(57)【要約】【課題】  液体金属が流出することを抑制できる接点開閉装置を提供する。【解決手段】  液体金属５が充填された液体収容部３、および該液体収容部３とケース外部とを連通する開口部４を有するケース体２と、液体金属５に接触する固定電極６とを設け、開口部４の内壁４１に液体収容部３とケース外部に連通する連通溝を凹設し、開口部４に挿嵌することで開口部４を介して液体金属５に接離可能な可動電極７を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体金属が充填された液体収容部、および該液体収容部とケース外部とを連通する開口部を有するケース体と、
前記開口部の内壁に凹設され、前記液体収容部とケース外部とを連通する少なくとも１つの連通溝と、
前記液体金属に接触する固定電極と、
前記開口部に挿嵌することで前記開口部を介して前記液体金属に接離可能に設けられた可動電極とを備え、
前記開口部を介して前記可動電極を前記液体金属と接触する位置に移動させ、前記固定電極と前記可動電極とを前記液体金属を介して電気的に接続すること
を特徴とする接点開閉装置。
【請求項２】
請求項１に記載の接点開閉装置において、
前記液体収容部，前記開口部および前記固定電極をそれぞれ複数備え、
前記可動電極は棒状部材の両端を屈曲させたコ字状に形成されており、
前記各開口部を介して前記可動電極を前記各液体金属と接触する位置に移動させ、前記液体金属および前記可動電極を介して前記固定電極間を電気的に接続すること
を特徴とする接点開閉装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の接点開閉装置において、
前記液体収容部の前記開口部が形成される面の表面積よりも前記開口部の開口面積が小さいこと
を特徴とする接点開閉装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の接点開閉装置において、
前記ケース体に前記開口部を囲うとともに、前記可動電極の移動方向に突設する壁部が設けられていること
を特徴とする接点開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体金属を介して接点を開閉する接点開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の接点開閉装置として、水銀が充填された２つの収容部を有する容器と、収容部内において一端が水銀に接触する一対の固定電極と、各水銀に接離可能に設けられた可動電極とを備えた接点開閉装置が知られている（特許文献１〜３参照）。このような接点開閉装置では、水銀に対して可動電極を接触（オン）および離間（オフ）させることで、水銀および可動電極を介して固定電極間の電気接続をオン／オフするようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭４１−６１３３号公報
【特許文献２】実開昭５０−７１７４号公報
【特許文献３】実開昭４８−７２４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の接点開閉装置では、収納部に水銀を充填した後に容器外に水銀を流出させないために容器を密閉する必要があり製造工程が煩雑になる。また、容器の密閉状態が完全でない場合には容器外に水銀が流出する虞があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、製造工程を煩雑にすることなく液体金属が流出することを抑制できる接点開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明にあっては、液体金属が充填された液体収容部、および該液体収容部とケース外部とを連通する開口部を有するケース体と、前記開口部の内壁に凹設され、前記液体収容部とケース外部とを連通する少なくとも１つの連通溝と、前記液体金属に接触する固定電極と、前記開口部に挿嵌することで前記開口部を介して前記液体金属に接離可能に設けられた可動電極とを備え、前記開口部を介して前記可動電極を前記液体金属と接触する位置に移動させ、前記固定電極と前記可動電極とを前記液体金属を介して電気的に接続することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明にあっては、前記液体収容部，前記開口部および前記固定電極をそれぞれ複数備え、前記可動電極は棒状部材の両端を屈曲させたコ字状に形成されており、前記各開口部を介して前記可動電極を前記各液体金属と接触する位置に移動させ、前記液体金属および前記可動電極を介して前記固定電極間を電気的に接続することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明にあっては、前記液体収容部の前記開口部が形成される面の表面積よりも前記開口部の開口面積が小さいことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明にあっては、前記ケース体に前記開口部を囲うとともに、前記可動電極の移動方向に突設する壁部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、開口部に挿嵌可能な可動電極を設けたため、開口部に可動電極を嵌入した際に可動電極が開口部の蓋として機能するので、製造工程を煩雑にすることなく液体収容部から開口部を介して液体金属が流出することを抑制できる。また、開口部の内壁に連通溝を設けたため、可動電極と液体金属とを離間させる際に可動電極と液体金属の液面との間にアークが発生した場合、アークによって気化された液体金属を連通溝を介して外部に放出し、液体収容部内の内圧が上昇することを抑制できるので、製造工程を煩雑にすることなく液体収容部から開口部を介して液体金属が流出することを抑制できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、可動電極と複数の固定電極間を液体金属を介して電気的に接続したり、切断したりすることで、オン／オフするようにしたため、接点開閉装置の設計自由度を増大できる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、液体収容部の開口部が形成される面の表面積よりも開口面積の小さい開口部を設けたため、液体金属の液面が揺れる等しても液体金属を収容する空間に対して開口が小さいので、製造工程を煩雑にすることなく液体収容部から開口部を介して液体金属が流出することを抑制できる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、ケース体に開口部を囲う壁部を設けたため、可動電極と液体金属とを接触させる際に液体金属が跳ね上がった場合、ケース体の外部に跳ね上がった液体金属が飛散することを抑制できるので、製造工程を煩雑にすることなく液体収容部から開口部を介して液体金属が流出することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例にかかる接点開閉装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例にかかる接点開閉装置の動作を説明するための部分断面図である。
【図３】図２中Ａ矢視の部分断面図である。
【図４】本発明の実施例にかかる接点開閉装置の開口部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳述する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例にかかる接点開閉装置の概略構成を示す斜視図、図２は、本発明の実施例にかかる接点開閉装置の動作を説明するための部分断面図、図３は、図２中Ａ矢視の部分断面図、図４は、本発明の実施例にかかる接点開閉装置の開口部を示す平面図である。
【００１７】
先ず、図１を参照して、本発明の実施例にかかる接点開閉装置１の構成を説明する。
【００１８】
本実施例にかかる接点開閉装置１は、ガラスやプラスチック等の絶縁性を有する材料で形成されたケース体２と、ケース体２内に設けられた複数（本実施例では２つ）の液体収容部３，３と、液体収容部３，３とケース体２の外部とを連通する開口部４，４と、液体収容部３，３に充填された液体金属５，５と、液体金属５，５に接触する複数（本実施例では２つ）の固定電極６，６と、開口部４，４を介して液体金属５，５に接離可能に設けられた可動電極７と、を備えている。
【００１９】
ケース体２は、略長方形の箱状に形成されており、その内部にはケース体２の長手方向（以下、長手方向と称す）に離間して２つの液体収容部３が設けられている。
【００２０】
液体収容部３は、長手方向に沿う略円筒状に形成されており、その上部３ａには、液体収容部３とケース体２の外部とを連通する開口部４が設けられている。液体収容部３には、開口部４を介して常温・常圧（２５℃・１気圧）で液化状態にある液体金属５が充填されている。液体金属５としては、例えば、ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）からなる共融合金等を用いることができる。
【００２１】
液体収容部３の下部３ｂには、固定電極６が設けられている。固定電極６は、銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），アルミニウム（Ａｌ）等の導電性を有する金属材料により形成された丸棒部材によって構成されている。固定電極６の一端部６ａ（図２参照）は液体金属５に接触させて液体収容部３側に固定され、固定電極６の他端部６ｂはケース体２の外部に延出され、図示しない各種電気部品に接続される。
【００２２】
可動電極７は、固定電極６と同種類の金属材料により形成された丸棒部材によって構成されている。可動電極７は、丸棒部材の両端部を直角に屈曲させたコ字状に形成されている。可動電極７の両端部７１，７１は、開口部４，４に対向して配置され、可動電極７の上下移動により両端部７１，７１が開口部４，４に嵌入される。可動電極７の略中央部は、プラスチック等の絶縁性を有する材料で形成された絶縁部材８を介して図示しないアクチュエータに連結される。なお、駆動力を発生するアクチュエータとしては、電磁力，油圧等を用いた様々なものを採用することができる。
【００２３】
次に、図２を参照して、上記接点開閉装置１の動作を説明する。
【００２４】
本実施例にかかる接点開閉装置１では、オフのときは、図２（ａ）に示すように、可動電極７と液体金属５とは離間した位置にあり固定電極６，６間は電気的に切断されている。そして、オフからオンに切り換える際には、図２（ｂ）に示すように、アクチュエータによって可動電極７を下方に向けて移動させ、可動電極７の両端部７１，７１が各液体収容部３，３の液体金属５，５に接触することで、固定電極６，６間は液体金属５，５および可動電極７を介して電気的に接続し、通電される。また、オンからオフに切り換える際には、上記とは逆の動作が行われる。
【００２５】
本実施例では、図２および３に示すように、液体収容部３の上部３ａの表面積に対して開口部４の開口面積は小さく設けられており、開口部４に対して液体金属５を収容する空間が広くなっている。
【００２６】
また、本実施例では、開口部４は、図４に示すように、ケース体２の表面部２ａに上方視線で略円形に開口しており、可動電極７が挿嵌可能な径に形成されている。なお、可動電極７を嵌入した際に開口部４の内壁４１と可動電極７との間に形成される間隙Ｖは、液体金属５が流出しない程度に設定されており、可動電極７の上下移動がスムーズに行われるものになっている。
【００２７】
さらに、本実施例では、ケース体２の表面部２ａに開口部４を環状に囲う壁部２１が設けられている。壁部２１は、上方視線で略円形に可動電極７のケース体２の表面部２ａから上方に向けて突設している。壁部２１を含む開口部４の内壁４１には、液体収容部３とケース体２の外部とを連通する連通溝４０が凹設されている。連通溝４０は、開口部４の円周方向に９０度間隔で、計４箇所設けられている。
【００２８】
以上説明したように、本実施例にかかる接点開閉装置１では、開口部４に挿嵌可能な可動電極７を設けたため、開口部４に可動電極７を嵌入した際に可動電極７が開口部４の蓋として機能するので、製造工程を煩雑にすることなく液体収容部３から開口部４を介して液体金属５が流出することを抑制できる。
【００２９】
また、本実施例にかかる接点開閉装置１では、液体収容部３の上部３ａの表面積よりも開口面積の小さい開口部４を設けたため、液体金属５の液面５ａが揺れる等しても液体金属５を収容する空間に対して開口が小さいので、製造工程を煩雑にすることなく液体収容部３から開口部４を介して液体金属５が流出することを抑制できる。
【００３０】
また、本実施例にかかる接点開閉装置１では、ケース体２の表面部２ａに開口部４を環状に囲う壁部２１を設けたため、可動電極７と液体金属５とを接触させる際に液体金属５が跳ね上がった場合、ケース体２の外部に跳ね上がった液体金属５が飛散することを抑制できるので、製造工程を煩雑にすることなく液体収容部３から開口部４を介して液体金属５が流出することを抑制できる。また、可動電極７と液体金属５とを離間させる際に可動電極７と液体金属５の液面５ａとの間にアークが発生した場合、ケース体２の外部にアークによって跳ね上げられた液体金属５が飛散することを抑制できる。
【００３１】
また、本実施例にかかる接点開閉装置１では、壁部２１を含む開口部４の内壁４１に液体収容部３とケース体２の外部に連通する連通溝４０を設けたため、可動電極７と液体金属５とを離間させる際に可動電極７と液面５ａとの間にアークが発生した場合、アークによって気化された液体金属５を連通溝４０を介して外部に放出し、液体収容部３内の内圧が上昇することを抑制できるので、製造工程を煩雑にすることなく液体収容部３から開口部４を介して液体金属５が流出することを抑制できる。
【００３２】
また、本実施例にかかる接点開閉装置１では、可動電極７と一対の固定電極６，６間を液体金属５を介して電気的に接続したり、切断したりすることで、オン／オフするようにしたため、アクチュエータ等の可動機構に連結される可動電極７と各種電機部品に接続される固定電極６，６とを分離して設けることができるので、接点開閉装置１の設計自由度を増大できる。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は上記実施例には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、ケース体，液体収容部，開口部，連通溝，壁部，固定電極，可動電極の形状等は種々のものを採用できる。また、上記実施例では、単一のケース体に複数の液体収容部を設けているが、複数のケース体にそれぞれ液体収容部を設けるようにしてもよい。また、上記実施例では、アクチュエータを可動電極に連結し、可動電極を移動させるようにしているが、アクチュエータをケース体に連結し、ケース体を移動させるようにしてもよい。このように、上記実施例に基づいて当業者によりなされる他の実施例、実施の形態および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１    接点開閉装置
２    ケース体
３    液体収容部
４    開口部
５    液体金属
６    固定電極
７    可動電極
２１  壁部
４０  連通溝
４１  内壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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