(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄芯にコイルを巻回して得られる電磁石ブロックの励磁，消磁に基づき、回動する可動鉄片と共に磁気回路を形成する永久磁石の磁力を利用して接点機構を駆動する有極リレーにおいて、
調整しようとする有極リレーにかかる試作サンプルの影響因子のうち、少なくとも減磁条件毎の動作電圧および復帰電圧の実測値を入力して推定式を得、調整すべき有極リレーの影響因子を前記推定式に入力し、得られた減磁条件毎の動作電圧予測値および復帰電圧予測値に基づいて最適な減磁条件を決定した後、前記減磁条件で前記有極リレーの永久磁石を減磁機で減磁して調整することを特徴とする有極リレーの調整方法。
【請求項２】
有極リレーにかかる試作サンプルの影響因子に、可動接触片の板厚、コイルの電気抵抗、永久磁石の体積、可動鉄片のストロークおよび可動接触片のフォローのうちの少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項１に記載の有極リレーの調整方法。
【請求項３】
調整すべき有極リレーの影響因子に、動作特性および復帰電圧の実測値の他、可動接触片の板厚、コイルの電気抵抗、永久磁石の体積、可動鉄片のストロークおよび可動接触片のフォローのうちの少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の有極リレーの調整方法。
【請求項４】
鉄芯にコイルを巻回して得られる電磁石ブロックの励磁，消磁に基づき、回動する可動鉄片と共に磁気回路を形成する永久磁石の磁力を利用して接点機構を駆動する有極リレーにおいて、
調整しようとする有極リレーにかかる試作サンプルの影響因子のうち、少なくとも減磁条件毎の動作電圧および復帰電圧の実測値を入力して推定式を得、調整すべき有極リレーの影響因子を前記推定式に入力し、得られた減磁条件毎の動作電圧予測値および復帰電圧予測値に基づいて最適な減磁条件を決定した後、前記減磁条件で前記有極リレーの永久磁石を減磁機で減磁して調整することを特徴とする有極リレーの調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有極リレーの調整方法、特に、永久磁石の磁力を減磁して所望の動作特性に調整する調整方法および調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有極リレーの動作特性にかかる調整方法としては、例えば、特開平１０−１２１１５号公報に記載の調整方法がある。
すなわち、調整される有極リレーは、鉄芯にコイルが巻回された電磁石と、起磁力が所定値を有するように着磁されて電磁石の鉄芯と共に磁路を形成する永久磁石と、コイルが励磁された電磁石に応動して接離する接点部と、を備えた有極リレーにおいて、永久磁石が、起磁力を所定値よりも５乃至１０％大きくし得る体積を有したものである。
【０００３】
前記有極リレーの調整方法としては、まず、フル着磁した永久磁石を用いて電磁リレーを組み立てる。そして、電磁リレーの感動（動作）電圧および開放（復帰）電圧を計測する。ついで、感動電圧が狙いとする値からばらついている場合には、起磁力に大きく係る感動電圧に基づき、定格電圧に対する割合に応じて階層分けする。さらに、それらの階層毎に設定した減磁電圧を有極リレーの永久磁石に印加し、永久磁石を減磁する。その後、電磁リレーの感動電圧および開放電圧を計測し、感動電圧が狙いとする値からばらついている場合には、前述の手順により、再度、永久磁石を減磁していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第３欄第１４行目から第１５行目にかけて「電磁リレーは、後述する永久磁石７の減磁により開放電圧が調整されない」と記載されている。したがって、従来例に係る発明は感動電圧のみを目標にして調整していることは明らかである。さらに、前述の調整方法では、電磁リレーの測定結果ごとに階層分けしているが、階層の分け方が粗い。このため、永久磁石に所定の減磁条件で調整しても、感動電圧の規格の中央値に収束しにくい。この結果、必ずしも１回の減磁調整だけで所望の動作特性を確保できない場合があり、調整に手間がかかった。
【０００５】
本発明は、前記問題点に鑑み、有極リレーの動作特性を簡単、かつ、迅速に調整できる有極リレーの調整方法および調整装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる有極リレーの調整方法は、前記目的を達成すべく、鉄芯にコイルを巻回して得られる電磁石ブロックの励磁，消磁に基づき、回動する可動鉄片と共に磁気回路を形成する永久磁石の磁力を利用して接点機構を駆動する有極リレーにおいて、調整しようとする有極リレーにかかる試作サンプルの影響因子のうち、少なくとも減磁条件毎の動作電圧および復帰電圧の実測値を入力して推定式を得、調整すべき有極リレーの影響因子を前記推定式に入力し、得られた減磁条件毎の動作電圧予測値および復帰電圧予測値に基づいて最適な減磁条件を決定した後、前記減磁条件で前記有極リレーの永久磁石を減磁機で減磁して調整する工程からなる。
【０００７】
したがって、本発明にかかる調整方法によれば、有極リレーそれぞれの影響因子に基づく推定式で決定した最適減磁条件で永久磁石の磁力を減磁する。このため、一回の減磁加工で所望の動作特性を確保でき、有極リレーの歩留まりが改善されるだけでなく、調整作業の効率が向上する。
また、前述の推定式によって調整可能な有極リレーであるか否かを調整前に判断できる。このため、調整不能な有極リレーを調整前に予め取り除けるので、無駄な調整作業を無くすことができ、生産性がより一層向上する。
【０００８】
また、有極リレーにかかる試作サンプルの影響因子には、可動接触片の板厚、コイルの電気抵抗、永久磁石の体積、可動鉄片のストロークおよび可動接触片のフォローのうちの少なくとも１つが含まれていてもよい。
本実施形態によれば、影響因子の数が増えることにより、推定式の精度が向上する。
【０００９】
調整すべき有極リレーの影響因子には、動作特性および復帰電圧の実測値の他、可動接触片の板厚、コイルの電気抵抗、永久磁石の体積、可動鉄片のストロークおよび可動接触片のフォローのうちの少なくとも１つが含まれていてもよい。
本実施形態によれば、影響因子の数が増加することにより、調整作業の精度がより一層向上する。
【００１０】
また、本発明にかかる有極リレーの調整装置によれば、鉄芯にコイルを巻回して得られる電磁石ブロックの励磁，消磁に基づき、回動する可動鉄片と共に磁気回路を形成する永久磁石の磁力を利用して接点機構を駆動する有極リレーにおいて、調整しようとする有極リレーにかかる試作サンプルの影響因子のうち、少なくとも減磁条件毎の動作電圧および復帰電圧の実測値を入力して推定式を得、調整すべき有極リレーの影響因子を前記推定式に入力し、得られた減磁条件毎の動作電圧予測値および復帰電圧予測値に基づいて最適な減磁条件を決定した後、前記減磁条件で前記有極リレーの永久磁石を減磁機で減磁して調整する構成としてある。
【００１１】
したがって、本発明にかかる調整装置によれば、有極リレーを簡単、かつ、迅速に調整できる調整装置が得られるという効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施形態を図１ないし図１３の添付図面に従って説明する。
本発明にかかる実施形態は、図１ないし図４に示す有極リレーに適用した場合である。
すなわち、本実施形態にかかる有極リレーは、大略、電磁石ブロック１０に２次成形を施して形成したベースブロック２０と、可動ブロック３０と、ケース４０とからなるものである。ちなみに、この有極リレーの外形寸法（横幅×縦幅×高さ）は１０ｍｍ×６．５ｍｍ×５ｍｍであり、手作業による調整作業は極めて困難である。
【００１３】
前記電磁石ブロック１０は、図３（Ｂ）および図４に示すように、略コ字形の鉄芯１１に１次成形を施することにより、鉄芯１１の両端に鍔部１２，１２をそれぞれ形成した後、前記鉄芯１１の中間部にコイル１３を巻回して形成したものである。
【００１４】
ベースブロック２０は、図示しないリードフレームに前記電磁石ブロック１０を接続し、これを金型内に位置決めして２次成形を施した後、前記リードフレームから各端子２１〜２４を切り離して屈曲したものである。前記リードフレームには、共通端子２１，固定接点端子２２，２３およびコイル端子２４を予め切り出して屈曲してある。また、前記固定接点端子２２，２３には、固定接点２２ａ，２３ａが予めそれぞれ設けられている。
【００１５】
前述の２次成形によって得られたベースブロック２０は、図１に示すように、その上面に浅底の凹所２５を有し、この凹所２５の底面の略中央部に一対の凸部２６ａ，２６ｂが突設されている。また、前記凹所２５の隅部には固定接点端子２２，２３の固定接点２２ａ，２３ａがそれぞれ露出している。さらに、隣り合う固定接点２２ａ，２２ａの間、および、隣り合う固定接点２３ａ，２３ａの間には、鉄芯１１の磁極部１１ａ，１１ｂがそれぞれ露出している。そして、鉄芯１１の磁極部１１ａ，１１ｂは平面略コ字形の絶縁壁２７で固定接点２２ａ，２３ａからそれぞれ仕切られている。また、前記ベースブロック２０の開口縁部のうち、その側辺の略中央部の隅部から共通端子２１の接続受け部２１ａが露出している。
【００１６】
可動ブロック３０は、図３（Ｂ）および図４に示すように、永久磁石３１の両側に可動接触片３２，３２を並設するとともに、前記永久磁石３１の上面に可動鉄片３３を重ね合わせた後、樹脂モールドで絶縁台３４を形成し、一体化したものである。
【００１７】
可動接触片３２は、導電性薄板ばね材を打ち抜いて形成したものであり、両端部をそれぞれ巾方向に分割して形成した各分割片に、可動接点３２ａ，３２ｂがそれぞれ設けられている。さらに、可動接触片３２は、その側辺の略中央部から略Ｔ字形の接続部３２ｃが側方に延在している。
【００１８】
そして、前記ベースブロック２０に可動ブロック３０を上方から落とし込み、絶縁台３４の下面に設けた一対の凹部３４ａ，３４ｂ（図２）を、ベースブロック２０の上面に突設した凸部２６ａ，２６ｂに嵌合すると、自動的に位置決めされる。さらに、前記可動接触片３２の接続部３２ｃを共通端子２１の接続受け部２１ａに溶接することにより、可動ブロック３０が回動可能に支持される。
【００１９】
ケース４０は、図１に示すように、前記ベースブロック２０に嵌合可能な箱形状を有し、その開口縁部に嵌合用切り欠き部４１が形成されている。また、ケース４０は、天井面縁部にガス抜き孔４２を有している。
【００２０】
そして、可動ブロック３０を組み付けたベースブロック２０にケース４０を組み付け、前記端子２１〜２４に切り欠き部４１をそれぞれ嵌合する。ついで、ベースブロック２０とケース４０との接合面をシールした後、ケース４０のガス抜き孔４２（図４） から内部ガスを抜き、前記ガス抜き孔４２を熱封止することにより、組立作業が完了する。
【００２１】
次に、前述の構造を有する電磁継電器の動作について説明する。
まず、図５（Ａ）に示すように、電磁石ブロック１０のコイル１６に電圧が印加されていない場合、永久磁石の磁束による磁力により、可動鉄片３３の一端部３３ａが鉄芯１１の磁極部１１ａに吸着し、磁気回路を閉成しているとともに、可動接触片３２の可動接点３２ａが固定接点２２ａに接触している。
【００２２】
そして、図５（Ｂ）に示すように、前記電磁石ブロック１０のコイル１６に、永久磁石の磁束を打ち消す磁束が生じるように電圧を印加すると、永久磁石の磁力および接続部３２ｃのバネ力に抗して可動鉄片３３が回動し、これにつれて可動接触片３２が回動する。このため、可動接点３２ａが固定接点２２ａから開離した後、可動接点３２ｂが固定接点２２ｂに接触する。ついで、可動鉄片３３の他端部３３ｂが鉄芯１１の磁極部１１ｂに吸着する。
【００２３】
そして、前述の電圧の印加を解くと、接続部３２ｃのバネ力および永久磁石の磁力により、可動鉄片３３が前述の回動方向と逆方向に反転し、これにつれて可動接触片３２も回動する。このため、可動接点３２ｂが固定接点２２ｂから開離し、可動接点３２ａが固定接点２２ａに接触した後、可動鉄片３３の一端部３３ａが鉄芯１１の磁極部１１ａに吸着し、元の状態に復帰する。
【００２４】
次に、前述の有極リレーの調整工程は、以下の手順に従って行われる。なお、本実施形態で使用する用語を予め明確にしておく。ただし、技術汎用化の見地より、定格電圧に対する比率で動作電圧、復帰電圧を表す。
【００２５】
定格電圧とは、有極リレーを確実に動作させるのに必要なコイルに印加する電圧をいい、単位はボルト（Ｖ）である。
動作電圧（ＰＶ）とは、有極リレーのコイルに印加する電圧を少しずつ上昇させながら接点の開閉を監視して計測し、常閉接点が電気的に完全に開離した後、常開接点のいずれかが電気的に接触したときのコイル印加電圧をいう。
復帰電圧（ＤＶ）とは、有極リレーのコイルに印加する電圧を少しずつ下降させながら接点の開閉を監視して計測し、常開接点が電気的に完全に開離した後、常閉接点のいずれかが電気的に接触したときのコイル印加電圧をいう。
可動鉄片のストロークとは、図５（Ｃ）に示すように、可動鉄片の先端縁部における揺動距離Ｓをいう。単位はミクロン（μｍ）である。
接点フォロー（可動接点フォロー）とは、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、可動鉄片が開状態（図６（Ａ））から閉状態（図６（Ｂ））に移行した後、可動接点が更に押し込まれる量をいう。具体的には、開状態と閉状態とにおける可動鉄片から可動接触片まで段差（Ｍ，Ｎ）の差Ｌ（＝Ｍ−Ｎ）を計測して求める。単位はミクロン（μｍ）である。
【００２６】
減磁条件とは、永久磁石の磁力を減少させるための加工条件をいい、磁場の強さと加工時間とによって決まる。
磁場の強さは一般に磁界強度または磁束密度で表されるが、本発明では、ＳＩ単位（Ｔ：テスラー）および非ＳＩ単位（Ｇ：ガウス）間での換算が容易であること、及び、計測の簡便性から、磁束密度で説明する。
加工時間には、調整される有極リレーを減磁機の磁極間に固定し、減磁機のコイルに減磁電流を流す場合には、減磁電流を流す時間で規定される。また、減磁機のコイルに減磁電流を流しておき、減磁機の磁極間を一定速度で有極リレーを通過させる場合には、有極リレーの通過時間で規定される。
【００２７】
前記調整工程は、大略、学習工程および量産工程の２つの工程に分かれる。
すなわち、前記学習工程は、図７のフローチャートで示すように、量産工程で使用する制御装置に組み込む推定式を求めるための工程である。
すなわち、ステップＳ１では部品寸法や組立位置を公差内で変更し、推定式学習用リレーサンプルを試作する。試作は、動作電圧と復帰電圧とに影響を与える影響因子を組み合せて試作する。各因子の水準は製品規格の上限値、中央値および下限値の３通りである。このため、例えば、影響を与える因子が図８に示すように、可動接触片の板厚、永久磁石の体積、コイルの電気抵抗、可動鉄片のストローク、可動接触片のフォローの５つであれば、合計２４３通りの組み合せが考えられる。信頼性を高めるため、同一水準の学習用リレーサンプルを複数個、準備しておくことが好ましい。
【００２８】
なお、影響を与える因子としては、図８に示した因子の他に、例えば、可動接触片のヤング率、コイルの巻回数、さらに、可動鉄片の外形寸法、鉄芯の外形寸法、および、これらの磁気抵抗等も影響因子として入力してもよい。
【００２９】
そして、試作した推定式学習用リレーサンプルのそれぞれに対し、ステップＳ２で、減磁条件を徐々に変えて減磁し、その都度、減磁後の動作電圧および復帰電圧を測定し、学習用データベースを作成する。
【００３０】
ステップＳ３で作成した学習用データベースから解析ソフトによって推定式を学習させる。本実施形態では、入出力関係式の関数が不明であるので、ニューラル・ネットワーク手法に基づく解析ソフトにより、最適な推定式を求めた。そして、ステップＳ４で学習した推定式を制御装置に組み込むことにより、学習工程が終了する。
【００３１】
次に、量産工程では、図９に示すフローチャートから明らかなように、ステップＳ１０で調整すべき有極リレーのフル着磁状態の諸特性値を計測する。そして、ステップＳ１１でフル着磁状態の諸特性の実測値と、少しずつ変えた減磁条件とを推定式に代入し（図１０）、減磁加工後の動作電圧および復帰電圧の変化を減磁条件毎に予測する。ついで、ステップＳ１２で得られた動作電圧、復帰電圧および差電圧（ＶＤ）の予測値の全てが良品になり、かつ、動作電圧および復帰電圧の予測値が規格中央値に一番近くなる減磁条件を最適値とする。そして、ステップＳ１３で決定した最適減磁条件で個々の有極リレーを減磁する。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明にかかる調整方法の実施例について説明する。
まず、学習工程では、図８に示す因子に基づいて学習用サンプルリレーを作成した。そして、各サンプル毎に減磁条件を変えることにより、減磁後の動作電圧および復帰電圧を実測し、データを収集した。収集結果の一例を図１１の図表に示す。なお、図１１においては、便宜上、可動接触片の板厚、永久磁石の体積、コイルの電気抵抗は表記されていない。
【００３３】
次に、ニューラル・ネットワーク手法に基づく解析ソフトに前記データを入力し、推定式を求めた。そして、求めた推定式に、図１０に示すように、フル着磁した調整すべき有極リレーサンプルの動作電圧および復帰電圧の実測値、可動鉄片のストローク、可動接触片のフォローを入力するとともに、減磁条件を徐々に変えて減磁加工後の動作電圧および復帰電圧の予測値を求める。ついで、この予測値と前述の減磁後実測値とを比較した。その一例を図１２に示す。なお、減磁後予測値と減磁後実測値との差が０．０５以下であれば、実用上の問題はない。このため、図１２により、得られた推定式が実用レベルであることが判った。
【００３４】
そして、得られた推定式を減磁機の制御装置に組み込む。ついで、調整しようとするリレーの影響因子を測定し、その実測値を前記制御装置に入力し、減磁後の動作電圧および復帰電圧の予測値を求める。入力する影響因子は、フル着磁した場合の動作電圧および復帰電圧、可動接触片のフォロー、可動鉄片のストロークである。
【００３５】
前記因子は生産ラインにおいて全て自動的に検出されるものである。例えば、可動鉄片のストロークおよび可動接触片のフォローはレーザ光線を利用したレーザ変位計で測定される。
【００３６】
ついで、これらを判別ソフトで判別する。このとき、動作電圧および復帰電圧のみならず、両者の差電圧も適合しているか否かを判別する。判別対象の有極リレーは次の方法で管理されている。すなわち、
ＰＶ（動作電圧）＝０．６０±０．１０  ・・・・・・（１）式
ＤＶ（復帰電圧）＝０．３０±０．１０  ・・・・・・（２）式
ＶＤ（差電圧）≧０．２５  ・・・・・・・・・・・・（３）式
の（１）式から（３）式までを同時に満たしているか否かで良否を判断した。その結果を表した図１３から明らかなように、合格したものには「ＯＫ」、不合格のものには「ＮＧ」と表記している。そして、ＰＶ、ＤＶおよびＶＤの全てが合格した減磁条件Ｂは０．７４ないし１．１０（Ｔ）の領域であった。
【００３７】
さらに、減磁条件Ｂが０．７４ないし１．１０（Ｔ）である領域中、ＰＶの予測値とＰＶの規格中央値との差が最小の０．００になる領域は、減磁条件が１．０４ないし１．１０（Ｔ）である。一方、ＤＶの予測値とＤＶの規格中央値との差が最小の０．００になるのは減磁条件が０．８６ないし０．８９（Ｔ）である。
【００３８】
したがって、特性値を単独で見ると、最適減磁条件はＰＶとＤＶとで食い違っている。このため、次式で総合規格中央値からの差異を計算し、総合的に差が最小となる最適値を求め、この最適値に対応する減磁条件Ｂを有極リレーの最適減磁条件とした。最適減磁条件は、０．９５（Ｔ）であることが判った。
総合的な規格中央値からの差異
＝（（PVの規格中央値からの差異）2  +（DVの規格中央値からの差異）2  ）1/2
なお、以上の一連の処理は全て自動的に計算され、決定された後、その結果が制御装置から減磁機に出力され、リレーに減磁加工が施される。
【００３９】
減磁機における減磁方法は、減磁加工の時間を一定にするとともに、減磁機の磁束強度を変化させて調整する方法の外、減磁機の磁束強度を一定にして減磁加工時間を調整する方法がある。生産速度を一定に保つとともに、減磁後のＰＶ，ＤＶのバラツキを軽減するという見地より、前者の方が好適である。
【００４０】
本実施形態では、永久磁石が可動鉄片と一体に回動する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、永久磁石がベース内に固定され、可動鉄片のみが回動し、接点機構を駆動する有極リレーであってもよい。
また、自己復帰型の有極リレーに限らず、自己保持型の有極リレーに適用してもよいことは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、調整すべき有極リレーそれぞれの影響因子に基づく推定式によって決定した最適減磁条件で永久磁石の磁力を減磁するので、一回の減磁加工で所望の動作特性を確保できる。この結果、有極リレーの歩留まりが改善されるだけでなく、調整作業の効率が向上する。
また、推定式によって調整可能な有極リレーであるか否かを調整前に判断できる。このため、調整不能な有極リレーを調整前に予め取り除けるので、無駄な調整作業を無くすことができ、生産性がより一層向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用する有極リレーの分解斜視図である。
【図２】  図１にかかる有極リレーを異なる角度から見た場合の分解斜視図である。
【図３】  図１で示した有極リレーを示し、図（Ａ）は平面部分断面図、図（Ｂ）は正面部分断面図である。
【図４】  図１で示した有極リレーの側面断面図である。
【図５】  可動鉄片の動作を説明するための説明図であり、図（Ａ）は動作前を示す概略図であり、図（Ｂ）は動作後を示す概略図であり、図（Ｃ）は可動鉄片のストロークを示す概略図である。
【図６】  可動鉄片および可動接触片の開閉動作を示す概略図であり、図（Ａ）は動作前を示す端面図であり、図（Ｂ）は動作後を示す端面図である。
【図７】  学習工程を説明するためのフローチャートである。
【図８】  学習用リレーサンプルの影響因子の組み合せを説明するための図面である。
【図９】  量産工程を説明するためのフローチャートである。
【図１０】  所定の推定式を使用した場合のアルゴリズムを示すブロック図である。
【図１１】  学習用データベースの一例を示す図表である。
【図１２】  減磁作業後の動作電圧および復帰電圧にかかる予測値および実測値を示す図表である。
【図１３】  最適減磁条件を決定するための手法を説明するための図表である。
【符号の説明】
１１…鉄芯、１１ａ，１１ｂ…磁極部、１３…コイル、３０…可動ブロック、３１…永久磁石、３２…可動接触片、３２ａ，３２ｂ…可動接点、３３…可動鉄片。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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