JP2020031037A - リレー - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、リレーにおいて、接点を流れる電流の大きさに応じてアークの消弧能力を適切に確保することにある。【解決手段】壁部（６１）は、第１の壁面（７１）と第２の壁面（７２）とを含む。第１の壁面（７１）は、アーク消弧空間（Ａ１）に面して配置され、可動接点（１３）及び固定接点（１１）に対して第１の伸長方向（Ｆ１）に対向して配置される。第２の壁面（７２）は、アーク消弧空間（Ａ１）に面して配置され、第１の壁面（７１）に対して第２の伸長方向（Ｆ５）に配置される。可動接触片（７）から第２の壁面（７２）までの距離は、可動接触片（７）から第１の壁面（７１）までの距離と異なる。【選択図】図７

Description

本発明はリレーに関する。

リレーには、接点に発生するアークを消弧するための磁石を備えるものがある。例えば，特許文献１では、可動接触片の幅方向において、互いに対向するように２つの磁石が配置されている。可動接触片は、それら２つの磁石の間に配置されている。接点間においてアークが発生すると、アークには、磁石の磁力によってローレンツ力が作用する。それにより、アークが、可動接触片の側方の空間に引き伸ばされることで、アークが消弧される。

特開２０１３−９８０５１公報

一方、リレーでは、固定端子を流れる電流による自己磁界により、アークの挙動が影響を受けるものがある。例えば、図１５Ａは、関連技術に係るリレーの接点装置を示す平面図である。このリレーでは、磁石３００により、接点位置Ｐ１０において矢印Ｂ１０に示すように、可動接触片１００の長手方向外側に向かう磁束が発生する。従って、接点位置Ｐ１０において、図１５Ａの紙面に垂直な方向に電流Ｉ１０が流れると、アークには、矢印Ｆ１０で示すように可動接触片１００の幅方向へのローレンツ力が作用する。それにより、アークが可動接触片１００の側方の空間に引き伸ばされる。

しかし、図１５Ａに示すリレーでは、接点位置Ｐ１０の外側に固定端子２００の一部２０１が配置されている。この部分２０１は、図１５Ａの紙面に垂直な方向に延びている。従って、この部分２０１に電流Ｉ２０が流れると、矢印Ｂ２０に示すように、接点位置Ｐ１０において可動接触片１００の幅方向に向かう磁束が発生する。この磁束により、アークには、可動接触片１００の長手方向内側に向かうローレンツ力Ｆ２０が発生する。従って、アークには、磁石３００の磁力によるローレンツ力Ｆ１０と、固定端子２００を流れる電流によるローレンツ力Ｆ２０との合力Ｆ３０が作用する。そのため、アークは、合力Ｆ３０の方向に引き伸ばされて、消弧される。

ここで、アークを適切に消弧するためには、アークの起点と、可動接触片の側方に配置される壁部との間の距離を適切に設定することが重要となる。例えば、アークの起点と壁部との間の距離が小さいときには、アークを引き伸ばすための空間が狭くなる。そのため、アークを十分に引き伸ばすことが困難になる。また、アークの起点と壁部との間の距離が大きいときには、アークを壁部に押し当てる力が弱くなる。そのため、アークを十分に消弧することが困難になる。従って、アークが引き伸ばされる方向へのアークの起点と壁部との間の距離が適切に設定されることで、アークを適切に消弧することができる。

しかし、上述したように、固定端子を流れる電流による自己磁界によりアークの挙動が影響を受ける場合、電流の大きさに応じて、可動接触片１００の長手方向内側に向かうローレンツ力Ｆ２０の大きさが変化する。そのため、ローレンツ力の合力Ｆ３０の向きが変化することで、アークが引き伸ばされる方向が変化する。

例えば、図１５Ｂに示すように、電流値が１００Ａであるときのローレンツ力の合力Ｆ３０の向きと、電流値が３０００Ａであるときのローレンツ力の合力Ｆ３０’の向きとは異なる。そのため、電流値が１００Ａであるときと３０００Ａであるときとでは、アークが引き伸ばされる方向が異なる。従って、図１５Ｂに示すように、可動接触片１００と壁部４００との間の距離が一定である場合には、電流の大きさに応じて、アークを適切に消弧することは困難である。

本発明の課題は、リレーにおいて、接点を流れる電流の大きさに応じてアークの消弧能力を適切に確保することにある。

一態様に係るリレーは、可動接触片と、固定接点と、駆動装置と、アーク消弧用の磁石と、固定端子と、壁部とを備える。可動接触片は、可動接点を含む。固定接点は、可動接点に対向して配置される。駆動装置は、可動接点が固定接点に対して接触する方向及び開離する方向に可動接触片を移動させる。アーク消弧用の磁石は、可動接点と固定接点との間に生じるアークに対して第１の伸長方向にローレンツ力を作用させるように配置される。固定端子は、接点支持部と中間部とを含む。接点支持部には固定接点が設けられる。中間部は、中間部に電流が流れることにより、アークに対して第１の伸長方向と異なる第２の伸長方向にローレンツ力を作用させる。壁部は、第１の伸長方向において可動接触片との間にアーク消弧空間を隔てて配置される。

壁部は、第１の壁面と第２の壁面とを含む。第１の壁面は、アーク消弧空間に面して配置され、可動接点及び固定接点に対して第１の伸長方向に対向して配置される。第２の壁面は、アーク消弧空間に面して配置され、第１の壁面に対して第２の伸長方向に配置される。可動接触片から第２の壁面までの距離は、可動接触片から第１の壁面までの距離と異なる。

本態様に係るリレーでは、接点を流れる電流が小さいときには、アークは第１の壁面に向かって引き伸ばされる。また、接点を流れる電流が大きいときには、アークは第２の壁面に向かって引き伸ばされる。そして、可動接触片から第２の壁面までの距離は、可動接触片から第１の壁面までの距離と異なる。従って、電流の大きさの違いに応じて、可動接触片から第２の壁面までの距離と、可動接触片から第１の壁面までの距離とを適切に設定することで、アークを適切に消弧することができる。それにより、本態様に係るリレーでは、接点を流れる電流の大きさに応じてアークの消弧能力を適切に確保することができる。

可動接触片から第２の壁面までの距離は、可動接触片から第１の壁面までの距離よりも大きくてもよい。この場合、電流が大きいときに、アークを引き伸ばすために十分な広さの空間を第２の壁面と可動接触片との間に確保することができる。

壁部は、第１の壁面と第２の壁面との間に配置された接続壁面を含んでもよい。可動接触片から接続壁面までの距離は、可動接触片から第２の壁面までの距離より小さく、可動接触片から第１の壁面までの距離よりも大きくてもよい。この場合、第１の壁面と第２の壁面との間にアークが引き伸ばされたときに、アークを適切に消弧することができる。

接続壁面は、第２の伸長方向に向かって可動接触片からの距離が大きくなるように傾斜していてもよい。この場合、第１の壁面と第２の壁面との間にアークが引き伸ばされたときに、アークを適切に消弧することができる。

可動接触片から第２の壁面までの距離は、可動接触片から第１の壁面までの距離よりも小さくてもよい。この場合、電流は大きいが電圧が小さいときに、引き伸ばされたアークを十分な力で第２の壁面に押し当てることができる。それにより、アークを適切に消弧することができる。

壁部は、第１の壁面と第２の壁面との間に配置された接続壁面を含んでもよい。可動接触片から接続壁面までの距離は、可動接触片から第２の壁面までの距離より大きく、可動接触片から第１の壁面までの距離よりも小さくてもよい。この場合、第１の壁面と第２の壁面との間にアークが引き伸ばされたときに、アークを適切に消弧することができる。

接続壁面は、第２の伸長方向に向かって可動接触片からの距離が小さくなるように傾斜していてもよい。この場合、第１の壁面と第２の壁面との間にアークが引き伸ばされたときに、アークを適切に消弧することができる。

第１可動接点と第２可動接点とは、可動接触片の長手方向に互いに離れて配置されてもよい。磁石は、可動接点と固定接点との間において、長手方向において可動接触片の外側へ向かう方向に磁束を発生させるように配置されてもよい。中間部は、長手方向において固定接点の外側に配置されており、可動接触片の移動方向に延びていてもよい。この場合、可動接触片の長手方向に交差する可動接触片の幅方向へのローレンツ力と、長手方向において可動接触片の内側へ向かう方向へのローレンツ力との合力が、アークに作用する。そして、電流が大きくなるほど、アークが引き伸ばされる方向は、長手方向において可動接触片の内側へ向かって変化する。

第１の伸長方向は、可動接触片の長手方向に交差する可動接触片の幅方向であってもよい。第２の伸長方向は、長手方向において可動接触片の内側へ向かう方向であってもよい。この場合、可動接触片の長手方向に交差する可動接触片の幅方向へのローレンツ力と、長手方向において可動接触片の内側へ向かう方向へのローレンツ力との合力が、アークに作用する。そして、電流が大きくなるほど、アークが引き伸ばされる方向は、長手方向において可動接触片の内側へ向かって変化する。

リレーは、可動接触片と固定接点とを収容する接点ケースをさらに備えてもよい。壁部は、接点ケースと別体であってもよい。この場合、壁部の形成が容易となる。

壁部は、アークの熱により消弧ガスを発生させる消弧材で形成されていてもよい。この場合、アークをさらに適切に消弧することができる。

本発明によれば、リレーにおいて、接点を流れる電流の大きさに応じてアークの消弧能力を適切に確保することができる。

実施形態に係るリレーを示す側面断面図である。 リレーの接点ケース内の構成を示す平面図である。 リレーの接点ケース内の構成を示す平面図である。 リレーの接点ケース内の構成を示す平面図である。 インナーケース及び接点ケースの分解斜視図である。 インナーケースを下方から見た斜視図である。 第１壁部及び第２壁部の周囲の構造を示す拡大平面図である。 第３壁部及び第４壁部の周囲の構造を示す拡大平面図である。 第１壁部の周囲の拡大図である。 第１変形例に係る第１壁部を示す模式図である。 第２変形例に係る第１壁部を示す模式図である。 第３変形例に係る第１壁部を示す模式図である。 第４変形例に係る第１壁部を示す模式図である。 第５変形例に係る第１壁部を示す模式図である。 関連技術に係るリレーの構成を示す平面図である。

以下、図面を参照して実施形態に係るリレーについて説明する。図１は第１実施形態に係るリレー１を示す側面断面図である。図１に示すように、リレー１は、ケース２と、接点装置３と、駆動装置４とを備える。なお、以下の説明において、上下左右の各方向は、図１における上下左右の各方向を意味するものとする。また、前後方向は、図１の紙面に垂直な方向を意味するものとする。ただし、これらの方向の定義は、リレー１の配置方向を限定するものではない。

ケース２は、接点装置３と駆動装置４とを収容している。ケース２は、絶縁性を有する樹脂で形成されている。ケース２は、ケース本体２ａと蓋部２ｂとを含む。接点装置３と駆動装置４とは、ケース本体２ａ内に配置されている。蓋部２ｂは、ケース本体２ａと別体である。蓋部２ｂは、ケース本体２ａに取り付けられている。

ケース本体２ａは、接点ケース１８とアウターケース１９とインナーケース２０とを含む。接点ケース１８は、ケース２の内部を第１収納部Ｓ１と第２収納部Ｓ２とに区画している。第１収納部Ｓ１内には、接点装置３が配置される。第２収納部Ｓ２内には、駆動装置４が配置される。アウターケース１９は、接点ケース１８を内部に収容している。インナーケース２０は、接点ケース１８に取り付けられている。インナーケース２０については後に詳細に説明する。

接点装置３は、第１固定端子５と、第２固定端子６と、可動接触片７と、接触片保持部８とを含む。第１固定端子５と、第２固定端子６と、可動接触片７とは、例えば銅などの導電性を有する材料で形成されている。第１固定端子５は、第１固定接点１１を含む。第２固定端子６は、第２固定接点１２を含む。第１固定接点１１と第２固定接点１２とは、左右方向に離れて配置されている。

可動接触片７は、左右方向に延びている。本実施形態において、可動接触片７の長手方向は、左右方向に一致する。可動接触片７は、第１可動接点１３と第２可動接点１４とを含む。第１可動接点１３と第２可動接点１４とは、左右方向に離れて配置されている。第１可動接点１３は、第１固定接点１１に対向して配置されている。第２可動接点１４は、第２固定接点１２に対向して配置されている。

可動接触片７は、第１端部７ａと第２端部７ｂとを含む。第１端部７ａは、左右方向における可動接触片７の一方の端部である。第２端部７ｂは、左右方向における可動接触片７の他方の端部である。本実施形態では、第１端部７ａは、可動接触片７の左方の端部である。第２端部７ｂは、可動接触片７の右方の端部である。第１可動接点１３は、左右方向における可動接触片７の中央と第１端部７ａとの間に配置される。第２可動接点１４は、左右方向における可動接触片７の中央と第２端部７ｂとの間に配置される。

可動接触片７は、上下方向に移動可能に配置されている。詳細には、可動接触片７は、接触方向Ｚ１と開離方向Ｚ２とに移動可能に配置されている。接触方向Ｚ１は、第１可動接点１３及び第２可動接点１４が第１固定接点１１及び第２固定接点１２に対して接触する方向（図１における下方）である。開離方向Ｚ２は、第１可動接点１３及び第２可動接点１４が第１固定接点１１及び第２固定接点１２から開離する方向（図１における上方）である。

接触片保持部８は、可動接触片７を保持している。接触片保持部８は、可動接触片７において左右方向の中央で可動接触片７を保持している。接触片保持部８は、駆動軸１５と、ホルダ１６と、接点バネ１７とを含む。駆動軸１５は、上下方向に延びている。駆動軸１５は、可動接触片７と駆動装置４とを接続している。駆動軸１５は、接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２に移動可能に配置されている。ホルダ１６は、可動接触片７に接続されており、可動接触片７を保持している。接点バネ１７は、駆動軸１５とホルダ１６との間に配置されている。駆動軸１５は、接点バネ１７を介して、ホルダ１６に接続されている。

第１固定端子５は、第１接点支持部２１と、第１中間部２２と、第１外部接続部２４とを含む。第１接点支持部２１には、第１固定接点１１が設けられている。第１接点支持部２１は、左右方向において、第１固定接点１１から外側へ延びる。なお、左右方向において外側とは、左右方向において駆動軸１５の中心軸線から離れる方向を意味する。左右方向において内側とは、左右方向において駆動軸１５の中心軸線に近づく方向を意味する。

第１中間部２２は、第１接点支持部２１と第１外部接続部２４との間に位置する。第１中間部２２は、可動接触片７の長手方向において第１固定接点１１の外側に配置されている。第１中間部２２は、第１接点支持部２１から、可動接触片７の移動方向に平行な方向、すなわち上下方向に延びている。詳細には、第１中間部２２は、第１接点支持部２１から上方に延びている。第１外部接続部２４は、第１中間部２２から左方に延びている。第１外部接続部２４は、ケース２の外側に突出している。

第１固定端子５は、第１接点支持部２１と第１中間部２２との間、及び、第１中間部２２と第１外部接続部２４との間で屈曲した形状を有している。第１接点支持部２１と第１中間部２２と第１外部接続部２４とは、一体的に形成されてもよい。或いは、第１接点支持部２１と第１中間部２２と第１外部接続部２４とは、互いに別体であり、溶接等の固定手段によって互いに接続されてもよい。

第２固定端子６は、第２接点支持部３１と、第２中間部３２と、第２外部接続部３４とを含む。第２接点支持部３１には、第２固定接点１２が設けられている。第２固定端子６は、第１固定端子５と左右対称な形状を有している。第２接点支持部３１と、第２中間部３２と、第２外部接続部３４とは、それぞれ第１接点支持部２１と、第１中間部２２と、第１外部接続部２４とに対応している。従って、第２固定端子６については詳細な説明を省略する。

駆動装置４は、可動接触片７を動作させる駆動力を発生させる。駆動装置４は、電磁力によって可動接触片７を動作させる。駆動装置４は、接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２に可動接触片７を移動させる。駆動装置４は、可動接触片７の下方に配置されている。駆動装置４は、コイル４１と、スプール４２と、鉄心４３と、復帰バネ４４と、ヨーク４５とを含む。

コイル４１は、スプール４２に巻回されている。コイル４１及びスプール４２は、駆動軸１５と同軸に配置されている。スプール４２は、スプール４２の軸線方向に貫通する孔４２ａを含む。鉄心４３と復帰バネ４４とは、スプール４２の孔４２ａに挿入されている。ヨーク４５は、鉄心４３に接続されている。

ヨーク４５は、第１ヨーク４５ａと第２ヨーク４５ｂとを含む。第１ヨーク４５ａは、接点装置３とスプール４２との間に配置されている。第２ヨーク４５ｂは、第１ヨーク４５ａに接続されている。第２ヨーク４５ｂは、Ｕ字状の形状を有している。第２ヨーク４５ｂは、コイル４１の両側方と、コイル４１に対して第１ヨーク４５ａの反対側とに配置されている。

鉄心４３は、固定鉄心４３ａと可動鉄心４３ｂとリング鉄心４３ｃとを含む。固定鉄心４３ａは、第２ヨーク４５ｂに固定されている。リング鉄心４３ｃは、第１ヨーク４５ａに接触している。可動鉄心４３ｂは、固定鉄心４３ａ及びリング鉄心４３ｃと別体である。可動鉄心４３ｂは、接触方向Ｚ１及び開離方向Ｚ２に移動可能に配置されている。可動鉄心４３ｂは、リング鉄心４３ｃ内で移動する。可動鉄心４３ｂは、駆動軸１５に接続されている。復帰バネ４４は、可動鉄心４３ｂと固定鉄心４３ａとの間に配置されている。復帰バネ４４は、可動鉄心４３ｂを開離方向Ｚ２に付勢している。

次に、リレー１の動作について説明する。コイル４１に電流が流されず励磁されていないときには、可動鉄心４３ｂと共に、駆動軸１５は、復帰バネ４４の弾性力によって開離方向Ｚ２に押圧されている。そのため、可動接触片７も開離方向Ｚ２に押圧されており、図１に示すように、第１可動接点１３及び第２可動接点１４は、第１固定接点１１及び第２固定接点１２から開離した開状態となっている。

コイル４１に電流が流されて励磁されると、コイル４１の電磁力により、可動鉄心４３ｂが、復帰バネ４４の弾性力に抗して、接触方向Ｚ１に移動する。それにより、駆動軸１５とホルダ１６と可動接触片７とが共に接触方向Ｚ１に移動して、第１可動接点１３及び第２可動接点１４が、第１固定接点１１及び第２固定接点１２に接触した閉状態となる。

コイル４１への電流が停止され消磁されると、可動鉄心４３ｂと共に、駆動軸１５は、復帰バネ４４の弾性力によって開離方向Ｚ２に押圧される。そのため、可動接触片７も開離方向Ｚ２に押圧されることで、第１可動接点１３及び第２可動接点１４は、開状態に戻る。

図２は、リレー１の接点ケース１８内の構成を示す平面図である。図２では、可動接触片７及び駆動軸１５の位置が二点差線で示されている。図１及び図２に示すように、リレー１は、第１磁石５１と第２磁石５２と第３磁石５３とを含む。第１磁石５１と第２磁石５２と第３磁石５３とは、接点間で生じたアークを消弧するための永久磁石である。

第１磁石５１と第２磁石５２とは、左右方向に互いに離れて配置されている。第１磁石５１は、左右方向において可動接触片７の一側方に配置されている。第２磁石５２は、左右方向において可動接触片７の一側方に配置されている。詳細には、第１磁石５１は、可動接触片７の左方に配置されている。第２磁石５２は、可動接触片７の右方に配置されている。

第１磁石５１と第２磁石５２とは、互いに同極が向き合うように配置されている。詳細には、第１磁石５１は、可動接触片７に対向するＳ極面５１Ｓと、Ｓ極面５１Ｓの反対側のＮ極面５１Ｎとを含む。第２磁石５２は、可動接触片７に対向するＳ極面５２Ｓと、Ｓ極面５２Ｓの反対側のＮ極面５２Ｎとを含む。

第３磁石５３は、可動接触片７に対して前後方向に対向して配置されている。なお、本実施形態において、前後方向は、可動接触片７の長手方向と交差する可動接触片７の幅方向と一致する。第３磁石５３は、可動接触片７に対向するＮ極面５３Ｎと、Ｎ極面５３Ｎの反対側のＳ極面５３Ｓとを含む。

また、リレー１は、ヨーク４７を含む。ヨーク４７は、第１磁石５１と第２磁石５２と第３磁石５３とを接続している。詳細には、ヨーク４７は、第１磁石５１のＮ極面５１Ｎと、第２磁石５２のＮ極面５２Ｎと、第３磁石５３のＳ極面５３Ｓとに接続されている。

以上のような第１磁石５１と、第２磁石５２と、第３磁石５３との配置により、図３に示すように、第１固定接点１１と第１可動接点１３との間の位置（以下、「第１接点位置Ｐ１」と呼ぶ）において左右方向外側に向かう磁束Ｂ１が生成される。また、第２固定接点１２と第２可動接点１４との間の位置（以下、「第２接点位置Ｐ２」と呼ぶ）において左右方向外側に向かう磁束Ｂ２が生成される。詳細には、左右方向における中央から第１端部７ａに向かう方向への磁束Ｂ１が、第１固定接点１１と第１可動接点１３との間において生成される。左右方向における中央から第２端部７ｂに向かう方向への磁束Ｂ２が、第２固定接点１２と第２可動接点１４との間において生成される。

従って、可動接触片７において第１可動接点１３から第２可動接点１４（図３における左方から右方）に電流が流れるときには、第１接点位置Ｐ１において、矢印Ｆ１で示すローレンツ力が作用する。また、第２接点位置Ｐ２においては、矢印Ｆ２で示すローレンツ力が作用する。可動接触片７において第２可動接点１４から第１可動接点１３（図３における右方から左方）に電流が流れるときには、第１接点位置Ｐ１では矢印Ｆ３で示すローレンツ力が作用する。また、第２接点位置Ｐ２では、矢印Ｆ４で示すローレンツ力が作用する。

以上のように、アークにローレンツ力Ｆ１，Ｆ２或いはローレンツ力Ｆ３，Ｆ４が作用することで、アークが矢印Ｆ１−Ｆ４で示す方向に引き伸ばされる。それにより、アークが迅速に消弧される。以下、第１〜第３磁石５１−５３の磁力によってアークに作用するローレンツ力（Ｆ１−Ｆ４）の方向を「第１の伸長方向（Ｆ１−Ｆ４）」と呼ぶ。本実施形態において、第１の伸長方向（Ｆ１−Ｆ４）は、可動接触片の幅方向すなわち前後方向である。

詳細には、第１の伸長方向（Ｆ１）は、可動接触片７におい第１可動接点１３から第２可動接点１４に電流が流れるときに、第１〜第３磁石５１−５３の磁界によって第１接点位置Ｐ１においてアークに作用するローレンツ力の方向である。第１の伸長方向（Ｆ２）は、可動接触片７において第１可動接点１３から第２可動接点１４に電流が流れるときに、第１〜第３磁石５１−５３の磁界によって第２接点位置Ｐ１においてアークに作用するローレンツ力の方向である。

第１の伸長方向（Ｆ３）は、可動接触片７において第２可動接点１４から第１可動接点１３に電流が流れるときに、第１〜第３磁石５１−５３の磁界によって第１接点位置Ｐ１においてアークに作用するローレンツ力の方向である。第１の伸長方向（Ｆ４）は、可動接触片７において第２可動接点１４から第１可動接点１３に電流が流れるときに、第１〜第３磁石５１−５３の磁界によって第１接点位置Ｐ２においてアークに作用するローレンツ力の方向である。

また、図４に示すように、第１接点位置Ｐ１では、第１固定端子５の自己磁界によるローレンツ力Ｆ５がアークに作用する。詳細には、第１中間部２２に電流が流れることにより、第１接点位置Ｐ１では、アークに対して第１の伸長方向（Ｆ１−Ｆ４）と異なる方向にローレンツ力Ｆ５が作用する。

例えば、可動接触片７において第１可動接点１３から第２可動接点１４に電流が流れるときには、第１接点位置Ｐ１では、第１中間部２２を流れる電流による磁界によって、左右方向における内側へ向かうローレンツ力Ｆ５がアークに作用する。この場合、アークには、ローレンツ力Ｆ１，Ｆ５の合力Ｆ１’が作用する。従って、アークは、ローレンツ力の合力Ｆ１’の方向に引き伸ばされる。

また、第２接点位置Ｐ２においても同様に、第２中間部３２に電流が流れることにより、第２接点位置Ｐ２では、アークに対して、左右方向における内側へ向かうローレンツ力Ｆ６が作用する。そのため、アークには、ローレンツ力Ｆ２，Ｆ６の合力Ｆ２’が作用する。従って、アークは、ローレンツ力の合力Ｆ２’の方向に引き伸ばされる。

以下、第１中間部２２に流れる電流による磁界によってアークに作用するローレンツ力Ｆ５，Ｆ６の方向を第２の伸長方向（Ｆ５，Ｆ６）と呼ぶ。本実施形態において、第２の伸長方向（Ｆ５，Ｆ６）は、可動接触片の長手方向において内側へ向かう方向である。

詳細には、第２の伸長方向（Ｆ５）は、第１中間部２２に流れる電流による磁界によって、第１接点位置Ｐ１においてアークに作用するローレンツ力の方向である。第２の伸長方向（Ｆ６）は、第２中間部３２に流れる電流による磁界によって、第２接点位置Ｐ２においてアークに作用するローレンツ力の方向である。

図２に示すように、リレー１は、上記のように引き伸ばされたアークを消弧するための第１壁部６１と、第２壁部６２と、第３壁部６３と、第４壁部６４とを備えている。第１〜第４壁部６１−６４は、インナーケース２０に設けられている。図５は、インナーケース２０及び接点ケース１８の分解斜視図である。図６は、インナーケース２０を下方から見た斜視図である。

図６に示すように、インナーケース２０は、接点ケース１８と別体である。インナーケース２０は、アークの熱により消弧ガスを発生させる消弧材で形成されている。インナーケース２０は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂で形成されてもよい。或いは、インナーケース２０は、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂などの熱可塑性樹脂などで形成されてもよい。或いは、インナーケース２０は、他の消弧材で形成されてもよい。

インナーケース２０は、天面２６と第１側壁２７と第２側壁２８とを含む。天面２６は、接点ケース１８内の第１収納部Ｓ１を上方から覆う。第１側壁２７と第２側壁２８とは、前後方向に互いに離れて配置されている。第１側壁２７と第２側壁２８とは、天面２６から下方に延びている。第１壁部６１と第２壁部６２とは、第１側壁２７の内面に設けられている。第３壁部６３と第４壁部６４とは、第２側壁２８の内面に設けられている。

図７は、第１壁部６１及び第２壁部６２の周囲の構造を示す拡大平面図である。図７に示すように、第１壁部６１は、第１の伸長方向（Ｆ１）において可動接触片７との間にアーク消弧空間Ａ１を隔てて配置されている。第１壁部６１は、第１の伸長方向（Ｆ１）において第１接点位置Ｐ１と対向する位置に配置されている。第１壁部６１は、第１の壁面７１と、第２の壁面７２と、第１接続壁面８１とを含む。

第１の壁面７１は、アーク消弧空間Ａ１に面して配置されている。第１の壁面７１は、第１可動接点１３及び第１固定接点１１に対して第１の伸長方向（Ｆ１）に対向して配置されている。すなわち、前後方向から見て、第１の壁面７１は、第１可動接点１３及び第１固定接点１１と重なる。第１の壁面７１は、左右方向に延びた平坦な形状を有している。

第２の壁面７２は、アーク消弧空間Ａ１に面して配置されている。第２の壁面７２は、第１の壁面７１に対して第２の伸長方向（Ｆ５）に配置されている。第２の壁面７２は、第１可動接点１３及び第１固定接点１１に対して第１の伸長方向（Ｆ１）に対向して配置されている。すなわち、前後方向から見て、第２の壁面７２は、第１可動接点１３及び第１固定接点１１と重なる。

第２の壁面７２は、左右方向に延びた平坦な形状を有している。第２の壁面７２は、第１の伸長方向（Ｆ１）において第１の壁面７１よりも可動接触片７から離れて配置されている。従って、第１の伸長方向（Ｆ１）において、可動接触片７から第２の壁面７２までの距離は、可動接触片７から第１の壁面７１までの距離よりも大きい。

第１接続壁面８１は、第１の壁面７１と第２の壁面７２との間に配置されている。第１接続壁面８１は、第１の壁面７１と第２の壁面７２とに接続されている。第１接続壁面８１は、前後方向、すなわち第１の伸長方向（Ｆ１）に延びている。第１壁部６１は、第１接続壁面８１において段差のある形状を有している。

第２壁部６２は、第１壁部６１と左右方向に対称な形状を有している。第２壁部６２は、第１の伸長方向（Ｆ２）において可動接触片７との間にアーク消弧空間Ａ２を隔てて配置されている。第２壁部６２は、第１の伸長方向（Ｆ２）において第２接点位置Ｐ２と対向する位置に配置されている。第２壁部６２は、第３の壁面７３と、第４の壁面７４と、第２接続壁面８２とを含む。第４の壁面７４は、第１の伸長方向（Ｆ２）において第３の壁面７３よりも可動接触片７から離れて配置されている。第３の壁面７３と、第４の壁面７４と、第２接続壁面８２とは、それぞれ第１の壁面７１と、第２の壁面７２と、第１接続壁面８１と左右方向に対称であるため、詳細な説明を省略する。

図８は、第３壁部６３及び第４壁部６４の周囲の構造を示す拡大平面図である。第３壁部６３は、第１壁部６１と前後方向に対称な形状を有している。図８に示すように、第３壁部６３は、第１の伸長方向（Ｆ３）において可動接触片７との間にアーク消弧空間Ａ３を隔てて配置されている。第３壁部６３は、第５の壁面７５と、第６の壁面７６と、第３接続壁面８３とを含む。第６の壁面７６は、第１の伸長方向（Ｆ３）において第５の壁面７５よりも可動接触片７から離れて配置されている。第５の壁面７５と、第６の壁面７６と、第３接続壁面８３とは、それぞれ第１の壁面７１と、第２の壁面７２と、第１接続壁面８１と前後方向に対称であるため、詳細な説明を省略する。

第４壁部６４は、第３壁部６３と左右方向に対称な形状を有している。第４壁部６４は、第１の伸長方向（Ｆ４）において可動接触片７との間にアーク消弧空間Ａ４を隔てて配置されている。第４壁部６４は、第７の壁面７７と、第８の壁面７８と、第４接続壁面８４とを含む。第８の壁面７８は、第１の伸長方向（Ｆ４）において第７の壁面７７よりも可動接触片７から離れて配置されている。第７の壁面７７と、第８の壁面７８と、第４接続壁面８４とは、それぞれ第５の壁面７５と、第６の壁面７６と、第３接続壁面８３と左右方向に対称であるため、詳細な説明を省略する。

以上説明した第１実施形態に係るリレー１では、接点を流れる電流が小さいときには、アークは第１の壁面７１に向かって引き伸ばされる。また、接点を流れる電流が大きいときには、アークは第２の壁面７２に向かって引き伸ばされる。図９は、第１壁部６１の周囲の拡大図である。例えば、接点を流れる電流が１００Ａであるときには、第１の伸長方向（Ｆ１）へのローレンツ力Ｆ１と比べて、第２の伸長方向（Ｆ５）へのローレンツ力Ｆ５は小さい。そのため、アークは、アークの起点Ｏ１から、図９において矢印Ｃ１で示す方向に引き伸ばされる。それにより、アークは、第１の壁面７１に向かって引き伸ばされる。

なお、図９に示すアークの起点Ｏ１は、第１固定接点１１と第１可動接点１３との接触部分の中心である。しかし、アークの起点Ｏ１は、第１固定接点１１と第１可動接点１３との接触部分の中心に限らず、他の位置であってもよい。

例えば、接点を流れる電流が３０００Ａであるときには、電流が１００Ａであるときと比べて、第２の伸長方向（Ｆ５）へのローレンツ力Ｆ５は大きい。そのため、アークは、アークの起点Ｏ１から、図９において矢印Ｃ２で示す方向に引き伸ばされる。それにより、アークは、第２の壁面７２に向かって引き伸ばされる。

ここで、可動接触片７から第２の壁面７２までの距離は、可動接触片７から第１の壁面７１までの距離よりも大きい。そのため、電流が大きいときに、アークを引き伸ばすために十分な広さの空間を第２の壁面７２と可動接触片７との間に確保することができる。

言い換えれば、可動接触片７から第１の壁面７１までの距離は、可動接触片７から第２の壁面７２までの距離よりも小さい。そのため、電流が小さくても、引き伸ばされたアークを十分な力で第１の壁面７１に押し当てることができる。それにより、アークを適切に消弧することができる。

以上のように、本実施形態に係るリレー１では、可動接触片７に対する第１壁部６１の第１の壁面７１と第２の壁面７２との位置を適切に設定することで、接点を流れる電流の大きさに応じて、アークを適切に消弧することができる。

第１壁部６１は、接点ケース１８と別体のインナーケース２０に設けられている。従って、第１壁部６１の形成が容易となる。

第１壁部６１は、アークの熱により消弧ガスを発生させる消弧材で形成されている。従って、アークが十分な力で第１壁部６１に押し当てられることで、さらに適切にアークを消弧することができる。

また、第２〜第４壁部６２−６４についても、上述した第１壁部６１と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、駆動装置４の構成が変更されてもよい。コイル４１、スプール４２、鉄心４３、復帰バネ４４、或いはヨーク４５の形状、或いは配置が変更されてもよい。ケース２の形状、或いは配置が変更されてもよい。

第１固定端子５、第２固定端子６、可動接触片７の形状、或いは配置が変更されてもよい。例えば、第１外部接続部２４及び第２外部接続部３４は、ケース２から上方に突出してもよい。或いは、第１外部接続部２４及び第２外部接続部３４は、ケース２から前後方向に突出してもよい。第１〜第３磁石５１−５３の配置、或いは極性は、上記の実施形態のものに限らず変更されてもよい。

第１固定接点１１は、第１固定端子５と別体であってもよく、或いは一体であってもよい。第２固定接点１２は、第２固定端子６と別体であってもよく、或いは一体であってもよい。第１可動接点１３は、可動接触片７と別体であってもよく、或いは一体であってもよい。第２可動接点１４は、可動接触片７と別体であってもよく、或いは一体であってもよい。

上記の実施形態では、駆動装置４が駆動軸１５をコイル４１側から引き込むことで、可動接触片７が接触方向Ｚ１に移動する。また、駆動装置４が駆動軸１５をコイル４１側から押し出すことで、可動接触片７が開離方向Ｚ２に移動する。しかし、接点を開閉するための駆動軸１５の動作方向は、上記の実施形態と逆であってもよい。すなわち、駆動装置４が駆動軸１５をコイル４１側に引き込むことで、可動接触片７が開離方向Ｚ２に移動してもよい。駆動装置４が駆動軸１５をコイル４１側から押し出すことで、可動接触片７が接触方向Ｚ１に移動してもよい。すなわち、接触方向Ｚ１と開離方向Ｚ２とは、上記の実施形態とは上下に逆であってもよい。

第１〜第４壁部６１−６４の形状、或いは配置が変更されてもよい。第１〜第８の壁面７１−７８の形状、或いは配置が変更されてもよい。第１〜第４接続壁面８１−８４の形状、或いは配置が変更されてもよい。例えば、上記の実施形態では、第１〜第４壁部６１−６４は、一体的にインナーケース２０に設けられている。しかし、第１〜第４壁部６１−６４は、互いに別体であってもよい。第１〜第４壁部６１−６４は、インナーケース２０とは別に設けられてもよい。第１〜第４壁部６１−６４の一部が省略されてもよい。

図１０は、第１変形例に係る第１壁部６１を示す模式図である。図１０に示すように、第１接続壁面８１は、第２の伸長方向（Ｆ５）に向かって可動接触片７からの距離が大きくなるように傾斜していてもよい。この場合、図１０において矢印Ｃ３で示すように、第１の壁面７１と第２の壁面７２との間にアークが引き伸ばされたときに、アークを適切に消弧することができる。

図１１は、第２変形例に係る第１壁部６１を示す模式図である。図１１に示すように、第１接続壁面８１は、第１の壁面７１及び第２の壁面７２と同様に、第２の伸長方向（Ｆ５）に伸びていてもよい。第１接続壁面８１は、第１の伸長方向（Ｆ１）において、第１の壁面７１及び第２の壁面７２との間に配置されてもよい。

第１壁部６１は、第１の壁面７１と第１接続壁面８１と第２の壁面７２とによって複数の段差状の形状を有してもよい。第１接続壁面８１は、可動接触片７から第１接続壁面８１までの距離は、第１可動接触片７から第１の壁面７１までの距離より大きく、可動接触片７から第２の壁面７２までの距離より小さくてもよい。この場合、矢印Ｃ３で示すように、第１の壁面７１と第２の壁面７２との間にアークが引き伸ばされたときに、アークを適切に消弧することができる。

図１２は、第３変形例に係る第１壁部６１を示す模式図である。図１２に示すように、可動接触片７から第２の壁面７２までの距離は、可動接触片７から第１の壁面７１までの距離よりも小さくてもよい。すなわち、第１の伸長方向（Ｆ１）において、第２の壁面７２は、第１の壁面７１よりも可動接触片７の近くに配置されてもよい。

この場合、電流は大きいが電圧が小さいときに、引き伸ばされたアークを十分な力で第２の壁面７２に押し当てることができる。例えば、接点を８００Ｖ，４００Ａの電流が流れるときには、第１の伸長方向へのローレンツ力Ｆ１と比べて、第２の伸長方向へのローレンツ力Ｆ５は小さい。そのため、アークは、アークの起点Ｏ１から、図１２において矢印Ｃ４で示す方向に引き伸ばされる。それにより、アークは、第１の壁面７１に向かって引き伸ばされる。

例えば、接点を４００Ｖ，３５００Ａの電流が流れるときには、電流が４００Ａであるときと比べて、第２の伸長方向へのローレンツ力Ｆ５は大きい。そのため、アークは、アークの起点Ｏ１から、図１２において矢印Ｃ５で示す方向に引き伸ばされる。それにより、アークは、第２の壁面７２に向かって引き伸ばされる。しかし、第１の伸長方向において第２の壁面７２は、第１の壁面７１よりも可動接触片７の近くに配置されている。そのため、電圧が小さくても、引き伸ばされたアークを十分な力で第２の壁面７２に押し当てることができる。それにより、アークを適切に消弧することができる。

図１３は、第４変形例に係る第１壁部６１を示す模式図である。図１３に示すように、第１接続壁面８１は、第２の伸長方向（Ｆ５）に向かって可動接触片７からの距離が小さくなるように傾斜していてもよい。

図１４は、第５変形例に係る第１壁部６１を示す模式図である。図１４に示すように、可動接触片７から第１接続壁面８１までの距離は、可動接触片７から第２の壁面７２までの距離より大きく、可動接触片７から第１の壁面７１までの距離よりも小さくてもよい。

以上、第１壁部６１の変形例に付いて説明したが、第２〜第４壁部６２−６４についても上記の変形例と同様に変更されてもよい。

本発明によれば、リレーにおいて、接点を流れる電流の大きさに応じてアークの消弧能力を適切に確保することができる。

４ 駆動装置
５ 第１固定端子
７ 可動接触片
１１ 第１固定接点
１３ 第１可動接点
１８ 接点ケース
２１ 第１接点支持部
２２ 第１中間部
５１ 第１磁石
６１ 第１壁部
７１ 第１の壁面
７２ 第２の壁面
８１ 第１接続壁面
Ａ１ アーク消弧空間
Ｆ１ 第１の伸長方向
Ｆ５ 第２の伸長方向

Claims (11)

1. 可動接点を含む可動接触片と、
   前記可動接点に対向して配置された固定接点と、
   前記可動接点が前記固定接点に対して接触する方向及び開離する方向に前記可動接触片を移動させる駆動装置と、
   前記可動接点と前記固定接点との間に生じるアークに対して第１の伸長方向にローレンツ力を作用させるように配置されたアーク消弧用の磁石と、
   前記固定接点が設けられた接点支持部と、電流が流れることにより前記アークに対して前記第１の伸長方向と異なる第２の伸長方向にローレンツ力を作用させる中間部とを含む固定端子と、
   前記第１の伸長方向において前記可動接触片との間にアーク消弧空間を隔てて配置された壁部と、
   を備え、
   前記壁部は、
   前記アーク消弧空間に面して配置され、前記可動接点及び前記固定接点に対して前記第１の伸長方向に対向して配置された第１の壁面と、
   前記アーク消弧空間に面して配置され、前記第１の壁面に対して前記第２の伸長方向に配置された第２の壁面と、
   を含み、
   前記可動接触片から前記第２の壁面までの距離は、前記可動接触片から前記第１の壁面までの距離と異なる、
   リレー。
2. 前記可動接触片から前記第２の壁面までの距離は、前記可動接触片から前記第１の壁面までの距離よりも大きい、
   請求項１に記載のリレー。
3. 前記壁部は、前記第１の壁面と前記第２の壁面との間に配置された接続壁面を含み、
   前記可動接触片から前記接続壁面までの距離は、前記可動接触片から前記第２の壁面までの距離より小さく、前記可動接触片から前記第１の壁面までの距離よりも大きい、
   請求項２に記載のリレー。
4. 前記壁部は、前記第１の壁面と前記第２の壁面との間に配置された接続壁面を含み、
   前記接続壁面は、前記第２の伸長方向に向かって前記可動接触片からの距離が大きくなるように傾斜している、
   請求項２に記載のリレー。
5. 前記可動接触片から前記第２の壁面までの距離は、前記可動接触片から前記第１の壁面までの距離よりも小さい、
   請求項１に記載のリレー。
6. 前記壁部は、前記第１の壁面と前記第２の壁面との間に配置された接続壁面を含み、
   前記可動接触片から前記接続壁面までの距離は、前記可動接触片から前記第２の壁面までの距離より大きく、前記可動接触片から前記第１の壁面までの距離よりも小さい、
   請求項５に記載のリレー。
7. 前記壁部は、前記第１の壁面と前記第２の壁面との間に配置された接続壁面を含み、
   前記接続壁面は、前記第２の伸長方向に向かって前記可動接触片からの距離が小さくなるように傾斜している、
   請求項５に記載のリレー。
8. 前記第１可動接点と前記第２可動接点とは、前記可動接触片の長手方向に互いに離れて配置され、
   前記磁石は、前記可動接点と前記固定接点との間において、前記長手方向において前記可動接触片の外側へ向かう方向に磁束を発生させるように配置され、
   前記中間部は、前記長手方向において前記固定接点の外側に配置されており、前記可動接触片の移動方向に延びている、
   請求項１から７のいずれかに記載のリレー。
9. 前記第１の伸長方向は、前記可動接触片の長手方向に交差する前記可動接触片の幅方向であり、
   前記第２の伸長方向は、前記可動接触片の長手方向において前記可動接触片の内側へ向かう方向である、
   請求項１から８のいずれかに記載のリレー。
10. 前記可動接触片と前記固定接点とを収容する接点ケースをさらに備え、
    前記壁部は、前記接点ケースと別体である、
    請求項１から９のいずれかに記載のリレー。
11. 前記壁部は、前記アークの熱により消弧ガスを発生させる消弧材で形成されている、
    請求項１から１０のいずれかに記載のリレー。

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