JP2012199134A - Relay device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a relay device that opens and closes contacts of an electric circuit.
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。
Conventionally, for example, a relay device as shown in
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。 In the relay device as described above, for example, an arc generated between the contacts may increase the temperature of the space in the sealed container and generate outgas from the insulating member. If this outgas adheres to the contact, the contact efficiency of the contact may deteriorate, and the contact reliability of the relay device may decrease.
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。 Therefore, in view of the above circumstances, an object of the present invention is to propose a relay device that can suppress a decrease in contact reliability.
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。 The relay device of the present invention for solving the above-described problems includes a contact portion having a first contact and a second contact, a drive portion for bringing the first contact and the second contact into contact and separation, and the contact portion. Of the insulating member arranged to be exposed at least partially in the space inside the contact container, and the portion exposed to the space is outgassed when the temperature of the space rises. It is formed by the low degassing material which does not generate | occur | produce.
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。 The low degassing material is preferably a material that does not generate outgassing when the temperature of the space rises due to an arc generated between the first contact and the second contact.
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。 Further, it is preferable that the insulating member is entirely formed of the low degassing material made of glass or ceramic.
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。 Alternatively, the insulating member may be formed of a base material made of a material other than the low degassing material and a thin film made of the low degassing material that covers a portion of the base material exposed to the space. preferable.
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。 The contact container includes a case that is formed of an insulating material and surrounds the contact part, and a metal part that is formed of a metal material and forms a part of the drive unit. The insulating member is preferably located between the contact portion and the metal portion so as to block a discharge path between the contact portion and the metal portion.
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。 The first contact and the second contact are part of the contact container and are arranged along one surface of the wall surrounding the contact part facing the contact part. On the outside, a magnetic force generating part is provided for extending an arc generated between the first contact and the second contact to the wall side by a magnetic field, and the wall is made of the insulating member and has at least one surface. Is preferably formed of the low degassing material.
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。 The relay device of the present invention can suppress a decrease in contact reliability.
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。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
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。 The relay device according to the embodiment of the present invention is used, for example, for opening and closing a contact of an electric circuit for sending a current of a battery of an EV (electric vehicle) to a motor or the like. In addition, you may use the relay apparatus of embodiment of this invention not only for EV but for another apparatus.
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The contact container 37 includes a
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。
Two
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。
The
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。
When the contacts are opened from the closed energized state (that is, the two
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。
The
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。
The
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。
In the present embodiment, by passing a current through the
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。
In the space S, an insulating
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。
The insulating
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。 The low degassing material is a material that does not generate outgas even when a short circuit or the like occurs and a large current (for example, 5000 A to 10,000 A) flows. Further, the low degassing material of the present embodiment is a material that does not generate outgas even when the temperature of the space S rises for reasons other than the generation of the arc 50 (for example, the temperature rise around the relay device 1).
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。
The insulating
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。
In addition, the
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。
In the
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。
In summary, the
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。
By setting it as such a structure, when the temperature of the space S rises, the
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。
Further, in the
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。
Even if the temperature of the space S rises due to the
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。
Further, in the
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。
Thus, the outgassing from the insulating member 10 (20) to the space S can be prevented by forming the entire insulating member 10 (20) with a low degassing material made of glass or ceramic. Therefore, in the
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。
Alternatively, in the
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。
Thus, by covering the portion exposed to the space S of the insulating member 10 (20) with the
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。
Further, in the
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。
With such a configuration, in the
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。
Further, in the
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。
With such a configuration, the
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。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment shown to an accompanying drawing, this invention is not limited to said each embodiment, If it is in the range which this invention intends, an appropriate design change is possible. .
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
DESCRIPTION OF
12
37
Claims (6)
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。 The contact container includes a case formed of an insulating material and surrounding the contact portion, and a metal portion formed of a metal material and constituting a part of the driving unit.
The insulating plate accommodated in the contact container is made of the insulating member, and is located between the contact portion and the metal portion so as to interrupt a discharge path between the contact portion and the metal portion. The relay apparatus according to claim 1, wherein the relay apparatus is characterized in that:
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。 The first contact and the second contact are part of the contact container and are arranged along one surface of the wall surrounding the contact part that faces the contact part, and on the outside of the contact container. Is provided with a magnetic force generator for extending an arc generated between the first contact and the second contact to the wall side by a magnetic field,
The relay device according to claim 1, wherein the wall is made of the insulating member, and at least the one surface is formed of the low degassing material.
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---|---|---|---|
JP2011063254A JP2012199134A (en) | 2011-03-22 | 2011-03-22 | Relay device |
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