(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧及び大電流に耐えるリレーを提供する。【解決手段】リレー１は、電磁石１０と、少なくとも１つの固定搬送接点１１と、少なくとも１つの可動搬送接点１２と、少なくとも１つの固定アークストライク接点１３と、少なくとも１つの可動アークストライク接点１４とを備える。固定搬送接点１１と可動搬送接点１２とを対応するように設置し、固定アークストライク接点１３と可動アークストライク接点１４とを対応するように設置する。特徴としては、リレーが少なくとも１つのアークストライク端子片１５と、少なくとも１つの搬送端子片１６とをさらに含み、可動搬送接点１２を搬送端子片１６に設け、可動アークストライク接点１４をアークストライク端子片１５に設ける。そのうち、可動アークストライク接点１４を可動搬送接点１２より小さく設け、かつ、アークストライク端子片１５と搬送端子片１６と共に作動される。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石と、少なくとも１つの固定搬送接点と、少なくとも１つの可動搬送接点と、少なくとも１つの固定アークストライク接点と、少なくとも１つの可動アークストライク接点とを備え、
前記固定搬送接点と前記可動搬送接点とを対応するように設置し、
前記固定アークストライク接点と前記可動アークストライク接点とを対応するように設置した高圧及び大電流に耐えるリレーであって、
少なくとも１つのアークストライク端子片と、少なくとも１つの搬送端子片とをさらに有し、
前記可動搬送接点を前記搬送端子片に設け、
前記可動アークストライク接点を前記アークストライク端子片に設け、
前記可動アークストライク接点が前記可動搬送接点より小さく、かつ、前記アークストライク端子片と前記搬送端子片とが共に作動し、前記電磁石の電磁効果によって、前記可動搬送接点と前記固定搬送接点とを開、閉作動する状態まで、前記可動アークストライク接点と前記固定アークストライク接点とが互いに接触する状態となることを特徴とする、高圧及び大電流に耐えるリレー。
【請求項２】
前記アークストライク端子片の幅が前記搬送端子片より小さいことを特徴とする、請求項１記載の高圧及び大電流に耐えるリレー。
【請求項３】
前記アークストライク端子片と前記搬送端子片とが隣接していて、かつ、横方向に並列に設置されていることを特徴とする、請求項２記載の高圧及び大電流に耐えるリレー。
【請求項４】
前記アークストライク端子片及び前記搬送端子片を複数に設けたとき、前記搬送端子片を２つの前記アークストライク端子片の間に挟設し、前記アークストライク端子片と前記搬送端子片とを横方向に並列に設置することを特徴とする、請求項２記載の高圧及び大電流に耐えるリレー。
【請求項５】
２つの前記アークストライク端子片の間に挟設する前記搬送端子片が同一の導電回路で形成された開閉組であることを特徴とする、請求項４記載の高圧及び大電流に耐えるリレー。
【請求項６】
２つの前記アークストライク端子片の間に挟設する２つの前記搬送端子片の距離が、隣接して設置された前記アークストライク端子片と前記搬送端子片との距離より大きいことを特徴とする、請求項４記載の高圧及び大電流に耐えるリレー。
【請求項７】
少なくとも１つのスペーサーをさらに有し、前記開閉組を複数に設けたとき、前記スペーサーを隣接して設置された前記開閉組の間に設けることを特徴とする、請求項５記載の高圧及び大電流に耐えるリレー。
【請求項８】
前記アークストライク端子片および／または前記搬送端子片を複数設けたとき、前記搬送端子片と前記アークストライク端子片とが交互に並べられて設置されており、かつ、前記アークストライク端子片と前記搬送端子片とは横方向に並列に設置されていることを特徴とする、請求項２記載の高圧及び大電流に耐えるリレー。
【請求項９】
前記アークストライク端子片と前記搬送端子片とを複数に設けたとき、前記アークストライク端子片のそれぞれを２つの前記搬送端子片の間に挟設し、かつ、前記アークストライク端子片と前記搬送端子片とを横方向に並列に設置することを特徴とする、請求項２記載の高圧及び大電流に耐えるリレー。
【請求項１０】
前記アークストライク端子片が傾斜部を有し、前記可動アークストライク接点を前記傾斜部に設け、前記傾斜部を前記固定アークストライク接点方向に傾斜して設けることを特徴とする、請求項１ないし９いずれかの１項に記載の高圧及び大電流に耐えるリレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリレーに関し、特に、高圧及び大電流に耐えるリレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
リレーは電子式の制御部品であり、自動制御の回路で良く使われており、いわば小さい電流で大電流を制御する部品である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、アークが発生した際に、電気接点がアークの高温で溶融して炭化したり損傷したりすることにより、リレーが焼損することがある。
【０００４】
アーク現象によってリレーが損傷することを避けるため、当業者らはリレーに消弧構造を設けて、作動するときに発生するアークをできるだけ打ち消すものが提案されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、高圧及び大電流に耐えるリレーを提供することを目的とする。リレーが作動するときに発生するアークを安定に導いて打ち消し、リレーまたはそれに接続していた負荷回路の焼損または爆発を防ぎ、リレーの使用寿命を有効に延長できる。
【０００６】
前述目的を達成するため、本発明は、電磁石と、少なくとも１つの固定搬送接点と、少なくとも１つの可動搬送接点と、少なくとも１つの固定アークストライク接点と、少なくとも１つの可動アークストライク接点とを備え、前記固定搬送接点と、前記可動搬送接点とを対応するように設置し、前記固定アークストライク接点と、前記可動アークストライク接点とを対応するように設置した高圧及び大電流に耐えるリレーを提供する。リレーは、少なくとも１つのアークストライク端子片と、少なくとも１つの搬送端子片とをさらに含み、可動搬送接点を搬送端子片に設け、可動アークストライク接点をアークストライク端子片に設ける。そのうち、可動アークストライク接点を可動搬送接点より小さく設け、かつ、アークストライク端子片と搬送端子片とが共に作動する。電磁石の電磁効果により、可動搬送接点と、固定搬送接点とを駆動して開、閉作動する状態にまで、可動アークストライク接点と、固定アークストライク接点とが互いに接触する状態となる。可動アークストライク接点を可動搬送接点より小さく設計することで、リレーの既有空間で消弧の隙間をできる限り提供し、作動するときに発生されるアークを安定に打ち消すと同時に、リレーの体積を小型化させ、生産コストを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本発明の第１実施例による立体態様図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施例による側面図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施例による応用を示す図である（その１）。
【図２Ｂ】本発明の第１実施例による応用を示す図である（その２）。
【図３】本考案の第２実施例による立体態様図である。
【図４】本発明の第２実施例による平面態様図である。
【図５Ａ】本発明の第２実施例による応用を示す図である（その１）。
【図５Ｂ】本発明の第２実施例による応用を示す図である（その２）。
【図６】本考案の第２実施例のもう一つの実施態様による平面態様図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
審査官の方々の本発明の内容のさらなる理解を図るため、以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１、２Ａと２Ｂ及び図２Ａ〜２Ｂに示す、本考案の第１実施例による立体態様図と、側面図と、それぞれの応用図を参照する。本発明は、高圧及び大電流に耐えるリレー１である。リレー１は、電磁石１０と、少なくとも１つの固定搬送接点１１と、それに対応して設置する少なくとも１つの可動搬送接点１２と、少なくとも１つの固定アークストライク接点１３と、それに対応して設置する少なくとも１つの可動アークストライク接点１４とを備える。
【００１０】
リレー１は、少なくとも１つのアークストライク端子片１５と可動搬送端子片１６とをさらに含む。可動搬送接点１２が搬送端子片１６に設けられ、可動アークストライク接点１４がアークストライク端子片１５に設けられている。そのうち、可動アークストライク接点１４が可動搬送接点１２より小さく設けてられていて、かつ、アークストライク端子片１５と搬送端子片１６とが共に作動する。電磁石の電磁効果によって、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とを駆動して開、閉作動する状態にまで、可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３とが互いに接触する状態となる。可動アークストライク接点１４を可動搬送接点１２より小さく設計することと、可動搬送接点１２と固定搬送接点とが開、閉作動する状態にまで、可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３とが互いに接触する駆動条件のもとで、より良い消弧効果を達成し、もって、大電流と高圧により発生する極めて高いエネルギーアークを打ち消して、リレー１が作動するときにアークの発生によって損傷されることを防ぎ、リレー１の使用寿命を有効に延長できる。
【００１１】
本発明が公知技術と明らかに異なる点は、リレー１の可動アークストライク接点１４を可動搬送接点１２の構造より小さくすることにより、限られたスペースでアークを充分に打ち消す隙間をできる限り提供すると共に、より良い、かつ安定な消弧効果を有するようにしたことである。アークが主に可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３との間に発生するため、アークをスムーズに打ち消す隙間は、可動アークストライク接点１４と可動搬送接点１２との距離によって決められる。実際に稼働の際に発生するアークが引き続き存在して、さらに隣り合った接点に影響して、消弧機能を低下させる問題を避けるため、現在ほとんどのリレーは、可動アークストライク接点１４と可動搬送接点１２との距離を増大させる設計で改善を図っている。すなわち、両者の距離を遠くするという設計概念である。しかし、このやり方によれば、リレーにはより大きな設置スペースが要求されるため、リレーの体積も大幅に増大する。特に、リレーが同時に複数の負荷回路を制御することが必要な場合において、前述の消弧構造のために大きなスペースをあらかじめ確保しなければならず、これもリレー体積を増大する要因となる。これらの課題はいままでのようなリレーの消弧構造を設ける場合には克服できない課題であり、リレーの高い消弧効果を維持しつつ、体積を減少することは両立できない。本発明のリレー１は、可動アークストライク接点１４を可動搬送接点１２より小さく設けるという技術的特徴を利用し、大きなスペースをとることなく、可動アークストライク接点１４と可動搬送接点１２との距離を引き離し、リレー１の限られたスペースに、より良い、かつ安定な消弧効果を提供し、リレー１の小型化要求に対応し、リレー１の体積を有効に減少させる。さらに、設置コストも大幅に軽減できる。
【００１２】
一歩進んで言えば、リレー１はベース１７と、端子片１８と、端子片１８とをさらに含む。ベース１７は端子片１８と前述各部材との取り付けに提供されている。電磁石１０に電気導通した後、電磁効果によって磁力を発生するコイル構造と移動端子片１８との連動によって、固定アークストライク接点１３と、固定搬送接点１１に対して移動するアークストライク端子片１５と、搬送端子片１６と、を含む。さらに、可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３には使用寿命の延長を図るため、高い溶融点と、より良いエネルギー耐受強度を持つ銀・タングステン合金材料が選択されている。さらに、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１にはより良い導電効果を持たせるため、銀・ニッケル合金などの材料を選択することができる。
【００１３】
本実施例において、アークストライク端子片１５の幅を搬送端子片１６より小さく設けて、より良いアークストライク効果を図られている。アークの打ち消しは、可動アークストライク接点１４を可動搬送接点１２より小さく設計し、可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３とが、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１に対して、開、閉作動する前、先に接触する方式でリレー１を保護し、爆発などの危険な状況を防ぐ。さらに、アークストライク端子片１５の幅を搬送端子片１６より小さく設計した構造によって、アークストライク端子片１５と搬送端子片１６との距離を増大できる。換言すれば、これによって消弧の隙間を増大させて、アークが発生した後、アークストライク端子片１５の幅を搬送端子片１６より小さく設けることで提供した隙間を消弧に利用し、アークによって損傷される恐れを軽減できると共に、アークが長く滞留し搬送端子片１６に伝えてしまう現象を防ぐことで、設置スペースをより軽減できる。
【００１４】
このほか、アークストライク端子片１５と搬送端子片１６とを隣り合わせに並列に設置してピアノキーのような配列を形成する。さらに、固定アークストライク接点１３と固定搬送接点１１に対して上下に対応して接触されている。これにより、片方向の配列で複数のアークストライク端子片１５と搬送端子片１６とを増やすことができ、設置スペースを有効に軽減できる。本実施例において、アークストライク端子片１５は傾斜部１５１を有し、可動アークストライク接点１４を傾斜部１５１に設け、傾斜部１５１が固定アークストライク接点１３の方向に傾斜するように設置する。これにより、可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３とは、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とが動作し、開、閉作動するまで、互いに接触している。このほか、可動アークストライク接点１４の厚みを可動搬送接点１２よりも厚くする方式でもって、前述の作動態様を達成させることも可能である。
【００１５】
適用する際は、図２Ａと図２Ｂに示すように、電磁石１０を通電した後、電磁効果によって磁力が発生し、端子片１８を引きつけ、連動してアークストライク端子片１５と搬送端子片１６とを固定アークストライク接点１３と固定搬送接点１１とに向かって移動させる。このとき、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とが相互に閉合する、すなわち、可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３とが互いに接触し電気導通状態を形成した上、可動アークストライク接点１４が可動搬送接点１２より小さく設けられた構造によって形成された隙間を利用し、電気導通の瞬間に発生するアークを打ち消した後、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とを閉合し、安定な電気回路が形成される。電磁構造の磁力が消失したとき、端子片１８の磁力吸引力が消失し、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とが切り離される。このとき、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とが切り離される前に、可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３とが相互接触の状態を形成し、その後可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とが切り離された瞬間、可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３とは引き続き接触し続け、電気導通の状態が保持される。よって、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とを切り離すときにアークが発生しない。可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３とが分離するときに発生するアークは、可動搬送接点１２より小さい可動アークストライク接点１４を介した隙間によって打ち消される。このように、本発明のリレー１は、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とがアークのエネルギーによって焼損したり、またはリレー１が爆発する危険を防ぐことができる。
【実施例２】
【００１６】
図３、図４及び図５Ａ〜５Ｂに示す本発明の第２実施例の立体態様図と、平面態様図と、各応用態様図とを参照する。ここには、第１実施例の内容と同じ技術特徴は説明を省いて、同一部材は同じ符号で表示する。本実施例においては、アークストライク端子片１５と搬送端子片１６とを複数設けるとき、各搬送端子片１６を２つのアークストライク端子片１５の間に挟設し、かつ、各アークストライク端子片１５と各搬送端子片１６とが横方向に並列に設置されている。これにより、リレー１が作動して可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とを磁気吸引力によって切り離しまたは閉合するまで、可動アークストライク接点１４と固定アークストライク接点１３とが互いに接触した状態のときは各搬送端子片１６が各アークストライク端子片１５の間に挟設されていて、かつ、各可動アークストライク接点１４が可動搬送接点１２より小さく設けられた構造を利用した隙間は、アークを有効に打ち消すことができる。一例として、アーク火花が発生した後、各可動搬送接点１２と各固定搬送接点１１とが方向へ移動する際には隙間を介してアークを打ち消し、短絡による爆発を避けられる。よって、前述した挟設方式の態様が自ずと防爆と消弧保護効果を生じ、アークストライク、消弧の作動が確実に行われる。
【００１７】
さらに、このような配列構造には、リレー１で、各可動アークストライク接点１４と各固定アークストライク接点１３とに対応して、例えば、永久磁石などの磁気体（図示しない）を設け、その磁気作用を利用して各可動アークストライク接点１４と各固定アークストライク接点１３とで発生するアークに影響させ、アークが打ち消されるまでにすばやく引き伸ばす。特に高圧に適用した場合、増設された磁気体でもってアークを確実に打ち消すことができる。
【００１８】
さまざまな需要に応じて、２つのアークストライク端子片１５の間に挟設する各搬送端子片１６を同じ導電回路にして、開閉組Ａを形成することが好ましい。これにより、リレー１は必要に応じて、複数のアークストライク端子片１５と搬送端子片１６とから構成される開閉組Ａを設置して、極めて良い消弧効果を形成する。リレー１にアークストライク端子片１５と搬送端子片１６とを設置した開閉組Ａを構成する場合、リレー１は少なくとも１つのスペーサー１９をさらに含む。隣接した任意の二つの開閉組Ａの間に取り付けて、異なる開閉組Ａのアークストライク端子片１５と搬送端子片１６とが電気導通した際の干渉現象を阻止する。スペーサー１９はベース１７と一体成型することが好ましい。本実施例は、リレー１に２つの開閉組Ａと一つのスペーサー１９を例示している。
【００１９】
このほか、二つのアークストライク端子片１５の間に挟設される各搬送端子片１６同士の距離は、隣接して設置するアークストライク端子片１５と搬送端子片１６との距離よりも大きい。これにより、二つの搬送端子片１６の距離を大きく引き伸ばして、電流搬送の各搬送端子片１６が導通するときに発生する干渉を避けられる。さらに、可動アークストライク接点１４を可動搬送接点１２より小さく設け、アークストライク端子片１５の幅を搬送端子片１６より小さくした構造は、たとえ前述の各搬送端子片１６の距離を増やしても、リレー１の体積の増加にならず、市場のリレー１の微小化ニーズに対応できる。
【００２０】
適用する際は、図５Ａ〜５Ｂに示すように、電磁石１０を通電した後、電磁効果によって磁力が発生し、端子片１８を吸引して、アークストライク端子片１５と搬送端子片１６とが固定アークストライク接点１３と固定搬送接点１１とに向かって移動される。このとき、可動搬送接点１２と固定搬送接点１１とが相互に閉合するまで、各可動アークストライク接点１４と対応する固定アークストライク接点１３とは互いに接触して電気導通状態を形成し、電気が導通した瞬間に発生するアークを打ち消した後、引き続いて移動して、各可動搬送接点１２と対応する各固定搬送接点１１とが閉合して安定した電気導通回路を形成し、おのおのの開閉組Ａにおいてそれぞれの負荷回路を制御できる。電磁構造が非通電状態になり、磁力が消失して端子片１８の磁力吸引力が消失し、各可動搬送接点１２と各固定搬送接点１１とを切り離す。このとき、各可動搬送接点１２と対応する各固定搬送接点１１とを切り離す前に、各可動アークストライク接点１４と対応する各固定アークストライク接点１３とが相互接触の状態を形成する。これにより、各可動搬送接点１２と各固定搬送接点１１とが切り離された瞬間、各可動アークストライク接点１４と各固定アークストライク接点１３とは、なお相互に接触していて、電気導通の状態が保持される。よって、各可動搬送接点１２と各固定搬送接点１１とが切り離されたときにアークが発生しない。その後、各可動アークストライク接点１４と各固定アークストライク接点１３とを切り離すときに発生するアークは、各可動搬送接点１２より小さい各可動アークストライク接点１４によって打ち消すことができる。
【００２１】
引き続き図６に示す、本発明の第２実施例によるもう一つの実施態様の平面図を参照する。当然ながら、前述した構造設置態様以外に、リレー１にアークストライク端子片１５と搬送端子片１６とを複数に設けた場合に、各アークストライク端子片１５を二つの搬送端子片１６の間に挟設して配置し、各アークストライク端子片１５と各搬送端子片１６とを横方向に並列に設置することもできる。前述同様、このような構造も発生されるアークの火花を有効に打ち消して、短絡による爆発現象を避けることができ、アークストライクと消弧要求を達成できる。好ましくは、このような配列状態において、各アークストライク端子片１５間の距離を隣接するアークストライク端子片１５と搬送端子片１６との距離よりも大きく設け、短距離による爆発現象を防ぐ。他の詳細な技術特徴はここでの説明を省略し、前述内容を参照されたい。
【００２２】
本実施例において、アークストライク端子片１５及び／または搬送端子片１６を複数設けるとき、各搬送端子片１６と各アークストライク端子片１５とは交互に並べて設置し、かつ、各アークストライク端子片１５と各搬送端子片１６とが横方向に並列に設置されている。換言すれば、アークストライク端子片１５を複数設置し、搬送端子片１６は一つだけ設けて、各搬送端子片１６をそれぞれ端子片１５の間に挟設して交互に並べて設置した状態か、または搬送端子片１６を複数設け、アークストライク端子片１５を一つのみ設けて、各搬送端子片１６の間に挟設して交互に並べて設置した状態か、あるいはアークストライク端子片１５と搬送端子片１６とも複数設置して、交互に並べて配列して設置するか、いずれかを選択して、リレー１が作動する際のアーク火花を有効に打ち消すことができる。
【００２３】
リレー１の作動については、前述図５Ａ〜５Ｂに示されたように、電磁石１０の導通状態に対応して、搬送端子片１６とアークストライク端子片１５とが固定搬送接点１１と固定アークストライク接点１３とに対して移動される。異なるところは、各アークストライク端子片１５及び各搬送端子片１６の配列位置だけである。
【００２４】
以上をまとめると、本発明で開示された高圧及び大電流に耐えるリレー１は、可動アークストライク接点１４を可動搬送接点１２より小さくした構造設計を利用して、リレー１の限られたスペースにてできるだけ消弧効果を達成し、消弧の安定性を実現し、より良い消弧効果を有すると共に、リレーの体積を有効に減少することができる。特に、高圧、大電流の適用によるアークエネルギーは一般型よりはるかに大きい。このとき、前述した可動アークストライク接点１４の技術特徴を利用すれば、アークを確実かつ安定に打ち消すことができ、リレー１を使用するときにアークによる損傷または爆発などの危険を避けることができ、リレー１の使用寿命を有効に延長できる。さらに、各種の需要と、リレー１の使用効率と、安全性向上を図るため、前述した各実施例ならび実施態様に開示した内容に基づいて、リレー１の配列設置状態を変化させ、より良いアークストライク効果を実現できる。
【符号の説明】
【００２５】
１      リレー
１０    電磁石
１１    固定搬送接点
１２    可動搬送接点
１３    固定アークストライク接点
１４    可動アークストライク接点
１５    アークストライク端子片
１５１  傾斜部
１６    搬送端子片
１７    ベース
１８    端子片
１９    スペーサー
Ａ      開閉組
【図１Ａ】
2020009570.tif 000003
【図１Ｂ】
2020009570.tif 000004
【図２Ａ】
2020009570.tif 000005
【図２Ｂ】
2020009570.tif 000006
【図３】
2020009570.tif 000007
【図４】
2020009570.tif 000008
【図５Ａ】
2020009570.tif 000009
【図５Ｂ】
2020009570.tif 000010
【図６】
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