JPH10241537A

JPH10241537A - リレー

Info

Publication number: JPH10241537A
Application number: JP9041252A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiro Kitamura; 常弘北村; Tetsuyasu Kawamoto; 哲靖川本; Hiroaki Hamaguchi; 博昭浜口; Naoki Kanemoto; 直樹金本; Masahiro Kotsuna; 正浩忽那
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-02-25
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 1998-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】接点溶着などの接点トラブルを防止したリレー
を提供する。【解決手段】第１のカード５５は突起部３７に押圧され
て回動し、メイン可動ばね４６を撓ませる。この時、第
１のカード５５の押圧部６８が第２のカード７２の被押
圧部７４を押圧し、第２のカード７２は溝６９に沿って
駆動される。アーク可動ばね４８は第２のカード７２の
突起７３の間に挟持されており、第１のカード５５が第
２のカード７２を駆動することによって、第２のカード
７２はアーク可動ばね４８を撓ませる。リレー閉成時は
第２のカード７２がアーク可動接点４７とアーク固定接
点５１とを接触させた状態で、第１のカード７１がメイ
ン可動接点４５とメイン固定接点５０とを接触させてか
ら、アーク可動接点４７とアーク固定接点５１とを開離
させる。一方、リレー開成時は第１のカード５５がメイ
ン可動接点４５とメイン固定接点５０とを開離させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータやランプ等
の突入電流が大きい負荷を開閉する接点を有するリレー
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のリレーとしては本特許出
願人が先に特願平７−２１３６４５号として出願したも
のがある。これは図２５乃至図３１に示すように電磁石
ブロック１とこれとは別体の接点ブロック２とを組み合
わせて構成してある。電磁石ブロック１は可動枠３が鉄
芯４に吸引されて接離動作するとともに、永久磁石２２
によって自己保持される電磁石装置５を電磁石ベース６
に組み込んで構成してあり、接点ブロック２は電磁石ベ
ース６とは別体の接点ベース７に接点装置８を組み込ん
で構成してあり、電磁石ブロック１とこれとは別体の接
点ブロック２とを組み合わせた状態で電磁石装置５の可
動枠３の駆動により接点装置８の接点切り換えを行うよ
うになっている。

【０００３】電磁石ベース６は角筒状をしており、有底
の四角筒状をした外殻本体部９の一片部に偏平な角筒状
をした補助外殻部１０を一体に形成してある。また角筒
状をした電磁石ベース６の一端部の開口端部側は後述の
接点ブロック２の四角筒状をした被嵌合部１１が嵌合す
るための四角筒状の嵌合部１２となっている。嵌合部１
２には係合孔１３を形成してある。四角筒状をした外殻
本体部９の対向する２片の内面部の上下にはそれぞれガ
イド溝部１４が設けてある。また外殻本体部９の対向す
る２片には後述するコイルボビン１５に設けた突起部１
６を嵌合するための孔部１７を形成してある。外殻本体
部９の開口端部側の一端部及び補助外殻部１０には上下
に対向する位置に後述の手動レバー部１８を挿通するた
めの切欠部１９を設けてある。

【０００４】電磁石装置５はコイルボビン１５、鉄芯
４、ヨーク２０、接極子２１、永久磁石２２、可動枠
３、静音ダンパー２３等により構成してある。ヨーク２
０は主体を構成するメインヨーク２４と接極子２１と対
向する磁極面を有する一対のサイドヨーク２５とで構成
してある。このメインヨーク２４のコ字状をした両対向
片の外面部にはそれぞれ後述の可動枠３の一対の腕部２
６の軸受部２７を回動自在に軸支するための軸部２８を
設けてある。メインヨーク２４のコ字状をした両対向片
の先端面部の両側に櫛歯状をした係合部２９を形成して
あり、サイドヨーク２５には係合部２９に係合する被係
合部３０を設けてあり、係合部２９に被係合部３０を係
合することによりコ字状をしたメインヨーク２４の先端
部の両側にサイドヨーク２５を取り付けてある。

【０００５】コイルボビン１５には鉄芯４がコイルボビ
ン１５を合成樹脂で一体成形する際に同時成形してイン
サートしてあり、鉄芯４の両端部はコイルボビン１５か
ら突出している。コイルボビン１５の両側には鍔部３１
を形成してあり、鍔部３１にはコイル端子３２を嵌め込
んで取り付けてあり、コイルボビン１５に巻線３３を巻
回してある。またコイルボビン１５の鍔部３１には電磁
石ベース６に設けた孔部１７を嵌合する突起部１６を設
けてある。鉄芯４の両端部がコイルボビン１５より突出
しているが、鉄芯４の一方の突出部３４には静音ダンパ
ー２３を取り付けてある。

【０００６】可動枠３は中央片３５から両腕部２６を突
設した略コ字状をしており、両腕部２６の先端部には軸
受部２７を設けてあり、軸受部２７をメインヨーク２４
の軸部２８に回動自在に軸支してある。可動枠３の中央
片３５には嵌め込み凹所（図示せず）が形成してあり、
この嵌め込み凹所に、１対の接極子２１の先端間に永久
磁石２２を介在させたブロックの先端部が嵌め込まれて
接着剤により固着してある。可動枠３の中央片３５から
腕部２６の突出方向と反対方向に向けて突出する第１突
起部３６と第２突起部３７を突設してある。

【０００７】上記のようにコイルボビン１５、鉄芯４、
ヨーク２０、接極子２１、永久磁石２２、可動枠３、静
音ダンパー２３等を組み立てて構成した電磁石装置５は
電磁石ベース６の外殻本体部９の開口部から内部に嵌め
込まれて内装される。電磁石装置５を電磁石ベース６に
嵌め込んで取り付けた状態では手動レバー部１８が切欠
部１９に挿通してあり、手動レバー部１８の先端部は外
部に突出している。この手動レバー部１８を外部から操
作することで、外部から電磁石装置５を操作できること
となる。電磁石ベース６の補助外殻部１０には開口から
補助接点ブロック３８を嵌め込みにて組み込んであり、
手動レバー部１８の補助接点操作部３９で補助接点ブロ
ック３８の補助接点４０を操作できるようになってい
る。つまり、可動枠３が回動した場合に、手動レバー部
１８によって補助接点操作部３９が駆動されて補助接点
４０がオン・オフされるようになっている。

【０００８】接点ブロック２は角筒状をした接点ベース
７内に接点装置８を内装して構成してある。接点ベース
７の一端部には電磁石ベース６の一端部の嵌合部１２と
嵌合するため被嵌合部１１を形成してある。また接点ベ
ース７の他端部には他の接点ブロック２の接点ベース７
の被嵌合部１１と嵌合できるように嵌合部１２′が設け
てある。また接点ベース７の内部は仕切板４１にて仕切
ってある。接点装置８は第１端子部４２と第２端子部４
３とで構成してある。第１端子部４２は第１端子本体４
４に、メイン可動接点４５を設けたメイン可動ばね４６
とアーク可動接点４７を設けたアーク可動ばね４８とを
固着して構成してあり、第２端子部４３は第２端子本体
４９に、メイン可動接点４５と対向するメイン固定接点
５０と、アーク可動接点４７と対向するアーク固定接点
５１とを設けて構成してある。接点ベース７の仕切板４
１で仕切った一方の室には第１端子部４２が内装され、
他方の室には第２端子部４３が内装される。第２端子部
４３のメイン固定接点５０の部分やアーク固定接点５１
の部分は仕切板４１の孔部５２から他方の室に突入させ
てあり、メイン可動接点４５とメイン固定接点５０とが
対向し、アーク可動接点４７とアーク固定接点５１とが
対向している。上記アーク可動接点４７とアーク固定接
点５１とはいずれもタングステンのような耐溶着性能の
良好な材料（高融点金属）により形成してある。また、
上記メイン可動接点４５とメイン固定接点５０とはいず
れも接触抵抗の低い材料（低融点金属）により形成して
ある。

【０００９】接点ベース７の仕切板４１で仕切った一方
の室にはカード５５を回動自在に内装してある。カード
５５は仕切板４１から突出した軸部５６にカード５５の
一端部の孔５７を回動自在に取り付けてある。接点ベー
ス７の嵌合部１２′に別の接点ベース７の被嵌合部１１
を嵌合することで複数の接点ブロック２を着脱自在に接
合してある。隣合う接点ブロック２の接点ベース７間に
絶縁板５８を介在して接合している。またカード５５に
はピン孔５９を設けてあり、隣合う接点ブロック２のカ
ード５５をピン孔５９に両端部を嵌合したピン６０で連
動させてある。仕切板４１及び絶縁板５８にはピン６０
を挿通する孔部６１，６２を設けてある。

【００１０】電磁石ベース６に接点ベース７を接続した
際、電磁石ブロック１に設けた可動枠３と接点ブロック
２に設けたカード５５とは機械的に接続される。すなわ
ち、既に説明したように可動枠３の中央片３５には第１
突起部３６と第２突起部３７を突設してあり、カード５
５には上記第１突起部３６により作用される第１作用部
６３と、第２突起部３７により作用される第２作用部６
４を設けてある。ここで接点ブロック２のアーク接点部
５３は第１突起部３６により第１作用部６３が作用した
際にオンからオフに切り換えられ且つ第１突起部３６に
よる第１作用部６３への作用の解除状態でオンになるよ
うに設定してあり、メイン接点部５４は第２突起部３７
により第２作用部６４に作用した際にオフからオンに切
り換えられ且つ第２突起部３７による第２作用部６４へ
の作用の解除状態でオフとなるように設定してあり、さ
らに、メイン接点部５４のオフからオンへの切り換えの
タイミングをアーク接点部５３のオフからオンへの切り
換えのタイミングより遅らせ且つアーク接点部５３のオ
ンからオフへの切り換えのタイミングをメイン接点部５
４のオンからオフへの切り換えのタイミングよりも遅ら
せるように設定してある。

【００１１】可動枠３は電磁石装置５の巻線３３の励磁
及び逆励磁により、永久磁石２２に磁気結合した接極子
２１をサイドヨーク２５に吸引並びに反発させて、可動
枠３を回動させ、可動枠３の回動によりカード５５を回
動して接点ブロック２を駆動すると共に、可動枠３の回
動により補助接点ブロック３８の補助接点４０を駆動す
るようになっている。なお、一旦回動した後は、巻線３
３を励磁しなくても上述のように永久磁石２２によって
可動枠３が自己保持される。すなわち、このリレーはラ
ッチングリレーとして機能する。

【００１２】まず、リレーの閉成（投入）動作を図３０
に基づいて説明する。すなわち、図３０（ａ）はアーク
可動接点４７がアーク固定接点５１から開離し、またメ
イン可動接点４５がメイン固定接点５０から開離してい
てアーク接点対４７，５１及びメイン接点対４５，５０
はいずれもオフの状態である。この図３０（ａ）の状態
においては、可動枠３の第１突起部３６により第１作用
部６３が押され、カード５５の押し部６６によりアーク
可動ばね４８が押されてアーク可動接点４７とアーク固
定接点５１が開離し、且つ可動枠３の第２突起部３７に
よる第２作用部６４への押圧が解除されていてメイン可
動ばね４６がその弾性力によりメイン可動接点４５とメ
イン固定接点５０を開離させている。

【００１３】この図３０（ａ）の状態において、巻線３
３が励磁されて可動枠３が図３０（ｂ）のように回動す
ると、可動枠３の回動に伴って第１突起部３６が移動す
るので、第１突起部３６によるカード５５への押圧が解
除されて行き、このためアーク可動ばね４８が弾性復帰
してアーク可動接点４７とアーク固定接点５１を接触さ
せてオンとし、このとき同時にカード５５はアーク可動
ばね４８の弾性復帰により図３０（ｂ）の位置まで回動
する。この図３０（ｂ）の時点ではアーク可動接点４７
がアーク固定接点５１に接触してオンとなっているが、
メイン可動接点４５はメイン固定接点５０と開離してお
り、オフの状態である。

【００１４】この図３０（ｂ）の状態からさらに可動枠
３が図３０（ｃ）のように回動すると、第２突起部３７
により第２作用部６４が押されてカード５５が回動しカ
ード５５の支持部６７に支持されたメイン可動ばね４６
が押され、メイン可動接点４５がメイン固定接点５０に
接触してオンとなる。この図３０（ｃ）の状態では第１
突起部３６が第１作用部６３を押圧していないと共に押
し部６６がアーク可動ばね４８から離れているので、ア
ーク可動接点４７がアーク固定接点５１に接触した状
態、つまり、オン状態が維持される。このようにまず、
耐溶着性能の良好なアーク接点対４７，５１が閉成され
た後、一定時間後に接触抵抗が低いメイン接点対４５，
５０が閉成されることで、突入電流が流れているときに
は接触抵抗の低いメイン接点対４５，５０が閉成される
危険性が極めて減り、接点溶着は発生しにくくなるもの
である。

【００１５】次にリレーの開成（遮断）動作を図３１に
基づいて説明する。図３１（ａ）は図３０（ｃ）と同じ
状態、つまり、メイン接点対４５，５０及びアーク接点
対４７，５１がいずれも接触状態（オン状態）である。
この図３１（ａ）の状態において、巻線３３が先程と逆
励磁されて可動枠３が図３１（ｂ）のように回動する
と、可動枠３の回動に伴って第２突起部３７が移動する
ので、第２突起部３７により押されているカード５５が
メイン可動ばね４６の復元ばね力により押されて回動す
ると共にメイン可動ばね４６が復元ばね力により復帰方
向に移動することでメイン可動接点４５がメイン固定接
点５０から開離してオフとなる。この図３１（ｂ）の状
態では第１突起部３６が第１作用部６３に当たった瞬間
であり（この時点では第２突起部３７が第２作用部６４
から離れいる）、この時点では押し部６６がアーク可動
ばね４８に当たった瞬間であり、アーク可動接点４７が
アーク固定接点５１に接触してオンとなっている。

【００１６】この図３１（ｂ）の状態からさらに可動枠
３が図３１（ｃ）のように回動すると、第１突起部３６
が第１作用部６３を押し、押し部６６がアーク可動ばね
４８を押してアーク可動接点４７がアーク固定接点５１
から開離してオフとなる。この図３１（ｃ）の状態では
メイン可動接点４５がメイン固定接点５０から開離した
状態が継続してオフ状態を維持している。このようにま
ず、接触抵抗の低いメイン接点対４５，５０が開離して
オフとなった後、一定時間後に耐溶着性能の良好なアー
ク接点対４７，５１が開離してオフとなり、メイン接点
対４５，５０の開離（オフ）動作時のアークの発生を押
さえることができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記リレーにおいて
は、低力率の負荷（モータ等の誘導負荷）を遮断する場
合、接触抵抗が低い接点材料（低融点金属材料）にて形
成せるメイン接点の開離後、耐溶着性能に優れた接点材
料（高融点金属材料）にて形成せるアーク接点にアーク
が発生し、電流ゼロまでアークが持続する。アーク接点
の接点材料は融点が非常に高く、遮断アークのエネルギ
ーによりアーク接点の温度が高くなり、表面から電子を
放出しやすい状態となる［高融点金属材料の場合、融点
が高いために温度が上がりやすく（融点が低いと融点以
上温度が上がりにくい）、温度が上がり過ぎるとフェル
ミレベルが上がり、低電圧で電子放出に至る。（例えば
タングステンの場合、室温では仕事関数が非常に高く、
電子を放出しにくい材料であるが、高温になった場合、
蛍光灯のフィラメントのように簡単に電子を放出する。
これはタングステン温度が高くなることでフェルミレベ
ルが上がり、容易に電子の放出に至るということであ
る。）］。その後、電流ゼロ位置で一旦電流の流れが遮
断する。しかし負荷が低力率であるために再起電圧が高
く（これは、誘導負荷であるためインダクタンス成分に
蓄えられたエネルギーを放出することと、力率が小さく
なることによる電流ゼロクロス時の電圧が高いことによ
る）、その電圧により電子が接点表面から放出され、ア
ークが再継続し、遮断不良に至り、焼損などのトラブル
が発生する。

【００１８】通常のリレーの場合、Ａｇ系接点材料より
なる接点を搭載しており、遮断アークにより接点表面温
度は上昇するが、接点材料の融点が低いために、電子を
放出する温度に至らない［低融点材料は仕事関数が小さ
くて低い電圧でも電子が放出しやすいが、融点が低いた
め材料の温度が上がらず（融点で溶融状態になってそれ
以上温度が上がらない）、フェルミレベルが上がらず電
子の放出に至らない］。そこで、高再起電圧が印加され
てもアークに移行することはないので再点弧（遮断不
良）は発生しない。

【００１９】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あって、遮断時のアークに対して接点が高温にならず、
遮断性能の向上が図れるようにしたリレーの提供を目的
とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、互いに並列接続関係にある耐
溶着性能に優れたアーク接点対及び接触抵抗の低いメイ
ン接点対と、それぞれの接点対の可動側の接点を駆動す
る可動部材と、可動部材を駆動する電磁石装置とを備
え、可動部材はメイン接点対を駆動する第１のカード
と、第１のカードに設けられた押圧部よって押圧される
ことによりアーク接点対を駆動する第２のカードとから
なり、閉成動作時にアーク接点対が接触した状態で第１
のカードがメイン接点対を接触させると、第２のカード
は第１のカードの駆動方向と異なる方向に駆動され、第
２のカードが押圧部から離脱し、アーク接点対の可動側
の接点の反力によってアーク接点対が開離し、開成動作
時にメイン接点対が開離すると、第１及び第２のカード
が初期位置に戻り、押圧部と第２のカードとが接触する
ことを特徴とし、請求項２の発明では、リレー本体に第
２のカードに突設された係止凸部を案内する溝を設け、
係止凸部を溝に係止した状態で第２のカードは溝に沿っ
た経路で駆動され、閉成動作時にアーク接点対が接触し
た状態で第１のカードがメイン接点対を接触させると、
第２のカードは溝に沿って第１のカードの駆動方向と異
なる方向に駆動され、第２のカードが押圧部から離脱
し、第２のカードが別経路を通って初期位置に戻ること
を特徴とする。したがって、閉成動作時のアークは耐溶
着性に優れたアーク接点対に発生するため、耐溶着性能
に優れたアーク接点対には溶着トラブルが発生せず、ま
た開成動作時には低融点の接触抵抗が低いメイン接点対
で電流を遮断することとなり、遮断不良が発生せず、遮
断性能が向上するものである。ここで、アーク接点対は
リフトオフ接点（ノーマリ・オン型）ではなく、フレキ
シャー構造（ノーマル・オフ型）であるので、メイン接
点対が接触する際のアーク接点対の接触圧が非常に大き
く、アーク接点対が完全に閉成状態にあり、メイン接点
の突入電流による接点溶着やアークによる接点の消耗が
発生しない。

【００２１】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、リレー本体に第１のカードの駆動方向に対して所
定の角度を有する傾斜面を備えた凸部を形成し、第２の
カードに凸部の傾斜面と当接する係止凸部を突設し、閉
成動作時にアーク接点対が接触した状態で第１のカード
がメイン接点対を接触させると、第２のカードの係止凸
部が傾斜面と当接し、第２のカードが凸部の傾斜面に沿
って第１のカードの駆動方向と異なる方向に駆動され、
第２のカードが押圧部から離脱し、第２のカードが別経
路を通って初期位置に戻ることを特徴としているので、
簡単な構成でリレーを実現することができる。

【００２２】請求項４の発明では、請求項１、２又は３
の発明において、アーク接点対の少なくとも一方がタン
グステンのように耐容着性に優れた材料にＡｇ，Ｃ，Ｃ
ｕ，Ｉｎ，Ｃｄ等の添加物を含んで形成されることを特
徴とし、アーク接点対の温度上昇が抑制されて熱電子放
出による再点孤が防止できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。（実施形態１）本実施形態の基本的な構成は上記従来例
と共通であるから、共通する部分については説明を省略
し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ説明す
る。本実施形態では、図１乃至図１１に示すように、可
動枠３の中央片３５に１本の突起部３７を突設してあ
り、突起部３７によって駆動されメイン接点部５４を開
閉させる第１のカード５５と、第１のカード５５によっ
て駆動されアーク接点部５３を開閉させる第２のカード
７２とを設けている。

【００２４】図１及び図４に示すように、第１のカード
５５の一端部には孔５７が設けられており、接点ベース
７の仕切板４１に突設された軸部５６を孔５７に挿入さ
せて、第１のカード５５は接点ベース７に回動自在に取
り付けられる。第１のカード５５の他端部は二股に分か
れており、二股に分かれた一方の端部にはメイン可動ば
ね４６の先端を挟持する支持部６７が設けられ、二股に
分かれた他方の端部には第２のカード７２を押圧する押
圧部６８が設けられる。

【００２５】第２のカード７２は、略長方形状の小片の
一端部にアーク可動ばね４８の中央部を挟持する略円柱
状の２本の突起７３が突設されており、他端部に押圧部
６８と係止する被押圧部７４が形成されている。また、
仕切板４１の略中央には、略三角形状の凸部７０の周り
に略環状の溝６９が形成される。

【００２６】そして、接点ベース７の仕切板４１で仕切
った一方の室には第１及び第２のカード５５，７２と第
１端子部４２とが配設されており、メイン可動ばね４６
の先端は第１のカード５５の支持部６７の間に挟持され
る。第２のカード７２は、係止凸部たる被押圧部７４の
先端が仕切板４１に形成された溝６９に挿入され、突起
７３がアーク可動ばね４８の略中央を挟持した状態で、
接点ベース７に配設されており、被押圧部７４と第１の
カード５５の押圧部６８とが当接している。尚、被押圧
部７４の先端は溝６９と係止しているので、被押圧部７
４は溝６９に沿って移動することしかできず、第２のカ
ード７２の移動範囲は溝６９によって制限されている。

【００２７】本実施形態のリレーの閉成（投入）時、及
び、開成（遮断）時の動作の概略を図２及び図３に基づ
いて説明する。なお、図２及び図３では、説明を容易に
するために接点部５３，５４や第１及び第２のカード５
５，７２を模式的に描き、説明に不要な部品を省略して
いるので、図１や図４乃至図１１の形状とは異なってい
る。

【００２８】まず、リレーの閉成時の動作を図２（ａ）
〜（ｅ）に基づいて説明する。図２（ａ）に示す状態で
は、アーク接点対４７，５１及びメイン接点対４５，５
０は共に開離しており、第２のカード７２の被押圧部７
４の先端は溝６９の左下隅（初期位置）に位置してい
る。図２（ｂ）に示すように、第１のカード５５が図２
中右方向に移動すると、第２のカード７２の被押圧部７
４が押圧部６８に押されて、第２のカード７２も図２中
右方向に移動し、第２のカード７２の突起７３がアーク
可動ばね４８を押圧して、アーク可動接点４７とアーク
固定接点５１とを当接させる。第１のカード５５がさら
に図２（ｃ）に示す位置まで移動すると、第１のカード
５５の支持部６７がメイン可動ばね４６を押圧して、メ
イン可動接点４５とメイン固定接点５０とを当接させ
る。

【００２９】第１のカード５５がさらに図２（ｄ）に示
す位置に移動すると、第２のカード７２の被押圧部７４
が溝６９に右端に当接し、第２のカード７２はそれ以上
右方向に移動することができないので、被押圧部７４は
溝６９の右側辺を上方に移動して、被押圧部７４と押圧
部６８との係合が外れる。被押圧部７４と押圧部６８の
係合が外れると、アーク可動ばね４８の復元ばね力によ
って被押圧部７４は溝６９の上辺を図中左方向に移動
し、第２のカード７２は図２（ｅ）に示す位置まで戻
り、アーク可動接点４７とアーク固定接点５１とが開離
する。なお、メイン可動接点４５とメイン固定接点５０
とは接触状態を維持する。

【００３０】次に、リレーの開成時の動作を図３（ａ）
〜（ｄ）に基づいて説明する。図３（ａ）の状態は図２
（ｅ）の状態と同じであり、アーク接点対４７，５１は
開離し、メイン接点対４５，５０は接触している。な
お、第２のカード７２の被押圧部７４は第１のカード５
５の押圧部６８の上方に載っており、被押圧部７４と押
圧部６８とは係合していない。図３（ｂ）に示すよう
に、第１のカード５５が図３中左方向に移動すると、メ
イン接点ばね４６の復元ばね力によってメイン可動接点
４５とメイン固定接点５０とが開離し、第１のカード５
５が更に図３（ｃ）に示す位置まで移動すると、押圧部
６８が被押圧部７４と突起７３との間に入り込み、押圧
部６８と被押圧部７４とが係合する。そして、第２のカ
ード７２は、アーク可動ばね４８の復元ばね力によって
図３（ｄ）に示す初期位置（溝６９の左下隅）に戻る。

【００３１】このように、リレー閉成時はまずアーク接
点対４７，５１が接触した後にメイン接点対４５，５０
が接触するので、アーク接点対４７，５１で接点バウン
ス等によるアークが発生しても接点溶着の生じるおそれ
がない。また、リレー開成時にはメイン接点対４５，５
０で開離しているので、アーク接点対４７，５１で接点
溶着が生じるおそれがない。

【００３２】ここで、リレーの開成時及び閉成時の動作
を図４乃至図１１に基づいて詳細に説明する。まず、リ
レー閉成時の動作について説明する。図４の状態では、
アーク可動接点４７がアーク固定接点５１から開離する
とともに、メイン可動接点４５がメイン固定接点５０か
ら開離しており、アーク接点対４７，５１及びメイン接
点対４５，５０はいずれもオフの状態である。この状態
では可動枠３の突起部３７は第１のカード５５の作用部
６４を押圧していないので、メイン可動ばね４６及びア
ーク可動ばね４８には共に外力が作用していない。

【００３３】この図４の状態において、電磁ブロック１
の巻線３３が励磁されて可動枠３が回動すると、可動枠
３の回動に伴って突起部３７が図５に示すように移動す
るので、突起部３７によって作用部６４が押圧され、第
１のカード５５が図５中時計周りに回動する。第１のカ
ード５５が回動すると、第１のカード５５の支持部６７
がメイン可動ばね４６を撓ませるが、この時点ではメイ
ン可動接点４５とメイン固定接点５０は接触していな
い。また、第１のカード５５の回動により押圧部６８が
第２のカード７２の被押圧部７４を押圧して、被押圧部
７４を溝６９の下辺中央まで移動させる。この時、アー
ク可動ばね４８は第２のカード７２の突起７３の間に挟
持されているので、アーク可動ばね４８は第２のカード
７２によって撓められ、アーク可動接点４７とアーク固
定接点５１とが接触する。このように、押圧部６８が被
押圧部７４を押圧することによって、第２のカード７２
は被押圧部７４が溝６９にガイドされて移動する。

【００３４】可動枠３の突起部３７が図５の状態から図
６の状態まで回動すると、第１のカード５５が接点ベー
ス７の略中央位置まで移動し、突起部３７がさらに図７
の状態まで回動すると、第１のカード５５の支持部６７
がメイン可動ばね４６をさらに撓ませて、メイン可動接
点４５とメイン固定接点５０を接触させる。この時、第
２のカード７２の被押圧部７４は溝６９の右端に当接す
る。

【００３５】そして、可動枠３の突起部３７が図７の状
態から図８の状態まで回動すると、被押圧部７４は溝６
９の右下隅に形成された面取り部に乗り上げ、溝６９の
右側辺に沿って図中上方に移動する。この時、被押圧部
７４は押圧部６８を乗り越えて、被押圧部７４と押圧部
６８との係合が外れるので、第２のカード７２はアーク
接点ばね４８の復元ばね力によって図中左方向に引き戻
され、被押圧部７４は溝６９の上辺を通って溝６９の左
上隅まで移動し、アーク可動接点４７とアーク固定接点
５１が開離する。なお、この状態で第２のカード７２の
被押圧部７４は押圧部６８上に載っている。

【００３６】ところで、リレー閉成時にメイン可動ばね
４６及びアーク可動ばね４７に発生するばね負荷荷重を
図１４に示す。アーク接点対４７，５１及びメイン接点
対４５，５０が共に開離した状態（図４）からアーク接
点対４７，５１が接触する状態（図５）までの区間Ａ−
Ｂでは、第１及び第２のカード５５，７２によって両可
動ばね４６，４８が夫々撓められるので、両可動ばね４
６，４８に発生するばね荷重Ｆ₁，Ｆ₂が撓み量に比例
して除々に増加し、ばね荷重Ｆ₁，Ｆ₂の和Ｆ ₃も除々
に増加する。アーク接点対４７，５１が接触してからメ
イン接点対４５，５０が接触する状態（図７）までの区
間Ｂ−Ｃでは、第２のカード７２がアーク可動ばね４８
の略中央部を折り曲げているので、アーク可動ばね４８
のばね定数が大きくなり、ばね荷重Ｆ₂の傾きが大きく
なる。同様に、メイン接点対４５，５０が接触してから
アーク接点対４７，５１が開離するまでの区間Ｃ−Ｄで
は、第１のカード５５がメイン可動ばね４６の先端を折
り曲げているので、メイン可動ばね４６のばね定数が大
きくなり、ばね荷重Ｆ₁の傾きが大きくなる。アーク接
点対４７，５１が開離してからメイン接点対４５，５０
が完全に接触する状態（図９）までの区間Ｄ−Ｅでは、
アーク接点対４７，５１が開離するので、アーク可動ば
ね４８に発生するばね荷重Ｆ₂は略零となる。

【００３７】本リレーでは、アーク接点対４５，５０は
常時開となっており（ノーマリ・オープン）、上述のよ
うに、メイン接点対４５，５０が投入される際に、アー
ク可動ばね４８に作用するばね荷重Ｆ₂が非常に大きい
値となるので、アーク接点対４７，５１は完全に接触
し、メイン接点対４５，５０の突入電流による溶着やア
ークによる接点の消耗が発生することがない。

【００３８】次に、リレー開成時の動作について説明す
る。図９に示す状態では、アーク接点対４７，５１が開
離し、メイン接点対４５，５０が接触している。この状
態において、電磁ブロック１の巻線３３が先程と逆励磁
されて可動枠３が回動すると、可動枠３の回動に伴って
突起部３７が図１０に示すように移動するので、突起部
３７により押されている第１のカード５５がメイン可動
ばね４６の復元ばね力により押されて図１０中反時計周
りに回動する。そして、第１のカード５５がメイン可動
ばね４６の復元ばね力により図１１に示す位置まで回動
すると、メイン可動ばね４６が復元ばね力により復帰方
向に移動することでメイン可動接点４５がメイン固定接
点５０から開離する。さらに、第１のカード５５がメイ
ン可動ばね４６の復元ばね力によって図４に示す位置ま
で回動すると、押圧部６８と凸部７０との間に被押圧部
７４が通る隙間が発生し、被押圧部７４はこの隙間を通
って溝６９の左下隅（初期位置）に落下して、押圧部６
８の右端面と被押圧部７４とが係合する。

【００３９】以上より、リレー閉成時は、図１２に示す
ように、まず耐溶着性に優れたアーク接点対４７，５１
が接触（オン）してから、メイン接点対４５，５０が接
触（オン）するので、アーク接点対４７，５１で接点バ
ウンス等によるアークが発生しても接点溶着の生じるお
それがない。一方、リレー開成時は、図１３に示すよう
に、アーク接点対４７，５１はすでに開離（オフ）状態
にあり、接触抵抗の低い低融点金属材料で形成されたメ
イン接点対４５，５０で接点を開離（オフ）しているの
で、メイン接点対４５，５０の接点温度が電子を放出す
る温度に至らず、確実にアークを切ることができる。し
たがって、従来のような遮断不良が発生せず、遮断性能
を向上させることができる。

【００４０】なお、アーク可動接点４７又はアーク固定
接点５１のうち少なくとも一方は、タングステンのよう
な耐溶着性に優れた高融点金属材料に適当な割合（例え
ば、１〜８０重量％）でＡｇ，Ｃ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｃｄ等
の添加物を含んだ接点とすることも好ましい。この添加
物を含ませる場合、合金として含ませても、タングステ
ンのような金属の周囲にＡｇ，Ｃ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｃｄ等
の金属の部分を形成してもよい。この場合、耐融着性能
に優れたアーク接点対４７，５１は遮断時にアノード
（＋極）になった時に発熱し、電流ゼロクロスの際に極
性反転し、カソードとなり電子を放出して再点弧に至る
ことがあるが、耐溶着性に優れた材料にＡｇ，Ｃ，Ｃ
ｕ，Ｉｎ，Ｃｄ等の添加物を含んだ構成となっている
と、温度上昇が抑えられて再点弧が抑えられるという利
点がある。（実施形態２）本実施形態のリレーを図１５乃至図２４
に基づいて説明する。なお、本実施形態の基本的な構成
は上述した従来例又は実施形態１と共通であるので、共
通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴
となる部分についてのみ説明する。

【００４１】第１のカード５５の一端部には孔５７が設
けられており、接点ベース７の仕切板４１に突設された
軸部５６を孔５７に挿入させて、第１のカード５５は接
点ベース７に回動自在に取り付けられる。第１のカード
５５の他端部には、メイン可動ばね４６の先端を挟持す
る支持部６７と、第２のカード７２を押圧する押圧部６
８とが設けられる。

【００４２】第２のカード７２は、略長方形状の小片の
一端部にアーク可動ばね４８の中央部を挟持する略円柱
状の２本の突起７３が突設されており、他端部に押圧部
６８によって押圧される被押圧部７４と押圧部６８の上
端部と係止する被係止部７５とが突設されている。ま
た、仕切板４１の略中央には押圧部６８の移動方向に対
して所定の角度を有する傾斜面７０ａを備えた凸部７０
を突設してある。

【００４３】このリレーの閉成時及び開成時の動作につ
いて説明する。まず、リレー閉成時の動作を説明する。
図１６の状態では、アーク可動接点４７がアーク固定接
点５１から開離するとともに、メイン可動接点４５がメ
イン固定接点５０から開離しており、アーク接点対４
７，５１及びメイン接点対４５，５０はいずれもオフの
状態である。この状態では可動枠３の突起部３７は第１
のカード５５の作用部６４を押圧していないので、メイ
ン可動ばね４６及びアーク可動ばね４８には共に外力が
作用していない。

【００４４】この図１６の状態において、電磁ブロック
１の巻線３３が励磁されて可動枠３が回動すると、可動
枠３の回動に伴って突起部３７が図１７に示すように移
動するので、突起部３７によって作用部６４が押圧さ
れ、第１のカード５５が図１７中時計周りに回動する。
第１のカード５５が回動すると、第１のカード５５の支
持部６７がメイン可動ばね４６を撓ませるが、この時点
ではメイン可動接点４５とメイン固定接点５０は接触し
ていない。また、第１のカード５５の回動により押圧部
６８が第２のカード７２の被押圧部７４を押圧して、第
２のカード７２を図１７に示す位置まで移動させる。こ
の時、アーク可動ばね４８は第２のカード７２の突起７
３の間に挟持されているので、アーク可動ばね４８は第
２のカード７２によって撓められ、アーク可動接点４７
とアーク固定接点５１とが接触する。

【００４５】可動枠３の突起部３７が図１７の状態から
図１８の状態まで回動すると、第１のカード５５が接点
ベース７の略中央位置まで移動し、突起部３７がさらに
図１９の位置まで回動すると、第１のカード５５の支持
部６７がメイン可動ばね４６をさらに撓ませて、メイン
可動接点４５とメイン固定接点５０を接触させる。この
時、第２のカード７２の被押圧部７４は凸部７０の傾斜
面７０ａと当接する。

【００４６】そして、可動枠３の突起部３７が図１９の
状態から図２０の状態まで回動すると、被押圧部７４は
傾斜面７０ａに乗り上げて、押圧部６８の駆動方向に対
して図２０中斜め上向きに移動する。この時、被押圧部
７４は押圧部６８を乗り越えて、被押圧部７４と押圧部
６８との係合が外れるので、図２１に示すように、第２
のカード７２はアーク接点ばね４８の復元ばね力によっ
て図２１中左方向に引き戻されて、アーク可動接点４７
とアーク固定接点５１とが開離する。なお、第２のカー
ド７２の移動に伴い、被押圧部７４は押圧部６８の上端
面に沿って図２１中左方向に移動する。そして、第２の
カード７２がアーク接点ばね４８の復元ばね力によって
図２２に示す位置まで移動すると、被押圧部７４は押圧
部６８の左上端部に突設された係止突起６８ａと当接し
て係止される。この時、メイン接点対４５，５０は接触
状態を維持している。

【００４７】次に、リレー開成時の動作を説明する。図
２２はアーク接点対４７，５１が開離し、メイン接点対
４５，５０が接触した状態を示している。この状態にお
いて、電磁ブロック１の巻線３３が先程と逆励磁されて
可動枠３が回動すると、可動枠３の回動に伴って突起部
３７が図２３に示すように移動するので、突起部３７に
より押されている第１のカード５５がメイン可動ばね４
６の復元ばね力により押されて図２３中反時計周りに回
動する。そして、第１のカード５５がメイン可動ばね４
６の復元ばね力により図２４に示す位置まで回動する
と、メイン可動ばね４６が復元ばね力により復帰方向に
移動することでメイン可動接点４５がメイン固定接点５
０から開離する。また、第１のカード５５が図２４中反
時計回りに回動するので、被押圧部７４が見かけ上押圧
部６８の上端面に沿って図２４中右方向に移動し（実際
には押圧部６８が図２４中左方向に移動する）、被押圧
部７４は押圧部６８の右端に位置する。第１のカード５
５がメイン可動ばね４６の復元ばね力によってさらに図
１６に示す位置まで復帰すると、被押圧部７４が押圧部
６８よりも図中右側に移動し、被係止部７５が押圧部６
８の上端面と係止するとともに、押圧部６８と被押圧部
７４とが係合する。

【００４８】このように、リレー閉成時は、まず耐溶着
性に優れたアーク接点対４７，５１が接触した後にメイ
ン接点対４５，５０が接触するので、アーク接点対４
７，５１で接点バウンス等によるアークが発生しても接
点溶着が発生するおそれがない。また、リレー開成時に
は、アーク接点対４７，５１がすでに開離しており、接
触抵抗の低い低融点金属材料で形成されたメイン接点対
４５，５０で開離しているので、メイン接点対４５，５
０の接点温度が電子を放出する温度に至らず、確実にア
ークを切ることができる。したがって、従来のような遮
断不良が発生せず、遮断性能を向上させることができ
る。

【００４９】また、実施形態１では仕切板４１に凸部７
０を突設してるだけなので、簡単な構成で本発明のリレ
ーを実現することができ、低コストのリレーを提供する
ことができる。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の発明は、上述のように、互い
に並列接続関係にある耐溶着性能に優れたアーク接点対
及び接触抵抗の低いメイン接点対と、それぞれの接点対
の可動側の接点を駆動する可動部材と、可動部材を駆動
する電磁石装置とを備え、可動部材はメイン接点対を駆
動する第１のカードと、第１のカードに設けられた押圧
部よって押圧されることによりアーク接点対を駆動する
第２のカードとからなり、閉成動作時にアーク接点対が
接触した状態で第１のカードがメイン接点対を接触させ
ると、第２のカードは第１のカードの駆動方向と異なる
方向に駆動され、第２のカードが押圧部から離脱し、ア
ーク接点対の可動側の接点の反力によってアーク接点対
が開離し、開成動作時にメイン接点対が開離すると、第
１及び第２のカードが初期位置に戻り、押圧部と第２の
カードとが接触することを特徴とし、請求項２の発明
は、リレー本体に第２のカードに突設された係止凸部を
案内する溝を設け、係止凸部を溝に係止した状態で第２
のカードは溝に沿った経路で駆動され、閉成動作時にア
ーク接点対が接触した状態で第１のカードがメイン接点
対を接触させると、第２のカードは溝に沿って第１のカ
ードの駆動方向と異なる方向に駆動され、第２のカード
が押圧部から離脱し、第２のカードが別経路を通って初
期位置に戻ることを特徴とする。したがって、閉成動作
時のアークは耐溶着性に優れたアーク接点対に発生する
ため、耐溶着性能に優れたアーク接点対には溶着トラブ
ルが発生せず、また開成動作時には低融点の接触抵抗が
低いメイン接点対で電流を遮断することとなり、遮断不
良が発生せず、遮断性能が向上するという効果がある。
ここで、アーク接点対はリフトオフ接点（ノーマリ・オ
ン型）ではなく、フレキシャー構造（ノーマル・オフ
型）であるので、メイン接点対が接触する際のアーク接
点対の接触圧が非常に大きく、アーク接点対が完全に閉
成状態にあり、メイン接点の突入電流による接点溶着や
アークによる接点の消耗が発生しないという効果があ
る。

【００５１】請求項３の発明は、リレー本体に第１のカ
ードの駆動方向に対して所定の角度を有する傾斜面を備
えた凸部を形成し、第２のカードに凸部の傾斜面と当接
する係止凸部を突設し、閉成動作時にアーク接点対が接
触した状態で第１のカードがメイン接点対を接触させる
と、第２のカードの係止凸部が傾斜面と当接し、第２の
カードが凸部の傾斜面に沿って第１のカードの駆動方向
と異なる方向に駆動され、第２のカードが押圧部から離
脱し、第２のカードが別経路を通って初期位置に戻るこ
とを特徴としているので、簡単な構成でリレーを実現で
きるという効果がある。

【００５２】請求項４の発明は、アーク接点対の少なく
とも一方がタングステンのように耐容着性に優れた材料
にＡｇ，Ｃ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｃｄ等の添加物を含んで形成
されることを特徴とし、アーク接点対の温度上昇が抑制
されて熱電子放出による再点孤が防止できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１のリレーを示す分解斜視図である。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は同上のリレーの閉成動作を示
す説明図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は同上のリレーの開成動作を示
す説明図である。

【図４】同上のリレーのオフ状態を示す説明図である。

【図５】同上のリレーの閉成動作を示す説明図である。

【図６】同上のリレーの閉成動作を示す別の説明図であ
る。

【図７】同上のリレーの閉成動作を示すまた別の説明図
である。

【図８】同上のリレーの閉成動作を示すさらに別の説明
図である。

【図９】同上のリレーのオン状態を示す説明図である。

【図１０】同上のリレーの開成動作を示す説明図であ
る。

【図１１】同上のリレーの開成動作を示す別の説明図で
ある。

【図１２】同上のリレーの閉成動作を示すタイムチャー
トである。

【図１３】同上のリレーの開成動作を示すタイムチャー
トである。

【図１４】同上のリレーに用いる可動ばねのばね荷重を
説明する説明図である。

【図１５】実施形態２のリレーを示す分解斜視図であ
る。

【図１６】同上のリレーのオフ状態を示す説明図であ
る。

【図１７】同上のリレーの閉成動作を示す説明図であ
る。

【図１８】同上のリレーの閉成動作を示す別の説明図で
ある。

【図１９】同上のリレーの閉成動作を示すまた別の説明
図である。

【図２０】同上のリレーの閉成動作を示すさらに別の説
明図である。

【図２１】同上のリレーの閉成動作を示すまた別の説明
図である。

【図２２】同上のリレーのオン状態を示す説明図であ
る。

【図２３】同上のリレーの開成動作を示す説明図であ
る。

【図２４】同上のリレーの開成動作を示す別の説明図で
ある。

【図２５】従来のリレーの分解斜視図である。

【図２６】同上のリレーの図１２とは異なる方向から見
てさらに分解した分解斜視図である。

【図２７】同上のリレーの組立状態の正面図である。

【図２８】同上の電磁ブロックの組立状態を示し、
（ａ）は正面から見た断面図、（ｂ）は左側面図、
（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面から見た断面図であ
る。

【図２９】同上の接点ブロックの組立状態を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、
（ｄ）は上面図、（ｅ）は下面図である。

【図３０】（ａ）〜（ｃ）は同上のリレーの投入時の動
作を説明する説明図である。

【図３１】（ａ）〜（ｃ）は同上のリレーの遮断時の動
作を説明する説明図である。

【符号の説明】

３７突起部４５メイン可動接点４６メイン可動ばね４７アーク可動接点４８アーク可動ばね５０メイン固定接点５１アーク固定接点５５第１のカード６８押圧部６９溝７２第２のカード７３突起７４被押圧部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年７月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】請求項４の発明では、請求項１、２又は３
の発明において、アーク接点対の少なくとも一方がタン
グステンのように耐溶着性に優れた材料にＡｇ，Ｃ，Ｃ
ｕ，Ｉｎ，Ｃｄ等の添加物を含んで形成されることを特
徴とし、アーク接点対の温度上昇が抑制されて熱電子放
出による再点孤が防止できる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】また、実施形態２では仕切板４１に凸部７
０を突設してるだけなので、簡単な構成で本発明のリレ
ーを実現することができ、低コストのリレーを提供する
ことができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】請求項４の発明は、アーク接点対の少なく
とも一方がタングステンのように耐溶着性に優れた材料
にＡｇ，Ｃ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｃｄ等の添加物を含んで形成
されることを特徴とし、アーク接点対の温度上昇が抑制
されて熱電子放出による再点孤が防止できるという効果
がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金本直樹大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者忽那正浩大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに並列接続関係にある耐溶着性能に優
れたアーク接点対及び接触抵抗の低いメイン接点対と、
それぞれの接点対の可動側の接点を駆動する可動部材
と、可動部材を駆動する電磁石装置とを備え、可動部材
はメイン接点対を駆動する第１のカードと、第１のカー
ドに設けられた押圧部よって押圧されることによりアー
ク接点対を駆動する第２のカードとからなり、閉成動作
時にアーク接点対が接触した状態で第１のカードがメイ
ン接点対を接触させると、第２のカードは第１のカード
の駆動方向と異なる方向に駆動され、第２のカードが押
圧部から離脱し、アーク接点対の可動側の接点の反力に
よってアーク接点対が開離し、開成動作時にメイン接点
対が開離すると、第１及び第２のカードが初期位置に戻
り、押圧部と第２のカードとが接触することを特徴とす
るリレー。
【請求項２】リレー本体に第２のカードに突設された係
止凸部を案内する溝を設け、係止凸部を溝に係止した状
態で第２のカードは溝に沿った経路で駆動され、閉成動
作時にアーク接点対が接触した状態で第１のカードがメ
イン接点対を接触させると、第２のカードは溝に沿って
第１のカードの駆動方向と異なる方向に駆動され、第２
のカードが押圧部から離脱し、第２のカードが別経路を
通って初期位置に戻ることを特徴とする請求項１記載の
リレー。
【請求項３】リレー本体に第１のカードの駆動方向に対
して所定の角度を有する傾斜面を備えた凸部を形成し、
第２のカードに凸部の傾斜面と当接する係止凸部を突設
し、閉成動作時にアーク接点対が接触した状態で第１の
カードがメイン接点対を接触させると、第２のカードの
係止凸部が傾斜面と当接し、第２のカードが凸部の傾斜
面に沿って第１のカードの駆動方向と異なる方向に駆動
され、第２のカードが押圧部から離脱し、第２のカード
が別経路を通って初期位置に戻ることを特徴とする請求
項１記載のリレー。
【請求項４】アーク接点対の少なくとも一方がタングス
テンのように耐容着性に優れた材料にＡｇ，Ｃ，Ｃｕ，
Ｉｎ，Ｃｄ等の添加物を含んで形成されることを特徴と
する請求項１，２又は３記載のリレー。