JP2019517715A - リレー - Google Patents

Abstract

本開示に開示されているリレーは、少なくとも１つの固定接点群が接して設けられているハウジングであって、固定接点群が互いに絶縁された２つの固定接点を含み、固定接点群の少なくとも１つの固定接点が上部端子および下部接触子を含み、かつ、上部端子および下部接触子が互いに離間され、ヒューズによって電気的に接続されているハウジングと、ハウジング内に設けられ、オンの位置とオフの位置との間を切り替えることができるベースプレートであって、ベースプレートは、オンの位置にあるとき、固定接点群の２つの固定接点の導電のために固定接点群を接触させ、かつ、オフの位置にあるとき、固定接点群の２つの固定接点の導電を切断するために固定接点群から離間されるベースプレートと、ベースプレートを駆動して、オンの位置とオフの位置との間を切り替えるようにベースプレートに接続される駆動装置と、を備える。本開示の一実施形態によるリレーでは、ヒューズは、リレーを有する回路システムの安全性を強化し、かつ、過電流または短絡に起因する火災などを回避するための過負荷保護効果および短絡保護効果を有する。

Description

本開示は、電気機器の分野に関し、特に、リレーに関する。

電気機器の使用中に短絡が生じる場合がある。関連技術分野においては、リレーには過負荷保護装置がない。リレーがオンに切り替わっているときに、負荷電流が過度に大きくなったり、回路に短絡が生じたりすると、発火しやすくなることで、製品の機能が失われ、危険が生じる。加えて、上記のリレーには消弧装置がないため、アーク時間が長くなり、製品寿命が短くなってしまう。

関連技術分野における技術的問題のうちの１つを解決するために。本開示は、電流の過負荷または短絡に起因する安全上の問題を低減、または回避するためのリレーを提供することを１つの目的とする。

本開示の一実施形態によるリレーは、少なくとも１つの固定接点群が接して設けられているハウジングであって、この固定接点群が互いに絶縁された２つの固定接点を含み、この固定接点群の少なくとも１つの固定接点が上部端子および下部接触子を含み、かつ、この上部端子および下部接触子が互いに離間され、ヒューズによって電気的に接続されているハウジングと、ハウジング内に設けられ、オンの位置とオフの位置との間を切り替えることができるベースプレートであって、このベースプレートは、オンの位置にあるとき、固定接点群の２つの固定接点の導電のために固定接点群を接触させ、かつ、オフの位置にあるとき、固定接点群の２つの固定接点の導電を切断するために固定接点群から離間されるベースプレートと、ベースプレートを駆動して、オンの位置とオフの位置との間を切り替えるようにベースプレートに接続された駆動装置と、を備える。

上記において、ベースプレートがオンの位置にあるとは、ベースプレートが導電性を有する位置にあることを意味し、ベースプレートがオフの位置にあるとは、ベースプレートが切断された位置にあることを意味する。

本開示の実施形態によるリレーでは、ヒューズは、リレーを有する回路システムの安全性を強化し、かつ、過電流または短絡に起因する火災などを回避するための過負荷保護効果および短絡保護効果を有する。

加えて、本開示の実施形態によるリレーは、以下の追加の技術的特徴をさらに有することができる。

本開示のいくつかの実施形態では、上部端子と下部接触子との間で絶縁リングが接続されるとともに、上部端子が、絶縁リングの上方端部を包囲し、下部接触子が、絶縁リングの下方端部を包囲し、ヒューズの少なくとも一部分が、絶縁リングの内部に配置される。

本開示のいくつかの実施形態では、ヒューズは、事前設定された距離だけ、絶縁リングの内部周面から離間している。

本開示のいくつかの実施形態では、絶縁リングは、セラミックリングである。

本開示のいくつかの実施形態では、絶縁リングにケイ砂が充填されている。

本開示のいくつかの実施形態では、絶縁リングは、上方端部表面および下方端部表面にそれぞれ金属層を有する。

本開示のいくつかの実施形態では、ヒューズが円筒形本体を有し、ヒューズの上方端部および下方端部の縁部がそれぞれ、外側に向かって延びるフランジを有し、このフランジが絶縁リングの対応する端部表面まで延びている。

本開示のいくつかの実施形態では、ヒューズの本体が、絶縁リング内に位置し、ヒューズを取り囲む環状キャビティが、ヒューズの本体部分と、絶縁リングの内部周面との間に画定される。

本開示のいくつかの実施形態では、ヒューズが溶断部分を有し、この溶断部分は、軸方向に本体部分の中間位置に位置している。

本開示のいくつかの実施形態では、上部端子が、ヒューズおよび絶縁リングにそれぞれはんだ付けされ、下部接触子が、ヒューズおよび絶縁リングにそれぞれはんだ付けされる。

本開示のいくつかの実施形態では、第１の接続リングが上部端子の下部表面に設けられ、この第１の接続リングが、絶縁リングの上方端部表面、およびヒューズの上方端部表面にそれぞれはんだ付けされる一方で、第２の接続リングが下部接触子の上部表面に配置され、この第２の接続リングが、絶縁リングの下方端部表面、およびヒューズの下方端部にそれぞれはんだ付けされる。

本開示のいくつかの実施形態では、第１の接続リングおよび第２の接続リングの軸が、上下方向に延び、第１の接続リングおよび第２の接続リングの壁の厚さが、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲にある。

本発明のいくつかの実施形態では、リレーが、周方向に配置された磁石をさらに備える。

本発明のいくつかの実施形態では、ハウジングが、底部が開いているセラミックケーシングと、セラミックケーシングの底部を包囲するようにセラミックケーシングの下に配置されたパレットと、セラミックケーシングおよびパレットにそれぞれ接続された接続プラットフォームと、を備える。

本発明のいくつかの実施形態では、ハウジングに水素またはヘリウムが充填されている。

本発明のいくつかの実施形態では、駆動装置が、以下のもの、すなわち、プッシュロッドであって、プッシュロッドの上方端部がベースプレートに接続され、下方端部がハウジングから下方へ突き出し、プッシュロッドの上方端部がベースプレートを貫通し、スナップばね、およびガスケットに接続され、スナップばねがプッシュロッドにクランプされているとともに、ガスケットが、スナップばねと接続部分との間に位置決めされているプッシュロッドと、緩衝ばねであって、緩衝ばねがプッシュロッドの外側にスリーブ状に設けられており、緩衝ばねの上方端部がベースプレートを押し付けており、かつ、緩衝ばねの下方端部がプッシュロッドまたはハウジングの底部を押し付けている緩衝ばねと、を備える。

さらに、プッシュロッドの上方端部の周方向のシースに、プッシュロッドをベースプレートから離間させる絶縁シースが設けられ、緩衝ばねの上方端部が、絶縁シースを押し付けている。

本開示の一実施形態におけるリレーの断面図である。 図１に円Ａによって示されている区域を拡大した概略図である。 図１に示されているリレーの概略的な分解組立図である。 本開示の１つの実施形態におけるリレーの固定接点の断面図である。 本開示の１つの実施形態におけるリレーのヒューズと、絶縁リングとを組み合わせた概略図である。 本開示の１つの実施形態における短絡保護構造の概略的な分解組立図である。 本開示の１つの実施形態におけるヒューズの概略図である。

本開示の実施形態は、以下に詳細に記載され、実施形態の例は、添付の図面に図示され、各図面においては、同一または同様の参考番号は、常に同一または同様の要素、あるいは同一または同様の機能を有する要素を指す。添付の図面を参照して記載される以下の実施形態は、例示的なものであり、本開示を説明することを目的とし、本開示を限定するものとして解釈されないものとする。

以下では、添付の図面を参照して、本開示の一実施形態におけるリレー１００を詳細に説明する。

図１〜図６に関連して、本開示の一実施形態におけるリレー１００は、ハウジング１と、ベースプレート２と、駆動装置４と、を備える。

ハウジング１には、少なくとも１つの固定接点群１１が設けられ、固定接点群１１は、２つの相互に絶縁された固定接点１１１を含み、固定接点群１１の少なくとも１つの固定接点１１１は、上部端子１１１１および下部接触子１１１２を含む。上部端子１１１１および下部接触子１１１２は、絶縁のために互いに離間され、上部端子１１１１および下部接触子１１１２は、ヒューズ３によって相互に接続されている。したがって、上部端子１１１１と下部接触子１１１２との間の導電が、ヒューズ３によって実現されている。すなわち、ヒューズ３が接続されていないときには、上部端子１１１１および下部接触子１１１２は互いに絶縁され、そして、上部端子１１１１および下部接触子１１１２がヒューズ３によって電気的に接続される。

ベースプレート２は、ハウジング１に配置され、オンの位置とオフの位置との間を切り替えることができる。ベースプレート２がオンの位置にあるとき、ベースプレート２は、固定接点群１１の２つの固定接点１１１の導電のために、固定接点群１１の２つの固定接点１１１に接触している。図１に示されるように、ベースプレート２がオフの位置にあるとき、ベースプレート２は、固定接点群１１の２つの固定接点１１１から離間され、固定接点群１１の２つの固定接点１１１の導電を切断するようにする。

駆動装置４は、ベースプレート２に接続され、ベースプレート２を駆動して、オンの位置とオフの位置との間を切り替えるようにする。

リレー１００の使用中に、電流過負荷または短絡などの問題が生じる場合には、固定接点１１１のヒューズ３が切断されることにより、複数の固定接点１１１間の電気的接続を切断し、リレー１００をオフの状態にあるようにさせる。その結果、回路は切断される。

本開示の実施形態におけるリレー１００によれば、固定接点１１１に配置されたヒューズ３により、過負荷保護および短絡保護の効果が、ヒューズ３によって実現されることで、リレー１００を有する回路システムの安全性を向上させ、かつ、過電流または短絡によって引き起こされる火災などを回避するようになっている。

本開示では、ヒューズ３は、過負荷保護に用いられ、電流過負荷または短絡によって引き起こされるリスクを効果的に回避する。

本開示では、ヒューズ３は、ヒューズ３の交換およびリレー１００のメンテナンスを容易にするためだけでなく、リレー１００、およびリレー１００を有する回路システムの使用およびメンテナンスを容易にするためにもまた、固定接点１１１に組み込まれている。

さらに、本開示のベースプレート２には、固定接点群１１に対応する少なくとも１つの可動接点群をさらに設けることができ、各可動接点群は、２つの導電性の可動接点を含む。ベースプレート３がオンの位置にあるとき、可動接点群２１は、固定接点群１１に接触しており、固定接点群１１の２つの固定接点１１１が導電されている。ベースプレート２がオフの位置にあるとき、可動接点群は、固定接点群１１から離間されており、固定接点群１１の２つの固定接点１１１が導電を切断する。

本開示では、少なくとも１つの固定接点群は、ハウジング１に配置することができる。この少なくとも１つの固定接点群１１の少なくとも１つの固定接点１１１は、上部端子１１１１および下部接触子１１１２を含み、この上部端子１１１１および下部接触子１１１２は、ヒューズによって導電される。例えば、固定接点群１１の数が１個であり、固定接点群１１の２つの固定接点１１１のうちの１つが上部端子１１１１および下部接触子１１１２を含むか、または、固定接点群１１の固定接点１１１のそれぞれが、上部端子１１１１および下部接触子１１１２を含む。別の例として、固定接点群１１の数が２個であり、一方の固定接点群１１の固定接点１１１のうちの１つ、またはそれぞれが、上部端子１１１１および下部接触子１１１２を含むが、もう一方の固定接点群１１の２つの固定接点１１１は、上部端子１１１１および下部接触子１１１２を含まない。別の例として、固定接点群１１の数が２個であり、２個の固定接点群１１のそれぞれの固定接点１１１のそれぞれが、上部端子１１１１および下部接触子１１１２を含む。

もちろん、本開示では、固定接点群１１の数は限定されない。例えば、固定接点群１１の数は３個、４個、または任意の他の数とすることができる。

本開示の具体的な例では、上部端子１１１１および下部接触子１１１２はいずれも、上部端子１１１１および下部接触子１１１２が互いに対して固定され、かつ、相互に絶縁するために上部端子１１１１を下部接触子１１１２から離間させるように、ハウジング１に接続することができる。上部端子１１１１および下部接触子１１１２は、ヒューズ３によって電気的に接続されている。ハウジング１によって、上部端子１１１１と下部接触子１１１２との間にキャビティもまた画定することができる。接続構造を上部端子１１１１と下部接触子１１１２との間に設けることで、上部端子１１１１および下部接触子１１１２が、互いに対して固定され、絶縁のために上部端子１１１１を下部接触子１１１２から離間させるようにすることもまた可能である。上部端子１１１１は、ヒューズ３によって下部接触子１１１２に電気的に接続される。本開示では、上部端子１１１１と下部接触子１１１２との間でヒューズ３が接続されていないときに相互に絶縁した状態が存在することだけが必要であり、電気的接続は、ヒューズ３によって実現することができる。いくつかの具体的な実施形態における接続構造について、添付の図面を参照しながら説明する。

図３および図４に示されるように、本開示のいくつかの実施形態では、絶縁リング１１１３が、上部端子１１１１と下部接触子１１１２との間に接続されている。上部端子１１１１は、絶縁リング１１１３の上方端部を包囲し、下部接触子１１１２は、絶縁リング１１１３の下方端部を包囲している。両端部が、上部端子１１１１および下部接触子１１１２によって包囲されていることで、絶縁リング１１１３の中に封入されたキャビティを画定するようになっている。ヒューズ３の少なくとも一部分が、絶縁リング１１１３の内部に設けられている。すなわち、ヒューズ３は、絶縁リング１１１３によって収容されることにより、ヒューズ３に対する保護効果を形成している。それに加え、ヒューズ３の溶断時には、溶断時のヒューズ３が飛び散って安全上の問題を引き起こさないようにし、これにより、リレー１００の安全性能を向上させている。

本開示では、ヒューズの溶断時に円滑な切断を容易にするために、ヒューズ３は、事前設定された距離だけ、絶縁リング１１１３の内部周面から離間されていることで、ヒューズ３が絶縁リング１１１３の内部周面に接着することに起因する、ヒューズ３の溶断時の難局を回避するようにしている。あるいは、ヒューズ３は、溶断部分３２が絶縁リング１１１３の内部周面から離間されている。

セラミックは、構造安定性、および優れた絶縁性能などの利点を有するので、本開示では、セラミック材料を用いて、絶縁リング１１１３を作る。言いかえれば、絶縁リング１１１３はセラミックリングである。もちろん、プラスチックなどのような他の材料を用いて絶縁リング１１１３を作ってもまたよい。

さらに、リレー１００の消弧効果をさらに強化するために、本開示では、絶縁リング１１１３にはケイ砂が充填されている（図示せず）。ケイ砂によって消弧すれば、アークの発生により引き起こされる安全上の問題が回避され、ヒューズ３の溶断時に、長いアーク時間に起因する製品安全性に対する影響が低減される。

本開示のいくつかの実施形態では、ヒューズ３と、上部端子１１１１および下部接触子１１１２との間の電気的接続を容易にするために、金属層が、絶縁リング１１１３の上方端部表面および下方端部表面の両方に設けられている。

絶縁リング１１１３の上方端部表面および下方端部表面に配置された金属層により、ヒューズ３の上方端部および下方端部は、ヒューズ３の取り付けを実現するために、対応する金属層にはんだ付けすることができることで、ヒューズ３の取り付けに好都合になるとともに、構造上の強度が高くなっている。それに加え、上部端子１１１１とヒューズ３との間の伝導効果、および下部接触子１１１２とヒューズ３との間の伝導効果もまた、金属層によって強化することができる。

さらに、図４、図５、図６および図７に関連して、ヒューズ３は、円筒状の本体部分３３を有するとともに、ヒューズ３の上方端部および下方端部の縁部はそれぞれ、外側に向かって延びるフランジ３１を有し、このフランジ３１は、絶縁リング１１１３の対応する端部表面まで延びている。すなわち、ヒューズ３の両端部は、絶縁リング１１１３の端部表面に接続され、ヒューズ３の中間部分は絶縁リング１１１３の中にある。組み立て時に、ヒューズ３の両端部が絶縁リング１１１３の端部表面に配置されるので、上部端子１１１１が封入された絶縁リング１１１３の上方端部にあると、ヒューズ３の電気的接続が容易である一方で、下部接触子１１１２が封入された絶縁リング１１１３の下方端部にあると、ヒューズ３の電気的接続が容易であり、これにより、リレー１００がさらに効率良く取り付けられるようになっている。それに加え、上部端子１１１１および下部接触子１１１２は、ヒューズ３と電気的接続を保つことができる。

さらに、図５に、および図６に関連して示されているように、ヒューズ３の本体部分３３は、絶縁リング１１１３内に配置され、ヒューズ３の本体部分３３および絶縁リング１１１３の内部周面は、互いに離れている。また、ヒューズ３の本体部分３３と、絶縁リング１１１３の内部周面との間に環状キャビティ１１１４が画定され、この環状キャビティ１１１４は、ヒューズ３の本体部分３３を取り囲んでいる。したがって、ヒューズ３の本体部分３３が環状キャビティ１１１４によって絶縁リング１１１３から効率的に離間され、ヒューズ３を円滑に溶断できるようにする。

図５に、および図７に関連して示されているように、ヒューズの溶断部分３２は、軸方向（図５の上下方向参照）にヒューズ３の本体部分３３の中間位置にあり、ヒューズの溶断をさらに容易にしている。

あるいは、ヒューズ３を絶縁リング１１１３にはんだ付けし、はんだ付けによってヒュージョン３を絶縁リング１１１３に安定して取り付けるようにすることで、リレー１００の安定性および安全性を向上させる。それに加え、ヒューズ３が固定されているので、上部端子１１１１および下部接触子１１１２を好都合に取り付けることで、リレー１００の組み立て効率を向上させることができる。

さらに、上部端子１１１１は、ヒューズ３および絶縁リング１１１３にそれぞれはんだ付けされ、下部接触子１１１２は、ヒューズ３および絶縁リング１１１３にそれぞれはんだ付けされる。

各部分のはんだ付け効果を向上させるために、図４に示されるように、本開示における上部端子１１１１の下部表面には、第１の接続リング１１１５が設けられ、この第１の接続リング１１１５は、絶縁リング１１１３の上方端部表面、およびヒューズ３の上方端部にそれぞれはんだ付けされることが好ましい。下部接触子１１１２の上部表面には、第２の接続リング１１１６が設けられ、この第２の接続リング１１１６は、絶縁リング１１１３の下方端部表面、およびヒューズ３の下方端部にそれぞれはんだ付けされる。溶接部でのはんだ付けの均一性が改善されることで、溶接部の安定性を強化する。

図４を参照すると、第１の接続リング１１１５および第２の接続リング１１１６の軸は、上下方向に延びており、第２の接続リング１１１６および第１の接続リング１１１５の壁の厚さは、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲にある。

本開示のいくつかの実施形態では、リレー１００は、円周方向に配置された磁石（図示せず）をさらに備える。この磁石の磁界の作用の下に、アークが伸張し、このとき、アークがアークシュートによってセグメントに分割されることにより、磁石による消弧効果を有するようにする。

図１および図３に関連して、本開示のいくつかの実施形態では、ハウジング１は、セラミックケーシング１０１と、パレット１０２と、接続プラットフォーム１０３と、を備えるとともに、セラミックケーシング１０１の底部が開いており、パレット１０２は、セラミックケーシング１０１の底部を包囲するようにセラミックケーシング１０１の下に配置されている。また、接続プラットフォーム１０３は、セラミックケーシング１０１およびパレット１０２にそれぞれ接続されている。セラミックケーシング１０１およびパレット１０２を組み合わせることによって、セラミックケーシング１０１内に密閉されたキャビティを形成することで、ほこりなどがハウジング１に入らないようにすると同時に、電気的安全性を向上させることができる。それに加え、ハウジング１は、セラミックケーシング１０１、パレット１０２、および接続プラットフォーム１０３に分割されており、これによりベースプレート２、および駆動装置４などの素子の取り付けが容易になる。

セラミックは相対的に強度にすぐれ、化学安定性および熱安定性が高く、不良導体でもある。したがって、本開示では、セラミックケーシングを利用する。ハウジング１の絶縁性能を向上させて、安全上の問題を低減させる。

もちろん、本開示の他の実施形態では、ハウジング１は、他の絶縁材料とすることができる。ハウジング１の具体的な材料は、本開示において限定されるものではない。実際、材料は適応的に選択することができる。

さらに、ハウジング１には水素またはヘリウムが充填されている。水素またはヘリウムで消弧ガス層を形成すると、リレー１００の切り替え手順の間に、アークが水素またはヘリウムによって速やかに消滅することにより、安全上の問題を低減させることができる。

水素または窒素が充満した閉鎖空間において、ヒューズ３が正常に作動し、アークを発生させると、ガス（水素または窒素）の冷却作用の下で、アークを速やかに消滅させることができ、これにより、リレー１００の使用上の安全性をさらに向上させることができる。

本開示のいくつかの実施形態では、図１、図２および図３に関連して、駆動装置４は、ハウジング１の底部に接続されており、この駆動装置４は、プッシュロッド４４、および緩衝ばね４７を備える。プッシュロッド４４の上方端部は、ベースプレート２に接続されており、下方端部は、ハウジング１から下方へ突き出ている。プッシュロッド４４の上方端部は、ベースプレート２を貫通して、スナップばね４８およびガスケット４９に接続されている。スナップばね４８は、プッシュロッド４４にクランプされており、ガスケット４９は、スナップばね４８と接続部分２０２との間にある。緩衝ばね４７は、プッシュロッド４４の外側にスリーブ状に設けられ、緩衝ばね４７の上方端部は、ベースプレート２を押し付け、一方、緩衝ばね４７の下方端部は、プッシュロッド４４またはハウジング１の底部を押し付けている。緩衝ばね４７およびスナップばね４８などを組み合わせることにより、ベースプレート２の緩衝作用が実現される。リレーのオンとオフのプロセスの間、緩衝作用によって固定接点群１１と可動接点群２１との間の強固な接触を回避することにより、リレーの安定性を向上させ、リレーのノイズを低減させることができる。

図１および図２に関連して、ベースプレート２にはシース４６が設けられている。シース４６を用いて、ベースプレート２をプッシュロッド４４から離間させることにより、低電圧側での素子の損傷および故障を回避することができる。したがって、リレー１００の品質および使用上の安全性が向上する。

さらに、図１および図２に関連して、絶縁シース４６は、プッシュロッド４４をベースプレート２から離間させるように、プッシュロッド４４の上方端部の周辺部にスリーブ状に設けられ、緩衝ばね４７の上方端部が、絶縁シース４６を押し付けることにより、緩衝ばね４７をベースプレート２から電気的に絶縁する。

さらに、図２に示されるように、ベースプレート２には貫通孔が設けられており、絶縁シース４６を貫通孔内に配置することができる。また、絶縁シース４６は、プッシュロッド４４の外側にスリーブ状に設けることができる。したがって、プッシュロッド４４をある程度まで保護することができる。このため、プッシュロッド４４の作用の精度および円滑性を確保することにより、リレー１００の使用上の性能を向上させることができる。

さらに、図１に示されるように、駆動装置４は、スリーブ４１と、制限ポスト４２と、鉄心４３と、リセットばね４５と、をさらに備える。

スリーブ４１の上方端部はハウジング１に接続されており、また、制限ポスト４２は、スリーブ４１の上方部分に配置されて、ハウジング１に接続されている。鉄心４３は、スリーブ４１の下方部分に配置され、上下に移動可能である。プッシュロッド４４の一方の端部は鉄心４３に接続され、もう一方の端部はベースプレート２に接続されている。また、リセットばね４５は、プッシュロッド４４の外側にスリーブ状に設けられ、両端部が鉄心４３および制限ポスト４２をそれぞれ押し付けている。したがって、駆動装置４４によってリレー１００のオンおよびオフを容易に制御し、これにより、リレー１００の使用上の性能をある程度まで向上させることができる。

図１の例では、リセットばね４５の下方端部が鉄心４３を押し付け、リセットばね４５の上方端部が制限ポスト４２を押し付けている。したがって、リセットばね４５の作用の下で、駆動装置４の動作がさらに円滑になり、リレー１００のオンおよびオフが容易に制御される。

図１〜図３に示されるように、本開示のいくつかの実施形態では、プッシュロッド４４の上方端部（例えば、図１または図２のプッシュロッド４４の上方端部）は、ベースプレート２の貫通孔を貫通することができる。貫通孔を貫通しているプッシュロッド４４の端部には、スナップばね４８およびガスケット４９が設けられている。ガスケット４９は、スナップばね４８の力を低減することができるとともに、スナップばね４８の脱落を防止することができる。このように、リレー１００の動作安定性をさらに向上させることができる。緩衝ばね４７は、プッシュロッド４４の外側（例えば、図１および図２のプッシュロッド４４から離れた側）に、スリーブ状に設けられ、この緩衝ばね４７は、絶えずプッシュロッド４４を押して、ベースプレート２がスナップばね４８を押し付けるようにするために用いることができる。したがって、プッシュロッド４４の作用をさらに円滑にし、リレー１００の作用精度もまた向上させることができる。

緩衝ばね４７の一方の端部がベースプレート２に接続され、緩衝ばね４７のもう一方の端部が、プッシュロッド４４およびハウジングのうちのいずれかに接続されている。

すなわち、図１および図２に関連して、緩衝ばね４７の第１の端部は、ベースプレート２に接続され（例えば、図２の緩衝ばね４７の上方端部）、緩衝ばね４７の第２の端部（例えば、図１の緩衝ばね４７の下方端部）は、ベースプレート２に接続されている。あるいは、緩衝ばね４７の第１の端部は、ベースプレート２に接続され（例えば、図２の緩衝ばね４７の上方端部）、緩衝ばね４７の第２の端部（例えば、図１の緩衝ばね４７の下方端部）は、ハウジング１に接続されている。もちろん、緩衝ばね４７の上方端部をハウジング１に接続し、下方端部をベースプレート２に接続することもまた可能である。このとき、緩衝ばねは、多くの場合、伸張した状態であるはずである。リレー１００の動作の円滑性が高められることで、ユーザの要求がより良く満たされる。

加えて、図２を参照すると、本開示における絶縁シース４６は、上部絶縁カバー４６１および下部絶縁カバー４６２を備える。上部絶縁カバー４６１は、第１の円筒状本体と、第１の円筒状本体の上方端部にある第１のフランジと、を備え、下部絶縁カバー４６２は、第２の円筒状本体と、第２の円筒状本体の下方端部にある第２のフランジと、を備える。上部絶縁カバーの第１の円筒状本体は貫通孔内に挿入され、第１のフランジがベースプレートの上部表面を押し付け、一方、下部絶縁カバーの第２の円筒状本体は貫通孔内に挿入され、第２のフランジがベースプレートの下部表面を押し付けている。第１の円筒状本体は、第２の円筒状本体内に挿入され、第１の円筒状本体および第２の円筒状本体は、ともに貫通孔内に挿入されている。

図１〜図６に示されるように、本開示の実施形態によるリレー１００は、回路の過電流保護機能を有するとともに、回路遮断器の機能を実現することができる。短絡保護構造は、上部端子１１１１と、セラミックリング（すなわち、絶縁リング１１１３）と、ヒューズ３と、下部接触子１１１２と、で構成されている。短絡保護構造は、以下のように組み立てることができる。すなわち、セラミックリングの上部表面および下部表面に金属を被覆し、ヒューズ３を２つに折りたたんだ後に、ヒューズ３およびセラミックリングをろう付けし、次に、セラミックリングおよび下部接触子１１１２をろう付けして、ケイ砂をセラミックリング内に充填する。すなわち、下部接触子１１１２、セラミックリング、および上部端子１１１１は、図４に示されるようなヒューズ３を有する固定接点１１１を構成している。ヒューズ３は、過負荷保護機能を有し、ケイ砂は、ヒューズ３の溶断時に消弧機能を有する。また、セラミックリングは、ヒューズ３を支持し、固定し、溶断時の飛散を防止し、ヒューズ３の溶断後に、上部および下部接触子１１１２を絶縁する機能を有する。

本開示の実施形態によるリレー１００を組み立てる場合、最初に、ヒューズ３をセラミックリングにはんだ付けする。次に、上部端子１１１１の下部接触子１１１２をセラミックリングにはんだ付けして、固定接点１１１を形成する。次いで、２組の安全機構を形成するように、固定接点１１１をセラミックケーシング１０１にはんだ付けする。緩衝ばね、下部絶縁カバー、ベースプレート、上部絶縁カバーを順番にプッシュロッドに組み立てる。最後にガスケットを組み立て、その後に、スナップばねを用いて固定する。

上記構成部品の組み立て後に、駆動装置４を取り付ける。パレット１０２、制限ポスト４２、リセットばね４５を順番にプッシュロッドに取り付け、レーザーはんだ付け、またはねじ止めによって鉄心４３およびプッシュロッドを固定する。図１に示されるように、リレーはオフの状態にある。駆動装置４が作動し始めると、ベースプレートが、ヒューズ３を有する固定接点１１１に接触し、負荷電流がヒューズ３を通過する。負荷電流が過度に高いか、または回路に短絡が起こると、ヒューズが溶断して、保護効果を有するようにする。リレー１００の外部磁石、キャビティ内の水素、およびセラミックリング内のケイ砂の作用を組み合わせることにより、アークを速やかに消滅させることができる。２組の安全固定接点１１１が同時に作用する。したがって、より安全に保護効果が得られる。オンの状態では、上部絶縁カバーおよび下部絶縁カバーが、プッシュロッドを高電圧負荷側から離間させることにより、高電圧と低電圧とを絶縁し、低電圧側での素子への損傷、および故障現象を防ぐ。これにより、製品の品質および安全性が向上される。

本開示では、ヒューズ３は、過負荷保護に用いられ、電流過負荷または短絡によって引き起こされるリスクを効果的に防ぐ。その一方で、リレー１００の外部磁石、キャビティ内の水素、およびセラミックリング内のケイ砂の作用を組み合わせることにより、ヒューズ３の溶断時に、長いアーク時間によって引き起こされる製品安全性への影響が低減される。２組の安全固定接点１１１が同時に作用する。これにより、製品の溶断精度および使用上の安全性が向上される。これに対して、本開示では、ヒューズ３およびリレー１００を組み合わせることで、全体的な使用スペースおよびコスト全体を削減する。ヒューズ３にリレー１００の消弧機構を用いることにより、製品の品質および安全性を効果的に向上させることができる。

本開示の説明においては、「中心の」、「長手方向の」、「横方向の」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「〜の上に」、「〜の下に」、「前部」、「後部」、「左」、「右」、「垂直の」、「水平の」、「頂部」、「底部」、「の内部に」、「の外部に」、「時計回りに」、「反時計回りに」、「軸方向」、「放射状」、「周囲の」などの用語によって表示される向きまたは位置関係は、添付の図面の図示に基づく向きまたは位置関係であり、装置もしくは構成要素が具体的な向きになければならないこと、または、具体的な向きで配置、および操作されなければならないことを表示、または示唆するためではなく、むしろ、単に本発明の説明を容易にし、かつ、説明を単純化するために用いられていると理解されるものとする。したがって、本発明を限定するものであるとは理解し得ないものである。

加えて、「第１の」および「第２の」という用語は、単に説明目的で使用され、相対的重要度を表示、または示唆するもの、または技術的特徴の量を暗に表示するものであるとは理解し得ないものである。したがって、「第１の」および「第２の」によって定義される特徴は、明白に、または暗に１つまたは複数の特徴を含むことができる。本開示の説明においては、そうでないことが明白、かつ具体的に限定されていない限り、「複数の」とは、２つ以上、例えば、２つ、３つなどを意味する。

本開示においては、明白に規定または限定されていない限り、「装着された」、「接続された」、「結合された」、「固定された」などの用語は、広義に解釈され、固定された接続もしくは取り外し可能な接続、または一体的な接続、機械的接続もしくは電気的接続などを包含するとともに、直接的な接続、および中間媒体を用いた間接的な接続とすることもまた可能であり、２つの構成要素内部間の接続、または２つの構成要素間の相互作用関係とすることもまた可能である。当業者であれば、具体的な場合に応じて、本開示における前述の用語の具体的な意味を理解することができる。

本開示においては、そうでないことが明白に規定、または限定されていない限り、第１の特徴が第２の特徴の「上」または「下」にあるとき、第１の特徴および第２の特徴が直接接触してもよいか、または、第１の特徴および第２の特徴が中間媒体を用いて間接的に接触する。それに加え、第１の特徴が第２の特徴の「上」または「上方」にあるとき、第１の特徴は、第２の特徴の真上にあってもよいし、または、第２の特徴の斜め上方にあってもよい。あるいは、それは単に、第１の特徴が第２の特徴よりも高い水平位置にあることを表す。第１の特徴が第２の特徴の「下」または「下方」にあるとき、第１の特徴は、第２の特徴の真下にあってもよいし、または、第２の特徴の斜め下方にあってもよい。あるいは、それは単に、第１の特徴が第２の特徴よりも低い水平位置にあることを表す。

本明細書全体にわたって「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「一例」、「具体的な例」、または「いくつかの例」と言う場合、これらは、実施形態または例に関連して記載される特定の特徴、構造、材料、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態または例に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたって様々な箇所に出現する「一実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「一例では」、「具体的な例では」、または「いくつかの例では」のような表現は、必ずしも本発明の同じ実施形態または例を指すものではない。それに加え、特定の特徴、構造、材料、または特性は、任意の１つまたは複数の実施形態または例において適切なやり方で組み合せることができる。加えて、矛盾しない場合には、本明細書に記載された様々な実施形態または例だけでなく、様々な実施形態または例の特徴もまた、組み合わせることができる。

本開示の実施形態を上記で示し、説明してきたが、上記の実施形態は例示的なものであり、本発明を限定するようには解釈し得ないこと、また、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、上記の実施形態の変更、修正、置き換え、および代替を行なうことができることが認識されるであろう。

１００ リレー
１ ハウジング
１１ 固定接点群
１１１ 固定接点
１１１１ 上部端子
１１１２ 下部接触子
１１１３ 絶縁リング
１１１４ 環状キャビティ
１１１５ 第１の接続リング
１１１６ 第２の接続リング
１０１ セラミックケーシング
１０２ パレット
１０３ 接続プラットフォーム
２ ベースプレート
３ ヒューズ
３１ フランジ
３２ 溶断部分
３３ 本体部分
４ 駆動装置
４１ スリーブ
４２ 制限ポスト
４３ 鉄心
４４ プッシュロッド
４５ リセットばね
４６ シース
４７ 緩衝ばね
４８ スナップばね
４９ ガスケット
４６１ 上部絶縁カバー
４６２ 下部絶縁カバー

関連技術分野における技術的問題のうちの１つを解決するために、本開示は、電流の過負荷または短絡に起因する安全上の問題を低減、または回避するためのリレーを提供することを１つの目的とする。

本発明のいくつかの実施形態では、ハウジングに水素または窒素が充填されている。

本発明のいくつかの実施形態では、駆動装置が、以下のもの、すなわち、プッシュロッドであって、プッシュロッドの上方端部がベースプレートに接続され、下方端部がハウジングから下方へ突き出し、プッシュロッドの上方端部がベースプレートを貫通し、スナップばね、およびガスケットに接続され、スナップばねがプッシュロッドにクランプされているとともに、ガスケットが、スナップばねの下に位置決めされているプッシュロッドと、緩衝ばねであって、緩衝ばねがプッシュロッドの外側にスリーブ状に設けられており、緩衝ばねの上方端部がベースプレートを押し付けており、かつ、緩衝ばねの下方端部がプッシュロッドまたはハウジングの底部を押し付けている緩衝ばねと、を備える。

さらに、本開示のベースプレート２には、固定接点群１１に対応する少なくとも１つの可動接点群をさらに設けることができ、各可動接点群は、２つの導電性の可動接点を含む。ベースプレート２がオンの位置にあるとき、可動接点群は、固定接点群１１に接触しており、固定接点群１１の２つの固定接点１１１が導電されている。ベースプレート２がオフの位置にあるとき、可動接点群は、固定接点群１１から離間されており、固定接点群１１の２つの固定接点１１１が導電を切断する。

あるいは、ヒューズ３を絶縁リング１１１３にはんだ付けし、はんだ付けによってヒューズ３を絶縁リング１１１３に安定して取り付けるようにすることで、リレー１００の安定性および安全性を向上させる。それに加え、ヒューズ３が固定されているので、上部端子１１１１および下部接触子１１１２を好都合に取り付けることで、リレー１００の組み立て効率を向上させることができる。

さらに、ハウジング１には水素または窒素が充填されている。水素または窒素で消弧ガス層を形成すると、リレー１００の切り替え手順の間に、アークが水素または窒素によって速やかに消滅することにより、安全上の問題を低減させることができる。

本開示のいくつかの実施形態では、図１、図２および図３に関連して、駆動装置４は、ハウジング１の底部に接続されており、この駆動装置４は、プッシュロッド４４、および緩衝ばね４７を備える。プッシュロッド４４の上方端部は、ベースプレート２に接続されており、下方端部は、ハウジング１から下方へ突き出ている。プッシュロッド４４の上方端部は、ベースプレート２を貫通して、スナップばね４８およびガスケット４９に接続されている。スナップばね４８は、プッシュロッド４４にクランプされており、ガスケット４９は、スナップばね４８の下にある。緩衝ばね４７は、プッシュロッド４４の外側にスリーブ状に設けられ、緩衝ばね４７の上方端部は、ベースプレート２を押し付け、一方、緩衝ばね４７の下方端部は、プッシュロッド４４またはハウジング１の底部を押し付けている。緩衝ばね４７およびスナップばね４８などを組み合わせることにより、ベースプレート２の緩衝作用が実現される。リレーのオンとオフのプロセスの間、緩衝作用によって固定接点群１１と可動接点群２１との間の強固な接触を回避することにより、リレーの安定性を向上させ、リレーのノイズを低減させることができる。

スリーブ４１の上方端部はハウジング１に接続されており、また、制限ポスト４２は、スリーブ４１の上方部分に配置されて、ハウジング１に接続されている。鉄心４３は、スリーブ４１の下方部分に配置され、上下に移動可能である。プッシュロッド４４の一方の端部は鉄心４３に接続され、もう一方の端部はベースプレート２に接続されている。また、リセットばね４５は、プッシュロッド４４の外側にスリーブ状に設けられ、両端部が鉄心４３および制限ポスト４２をそれぞれ押し付けている。したがって、駆動装置４によってリレー１００のオンおよびオフを容易に制御し、これにより、リレー１００の使用上の性能をある程度まで向上させることができる。

Claims (17)

1. リレーであって、
   少なくとも１つの固定接点群が接して設けられているハウジングであって、前記固定接点群が互いに絶縁された２つの固定接点を含み、前記固定接点群の少なくとも１つの固定接点が上部端子および下部接触子を含み、かつ、前記上部端子および前記下部接触子が互いに離間され、ヒューズによって電気的に接続されているハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、オンの位置とオフの位置との間を切り替えることができるベースプレートであって、前記ベースプレートは、前記オンの位置にあるとき、前記固定接点群の前記２つの固定接点の導電のために前記固定接点群を接触させ、かつ、前記オフの位置にあるとき、前記固定接点群の前記２つの固定接点の前記導電を切断するために前記固定接点群から離間されるベースプレートと、
   前記ベースプレートを駆動して、前記オンの位置と前記オフの位置との間を切り替えるように前記ベースプレートに接続された駆動装置と、
   を備えるリレー。
2. 前記上部端子と前記下部接触子との間で絶縁リングが接続されるとともに、前記上部端子が、前記絶縁リングの上方端部を包囲し、前記下部接触子が、前記絶縁リングの下方端部を包囲し、前記ヒューズの少なくとも一部分が、前記絶縁リングの内部に配置される、請求項１に記載のリレー。
3. 前記ヒューズが、事前設定された距離だけ、前記絶縁リングの内部周面から離間している、請求項２に記載のリレー。
4. 前記絶縁リングがセラミックリングである、請求項２に記載のリレー。
5. 前記絶縁リングにケイ砂が充填されている、請求項２に記載のリレー。
6. 前記絶縁リングが、前記上方端部表面および前記下方端部表面のそれぞれに金属層を有する、請求項２に記載のリレー。
7. 前記ヒューズが円筒形本体を有し、前記ヒューズの前記上方端部および前記下方端部の縁部がそれぞれ、外側に向かって延びるフランジを有し、前記フランジが前記絶縁リングの対応する端部表面まで延びている、請求項６に記載のリレー。
8. 前記ヒューズの前記本体が、前記絶縁リング内に位置し、前記ヒューズを取り囲む環状キャビティが、前記ヒューズの前記本体部分と、前記絶縁リングの前記内部周面との間に画定される、請求項７に記載のリレー。
9. 前記ヒューズが溶断部分を有し、前記溶断部分が、軸方向に前記本体部分の中間位置に位置する、請求項８に記載のリレー。
10. 前記上部端子が、前記ヒューズおよび前記絶縁リングにそれぞれはんだ付けされ、前記下部接触子が、前記ヒューズおよび前記絶縁リングにそれぞれはんだ付けされる、請求項２〜９のいずれか一項に記載のリレー。
11. 第１の接続リングが前記上部端子の下部表面に設けられ、前記第１の接続リングが、前記絶縁リングの前記上方端部表面、および前記ヒューズの前記上方端部にそれぞれはんだ付けされる一方で、第２の接続リングが前記下部接触子の上部表面に配置され、前記第２の接続リングが、前記絶縁リングの前記下方端部表面、および前記ヒューズの前記下方端部にそれぞれはんだ付けされる、請求項１０に記載のリレー。
12. 前記第１の接続リングおよび前記第２の接続リングの軸が、上下方向に延び、前記第１の接続リングおよび前記第２の接続リングの壁の厚さが、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲にある、請求項１１に記載のリレー。
13. 周方向に配置された磁石をさらに備える、請求項１に記載のリレー。
14. 前記ハウジングが、
    底部が開いているセラミックケーシングと、
    前記セラミックケーシングの前記底部を包囲するように前記セラミックケーシングの下に配置されたパレットと、
    前記セラミックケーシングおよび前記パレットにそれぞれ接続された接続プラットフォームと、
    を備える、請求項１に記載のリレー。
15. 前記ハウジングに水素またはヘリウムが充填されている、請求項１に記載のリレー。
16. 前記駆動装置が、
    プッシュロッドであって、前記プッシュロッドの上方端部が前記ベースプレートに接続され、下方端部が前記ハウジングから下方へ突き出し、前記プッシュロッドの前記上方端部が前記ベースプレートを貫通し、スナップばね、およびガスケットに接続され、前記スナップばねが前記プッシュロッドにクランプされているとともに、前記ガスケットが、前記スナップばねと接続部分との間に位置決めされているプッシュロッドと、
    緩衝ばねであって、前記緩衝ばねが前記プッシュロッドの外側にスリーブ状に設けられており、前記緩衝ばねの上方端部が前記ベースプレートを押し付けており、かつ、前記緩衝ばねの下方端部が前記プッシュロッドまたは前記ハウジングの底部を押し付けている緩衝ばねと、
    を備える、請求項１に記載のリレー。
17. 前記プッシュロッドの前記上方端部の周方向のシースに、前記プッシュロッドを前記ベースプレートから離間させる絶縁シースが設けられ、前記緩衝ばねの前記上方端部が、前記絶縁シースを押し付けている、請求項１５に記載のリレー。