JP2017033952A - 継電器 - Google Patents
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A−1.継電器の構成:
図1は、第1実施例における継電器5を備えた電気回路1の構成を示す説明図である。本実施例の電気回路1は、例えばハイブリッドカーや電気自動車といった車両に搭載される。電気回路1は、直流電源(蓄電池)2と、継電器5と、電流変換装置3と、負荷としてのモータ4とを備える。電流変換装置3は、インバータおよびコンバータとしての機能を有する。直流電源2からモータ4に電力が供給される電力供給時(直流電源2の放電時)には、電流変換装置3により変換された交流電流がモータ4に供給されてモータ4が駆動される。また、モータ4で回生されたエネルギーを直流電源2に充電する充電時には、電流変換装置3により変換された直流電流が直流電源2に蓄電される。継電器5は、直流電源2と電流変換装置3との間に設けられ、直流大電流(例えば、数十から数百アンペア)の通電のオン/オフ制御を行う。例えば、車両に異常が発生した場合には、継電器5によって直流電源2と電流変換装置3との電気的接続を遮断する。
次に、継電器5におけるオン状態とオフ状態との切り替え動作について説明する。コイル44に通電し駆動機構90を動作させると、可動鉄心72が固定鉄心70に吸引される。すなわち、可動鉄心72がばね64の付勢力に抗して固定鉄心70に近づき、固定鉄心70に当接する。可動鉄心72が上方向に移動すると、可動鉄心72に固定されたロッド60も上方向に移動する。これによりロッド60の一端部60bも上方向に移動する。これにより、可動接触子50の可動接点58と対応する固定端子10の固定接点18とが接触し、2つの固定端子10W,10Xが可動接触子50を介して互いに導通して、継電器5がオン状態となる。オン状態の継電器5は、電気回路(図1)において、直流電源2と電流変換装置3とを電気的に接続する。なお、可動接点58と対応する固定端子10の固定接点18との間の距離(接点間距離)を、可動鉄心72と固定鉄心70との間の距離(鉄心間距離)より所定距離だけ短く設定することにより、可動接点58と固定接点18との接触後、圧縮コイルばね62が圧縮され、接点に対して適正な接圧力をかけることができる。
図4および図5に示すように、継電器本体6は、気密空間100内における可動接触子50より上側の位置に、例えば鉄やステンレスといった磁性体により形成された磁性体部材130を備えている。図6ないし図8は、磁性体部材130周辺の詳細構成を示す説明図である。図6は、磁性体部材130周辺の断面図(図4に示す断面に直交するXZ断面図)であり、図7および図8は、磁性体部材130周辺の一部断面斜視図である。図8は、図7から保護カバー150の図示を省略した図である。
図12は、第2実施例における継電器5bの断面図である。図12に示した第2実施例における継電器5bは、主として継電器本体6bにおける磁性体部材130b周辺の構成が、上述した第1実施例における継電器5と相違している。第2実施例の継電器5bのその他の構成は、第1実施例の継電器5と同様であるため、第1実施例と同じ符号を付すと共に説明を省略する。
なお、本発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態として実現することが可能であり、例えば次のような変形例としても実現可能である。
上記実施例において、継電器5が使用される電気回路1の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、電気回路1は、さらにコンデンサやヒューズを備えているとしてもよい。また、上記実施例では、継電器5はハイブリッドカーや電気自動車に搭載される電気回路1用に使用されるとしているが、継電器5は他の用途(例えば太陽光発電装置用)にも使用可能である。
上記実施例における継電器5の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施例では、磁性体部材130は平板形状であるとしているが、磁性体部材130は任意の形状に変形可能である。ただし、磁性体部材130が平板形状であると、可動接触子50回りの磁束の偏りを効果的に発生させることができるため好ましい。また、第1の平面(XY平面)への磁性体部材130の投影は、必ずしも第1の平面への可動接触子50の投影と重なる必要はない。ただし、第1の平面(XY平面)への磁性体部材130の投影が第1の平面への可動接触子50の投影と重なると、磁性体部材130の存在により可動接触子50に作用する吸着力Fpの大きさをより大きく、かつ、吸着力Fpの向きを上方向に近づけることができるため、好ましい。また、各固定端子10の中心軸TLを含む第2の平面への磁性体部材130の投影の少なくとも一部は、必ずしも各固定端子10の中心軸TL間に位置する必要はない。ただし、各固定端子10の中心軸TLを含む第2の平面への磁性体部材130の投影の少なくとも一部が各固定端子10の中心軸TL間に位置すると、磁性体部材130の存在により可動接触子50に作用する吸着力Fpの大きさをより大きく、かつ、吸着力Fpの向きを上方向に近づけることができるため、好ましい。
上記第1実施例(およびその変形例、以下同様)において、保護カバー150は、磁性体部材130の表面の内、各固定端子10における気密空間100内に位置する表面上の任意の点から直視できる部分で構成される表面領域(第2の表面領域)の少なくとも一部を覆っているとしてもよい。このようにしても、各接点間や各固定端子10の表面において発生したアークが磁性体部材130を介してつながり、正常な遮断ができなくなる、という事態の発生の可能性を抑制することができる。あるいは、保護カバー150は、第2の表面領域のすべてを覆ってはいないが、磁性体部材130の表面の内、各固定接点18から直視できる部分で構成される表面領域(請求項における第1の表面領域に相当し、以下、第1の表面領域と呼ぶ)のすべてを覆っているとしてもよい。磁性体部材130の表面の内、各固定接点18から直視できる部分で構成される第1の表面領域は、各接点間において発生したアークが接触しやすい部分であるため、第1の表面領域のすべてを保護カバー150によって覆うことにより、上記事態の発生の可能性を有効に抑制することができる。あるいは、保護カバー150は、第1の表面領域の少なくとも一部を覆っているとしてもよい。このようにしても、上記事態の発生の可能性を抑制することができる。あるいは、保護カバー150は、第1の表面領域のすべてを覆っていると共に、第2の表面領域のすべてを覆っているとしてもよい。このようにすると、各接点間や各固定端子10の表面において発生したアークが磁性体部材130を介してつながり、正常な遮断ができなくなる、という事態の発生の可能性を確実に抑制することができる。
上記第2実施例(およびその変形例、以下同様)において、磁性体部材130が、互いに絶縁された3つ以上の磁性体片により構成されているとしてもよい。この場合にも、各磁性体片が2つの固定接点18を含むと共に上下方向に平行な平面と交差する部分を有するとすれば、正常な遮断ができなくなるという事態の発生を回避することができる。また、第2実施例において、継電器5が、第1実施例と同様に、磁性体部材130の表面を覆う保護カバーを有しているとしてもよい。この場合に、保護カバーは、第1実施例のように、磁性体部材130の第2の表面領域のすべてを覆っているとしてもよいし、第2の表面領域の少なくとも一部を覆っているとしてもよい。あるいは、保護カバーは、磁性体部材130の第1の表面領域の全部を覆っているとしてもよいし、第1の表面領域の少なくとも一部を覆っているとしてもよい。あるいは、保護カバーは、第1の表面領域のすべてを覆っていると共に、第2の表面領域のすべてを覆っているとしてもよい。
2…直流電源
3…電流変換装置
4…モータ
5…継電器
6…継電器本体
10…固定端子
12…接続口
13…フランジ部
17…ダイヤフラム部
18…固定接点
19…固定接触部
20…第1の容器
22…側面部
24…底部
26…貫通孔
30…接合部材
32…ベース部
40…コイル用容器
42…コイルボビン
44…コイル
48…延伸部
50…可動接触子
52…中央部
55…貫通孔
57…可動接触部
58…可動接点
60…ロッド
60a…軸部
60b…一端部
60c…他端部
62…圧縮コイルばね
64…ばね
67…取付部材
69…通気パイプ
70…固定鉄心
70h…貫通孔
72…可動鉄心
72h…貫通孔
80…鉄心用容器
86…ゴム
90…駆動機構
92…第2の容器
100…気密空間
130…磁性体部材
131…貫通孔
134…第1の磁性体片
135…第2の磁性体片
136…第3の磁性体片
139…絶縁部
140…第2の磁性体部材
141…凸部
142…凹部
144…切り欠き部
145…基部
146…薄肉部
147…貫通孔
150…保護カバー
152…基部
154…側壁部
161…円筒部
162…延伸部
800…永久磁石
Claims (7)
- それぞれ固定接点を有する複数の固定端子と、各前記固定接点にそれぞれ対応する複数の可動接点を有する可動接触子と、前記可動接触子における前記固定端子側の表面に当接することによって前記固定端子に近づく第1の方向側への前記可動接触子の移動を規制する規制部を有し、前記規制部の位置を前記第1の方向および前記第1の方向とは反対の第2の方向に変化させることにより前記可動接触子を前記第1の方向および前記第2の方向に移動させる駆動用部材と、前記複数の固定端子と接合される絶縁性の第1の容器と、前記第1の容器に接合され、前記可動接触子と各前記固定接点とが収容される気密空間を前記第1の容器および前記複数の固定端子と共に形成する第2の容器と、を備える継電器において、
前記気密空間内における前記可動接触子より前記第1の方向側の、前記規制部に固定された磁性体部材と、
絶縁性材料により形成され、前記磁性体部材の表面の内、前記固定接点と前記可動接点とが接触していない状態において各前記固定接点から直視できる部分で構成される第1の表面領域の少なくとも一部を覆う保護カバーと、を備えることを特徴とする、継電器。 - 請求項1に記載の継電器において、
前記保護カバーは、前記第1の表面領域のすべてを覆うことを特徴とする、継電器。 - 請求項2に記載の継電器において、
前記保護カバーは、前記磁性体部材の表面の内、前記固定接点と前記可動接点とが接触していない状態において各前記固定端子における前記気密空間内に位置する表面上の任意の点から直視できる部分で構成される第2の表面領域のすべてを覆うことを特徴とする、継電器。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の継電器において、
前記保護カバーは、前記規制部の表面の内、前記固定接点と前記可動接点とが接触していない状態において各前記固定接点から直視できる部分で構成される表面領域の少なくとも一部を覆うことを特徴とする、継電器。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の継電器において、
前記保護カバーは、前記第1の方向に垂直な平面内での前記可動接触子の回転を規制する回転規制部を有することを特徴とする、継電器。 - それぞれ固定接点を有する複数の固定端子と、各前記固定接点にそれぞれ対応する複数の可動接点を有する可動接触子と、前記可動接触子における前記固定端子側の表面に当接することによって前記固定端子に近づく第1の方向側への前記可動接触子の移動を規制する規制部を有し、前記規制部の位置を前記第1の方向および前記第1の方向とは反対の第2の方向に変化させることにより前記可動接触子を前記第1の方向および前記第2の方向に移動させる駆動用部材と、前記複数の固定端子と接合される絶縁性の第1の容器と、前記第1の容器に接合され、前記可動接触子と各前記固定接点とが収容される気密空間を前記第1の容器および前記複数の固定端子と共に形成する第2の容器と、を備える継電器において、
前記気密空間内における前記可動接触子より前記第1の方向側の、前記規制部に固定された磁性体部材を備え、
前記磁性体部材は、互いに絶縁され、2つの前記固定接点を含むと共に前記第1の方向に平行な平面と交差する部分をそれぞれ有する複数の磁性体片から構成されることを特徴とする、継電器。 - 請求項6に記載の継電器において、
前記複数の磁性体片は、前記規制部に直接固定される1つの第1の磁性体片と、前記第1の磁性体片を介して前記規制部に固定される1つまたは複数の他の磁性体片と、から構成されることを特徴とする、継電器。
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