JP7035879B2 - 接点装置および電磁継電器 - Google Patents
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Description
ここに開示された接点装置は、一対の棒状部材である固定子(31、32、831、832)と、一対の固定子の側面に対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、固定子を支持するとともに、可動子を収容するハウジング(20、21、22)と、可動対向面に対向するようにハウジングに固定されており、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備え、ハウジングは、可動子の可動方向における中間位置から可動方向と直交するように延び出しており、可動対向面に対向する固定の中間部材(23)を有する。
ここに開示された接点装置は、一対の固定子(31、32、831、832、931、932)と、固定子と対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、可動子の可動方向における中間位置から可動方向と直交するように延び出しており、可動対向面に対向する固定の中間部材(23)を有するベース(21)と、可動対向面に対向するように中間部材に支持され、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備える。
ここに開示された接点装置は、一対の棒状部材である固定子(31、32、831、832)と、一対の固定子の側面に対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、固定子を支持するとともに、可動子を収容するハウジング(20、21、22)と、可動対向面に対向するようにハウジングに固定されており、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備え、ヨークと固定子とは、同じ部材に固定されている。
開示される電磁継電器は、上記接点装置(30)と、可動子を移動させる電磁石装置(50)とを備え、ヨークは、可動子と電磁石装置との間に配置されており、ヨークは、可動子と電磁石装置との間に位置づけられた連結部材(56、256)を配置するための開口部(36a)を有する。
ここに開示された電磁継電器は、一対の棒状部材である固定子(31、32、831、832)と、一対の固定子の側面に対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、固定子を支持するとともに、可動子を収容するハウジング(20、21、22)と、可動対向面に対向するようにハウジングに固定されており、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備える接点装置(30)と、可動子を移動させる電磁石装置(50)とを備え、ヨークは、可動子と電磁石装置との間に配置されており、ヨークは、可動子と電磁石装置との間に位置づけられた連結部材(56、256)を配置するための開口部(36a)を有する。
図1は、電力変換装置1を示す。電力変換装置1は、電池2から電動機3へ給電する。電力変換装置1は、電動機3に供給する電力の電圧、電流、および/または周波数を制御するためのインバータ4を備える。電力変換装置1は、インバータ(INV)4の直流入力側に平滑コンデンサ5を有する。電力変換装置1は、回路を遮断するためのリレー6を有する。リレー6は、メインリレーとも呼ばれる。リレー6は、プラス側回路と、マイナス側回路とに設けられた2つのリレー6a、6bを有する。電力変換装置1は、プリチャージ回路を有する。プリチャージ回路は、ひとつのリレー6と並列に配置されている。電力変換装置1は、プリチャージ回路を提供するためのプリチャージ用のリレー7と、抵抗器8とを有する。リレー7と、抵抗器8とは、プリチャージ回路において直列接続されている。リレー6およびリレー7は、電磁継電器である。電力変換装置1は、ヒューズ9を有する。電力変換装置1は、制御装置(CNT)10を有する。制御装置10は、リレー6およびリレー7を制御する。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。先行する実施形態では、電磁石装置50は、連結部材56によって可動子33を押し上げられる。これに代えて、この実施形態の電磁石装置50は、連結部材56によって可動子33を引き下げられる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。先行する実施形態では、ヨーク36は前後方向に関して非対称である。これに代えて、この実施形態では、対称のヨーク336が用いられる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。先行する実施形態では、ヨーク36は、前部材42が後部材43より高い。これに代えて、この実施形態では、前部材42が後部材43より低いヨーク436が用いられる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。先行する実施形態では、角型のヨーク36、236、336、436が用いられる。これに代えて、この実施形態では、円弧状または半円筒状と呼びうるヨーク536が用いられている。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。先行する実施形態では、可動子33の前後において、前対向面44と後対向面45との両方が提供されている。これに代えて、この実施形態では、前後のいずれか一方だけにおいて対向面を提供するヨーク636が用いられている。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。先行する実施形態では、可動子33の前後において、前対向面44および後対向面45との少なくとも一方が提供されている。これに代えて、この実施形態では、前後の対向面を提供しないヨーク736が用いられている。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。先行する実施形態では、一対の固定子31、32は、ベース21からハウジング20の中へ向けて、同一方向へ向けて延び出すように配置されている。これに代えて、この実施形態では、一対の固定子831、832が用いられている。一対の固定子831、832は、ベース21からハウジング20の中へ向けて、互いに対向する逆方向へ向けて延び出すように配置されている。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。先行する実施形態では、棒状の固定子31、32、831、832の外側面が、可動子33と対向している。これに代えて、この実施形態では、先端面に固定接点31a、32aを有する固定子931、932が用いられている。
図25は、可動子33に作用する電磁力をヨークの形状ごとに検討した結果示す。検討は、所定の短絡電流I(約10000A)と、各実施形態のヨークにおいて想定される磁束分布との下で、可動子33に作用する力を計算により求めたものである。CMPは、ヨークを備えない比較例を示す。EMB-IIIは、第3実施形態のヨーク336の場合を示す。EMB-Iは、第1実施形態のヨーク36の場合を示す。EMB-IVは、第4実施形態のヨーク436の場合を示す。MODELは、各実施形態におけるヨークの形状を模式的に示している。Fx、Fy、Fzは、可動子33に作用する力(N)を示す。
第3実施形態の場合、可動子33は、前方向(-X方向)へ向けて比較例とほぼ同じ水準の力Fx(-34.4(N))を受ける。第3実施形態の場合、横方向(Y方向)の力Fyはほぼ無視しうる水準にある。第3実施形態の場合、可動子33は、上方向(+Z方向)へ向けて28.1(N)の力Fzを受ける。ヨーク36に起因して、可動子33に発生する電磁力(ローレンツ力)が、接点反発力に対抗することにより、力Fzが顕著に抑制されている。
第1実施形態の場合、可動子33は、前方向(-X方向)へ向けて比較例とほぼ同じ水準の力Fx(-35.9(N))を受ける。第1実施形態の場合、横方向(Y方向)の力Fyはほぼ無視しうる水準にある。第1実施形態の場合可動子33は、上方向(+Z方向)へ向けて26.5(N)の力Fzを受ける。この場合も、ヨーク36に起因して、可動子33に発生する電磁力(ローレンツ力)が、接点反発力に対抗することにより、力Fzが顕著に抑制されている。しかも、力Fzは、この実施形態において最も顕著に抑制されている。
第4実施形態の場合、可動子33は、前方向(-X方向)へ向けて比較例とほぼ同じ水準の力Fx(-28.6(N))を受ける。しかも、力Fxは、この実施形態において最も顕著に抑制されている。言い換えると、前後方向へのスラスト力が抑制されている。これは、磁束MFzに起因する押出力に対向する力が、ヨーク436によって発生するからである。第4実施形態の場合、横方向(Y方向)の力Fyはほぼ無視しうる水準にある。第4実施形態の場合、可動子33は、上方向(+Z方向)へ向けて28.0(N)の力Fzを受ける。この場合も、ヨーク36に起因して、可動子33に発生する電磁力(ローレンツ力)が、接点反発力に対抗することにより、力Fzが顕著に抑制されている。
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
5 平滑コンデンサ、6、7 リレー、8 抵抗器、
9 ヒューズ、10 制御装置、20 ハウジング、
21 ベース、22 カバー、21a サイドプレート、
21b 第1壁、21c 第2壁、21d、21e 貫通穴、
21f 固定溝、23中間部材、23a ヨーク固定部、
23b、23c スロット、23d 開口部、
24、25 横部材、24a、25a 磁石ホルダ、
24b、25b 可動子ガイド、30 接点装置、
31、32 固定子、33 可動子、
33a、33b 可動接点、33c 可動対向面、
34 スプリング、35 ホルダ、36 ヨーク、
36a 開口部、37、38 永久磁石、41 主部材、
42 前部材、43 後部材、44 前対向面、
45 後対向面、50 電磁石装置、51、52 制御端子、
53 電磁コイル、54 電磁石ヨーク、55 アーマチャ、
56 連結部材、I 短絡電流、MF 磁束、
OVf、OVr オーバラップ量、
256 連結部材、 256a ストッパ、
233d 開口部、 239 サブスプリング、
336、436、536、636、736 ヨーク、
831、832、931、932 固定子。
Claims (32)
- 一対の棒状部材である固定子(31、32、831、832)と、
一対の前記固定子の側面に対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、
前記固定子を支持するとともに、前記可動子を収容するハウジング(20、21、22)と、
前記可動対向面に対向するように前記ハウジングに固定されており、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備え、
前記ヨーク(36、336、436、536、636、736)は、前記固定子の延在方向に沿って非対称である接点装置。 - さらに、前記固定子の延在方向における前記可動子の移動を制限する可動子ガイド(24b、25b)を有する請求項1に記載の接点装置。
- 一対の固定子(31、32、831、832、931、932)と、
一対の前記固定子に対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、
前記固定子を支持するとともに、前記可動子を収容するハウジング(20、21、22)と、
前記可動対向面に対向するように前記ハウジングに固定されており、前記可動子の可動方向に直交する方向に沿って非対称であり、軟磁性材料を含むヨーク(36、436、636)とを備える接点装置。 - 前記ハウジングは、前記可動子の可動方向に沿って広がるベース(21)を有し、
一対の前記固定子は、前記可動方向における前記ベースの中間位置から前記可動方向と直交するように延び出している請求項1から請求項3のいずれかに記載の接点装置。 - 一対の棒状部材である固定子(31、32、831、832)と、
一対の前記固定子の側面に対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、
前記固定子を支持するとともに、前記可動子を収容するハウジング(20、21、22)と、
前記可動対向面に対向するように前記ハウジングに固定されており、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備え、
前記ハウジングは、前記可動子の可動方向に沿って広がるベース(21)を有し、
一対の前記固定子は、前記可動方向における前記ベースの中間位置から前記可動方向と直交するように延び出している接点装置。 - さらに、前記固定子の延在方向における前記可動子の移動を制限する可動子ガイド(24b、25b)を有する請求項5に記載の接点装置。
- 前記ハウジングは、前記可動子の可動方向における中間位置から前記可動方向と直交するように延び出しており、前記可動対向面に対向する固定の中間部材(23)を有する請求項1から請求項6のいずれかに記載の接点装置。
- 一対の棒状部材である固定子(31、32、831、832)と、
一対の前記固定子の側面に対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、
前記固定子を支持するとともに、前記可動子を収容するハウジング(20、21、22)と、
前記可動対向面に対向するように前記ハウジングに固定されており、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備え、
前記ハウジングは、前記可動子の可動方向における中間位置から前記可動方向と直交するように延び出しており、前記可動対向面に対向する固定の中間部材(23)を有する接点装置。 - さらに、前記固定子の延在方向における前記可動子の移動を制限する可動子ガイド(24b、25b)を有する請求項8に記載の接点装置。
- 一対の固定子(31、32、831、832、931、932)と、
前記固定子と対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、
前記可動子の可動方向における中間位置から前記可動方向と直交するように延び出しており、前記可動対向面に対向する固定の中間部材(23)を有するベース(21)と、
前記可動対向面に対向するように前記中間部材に支持され、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備える接点装置。 - 前記ヨークは、前記可動子を開成させようとする接点反発力に対抗する電磁力を前記可動子に作用させるように構成されており、
前記可動子に閾値を上回る電流が流れるときに、前記可動子をON状態に維持する前記電磁力を作用させ、
前記可動子に前記閾値を下回る電流が流れるときに、ON状態からOFF状態への前記可動子の移動を許容する電磁力を作用させる請求項1から請求項10のいずれかに記載の接点装置。 - さらに、前記可動子を前記固定子に向けて付勢するスプリング(34)を有する請求項1から請求項11のいずれかに記載の接点装置。
- 前記ヨーク(36、336、436、536、636、736)は、エアギャップを有する磁路部材であり、
前記ヨークは、前記エアギャップに前記可動子を位置づけるように配置されている請求項1から請求項12のいずれかに記載の接点装置。 - 請求項10に記載の接点装置(30)と、
前記可動子を移動させる電磁石装置(50)とを備え、
前記中間部材は、前記可動子と前記電磁石装置との間に配置されており、
前記中間部材は、前記可動子と前記電磁石装置との間に位置づけられた連結部材(56、256)を配置するための開口部(23d)を有する電磁継電器。 - 一対の棒状部材である固定子(31、32、831、832)と、
一対の前記固定子の側面に対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、
前記固定子を支持するとともに、前記可動子を収容するハウジング(20、21、22)と、
前記可動対向面に対向するように前記ハウジングに固定されており、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備え、
前記ヨーク(36、336、436、536、636、736)は、エアギャップを有する磁路部材であり、
前記ヨークは、前記エアギャップに前記可動子を位置づけるように配置されている接点装置。 - さらに、前記固定子の延在方向における前記可動子の移動を制限する可動子ガイド(24b、25b)を有する請求項15に記載の接点装置。
- 前記ヨークは、前記可動子を開成させようとする接点反発力に対抗する電磁力を前記可動子に作用させるように構成されており、
前記可動子に閾値を上回る電流が流れるときに、前記可動子をON状態に維持する前記電磁力を作用させ、
前記可動子に前記閾値を下回る電流が流れるときに、ON状態からOFF状態への前記可動子の移動を許容する電磁力を作用させる請求項15または請求項16に記載の接点装置。 - さらに、前記可動子を前記固定子に向けて付勢するスプリング(34)を有する請求項15から請求項17のいずれかに記載の接点装置。
- 前記ヨーク(36、436、636)は、前記可動子の両側において異なるオーバラップ量(OVf、OVr)を提供する請求項13、請求項15から請求項18のいずれかに記載の接点装置。
- 前記ヨーク(36、436、636)は、前記可動子の両側において異なる高さの前部材(42)および後部材(43)を有する請求項13、請求項15から請求項18のいずれかに記載の接点装置。
- 前記ヨーク(36)は、磁束が前記可動子から流入する前記前部材(42)と、磁束が前記可動子に向けて流出する前記後部材(43)とを有し、
前記後部材は、前記前部材より低い請求項20に記載の接点装置。 - 前記ヨーク(436)は、磁束が前記可動子から流入する前記前部材(42)と、磁束が前記可動子に向けて流出する前記後部材(43)とを有し、
前記後部材は、前記前部材より高い請求項20に記載の接点装置。 - 前記ヨークと前記固定子とは、同じ部材に固定されている請求項1から請求項13、請求項15から請求項22のいずれかに記載の接点装置。
- 一対の棒状部材である固定子(31、32、831、832)と、
一対の前記固定子の側面に対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、
前記固定子を支持するとともに、前記可動子を収容するハウジング(20、21、22)と、
前記可動対向面に対向するように前記ハウジングに固定されており、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備え、
前記ヨークと前記固定子とは、同じ部材に固定されている接点装置。 - さらに、前記固定子の延在方向における前記可動子の移動を制限する可動子ガイド(24b、25b)を有する請求項24に記載の接点装置。
- 前記ヨークは、前記可動子を開成させようとする接点反発力に対抗する電磁力を前記可動子に作用させるように構成されており、
前記可動子に閾値を上回る電流が流れるときに、前記可動子をON状態に維持する前記電磁力を作用させ、
前記可動子に前記閾値を下回る電流が流れるときに、ON状態からOFF状態への前記可動子の移動を許容する電磁力を作用させる請求項24または請求項25に記載の接点装置。 - さらに、前記可動子を前記固定子に向けて付勢するスプリング(34)を有する請求項24から請求項26のいずれかに記載の接点装置。
- 請求項1から請求項13、請求項15から請求項27のいずれかに記載の接点装置(30)と、
前記可動子を移動させる電磁石装置(50)とを備え、
前記ヨークは、前記可動子と前記電磁石装置との間に配置されており、
前記ヨークは、前記可動子と前記電磁石装置との間に位置づけられた連結部材(56、256)を配置するための開口部(36a)を有する電磁継電器。 - 一対の棒状部材である固定子(31、32、831、832)と、
一対の前記固定子の側面に対向する可動対向面(33c)を有する可動子(33)と、
前記固定子を支持するとともに、前記可動子を収容するハウジング(20、21、22)と、
前記可動対向面に対向するように前記ハウジングに固定されており、軟磁性材料を含むヨーク(36、336、436、536、636、736)とを備える接点装置(30)と、
前記可動子を移動させる電磁石装置(50)とを備え、
前記ヨークは、前記可動子と前記電磁石装置との間に配置されており、
前記ヨークは、前記可動子と前記電磁石装置との間に位置づけられた連結部材(56、256)を配置するための開口部(36a)を有する電磁継電器。 - さらに、前記固定子の延在方向における前記可動子の移動を制限する可動子ガイド(24b、25b)を有する請求項29に記載の電磁継電器。
- 前記ヨークは、前記可動子を開成させようとする接点反発力に対抗する電磁力を前記可動子に作用させるように構成されており、
前記可動子に閾値を上回る電流が流れるときに、前記可動子をON状態に維持する前記電磁力を作用させ、
前記可動子に前記閾値を下回る電流が流れるときに、ON状態からOFF状態への前記可動子の移動を許容する電磁力を作用させる請求項29または請求項30に記載の電磁継電器。 - さらに、前記可動子を前記固定子に向けて付勢するスプリング(34)を有する請求項29から請求項31のいずれかに記載の電磁継電器。
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