JP2004311293A - リレー装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】リレー装置の消耗・溶着を防止するために可動接点のバウンドを低減する。
【解決手段】リレー装置の固定接点２１ａ，２１ｂと可動接点２２ａ，２２ｂの接触面を斜面とすることにより、可動接点２２ａ，２２ｂに発生する反力を分散させ、可動プレート１５に発生するバウンドの低減を図る。また、可動プレートに対するプランジャ１２とコンタクトスプリング１４の作用点を可動プレートの重心位置よりも下方にすること、プランジャ１２を流体が充填されたシリンダと可動プレート１５に接続されるダンパピストンから構成すること、可動プレートのコンタクトスプリング１４との接触面側に衝撃吸収部材を設けること、可動プレート１５、固定接点１６ａ，１６ｂ及び可動接点１７ａ，１７ｂを導電性のある制振材料で構成することによってもバウンドを低減することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】リレー装置の固定接点２１ａ，２１ｂと可動接点２２ａ，２２ｂの接触面を斜面とすることにより、可動接点２２ａ，２２ｂに発生する反力を分散させ、可動プレート１５に発生するバウンドの低減を図る。また、可動プレートに対するプランジャ１２とコンタクトスプリング１４の作用点を可動プレートの重心位置よりも下方にすること、プランジャ１２を流体が充填されたシリンダと可動プレート１５に接続されるダンパピストンから構成すること、可動プレートのコンタクトスプリング１４との接触面側に衝撃吸収部材を設けること、可動プレート１５、固定接点１６ａ，１６ｂ及び可動接点１７ａ，１７ｂを導電性のある制振材料で構成することによってもバウンドを低減することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リレー装置、特に、接点衝突時に発生するバウンドの低減を図ることを目的とするリレー装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリレー装置は、例えば、図８に示されるような構造を有している。図８において、（ａ）はリレー装置が有する電磁コイル１１が非通電状態である場合を、（ｂ）はリレー装置が有する電磁コイル１１が通電状態である場合を、（ｃ）はリレー装置が有する可動プレート１５がバウンドしている状態を示している。
【０００３】
従来のリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイル１１と、電磁コイル１１の発生する電磁力により駆動されるプランジャ１２を有している。電磁コイル１１の通電時には、（ｂ）で示されるように、プランジャ１２は電磁コイル１１が発生する電磁力によって引っ張られて下降する。一方、電磁コイル１１の非通電時には、（ａ）で示されるように、プランジャ１２は電磁コイル１１に内蔵されるリターンスプリング１３と呼ばれる弾性部材が及ぼす弾性力によって上昇する。このプランジャ１２とコンタクトスプリング１４と呼ばれる弾性部材に挟持されているのが可動プレート１５である。この可動プレート１５には、装置本体に設置される固定接点１６ａ，１６ｂに対向して配置される可動接点１７ａ，１７ｂが設けられている。
【０００４】
したがって、電磁コイル１１の通電時には電磁力により駆動するプランジャ１２が可動プレート１５から離れ、コンタクトスプリング１４の弾性力で可動プレート１５が押圧されることによって固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが接触することになる。このとき、可動プレート１５は、コンタクトスプリング１４の弾性力のみで押圧されることになるのであるが、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが衝突する際の衝突力を完全に吸収することができないので、（ｃ）で示されるようにバウンドが発生してしまうことになる。一方、電磁コイル１１の非通電時には、プランジャ１２が内蔵するリターンスプリング１３の弾性力によってプランジャ１２が上昇し、可動プレート１５に当接する。このとき、プランジャ１２が内蔵するリターンスプリング１３の弾性力の方がコンタクトスプリング１４の弾性力よりも大きいので、可動プレート１５はプランジャ１２によって押圧されて上昇し、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが非接触となる。
【０００５】
なお、一般的に、各接点１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは銀合金等で、可動プレート１５は銅等で構成されている。
【０００６】
上述したリレー装置が電気自動車の駆動モータ電力制御等に用いられる場合には、高電圧大電流の電力を投入遮断することの可能なものが求められる。特に、近年は電流電圧条件が厳しくなる傾向にあり、リレー装置の消耗・溶着という問題を解決することが求められている。ここで、消耗や溶着という問題は、高電圧でコンデンサ容量を持つ回路においてリレー装置を作動させると、瞬時に容量分の電荷が突入するためにリレー接点間でアークが発生してしまうことが主な原因となっている。
【０００７】
従来、リレー装置の消耗・溶着を防止する対策としては、例えば、接点材料としての銀合金に酸化物等を混入する方法が採られている。
【０００８】
また、接点衝突時のバウンドを低減させることによって、リレー装置の消耗・溶着を防止することも行われている（例えば、特許文献１参照）。これは、接点間のバウンドが継続している間はアークが発生し続けてしまい、ほぼアーク継続時間に比例して接点消耗量が増加してしまうためである。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６３−５５８２９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術において例示したリレー装置の消耗・溶着を防止する技術には、以下の問題がある。
【００１１】
まず、接点材料としての銀合金に酸化物等を混入する方法は、接点の電気抵抗が増加してしまうという問題を有している。また、酸化物等を混入するために接点材料が多くなってしまうので重量が増大し、接点の移動速度が低下してしまうのでアークの遮断が困難になるという問題も含んでいる。
【００１２】
また、上記特許文献１が採用している接点衝突時のバウンドを低減させる方法では、衝撃吸収のためにゴム系やスポンジ系等のある程度衝撃を吸収するために体積を必要とする素材を緩衝材として新たに設けることが必要なため、リレー装置の大型化やコストアップの原因となる。
【００１３】
さらに、接点衝突時のバウンドを低減させる方法として、接点同士のコンタクト力を増加させるとともに接点重量を低減するという方法も存在する。しかしながら、コンタクト力の増加は電磁コイルの大型化や駆動電力の増大につながってしまいコストアップの原因となっている。また、接点重量の低減には通電電流の制約があり、軽量化や小型化には限界がある。さらに、軽量化を図ることができる材料は、一般的に、強度が低く機械的摩耗が懸念されるものや高価なものが多い。
【００１４】
本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、リレー装置の大型化やコストアップを抑制するとともに、消耗・溶着という問題を解決することができる全く新しい制振構造を有するリレー装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となる。このような本発明に係るリレー装置において、前記固定接点と可動接点の接触する面を斜面としたことを特徴とする。
【００１６】
他の本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となる。このような他の本発明に係るリレー装置において、前記固定接点と可動接点は、それぞれ第１の接点と第２の接点を有しており、第１の固定・可動接点の接触する面は斜面であり、第２の固定・可動接点の接触部分は水平面接触若しくは点接触であることを特徴とする。
【００１７】
別の本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となる。このような別の本発明に係るリレー装置において、前記可動プレートに対するプランジャと弾性部材の作用点が、可動プレートの重心位置よりも下方にあることを特徴とする。
【００１８】
また他の本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記プランジャは、流体を充填したシリンダとダンパピストンから構成されるとともに、ダンパピストンは可動プレートに接続され、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートを引っ張りながら、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートを押圧することによって固定接点と可動接点が非接触となることを特徴とする。
【００１９】
また別の本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となる。このような本発明に係るリレー装置において、前記可動プレートの弾性部材との接触面側に衝撃吸収部材を設けたことを特徴とする。
【００２０】
さらに他の本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となる。このような本発明に係るリレー装置において、前記可動プレート、固定接点及び可動接点を導電性のある制振材料で構成したことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態について図を用いて説明する。なお、前述した従来の技術に示した部材と同一又は類似する部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
実施の形態１
本実施の形態について、図１を用いて説明する。図１において、（ａ）は従来の技術に係るリレー装置の構造を示しており、（ｂ）は本実施の形態に係るリレー装置の構造を、（ｃ）は本実施の形態に係るリレー装置のバウンド低減機構を説明するための図である。
【００２３】
本実施の形態で特徴的なことは、固定接点２１ａ，２１ｂと可動接点２２ａ，２２ｂの接触する面を斜面としたことにある。
【００２４】
（ａ）で示されるような従来の技術に係るリレー装置の場合、プランジャ１２が可動プレート１５から離れることによって、可動プレート１５はコンタクトスプリング１４の弾性力を受け、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが接触し通電されることになる。このとき、コンタクトスプリング１４は、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが衝突する際の衝突力を完全に吸収することができないので、矢印Ｙで示される衝突力の反力が発生し、可動プレート１５がバウンドすることになる。
【００２５】
一方、（ｂ）で示される本実施の形態に係るリレー装置のように、固定接点２１ａ，２１ｂと可動接点２２ａ，２２ｂの接触する面を斜面とすると、反力Ｙを低減することが可能となる。すなわち、（ｃ）で示されるように、固定接点２１ａ，２１ｂと可動接点２２ａ，２２ｂの接触する斜面の角度をθ°とすると、斜面に対する反力はＹｃｏｓθとなり、発生する反力を低減することが可能となる。この斜面による反力の分散効果によって、可動プレート１５に発生するバウンドの低減を図ることができる。
【００２６】
実施の形態２
本実施の形態について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係るリレー装置の構造を示す図である。
【００２７】
本実施の形態で特徴的なことは、一方の接点（固定接点２１と可動接点２２）の接触する面を斜面とし、他方の接点（固定接点１６と可動接点１７）の接触部分を水平面接触若しくは点接触としたことにある。このような構成とすることによって、一方の接点（固定接点２１と可動接点２２）が有する斜面の効果によって発生する反力を低減し、さらに、他方の接点（固定接点１６と可動接点１７）の接触部分が摺動することによって衝突力を分散することができるので、さらにバウンドの低減を図ることが可能となる。
【００２８】
実施の形態３
本実施の形態について、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係るリレー装置の構造を示す図である。
【００２９】
本実施の形態で特徴的なことは、可動プレート３１に対するプランジャ１２とコンタクトスプリング１４の作用点（Ｘ２）が、可動プレート３１の重心位置（Ｘ１）よりも下方にあることである。
【００３０】
可動プレート３１は、自己の重心を中心としてバウンドを発生してしまうので、従来の技術で示したような可動プレート１５では、可動プレート１５の重心位置とプランジャ１２およびコンタクトスプリング１４の作用点が重なってしまい、バウンドの発生しやすい構造となっていた（図８参照）。
【００３１】
本実施の形態に係るリレー装置の可動プレート３１では、可動プレート３１の重心位置（Ｘ１）をプランジャ１２およびコンタクトスプリング１４の作用点（Ｘ２）よりも下方とするため、可動プレート３１を可動接点１７ａ，１７ｂよりも下方に延びるＵ字形状とし、このＵ字形状の底部をコンタクトスプリング１４の作用点（Ｘ２）とした。可動プレート３１にこのような形状を採用することによって、バウンドの発生を低減させることが可能となった。
【００３２】
実施の形態４
本実施の形態について、図４を用いて説明する。図４は本実施の形態に係るリレー装置の構造を示す図であり、（ａ）は電磁コイルが非通電状態である場合を示しており、（ｂ）は電磁コイルが通電状態となって可動プレート１５を引っ張っている途中の状態を示しており、（ｃ）は可動プレート１５が完全に固定された状態を示している。
【００３３】
本実施の形態で特徴的なことは、プランジャ４０を流体４３の充填されたシリンダ４１とダンパピストン４２から構成するとともに、ダンパピストン４２を可動プレート１５に接続したことにある。なお、ダンパピストン４２は、ダンパピストン４２が有する軸部とＣリング４４等の部材とによって可動プレート１５に固定されている。
【００３４】
電磁コイル１１が非通電状態の時には、（ａ）で示されるように、プランジャ４０が内蔵するリターンスプリング１３の弾性力によりプランジャ４０が上方に移動し、可動プレート１５もプランジャ４０とともに上方に移動されるので、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが非接触となる。
【００３５】
電磁コイル１１が通電状態となると、まず（ｂ）で示されるように、電磁コイル１１が発生する電磁力によりプランジャ４０が可動プレート１５を引っ張りながら下降する。このとき、コンタクトスプリング１４の弾性力も可動プレート１５に及ぼされ、プランジャ４０の引っ張り力とコンタクトスプリング１４の押圧力という２つの力によって可動プレート１５が下降し、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが接触する。
【００３６】
さらに、（ｃ）で示されるように、シリンダ４１は下降を続けるのであるが、その際ダンパピストン４２は、シリンダ４１内に充填された流体４３の力を受けているので可動プレート１５に対して下方向の引っ張り力を維持することになる。この引っ張り力の作用によって、可動プレート１５に発生するバウンドを低減あるいは防止することができる。
【００３７】
実施の形態５
本実施の形態について、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態に係るリレー装置の可動プレート５０を示す図である。
【００３８】
本実施の形態で特徴的なことは、可動プレート５０のコンタクトスプリング１４との接触面側に衝撃吸収部材５１を設けたことである。
【００３９】
可動プレート５０に衝撃吸収用の板材５１を設置し、リベット等の軸部材５２を用いて緩く固定する。具体的には、板材５１同士に０．１ｍｍ程度のクリアランスをもたせてある。したがって、板材５１同士の微妙な衝突によって衝突エネルギが消耗され、結果として可動プレート５０のバウンドが低減されることになる。なお、衝撃吸収用の板材５１には、例えば、ＳＵＳ３０３等の材質を用い、板厚０．２〜０．３ｍｍのものを３枚程度重ねて用いることが好適である。
【００４０】
実施の形態６
本実施の形態について、図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態に係るリレー装置を示す図である。
【００４１】
本実施の形態で特徴的なことは、可動プレート１５、固定接点１６ａ，１６ｂ及び可動接点１７ａ，１７ｂを導電性のある制振材料で構成したことである。
【００４２】
本実施の形態で示すリレー装置のように、バウンドの発生する可動プレート１５、固定接点１６ａ，１６ｂ及び可動接点１７ａ，１７ｂを導電性のある制振材料で構成することによって、バウンドの低減を図ることができる。具体的には、Ｍ２０５２を用いることが好適である。Ｍ２０５２は、重量パーセントでＭｎ：７３％、Ｃｕ：２０％、Ｎｉ：５％、Ｆｅ：２％を含む合金であり、これら４種類の金属を真空溶解した金属材料である。このＭ２０５２は、振動を移動する双晶で吸収するという他の金属にはみられない特徴を有しており、リレー装置における可動プレート１５、固定接点１６ａ，１６ｂ及び可動接点１７ａ，１７ｂに用いることによってバウンドの発生を効果的に抑制することが可能となる。
【００４３】
実施の形態７
本実施の形態について、図７を用いて説明する。図７は、前述した実施の形態１，３〜６を組み合わせたリレー装置を示す図である。
【００４４】
図７で示すように、実施の形態１，３〜６を組み合わせることによって、可動プレート７０に発生するバウンドをより効果的に低減することが可能となる。なお、本実施の形態では、前述した実施の形態１，３〜６を組み合わせた場合を例示しているが、実施の形態１〜６のあらゆる組合せを実施するが可能である。リレー装置の形状や使用環境によって、これら実施の形態を適宜組み合わせて使用することにより、可動プレート７０に発生するバウンドを低減することが可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明が提案する全く新しい制振構造を有するリレー装置によれば、リレー装置の大型化やコストアップを抑制しつつ、消耗・溶着という問題を解決することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るリレー装置の構造を説明するための図であり、（ａ）は従来の技術に係るリレー装置の構造を示しており、（ｂ）は実施の形態１に係るリレー装置の構造を、（ｃ）は実施の形態１に係るリレー装置のバウンド低減機構を説明するための図である。
【図２】実施の形態２に係るリレー装置の構造を示す図である。
【図３】実施の形態３に係るリレー装置の構造を示す図である。
【図４】実施の形態４に係るリレー装置の構造を示す図であり、（ａ）は電磁コイルが非通電状態である場合を示しており、（ｂ）は電磁コイルが通電状態となって可動プレートを引っ張っている途中の状態を示しており、（ｃ）は可動プレートが完全に固定された状態を示している。
【図５】実施の形態５に係るリレー装置の可動プレートを示す図である。
【図６】実施の形態６に係るリレー装置を示す図である。
【図７】実施の形態１，３〜６を組み合わせたリレー装置を示す図である。
【図８】従来の技術に係るリレー装置を示す図であり、（ａ）はリレー装置が有する電磁コイルが非通電状態である場合を、（ｂ）はリレー装置が有する電磁コイルが通電状態である場合を、（ｃ）はリレー装置が有する可動プレートがバウンドしている状態を示している。
【符号の説明】
１１ 電磁コイル、１２，４０ プランジャ、１３ リターンスプリング、１４ コンタクトスプリング、１５，３１，５０，７０ 可動プレート、１６，１６ａ，１６ｂ，２１，２１ａ，２１ｂ 固定接点、１７，１７ａ，１７ｂ，２２，２２ａ，２２ｂ 可動接点、４１ シリンダ、４２ ダンパピストン、４３ 流体、４４ Ｃリング、５１ 衝撃吸収部材（板材）、５２ 軸部材。
【発明の属する技術分野】
本発明は、リレー装置、特に、接点衝突時に発生するバウンドの低減を図ることを目的とするリレー装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリレー装置は、例えば、図８に示されるような構造を有している。図８において、（ａ）はリレー装置が有する電磁コイル１１が非通電状態である場合を、（ｂ）はリレー装置が有する電磁コイル１１が通電状態である場合を、（ｃ）はリレー装置が有する可動プレート１５がバウンドしている状態を示している。
【０００３】
従来のリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイル１１と、電磁コイル１１の発生する電磁力により駆動されるプランジャ１２を有している。電磁コイル１１の通電時には、（ｂ）で示されるように、プランジャ１２は電磁コイル１１が発生する電磁力によって引っ張られて下降する。一方、電磁コイル１１の非通電時には、（ａ）で示されるように、プランジャ１２は電磁コイル１１に内蔵されるリターンスプリング１３と呼ばれる弾性部材が及ぼす弾性力によって上昇する。このプランジャ１２とコンタクトスプリング１４と呼ばれる弾性部材に挟持されているのが可動プレート１５である。この可動プレート１５には、装置本体に設置される固定接点１６ａ，１６ｂに対向して配置される可動接点１７ａ，１７ｂが設けられている。
【０００４】
したがって、電磁コイル１１の通電時には電磁力により駆動するプランジャ１２が可動プレート１５から離れ、コンタクトスプリング１４の弾性力で可動プレート１５が押圧されることによって固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが接触することになる。このとき、可動プレート１５は、コンタクトスプリング１４の弾性力のみで押圧されることになるのであるが、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが衝突する際の衝突力を完全に吸収することができないので、（ｃ）で示されるようにバウンドが発生してしまうことになる。一方、電磁コイル１１の非通電時には、プランジャ１２が内蔵するリターンスプリング１３の弾性力によってプランジャ１２が上昇し、可動プレート１５に当接する。このとき、プランジャ１２が内蔵するリターンスプリング１３の弾性力の方がコンタクトスプリング１４の弾性力よりも大きいので、可動プレート１５はプランジャ１２によって押圧されて上昇し、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが非接触となる。
【０００５】
なお、一般的に、各接点１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは銀合金等で、可動プレート１５は銅等で構成されている。
【０００６】
上述したリレー装置が電気自動車の駆動モータ電力制御等に用いられる場合には、高電圧大電流の電力を投入遮断することの可能なものが求められる。特に、近年は電流電圧条件が厳しくなる傾向にあり、リレー装置の消耗・溶着という問題を解決することが求められている。ここで、消耗や溶着という問題は、高電圧でコンデンサ容量を持つ回路においてリレー装置を作動させると、瞬時に容量分の電荷が突入するためにリレー接点間でアークが発生してしまうことが主な原因となっている。
【０００７】
従来、リレー装置の消耗・溶着を防止する対策としては、例えば、接点材料としての銀合金に酸化物等を混入する方法が採られている。
【０００８】
また、接点衝突時のバウンドを低減させることによって、リレー装置の消耗・溶着を防止することも行われている（例えば、特許文献１参照）。これは、接点間のバウンドが継続している間はアークが発生し続けてしまい、ほぼアーク継続時間に比例して接点消耗量が増加してしまうためである。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６３−５５８２９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術において例示したリレー装置の消耗・溶着を防止する技術には、以下の問題がある。
【００１１】
まず、接点材料としての銀合金に酸化物等を混入する方法は、接点の電気抵抗が増加してしまうという問題を有している。また、酸化物等を混入するために接点材料が多くなってしまうので重量が増大し、接点の移動速度が低下してしまうのでアークの遮断が困難になるという問題も含んでいる。
【００１２】
また、上記特許文献１が採用している接点衝突時のバウンドを低減させる方法では、衝撃吸収のためにゴム系やスポンジ系等のある程度衝撃を吸収するために体積を必要とする素材を緩衝材として新たに設けることが必要なため、リレー装置の大型化やコストアップの原因となる。
【００１３】
さらに、接点衝突時のバウンドを低減させる方法として、接点同士のコンタクト力を増加させるとともに接点重量を低減するという方法も存在する。しかしながら、コンタクト力の増加は電磁コイルの大型化や駆動電力の増大につながってしまいコストアップの原因となっている。また、接点重量の低減には通電電流の制約があり、軽量化や小型化には限界がある。さらに、軽量化を図ることができる材料は、一般的に、強度が低く機械的摩耗が懸念されるものや高価なものが多い。
【００１４】
本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、リレー装置の大型化やコストアップを抑制するとともに、消耗・溶着という問題を解決することができる全く新しい制振構造を有するリレー装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となる。このような本発明に係るリレー装置において、前記固定接点と可動接点の接触する面を斜面としたことを特徴とする。
【００１６】
他の本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となる。このような他の本発明に係るリレー装置において、前記固定接点と可動接点は、それぞれ第１の接点と第２の接点を有しており、第１の固定・可動接点の接触する面は斜面であり、第２の固定・可動接点の接触部分は水平面接触若しくは点接触であることを特徴とする。
【００１７】
別の本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となる。このような別の本発明に係るリレー装置において、前記可動プレートに対するプランジャと弾性部材の作用点が、可動プレートの重心位置よりも下方にあることを特徴とする。
【００１８】
また他の本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記プランジャは、流体を充填したシリンダとダンパピストンから構成されるとともに、ダンパピストンは可動プレートに接続され、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートを引っ張りながら、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートを押圧することによって固定接点と可動接点が非接触となることを特徴とする。
【００１９】
また別の本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となる。このような本発明に係るリレー装置において、前記可動プレートの弾性部材との接触面側に衝撃吸収部材を設けたことを特徴とする。
【００２０】
さらに他の本発明に係るリレー装置は、通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートとを有しており、前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となる。このような本発明に係るリレー装置において、前記可動プレート、固定接点及び可動接点を導電性のある制振材料で構成したことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態について図を用いて説明する。なお、前述した従来の技術に示した部材と同一又は類似する部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
実施の形態１
本実施の形態について、図１を用いて説明する。図１において、（ａ）は従来の技術に係るリレー装置の構造を示しており、（ｂ）は本実施の形態に係るリレー装置の構造を、（ｃ）は本実施の形態に係るリレー装置のバウンド低減機構を説明するための図である。
【００２３】
本実施の形態で特徴的なことは、固定接点２１ａ，２１ｂと可動接点２２ａ，２２ｂの接触する面を斜面としたことにある。
【００２４】
（ａ）で示されるような従来の技術に係るリレー装置の場合、プランジャ１２が可動プレート１５から離れることによって、可動プレート１５はコンタクトスプリング１４の弾性力を受け、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが接触し通電されることになる。このとき、コンタクトスプリング１４は、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが衝突する際の衝突力を完全に吸収することができないので、矢印Ｙで示される衝突力の反力が発生し、可動プレート１５がバウンドすることになる。
【００２５】
一方、（ｂ）で示される本実施の形態に係るリレー装置のように、固定接点２１ａ，２１ｂと可動接点２２ａ，２２ｂの接触する面を斜面とすると、反力Ｙを低減することが可能となる。すなわち、（ｃ）で示されるように、固定接点２１ａ，２１ｂと可動接点２２ａ，２２ｂの接触する斜面の角度をθ°とすると、斜面に対する反力はＹｃｏｓθとなり、発生する反力を低減することが可能となる。この斜面による反力の分散効果によって、可動プレート１５に発生するバウンドの低減を図ることができる。
【００２６】
実施の形態２
本実施の形態について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係るリレー装置の構造を示す図である。
【００２７】
本実施の形態で特徴的なことは、一方の接点（固定接点２１と可動接点２２）の接触する面を斜面とし、他方の接点（固定接点１６と可動接点１７）の接触部分を水平面接触若しくは点接触としたことにある。このような構成とすることによって、一方の接点（固定接点２１と可動接点２２）が有する斜面の効果によって発生する反力を低減し、さらに、他方の接点（固定接点１６と可動接点１７）の接触部分が摺動することによって衝突力を分散することができるので、さらにバウンドの低減を図ることが可能となる。
【００２８】
実施の形態３
本実施の形態について、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係るリレー装置の構造を示す図である。
【００２９】
本実施の形態で特徴的なことは、可動プレート３１に対するプランジャ１２とコンタクトスプリング１４の作用点（Ｘ２）が、可動プレート３１の重心位置（Ｘ１）よりも下方にあることである。
【００３０】
可動プレート３１は、自己の重心を中心としてバウンドを発生してしまうので、従来の技術で示したような可動プレート１５では、可動プレート１５の重心位置とプランジャ１２およびコンタクトスプリング１４の作用点が重なってしまい、バウンドの発生しやすい構造となっていた（図８参照）。
【００３１】
本実施の形態に係るリレー装置の可動プレート３１では、可動プレート３１の重心位置（Ｘ１）をプランジャ１２およびコンタクトスプリング１４の作用点（Ｘ２）よりも下方とするため、可動プレート３１を可動接点１７ａ，１７ｂよりも下方に延びるＵ字形状とし、このＵ字形状の底部をコンタクトスプリング１４の作用点（Ｘ２）とした。可動プレート３１にこのような形状を採用することによって、バウンドの発生を低減させることが可能となった。
【００３２】
実施の形態４
本実施の形態について、図４を用いて説明する。図４は本実施の形態に係るリレー装置の構造を示す図であり、（ａ）は電磁コイルが非通電状態である場合を示しており、（ｂ）は電磁コイルが通電状態となって可動プレート１５を引っ張っている途中の状態を示しており、（ｃ）は可動プレート１５が完全に固定された状態を示している。
【００３３】
本実施の形態で特徴的なことは、プランジャ４０を流体４３の充填されたシリンダ４１とダンパピストン４２から構成するとともに、ダンパピストン４２を可動プレート１５に接続したことにある。なお、ダンパピストン４２は、ダンパピストン４２が有する軸部とＣリング４４等の部材とによって可動プレート１５に固定されている。
【００３４】
電磁コイル１１が非通電状態の時には、（ａ）で示されるように、プランジャ４０が内蔵するリターンスプリング１３の弾性力によりプランジャ４０が上方に移動し、可動プレート１５もプランジャ４０とともに上方に移動されるので、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが非接触となる。
【００３５】
電磁コイル１１が通電状態となると、まず（ｂ）で示されるように、電磁コイル１１が発生する電磁力によりプランジャ４０が可動プレート１５を引っ張りながら下降する。このとき、コンタクトスプリング１４の弾性力も可動プレート１５に及ぼされ、プランジャ４０の引っ張り力とコンタクトスプリング１４の押圧力という２つの力によって可動プレート１５が下降し、固定接点１６ａ，１６ｂと可動接点１７ａ，１７ｂが接触する。
【００３６】
さらに、（ｃ）で示されるように、シリンダ４１は下降を続けるのであるが、その際ダンパピストン４２は、シリンダ４１内に充填された流体４３の力を受けているので可動プレート１５に対して下方向の引っ張り力を維持することになる。この引っ張り力の作用によって、可動プレート１５に発生するバウンドを低減あるいは防止することができる。
【００３７】
実施の形態５
本実施の形態について、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態に係るリレー装置の可動プレート５０を示す図である。
【００３８】
本実施の形態で特徴的なことは、可動プレート５０のコンタクトスプリング１４との接触面側に衝撃吸収部材５１を設けたことである。
【００３９】
可動プレート５０に衝撃吸収用の板材５１を設置し、リベット等の軸部材５２を用いて緩く固定する。具体的には、板材５１同士に０．１ｍｍ程度のクリアランスをもたせてある。したがって、板材５１同士の微妙な衝突によって衝突エネルギが消耗され、結果として可動プレート５０のバウンドが低減されることになる。なお、衝撃吸収用の板材５１には、例えば、ＳＵＳ３０３等の材質を用い、板厚０．２〜０．３ｍｍのものを３枚程度重ねて用いることが好適である。
【００４０】
実施の形態６
本実施の形態について、図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態に係るリレー装置を示す図である。
【００４１】
本実施の形態で特徴的なことは、可動プレート１５、固定接点１６ａ，１６ｂ及び可動接点１７ａ，１７ｂを導電性のある制振材料で構成したことである。
【００４２】
本実施の形態で示すリレー装置のように、バウンドの発生する可動プレート１５、固定接点１６ａ，１６ｂ及び可動接点１７ａ，１７ｂを導電性のある制振材料で構成することによって、バウンドの低減を図ることができる。具体的には、Ｍ２０５２を用いることが好適である。Ｍ２０５２は、重量パーセントでＭｎ：７３％、Ｃｕ：２０％、Ｎｉ：５％、Ｆｅ：２％を含む合金であり、これら４種類の金属を真空溶解した金属材料である。このＭ２０５２は、振動を移動する双晶で吸収するという他の金属にはみられない特徴を有しており、リレー装置における可動プレート１５、固定接点１６ａ，１６ｂ及び可動接点１７ａ，１７ｂに用いることによってバウンドの発生を効果的に抑制することが可能となる。
【００４３】
実施の形態７
本実施の形態について、図７を用いて説明する。図７は、前述した実施の形態１，３〜６を組み合わせたリレー装置を示す図である。
【００４４】
図７で示すように、実施の形態１，３〜６を組み合わせることによって、可動プレート７０に発生するバウンドをより効果的に低減することが可能となる。なお、本実施の形態では、前述した実施の形態１，３〜６を組み合わせた場合を例示しているが、実施の形態１〜６のあらゆる組合せを実施するが可能である。リレー装置の形状や使用環境によって、これら実施の形態を適宜組み合わせて使用することにより、可動プレート７０に発生するバウンドを低減することが可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明が提案する全く新しい制振構造を有するリレー装置によれば、リレー装置の大型化やコストアップを抑制しつつ、消耗・溶着という問題を解決することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るリレー装置の構造を説明するための図であり、（ａ）は従来の技術に係るリレー装置の構造を示しており、（ｂ）は実施の形態１に係るリレー装置の構造を、（ｃ）は実施の形態１に係るリレー装置のバウンド低減機構を説明するための図である。
【図２】実施の形態２に係るリレー装置の構造を示す図である。
【図３】実施の形態３に係るリレー装置の構造を示す図である。
【図４】実施の形態４に係るリレー装置の構造を示す図であり、（ａ）は電磁コイルが非通電状態である場合を示しており、（ｂ）は電磁コイルが通電状態となって可動プレートを引っ張っている途中の状態を示しており、（ｃ）は可動プレートが完全に固定された状態を示している。
【図５】実施の形態５に係るリレー装置の可動プレートを示す図である。
【図６】実施の形態６に係るリレー装置を示す図である。
【図７】実施の形態１，３〜６を組み合わせたリレー装置を示す図である。
【図８】従来の技術に係るリレー装置を示す図であり、（ａ）はリレー装置が有する電磁コイルが非通電状態である場合を、（ｂ）はリレー装置が有する電磁コイルが通電状態である場合を、（ｃ）はリレー装置が有する可動プレートがバウンドしている状態を示している。
【符号の説明】
１１ 電磁コイル、１２，４０ プランジャ、１３ リターンスプリング、１４ コンタクトスプリング、１５，３１，５０，７０ 可動プレート、１６，１６ａ，１６ｂ，２１，２１ａ，２１ｂ 固定接点、１７，１７ａ，１７ｂ，２２，２２ａ，２２ｂ 可動接点、４１ シリンダ、４２ ダンパピストン、４３ 流体、４４ Ｃリング、５１ 衝撃吸収部材（板材）、５２ 軸部材。
Claims (6)
- 通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、
電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、
プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートと、
を有し、
前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となるリレー装置において、
前記固定接点と可動接点の接触する面を斜面としたこと、
を特徴とするリレー装置。 - 通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、
電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、
プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートと、
を有し、
前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となるリレー装置において、
前記固定接点と可動接点は、それぞれ第１の接点と第２の接点を有し、
第１の固定・可動接点の接触する面は斜面であり、
第２の固定・可動接点の接触部分は水平面接触若しくは点接触であること、
を特徴とするリレー装置。 - 通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、
電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、
プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートと、
を有し、
前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となるリレー装置において、
前記可動プレートに対するプランジャと弾性部材の作用点が、可動プレートの重心位置よりも下方にあること、
を特徴とするリレー装置。 - 通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、
電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、
プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートと、
を有し、
前記プランジャは、流体を充填したシリンダとダンパピストンから構成されるとともに、ダンパピストンは可動プレートに接続され、
前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートを引っ張りながら、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートを押圧することによって固定接点と可動接点が非接触となること、
を特徴とするリレー装置。 - 通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、
電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、
プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートと、
を有し、
前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となるリレー装置において、
前記可動プレートの弾性部材との接触面側に衝撃吸収部材を設けたこと、
を特徴とするリレー装置。 - 通電時に電磁力を発生する電磁コイルと、
電磁コイルの電磁力により駆動されるプランジャと、
プランジャと弾性部材に挟持され、装置本体に設置される固定接点に対向して配置される可動接点を備える可動プレートと、
を有し、
前記電磁コイルの通電時には電磁力により駆動するプランジャが可動プレートから離れ、弾性部材の弾性力で可動プレートが押圧されることによって固定接点と可動接点が接触し、電磁コイルの非通電時には前記プランジャが内蔵する別の弾性部材の弾性力によりプランジャが駆動し、可動プレートに当接することによって固定接点と可動接点が非接触となるリレー装置において、
前記可動プレート、固定接点及び可動接点を導電性のある制振材料で構成したこと、
を特徴とするリレー装置。
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