JP2010282888A - 接点装置およびそれを用いたリレー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接点間に生じるアークを抑えることで導通不良や動作不良の発生を抑えた接点装置およびそれを用いたリレー装置を提供する。
【解決手段】接点装置Ａは、固定接点部１と、固定接点部１に接離自在に接触する可動接点部２とを備え、固定接点部１には、可動接点部２に接触する接触部位が導電性流体１１で構成されて互いに抵抗値が異なる複数の接触端子部が設けられている。そして、閉極時には抵抗値が相対的に高い接触端子部の導電性流体１１から順に可動接点部２に接触し、開極時には抵抗値が相対的に低い接触端子部の導電性流体１１から順に可動接点部２から開離するようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、接点装置およびそれを用いたリレー装置に関するものである。

従来より、固体の金属接点を用いた接点装置が種々提供されているが、これらの接点装置では接点同士が接触あるいは開離する際に接点間にアークが発生する。そして、例えば両接点を接触させる際にアークが発生した場合には、このアークにより両接点の一部がそれぞれ溶融し、溶融した部分が凝固することによって両接点が固着する場合があった。また、固着しないまでも、溶融した部分が抵抗となって両接点間の接触抵抗が上昇し、その結果、導通不良や動作不良が生じる虞があった。

また、水銀などの導電性流体を利用した接点装置も従来から提供されている（例えば特許文献１）。この接点装置は、一対の固体の金属接点と導電性流体とが内部に収納された本体部と、導電性流体を移動させて両接点間の導通状態を切り替えるアクチュエータとを備え、アクチュエータを駆動していない状態では両接点間が絶縁されており、アクチュエータを駆動して導電性流体を移動させることによって、当該導電性流体を介して両接点間が導通するのである。

特開２００８−１５９３２２号公報（段落［００１４］−段落［００２８］、及び、第１図）

上述の特許文献１に示した接点装置では、導電性流体を介して両接点間を導通させているため接点同士が固着することはないが、導電性流体が各接点に接触あるいは開離する際にはアークが発生するため、このアークによって接点が溶融し、溶融した部分が接触抵抗になって導通不良や動作不良が生じる虞があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、接点間に生じるアークを抑えることで導通不良や動作不良の発生を抑えた接点装置およびそれを用いたリレー装置を提供することにある。

請求項１の発明は、固定接点部と、当該固定接点部に接離自在に接触する可動接点部とを備え、固定接点部および可動接点部のうちの一方の接点部には、他方の接点部に接触する接触部位が少なくとも導電性流体で構成されて互いに抵抗値が異なる複数の接触端子部が設けられており、閉極時には抵抗値が相対的に高い接触端子部から順に他方の接点部に接触させ、開極時には抵抗値が相対的に低い接触端子部から順に他方の接点部から開離させることを特徴とする。

請求項２の発明は、一方の接点部は固定接点部であり、複数の接触端子部は、抵抗値の高い順番で接触部位が一列に並ぶように配列され、可動接点部は、接触部位の配列方向において進退自在に配置され、抵抗値の高い順番で各接触端子部の接触部位に接続されることを特徴とする。

請求項３の発明は、一方の接点部は固定接点部であり、可動接点部は、複数の接触端子部に接続される複数の可動接触子と、当該複数の可動接触子を保持し、可動接触子が接触端子部に接触する位置と可動接触子が接触端子部から開離する位置との間でスライド移動する保持体とを備え、抵抗値が相対的に低い接触端子部に接触する可動接触子の長さが他の可動接触子よりも短いことを特徴とする。

請求項４の発明は、一方の接点部は固定接点部であり、可動接点部は、複数の接触端子部に接続される複数の可動接触子と、当該複数の可動接触子を保持し、可動接触子が接触端子部に接触する位置と可動接触子が接触端子部から開離する位置との間で回転移動する保持体とを備え、複数の接触端子部は、抵抗値の高い順番で保持体の回転中心側から配列されることを特徴とする。

請求項５の発明は、複数の接触端子部は、互いに抵抗値が異なる複数の抵抗体により抵抗値が設定され、当該複数の抵抗体は、それぞれシリコン基板に不純物ドープされることを特徴とする。

請求項６の発明は、複数の接触端子部は、それぞれシリコン基板上に形成された複数のシート抵抗により抵抗値が設定され、各シート抵抗の抵抗値は、それぞれ厚み寸法または長さ寸法により決定されることを特徴とする。

請求項７の発明は、一方の接点部は可動接点部であり、周囲が支持体に支持され、流体により押圧されて固定接点部側に突出変形する絶縁性の薄膜を可動接点部に備えるとともに、複数の接触端子部に対応する複数の接触子を固定接点部に備え、薄膜には、抵抗値が最も高い接触端子部の接触部位が中央部に配置されるとともに、当該中央部から離れるにつれて抵抗値の低い接触端子部の接触部位が順次配列されることを特徴とする。

請求項８の発明は、複数の可動接触子を螺旋状または同心円状に配置したことを特徴とする。

請求項９の発明は、複数の接触端子部が備える接触部位は、抵抗値が高い接触端子部の接触部位ほど他方の接点部への突出量が大きくなるように、それぞれ突出量が設定されることを特徴とする。

請求項１０の発明は、複数の接触端子部は、それぞれ接触部位が他方の接点部に対向する形で支持体に支持されており、当該支持体は、抵抗値が高い接触端子部の接触部位が配置される部位ほど他方の接点部への突出量が大きくなるように、各部位の突出量が設定されることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何れか１項に記載の接点装置と、当該接点装置の可動接点部を駆動して固定接点部に接離させる駆動手段とを備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、閉極時には抵抗値が相対的に高い接触端子部の接触部位から順に他方の接点部に接触させ、開極時には抵抗値が相対的に低い接触端子部の接触部位から順に他方の接触部から開離させており、接点同士が接触あるいは開離する際に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるので、アークの発生を抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができるという効果がある。

請求項２の発明によれば、閉極時には抵抗値が相対的に高い接触端子部の接触部位から順に可動接点部が接触し、開極時には抵抗値が相対的に低い接触端子部の接触部位から順に可動接点部が開離するので、請求項１と同様に、閉極時および開極時に発生するアークを抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができるという効果がある。

請求項３の発明によれば、閉極時には抵抗値が相対的に高い接触端子部の接触部位から順に可動接触子が接触し、開極時には抵抗値が相対的に低い接触端子部の接触部位から順に可動接触子が開離するので、請求項１と同様に、閉極時および開極時に発生するアークを抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができるという効果がある。

請求項４の発明によれば、閉極時には抵抗値が最も高い接触端子部の接触部位から順に可動接触子が接触し、開極時には抵抗値が最も低い接触端子部の接触部位から順に可動接触子が開離するので、請求項１と同様に、閉極時および開極時に発生するアークを抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができるという効果がある。

請求項５の発明によれば、請求項１と同様の効果が得られる。

請求項６の発明によれば、請求項１と同様の効果が得られる。

請求項７の発明によれば、閉極時には薄膜の中央部に配置された抵抗値が最も高い接触端子部の接触部位から順に接触子に接触させ、開極時には薄膜の中央部から最も遠い端部に配置された抵抗値が最も低い接触端子部の接触部位から順に接触子から開離させているので、請求項１と同様に、閉極時および開極時に発生するアークを抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができるという効果がある。

請求項８の発明によれば、複数の可動接触子を螺旋状または同心円状に配置することによって、可動接触子を１列に並べた場合に比べて保持体の幅寸法を小さくできるので、可動接点部の小型化が図れるという効果がある。

請求項９の発明によれば、閉極時には抵抗値が最も高い接触端子部の接触部位から順に他方の接点部に接触させ、開極時には抵抗値が最も低い接触端子部の接触部位から順に他方の接点部から開離させているので、請求項１と同様に、閉極時および開極時に発生するアークを抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができるという効果がある。

請求項１０の発明によれば、閉極時には抵抗値が最も高い接触端子部の接触部位から順に他方の接点部に接触させ、開極時には抵抗値が最も低い接触端子部の接触部位から順に他方の接点部から開離させているので、請求項１と同様に、閉極時および開極時に発生するアークを抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができるという効果がある。

請求項１１の発明によれば、請求項１〜１０の何れか１項に記載の接点装置を用いることによって、導通不良や動作不良を低減したリレー装置を提供することができるという効果がある。

実施形態１の接点装置を用いたリレー装置の概略図である。 （ａ）は実施形態２の接点装置の概略図、（ｂ）は同上に用いられる可動接点部の他の例を示す概略図である。 （ａ）は実施形態３の接点装置の概略図、（ｂ）は同上の他の例を示す概略斜視図である。 （ａ）は実施形態４の接点装置の概略図、（ｂ）は同上の他の例を示す概略図である。 （ａ）は実施形態５の接点装置の開極状態を示す概略図、（ｂ）は同上の閉極状態を示す概略図である。

以下に、本発明に係る接点装置およびそれを用いたリレー装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る接点装置は、例えば水銀などの導電性流体からなる接点部と、固体の金属接点からなる接点部とを接触させることによって両接点間が導通するように構成されたものである。

（実施形態１）
図１は実施形態１の接点装置Ａを用いたリレー装置の一例であり、本実施形態の接点装置Ａは、固定接点部（一方の接点部）１と、図１中のＸ方向において固定接点部１に接離自在に接触する可動接点部（他方の接点部）２とを備えており、本接点装置Ａと、本接点装置Ａの可動接点部２を駆動して固定接点部１に接離させる駆動装置３とでリレー装置が構成されている。

固定接点部１は、互いに異なる抵抗値に設定された複数（図１では３つ）の導電端子１０ａ〜１０ｃを具備する導電体１０を備え、各導電端子１０ａ〜１０ｃには、それぞれ導電性流体（例えば水銀など）１１が設けられている。導電端子１０ａ〜１０ｃは、図１中のＸ方向（可動接点部２の移動方向）において、可動接点部２側から抵抗値が高い順番で配列されており、また各導電性流体１１は、同方向において一列に並ぶように配列されている。ここに、本実施形態では、各導電端子１０ａ〜１０ｃと、それぞれに対応する導電性流体１１とで各接触端子部が構成されている。また、本実施形態では、導電端子１０ａ，１０ｂとこれらの導電端子１０ａ，１０ｂに設けられた導電性流体１１とで抵抗値が相対的に高い接触端子部が構成され、導電端子１０ｃとこの導電端子１０ｃに設けられた導電性流体１１とで抵抗値が相対的に低い接触端子部が構成されている。すなわち、本実施形態では、導電端子１０ｃと、この導電端子１０ｃに設けられた導電性流体１１とで構成される接触端子部により導通用の接点が構成されている。なお、上記の各導電性流体１１は、それぞれ適宜の保持手段により各導電端子１０ａ〜１０ｃからこぼれないように保持されている。

次に、接点装置Ａの動作について説明する。駆動装置３が接点部を開極させた状態では、図１に示すように固定接点部１側の各導電性流体１１と、可動接点部２側の導電体２０とが非接触の状態にある。この状態から駆動装置３が可動接点部２の導電体２０を下方に移動させると、導電体２０はまず抵抗値が最も高い接触端子部（導電端子１０ａに対応する接触端子部）の導電性流体１１に接触し、さらに下方に移動させると、導電端子１０ａの導電性流体１１を貫通して次に抵抗値が高い接触端子部（導電端子１０ｂに対応する接触端子部）の導電性流体１１に接触するが、この状態では微少な電流しか流れていないため閉極状態とはなっていない。その後、さらに導電体２０を下方に移動させると、導電体２０は、導電端子１０ｂの導電性流体１１を貫通して抵抗値が最も低い接触端子部（導電端子１０ｃに対応する接触端子部）の導電性流体１１に接触し、接続された負荷（図示せず）に必要な電流が両接点部１，２間に流れる閉極状態となる。すなわち、閉極する際には、抵抗値が高い順番で各接触端子部の導電性流体１１に導電体２０が接触するのである。ここにおいて、抵抗値が相対的に高い接触端子部にのみ導電体２０が接触した状態では、導電端子１０ａ，１０ｂの抵抗により接点部に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるため、閉極する際のアークを抑えることができる。

また、上記の閉極状態から駆動装置３が導電体２０を上方に移動させると、導電体２０はまず抵抗値が最も低い接触端子部（導電端子１０ｃに対応する接触端子部）の導電性流体１１から開離し、さらに上方に移動させると次に抵抗値が低い接触端子部（導電端子１０ｂに対応する接触端子部）の導電性流体１１から開離する。そして最後に、抵抗値が最も高い接触端子部（導電端子１０ａに対応する接触端子部）の導電性流体１１から導電体２０が開離すると、固定接点部１と可動接点部２とが開極した状態となる。すなわち、開極する際には、抵抗値が低い順番で各接触端子部の導電性流体１１から導電体２０が開離するのである。ここにおいて、抵抗値が最も低い接触端子部のみが開離した状態では、導電端子１０ａ，１０ｂの抵抗により接点部に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるため、開極する際のアークを抑えることができる。

而して、本実施形態によれば、閉極時には抵抗値が最も高い接触端子部の導電性流体（接触部位）１１から順に導電体２０が接触し、開極時には抵抗値が相対的に低い接触端子部の導電性流体１１から順に導電体２０が開離しており、接点同士が接触あるいは開離する際に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるので、アークの発生を抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができる。

なお、本実施形態では、導電体２０を備えた接点部側を可動接点部とし、導電性流体１１を備えた接点部側を固定接点部としているが、逆であってもよい。また、接触端子部の個数は本実施形態に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。

（実施形態２）
本発明に係る接点装置Ａの実施形態２を図２に基づいて説明する。本実施形態の接点装置Ａは、固定接点部１と、図２（ａ）中のＸ方向において固定接点部１に接離自在に接触する可動接点部２とを備えている。

可動接点部２は、複数（図２（ａ）では４本）の可動接触子２１ａ〜２１ｄと、これらの可動接触子２１ａ〜２１ｄを保持し、図２（ａ）中のＸ方向にスライド移動する導電性の保持体２０とを備えており、可動接触子２１ａ〜２１ｄがそれぞれ対応する各接触端子部に接触する閉極位置と、可動接触子２１ａ〜２１ｄがそれぞれ対応する各接触端子部から開離する開極位置との間で保持体２０がスライドすることで、両接点部１，２が接触あるいは開離するようになっている。なお、本実施形態では、抵抗値が相対的に低い接触端子部に接触する可動接触子２１ａのみが、他の可動接触子２１ｂ〜２１ｄよりも短い長さ寸法に設定されている。

一方、固定接点部１は、複数（図２（ａ）では４つ）の導電性流体１１を備えている。そのうちの３つには、それぞれ抵抗値が等しい抵抗Ｒ１が接続されており、これらの抵抗Ｒ１により各接触端子部の抵抗値が設定されている。ここに、本実施形態では、抵抗Ｒ１が接続されていない導電性流体１１からなる接触端子部により抵抗値が相対的に低い導通用の接触端子部が構成され、抵抗Ｒ１が接続された導電性流体１１からなる接触端子部により抵抗値が相対的に高い限流用の接触端子部が構成されている。なお、各導電性流体１１は、図２（ａ）に示すように、抵抗Ｒ１の反対側の端部において互いに電気的に接続されている。

次に、接点装置Ａの動作について説明する。駆動装置（図示せず）が接点部を開極させた状態では、図２（ａ）に示すように固定接点部１側の各導電性流体１１と、可動接点部２側の各可動接触子２１ａ〜２１ｄとが非接触の状態にある。この状態から駆動装置が可動接点部２の保持体２０を下方に移動させると、まず可動接触子２１ｂ〜２１ｄがそれぞれ対応する導電性流体１１に接触するが、この状態では微少な電流しか流れていないため閉極状態とはなっていない。その後、保持体２０をさらに下方に移動させると、可動接触子２１ａが対応する導電性流体（抵抗が接続されていない導電性流体）１１に接触し、接続された負荷（図示せず）に必要な電流が両接点部１，２間に流れる閉極状態となる。ここにおいて、可動接触子２１ｂ〜２１ｄのみが対応する導電性流体１１に接触した状態では、抵抗Ｒ１により接点部に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるため、閉極する際のアークを抑えることができる。

また、上記の閉極状態から駆動装置が保持体２０を上方に移動させると、最も短い可動接触子２１ａが対応する導電性流体１１から開離し、さらに上方に移動させると残りの可動接触子２１ｂ〜２１ｄがそれぞれ対応する導電性流体１１から開離し、固定接点部１と可動接点部２とが開極した状態となる。ここにおいて、可動接触子２１ａのみが開離した状態では、抵抗Ｒ１により接点部に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるため、開極する際のアークを抑えることができる。

而して、本実施形態によれば、閉極時には抵抗値が相対的に高い接触端子部の導電性流体（接触部位）１１と可動接触子２１ｂ〜２１ｄとが先に接触し、開極時には抵抗値が相対的に低い接触端子部の導電性流体１１と可動接触子２１ａとが先に開離するので、実施形態１と同様に、閉極時および開極時に発生するアークを抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができる。また、本実施形態のように、限流用の可動接触子を複数（本実施形態では３本）設けた場合には、各接触子に流れる電流を分散させることができるので、各接触子にかかる負担を軽減することができるという利点もある。

なお、図２（ｂ）は本実施形態の可動接点部２の他の例を示しており、複数の可動接触子２１を略螺旋状に配置している。その結果、図２（ａ）のように可動接触子を１列に並べた場合に比べて可動接触子を保持する保持体２０の幅寸法を小さくできるので、可動接点部２の小型化が図れるという利点がある。また、可動接触子２１を同心円状に配置することでも、同様に可動接点部２の小型化が図れる。

なお、本実施形態においても、導電性流体１１側を可動接点部とし、接触子２１ａ〜２１ｄ側を固定接点部としてもよい。また、本実施形態では、各導電性流体１１に抵抗Ｒ１を接続しているが、例えば導電性流体自体に抵抗を持たせたものであってもよい。

（実施形態３）
本発明に係る接点装置Ａの実施形態３を図３に基づいて説明する。実施形態１，２では、固定接点部１に対して可動接点部２をスライド移動させることで両接点部１，２を導通させているが、本実施形態では、保持体２０に設けた軸部２２を回転中心として可動接点部２を固定接点部１に回転接触させている。なお、実施形態１，２と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の接点装置Ａは、固定接点部１と、軸部２２を回転中心として図３（ａ）中のＹ方向に回転自在に支持された可動接点部２とを備えている。

可動接点部２は、複数（図３（ａ）では４本）の可動接触子２１ａ〜２１ｄと、これらの可動接触子２１ａ〜２１ｄを保持し、軸部２２を介して図示しない筐体に回転自在に支持される導電性の保持体２０とを備えており、可動接触子２１ａ〜２１ｄがそれぞれ対応する各接触端子部に接触する閉極位置と、可動接触子２１ａ〜２１ｄがそれぞれ対応する各接触端子部から開離する開極位置との間で保持体２０が回転することで、両接点部１，２が接触あるいは開離するようになっている。なお、本実施形態では、可動接触子２１ａ〜２１ｄは同一の長さに設定されている。

一方、固定接点部１は、複数（図３（ａ）では４つ）の導電性流体１１を備えている。そのうちの３つには、それぞれ互いに抵抗値が異なる抵抗Ｒ２〜Ｒ４（Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４）が接続されており、これらの抵抗Ｒ２〜Ｒ４により各接触端子部の抵抗値が設定されている。そして、４つの接触端子部は、抵抗値の高い順番で保持体２０の回転中心である軸部２２側から配列されている。なお、本実施形態では、上記の抵抗Ｒ２〜Ｒ４を、例えばシリコン基板（図示せず）に不純物ドープさせている。ここに、本実施形態では、抵抗が接続されていない導電性流体１１からなる接触端子部により抵抗値が相対的に低い導通用の接触端子部が構成され、抵抗Ｒ２〜Ｒ４が接続された導電性流体１１からなる接触端子部により抵抗値が相対的に高い限流用の接触端子部が構成されている。

次に、接点装置Ａの動作について説明する。駆動装置（図示せず）が接点部を開極させた状態では、図３（ａ）に示すように固定接点部１側の各導電性流体１１と、可動接点部２側の各可動接触子２１ａ〜２１ｄとが非接触の状態にある。この状態から駆動装置が可動接点部２の保持体２０を左回り（反時計回り）に回転させると、軸部２２（回転中心）から最も近い位置にある可動接触子２１ｄが最初に対応する導電性流体１１に接触し、その後さらに保持体２０を左回りに回転させると、可動接触子２１ｃ，２１ｂの順でそれぞれ対応する導電性流体１１に接触する。そして最後に、可動接触子２１ａが対応する導電性流体１１に接触すると、接続された負荷（図示せず）に必要な電流が両接点部１，２間に流れる閉極状態となる。ここにおいて、可動接触子２１ｂ〜２１ｄのみが対応する導電性流体１１に接触した状態では、抵抗Ｒ２〜Ｒ４により接点部に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるため、閉極する際のアークを抑えることができる。

また、上記の閉極状態から駆動装置が可動接点部２の保持体２０を右回り（時計回り）に回転させると、最も軸部２２（回転中心）から遠い位置にある可動接触子２１ａが最初に対応する導電性流体１１から開離し、その後可動接触子２１ｂ，２１ｃの順にそれぞれ対応する導電性流体１１から開離する。そして最後に、可動接触子２１ｄが対応する導電性流体１１から開離すると、固定接点部１と可動接点部２とが開極した状態となる。ここにおいて、可動接触子２１ａのみが対応する導電性流体１１から開離した状態では、抵抗Ｒ２〜Ｒ４により接点部に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるため、開極する際のアークを抑えることができる。

ここで、図３（ｂ）は本実施形態の接点装置Ａの他の例を示しており、固定接点部１は、基板上に複数（図３（ｂ）では３つ）のシート抵抗ＳＲ１〜ＳＲ３が形成されたシリコン基板１２を備えている。これらのシート抵抗ＳＲ１〜ＳＲ３は、それぞれその厚み寸法または長さ寸法に応じて抵抗値が設定されるようになっており、本例では、長さ寸法を変えることで互いに異なる抵抗値に設定している（ＳＲ１＞ＳＲ２＞ＳＲ３）。また、各シート抵抗ＳＲ１〜ＳＲ３上にはそれぞれ導電性流体１１が配置されており、本例では、各シート抵抗ＳＲ１〜ＳＲ３と、それぞれに対応する導電性流体１１とで各接触端子部が構成されている。なお、可動接点部２の構成および本接点装置Ａの動作については図３（ａ）と同様であるから、ここでは説明を省略する。

而して、本実施形態によれば、閉極時には抵抗値が最も高い回転中心側の接触端子部の導電性流体（接触部位）１１から順に可動接触子が接触し、開極時には抵抗値が最も低い回転中心から最も離れた接触端子部の導電性流体１１から順に可動接触子が開離するので、実施形態１と同様に、閉極時および開極時に発生するアークを抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができる。

なお、本実施形態においても、導電性流体１１側を可動接点部とし、接触子２１ａ〜２１ｄ側を固定接点部としてもよい。また、本実施形態においても、各導電性流体１１に抵抗Ｒ２〜Ｒ４を接続しているが、例えば導電性流体自体に抵抗を持たせたものであってもよい。

（実施形態４）
本発明に係る接点装置Ａの実施形態４を図４に基づいて説明する。実施形態２では、可動接点部２側の可動接触子２１ａの長さ寸法を、他の可動接触子２１ｂ〜２１ｄよりも短くすることでアークレスを実現しているが、本実施形態では、固定接点部１側の導電性流体１１の突出量を異ならせることでアークレスを実現している。なお、実施形態２と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の接点装置Ａは、固定接点部１と、図４（ａ）中のＸ方向において固定接点部１に接離自在に接触する可動接点部２とを備えている。

固定接点部１は、複数（図４（ａ）では４つ）の導電性流体１１を備えている。そのうちの３つには、それぞれ互いに抵抗値が異なる抵抗Ｒ２〜Ｒ４（Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４）が接続されており、これらの抵抗Ｒ２〜Ｒ４により各接触端子部の抵抗値が設定されている。
また、各導電性流体１１は、それぞれ絶縁性材料からなる支持体１３に支持されており、抵抗値が高い接触端子部の導電性流体１１ほど可動接点部２側への突出量が大きくなるように、それぞれの突出量が設定されている。すなわち、本実施形態では、図４（ａ）に示すように抵抗値が最も高い抵抗Ｒ２が接続された導電性導体１１の突出量が最も大きく、抵抗が接続されていない導通用の導電性流体１１の突出量が最も小さくなっている。なお、本実施形態では、可動接点部２側の可動接触子２１ａ〜２１ｄは同一の長さ寸法に設定されており、それ以外は実施形態２と同様であるから、詳細な説明は省略する。ここに、本実施形態では、抵抗が接続されていない導電性流体１１からなる接触端子部により抵抗値が相対的に低い導通用の接触端子部が構成され、抵抗Ｒ２〜Ｒ４が接続された導電性流体１１からなる各接触端子部により抵抗値が相対的に高い限流用の接触端子部が構成されている。

次に、接点装置Ａの動作について説明する。駆動装置（図示せず）が接点部を開極させた状態では、図４（ａ）に示すように固定接点部１側の各導電性流体１１と、可動接点部２側の各可動接触子２１ａ〜２１ｄとが非接触の状態にある。この状態から駆動装置が可動接点部２の保持体２０を下方に移動させると、可動接触子２１ｄが最も突出量の大きい導電性流体１１に接触し、その後可動接触子２１ｃ，２１ｂの順でそれぞれ対応する導電性流体１１に接触する。そして最後に、可動接触子２１ａが最も突出量の小さい導電性流体１１に接触すると、接続された負荷（図示せず）に必要な電流が両接点部１，２間に流れる閉極状態となる。ここにおいて、可動接触子２１ｂ〜２１ｄのみがそれぞれ対応する導電性流体１１に接触した状態では、抵抗Ｒ２〜Ｒ４により接点部に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるため、閉極する際のアークを抑えることができる。

また、上記の閉極状態から駆動装置が可動接点部２の保持体２０を上方に移動させると、可動接触子２１ａが最も突出量の小さい導電性流体１１から開離し、その後可動接触子２１ｂ，２１ｃの順でそれぞれ対応する導電性流体１１から開離する。そして最後に、可動接触子２１ｄが最も突出量の大きい導電性流体１１から開離すると、固定接点部１と可動接点部２とが開極した状態となる。ここにおいて、可動接触子２１ａのみが対応する導電性流体１１から開離した状態では、抵抗Ｒ２〜Ｒ４により接点部に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるため、開極する際のアークを抑えることができる。

ここで、図４（ｂ）は本実施形態の接点装置Ａの他の例を示しており、図４（ａ）では各導電性流体１１の突出量を互いに異ならせることで、各可動接触子２１ａ〜２１ｄの接触タイミングを異ならせているが、図４（ｂ）では支持体１３において、各導電性流体１１がそれぞれ配置される各部位の突出量を互いに異ならせることで、可動接触子２１ａ〜２１ｄの接触タイミングを異ならせている。なお、それ以外の構成については図４（ａ）と同様であるから、詳細な説明については省略する。また、本接点装置Ａの動作についても図４（ａ）と同様であるから、ここでは説明を省略する。

而して、本実施形態によれば、閉極時には抵抗値が最も高い接触端子部の導電性流体（接触部位）１１から順に可動接触子に接触させ、開極時には抵抗値が最も低い接触端子部の導電性流体１１から順に可動接触子から開離させているので、実施形態１と同様に、閉極時および開極時に発生するアークを抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができる。

なお、本実施形態においても、導電性流体１１側を可動接点部とし、接触子２１ａ〜２１ｄ側を固定接点部としてもよい。また、本実施形態においても、各導電性流体１１に抵抗Ｒ２〜Ｒ４を接続しているが、例えば導電性流体自体に抵抗を持たせたものであってもよい。

（実施形態５）
本発明に係る接点装置Ａの実施形態５を図５に基づいて説明する。上述の実施形態２〜４では、接触子２１ａ〜２１ｄ側を可動接点部２とし、導電性流体１１側を固定接点部１としているが、本実施形態では、接触子４１ａ〜４１ｃ側を固定接点部４とし、導電性流体３１側を可動接点部３としている。

本実施形態の接点装置Ａは、固定接点部４と、当該固定接点部４に接離自在に接触する可動接点部３とを備えている。

固定接点部４は、複数（図５（ａ）では５本）の接触子４１ａ〜４１ｃと、これらの接触子４１ａ〜４１ｃを保持する導電性の保持体４０とを備えており、接触子４１ｃが保持体４０の中央部に配置されるとともに、その両側に接触子４１ｂ，４１ｂがそれぞれ配置され、さらに各接触子４１ｂよりも両端寄りには接触子４１ａ，４１ａがそれぞれ配置されている。なお、各接触子４１ａ〜４１ｃは、同一の長さ寸法に設定されている。

可動接点部３は、周囲が図示しない支持体に支持された絶縁性の薄膜３０と、当該薄膜３０上に配置される複数（図５（ａ）では５つ）の導電性流体３１とを備えており、薄膜３０は、図示しない流体により下方から押圧されることで上方に突出変形するように構成されている（図５（ｂ）参照）。ここにおいて、上記複数の導電性流体３１のうち抵抗値が最も高い抵抗Ｒ５が接続された導電性流体３１は、薄膜３０の略中央部に配置され、この導電性流体３１の左右両側には、抵抗Ｒ５よりも抵抗値が低い抵抗Ｒ６が接続された導電性流体３１，３１がそれぞれ配置されている。また、抵抗Ｒ６が接続された各導電性流体３１よりも両端寄りには、抵抗が接続されていない導電性流体３１，３１がそれぞれ配置されている。

すなわち、本実施形態では、接触子４１ｃに対応する形で抵抗Ｒ５が接続された導電性流体３１が配置され、各接触子４１ｂ，４１ｂに対応する形で抵抗Ｒ６が接続された各導電性流体３１，３１が配置され、さらに各接触子４１ａ，４１ａに対応する形で抵抗が接続されていない導電性流体３１，３１が配置されている。ここに、本実施形態では、抵抗Ｒ５または抵抗Ｒ６が接続された導電性流体３１からなる接触端子部により抵抗値が相対的に高い限流用の接触端子部が構成され、抵抗が接続されていない導電性流体３１からなる接触端子部により抵抗値が相対的に低い導通用の接触端子部が構成されている。

次に、接点装置Ａの動作について説明する。駆動装置（図示せず）が流体を介して薄膜３０を上方に変形させていない開極状態では、図５（ａ）に示すように固定接点部４側の各接触子４１ａ〜４１ｃと、可動接点部３側の各導電性流体３１とが非接触な状態にある。この状態から駆動装置が流体を介して薄膜３０を上方に変形させると、薄膜３０の中央部に配置された抵抗値が最も高い接触端子部（抵抗Ｒ５により抵抗値が設定された接触端子部）の導電性流体３１が対応する接触子４１ｃに接触し、その後この導電性流体３１の両側に配置された接触端子部（抵抗Ｒ６により抵抗値が設定された接触端子部）の導電性流体３１，３１がそれぞれ対応する接触子４１ｂ，４１ｂに接触する。そして最後に、薄膜３０の端部に配置された抵抗が接続されていない導通用の接触端子部の導電性流体３１，３１がそれぞれ対応する接触子４１ａ，４１ａに接触すると、接続された負荷（図示せず）に必要な電流が両接点部３，４間に流れる閉極状態となる。ここにおいて、接触子４１ｂ，４１ｃと、対応する導電性流体３１とが接触した状態では、抵抗Ｒ５，Ｒ６により接点部に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるため、閉極する際のアークを抑えることができる。

また、上記の閉極状態（図５（ｂ）参照）から駆動装置が薄膜３０を元の位置に復帰させると、まず最初に接触子４１ａ，４１ａがそれぞれ対応する導電性流体３１，３１から開離し、その後接触子４１ｂ，４１ｂがそれぞれ対応する導電性流体３１，３１から開離する。そして最後に、接触子４１ｃが対応する導電性流体３１から開離すると、固定接点部４と可動接点部３とが開極した状態となる（図５（ａ）参照）。ここにおいて、接触子４１ａのみが対応する導電性流体３１から開離した状態では、抵抗Ｒ５，Ｒ６により接点部に流れる電流が閉極状態に比べて低減されるため、開極する際のアークを抑えることができる。

而して、本実施形態によれば、閉極時には薄膜３０の中央部に配置された抵抗値が最も高い接触端子部の導電性流体（接触部位）３１から順に接触子に接触させ、開極時には薄膜３０の中央部から最も遠い端部に配置された抵抗値が最も低い接触端子部の導電性流体３１から順に接触子から開離させているので、実施形態１と同様に、閉極時および開極時に発生するアークを抑えることができ、導通不良や動作不良の発生を抑えることができる。

なお、本実施形態においても、各導電性流体３１に抵抗Ｒ５，Ｒ６を接続しているが、例えば導電性流体自体に抵抗を持たせたものであってもよい。

また、上記の各実施形態１〜５では、導電性流体１１（または導電性流体３１）が水銀の場合を例に説明したが、導電性流体１１（または導電性流体３１）は水銀に限定されるものではなく、例えばガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）からなる共融合金などを用いてもよい。

１ 固定接点部
２ 可動接点部
１１ 導電性流体
Ａ 接点装置

Claims (11)

1. 固定接点部と、当該固定接点部に接離自在に接触する可動接点部とを備え、固定接点部および可動接点部のうちの一方の接点部には、他方の接点部に接触する接触部位が少なくとも導電性流体で構成されて互いに抵抗値が異なる複数の接触端子部が設けられており、閉極時には抵抗値が相対的に高い接触端子部から順に他方の接点部に接触させ、開極時には抵抗値が相対的に低い接触端子部から順に他方の接点部から開離させることを特徴とする接点装置。
2. 前記一方の接点部は固定接点部であり、前記複数の接触端子部は、抵抗値の高い順番で前記接触部位が一列に並ぶように配列され、前記可動接点部は、前記接触部位の配列方向において進退自在に配置され、抵抗値の高い順番で各接触端子部の接触部位に接続されることを特徴とする請求項１記載の接点装置。
3. 前記一方の接点部は固定接点部であり、前記可動接点部は、前記複数の接触端子部に接続される複数の可動接触子と、当該複数の可動接触子を保持し、可動接触子が接触端子部に接触する位置と可動接触子が接触端子部から開離する位置との間でスライド移動する保持体とを備え、抵抗値が相対的に低い接触端子部に接触する可動接触子の長さが他の可動接触子よりも短いことを特徴とする請求項１記載の接点装置。
4. 前記一方の接点部は固定接点部であり、前記可動接点部は、前記複数の接触端子部に接続される複数の可動接触子と、当該複数の可動接触子を保持し、可動接触子が接触端子部に接触する位置と可動接触子が接触端子部から開離する位置との間で回転移動する保持体とを備え、前記複数の接触端子部は、抵抗値の高い順番で前記保持体の回転中心側から配列されることを特徴とする請求項１記載の接点装置。
5. 前記複数の接触端子部は、互いに抵抗値が異なる複数の抵抗体により抵抗値が設定され、当該複数の抵抗体は、それぞれシリコン基板に不純物ドープされることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の接点装置。
6. 前記複数の接触端子部は、それぞれシリコン基板上に形成された複数のシート抵抗により抵抗値が設定され、各シート抵抗の抵抗値は、それぞれ厚み寸法または長さ寸法により決定されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の接点装置。
7. 前記一方の接点部は可動接点部であり、周囲が支持体に支持され、流体により押圧されて前記固定接点部側に突出変形する絶縁性の薄膜を前記可動接点部に備えるとともに、前記複数の接触端子部に対応する複数の接触子を前記固定接点部に備え、前記薄膜には、抵抗値が最も高い接触端子部の接触部位が中央部に配置されるとともに、当該中央部から離れるにつれて抵抗値の低い接触端子部の接触部位が順次配列されることを特徴とする請求項１記載の接点装置。
8. 前記複数の可動接触子を螺旋状または同心円状に配置したことを特徴とする請求項３記載の接点装置。
9. 前記複数の接触端子部が備える接触部位は、抵抗値が高い接触端子部の接触部位ほど他方の接点部への突出量が大きくなるように、それぞれ前記突出量が設定されることを特徴とする請求項１または３の何れか１項に記載の接点装置。
10. 前記複数の接触端子部は、それぞれ接触部位が他方の接点部に対向する形で支持体に支持されており、当該支持体は、抵抗値が高い接触端子部の接触部位が配置される部位ほど他方の接点部への突出量が大きくなるように、各部位の前記突出量が設定されることを特徴とする請求項１または３の何れか１項に記載の接点装置。
11. 請求項１〜１０の何れか１項に記載の接点装置と、当該接点装置の可動接点部を駆動して固定接点部に接離させる駆動手段とを備えることを特徴とするリレー装置。

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