JPS5936377B2 - 導体性液体湿潤線型リレ−・スイツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は単一のブリッジ接点機能を有するピストンもし
くはプランジャ状装置を有する液体接点型の電子回路メ
ーカ及びブレーカに関する。

この発明は単極双投もしくは単極単投に適用できる。

〔従来技術〕

従来、導電性液体たとえば水銀を用いたスイッチが知ら
れている。

このようなスイッチのうち構成が簡単なものは円筒ガラ
ス管の両対抗端に固定接点を設け、かつ円筒ガラス管内
に水銀膜を介して滑動自在に可動接点を設けるものであ
る。

ただ、このようなものでは可動接点が固定接点に衝突す
る際にデンドライト（金属繊維）が成長して可動接点が
一方の固定接点に固着したままとなって、動作不能とな
るおそれがある。

米国特許第３７８６２１７号はこのような水銀スイッチ
の一例を示すものであり、ストッパを設けている点に特
徴がある。

このストッパは可動接点が固定端に直接衝突することを
防止するものである。

ただ固定接点および自由接点は極めて接近可能で水銀に
より両者が導通するようになっている。

しかし、このようなストッパの設定は煩雑であり、また
ストッパ設定のバラツキにより導通上の問題やデンドラ
イト発生の問題が生じるおそれがある。

デンドライト発生について言えば、これは不充分なスペ
ーシングによると考えられる。

すなわち、ストッパのバラツキによりスペーシングが不
充分になるとテンドライトが生じ依然接点の固着を招来
するきらいがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は以上の事情を考慮してなされたものであり、
簡易な構成でありなからデンドライトによる固着を回避
できる導体性液体湿潤線型リレー・スイッチを提供する
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では以上の目的を達成するために、筒部材と、 この筒部材の両端にそれぞれ固定して取り付けられた静
止電極であって筒部材の長手方向に沿って互いに近づく
ように延在するものと、 筒部材内において導電性液体の薄膜を介して筒部材およ
び静止電極に対してすべり対偶をなすように設けられた
接点素子であって所定の電磁力に応答するよう材質が選
定されたものと、 筒部材の外部に設けられた電磁力手段であって、所定の
電磁力を発生して接点素子を筒部材の長手方向に、かつ
筒部材の両端に機械的に接触することのない範囲で、往
復駆動するものとを有するようにしている。

この発明によれば接点素子の往復駆動に基づいて電気接
続の切り換えが行われ、しかも接点素子が筒部材の端部
や静止電極に機械的に接触することがないのでデンドラ
イトによる固着を回避できる。

構成も極めて簡素である。なお、接点素子を筒部材の端
部に衝突しないようにするために流体効果や油圧効果の
停止力を補助的に用いてもよい。

〔実施例〕

以下この発明の実施例について説明する。

第１Ａ図には単極単投リレーが示されている。

空間１６を部分的に囲む気密円筒管状のエンベロープ１
４が金属部材１３に取付けられ、金属部材１３にはリレ
ーの右端子２２が電気的機械的に接続されている。

端子２２は部材１３を通して空間１６の内部に延び、接
点ピン１８に終っている。

エンベロープ１４は左端が気密ガラス−金属シール１５
によって封止され、シール１５は端子２２と同様に電気
的接続を形成するに適した任意の材料及び形状のもので
あり得るＩＪ ’７−の左端子２１を取巻いている。

端子２１は金属もしくはガラス等であり得るシール１５
を通して空間１６へ延び、リレー接点ピン１７に終って
いる。

エンベロープ１４は磁気モしくはソレノイドで動作され
る付勢装置のために非磁性金属もしくはガラスであり得
る。

もしエンベロープ１４が金属であるならば、部材１３及
びシール１５はガラスの如き絶縁体より構成されなけれ
ばならない。

第１Ａ図は必要に応じて単極−単投リレーを閉成もしく
は開成するためにアーマチュア１９を左もしくは右の往
復位置に移動させるためのツレイド動作装置４０及び４
１を示している。

空間１６は気密に包囲されており、アーマチュア１９は
リレー接点ピン１７及び１８の長さに沿って横方向に移
動され得るために排気されている。

この真空はアーマチュア１９とエンベローフ１４並びに
接点ピン１７及び１８間の空間が薄膜の形の液体水銀１
０で充満されているので、もし気体が存在してピストン
動作を禁止もしくは防止するような場合に気体を移動さ
せるための最小スペースを与えるために必要とされるも
のである。

空間１６はエンベロープ１４、シール１５、部材１３並
びに接点ピン１７及び１８の内部表面によって限定され
ている。

左リレー接点１７は端子２１の固体円柱延長部である。

右リレー接点ピン１８は端子２２の固体円柱延長部であ
る。

接点ピン１７及び１８の向い合う尖端は図示されたる如
く形状が半球であり得る。

接点ピン１７及び１８並びにアーマチュア１９は水銀１
０によって全表面が湿潤されている。

水銀１０は接点ピン１７及び１８並びにアーマチュア１
９の表面を、これ等の部分が水銀によって湿潤される材
料より形成されるか、もしくは水銀によって湿潤される
表面被覆材料で被覆されているので湿潤させている。

アーマチュア１９は電磁石（ソレノイド）もしくは磁気
アクチュエータによって動作されるための硬磁性材料よ
り成る事が好ましく、もしくは線形誘導モータ型のアク
チュエータの場合には低抵抗導電材料より成る。

アーマチュア１９はそれが静止しているか運動している
かどうかに拘らず、空間１６を取囲む固体部材１３，１
４，１５゜１７及び１８の任意のものと決して接触もし
くは衝突しない。

一度運動状態にあると、アーマチュア１９は磁場の影響
により減速されるか停止される。

固体一固体機械接触が生じないという事実にも拘わらず
、電気回路開閉、リレー動作が生ずるが、これは常に部
材１７．１８及び１９上の液体薄膜を通して行われる。

リレーは従って通常の意味でストップなしと言える。

アーマチュア１９はエンベロープ１４内の前後に移動す
る時、アーマチュア１９は水銀薄膜の表面張力によって
半径方向に中心付けられている。

部材１４，１７，１８及び１９の寸法を適切に選択する
事によって、（ａ）部材１８及び１９並びに（ｂ）部材
１７及び１９間の水銀薄膜１０を通して電気路の半径方
向長が予定の最小量よりも大きくなる様に制御され得る
。

米国特許第３６４４６９３号は２つの固体金属部材間の
水銀路の最小長は、もし接点の固着を避けたいのであれ
ば略２５μｍでなければならない事を開示している。

リレーの動作は簡潔であり、公称右位置から公称左位置
及びその逆のアーマチュア１９の運動を含んでいる。

アーマチュア１９の運動は上記の手段の任意のものによ
って行われる。

コイルもしくはコイル及び永久磁石の数多くの組合せが
ラッチングもしくは非ラッチング動作を達成するために
使用され得る。

ラッチ動作は同様にア・−マチュア１９及び接点ピン１
７及び、もしくは１８間の水銀１０の表面張力作用を介
して達成され得る（事実これは設計に拘わらず成る程度
存在する）。

第２Ａ図はもしくはそれ以上の気体バイパス１１を含む
修正円筒エンベロープ１４を有するリレー構造体を示す
。

第２Ａ図の領域１２のバイパスを適切な輪郭にする事に
よって、アーマチュア１９の運動の流体クッション及び
、もしくはストツピングが与えられる。

この場合は、アーマチュアの減速及びストツピングがエ
ンベロープ１４の端部の捕獲気体の流体作用及び、もし
くは磁場の影響によっている。

第１Ａ及び２人図中の右の接点１８はリレーの動作に必
ずしも必要ではない。

接点ピン１Ｂが存在しなければ、電気路は第１Ａ図の部
材２２゜１３．１４，１０，１９，１０，１７及び２１
によって行われる。

この型のものでは、エンベロープ１４の内部表面は水銀
によって湿潤される導電性材料で全面的もしくは部分的
に被覆され得る。

第１Ａ及び２Ａ図は単極−単投リレーを示す。

単極−双投（ＳＰＤＴ）ＩＪシレー第３図に示された如
く構成され得る。

図では部材の表示は第１Ａ及び２Ａ図中に使用されるの
と一般に同じである。

接点ピン１７及び４８並びにアーマチュア１９の軸方向
スペーシング及び寸法の関数として、メーク・ビフォア
−・ブレーク及びブレーク・ビフォア−・メーク動作が
可能である。

共通接続４４が第３図中のエンベロープ１４になされる
。

今の場合、付勢コイル４２及び４３が与えられる。

ピン４８は双投動作を与えるために第１Ａ及び２Ａ図中
のピン１８よりも短い。

エンベロープ１４は第２Ａ図のバイパス１１の如きバイ
パスを有する様に形成され得る。

もしくはアーマチュア１９内の中空スペースが気体バイ
パスのために与えられ得る。

アーマチュア１９がその移動中ピン１７もしくは４８上
の水銀薄膜と接触する時、エンベロープ１４の端スペー
ス５０もしくは５１中に気体が捕獲され、ストツピング
動作を与える様に圧縮される。

シール５３及び５５は誘電金属−金属シールである。

位相幾何学的等価構造体は棒もしくは針状の形のアーマ
チュアが往復する中空円筒より成り、接点及び棒間に水
銀層が存在する固定接点を有するものである。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば接点素子が筒型ケ
ーシングおよび静止電極に対して導電性液体薄膜を介し
てすべり対偶となるようにし、この接点素子の往復滑動
によりスイッチのオン、オフを行えるようになっている
。

したがって各電気接点間で機械的衝突がなくデンドライ
トの発生を根本的に回避できる。

また、筒型ケーシングの端部と接点素子との間には充分
なりリアランスを形成することができるので（すなわち
この間に水銀等をブリッジさせるために間隔を小とする
必要がないので）この間でのデンドライトももちろん回
避できる。

構成が簡素であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は電気磁気学的に付勢されるリレーの水銀湿潤
単極単投スイッチの断面図である。 １０・・・−・水銀薄膜、１４・・・・・・エンベロー
プ、２１．２２・・・・・・端子、１９・・・・・・ア
ーマチュア、４０，４１・・・・・・コイル。 第１Ｂ図は第１駆の１Ｂ−ＩＢ線に沿って見た断面図で
ある。 第２八図は本発明の他の実施ｆ１７）図である。１１・
・・・・・バイパス。 第２Ｂ図は第２Ａ図の線２Ｂ−２Ｂに沿って見た断面図
である。 第３図は単極、双投リレーに対する実施例の図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒部材と、 この筒部材の両端にそれぞれ固定して取り付けられた静
   止電極であって上記筒部材の長手方向に沿って互いに近
   づくように延在するものと、上記筒部材内において導電
   性液体の薄膜を介して上記筒部材および上記静止電極に
   対してすべり対偶をなすように設けられた接点素子であ
   って所定の電磁力に応答するよう材質が選定されたもの
   と、 上記筒部材の外部に設けられた電磁力手段であって、上
   記所定の電磁力を発生して上記接点素子を筆記筒部材の
   長手方向に、かつ上記筒部材の両端に機械的に接触する
   ことのない範囲で、往復駆動するものとを有し、 これにより上記接点素子の往復駆動に基づいて電気接続
   の切り換えが行われ、しかも、上記接点素子が上記筒部
   材の端部および上記静止電極に機械的に接触しないよう
   にしたことを特徴とする導体性液体湿潤線型リレー・ス
   イッチ。 ２ 上記電磁力手段は磁力を発生するものとし、かつ上
   記接点素子は磁性材料からなる特許請求の範囲第１項記
   載の導体性液体湿潤線型リレー・スイッチ。 ３ 上記電磁力手段は線型誘導を利用するものとし、か
   つ上記接点素子は良導性材料からなる特許請求の範囲第
   １項記載の導体性液体湿潤線型リレー・スイッチ。