(57)【要約】【課題】吸引力とばね負荷力との整合を容易に行うことのできる電磁石装置およびこれを用いた電磁リレーを得る。【解決手段】電磁石装置３０は、コイル３１が巻回された継鉄３２と、両端部を継鉄３２の両磁極部３２ａ、３２ｂに対向させた状態で揺動可能に取り付けられたアーマチュア３３と、継鉄３２とアーマチュア３３との間に配置された永久磁石３４と、を備えている。また、アーマチュア３３は、アーマチュア本体３３ｅと、当該アーマチュア本体３３ｅの少なくとも一端に延設された延設部３３ａと、を備えている。そして、延設部３ａは、アーマチュア３３を揺動させた際に、継鉄３２の磁極部３２ａに当接することなく対向する対向面３３ｂを有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻回された継鉄と、両端部を前記継鉄の両磁極部に対向させた状態で揺動可能に取り付けられたアーマチュアと、前記継鉄と前記アーマチュアとの間に配置された永久磁石と、を備える電磁石装置であって、
前記アーマチュアは、アーマチュア本体と、当該アーマチュア本体の少なくとも一端に延設された延設部と、を備えており、
前記延設部は、前記アーマチュアを揺動させた際に、前記継鉄の磁極部に当接することなく対向する対向面を有することを特徴とする電磁石装置。
【請求項２】
前記延設部の対向面は、先端に向かうにつれて前記継鉄の磁極部との距離が長くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁石装置。
【請求項３】
前記アーマチュアは、揺動中心軸方向から視た際に、前記アーマチュア本体との間に段差が形成されるように前記延設部を延設したことを特徴とする請求項１に記載の電磁石装置。
【請求項４】
前記延設部の対向面が、前記継鉄の磁極部に向けて凸となる湾曲面であることを特徴とする請求項１に記載の電磁石装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電磁石装置と、
前記アーマチュアに係止されたカードと、
前記カードに取り付けられた可動ばねと、
前記カードの移動に伴って移動する可動接点と、
前記可動接点に対向して配置された固定接点と、
を備えることを特徴とする電磁リレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁石装置およびこれを用いた電磁リレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁石装置として、コイルが巻回された継鉄と、両端部を継鉄の両磁極部に対向させた状態で揺動可能に取り付けられたアーマチュアと、継鉄とアーマチュアとの間に配置された永久磁石と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１では、コイルへの通電のオン・オフ切換により継鉄の励磁状態と無励磁状態とを切り換えることで、継鉄とアーマチュアとの吸引力を変化させてアーマチュアを揺動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−００９００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、継鉄とアーマチュアとの対向面間に空間が形成されるため、継鉄とアーマチュアとの間に流れる磁束にロスが生じてしまう。そのため、無励磁状態における吸引力と励磁状態における吸引力との差（吸引力幅）が小さく、吸引力とばね負荷力との整合を容易に行うことができなかった。
【０００６】
ここで、無励磁状態における吸引力と励磁状態における吸引力との差（吸引力幅）を大きくするためには、継鉄とアーマチュアとの対向面積を大きくすることが考えられる。しかしながら、継鉄とアーマチュアとの対向面積を単に大きくするだけでは、アーマチュアの移動ストロークが変化してしまうため、やはり、吸引力とばね負荷力との整合を容易に行うことができないという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、吸引力とばね負荷力との整合を容易に行うことのできる電磁石装置およびこれを用いた電磁リレーを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴は、コイルが巻回された継鉄と、両端部を前記継鉄の両磁極部に対向させた状態で揺動可能に取り付けられたアーマチュアと、前記継鉄と前記アーマチュアとの間に配置された永久磁石と、を備える電磁石装置であって、前記アーマチュアは、アーマチュア本体と、当該アーマチュア本体の少なくとも一端に延設された延設部と、を備えており、前記延設部は、前記アーマチュアを揺動させた際に、前記継鉄の磁極部に当接することなく対向する対向面を有することを要旨とする。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、前記延設部の対向面は、先端に向かうにつれて前記継鉄の磁極部との距離が長くなるように形成されていることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、前記アーマチュアは、揺動中心軸方向から視た際に、前記アーマチュア本体との間に段差が形成されるように前記延設部を延設したことを要旨とする。
【００１１】
本発明の第４の特徴は、前記延設部の対向面が、前記継鉄の磁極部に向けて凸となる湾曲面であることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第５の特徴は、電磁リレーであって、前記電磁石装置と、前記アーマチュアに係止されたカードと、前記カードの移動に伴って移動する可動接点と、前記可動接点に対向して配置された固定接点と、を備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アーマチュアを揺動させた際に、継鉄の磁極部に当接することなく対向する対向面を有する延設部をアーマチュア本体の少なくとも一端に設けている。そのため、アーマチュアの移動ストロークを変更することなく吸引力幅を向上させることができる。その結果、吸引力とばね負荷力との整合を容易に行うことができるようになる。したがって、本発明によれば、吸引力とばね負荷力との整合を容易に行うことのできる電磁石装置およびこれを用いた電磁リレーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電磁リレーを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる電磁石装置とカードとの係止状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる電磁石装置を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるアーマチュアを示す側面図である。
【図５】電磁石装置の磁路を説明する図であって、（ａ）は、無励磁の状態における磁路を模式的に示す側面図、（ｂ）は、励磁した状態における磁路を模式的に示す側面図である。
【図６】アーマチュアのストロークと吸引力との関係を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の第１変形例にかかるアーマチュアを示す側面図である。
【図８】本発明の一実施形態の第２変形例にかかるアーマチュアを示す側面図である。
【図９】本発明の一実施形態の第３変形例にかかるアーマチュアを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
本実施形態にかかる電磁リレー１は、電磁リレー本体部１０を備えており、組立後の状態において、図示せぬカバーが被せられた箱体として形成されるものである。
【００１７】
電磁リレー本体部１０は、図１に示すように、電磁石装置（駆動部）３０および複数（本実施形態では６つ）の接点機構６０をボディ２０に組み付けることで形成されている。
【００１８】
そして、通電のオン・オフ切換により電磁石装置（駆動部）３０を駆動させ、当該電磁石装置（駆動部）３０の駆動をカードケース５１を介してカード５０に伝達することで、複数の接点機構６０の開状態・閉状態を切り換えられるようにしている。
【００１９】
電磁石装置（駆動部）３０は、コイル３１が巻回された継鉄３２と、両端部を継鉄３２の両磁極部３２ａ、３２ｂに対向させた状態で揺動可能に取り付けられたアーマチュア３３と、継鉄３２とアーマチュア３３との間に配置された永久磁石３４と、を備えている。
【００２０】
具体的には、継鉄３２は、図３に示すように、略Ｃ字状をしており、中央部にコイル３１が巻回されている。そして、略Ｃ字状の両端部がそれぞれ磁極部３２ａ、３２ｂとなっている。
【００２１】
アーマチュア３３は、略棒状に形成されており、当該アーマチュア３３の略中央部には、永久磁石３４が取り付けられている。そして、継鉄３２の両磁極部３２ａ、３２ｂ間に永久磁石３４が位置するようにアーマチュア３３を配置し、アーマチュア３３の両端部が継鉄３２の両磁極部３２ａ、３２ｂに対向するようにしている。
【００２２】
このアーマチュア３３は、揺動中心軸Ｃを中心として、一端側が磁極部３２ａに当接する位置と他端側が磁極部３２ｂに当接する位置との間で揺動するように、ボディ２０の延設部２０ａに取り付けられている。
【００２３】
本実施形態では、アーマチュア３３および永久磁石３４は、アーマチュア３３の揺動に伴って揺動するカードケース５１によって覆われている。そして、カードケース５１の支軸５１ａをボディ２０の延設部２０ａに取り付けることで、アーマチュア３３をボディ２０の延設部２０ａに揺動可能に取り付けている。
【００２４】
また、電磁石装置３０には、図示せぬ基板に接続するための基板接続用端子３０ａが設けられており、コイル３１がこの基板接続用端子３０ａに電気的に接続されている。
【００２５】
そして、ボディ２０の長手方向に延在する略矩形状のカード５０がカードケース５１の一端５１ｂに係止されており、カード５０に後述する可動接点部６２の板ばね（可動ばね）６２ｂが取り付けられている。本実施形態では、カード５０には挿通孔５０ａおよび挿通孔５０ｂが形成されている。そして、挿通孔５０ａにカードケース５１の一端５１ｂを挿通させることで、カード５０がカードケース５１の一端５１ｂに係止されている。また、挿通孔５０ｂに可動接点部６２の板ばね（可動ばね）６２ｂの先端を挿通させることで、カード５０に板ばね（可動ばね）６２ｂが取り付けられている。この構成により、アーマチュア３３の動作を板ばね（可動ばね）６２ｂに伝達することができるようになっている。
【００２６】
また、本実施形態では、可動ばね４０がカード５０に取り付けられている。
【００２７】
複数の接点機構６０は、それぞれ、固定接点部６１および可動接点部６２を備えている。
【００２８】
固定接点部６１は、固定板６１ｂと、固定板６１ｂに設けられた基板接続用の端子６１ｃと、固定板６１ｂに設けられた固定接点６１ａと、を備えている。
【００２９】
一方、可動接点部６２は、カード５０に取り付けられる薄板状の板ばね６２ｂと、当該板ばね６２ｂの根元部分に取り付けられた固定板６２ｃと、を備えている。さらに、可動接点部６２は、固定板６２ｃに設けられた基板接続用の端子６２ｄと、板ばね６２ｂの先端部分に設けられ、固定接点６１ａと接離可能な可動接点６２ａと、を備えている。
【００３０】
そして、各端子６１ｃ，６２ｄがそれぞれボディ２０から突出するように、固定接点部６１および可動接点部６２をボディ２０に圧入することで、固定接点部６１および可動接点部６２をボディ２０に組み付けている。
【００３１】
なお、本実施形態では、ボディ２０の表裏両側にそれぞれ３つの接点機構６０が設けられている。
【００３２】
また、接点機構６０の固定接点部６１および可動接点部６２には、それぞれ１つの接点６１ａ，６２ａが設けられている。
【００３３】
そして、本実施形態では、図１における接点機構６０のうち電磁石装置（駆動部）３０に近い側の接点機構６０を常開接点となるようにしている。すなわち、常開接点としての接点機構６０は、電磁石装置（駆動部）３０が無励磁の状態では、接点６１ａ，６２ａが離間しており、電磁石装置（駆動部）３０を励磁させると、接点６１ａ，６２ａが接触するようになっている。
【００３４】
一方、その他の接点機構６０は、常閉接点としている。すなわち、常閉接点としての接点機構６０は、電磁石装置（駆動部）３０が無励磁の状態では、接点６１ａ，６２ａが接触しており、電磁石装置（駆動部）３０を励磁させると、接点６１ａ，６２ａが離間するようになっている。
【００３５】
このように、本実施形態では、電磁リレー１を多極型の電磁リレーとしている。電磁リレー１を多極型の電磁リレーとすることで、１つの電磁リレーを、多様な回路に対応させることができ、信号制御用電磁リレーや高電流制御用電磁リレー等様々な用途に応じた電磁リレーとして使用することが可能となる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態にかかる電磁リレー１は、電磁石装置３０と、電磁石装置３０のアーマチュア３３に係止されたカード（カードケース５１、カード５０）と、を備えている。また。電磁リレー１は、カード（カードケース５１、カード５０）に取り付けられた可動ばね４０と、カード（カードケース５１、カード５０）の移動に伴って移動する可動接点６２ａと、可動接点６２ａに対向して配置された固定接点６１ａと、を備えている。
【００３７】
次に、かかる構成をした電磁リレー１の動作を説明する。
【００３８】
まず、電磁石装置（駆動部）３０が無励磁の状態では、常閉接点としての接点機構６０が閉じた状態（接点６１ａ，６２ａが接触した状態）となっている。一方、常開接点としての接点機構６０は、開いた状態（接点６１ａ，６２ａが離隔した状態）となっている。
【００３９】
そして、電磁石装置（駆動部）３０を励磁させると、アーマチュア３３が、図３において時計回りに回動する。そして、アーマチュア３３の回動に伴い、アーマチュア３３に取り付けられたカードケース５１も時計回りに回動し、カードケース５１に係止されたカード５０がボディ２０の長手方向一方側（図１の下側）に移動する。その結果、カード５０に取り付けられた板ばね６２ｂがボディ２０の長手方向一方側（図１の下側）に移動し、常閉接点としての接点機構６０が開いた状態（接点６１ａ，６２ａが離隔した状態）となる。一方、常開接点としての接点機構６０は、閉じた状態（接点６１ａ，６２ａが接触した状態）となる。
【００４０】
そして、電磁石装置（駆動部）３０の励磁を解除すると、アーマチュア３３が、図３において反時計回りに回動する。そして、アーマチュア３３の回動に伴い、アーマチュア３３に取り付けられたカードケース５１も反時計回りに回動し、カードケース５１に係止されたカード５０がボディ２０の長手方向他方側（図１の上側）に移動する。その結果、カード５０に取り付けられた板ばね６２ｂがボディ２０の長手方向他方側（図１の上側）に移動し、常閉接点としての接点機構６０が閉じた状態（接点６１ａ，６２ａが接触した状態）となる。一方、常開接点としての接点機構６０は、開いた状態（接点６１ａ，６２ａが離隔した状態）となる。
【００４１】
ところで、本実施形態の電磁石装置３０の構成では、継鉄３２とアーマチュア３３との対向面間に空間が形成されるため、継鉄３２とアーマチュア３３との間に流れる磁束にロスが生じてしまう（図５参照）。そのため、無励磁状態における吸引力と励磁状態における吸引力との差（吸引力幅）が小さくなってしまうという問題がある。特に、図６のＡで示す吸引力幅および図６のＢで示す吸引力幅が小さいと、アーマチュア３３の吸引力と可動ばね４０のばね負荷力との整合を容易に行うことができない。なお、図６のＡで示す吸引力幅は、アーマチュア３３が継鉄３２に対して平行な状態における吸引力幅を示している。また、図６のＢで示す吸引力幅は、可動ばね４０の弾性復元力に抗してアーマチュア３３を移動させて磁極部３２ａに当接させた状態における吸引力幅を示している。
【００４２】
そこで、継鉄３２とアーマチュア３３との対向面積を大きくすることで、無励磁状態におけるアーマチュア３３の吸引力と励磁状態におけるアーマチュア３３の吸引力との差（吸引力幅）を大きくすることが考えられる。しかしながら、継鉄３２とアーマチュア３３との対向面積を単に大きくするだけでは、アーマチュア３３の移動ストロークが変化してしまう。そのため、対向面積を単に大きくするだけでも、アーマチュア３３の吸引力と可動ばね４０のばね負荷力との整合を容易に行うことができないという問題がある。
【００４３】
そこで、本実施形態では、アーマチュア本体３３ｅの一端（カードが係止されれる側：少なくとも一端）に、延設部３３ｃを設け、継鉄３２とアーマチュア３３との対向面積が大きくなるようにした。
【００４４】
さらに、延設部３３ｃの継鉄３２の磁極部３２ａと対向する対向面３３ａが、アーマチュア３３を揺動させた際に、継鉄３２の磁極部３２ａに当接することなく対向するようにした。
【００４５】
すなわち、アーマチュア本体３３ｅの一端が継鉄３２の磁極部３２ａに当接した状態であっても、延設部３３ｃの対向面３３ａが継鉄３２の磁極部３２ａに当接しないように延設部３３ｃを設けた。
【００４６】
具体的には、延設部３３ｃを揺動中心軸Ｃ方向から視たときにテーパ状となるように形成し、延設部３３ｃの対向面３３ａが先端に向かうにつれて継鉄３２の磁極部３２ａとの距離が長くなるようにしている。そして、対向面３３ａの傾斜角度を調節することで、アーマチュア本体３３ｅの一端が継鉄３２の磁極部３２ａに当接した状態で対向面３３ａが磁極部３２ａに当接しないようにしている。
【００４７】
本実施形態では、揺動中心軸Ｃ方向から視た状態で、アーマチュア本体３３ｅの磁極部３２ａとの対向面と、延設部３３ｃの対向面３３ａとのなす鋭角が約２０°となるようにしている。
【００４８】
以上、説明したように、本実施形態では、アーマチュア３３を揺動させた際に、継鉄３２の磁極部３２ａに当接することなく対向する対向面３３ｂを有する延設部３３ａをアーマチュア本体３３ｅの少なくとも一端に設けている。
【００４９】
そのため、継鉄３２とアーマチュア３３との対向面積が大きくなり、図６のＡで示す吸引力幅および図６のＢで示す吸引力幅を大きくすることができる。
【００５０】
さらに、延設部３３ａに邪魔されることなく、アーマチュア本体３３ｅの一端が磁極部３２ａに当接するまでアーマチュア３３を揺動させることができる。
【００５１】
したがって、本実施形態にかかる電磁石装置３０によれば、アーマチュア３３の移動ストロークを変更することなく、アーマチュア３３の吸引力幅を向上させることができる。その結果、アーマチュア３３の吸引力と可動ばね４０のばね負荷力との整合を容易に行うことができるようになる。
【００５２】
以上より、本実施形態によれば、アーマチュア３３の吸引力と可動ばね４０のばね負荷力との整合を容易に行うことのできる電磁石装置３０およびこれを用いた電磁リレー１を得ることができる。
【００５３】
次にアーマチュア３３の変形例について説明する。
【００５４】
（第１変形例）
本変形例にかかるアーマチュア３３Ａは、アーマチュア本体３３ｅと、当該アーマチュア本体３３ｅの少なくとも一端に延設された延設部３３ａＡと、を備えている。
【００５５】
そして、延設部３３ａＡは、アーマチュア３３Ａを揺動させた際に、継鉄３２の磁極部３２ａに当接することなく対向する対向面３３ｂＡを有している。
【００５６】
具体的には、アーマチュア３３Ａは、揺動中心軸Ｃ方向から視た際に、アーマチュア本体３３ｅとの間に段差が形成されるように延設部３３ｂＡを延設している。
【００５７】
以上の本変形例によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００５８】
（第２変形例）
本変形例にかかるアーマチュア３３Ｂは、アーマチュア本体３３ｅと、当該アーマチュア本体３３ｅの少なくとも一端に延設された延設部３３ａＢと、を備えている。
【００５９】
そして、延設部３３ａＢは、アーマチュア３３Ｂを揺動させた際に、継鉄３２の磁極部３２ａに当接することなく対向する対向面３３ｂＢを有している。
【００６０】
本変形例では、延設部３３ａＢの対向面３３ｂＢが、継鉄３２の磁極部３２ａに向けて凸となる湾曲面となるように形成されている。
【００６１】
具体的には、揺動中心軸Ｃ方向から視た際に、対向面３３ｂＢが四半円弧状となるように延設部３３ａＢが形成されている。
【００６２】
以上の本変形例によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００６３】
（第３変形例）
本変形例にかかるアーマチュア３３Ｃは、アーマチュア本体３３ｅを備えている。そして、アーマチュア本体３３ｅの両端に、延設部３３ａＣおよび３３ｃＣがそれぞれ延設されている。
【００６４】
そして、延設部３３ａＣは、アーマチュア３３Ａを揺動させた際に、継鉄３２の磁極部３２ａに当接することなく対向する対向面３３ｂＣを有している。
【００６５】
また、延設部３３ｃＣは、アーマチュア３３Ａを揺動させた際に、継鉄３２の磁極部３２ｂに当接することなく対向する対向面３３ｄＣを有している。
【００６６】
本変形例では、延設部３３ａＣおよび３３ｃＣは、揺動中心軸Ｃ方向から視たときにテーパ状となるように形成されている。なお、延設部３３ａＣもしくは延設部３３ｃＣの形状を第１変形例もしくは第２変形例に示した形状とすることも可能である。
【００６７】
ここで、本変形例では、延設部３３ａＣの対向面積の方が延設部３３ｃＣの対向面積よりも大きくなるようにしている。
【００６８】
ところで、延設部３３ｃＣを設けると、他端側（カードが係止されれる側とは反対側）の対向面積が増加してしまうため、図６のＡおよびＢで示す吸引力幅が小さくなってしまう。しかしながら、延設部３３ｃＣを設けたことによる他端側の対向面積の増加分以上に、一端側の対向面積を増加させるようにすれば、全体として、図６のＡおよびＢで示す吸引力幅を大きくすることができる。
【００６９】
このように、本変形例によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができるようになる。
【００７０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００７１】
例えば、上記実施形態では、電磁リレー１を多極型の電磁リレーとしたものを例示したが、１つの接点機構が設けられた電磁リレーに本発明を適用することも可能である。
【００７２】
また、可動ばねや接点、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１  電磁リレー
３０  電磁石装置
３１  コイル
３２  継鉄
３２ａ，３２ｂ  磁極部
３３  アーマチュア
３４  永久磁石
４０  可動ばね
５０  カード
５１  カードケース（カード）
６１ａ  固定接点
６２ａ  可動接点
【図１】
2013062033.tif 000003
【図２】
2013062033.tif 000004
【図３】
2013062033.tif 000005
【図４】
2013062033.tif 000006
【図５】
2013062033.tif 000007
【図６】
2013062033.tif 000008
【図７】
2013062033.tif 000009
【図８】
2013062033.tif 000010
【図９】
2013062033.tif 000011