JP2018513538A - 接触器アセンブリ - Google Patents

Abstract

電源を有する回路への電力を切り換えるように適合されたスイッチアセンブリおよびそのための方法が提供される。スイッチアセンブリは、電流搬送コンタクトおよび結合部材を含む。結合部材は、電流搬送コンタクトに係合する導電パッドと、導電パッド間に延びるコンタクトブリッジとを有する。アクチュエータアセンブリが、結合部材の導電パッドが電流搬送コンタクトに係合する閉位置と、結合部材の導電パッドが電流搬送コンタクトから係合解除される開位置との間で、結合部材を動かす。アクチュエータアセンブリが閉位置に近づくとき、または閉位置にあるとき、コンタクトブリッジと導電パッドとの間に逆の電磁力が生成されて、電流搬送コンタクトと導電パッドとの間に生成される電磁反発力に抵抗する。【選択図】図３

Description

本発明は、リレーまたはスイッチに関する。詳細には、本発明は、電磁力を使用してコンタクトの電磁反発に抵抗する接触器および方法に関する。

リレーおよび接触器は、所期の回路／負荷などを切り換えるために使用される周知のデバイスである。リレーは、電動式のスイッチである。多くの周知のリレーは、電磁石を使用してスイッチング機構を機械的に操作するが、他の動作原理も使用される。リレーは、低電力信号によって回路を制御することが必要な場合、またはいくつかの回路を１つの信号によって制御しなければならない場合に使用される。接触器は、電源回路を切り換えるために使用される電動式のスイッチであり、リレーに類似しているが、より高い電流定格を有する。

一般に、単純な電磁リレーは、コイルアセンブリ、可動アーマチュア、および１組または複数組のコンタクト、すなわち単投式、双投式など、からなる。複数組のコンタクトは、可動コンタクト、固定の常時開コンタクト、および固定の常時閉コンタクトを含む。アーマチュアは、１組または複数組の可動コンタクトに機械的に連結され、ばねによって定位置で保持される。

コイルアセンブリを電流が流れると、磁場が生成されてアーマチュアを引き付ける。その結果、可動コンタクトが動くことで、固定のコンタクトとの接続が（構造に応じて）形成または切断される。リレーの電気が切断されたときに１組のコンタクトが閉じている場合、この動きにより、コンタクトが開いて接続が切断され、コンタクトが開いている場合は逆になる。コイルへの電流がオフに切り換えられたとき、アーマチュアは、戻しばねのばね力によってその弛緩位置へ戻される。通常、この力はばねによって提供されるが、工業用のモータスタータでは一般的に重力も使用される。大部分のリレーおよび接触器は、迅速に動作するように製造される。低電圧の適用分野では、これによりノイズが低減され、高電圧または電流の適用分野では、これによりアーク発生が低減される。コンタクトの適切な動きを可能にするために、ばね力は、コイルによって生成される力より小さくなるように設計される。

しかし、多くの接触器では、コンタクトを通る電流の流れの圧縮によって生成される電磁反発により、動作中に大きい過渡パルスが印加されるため、コンタクトが適切に閉じることが阻害もしくは抑止される可能性があり、またはコンタクトが不適切に開く可能性がある。一般に、そのような適用分野では、電磁反発に打ち勝つ、またはそれを打ち消すために、コンタクトばねの大きいばね力が提供される。大きいばね力は、可動の接触器と固定の接触器との間に接触圧力を提供し、それによってコンタクトを閉位置で維持する。

コンタクトばねによって生成される接触圧力を増大させるには、ばねのサイズを増大させなければならない。したがって、可動の接触器を駆動する電磁石によって生成される力も増大させなければならず、それには大きい電磁石が必要とされる。この結果、構造全体のサイズが増大する。

したがって、アセンブリのサイズを増大させる必要なくコンタクトが閉位置で維持される接触器アセンブリを提供することが有益になるはずである。特に、電磁力を使用してコンタクトの電磁反発に抵抗しまたはそれを打ち消すコンタクトアセンブリを提供することが有益になるはずである。

解決策は、電源を有する回路への電力を切り換えるように適合された接触器アセンブリによって提供される。接触器アセンブリはハウジングを含み、ハウジング内に電流搬送コンタクトが配置される。電流搬送コンタクトは、ハウジングから突出する導電体を含む。結合部材が、電流搬送コンタクトに係合する導電パッドと、導電パッド間に延びるコンタクトブリッジとを含む。アクチュエータアセンブリが、結合部材の導電パッドが電流搬送コンタクトに係合する閉位置と、結合部材の導電パッドが電流搬送コンタクトから係合解除される開位置との間で、結合部材を動かす。アクチュエータアセンブリが閉位置にあるとき、コンタクトブリッジと導電パッドとの間に逆の電磁力が生成されて、電流搬送コンタクトと導電パッドとの間に生成される電磁反発力に抵抗する。

本発明について、添付の図面を参照して例として次に説明する。

本開示の一実施形態による接触器アセンブリを含む回路の概略図である。 バスバーが除去された、図１に示す接触器アセンブリの斜視図である。 接触器アセンブリを開位置で示す、図２に示す線３−３に沿って切り取った接触器アセンブリの断面図である。 接触器アセンブリを閉位置で示す、図３に示す接触器アセンブリに類似の接触器アセンブリの断面図である。 接触器アセンブリのコンタクトおよび結合部材の拡大断面図である。

一実施形態は、電源を有する回路への電力を切り換えるように適合された接触器アセンブリを対象とする。接触器アセンブリはハウジングを含み、ハウジング内に電流搬送コンタクトが配置される。電流搬送コンタクトは、ハウジングから突出する導電体を含む。結合部材が、電流搬送コンタクトに係合する導電パッドと、導電パッド間に延びるコンタクトブリッジとを含む。アクチュエータアセンブリが、結合部材の導電パッドが電流搬送コンタクトに係合する閉位置と、結合部材の導電パッドが電流搬送コンタクトから係合解除される開位置との間で、結合部材を動かす。アクチュエータアセンブリが閉位置にあるとき、コンタクトブリッジと導電パッドとの間に逆の電磁力が生成されて、電流搬送コンタクトと導電パッドとの間に生成される電磁反発力に抵抗する。

一実施形態は、電源を有する回路への電力を切り換えるように適合されたスイッチアセンブリを対象とする。スイッチアセンブリは、電流搬送コンタクトおよび結合部材を含む。結合部材は、電流搬送コンタクトに係合する導電パッドと、導電パッド間に延びるコンタクトブリッジとを有する。アクチュエータアセンブリが、結合部材の導電パッドが電流搬送コンタクトに係合する閉位置と、結合部材の導電パッドが電流搬送コンタクトから係合解除される開位置との間で、結合部材を動かす。アクチュエータアセンブリが閉位置に近づくとき、または閉位置にあるとき、コンタクトブリッジと導電パッドとの間に逆の電磁力が生成されて、電流搬送コンタクトと導電パッドとの間に生成される電磁反発力に抵抗する。

一実施形態は、電源を有する回路への電力を切り換えるように適合されたスイッチアセンブリを起動する方法を対象とする。この方法は、結合部材を開位置から閉位置へ動かすステップと、結合部材が閉位置に近づくとき、結合部材のコンタクトパッドをスイッチアセンブリの静止した電流搬送コンタクトに電気的に結合するステップと、コンタクトパッドと電流搬送コンタクトとの間に電磁反発力を生じさせるステップと、電磁反発力に逆らうように導電パッドに作用する逆の電磁力を生じさせるステップとを含む。逆の電磁力が電磁反発力を打ち消すと、逆の電磁力により、導電パッドと電流搬送コンタクトとの当接中に導電パッドが電流搬送コンタクトから跳ね返ることが防止または解消され、当接をより容易に予測および制御することが可能になる。

本発明の原理による例示的な実施形態の説明は、添付の図面に関連して読まれることが意図され、添付の図面は、記載した説明全体の一部と見なされるべきである。本明細書に開示する本発明の実施形態の説明において、方向または向きに対するあらゆる言及は、説明の目的のみが意図され、本発明の範囲を限定することを一切意図するものではない。「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「上（ｕｐ）」、「下（ｄｏｗｎ）」、「頂部（ｔｏｐ）」、および「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」などの相対的な用語、ならびにこれらの派生語（たとえば、「水平に（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｌｙ）」、「下向きに（ｄｏｗｎｗａｒｄｌｙ）」、「上向きに（ｕｐｗａｒｄｌｙ）」など）は、考察中の図面内に記載または図示される向きを指すと解釈されるべきである。これらの相対的な用語は、説明のみを目的とし、そのように明示的に指示しない限り、その装置が特定の向きで構築または動作されることを必要とするものではない。
「取り付けられた（ａｔｔａｃｈｅｄ）」、「固定された（ａｆｆｉｘｅｄ）」、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「相互接続された（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」などの用語は、別途明示的に指示しない限り、構造が、直接、または介在する構造を介して間接的に、互いに固定されまたは取り付けられる関係、ならびに可動または固定の取付けまたは関係を指す。さらに、本発明の特徴および利益は、好ましい実施形態の参照によって説明する。したがって、本発明は明らかに、そのような好ましい実施形態に限定されるべきでなく、好ましい実施形態は、単独でまたは特徴の他の組合せで存在しうる特徴のいくつかの可能な非限定的な組合せを示し、本発明の範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲によって定義される。

図１は、本開示の一実施形態による接触器またはスイッチアセンブリ１２を含む回路１０の概略図である。回路１０は、導電経路１８、２０、２２および接触器アセンブリ１２を介して１つまたは複数の電気負荷１６と電気的に結合された電源１４を含む。電源１４は、電気負荷１６に給電するための電流を供給する様々なシステム、デバイス、および装置のいずれかとすることができる。たとえば、電源１４は、電気負荷１６に直流電流（ＤＣ）または交流電流（ＡＣ）を供給する電池とすることができる。

導電経路１８、２０、２２は、電流を送ることが可能な様々な導電体のいずれかを含むことができる。たとえば、導電経路１８、２０、２２は、ワイヤ、ケーブル、バスバー、コンタクト、コネクタなどを含むことができる。接触器アセンブリ１２は、回路１０を通る電力の送出を制御するリレーまたはスイッチである。接触器アセンブリ１２は、導電経路１８、２０によって電源１４および電気負荷１６と接合される。図示の実施形態では、バスバー２４、２６が、接触器アセンブリ１２と導電経路１８、２０を結合する。別法として、回路１０と接触器アセンブリ１２を電気的に接合するために、異なる数のバスバー２４、２６を使用することができ、または異なる構成要素もしくはアセンブリを使用することができる。接触器アセンブリ１２は、開状態（図３に示す）と閉状態（図４に示す）とを交互に繰り返す。
閉状態で、接触器アセンブリ１２は、導電経路１８、２０間またはバスバー２４間に導電ブリッジを提供して、回路１０を閉じ、電流が電源１４から電気負荷１６へ供給されることを可能にする。開状態で、接触器アセンブリ１２は、経路１８、２０間またはバスバー２４間の導電ブリッジを除去し、それにより回路１０は開かれ、電源１４から電気負荷１６へ接触器アセンブリ１２を介して電流を供給することができなくなる。

図１に示す例示的な接触器アセンブリ１２は、長手方向軸３２に沿って両端部２８、３０間に延びる外側ハウジング２７を含む。円筒管に近似した形状の外側ハウジング２７を示すが、別法として外側ハウジング２７は、異なる形状を有することができる。外側ハウジング２７は、１つもしくは複数の高分子などの誘電体材料を含むことができ、またはそのような誘電体材料から形成することができる。別の実施形態では、外側ハウジング２７は、１つもしくは複数の金属合金などの導電材料を含むことができ、またはそのような導電材料から形成することができる。後述するように、接触器アセンブリ１２は、接触器アセンブリ１２を通って電流を伝達する１組の電流搬送コンタクト３４、３６（図２に示す）を含む。コンタクト３４、３６は、回路１０を開閉する。

ハウジング２７の端部２８は、いくつかの開口３８を含み、開口３８を通ってコンタクト３４、３６が延びる。コンタクト３４、３６は、開口３８を通って延びて、バスバー２４、２６（図１に示す）などの回路１０と接合された導電体と嵌合する。図示の実施形態では、コンタクト３４はバスバー２４と嵌合し、コンタクト３６はバスバー２６と嵌合する。

図３および図４を参照すると、接触器アセンブリ１２は、外側ハウジング２７内に配置された内側ハウジング４０を含む。内側ハウジング４０は、両端部４２、４４間に延びることができる。コンタクト３４、３６は、内側ハウジング４０の端部４２を通って突出して、外側ハウジング２７の端部２８に与えられる。内側ハウジング４０は、１つもしくは複数の高分子などの誘電体材料を含むことができ、またはそのような誘電体材料から形成することができる。内側ハウジング４０は、内部チャンバまたはコンパートメント４６を含む。

コンタクト３４、３６は、内側コンパートメント４６内に配置される。内側コンパートメント４６は、それだけに限定されるものではないが、六フッ化硫黄、窒素など、不活性ガスおよび／または絶縁ガスで封止および装填することができる。内側コンパートメント４６は封止され、その結果、コンタクト３４、３６から延びる電気アークは、内側コンパートメント４６内に抑制され、内側コンパートメント４６の外へ延びて接触器アセンブリ１２または回路１０（図１に示す）の他の構成要素を損傷しない。

図示の実施形態では、内側コンパートメント４６の両側に、永久磁石４８が設けられる（図３に示す）。別法として、磁石４８は、電磁石または他の磁束源とすることができる。

本明細書に図示および記載する接触器アセンブリ１２は、例示の目的で提供されたものである。接触器アセンブリ１２およびその構成要素の構成は、本発明の範囲から逸脱することなく変更することができる。

図３〜５に最もよく示すように、コンタクト３４、３６は、嵌合端部５０と係合端部５２との間に延びる細長い物体である。嵌合端部５０は、回路１０（図１に示す）に結合して、回路１０と接触器アセンブリ１２を電気的に結合する。たとえば、嵌合端部５０は、バスバー２４（図１に示す）と接合することができる。図示の実施形態では、係合端部５２は、導電パッド５４を含む。導電パッド５４は、それだけに限定されるものではないが、１つもしくは複数の金属もしくは金属合金などの導電材料を含み、またはそのような導電材料から形成される。たとえば、導電パッド５４は、銀（Ａｇ）合金から形成することができる。銀合金を使用することで、導電パッド５４がアクチュエータサブアセンブリ５８の導電パッド５６に溶接されるのを防止することができる。別法として、導電パッド５４は、より詳細に説明するように、それだけに限定されるものではないが、銅または銅合金などのより軟質な材料から形成することができる。

図示の例示的な実施形態では、アクチュエータサブアセンブリ５８は、長手方向軸３２に沿ってまたは長手方向軸３２に対して平行な方向に動いて、コンタクト３４、３６を互いに電気的に結合する。アクチュエータアセンブリ５８は、結合部材６０を含む。

図５に最もよく示すように、結合部材６０は、１つの湾曲部分６４から第２の湾曲部分６４へ延びるコンタクトブリッジ６２を有する。湾曲部分６４の端部から当接部材６６が延び、当接部材６６はコンタクトブリッジ６２に接触していない。それぞれの当接部材６６、湾曲部分６４、およびコンタクトブリッジ６２の一部が、コンタクトブリッジ６２の両端にＣ字状の部材を形成する。当接部材６６は、導電パッド５６と物理的かつ電気的に接触する。

結合部材６０は、それだけに限定されるものではないが、１つもしくは複数の金属または金属合金などの導電材料を含み、またはそのような導電材料から形成される。結合部材６０は、結合部材６０の両端部に導電パッド５６を含む。導電パッド５６は、それだけに限定されるものではないが、１つもしくは複数の金属もしくは金属合金などの導電材料を含み、またはそのような導電材料から形成される。たとえば、導電パッド５６は、銀（Ａｇ）合金から形成することができる。銀合金を使用することで、導電パッド５６が導電パッド５４に溶接されるのを防止することができる。別法として、導電パッド５６は、より詳細に説明するように、それだけに限定されるものではないが、銅または銅合金など、結合部材６０より軟質な材料から形成することができる。導電パッド５６は、それだけに限定されるものではないが、溶接などの周知の方法を使用することによって、結合部材６０の当接部材６６と物理的かつ電気的に接続することができる。

アクチュエータサブアセンブリ５８は、結合部材６０をコンタクト３４、３６の方へ動かし（閉位置、図４）、コンタクト３４、３６から離れる方へ動かす（開位置、図３）ように、長手方向軸３２に沿って両方向に動く。たとえば、アクチュエータサブアセンブリ５８は、コンタクト３４、３６の係合端部５２の方へ動いて、結合部材６０を係合端部５２の方へ持ち上げることができる。

結合部材６０の導電パッド５６をコンタクト３４、３６の導電パッド５４と当接させることで、電流がアクチュエータサブアセンブリ５８の結合部材６０を横切って流れ、それによって回路１０を閉じる。図示の実施形態では、導電パッド５６および結合部材６０は、コンタクト３４、３６を互いに電気的に接合させ、それにより電流は、コンタクト３４、３６の導電パッド５４、導電パッド５６、当接部材６６、湾曲部分６４を通って、コンタクトブリッジ６２を横切って流れることができる。電流は、両方向に流れることができる。

図３は、本開示の一実施形態による開状態の接触器サブアセンブリ１２の断面図である。アクチュエータサブアセンブリ５８は、長手方向軸３２に沿って向けられた細長いシャフト７０を含む。結合部材６０は、クリップまたは他の周知の方法を使用して、シャフト７０に一方の端部で接合される。

図５に示すように、接触器アセンブリ１２は、アクチュエータサブアセンブリ５８がコンタクト３４、３６から切り離されているため、開状態にある。アクチュエータサブアセンブリ５８は、コンタクト３４、３６から分離され、それにより結合部材６０は、コンタクト３４、３６を互いに相互接続または電気接続しない。その結果、電流は、コンタクト３４、３６を横切って通過することはできない。

アクチュエータサブアセンブリ５８は、シャフトまたはアーマチュア７０に結合された磁化された物体７２を含む。物体７２は、長手方向軸３２に沿って向けられた磁場または磁束を生成する永久磁石を含むことができる。接触器アセンブリ１２は、物体７２を取り囲むコイル体７４を含む。コイル体７４は、シャフト７０の磁性体７２を長手方向軸３２に沿って駆動するために、電磁石として使用することができる。たとえば、コイル体７４は、磁石体７２を取り囲む導電ワイヤまたは他の構成要素を含むことができる。コイル体７４に電流を印加して、長手方向軸３２に沿って向けられた磁場を生じさせることができる。電流がコイル体７４を通過する方向に応じて、コイル体７４によって引き起こされる磁場は、Ｎ極を外側ハウジング２７の端部２８の方へ上向きにし、または端部３０の方へ下向きにすることができる。

アクチュエータサブアセンブリ５８をコンタクト３４、３６の方へ駆動するために、コイル体７４に通電して、長手方向軸３２に沿って磁場を生じさせる。この磁場は、アクチュエータアセンブリ５８の磁石体７２を長手方向軸３２に沿ってコンタクト３４、３６の方へ動かすことができる。図示の実施形態では、アーマチュアばね７６が、外側ハウジング２７の端部３０の方へ下方向の力をアーマチュア７０に作用させる。アーマチュアばね７６によって作用される力は、コイル体７４による磁場が生じていない場合に、アクチュエータサブアセンブリ５８がコンタクト３４、３６の方へ動いてコンタクト３４、３６と当接するのを防止する。コイル体７４によって生成される磁場は、アーマチュアばね７６によってアーマチュア７０に作用される力に打ち勝って、アーマチュア７０およびアクチュエータサブアセンブリ５８をコンタクト３４、３６の方へ駆動するのに十分な大きさまたは強さである。

図４は、本開示の一実施形態による閉状態の接触器アセンブリ１２の断面図である。閉状態で、アクチュエータサブアセンブリ５８は、結合部材６０の導電パッド５６がコンタクト３４、３６の導電パッド５４と当接されるのに十分に遠くまで、接触器アセンブリ１２内で長手方向軸３２に沿って動いている。その結果、アクチュエータサブアセンブリ５８は、電気的に結合されたコンタクト３４、３６により、回路１０を閉じる。

閉位置で、電流は、図５の矢印８０によって示すように、コンタクト３４の導電パッド５４、導電パッド５６ａ、当接部材６６ａ、湾曲部分６４ａを通って、コンタクトブリッジ６２を横切り、湾曲部分６４ｂ、当接部材６６ｂ、導電パッド５６ｂ、コンタクト３６の導電パッド５４を通って流れる。これが生じると、導電パッド５６（当接部材６６を含む）とコンタクトブリッジ６２との間に逆の電磁力８２、８４が生成される。これらの力（すなわち、ローレンツ力）は、電流が導電パッド５４および導電パッド５６を横切って流れるときに生成される電磁反発力８６、８８に抵抗する。

接触器アセンブリ１２が閉位置へ動かされると、結合部材６０の導電パッド５６は、コンタクト３４、３６の導電パッド５４と係合される。導電パッド５６が導電パッド５４に近づくと、コンタクト３４の導電パッド５４から導電パッド５６ａへ電流が流れ始める。これが生じると、電流の流れにより、コンタクト３４の導電パッド５４と結合部材６０の導電パッド５６ａとの当接に逆らう電磁反発力８２が生じる。当技術分野で知られている接触器では、電磁反発力の結果、導電パッド５６ａが導電パッド５４から押しのけられまたは跳ね返されて、電流は導電パッドを飛び越え、または導電パッド間にアークを発生させ、それによって導電パッドの損傷または溶接を引き起こす可能性がある。

コンタクト３４、３６が回路１０を開閉するとき、電源１４によってコンタクト３４、３６を横切って供給される比較的高い電流を最初に伝えると、コンタクト３４、３６がアーク発生をもたらすことがあり、または接触器アセンブリ１２内でコンタクト３４、３６の１つもしくは複数から延びる電気アークを生じさせることがある。たとえば、コンタクト３４、３６を取り囲む接触器アセンブリ１２内のガスまたは大気が、電気的破壊をもたらし、コンタクト３４、３６中に急増する電荷が、ガスまたは大気中で飛び跳ねまたは動き回ることがある。アーク発生は、電流がガスまたは大気などの通常は非導電性の媒体を流れることから持続的なプラズマ放電をもたらすことがある。アーク発生の結果、非常に高温になる可能性があり、コンタクト３４、３６を含む接触器アセンブリ１２内の構成要素を溶解、溶接、蒸発、または損傷させる可能性がある。

本発明の結合部材６０の構成は、導電パッド５６ａが導電パッド５４から押しのけられまたは跳ね返されるのを防止、低減、または解消する。これにより、導電パッド５６ａとコンタクト３４の導電パッド５４との間にはるかに確実かつ有効な電気的接続を生じさせることが可能になり、それによって導電パッドを横切ってアークが発生する機会が低減される。

コンタクト３４の導電パッド５４が導電パッド５６ａと電気的に係合されると、電流は、図５に示すように、当接部材６６ａ、湾曲部分６４ａを通って、コンタクトブリッジ６２を横切って流れる。導電パッド５６ａおよび当接部材６６ａを通って流れる電流が、コンタクトブリッジ６２を通る電流の流れとは逆方向であり、導電パッド５６ａおよび当接部材６６ａが、コンタクトブリッジ６２の近傍に、コンタクトブリッジ６２に対して本質的に並列に位置決めされるとき、電流の流れは、逆の力８２を生じさせる。導電パッド５６ａに作用する逆の力８２は、導電パッド５６ａに作用する反発力８６とは逆である。
反発力は、導電パッドを通る電流の流れの圧縮によって生成される。逆の力８２が反発力８６を打ち消すとき、逆の力８０により、当接中に導電パッド５６ａが導電パッド５４から反発しまたは跳ね返ることが防止または解消されるため、導電パッド５６ａと導電パッド５４との当接をより容易に予測および制御することができる。導電パッド５６ａの跳ね返りが制御または解消されると、導電パッド５６ａおよび導電パッド５４におけるアーク発生も制御または解消される。

加えて、動作中に導電パッド５４、５６ａにわたって大きい過渡パルス電流または他の大きい電流が印加された場合、増大される反発力８６は、増大される逆の力８２によって打ち消され、それによって動作中に導電パッド５４および５６ａを物理的かつ電気的に接触したまま維持し、それによって導電パッド５６ａおよび結合部材６０の閉位置から開位置への望ましくない動きを防止し、それにより導電パッド間の望ましくないアーク発生を防止する。

導電パッド５４と導電パッド５６ａとの間の跳ね返り、分離、およびアーク発生が制御されると、導電パッドは、アーク発生に伴う非常な高温を受けない。したがって、これらの導電パッドには、より軟質かつより導電性の高い材料を使用することができる。

加えて、導電パッド５６が導電パッド５４により近づくと、導電パッド５６ｂからコンタクト３６の導電パッド５４へ電流が流れ始める。これが生じると、電流の流れにより、コンタクト３６の導電パッド５４と結合部材６０の導電パッド５６ｂとの当接に逆らう反発力８８が生じる。当技術分野で知られている接触器では、反発力の結果、導電パッド５６ｂが導電パッド５４から押しのけられまたは跳ね返されて、電流は導電パッドを飛び越え、または導電パッド間にアークを発生させ、それによって導電パッドの損傷または溶接を引き起こす可能性がある。

本発明の結合部材６０の構成は、導電パッド５６ｂがコンタクト３６の導電パッド５４から押しのけられまたは跳ね返されるのを防止、低減、または解消する。これにより、導電パッド５６ｂとコンタクト３６の導電パッド５４との間にはるかに確実かつ有効な電気的接続を生じさせることが可能になり、それによって導電パッドを横切ってアークが発生する機会が低減される。

導電パッド５６ｂがコンタクト３６の導電パッド５４と電気的に係合されると、電流は、図５に示すように、コンタクトブリッジ６２を横切って、湾曲部分６４ｂおよび当接部材６６ｂを通って流れる。導電パッド５６ｂおよび当接部材６６ｂを通って流れる電流が、コンタクトブリッジ６２を通る電流の流れとは逆方向であり、導電パッド５６ｂおよび当接部材６６ｂが、コンタクトブリッジ６２の近傍に、コンタクトブリッジ６２に対して本質的に並列に位置決めされるとき、電流の流れは、逆の力８２、８４を生じさせる。導電パッド５６ｂに作用する逆の電磁力８２は、導電パッド５６ｂに作用する電磁反発力８８とは逆である。
反発力は、導電パッドを通る電流の流れの圧縮によって生成される。逆の力８２が反発力８８を打ち消すとき、逆の力８２により、当接中に導電パッド５６ｂが導電パッド５４から反発しまたは跳ね返ることが防止または解消されるため、導電パッド５６ｂとコンタクト３６の導電パッド５４との当接をより容易に予測および制御することができる。導電パッド５６ｂの跳ね返りが制御または解消されると、導電パッド５６ｂおよび導電パッド５４におけるアーク発生も制御または解消される。

加えて、動作中に導電パッド５４、５６ｂにわたって大きい過渡パルス電流または他の大きい電流が印加された場合、増大される反発力８８は、増大される逆の力８２によって打ち消され、それによって動作中に導電パッド５４および５６ｂを物理的かつ電気的に接触したまま維持し、それによって導電パッド５６ｂおよび結合部材６０の閉位置から開位置への望ましくない動きを防止する。

導電パッド５４と導電パッド５６ｂとの間の跳ね返り、分離、およびアーク発生が制御されると、導電パッドは、アーク発生に伴う非常な高温を受けない。したがって、これらの導電パッドには、より軟質かつより導電性の高い材料を使用することができる。

結合部材６０を通る電流の流れによって生成される力は、電流の流れの圧縮によって生成される反発力を打ち消す。これにより、導電パッドを損傷することなく、コンタクトを閉位置へ動かすことが可能になる。加えて、コンタクトは、大きい過渡パルスが印加されたときでも、閉位置で維持される。

例示的な接触器アセンブリ１２とともに使用される結合部材６０を示したが、たとえば導電パッド間の跳ね返りを最小にし、導電パッドの望ましくない係合解除を防止し、それによってアーク発生および導電パッドの損傷を低減させる強化された電気的接続を提供するための結合部材６０の構成および逆の力の使用は、多くの異なる適用分野において、コンタクトが開位置と閉位置との間で動かされる多くの異なるタイプの電気コネクタとともに使用することができる。

Claims (14)

1. 電源を有する回路への電力を切り換えるように適合された接触器アセンブリであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングから突出する導電体を含み、前記ハウジング内に配置される電流搬送コンタクトと、
   前記電流搬送コンタクトに係合する導電パッド、および前記導電パッド間に延びるコンタクトブリッジを有する結合部材と、
   前記結合部材の前記導電パッドが前記電流搬送コンタクトに係合する閉位置と、前記結合部材の前記導電パッドが前記電流搬送コンタクトから係合解除される開位置との間で、前記結合部材を動かすアクチュエータアセンブリとを備え、
   前記アクチュエータアセンブリが前記閉位置にあるとき、前記コンタクトブリッジと前記導電パッドとの間に逆の電磁力が生成されて、前記電流搬送コンタクトと前記導電パッドとの間に生成される電磁反発力に抵抗する、接触器アセンブリ。
2. 前記導電パッドは、前記コンタクトブリッジの導電材料より軟質な導電材料から形成されている、請求項１に記載の接触器アセンブリ。
3. 前記結合部材の前記コンタクトブリッジは、第１の湾曲部分から第２の湾曲部分へ延び、
   前記第１の湾曲部分および前記第２の湾曲部分の端部から当接部材が延び、前記当接部材は、前記コンタクトブリッジに接触していない、請求項１に記載の接触器アセンブリ。
4. 前記当接部材は、前記コンタクトブリッジから隔置されている、請求項３に記載の接触器アセンブリ。
5. 前記当接部材および前記第１の湾曲部分および前記第２の湾曲部分は、前記コンタクトブリッジの両端にＣ字状の部材を形成している、請求項４に記載の接触器アセンブリ。
6. 前記導電パッドは、前記当接部材に取り付けられている、請求項４に記載の接触器アセンブリ。
7. 前記ハウジングは、内側コンパートメントを含み、
   前記内側コンパートメントは、前記内側コンパートメント内で横方向に延びて保護チャンバを画定する内壁を有し、
   前記結合部材は、前記ハウジングの前記保護チャンバ内に配置されている、請求項１に記載の接触器アセンブリ。
8. 前記電流搬送コンタクトは、前記ハウジングの前記保護チャンバ内に配置されており、
   前記電流搬送コンタクトは、前記ハウジングから突出して前記回路を閉じるように構成された導電体を含む、
   請求項７に記載の接触器アセンブリ。
9. 電源を有する回路への電力を切り換えるように適合されたスイッチアセンブリを起動する方法であって、
   結合部材を開位置から閉位置へ動かすステップと、
   前記結合部材が前記閉位置に近づくとき、前記結合部材のコンタクトパッドを前記スイッチアセンブリの静止した電流搬送コンタクトに電気的に結合するステップと、
   前記コンタクトパッドと前記電流搬送コンタクトとの間に電磁反発力を生じさせるステップと、
   前記電磁反発力に逆らうように前記導電パッドに作用する逆の電磁力を生じさせるステップとを含み、
   前記逆の電磁力が前記電磁反発力を打ち消すと、前記逆の電磁力により、前記導電パッドと前記電流搬送コンタクトとの当接中に前記導電パッドが前記電流搬送コンタクトから跳ね返ることが防止または解消され、前記当接をより容易に予測および制御することが可能になる、方法。
10. 前記導電パッドおよび前記電流搬送コンタクトにおけるアーク発生を解消または低減させるステップをさらに含む、
    請求項９に記載の方法。
11. 前記コンタクトパッドを接続する前記結合部材のコンタクトブリッジを通る電流の流れとは逆方向に、前記導電パッドを通る電流の流れを誘導するステップをさらに含み、
    前記電流の逆の流れは、前記電磁反発力に逆らうように前記導電パッドに作用する前記逆の電磁力を生じさせる、
    請求項９に記載の方法。
12. 動作中に前記結合部材が前記閉位置にあるとき、前記電流搬送コンタクトおよび前記導電パッドにわたって印加される過渡パルス電流または他の電流を打ち消すように、前記逆の電磁力を増大させるステップをさらに含み、前記導電パッドおよび前記結合部材の望ましくない動きが防止される、
    請求項９に記載の方法。
13. 前記導電パッドは、前記コンタクトブリッジの導電材料より軟質な導電材料から形成されている、
    請求項１１に記載の方法。
14. 前記結合部材の前記コンタクトブリッジが、第１の湾曲部分から第２の湾曲部分へ延び、
    前記コンタクトブリッジに接触していない当接部材が、前記第１の湾曲部分および前記第２の湾曲部分の端部から延びている、
    請求項１１に記載の方法。

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