(57)【要約】【課題】接触抵抗を増大させることなくアークの発生に伴う固定接点や可動接触子の温度の上昇を抑制することのできる接点装置を提供する。【解決手段】それぞれ固定接点１０を有する１対の固定端子１と、各固定接点１０に接離する可動接触子２と、各固定接点１０及び可動接触子２を封止する封止容器４とを備え、各固定端子１及び可動接触子２にそれぞれ複数の突部１Ａ，２Ｂを形成することで凹凸から成る放熱構造を設け、放熱構造を、各固定接点１０と可動接触子２との接触面以外の部位に設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ固定接点を有する１対の固定端子と、前記各固定接点に接離する可動接触子と、前記各固定接点及び前記可動接触子を封止する封止容器とを備え、前記各固定端子又は前記可動接触子の少なくとも何れか一方に放熱構造を設け、前記放熱構造を、前記各固定接点と前記可動接触子との接触面以外の部位に設けることを特徴とする接点装置。
【請求項２】
前記放熱構造は、前記固定端子又は前記可動接触子の少なくとも何れか一方の表面に凹凸を形成して成ることを特徴とする請求項１記載の接点装置。
【請求項３】
前記封止容器の内壁に前記放熱構造を更に設けることを特徴とする請求項１又は２記載の接点装置。
【請求項４】
前記封止容器の外壁に前記放熱構造を更に設けることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の接点装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接点装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のスタータ用マグネットスイッチが知られており、例えば特許文献１に開示されている。この従来例は、スイッチカバーに配設された１対の固定接点体と、プランジャに取り付けられて両固定接点体間を選択的に短絡するための可動接点体とを有している。そして、この従来例では、可動接点体が両固定接点体に当接することで両固定接点体間が電気的に短絡され、バッテリからの電流がモータに流れるようになっている。
【０００３】
そして、この従来例では、バッテリに接続された一方の固定接点体の接触面に、パンチ加工にて凸部及び凹部を市松模様に形成している。また、可動接点体の接触面には、モータに接続された他方の固定接点体が接触する部分に、同様にパンチ加工にて凸部及び凹部を形成している。したがって、この従来例では、各接点体において相対的に陽極側となるものの接触面にそれぞれ凹凸を形成することで、アーク発生時における一般的に温度の高い方の放熱性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３２５７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のスタータ用マグネットスイッチの他にも、接点装置の分野においても、接点の開閉に伴ってアークが発生する。そして、このアークの発生に伴って固定接点や可動接触子の温度が上昇し、溶融することにより多量の金属蒸気が発生する虞がある。この金属蒸気が接点間に充満すると、接点の遮断性能が劣化したり、接点間の絶縁性能が劣化することで再点弧したりする虞がある。更には、接点の消耗が早くなるために接点装置の寿命が短くなる虞もある。したがって、アークの発生に伴う固定接点や可動接触子の温度の上昇を抑制して金属蒸気の発生を抑えるために、放熱構造を設ける必要がある。
【０００６】
ここで、上記従来例の構成を放熱構造として接点装置に採用することが考えられる。しかしながら、上記従来例では、固定接点及び可動接点の各接触面に凹凸を形成しているため、接触抵抗が増大するという問題があった。このため、当該構成を放熱構造として接点装置に採用した場合、接触抵抗の増大により接点の開閉性能が十分に発揮されない虞がある。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、接触抵抗を増大させることなくアークの発生に伴う固定接点や可動接触子の温度の上昇を抑制することのできる接点装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の接点装置は、それぞれ固定接点を有する１対の固定端子と、前記各固定接点に接離する可動接触子と、前記各固定接点及び前記可動接触子を封止する封止容器とを備え、前記各固定端子又は前記可動接触子の少なくとも何れか一方に放熱構造を設け、前記放熱構造を、前記各固定接点と前記可動接触子との接触面以外の部位に設けることを特徴とする。
【０００９】
この接点装置において、前記放熱構造は、前記固定端子又は前記可動接触子の少なくとも何れか一方の表面に凹凸を形成して成ることが好ましい。
【００１０】
この接点装置において、前記封止容器の内壁に前記放熱構造を更に設けることが好ましい。
【００１１】
この接点装置において、前記封止容器の外壁に前記放熱構造を更に設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、アークの発生に伴い温度が上昇する固定端子又は可動接触子のうち少なくとも何れか一方に放熱構造を設けている。また、本発明は、固定端子と可動接触子との接触面以外の部位に放熱構造を設けている。このため、本発明では、接触抵抗を増大させることなくアークの発生に伴う固定接点や可動接触子の温度の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る接点装置の実施形態１を示す図で、（ａ）は放熱構造を突部で形成した場合の要部断面図で、（ｂ）は放熱構造を溝部で形成した場合の要部断面図である。
【図２】同上の接点装置の基本構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る接点装置の実施形態２を示す図で、（ａ）は封止容器の内壁の放熱構造を突部で形成した場合の要部断面図で、（ｂ）は封止容器の内壁の放熱構造を溝部で形成した場合の要部断面図である。
【図４】同上の接点装置における他の構成を示す図で、（ａ）は封止容器の外壁の放熱構造を突部で形成した場合の要部断面図で、（ｂ）は封止容器の外壁の放熱構造を溝部で形成した場合の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
以下、本発明に係る接点装置の実施形態１について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、図１（ａ）における上下左右を上下左右方向、紙面手前側を前方向、紙面奥側を後方向と定めるものとする。また、図１は、本実施形態の要部の概略を図示したものであって、一部の構成を省略している。更に、図２は本実施形態の基本的な構成を示す図であって、放熱構造の図示を省略している。本実施形態は、図１（ａ）、図２に示すように、接点ブロックＡ１と、電磁石ブロックＢ１とを一体に組み合わせて、中空箱形のハウジング（図示せず）に収納して成る。
【００１５】
接点ブロックＡ１は、１対の固定端子１と、可動接触子２と、保持部材３と、封止容器４とを備える。各固定端子１は、銅等の導電性材料により円柱状に形成されている。本実施形態では、各固定端子１の下端部が、それぞれ可動接触子２と接離する固定接点１０となる。なお、各固定接点１０は、各固定端子１の下端部に接点材料を固着することで設けてもよい。各固定端子１は、後述するケース４０の１対の貫通穴４０Ａにそれぞれ挿通する。また、各固定端子１の上端部には、ケース４０の外部に露出する鍔部１１をそれぞれ形成している。各鍔部１１は、ケース４０の上面から突出した状態でケース４０にろう付けにより接合する。
【００１６】
可動接触子２は、矩形平板状に形成されており、各固定接点１０と上下方向に沿って所定の間隔を空けて対向する位置に配置される。また、可動接触子２の中央部には、挿通孔２Ａを貫設している。この挿通孔２Ａには、上下方向に沿って長尺な棒状の可動軸２０の上端部を挿通している。また、可動軸２０の下端部には、後述する可動鉄心７のねじ孔７０に螺合するねじ部２０Ａを形成している。
【００１７】
可動軸２０には、後述する接圧ばね３３を保持する保持部材３を取り付けている。保持部材３は、それぞれ矩形板状に形成された天板３０と、底板３１と、１対の側板３２とから成る。天板３０は、可動軸２０の上端部に固定する。底板３１は、可動軸２０の中程において天板３０と上下方向に沿って対向する形で固定する。また、底板３１の中央部には、可動軸２０を挿通するための挿通孔３１Ａを貫設している。一方の側板３２は、可動接触子２の前方において天板３０の前端部と底板３１の前端部とを連結する。また、他方の側板３２は、可動接触子２の後方において天板３０の後端部と底板３１の後端部とを連結する。
【００１８】
接圧ばね３３は、コイルばねから成り、その下端は保持部３の底板３１の上面中央部に当接する。また、接圧ばね３３の上端は、その内径部に、可動接触子２の下面に形成される位置決め凸部（図示せず）が嵌合することで、可動接触子２に対して位置決めされる。すなわち、保持部材３の天板３０と底板３１とによって、可動接触子２及び接圧ばね３３が当該接圧ばね３３の伸縮方向に沿って挟持され、接圧ばね３３は圧縮した状態となる。
【００１９】
封止容器４は、ケース４０と、フランジ４１とで構成される。ケース４０は、セラミック等の耐熱性材料から下面が開口した中空箱形に形成され、その上面には、１対の貫通穴４０Ａを貫設している。そして、ケース４０の開口周縁に、フランジ４１の上端縁をろう付けにより接合している。更に、フランジ４１の下端縁を後述する第１継鉄板６０の上面に接合することで、各固定接点１０及び可動接触子２を封止する封止容器４が完成する。封止容器４の内部には、水素を主体とする混合ガスを封入している。このため、接点の開閉に伴って生じるアークを冷却することができる。
【００２０】
また、ケース４０の開口部には、各固定接点１０と可動接触子２との間（以下、単に「接点間」と呼ぶ）で発生するアークを、ケース４０とフランジ４１との接合部から絶縁するための絶縁部材４２を設けている。絶縁部材４２は、セラミックや合成樹脂等の絶縁性材料から成り、上面を開口した中空箱形に形成されている。絶縁部材４２の周壁の上端部は、ケース４０の内壁に当接する。これにより、各固定接点１０及び可動接触子２と、ケース４０とフランジ４１との接合部との間の絶縁を図っている。また、絶縁部材４２の中央部には、可動軸２０を挿通するための挿通孔４２Ａを貫設している。
【００２１】
電磁石ブロックＢ１は、励磁巻線５３を巻回するコイルボビン５と、継鉄６と、可動鉄心７と、固定鉄心８とを備える。コイルボビン５は、樹脂材料から成り、励磁巻線５３が巻き回される円筒部５０と、円筒部５０の上下両端にそれぞれ形成した第１鍔部５１及び第２鍔部５２とで構成される。また、円筒部５０の下端側の内径は、上端側の内径よりも径寸法が大きくなっている。
【００２２】
励磁巻線５３は、第１鍔部５１に設けた１対の端子部（図示せず）に端部をそれぞれ接続している。各端子部は、リード線（図示せず）を介して１対のコイル端子（図示せず）にそれぞれ接続している。したがって、外部電源から各コイル端子を介して励磁巻線５３に電流を流すようになっている。
【００２３】
継鉄６は、コイルボビン５の上端側に配置する第１継鉄板６０と、コイルボビン５の下端側に配置する第２継鉄板６１と、第２継鉄板６１の左右両端から第１継鉄板６０側へ延設される１対の第３継鉄板６２とから構成される。第１継鉄板６０は、矩形板状に形成されている。第１継鉄板６０の上面中央部には、下向きに窪んだ凹部６０Ａを形成している。この凹部６０Ａの中央部には、挿通孔６０Ｂを貫設している。
【００２４】
挿通孔６０Ｂには、上端に鍔部５４Ａを形成した有底円筒状の円筒部材５４を挿通している。鍔部５４Ａは、凹部６０Ａの底面に接合する。円筒部材５４内の下端部には、磁性材料から円柱状に形成した可動鉄心７を収納している。また、円筒部材５４内の上端部には、磁性材料から円筒状に形成した固定鉄心８を、可動鉄心７と対向する形で収納している。可動鉄心７には、軸方向に沿ってねじ孔７０を形成している。このねじ孔７０に可動軸２０のねじ部２０Ａを螺合することで、可動軸２０の下端部を可動鉄心７に固定している。
【００２５】
また、第１継鉄板６０の上面には、周縁部が凹部６０Ａの外周縁に固定される円板状のキャップ６４を設けている。キャップ６４は、その中央部に上向きに窪んだ凹部６４Ａを形成している。この凹部６４Ａの内側に固定鉄心８の鍔部８０を収納することにより、固定鉄心８の抜け止めを図っている。
【００２６】
コイルボビン５の下端部の内周面と、円筒部材５４の外周面との間に形成される隙間には、磁性材料から成る円筒状のブッシュ６３を嵌合している。このブッシュ６３は、各継鉄板６０〜６２と、可動鉄心７と、固定鉄心８と共に磁気回路を形成している。
【００２７】
固定鉄心８の内筒部８１には、復帰ばね８２を設けている。復帰ばね８２は、コイルばねから成り、その下端が可動鉄心７の上面に当接し、上端がキャップ６４の下面に当接する。ここで、復帰ばね８２は、可動鉄心７とキャップ６４との間に圧縮した状態で収納されている。したがって、復帰ばね８２は、可動鉄心７を下向きに弾性付勢する。
【００２８】
以下、本実施形態における接点の開閉動作について図２を用いて説明する。本実施形態では、復帰ばね８２が接圧ばね３３よりも高いばね定数を有している。このため、復帰ばね８２の付勢力によって可動鉄心７が下向きに摺動し、それに伴って可動軸２０も下向きに移動する。可動接触子２は、保持部３の天板３０により下向きに押圧されて下向きに移動する。このため、初期状態では可動接触子２は各固定接点１０と離間している。
【００２９】
そして、励磁巻線５３に通電すると、可動鉄心７が固定鉄心８に吸引されて上向きに摺動する。このとき、可動鉄心７に連結された可動軸２０も連動して上向きに移動する。これにより、保持部３の天板３０が上向きに移動するので、天板３０が可動接触子２から離れ、可動接触子２の上方への移動の規制が解除される。そして、可動接触子２は、接圧ばね３３の付勢力により上向きに移動し、可動接触子２が各固定接点１０に当接して接点間が導通する。
【００３０】
また、励磁巻線５３への通電をオフにすると、固定鉄心８の吸引力が失われ、復帰ばね８２の付勢力によって可動鉄心７が下向きに移動する。このとき、可動鉄心７に連結された可動軸２０も連動して下向きに移動する。これにより、保持部３の天板３０が可動接触子２を下向きに押圧するので、可動接触子２と各固定接点１０とが離間し、接点間が遮断される。
【００３１】
ところで、既に述べたように、接点を開閉する際にはアークが生じ、アークの発生に伴って各固定接点１０（各固定端子１）及び可動接触子２の温度が上昇する。この温度の上昇を抑制するために、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、各固定端子１の側面に複数の突部１Ａを形成することで、各固定端子１に凹凸から成る放熱構造を設けている。また、本実施形態では、可動接触子２の下面に複数の突部２Ｂを形成することで、可動接触子２に凹凸から成る放熱構造を設けている。これにより、各固定端子１及び可動接触子２のそれぞれの表面積を大きくすることができるので、アークの発生に伴う熱を他の部位を介して外気へと熱伝達し易くし、放熱効果を高めることができる。特に、本実施形態では、アークの発生に伴い温度が上昇する各固定端子１及び可動接触子２自体に放熱構造を設けているので、他の部位に放熱構造を設ける場合と比較して放熱効果が高い。
【００３２】
更に、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、各固定端子１において、各固定接点１０と可動接触子２との接触面（以下、単に「接触面」と呼ぶ）以外の部位に複数の突部１Ａを形成している。同様に、可動接触子２において、接触面以外の部位に複数の突部２Ｂを形成している。このため、接触面に凹凸が形成されないので、接触抵抗が増大することがなく、接点の開閉性能を十分に発揮することができる。
【００３３】
上述のように、本実施形態では、接触抵抗を増大させることなくアークの発生に伴う各固定接点１０及び可動接触子２の温度の上昇を抑制することができる。なお、図１（ｂ）に示すように、複数の突部１Ａ，２Ｂを形成する代わりに各固定端子１及び可動接触子２にそれぞれ複数の溝部１Ｂ，２Ｃを形成することで、凹凸から成る放熱構造を設けてもよい。この構成においても、上記と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
ところで、各固定端子１及び可動接触子２に突部１Ａ，２Ｂを形成するには、各固定端子１及び可動接触子２の表面をエッチング処理すればよい。この処理により、各固定端子１及び可動接触子２の表面にはμオーダーの無数の突部１Ａ，２Ｂを形成することができる。そして、各固定端子１及び可動接触子２における接触面に研磨処理を施すことで、接触面以外の部位に放熱構造を設けることができる。なお、溝部１Ｂ，２Ｃを設ける場合には、各固定端子１及び可動接触子２の表面のうち溝部１Ｂ，２Ｃを設けない部位をレジストパターンでマスクし、エッチング処理すればよい。
【００３５】
このようにエッチング処理により放熱構造を設けることで、金型成形により放熱構造を設ける場合と比較して製造コストを低減することができる。また、エッチング処理により放熱構造を設けることで、金型成形により放熱構造を設ける場合と比較して無数の凹凸を容易に形成することができ、各固定端子１及び可動接触子２の表面積を容易に大きくすることができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、各固定端子１と可動接触子２との両方に放熱構造を設けているが、各固定端子１又は可動接触子２の何れか一方にのみ放熱構造を設けてもよい。この場合でも、上記と同様の効果を奏することができる。勿論、各固定端子１と可動接触子２との両方に放熱構造を設ける方が、一方のみに放熱構造を設ける場合と比較して放熱効果が高くなるので、望ましい。
【００３７】
（実施形態２）
以下、本発明に係る接点装置の実施形態２について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。また、図３，４は、本実施形態の要部の概略を図示したものであって、一部の構成を省略している。本実施形態は、図３（ａ）に示すように、各固定端子１及び可動接触子２のみならず、封止容器４の内壁にも放熱構造を設けている。
【００３８】
すなわち、本実施形態では、封止容器４のケース４０の内壁に複数の突部４０Ｂを形成することで、封止容器４の内壁に凹凸から成る放熱構造を設けている。突部４０Ｂを形成するには、実施形態１と同様に、ケース４０の内壁にエッチング処理を行えばよい。
【００３９】
上述のように、本実施形態では、封止容器４の内壁にも放熱構造を設けているので、アークの発生に伴う各固定接点１０及び可動接触子２の温度の上昇を抑制する効果を更に高めることができる。なお、放熱構造は、ケース４０の内壁の中でも特に各固定接点１０及び可動接触子２に近い位置に設けるのが望ましい。このように構成すれば、アークの発生に伴う各固定接点１０及び可動接触子２の温度の上昇を効率的に抑制することができる。
【００４０】
また、図３（ｂ）に示すように、複数の突部４０Ｂを形成する代わりにケース４０の内壁に複数の溝部４０Ｃを形成することで、凹凸から成る放熱構造を設けてもよい。溝部４０Ｃを形成するには、実施形態１と同様に、ケース４０の内壁のうち溝部４０Ｃを設けない部位をレジストパターンでマスクし、エッチング処理すればよい。この構成においても、上記と同様の効果を奏することができる。
【００４１】
ところで、図４（ａ）に示すように、封止容器４のケース４０の外壁に複数の突部４０Ｂを形成することで凹凸から成る放熱構造を設けてもよい。この場合、封止容器４の外壁が外気に晒されていることから、封止容器４内の熱を外気へとより効率的に伝達することができる。したがって、封止容器４の内壁に放熱構造を設ける場合と比較して、放熱効果を高めることができる。
【００４２】
また、図４（ｂ）に示すように、封止容器４のケース４０の外壁に溝部４０Ｃを形成することで放熱構造を設けてもよい。この構成でも、上記と同様にアークの発生に伴う各固定接点１０及び可動接触子２の温度の上昇を効率的に抑制することができる。勿論、封止容器４の内壁及び外壁の何れにも放熱構造を設けてもよい。この構成では、放熱効果を更に高めることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、各固定端子１及び可動接触子２に複数の突部１Ａ，２Ｂを形成することで放熱構造を設けているが、実施形態１と同様に、溝部１Ｂ，２Ｃを形成することで放熱構造を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  固定端子
１０  固定接点
１Ａ  突部（放熱構造）
１Ｂ  溝部（放熱構造）
２  可動接触子
２Ｂ  突部（放熱構造）
２Ｃ  溝部（放熱構造）
４  封止容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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