(57)【要約】【課題】構造が簡単で衝撃に強いラッチングリレーを提供する。【解決手段】ラッチングリレーは、回転軸を有するモータと、前記回転軸に固定され、第１の接続部と第２の接続部を備えた導体部を有する略円柱形状または略円板形状の回転体と、前記回転体が第１の位置にあるとき前記第１の接続部に接触し、前記回転体が第２の位置にあるとき前記第１の接続部に接触しない第１の接点部と、前記回転体が前記第１の位置にあるとき前記第２の接続部に接触する第２の接点部とを有する。【選択図】図１
2012079532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するモータと、
前記回転軸に固定され、第１の接続部と第２の接続部を備えた導体部を有する略円柱形状または略円板形状の回転体と、
前記回転体が第１の位置にあるとき前記第１の接続部に接触し、前記回転体が第２の位置にあるとき前記第１の接続部に接触しない第１の接点部と、
前記回転体が前記第１の位置にあるとき前記第２の接続部に接触する第２の接点部と
を有するラッチングリレー。
【請求項２】
前記回転体の回転角度を規制する係止部を有する請求項１記載のラッチングリレー。
【請求項３】
前記回転体は、前記係止部と係合して前記回転体の回転を制動するする係合部を有する請求項２記載のラッチングリレー。
【請求項４】
前記第１の接続部は前記第１の接点の先端と係合する凹部を有する請求項１記載のラッチングリレー。
【請求項５】
前記第２の接続部は前記第２の接点の先端と係合する凹部を有する請求項１記載のラッチングリレー。
【請求項６】
前記モータにパルス電圧を加えて前記回転体が前記第１の位置から前記第２の位置へ回転するときと前記第２の位置から前記第１の位置へ回転するときとで、前記モータに加える前記パルス電圧の極性が異なる請求項１記載のラッチングリレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、自己保持型ラッチングリレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラッチングリレーは、入力信号を入れたときに接点がＯＮまたはＯＦＦし、入力信号を断ってもその状態を保持できる機能を持ったリレーであり、動作および復帰時にはパルス状の電力を必要とするが、動作状態および復帰状態を保持する場合は駆動電力を必要としないため、省エネルギーに効果がある。
【０００３】
ラッチングリレーの多くは電磁石と永久磁石を組み合わせた構造が採用されており、電磁石の電磁作用により機械的に接点を開閉させてＯＮ／ＯＦＦ動作（動作、復帰動作）を行う。接点を動作させる主な構造としてヒンジ型とプランジャ型があり、ヒンジ型は、電磁石の接極子が支点を中心に回転運動を行いその動きによって直接または間接に接点の開閉を行うものである。プランジャ型は、接触部を主としてプランジャ型電磁石の力によって駆動し、接点の開閉を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４０６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヒンジ型、プランジャ型ともヒンジあるいはプランジャが衝撃によって保持位置から移動して接点が離れたり接触したりして誤動作する可能性があるため、衝撃を受けても誤動作しないラッチングリレーが求められている。
【０００６】
本発明の目的は、上記したような事情に鑑み成されたものであって、構造が簡単で衝撃に強いラッチングリレーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、実施形態によれば、ラッチングリレーは、回転軸を有するモータと、前記回転軸に固定され、第１の接続部と第２の接続部を備えた導体部を有する略円柱形状または略円板形状の回転体と、前記回転体が第１の位置にあるとき前記第１の接続部に接触し、前記回転体が第２の位置にあるとき前記第１の接続部に接触しない第１の接点部と、前記回転体が前記第１の位置にあるとき前記第２の接続部に接触する第２の接点部とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るラッチングリレーの断面図。
【図２】実施形態に係るラッチングリレーの平面図。
【図３】回転体が第２の位置にあるときの状態を示した図。
【図４】第１の接続部の凹部を示した図。
【図５】第１の接続部の凹部の別の形状を示した図。
【図６】モータの駆動電圧波形と第１の出力端子と第２の出力端子の接続状態を示した図。
【図７】導体部の別の形状の例を示した図。
【図８】回転体が第２の位置に移動したときの状態を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、実施形態に係るラッチングリレー１の断面図である。図２は実施形態に係るラッチングリレーの平面図である。図１は、図２におけるＡＡ断面図を示し、図２は図１におけるＢＢ断面図を示す。ラッチングリレー１は、本体２、ケース３、底板４、第１の出力端子５、第２の出力端子６、モータ７、回転体９により構成される。
【００１１】
底板４は、絶縁体で構成されており、底板４にケース３、第１の出力端子５、第２の出力端子６、モータ７が固定されている。ケース３は、絶縁体または金属製であり、底板４の周辺部で接合され、ラッチングリレー１の底板４を除く全体を覆っている。
【００１２】
第１の出力端子５は、支柱部５ａ、腕部５ｂ、第１の接点部５ｃ、接続端子部５ｄから構成されている。第１の接点部５ｃと接続端子部５ｄは電気的に導通している。支柱部５ａは、底板４に接触する部分において底板４に固定されている。接続端子部５ｄは、底板４から外部へ突出しており、回路基板等に搭載されたときの接続端子となる。
【００１３】
第２の出力端子６は、支柱部６ａ、腕部６ｂ、第２の接点部６ｃ、接続端子部６ｄから構成されている。第２の接点部６ｃと接続端子部６ｄは電気的に導通している。支柱部６ａは、底板４に接触する部分において底板４に固定されている。接続端子部６ｄは、底板４から外部へ突出しており、回路基板等に搭載されたときの接続端子となる。
【００１４】
モータ７は、モータ本体７ａ、回転軸７ｂ、端子７ｃ、７ｄにより構成されている。モータ本体７ａの形状は、略円柱形、または円柱形の一部に両側に対向する平行な平面（二面幅）を有する形状、または略直方体形状をしている。モータ本体７ａは設置部材８を介して底板４に固定されている。モータ７は、直流モータ、交流モータ（誘導電動型モータ）、ステッピングモータ等が用いられる。モータ７を駆動する駆動回路は適宜用いればよい。
【００１５】
モータ本体７ａの底板と対向する面には端子７ｃ、７ｄが配置されており、これらの端子を介してモータ７に電力が供給される。端子７ｃ、７ｄは底板４から外部へ突出しており、回路基板等に搭載されたときの接続端子となる。モータ７が例えば３相駆動の場合には端子が３個になる場合がある。また磁気センサを搭載したモータの場合には更に端子が増えることもある。
【００１６】
回転軸７ｂは、モータ本体７ａの底板と反対側の面からラッチングリレー１の本体２の内部方向に延出している。回転軸７ｂの延出部分に回転体９が圧入等により固定されており、回転軸７ｂの回転に伴って回転する。
【００１７】
回転体９は、略円柱形状または略円板形状であり、略中心部がモータ本体７ａの回転軸７ｂと結合している。回転体９のモータ本体７ａと対向する面と反対側の面には導体部１０が設置されている。導体部１０の一端には第１の接続部１０ａと他端に第２の接続部１０ｂを備えている（図３参照。）。回転体９の導体部１０以外の範囲は不導体である。導体部１０は薄い金属板が回転体９の表面に接着されている。または導体部１０の形状に合わせて金属メッキが施されていてもよい。金属メッキは金メッキが好適である。
【００１８】
図１、図２において、回転体９は第１の位置にある。回転体９が第１の位置にあるとき、第１の出力端子５の第１の接点部５ｃが、導体部９の第１の接続部１０ａと接触している。またこのとき、第２の出力端子６の第２の接点部６ｃが、導体部９の第２の接続部１０ｂと接触している。従って、第１の接点部５ｃと第２の接点部６ｃが、導体部１０を介して電気的に導通しており、第１の出力端子５と第２の出力端子６は電気的に導通した状態となる。
【００１９】
図３は、回転体９が第２の位置にあるときの状態を示した図である。回転体９が回転軸７ｂを回転中心としてＤ方向に角度で２０〜２５度回転した後の状態である。このとき第１の接点部５ｃは、第１の接続部１０ａおよび導体部１０に接触しない。また、第２の接点部６ｃは、第２の接続部１０ｂおよび導体部１０に接触しない。従って、第１の出力端子５と第２の出力端子６は電気的に導通しない状態となる。
【００２０】
回転体９の回転はモータ７の端子７ｃ、７ｄにモータ７に相応しいパルス状あるいはパルス状に類似した電圧を加えることにより行われる。回転体９の回転角度は、回転体９の一部に設けられた切り欠き部１１の突き当て部１２ａ、１２ｂと係止部１４によって規制される。
【００２１】
回転体９が、第１の位置にあるとき、突き当て部１２ａが係止部１４に当接し、図３に示したＤ方向と逆方向の回転が規制される。図３において、回転体９が、第２の位置にあるとき突き当て部１２ｂが係止部１４に当接し、Ｄ方向の回転が規制される。
【００２２】
係止部１４は、係止部支柱１３の先端に設けられ、係止部１４の先端が回転体９の切り欠き部１１に入り込んでいる。係止部１４は、支柱部１３の先端部に固定されている。支柱部１３は、一端が底板４に固定されており、係止部１４は、底板４に対して固定された状態となっている。
【００２３】
回転体９の回転角度の大きさは切り欠き部１１、突き当て部１２ａ、１２ｂの位置を変えることによって調整が可能である。例えば２５〜９０度の範囲としてもよい。モータ７の性能によって第１の位置に対する第２の位置を変更する（回転角度を変更する）必要が生じた場合には、切り欠き部１１、突き当て部１２ｂの位置を変更し、さらに導体部１０の形状を変更することにより対処できる。
【００２４】
図４は、第１の接続部の凹部を示した図である。図１におけるＣＣ断面を示している。回転体９が第１の位置にあるとき、第１の出力端子５の第１の接点部５ｃと、導体部１０の第１の接続部１０ａの接触状態を示している。第１の接続部１０ａには第１の接点部５ｃの先端と係合する凹部１０Ｃを有している。凹部１０ｃの形状は球形の一部を切り取ったようなお椀型のような形状である。第１の接点部５ｃの先端は略半球状をしており、この曲率半径をＲ１とし、凹部１０ｃの曲率半径をＲ２とすると、Ｒ２はＲ１よりも大きい。
【００２５】
第１の出力端子５の腕部５ｂは、第１の接点部５ｃを導体部１０に押し付ける方向に押圧力を発揮するバネ性を有している。第１の接点部５ｃが第１の接続部１０ａの凹部１０ｃに落ち込むことによって、回転体９の回転が制動される。従って、回転体９が第１の位置にあるとき、回転体９は回転方向の制動を受けて接触状態が安定する。第２の接点部６ｃが接触する第２の接続部１０ｂも同様な凹部を備える。
【００２６】
回転体９が第１の位置から第２の位置へ回転移動するときには、モータ７の大きな回転トルクによって、第１の接点部５ｃが第１の接続部１０ａの凹部１０ｃから抜け出すための制動力を超えて、回転することが可能である。
【００２７】
なお、図５に示すように、凹部１０ｃの形状は回転体９の円周から回転軸７ｂの方向に伸びるＶ溝部１０ｄであってもよい。凹部は第１の接続部１０ａだけでなく、第２の接続部１０ｂに備えてもよい。また、回転体９が第２の位置にあるときに、第１の接点部５ｃが接触する箇所に凹部を備えてもよく、こうすることによって第２の位置における回転体９の位置が安定する。
【００２８】
図６は、モータ７に印加されるモータ７の駆動電圧波形と第１の出力端子５と第２の出力端子６の接続状態を示した図である。図６（ａ）はモータ７が直流モータである場合に印加されるモータ７の駆動電圧波形の例である。ＯＮパルスとは、回転体９が第２の位置から第１の位置へ移動するために加えられるものであり、ＯＦＦパルスとは、回転体９が第１の位置から第２の位置へ移動するために加えられるものである。ＯＮパルスとＯＦＦパルスは印加電圧の極性が逆である。ＯＮパルスの印加時間Ｔ１、印加電圧Ｖ１、ＯＦＦパルスの印加時間Ｔ２、印加電圧Ｖ２はそれぞれモータ７の性能、回転体９の回転慣性モーメント、接点５ｃ、６ｃと接続部１０ａ、１０ｂの摩擦力、凹部１０ｃから抜け出す力、第１の位置と第２の位置との回転角度等の要素を考慮して適宜決めればよい。
【００２９】
図６（ｂ）は、第１の出力端子５と第２の出力端子６の接続状態を示した図である。モータ７にＯＮパルスを印加した後で、次のＯＦＦパルスが印加されるまで、接続状態が保持されることが示されている。
【００３０】
図７は、導体部１０の別の形状の例を示した図である。図２における導体部１０は、略コの字形状であったが、図７においては、導体部１５は、少し円弧になった略長方形形状である。導体部１５の一端には第１の接続部１５ａと他端に第２の接続部１５ｂを備えている（図８参照。）。
【００３１】
図８は、図７における回転体９が第２の位置に移動したときの状態を示した図である。図８においては、第１の接点部５ｃは、第１の接続部１５ａおよび導体部１５に接触しないが、第２の接点部６ｃは、第２の接続部１５ｂに接触しないが、導体部１５には接触する例である。
【００３２】
以上のように、ラッチングリレー１の第１の出力端子５の第１の接点部５ｃと、第２の出力端子６の第２の接点部６ｃと、モータ７の回転軸７ｂに固定された回転体９に第１の接続部１０ａと第２の接続部１０ｂを備えた導体部１０を設け、回転体９が第１の位置にあるとき、第１の接点部５ｃと第１の接続部１０ａが接触、導通し、第２の接点部６ｃと第２の接続部１０ｂが接触、導通することでラッチングリレー１が接続（導通）状態となり、回転体９が第２の位置にあるとき、少なくとも第１の接点５ｃが導体部１０に接触しないようにすることで、ラッチングリレー１が非接続（非導通）状態となる。回転体９は、ランチングリレー１が外部から衝撃を受けても回転体９が回転するような力が殆ど働かないため、衝撃に強いラッチングリレーとすることができる。更に、第１の接点部５ｃが接触する第１の接続部１０ａの位置に凹部１０ｃやＶ溝部１０ｄを設けることにより、回転体９が安定し、接続状態を安定に維持することができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  ラッチングリレー
２  本体
３  ケース
４  底板
５  第１の出力端子
５ａ  支柱部
５ｂ  腕部
５ｃ  第１の接点部
５ｄ  接続端子部
６  第２の出力端子
６ａ  支柱部
６ｂ  腕部
６ｃ  第２の接点部
６ｄ  接続端子部
７  モータ
７ａ  モータ本体
７ｂ  回転軸
７ｃ  端子
７ｄ  端子
８  設置部材
９  回転体
１０  導体部
１０ａ  第１の接続部
１０ｂ  第２の接続部
１０ｃ  凹部
１０ｄ  Ｖ溝部
１１  切り欠き部
１２ａ  突き当て部
１２ｂ  突き当て部
１３  係止部支柱
１４  係止部
１５  導体部
１５ａ  第１の接続部
１５ｂ  第２の接続部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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