(57)【要約】【課題】製造コストの上昇を抑えつつアークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避するとともに応答性を向上する。【解決手段】移動体４に設けられている導電部４１がベース部材１と対向する一つの面（左側面）のみで導電性流体ＬＭと接触導通する。故に、導電部４１が異なる二つの面（左右両側面）で導電性流体ＬＭと接触導通する場合と比較して、導電部４１と導電性流体ＬＭとの間の距離（ギャップ）や絶縁部４０並びに導電部４１の表面粗さの管理を簡素化することができる。その結果、製造コストの上昇を抑えつつアークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避するとともに応答性を向上した接点開閉装置が提供できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料からなり少なくとも一つの面が平面であるベース部材と、ベース部材に設けられ、一端側が前記平面に開口する一対の収納部と、各収納部に充填された導電性流体と、一端部が各収納部内において導電性流体と接触導通し且つ他端部がベース部材より突出する複数の端子と、ベース部材の前記平面と対向し且つ当該平面と平行に移動自在である移動体とを備え、移動体は、絶縁材料からなる絶縁部と導電性材料からなる導電部とを有し、一対の収納部の開口から突出する導電性流体と導電部とが接触するオン位置と、少なくとも何れか一方の収納部の開口から突出する導電性流体が絶縁部と接触するオフ位置との間を移動することを特徴とする接点開閉装置。
【請求項２】
ベース部材は、前記平面が水平面と平行になり且つ鉛直上方を向く姿勢に保持されることを特徴とする請求項１記載の接点開閉装置。
【請求項３】
導電部は、移動体がオン位置に在るときに何れか一方の収納部の開口から突出する導電性流体と接触する部位が導電性流体で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の接点開閉装置。
【請求項４】
絶縁材料からなる一対のベース部材と、それぞれのベース部材に設けられ、一端側がベース部材の一面に開口する収納部と、各収納部に充填された導電性流体と、一端部が各収納部内において導電性流体と接触導通し且つ他端部がベース部材より突出する複数の端子と、各ベース部材の前記一面とそれぞれ異なる面で対向し且つ当該面と平行に移動自在である移動体とを備え、移動体は、絶縁材料からなる絶縁部と導電性材料からなる導電部とを有し、一対の収納部の開口から突出する導電性流体と導電部とが接触するオン位置と、少なくとも何れか一方の収納部の開口から突出する導電性流体が絶縁部と接触するオフ位置との間を移動してなり、導電部は、移動体がオン位置に在るときに一方の収納部の開口から突出する導電性流体と接触する部位が導電性流体で形成されるとともに他方の収納部の開口から突出する導電性流体と接触する部位が固体の導電性材料で形成され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、接点開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避することができる接点開閉装置として、液体金属などの導電性流体を接点とする接点開閉装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されている従来例では、導電性流体の流路内に気体を封入し、ヒータにより気体を加熱膨張させることによって導電性流体を流路内で移動させて接点を開閉する構成となっていたため、気体を加熱するのに比較的に長い時間を要し、応答性が良くないという問題があった。
【０００４】
これに対して本出願人は、スリットで分断された直線状の一対の流路内に導電性流体を充填し、絶縁材料からなる絶縁部と金属材料からなる導電部とを一体に形成してなる移動体を当該スリット内を移動自在に設け、移動体を一方の向きに移動させて各流路内の導電性流体を絶縁部で絶縁することで接点を開成し、移動体を他方の向きに移動させて各流路内の導電性流体を導電部を介して接触導通させることで接点を閉成する接点開成装置を既に提案している（特願２００８−１３４０６５）。この接点開成装置ではヒータによる加熱が不要であるから、特許文献１に記載されている従来例と比較して接点の開閉時間を短縮することができるとともに省電力化も図れる。
【特許文献１】特開２００５−１４２１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本出願人による後者の従来例においては、表面張力によって各流路の断面からスリット側へ突出している導電性流体の先端部分と移動体の導電部との距離（ギャップ）や絶縁部並びに導電部の表面粗さが設計値の範囲内に収まるように厳しく管理しなければならず、当該管理に伴って製造コストが上昇するという課題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造コストの上昇を抑えつつアークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避するとともに応答性を向上した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】
【０００７】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、絶縁材料からなり少なくとも一つの面が平面であるベース部材と、ベース部材に設けられ、一端側が前記平面に開口する一対の収納部と、各収納部に充填された導電性流体と、一端部が各収納部内において導電性流体と接触導通し且つ他端部がベース部材より突出する複数の端子と、ベース部材の前記平面と対向し且つ当該平面と平行に移動自在である移動体とを備え、移動体は、絶縁材料からなる絶縁部と導電性材料からなる導電部とを有し、一対の収納部の開口から突出する導電性流体と導電部とが接触するオン位置と、少なくとも何れか一方の収納部の開口から突出する導電性流体が絶縁部と接触するオフ位置との間を移動することを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、移動体に設けられている導電部はベース部材と対向する一つの面のみで導電性流体と接触導通することになるから、導電部が異なる二つの面で導電性流体と接触導通する場合と比較して、導電部と導電性流体との間の距離（ギャップ）や絶縁部並びに導電部の表面粗さの管理が簡素化できる。その結果、製造コストの上昇を抑えつつアークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避するとともに応答性を向上することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、ベース部材は、前記平面が水平面と平行になり且つ鉛直上方を向く姿勢に保持されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明によれば、収納室に充填されている導電性流体が重力によって移動体から離れる向きの力を受けるため、移動体がオン位置からオフ位置に移動する際の遮断性能が向上する。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、導電部は、移動体がオン位置に在るときに何れか一方の収納部の開口から突出する導電性流体と接触する部位が導電性流体で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明によれば、一方の収納部に充填されている導電性流体が導電部における導電性流体で形成された部位と接触導通するために導通を安定化することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、上記目的を達成するために、絶縁材料からなる一対のベース部材と、それぞれのベース部材に設けられ、一端側がベース部材の一面に開口する収納部と、各収納部に充填された導電性流体と、一端部が各収納部内において導電性流体と接触導通し且つ他端部がベース部材より突出する複数の端子と、各ベース部材の前記一面とそれぞれ異なる面で対向し且つ当該面と平行に移動自在である移動体とを備え、移動体は、絶縁材料からなる絶縁部と導電性材料からなる導電部とを有し、一対の収納部の開口から突出する導電性流体と導電部とが接触するオン位置と、少なくとも何れか一方の収納部の開口から突出する導電性流体が絶縁部と接触するオフ位置との間を移動してなり、導電部は、移動体がオン位置に在るときに一方の収納部の開口から突出する導電性流体と接触する部位が導電性流体で形成されるとともに他方の収納部の開口から突出する導電性流体と接触する部位が固体の導電性材料で形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明によれば、一対の収納部にそれぞれ充填されている導電性流体のうちで片方の収納部に充填されている導電性流体が導電部における導電性流体で形成された部位と接触導通することになるから、導電部が固体の導電材料からなる部位のみで収納部に充填されている導電性流体と接触導通する場合と比較して、導電部と導電性流体との間の距離（ギャップ）や絶縁部並びに導電部の表面粗さの管理が簡素化できる。その結果、製造コストの上昇を抑えつつアークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避するとともに応答性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、製造コストの上昇を抑えつつアークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避するとともに応答性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
本実施形態の接点開閉装置は、図１に示すようにガラスや合成樹脂などの絶縁性材料によって略直方体状に形成されたベース部材１と、ベース部材１の内部に上下方向に並べて設けられ、ベース部材１の右側端面に開口する上側収納部２Ａ並びに下側収納部２Ｂと、それぞれの収納部２Ａ，２Ｂに充填された導電性流体ＬＭと、上端部が各収納部２Ａ，２Ｂ内において導電性流体ＬＭと接触導通し且つ下端部がベース部材１の下面より下方へ突出する２本の端子３と、ベース部材１の右側端面と対向し且つ当該右側端面と平行する上下方向に移動自在である移動体４とを備えている。尚、各収納部２Ａ，２Ｂに充填されている導電性流体ＬＭは、その表面張力によって収納部２Ａ，２Ｂの開口より外側（図１における右側）に突出している。
【００１７】
移動体４は、ガラスや合成樹脂などの絶縁材料によって矩形平板状に形成された絶縁部４０と、金属材料からなり絶縁部４０の下部に嵌合された導電部４１とで構成されている。そして、移動体４は、その左側面とベース部材１の右側面との間に所定距離（ギャップ）を離して上下方向に移動自在となっている。但し、移動体４をベース部材１に対して上下方向に移動自在に支持する構造については、従来周知の技術で実現可能であるから詳細な説明や図示は省略する。
【００１８】
而して、図１（ａ）に示すように導電部４１が上下方向において上側収納部２Ａ並びに下側収納部２Ｂの双方と重なる位置にあるときは、それぞれの収納部２Ａ，２Ｂの開口から突出する導電性流体ＬＭが導電部４１と接触するために２本の端子３，３間が導通してオン状態となる。尚、オン状態における移動体４の上下方向の位置をオン位置と呼ぶ。一方、図１（ｂ）に示すように移動体４がオン位置から下向きに移動し、導電部４１が上下方向において下側収納部２Ｂのみに重なる位置にあるときは、上側収納部２Ａの開口から突出する導電性流体ＬＭが移動体４の絶縁部４０と接触し、下側収納部２Ｂの開口から突出する導電性流体ＬＭが移動体４の導電部４１と接触するために２本の端子３，３間が移動体４の絶縁部４０で絶縁されてオフ状態となる。尚、オフ状態における移動体４の上下方向の位置をオフ位置と呼ぶ。すなわち、本実施形態の接点開閉装置では、オン位置とオフ位置との間で移動体４を上下方向に移動させることにより、２本の端子３，３間の導通・非導通を切り替える接点開閉動作を行うことができる。
【００１９】
上述のように本実施形態の接点開閉装置では、移動体４に設けられている導電部４１がベース部材１と対向する一つの面（左側面）のみで導電性流体ＬＭと接触導通することになるから、導電部４１が異なる二つの面（左右両側面）で導電性流体ＬＭと接触導通する場合と比較して、導電部４１と導電性流体ＬＭとの間の距離（ギャップ）や絶縁部４０並びに導電部４１の表面粗さの管理を簡素化することができる。その結果、製造コストの上昇を抑えつつアークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避するとともに応答性を向上した接点開閉装置が提供できる。
【００２０】
（実施形態２）
本実施形態の接点開閉装置は、基本的な構成が実施形態１の接点開閉装置と共通しているので、多少形状が相違していても共通の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２１】
本実施形態の接点開閉装置は、図２に示すように２つの収納部２Ａ，２Ｂが開口する面を上面とする向きにベース部材１が配置され、移動体４がベース部材１の上面と平行に水平方向に沿って移動自在となっている点に特徴がある。
【００２２】
而して、図２（ａ）に示すように導電部４１が左右（水平）方向において左側収納部２Ａ並びに右側収納部２Ｂの双方と重なる位置（オン位置）にあるときは、それぞれの収納部２Ａ，２Ｂの開口から上向きに突出する導電性流体ＬＭが導電部４１と接触するために２本の端子３，３間が導通してオン状態となる。一方、図２（ｂ）に示すように移動体４がオン位置から右向きに移動し、導電部４１が左右（水平）方向において右側収納部２Ｂのみに重なる位置（オフ位置）にあるときは、左側収納部２Ａの開口から突出する導電性流体ＬＭが移動体４の絶縁部４０と接触し、右側収納部２Ｂの開口から突出する導電性流体ＬＭが移動体４の導電部４１と接触するために２本の端子３，３間が移動体４の絶縁部４０で絶縁されてオフ状態となる。すなわち、本実施形態の接点開閉装置では、オン位置とオフ位置との間で移動体４を水平方向に移動させることにより、２本の端子３，３間の導通・非導通を切り替える接点開閉動作を行うことができる。
【００２３】
上述のように本実施形態の接点開閉装置においても、移動体４に設けられている導電部４１がベース部材１と対向する一つの面（下側面）のみで導電性流体ＬＭと接触導通することになるから、導電部４１が異なる二つの面（上下両側面）で導電性流体ＬＭと接触導通する場合と比較して、導電部４１と導電性流体ＬＭとの間の距離（ギャップ）や絶縁部４０並びに導電部４１の表面粗さの管理を簡素化することができる。その結果、製造コストの上昇を抑えつつアークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避するとともに応答性を向上した接点開閉装置が提供できる。しかも、本実施形態の接点開閉装置では、収納室２Ａ，２Ｂに充填されている導電性流体ＬＭが重力によって移動体４から離れる向き（下向き）の力を受けるため、移動体４がオン位置からオフ位置に移動する際の遮断性能が向上するという利点がある。
【００２４】
（実施形態３）
本実施形態の接点開閉装置は、図３に示すように基本的な構成が実施形態１の接点開閉装置と共通しているので、共通の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
本実施形態は、図３に示すように、移動体４の導電部４１が常温で固体の金属材料からなる第１導電部４１ａと常温で液体の導電性流体からなる第２導電部４１ｂとで構成されている点に特徴がある。
【００２６】
第２導電部４１ｂは、絶縁部４０における第１導電部４１ａの嵌合部位の上側に形成された凹所内に導電性流体を充填することで形成されており、凹所の下面開口部分で第１導電部４１ａと接触導通している。尚、第２導電部４１ｂは、導電性流体の表面張力によって移動体４（絶縁部４０）の左側面より外向き（左向き）に突出している。
【００２７】
而して、図３（ａ）に示すように第１導電部４１ａが上下方向において下側収納部２Ｂと重なるとともに第２導電部４１ｂが上下方向において上側収納部２Ａと重なる位置（オン位置）にあるときは、それぞれの収納部２Ａ，２Ｂの開口から突出する導電性流体ＬＭが第２導電部４１ｂ及び第１導電部４１ａとそれぞれ接触するために２本の端子３，３間が導通してオン状態となる。一方、図３（ｂ）に示すように移動体４がオン位置から下向きに移動し、第２導電部４１ｂが上下方向において下側収納部２Ｂに重なるとともに第１導電部４１ａが上下方向において何れの収納部２Ａ，２Ｂとも重ならない位置（オフ位置）にあるときは、上側収納部２Ａの開口から突出する導電性流体ＬＭが移動体４の絶縁部４０と接触し、下側収納部２Ｂの開口から突出する導電性流体ＬＭが移動体４の第２導電部４１ｂと接触するために２本の端子３，３間が移動体４の絶縁部４０で絶縁されてオフ状態となる。すなわち、本実施形態の接点開閉装置においても、オン位置とオフ位置との間で移動体４を上下方向に移動させることにより、２本の端子３，３間の導通・非導通を切り替える接点開閉動作を行うことができる。
【００２８】
上述のように本実施形態の接点開閉装置においても、移動体４に設けられている導電部４１（第１導電部４１ａ及び第２導電部４１ｂ）がベース部材１と対向する一つの面（左側面）のみで導電性流体ＬＭと接触導通することになるから、導電部４１が異なる二つの面（左右両側面）で導電性流体ＬＭと接触導通する場合と比較して、導電部４１と導電性流体ＬＭとの間の距離（ギャップ）や絶縁部４０並びに導電部４１の表面粗さの管理を簡素化することができる。その結果、製造コストの上昇を抑えつつアークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避するとともに応答性を向上した接点開閉装置が提供できる。さらに、上側収納部２Ａに充填されている導電性流体ＬＭにおいては導電性流体からなる第２導電部４１ｂと接触導通するため、実施形態１と比較して導通を安定化することができるという利点がある。
【００２９】
（実施形態４）
本実施形態の接点開閉装置は、図４に示すようにガラスや合成樹脂などの絶縁材料からなる一対のベース部材１０Ａ，１０Ｂと、それぞれのベース部材１０Ａ，１０Ｂに設けられ、一端側がベース部材の一面に開口する収納部１１Ａ，１１Ｂと、各収納部１１Ａ，１１Ｂに充填された導電性流体ＬＭと、上端部が各収納部１０Ａ，１０Ｂ内において導電性流体ＬＭと接触導通し且つ下端部がベース部材１０Ａ，１０Ｂより下向きに突出する２本の端子１２，１２と、各ベース部材１０Ａ，１０Ｂに挟まれた空間に上下方向に移動自在として配設された移動体１３とを備えている。
【００３０】
ベース部材１０Ａ，１０Ｂはガラスや合成樹脂などの絶縁性材料によって略直方体状に形成されている。一方のベース部材１０Ａには、その右側端面に開口する収納部１１Ａが形成され、他方のベース部材１０Ｂには、その左側端面に開口する収納部１１Ｂが形成されている。尚、各収納部１１Ａ，１１Ｂに充填されている導電性流体ＬＭは、その表面張力によって収納部１１Ａ，１１Ｂの開口より外側に突出している。
【００３１】
一対のベース部材１０Ａ，１０Ｂは、上下方向において左側のベース部材１０Ａが右側のベース部材１０Ｂよりも上方に位置し且つ互いの収納部１１Ａ，１１Ｂが開口する面を向き合わせる形で所定距離だけ離して配置される。
【００３２】
移動体１３は、ガラスや合成樹脂などの絶縁材料によって矩形平板状に形成された絶縁部１４と、絶縁部１４に保持された導電部１５とを有している。また導電部１５は、常温で固体の金属材料からなる第１導電部１５ａと常温で液体の導電性流体からなる第２導電部１５ｂとで構成されている。
【００３３】
第１導電部１５ａは絶縁部１４の上下方向略中央部分に嵌合されている。また第２導電部１５ｂは、絶縁部１４における第１導電部１５ａの嵌合部位の下側に形成された凹所内に導電性流体を充填することで形成されており、凹所の上面開口部分で第１導電部１５ａと接触導通している。尚、第２導電部１５ｂは、導電性流体の表面張力によって移動体１３（絶縁部１４）の右側面より外向き（右向き）に突出している。
【００３４】
そして、移動体１３は、その左側面とベース部材１０Ａの右側面、並びにその右側面とベース部材１０Ｂの左側面との間にそれぞれ所定距離（ギャップ）を離して上下方向に移動自在に配置されている。但し、移動体１３をベース部材１０Ａ，１０Ｂに対して上下方向に移動自在に支持する構造については、従来周知の技術で実現可能であるから詳細な説明や図示は省略する。
【００３５】
而して、図４（ａ）に示すように第１導電部１５ａが上下方向において左側の収納部１１Ａと重なるとともに第２導電部１５ｂが上下方向において右側の収納部１１Ｂと重なる位置（オン位置）にあるときは、それぞれの収納部１１Ａ，１１Ｂの開口から突出する導電性流体ＬＭが第１導電部１５ａ及び第２導電部１５ｂとそれぞれ接触するために２本の端子１２，１２間が導通してオン状態となる。一方、図４（ｂ）に示すように移動体１３がオン位置から下向きに移動し、第１導電部１５ａが上下方向において右側の収納部１１Ｂに重なるとともに第２導電部１５ｂが上下方向において何れの収納部１１Ａ，１１Ｂとも重ならない位置（オフ位置）にあるときは、左側の収納部１１Ａの開口から突出する導電性流体ＬＭが移動体１３の絶縁部１４と接触し、右側の収納部１１Ｂの開口から突出する導電性流体ＬＭが移動体１３の第１導電部１５ａと接触するために２本の端子１２，１２間が移動体１３の絶縁部１４で絶縁されてオフ状態となる。すなわち、本実施形態の接点開閉装置においても、オン位置とオフ位置との間で移動体１３を上下方向に移動させることにより、２本の端子１２，１２間の導通・非導通を切り替える接点開閉動作を行うことができる。
【００３６】
上述のように本実施形態の接点開閉装置では、一対の収納部１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ充填されている導電性流体ＬＭのうちで片方（右側）の収納部１１Ｂに充填されている導電性流体ＬＭが導電部１５における導電性流体で形成された第２導電部１５ｂと接触導通することになるから、従来例のように導電部が固体の導電材料からなる部位のみで収納部に充填されている導電性流体と接触導通する場合と比較して、導電部１５（第２導電部１５ｂ）と収納部１１Ｂに充填されている導電性流体ＬＭとの間の距離（ギャップ）や絶縁部１４並びに導電部１５（第１導電部１５ａ）の表面粗さの管理が簡素化できる。その結果、製造コストの上昇を抑えつつアークによる接点溶融や開閉時の接点バウンスを回避するとともに応答性を向上することができる。また、本実施形態の接点開閉装置では、実施形態３の接点開閉装置と比較して、端子１２，１２間の距離を大きく採ることができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態１を示し、（ａ）はオン状態の断面図、（ｂ）はオフ状態の断面図である。
【図２】実施形態２を示し、（ａ）はオン状態の断面図、（ｂ）はオフ状態の断面図である。
【図３】実施形態３を示し、（ａ）はオン状態の断面図、（ｂ）はオフ状態の断面図である。
【図４】実施形態４を示し、（ａ）はオン状態の断面図、（ｂ）はオフ状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ベース部材
２Ａ、２Ｂ  収納部
３  端子
４  移動体
４０  絶縁部
４１  導電部
ＬＭ  導電性流体
【図１】
2010027310.tif 000003
【図２】
2010027310.tif 000004
【図３】
2010027310.tif 000005
【図４】
2010027310.tif 000006