JP7230751B2

JP7230751B2 - 接点圧調整構造

Info

Publication number: JP7230751B2
Application number: JP2019172023A
Authority: JP
Inventors: 琢也下川
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2023-03-01
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: JP2021051829A

Description

本発明は、リレー装置の接点圧を調整するための構造に関する。

真空リレーは、高電圧、大電流切替え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）。

真空リレーは、絶縁容器内に、一対の固定端子と、この一対のうちいずれかの固定端子に接触可能な可動電極と、この可動電極を前記いずれかの固体端子に当接させる圧接バネを備える。真空リレーの製造工程は、高温（例えば、８００℃以上）の真空炉内で絶縁容器と固定端子とを真空ロウ付けする過程を有する。

特開２００７－２８７５２４号公報

真空ロウ付け過程を経たリレー装置は圧接バネに自然長の縮小が生じることがある。圧接バネの自然長が縮小すると、圧接バネの圧接力が低下する。そして、これに伴う電極の接点圧力の低下により、リレー装置の通電能力の低下を招くことがある。

本発明は、以上の事情を鑑み、真空ロウ付け過程を経たリレー装置の圧接バネに自然長の縮小が生じてもリレー装置の性能を確保することを課題とする。

そこで、本発明の一態様は、接点圧調整構造であって、リレー装置のコイルケースに備え付けられる絶縁容器と、この絶縁容器内に備え付けられる共通電極端子と、前記絶縁容器内に備え付けられる一対の電極端子と、前記絶縁容器内で前記共通電極端子を前記一対の電極端子のいずれかと導通させる可動電極と、前記絶縁容器内で傾斜に配置可能な可動導体と、この可動導体に立設されて前記一対の電極端子の間で前記可動電極を支持する一方で当該可動導体の傾斜により当該可動電極を前記いずれかの電極端子と接触させる絶縁棒と、前記絶縁棒が立設された面と反対する前記可動導体の面を押圧する圧接バネと、前記リレー装置の真空ロウ付け過程の後に前記圧接バネを前記可動導体への方向に押圧する調整板とを有する。

本発明の一態様は、前記接点圧調整構造において、前記調整部材は、前記圧接バネが配置されると共に前記真空ロウ付け過程の後に前記可動導体への方向の押圧を受けて前記コイルケース内から当該コイルケースの天井部の開口部を密閉する押圧部と、この押圧部の周縁に設けられ、前記コイルケース内にて前記開口部の縁部に沿って固定される一方で前記密閉の際に当該開口部の方向に変形が可能なフランジ部とを備える。

以上の本発明によれば、真空ロウ付け過程を経たリレー装置の圧接バネに自然長の縮小が生じてもリレー装置の性能を確保できる。

（ａ）は本発明の一態様である真空ロウ付け直後の真空リレーの縦断面図、（ｂ）は接点圧調整後の当該真空リレーの縦断面図、（ｃ）は当該真空リレーのＡ－Ａ”断面図。

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１に例示された本発明のリレー装置の一態様である真空リレー１は、絶縁容器２、共通電極端子３、一対の電極端子４ａ，４ｂ、可動電極５、可動導体６、絶縁棒７、圧接バネ８及び調整板９を備える。

絶縁容器２は、コイルケース１１に備え付けられる。本態様の絶縁容器２はセラミックから成る。図示の絶縁容器２は有底円筒状を成す。絶縁容器２の開口端部は真空ロウ付けによりコイルケース１１の天井部１５と気密に接合される。このように、絶縁容器２の内部が真空（例えば、真空度が０．１Ｐａ以下）に封止されることにより、小ギャップの高耐圧が得られる。

コイルケース１１には、鉄心１２及びコイル１３が収容される。鉄心１２はコイルケース１１と同心に配置される。コイル１３はボビン１４を介して鉄心１２に巻回される。

共通電極端子３は、絶縁容器２内に真空ロウ付けされる。共通電極端子３は、真空リレー１において電極端子４ａ，４ｂに対して共通の接続端子であり、絶縁容器２の側壁を貫通して設けられる。絶縁容器２内において共通電極端子３の一端部には可動電極５が装着される。

電極端子４ａは、絶縁容器２の側壁を貫通した状態で絶縁容器２内に真空ロウ付けされる。電極端子４ａは、真空リレー１においてＡ接点電極端子（Ｎ／Ｏ：ノーマリーオープン端子）として機能し、コイル１３に電圧が印加されたときに可動電極５を介して共通電極端子３と導通する。

電極端子４ｂは、絶縁容器２の側壁を貫通した状態で絶縁容器２内に真空ロウ付けされる。電極端子４ｂは、真空リレー１においてＢ接点電極端子（Ｎ／Ｃ：ノーマリークローズ端子）として機能し、コイル１３に電圧が印加されていないときに可動電極５を介して共通電極端子３と導通する。

可動電極５は、絶縁容器２内で共通電極端子３を電極端子４ａ，４ｂのいずれかと導通させる。可動電極５は、例えば、導電性の板材を折り曲げて形成される角筒状の部材からなる。この角筒状の可動電極５の開口部に共通電極端子３の一端が挿入される。そして、この共通電極端子３の一端付近の外周面が可動電極５の内周面と接触することにより、可動電極５と共通電極端子３とが電気的に接続される。尚、可動電極５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。

また、可動電極５は、電極端子４ａと電極端子４ｂとの間で揺動可能に絶縁棒７により支持される。そして、この絶縁棒７の動作に応じて可動電極５の外周面が電極端子４ａ，４ｂのいずれかの先端部に接触することにより、電極端子４ａ，４ｂのいずれかが可動電極５を介して共通電極端子３と導通する。

可動導体６は、絶縁容器２内で傾斜に配置可能となっている。可動導体６は、矩形の板状を成し、コイルケース１１の天井部１５の上面において、回転軸１０により電極端子４ｂ側に回転可能に支持される。

絶縁棒７は、電極端子４ａ，４ｂの間で可動電極５を貫通支持した状態で可動導体６に立設される。そして、この絶縁棒７は可動導体６の傾斜により可動電極５を電極端子４ａ，４ｂのいずれかと接触させる。

圧接バネ８は、絶縁棒７が立設された面と反対する可動導体６の面を押圧する。圧接バネ８はコイルケース１１の天井部１５の開口部１６において可動導体６と調整板９とに間に介在させている。圧接バネ８には、真空リレーにおいて一般的に適用されている周知の圧接バネを適用すればよい。

調整板９は、前記真空ロウ付けの後に圧接バネ８を可動導体６への方向に押圧可能な調整部材である。特に、調整板９は、前記押圧した状態でコイルケース１１の天井部１５の開口部１６を密閉可能となっている。

調整板９の態様例としては、可動導体６の方向への押圧により変形自在な材料からなる。前記材料としては、例えば銅板が挙げられる。前記材料に比較的硬度が低い銅板が採用されると、真空ロウ付け過程を経た調整板９の押圧変形後に、調整板９は大気圧と絶縁容器２の内圧との差圧により天井部１５の開口部１６の方向に引っ張られた状態となるので、調整板９は大気圧のもと形状が安定した状態で開口部１６を密閉できる。

調整板９は、押圧部９１とフランジ部９２とを一体的に備える。押圧部９１は鉄心１２が同心に貫通固定されるドーナツ円板状の部材からなる。また、押圧部９１には圧接バネ８が配置される。さらに、押圧部９１は前記押圧により天井部１５の開口部１６を密閉する。フランジ部９２は、押圧部９１の周縁に設けられ、コイルケース１１内にて天井部１５の開口部１６の縁部に沿って真空ロウ付けにより固定される一方で前記差圧により開口部１６への方向に変形が可能である。

以下、同図を参照して真空リレー１の組み立て過程について説明する。

真空リレー１の部品が組み付けられた後に例えば８００℃以上の高温の真空炉内で真空ロウ付けが行われる。本態様では、共通電極端子３、電極端子４ａ，４ｂ及びコイルケース１１が絶縁容器２とロウ付けされる。また、調整板９のフランジ部９２の縁部がコイルケース１１内の天井部１５とロウ付けされる。さらに、鉄心１２のフランジ部１２１が調整板９の押圧部９１に支持された状態で鉄心１２が押圧部９１とロウ付けされる。以上の真空ロウ付けの過程を経た調整板９のフランジ部９２は同図（ａ）に示したように下向きの状態で押圧部９１を保持している。このとき、調整板９の押圧部９１は圧接バネ８を下方から支持している。

ここで、調整板９の押圧部９１が下方から可動導体６への方向の押圧を受けると、同図（ｂ）に示されたように調整板９のフランジ部９２は押圧部９１に釣られて開口部１６の方向に変形する。そして、押圧部９１が天井部１５の開口部１６の周縁部と当接すると、押圧部９１は開口部１６を閉した状態でフランジ部９２により支持される共に、圧接バネ８は圧縮された状態となる。その後、コイル１３を備えたボビン１４が鉄心１２に周設され、コイルケース１１が封止部１７により密閉されると、ボビン１４は封止部１７上に立設支持された状態となる。

以上のように真空リレー１の組み立てが完了する。真空リレー１においては、上述のように圧接バネ８の圧縮により弾性力が強化されるので、所定の接点圧が確保される。

次いで、同図を参照して真空リレー１の動作例について説明する。

コイル１３に電圧が印加されていない場合、鉄心１２に磁力が生じないので、可動導体６は下方から圧接バネ８の押圧を受けて電極端子４ｂ側に傾斜した状態となる。これに伴い、絶縁棒７上の可動電極５が一定の接点圧力で電極端子４ｂの先端部に押し付けられた状態となる。これにより、共通電極端子３は可動電極５を介して電極端子４ｂと導通状態となる。

一方、コイル１３に電圧が印加されると、鉄心１２に磁力が生じ、可動導体６は鉄心１２側に引き寄せられて電極端子４ａ側に傾く。これに伴い、絶縁棒７における可動電極５が一定の接点圧力で電極端子４ａの先端部に押し付けられる。このとき、共通電極端子３は可動電極５を介して電極端子４ａと導通状態となる。

以上の真空リレー１の接点圧調整構造によれば、真空ロウ付け過程の後に圧接バネ８は調整板９の押圧を受けて圧縮するので弾性力が強化される。したがって、真空ロウ付け過程を経た真空リレー１の圧接バネ８の自然長に縮小が生じても真空リレー１の性能が確保される。

尚、本発明の接点圧調整構造は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で適宜に設計変更が可能であり、この変更されたものも本発明の技術的範囲に属する。例えば、本発明の接点圧調整構造は、真空リレータイプのリレー装置に限定することなく、絶縁容器２内に絶縁ガスを封入したリレー装置にも適用できる。

１…真空リレー
２…絶縁容器
３…共通電極端子
４ａ，４ｂ…電極端子
５…可動電極
６…可動導体
７…絶縁棒
８…圧接バネ
９…調整板（調整部材）、９１…押圧部、９２…フランジ部
１１…コイルケース、１５…天井部、１６…開口部、１７…封止部
１２…鉄心、１２１…フランジ部
１３…コイル
１４…ボビン

Claims

リレー装置のコイルケースに備え付けられる絶縁容器と、
この絶縁容器内に備え付けられる共通電極端子と、
前記絶縁容器内に備え付けられる一対の電極端子と、
前記絶縁容器内で前記共通電極端子を前記一対の電極端子のいずれかと導通させる可動電極と、
前記絶縁容器内で傾斜に配置可能な可動導体と、
この可動導体に立設されて前記一対の電極端子の間で前記可動電極を支持する一方で当該可動導体の傾斜により当該可動電極を前記いずれかの電極端子と接触させる絶縁棒と、
この絶縁棒が立設された面と反対する前記可動導体の面を押圧する圧接バネと、
この圧接バネを前記可動導体への方向に押圧して前記コイルケースの天井部の開口部を密閉する調整部材と
を有することを特徴とする接点圧調整構造。
前記調整部材は、
前記圧接バネが配置されると共に前記可動導体への方向の押圧を受けて前記開口部を密閉する押圧部と、
この押圧部の周縁に設けられると共に前記コイルケース内にて前記開口部の縁部に沿って真空ロウ付け固定され、前記押圧により当該開口部の方向に変形するフランジ部と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の接点圧調整構造。