JP2005019163A - リレー装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】隣り合う接点間のアーク短絡を防ぎ、且つ簡易な構造で、小型化・軽量化を達成する。
【解決手段】ケース１内に、複数の固定接点２と複数の可動接点３とを対向配置し、この可動接点３を接点変位機構４で支持し、これをソレノイド６で変位させて、各固定接点２と各可動接点３とを開閉する。これらの複数の接点２，３が導通したときには直列回路が形成されるようにし、分圧により各接点２，３でのアークの発生を抑制する。この際、入力接点２１と中間接点２３の間、及び、出力接点２２と中間接点２３の間に、絶縁性の遮断壁１１をそれぞれ設け、これらの間のアーク短絡を防ぐ。
【選択図】 図１
【解決手段】ケース１内に、複数の固定接点２と複数の可動接点３とを対向配置し、この可動接点３を接点変位機構４で支持し、これをソレノイド６で変位させて、各固定接点２と各可動接点３とを開閉する。これらの複数の接点２，３が導通したときには直列回路が形成されるようにし、分圧により各接点２，３でのアークの発生を抑制する。この際、入力接点２１と中間接点２３の間、及び、出力接点２２と中間接点２３の間に、絶縁性の遮断壁１１をそれぞれ設け、これらの間のアーク短絡を防ぐ。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電流のリレー装置に関するものであって、特に、簡易な構造にて確実に直流電流を遮断できるリレー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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４００ボルト）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備えている。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、このための手段として、電池と制御回路との間にメカニカル接点のリレー装置を備える。
【０００３】
かかるリレー装置は、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が、アークが生じると、短絡が発生して遮断速度が非常に遅くなり、短時間で遮断するのが難しくなる。また、アークによる発熱が、接点部分等の耐久性を損なうおそれもある。
【０００４】
そこで、従来、軽くて電子付着係数の高い水素または水素を主体とするガスをアーク発生部に封入し、この水素でアークを速やかに放散させる技術が開示されていた（例えば特許文献１参照）。これによると、アークの速やかな消弧により、短時間に遮断を行うとともに、接点部分等の発熱を抑制して耐久性の劣化を軽減することが可能である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３２０４３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１のように、水素等のガスでアークの発生を抑制しても、アークを速やかに放散させるだけで、アークの発生を完全に防止することはできない。このため、隣り合って配置される接点間で生じるアーク短絡の問題を解決するには至っていなかった。
【０００７】
また、特許文献１では、水素等のガスでアークの発生を抑制するために、このガスをケース内に気密封止する必要がある。しかしながら、ケース内には開閉動作可能な接点の構造を実現するとともに、これらの接点に対する電気的な取り出しをケースの外部に対して行う必要があることから、ケースに完全な気密性を持たせるための製造工程が複雑となり、多大なコストがかかる。しかも、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である。
【０００８】
さらに、このケースは、アークによる発熱に耐えうる程度の耐熱性が必要となるのに加えて、水素等の不活性ガスに対する長期に渡った耐性を備える必要があることから、例えばセラミック等の高価な材料を使用する必要がある。このため、ケースの材料費が高くつく問題もあった。
【０００９】
しかも、気密性及び耐熱性を共に確実に確保するためには、ケースの厚みを大きくとる必要があり、ケースのコストがかかるだけでなく、その形状が大きくなってしまい、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及び軽量化を実現することは非常に困難であった。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、簡易な構造で、アークによって生じる耐久性の劣化を軽減するとともに、短時間で直流高電圧を遮断できるリレー装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、複数の第１の接点と、前記各第１の接点に接続可能にそれぞれ対向して可動設置された複数の第２の接点と、前記第２の接点を支持し且つ当該第２の接点を前記第１の接点に接離させるよう変位可能とされた接点変位手段とを備え、前記第１の接点は、入力接点と、出力接点と、前記両接点の間に配設されて２つの接触部を有する少なくとも一つの中間接点とを含み、前記第２の接点は、導通時に、前記入力接点、前記中間接点及び前記出力接点を順次直列につなぐ複数個の連結接点を含み、前記入力接点と前記中間接点の間、及び、前記出力接点と前記中間接点の間に、絶縁性の遮断壁をそれぞれさらに備えるものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリレー装置であって、前記第１の接点、前記第２の接点及び前記接点変位手段を収納するケースをさらに備え、前記遮断壁が前記ケースの内面に形成または固定されたものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のリレー装置であって、前記入力接点、前記出力接点及び前記中間接点を同一直線上に配列させるとともに、遮断時に一方側と他方側の接点の間に発生するアークを各接点の配列方向と交差する方向に歪曲させる複数の磁石を備え、当該複数の磁石の極が同一方向に向けられたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一の実施の形態に係るリレー装置を示す縦断面図である。
【００１５】
このリレー装置は、図１の如く、ケース１内に、複数の固定接点（第１の接点）２と、この固定接点２に接続可能とされた複数の可動接点（第２の接点）３と、この可動接点３を固定接点２に接離させるよう変位可能とされた接点変位機構（接点変位手段）４と、この接点変位機構４を変位させるよう駆動するソレノイド（駆動手段）６とが収納されてなる。
【００１６】
ケース１は、絶縁性且つ耐熱性を有し且つ安価な例えばポリカーボネートまたはメタクリル等の一般的な工業プラスチックが使用されており、図２の如く、固定接点２、可動接点３、接点変位機構４及びソレノイド６を収納する上面開放の箱体１２と、この箱体１２の上面を閉塞する蓋体１３とを備える。
【００１７】
箱体１２は、図２の如く、外形が略直方体状に形成され、固定接点２及び可動接点３（図１）が収容される上面開放の接点収容室１２１と、接点変位機構４が収容される上面開放の変位機構収容室１２２と、ソレノイド６が収容される上面開放のソレノイド収容室１２３とが順次連通されて形成される。
【００１８】
接点収容室１２１は、図２の如く、ケース１の一端の底壁１２４付近に配置されており、内部に固定接点２及び可動接点３（図１）が互いに対向配置されて収容される。接点収容室１２１の一端に位置する底壁１２４には、固定接点２の端子接続部２１ｂ，２２ｂを外部に突出させて固定するための一対の接続孔１２４ａが穿設され、この接続孔１２４ａに端子接続部２１ｂ，２２ｂが貫通固定されることで、この固定接点２が接点収容室１２１内に収容固定される。
【００１９】
また、接点収容室１２１の中央部には、固定接点２のうちの後述する中間接点２３の一対の接触部２３ａ同士、及び可動接点３のうちの後述する中央寄りの一対の接触部３１ａ同士を互いに隔壁するよう中央壁１２６が形成されている。
【００２０】
そして、接点収容室１２１の中央壁１２６と両側の側壁１２５には、板状の永久磁石５を収容する矩形の磁石収納孔１２１ａ，１２１ｂがそれぞれ形成されている。この永久磁石５については後述する。
【００２１】
変位機構収容室１２２は、図２の如く、ケース１の中央部に位置して形成され、図１に示した支持部材４１が接点開閉方向Ｐに可動するよう当該支持部材４１より若干大きな寸法に形成されている。
【００２２】
変位機構収容室１２２の接点収容室１２１との連通位置の中央部には、後述する第２ばね４３がその一端で当接支持される断面コ字形（図１）のばね受け体１２２ａが形成されている。このばね受け体１２２ａは、接点収容室１２１内の中央壁１２６から一体的に延設されている。
【００２３】
ソレノイド収容室１２３は、変位機構収容室１２２よりもケース１の他端側に位置して形成され、ソレノイド６が収容される。
【００２４】
蓋体１３は、図２の如く、箱体１２の開放された上面を覆う面積に形成された板体であり、箱体１２の底壁１２４や側壁１２５等の上面に穿設されているネジ孔１２８に対応する位置にネジ孔１３１が形成され、両ネジ孔１２８，１３１にネジ（図示省略）を螺締することで、蓋体１３が箱体１２の上面開放を閉塞して止着される。
【００２５】
固定接点２は、図１に示すように、外部端子が接続される入力接点２１と、出力接点２２と、これら接点２１，２２の間に配設される１つの中間接点２３とを備えている。
【００２６】
入力接点２１と出力接点２２は、可動接点３と接触させる接触部２１ａ，２２ａを一つと端子接続部２１ｂ，２２ｂとを備えている。端子接続部２１ｂ，２２ｂは、ケース１外に突出させた状態となっている。接触部２１ａ，２２ａは、例えば銀系の合金が使用されている。
【００２７】
中間接点２３は、断面Ｕ字状または略コ字状をしており、Ｕ字またはコ字の両端側に可動接点３と接触させる接触部２３ａが形成されている。入力接点２１、出力接点２２、中間接点２３は、図示していないが、ネジなどによりケース１内に固定される。
【００２８】
可動接点３は、固定接点２における入力接点２１の接触部２１ａと中間接点２３の一方の接触部２３ａとを接触させる一方の連結接点３１と、固定接点２における出力接点２２の接触部２２ａと中間接点２３の他方の接触部２３ａを接触させる他方の連絡接点３１とを備えている。
【００２９】
各連結接点３１は、平面部を有する支持部３１ｂと、２つの接触部３１ａとを備える。
【００３０】
接触部３１ａは、例えば銀系の合金が使用されて、支持部３１ｂの平面部に固定されており、入力接点２１の接触部２１ａ、出力接点２２の接触部２２ａ、または中間接点２３の接触部２３ａに接触させる。
【００３１】
さらに、入力接点２１と中間接点２３と出力接点２２と連結接点３１とを、それらの接触位置がそれぞれ接点開閉方向に垂直な同一直線上に位置されるようにケース１内に配置させる。具体的には、固定接点２と可動接点３を重ね合わせた状態で、一方の接点の非接触面側から見てそれぞれの接点が同一直線上に配置される。
【００３２】
このように各接点を配置して、図３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２１から、一方の連結接点３１、中間接点２３、他方の連結接点３１、出力接点２２へと直列に接続される。尚、図３では、入力接点２１、出力接点２２、中間接点２３及び連結接点３１がそれぞれ円柱状に形成されている例を示しているが、角柱状であっても差し支えない（図４も同様）。また、接触部２１ａ，２２ａ，２３ａ，３１ａの形状についても、図３では、入力接点２１、出力接点２２、中間接点２３及び連結接点３１の形状に対応してそれぞれ略円板状に図示しているが、入力接点２１、出力接点２２、中間接点２３及び連結接点３１の形状に対応する必要はなく、例えば板面が４角形の板体であってもよい（図４も同様）。さらに、図３（図４も同様）では、便宜上、入力接点２１及び中間接点２３を中継接続する連結接点３１と中間接点２３及び出力接点２２を中継接続する連結接点３１とをそれぞれ単一の部材として示しているが、実際には図１に示すように、連結接点３１の接触部３１ａは、入力接点２１、出力接点２２及び中間接点２３の各接触部２１ａ，２２ａ，２３ａにそれぞれ別個に接続するように一対一対応で形成されている。
【００３３】
そして、連結接点３１は、接点変位機構４により接点開閉方向Ｐに往復移動させるようになっている。この接点変位機構４による連結接点３１の往復移動により接点間を開閉し、連結接点３１を、入力接点２１と出力接点２２と中間接点２３に対して、接触状態と非接触状態とに切り換える。
【００３４】
接点変位機構４は、支持部材４１と、２つの第１ばね４２と、１つの第２ばね４３とを備える。
【００３５】
支持部材４１は、連結接点３１の支持部３１ｂに一端側が固定される支持軸３１ｃを挿通し、この支持軸３１ｃの軸方向に摺動可能に支持する。なお、支持軸３１ｃの他端側には、フランジ部となるナット３１ｄが螺結されている。
【００３６】
第１ばね４２は巻きばねであって、可動接点３の支持部３１ｂと支持部材４１との間に配設され、かつ、支持軸３１ｃが挿通される。これにより、第１ばね４２は支持部３１ｂを支持部材４１から離間する方向（即ち固定接点２側の方向）に付勢する。これにより、可動接点３の接触部３１ａが固定接点２の接触部２１ａ，２２ａに当接したときに、両接触部３１ａ，２１ａ，２２ａ間の接圧を高めるとともに、当接時の衝撃を緩衝して両接触部３１ａ，２１ａ，２２ａの損傷を防止する機能を果たす。
【００３７】
第２ばね４３は巻きばねであって、支持部材４１の接点収容室１２１に臨む面の中央部とケース１のばね受け体１２２ａとの間に挟設され、ケース１に対して支持部材４１を接点開方向に付勢する。
【００３８】
ソレノイド６は、支持部材４１を接点開閉方向Ｐに進退させるものであり、支持部材４１に一端が固定される駆動軸４４ａと、駆動軸４４ａを接点開閉方向Ｐに進退させる軸作動部４４ｂと、軸作動部４４ｂを支持する支持板４４ｃとを有する。
【００３９】
駆動軸４４ａは、支持部材４１の中間位置において一端側が固定され、他端側が軸作動部４４ｂに設ける挿入穴（図示せず）に挿入される。
【００４０】
軸作動部４４ｂは、一般的な電磁コイルが使用され、電流が流れてオン状態のときに、駆動軸４４ａを挿入穴から突出する方向（接点閉方向）に移動させるようになっている。即ち、軸作動部４４ｂがオン状態のときには、駆動軸４４ａを第２ばね４３のばね力に抗して固定接点２に向けて（接点閉方向）移動させて、可動接点３を固定接点２に接触させる。そして、軸作動部４４ｂがオフ状態のときには、図１に示すように、駆動軸４４ａを、第２ばね４３のばね力により固定接点２から離れる方向（接点開方向）に移動させる。
【００４１】
支持板４４ｃは、軸作動部４４ｂをケース１に対して位置決め支持する矩形の板体である。支持板４４ｃの中央部には、軸作動部４４ｂから支持部材４１側に伸びる駆動軸４４ａが貫通されている。この支持板４４ｃのケース１に対する固定については後述する。
【００４２】
そして、ソレノイド６の駆動軸４４ａが動作すると、支持部材４１はケース１内で底壁１２４（図２）に向かって進退することになる。そして、支持部材４１が接点閉方向に移動したときは、支持部材４１により第１ばね４２を介して連結接点３１の支持部３１ｂが固定接点２側に押されて２つの連結接点３１の接触部３１ａが固定接点２の接触部２１ａ，２２ａ，２３ａに同時に接触する。
【００４３】
また、支持部材４１が接点開方向に移動したときは、支持部材４１により支持軸３１ｃのナット３１ｄを介して連結接点３１の支持部３１ｂが引き戻される。そして２つの連結接点３１の接触部３１ａが固定接点２の接触部２１ａ，２２ａ，２３ａから同時に離れる。このように接点変位機構４により、可動接点３を固定接点２に対して開閉するようになっている。
【００４４】
そして、入力接点２１の端子接続部２１ｂ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。
【００４５】
また、ケース１の接点収容室１２１の中央部と両側壁１２５に形成された上述の磁石収納孔１２１ａ，１２１ｂには、板状の永久磁石５がそれぞれ収納される。これにより、各永久磁石５は、入力接点２１及び出力接点２２の非中間接点側の２箇所と、中間接点２３の２つの接触部２３ａの間で連結接点３１の間となる１箇所に配設される。
【００４６】
さらに永久磁石５は、図４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同一直線上に配置される。これら永久磁石５により、固定接点２と可動接点３との間に磁界をかけるようにしている。この永久磁石５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。
【００４７】
そして、ケース１の接点収容室１２１には、固定接点２の入力接点２１と中間接点２３の間、及び、出力接点２２と中間接点２３の間を遮断して接点間同士の接点開閉時のアーク１００による短絡を防止するための絶縁性の遮断壁１１が、底壁１２４（図２）の内面から内部側に突出して一体形成されている。そして、接点閉状態のときには、連結接点３１の接触部３１ａが固定接点２に接触する位置まで変位するため、図５の如く、連結接点３１の互いに隣り合う接触部３１ａ同士も、遮断壁１１によって絶縁遮断されることになる。これにより、接点閉時において隣り合う接触部２１ａ，２２ａ，２３ａ，３１ａ同士の短絡を確実に防止した状態を維持できるとともに、接点切断時等のアーク発生時には、隣り合う接触部２１ａ，２２ａ，２３ａ，３１ａ同士のアーク短絡が防止される。
【００４８】
また、図４のように磁石５を設置する場合、隣り合う接点に発生するアーク１００同士は、フレミングの左手の法則により互いに逆向きになるため、遮断壁１１が存在していない場合は、隣り合って逆向きに放散されるアーク１００同士が衝突し、その放散が妨げられるおそれがあるが、この実施の形態では、アーク１００が発生する各接点間を遮断壁１１で遮蔽しているので、隣り合って逆向きに放散されるアーク１００同士が衝突するのを防止できる。したがって、その放散が妨げられるのを防止できる。
【００４９】
ここで、ケース１の両側の側壁１２５の内面において、ソレノイド収容室１２３と変位機構収容室１２２との境界をなす位置には、ソレノイド６の支持板４４ｃの端部を係合してソレノイド６をソレノイド収容室１２３の定位置に位置決め固定するための係合溝１２３ａが形成されている。このように、ソレノイド６の支持板４４ｃの両側端部をケース１の係合溝１２３ａに係合するだけで、その軸作動部４４ｂをケース１に対して接点開閉方向Ｐに容易に位置決めできる。
【００５０】
また、ケース１の変位機構収容室１２２と接点収容室１２１との連通位置の側壁１２５には、接点開状態とされた可動接点３の連結接点３１の外側端部の背面に当接して連結接点３１の開位置を規制するストッパ１２７ａが内部方向に突出形成されている。
【００５１】
さらに、ケース１の変位機構収容室１２２と接点収容室１２１との連通位置の中央部に形成されたばね受け体１２２ａの背面部１２７ｂは、接点開状態とされた可動接点３の連結接点３１の内側端部の背面に当接して連結接点３１の開位置を規制するストッパとして機能する。
【００５２】
そして、ばね受け体１２２ａの背面部１２７ｂの背面位置は、接点収容室１２１の側壁１２５に形成されたストッパ１２７ａの連結接点３１に当接する当接面と同一面となるように設定される。これにより、接点開状態のときには、ばね受け体１２２ａの背面部１２７ｂとストッパ１２７ａとが共に可動接点３の連結接点３１の背面に当接し、このときの可動接点３の接触部３１ａの固定接点２の接触部２１ａ，２２ａに対する離間距離が等距離になり、よってアークの発生量を各接点位置にほぼ均等に分散させることができる。
【００５３】
次に、接点の通電・遮断について説明する。
【００５４】
接点間を閉じて通電させる場合、可動接点３を閉動作させて可動接点３と固定接点２とを接触させて導通をとる（図３の状態）。この接点通電時においては、入力接点２１から電流を流し、一方の連結接点３１、中間接点２３、他方の連結接点３１、そして、出力接点２２へと直列に電流が流れる。そして、図４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５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４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。
【００５５】
また、両接点間を開いて遮断する場合は、可動接点３の開動作により、可動接点３と固定接点２との間が離隔されて遮断が行われる（図４の状態）。
【００５６】
この遮断時においては、固定接点２と可動接点３との間にアーク１００が発生するが、このアーク１００は、永久磁石５の磁界により前記した方向に歪曲する。
【００５７】
そして、この実施の形態では、多数の接点を直列に接続させているので、遮断電圧を分圧して、アークの消弧が行え、短時間で電圧を遮断することができる。
【００５８】
その結果、接点周辺を気密構造にする必要なく、しかも、アーク１００の引き伸ばし量を大きくとることなく、アーク１００を消弧させることができるので、非常にコンパクトなリレー装置を実現できる。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。
【００５９】
また、アーク１００の速やかな消弧により発熱を抑制できるとともに、水素等の不活性ガスを使用する必要がないため、セラミック等の材料を使用しなくてもよい。したがって、ケース１として軽量で安価な工業性プラスチックを使用して製造でき、ケース１の材料費を抑制できる。さらに、固定接点２、可動接点３、接点変位機構４及びソレノイド６が、同一のケース１内に収納されてワンパッケージ化されているため、小型、軽量、且つ取り扱いの便利なリレー装置を提供できる。
【００６０】
特に、この実施の形態に係るリレー装置を、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車等の高電圧（約４００Ｖ）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、このリレー装置はコンパクトであるため、限られたスペースの有効利用ができるとともに、軽量であることから省エネルギーの観点からも好ましいリレー装置を提供できる。
【００６１】
このように、複数の接点２１，２２，２３，３１を適宜設置して、導通時に直列回路を形成することで分圧によりアーク１００の発生を抑制する場合において、同時にリレー装置自体の小型化を図る場合は、各接点２１，２２，２３，３１同士の離間距離が必然的に小さくならざるを得ない。このように各接点２１，２２，２３，３１同士が近接する場合は、アーク１００による電気的短絡を解決しなければならない。
【００６２】
しかしながら、この実施の形態では、ケース１の接点収容室１２１に、固定接点２の入力接点２１と中間接点２３の間、及び、出力接点２２と中間接点２３の間を遮断して接点間同士の接点開閉時のアーク１００による短絡を防止するための絶縁性の遮断壁１１が、底壁１２４（図２）の内面から内部側に突出して一体形成されており、接点閉状態のときには、連結接点３１の接触部３１ａが固定接点２に接触する位置まで変位するため、図５の如く、連結接点３１の互いに隣り合う接触部３１ａ同士も、遮断壁１１によって絶縁遮断されることになる。したがって、接点閉時において隣り合う接触部２１ａ，２２ａ，２３ａ，３１ａ同士の短絡を確実に防止した状態を維持できるとともに、接点切断時等のアーク発生時には、隣り合う接触部２１ａ，２２ａ，２３ａ，３１ａ同士のアーク短絡が防止される。
【００６３】
また、この実施の形態では、図４のように複数の磁石５の極が同一方向に向くように配置しているため、隣り合う接点に発生するアーク１００同士は、フレミングの左手の法則により互いに逆向きになる。この場合、遮断壁１１が存在していないと、隣り合って逆向きに放散されるアーク１００同士が衝突し、その放散が妨げられるおそれがあるが、この実施の形態では、アーク１００が発生する各接点間を遮断壁１１で遮蔽しているので、隣り合って逆向きに放散されるアーク１００同士が衝突するのを防止できる。したがって、その放散が妨げられるのを防止できる。
【００６４】
また、遮断壁１１をケース１の内面に一体的に形成しているので、この遮断壁１１の設置位置を、アーク短絡を有効に防止し得る位置に容易に固定することができる。
【００６５】
尚、上記実施の形態では、遮断壁１１をケース１の底壁１２４に一体形成しているよう説明したが、ケース１の他の部分に一体形成してもよく、さらにはケース１とは別部材に構成して、この遮断壁１１を接着材またはネジ等の所定の固定手段でケース１に止着固定しても差し支えない。この場合においても、遮断壁１１の設置位置を、アーク短絡を有効に防止し得る位置に容易に固定することができる。
【００６６】
また、上記実施の形態においては、固定接点２側の４個の接触部２１ａ，２２ａ，２３ａと可動接点３側の４個の接触部３１ａとを互いに開閉する構造としていたが、それ以上の個数の接触部同士を開閉する構造としても差し支えない。
【００６７】
尚、上記実施の形態においては、第１の接点を固定接点２とし、第２の接点を可動接点３としていたが、第１の接点と第２の接点の両方を可動接点としても差し支えない。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、第１の接点が、入力接点と、出力接点と、両接点の間に配設されて２つの接触部を有する少なくとも一つの中間接点とを含み、第２の接点が、導通時に、入力接点、中間接点及び出力接点を順次直列につなぐ複数個の連結接点を含むので、各接点が閉じた状態で直列接続される複数接点を作り出し、電圧を分圧することでアークの発生を抑制して、短時間での遮断を実現することができる。
【００６９】
したがって、従来のように、接点周辺を気密構造にする必要なく、しかも、アークの引き伸ばし量を大きくとることなく、アークを消弧させることができるので、非常にコンパクトなリレー装置を実現できる。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。また、アークの速やかな消弧により発熱を抑制できるとともに、水素等の不活性ガスを使用する必要がないため、従来のようにセラミック等の材料を使用しなくてもよくなる。したがって、ケースとして軽量で安価な工業性プラスチックを使用して製造できる。
【００７０】
この場合において、入力接点と中間接点の間、及び、出力接点と中間接点の間に、絶縁性の遮断壁をそれぞれさらに備えるので、接点閉時において隣り合う接点同士の短絡を確実に防止した状態を維持できるとともに、接点切断時等のアーク発生時に、隣り合う接点同士のアーク短絡を防止することができる。
【００７１】
請求項２に記載の発明によれば、遮断壁をケースの内面に形成または固定しているので、この遮断壁の設置位置を、アーク短絡を有効に防止し得る位置に容易に固定することができる。
【００７２】
ここで、全ての接点を同一直線上に配列させるとともに、遮断時に一方側と他方側の接点の間に発生するアークを各接点の配列方向と交差する方向に歪曲させる複数の磁石を備え、当該複数の磁石の極が同一方向に向けられている場合には、隣り合う接点に発生するアーク同士が、フレミングの左手の法則により互いに逆向きになる。この場合、遮断壁が存在していないと、隣り合って逆向きに放散されるアーク同士が衝突し、その放散が妨げられるおそれがある。しかしながら、請求項３に記載の発明によれば、アークが発生する各接点間を遮断壁で遮蔽しているので、隣り合って逆向きに放散されるアーク同士が衝突するのを防止でき、その放散が妨げられるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施の形態に係るリレー装置を示す縦断面図である。
【図２】この発明の一の実施の形態に係るリレー装置のケースを示す分解斜視図である。
【図３】この発明の一の実施の形態に係るリレー装置において接点が接触している通電時の状態を示す原理模式図である。
【図４】この発明の一の実施の形態に係るリレー装置において接点が非接触の遮断時の状態を示す原理模式図である。
【図５】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ 固定接点
３ 可動接点
４ 接点変位機構
５ 永久磁石
６ ソレノイド
１１ 遮断壁
１２ 箱体
１２１ 接点収容室
１２１ａ，１２１ｂ 磁石収納孔
１２２ 変位機構収容室
１２２ａ ばね受け体
１２３ ソレノイド収容室
１２３ａ 係合溝
１２４ 底壁
１２４ａ 接続孔
１２５ 側壁
１２６ 中央壁
１２７ａ ストッパ
１２７ｂ 背面部
１３ 蓋体
２１ 入力接点
２１ａ，２２ａ，２３ａ 接触部
２１ｂ，２２ｂ 端子接続部
２２ 出力接点
２３ 中間接点
３１ 連結接点
３１ａ 接触部
３１ｂ 支持部
３１ｃ 支持軸
３１ｄ ナット
４１ 支持部材
４４ａ 駆動軸
４４ｂ 軸作動部
４４ｃ 支持板
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電流のリレー装置に関するものであって、特に、簡易な構造にて確実に直流電流を遮断できるリレー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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４００ボルト）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備えている。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、このための手段として、電池と制御回路との間にメカニカル接点のリレー装置を備える。
【０００３】
かかるリレー装置は、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が、アークが生じると、短絡が発生して遮断速度が非常に遅くなり、短時間で遮断するのが難しくなる。また、アークによる発熱が、接点部分等の耐久性を損なうおそれもある。
【０００４】
そこで、従来、軽くて電子付着係数の高い水素または水素を主体とするガスをアーク発生部に封入し、この水素でアークを速やかに放散させる技術が開示されていた（例えば特許文献１参照）。これによると、アークの速やかな消弧により、短時間に遮断を行うとともに、接点部分等の発熱を抑制して耐久性の劣化を軽減することが可能である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３２０４３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１のように、水素等のガスでアークの発生を抑制しても、アークを速やかに放散させるだけで、アークの発生を完全に防止することはできない。このため、隣り合って配置される接点間で生じるアーク短絡の問題を解決するには至っていなかった。
【０００７】
また、特許文献１では、水素等のガスでアークの発生を抑制するために、このガスをケース内に気密封止する必要がある。しかしながら、ケース内には開閉動作可能な接点の構造を実現するとともに、これらの接点に対する電気的な取り出しをケースの外部に対して行う必要があることから、ケースに完全な気密性を持たせるための製造工程が複雑となり、多大なコストがかかる。しかも、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である。
【０００８】
さらに、このケースは、アークによる発熱に耐えうる程度の耐熱性が必要となるのに加えて、水素等の不活性ガスに対する長期に渡った耐性を備える必要があることから、例えばセラミック等の高価な材料を使用する必要がある。このため、ケースの材料費が高くつく問題もあった。
【０００９】
しかも、気密性及び耐熱性を共に確実に確保するためには、ケースの厚みを大きくとる必要があり、ケースのコストがかかるだけでなく、その形状が大きくなってしまい、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及び軽量化を実現することは非常に困難であった。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、簡易な構造で、アークによって生じる耐久性の劣化を軽減するとともに、短時間で直流高電圧を遮断できるリレー装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、複数の第１の接点と、前記各第１の接点に接続可能にそれぞれ対向して可動設置された複数の第２の接点と、前記第２の接点を支持し且つ当該第２の接点を前記第１の接点に接離させるよう変位可能とされた接点変位手段とを備え、前記第１の接点は、入力接点と、出力接点と、前記両接点の間に配設されて２つの接触部を有する少なくとも一つの中間接点とを含み、前記第２の接点は、導通時に、前記入力接点、前記中間接点及び前記出力接点を順次直列につなぐ複数個の連結接点を含み、前記入力接点と前記中間接点の間、及び、前記出力接点と前記中間接点の間に、絶縁性の遮断壁をそれぞれさらに備えるものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリレー装置であって、前記第１の接点、前記第２の接点及び前記接点変位手段を収納するケースをさらに備え、前記遮断壁が前記ケースの内面に形成または固定されたものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のリレー装置であって、前記入力接点、前記出力接点及び前記中間接点を同一直線上に配列させるとともに、遮断時に一方側と他方側の接点の間に発生するアークを各接点の配列方向と交差する方向に歪曲させる複数の磁石を備え、当該複数の磁石の極が同一方向に向けられたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一の実施の形態に係るリレー装置を示す縦断面図である。
【００１５】
このリレー装置は、図１の如く、ケース１内に、複数の固定接点（第１の接点）２と、この固定接点２に接続可能とされた複数の可動接点（第２の接点）３と、この可動接点３を固定接点２に接離させるよう変位可能とされた接点変位機構（接点変位手段）４と、この接点変位機構４を変位させるよう駆動するソレノイド（駆動手段）６とが収納されてなる。
【００１６】
ケース１は、絶縁性且つ耐熱性を有し且つ安価な例えばポリカーボネートまたはメタクリル等の一般的な工業プラスチックが使用されており、図２の如く、固定接点２、可動接点３、接点変位機構４及びソレノイド６を収納する上面開放の箱体１２と、この箱体１２の上面を閉塞する蓋体１３とを備える。
【００１７】
箱体１２は、図２の如く、外形が略直方体状に形成され、固定接点２及び可動接点３（図１）が収容される上面開放の接点収容室１２１と、接点変位機構４が収容される上面開放の変位機構収容室１２２と、ソレノイド６が収容される上面開放のソレノイド収容室１２３とが順次連通されて形成される。
【００１８】
接点収容室１２１は、図２の如く、ケース１の一端の底壁１２４付近に配置されており、内部に固定接点２及び可動接点３（図１）が互いに対向配置されて収容される。接点収容室１２１の一端に位置する底壁１２４には、固定接点２の端子接続部２１ｂ，２２ｂを外部に突出させて固定するための一対の接続孔１２４ａが穿設され、この接続孔１２４ａに端子接続部２１ｂ，２２ｂが貫通固定されることで、この固定接点２が接点収容室１２１内に収容固定される。
【００１９】
また、接点収容室１２１の中央部には、固定接点２のうちの後述する中間接点２３の一対の接触部２３ａ同士、及び可動接点３のうちの後述する中央寄りの一対の接触部３１ａ同士を互いに隔壁するよう中央壁１２６が形成されている。
【００２０】
そして、接点収容室１２１の中央壁１２６と両側の側壁１２５には、板状の永久磁石５を収容する矩形の磁石収納孔１２１ａ，１２１ｂがそれぞれ形成されている。この永久磁石５については後述する。
【００２１】
変位機構収容室１２２は、図２の如く、ケース１の中央部に位置して形成され、図１に示した支持部材４１が接点開閉方向Ｐに可動するよう当該支持部材４１より若干大きな寸法に形成されている。
【００２２】
変位機構収容室１２２の接点収容室１２１との連通位置の中央部には、後述する第２ばね４３がその一端で当接支持される断面コ字形（図１）のばね受け体１２２ａが形成されている。このばね受け体１２２ａは、接点収容室１２１内の中央壁１２６から一体的に延設されている。
【００２３】
ソレノイド収容室１２３は、変位機構収容室１２２よりもケース１の他端側に位置して形成され、ソレノイド６が収容される。
【００２４】
蓋体１３は、図２の如く、箱体１２の開放された上面を覆う面積に形成された板体であり、箱体１２の底壁１２４や側壁１２５等の上面に穿設されているネジ孔１２８に対応する位置にネジ孔１３１が形成され、両ネジ孔１２８，１３１にネジ（図示省略）を螺締することで、蓋体１３が箱体１２の上面開放を閉塞して止着される。
【００２５】
固定接点２は、図１に示すように、外部端子が接続される入力接点２１と、出力接点２２と、これら接点２１，２２の間に配設される１つの中間接点２３とを備えている。
【００２６】
入力接点２１と出力接点２２は、可動接点３と接触させる接触部２１ａ，２２ａを一つと端子接続部２１ｂ，２２ｂとを備えている。端子接続部２１ｂ，２２ｂは、ケース１外に突出させた状態となっている。接触部２１ａ，２２ａは、例えば銀系の合金が使用されている。
【００２７】
中間接点２３は、断面Ｕ字状または略コ字状をしており、Ｕ字またはコ字の両端側に可動接点３と接触させる接触部２３ａが形成されている。入力接点２１、出力接点２２、中間接点２３は、図示していないが、ネジなどによりケース１内に固定される。
【００２８】
可動接点３は、固定接点２における入力接点２１の接触部２１ａと中間接点２３の一方の接触部２３ａとを接触させる一方の連結接点３１と、固定接点２における出力接点２２の接触部２２ａと中間接点２３の他方の接触部２３ａを接触させる他方の連絡接点３１とを備えている。
【００２９】
各連結接点３１は、平面部を有する支持部３１ｂと、２つの接触部３１ａとを備える。
【００３０】
接触部３１ａは、例えば銀系の合金が使用されて、支持部３１ｂの平面部に固定されており、入力接点２１の接触部２１ａ、出力接点２２の接触部２２ａ、または中間接点２３の接触部２３ａに接触させる。
【００３１】
さらに、入力接点２１と中間接点２３と出力接点２２と連結接点３１とを、それらの接触位置がそれぞれ接点開閉方向に垂直な同一直線上に位置されるようにケース１内に配置させる。具体的には、固定接点２と可動接点３を重ね合わせた状態で、一方の接点の非接触面側から見てそれぞれの接点が同一直線上に配置される。
【００３２】
このように各接点を配置して、図３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２１から、一方の連結接点３１、中間接点２３、他方の連結接点３１、出力接点２２へと直列に接続される。尚、図３では、入力接点２１、出力接点２２、中間接点２３及び連結接点３１がそれぞれ円柱状に形成されている例を示しているが、角柱状であっても差し支えない（図４も同様）。また、接触部２１ａ，２２ａ，２３ａ，３１ａの形状についても、図３では、入力接点２１、出力接点２２、中間接点２３及び連結接点３１の形状に対応してそれぞれ略円板状に図示しているが、入力接点２１、出力接点２２、中間接点２３及び連結接点３１の形状に対応する必要はなく、例えば板面が４角形の板体であってもよい（図４も同様）。さらに、図３（図４も同様）では、便宜上、入力接点２１及び中間接点２３を中継接続する連結接点３１と中間接点２３及び出力接点２２を中継接続する連結接点３１とをそれぞれ単一の部材として示しているが、実際には図１に示すように、連結接点３１の接触部３１ａは、入力接点２１、出力接点２２及び中間接点２３の各接触部２１ａ，２２ａ，２３ａにそれぞれ別個に接続するように一対一対応で形成されている。
【００３３】
そして、連結接点３１は、接点変位機構４により接点開閉方向Ｐに往復移動させるようになっている。この接点変位機構４による連結接点３１の往復移動により接点間を開閉し、連結接点３１を、入力接点２１と出力接点２２と中間接点２３に対して、接触状態と非接触状態とに切り換える。
【００３４】
接点変位機構４は、支持部材４１と、２つの第１ばね４２と、１つの第２ばね４３とを備える。
【００３５】
支持部材４１は、連結接点３１の支持部３１ｂに一端側が固定される支持軸３１ｃを挿通し、この支持軸３１ｃの軸方向に摺動可能に支持する。なお、支持軸３１ｃの他端側には、フランジ部となるナット３１ｄが螺結されている。
【００３６】
第１ばね４２は巻きばねであって、可動接点３の支持部３１ｂと支持部材４１との間に配設され、かつ、支持軸３１ｃが挿通される。これにより、第１ばね４２は支持部３１ｂを支持部材４１から離間する方向（即ち固定接点２側の方向）に付勢する。これにより、可動接点３の接触部３１ａが固定接点２の接触部２１ａ，２２ａに当接したときに、両接触部３１ａ，２１ａ，２２ａ間の接圧を高めるとともに、当接時の衝撃を緩衝して両接触部３１ａ，２１ａ，２２ａの損傷を防止する機能を果たす。
【００３７】
第２ばね４３は巻きばねであって、支持部材４１の接点収容室１２１に臨む面の中央部とケース１のばね受け体１２２ａとの間に挟設され、ケース１に対して支持部材４１を接点開方向に付勢する。
【００３８】
ソレノイド６は、支持部材４１を接点開閉方向Ｐに進退させるものであり、支持部材４１に一端が固定される駆動軸４４ａと、駆動軸４４ａを接点開閉方向Ｐに進退させる軸作動部４４ｂと、軸作動部４４ｂを支持する支持板４４ｃとを有する。
【００３９】
駆動軸４４ａは、支持部材４１の中間位置において一端側が固定され、他端側が軸作動部４４ｂに設ける挿入穴（図示せず）に挿入される。
【００４０】
軸作動部４４ｂは、一般的な電磁コイルが使用され、電流が流れてオン状態のときに、駆動軸４４ａを挿入穴から突出する方向（接点閉方向）に移動させるようになっている。即ち、軸作動部４４ｂがオン状態のときには、駆動軸４４ａを第２ばね４３のばね力に抗して固定接点２に向けて（接点閉方向）移動させて、可動接点３を固定接点２に接触させる。そして、軸作動部４４ｂがオフ状態のときには、図１に示すように、駆動軸４４ａを、第２ばね４３のばね力により固定接点２から離れる方向（接点開方向）に移動させる。
【００４１】
支持板４４ｃは、軸作動部４４ｂをケース１に対して位置決め支持する矩形の板体である。支持板４４ｃの中央部には、軸作動部４４ｂから支持部材４１側に伸びる駆動軸４４ａが貫通されている。この支持板４４ｃのケース１に対する固定については後述する。
【００４２】
そして、ソレノイド６の駆動軸４４ａが動作すると、支持部材４１はケース１内で底壁１２４（図２）に向かって進退することになる。そして、支持部材４１が接点閉方向に移動したときは、支持部材４１により第１ばね４２を介して連結接点３１の支持部３１ｂが固定接点２側に押されて２つの連結接点３１の接触部３１ａが固定接点２の接触部２１ａ，２２ａ，２３ａに同時に接触する。
【００４３】
また、支持部材４１が接点開方向に移動したときは、支持部材４１により支持軸３１ｃのナット３１ｄを介して連結接点３１の支持部３１ｂが引き戻される。そして２つの連結接点３１の接触部３１ａが固定接点２の接触部２１ａ，２２ａ，２３ａから同時に離れる。このように接点変位機構４により、可動接点３を固定接点２に対して開閉するようになっている。
【００４４】
そして、入力接点２１の端子接続部２１ｂ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。
【００４５】
また、ケース１の接点収容室１２１の中央部と両側壁１２５に形成された上述の磁石収納孔１２１ａ，１２１ｂには、板状の永久磁石５がそれぞれ収納される。これにより、各永久磁石５は、入力接点２１及び出力接点２２の非中間接点側の２箇所と、中間接点２３の２つの接触部２３ａの間で連結接点３１の間となる１箇所に配設される。
【００４６】
さらに永久磁石５は、図４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同一直線上に配置される。これら永久磁石５により、固定接点２と可動接点３との間に磁界をかけるようにしている。この永久磁石５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。
【００４７】
そして、ケース１の接点収容室１２１には、固定接点２の入力接点２１と中間接点２３の間、及び、出力接点２２と中間接点２３の間を遮断して接点間同士の接点開閉時のアーク１００による短絡を防止するための絶縁性の遮断壁１１が、底壁１２４（図２）の内面から内部側に突出して一体形成されている。そして、接点閉状態のときには、連結接点３１の接触部３１ａが固定接点２に接触する位置まで変位するため、図５の如く、連結接点３１の互いに隣り合う接触部３１ａ同士も、遮断壁１１によって絶縁遮断されることになる。これにより、接点閉時において隣り合う接触部２１ａ，２２ａ，２３ａ，３１ａ同士の短絡を確実に防止した状態を維持できるとともに、接点切断時等のアーク発生時には、隣り合う接触部２１ａ，２２ａ，２３ａ，３１ａ同士のアーク短絡が防止される。
【００４８】
また、図４のように磁石５を設置する場合、隣り合う接点に発生するアーク１００同士は、フレミングの左手の法則により互いに逆向きになるため、遮断壁１１が存在していない場合は、隣り合って逆向きに放散されるアーク１００同士が衝突し、その放散が妨げられるおそれがあるが、この実施の形態では、アーク１００が発生する各接点間を遮断壁１１で遮蔽しているので、隣り合って逆向きに放散されるアーク１００同士が衝突するのを防止できる。したがって、その放散が妨げられるのを防止できる。
【００４９】
ここで、ケース１の両側の側壁１２５の内面において、ソレノイド収容室１２３と変位機構収容室１２２との境界をなす位置には、ソレノイド６の支持板４４ｃの端部を係合してソレノイド６をソレノイド収容室１２３の定位置に位置決め固定するための係合溝１２３ａが形成されている。このように、ソレノイド６の支持板４４ｃの両側端部をケース１の係合溝１２３ａに係合するだけで、その軸作動部４４ｂをケース１に対して接点開閉方向Ｐに容易に位置決めできる。
【００５０】
また、ケース１の変位機構収容室１２２と接点収容室１２１との連通位置の側壁１２５には、接点開状態とされた可動接点３の連結接点３１の外側端部の背面に当接して連結接点３１の開位置を規制するストッパ１２７ａが内部方向に突出形成されている。
【００５１】
さらに、ケース１の変位機構収容室１２２と接点収容室１２１との連通位置の中央部に形成されたばね受け体１２２ａの背面部１２７ｂは、接点開状態とされた可動接点３の連結接点３１の内側端部の背面に当接して連結接点３１の開位置を規制するストッパとして機能する。
【００５２】
そして、ばね受け体１２２ａの背面部１２７ｂの背面位置は、接点収容室１２１の側壁１２５に形成されたストッパ１２７ａの連結接点３１に当接する当接面と同一面となるように設定される。これにより、接点開状態のときには、ばね受け体１２２ａの背面部１２７ｂとストッパ１２７ａとが共に可動接点３の連結接点３１の背面に当接し、このときの可動接点３の接触部３１ａの固定接点２の接触部２１ａ，２２ａに対する離間距離が等距離になり、よってアークの発生量を各接点位置にほぼ均等に分散させることができる。
【００５３】
次に、接点の通電・遮断について説明する。
【００５４】
接点間を閉じて通電させる場合、可動接点３を閉動作させて可動接点３と固定接点２とを接触させて導通をとる（図３の状態）。この接点通電時においては、入力接点２１から電流を流し、一方の連結接点３１、中間接点２３、他方の連結接点３１、そして、出力接点２２へと直列に電流が流れる。そして、図４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５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４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。
【００５５】
また、両接点間を開いて遮断する場合は、可動接点３の開動作により、可動接点３と固定接点２との間が離隔されて遮断が行われる（図４の状態）。
【００５６】
この遮断時においては、固定接点２と可動接点３との間にアーク１００が発生するが、このアーク１００は、永久磁石５の磁界により前記した方向に歪曲する。
【００５７】
そして、この実施の形態では、多数の接点を直列に接続させているので、遮断電圧を分圧して、アークの消弧が行え、短時間で電圧を遮断することができる。
【００５８】
その結果、接点周辺を気密構造にする必要なく、しかも、アーク１００の引き伸ばし量を大きくとることなく、アーク１００を消弧させることができるので、非常にコンパクトなリレー装置を実現できる。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。
【００５９】
また、アーク１００の速やかな消弧により発熱を抑制できるとともに、水素等の不活性ガスを使用する必要がないため、セラミック等の材料を使用しなくてもよい。したがって、ケース１として軽量で安価な工業性プラスチックを使用して製造でき、ケース１の材料費を抑制できる。さらに、固定接点２、可動接点３、接点変位機構４及びソレノイド６が、同一のケース１内に収納されてワンパッケージ化されているため、小型、軽量、且つ取り扱いの便利なリレー装置を提供できる。
【００６０】
特に、この実施の形態に係るリレー装置を、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車等の高電圧（約４００Ｖ）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、このリレー装置はコンパクトであるため、限られたスペースの有効利用ができるとともに、軽量であることから省エネルギーの観点からも好ましいリレー装置を提供できる。
【００６１】
このように、複数の接点２１，２２，２３，３１を適宜設置して、導通時に直列回路を形成することで分圧によりアーク１００の発生を抑制する場合において、同時にリレー装置自体の小型化を図る場合は、各接点２１，２２，２３，３１同士の離間距離が必然的に小さくならざるを得ない。このように各接点２１，２２，２３，３１同士が近接する場合は、アーク１００による電気的短絡を解決しなければならない。
【００６２】
しかしながら、この実施の形態では、ケース１の接点収容室１２１に、固定接点２の入力接点２１と中間接点２３の間、及び、出力接点２２と中間接点２３の間を遮断して接点間同士の接点開閉時のアーク１００による短絡を防止するための絶縁性の遮断壁１１が、底壁１２４（図２）の内面から内部側に突出して一体形成されており、接点閉状態のときには、連結接点３１の接触部３１ａが固定接点２に接触する位置まで変位するため、図５の如く、連結接点３１の互いに隣り合う接触部３１ａ同士も、遮断壁１１によって絶縁遮断されることになる。したがって、接点閉時において隣り合う接触部２１ａ，２２ａ，２３ａ，３１ａ同士の短絡を確実に防止した状態を維持できるとともに、接点切断時等のアーク発生時には、隣り合う接触部２１ａ，２２ａ，２３ａ，３１ａ同士のアーク短絡が防止される。
【００６３】
また、この実施の形態では、図４のように複数の磁石５の極が同一方向に向くように配置しているため、隣り合う接点に発生するアーク１００同士は、フレミングの左手の法則により互いに逆向きになる。この場合、遮断壁１１が存在していないと、隣り合って逆向きに放散されるアーク１００同士が衝突し、その放散が妨げられるおそれがあるが、この実施の形態では、アーク１００が発生する各接点間を遮断壁１１で遮蔽しているので、隣り合って逆向きに放散されるアーク１００同士が衝突するのを防止できる。したがって、その放散が妨げられるのを防止できる。
【００６４】
また、遮断壁１１をケース１の内面に一体的に形成しているので、この遮断壁１１の設置位置を、アーク短絡を有効に防止し得る位置に容易に固定することができる。
【００６５】
尚、上記実施の形態では、遮断壁１１をケース１の底壁１２４に一体形成しているよう説明したが、ケース１の他の部分に一体形成してもよく、さらにはケース１とは別部材に構成して、この遮断壁１１を接着材またはネジ等の所定の固定手段でケース１に止着固定しても差し支えない。この場合においても、遮断壁１１の設置位置を、アーク短絡を有効に防止し得る位置に容易に固定することができる。
【００６６】
また、上記実施の形態においては、固定接点２側の４個の接触部２１ａ，２２ａ，２３ａと可動接点３側の４個の接触部３１ａとを互いに開閉する構造としていたが、それ以上の個数の接触部同士を開閉する構造としても差し支えない。
【００６７】
尚、上記実施の形態においては、第１の接点を固定接点２とし、第２の接点を可動接点３としていたが、第１の接点と第２の接点の両方を可動接点としても差し支えない。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、第１の接点が、入力接点と、出力接点と、両接点の間に配設されて２つの接触部を有する少なくとも一つの中間接点とを含み、第２の接点が、導通時に、入力接点、中間接点及び出力接点を順次直列につなぐ複数個の連結接点を含むので、各接点が閉じた状態で直列接続される複数接点を作り出し、電圧を分圧することでアークの発生を抑制して、短時間での遮断を実現することができる。
【００６９】
したがって、従来のように、接点周辺を気密構造にする必要なく、しかも、アークの引き伸ばし量を大きくとることなく、アークを消弧させることができるので、非常にコンパクトなリレー装置を実現できる。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。また、アークの速やかな消弧により発熱を抑制できるとともに、水素等の不活性ガスを使用する必要がないため、従来のようにセラミック等の材料を使用しなくてもよくなる。したがって、ケースとして軽量で安価な工業性プラスチックを使用して製造できる。
【００７０】
この場合において、入力接点と中間接点の間、及び、出力接点と中間接点の間に、絶縁性の遮断壁をそれぞれさらに備えるので、接点閉時において隣り合う接点同士の短絡を確実に防止した状態を維持できるとともに、接点切断時等のアーク発生時に、隣り合う接点同士のアーク短絡を防止することができる。
【００７１】
請求項２に記載の発明によれば、遮断壁をケースの内面に形成または固定しているので、この遮断壁の設置位置を、アーク短絡を有効に防止し得る位置に容易に固定することができる。
【００７２】
ここで、全ての接点を同一直線上に配列させるとともに、遮断時に一方側と他方側の接点の間に発生するアークを各接点の配列方向と交差する方向に歪曲させる複数の磁石を備え、当該複数の磁石の極が同一方向に向けられている場合には、隣り合う接点に発生するアーク同士が、フレミングの左手の法則により互いに逆向きになる。この場合、遮断壁が存在していないと、隣り合って逆向きに放散されるアーク同士が衝突し、その放散が妨げられるおそれがある。しかしながら、請求項３に記載の発明によれば、アークが発生する各接点間を遮断壁で遮蔽しているので、隣り合って逆向きに放散されるアーク同士が衝突するのを防止でき、その放散が妨げられるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施の形態に係るリレー装置を示す縦断面図である。
【図２】この発明の一の実施の形態に係るリレー装置のケースを示す分解斜視図である。
【図３】この発明の一の実施の形態に係るリレー装置において接点が接触している通電時の状態を示す原理模式図である。
【図４】この発明の一の実施の形態に係るリレー装置において接点が非接触の遮断時の状態を示す原理模式図である。
【図５】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ 固定接点
３ 可動接点
４ 接点変位機構
５ 永久磁石
６ ソレノイド
１１ 遮断壁
１２ 箱体
１２１ 接点収容室
１２１ａ，１２１ｂ 磁石収納孔
１２２ 変位機構収容室
１２２ａ ばね受け体
１２３ ソレノイド収容室
１２３ａ 係合溝
１２４ 底壁
１２４ａ 接続孔
１２５ 側壁
１２６ 中央壁
１２７ａ ストッパ
１２７ｂ 背面部
１３ 蓋体
２１ 入力接点
２１ａ，２２ａ，２３ａ 接触部
２１ｂ，２２ｂ 端子接続部
２２ 出力接点
２３ 中間接点
３１ 連結接点
３１ａ 接触部
３１ｂ 支持部
３１ｃ 支持軸
３１ｄ ナット
４１ 支持部材
４４ａ 駆動軸
４４ｂ 軸作動部
４４ｃ 支持板
Claims (3)
- 複数の第１の接点と、
前記各第１の接点に接続可能にそれぞれ対向して可動設置された複数の第２の接点と、
前記第２の接点を支持し且つ当該第２の接点を前記第１の接点に接離させるよう変位可能とされた接点変位手段と
を備え、
前記第１の接点は、入力接点と、出力接点と、前記両接点の間に配設されて２つの接触部を有する少なくとも一つの中間接点とを含み、
前記第２の接点は、導通時に、前記入力接点、前記中間接点及び前記出力接点を順次直列につなぐ複数個の連結接点を含み、
前記入力接点と前記中間接点の間、及び、前記出力接点と前記中間接点の間に、絶縁性の遮断壁をそれぞれさらに備えるリレー装置。 - 請求項１に記載のリレー装置であって、
前記第１の接点、前記第２の接点及び前記接点変位手段を収納するケースをさらに備え、
前記遮断壁が前記ケースの内面に形成または固定された、リレー装置。 - 請求項１または請求項２に記載のリレー装置であって、
前記入力接点、前記出力接点及び前記中間接点を同一直線上に配列させるとともに、遮断時に一方側と他方側の接点の間に発生するアークを各接点の配列方向と交差する方向に歪曲させる複数の磁石を備え、当該複数の磁石の極が同一方向に向けられた、リレー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003181640A JP2005019163A (ja) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | リレー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003181640A JP2005019163A (ja) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | リレー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005019163A true JP2005019163A (ja) | 2005-01-20 |
Family
ID=34182289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003181640A Pending JP2005019163A (ja) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | リレー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005019163A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1693869A2 (de) * | 2005-02-17 | 2006-08-23 | ABB PATENT GmbH | Elektrisches Installationsgerät mit Lichtbogen-Vorkammerraum, Vorkammerplatten und strombegrenzender Lichtbogenlöscheinrichtung |
| CN103247481A (zh) * | 2012-02-09 | 2013-08-14 | 安电株式会社 | 螺线管装置和电磁继电器 |
| CN104167340A (zh) * | 2013-05-20 | 2014-11-26 | 施耐德电器工业公司 | 断路器 |
-
2003
- 2003-06-25 JP JP2003181640A patent/JP2005019163A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1693869A2 (de) * | 2005-02-17 | 2006-08-23 | ABB PATENT GmbH | Elektrisches Installationsgerät mit Lichtbogen-Vorkammerraum, Vorkammerplatten und strombegrenzender Lichtbogenlöscheinrichtung |
| EP1693869A3 (de) * | 2005-02-17 | 2009-01-07 | ABB PATENT GmbH | Elektrisches Installationsgerät mit Lichtbogen-Vorkammerraum, Vorkammerplatten und strombegrenzender Lichtbogenlöscheinrichtung |
| CN103247481A (zh) * | 2012-02-09 | 2013-08-14 | 安电株式会社 | 螺线管装置和电磁继电器 |
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