JP6992716B2

JP6992716B2 - リレー装置

Info

Publication number: JP6992716B2
Application number: JP2018175490A
Authority: JP
Inventors: 琢也下川; 徹谷水
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2038-09-20
Also published as: JP2020047491A

Description

本発明は、リレー装置に関する。例えば、本発明は、高電圧電源ラインを切り替える真空リレー（スイッチ）に関する。

真空リレーは、高電圧、大電流切替回路の小型化と高速スイッチングを実現し、高電圧機器全般、半導体製造装置、各種放電回路等に用いられる（例えば、特許文献１）。

真空リレーの製造工程には、例えば、真空リレーを高温真空炉内に入れてロウ付けする工程がある。この工程では、真空リレーは、高温（例えば、８００℃以上）の雰囲気に置かれる。

特開平１０－２２３０７７号公報

真空リレー等のリレー装置を高温の雰囲気に置くと、リレー装置に圧縮状態で取り付けられるばねの自然長が縮小するおそがある。万が一、ばねの自然長の縮小によりばねの圧接力が低下すると、電極の接点圧力が低下し、リレー装置の通電能力が低下することとなる。

また、高温真空炉内にリレー装置を入れる前にリレー装置内の電極位置を調整しても、高温による熱膨張により、電極位置がずれた状態でロウ付けされるおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リレー装置の電極位置のずれを抑制する技術を提供することを目的としている。

上記目的を達成する本発明のリレー装置の一態様は、
外部から隔離された空間を内部に形成する絶縁容器と、
前記絶縁容器に固定される共通電極端子と、
前記絶縁容器内に備えられ、前記共通電極端子に電気的に接続される可動電極と、
前記絶縁容器に固定され、前記共通電極端子と前記可動電極を介して電気的に接離可能な、第１、第２接点電極端子と、
前記可動電極を駆動させる駆動部と、を備え、
前記第１、第２接点電極端子の少なくとも一方の接点電極端子は、
当該接点電極端子の前記絶縁容器内部における長さを調整可能な長さ調整部と、
該接点電極端子の軸方向に延在し、前記可動電極と接する端部と反対側の端部に開口を有する空洞部と、を備え、
前記長さ調整部の長さは、前記空洞部にねじ込まれた調整用ねじが、前記空洞部内部から該接点電極端子の端部を押圧して調整される、ことを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明のリレー装置の他の態様は、上記リレー装置において、
前記長さ調整部は、前記第１接点電極端子または前記第２接点電極端子の径が他の部分より小さくなった括れ部である、ことを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明のリレー装置の他の態様は、上記リレー装置において、
前記駆動部は、
前記可動電極を支持する絶縁棒と、
前記絶縁棒が立設される支持板と、
前記支持板を押圧するばねと、
前記ばねが前記支持板を押圧する方向と逆方向に、前記支持板を引っ張るコイルと、を備える、ことを特徴としている。

以上の発明によれば、リレー装置の電極位置のずれを抑制することができる。

（ａ）本発明の実施形態に係る真空リレーの断面図、（ｂ）図１（ａ）の真空リレーのＡ－Ａ断面図である。

本発明の実施形態に係る真空リレーについて、図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る真空リレー１は、絶縁容器２と、絶縁容器２に固定されるＣＯＭ（コモン）電極端子３、Ａ接点電極端子４およびＢ接点電極端子５と、ＣＯＭ電極端子３に備えられる可動電極６と、可動電極６を動作させる駆動部７と、を備える。

絶縁容器２は、例えば、セラミックにより形成される。絶縁容器２は、例えば、円筒状の側壁と、この側壁に連接して一体的に形成された端部と、を有する有底筒状の容器である。絶縁容器２の開口端部には、駆動部７がろう付け等により気密に設けられ、絶縁容器２の内部が真空（例えば、真空度が０．１Ｐａ以下）に封止される。絶縁容器２の内部を真空にすることで、小ギャップで高耐圧を得ることができる。

ＣＯＭ電極端子３は、Ａ接点電極端子４とＢ接点電極端子５に対し共通の相手端子であり、絶縁容器２の側壁を貫通して設けられる。ＣＯＭ電極端子３の絶縁容器２内に突出した端部には、可動電極６が設けられる。

Ａ接点電極端子４は、後に詳述するコイル８に電圧がかけられたときに、ＣＯＭ電極端子３に接続される電極端子（Ｎ／Ｏ：ノーマリーオープン端子）であり、絶縁容器２の側壁を貫通して設けられる。Ａ接点電極端子４には、径が他の部分より小さくなった括れ部４ａが形成される。括れ部４ａは、Ａ接点電極端子４の絶縁容器２内部側に形成される。括れ部４ａを複数形成する場合、括れ部４ａは、Ａ接点電極端子４の軸方向に並んで形成される。また、Ａ接点電極端子４には、Ａ接点電極端子４の絶縁容器２外部側の端部に開口を有し、Ａ接点電極端子４の軸方向に延びる空洞部４ｂが形成される。空洞部４ｂは、少なくとも括れ部４ａよりもＡ接点電極端子４の先端側に延びるように形成され、空洞部４ｂの開口端部には、図示省略の調整用ねじがねじ込まれる雌ねじ部が形成される。つまり、Ａ接点電極端子４は、調整用ねじをねじ込むことが可能な空洞部４ｂが形成された筒状であり、空洞部４ｂの先端部は、調整用ねじの端面が当接可能となっている。

Ｂ接点電極端子５は、コイル８に電圧がかけられていないときにＣＯＭ電極端子３に接続される電極端子（Ｎ／Ｃ：ノーマリークローズ端子）であり、絶縁容器２の側壁を貫通して設けられる。Ｂ接点電極端子５には、径が他の部分より小さくなった括れ部５ａが形成される。括れ部５ａは、Ｂ接点電極端子５の絶縁容器２内部側に形成される。括れ部５ａを複数形成する場合、括れ部５ａは、Ｂ接点電極端子５の軸方向に並んで形成される。また、Ｂ接点電極端子５には、Ｂ接点電極端子５の絶縁容器２外部側の端部に開口を有し、Ｂ接点電極端子５の軸方向に延びる空洞部５ｂが形成される。空洞部５ｂは、少なくとも括れ部５ａよりもＢ接点電極端子５の先端側に延びるように形成され、空洞部５ｂの開口端部には、調整用ねじ９がねじ込まれる雌ねじ部が形成される。つまり、Ｂ接点電極端子５は、調整用ねじ９をねじ込むことが可能な空洞部５ｂが形成された筒状であり、空洞部５ｂの先端部は、調整用ねじ９の端面が当接可能となっている。

可動電極６は、例えば、導電性の板材（例えば、モリブデン板等）を折り曲げて形成される角筒状の部材である。可動電極６の形状は、角筒状に限定されるものではなく、板状であってもよい。可動電極６の一方の開口端部には、ＣＯＭ電極端子３の端部が挿入して設けられ、ＣＯＭ電極端子３と電気的に接続される。可動電極６には、後に詳述する絶縁棒１０が可動電極６を挿通して設けられる。可動電極６は、絶縁棒１０によりＡ接点電極端子４とＢ接点電極端子５の間を揺動可能に支持される（揺動方向を図中矢印Ｘで示す）。そして、絶縁棒１０の動きに応じて、可動電極６の側壁部分が、Ａ接点電極端子４（または、Ｂ接点電極端子５）の先端部に接触して、Ａ接点電極端子４（または、Ｂ接点電極端子５）とＣＯＭ電極端子３が可動電極６を介して電気的に接続される。

駆動部７は、可動電極６を動作させるコイル８と、可動電極６を支持する絶縁棒１０と、絶縁棒１０を支持する支持板１１と、支持板１１を押圧するばね１２と、を備える。

絶縁棒１０は、支持板１１に立った状態で設けられる。絶縁棒１０の一端は、支持板１１に固定される。絶縁棒１０の他端部は、絶縁容器２内に延在し、可動電極６を貫通して設けられる。

支持板１１は、駆動部７の絶縁容器２の内側に備えられる。支持板１１のＢ接点電極端子５に近い側の端部は回動可能に支持されており、この支持部を中心として支持板１１が駆動部７に対して回動する（回動方向を、図中矢印Ｙで示す）。また、支持板１１とコイル８との間には、ばね１２が設けられ、ばね１２により支持板１１が押圧される。

コイル８は、図示省略の電源に接続されており、コイル８に電圧をかけることで、電磁力にて支持板１１がコイル８側に引き寄せられる。コイル８に電圧がかけられていない場合、ばね１２が支持板１１を押圧することで、可動電極６は、一定の接点圧力でＢ接点電極端子５の先端部に押し付けられる。これにより、ＣＯＭ電極端子３とＢ接点電極端子５が可動電極６によって電気的に接続される。また、コイル８に電圧をかけた場合、電磁力にて支持板１１がコイル８側に引き寄せられ、可動電極６は、一定の接点圧力でＡ接点電極端子４の先端部に押し付けられる。これにより、ＣＯＭ電極端子３とＡ接点電極端子４が可動電極６によって電気的に接続される。

次に、真空リレー１におけるＢ接点電極端子５の電極先端の位置調整について詳細に説明する。なお、Ａ接点電極端子４の電極先端の位置調整も同様の方法により行うことができるので詳細な説明を省略する。

Ｂ接点電極端子５の空洞部５ｂに調整用ねじ９を挿入し、ねじ締めにて、空洞部５ｂの端部を調整用ねじ９で押すことで、Ｂ接点電極端子５の括れ部５ａにおいてＢ接点電極端子５の軸方向の長さが長くなる。これにより、Ｂ接点電極端子５の先端部が絶縁容器２内に押し出され、絶縁容器２内部におけるＢ接点電極端子５の長さが長くなる。その結果、ばね１２が圧縮され、ばね１２が支持板１１を押圧する力が強くなり、可動電極６とＢ接点電極端子５間の接点圧力が向上する。

このようにして、調整用ねじ９をＢ接点電極端子５の空洞部５ｂにねじ込むことにより、絶縁容器２内におけるＢ接点電極端子５の長さを調整し、電極先端の位置調整および接点圧力の調整が行われる。

以上のような、本発明の実施形態に係る真空リレー１によれば、Ａ接点電極端子４および／またはＢ接点電極端子５に端子の長さを調整する長さ調整部（例えば、括れ部４ａ、５ａ）を備えることで、端子の長さが調整可能となる。つまり、絶縁容器２外部から、Ａ接点電極端子４（または、Ｂ接点電極端子５）の電極先端の位置調整が可能となる。

また、Ａ接点電極端子４（または、Ｂ接点電極端子５）の電極先端の位置調整を行うことで、可動電極６とＡ接点電極端子４（または、Ｂ接点電極端子５）との間の接点圧力を調整することができる。

つまり、本発明の実施形態に係る真空リレー１は、真空リレー１の製造時のろう付け工程を行った後に、Ａ接点電極端子４とＢ接点電極端子５のいずれの電極端子においても、高精度の位置出しが可能となる。これにより、絶縁容器２の内部にばね１２が備えられている真空リレー１を、高温真空ろう付けにて製造することが可能となる。例えば、ばね１２として、高温により自然長が変化してしまうようなばねを用いた場合でも、可動電極６とＡ接点電極端子４（または、Ｂ接点電極端子５）の接点圧力が所定の圧力となるように電極先端の位置調整をすることができる。

以上、具体的な実施形態を示して本発明のリレー装置について説明したが、本発明のリレー装置は、実施形態に限定されるものではなく、その特徴を損なわない範囲で適宜設計変更が可能であり、設計変更されたものも、本発明の技術的範囲に属する。

例えば、実施形態の説明では、真空リレーを例示して説明したが、本発明のリレー装置は、絶縁容器２内に絶縁ガスを封入するリレー装置も含まれる。

また、Ａ接点電極端子（または、Ｂ接点電極端子）の長さを調整する長さ調整部は、括れ部に限定されるものではなく、Ａ接点電極端子（または、Ｂ接点電極端子）の長さを延長縮調整可能な構造であれば、例えば、ベローズであってもよい。

１…真空リレー（リレー装置）
２…絶縁容器
３…ＣＯＭ電極端子（共通電極端子）
４…Ａ接点電極端子（第１接点電極端子）
４ａ…括れ部（長さ調整部）、４ｂ…空洞部
５…Ｂ接点電極端子（第２接点電極端子）
５ａ…括れ部（長さ調整部）、５ｂ…空洞部
６…可動電極
７…駆動部
８…コイル
９…調整用ねじ
１０…絶縁棒
１１…支持板
１２…ばね

Claims

外部から隔離された空間を内部に形成する絶縁容器と、
前記絶縁容器に固定される共通電極端子と、
前記絶縁容器内に備えられ、前記共通電極端子に電気的に接続される可動電極と、
前記絶縁容器に固定され、前記共通電極端子と前記可動電極を介して電気的に接離可能な、第１、第２接点電極端子と、
前記可動電極を駆動させる駆動部と、を備え、
前記第１、第２接点電極端子の少なくとも一方の接点電極端子は、
当該接点電極端子の前記絶縁容器内部における長さを調整可能な長さ調整部と、
該接点電極端子の軸方向に延在し、前記可動電極と接する端部と反対側の端部に開口を有する空洞部と、を備え、
前記長さ調整部の長さは、前記空洞部にねじ込まれた調整用ねじが、前記空洞部内部から該接点電極端子の端部を押圧して調整される、ことを特徴とするリレー装置。
前記長さ調整部は、前記第１接点電極端子または前記第２接点電極端子の径が他の部分より小さくなった括れ部である、ことを特徴とする請求項１に記載のリレー装置。
前記駆動部は、
前記可動電極を支持する絶縁棒と、
前記絶縁棒が立設される支持板と、
前記支持板を押圧するばねと、
前記ばねが前記支持板を押圧する方向と逆方向に、前記支持板を引っ張るコイルと、を備える、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリレー装置。