(57)【要約】【課題】  簡易な構造で、小型化できながら短時間で直流高電圧を遮断でき、しかも大電流時においても確実に遮断が可能な直流リレーを提供する。【解決手段】  少なくとも一方が可動接点で、互いに開閉する接点対を具えた直流リレーである。この接点の接触部は、Snを3〜9質量％と、Inを3〜9質量％と、酸化物とを含むAg合金からなって、中央部には酸化物の希薄な層が形成される。この酸化物のアスペクト比の平均値は2.5以上、5.0以下である。さらに酸化物の希薄な層の厚みは接触部の厚みの3.0％未満である。【選択図】図１
2005108768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が可動接点で、互いに開閉する接点対を具えた直流リレーにおいて、
この接点の接触部は、Snを3〜9質量％と、Inを3〜9質量％と、酸化物とを含むAg合金からなって、中央部には他の部分に比べて酸化物量の少ない希薄層が形成され、
前記酸化物のアスペクト比の平均値が2.5以上、5.0以下であり、
前記希薄層の厚みが接触部の厚みの3.0％未満であることを特徴とする直流リレー。
【請求項２】
前記Ag合金のSn含有量が3.5〜6質量％、In含有量が4〜6質量％である請求項１に記載の直流リレー。
【請求項３】
前記Ag合金が、Sn、Inに加え、さらにSb、Ca、Bi、Ni、Co、ZnおよびPbよりなる群から選ばれた少なくとも1種の元素を含む請求項１に記載の直流リレー。
【請求項４】
接点間が開いた際に接点間に生じるアークの経路中に遮蔽板を具える請求項１から請求項３の何れかに記載の直流リレー。
【請求項５】
遮断時、前記各接点の間に生じるアークを磁界により歪曲させる磁石を具えることを特徴とする請求項1から請求項４の何れかに記載の直流リレー。
【請求項６】
接点対を複数具え、これら接点対は直列に接続可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の直流リレー。
【請求項７】
接点対を複数具え、これら接点対は並列に接続可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の直流リレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電流のリレーに関するものである。特に、接点の耐溶着性に優れ、確実に直流電流を遮断できる直流リレーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題からハイブリッド自動車や燃料電池自動車のような高電圧（約300V）の自動車が開発されてきている。これらの自動車は、直流高電圧の主電池と高電圧回路からなる制御回路を具えている。また、主電池は直流高電圧であるので、事故時などには電池を制御回路から切り離す必要があり、電池と制御回路との間にはメカニカル接点の直流リレーを具える。
【０００３】
これらリレーは、直流高電圧を遮断するときに発生するアークが非常に大きくなることから、遮断速度が非常に遅く、短時間で遮断するのは非常に難しい。
【０００４】
そこで、従来では、水素などの冷却効果の大きい気体をアーク発生部に封入してアークの発生を抑える構造（例えば特許文献１参照。）がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２０４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、高圧回路は、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車に用いる場合、通常、ボディアースがとられていないので、事故などで自動車が変形したときに、車体を介して短絡する虞がある。
【０００７】
この短絡時は、2600A程度の大電流が流れる場合もある。このように定格制御容量以上の大電流が流れているときにリレーを遮断しようとすると、従来の直流リレーでは接点が溶着してしまいリレーの遮断ができないという問題があった。
【０００８】
例えばトランスで昇圧してコンデンサに充電し、サイリスタでコンデンサの容量放出とリレーの接点を開くタイミングを調整して、短時間大電流が流れる間に接点を開くようにしたときの電圧と電流の状態を図７に示す。
【０００９】
このとき、1500Aの大電流が流れたとき、接点が瞬時に溶着してしまい、コンデンサは自然放電し、接点間の電圧の挙動は1msの間しか起こらずしかも10V程度しか変動しないことがわかる。
【００１０】
また、特許文献１に示すように、水素などの気体でアークの発生を抑制する構造とする場合には、気体をケース内に完全に密閉できるケース構造を必要とする。この場合、ケースはアークによる耐熱性が必要となって高価なもの（例えばセラミックなど）となる。
【００１１】
気密性および耐熱性を上げるためには、ケースの厚みを大きくとる必要があり、ケースの形状が大きくなる問題もある。また、耐熱性が得られない場合には、廃車までメンテナンスをせずに気密性を維持することは非常に困難となる。
【００１２】
このように、水素などの気体を封入する場合には、気体が封入された状態を長期間保持するために大型化が要求され、さらに構造も複雑となる。その結果、自動車という限られたスペースに搭載する機器において性能を落とすことなく小型化を実現することは非常に困難であった。
【００１３】
その他、耐溶着性を向上させるには接点材料にCd酸化物を含有させることが有効であるが、Cd化合物には毒性の問題がある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、簡易な構造で、小型化できながら短時間で直流高電圧を遮断でき、しかも大電流時においても確実に遮断が可能な直流リレーを提供することにある。
【００１５】
また、本発明の別の目的は、Cdフリーで毒性に問題のない接点部を用いた直流リレーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、開閉する接点の接触面の材質をCdフリーで耐溶着性に優れたものとすることにより上記目的を達成する。
【００１７】
即ち、本発明の直流リレーは、少なくとも一方が可動接点で、互いに開閉する接点対を有する。例えば、接点対の一方の接点は、入力接点となり、他方の接点は出力接点となる。なお、開閉する一対の接点のうち、一方を可動接点、他方を固定接点としても良いし、双方を可動接点として開閉するように構成しても良い。これらの接点は、通常、ブロック状、柱状、棒状などの金属体で構成される。
【００１８】
この接点の接触部は、Snを3〜9質量％と、Inを3〜9質量％と、酸化物とを含むAg合金からなる材料で構成する。もちろん、不可避的不純物は含まれてもよい。Snの含有量を3〜9質量％とするのは、3質量％未満では、接触部の耐溶着特性が低下し、9質量％を超えると接触部の温度特性が低下するからである。好ましくは3.5〜6質量％である。通常、SnはAg合金中において化合物、特に酸化物として分散される。
【００１９】
ここで、耐溶着特性とは、接点が切れない状態、特に接点がくっついたまま離れない溶着の起こりにくさをいう。また、温度特性とは、通電時の接点の温度上昇の度合いをいい、温度特性が良いとは、通電により接点の温度が上昇しにくく、リレーに接続されるケーブルや機器に熱的な影響を与えにくいことをいう。
【００２０】
また、Inの含有量を3〜9質量％とするのは、この範囲外の含有量の場合には接点の温度特性が低下するからであり、さらに、9質量％を超えると、Snの含有量にもよるが、耐溶着特性が低下するからである。好ましくは、3〜7質量％、さらに好ましくは4〜6質量％である。通常、InはAg合金中において化合物、特に酸化物として分散される。
【００２１】
Ag合金中における酸化物のアスペクト比の平均値は2.5以上、5.0以下とする。Ag合金中の酸化物のアスペクト比の平均値を2.5以上5.0以下とするのは、この範囲外では、酸化物とAgマトリックスとの間に格子欠陥が多く生成するため、Ag合金の耐熱強度が劣化するからである。アスペクト比の平均値が2.5未満では接点の耐溶着特性が劣化し、5.0を越えても耐溶着特性や耐摩耗特性が劣化する。なお、本件のアスペクト値の平均値は、以下の方法で算出される。接点の任意の切断面から任意に選んだ5000倍の光学顕微鏡視野に含まれる酸化物粒子について、その長径/短径、すなわちアスペクト比を測定する。この測定を100個の酸化物粒子のアスペクト比が得られるまで繰り返し、それら100個の平均値をこの接点の酸化物のアスペクト比の平均値とする。
【００２２】
また、接触部の中央部には他の部分に比べて酸化物量の少ない希薄層を有し、その希薄層の厚みを接触部の厚みの3.0％未満とする。本発明リレーに用いる接触部は、後述のように後酸化法によって得られるものであり、その製法上、必然的に希薄層が形成される。これは、Ag合金の内部酸化時にSnやIn等の溶質成分が接触部の表面方向へ移動した結果存在するものである。この希薄層の厚みを、接触部の厚みの3.0％未満とする理由は以下の通りである。リレー用の接触部は、所定の大電流を通電させたときの耐溶着性が必要であるとともに、大量の消耗が生じた場合でも繰り返しの使用が可能でなければならない。従って、接触部が実用上優れた耐溶着性を有するためには、その厚み方向の全体に亘って優れた耐溶着性を持つことが必要であり、酸化物量が少なくて耐熱強度の低い希薄層の厚さは極力小さくする必要が有る。特にそれが接触部の厚みの3.0％以上になると、実用上優れた耐溶着性を維持することが難しい。この比率のより好ましい範囲は1.5％以下である。
【００２３】
上記希薄層の厚みは、以下の方法で算出される。接触部の厚さ方向に平行な面で、その接触部を二等分するように切断する。通常、その切断面の中央部に希薄層が現れる。その際、接触部の厚さ方向と同じ方向を希薄層の厚さ方向とし、接触部の厚さ方向と垂直な方向を希薄層の長さ方向とする。その希薄層の長さ方向の中央から希薄層の長さの両側各30％の範囲に当たる部分を測定範囲とする。その測定範囲から任意の10個所を500倍の光学顕微鏡で観察し、それぞれの観察個所に対し、図6に示したように希薄層と周囲の正常組織との上下の境界に線を引き、それらの線間（図6の矢印部分）の長さを測定する。得られた10個所の測定結果の平均値を希薄層の厚さとする。
【００２４】
なお、希薄層はEDX分析（エネルギー分散型X線分光分析）によっても確認される。その場合、EDX分析の点分析からSnまたはInのピーク高さを求め、周囲にある正常組織における前記ピーク高さに比べて95％未満のピーク高さとなる領域が希薄層となる。
【００２５】
本発明の接点には、上記基本成分に加え、さらに、Sb、Ca、Bi、Ni、Co、ZnおよびPbよりなる群から選ばれた少なくとも1種の元素が、従成分として含まれていてもよい。通常、これらの成分の大部分は、Agマトリックス中に化合物、特に酸化物の形態で分散される。
【００２６】
但し、個々の成分によって望ましい分散量範囲が異なる。例えば、いずれも元素換算された質量％単位で0.05〜2(Sb)、0.03〜0.3(Ca)、0.01〜1(Bi)、0.02〜1.5(Ni)、0.02〜0.5(Co)、0.02〜8.5(Zn)、0.05〜5(Pb)である。なお、括弧内は対象元素である。以上の各成分種において、その量が上記の範囲外になると、直流リレーの種類によっては温度特性が低下することがあり、特に上限を超えるとリレーの種類によっては同時に耐溶着特性も低下することがある。
【００２７】
通常は、以上の従成分が接点の性能に若干影響を及ぼすが、これ以外の成分としては、例えば以下のものが挙げられる。これらはいずれも本発明の目的の範囲内で微量に含まれても構わない。なお成分によって望ましい含有量が異なるが、括弧内数値のうち元素記号で表示されたものは、元素換算された質量％単位で、分子式で表示のものは、同分子換算された質量％単位で表したその許容上限値である。Ce(5)、Li(5)、Cr(5)、Sr(5)、Ti(5)、Te(5)、Mn(5)、AlF3(5)、CrF3(5)およびCaF2(5)、Ge(3)およびGa(3)、Si(0.5)、Fe(0.1)およびMg(0.1)。
【００２８】
本発明者らは、接触部に必要な前記したいくつかの要求特性を満たす材料を探索してきた結果、以上のような基本構成によれば、Cdフリーの材料で従来実現し得なかった優れた耐溶着特性と温度特性とを兼ね備えた接触部材料が提供可能であることを見出した。
【００２９】
なお、本発明リレーに用いる接触部は、リレーに組み込むため台金などの他の部材と接続する必要がある。接触部と台金との接続を容易にするため、接触部における台金との接触面に純Ag、ロウ材などの金属からなる薄い接続層を設けてもよい。この接続層は、通常、この種の目的で配設される金属層と同じような形態であればよい。
【００３０】
次に、上記接触部の製造方法について説明する。この接触部は、従来から行われてきたこの種のAg合金と類似の後酸化法によって作られる。後酸化法とは、合金の状態で最終接点形状に仕上げるか、その近くまで成形した後に、内部酸化をする方法である。例えば所望の化学組成となるように溶解・鋳造されたインゴットを粗圧延した後、必要により純Ag圧延材を熱間圧着する。これをさらに圧延して所定の厚みのフープにした後、同フープを打ち抜き、またはさらに成形し、最終形状に近いサイズのAg合金素材とし、さらにこの素材を内部酸化してSn、Inなどの金属成分を酸化物に転換する。内部酸化は、大気から100％酸素までの酸素雰囲気中、1〜30気圧(101.3〜3039.7kPa)、500〜850℃、10〜1000時間の範囲の条件で実施されることが好ましい。なお、溶解・鋳造に先立ち成分元素の酸化物以外の化合物を含ませることもできる。また、必要に応じて、圧延等の塑性加工を施した後に適宜熱処理や形状を調整する工程などを入れることもできる。
【００３１】
酸化物のアスペクト比をコントロールするには、内部酸化工程の後で、750℃以上の高温下においてAg合金を全体を僅かに塑性変形させる条件下で塑性加工を行えば良い。例えば真空ホットプレスやHIP（熱間静水圧成形）を行う。その場合、窒素ガスまたは不活性ガス雰囲気中あるいは真空中、750℃以上900℃以下の温度で、100〜5000kgf/cm2(9.8〜490MPa)の圧力を加えることが好ましい。Ag合金の塑性変形が発生するまで加圧を続ける必要があるが、通常は１分程度の加圧でも十分である。真空ホットプレスやHIPにより、金属に変形が加えられ、その結果アスペクト比の大きすぎる酸化物は分断され、アスペクト比の小さい酸化物は分断されない状態で残るため、本発明に示された範囲にそのアスペクト比をコントロールすることが可能になる。同時に酸化物とマトリックス相との間の格子欠陥が少ない状態に修復される。塑性加工条件にもよるが750℃より温度が低いとAgマトリックス相が塑性変形し難いため、十分な効果を得ることは難しい。真空ホットプレスやHIP以外の方法としては、金属に高温下で塑性加工を加えることのできる方法であれば、どのような方法を用いてもかまわない。例えば、上記の雰囲気中での熱間圧延法を用いても良い。ただし熱間圧延法の場合には圧延量の微調整が必要になる。
【００３２】
希薄層の厚みをコントロールするには、酸化物形成時に少なくとも２回以上の内部酸化処理を行い、これら内部酸化処理間に、高純度N2ガスまたは高純度不活性ガス雰囲気中あるいは真空雰囲気中の焼鈍を施せば良い。前述したように、内部酸化工程においては、SnやInのような溶質成分はAg合金の表面側へ移動するので、これを一旦元に戻してやるために、溶質成分の拡散均一化を目的とした焼鈍を行うのである。この焼鈍は、すべての溶質成分が酸化してしまう前に行うことが効果的であり、具体的には、内部酸化処理を開始後、全内部酸化処理時間の20％〜70％の間で内部酸化処理を少なくとも１度中断し、この焼鈍を施した後、内部酸化処理を再開すれば良い。この焼鈍は、溶質成分の酸化を進行させない雰囲気で行う必要が有る。通常、密閉型の炉を用い炉内を一旦少なくとも10-4Torr(0.013Pa)以下に脱気した後、99.9％以上の純度のN2ガスまたはArやHe等の不活性ガスで置換した後に焼鈍を開始するのが好ましい。また、真空雰囲気中で焼鈍する場合も同様に真空度が低いと所望の効果が得られにくいため、炉内を10-5Torr(0.0013Pa)以下とすることが好ましい。また、焼鈍の温度・時間は、溶質成分を十分に拡散させAg合金マトリックス相中に均一に分散しうる条件であればよい。具体的には、500〜850℃の温度範囲で5分〜100時間の焼鈍時間が好ましい。この焼鈍には、以上の条件調整が可能な焼成炉を用いるが、例えば、前述の真空ホットプレスやHIPであってもかまわない。
【００３３】
本発明の直流リレーによれば、通電時は、接点を接触させて入力接点から出力接点へと電流が流れる。そして、リレーの遮断時は、各接点を離隔させて接点を非接触状態にする。リレー遮断時に大電流が流れても、本発明の接点の接触部は、前記材料で構成しているので、耐溶着性に優れ、接点の溶着を阻止できる。
【００３４】
ここで、接点の開閉動作を行うには、種々の駆動源を利用できる。回転系駆動源ではモータが、直動系駆動源ではソレノイドやシリンダが利用できる。回転系駆動源を用いる場合は、回転運動を往復運動に変換する変換機構を介して接点を駆動させる。また、直動系駆動源を用いる場合には、直動系駆動源を接点に連結して接点を駆動させる。
【００３５】
双方の接点を可動接点とする場合には、双方の駆動を同時に行う必要がある。このタイミングをとる具体的な手段としては、例えば、タイマー手段を用いたものが挙げられる。つまり、タイマーを用いて可動接点を駆動させる駆動信号を出力する。
【００３６】
また、本発明は、少なくとも一方が可動接点で、互いに開閉する一対の接点に適用できるのはもちろんのこと、接点対を複数具える場合にも適用できる。
【００３７】
さらに、本発明直流リレーは、接点間が開いた際に接点間に生じるアークの経路中に遮蔽板を具えるようにしてもよい。この場合、遮蔽板は、接点間が開いた際に接点間に挿入され、接点間が近接する際に接点間から引き抜かれるようにすることができる。
【００３８】
例えば、一対の接点の少なくとも一方を駆動して、接点間を開くことで遮断を行うとともに、接点間が開いた際に遮蔽板を挿入することでアークを遮断する。このように、接点の開閉駆動と遮蔽板の挿脱駆動の相互作用により、簡易な構成にて確実に遮断を行うことができる。また、気密構造が不要で、安価に製造することができる。
【００３９】
また、両接点間が所定の距離になった場合、アークが発生するが、このアークの経路を遮蔽板で遮断することにより、遮蔽板の放熱効果を利用することでアーク消弧時間を短縮する。
【００４０】
また、遮蔽板の挿脱駆動は、接点間を開いた後に、接点間に遮蔽板を挿入することにより、遮蔽板が接点に接触することを阻止できるので、遮蔽板を耐摩耗性に優れた高強度、高硬度の材料で形成することなく、遮蔽板自体の材料選択の幅が広がり、リレーとしての機械的寿命も伸ばすことができる。さらに、接点に遮蔽板が接触しないので、接点同士の接触面積を大きくとって耐アーク性を向上することができる。
【００４１】
ここで、遮蔽板の挿脱動作には、接点の開閉動作と同様に種々の駆動源を利用できる。回転系駆動源ではモータが、直動系駆動源ではソレノイドやシリンダが利用できる。回転系駆動源では回転運動を往復運動に変換する変換機構を介して、直動系駆動源では直接接点や遮蔽板に連結して駆動する。いずれも電気的に駆動させて、接点の開閉と遮蔽板の挿脱は互いに非接触となるようタイミングをとる。
【００４２】
このタイミングをとる具体的な手段としては、電気的なタイミング調整手段と、機械的なタイミング調整手段が考えられる。まず、電気的なタイミング調整手段としては、タイマー手段を用いたものが挙げられる。つまり、両接点を開く駆動信号を出力後、一定期間経過後に遮蔽板を両接点間に挿入する駆動信号を出力し、遮蔽板を両接点間から引き抜く駆動信号を出力後、両接点を近接する駆動信号を出力するように調整して、接点と遮蔽板を非接触に保つ。
【００４３】
別の電気的なタイミング調整手段としては、CR回路を用いたものが挙げられる。つまり、抵抗とコンデンサを用い、コンデンサの充電時間を利用することで、接点開閉の駆動源または遮蔽板挿脱の駆動源のうち、一方が遅れて動作するように調整する。それにより、両接点を開いた後、遮蔽板を両接点間に挿入し、遮蔽板を両接点間から引き抜いた後、両接点が近接するように接点と遮蔽板の駆動タイミングを制御する。
【００４４】
一方、機械的なタイミング調整手段としては、テーパー面を利用したものが挙げられる。つまり、前記遮蔽板と一体に第一テーパー面を設け、前記可動接点と一体に第二テーパー面を設け、両方のテーパー面が互いに接触するように構成する。例えば、両テーパー面は接点が開閉する方向に対して斜めに交差するように設ける。
【００４５】
そして、遮蔽板を接点間に挿入させると両テーパー面が接触しているので、第一テーパー面により第二テーパー面が押されて接点間が開き、遮蔽板を引き抜くと接点間が閉じるように動作するようにして、接点と遮蔽板とを非接触となるように保持する。
【００４６】
この遮蔽板には、絶縁板、導電板のいずれも利用することができる。絶縁板を用いる場合はアークの移動距離を引き伸ばし、ある程度の放熱効果を得てアークの消弧時間を短縮する。導電板は、通常、金属板が利用でき、その高い放熱効果によりアークを冷却したり、それ自身で分圧することができるので、消弧時間を短くすることができる。
【００４７】
遮蔽板の厚みは、材料にもよるが、所望する制御容量が確保できる厚さとする。電気自動車用リレーの定格制御容量の一例としては、150A/400Vが挙げられる。
【００４８】
遮蔽板に用いる絶縁材料としては、プラスチック、セラミックおよびダイヤモンドから選択される少なくとも一種が好ましい。プラスチックとしては、電気絶縁材料として一般的なものが利用できる。
【００４９】
例えば、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどが好適である。セラミックとしては、周期律表IVa、Va、VIa族元素、AlおよびSiの炭化物、窒化物、硼化物、酸化物およびこれらの固溶体から選択される少なくとも一種が好適である。
【００５０】
より具体的には、WC、TiC、TiN、TiCN、TiB2、TiBN、ZrC、ZrN、SiN、AlN、VC、TaC、HfC、Mo2C、SiO、SiO2、Al2O3等がある。その他、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、結晶化ガラスなどのガラス状物質も利用できる。ダイヤモンドは単結晶・多結晶、天然・合成のいずれでも良い。
【００５１】
これらの材料のうち、プラスチックは押し出しによりシート状に成型したり、基板上に静電塗装、粉体塗装などの方法によりプラスチックを被覆し、薄膜状の遮蔽板を形成することで得られる。また、セラミックやダイヤモンド薄膜は、気相合成法により形成することが好適である。例えば、熱フィラメント法、マイクロ波プラズマ法、高周波プラズマ法、アーク放電プラズマジェット法などのCVD(Chemical  vapor  deposition)法によりダイヤモンド膜を形成できる。
【００５２】
遮蔽板に導電材料を用いる場合は、種々の金属が利用できる。鉄、銅、銀、金、アルミニウムあるいはこれらの合金が挙げられる。特に、熱伝導率の高い金属を用いれば放熱効果が高く、よりすばやくアークを消弧することができる。さらに、遮蔽板を導電板とする場合には、接点と導電板との間で電流を分圧することができるので、本発明の接点の接触部に用いるAg合金を導電板の両表面に形成することにより、さらに、アークの消弧時間を短くすることができる。
【００５３】
中でも、銅などの非磁性材料を用いれば、周囲に磁界の影響を及ぼすことがないため、アークの歪曲効果に悪影響を及ぼすことがなく一層好ましい。
【００５４】
遮蔽板は１枚でも良いが、複数枚用いることにより、特に遮蔽板として絶縁板を用いる場合はアークの移動距離をかせぎ、導電板を用いる場合には、放熱効果を一層向上でき、アーク消弧時間を短くすることができる。
【００５５】
放熱効果を考慮する場合、遮蔽板を配置する方向は、アークを遮断する方向であってもアークに沿った方向であってもいずれでも良い。また、遮蔽板の形状も平板状に限らない。例えば、平板の両側に複数のフィン等、突起を形成して遮蔽板の表面積を大きくした構成でも良い。
【００５６】
また、本発明直流リレーは、遮断時、前記各接点の間に生じるアークを磁界により歪曲させる磁石を具えることが望ましい。遮断する際に、接点間にアークが発生するが、このアークを磁石によるローレンツ力で外側に引き伸ばすことによりアーク消弧時間を短縮することができる。
【００５７】
さらに、前記したように接点間で生じたアークを遮断する遮蔽板を具える場合にも磁石を設けるようにしてもよい。この場合、磁石で歪曲されたアークの経路を遮断するように遮蔽板を配置する構成とする。遮蔽板と磁石を設ける場合は、接点と遮蔽板との間にアークが発生したとき、遮蔽板の放熱効果を利用することでアーク消弧時間をさらに短縮することができる。
【００５８】
この場合発生したアークは磁気ブローにより接点間の外側に引き出されるため、前記したように遮蔽板を接点に向けて進退可能に駆動させる場合、遮蔽板の駆動範囲を接点間外としておけば、接点の開閉と正確なタイミングをとらなくても遮蔽板が接点に接触することがない。
【００５９】
なお、アークは磁石によりフレミングの左手の法則に基づいて力を受けて歪曲されるため、歪曲される方向は接点周辺に対してかける磁界の方向により調整できる。
【００６０】
また、磁石と遮蔽板を用いる構成とする場合、遮蔽板は磁石で歪曲されたアークの経路に固定設置しておくことができる。この場合の遮蔽板は、接点間において、接点接触部の外周囲の全周にわたって遮断できるようにすることが好ましい。具体的には、中心部に可動接点が貫通できる大きさの貫通孔を設けた遮蔽板を利用すれば、遮蔽板を駆動させることなく接点間の周り全周にわたって遮断でき、アークの歪曲方向に関わらずアーク経路を遮断することができる。
【００６１】
この場合も、接点対の少なくとも一方の接点を駆動させて、接点間を開くことで遮断を行う。両接点間が所定の距離になった場合、アークが発生するが、このアークの経路は遮蔽板で遮断されるので、アークを引き伸ばしながら、遮蔽板の放熱効果を利用することでアーク消弧時間を短縮する。また、本発明リレーは気密構造が不要で、安価に製造することができる。
【００６２】
本発明は、接点対を二対以上具える直流リレーにも適用することができる。この場合、各接点対を、直列に接続できるように構成してもよいし、または、前記各接点対を、並列に接続できるように構成してもよい。
【００６３】
接点対を、直列に接続可能に構成する場合には、遮断時に接点間の電圧を分圧することにより、さらに短時間で電圧を遮断することができる。その結果、一つの接点にかかる電圧を下げることでアーク電流による接点の損傷を抑制することができる。
【００６４】
また、接点対を、並列に接続可能に構成する場合には、電流を分流することができ、一つの接点に流れる電流を下げることでアーク電流による接点の損傷を抑制することができる。
【発明の効果】
【００６５】
本発明直流リレーによれば、次の効果を奏することができる。
各接点の接触部を耐溶着性、および温度特性に優れた材料で形成しているので、短絡時に大電流が流れても、接点が溶着することなく接点を離反させることができる。
【００６６】
特に、本発明リレーを、ハイブリッド自動車などの高電圧(約300V)の自動車における高電圧回路をON・OFFするためのリレーとして利用する場合、短絡時に大電流が流れても接点が溶着することなく、高電圧の遮断が可能となり、しかも、リレー全体をコンパクト化でき、限られたスペースの有効利用ができる。
【００６７】
さらに、接点間に生ずるアークの経路中に遮蔽板を具えるようにして、アークを遮蔽板により遮断する構成とする場合には、この遮蔽板により発生したアークを遮断することにより、遮蔽板の放熱効果を利用することでアーク消弧時間を短縮することができる。その結果、本発明リレーは気密構造が不要で、安価に製造することができる。
【００６８】
さらに、本発明直流リレーは、接点対を二対以上具える場合で、各接点対を、直列に接続可能に構成する場合には、遮断時に接点間の電圧を分圧することにより、さらに短時間で電圧を遮断することができる。その結果、一つの接点にかかる電圧を下げることでアーク電流による接点の損傷を抑制することができ、遮断性能の向上とリレーとしての耐久性向上を図ることができる。
【００６９】
また、接点対を、並列に接続可能に構成する場合には、電流を分流して、一つの接点に流れる電流を下げることでアーク電流による接点の損傷を抑制することができ、遮断性能の向上とリレーとしての耐久性向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
(第１実施形態)
図１および図２は本発明の第１実施形態にかかるリレーの基本構成を示す概略構成図であって、図１は、接点が接触した状態を示し、図２は接点が非接触の状態を示す。
【００７１】
第１実施形態にかかる直流リレーは、固定接点となる入力接点11と出力接点21、可動接点となる連結接点31を具える。
【００７２】
入力接点11と出力接点21とには、連結接点31と接触させる接触部11a,21aと端子接続部11b,21bとを具えており、端子接続部11b,21bには外部端子が接続される。
【００７３】
連結接点31は、断面Ｕ字状をしており、このＵ字の両端平面部を接触部31a,31bとしている。連結接点31の接触部31a,31bは、入力接点11の接触部11a、出力接点21の接触部21aに接触させる。
【００７４】
また、本実施形態では、入力接点11の接触部11aと連結接点31の一方の接触部31aとを一つの接点対とし、出力接点21の接触部21aと連結接点31の他方の接触部31bとをもう一つの接点対としている。
【００７５】
さらに、入力接点11、連結接点31、出力接点21のそれぞれの接触部は、Snを3〜9質量％と、Inを3〜9質量％と、酸化物とを含むAg合金からなる材料で構成されている。その中央部には酸化物の含有量が少ない希薄層が形成され、希薄層の厚みは接触部の厚みの3.0％未満である。そして、Ag合金中の酸化物のアスペクト比の平均値が2.5以上、5.0以下である。
【００７６】
そして、入力接点11と連結接点31と出力接点21とを同一直線上に位置されるように配置させる。具体的には、入力接点11の接触部11aに連結接点31の一方の接触部31aを接触させた状態にし、出力接点21の接触部21aに連結接点31の他方の接触部31bを接触させた状態にしたとき、これら接触状態の接点対が同一直線上に配置されるようにする。
【００７７】
このように各接点を配置して、図１に示すように、各接点の接触部を接触させることにより、各接点は、入力接点11から連結接点31を介して出力接点21へと直列に接続される。
【００７８】
そして、連結接点31は、図示していないが、ソレノイドなどの接点駆動機構により接点開閉方向に往復移動させるようになっている。接点駆動機構により接点間を開閉して、連結接点31を、入力接点11と出力接点21に対して、接触または非接触状態にする。
【００７９】
そして、入力接点11の端子接続部11bに端子（図示せず）を介して直流電源が接続されて、各接点が接触・離隔することで通電・遮断を行う。
【００８０】
本実施形態では、3つの板状の永久磁石4を具えている。永久磁石4は、入力接点11および出力接点21の間と、入力接点11および出力接点21の外方に配設している。
【００８１】
さらに永久磁石4は、図１および図２に示すように、一方の極（例えばＮ極）が同じ側に位置するように接点対が配置される線と同一直線上に配置される。これら永久磁石4により、入力接点11の接触部11aと連結接点31の一方の接触部31aの間、出力接点21の接触部21aと連結接点31の他方の接触部31bの間に磁界をかけるようにしている。この永久磁石4の磁界により、接点の遮断時、各接点の間に生じるアーク100が、ローレンツ力を受けて引き伸ばされ歪曲するようになっている。
【００８２】
本実施形態では接点通電時において、入力接点11から電流を流し、連結接点31、出力接点21へと直列に電流が流れる。そして、図２に示す状態では、左から右に磁力線が向かうように永久磁石4を配置している。そのため、フレミングの左手の法則により、ローレンツ力は、図２において前に向かう力と後に向かう力とが交互に生じ、接点遮断時に発生したアーク100が前後に交互に歪曲するようになっている。
【００８３】
次に、接点の通電・遮断について説明する。接点間を閉じて通電させる場合、連結接点31を閉動作させて連結接点31を入力接点11及び出力接点21に接触させて導通をとる（図１の状態）。
【００８４】
また、両接点間を開いて遮断する場合は、連結接点31の開動作により、連結接点31と入力接点11及び出力接点21との間が離隔されて遮断が行われる（図２の状態）。
【００８５】
この遮断時においては、各接点の間にアーク100が発生するが、このアーク100は、永久磁石4の磁界により前記した方向に歪曲する。
【００８６】
以上の構成により、第１実施形態にかかる直流リレーでは、各接点の接触部を耐溶着性に優れた材料で形成しているので、短絡時に大電流（例えば2600A）が流れても、接点が溶着することなく接点を離反させることができる。
【００８７】
さらに、本実施形態では、二対の接点対を直列に接続させているので、遮断電圧を分圧してアークの消弧を行うとともに、磁界によりアーク100の引き伸ばしも行ってアークを消弧させることができるので、短時間で電圧を遮断することができる。また、非常にコンパクトな直流リレーを実現できる。さらに、各接点を直列に配置して遮断電圧を分圧するので、接点の耐久性向上を実現できる。
【００８８】
(第２実施形態)
第１実施形態では、通電時において、接点対を直列に接続できる直流リレーについて説明した。第２実施形態は、通電時に接点対を並列に接続可能とするものである。図３は可動接点と固定接点の各々に2つの接点を設けた接点の概略図である。
【００８９】
ここでは、固定接点となる二つの入力接点12,13と、可動接点となる二つの出力接点22,23を具える。二つの入力接点12,13は、円板状の入力側接点固定体5に間隔をあけて固定され、二つの出力接点22,23は、同じく円板状の出力側接点固定体6に間隔をあけて固定されている。入力接点12,13と出力接点22,23は、円柱ブロックにより形成されている。
【００９０】
そして、入力接点12,13と出力接点22,23の接触部12a,13a,22a,23aは、前記第１実施形態と同じ耐溶着性に優れた材料で形成している。
【００９１】
これらの接点は、入力接点12,13の二つの接触部12a,13aを、対向する出力接点22,23の二つ接触部22a,23aに接触させる。
【００９２】
本実施形態では、入力接点12,13のうち一方の入力接点12の接触部12aと出力接点22,23のうち一方の出力接点22の接触部22aとを一つの接点対とし、他方の入力接点13の接触部13aと他方の出力接点23の接触部23aとをもう一つの接点対としている。
【００９３】
そして、入力接点12,13と出力接点22,23の接触部を接触させることにより、各接点対は、入力接点12,13から出力接点22,23へと並列に接続される。従って、本実施形態では接点通電時において、二つの入力接点12,13から出力接点22,23へと並列に電流が流れる。
【００９４】
本実施形態では、通電時の電流流路は、入力側接点固定体5から一方の入力接点12、一方の出力接点22を介して出力側接点固定体6を通る流路と、入力側接点固定体5から他方の入力接点13、他方の出力接点23を介して出力側接点固定体6を通る流路との２つの流路に分流される。
【００９５】
従って、入力側接点固定体5および出力側接点固定体6の各々に並列に配置した２つの接点を用いることで電流を分流して、一つの接点に流れる電流を下げることでアーク電流による接点の損傷を抑制することができる。その結果、本実施形態に係る直流リレーを用いることにより、遮断特性の向上と接点の耐久性向上を実現できる。
【００９６】
しかも、前記第１実施形態と同様に、各接点の接触部を耐溶着性に優れた材料で形成しているので、短絡時に大電流が流れても、接点が溶着することなく接点を離反させることができる。
【００９７】
（第３実施形態）
図４は本発明直流リレーの第３実施形態を示す概略構成図である。本実施形態の直流リレーは、可動接点となる入力接点14および固定接点となる出力接点24ならびに遮蔽板7を具えている。ここでは、両接点14,24に円柱金属ブロックを用い、入力接点14がその軸方向に往復運動することで出力接点24との間を開閉し、遮断・通電を行う構成としている。
【００９８】
そして、本実施形態においても、出力接点24の接触部24aと入力接点14の接触部14aは、前記第１実施形態と同じ耐溶着性に優れた材料で形成している。
【００９９】
両接点14,24には直流電源が接続され、接点間を開閉することで遮断・導通を行う。入力接点14には、図示しないソレノイドが連結され、このソレノイドの駆動により入力接点14を往復運動させる。
【０１００】
一方、遮蔽板7は両接点間が開いたときに接点間に挿入され、接点間が閉じる前に接点間から引き抜かれるように往復運動される。この遮蔽板7にも図示しないソレノイドを連結し、このソレノイドの駆動により遮蔽板7を往復運動させている。
【０１０１】
ここでは、厚さ400μmの多結晶ダイヤモンド板を遮蔽板7に用いた。このダイヤモンド板は、適宜な基材の上にCVD法でダイヤモンド膜を合成し、基材を除去して製造した。
【０１０２】
このように、接点間を開くことで遮断を行うと共に、遮蔽板7を接点間に挿入することで接点間に生じるアークを遮断し、簡易な構成にて確実に遮断を行うことができる。この構成では、接点周辺を気密構造にする必要やアークを引き伸ばす空間を設ける必要がなく、非常にコンパクトな直流リレーを実現できる。また、接点14,24と遮蔽板7が非接触であるため、両者の間に摩耗を生じることもなく長い機械的寿命を有することができる。
【０１０３】
遮蔽板7を駆動させるにあたっては、接点14,24の開閉と遮蔽板7の挿脱のタイミングをタイマーで調整するようにしている。この場合、接点14,24の開閉と、遮蔽板7の挿脱を二つのソレノイドを用いて行う。
【０１０４】
まず、接点駆動用のソレノイドに電流を流して入力接点14と出力接点24の間を開く。タイマーにより、一定時間経過後、遮蔽板駆動用ソレノイドに電流を流して遮蔽板7を両接点間に挿入する。
【０１０５】
二つのソレノイドの駆動時間差は、入力接点14と出力接点24との間が、遮蔽板7を挿入するのに十分な間隔となる程度の時間とすればよい。そして、遮蔽板7を引き抜く場合は、遮蔽板駆動用ソレノイドに電流を流して遮蔽板7を接点間から引き抜き、その後接点駆動用ソレノイドに電流を流して接点間を閉じる。
【０１０６】
接点間に遮蔽板7を挿入させる構成とする場合には、接点の開閉と遮蔽板の挿脱により、簡易な構成にて確実な遮断を行うことができる。特に、気密構造やアークを引き伸ばすスペースが不要で、安価かつコンパクトに製造することができる。
【０１０７】
また、接点開放後に遮蔽板を挿入するので、接点と遮蔽板は非接触となり、挿入容易性を考慮する必要がなく、両接点間の接触部面積を大きくして、耐アーク性を向上できる。しかも、高硬度・低摩擦係数の遮蔽板を使う必要がなく低コストのリレーを実現できる。
【０１０８】
しかも、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、各接点の接触部を耐溶着性に優れた材料で形成しているので、短絡時に大電流が流れても、接点が溶着することなく接点を離反させることができる。
【０１０９】
（第４実施形態）
図５は本発明直流リレーの第４実施形態を示す説明図である。
【０１１０】
本実施形態にかかる直流リレーは可動接点となる入力接点14と、固定接点となる出力接点24と、両接点間の外側に位置する遮蔽板7と、一対の永久磁石4を具えている。本実施形態も、両接点14,24に円柱金属ブロックを用い、入力接点14がその軸方向に往復運動することで出力接点24との間を開閉し、遮断・通電を行う構成としている。
【０１１１】
そして、本実施形態においても、出力接点24の接触部24aと入力接点14の接触部14aは、前記第１実施形態と同じ耐溶着性に優れた材料で形成している。
【０１１２】
入力接点14は図示しないソレノイドに連結され、軸方向に進退されることで出力接点24に対し開閉される。この場合も、入力接点14と出力接点24には電源が直列に接続され、接点間を開くことで導通を遮断し、接点間を閉じることで導通をとることができる。
【０１１３】
本実施形態では、このような入力接点14と出力接点24間に磁石4で磁界をかける。そして、遮蔽板7には駆動機構を設けず、図５に示すように、予めアーク100が歪曲される経路途中に遮蔽板7を固定している。
【０１１４】
さらに、本実施形態では、接点間周辺の全周を遮蔽板7で遮断するようにしている。本実施形態では、両接点の間に予め遮蔽板7を介在させておく。この遮蔽板7は入力接点14を貫通させる貫通孔71が形成されており、入力接点14が貫通孔71に挿脱されることで接点間の開閉を可能にしている。
【０１１５】
本実施形態では、電流を入力接点14から出力接点24に向かって流す。そして、図５において上から下に向けて磁界をかけるように接点の上部側がN極、同下部側がS極となるように磁石4を配置している。本実施形態では、この電流の流れと磁界により、紙面に対して表面から裏面に向かう方向にローレンツ力（白抜き矢印方向）が作用するようにしている。
【０１１６】
また、その状態で入力接点14を開くと、出力接点24との距離が所定間隔になった際にアーク100が発生する。このアーク100はローレンツ力を受けて、図５の仮想線（二点破線）で示すように接点間の外側に歪曲され、遮蔽板7によりアーク100の経路が遮断されることになる。このとき、アーク100をこの遮蔽板7で遮断するとともに、遮蔽板7による放熱効果で、消弧時間を短くすることができる。
【０１１７】
なお、遮蔽板7にダイヤモンドやセラミックなどの遮蔽板を用いた場合、アーク100の引き伸ばし量をそれほど大きくとらなくとも高抵抗によりエネルギーを消費させるとともに、若干の放熱効果により消弧時間を短縮することができる。遮蔽板7に鉄などの導電板を用いた場合には、高い熱伝導性を利用してより一層の放熱効果が期待でき、消弧時間を短縮することができる。
【０１１８】
さらに、遮蔽板7に銅などの非磁性材を用いた場合、周囲に磁界の影響を及ぼすことがないため、アークの歪曲効果に悪影響を及ぼすことがなく一層好ましい。
【０１１９】
特に、本実施形態では接点間周辺の全周を遮蔽板7で遮断させた状態で固定させているため、遮蔽板7の駆動機構を用いることなく、より簡易な構成でコンパクトな直流リレーを構成できながら、アーク100の屈曲方向に関わらず、確実にアーク100の消弧を行うことができる。
【０１２０】
そして、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、各接点の接触部を耐溶着性に優れた材料で形成しているので、短絡時に大電流が流れても、接点が溶着することなく接点を離反させることができる。
【０１２１】
（実施例１）
接点の接触部として次のものを作製した。表１の試料番号3〜8及び17、18の「鋳造組成」欄に示す化学組成のAg合金を溶解・鋳造してインゴットを作製した。これらを粗加工した後、このAg合金と純Agのインゴットを重ね合わせ、アルゴン雰囲気中850℃で圧着し、Ag合金とその1/10の厚みの純Ag層からなる複合素材を作製した。さらに冷間圧延してフープ状素材とし、これを打ち抜いて、幅4.0mm、長さ6.5mm、厚み1.8mmの形状１と幅4.5mm、長さが6mm、厚み1mmの形状２の二つの形状の接触部チップを作製した。形状１が定格AC50Aフレームのリレーの固定接点側、形状２が定格AC50Aフレームのリレーの可動接点側に用いられる。
【０１２２】
得られたチップを4気圧(405kPa)の酸素雰囲気中750℃で合計170時間保持して内部酸化処理を行った。この内部酸化工程において、内部酸化が所定時間の40％完了した段階で一旦降温し、これらの接触部チップを10-6Torr(0.00013Pa)の真空中にて800℃の温度で30ｈ保持した。その後、再び同一の条件で内部酸化を再開し、所定時間の内部酸化処理を完了した。これら内部酸化処理後の接触部チップを圧力2500kgf/cm2(245MPa)の純Ar雰囲気中780℃において4時間のHIP処理を施し、表１の試料番号3〜8及び17、18に示した接触部試片とした。なお、表１には、前述の測定方法により測定した、酸化物のアスペクト比の平均値と、希薄層の厚みの比率を記した。
【０１２３】
次いで、上記の接触部を第1実施形態のリレーにおける入力接点、出力接点、連結接点の各台金に銀ロウ付けした。このリレーは定格AC50Aフレームである。このようなリレーを各試料番号の接触部チップ対毎に各３台用意した。まず各試料の全てのリレーを使って、定格電流を100間通電し、初期の温度特性を確認した。温度特性は、電源側端子部の室温からの昇温値を測定した。この結果を表２の「初期の温度特性」欄に示した。
【０１２４】
次に、200V負荷状態において、3kAの遮断電流で、３回の大電流投入遮断試験を各々１台ずつのリレーを使って行い、耐溶着性を確認した。次いで短絡試験を行った後、再び定格電流を100分間通電して、遮断試験後の温度特性を確認した。この結果を表２の「短絡試験後の温度特性」欄に示した。
【０１２５】
さらに、耐溶着性のみを確認する目的で、引き続きAC440Vにて、2.5kA、及び200Vで1.5kAの条件での遮断試験をそれぞれ6回行った。この評価では、［全遮断回数×１リレーの接点対数］を分母とし、［溶着した接点対数］を分子とした割合を求めた。ただし、試験途中で接触部の溶着が発生した場合は、それまでの遮断回数を採用した。この結果を表２の「耐溶着特性」欄に示した。
【０１２６】
過負荷試験は、初期温度特性を確認した別のリレーを使い、50Aフレームの同定格電流の6倍の電流を流した状態で、5秒のタイムスパンにて開閉を50回行い、その後上記初期確認時と同じ条件で過負荷試験後の温度特性を確認した。この結果を表２の「過負荷試験後の温度特性」欄に示した。
【０１２７】
耐久試験は、初期温度特性を確認したリレーを使い、定格電流を流した状態で、５秒のタイムスパンにて開閉を6000回行い、その後無負荷状態において更に4000回の開閉を行い、その後上記初期確認時と同じ条件で耐久試験後の温度特性を確認した。この結果を表２の「耐久試験後の温度特性」欄に示した。なお、温度特性は、クロメルアルメル熱電対を用いて、リレーの端子部の室温からの温度上昇分を測定した。表２の「温度特性（K）」欄の値は、上記測定による温度上昇分を[K]単位で示したものである。
【０１２８】
（比較例１）
表１の試料番号1，2，9及び10の「鋳造組成」欄に示した化学組成以外は、実施例１とまったく同様に接触部試片の作製および評価を行った。その結果を表２に示した。
【０１２９】
（実施例２）
表１の試料番号12及び13の「鋳造組成」欄に示した化学組成でAg合金を作製し、内部酸化後の塑性加工の条件を試料番号12の試料に対しては、800℃において2900kgf/cm2(284MPa)、試料番号13の試料に対しては、760℃において1500kgf/cm2(147MPa)とした以外は、実施例１とまったく同様に接触部試片の作製および評価を行った。表１に、作製した試料の酸化物のアスペクト比と希薄層の厚みの比率を示した。また、表２に評価結果を示した。
【０１３０】
（比較例２）
表１の試料番号11及び14の「鋳造組成」欄に示した化学組成でAg合金を作製し、内部酸化後の塑性加工の条件を試料番号11の試料に対しては、910℃において2000kgf/cm2（196MPa）、試料番号14の試料に対しては、700℃において2000kgf/cm2（196MPa）とした以外は、実施例１とまったく同様に接触部試片の作製および評価を行った。表１に、作製した試料の酸化物のアスペクト比と希薄層の厚みの比率を示した。また、表２に評価結果を示した。
【０１３１】
（実施例３）
表１の試料番号15の「鋳造組成」欄に示した化学組成でAg合金を作製し、内部酸化工程中の焼鈍の温度を650℃とした以外は、実施例１とまったく同様に接触部試片の作製および評価を行った。表１に、作製した試料の酸化物のアスペクト比と希薄層の厚みの比率を示した。また、表２に評価結果を示した。
【０１３２】
（比較例３）
表１の試料番号16の「鋳造組成」欄に示した化学組成でAg合金を作製し、内部酸化工程中の焼鈍の温度を450℃とした以外は、実施例１とまったく同様に接触部試片の作製および評価を行った。表１に、作製した試料の酸化物のアスペクト比と希薄層の厚みの比率を示した。また、表２に評価結果を示した。
【０１３３】
（比較例４）
表１の試料番号19、20の「鋳造組成」欄に示した化学組成でAg合金を作製し、内部酸化工程において、途中での焼鈍を行うことなく連続して内部酸化処理を行い、内部酸化後の塑性加工も実施せず、それら以外は実施例１と同様に試料を作成した。表１に、作製した試料の酸化物のアスペクト比と希薄層の厚みの比率を示した。また、得られた接触部を実施例１と同一の条件にて評価した。その結果を表２に示した。
【０１３４】
【表１】
2005108768.tif 000003
【０１３５】
【表２】
2005108768.tif 000004
【０１３６】
以上の結果から以下のことが分かる。（1）SnおよびInをともに3〜9質量％含む化学組成のAg合金からなる接触部であり、Ag合金に含まれる酸化物のアスペクト比の平均値が2.5以上、5.0以下であり、酸化物の希薄な層の厚みが、接触部の厚みの3.0％未満である接触部を用いたリレーは、上記評価において充分実用可能な範囲内にある。一方、上記範囲外の接触部を用いたリレーは、実用レベルに達していない。即ち、耐溶着性に関しては0％よりも大きい値を示し、短絡試験後温度特性に関しては、80Kを越える実用レベルとしては望ましくない温度を示し、それ以外の温度特性に関しても60Kを越える実用レベルとしては望ましくない温度を示した。（2）SnおよびInに加えCoなどの成分を少量含んだ場合でも同様のことが言える。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明直流リレーは、耐溶着性に優れるため、高電圧での使用が想定されるハイブリッド自動車や電気自動車に利用することが期待される。特に、300V以上、遮断時電流が1500A以上の遮断特性が要求される自動車において有効と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明リレーの第１実施形態を示す概略構成図で接点が接触している通電時の状態を示す。
【図２】本発明リレーの第１実施形態を示す概略構成図で接点が非接触の遮断時の状態を示す。
【図３】本発明リレーの第２実施形態を示す概略構成図で電流を分流させる二対の接点対を有する直流リレーを示す。
【図４】本発明リレーの第３実施形態であって、接点の間に遮蔽板を挿脱可能に設置した直流リレーの概略構成図である。
【図５】本発明リレーの第４実施形態であって、接点の径方向外側に遮蔽板を設け、遮蔽板に互い接点を接触させる接点挿通孔が形成された直流リレーの概略構成図である。
【図６】本発明リレーに用いる接触部の中央部切断面にある希薄層部分を示した光学顕微鏡写真である。
【図７】従来の接点についての遮断時における電圧と電流の挙動を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３９】
11,12,13,14  入力接点
11a,12a,13a,14a  接触部
21,22,23,24  出力接点
21a,22a,23a,24a  接触部
31  連結接点
31a,31b  接触部
4  永久磁石
5  入力側接点固定体
6  出力側接点固定体
7  遮蔽板
71  貫通孔
【図１】
2005108768.tif 000005
【図２】
2005108768.tif 000006
【図３】
2005108768.tif 000007
【図４】
2005108768.tif 000008
【図５】
2005108768.tif 000009
【図６】
2005108768.tif 000010
【図７】
2005108768.tif 000011