(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心にスプールを介してコイルを巻回し、前記鉄心にヨークを接続してなる電磁石部を備えた電磁石装置において、
前記ヨークと前記鉄心とを、前記スプールの内部で互いに面接触する接触平面を備えた構成とし、
前記ヨークと前記鉄心とは、前記スプールの軸心方向に対して相対的な位置関係を調整可能に設け、
前記ヨークに吸着させた永久磁石と、前記鉄心の磁極面とを位置決めするホルダーを備え、
前記ホルダーには、前記鉄心の磁極面に吸引されることにより駆動する可動鉄片を回動自在に設け、
前記鉄心の磁極面を、非磁性の板状体を介して前記ホルダーに位置決めしたことを特徴とする電磁石装置。
【請求項２】
鉄心にスプールを介してコイルを巻回し、前記鉄心にヨークを接続してなる電磁石部を備えた電磁石装置において、
前記電磁石部を２箇所に設け、
前記ヨークを、略Ｕ字形で、両端部に接触平面を形成され、該接触平面を前記スプール内に収容されて各鉄心の接触平面と面接触する構成とし、
前記ヨークの中間部に永久磁石を吸着させ、
前記鉄心の磁極面が位置決めされる第１位置決め部と、前記永久磁石の磁極面が位置決めされ、前記ヨークの中間部に沿う方向に位置を調整可能な第２位置決め部とを有するホルダーを設けたことを特徴とする電磁石装置。
【請求項３】
前記ヨークの両端部対向部分に接触平面を形成したことを特徴とする請求項２に記載の電磁石装置。
【請求項４】
前記ホルダーには、前記各鉄心の磁極面にそれぞれ吸引されることにより回動する可動鉄片を設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の電磁石装置。
【請求項５】
前記鉄心の少なくともいずれか一方の磁極面を、非磁性の板状体を介して前記ホルダーに位置決めしたことを特徴とする請求項２又は３に記載の電磁石装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に電磁継電器、特に高周波信号の切替に適した電磁継電器に採用される電磁石装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電磁石装置として、例えば特開２０００−３０６４７９号公報に開示される同軸リレーに採用されるものがある。この電磁石装置では、スプールの中心孔を挿通する鉄心は、その一端部をヨークに加締固定され、他端部の磁極面には回動自在に設けた可動鉄片の両端部が接離可能に対向する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記電磁石装置では、鉄心の一端部が加締により塑性歪を生じ、磁気特性が悪化するという問題がある。また、樹脂部品と共に組み立てる際に加締るので、その後に加締部分を熱処理（焼鈍）することは不可能である。このため、所望の吸引力を得ようとすると、磁気特性が悪化した分、余分な消費電力が必要となり、大型化の必要が生じる。
【０００４】
また、鉄心を加締る場合、寸法にばらつきが生じることは避けられず、磁極面の位置すなわち可動鉄片のストロークが安定しないという問題がある。鉄心の寸法を高精度に得るためには、加締用に高価な設備が必要となる。
【０００５】
そこで、本発明は、小型で磁気特性に優れ、鉄心の磁極面の位置を高精度に得ることができる電磁石装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
鉄心にスプールを介してコイルを巻回し、前記鉄心にヨークを接続してなる電磁石部を備えた電磁石装置において、
前記ヨークと前記鉄心とを、前記スプールの内部で互いに面接触する接触平面を備えた構成とし、
前記ヨークと前記鉄心とは、前記スプールの軸心方向に対して相対的な位置関係を調整可能に設け、
前記ヨークに吸着させた永久磁石と、前記鉄心の磁極面とを位置決めするホルダーを備え、
前記ホルダーには、前記鉄心の磁極面に吸引されることにより駆動する可動鉄片を回動自在に設け、
前記鉄心の磁極面を、非磁性の板状体を介して前記ホルダーに位置決めしたものである。
【０００７】
この構成により、ヨーク及び鉄心に加締等の磁気特性を悪化させるような加工を施す必要がなくなり、面接触により所望の磁束密度を得ることが可能となる。また、両部品を高精度に加工しなくても、組立時に所望の位置関係に調整することができる。また、永久磁石及び鉄心の磁極面を同一部材であるホルダーによって位置決めすることができるので、両者の位置関係を高精度に得ることが可能となる。また、永久磁石及び鉄心の磁極面のほか、可動鉄片をもホルダーに対して位置決めすることができ、可動鉄片のストローク量を確実に所望の値とすることが可能となる。また、可動鉄片のストローク量を所望の値に維持しつつ、吸引力を所望の値に調整可能となる。
【００１２】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
鉄心にスプールを介してコイルを巻回し、前記鉄心にヨークを接続してなる電磁石部を備えた電磁石装置において、
前記電磁石部を２箇所に設け、
前記ヨークを、略Ｕ字形で、両端部に接触平面を形成され、該接触平面を前記スプール内に収容されて各鉄心の接触平面と面接触する構成とし、
前記ヨークの中間部に永久磁石を吸着させ、
前記鉄心の磁極面が位置決めされる第１位置決め部と、前記永久磁石の磁極面が位置決めされ、前記ヨークの中間部に沿う方向に位置を調整可能な第２位置決め部とを有するホルダーを設けたものである。
【００１５】
前記ヨークの両端部対向部分に接触平面を形成すると、鉄心を内側に配設でき、磁極面の占有面積を大きくとることが可能となる点で好ましい。
【００１６】
前記ホルダーには、前記各鉄心の磁極面にそれぞれ吸引されることにより回動する可動鉄片を設けるのが好ましい。
【００１７】
前記鉄心の少なくともいずれか一方の磁極面を、非磁性の板状体を介して前記ホルダーに位置決めするのが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る同軸リレーの斜視図である。この同軸リレーは、図２に示すように、大略、電磁石ブロック１（本発明の電磁石装置に相当する。）及び接点ブロック２からなる。
【００２０】
電磁石ブロック１は、図３に示すように、ホルダー３に、電磁石部４及び可動鉄片５を組み付けたものである。
【００２１】
ホルダー３は、矩形枠状で、両側面中央部から下方に向かって取付片６が延設されている。各取付片６の下端部にはネジ止め用の貫通孔６ａが２箇所に穿設され、その上方中央部には軸受孔７が穿設されている。ホルダー３の４隅には内側に迫り出した第１位置決め部である厚肉部８が形成され、そこにはネジ孔８ａが穿設されている。また、ホルダー３の両端部には、前記厚肉部８によって幅狭となったガイド部９が形成されている。さらに、ホルダー３の両側中央部上面には第２位置決め部であるガイド溝１０が形成されている。
【００２２】
電磁石部４は、鉄心１１にスプール１２を介してコイル１３を巻回してなる一対の電磁石と、前記両鉄心１１間を接続するヨーク１４とで構成されている。鉄心１１は、磁性板状体を略Ｌ字形に折り曲げたもので、折り曲げ加工後に焼鈍されて歪を除去されることにより所望の磁気特性が確保されている。鉄心１１では、垂直部１５に対して水平部１６が幅広に形成され、水平部１６の下面が磁極面１７となっている。また、水平部１６の両側には貫通孔１６ａが穿設され、その間には貫通孔１６ｂが形成されている。垂直部１５の外面すなわち水平部１６が延在する方の面が接触平面１５ａである。鉄心１１は、スペーサ１８を介してネジＳを前記ホルダー３のネジ孔８ａに螺合することにより取り付けられる。スペーサ１８は、非磁性の板状体で、鉄心１１の磁極面１７から可動鉄片５に作用する力を調整するために設けられている。スペーサ１８の厚みを大きくすれば吸引力を抑えることが可能である。スプール１２は、矩形筒部１９の両端に矩形状の鍔部２０ａ，２０ｂをそれぞれ形成したものである。矩形筒部１９には鉄心１１の垂直部１５が挿入される。上方鍔部２０ａの両端は厚肉の端子保持部２１が形成されている。端子保持部２１は、両端部に保持溝２２を備え、コイル端子２３の取付位置を自由に選択可能となっている。コイル１３は、スプール１２の矩形筒部１９に巻回され、両端部がコイル端子２３にそれぞれ巻き付けられる。ヨーク１４は、磁性板状体を略Ｕ字形に折り曲げたもので、前記鉄心１１と同様に、折り曲げ加工後に焼鈍されて歪を除去されている。ヨーク１４の両端部１４ａは前記スプール１２の矩形筒部１９にそれぞれ挿入される。両端部１４ａの対向面が接触平面１４ｂで、矩形筒部１９に挿入された状態で、前記鉄心１１の垂直部１５の接触平面１５ａと面接触する。ヨーク１４の中間部１４ｃは、両端部よりも幅広で、その中央部にはさらに幅広のガイド部１４ｄが突出し、永久磁石２４が配設される。永久磁石２４は略直方体形状で、上下で極性が相違する。
【００２３】
可動鉄片５は、純鉄からなる板状体で、図４に示すように、両端部には、前記ホルダー３のガイド部９に位置し、後述する基板４６に設けられるインジケータスイッチのロッドを押圧するための突部２５がそれぞれ形成されている。また、可動鉄片５の底面中央部（図４では上面中央部）には、幅方向に一対の突条２６が突出し、その間には回転軸２７が配設される溝部２８が形成されている。前記突条２６には、溝部２８を覆うようにして板バネ２９がネジ止めされる。可動鉄片５は、ホルダー３内に配設され、溝部２８と板バネ２９とによって形成される空間に挿通した回転軸２７を軸受孔７に嵌合することにより、ホルダー３に対して回転軸２７を中心として回動自在に支持される。
【００２４】
接点ブロック２は、図５に示すように、ベースブロック３０上に可動ブロック３１を配設したものである。
【００２５】
ベースブロック３０は、略直方体で、上面中心に逃がし溝３２が形成され、下面３箇所から前記逃がし溝３２に連通する同軸コネクタ穴３３が穿設されている。各同軸コネクタ穴３３には同軸コネクタ３４が固定され、同軸コネクタ３４の中心から延びる固定接点３５が逃がし溝３２内に露出する。また、ベースブロック３０の上面には，４箇所のネジ孔３０ａと、２箇所の逃がし孔３０ｂと、２箇所の位置決め孔３０ｃ，３０ｄとが形成されている。一方の位置決め穴３０ｄは回転方向のみを規制する長穴となっている。また、ベースブロック３０の側面には、ベースブロック３０自身を他の場所に取り付けるための取付穴３０ｅが形成されている。
【００２６】
可動ブロック３１は、図６に示すように、ベースプレート３６に設けた一対のプランジャ３７により可動接点３８を上下動自在としたものである。ベースプレート３６は略Ｉ字形で、４箇所に穿設した貫通孔３６ａを介してベースブロック３０にネジ止め可能となっている。また、ベースプレート３６には、他にも４箇所にガイド孔３６ｂ、２箇所に挿通孔３６ｃがそれぞれ穿設され、両端部各１箇所と、中央幅狭部側面各２箇所とにはネジ孔３６ｄ，３６ｅがそれぞれ形成されている。ネジ孔３６ｄを利用して前記電磁石ブロック１を覆うケース（図示せず）を固定でき、ネジ孔３６ｅを利用して前記ホルダー３を固定できるようになっている。プランジャ３７は略Ｔ字形で、腕部３７ａと、その下面中央部から延びる軸部３７ｂとで構成されている。軸部３７ｂは、コイルスプリング４３を外装された状態で、ベースプレート３６の挿通孔３６ｃに挿通される。これにより、プランジャ３７は上方に付勢される。腕部３７ａの両端部にはピン４４がそれぞれ嵌合し、ベースプレート３６のガイド孔３６ｂにガイドされる。これにより、プランジャ３７は、ベースプレート３６に対して常に平行な状態を維持しつつ上下動可能である。可動接点３８は棒状で、中央部を前記プランジャ３７の軸部３７ｂに固定され、プランジャ３７と共にベースプレート３６に対して上下動し、ベースブロック３０の各固定接点３５と接離する。
【００２７】
前記電磁石ブロック１の上方には、図７に示すように、絶縁シート４５を介して基板４６が配設され、筒状の支柱４７を挿通するネジＳによって前記ホルダー３のネジ孔８ａにネジ止めされる。基板４６には、コイル端子２３が貫通すると共に、入力端子４８が取り付けられている。
【００２８】
次に、前記同軸リレーの組立方法について説明する。
【００２９】
スプール１２にコイル１３を巻回し、鍔部２０ａに設けたコイル端子２３にコイル１３の両端部をそれぞれ巻き付ける。そして、スプール１２の矩形筒部１９に、下方から鉄心１１の垂直部１５を、上方からヨーク１４の両端部をそれぞれ挿入する。これにより、鉄心１１の接触平面１５ａとヨーク１４の接触平面１４ａとが、相対的に上下動可能な状態で互いに面接触し、電磁石部４が完成する。なお、ヨーク１４の中間部には永久磁石２４を吸着させておく。一方、ホルダー３には、板バネ２９を取り付けた可動鉄片５を、軸受孔７に嵌合させる回転軸２７によって回動自在に支持する。そして、各鉄心１１をホルダー３にネジ止めすることにより、ホルダー３に電磁石部４を組み付ける。このとき、一方の鉄心１１は磁極面１７にスペーサ１８を介在させた状態でネジ止めする。永久磁石２４は、この永久磁石２４の厚みよりも大きく形成されたホルダー３のガイド溝１０に位置するので、ヨーク１４の中間部に沿う方向に位置を調整することができる。電磁石ブロック１を自己復帰型（シングルステーブルタイプ）とする場合には、永久磁石２４をガイド溝１０のいずれか一方に位置をずらせて配置すればよい。また、自己保持型（ラッチングタイプ）とする場合には、永久磁石２４をガイド溝１０の中央部に配置すればよい。ホルダー３のガイド溝１０に対する永久磁石２４の位置決めが完了すれば、接着剤等によってホルダー３に永久磁石２４を固定する。図７では、永久磁石２４を左側にずらせると共に、右側の鉄心１１の磁極面１７にスペーサ１８を配設することにより自己復帰型としている。
【００３０】
このようにして組み立てられた電磁石ブロック１では、同一部材であるホルダー３に対して、永久磁石２４、鉄心１１の磁極面１７、スペーサ１８の下面、並びに可動鉄片５がそれぞれ位置決めされるので、永久磁石２４、鉄心１１の磁極面１７、スペーサ１８の下面及び可動鉄片５の位置関係をホルダー３の加工精度のみに依存させることができ、高精度に得ることが可能となる。したがって、永久磁石２４、鉄心１１、及びヨーク１４の加工精度に多少の誤差が生じていても、前記各部材の位置精度に影響を与えることはなく、可動鉄片５のストローク量を所望の値とすることができる。また、一方の鉄心１１の磁極面１７に配設したスペーサ１８の厚みに拘わらず、その下面は必ずホルダー３の上面に位置決めすることができる。したがって、可動鉄片５のストローク量を適切な値としつつ、鉄心１１の磁極面１７に於ける吸引力を所望の値に設定することができる。また、ヨーク１４は永久磁石２４を介してホルダー３に支持されているので、上下方向に多少のばらつきが生じるが、ヨーク１４と鉄心１１とは上下方向にスライド自在な状態で面接触しているため、組立上の問題もなく、磁気特性に与える影響は軽微である。
【００３１】
ベースブロック３０の下面から同軸コネクタ穴３３に同軸コネクタ３４を嵌合一体化し、固定接点３５を逃がし溝３２内に露出させる。一方、プランジャ３７にピン４４を嵌合一体化し、プランジャ３７の軸部３７ｂにコイルスプリング４３を外装し、ベースプレート３６の挿通孔３６ｃに挿通すると共に、一体化したピン４４をガイド孔３６ｂに挿通する。そして、前記軸部３７ｂに可動接点３８を一体化することにより可動ブロック３１を完成する。その後、ベースブロック３０に可動ブロック３１を載置し、ネジＳを貫通孔３６ａを介してベースブロック３０のネジ孔３０ａに螺合して両部材を一体化することにより接点ブロック２を完成する。
【００３２】
その後、接点ブロック２の上方に電磁石ブロック１を載置し、ホルダー３の取付片６に形成した貫通孔６ａを介して、ネジＳをベースプレート３６に形成したネジ孔３６ｅに螺合することにより、両部材を一体化する。また、電磁石ブロック１に図示しないケースを被せて、ネジＳをベースプレート３６のネジ孔３６ｄに螺合することにより同軸リレーが完成する。
【００３３】
続いて、前記同軸リレーの動作について説明する。
【００３４】
コイル１３に通電していない電磁石部４が非励磁の状態では、図７に示すように、永久磁石２４を左側にずらし、右側の鉄心１１の磁極面１７にのみスペーサ１８を介在させているので、左側の鉄心１１による吸引力が右側の鉄心１１による吸引力に勝り、可動鉄片５は回転軸２７を中心として時計回り方向に回動する。このため、板バネ２９を介して右側のプランジャ３７がコイルスプリング４３の付勢力に抗して押し下げられ、右側の可動接点３８ａが固定接点３５ａ，３５ｂに閉成し、同軸コネクタ３４ａ，３４ｂ間が導通された状態に維持される。
【００３５】
ここで、コイル１３に通電して右側の鉄心１１の磁極面１７に於ける吸引力を増大させると共に、左側の鉄心１１の磁極面１７に於ける極性を逆転させると、可動鉄片５は回転軸２７を中心として反時計回り方向に回動し、可動鉄片５の右端部は鉄心１１の磁極面１７にスペーサ１８を介して吸引される。これにより、右側のプランジャ３７はコイルスプリング４３の付勢力によって上動し、可動接点３８ａが固定接点３５ａ，３５から離間することにより、同軸コネクタ３４ａ，３４ｂ間の導通が遮断される。一方、左側のプランジャ３７は、可動鉄片５の板バネ２９によってコイルスプリング４３の付勢力に抗して押し下げられ、左側の可動接点３８ｂが固定接点３５ｂ，３５ｃに閉成し、同軸コネクタ３４ｂ，３４ｃ間が導通される。
【００３６】
なお、前記実施形態では、本発明に係る電磁石装置を同軸リレーに採用したが、他のリレーであっても採用可能である。また、自己復帰型のリレーに限らず、自己保持型のリレーであっても採用することができ、前述のシーソータイプのほか、片持ちタイプに採用することも可能である。さらに、電磁石部４は２箇所に設けるようにしたが、１箇所であってもよく、要は鉄心１１とヨーク１４とを面接触させて相対的に位置を調整可能とすることにより、磁気特性を維持しつつ、鉄心１１の磁極面１７の位置を安定させることが可能となっていればよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ヨークと鉄心とを、スプールの内部で互いに面接触する接触平面を備えた構成としたので、加締等の磁気特定を悪化させるような加工が不要となり、小型であっても、鉄心の磁極面に所望の磁束密度の磁力を発生させることが可能となる。また、ヨークと鉄心とは互いに面接触するだけであるので、鉄心の磁極面を確実に所望の位置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態に係る同軸リレーのケースを外した状態を示す斜視図である。
【図２】  図１の電磁石ブロックと接点ブロックとを分解した状態を示す斜視図である。
【図３】  図１に示す電磁石ブロックの分解斜視図である。
【図４】  図３の可動鉄片を底面側から見た状態を示す分解斜視図である。
【図５】  図１に示す接点ブロックの分解斜視図である。
【図６】  図５に示す可動ブロックの分解斜視図である。
【図７】  図１に示す同軸リレーの断面図である。
【符号の説明】
１…電磁石ブロック
２…接点ブロック
３…ホルダー
４…電磁石部
５…可動鉄片
８…厚肉部
１０…ガイド溝
１１…鉄心
１２…スプール
１３…コイル
１４…ヨーク
１５…垂直部
１６…水平部
１７…磁極面
１８…スペーサ
２４…永久磁石
２９…板バネ
３０…ベースブロック
３１…可動ブロック
３４（３４ａ，３４ｂ）…同軸コネクタ
３５（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）…固定接点
３６…ベースプレート
３７…プランジャ
３８（３８ａ，３８ｂ）…可動接点
【図１】
0004131111.tif 000002
【図２】
0004131111.tif 000003
【図３】
0004131111.tif 000004
【図４】
0004131111.tif 000005
【図５】
0004131111.tif 000006
【図６】
0004131111.tif 000007
【図７】
0004131111.tif 000008