(57)【要約】【課題】接触信頼性の低下を抑制することができるリレー装置を提案すること。【解決手段】リレー装置１は、第一接点５と第二接点７とを有する接点部２と、第一接点５と第二接点７とを接離させる駆動部１４と、接点部２を収納する接点容器３７とを備え、接点容器３７の内側の空間Ｓに少なくとも一部が露出するように配置された絶縁部材１０（２０）のうち、空間Ｓに露出する部分が、空間Ｓの温度が上昇した場合にアウトガスが発生しない低脱ガス材料で形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一接点と第二接点とを有する接点部と、前記第一接点と前記第二接点とを接離させる駆動部と、前記接点部を収納する接点容器とを備え、前記接点容器の内側の空間に少なくとも一部が露出するように配置された絶縁部材のうち、前記空間に露出する部分が、前記空間の温度が上昇した場合にアウトガスが発生しない低脱ガス材料で形成されていることを特徴とするリレー装置。
【請求項２】
前記低脱ガス材料は、前記第一接点と前記第二接点との間に生じるアークによって前記空間の温度が上昇した場合にアウトガスが発生しない材料であることを特徴とする請求項１に記載のリレー装置。
【請求項３】
前記絶縁部材は、全体が、ガラス又はセラミックからなる前記低脱ガス材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のリレー装置。
【請求項４】
前記絶縁部材は、前記低脱ガス材料以外の材料からなる基材と、前記基材のうち前記空間に露出する部分を覆う前記低脱ガス材料からなる薄膜とで形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のリレー装置。
【請求項５】
前記接点容器は、絶縁材料で形成され前記接点部を囲むケースと、金属材料で形成され前記駆動部の一部を構成する金属部とからなり、
前記接点容器に収納される絶縁板は、前記絶縁部材からなり、前記接点部と前記金属部との間の放電経路を遮断するように前記接点部と前記金属部との間に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のリレー装置。
【請求項６】
前記第一接点と前記第二接点とは、前記接点容器の一部であって前記接点部を囲む壁のうち前記接点部に面する一表面に沿って並んでおり、前記接点容器の外側には、前記第一接点と前記第二接点との間に生じるアークを磁界により前記壁側に引き伸ばす磁力発生部が設けられており、
前記壁は、前記絶縁部材からなり、少なくとも前記一表面が前記低脱ガス材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のリレー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路の接点の開閉を行うリレー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１に示すようなリレー装置が提案されており、このリレー装置では、接点を収納する耐熱性材料により形成された封止容器内に、ユリアや不飽和ポリエステル等で構成される絶縁部材が収納されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６２６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなリレー装置では、例えば接点間に発生したアークによって、封止容器内の空間の温度が上昇して、絶縁部材からアウトガスが発生するおそれがある。このアウトガスが接点に付着すると、接点の接触効率が悪化して、リレー装置の接触信頼性が低下してしまう可能性がある。
【０００５】
そこで、上記事情を鑑みて、本発明は、接触信頼性の低下を抑制することができるリレー装置を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明のリレー装置は、第一接点と第二接点とを有する接点部と、前記第一接点と前記第二接点とを接離させる駆動部と、前記接点部を収納する接点容器とを備え、前記接点容器の内側の空間に少なくとも一部が露出するように配置された絶縁部材のうち、前記空間に露出する部分が、前記空間の温度が上昇した場合にアウトガスが発生しない低脱ガス材料で形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記低脱ガス材料は、前記第一接点と前記第二接点との間に生じるアークによって前記空間の温度が上昇した場合にアウトガスが発生しない材料であることが好ましい。
【０００８】
また、前記絶縁部材は、全体が、ガラス又はセラミックからなる前記低脱ガス材料で形成されていることが好ましい。
【０００９】
あるいは、前記絶縁部材は、前記低脱ガス材料以外の材料からなる基材と、前記基材のうち前記空間に露出する部分を覆う前記低脱ガス材料からなる薄膜とで形成されていることが好ましい。
【００１０】
また、前記接点容器は、絶縁材料で形成され前記接点部を囲むケースと、金属材料で形成され前記駆動部の一部を構成する金属部とからなり、前記接点容器に収納される絶縁板は、前記絶縁部材からなり、前記接点部と前記金属部との間の放電経路を遮断するように前記接点部と前記金属部との間に位置することが好ましい。
【００１１】
また、前記第一接点と前記第二接点とは、前記接点容器の一部であって前記接点部を囲む壁のうち前記接点部に面する一表面に沿って並んでおり、前記接点容器の外側には、前記第一接点と前記第二接点との間に生じるアークを磁界により前記壁側に引き伸ばす磁力発生部が設けられており、前記壁は、前記絶縁部材からなり、少なくとも前記一表面が前記低脱ガス材料で形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のリレー装置は、接触信頼性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態のリレー装置を示す断面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は同上のリレー装置の絶縁板の他例を示す断面図である。
【図３】本発明の第二実施形態のリレー装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
本発明の実施形態のリレー装置は、例えば、ＥＶ（電気自動車）のバッテリーの電流をモータ等に送るための、電気回路の接点の開閉に用いられる。なお、本発明の実施形態のリレー装置は、ＥＶに限らず、他の装置に用いてもよい。
【００１６】
本発明の第一実施形態のリレー装置１は、図１に示すように、第一接点５と第二接点７とを有する接点部２と、第一接点５と第二接点７とを接離させる駆動部１４と、接点部２を収納する接点容器３７とを備える。以下、リレー装置１について、図１の上下左右を上下左右として説明する。なお、この各方向の設定は、説明の便宜を図るものであって、リレー装置１の配置する向きを限定するものではない。
【００１７】
接点容器３７は、接点部２を囲むケース１０と、駆動部１４の一部を構成する金属部とからなる。ケース１０は、絶縁材料で形成されており、下方に開口した箱状をなす。金属部は、金属材料で形成されており、後述する固定鉄心２３の上端部と、後述するヨーク４０の上端部と、ヨーク４０の上端部とケース１０の下端部とを結合する筒状の結合部材２９とで構成される。この接点部２が収納される接点容器３７の内側の空間Ｓは、本実施形態では気密空間となっている。
【００１８】
ケース１０の上部１１（底部１１）には、２つの固定端子４，４を固定してあり、この２つの固定端子４，４の下端にそれぞれ第一接点５が設けられている。そして、駆動部１４には、可動接触子６が上下動自在に取り付けてあって、この可動接触子６の上面には、２つの第二接点７，７が設けられている。この２つの第二接点７，７は、可動接触子６の上面のうち、可動接触子６を上方に移動させた際に２つの第一接点５が接触する位置にそれぞれ配置されている。第一接点５，５と第二接点７，７とは、接点容器３７の壁１２のうち接点部２に面する一表面４３（つまり、ケース１０の上下方向に延設された壁１２の内側面４３）に沿って上下に並んでいる。
【００１９】
駆動部１４は、可動接触子６を上方に移動させることで、第二接点７，７を第一接点５，５に接触させ、可動接触子６を下方に移動させることで、第二接点７，７を第一接点５，５から離す。固定端子４，４と可動接触子６は導電性材料で形成されており、第一接点５，５及び第二接点７，７は、接点材料で形成されている。２つの第一接点５，５と２つの第二接点７，７とを接触させることで、２つの固定端子４，４は可動接触子６を介して電気的に接続した状態となり、このとき本実施形態のリレー装置１は、電気回路の接点を閉じた状態となる。
【００２０】
この接点を閉じた通電状態から、接点を開く（つまり２つの第二接点７，７を２つの第一接点５，５から離す）と、一方の第二接点７と一方の第一接点５との間と、他方の第二接点７と他方の第一接点５との間に、それぞれアーク５０が生じる場合がある。このアーク５０を引き伸ばして消滅させるための構成として、接点容器３７の外側には、アーク５０を接点容器３７の壁１２側に引き伸ばす永久磁石等からなる磁力発生部３６が設けられている。詳しくは、ケース１０の、２つの第一接点５，５が並ぶ方向の外側（ケース１０の左右外側）にそれぞれ、磁力発生部３６，３６が設けられている。この磁力発生部３６，３６が、一方の第一接点５と一方の第二接点７との間に生じたアーク５０と、他方の第一接点５と他方の第二接点７との間に生じたアーク５０をそれぞれ、図１に示すように、ケース１０の左右の壁１２側に引き伸ばす。また、本実施形態では、アーク５０を効率良く消滅させるために、空間Ｓに、水素を主体とするガスを例えば２気圧程度で注入して、空間Ｓ内の冷却効果を向上させている。
【００２１】
駆動部１４は、ヨーク４０と、コイル２８と、コイルボビン２７と、固定鉄心２３と、可動鉄心２４と、鉄心ケース２２と、可動軸１５と、復帰バネ２６と、接圧バネ９とを備える。ヨーク４０と固定鉄心２３と可動鉄心２４とは磁性体の金属材料で形成され、鉄心ケース２２と可動軸１５とは非磁性体で形成されている。
【００２２】
鉄心ケース２２は、有底筒状であり、鉄心ケース２２の内側下部には可動鉄心２４が上下動自在に配置され、鉄心ケース２２の内側上部には固定鉄心２３が固定されている。この固定鉄心２３及び可動鉄心２４には、可動軸１５が上下方向に貫通している。可動軸１５は、上端部にフランジ部３１を備え、このフランジ部３１の下面に可動接触子６の上面が接圧バネ９のバネ力によって押し付けられている。可動軸１５は、可動鉄心２４に固定されていて、可動鉄心２４の上下移動に伴って上下に移動する。コイルボビン２７は円筒状に形成されていて、その内側に鉄心ケース２２が挿入されている。コイル２８は、コイルボビン２７に巻きつけられている。なお、接圧バネ９は後述する絶縁板２０の上面に当接していて、復帰バネ２６は絶縁板２０の下面に当接している。
【００２３】
本実施形態では、このコイル２８に電流を流すことで、固定鉄心２３と可動鉄心２４とが磁化され、固定鉄心２３に可動鉄心２４が吸着する。このとき、可動接触子６が上方に移動して固定端子４，４に接触する。また、コイル２８への電流供給を停止すると、復帰バネ２６の付勢力によって、固定鉄心２３から可動鉄心２４が離れる。このとき、可動接触子６が下方に移動して固定端子４，４との接触を解除する。
【００２４】
空間Ｓには、さらに、接点部２と金属部との間の放電経路を遮断するように接点部２と金属部との間に絶縁板２０が設けられている。絶縁板２０は、板部３２と起立片部３３とからなり、板部３２は、固定鉄心２３の上端部及びヨーク４０の上端部と、接点部２との間に位置する。そして、起立片部３３は、結合部材２９と接点部２との間に位置する。なお、この起立片部３３は、結合部材２９及びケース１０の結合部分と接点部２との間にも位置している。この絶縁板２０によって、接点部２に生じたアーク５０が駆動部１４の金属部に接触してアーク５０がこの金属部を破損することを防止できる。
【００２５】
絶縁板２０及びケース１０は、接点容器３７の内側の空間Ｓに少なくとも一部が露出するように配置された絶縁部材である。絶縁板２０及びケース１０は、全体が、アーク５０が生じた際に空間Ｓの温度が上昇してもアウトガスを発生しない低脱ガス材料で形成されている。本実施形態では、低脱ガス材料としてガラス又はセラミックを用いているが、アルミナ等の低脱ガス樹脂（高温時にアウトガスが発生しにくい樹脂）であってもよい。
【００２６】
低脱ガス材料は、短絡等が起こって大電流（例えば５０００Ａ〜１００００Ａ）が流れる場合でも、アウトガスが発生しない材料となっている。また、本実施形態の低脱ガス材料は、アーク５０の発生以外の理由（例えば、リレー装置１周りの温度上昇）で空間Ｓの温度が上昇した場合でも、アウトガスを発生しない材料である。
【００２７】
上述した絶縁板２０は、図２（ａ）に示すように、低脱ガス材料で薄膜状に形成してもよい。また、絶縁板２０は、スパッタリング法やＣＶＤ（化学気相成長）法等の薄膜形成方法を用いて、図２（ｂ）に示すように、低脱ガス材料以外の材料で形成された基材４４と、その基材４４のうち空間Ｓに露出する部分を覆う低脱ガス材料からなる薄膜４５とで形成してもよい。また、図示しないが、ケース１０も同様に、低脱ガス材料以外の絶縁材料で形成された基材と、基材のうち空間Ｓに露出する部分（ケース１０の内側面全体）を覆う低脱ガス材料からなる薄膜とで形成してもよい。なお、上述した絶縁板２０やケース１０とは別の絶縁部材を、空間Ｓのうち、第一接点５と第二接点７との間に生じるアーク５０が接触する部分に設けても構わない。
【００２８】
なお、駆動部１４は、第一接点５，５と第二接点７，７とを接触させることができればよく、上述の構成に限定されない。例えば、図３に示す第二実施形態のリレー装置１のような構成としてもよい。このリレー装置１の駆動部１４では、鉄心ケース２２の内側上部に可動鉄心２４が上下動自在に配置され、鉄心ケース２２の内側下部に固定鉄心２３が固定されている。第二実施形態では、コイル２８に電流を流すことで、固定鉄心２３と可動鉄心２４とが磁化され、可動鉄心２４が固定鉄心２３に吸着する。このとき、可動接触子６が下方に移動して固定端子４，４から離れる。また、コイル２８への電流供給を停止すると、復帰バネ２６の付勢力によって、可動鉄心２４が固定鉄心２３から離れる。このとき、可動接触子６が上方に移動して固定端子４，４に接触する。
【００２９】
第二実施形態のリレー装置１では、絶縁板２０は、矩形状の板部３２で形成され、結合部材２９の内側に嵌め込まれている。なお、図３に示す第二実施形態のリレー装置１について、第一実施形態と同様の構成には、同じ符号をつけている。
【００３０】
以上まとめると、本発明の第一及び第二実施形態のリレー装置１は、第一接点５と第二接点７とを有する接点部２と、第一接点５と第二接点７とを接離させる駆動部１４と、接点部２を収納する接点容器３７とを備える。そして、接点容器３７の内側の空間Ｓに少なくとも一部が露出するように配置された絶縁部材１０（２０）のうち、空間Ｓに露出する部分が、空間Ｓの温度が上昇した場合にアウトガスが発生しない低脱ガス材料で形成されている。
【００３１】
このような構成とすることで、本実施形態のリレー装置１は、空間Ｓの温度が上昇した場合に、絶縁部材１０（２０）のうち、空間Ｓに露出する部分からアウトガスが発生しない。そのため、アウトガスが接点部２に付着することを防止できるので、本実施形態のリレー装置１では、接触信頼性の低下を抑制できる。
【００３２】
また、本実施形態のリレー装置１において、低脱ガス材料は、第一接点５と第二接点７との間に生じるアーク５０によって空間Ｓの温度が上昇した場合にアウトガスが発生しない材料である。
【００３３】
このような構成としたことで、空間Ｓの温度上昇の直接的な原因となる、第一接点５と第二接点７との間に生じるアーク５０によって空間Ｓの温度が上昇した場合でも、絶縁部材１０（２０）のうち、空間Ｓに露出する部分からアウトガスが発生しない。そのため、アウトガスが接点部２に付着することを防止できるので、本実施形態のリレー装置１では、接触信頼性の低下をより確実に抑制できる。
【００３４】
また、本実施形態のリレー装置１において、絶縁部材１０（２０）は、全体が、ガラス又はセラミックからなる低脱ガス材料で形成されている。
【００３５】
このように、絶縁部材１０（２０）全体を、ガラス又はセラミックからなる低脱ガス材料で形成することで、絶縁部材１０（２０）から空間Ｓへのアウトガスの発生を防止できる。そのため、本実施形態のリレー装置１では、接触信頼性の低下を抑制できる。
【００３６】
あるいは、本実施形態のリレー装置１は、絶縁部材１０（２０）は、低脱ガス材料以外の材料からなる基材４４と、基材４４のうち空間Ｓに露出する部分を覆う低脱ガス材料からなる薄膜４５とで形成されている。
【００３７】
このように、絶縁部材１０（２０）のうち空間Ｓに露出する部分を、低脱ガス材料の薄膜４５で覆うことで、この部分から空間Ｓへのアウトガスの発生を防止できる。そのため、本実施形態のリレー装置１では、接触信頼性の低下を抑制できる。
【００３８】
また、本実施形態のリレー装置１では、接点容器３７は、絶縁材料で形成され接点部２を囲むケース１０と、金属材料で形成され駆動部１４の一部を構成する金属部とからなる。そして、接点容器３７に収納される絶縁板２０は、絶縁部材からなり、接点部２と金属部との間の放電経路を遮断するように接点部２と金属部との間に位置する。
【００３９】
このような構成とすることで、本実施形態のリレー装置１では、絶縁部材である絶縁板２０によって、第一接点５と第二接点７の間に生じるアーク５０が駆動部１４の金属部に接触してアーク５０がこの金属部を破損することを防止できる。よって、本実施形態では、アウトガスの発生を抑制して接触信頼性の低下を抑制したうえで、駆動部１４の金属部をアーク５０から守ることができる。
【００４０】
また、本実施形態のリレー装置１では、第一接点５と第二接点７とは、接点容器３７の一部であって接点部２を囲む壁１２のうち接点部２に面する一表面４３に沿って並んでいる。そして、接点容器３７の外側には、第一接点５と第二接点７との間に生じるアーク５０を磁界により壁１２側に引き伸ばす磁力発生部３６が設けられている。そして、壁１２は、絶縁部材からなり、少なくとも一表面４３が低脱ガス材料で形成されている。
【００４１】
このような構成とすることで、第一接点５と第二接点７との間に生じるアーク５０を磁力発生部３６の磁界によって引き伸ばして、アーク５０の消滅を促進することができる。加えて、引き伸ばしたアーク５０が接触する部分である接点容器３７の壁１２の一表面４３を低脱ガス材料で形成することで、空間Ｓのうちアーク５０によって最も温度が上がり易い部分からのアウトガスの発生をより確実に防止することができ、接触信頼性の低下を抑制できる。
【００４２】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されず、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１        リレー装置
２        接点部
５        第一接点
７        第二接点
１０      ケース（絶縁部材）
１２      壁
１４      駆動部
２０      絶縁板（絶縁部材）
３７      接点容器
４３      一表面
４４      基材
４５      薄膜
５０      アーク
Ｓ        空間
【図１】
2012199134.tif 000003
【図２】
2012199134.tif 000004
【図３】
2012199134.tif 000005