JP7846232B2 - パイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器 - Google Patents

Description

本発明は、２０２１年１２月３０日に出願された、出願番号が２０２１１１６８２５１４．６、２０２１２３４３１３６５．４、２０２１１１６５８９２８．５、２０２１１１６５８９１０．５、２０２１１１６６３５５４．６である中国特許出願の優先権を主張するものであり、当該中国特許出願の開示全体をここに参照のために取り込む。

本発明は、スイッチング電器の分野に関し、特に、パイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器に関する。

リレーは、遠隔操作、遠隔測定、通信、自動制御、メカトロニクス及び電力電子デバイスに広く適用されており、電気回路におけるスイッチの状態を制御するコア部品である。電気技術の不断の発展及び替わりに伴い、主回路の負荷に対する要求はますます高くなり、同時にリレーの耐短絡に対する要求もますます高くなる。近年、２０ＫＡ、ひいては３０ＫＡの主回路の耐短絡能力を提案するメーカーが存在し、このような高い短絡電流では、リレーの接点間に極力大きな短絡電動反発力が現れて、可動接触子を反発して固定接触子から離間させる。この短絡電動反発力に抵抗して可動接触子と固定接触子との閉合状態を維持するために、接触子バネの圧力又は可動接触子の閉合磁気吸引力（即ち、電磁駆動機構により可動接触子が閉合するように駆動する磁気吸引力）を大きくすることでこの電動反発力に抵抗せざるを得ない。しかし、接触子バネの圧力又は可動接触子の閉合磁気吸引力が大きくなる場合、可動接触子の正常な遮断動作にも影響を与え、短絡電流がさらに大きくなる場合、遮断が間に合わなければ、回路の安全を保障できなくなる。このため、いくつかの従来技術において、パイロテクニック式の励起装置（ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒ）を設けることによりリレーの急速な遮断を補助し、システムが、短絡電流が閾値に達したことを監視した場合、励起装置をトリガーして火薬を爆発させ、火薬の爆発的な衝撃力によって可動接点（可動接触子）を急速に遮断させ、回路に対する保護作用を実現する。

従来のパイロテクニック式の励起装置は、通常、リレーの内部に集積されており、リレーと一体構造であるので、リレーの部品が多く、制造や組立過程が複雑であり、コストが高くなる。従来のパイロテクニック式の励起装置は、交換不可能であり、負荷電流が変化した場合、パイロテクニック式の励起装置を単独で交換することができず、リレー全体を別の仕様に交換する必要があり、不便である。

本発明は、構造が最適化されたパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器を提供する。

本発明は、以下のような技術案を提供する。

本発明は、パイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器を提供し、前記スイッチング電器は、スイッチング電器本体と、スイッチング電器本体に設けられるパイロテクニック式の励起装置と、を含み、前記スイッチング電器本体は、スイッチ機能を実行するために、固定されている固定接触部と移動可能な可動接触部とを含み、前記パイロテクニック式の励起装置は、独立したモジュラー構造であり、独立したモジュールとしてのパイロテクニック式の励起装置は、前記スイッチング電器本体の外部から前記スイッチング電器本体に固定的に取り付けられ、前記スイッチング電器本体の負荷状況に応じて火薬に点火して、前記可動接触部を押して前記固定接触部から離間させる爆発的な衝撃力を発生させることにより、前記スイッチング電器の急速な遮断を補助することができる。

ここで、一実施例において、前記スイッチング電器本体は、ケース本体を含み、前記可動接触部は、前記ケース本体の内部に設けられ、前記パイロテクニック式の励起装置の一端は、前記可動接触部の一方側に正対して配置されるように前記ケース本体の内部に進入する。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記パイロテクニック式の励起装置は、励起器、ピストン及びボトムケースを含み、前記励起器とボトムケースとは、互いに接合して固定され、前記ボトムケースは、中空構造をなし、前記ピストンは、前記ボトムケース内に嵌合して取り付けられ、前記ボトムケースは、前記ケース本体の内部に進入して前記可動接触部に向き、前記パイロテクニック式の励起装置が励起される場合、前記励起器は、火薬を点火するとともに、燃料ガスによって前記ピストンを押して前記ボトムケースを突き破り、前記ピストンは、前記ボトムケースのガイド作用によって前記可動接触部に向かって移動することにより、前記可動接触部を前記固定接触部から離間させるように押す。

ここで、パイロテクニック式の励起装置を爆発させる時の衝撃力をボトムケースの下端に集めてピストンがボトムケースを突き破る能力を向上できるために、一実施例において、前記ボトムケースは、前記可動接触部に向かう方向に徐々に収縮した構造である。

ここで、ボトムケースをより速く突き破って可動接触子の遮断を急速に推進できるために、一実施例において、前記ピストンは、前記可動接触部に向かう方向に徐々に収縮した構造である。

ここで、スイッチング電器の消弧能力を向上させるために、一実施例において、前記ピストン又はボトムケース内には消弧媒体がさらに貯留されており、前記ピストンが前記ボトムケースを突き破った後、前記ピストン又はボトムケースの破断によって前記消弧媒体を放出することにより、前記固定接触部と可動接触部との間のアークを消弧処理する。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記励起器は、中空の励起器ベースを含み、前記励起器ベースの一端には第１フランジング（ｂｕｒｒ）が設けられ、前記ボトムケースの一端には第２フランジングが設けられ、前記第１フランジングと第２フランジングとが互いに突き合わせて固定されることにより、前記励起器とボトムケースとは、互いに接合して固定される。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記第２フランジングと前記ケース本体とは、溶接により固定され、前記第２フランジングには溶接の安定性を高めるための環状リブが設けられている。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記励起器は、前記励起器ベースの内部に固定的に取り付けられるコネクターと、点火具と、シールリングとをさらに含み、前記コネクターは、前記励起器ベースの内壁に係合して固定され、前記シールリングは、励起器ベースに締りばめにて圧入され、前記シールリングの一端は、前記点火具を前記コネクターに向かって押し付け、他端は、前記ピストンを前記ボトムケースに向かって押し付ける。

ここで、電気的性能を向上させるために、一実施例において、前記スイッチング電器本体は、前記ケース本体の内部をカバーして設けられ且つ前記固定接触部、前記可動接触部及び前記固定接触部と前記可動接触部との接点部分をカバーするセラミックカバーをさらに含み、前記セラミックカバーには挿通孔が設けられ、前記パイロテクニック式の励起装置の一端は、前記挿通孔を貫通して前記セラミックカバーに溶接により固定され、且つ前記挿通孔をシールする。

ここで、負荷のニーズに応じてパイロテクニック式の励起装置を急速に交換できるために、一実施例において、前記パイロテクニック式の励起装置は、前記スイッチング電器本体に着脱可能に固定的に接続されている。

ここで、一実施例において、前記スイッチング電器は、直流高圧リレーである。

本発明は、以下のような有益な効果を備える。本発明において、パイロテクニック式の励起装置は、モジュラー構造であり、リレー本体に対して独立しており、単独で製造されてからリレーに固定的に取り付けられることが可能である。パイロテクニック式の励起装置の製造や輸送に対する管理が容易であり、部品の数が少なく、組立が容易であり、部品の標準化の実現もより容易であり、重量を減らし、コストを削減し、且つパフォーマンスを向上させるという目的を達成する。

図面を参照して例示的な実施形態を詳細に説明し、本発明の上記の内容、他の特徴及び利点は、より明らかになる。
実施例１におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（リレーが遮断状態にある）である。 実施例１におけるパイロテクニック式の励起装置がセラミックカバーに挿入して固定的に接続される模式図である。 実施例１におけるパイロテクニック式の励起装置の構造の分解図である。 実施例１におけるパイロテクニック式の励起装置の断面図である。 実施例１における励起器の構造の分解図（正面図）である。 実施例１における励起器の構造の分解図（斜視図）である。 実施例１におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（リレーが導通状態にある）である。 実施例１におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（パイロテクニック式の励起装置により励起する）である。 実施例２におけるボトムケースの模式図である。 実施例２におけるボトムケースの断面図である。 実施例３におけるボトムケースの模式図である。 実施例３におけるボトムケースの断面図である。 実施例４におけるピストンの一実行可能な構造の模式図である。 実施例４におけるピストンの他の実行可能な構造の模式図である。 実施例５における消弧媒体がピストンに貯留される模式図である。 実施例６におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（リレーが遮断状態にある）。 実施例６におけるパイロテクニック式の励起装置がセラミックカバーに挿入して固定的に接続される模式図である。 実施例６におけるパイロテクニック式の励起装置の構造の分解図である。 実施例６におけるパイロテクニック式の励起装置の断面図である。 実施例６における励起器の構造の分解図（正面図）である。 実施例６における励起器の構造の分解図（斜視図）である。 実施例６におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（リレーが導通状態にある）である。 実施例６におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（パイロテクニック式の励起装置により励起する）である。 実施例６におけるボトムケースの模式図である。 実施例６におけるボトムケースが外側に拡開して尖った歯型の逆止部を形成することによりピストンの反発を制限する模式図である。 実施例６におけるプッシュロッドアセンブリを模式的に示す斜視図である。 実施例６におけるプッシュロッドアセンブリの構造の分解図である。 実施例６における制限フレームがピストンの衝撃によって押し潰される模式図（正面図）である。 実施例６における制限フレームがピストンの衝撃によって押し潰される模式図（斜視図）である。 実施例７におけるピストンの模式図である。 実施例７におけるボトムケースが外側に拡開して尖った歯型の逆止部を形成することによりピストンの反発を制限する模式図である。 実施例８におけるピストンの模式図である。 実施例９におけるピストンの一実行可能な構造の模式図である。 実施例９におけるピストンの他の実行可能な構造の模式図である。 実施例１０におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（リレーが遮断状態にある）である。 実施例１０におけるパイロテクニック式の励起装置がセラミックカバーに挿入して固定的に接続される模式図である。 実施例１０におけるパイロテクニック式の励起装置の構造の分解図である。 実施例１０におけるパイロテクニック式の励起装置の断面図である。 実施例１０における励起器の構造の分解図（正面図）である。 実施例１０における励起器の構造の分解図（斜視図）である。 実施例１０におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（リレーが導通状態にある）である。 実施例１０におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（パイロテクニック式の励起装置により励起する）である。 実施例１０におけるプッシュロッドアセンブリを模式的に示す斜視図である。 実施例１０におけるプッシュロッドアセンブリの構造の分解図である。 実施例１０における制限フレームがピストンの衝撃によって押し潰される模式図（正面図）である。 実施例１０における制限フレームがピストンの衝撃によって押し潰される模式図（斜視図）である。 実施例１０における可動接触子及び導磁リングアセンブリの模式図である。 実施例１０における導磁リングアセンブリに短絡電流による電動反発力に抵抗するために吸引力が発生する模式図である。 実施例１１における可動接触子及び導磁リングアセンブリの模式図である。 実施例１２における可動接触子及び導磁リングアセンブリの模式図である。 実施例１３におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（リレーが遮断状態にある）である。 実施例１３におけるパイロテクニック式の励起装置がセラミックカバーに挿入して固定的に接続される模式図である。 実施例１３におけるパイロテクニック式の励起装置の構造の分解図である。 実施例１３におけるパイロテクニック式の励起装置の断面図である。 実施例１３における励起器の構造の分解図（正面図）である。 実施例１３における励起器の構造の分解図（斜視図）である。 実施例１３におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（リレーが導通状態にある）である。 実施例１３におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（パイロテクニック式の励起装置により励起する）である。 実施例１３におけるプッシュロッドアセンブリを模式的に示す斜視図である。 実施例１３におけるプッシュロッドアセンブリの構造の分解図である。 実施例１３における制限フレームがピストンの衝撃によって押し潰される模式図（正面図）である。 実施例１３における制限フレームがピストンの衝撃によって押し潰される模式図（斜視図）である。 実施例１４における制限フレームがシーソー式のリレー接触回路に適用される模式図である。 実施例１５におけるプッシュロッドアセンブリの模式図（斜視図）である。 実施例１５におけるプッシュロッドアセンブリの模式図（正面図）である。 実施例１６におけるＵ字型のブラケットを模式的に示す斜視図である（角度１）。 実施例１６におけるＵ字型のブラケットを模式的に示す斜視図である（角度２）。 実施例１７におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（リレーが遮断状態にある）である。 実施例１７におけるパイロテクニック式の励起装置がセラミックカバーに挿入して固定的に接続される模式図である。 実施例１７におけるパイロテクニック式の励起装置の構造の分解図である。 実施例１７におけるパイロテクニック式の励起装置の断面図である。 実施例１７における励起器の構造の分解図（正面図）である。 実施例１７における励起器の構造の分解図（斜視図）である。 実施例１７におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（リレーが導通状態にある）である。 実施例１７におけるパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの断面図（パイロテクニック式の励起装置により励起し、消弧媒体を放出する）である。 実施例１８における消弧媒体がピストンに貯留される模式図である。 実施例２０におけるボトムケースの模式図（正面図）である。 実施例２０におけるボトムケースの断面図である。 実施例２０における他の実行可能なボトムケースの変形例の模式図（正面図）である。 実施例２０における他の実行可能なボトムケースの変形例の断面図である。 実施例２１におけるピストンの模式図である。 実施例２１におけるピストンの他の実行可能な代替案の模式図である。

以下、添付の図面を参照しながら、例示的な実施形態をより完全に説明する。ただし、例示的な実施形態は複数種類の形態で実施することができ、ここに記述する実施形態に限定されない。本明細書において、例えば「上」や「下」などの相対的な用語は、図面に示された一つのアセンブリと他のアセンブリとの間の相対的な関係を説明するために使用されるが、これらの用語は、単に便宜上のものであり、例えば、図面に示す例示の方向によるものである。図面に示す装置を反転させてその上下が逆になる場合、前記「上」に位置するアセンブリが「下」に位置するアセンブリになることを理解できる。他の相対的な用語、例えば「頂」、「底」なども同様の意味を持つとしている。ある一つの構造が他の構造の「上」に位置する場合、ある一つの構造が他の構造の上に一体的に形成されたり、ある一つの構造が他の構造の上に「直接的」に配置されたり、別の構造により他の構造に「間接的」に配置されたりすることを意味する可能性がある。

用語「１個」、「１つ」、「その」、「前記」は、１つ又は複数の要素／構成要素／などが存在することを表すために使用される。用語「含む」及び「有する」は、開放的な包含を意味するために使用され、列挙された要素／構成要素／等の他に存在することができる要素／構成要素／等を意味する。用語「第１」、「第２」などはマークとしてのみ使用され、その対象の数量限定ではない。

実施例１：
図１～図２を参照すると、本発明の実施例として、パイロテクニック式の励起装置を備えるリレーを提供し、前記リレーは、リレー本体１００と、リレー本体１００に取り付けられるパイロテクニック式の励起装置５と、を含み、リレー本体１００は、その導通又は遮断を実現する固定接触子１（固定接触部として）及び可動接触子２（可動接触部として）を含み、リレー本体１００は、ケース本体３をさらに含み、固定接触子１は、一端がケース本体３から露出して外部の負荷に電気的に接続され、他端がケース本体３の内部に延び、可動接触子２は、ケース本体３の内部に設けられて電磁駆動機構４に接続される。ここで、固定接触子１には、ネジ接続により外部の端子に固定されるために用いられる雌ネジが設けられる。可動接触子２は、ブリッジ式の可動接触子であり、電磁駆動機構４の作用によって、可動接触子２は、固定接触子１に対して相対的に接近又は離間して移動可能であり、可動接触子２が２つの固定接触子１に同時に接触する場合、負荷の連通を実現する。説明の便宜上、固定接触子１が相対的に可動接触子２の上方に位置し、可動接触子２が相対的に固定接触子１の下方に位置すると定義される。

リレー本体１００は、セラミックカバー６をさらに含み、セラミックカバー６は、ケース本体３の内部に固定的に設けられ、且つ固定接触子１の下端及び可動接触子２をカバーする（即ち、固定接触子１と可動接触子２及び両者の接点をカバーする）ことにより、接触キャビティを形成し、セラミックカバー６によって固定接触子１と可動接触子２との接点を外界の空気から隔離して高い耐圧性能が得られ、リレーの低接触抵抗、長寿命及び高信頼性を効果的に確保することができる。リレーが短絡した場合、セラミック材料の耐アーク及び耐高温特性は、短絡アークでの回路の安全性と信頼性を確保することができる。

ケース本体３は、互いに接合しているベース３２及び上部カバー３１をさらに含み、セラミックカバー６は、この上部カバー３１の内部に設けられ、パイロテクニック式の励起装置５は、セラミックカバー６の外部からセラミックカバー６に挿入して固定的に接続され、パイロテクニック式の励起装置５の下端は、可動接触子２の上方に正対するようにセラミックカバー６内の接触キャビティに延び、上部カバー３１は、さらにセラミックカバー６及びパイロテクニック式の励起装置５をカバーしてリレー全体の組立を完了させる。

図２を参照すると、パイロテクニック式の励起装置５は、独立したモジュラー構造であり、その外形は、ほぼ柱状の回転体構造をなし、セラミックカバー６の上端には挿通孔６１が開設され、パイロテクニック式の励起装置５の下端は、この挿通孔６１を貫通してこの接触キャビティに延びる。パイロテクニック式の励起装置５は、具体的に、溶接、カシメ、螺着などによりセラミックカバー６に固定されてもよいが、本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、ろう付けによりセラミックカバー６に固定される。

本実施例において、上部カバー３１の上面に２つの固定接触子１及び１つのパイロテクニック式の励起装置５から退避して合わせる貫通孔及び中空円柱部を有することにより、２つの固定接触子１の先端をケース本体３から露出させるとともに、パイロテクニック式の励起装置５の外部をカバーして保護することができる。また、電気的安全性を高めるために、この中空円柱部の外壁の両側にも、図示の紙面に垂直な方向に保護バッフル板がそれぞれ延出している（角度により図示せず）。

他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、ケース本体３に固定的に接続されてもよいが、本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５をセラミックカバー６に固定的に接続するという構成とすることにより組立プロセスを簡便化することができ、最終組立時にパイロテクニック式の励起装置５及び固定接触子１をセラミックカバー６に固定して組み立てた後、上部カバー３１をかければよい。

図３～図６を参照すると、パイロテクニック式の励起装置５は、具体的に、励起器５１、ピストン５２及びボトムケース５３を含む。励起器５１とボトムケース５３とは、上下に互いに接合して固定され、ピストン５２は、励起器５１とボトムケース５３との間に収容される。ここで、励起器５１は、中空の励起器ベース５１２と、励起器ベース５１２の内部に固定的に取り付けられるコネクター５１１と、点火具５１３と、シールリング５１４と、をさらに含む。励起器ベース５１２は、筒状構造をなし、その下端には第１フランジング５１０が設けられ、ボトムケース５３も中空の筒状構造であり、ボトムケース５３の上端には第２フランジング５３２が設けられ、第１フランジング５１０と第２フランジング５３２とが互いに突き合わせて固定される（例えば溶接、カシメ、螺着により固定される）ことにより、励起器５１とボトムケース５３との接合固定を実現する。ボトムケース５３の下端は、セラミックカバー６の接触キャビティに進入し、且つ、第２フランジング５３２は、セラミックカバー６にろう付けにより固定されることにより、パイロテクニック式の励起装置５とセラミックカバー６との固定的な接続を実現する。

図４に示すように、第２フランジング５３２のセラミックカバー６に向かう側には環状リブ５３１が設けられ、この環状リブ５３１は、第２フランジング５３２とセラミックカバー６とのろう付けの安定性をさらに向上させることができる。また、第１フランジング５１０と第２フランジング５３２は、外へ拡がる拡径部位を形成して挿通孔６１をさらにシールすることにより、セラミックカバー６の密閉性を確保することができる。

本実施例において、励起器ベース５１２とボトムケース５３とは、互いに接合して固定されてパイロテクニック式の励起装置５のケース本体を形成する。コネクター５１１、点火具５１３、シールリング５１４及びピストン５２は、上から下に向かってこのケース本体の内部に順次設けられ、コネクター５１１は、点火具５１３のリード５１３１に接続される。ここで、コネクター５１１は、励起器ベース５１２の内壁に係合して固定され、シールリング５１４は、励起器ベース５１２に締りばめにて圧入され、且つ点火具５１３を上へ押し付けて固定し、ピストン５２の上下の両端は、それぞれシールリング５１４及びボトムケース５３に当接し、シールリング５１４は、防湿及び気密封止の効果を奏するとともに、シールリング５１４が押圧されることによる微変形によってその上方の点火具５１３及び下方のピストン５２をさらに押し付けることができ、振動による緩みを防止することができる。

図７～図８を参照すると、コネクター５１１は、監視励起回路の点火リードに固定的に接続されることにより監視励起回路が発した励起電気信号を伝達して点火具５１３を励起し、この監視励起回路は、電流値（又は電流上昇速率）が所定の閾値に達したことを監視した後、発した励起電気信号がコネクター５１１を介して下方に伝達され、且つ点火具５１３を励起して点火させることができる。ピストン５２と点火具５１３との間にはギャップ５０が設けられ、点火具５１３が火薬に点火した後、このギャップ５０に高圧燃料ガスを発生させ（即ち、点火し）、ピストン５２を押してボトムケース５３を下へ突き破り、さらに、ピストン５２は、可動接触子２を下方に移動させ、可動接触子２が固定接点１との接触から離脱するのに役立ち、リレーの急速な遮断を実現する。

ボトムケース５３は、中空の筒状構造であり、且つ、ピストン５２は、軸孔を介してボトムケース５３の内部に嵌合して設けられる回転体構造であるので、ボトムケース５３は、ピストン５２に対してガイドの役割を果たすことができ、点火具５１３を点火させた後、ピストン５２を中空筒状のボトムケース５３の内腔の軸方向に沿って下方に移動させる。

本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、モジュラー構造であり、リレー本体に対して独立しており、単独で製造されてからリレーに固定的に取り付けられることが可能である。パイロテクニック式の励起装置５の製造や輸送に対する管理が容易であり、部品の数が少なく、組立が容易であり、部品の標準化の実現もより容易であり、重量を減らし、コストを削減し、且つパフォーマンスを向上させるという目的を達成する。また、点火具５１３から延出したリード５１３１は、コネクター５１１を介して監視励起回路の点火リードに接続されることにより、点火具５１３内の火薬が点火リードの引出端から遠く離れており、温度上昇が小さくなり、薬剤の耐温要求が低減される。

本実施例に係るパイロテクニック式の励起装置５は、セラミック封止リレーに適用されており、具体的に、パイロテクニック式の励起装置５をセラミックカバー３に溶接することにより、溶接の締結性が良好であり、パイロテクニック式の励起装置５のシール性及び耐振動性がより優れ、且つ、パイロテクニック式の励起装置５のケース本体の成形がより簡単であり、製品の高さがより低い。

他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、リレー本体にパイロテクニック式の励起装置５が挿入されるための挿通孔（例えば、本実施例の挿通孔６１）を設けて、固定的な接続によりパイロテクニック式の励起装置５をリレーに取り付ければよく、他の構造を有するリレーに適用されてもよい。パイロテクニック式の励起装置５は、着脱可能な接続（例えば螺着）によりリレー本体に固定されてもよく、これにより、パイロテクニック式の励起装置５は、入力の要求に応じて急速に交換することができる。

図８に示すように、パイロテクニック式の励起装置５のボトムケース５３には消弧媒体５４がさらに設けられ、パイロテクニック式の励起装置５が励起される場合、ピストン５２がボトムケース５３を下方に突き破ることにより、消弧媒体５４をセラミックカバー６の接触キャビティに放出し、固定接触子１と可動接触子２との接点隙間を消弧処理し、接点が遮断される時の消弧能力をさらに加速させ、製品の短絡安全性を向上させる。

本実施例において、消弧媒体５４は、石英砂である。このパイロテクニック式の励起装置５は、点火爆発後、その下端のガスが急速に膨張し、ボトムケース５３又はピストン５２内に貯留された消弧媒体５４が爆発ガスとともに接触キャビティに極めて急速かつ均一に散布することができ、固定接触子１と可動接触子２の外形及び接触キャビティの輪郭による制限を最大限受けず、短時間で消弧効果を直接に奏することができる。

この実施例において、可動接触子２は、ブリッジ式の可動接触子であるが、固定接触子１は、このブリッジ式の可動接触子の両端の位置に設けられ、且つ、パイロテクニック式の励起装置５は、可動接触子２の中段位置の一方側に対応して設けられるので、点火爆発後の膨張ガスがブリッジ式の可動接触子により阻止されて、気流がそれぞれブリッジ式の可動接触子の両端へガイドされ、これにより、消弧媒体５４を固定接触子１と可動接触子２との間の領域にさらに直接に到達させる。

図７～図８を参照すると、電磁駆動機構４は、可動接触子２を移動させるために使用され、電磁駆動機構４は、具体的に、固定鉄心４１と、コイル４２と、可動鉄心４３と、プッシュロッドアセンブリ４４と、復帰バネ４５と、磁力線を伝送して磁気エネルギーの利用率を向上させるための第１ヨーク部材４６と、第２ヨーク部材４７と、導磁筒４８と、を含む。プッシュロッドアセンブリ４４の下端は、可動鉄心４３に固定的に接続され、上端は、可動接触子２に連動して接続される。復帰バネ４５の一端は、固定鉄心４１に作用し、他端は、可動鉄心４３に作用する。コイル４２に通電する場合、固定鉄心４１は、可動鉄心４３を吸引して上へ移動させ、プッシュロッド４４が可動接触子２を上へ移動させるようにさせる。コイル４２が停電する場合、電磁駆動機構４は、復帰バネ４５の弾性力によって復帰する。電磁駆動機構４は、一般的な直動式磁路構造であり、その作動原理はこの例では詳細な説明を省略する。

本実施例は、パイロテクニック式の励起装置５の機能及び効果をリレーの構造で説明するが、リレー以外の他のスイッチング電器、例えばコンタクタにも同様の構造を適用することができる。

実施例２
本実施例は、構造が実施例１のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、本実施例では異なるパイロテクニック式の励起装置のボトムケース構造を使用することである。図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照すると、本実施例において、ボトムケース５３Ａは、径方向の寸法が上から下に向かって徐々に収縮した多段の階段状の構造であり、ボトムケース５３Ａの下端が収縮状をなすので、パイロテクニック式の励起装置の爆発時の衝撃力をボトムケース５３Ａの下端の小さな階段部に集めることができ、局所的な能力の向上を実現し、これにより、ピストンがボトムケース５３Ａを突き破る能力を高めるとともに、ピストンが可動接触子２を押して遮断させることを加速させ、同時に、消弧媒体をボトムケース５３Ａの内部の階段部に貯蔵することができる。

実施例３
本実施例は、構造が実施例２のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、本実施例では異なるパイロテクニック式の励起装置のボトムケース構造を使用することである。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を参照すると、本実施例において、ボトムケース５３Ｂは、径方向の寸法が上から下に向かって（即ち、可動接触子に向かって）徐々に収縮したテーパ状の構造である。同様に、ボトムケース５３Ｂの下端が収縮状をなすので、パイロテクニック式の励起装置の爆発時の衝撃力をボトムケース５３Ｂの下端に集めることができ、局所的な能力の向上を実現し、これにより、ピストンがボトムケース５３Ｂを突き破る能力を高めるとともに、ピストンが可動接触子２を押して遮断させることを加速させる。

本実施例と実施例２は、いずれもボトムケースの構造を径方向の寸法が上から下に向かって徐々に収縮した構造とし、本実施例及び実施例２で提供した「階段状収縮」及び「テーパ状収縮」以外に、他の実施例において「階段状収縮」及び「テーパ状収縮」を多段に組み合わせて収縮を実現してもよく、また、その他の規則的又は不規則な形状で径方向の収縮を行うことはいずれも実行可能な形態である。

実施例４
本実施例は、構造が実施例１のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、本実施例では異なるパイロテクニック式の励起装置のピストン構造を使用することである。本実施例において、ピストンは、上から下に向かって（即ち、可動接触子に向かって）収縮した形状であり、その付勢力面積が小さくなり、ボトムケース及び可動接触子への作用力が強くなるので、ボトムケースをより速く突き破り、可動接触子を急速に押して遮断させることができる。ピストンの下端の収縮形状は、具体的に、テーパ状収縮、階段状収縮、又はテーパ状と階段状とを組み合わせた収縮構造により実現されてもよく、図１１、図１２に示される下端が収縮したピストンは、いずれも実行可能である。

実施例５
本実施例は、構造が実施例１のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、本実施例では消弧媒体がピストン内に貯留されることであり、図１３に示すように、ピストン５２Ｃは、中空キャビティの円柱体構造を有し、消弧媒体５４Ａは、ピストン５２Ｃ内に貯留され、且つ、ピストン５２Ｃの下端５２Ｃ－１（即ちピストン５２Ｃの衝突部）は、肉厚が薄い脆弱な構造であり、このピストン５２Ｃの下端５２Ｃ－１は、ベークライト又はＰＢＴプラスチックなどの脆弱な材質で製造され、ピストン５２Ｃが下へ衝突する場合、下端５２Ｃ－１が衝撃によって破断してクラックを発生させて、消弧媒体５４Ａが放出される。

本実施例及び実施例１の上向きの開口を有するピストン構造を使用する以外に、ピストンは、密閉キャビティを有するシール構造であってもよく、このようなシールキャビティを有するピストン構造を使用する場合、消弧媒体がピストン内に貯留されるので、シール性が良好であり、このため、消弧媒体は、石英砂の他にも、ガス状の六フッ化硫黄又は液状のトランス油などの他の消弧媒体を用いて実現することもできる。

また、従来のパイロテクニック式の励起装置は、一般的に、ピストンを含み、パイロテクニック式の励起装置を点火させた後、高圧燃料ガスは、ピストンを押して作動させ、ピストンは、さらに可動接点（可動接触子）を押して急速に遮断させる。しかし、従来技術のパイロテクニック式の励起装置にはピストンの逆止構造が設けられていないので、ピストンは、可動接触子に衝突した後に弾性反発を発生させることが容易になり、これにより、ピストンの運動エネルギーが損なわれ、可動接触子の急速な遮断には不利である。

このため、本発明は、構造が最適化されたパイロテクニック式の励起装置をさらに提供し、このパイロテクニック式の励起装置に基づいて、パイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器をさらに提供する。

本発明は、以下のような技術案を提供する。

本発明は、パイロテクニック式の励起装置を提供し、前記パイロテクニック式の励起装置は、励起器、ピストン及びボトムケースを含み、前記ボトムケースは、中空構造をなし、前記ピストンは、前記ボトムケース内に嵌合して取り付けられ、前記励起器は、火薬に点火するとともに、燃料ガスによって前記ピストンを押して前記ボトムケースを突き破り、前記ボトムケースには逆止構造が設けられ、前記ピストンが前記ボトムケースを突き破った後、前記逆止構造は、前記ピストンが衝突によって弾性反発することを阻止する。

ここで、前記ボトムケースの底部には交錯している複数のクラックが設けられ、前記ピストンが前記ボトムケースを突き破った後、前記ボトムケースの底部が前記クラックの交点から外側に拡開して尖った歯型の逆止部を形成することにより、前記逆止部の先端が前記ピストンを押し当てて前記ピストンの弾性反発を阻止する。

ここで、前記クラックは、「米」字型又は「十」字型をなす。

ここで、前記ピストンには径方向の階段構造が設けられる。

ここで、前記ピストンには縮径したネック部が設けられ、前記逆止部の先端は、前記ネック部の一端の階段部を押し当てることにより前記ピストンの弾性反発を阻止する。又は、前記ピストンは、上ピストンと下ピストンとを含む独立した２段に分けられており、前記下ピストンが前記ボトムケースを突き破った後、前記上ピストンは、依然として前記ボトムケース内に残り、前記逆止部の先端は、前記下ピストンの端部を押し当てることにより前記下ピストンの弾性反発を阻止する。

ここで、前記ピストンは、前記ボトムケースを突き破る方向に向かって徐々に収縮した構造である。

本発明は、パイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器をさらに提供し、前記スイッチング電器は、スイッチング電器本体と、スイッチング電器本体に設けられるパイロテクニック式の励起装置と、を含み、前記スイッチング電器本体は、スイッチ機能を実行するために固定されている固定接触部と移動可能な可動接触部とを含み、前記パイロテクニック式の励起装置は、前記スイッチング電器本体の負荷状況に応じて火薬に点火して前記可動接触部を押して前記固定接触部から離間させる爆発的な衝撃力を発生させることにより、前記スイッチング電器の急速な遮断を補助することができ、前記パイロテクニック式の励起装置は、上記のパイロテクニック式の励起装置である。

ここで、パイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器は、制限部材をさらに含み、前記制限部材は、前記ピストンが前記ボトムケースを突き破る位置に設けられ、前記制限部材は、前記可動接触部が前記固定接触部に向かって復帰することを制限でき、且つ前記可動接触部と結合（Ｃｏｕｐｌｅ Ｗｉｔｈ）により組み立てられるように構成され、前記制限部材の材質は、前記ピストンから衝撃を受けても歪みが回復しないことを可能とする材質である。

ここで、前記制限部材は、制限フレームであり、前記制限フレームは、前記ピストンから衝撃を受けた後に歪みが回復できないように押し潰されることにより、可動接触部が前記固定接触部に向かって復帰することを制限する。

ここで、前記可動接触部は、板状構造をなし、前記制限フレームは、板状の前記可動接触部に跨って設けられることにより、それが前記固定接触部に向かって復帰することを制限する。

ここで、前記スイッチング電器は、直流高圧リレーである。

本発明は、以下のような有益な効果を備える。本発明は、ピストンの逆止構造を設けることにより、ピストンがボトムケースの底部から押し出されるが、逆止構造に止められて跳ね返ることができないようにさせるので、ピストンをリアルタイムに係止させることができ、ピストンの弾性反発によるエネルギーロを低減することができる。

以下、図面及び具体的な実施形態を参照して本発明をさらに説明する。

実施例６
図１４～図１５を参照すると、本発明の実施例として、パイロテクニック式の励起装置を備えるリレーを提供し、前記リレーは、リレー本体１００と、リレー本体１００に取り付けられたパイロテクニック式の励起装置５と、を含み、リレー本体１００は、その導通又は遮断を実現する固定接触子１（固定接触部として）及び可動接触子２（可動接触部として）を含み、リレー本体１００は、ケース本体３をさらに含み、固定接触子１は、一端がケース本体３から露出して外部の負荷に電気的に接続され、他端がケース本体３の内部に延び、可動接触子２は、ケース本体３の内部に設けられて電磁駆動機構４に接続される。ここで、固定接触子１には、ネジ接続により外部の端子に固定されるために用いられる雌ネジが設けられる。可動接触子２は、ブリッジ式の可動接触子であり、電磁駆動機構４の作用によって、可動接触子２は、固定接触子１に対して相対的に接近又は離間して移動可能であり、可動接触子２が２つの固定接触子１に同時に接触する場合、負荷の連通を実現する。説明の便宜上、固定接触子１が相対的に可動接触子２の上方に位置し、可動接触子２が相対的に固定接触子１の下方に位置すると定義される。

リレー本体１００は、セラミックカバー６をさらに含み、セラミックカバー６は、ケース本体３の内部に固定的に設けられ、且つ固定接触子１の下端及び可動接触子２をカバーする（即ち、固定接触子１と可動接触子２及びそれらの接点をカバーする）ことにより接触キャビティを形成し、セラミックカバー６によって固定接触子１と可動接触子２との接点を外界の空気から隔離して高い耐圧性能が得られ、リレーの低接触抵抗、長寿命及び高信頼性を効果的に確保することができる。また、リレーが短絡した場合、セラミック材料の耐アーク及び耐高温特性は、短絡アークでの回路の安全性と信頼性を確保することができる。

ケース本体３は、互いに接合しているベース３２及び上部カバー３１をさらに含み、セラミックカバー６は、この上部カバー３１の内部に設けられ、パイロテクニック式の励起装置５は、セラミックカバー６の外部からセラミックカバー６に挿入して固定的に接続され、パイロテクニック式の励起装置５の下端は、可動接触子２の上方に正対するようにセラミックカバー６内の接触キャビティに進入し、上部カバー３１は、さらにセラミックカバー６及びパイロテクニック式の励起装置５をカバーしてリレー全体の組立を完了させる。図１５を参照すると、パイロテクニック式の励起装置５は、独立したモジュラー構造であり、その外形は、ほぼ柱状の回転体構造をなし、セラミックカバー６の上端には挿通孔６１が開設され、パイロテクニック式の励起装置５の下端は、この挿通孔６１を貫通してこの接触キャビティに進入する。パイロテクニック式の励起装置５は、具体的に、溶接、カシメ、螺着などによりセラミックカバー６に固定されてもよいが、本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、ろう付けによりセラミックカバー６に固定される。また、本実施例において、上部カバー３１の上面に２つの固定接触子１及び１つのパイロテクニック式の励起装置５から退避して合わせる貫通孔及び中空円柱部を有することにより、２つの固定接触子１の先端をケース本体３から露出させるとともに、パイロテクニック式の励起装置５の外部をカバーして保護することができる。また、電気的安全性を高めるために、この中空円柱部の外壁の両側にも、図示の紙面に垂直な方向に保護バッフル板がそれぞれ延出している（角度によりで図示せず）。他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、ケース本体３に固定的に接続されてもよいが、本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５をセラミックカバー６に固定的に接続するという構成とすることにより組立プロセスを簡便化することができ、最終組立時にパイロテクニック式の励起装置５及び固定接触子１をセラミックカバー６に固定して組み立てた後、上部カバー３１をかければよい。

図１６～図１９を参照すると、パイロテクニック式の励起装置５は、具体的に、励起器５１、ピストン５２及びボトムケース５３を含む。励起器５１とボトムケース５３とは、上下に互いに接合して固定され、ピストン５２は、励起器５１とボトムケース５３との間に収容される。ここで、励起器５１は、中空の励起器ベース５１２と、励起器ベース５１２の内部に固定的に取り付けられるコネクター５１１と、点火具５１３と、シールリング５１４と、をさらに含む。励起器ベース５１２とボトムケース５３とは、互いに接合して固定されてパイロテクニック式の励起装置５のケース本体を形成する。コネクター５１１、点火具５１３、シールリング５１４及びピストン５２は、上から下に向かってこのケース本体の内部に順次設けられ、コネクター５１１は、点火具５１３のリード５１３１に接続される。ここで、コネクター５１１は、励起器ベース５１２の内壁に係合して固定され、シールリング５１４は、励起器ベース５１２に締りばめにて圧入され、且つ点火具５１３を上へ押し付けて固定し、ピストン５２の上下の両端は、それぞれシールリング５１４及びボトムケース５３に当接し、シールリング５１４は、防湿及び気密封止の効果を奏するとともに、シールリング５１４が押圧されることによる微変形によってその上方の点火具５１３及び下方のピストン５２をさらに押し付けることができ、振動による緩みを防止することができる。

図２０～図２１を参照すると、コネクター５１１は、監視励起回路の点火リードに固定的に接続されることにより監視励起回路が発した励起電気信号を伝達して点火具５１３を励起し、この監視励起回路は、電流値（又は電流上昇速率）が所定の閾値に達したことを監視した後、発した励起電気信号がコネクター５１１を介して下方に伝達され、且つ点火具５１３を励起して点火させることができる。ピストン５２と点火具５１３との間にはギャップ５０が設けられ、点火具５１３が火薬に点火した後、このギャップ５０に高圧燃料ガスを発生させ（即ち、点火し）、ピストン５２を押してボトムケース５３を下へ突き破り、さらに、ピストン５２は、可動接触子２を下方に移動させ、可動接触子２が固定接点１との接触から離脱するのに役立ち、リレーの急速な遮断を実現する。

ボトムケース５３は、中空の筒状構造であり、且つ、ピストン５２は、軸孔を介してボトムケース５３の内部に嵌合する回転体構造であるので、ボトムケース５３は、ピストン５２に対してガイドの役割を果たすことができ、点火具５１３を点火させた後、ピストン５２は、ボトムケース５３の中空筒状の内腔の軸方向に沿って下方に移動する。

本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、モジュラー構造であり、リレー本体に対して独立しており、単独で製造されてからリレーに固定的に取り付けられることが可能である。パイロテクニック式の励起装置５の製造や輸送に対する管理が容易であり、部品の数が少なく、組立が容易であり、部品の標準化の実現もより容易であり、重量を減らし、コストを削減し、且つパフォーマンスを向上させるという目的を達成する。また、点火具５１３から延出したリード５１３１は、コネクター５１１を介して監視励起回路の点火リードに接続されることにより、点火具５１３内の火薬が点火リードの引出端から遠く離れており、温度上昇が小さくなり、薬剤の耐温要求が低減される。

図２２～図２３を参照すると、本実施例において、ボトムケース５３の底部には「米」字型の交錯しているクラックが設けられ、ピストン５２がボトムケース５３を下向きに衝撃する場合、ボトムケース５３の底部は、「米」字型のクラックの交点から外側に拡開して尖った歯型の逆止部５３－１を形成し、前記逆止部５３－１は、ピストン５２の周面又は端部を押し当てて（ピストン５２がボトムケース５３から完全に飛び出さない場合、逆止部５３－１は、ピストン５２の周面を押し当ててピストン５２を止める。ピストン５２がボトムケース５３から完全に飛び出す場合、逆止部５３－１は、ピストン５２の端部を押し当ててピストン５２を止める）ピストン５２の弾性反発を阻止する。即ち、本実施例の「米」字型の交錯しているクラックの逆止構造によって、ピストン５２がボトムケース５３の底部から押し出されるが、逆止部５３－１に止められて跳ね返ることができないようにさせるので、ピストン５２をリアルタイムに係止させることができ、ピストン５２の弾性反発によるエネルギーロを低減することができ、同時に、ピストン５２が係止された後、ピストン５２のヘッド部は、可動接触子にしっかりと突き当てられ、可動接点と固定接点が再び閉じる可能性を回避する。

ボトムケース５３の底部のクラックは、本実施例の「米」字型を使用するほか、例えば「十」字型などの他の形状を使用することもできる。ボトムケース５３の底部が衝撃を受けた後に外側に拡開するクラック形状は、いずれも実行可能な形態である。

なお、本実施例の逆止構造を有するパイロテクニック式の励起装置は、独立したモジュラー構造としてリレー本体に取り付けられることなく、従来技術のようにリレーの内部に集積されてリレーと一体化されるという構成としてもよい。逆止構造を有するパイロテクニック式の励起装置は、リレーの電気的安全性能を著しく向上させることができ、パイロテクニック式の励起装置の構造及び取り付け方式とは必然的に関係しない。

本実施例に係るパイロテクニック式の励起装置５は、セラミック封止リレーに適用されており、具体的に、パイロテクニック式の励起装置５をセラミックカバー３に溶接することにより、溶接の締結性が良好であり、パイロテクニック式の励起装置５のシール性及び耐振動性がより優れ、且つ、パイロテクニック式の励起装置５のケース本体の成形がより簡単であり、製品の高さがより低い。他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、リレー本体にパイロテクニック式の励起装置５が挿入されるための挿通孔（例えば、本実施例の挿通孔６１）を設けて、固定的な接続によりパイロテクニック式の励起装置５をリレーに取り付ければよく、他の構造を有するリレーに適用されてもよい。パイロテクニック式の励起装置５は、着脱可能な接続（例えば螺着）によりリレー本体に固定されてもよく、これにより、パイロテクニック式の励起装置５は、入力の要求に応じて急速に交換することができる。

図２１に示すように、パイロテクニック式の励起装置５のボトムケース５３には消弧媒体５４がさらに設けられ、パイロテクニック式の励起装置５が励起される場合、ピストン５２がボトムケース５３を下方に突き破ることにより、消弧媒体５４をセラミックカバー６の接触キャビティに放出し、固定接触子１と可動接触子２との接点隙間を消弧処理し、接点が遮断される時の消弧能力をさらに加速させ、製品の短絡安全性を向上させる。本実施例において、消弧媒体５４は、石英砂である。このパイロテクニック式の励起装置５は、点火爆発後、その下端のガスが急速に膨張し、ボトムケース５３又はピストン５２内に貯留された消弧媒体５４が爆発ガスとともに接触キャビティに極めて急速かつ均一に散布することができ、固定接触子１と可動接触子２の外形及び接触キャビティの輪郭による制限を最大限受けず、短時間で消弧効果を直接に奏することができる。この実施例において、可動接触子２は、ブリッジ式の可動接触子であるが、固定接触子１は、このブリッジ式の可動接触子の両端の位置に設けられ、且つ、パイロテクニック式の励起装置５は、可動接触子２の中段位置の一方側に対応して設けられるので、点火爆発後の膨張ガスがブリッジ式の可動接触子により阻止されて、気流がそれぞれブリッジ式の可動接触子の両端へガイドされ、これにより、消弧媒体５４を固定接触子１と可動接触子２との間の領域にさらに直接に到達させる。

電磁駆動機構４は、可動接触子２を移動させるために使用され、図２０～図２１を参照すると、電磁駆動機構４は、具体的に、固定鉄心４１と、コイル４２と、可動鉄心４３と、プッシュロッドアセンブリ４４と、復帰バネ４５と、を含み、磁力線を伝送して磁気エネルギーの利用率を向上させるための第１ヨーク部材４６と、第２ヨーク部材４７と、導磁筒４８と、をさらに含み、プッシュロッドアセンブリ４４の下端は、可動鉄心４３に固定的に接続され、上端は、可動接触子２に連動して接続される。復帰バネ４５の一端は、固定鉄心４１に作用し、他端は、可動鉄心４３に作用する。コイル４２に通電することにより、固定鉄心４１は、可動鉄心４３を吸引して上へ移動させ、プッシュロッド４４が可動接触子２を上へ移動させるようにさせる。コイル４２が停電する場合、電磁駆動機構４は、復帰バネ４５の弾性力によって復帰する。電磁駆動機構４は、一般的な直動式磁路構造であり、その作動原理はこの例では詳細な説明を省略する。

図２４～図２５を参照すると、プッシュロッドアセンブリ４４は、プッシュロッド４４１と、バネベース４４２と、Ｕ字型ブラケット４４３と、を含み、プッシュロッド４４１は、電磁駆動機構４の駆動力を出力するために使用され、その下端が可動鉄心４３に固定的に接続され、上端がバネベース４４２に固定的に接続される。Ｕ字型ブラケット４４３は、シート状構造であり、バネベース４４２の上方に横置きされたトッププレート４４３１と、トッププレート４４３１の両端に接続されて下方に延びる２つの側板４４３２と、を含み、２つの側板４４３２の下端は、バネベース４４２の両端に固定的に接続されることにより、バネベース４４２とＵ字型ブラケット４４３とは接続されて方形の中空の制限フレーム４００を形成する。オーバトラベルバネ４４５の下端は、バネベース４４２に当接し、可動接触子２は、制限フレーム４００を貫通してオーバトラベルバネ４４５の弾性力によってトッププレート４４３１に当接することにより、オーバトラベルバネ４４５の弾性力によって、オーバトラベルバネ４４５と可動接触子２は、この制限フレーム４００内に安定して取り付けられる。また、プッシュロッドアセンブリ４４が可動接触子２と固定接触子１とを押し上げて接触させる場合、バネベース４４２は、オーバトラベルバネ４４５をさらに圧縮することができ、リレーが導通状態にある場合の接点のオーバトラベルを実現することができる。

図２６～図２７を参照すると、本実施例は、バネベース４４２及びＵ字型ブラケット４４３を使用して制限フレーム４００を形成し、パイロテクニック式の励起装置５が励起される場合、ピストン５２がこの制限フレーム４００を下向きに衝撃することにより、プッシュロッドアセンブリ４４及び可動接触子２を下方に移動させ、バネベース４４２がリレーの内部構造に止められた後、ピストン５２の衝撃力によってオーバトラベルバネ４４５がさらに圧縮され、Ｕ字型ブラケット４４３の２つの側板４４３２が力を受けて折り曲げられ、塑性歪みを発生させ、制限フレーム４００全体が押し潰されて復元できない。これにより、プッシュロッドアセンブリ４４と可動接触子２の全体の高さがさらに低く押し、Ｕ字型ブラケット４４３は、板状の可動接触子２の上方に跨って設けられることにより、可動接触子２の固定接触子１への反発回復を制限することができる。また、ピストン５２が下向きに衝撃を与えることにより、この制限フレーム４００が押し潰され、可動接触子２と固定接触子１との間の接点隙間をより広げることができ、短絡安全性を向上させることができる。他の観点から言えば、本実施例においてバネベース４４２とＵ字型ブラケット４４３とにより形成された制限フレーム４００が押し潰されることが可能であるので、プッシュロッドアセンブリが押し潰されないという他の構成に比べて、本実施例のプッシュロッドアセンブリ４４及び可動接触子２がピストン５２から衝撃を受ける場合、より短い下方に移動するための道程だけで（制限フレーム４００が押し潰されることによる圧縮空間が重畳された後）、十分な接点隙間を広げることを確保することができる。このため、セラミックカバー６の接触キャビティの高さ空間を適宜小さく設定することもでき、パイロテクニック式の励起装置５が設けられていないリレーの仕様に合わせることができ（従来のパイロテクニック式の励起装置５が設けられたリレーは、接触キャビティの高さ空間を増やすことを必要とする）、これにより、リレー全体の高さ及び体積を小さくすることもできる。

Ｕ字型ブラケット４４３は、ステンレス鋼や低炭素鋼などの歪みが回復しない材質で製造された。また、本実施例において、側板４４３２が薄片状の透かし彫り構造であるので、側板４４３２が力を受けて折り曲げられることがより容易になる。

本実施例の制限フレーム４００を用いて可動接触子２の取り付け位置を制限するとともに、可動接触子２の固定接触子１への反発回復を制限することを実現する以外に、他の実施例において制限フレーム４００の代わりに他の制限部材を使用することもでき、例えば、可動接触子２は、ロッドの末端に固定的に接続されるが、このロッド主体は、衝撃を受けて軸方向に圧縮され且つ歪みが回復しないという構造として設計されている。この制限部材は、可動接触子２が固定接触子１に向かって復帰することを制限でき且つ可動接触子２と結合により組み立てられる構造であれば、実行可能である。

また、本実施例においてピストン５２の逆止構造を設けるので、逆止構造は、ピストン５２をボトムケース５３から飛び出させた後、リアルタイムに係止させることができ、ピストン５２が衝突によって弾性反発することがなくなり、制限フレーム４００は、可動接触子２の弾性反発を防止することができ、両者とも可動接点と固定接点の再閉合を回避する効果を奏し、二重に安全を確保することを実現する。一方で、逆止構造は、ピストン５２が弾性反発することを阻止してピストン５２の弾性反発によるエネルギーロを低減することができるので、ピストン５２の運動エネルギーの大部分は、制限フレーム４００に作用することができ、制限フレーム４００が衝撃によって押し潰されることを可能にすることを確保する。ピストン５２の弾性反発によるエネルギーロが低減されるので、本実施例のピストン５２の衝撃力に対する需要を低減することができ、これにより、本実施例の火薬量を低減することもでき、安全性能を向上させる。

本実施例は、パイロテクニック式の励起装置５及びプッシュロッドアセンブリ４４の機能及び効果をリレーの構造で説明するが、リレー以外の他のスイッチング電器、例えばコンタクタにも同様の構造を適用することができる。

実施例７
本実施例は、構造が実施例６のリレーと類似したリレーを提供し、同様に底部に「米」字型のクラックが設けられたボトムケース５３が含まれ、相違点は、本実施例のピストン構造である。図２８～図２９に示すように、本実施例のピストン５２Ａには縮径したネック部５２Ａ－１が設けられ、ピストン５２Ａがボトムケース５３を下方に突き破る場合、ボトムケース５３の底部が「米」字型のクラックの交点から外側に拡開して尖った歯型の逆止部５３－１を形成することにより、ピストン５２Ａが可動接触子に衝撃を与えて弾性反発する場合、ネック部５２Ａ－１の下端の階段部は、逆止部５３－１に当て止められて位置が制限される。

本実施例は、ピストン５２Ａには縮径したネック部５２Ａ－１が設けられることにより、ピストン５２Ａは、ネック部５２Ａ－１の下端の階段部を押し当ててピストン５２Ａへの逆止効果を奏することができるので、本実施例のピストン５２Ａがボトムケース５３から完全に飛び出していなくても、逆止部５３－１により安定して押し当てられて止められることが可能である。このため、本実施例のピストン５２Ａのストローク及び衝撃力に対する需要を両方とも低減することができ、これにより、本実施例の火薬量を低減することもでき、安全性能を向上させる。

実施例８
本実施例は、構造が実施例６のリレーと類似したリレーを提供し、同様に底部に「米」字型のクラックが設けられたボトムケース５３が含まれ、相違点は、本実施例のピストン構造である。図３０を参照すると、本実施例において、ピストン５２Ｂは、上下方向に独立した２段、即ち上ピストン５２Ｂ－１と下ピストン５２Ｂ－２とに分けられており、パイロテクニック式の励起装置が励起されていない場合、上ピストン５２Ｂ－１と下ピストン５２Ｂ－２とは上下に積層されており、パイロテクニック式の励起装置が励起された場合、下ピストン５２Ｂ－２は、ボトムケース５３Ｃから飛び出し、上ピストン５２Ｂ－１は、依然としてボトムケース５３Ｃ内に残り、これにより、ボトムケース５３Ｃの逆止部５３Ｃ－１は、下ピストン５２Ｂ－２の端部を当て止めて位置を制限する。本実施例は、実施例７と同様に、ピストンに径方向の階段構造を形成し、実施例７において、縮径部でピストンの径方向の階段部を形成し、これに対し、本実施例において、ピストンが独立した２段に分けられて径方向の階段部を形成する。その効果は実施例７を参照することができる。

実施例９
本実施例は、構造が実施例８のリレーと類似したリレーを提供し、同様に底部に「米」字型のクラックが設けられたボトムケース５３と２段に分けられたピストンとが含まれ、相違点は、以下である。本実施例においてピストンが上から下に向かって（即ち、ピストンがボトムケースを突き破る方向に向かって）収縮した形状であり、本実施例のピストンの付勢力面積が小さくなり、ボトムケース及び可動接触子への作用力が強くなるので、ボトムケースをより速く突き破り、可動接触子を急速に押して遮断させることができる。ピストンの下端の収縮形状は、具体的に、テーパ状収縮、階段状収縮、又はテーパ状と階段状とを組み合わせた収縮構造により実現されてもよく、図３１、３２に示される下端が収縮したピストンは、いずれも実行可能である。

また、従来のパイロテクニック式の励起装置が耐短絡能力が大きいリレーに適用される場合、必要な爆発的な衝撃力も大きくなるので、携帯される火薬の量も多くなり、製造及び組立過程における安全管理に不利である。

このため、本発明は、構造が最適化されたパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器をさらに提供する。

本発明は、以下のような技術案を提供する。

本発明は、パイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器を提供し、前記スイッチング電器は、スイッチング電器本体と、スイッチング電器本体に設けられるパイロテクニック式の励起装置と、を含み、スイッチング電器本体は、直動電磁駆動機構と、固定的に設けられる固定接触部と、移動可能な可動接触部とを含むことによりスイッチ機能を実行し、前記直動電磁駆動機構は、プッシュロッドアセンブリを含み、前記可動接触部は、弾性部材を介して前記プッシュロッドアセンブリに組み立てられることにより、固定接触部との接触を実現し、前記スイッチング電器は、少なくとも１組の導磁リングアセンブリをさらに含み、前記導磁リングアセンブリは、対向して設けられる上導磁体と下導磁体とを含み、前記上導磁体は、前記プッシュロッドアセンブリの上端に固定的に接続され、前記下導磁体は、前記可動接触部に固定的に接続され、前記パイロテクニック式の励起装置は、下方に移動することを実行するためのプッシュ媒体を含み、前記プッシュ媒体は、前記プッシュロッドアセンブリの位置の上方に対応する。

ここで、前記プッシュ媒体は、前記パイロテクニック式の励起装置の点火により発生した高圧燃料ガスであり、又は、前記プッシュ媒体は、ピストンである。

ここで、スイッチング電器の耐短絡能力を向上させるために、一実施例において、前記導磁リングアセンブリはｎ組設けられ、ｎ≧２である。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記上導磁体は、一字型構造をなし、且つ、前記可動接触部の上方に固定横置きされ、前記下導磁体は、Ｕ字型構造をなし、前記下導磁体と前記可動接触部とは、前記可動接触部の通電導体の少なくとも一部を半分囲むように固定的に接続され、Ｕ字型の前記下導磁体の開口は、前記上導磁体と下導磁体とが導磁回路を形成するように前記上導磁体に向かって設けられる。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記プッシュロッドアセンブリは、制限フレームを含み、前記可動接触部は、前記制限フレームを貫通し、前記弾性部材は、前記制限フレームの内部に固定的に取り付けられ、且つ前記弾性部材の弾性力によって前記可動接触部を前記制限フレームの上端に向かって押し当て、前記上導磁体は、前記制限フレームの先端の内側に固定的に接続されて、前記可動接触部の上方に設けられ、前記制限フレームは、上方に移動して前記可動接触部と固定接触部とを当接させた後、前記直動電磁駆動機構は、前記制限フレームを上方に移動させ続けて前記弾性部材を圧縮するとともに、前記上導磁体と下導磁体との間に一定の磁気ギャップを持たせる。

ここで、オーバトラベル弾性部材の弾性力に対する需要を低減してパイロテクニック式の励起装置の火薬量も低減するために、一実施例において、前記可動接触部と固定接触部とが当接する場合、前記弾性部材の弾性力は、前記可動接触部と固定接触部との間の最大の電動反発力よりも小さい。

ここで、パイロテクニック式の励起装置の製造、輸送及び組み立てを容易にするために、一実施例において、前記パイロテクニック式の励起装置は、独立したモジュラー構造であり、独立したモジュールとしてのパイロテクニック式の励起装置は、前記スイッチング電器本体の外部から前記スイッチング電器本体に固定的に取り付けられ、前記パイロテクニック式の励起装置は、火薬に点火して爆発的な衝撃力を発生させることにより、前記可動接触部を前記固定接触部から離間させて、前記スイッチング電器を急速に遮断させる。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記スイッチング電器本体は、セラミックカバーを含み、前記セラミックカバーは、少なくとも前記固定接触部、可動接触部及びそれらの接点部分を囲んで接触キャビティを形成し、前記セラミックカバーには挿通孔が設けられ、前記パイロテクニック式の励起装置の一端は、前記可動接触部の一方側に正対して配置されるように前記挿通孔を貫通して前記接触キャビティに延びる。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記パイロテクニック式の励起装置は、励起器、ボトムケース及び前記プッシュ媒体としてのピストンを含み、前記励起器とボトムケースとは、互いに接合して固定され、前記ボトムケースは、中空構造をなし、前記ピストンは、前記ボトムケース内に嵌合して取り付けられ、前記ボトムケースは、前記挿通孔を貫通して前記接触キャビティに延び、且つ前記可動接触部に向き、前記パイロテクニック式の励起装置が励起される場合、前記励起器は、火薬に点火するとともに、燃料ガスによって前記ピストンを押して前記ボトムケースを突き破り、前記ピストンは、前記ボトムケースのガイド作用によって前記可動接触部に向かって移動することにより、前記可動接触部を押して前記固定接触部から離間させる。

ここで、スイッチング電器の消弧能力を向上させるために、一実施例において、前記ピストン又はボトムケース内には消弧媒体がさらに貯留されており、前記ピストンが前記ボトムケースを突き破った後、前記ピストン又はボトムケースの破断によって前記消弧媒体を前記接触キャビティに放出することにより、前記固定接触部と可動接触部との間のアークを消弧処理する。

ここで、選択的に、前記スイッチング電器は、直流高圧リレーである。

本発明は、以下のような有益な効果を備える。本発明は、パイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器に加えて、導磁リングアセンブリがさらに設けられ、第１に、スイッチング電器の耐短絡能力を向上させることができ、高い耐短絡が求められる場合にスイッチング電器を適用することができる。第２に、可動接触子の接点圧力に対するオーバトラベルバネの需要を低減することができ、弾性係数ｋ値が小さいオーバトラベル弾性部材を使用したりオーバトラベル弾性部材のストローク量を低減したりすることにより、パイロテクニック式の励起装置に必要な火薬量を低減し、パイロテクニック式の励起装置の信頼性を向上させるとともに、それに応じて、電磁駆動機構における可動鉄心の接触保持力も小さくすることができ、可動鉄心の直径、復帰バネの弾性力、コイルの吸引力などを小さくすることができ、これにより、パイロテクニック式の励起装置に必要な火薬量をさらに低減し、パイロテクニック式の励起装置の信頼性を向上させる。第３に、接点の遮断を加速させ、電気的安全性を高めることができる。

以下、図面及び具体的な実施形態を参照して本発明をさらに説明する。

実施例１０
図３３～図３４を参照すると、本発明の実施例として、パイロテクニック式の励起装置を備えるリレーを提供し、前記リレーは、リレー本体１００と、リレー本体１００に取り付けられたパイロテクニック式の励起装置５と、を含み、リレー本体１００は、その導通又は遮断を実現する固定接触子１（固定接触部として）及び可動接触子２（可動接触部として）を含み、リレー本体１００は、ケース本体３をさらに含み、固定接触子１は、一端がケース本体３から露出して外部の負荷に電気的に接続され、他端がケース本体３の内部に進入し、可動接触子２は、ケース本体３の内部に設けられて電磁駆動機構４に接続される。ここで、固定接触子１には、ネジ接続により外部の端子に固定されるために用いられる雌ネジが設けられる。可動接触子２は、ブリッジ式の可動接触子であり、電磁駆動機構４の作用によって、可動接触子２は、固定接触子１に対して相対的に接近又は離間して移動可能であり、可動接触子２が２つの固定接触子１に同時に接触する場合、負荷の連通を実現する。説明の便宜上、固定接触子１が相対的に可動接触子２の上方に位置し、可動接触子２が相対的に固定接触子１の下方に位置すると定義される。

リレー本体１００は、セラミックカバー６をさらに含み、セラミックカバー６は、ケース本体３の内部に固定的に設けられ、且つ固定接触子１の下端及び可動接触子２をカバーする（即ち、固定接触子１と可動接触子２及びそれらの接点をカバーする）ことにより接触キャビティを形成し、セラミックカバー６によって固定接触子１と可動接触子２との接点を外界の空気から隔離して高い耐圧性能が得られ、リレーの低接触抵抗、長寿命及び高信頼性を効果的に確保することができる。また、リレーが短絡した場合、セラミック材料の耐アーク及び耐高温特性は、短絡アークでの回路の安全性と信頼性を確保することができる。

ケース本体３は、互いに接合しているベース３２及び上部カバー３１をさらに含み、セラミックカバー６は、この上部カバー３１の内部に設けられ、パイロテクニック式の励起装置５は、セラミックカバー６の外部からセラミックカバー６に挿入して固定的に接続され、パイロテクニック式の励起装置５の下端は、可動接触子２の上方に正対するようにセラミックカバー６内の接触キャビティに延び、上部カバー３１は、さらにセラミックカバー６及びパイロテクニック式の励起装置５をカバーしてリレー全体の組立を完了させる。図３４を参照すると、パイロテクニック式の励起装置５は、独立したモジュラー構造であり、その外形は、ほぼ柱状の回転体構造をなし、セラミックカバー６の上端には挿通孔６１が開設され、パイロテクニック式の励起装置５の下端は、この挿通孔６１を貫通してこの接触キャビティに進入する。パイロテクニック式の励起装置５は、具体的に、溶接、カシメ、螺着などによりセラミックカバー６に固定されてもよいが、本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、ろう付けによりセラミックカバー６に固定される。また、本実施例において、上部カバー３１の上面に２つの固定接触子１及び１つのパイロテクニック式の励起装置５から退避して合わせる貫通孔及び中空円柱部を有することにより、２つの固定接触子１の先端をケース本体３から露出させるとともに、パイロテクニック式の励起装置５の外部をカバーして保護することができる。また、電気的安全性を高めるために、この中空円柱部の外壁の両側にも、図示の紙面に垂直な方向に保護バッフル板がそれぞれ延出している（角度により図示せず）。他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、ケース本体３に固定的に接続されてもよいが、本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５をセラミックカバー６に固定的に接続するという構成とすることにより組立プロセスを簡便化することができ、最終組立時にパイロテクニック式の励起装置５及び固定接触子１をセラミックカバー６に固定して組み立てた後、上部カバー３１をかければよい。

図３５～図３８を参照すると、パイロテクニック式の励起装置５は、具体的に、励起器５１、ピストン５２（プッシュ媒体として）及びボトムケース５３を含む。励起器５１とボトムケース５３とは、上下に互いに接合して固定され、ピストン５２は、励起器５１とボトムケース５３との間に収容される。ここで、励起器５１は、中空の励起器ベース５１２と、励起器ベース５１２の内部に固定的に取り付けられるコネクター５１１と、点火具５１３と、シールリング５１４と、をさらに含む。励起器ベース５１２は、筒状構造をなし、その下端には第１フランジング５１０が設けられ、ボトムケース５３も中空の筒状構造であり、ボトムケース５３の上端には第２フランジング５３２が設けられ、第１フランジング５１０と第２フランジング５３２とが互いに突き合わせて固定される（例えば溶接、カシメ、螺着により固定される）ことにより、励起器５１とボトムケース５３との接合固定を実現する。ボトムケース５３の下端は、セラミックカバー６の接触キャビティに進入し、且つ、第２フランジング５３２は、セラミックカバー６にろう付けにより固定されることにより、パイロテクニック式の励起装置５とセラミックカバー６との固定的な接続を実現する。図３６に示すように、第２フランジング５３２のセラミックカバー６に向かう側には環状リブ５３１が設けられ、この環状リブ５３１を設けることにより、第２フランジング５３２とセラミックカバー６とのろう付けの安定性をさらに向上させることができる。また、第１フランジング５１０と第２フランジング５３２は、外へ拡がる拡径部位を形成して挿通孔６１をさらにシールすることにより、セラミックカバー６の密閉性を確保することができる。

本実施例において、励起器ベース５１２とボトムケース５３とは、互いに接合して固定されてパイロテクニック式の励起装置５のケース本体を形成する。コネクター５１１、点火具５１３、シールリング５１４及びピストン５２は、上から下に向かってこのケース本体の内部に順次設けられ、コネクター５１１は、点火具５１３のリード５１３１に接続される。ここで、コネクター５１１は、励起器ベース５１２の内壁に係合して固定され、シールリング５１４は、励起器ベース５１２に締りばめにて圧入され、且つ点火具５１３を上へ押し付けて固定し、ピストン５２の上下の両端は、それぞれシールリング５１４及びボトムケース５３に当接し、シールリング５１４は、防湿及び気密封止の効果を奏するとともに、シールリング５１４が押圧されることによる微変形によってその上方の点火具５１３及び下方のピストン５２をさらに押し付けることができ、振動による緩みを防止することができる。

図３９～図４０を参照すると、コネクター５１１は、監視励起回路の点火リードに固定的に接続されることにより監視励起回路が発した励起電気信号を伝達して点火具５１３を励起し、この監視励起回路は、電流値（又は電流上昇速率）が所定の閾値に達したことを監視した後、発した励起電気信号がコネクター５１１を介して下方に伝達され、且つ点火具５１３を励起して点火させることができる。ピストン５２と点火具５１３との間にはギャップ５０が設けられ、点火具５１３が火薬に点火した後、このギャップ５０に高圧燃料ガスを発生させ（即ち、点火し）、ピストン５２を押してボトムケース５３を下へ突き破り、さらに、ピストン５２は、可動接触子２を下方に移動させ、可動接触子２が固定接点１との接触から離脱するのに役立ち、リレーの急速な遮断を実現する。

ボトムケース５３は、中空の筒状構造であり、且つ、ピストン５２は、軸孔を介してボトムケース５３の内部に嵌合する回転体構造であるので、ボトムケース５３は、ピストン５２に対してガイドの役割を果たすことができ、点火具５１３を点火させた後、ピストン５２は、ボトムケース５３の中空筒状の内腔の軸方向に沿って下方に移動する。

本実施例において、ピストン５２を用いてパイロテクニック式の励起装置が下方に移動することを実行するが、他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置にピストンを設けることなく、点火具５１３だけで火薬に点火した後に高圧燃料ガスを発生させてボトムケース５３を突き破って可動接触子２を押すこともできる。即ち、パイロテクニック式の励起装置が可動接触子２を下方へ押すことを実現するためのプッシュ媒体は、高圧燃料ガス自体であってもよく、ピストン５２であってもよい。

本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、モジュラー構造であり、リレー本体に対して独立しており、単独で製造されてからリレーに固定的に取り付けられることが可能である。パイロテクニック式の励起装置５の製造や輸送に対する管理が容易であり、部品の数が少なく、組立が容易であり、部品の標準化の実現もより容易であり、重量を減らし、コストを削減し、且つパフォーマンスを向上させるという目的を達成する。また、点火具５１３から延出したリード５１３１は、コネクター５１１を介して監視励起回路の点火リードに接続されることにより、点火具５１３内の火薬が点火リードの引出端から遠く離れており、温度上昇が小さくなり、薬剤の耐温要求が低減される。

本実施例に係るパイロテクニック式の励起装置５は、セラミック封止リレーに適用されており、具体的に、パイロテクニック式の励起装置５をセラミックカバー３に溶接することにより、溶接の締結性が良好であり、パイロテクニック式の励起装置５のシール性及び耐振動性がより優れ、且つ、パイロテクニック式の励起装置５のケース本体の成形がより簡単であり、製品の高さがより低い。他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、リレー本体にパイロテクニック式の励起装置５が挿入されるための挿通孔（例えば、本実施例の挿通孔６１）を設けて、固定的な接続によりパイロテクニック式の励起装置５をリレーに取り付ければよく、他の構造を有するリレーに適用されてもよい。パイロテクニック式の励起装置５は、着脱可能な接続（例えば螺着）によりリレー本体に固定されてもよく、これにより、パイロテクニック式の励起装置５は、入力の要求に応じて急速に交換することができる。

図４０に示すように、ボトムケース５３には消弧媒体５４がさらに設けられ、パイロテクニック式の励起装置５が励起される場合、ピストン５２がボトムケース５３を下方に突き破ることにより、消弧媒体５４をセラミックカバー６の接触キャビティに放出し、固定接触子１と可動接触子２との接点隙間を消弧処理し、接点が遮断される時の消弧能力をさらに加速させ、製品の短絡安全性を向上させる。本実施例において、消弧媒体５４は、石英砂である。消弧媒体５４をボトムケース５３内に貯留する以外に、他の実施例において、消弧媒体５４をピストン５２内に貯留してもよく、例えば、ピストン５２の下端（衝突部）を中空の円柱体を有する脆弱な構造として設け、ピストン５２が可動接触子２に衝突する場合、ピストン５２の下端が衝撃によって破断してクラックを発生させて、消弧媒体５４を放出する。このパイロテクニック式の励起装置５は、点火爆発後、その下端のガスが急速に膨張し、ボトムケース５３又はピストン５２内に貯留された消弧媒体５４が爆発ガスとともに接触キャビティに極めて急速かつ均一に散布することができ、固定接触子１と可動接触子２の外形及び接触キャビティの輪郭による制限を最大限受けず、短時間で消弧効果を直接に奏することができる。この実施例において、可動接触子２は、ブリッジ式の可動接触子であるが、固定接触子１は、このブリッジ式の可動接触子の両端の位置に設けられ、且つ、パイロテクニック式の励起装置５は、可動接触子２の中段位置の一方側に対応して設けられるので、点火爆発後の膨張ガスがブリッジ式の可動接触子により阻止されて、気流がそれぞれブリッジ式の可動接触子の両端へガイドされ、これにより、消弧媒体５４を固定接触子１と可動接触子２との間の領域にさらに直接に到達させる。

図３９～図４０を参照すると、電磁駆動機構４は、可動接触子２を移動させるために使用され、電磁駆動機構４は、具体的に、固定鉄心４１と、コイル４２と、可動鉄心４３と、プッシュロッドアセンブリ４４と、復帰バネ４５と、磁力線を伝送して磁気エネルギーの利用率を向上させるための第１ヨーク部材４６と、第２ヨーク部材４７と、導磁筒４８と、を含み、プッシュロッドアセンブリ４４の下端は、可動鉄心４３に固定的に接続され、上端は、可動接触子２に連動して接続される。復帰バネ４５の一端は、固定鉄心４１に作用し、他端は、可動鉄心４３に作用する。コイル４２に通電することにより、固定鉄心４１は、可動鉄心４３を吸引して上へ移動させ、プッシュロッド４４が可動接触子２を上へ移動させるようにさせる。コイル４２が停電する場合、電磁駆動機構４は、復帰バネ４５の弾性力によって復帰する。電磁駆動機構４は、一般的な直動式磁路構造であり、その作動原理はこの例では詳細な説明を省略する。

図４１～図４２を参照すると、プッシュロッドアセンブリ４４は、プッシュロッド４４１と、バネベース４４２と、Ｕ字型ブラケット４４３と、を含み、プッシュロッド４４１は、電磁駆動機構４の駆動力を出力するために使用され、その下端が可動鉄心４３に固定的に接続され（図４０を参照することができる）、上端がバネベース４４２に固定的に接続される。Ｕ字型ブラケット４４３は、シート状構造であり、バネベース４４２の上方に設けられたトッププレート４４３１と、トッププレート４４３１の両端に接続されて下方に延びる２つの側板４４３２と、を含み、２つの側板４４３２の下端は、バネベース４４２の両端に固定的に接続されることにより、バネベース４４２とＵ字型ブラケット４４３とは接続されて方形の中空の制限フレーム４００を形成する。オーバトラベルバネ４４５（オーバトラベル弾性部材として）の下端は、バネベース４４２に当接し、可動接触子２は、制限フレーム４００を貫通してオーバトラベルバネ４４５の弾性力によってトッププレート４４３１に当接することにより、オーバトラベルバネ４４５の弾性力によって、オーバトラベルバネ４４５と可動接触子２は、この制限フレーム４００内に安定して取り付けられる。

図４３及び図４４を参照すると、本実施例は、バネベース４４２及びＵ字型ブラケット４４３を使用して制限フレーム４００を形成し、パイロテクニック式の励起装置５が励起される場合、ピストン５２がこの制限フレーム４００に下向きに衝撃を与えることにより、プッシュロッドアセンブリ４４及び可動接触子２を下方に移動させ、バネベース４４２がリレーの内部構造に止められた後、ピストン５２の衝撃力によってオーバトラベルバネ４４５がさらに圧縮され、Ｕ字型ブラケット４４３の２つの側板４４３２が力を受けて折り曲げられ、塑性歪みを発生させ、制限フレーム４００全体が押し潰されて復元できない。これにより、プッシュロッドアセンブリ４４と可動接触子２の全体の高さがさらに低く押され、Ｕ字型ブラケット４４３は、板状の可動接触子２の上方に跨って設けられることにより、可動接触子２の固定接触子１への反発回復を制限することができる。また、ピストン５２が下向きに衝撃を与えることにより、この制限フレーム４００が押し潰され、可動接触子２と固定接触子１との間の接点隙間をより広げることができ、短絡安全性を向上させることができる。他の観点から言えば、本実施例においてバネベース４４２とＵ字型ブラケット４４３とにより形成された制限フレーム４００が押し潰されることが可能であるので、プッシュロッドアセンブリが押し潰されないという他の構成に比べて、本実施例のプッシュロッドアセンブリ４４及び可動接触子２がピストン５２から衝撃を受ける場合、より短い下方に移動するための道程だけでは（制限フレーム４００が押し潰されることによる圧縮空間が重畳された後）、十分な接点隙間を広げることを確保することができる。このため、セラミックカバー６の接触キャビティの高さ空間を適宜小さく設定することもでき、パイロテクニック式の励起装置５が設けられていないリレーの仕様に合わせることができ（従来のパイロテクニック式の励起装置５が設けられたリレーは、接触キャビティの高さ空間を増やすことを必要とする）、これにより、リレー全体の高さ及び体積を小さくすることもできる。

図４１～図４６を参照すると、プッシュロッドアセンブリ４４は、少なくとも１組の導磁リングアセンブリをさらに含み、１組の導磁リングアセンブリは、上導磁体４４７及び下導磁体４４６を含み、上導磁体４４７と下導磁体４４６とは、可動接触子２の通電導体の少なくとも一部を囲む導磁回路を形成することにより、可動接触子２に大きな短絡電流が流れる場合、上導磁体４４７の下導磁体４４６への磁気吸引力によって可動接触子２を上方に押し当てることにより、短絡電流による電動反発力に抵抗する。具体的に、本実施例において、上導磁体４４７は、一字型構造をなし、下導磁体４４６は、Ｕ字型構造をなし、上導磁体４４７は、トッププレート４４３１の下側に固定的に接続されて可動接触子２の上方に設けられ、下導磁体４４６と可動接触子２とは、可動接触子２の通電導体の一部を半分囲むように固定的に接続され、Ｕ字型の下導磁体４４６の開口が上導磁体４４７に向くことにより、上導磁体４４７と下導磁体４４６とは、導磁回路を形成する。

上導磁体４４７がトッププレート４４３１に固定的に接続されるが、下導磁体４４６が可動接触子２に固定的に接続されるので、リレーが導通状態にある場合、プッシュロッドアセンブリ４４が可動接触子２を押し上げて固定接触子１と接触させる場合、固定接触子１のストッパ作用によって、下導磁体４４６は、上昇し続けることができなくなるが、バネベース４４２は、オーバトラベルバネ４４５をさらに圧縮することができ、これにより、制限フレーム４００が上昇し続けることを可能にし、さらに上導磁体４４７と下導磁体４４６との間に一定の磁気ギャップを持たせる。同時に、オーバトラベルバネ４４５の更なる圧縮によって、リレーが導通状態にある場合の接点のオーバトラベルを実現することができる。

本実施例において、合計２組の導磁リングアセンブリが設けられ、ここで、可動接触子の２つの幅方向における中間位置には貫通孔２１が開設され、貫通孔２１を介して可動接触子の２つの幅方向に２本の通電導体を分け、２組の導磁リングアセンブリは、２本の通電導体をそれぞれ囲んで互いに独立した導磁回路を形成する。

本実施例の制限フレーム４００により上導磁体４４７を固定する以外に、他の実施例において、例えば、ロッドが可動接触子２を貫通して、このロッドが可動接触子２から出た一端に上導磁体が固定されるような他の固定構造を使用してもよい。

本実施例で提供された「導磁リングアセンブリ」とは、上導磁体と下導磁体が環状の導磁回路を形成できることを意味し、具体的に、上導磁体と下導磁体のうち１つは、一字型構造であり、もう１つはＵ字型構造であり、他の実施例において、上導磁体と下導磁体はいずれも一字型構造であってもよく、このような構造は、同様に環状の導磁回路を形成することができ（例えば中国特許ＣＮ１０３０３８８５１Ｂにおける類似した構造）、本実施例でいう「導磁リングアセンブリ」の範疇にも属する。

図４６に示すように、本実施例において、２つの導磁回路を設けることにより、磁極面（合計四つの磁極面）を増やして磁気効率を向上させることができ、吸引力を大きくすることができる。可動接触子２に大きな故障電流が発生する場合、２つの独立した導磁回路である導磁回路Φ１及び導磁回路Φ２に吸引力Ｆが発生し、可動接触子と固定接触子との間の故障電流による電動反発力に抵抗することにより、短絡電流に対する耐性を大幅に向上させる。また、可動接触子２を２本の通電導体に分けることにより、電流の分流を実現することができ、１本の通電導体に流れる分流電流は、故障電流のほぼ半分となり、導磁回路は磁気飽和せず、磁束が増加し、発生した吸引力も増加する。

導磁リングアセンブリ（上導磁体４４７及び下導磁体４４６）の構造及び機能については、中国特許ＣＮ２０９０００８３５Ｕを参照することができる。

本実施例において、導磁リングアセンブリが設けられ、第１に、リレーの耐短絡能力を向上させることができ、高い耐短絡が求められる場合にリレーを適用することができる。第２に、弾性係数ｋ値が小さいオーバトラベルバネを使用したりオーバトラベルバネの圧縮量を低減したりすることにより、パイロテクニック式の励起装置５の信頼性を向上させる。第３に、接点の遮断を加速させ、電気的安全性を高めることができる。

以上のように、可動接触子２に大きな故障電流が発生する場合、導磁リングアセンブリは、可動接触子２に対して上向きの磁気吸引力を発生させることができるので、可動接触子２と固定接触子１との間の負荷回路の大電流による電動反発力（電動反発力の増大に伴って、磁気吸引力が同期して増大できる）に抵抗するのに役立ち、短絡電流に対する耐性を大幅に向上させることにより、パイロテクニック式の励起装置の励起電流の設定値の上限を向上させることができる。また、導磁リングアセンブリが設けられていない一般的なリレーでは、オーバトラベルバネの弾性力による可動接触子２への圧力だけで電動反発力に抵抗し、短絡の瞬間の電動反発力が大きいので（短絡電流はまだパイロテクニック式の励起装置を励起する閾値に達していない）、電動反発力に抵抗するのに十分な弾性力を持つためにオーバトラベルバネの圧縮量又は弾性係数を大きく設定する必要がある。オーバトラベルバネの圧縮量又は弾性係数を大きく設定する必要があることは、オーバトラベルバネをさらに圧縮しようとする場合により大きな外力が必要となることを意味し、このため、パイロテクニック式の励起装置５が励起される場合、オーバトラベルバネをさらに圧縮するには大きな衝撃力が必要となり、さらに可動接触子２を下方に移動させる。しかし、本実施例において、導磁リングアセンブリが設けられることにより、負荷回路電流（又は故障電流）が大きい場合、主に導磁リングアセンブリの磁気吸引力によって電動反発力に抵抗し、オーバトラベルバネの弾性力が固定接触子１と可動接触子２との間の最大の電動反発力よりも小さいので、オーバトラベルバネの弾性力（可動接触子に対する接点圧力）を小さく設定することができ、つまり、弾性係数ｋ値が小さいオーバトラベルバネを使用したりオーバトラベルバネの圧縮量をより小さくしたりすることができ、このため、オーバトラベルバネが圧縮されることがより容易になり、これにより、必要なパイロテクニック式の励起装置５の衝撃力はそれほど大きくなくてもよい。このため、パイロテクニック式の励起装置５の火薬量を低減することもでき、安全性能を向上させることができる。また、オーバトラベルバネの可動接触子に対する接点圧力によって、電磁駆動機構４における可動鉄心４３の接触保持力もそれに応じて小さくすることができ、実際の設計の場合、可動鉄心４３の直径、復帰バネ４５の弾性力、コイル４２の吸引力などを小さくすることができ、これにより、パイロテクニック式の励起装置に必要な火薬量をさらに低減し、パイロテクニック式の励起装置の信頼性を向上させる。また、ピストン５２が下向きに衝突して制限フレーム４００を押し潰すので、可動接触子２の固定接触子１への反発回復を制限し、オーバトラベルバネが圧縮されることがより容易になり、このため、ピストン５２が制限フレーム４００に衝撃を与えるためのエネルギーがより大きくなり、制限フレーム４００が歪みが回復できないことを確保する。また、短絡電流が高すぎて監視励起回路の所定の監視電流値をトリガーした場合、下導磁体４４６による上導磁体４４７への吸引力が増加し、下導磁体４４６による上導磁体４４７への磁気吸引力に電動反発力が重畳されるので、可動鉄心４３に対する固定鉄心４１の磁気吸引力は、可動鉄心４３及びプッシュロッドアセンブリ４４を支持するには不十分となり、この時、可動鉄心４３が先に脱落し、プッシュロッドアセンブリ４４及び可動接触子２を下方に移動させると同時に、パイロテクニック式の励起装置５が励起され、ピストン５２は、上導磁体４４７が可動接触子２に接触するまでＵ字型ブラケット４４３に下向きに衝突し、上導磁体４４７、可動接触子２及び下導磁体４４６は、一体化されており、上導磁体４４７と下導磁体４４６との間の磁気吸引力が内力となり、最終的に、可動接触子２が固定接触子１から離脱して、電動反発力に抵抗するための導磁リングアセンブリの磁気吸引力がなくなる。この過程において、ピストン５２の推力に電動反発力の下向きの作用力が重畳され、可動接触子２を押して下方にさらに加速移動させ、接点の遮断を加速させ、遮断時間を短縮し、製品の電気的安全性をさらに向上させる。

本実施例は、パイロテクニック式の励起装置５、導磁リングアセンブリ及びプッシュロッドアセンブリ４４などの構造の機能及び効果をリレーの構造で説明するが、リレー以外の他のスイッチング電器、例えばコンタクタにも同様の構造を適用することができる。

実施例１１
図４７を参照すると、本実施例は、構造が実施例１０のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、本実施例において可動接触子２Ａには上導磁体４４７Ａ及び下導磁体４４６Ａを含む１組の導磁リングアセンブリのみが設けられることである。本実施例は、耐短絡能力が実施例１０よりも小さいリレーに適しており、１組の導磁リングアセンブリだけでは部品の数量及び構造を簡便化し、製造及び組立を容易にすることができる。

実施例１２
図４８を参照すると、本実施例は、構造が実施例１０のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、本実施例において可動接触子２Ｂには３組の導磁リングアセンブリが設けられることであり、各組の導磁リングアセンブリには上導磁体４４７Ｂ及び下導磁体４４６Ｂが含まれる。本実施例は、耐短絡能力が実施例１０よりも高いリレーに適しており、導磁リングアセンブリの磁気吸引力を向上させることによりリレーの耐短絡能力を向上させることができる。

また、パイロテクニック式の励起装置を設けることにより可動接点に衝撃を与えて急速に遮断させるので、パイロテクニック式の励起装置におけるピストンのストロークに合わせるためにより大きなスペースを確保する必要がある。また、パイロテクニック式の励起装置を取り付ける必要があるので、パイロテクニック式の励起装置を備えるリレーの体積が大きくなり、製品の小型化の実現に不利である。

このため、本発明は、構造が最適化されたパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器をさらに提供する。

本発明は、以下のような技術案を提供する。

本発明は、パイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器を提供し、前記スイッチング電器は、スイッチング電器本体と、本体に設けられるパイロテクニック式の励起装置と、を含み、スイッチング電器本体は、直動電磁駆動機構と、固定的に設けられる固定接触部と、移動可能な可動接触部とを含むことによりスイッチ機能を実行し、前記直動電磁駆動機構は、前記可動接触部を前記固定接触部に対して近接又は離間させて回路の導通又は遮断を実現し、前記パイロテクニック式の励起装置は、下方に移動することを実行するためのプッシュ媒体を含み、前記プッシュ媒体が下方に移動した後、前記可動接触部を前記固定接触部から離間させ、前記スイッチング電器は、制限部材をさらに含み、前記制限部材は、前記ピストンが下方に移動する位置に応じて設けられ、前記可動接触部と結合により組み立てられ、前記制限部材は、前記可動接触部が前記固定接触部に向かって復帰することを制限できるように構成される。前記制限部材の材質は、前記プッシュ媒体から衝撃を受けた後に歪みが回復しないことを可能にする材質である。

ここで、前記プッシュ媒体は、前記パイロテクニック式の励起装置の点火により発生した高圧燃料ガスであり、又は、前記プッシュ媒体は、ピストンである。

ここで、一実施例において、前記制限部材は、制限フレームであり、前記制限フレームは、前記プッシュ媒体から衝撃を受けた後に歪みが回復できないように押し潰されることにより、可動接触部が前記固定接触部に向かって復帰することを制限する。

ここで、一実施例において、前記制限部材は、ステンレス鋼又は低炭素鋼材料で製造された。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記可動接触部は、板状構造をなし、前記制限フレームは、板状の前記可動接触部に跨って設けられることにより、それが前記固定接触部に向かって復帰することを制限する。

ここで、一実施例において、前記直動電磁駆動機構は、プッシュロッドを含み、前記制限フレームは、前記プッシュロッドの末端に固定的に接続され、前記可動接触部は、前記制限フレームを貫通し、オーバトラベル弾性部材は、前記制限フレームの内部に固定的に取り付けられ、且つ前記オーバトラベル弾性部材の弾性力によって前記可動接触部を前記制限フレームの上端に向かって押し当て、前記制限フレームは、上方に移動して前記可動接触部と固定接触部とを当接させた後、前記直動電磁駆動機構は、前記プッシュロッド及び制限フレームを上へ移動させ続けて前記オーバトラベル弾性部材を圧縮することにより、前記可動接触部のオーバトラベルを実現する。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記制限フレームは、上方のＵ字型ブラケット及び下方の一字型の底フレームを含み、前記Ｕ字型ブラケットは、トッププレート及びトッププレートの両端から下方に延びる２つの側板を含み、２つの前記側板は、前記底フレームの両端に固定的に接続されて矩形枠状の前記制限フレームを構成し、前記制限フレームは、前記プッシュ媒体から衝撃を受けた後、前記側板が折り曲げられることにより、前記制限フレームは、歪みが回復できないように押し潰される。或いは、他の実施例において、前記制限フレームは、下方のＵ字型の底フレーム及び上方の一字型のトッププレートを含み、前記底フレームは、ベースと、ベースの両端から上方に延びる２つの側板と、を含み、２つの前記側板は、前記トッププレートの両端に固定的に接続されて矩形枠状の前記制限フレームを構成し、前記制限フレームは、前記プッシュ媒体から衝撃を受けた後、前記側板が折り曲げられることにより、前記制限フレームは、歪みが回復できないように押し潰される。

ここで、側板が折り曲げられることをより容易にするために、一実施例において、前記側板は、透かし彫り及び／又は薄片状の構造である。

ここで、側板が折り曲げられることをより容易にするために、一実施例において、波形の折り曲げられた構造である。

ここで、前記スイッチング電器は、直流高圧リレーである。

本発明は、以下のような有益な効果を備える。本発明は、ピストンから衝撃を受けても歪みが回復しない制限部材を設けることにより、パイロテクニック式の励起装置を励起させた場合、可動接触部が固定接触部に向かって弾性反発して復帰することを制限するとともに、プッシュロッドアセンブリ及び可動接触部の全体の高さがさらに低く押され、可動接触部と固定接触部との間の接点隙間をさらに広げ、短絡安全性を向上させることができる。本発明は、より短い下方に移動するための道程だけでは十分な接点隙間を広げることを確保することができるので、スイッチング電器の接触キャビティの高さ空間を適切に小さくすることができ、これにより、スイッチング電器全体の高さ及び体積を低減することもできる。

以下、図面及び具体的な実施形態を参照して本発明をさらに説明する。

実施例１３
図４９～図５０を参照すると、本発明の実施例として、パイロテクニック式の励起装置を備えるリレーを提供し、前記リレーは、リレー本体１００と、リレー本体１００に取り付けられたパイロテクニック式の励起装置５と、を含み、リレー本体１００は、その導通又は遮断を実現する固定接触子１（固定接触部として）及び可動接触子２（可動接触部として）を含み、リレー本体１００は、ケース本体３をさらに含み、固定接触子１は、一端がケース本体３から露出して外部の負荷に電気的に接続され、他端がケース本体３の内部に延び、可動接触子２は、ケース本体３の内部に設けられて電磁駆動機構４に接続される。ここで、固定接触子１には、ネジ接続により外部の端子に固定されるために用いられる雌ネジが設けられる。可動接触子２は、ブリッジ式の可動接触子であり、電磁駆動機構４の作用によって、可動接触子２は、固定接触子１に対して相対的に接近又は離間して移動可能であり、可動接触子２が２つの固定接触子１に同時に接触する場合、負荷の連通を実現する。説明の便宜上、固定接触子１が相対的に可動接触子２の上方に位置し、可動接触子２が相対的に固定接触子１の下方に位置すると定義される。

リレー本体１００は、セラミックカバー６をさらに含み、セラミックカバー６は、ケース本体３の内部に固定的に設けられ、且つ固定接触子１の下端及び可動接触子２をカバーする（即ち、固定接触子１と可動接触子２及びそれらの接点をカバーする）ことにより接触キャビティを形成し、セラミックカバー６によって固定接触子１と可動接触子２との接点を外界の空気から隔離して高い耐圧性能が得られ、リレーの低接触抵抗、長寿命及び高信頼性を効果的に確保することができる。また、リレーが短絡した場合、セラミック材料の耐アーク及び耐高温特性は、短絡アークでの回路の安全性と信頼性を確保することができる。

ケース本体３は、互いに接合しているベース３２及び上部カバー３１をさらに含み、セラミックカバー６は、この上部カバー３１の内部に設けられ、パイロテクニック式の励起装置５は、セラミックカバー６の外部からセラミックカバー６に挿入して固定的に接続され、パイロテクニック式の励起装置５の下端は、可動接触子２の上方に正対するようにセラミックカバー６内の接触キャビティに延び、上部カバー３１は、さらにセラミックカバー６及びパイロテクニック式の励起装置５をカバーしてリレー全体の組立を完了させる。図５０を参照すると、パイロテクニック式の励起装置５は、独立したモジュラー構造であり、その外形は、ほぼ柱状の回転体構造をなし、セラミックカバー６の上端には挿通孔６１が開設され、パイロテクニック式の励起装置５の下端は、この挿通孔６１を貫通してこの接触キャビティに延びる。パイロテクニック式の励起装置５は、具体的に、溶接、カシメ、螺着などによりセラミックカバー６に固定されてもよいが、本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、ろう付けによりセラミックカバー６に固定される。また、本実施例において、上部カバー３１の上面に２つの固定接触子１及び１つのパイロテクニック式の励起装置５から退避して合わせる貫通孔及び中空円柱部を有することにより、２つの固定接触子１の先端をケース本体３から露出させるとともに、パイロテクニック式の励起装置５の外部をカバーして保護することができる。また、電気的安全性を高めるために、この中空円柱部の外壁の両側にも、図示の紙面に垂直な方向に保護バッフル板がそれぞれ延出している（角度により図示せず）。他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、ケース本体３に固定的に接続されてもよいが、本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５をセラミックカバー６に固定的に接続するという構成とすることにより組立プロセスを簡便化することができ、最終組立時にパイロテクニック式の励起装置５及び固定接触子１をセラミックカバー６に固定して組み立てた後、上部カバー３１をかければよい。

図５１～図５４を参照すると、パイロテクニック式の励起装置５は、具体的に、励起器５１、ピストン５２（プッシュ媒体として）及びボトムケース５３を含む。励起器５１とボトムケース５３とは、上下に互いに接合して固定され、ピストン５２は、励起器５１とボトムケース５３との間に収容される。ここで、励起器５１は、中空の励起器ベース５１２と、励起器ベース５１２の内部に固定的に取り付けられるコネクター５１１と、点火具５１３と、シールリング５１４と、をさらに含む。励起器ベース５１２とボトムケース５３とは、互いに接合して固定されてパイロテクニック式の励起装置５のケース本体を形成する。コネクター５１１、点火具５１３、シールリング５１４及びピストン５２は、上から下に向かってこのケース本体の内部に順次設けられ、コネクター５１１は、点火具５１３のリード５１３１に接続される。ここで、コネクター５１１は、励起器ベース５１２の内壁に係合して固定され、シールリング５１４は、励起器ベース５１２に締りばめにて圧入され、且つ点火具５１３を上へ押し付けて固定し、ピストン５２の上下の両端は、それぞれシールリング５１４及びボトムケース５３に当接し、シールリング５１４は、防湿及び気密封止の効果を奏するとともに、シールリング５１４が押圧されることによる微変形によってその上方の点火具５１３及び下方のピストン５２をさらに押し付けることができ、振動による緩みを防止することができる。

図５５～図５６を参照すると、コネクター５１１は、監視励起回路の点火リードに固定的に接続されることにより監視励起回路が発した励起電気信号を伝達して点火具５１３を励起し、この監視励起回路は、電流値（又は電流上昇速率）が所定の閾値に達したことを監視した後、発した励起電気信号がコネクター５１１を介して下方に伝達され、且つ点火具５１３を励起して点火させることができる。ピストン５２と点火具５１３との間にはギャップ５０が設けられ、点火具５１３が火薬に点火した後、このギャップ５０に高圧燃料ガスを発生させ（即ち、点火し）、ピストン５２を押してボトムケース５３を下へ突き破り、さらに、ピストン５２は、可動接触子２を下方に移動させ、可動接触子２が固定接点１との接触から離脱するのに役立ち、リレーの急速な遮断を実現する。

パイロテクニック式の励起装置５のボトムケース５３は、中空の筒状構造であり、且つ、ピストン５２は、軸孔を介してボトムケース５３の内部に嵌合する回転体構造であるので、ボトムケース５３は、ピストン５２に対してガイドの役割を果たすことができ、点火具５１３を点火させた後、ピストン５２は、ボトムケース５３の中空筒状の内腔の軸方向に沿って下方に移動する。

本実施例において、ピストン５２を用いてパイロテクニック式の励起装置が下方に移動することを実行するが、他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置にピストンを設けることなく、点火具５１３だけで火薬に点火した後に高圧燃料ガスを発生させてボトムケース５３を突き破って可動接触子２を押すこともできる。即ち、パイロテクニック式の励起装置が可動接触子２を下方へ押すことを実現するためのプッシュ媒体は、高圧燃料ガス自体であってもよく、ピストン５２であってもよい。

図５５～図５６を参照すると、電磁駆動機構４は、可動接触子２を移動させるために使用され、図５５において、電磁駆動機構４は、具体的に、固定鉄心４１と、コイル４２と、可動鉄心４３と、プッシュロッドアセンブリ４４と、復帰バネ４５と、磁力線を伝送して磁気エネルギーの利用率を向上させるための第１ヨーク部材４６と、第２ヨーク部材４７と、導磁筒４８と、を含み、プッシュロッドアセンブリ４４の下端は、可動鉄心４３に固定的に接続され、上端は、可動接触子２に連動して接続される。復帰バネ４５の一端は、固定鉄心４１に作用し、他端は、可動鉄心４３に作用する。コイル４２に通電することにより、固定鉄心４１は、可動鉄心４３を吸引して上へ移動させ、プッシュロッド４４が可動接触子２を上へ移動させるようにさせる。コイル４２が停電する場合、電磁駆動機構４は、復帰バネ４５の弾性力によって復帰する。電磁駆動機構４は、一般的な直動式磁路構造であり、その作動原理はこの例では詳細な説明を省略する。

図５７～図５８を参照すると、プッシュロッドアセンブリ４４は、プッシュロッド４４１、バネベース４４２（底フレームとして）及びＵ字型ブラケット４４３を含み、プッシュロッド４４１は、電磁駆動機構４の駆動力を出力するために使用され、その下端が可動鉄心４３に固定的に接続され（図５６を参照することができる）、上端がバネベース４４２に固定的に接続される。Ｕ字型ブラケット４４３は、シート状構造であり、バネベース４４２の上方に横置きされたトッププレート４４３１と、トッププレート４４３１の両端に接続されて下方に延びる２つの側板４４３２と、を含み、２つの側板４４３２の下端は、バネベース４４２の両端に固定的に接続されることにより、バネベース４４２とＵ字型ブラケット４４３とは接続されて方形の中空の制限フレーム４００を形成する。オーバトラベルバネ４４５の下端は、バネベース４４２に当接し、可動接触子２は、制限フレーム４００を貫通してオーバトラベルバネ４４５の弾性力によってトッププレート４４３１に当接することにより、オーバトラベルバネ４４５の弾性力によって、オーバトラベルバネ４４５と可動接触子２は、この制限フレーム４００内に安定して取り付けられる。また、プッシュロッドアセンブリ４４が可動接触子２と固定接触子１とを押し上げて接触させる場合、バネベース４４２は、オーバトラベルバネ４４５をさらに圧縮することができ、リレーが導通状態にある場合の接点のオーバトラベルを実現することができる。

図５６及び図５９～図６０を参照すると、本実施例は、バネベース４４２及びＵ字型ブラケット４４３を使用して制限フレーム４００を形成し、パイロテクニック式の励起装置５が励起される場合、ピストン５２がこの制限フレーム４００に下向きに衝撃を与えることにより、プッシュロッドアセンブリ４４及び可動接触子２を下方に移動させ、バネベース４４２がリレーの内部構造に止められた後、ピストン５２の衝撃力によってオーバトラベルバネ４４５がさらに圧縮され、Ｕ字型ブラケット４４３の２つの側板４４３２が力を受けて折り曲げられ、塑性歪みを発生させ、制限フレーム４００全体が押し潰されて復元できない。これにより、プッシュロッドアセンブリ４４と可動接触子２の全体の高さがさらに低くなり、Ｕ字型ブラケット４４３は、板状の可動接触子２の上方に跨って設けられることにより、可動接触子２の固定接触子１への反発回復を制限することができる。また、ピストン５２が下向きに衝撃を与えることにより、この制限フレーム４００が押し潰され、可動接触子２と固定接触子１との間の接点隙間をより広げることができ、短絡安全性を向上させることができる。他の観点から言えば、本実施例においてバネベース４４２とＵ字型ブラケット４４３とにより形成された制限フレーム４００が押し潰されることが可能であるので、プッシュロッドアセンブリが押し潰されないという他の構成に比べて、本実施例のプッシュロッドアセンブリ４４及び可動接触子２がピストン５２から衝撃を受ける場合、より短い下方に移動するための道程だけでは（制限フレーム４００が押し潰されることによる圧縮空間が重畳された後）、十分な接点隙間を広げることを確保することができる。このため、セラミックカバー６の接触キャビティの高さ空間を適宜小さく設定することもでき、パイロテクニック式の励起装置５が設けられていないリレーの仕様に合わせることができ（従来のパイロテクニック式の励起装置５が設けられたリレーは、接触キャビティの高さ空間を増やすことを必要とする）、これにより、リレー全体の高さ及び体積を小さくすることもできる。

いくつかの実施例において、Ｕ字型ブラケット４４３は、ステンレス鋼や低炭素鋼などの歪みが回復しない材質で製造された。また、本実施例において、側板４４３２が薄片状の透かし彫り構造であるので、側板４４３２が力を受けて折り曲げられることがより容易になる。

本実施例の制限フレーム４００を用いて可動接触子２の取り付け位置を制限するとともに、可動接触子２の固定接触子１への反発回復を制限することを実現する以外に、他の実施例において制限フレーム４００の代わりに他の制限部材を使用することもでき、例えば、可動接触子２は、ロッドの末端に固定的に接続されるが、このロッド主体は、衝撃を受けて軸方向に圧縮され且つ歪みが回復しないという構造として設計されている。この制限部材は、可動接触子２が固定接触子１に向かって復帰することを制限でき且つ可動接触子２と結合により組み立てられる構造であれば、実行可能である。

本実施例は、パイロテクニック式の励起装置５及びプッシュロッドアセンブリ４４などの構造の機能及び効果をリレーの構造で説明するが、リレー以外の他のスイッチング電器、例えばコンタクタにも同様の構造を適用することができる。

実施例１４
図６１を参照すると、本実施例は、固定接触部１Ａ及び可動接触部２Ａを含むリレーを提供し、ここで、この可動接触部２Ａは、シーソー式構造であり、可動接触部２Ａは、電磁駆動機構４Ａによって駆動されて固定接触部１Ａに対して接触又は離脱する。このリレーは、パイロテクニック式の励起装置をさらに含み、このパイロテクニック式の励起装置は、ピストン５２Ａを含み、ピストン５２Ａが下方に移動した後、可動接触部２Ａを固定接触部１Ａから離間させることができる。このピストン５２Ａの下方位置には制限フレーム４００Ａが対応して設けられ、制限フレーム４００Ａは、シーソー式の可動接触部２Ａに跨って設けられ、制限フレーム４００Ａは、ピストン５２Ａから衝撃を受けた後に歪みが回復できないように押し潰されることにより、可動接触部２Ａが固定接触部１Ａに向かって復帰することを制限する。

即ち、制限部材（制限フレーム４００Ａ）を実施例１３の直動式の接触回路に適用する以外に、本実施例のシーソーの接触回路にも適用することができる。しかし、制限部材の歪みが回復できないという特性を利用して可動接触部を制限する接触回路構造であれば、実行可能である。

実施例１５
本実施例は、その構造が実施例１３のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、プッシュロッドアセンブリの制限フレームの構造である。図６２～図６３を参照すると、本実施例において、制限フレームは、Ｕ字型のバネベース４４２Ａ（底フレームとして）及びトッププレート４４３Ａを含み、バネベース４４２Ａは、ベース４４２Ａ－２と、ベース４４２Ａ－２の両端から上方に延びる側板４４２Ａ－１と、を含み、側板４４２Ａ－１は、トッププレート４４３Ａに固定的に接続されることにより、バネベース４４２Ａがトッププレート４４３Ａに接続されて制限フレームを形成する。ピストンから衝撃を受ける場合、側板４４２Ａ－１が折り曲げられて制限フレーム全体が押し潰される。

本実施例と実施例１３との相違点は、実施例１３では逆Ｕ型のＵ字型ブラケット４４３がその下方の一字型のバネベース４４２に嵌合して接続されることにより制限フレーム４００の構造を実現するが、本実施例ではＵ字型のバネベース４４２Ａがその上方のトッププレート４４３Ａに嵌合して接続されることにより制限フレーム４００の構造を実現することである。本例は、実施例１３とは構造が異なるが、同様の技術的効果を有する。

本実施例と実施例１３において、側板は、バネベースに一体的に接続されてもよく（即ち、Ｕ字型のバネベース４４２Ａの構造）、トッププレートに一体的に接続されてもよく（即ち、Ｕ字型ブラケット４４３の構造）、他の実施例において、側板を独立した構造として、組み立て時に側板の両端をトッププレート及びバネベースにそれぞれ固定的に接続して制限フレームを得ることもできる。

実施例１６
本実施例は、構造が実施例１３のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、Ｕ字型のブラケットの構造である。図６４～図６５を参照すると、本実施例において、Ｕ字型のブラケット４４３Ｂの側板４４３２Ｂは、波形であり、実施例１３の平板状ではない。本実施例における波形側板４４３２Ｂの構造によって側板４４３２Ｂが力を受けて折り曲げられることがより容易になり、これにより、パイロテクニック式の励起装置の爆発力を適応的に低減することができる。

また、従来のパイロテクニック式の励起装置を備えるリレーは、パイロテクニック式の励起装置を設けるために別途の空間が必要となるので、消弧システムが設けられていないことが多く、これにより、リレーの消弧能力が悪くなり、再燃焼防止性能が不十分である。

このため、本発明は、構造が最適化されたパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器をさらに提供する。

本発明は、以下のような技術案を提供する。

本発明は、パイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器を提供し、前記スイッチング電器は、スイッチング電器本体と、本体に設けられるパイロテクニック式の励起装置と、を含み、スイッチング電器本体は、固定的に設けられる固定接触部と移動可能な可動接触部とを含むことによりスイッチ機能を実行し、前記パイロテクニック式の励起装置は、火薬に点火して爆発的な衝撃力を発生させることにより、前記可動接触部を前記固定接触部から離間させて、前記スイッチング電器を急速に遮断させる。前記パイロテクニック式の励起装置は、励起器、ピストン及びボトムケースを含み、前記励起器は、火薬に点火するとともに、燃料ガスによって前記ピストンを押して前記ボトムケースを突き破り、前記ピストンは、再び前記可動接触部に衝撃を与えて前記固定接触部から離間させ、前記スイッチング電器は、消弧媒体をさらに含み、前記消弧媒体は、前記ボトムケース又はピストン内に設けられ、前記ボトムケース又はピストンが破断した後、前記消弧媒体を前記可動接触部と固定接触部の接点との間の空間に放出することにより、前記可動接触部と固定接触部の接点との間に発生するアークを消弧処理する。

ここで、製造及び取付の観点から、一実施例において、前記スイッチング電器本体は、ケース本体と、前記ケース本体の内部に設けられるセラミックカバーと、を含み、前記セラミックカバーは、前記固定接触部と可動接触部及びそれらの接点部分をカバーして接触キャビティを形成し、前記可動接触部と固定接触部との接点は、前記接触キャビティに設けられ、前記パイロテクニック式の励起装置による爆発的な衝撃力によって前記消弧媒体を前記接触キャビティに散布することにより、前記可動接触部と固定接触部の接点との間に発生するアークを消弧処理する。

ここで、一実施例において、前記ピストンには前記励起器に向かって開口された凹溝が設けられ、前記消弧媒体は、固体であり、前記凹溝内に貯留されている。

ここで、一実施例において、前記消弧媒体は、前記ピストン内に貯留されており、前記ピストンの少なくとも衝突部は、脆弱な材質で製造される。

ここで、一実施例において、前記消弧媒体は、石英砂である。

ここで、一実施例において、前記ピストンは、密閉されたシールキャビティを有し、前記消弧媒体は、気体又は液体であり、前記シールキャビティにシールされている。

ここで、一実施例において、前記消弧媒体は、六フッ化硫黄ガス又はトランス油である。

ここで、一実施例において、ピストン又はボトムケースは、前記可動接触部に向かう方向に徐々に収縮した構造である。

ここで、一実施例において、前記スイッチング電器本体は、ケース本体を含み、前記可動接触部は、前記ケース本体の内部に設けられ、前記パイロテクニック式の励起装置は、前記可動接触部に正対するように前記ケース本体の内部に進入する。

ここで、一実施例において、前記可動接触部は、ブリッジ式の可動接触子であり、前記固定接触部は、前記ブリッジ式の可動接触子の両端に設けられた２つの固定接触子であり、前記パイロテクニック式の励起装置は、前記ブリッジ式の可動接触子の中段位置の一方側に対応して設けられ、前記ピストンが前記ボトムケースを突き破った後、前記パイロテクニック式の励起装置の点火爆発により発生した燃料ガスは、前記ピストン及びボトムケースによって前記ブリッジ式の可動接触子の両端にガイドされることにより、前記ブリッジ式の可動接触子と固定接触子の接点との間の空間に急速に到達する。

ここで、前記スイッチング電器は、直流高圧リレーである。

本発明は、以下のような有益な効果を備える。本発明は、パイロテクニック式の励起装置のピストンによってボトムケースを下方に突き破って消弧媒体をスイッチング電器の接触キャビティに放出させ、消弧処理を行い、接点が遮断される時の消弧能力をさらに加速させ、製品の短絡安全性を向上させる。

以下、図面及び具体的な実施形態を参照して本発明をさらに説明する。

実施例１７
図６６～図６７を参照すると、本発明の実施例として、パイロテクニック式の励起装置を備えるリレーを提供し、前記リレーは、リレー本体１００と、リレー本体１００に取り付けられたパイロテクニック式の励起装置５と、を含み、リレー本体１００は、その導通又は遮断を実現する固定接触子１（固定接触部として）及び可動接触子２（可動接触部として）を含み、リレー本体１００は、ケース本体３をさらに含み、固定接触子１は、一端がケース本体３から露出して外部の負荷に電気的に接続され、他端がケース本体３の内部に延び、可動接触子２は、ケース本体３の内部に設けられて電磁駆動機構４に接続される。ここで、固定接触子１には、ネジ接続により外部の端子に固定されるために用いられる雌ネジが設けられる。可動接触子２は、ブリッジ式の可動接触子であり、電磁駆動機構４の作用によって、可動接触子２は、固定接触子１に対して相対的に接近又は離間して移動可能であり、可動接触子２が２つの固定接触子１に同時に接触する場合、負荷の連通を実現する。説明の便宜上、固定接触子１が相対的に可動接触子２の上方に位置し、可動接触子２が相対的に固定接触子１の下方に位置すると定義される。

リレー本体１００は、セラミックカバー６をさらに含み、セラミックカバー６は、ケース本体３の内部に固定的に設けられ、且つ固定接触子１の下端及び可動接触子２をカバーする（即ち、固定接触子１と可動接触子２及びそれらの接点をカバーする）ことにより接触キャビティを形成し、セラミックカバー６によって固定接触子１と可動接触子２との接点を外界の空気から隔離して高い耐圧性能が得られ、リレーの低接触抵抗、長寿命及び高信頼性を効果的に確保することができる。リレーが短絡した場合、セラミック材料の耐アーク及び耐高温特性は、短絡アークでの回路の安全性と信頼性を確保することができる。

ケース本体３は、互いに接合しているベース３２及び上部カバー３１をさらに含み、セラミックカバー６は、この上部カバー３１の内部に設けられ、パイロテクニック式の励起装置５は、セラミックカバー６の外部からセラミックカバー６に挿入して固定的に接続され、パイロテクニック式の励起装置５の下端は、可動接触子２の上方に正対するようにセラミックカバー６内の接触キャビティに進入し、上部カバー３１は、さらにセラミックカバー６及びパイロテクニック式の励起装置５をカバーしてリレー全体の組立を完了させる。図６７を参照すると、パイロテクニック式の励起装置５は、独立したモジュラー構造であり、その外形は、ほぼ柱状の回転体構造をなし、セラミックカバー６の上端には挿通孔６１が開設され、パイロテクニック式の励起装置５の下端は、この挿通孔６１を貫通してこの接触キャビティに延びる。パイロテクニック式の励起装置５は、具体的に、溶接、カシメ、螺着などによりセラミックカバー６に固定されてもよいが、本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、ろう付けによりセラミックカバー６に固定される。また、本実施例において、上部カバー３１の上面に２つの固定接触子１及び１つのパイロテクニック式の励起装置５から退避して合わせる貫通孔及び中空円柱部を有することにより、２つの固定接触子１の先端をケース本体３から露出させるとともに、パイロテクニック式の励起装置５の外部をカバーして保護することができる。また、電気的安全性を高めるために、この中空円柱部の外壁の両側にも、図示の紙面に垂直な方向に保護バッフル板がそれぞれ延出している。他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、ケース本体３に固定的に接続されてもよいが、本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５をセラミックカバー６に固定的に接続するという構成とすることにより組立プロセスを簡便化することができ、最終組立時にパイロテクニック式の励起装置５及び固定接触子１をセラミックカバー６に固定して組み立てた後、上部カバー３１をかければよい。

図６８～図７１を参照すると、パイロテクニック式の励起装置５は、具体的に、励起器５１、ピストン５２及びボトムケース５３を含む。励起器５１とボトムケース５３とは、上下に互いに接合して固定され、ピストン５２は、励起器５１とボトムケース５３との間に収容される。ここで、励起器５１は、中空の励起器ベース５１２と、励起器ベース５１２の内部に固定的に取り付けられるコネクター５１１と、点火具５１３と、シールリング５１４と、をさらに含む。励起器ベース５１２は、筒状構造をなし、その下端には第１フランジング５１０が設けられ、ボトムケース５３も中空の筒状構造であり、ボトムケース５３の上端には第２フランジング５３２が設けられ、第１フランジング５１０と第２フランジング５３２とが互いに突き合わせて固定される（例えば溶接、カシメ、螺着により固定される）ことにより、励起器５１とボトムケース５３との接合固定を実現する。ボトムケース５３の下端は、セラミックカバー６の接触キャビティに進入し、且つ、第２フランジング５３２は、セラミックカバー６にろう付けにより固定されることにより、パイロテクニック式の励起装置５とセラミックカバー６との固定的な接続を実現する。図６９に示すように、第２フランジング５３２のセラミックカバー６に向かう側には環状リブ５３１が設けられ、この環状リブ５３１を設けることにより、第２フランジング５３２とセラミックカバー６とのろう付けの安定性をさらに向上させることができる。また、第１フランジング５１０と第２フランジング５３２は、外へ拡がる拡径部位を形成して挿通孔６１をさらにシールすることにより、セラミックカバー６の密閉性を確保することができる。

本実施例において、励起器ベース５１２とボトムケース５３とは、互いに接合して固定されてパイロテクニック式の励起装置５のケース本体を形成する。コネクター５１１、点火具５１３、シールリング５１４及びピストン５２は、上から下に向かってこのケース本体の内部に順次設けられ、コネクター５１１は、点火具５１３のリード５１３１に接続される。ここで、コネクター５１１は、励起器ベース５１２の内壁に係合して固定され、シールリング５１４は、励起器ベース５１２に締りばめにて圧入され、且つ点火具５１３を上へ押し付けて固定し、ピストン５２の上下の両端は、それぞれシールリング５１４及びボトムケース５３に当接し、シールリング５１４は、防湿及び気密封止の効果を奏するとともに、シールリング５１４が押圧されることによる微変形によってその上方の点火具５１３及び下方のピストン５２をさらに押し付けることができ、振動による緩みを防止することができる。

図７２～図７３を参照すると、コネクター５１１は、監視励起回路の点火リードに固定的に接続されることにより監視励起回路が発した励起電気信号を伝達して点火具５１３を励起し、この監視励起回路は、電流値（又は電流上昇速率）が所定の閾値に達したことを監視した後、発した励起電気信号がコネクター５１１を介して下方に伝達され、且つ点火具５１３を励起して点火させることができる。ピストン５２と点火具５１３との間にはギャップ５０が設けられ、点火具５１３が火薬に点火した後、このギャップ５０に高圧燃料ガスを発生させ（即ち、点火し）、ピストン５２を押してボトムケース５３を下へ突き破り、さらに、ピストン５２は、可動接触子２を下方に移動させ、可動接触子２が固定接点１との接触から離脱するのに役立ち、リレーの急速な遮断を実現する。

パイロテクニック式の励起装置５のボトムケース５３は、中空の筒状構造であり、且つ、ピストン５２は、軸孔を介してボトムケース５３の内部に嵌合する回転体構造であるので、ボトムケース５３は、ピストン５２に対してガイドの役割を果たすことができ、点火具５１３を点火させた後、ピストン５２は、ボトムケース５３の中空筒状の内腔の軸方向に沿って下方に移動する。

本実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、モジュラー構造であり、リレー本体に対して独立しており、単独で製造されてからリレーに固定的に取り付けられることが可能である。パイロテクニック式の励起装置５の製造や輸送に対する管理が容易であり、部品の数が少なく、組立が容易であり、部品の標準化の実現もより容易であり、重量を減らし、コストを削減し、且つパフォーマンスを向上させるという目的を達成する。また、点火具５１３から延出したリード５１３１は、コネクター５１１を介して監視励起回路の点火リードに接続されることにより、点火具５１３内の火薬が点火リードの引出端から遠く離れており、温度上昇が小さくなり、薬剤の耐温要求が低減される。

一例として、本実施例に係るパイロテクニック式の励起装置５は、セラミック封止リレーに適用されており、具体的に、パイロテクニック式の励起装置５をセラミックカバー３に溶接することにより、溶接の締結性が良好であり、パイロテクニック式の励起装置５のシール性及び耐振動性がより優れ、且つ、パイロテクニック式の励起装置５のケース本体の成形がより簡単であり、製品の高さがより低い。他の実施例において、パイロテクニック式の励起装置５は、リレー本体にパイロテクニック式の励起装置５が挿入されるための挿通孔（例えば、本実施例の挿通孔６１）を設けて、固定的な接続によりパイロテクニック式の励起装置５をリレーに取り付ければよく、他の構造を有するリレーに適用されてもよい。パイロテクニック式の励起装置５は、着脱可能な接続（例えば螺着）によりリレー本体に固定されてもよく、これにより、パイロテクニック式の励起装置５は、入力の要求に応じて急速に交換することができる。

図７３に示すように、ボトムケース５３には消弧媒体５４がさらに設けられ、パイロテクニック式の励起装置５が励起される場合、ピストン５２がボトムケース５３を下方に突き破ることにより、消弧媒体５４をセラミックカバー６の接触キャビティに放出し、固定接触子１と可動接触子２との接点隙間を消弧処理し、接点が遮断される時の消弧能力をさらに加速させ、製品の短絡安全性を向上させる。本実施例において、消弧媒体５４は、石英砂である。このパイロテクニック式の励起装置５は、点火爆発後、その下端のガスが急速に膨張し、ボトムケース５３内に貯留された消弧媒体５４は、爆発ガスと共に接触キャビティに極めて急速且つ均一に散布されており、固定接触子１と可動接触子２の外形及び接触キャビティの輪郭による制限を最大限受けず、短時間で消弧効果を直接に奏することができる。この実施例において、可動接触子２は、ブリッジ式の可動接触子であるので、固定接触子１は、このブリッジ式の可動接触子の両端の位置に設けられ、且つ、パイロテクニック式の励起装置５は、可動接触子２の中段位置の一方側に対応して設けられるので、点火爆発後の膨張ガスは、ボトムケース５３及びピストン５２によりガイドされて、気流がブリッジ式の可動接触子の両端にそれぞれガイドされることにより、消弧媒体５４を固定接触子１と可動接触子２との間の領域にさらに直接に到達させる。

本実施例は、消弧媒体５４をボトムケース５３に貯留することにより、パイロテクニック式の励起装置５の内部空間を有効に利用することができ、パイロテクニック式の励起装置５の小型化に有利である。また、励起器５１内にはシールリング５１４が設けられるので、消弧媒体５４に対して防湿効果を奏することができる。なお、本実施例に係るパイロテクニック式の励起装置５の下端は、ケース本体３の内部に延びて可動接触子２の上方に正対し、これにより、本実施例のピストン５２を可動接触子２にさらに接近させることができ、ピストン５２の可動接触子２に対する距離が短くなり、ピストン５２のストロークも短くなるので、ピストン５２は、ボトムケース５３をより速く突き破って消弧媒体５４を放出し、急速な消弧効果を奏する。

図７２～図７３を参照すると、電磁駆動機構４は、可動接触子２を移動させるために使用され、電磁駆動機構４は、具体的に、固定鉄心４１と、コイル４２と、可動鉄心４３と、プッシュロッドアセンブリ４４と、復帰バネ４５と、を含み、磁力線を伝送して磁気エネルギーの利用率を向上させるための第１ヨーク部材４６と、第２ヨーク部材４７と、導磁筒４８と、をさらに含み、プッシュロッドアセンブリ４４の下端は、可動鉄心４３に固定的に接続され、上端は、可動接触子２に連動して接続される。復帰バネ４５の一端は、固定鉄心４１に作用し、他端は、可動鉄心４３に作用する。コイル４２に通電することにより、固定鉄心４１は、可動鉄心４３を吸引して上へ移動させ、プッシュロッド４４が可動接触子２を上へ移動させるようにさせる。コイル４２が停電する場合、電磁駆動機構４は、復帰バネ４５の弾性力によって復帰する。電磁駆動機構４は、一般的な直動式磁路構造であり、その作動原理はこの例では詳細な説明を省略する。

本実施例は、パイロテクニック式の励起装置５の機能及び効果をリレーの構造で説明するが、リレー以外の他のスイッチング電器、例えばコンタクタにも同様の構造を適用することができる。

実施例１８
本実施例は、構造が実施例１７のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、本実施例では消弧媒体がピストン内に貯留されることであり、図７４に示すように、ピストン５２Ａには上方に開放された凹溝が設けられ、消弧媒体５４Ａは、ピストン５２Ａの凹溝内に貯留され、且つピストン５２Ａの下端５２Ａ－１（即ちピストン５２Ａの衝突部）は、肉厚が薄い脆弱な構造であり、ピストン５２Ａが下へ衝突する場合、下端５２Ａ－１が衝撃によって破断してクラックを発生させることにより、消弧媒体５４Ａが放出される。さらに、この下端５２Ａ－１は、ベークライト、ＰＢＴプラスチックなどの脆弱な材質で製造されてもよい。

本実施例及び実施例１７の上向きの開口を有するピストン構造の他に、他の実施例において、ピストンの中心キャビティを密閉されたシールキャビティとしてもよく、このシールキャビティにはガス状の六フッ化硫黄又は液状のトランス油などの他の消弧媒体がシールされてもよく、即ち、本実施例の消弧媒体は、固体石英砂の他に、シール性を確保する場合には他の気体又は液体の消弧媒体を使用して実現することもできる。消弧媒体は、ピストン内に貯留されてもよく、パイロテクニック式の励起装置のボトムケース内に貯留されてもよいが、パイロテクニック式の励起装置による爆発的な衝撃力により消弧媒体を放出する形態はいずれも実行可能であるが、消弧媒体の具体的な貯留位置は、実際の需要に応じて消弧媒体の性質に合わせて決定することができる。

実施例１９
本実施例は、構造が実施例１７のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、本実施例ではピストンとボトムケースの両方には消弧媒体が設けられることであり、本実施例の消弧媒体は、ピストン内にも、ボトムケース内にも貯留されることにより、消弧媒体の量を増やし、消弧能力を向上させることができる。

実施例２０
本実施例は、構造が実施例１７のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、本実施例では異なるパイロテクニック式の励起装置のボトムケース構造を使用することである。図７５（ａ）及び図７５（ｂ）を参照すると、本実施例において、ボトムケース５３Ａは、径方向の寸法が上から下に向かって徐々に収縮した多段の階段状の構造であり、ボトムケース５３Ａの下端が収縮状をなすので、パイロテクニック式の励起装置の爆発時の衝撃力をボトムケース５３Ａの下端の小さな階段部に集めることができ、局所的な能力の向上を実現し、これにより、ピストンがボトムケース５３Ａを突き破る能力を高めるとともに、消弧媒体の噴射を加速させることができる。

本実施例の変形例として、図７６（ａ）及び図７６（ｂ）は、他の実行可能なボトムケース５３Ｂの構造を示し、ボトムケース５３Ｂは、径方向の寸法が上から下に向かって（即ち、可動接触子に向かって）徐々に収縮したテーパ状の構造である。同様に、ボトムケース５３Ｂの下端が収縮状をなすので、パイロテクニック式の励起装置の爆発時の衝撃力をボトムケース５３Ｂの下端に集めることができ、局所的な能力の向上を実現し、これにより、ピストンがボトムケース５３Ｂを突き破る能力を高め、消弧媒体の噴射を加速させる。

「階段状収縮」及び「テーパ状収縮」は、いずれもボトムケースの構造を径方向の寸法が上から下に向かって徐々に収縮した構造とし、本実施例で提供された「階段状収縮」及び「テーパ状収縮」の他に、他の実施例において「階段状収縮」及び「テーパ状収縮」を多段に組み合わせて収縮を実現してもよく、また、その他の規則的又は不規則な形状で径方向の収縮を行うことはいずれも実行可能な形態である。

実施例２１
本実施例は、構造が実施例１７のリレーと類似したリレーを提供し、相違点は、本実施例では異なるパイロテクニック式の励起装置のピストン構造を使用することである。本実施例において、ピストンは、上から下に向かって（即ち、可動接触子に向かって）収縮した形状であり、その付勢力面積が小さくなり、ボトムケース及び可動接触子への作用力が強くなるので、ボトムケースをより速く突き破り、可動接触子を急速に押して遮断させることができ、消弧媒体の噴射を加速させることができる。ピストンの下端の収縮形状は、具体的に、テーパ状収縮、階段状収縮、又はテーパ状と階段状とを組み合わせた収縮構造により実現されてもよく、図７７、図７８に示される下端が収縮したピストンは、いずれも実行可能である。

本発明は、本明細書で提案された構成要素の詳細な構造及び配置方法に適用を限定しないことが理解されるべきである。本発明は他の実施形態を有することができ、様々な方法で実現し、実行することができる。上記の変形形態及び修正形態は、本発明の範囲に含まれる。なお、本明細書に開示及び限定される本発明は、本明細書及び／又は図面で言及又は明示された２つ以上の別個の特徴の代替可能な組み合わせのすべてに及ぶ。これらの異なるすべての組み合わせは、本発明の複数の代替可能な態様を構成する。本明細書に記載される実施形態は、本発明を実現するための知られている最も好ましい形態を説明し、且つ当業者が本発明を利用することを可能にする。

Claims (12)

1. スイッチング電器本体と、スイッチング電器本体に設けられるパイロテクニック式の励起装置と、を含み、前記スイッチング電器本体は、スイッチ機能を実行するために、固定されている固定接触部と移動可能な可動接触部とを含み、前記パイロテクニック式の励起装置は、ボトムケースを備える独立したモジュラー構造であり、独立したモジュールとしての前記パイロテクニック式の励起装置は、前記スイッチング電器本体の外部から前記スイッチング電器本体に固定的に取り付けられ、前記スイッチング電器本体の負荷状況に応じて火薬に点火して、前記可動接触部を押して前記固定接触部から離間させる爆発的な衝撃力を発生させることにより、スイッチング電器の急速な遮断を補助することができる
   ことを特徴とするパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
2. 前記スイッチング電器本体は、ケース本体を含み、前記可動接触部は、前記ケース本体の内部に設けられ、前記パイロテクニック式の励起装置は、前記可動接触部の一方側に正対して配置されるように前記ケース本体の内部に進入する
   ことを特徴とする請求項１に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
3. 前記パイロテクニック式の励起装置は、励起器と、ピストンとをさらに含み、前記励起器と前記ボトムケースとは、互いに接合して固定され、前記ボトムケースは、中空構造をなし、前記ピストンは、前記ボトムケース内に嵌合して取り付けられ、前記ボトムケースは、前記ケース本体の内部に進入して前記可動接触部に向き、前記パイロテクニック式の励起装置が励起される場合、前記励起器は、火薬を点火するとともに、燃料ガスによって前記ピストンを押して前記ボトムケースを突き破り、前記ピストンは、前記ボトムケースのガイド作用によって前記可動接触部に向かって移動することにより、前記可動接触部を前記固定接触部から離間させるように押す
   ことを特徴とする請求項２に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
4. 前記ボトムケースは、前記可動接触部に向かう方向に徐々に収縮した構造である
   ことを特徴とする請求項３に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
5. 前記ピストンは、前記可動接触部に向かう方向に徐々に収縮した構造である
   ことを特徴とする請求項３に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
6. 前記ピストン又は前記ボトムケース内には消弧媒体がさらに貯留されており、前記ピストンが前記ボトムケースを突き破った後、前記ピストン又は前記ボトムケースの破断によって前記消弧媒体を放出することにより、前記固定接触部と前記可動接触部との間のアークを消弧処理する
   ことを特徴とする請求項３に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
7. 前記励起器は、中空の励起器ベースを含み、前記励起器ベースの一端には第１フランジングが設けられ、前記ボトムケースの一端には第２フランジングが設けられ、前記第１フランジングと前記第２フランジングとが互いに突き合わせて固定されることにより、前記励起器と前記ボトムケースとは、互いに接合して固定される
   ことを特徴とする請求項３に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
8. 前記第２フランジングと前記ケース本体とは、溶接により固定され、前記第２フランジングには溶接の安定性を高めるための環状リブが設けられている
   ことを特徴とする請求項７に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
9. 前記励起器は、前記励起器ベースの内部に固定的に取り付けられるコネクターと、点火具と、シールリングとをさらに含み、前記コネクターは、前記励起器ベースの内壁に係合して固定され、前記シールリングは、前記励起器ベースに締りばめにて圧入され、前記シールリングの一端は、前記点火具を前記コネクターに向かって押し付け、他端は、前記ピストンを前記ボトムケースに向かって押し付ける
   ことを特徴とする請求項７に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
10. 前記スイッチング電器本体は、前記ケース本体の内部に設けられ且つ前記固定接触部、前記可動接触部及び前記固定接触部と前記可動接触部との接点部分をカバーするセラミックカバーをさらに含み、前記セラミックカバーには挿通孔が設けられ、前記パイロテクニック式の励起装置の一端は、前記挿通孔を貫通して前記セラミックカバーに溶接により固定され、且つ前記挿通孔をシールする
    ことを特徴とする請求項２に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
11. 前記パイロテクニック式の励起装置は、前記スイッチング電器本体に着脱可能に固定的に接続されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。
12. 前記スイッチング電器は、直流高圧リレーである
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のパイロテクニック式の励起装置を備えるスイッチング電器。