。そのときの極性は図示の通り上端がＮ極、下端がＳ
極であって、これはマグネット５のエア・ギャップ側磁
極Ｎと反撥し合い、マグネット６のエア・ギャップ側磁
極Ｎと吸引し合う。例示によりアーマチュア７に発生す
る磁束をΦ_Ｅとする。アーマチュア７のエア・ギャップ
３に近い位置にカード12が設けられ、このカード12に可
動接点13,14が係合している。可動接点13,14はそれぞれ
固定接点15a,15b又は16a,16bに対しオンオフする。Both ends of the first U-shaped yoke 1 and the second U-shaped yoke 2 are opposed to each other with the air gap 3 and the air gap 4 in between, and the end faces of the first yoke 1 facing the air gap 3 are provided. A magnet 5 is provided, and a magnet 6 is provided on the end surface of the second yoke 2 facing the air gap 4 to form a loop-shaped magnetic circuit as a whole. In the magnetic pole directions of the magnet 5 and the magnet 6, the magnetic poles on the air gap side are both magnetized to the N pole. The magnetic flux generated by the magnet 5 is Φ _P1 and the magnetic flux generated by the magnet 6 is Φ _P2 , and in the embodiment, Φ _P1 > Φ _P2 . However, the magnetic fluxes Φ _P1 and Φ _P2 change depending on the state of the magnetic circuit, that is, the operating point on the B-H curve. Similarly, the magnetic fluxes Φ1 _P1 and Φ1 _{P2 at} points far from the magnet also change depending on the state of the magnetic circuit. The armature 7 is supported across the air gaps 3 and 4 so as to be able to come into contact with either side of the first yoke 1 and the second yoke 2. Is being pressed to the side. Stoppers 9 and 10 are provided near the magnets 5 and 6 to prevent the armature 7 from sticking to the magnets. The armature 7 is excited by the coil 11. The polarity at that time is N pole at the top and S at the bottom as shown.
It is a pole, which repels the magnetic pole N on the air gap side of the magnet 5 and attracts the magnetic pole N on the air gap side of the magnet 6. By way of example, the magnetic flux generated in the armature 7 is Φ _E. A card 12 is provided at a position near the air gap 3 of the armature 7, and movable contacts 13 and 14 are engaged with the card 12. The movable contacts 13 and 14 are turned on and off with respect to the fixed contacts 15a and 15b or 16a and 16b, respectively.

次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.

コイルが励磁されていないときは、復帰バネ８の力が
作用していることとマグネット５による磁束Φ_P1が、マ
グネット６による磁束Φ1_P2よりも大きいために、第２
図（ａ）図に示すようにアーマチュア７は両端とも第１
のヨーク１に吸引されている。次に、コイルが励磁され
ると、第２図（ｂ）図に示すように、アーマチュア７に
磁束Φ_Ｅが発生し、これが第１のヨーク１へΦ_E1,第２
のヨーク２へΦ_E2それぞれ分れるものとする。第１のヨ
ーク１においてはマグネット５による磁束Φ_P1とコイル
により発生する磁束の分束Φ_E1は逆方向のため打ち消し
合って磁束が減少し、第２のヨーク２においてはマグネ
ット６による磁束Φ_P2とコイルにより発生する磁束の分
束Φ_E2は重畳し合って磁束が増大する。When the coil is not excited, the force of the return spring 8 is acting and the magnetic flux Φ _P1 by the magnet 5 is larger than the magnetic flux Φ _{1 P2} by the magnet 6, so the second
As shown in the figure (a), the armature 7 has a first
Is attracted to the yoke 1. Next, when the coil is excited, as shown in FIG. 2 (b), a magnetic flux Φ _E is generated in the armature 7, which causes Φ _E1 and
Φ _{E2 can be} divided into each yoke 2. In the first yoke 1, the magnetic flux Φ _P1 generated by the magnet 5 and the magnetic flux distribution Φ _E1 generated by the coil are in opposite directions, so they cancel each other and the magnetic flux is reduced. In the second yoke 2, the magnetic flux Φ _P2 generated by the magnet 6 is reduced. And the magnetic flux distribution Φ _E2 generated by the coil overlaps each other, and the magnetic flux increases.

エア・ギャップ３においてアーマチュアの先端部に矢
印の向きに働く力F₁は F₁＝ａ｛（Φ1_P2＋Φ_E2）^２−（Φ_P1−Φ_E1）^２｝ ここにａは定数、Φ1_P2はマグネット６により発生し
た磁束Φ_P2のうちエア・ギャップ３を通る磁束であっ
て、磁路途中の漏洩によりΦ_P2より小さい値になってい
る。In the air gap 3, the force F ₁ acting on the tip of the armature in the direction of the arrow is F ₁ = a {(Φ _{1 P2} + Φ _E2 ) ² − (Φ _P1 −Φ _E1 ) ² } where a is a constant and Φ _{1 P2} is Of the magnetic flux Φ _P2 generated by the magnet 6, it is a magnetic flux that passes through the air gap 3 and has a value smaller than Φ _P2 due to leakage in the middle of the magnetic path.

また、上式と、従来技術の項のF₀を表わす式を対比す
ると、｛ ｝内の第１項がΦ_E2 ²から（Φ′_P2＋Φ_E2）
^２に増大した分だけ力F₁が増大している。Further, comparing the above expression with the expression representing F ₀ in the term of the prior art, the first term in {} becomes from Φ _E2 ² to (Φ ′ _P2 + Φ _E2 ).
^The force F ₁ is increased by the amount increased to ² .

また、エア・ギャップ４においてアーマチュアの先端
部に矢印の向きに働く力F₂は F₂＝ｂ｛（Φ_P2＋Φ_E2）^２−（Φ1_P1−Φ_E1）^２｝ ここにｂは定数、Φ1_P1はマグネット５により発生し
た磁束Φ_P1のうちエア・ギャップ４を通る磁束であっ
て、磁路途中の漏洩によりΦ_P1より小さい値になってい
る。Further, in the air gap 4, a force F ₂ acting on the tip of the armature in the direction of the arrow is F ₂ = b {(Φ _P2 + Φ _E2 ) ² − (Φ _{1 P 1} −Φ _{E 1} ) ² } where b is a constant and Φ _{1 P1} is a magnetic flux of the magnetic flux Φ _P1 generated by the magnet 5 that passes through the air gap 4, and has a value smaller than Φ _P1 due to leakage in the middle of the magnetic path.

従って、コイルが励磁された直後、F₁よりもF₂の方が
強く、まず第２図（ｃ）図に示すようにアーマチュアの
下端がマグネット６に吸引される。その結果、エア・ギ
ャップ４における第１のヨーク側の磁束Φ_P1,Φ_E1が減
少し、これに対し、マグネット６とアーマチュア下端の
エア・ギャップがなくなり第２のヨーク側の磁気抵抗が
小さくなるので、Φ_P2,Φ_E2が増大し、F₁が増大してア
ーマチュアの上端部もヨーク２側へ移動し、第２図
（ａ）図に示すような完全励磁状態になる。Therefore, immediately after the coil is excited, F ₂ is stronger than F ₁ , and the lower end of the armature is first attracted to the magnet 6 as shown in FIG. 2 (c). As a result, the magnetic fluxes Φ _P1 and Φ _E1 on the first yoke side in the air gap 4 decrease, whereas the air gaps at the magnet 6 and the lower end of the armature disappear, and the magnetic resistance on the second yoke side decreases. Therefore, Φ _P2 and Φ _E2 increase, F ₁ increases, and the upper end of the armature also moves to the yoke 2 side, resulting in a completely excited state as shown in FIG. 2 (a).

コイルの励磁電流が断たれると、第２のマグネット６
によりアーマチュア７が磁化されアーマチュアの上端部
が第１のマグネット５に吸引されて（ｅ）図のようにア
ーマチュアの上端部がまず復帰する。その結果、エア・
ギャップ３が生じて磁束Φ_P2は減少し、磁束Φ_P1は増大
する。これに復帰バネ８の力が付勢されてアーマチュア
の下端部もヨーク２側へ復帰し、第２図（ａ）図の状態
に戻る。アーマチュアの完全な復帰によりΦ_P2は更に減
少し、反対にΦ_P1が増大し、復帰状態は安定になる。When the exciting current of the coil is cut off, the second magnet 6
As a result, the armature 7 is magnetized and the upper end of the armature is attracted to the first magnet 5, so that the upper end of the armature first returns as shown in FIG. As a result, air
The gap 3 is generated, the magnetic flux Φ _P2 decreases, and the magnetic flux Φ _P1 increases. The force of the return spring 8 is urged by this, and the lower end of the armature also returns to the yoke 2 side, returning to the state of FIG. 2 (a). With the complete restoration of the armature, Φ _P2 is further decreased, and on the contrary, Φ _P1 is increased, and the return state becomes stable.

上記実施例における復帰バネ８は、第１のマグネット
５の起磁力を大きく選ぶ等により省くことができる。The return spring 8 in the above embodiment can be omitted by largely selecting the magnetomotive force of the first magnet 5.

また、上記実施例において、第１のマグネット５を大
形に、第２のマグネット６を小形に表現したが、形状寸
法が同一のものを使用し、着磁により起磁力の大小差を
設けることができる。Further, in the above-described embodiment, the first magnet 5 is represented in a large size and the second magnet 6 is represented in a small size. However, magnets having the same shape and size are used, and a difference in magnetomotive force is provided by magnetization. You can

＜発明の効果＞ 本発明によれば、第１及び第２のマグネットを用いる
とともにアーマチュアの両極がそれぞれ第１又は第２の
マグネットと吸引又は反撥するよう構成したから、メイ
ク動作、ブレイク動作ともに高速化され、或いは高感度
になり、メイク状態、ブレイク状態ともにより安定化し
た。また、メイク動作、ブレイク動作時にマグネットの
吸引反撥力が付勢されるのでそれだけコイル起磁力（ア
ンペア・ターン）が小さくなって高感度になり、消費電
流が少なくなり、又はコイル巻数が減少した。<Effects of the Invention> According to the present invention, the first and second magnets are used, and both poles of the armature are configured to attract or repel the first or second magnet, respectively. Therefore, both the make operation and the break operation can be performed at high speed. It became stable, or became highly sensitive, and became more stable in both the makeup state and the break state. Further, since the attraction and repulsion force of the magnet is urged during the make operation and the break operation, the coil magnetomotive force (ampere turn) is reduced accordingly and the sensitivity is increased, the current consumption is reduced, or the number of coil turns is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明の実施例を示す正面図、 第２図（ａ）〜（ｅ）図は上記実施例の作用説明図、 第３図は従来例の作用説明図である。 １……第１のヨーク ２……第２のヨーク ３……第１のエア・ギャップ ４……第２のエア・ギャップ ５……第１のマグネット ６……第２のマグネット ７……アーマチュア ８……復帰用バネ 11……励磁コイル FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) to (e) are operation explanatory views of the above-mentioned embodiment, and FIG. 3 is an operation explanatory view of a conventional example. 1 ... 1st yoke 2 ... 2nd yoke 3 ... 1st air gap 4 ... 2nd air gap 5 ... 1st magnet 6 ... 2nd magnet 7 ... Armature 8 …… Return spring 11 …… Excitation coil

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】第１及び第２のコ字形ヨークの端面が互に
対向し、その対向個所に第１及び第２のエア・ギャップ
を有するループ状磁気回路と、上記第１のエア・ギャッ
プに臨む第１のコ字形ヨークの一端面に設けられた第１
のマグネットと、上記第２のエア・ギャップに臨む第２
のコ字形ヨークの一端面に設けられ、エア・ギャップ側
の磁極が上記第１のマグネットのエア・ギャップ側の磁
極と同極に着磁され、且つ、その着磁による起磁力が第
１のマグネットの起磁力よりも小さい第２のマグネット
と、上記第１及び第２のエア・ギャップの間を渡るアー
マチュアと、そのアーマチュアを所定の磁極に励磁する
コイルと、上記アーマチュアに従い変位するカードと、
そのカードに従い動く可動接点と、可動接点に対してオ
ンオフする固定接点を有する有極リレー。1. A loop magnetic circuit in which end surfaces of first and second U-shaped yokes face each other, and first and second air gaps are provided at the facing portions, and the first air gap. Provided on one end surface of the first U-shaped yoke facing the
Magnet and the second facing the second air gap
Is provided on one end surface of the U-shaped yoke, the magnetic pole on the air gap side is magnetized to the same pole as the magnetic pole on the air gap side of the first magnet, and the magnetomotive force due to the magnetization is the first magnetic pole. A second magnet smaller than the magnetomotive force of the magnet; an armature that extends between the first and second air gaps; a coil that excites the armature to a predetermined magnetic pole; and a card that displaces according to the armature.
A polarized relay that has a movable contact that moves according to the card and a fixed contact that turns on and off with respect to the movable contact.