WO2023248739A1 - 接点装置 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H50/00—Details of electromagnetic relays
- H01H50/08—Indicators; Distinguishing marks
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- H01H50/00—Details of electromagnetic relays
- H01H50/54—Contact arrangements
Definitions
- the present disclosure generally relates to contact devices. More specifically, the present disclosure relates to a contact device including a fixed contact and a movable contact.
- Patent Document 1 discloses an electromagnetic relay.
- the electromagnetic relay of Patent Document 1 includes a fixed contact, a movable armature having a movable contact, an auxiliary fixed contact, an auxiliary movable armature having an auxiliary movable contact, and a pair of auxiliary terminals.
- the movable armature moves along one axis between a closed position where the movable contact contacts the fixed contact and an open position where the movable contact separates from the fixed contact.
- the auxiliary movable armature moves between the closed position where the auxiliary movable contact contacts the auxiliary fixed contact and the open position where the auxiliary movable contact separates from the auxiliary fixed contact. move between.
- auxiliary movable armature When the movable armature is in the closed position, the auxiliary movable armature is in the open position. When the movable armature is in the open position, the auxiliary movable armature is in the closed position.
- An auxiliary fixed contact is fixed to one of the pair of auxiliary terminals, and an auxiliary movable armature is fixed to the other.
- the auxiliary fixed contact, the auxiliary movable armature, and the pair of auxiliary terminals are used to detect whether the fixed contact and the movable contact are welded together. If current flows between the pair of auxiliary terminals when the coil is not energized, it is determined that the fixed contact and the movable contact are not welded together. On the other hand, if the coil is not energized and no current flows between the pair of auxiliary terminals, it is determined that the fixed contact and the movable contact are welded together.
- An object of the present disclosure is to suppress a decrease in reliability of welding detection.
- FIG. 1 is an exploded perspective view of a contact device according to an embodiment.
- FIG. 2 is a perspective view of the main body of the contact device as described above.
- FIG. 3 is an exploded perspective view of the main body of the contact device.
- FIGS. 4A and 4B are a side view and a front view, respectively, of essential parts of the above contact device when the armature is in the first attitude.
- FIGS. 5A and 5B are a side view and a front view, respectively, of essential parts of the above contact device when the armature is in the second attitude.
- FIG. 6A is a perspective view of a transmission type photointerrupter included in the contact device.
- FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of the transmission type photointerrupter same as above.
- the photointerrupter 6 includes a light emitting element 62 and a light receiving element 65.
- the photointerrupter 6 detects whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other.
- the contact device 10 is a device that is inserted into an electrical circuit to open and close the electrical circuit.
- the electric path may be a direct current path through which a direct current flows, or may be an alternating current path through which an alternating current flows.
- the contact device 10 is used for, for example, a solar power generation system, a UPS (Uninterruptible Power Supply), an inverter, and the like.
- the contact device 10 includes a coil 31 in addition to a fixed contact 41, a movable contact 42, and an armature 32. Therefore, the contact device 10 of the present embodiment is a component, ie, a relay, that restores and closes an electrical contact by electrical control in order to open and close an electrical circuit.
- the contact device 10 of this embodiment is particularly a hinge type relay.
- a virtual axis that intersects (orthogonally intersects with) the first axis A1 and the second axis A2 is also referred to as a third axis A3.
- the third axis A3 is along the rotation axis X1 of the armature 32.
- the side on which the first portion 321 of the armature 32 is located when viewed from the coil 31 is also referred to as “upper”, and the opposite side is also referred to as “lower”.
- the side on which the first portion 321 is located when viewed from the rotation axis X1 of the armature 32 is also referred to as the "front”, and the opposite side is also referred to as the "rear”.
- both sides of the third axis A3 are also referred to as “left” (front side in the paper in FIG. 1) and “right” (back side in the paper in FIG. 1), respectively.
- the side wall portion 24 has a trapezoidal plate shape with a lower side longer than an upper side.
- the body 2 includes two side wall portions 24.
- the two side wall portions 24 protrude from both ends (left end and right end) of the third axis A3 of the first partition wall portion 23, respectively.
- the side wall portion 24 improves electrical insulation between the coil 31 and the main contact portion 4.
- the second partition wall portion 25 has a plate shape whose normal direction is along the third axis A3.
- the second partition wall 25 projects upward from the upper surface of the bottom wall 21 and divides the second space into left and right sides.
- the body 2 includes three second partition wall sections 25.
- the three second partition wall portions 25 are arranged at approximately equal intervals on the third axis A3.
- the three second partition walls 25 partition the second space into four accommodation spaces.
- the body 2 has engagement protrusions 29 on the left and right sides, respectively.
- the cover 9 is coupled to the body 2 by inserting the two engagement protrusions 29 of the body 2 into the two engagement holes 91 of the cover 9, respectively.
- the bobbin 33 is made of resin, for example.
- the bobbin 33 integrally includes a cylindrical portion, an upper collar portion 331, and a lower collar portion 332.
- the lower flange portion 332 has a rectangular plate shape that extends from the lower end edge of the cylindrical portion in the front, back, left and right directions.
- a pair of insertion holes are formed at the front end of the lower collar portion 332.
- a pair of coil terminals 36 are inserted into the pair of insertion holes.
- the pair of coil terminals 36 are arranged left and right along the third axis A3.
- the iron core 34 has a cylindrical shape extending along the first axis A1.
- the iron core 34 is inserted into a space within the cylindrical portion of the bobbin 33.
- the yoke 35 includes a rectangular plate-shaped first yoke 351 whose normal direction is along the second axis A2, and a rectangular plate-shaped second yoke 355 whose normal direction is along the first axis A1. , it has integrally.
- the yoke 35 is formed into a substantially L-shape by a first yoke 351 and a second yoke 355.
- the yoke 35 is assembled to the bobbin 33 such that the first yoke 351 covers the side surface of the coil 31 from the rear side, and the second yoke 355 covers the lower flange portion 332 of the bobbin 33 from below.
- a through hole is formed in the center of the second yoke 355. The lower end of the iron core 34 is inserted into the through hole.
- the armature 32 is made of a magnetic material such as iron.
- the armature 32 integrally includes a first portion 321 and a second portion 323.
- the first portion 321 is plate-shaped.
- the second portion 323 is plate-shaped.
- the first portion 321 and the second portion 323 intersect at a predetermined angle (obtuse angle).
- the armature 32 has a first portion 321 and a second portion 323 and is formed into a substantially L-shape.
- the armature 32 is arranged such that the lower surface of the first portion 321 faces the upper surface of the iron core 34 and the front surface of the second portion 323 is located on the rear side of the first yoke 351.
- Recesses 322 are formed on the left and right edges of the first portion 321 near the rear end, respectively.
- the armature 32 is positioned with respect to the yoke 35 because the two protrusions 352 of the yoke 35 are located within the two recesses 322 .
- the lower surface of the portion of the armature 32 that connects the two recesses 322 is in contact with the bottom surface (upper surface) of the recess 353 of the yoke 35.
- the armature 32 is rotatable (swingable) about the contact portion with the yoke 35 as a rotation axis X1 (fulcrum).
- the armature 32 has two positions: a first posture in which the first portion 321 is away from the iron core 34 (see FIGS. 4A and 4B), and a second posture in which the first portion 321 approaches the iron core (here, in contact with it) (FIG. 5A). , see FIG. 5B). Note that for ease of viewing, the photointerrupter 6 is shown with imaginary lines in FIGS. 4B and 5B.
- a through hole 329 is formed at the center of the third axis A3 of the portion connecting the first portion 321 and the second portion 323.
- An L-shaped leaf spring-shaped return spring 30 is arranged in the through hole 329 .
- the return spring 30 applies elastic force to the armature 32 in the direction in which the armature 32 assumes the first attitude.
- the armature 32 When the coil 31 is not energized, the armature 32 assumes a first attitude in which the first portion 321 is separated from the iron core 34 (see FIGS. 4A and 4B) due to the elastic force of the return spring 30.
- the coil 31 When the coil 31 is energized by applying a voltage between the pair of coil terminals 36, a current flows through the coil 31, and the coil 31 generates a magnetic field.
- the first portion 321 of the armature 32 is attracted to the iron core 34 by this magnetic field.
- the armature 32 resists the elastic force of the return spring 30 and rotates around the rotation axis X1 so that the first portion 321 moves downward.
- the armature 32 assumes the second attitude (see FIGS. 5A and 5B). In this way, the armature 32 is displaced between the first attitude and the second attitude depending on whether the coil 31 is energized or turned off.
- the main contact section 4 includes, in addition to a fixed contact 41 (main fixed contact) and a movable contact 42 (main movable contact), a fixed terminal section 43, a movable terminal section 44, and a connecting body 45. , is equipped with.
- the fixed terminal portion 43 is made of conductive metal.
- the fixed terminal section 43 integrally includes a contact piece 431, a terminal piece 432, and a connecting piece 433.
- a fixed contact 41 is provided on the contact piece 431.
- the fixed contact 41 is separate from the fixed terminal part 43 and is fixed to the fixed terminal part 43 (contact piece 431), but is not limited to this. ).
- the contact piece 431 is arranged in the accommodation space of the body 2 so that the fixed contact 41 faces forward.
- the terminal piece 432 is a part that is connected to an external electric circuit. As shown in FIG. 1, the terminal piece 432 protrudes downward from the lower surface of the body 2.
- connection piece 433 connects the contact piece 431 and the terminal piece 432.
- the movable terminal portion 44 is made of conductive metal.
- the movable terminal portion 44 integrally includes a contact piece 441, a held piece 442, and a connecting piece 443.
- a movable contact 42 is provided on the contact piece 441.
- the movable contact 42 is separate from the movable terminal portion 44 and is fixed to the movable terminal portion 44 (contact piece 441), but is not limited to this. ).
- the contact piece 441 is arranged in the housing space of the body 2 so that the movable contact 42 faces rearward.
- the movable contact 42 faces the fixed contact 41 on the second axis A2.
- the held piece 442 is a portion held by the connecting body 45.
- the connecting piece 443 connects the contact piece 441 and the held piece 442.
- the contact piece 441 and the connection piece 443 have a two-layer structure including a spring plate portion having a larger elastic modulus than the conductive plate portion and a conductive plate portion having higher conductivity than the spring plate portion.
- the held piece 442 has a single layer structure of a spring plate portion.
- the connecting body 45 holds the second portion 323 of the armature 32 and holds the held piece 442 of the movable terminal portion 44.
- the movable terminal portion 44 moves in conjunction with the displacement of the armature 32.
- the movable contact 42 held by the movable terminal portion 44 moves according to the displacement of the armature 32. That is, the movable contact 42 moves between the open position and the closed position in accordance with the displacement of the armature 32, which is displaced in response to turning on and off of current to the coil 31.
- the movable contact 42 is located in the open position when the coil 31 is not energized and the armature 32 is in the first attitude, and is in the closed position when the coil 31 is energized and the armature 32 is in the second attitude.
- the main contact portion 4 includes four contact structures each consisting of a fixed contact 41, a movable contact 42, a fixed terminal portion 43, and a movable terminal portion 44.
- the four sets of fixed contacts 41 and movable contacts 42 in the four contact structure are arranged in mutually different accommodation spaces.
- the set of fixed contact 41 and movable contact 42 in each contact structure will also be referred to as a "contact pair (or main contact pair)."
- first to fourth contact structures the four contact structures will be referred to as first to fourth contact structures to distinguish them as necessary.
- the first to fourth contact structures are arranged from left to right.
- the contact pairs of the first, second, third, and fourth contact structures are arranged in the leftmost, second from the left, second from the right, and rightmost accommodation spaces, respectively.
- the fixed contact 41, the movable contact 42, the fixed terminal part 43, and the movable terminal part 44 are similarly labeled with "first" to "fourth" at the beginning. In some cases, it may be specified which of the four contact structures it belongs to.
- the fixed contact 41 included in the first contact structure is referred to as "first fixed contact 41.”
- the first to fourth fixed contacts 41 are aligned in the same straight line along the third axis A3. Further, the first to fourth movable contacts 42 are arranged in the same straight line along the third axis A3.
- the second partition wall portion 25 of the body 2 is located between adjacent contact pairs on the third axis A3. This improves electrical insulation between adjacent pairs of contacts.
- the first and second movable terminal portions 44 are connected to each other. More specifically, the conductive plate portion of the connecting piece 443 of the first movable terminal portion 44 and the conductive plate portion of the connecting piece 443 of the second movable terminal portion 44 are connected to each other. Further, the spring plate portion of the held piece 442 of the first movable terminal portion 44 and the spring plate portion of the held piece 442 of the second movable terminal portion 44 are connected to each other. The first and second movable contacts 42 are electrically connected to each other via first and second movable terminal portions 44 .
- the third and fourth movable terminal portions 44 are connected to each other. More specifically, the conductive plate portion of the connecting piece 443 of the third movable terminal portion 44 and the conductive plate portion of the connecting piece 443 of the fourth movable terminal portion 44 are connected to each other. Further, the spring plate portion of the held piece 442 of the third movable terminal portion 44 and the spring plate portion of the held piece 442 of the fourth movable terminal portion 44 are connected to each other. The third and fourth movable contacts 42 are electrically connected to each other via third and fourth movable terminal portions 44 .
- first and second movable contacts 42 When the first and second movable contacts 42 come into contact with the first and second fixed contacts 41, respectively, conduction is established between the first and second fixed terminal portions 43.
- the third and fourth movable contacts 42 come into contact with the third and fourth fixed contacts 41, respectively, thereby establishing electrical continuity between the third and fourth fixed terminal portions 43.
- the terminal pieces 432 of the first to fourth fixed terminal sections 43 are located at the four corners of a virtual rectangle when viewed from below.
- the terminal pieces 432 of the first, second, third, and fourth fixed terminal sections 43 are located on the left rear side, right rear side, left front side, and right front side, respectively.
- Two fixed terminal parts 43 (first fixed terminal part 43 and second fixed terminal part 43, or third fixed terminal part 43 and fourth fixed terminal part 43) electrically connected to each other via the movable terminal part 44
- the terminal piece 432 is located on an imaginary straight line along the third axis A3.
- the detection unit 5 detects whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other.
- the detection unit 5 performs detection based on the position of a part of the armature 32 or the position of a member that moves according to the displacement of the armature 32.
- the card 51 has a fixed part 511 and a protrusion 512.
- the fixing part 511 is a part of the card 51 that is fixed to the armature 32.
- the fixing portion 511 has an inverted U shape when viewed from the front, and has claws at the lower ends of the left and right arms of the U shape, respectively.
- the card 51 is fixed to the armature 32 by hooking these claws of the fixing portion 511 onto the lower surface of the first portion 321 .
- the auxiliary fixed terminal portion 54 is made of conductive metal.
- the auxiliary fixed terminal portion 54 integrally includes a protruding piece 541, a terminal piece 542, and a connecting piece 543.
- the terminal piece 542 is a part that is connected to an external electric circuit. As shown in FIG. 1, the terminal piece 542 protrudes downward from the lower surface of the body 2.
- the spring piece 554 is shaped like a leaf spring. A first end of the spring piece 554 is connected to the connection piece 553. The second end of the spring piece 554 is connected to the protruding piece 551. Here, the second end of the spring piece 554 is connected to the protruding piece 551 via a step piece 555.
- the spring piece 554 is fixed and supported by the second support base 334 of the bobbin 33 at the first end side portion.
- the second end of the spring piece 554 can swing (move) along the first axis A1 using the portion fixed to the second support base 334 as a fulcrum. As the spring piece 554 moves, the auxiliary movable contact 53 provided on the protruding piece 551 moves together.
- the spring piece 554 is biased in a direction that moves the auxiliary movable contact 53 away from the auxiliary fixed contact 52 (downward). That is, when no force is applied from the outside, the auxiliary movable contact 53 is separated from the auxiliary fixed contact 52 due to the elastic force of the spring piece 554 (see FIG. 5B).
- the protrusion 512 of the card 51 contacts the spring piece 554 from below to position the second end of the spring piece 554 relatively upward (see FIG. 4B). ).
- the auxiliary movable contact 53 is in contact with the auxiliary fixed contact 52.
- the position of the auxiliary movable contact 53 when the armature 32 is in the first posture will also be referred to as the "first position.”
- the movable contact 42 In the contact device 10, when the coil 31 is not energized and the armature 32 is in the first position, the movable contact 42 is in the open position away from the fixed contact 41, while the auxiliary movable contact 53 is in the open position away from the auxiliary fixed contact 52. is in a first position in contact with. Further, in the contact device 10, when the coil 31 is energized and the armature 32 is in the second posture, the movable contact 42 is in the closed position in contact with the fixed contact 41, while the auxiliary movable contact 53 is in the auxiliary fixed contact 52.
- connection relationship between the fixed contact 41 and the movable contact 42 (the above-mentioned “main contact pair"), and the auxiliary fixed contact 52 and the auxiliary movable contact 53 (hereinafter also referred to as the "auxiliary contact pair")
- the connection relationships are opposite to each other.
- the distance G1 between the auxiliary movable contact 53 and the auxiliary fixed contact 52 (first axis
- the distance along A1 may be 0.5 mm or more, 0.7 mm or more, or 1.0 mm or more.
- the distance G1 between the auxiliary movable contact 53 and the auxiliary fixed contact 52 is maintained at 0.5 mm or more.
- the elastic force of the spring piece 554, etc. are set. That is, the contact device 10 of this embodiment includes a mirror contact mechanism.
- FIG. 7 shows a specific example of the light emitting circuit 63.
- the light emitting circuit 63 includes a plurality of circuit components mounted on a circuit board.
- the light emitting circuit 63 includes a pair of input terminals T1 and T2, resistors R1 and R2, and two Zener diodes ZD1 and ZD2 connected in anti-series (that is, bidirectional Zener diodes). , and a capacitor C1.
- a first end of the resistor R1 is connected to the input terminal T1.
- a series circuit of two Zener diodes ZD1 and ZD2 is connected between the second end of resistor R1 and input terminal T2.
- Capacitor C1 is connected across a series circuit of two Zener diodes ZD1 and ZD2.
- An anti-parallel circuit of the two light emitting elements 62 and a series circuit of the resistor R2 are connected across the capacitor C1.
- a DC voltage is applied from the outside between the input terminals T1 and T2.
- the light emitting section 61 when a voltage is applied between the pair of input terminals T1 and T2, a current flows through the light emitting element 62, and the light emitting element 62 emits light (emits light).
- the light emitting unit 61 includes two Zener diodes ZD1 and ZD2 connected in anti-series and two light-emitting elements 62 connected in anti-parallel, so that the voltage applied to the pair of input terminals T1 and T2 is
- the light emitting element 62 (any light emitting element 62) can be caused to emit light regardless of the direction (polarity) of the light emitting element 62 (any light emitting element 62).
- the light receiving circuit 66 includes a plurality of circuit components mounted on a circuit board.
- the light receiving circuit 66 includes a control circuit (driver IC), a MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), and a pair of output terminals T3 and T4.
- the light receiving element 65 When the light receiving element 65 receives the light emitted from the light emitting element 62, the light receiving element 65 generates a voltage, and this voltage is applied to the gate of the MOSFET through the control circuit. When the gate voltage of the MOSFET reaches the threshold voltage, the MOSFET is turned on and the electric path between the pair of output terminals T3 and T4 becomes conductive. That is, the light receiving circuit 66 detects that the light receiving element 65 has received light with an intensity equal to or higher than the threshold level.
- the photointerrupter 6 is a so-called transmission type photointerrupter 601.
- a light emitting element 62 (more specifically, a light emitting surface of the light emitting element 62) and a light receiving element 65 (more specifically, a light receiving surface of the light receiving element 65) are arranged facing each other. ing.
- the case 67 of the transmissive photointerrupter 601 includes a box-shaped first housing part 671 that houses the light-emitting element 62 and a box-shaped second housing part that houses the light-receiving element 65. 672, and a connecting portion 673 that connects the first accommodating portion 671 and the second accommodating portion 672, and is formed in a C-shape.
- the first accommodating part 671 and the second accommodating part 672 protrude in the same direction from both ends of the connecting part 673 and are opposed to each other.
- a pair of input terminals T1, T2 and a pair of output terminals T3, T4 protrude from one surface (bottom surface) of the connecting portion 673.
- the space between the first accommodating part 671 and the second accommodating part 672 is also referred to as "space SP1.” Note that the terminals T1 to T4 of the photo-interrupter 601 are not illustrated in other than FIGS. 6A and 6B.
- a through hole 68 is formed in the side wall of the first accommodating portion 671 facing the second accommodating portion 672.
- the through hole 68 is a hole for emitting light emitted from the light emitting element 62 to the external space (space SP1 here).
- the through hole 68 is a slit (elongated hole) here.
- the through hole 68 extends along the direction in which the first accommodating portion 671 projects from the connecting portion 673 .
- a through hole 69 is formed in the side wall of the second accommodating part 672 facing the first accommodating part 671.
- the through hole 69 is a hole for guiding light from the external space (here, the space SP1) to the light receiving element 65.
- the through hole 69 is a slit here.
- the through hole 69 extends along the direction in which the second accommodating portion 672 protrudes from the connecting portion 673 .
- the through hole 68 and the through hole 69 are opposed to each other.
- the transmission type photointerrupter 601 In the transmission type photointerrupter 601, light emitted from the light emitting element 62 passes through the through hole 68, the space SP1, and the through hole 69, and is directly received by the light receiving element 65.
- the path through which the light emitted from the light emitting element 62 reaches the light receiving element 65 will also be referred to as "path P1."
- the path P1 may be a path within the space SP1.
- the photointerrupter 6 detects the light detected by the light receiving element 65 when the light emitting element 62 is emitting light, specifically, when the light receiving element 65 detects light of an intensity equal to or higher than a threshold level while the light emitting element 62 is emitting light. Based on the result of whether or not light is received, it is detected whether an object exists on the path P1.
- the transmission type photointerrupter 601 detects the presence or absence of an object in the space SP1. Note that the photointerrupter 6 is different from a photocoupler that detects whether or not a light emitting element emits light (whether or not a current flows through the light emitting element) based on the detection result of light from the light receiving element.
- the photointerrupter 6 is used to detect whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other.
- the photointerrupter 6 detects whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other by detecting the position of the auxiliary movable contact 53.
- the transmission type photointerrupter 601 has a bottom surface of the connecting portion 673 facing upward so that the auxiliary fixed contact 52 is located in the space SP1. placed in a posture.
- the first accommodating part 671 that accommodates the light emitting element 62 is located on the front side of the auxiliary fixed contact 52
- the second accommodating part 672 that accommodates the light receiving element 65 is located on the rear side of the auxiliary fixed contact 52.
- the longitudinal axes of the through holes 68 and 69 are along the first axis A1.
- FIGS. 8A to 8D a path P1 through which light emitted from the light emitting element 62 reaches the light receiving element 65 is schematically shown by a dotted arrow.
- the auxiliary movable contact 53 when the auxiliary movable contact 53 is separated from the auxiliary fixed contact 52 (the second position of the auxiliary movable contact 53), the auxiliary movable contact 53 is in a position where it does not block the path P1. positioned. Therefore, when the light emitting element 62 emits light, the light receiving element 65 can receive the light without being blocked by the auxiliary movable contact 53 (the received light intensity becomes equal to or higher than the threshold level).
- the photointerrupter 6 detects whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other by detecting the position of the light shield 7 that moves in conjunction with the displacement of the armature 32. It can be said that it is detecting.
- the light shielding body 7 is an object that moves according to the displacement of the armature 32 between a light shielding position where it blocks the path P1 and a non-light blocking position where it does not block the path P1.
- the auxiliary movable contact 53 functions as the light shield 7. Further, the first position of the auxiliary movable contact 53 is the "light-shielding position", and the second position of the auxiliary movable contact 53 is the "non-light-shielding position”.
- the armature 32 will be in the second position regardless of whether or not the coil 31 is energized, and the auxiliary movable contact 53 will be in the second position (see FIGS. 8C and 8D). ), that is, located at a non-light-shielding position.
- the light emitting element 62 of the photointerrupter 6 emits light
- the light receiving element 65 can receive the light emitted from the light emitting element 62.
- the light emitting element 62 emits light while the coil 31 is not energized, and the distance between the fixed contact 41 and the movable contact 42 is determined based on whether or not the light receiving element 65 receives light. The presence or absence of welding can be detected.
- Table 2 shows an example of the results of determining the presence or absence of welding using the photointerrupter 6 (only).
- Table 3 shows an example of the results of determining the presence or absence of welding using the combination of the auxiliary contact pair and the photointerrupter 6.
- the photointerrupter 6 may be used for other uses, such as for investigating the cause of a malfunction in the contact device 10. good. For example, during an operation test during manufacturing, a problem may occur in which the detection current does not flow even though the coil 31 is not energized.
- the photointerrupter 6 if the photointerrupter 6 is in the light receiving state, it can be determined that there is a possibility that the armature 32 or the auxiliary movable contact 53 is malfunctioning, and if the photointerrupter 6 is not in the light receiving state, the auxiliary movable contact 53 It can be determined that there is a possibility that an insulating foreign object is caught between the auxiliary fixed contact 52 and the auxiliary fixed contact 52.
- the arrangement of the photo interrupter 601 can be changed as appropriate.
- the first accommodating part 671 that accommodates the light emitting element 62 is located on the rear side of the auxiliary fixed contact 52
- the second accommodating part 672 that accommodates the light receiving element 65 is located on the front side of the auxiliary fixed contact 52. It may be located in
- the photointerrupter 6 is located on the opposite side of the fixed contact 41 with respect to the coil 31 in the axis (second axis A2) connecting the coil 31 and the fixed contact 41; however, the present invention is not limited to this. It may be located on the same side as the fixed contact 41 with reference to . However, by locating the photointerrupter 6 away from the fixed contact 41, the photointerrupter 6 becomes less susceptible to the effects of arcs and the like that may occur between the fixed contact 41 and the movable contact 42.
- the contact device 10 of this embodiment includes the photointerrupter 6 that detects whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other. This makes it possible to suppress a decrease in the reliability of welding detection.
- the transmission type photointerrupter 601 is arranged with the bottom surface of the connecting portion 673 of the case 67 facing sideways (rightward). That is, compared to the contact device 10 of the embodiment, the photointerrupter 601 is arranged rotated by 90 degrees about the axis connecting the light emitting element 62 and the light receiving element 65 as the rotation axis.
- the longitudinal axes of the through holes 68 and 69 are along the third axis A3. Therefore, the longitudinal axes of the through holes 68 and 69 intersect (here, perpendicular to) the axis along which the auxiliary movable contact 53 moves (first axis A1), and the longitudinal axes of the through holes 68 and 69 intersect (here, perpendicular to) the axis along which the auxiliary movable contact 53 moves (the first axis 3 axis A3).
- the photointerrupter 6 can detect whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other. This makes it possible to suppress a decrease in the reliability of welding detection.
- the auxiliary movable contact 53 when the auxiliary movable contact 53 is located at the first position (light blocking position) (see FIG. 10A), the light emitted from the light emitting element 62 is blocked only by the auxiliary movable contact 53. It becomes easier. Furthermore, when the auxiliary movable contact 53 is located at the second position (non-light blocking position) (see FIG. 10B), the auxiliary movable contact 53 is less likely to block the light emitted from the light emitting element 62. Thereby, the detection accuracy of the photointerrupter 6 can be improved.
- the longitudinal axes of the through holes 68 and 69 do not have to be along the direction in which the first accommodating part 671 and the second accommodating part 672 protrude from the connecting part 673, They may be intersecting (for example orthogonal).
- the photointerrupter 601 of this modification is adopted in the contact device 10 of the embodiment, and the longitudinal axes of the through holes 68 and 69 are aligned with the axis (third axis A3) in which the auxiliary movable contact 53 extends. Good too.
- the rotation angle of the photointerrupter 601 is not limited to 90 degrees, but may be any angle.
- the photo interrupter 601 may be rotated by an arbitrary angle of 90 to 270 degrees about the above rotation axis, or the bottom surface of the connecting portion 673 may face downward.
- the first housing part 671 housing the light emitting element 62 is on the left side of the auxiliary contact pair
- the second housing part 672 housing the light receiving element 65 is on the right side of the auxiliary contact pair
- the connecting part 673 is the auxiliary contact pair. It may be arranged so as to be located below the contact pair. That is, the photointerrupter 601 may be arranged such that the optical axis of the light emitting element 62 is along the third axis A3. In this case, a through hole may be formed in the stepped piece 555 of the auxiliary movable terminal portion 55 to allow light emitted from the light emitting element 62 to pass therethrough.
- the transmission type photointerrupter 601 is in the first position where the auxiliary movable contact 53 contacts the auxiliary fixed contact 52, and the auxiliary movable contact 53 does not block the path P1 (see FIG. 11A). ), the auxiliary movable contact 53 is located on the path P1 in a state where the auxiliary movable contact 53 is in the second position away from the auxiliary fixed contact 52 (see FIG. 11B). That is, the auxiliary movable contact 53 is located between the light emitting element 62 and the light receiving element 65 in a state where the auxiliary movable contact 53 is spaced apart from the auxiliary fixed contact 52 (second position of the auxiliary movable contact 53).
- the second position of the auxiliary movable contact 53 is the "light-shielding position”
- the first position of the auxiliary movable contact 53 is the "non-light-shielding position”.
- the photointerrupter 6 can be used to detect whether or not welding has occurred in the main contact pair of any contact structure.
- Table 4 shows an example of the results of determining the presence or absence of welding using the photointerrupter 6 (only) in the contact device 10 of this modification.
- the photointerrupter 6 can detect whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other. This makes it possible to suppress a decrease in the reliability of welding detection.
- the detection unit 5 does not include the auxiliary fixed contact 52, the auxiliary movable contact 53, and the auxiliary fixed terminal portion 54.
- the photointerrupter 6 detects the position of the plate member (the protruding piece 551 of the auxiliary movable terminal section 55), so that the fixed contact 41 and the movable contact 42 come into contact with each other. Detect whether or not the
- the protruding piece 551 as a plate member is indirectly attached to the body 2 by having the first end of the spring piece 554 supported by the second support base 334 of the bobbin 33 held by the body 2. It is provided. Then, the protruding piece 551 is moved to a relatively upper first position (see FIG. 12A) and a relatively lower second position according to the displacement between the first posture and the second posture of the armature 32. (see FIG. 12B).
- the transmission-type photointerrupter 601 has the protruding piece 551 located on the path P1 with the protruding piece 551 in the first position (see FIG. 12A), and the protruding piece 551 in the second position.
- the protruding piece 551 is disposed at a position where it does not block the path P1 in the position (see FIG. 12B).
- the protruding piece 551 (plate-shaped member) of the auxiliary movable terminal portion 55 functions as the light shielding body 7.
- the first position of the protruding piece 551 is the "light-blocking position”
- the second position of the protruding piece 551 is the "non-light-blocking position”.
- the plate-like member (protruding piece 551) is connected to the light emitting element 62 when the movable contact 42 is in the open position (the armature 32 is in the first attitude). It is located between the light receiving element 65 and the light receiving element 65.
- the transmission type photointerrupter 601 is in a state in which the protruding piece 551 is in the first position, in a position where the protruding piece 551 does not block the path P1 (non-shading position), and in a state in which the protruding piece 551 is in the second position.
- the protruding piece 551 may be arranged so as to be located on the path P1 (light-shielding position). That is, the plate-like member (protruding piece 551) is positioned between the light emitting element 62 and the light receiving element 65 when the movable contact 42 is in the closed position (the armature 32 is in the second attitude). good.
- an additional light blocking member for example, an object having the same shape as the auxiliary movable contact 53 in the above embodiment
- the additional light shielding member may or may not have electrical conductivity, and may be formed from any material (for example, resin).
- the spring piece 554 may be used as the light shielding body 7.
- the contact device 10 only needs to include a portion corresponding to the spring piece 554 (and the protruding piece 551 and the stepped piece 555 as necessary) of the auxiliary movable terminal portion 55, and the contact device 10 may include a terminal piece 552 and a connecting piece 553. It doesn't have to be.
- the detection unit 5 does not include the card 51, the auxiliary fixed contact 52, the auxiliary movable contact 53, the auxiliary fixed terminal part 54, and the auxiliary movable terminal part 55.
- the photointerrupter 601 detects whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other by detecting the position of the light shielding part that is a part of the armature 32. do.
- the armature 32 has a protrusion 326 that protrudes from the first portion 321, and the photointerrupter 601 is movable with the fixed contact 41 by detecting the position of the protrusion 326. It is detected whether or not the contacts 42 are in contact with each other.
- the protrusion 326 includes a first protrusion 327 that protrudes forward from the first portion 321, and extends from the front end of the first protrusion 327 along the second axis A2 (here The second protrusion 328 protrudes (rightward), forming an L-shape.
- the protrusion 326 moves between a relatively upper first position (see FIG. 13) and a relatively lower second position depending on the displacement between the first and second positions of the armature 32. move between.
- the transmission type photointerrupter 601 is arranged with the bottom surface of the connecting portion 673 of the case 67 facing sideways (rightward).
- the protrusion 326 (more specifically, the second protrusion 328) is located on the path P1 with the protrusion 326 in the first position (see FIG. 13), and the protrusion 326 is in the first position (see FIG. 13).
- the protrusion 326 is arranged at a position where it does not block the path P1 in the second position.
- the light shielding part (protrusion 326) is connected to the light emitting element 62 and the light receiving element when the movable contact 42 is in the open position (the armature 32 is in the first attitude). It is located between the element 65 and the element 65.
- the photointerrupter 6 can detect whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other. This makes it possible to suppress a decrease in the reliability of welding detection.
- the transmission type photointerrupter 601 is located at a position where the light shielding part (protrusion 326) does not block the path P1 (non-light shielding position) with the light shielding part (protrusion 326) in the first position, and the light shielding part is in the second position.
- the light shielding portion may be arranged so as to be located on the path P1 (light shielding position) in a certain state. That is, the light shielding part (protrusion 326) may be located between the light emitting element 62 and the light receiving element 65 when the movable contact 42 is in the closed position (the armature 32 is in the second attitude).
- the detection unit 5 does not include the auxiliary fixed contact 52, the auxiliary movable contact 53, the auxiliary fixed terminal part 54, and the auxiliary movable terminal part 55.
- the photointerrupter 601 detects whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other by detecting the position of the protrusion 512 of the card 51. Since the card 51 can be considered as a part of the armature 32 as described above, the photointerrupter 601 detects the position of the light shielding part (the protrusion 512 of the card 51) that is a part of the armature 32. , it is detected whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other.
- the transmission type photointerrupter 601 is arranged with the bottom surface of the connecting portion 673 of the case 67 facing downward.
- the first accommodating part 671 that accommodates the light emitting element 62 is located on the right side of the protrusion 512
- the second accommodating part 672 that accommodates the light receiving element 65 is located on the left side of the protrusion 512.
- the protrusion 512 of the card 51 moves between a relatively upper first position (see FIG. 15) and a relatively lower second position according to the displacement between the first and second positions of the armature 32. Move to and from the location.
- the protrusion 512 is located on the path P1 when the protrusion 512 is in the first position (see FIG.
- the light shielding portion of the armature 32 (the protrusion 512 of the card 51) functions as the light shielding body 7.
- the first position of the protrusion 512 is the "light-shielding position”
- the second position of the protrusion 512 is the "non-light-shielding position”.
- the light shielding part (protrusion 512) is connected to the light emitting element 62 and the light receiving element when the movable contact 42 is in the open position (the armature 32 is in the first attitude). It is located between the element 65 and the element 65. Moreover, the light shielding part (protrusion 512) is made of resin. Further, a portion (card 51) of the armature 32 including the light shielding portion (protrusion 512) is made of resin.
- the photointerrupter 6 can detect whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other. This makes it possible to suppress a decrease in the reliability of welding detection. Further, there is no need to prepare a dedicated armature 32 including a light shielding portion (protrusion 326) as in Modification 4.
- the detection unit 5 may further include an auxiliary fixed contact 52, an auxiliary movable contact 53, an auxiliary fixed terminal portion 54, and an auxiliary movable terminal portion 55.
- the card 51 in addition to the first protrusion 512 that blocks the light path P1 within the space SP1 of the photointerrupter 601, the card 51 has a second protrusion 512 for moving the spring piece 554 of the auxiliary movable terminal section 55. may be provided.
- one protrusion 512 may perform both the function of blocking the light path P1 and the function of moving the spring piece 554.
- the case 67 of the photointerrupter 602 has a rectangular box-shaped housing section 670.
- a through hole 68 for emitting light emitted from the light emitting element 62 to the external space and a through hole 69 for guiding light from the external space to the light receiving element 65 are provided on a predetermined surface (same surface) of the housing part 670. are formed side by side.
- each of the through hole 68 and the through hole 69 is a round hole here.
- the contact device 10 further includes a reflector 8.
- the reflector 8 is, for example, a mirror. As shown in FIG. 16B, the reflector 8 is arranged so as to face a predetermined surface of the accommodating part 670 with a gap between the accommodating part 670 and the reflecting body 8. As shown in FIG. The reflector 8 reflects the light emitted from the light emitting element 62 so that the light emitted from the light emitting element 62 is directed toward the light receiving element 65 .
- space SP2 the space between the housing part 670 and the reflector 8 will also be referred to as "space SP2."
- the reflective photointerrupter 602 detects the presence or absence of an object in the space SP2.
- light emitted from the light emitting element 62 passes through the through hole 68 and the space SP2, is reflected by the reflector 8, passes through the space SP2 and the through hole 69, and is received by the light receiving element 65. . Therefore, in the reflective photointerrupter 602, the path P1 in which the light emitted from the light emitting element 62 reaches the light receiving element 65 is the path P11 in which the light emitted from the light emitting element 62 reaches the reflector 8, and the path P1 in which the light emitted from the light emitting element 62 reaches the reflector 8. and a path P12 through which the light reflected by the light reaches the light receiving element 65.
- the light emitted from the light emitting element 62 is reflected by the reflector 8 and received by the light receiving element 65.
- the light shield 7 exists on at least one of the paths P11 and P12 (in the example of FIG. 16C, on the path P11) The light emitted from the light emitting element 62 is blocked by an object and does not reach the light receiving element 65.
- the reflective photointerrupter 602 detects the light detected by the light receiving element 65 while the light emitting element 62 is emitting light, specifically, the light receiving element 65 detects the threshold value while the light emitting element 62 is emitting light. It is possible to detect whether an object exists on the path P1 based on the result of whether or not light having an intensity equal to or higher than the level is received.
- the auxiliary movable contact 53 functions as the light shield 7, similar to the contact device 10 of the embodiment. That is, the photointerrupter 6 detects whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other by detecting the position of the auxiliary movable contact 53.
- the accommodating part 670 is arranged at the position of the first accommodating part 671, and the reflector 8 is arranged at the position of the second accommodating part 672.
- the auxiliary movable contact 53 when the auxiliary movable contact 53 is in contact with the auxiliary fixed contact 52 (first position of the auxiliary movable contact 53), light is emitted from the light emitting element.
- the photointerrupter 602 is arranged such that the auxiliary movable contact 53 is located on the path P1 where the light is emitted from the light receiving element 62, reflected by the reflector 8, and reaches the light receiving element 65.
- the auxiliary movable contact 53 is separated from the auxiliary fixed contact 52 (the second position of the auxiliary movable contact 53)
- the auxiliary movable contact 53 is in a position where it does not block the path P1, as shown in FIGS. 17C and 17D. be.
- the photointerrupter 602 can detect whether the fixed contact 41 and the movable contact 42 are in contact with each other. This makes it possible to suppress a decrease in the reliability of welding detection.
- a plate-like member (the protruding piece 551 of the auxiliary movable terminal portion 55) may be used as the light shielding body 7. That is, the plate member (protruding piece 551) is positioned on the path P1 where light is emitted from the light emitting element 62, reflected by the reflector 8, and reaches the light receiving element 65 when the movable contact 42 is in the closed position. You can. Alternatively, the plate member (protruding piece 551) is positioned on the path P1 where light is emitted from the light emitting element 62, reflected by the reflector 8, and reaches the light receiving element 65 when the movable contact 42 is in the open position. You can.
- the light shielding part (the protrusion 326 or the protrusion 512) of the armature 32 may be used as the light shield 7. That is, the light shielding part (protrusion 326 or protrusion 512) prevents light from being emitted from the light emitting element 62, reflected by the reflector 8, and on the path P1 leading to the light receiving element 65 when the movable contact 42 is in the closed position. , may be located.
- the light shielding part (the protrusion 326 or the protrusion 512) is arranged so that when the movable contact 42 is in the open position, the light is emitted from the light emitting element 62, is reflected by the reflector 8, and is on the path P1 leading to the light receiving element 65. , may be located.
- the light shielding portion (protrusion 512) may be made of resin.
- the portion (card 51) including the light shielding portion (protrusion 512) in the armature 32 may be made of resin.
- the reflective photo-interrupter 602 and the reflector 8 may be connected to each other by a connecting portion and their relative positional relationship may be fixed (see the connecting portion 673 of the photo-interrupter 601).
- the photointerrupter 602 is arranged in such a manner that the through hole 68 and the through hole 69 are lined up along the first axis A1, but the present invention is not limited to this.
- the through holes 69 may be arranged in a line along the third axis A3.
- the number of reflectors 8 is not limited to one, and may be plural.
- the contact device 10 may be, for example, a polarized relay using a permanent magnet for the electromagnetic portion 3, or a latching relay.
- the contact device 10 may be a seesaw type or a plunger type relay instead of a hinge type.
- the displacement of the armature 32 may be a parallel movement (or a combination of a rotational movement and a parallel movement) rather than a rotational movement.
- the number of contact structures included in the main contact portion 4 is not limited to four, and may be one to three or five or more.
- the light blocking body 7 in the light blocking position, does not need to block all the light emitted from the light emitting element 62, but only to the extent that the intensity of the light received by the light receiving element 65 is less than the threshold level. Just block it out.
- the light-blocking body 7 in the non-light-blocking position, may block part of the light emitted from the light-emitting element 62 if the intensity of light received by the light-receiving element 65 exceeds a threshold level.
- the auxiliary contact pair is not limited to a so-called flexure structure that secures the contact pressure between the auxiliary fixed contact 52 and the auxiliary movable contact 53 by the pressing force of the card 51, but is auxiliary fixed by the elastic force of the spring piece 554. It may be a so-called lift-off structure that ensures contact pressure between the contact 52 and the auxiliary movable contact 53.
- the light emitting element 62 may be an infrared LED, a visible light LED, or another element.
- the light receiving element 65 is not limited to a solar cell, but may be another element such as a phototransistor.
- the light emitting element 62 and the light receiving element 65 may not be housed in an integrated case 67, but may be housed in separate housing cases.
- the case 67 may have a structure in which the first accommodating part 671 (first case) and the second accommodating part 672 (second case) are physically separated without the connecting part 673. Further, at least one of the light emitting element 62 and the light receiving element 65 may not be housed in the case.
- the photointerrupter 6 is fixed to a moving member (for example, the first portion 321 of the armature 32, the spring piece 554 of the auxiliary movable terminal section 55, etc.) that moves according to the displacement of the armature 32, It may move together with the moving member.
- the light shielding body 7 may be fixed to a member (for example, the body 2, the bobbin 33, etc.) that does not move according to the displacement of the armature 32.
- the contact device (10) of the first aspect includes an armature (32), a fixed contact (41), a movable contact (42), and a photointerrupter (6).
- the armature (32) is displaced in accordance with the magnetic field generated by the current flowing through the coil (31).
- the movable contact (42) moves between a closed position in which it contacts the fixed contact (41) and an open position in which it is separated from the fixed contact (41) in accordance with the displacement of the armature (32).
- the photointerrupter (6) has a light emitting element (62) and a light receiving element (65). The photointerrupter (6) detects whether the fixed contact (41) and the movable contact (42) are in contact with each other.
- the light emitting element (62) and the light receiving element (65) are arranged facing each other in the second aspect.
- the auxiliary movable contact (53) is located between the light emitting element (62) and the light receiving element (65) in a state where the auxiliary movable contact (53) is in contact with the auxiliary fixed contact (52).
- the light emitting element (62) and the light receiving element (65) are arranged facing each other in the second aspect.
- the auxiliary movable contact (53) is located between the light emitting element (62) and the light receiving element (65) in a state where the auxiliary movable contact (53) is spaced apart from the auxiliary fixed contact (52).
- the armature (32) has a light shielding part (protrusion 326; 512).
- the photointerrupter (6) detects whether the fixed contact (41) and the movable contact (42) are in contact with each other by detecting the position of the light shielding part.
- the light emitting element (62) and the light receiving element (65) are arranged facing each other in the sixth aspect.
- the light shielding part is located between the light emitting element (62) and the light receiving element (65) when the movable contact (42) is in the closed position, or when the movable contact (42) is in the open position. It is located between the element (62) and the light receiving element (65).
- the contact device (10) of the eighth aspect further includes a reflector (8) in the sixth aspect.
- the reflector (8) reflects the light emitted from the light emitting element (62) so that it goes toward the light receiving element (65).
- the light shielding part is arranged on a path (P1) where light is emitted from the light emitting element (62), is reflected by the reflector (8), and reaches the light receiving element (65) when the movable contact (42) is in the closed position. or when the movable contact (42) is in the open position, light is emitted from the light emitting element (62), reflected by the reflector (8), and on the path (P1) leading to the light receiving element (65). ,To position.
- the light-shielding part on which the light from the light-emitting element (62) hits is made of resin, reflection of light at the light-shielding part can be suppressed, and it is possible to suppress a decrease in reliability of welding detection. Become.
- the portion (card 51) of the armature (32) that includes the light shielding portion (protrusion 512) is made of resin.
- the light-shielding part on which the light from the light-emitting element (62) hits is made of resin, reflection of light at the light-shielding part can be suppressed, and it is possible to suppress a decrease in reliability of welding detection. Become.
- the contact device (10) of the eleventh aspect further includes a coil (31), a body (2), and a plate-like member (projection piece 551) in the first aspect.
- the body (2) holds a coil (31).
- the plate-like member is provided on the body (2) and moves according to the displacement of the armature (32).
- the photointerrupter (6) detects whether the fixed contact (41) and the movable contact (42) are in contact with each other by detecting the position of the plate member.
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Abstract
本開示の課題は、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることにある。接点装置(10)は、接極子(32)と、固定接点(41)と、可動接点(42)と、フォトインタラプタ(6)と、を備える。接極子(32)は、コイル(31)に流れる電流により発生する磁界に応じて変位する。可動接点(42)は、接極子(32)の変位に応じて、固定接点(41)と接触する閉位置と固定接点(41)から離れた開位置との間で移動する。フォトインタラプタ(6)は、発光素子及び受光素子を有する。フォトインタラプタ(6)は、固定接点(41)と可動接点(42)とが互いに接触しているか否かを検出する。
Description
本開示は、一般に接点装置に関する。本開示は、より詳細には、固定接点と可動接点とを備える接点装置に関する。
特許文献1には、電磁継電器が開示されている。特許文献1の電磁継電器は、固定接点と、可動接点を有する可動接極子と、補助固定接点と、補助可動接点を有する補助可動接極子と、一対の補助端子と、を備えている。可動接極子は、可動接点が固定接点に接する閉位置と可動接点が固定接点から離れる開位置との間で一軸に沿って移動する。補助可動接極子は、可動接極子が閉位置と開位置との間で移動することに連動して、補助可動接点が補助固定接点に接する閉位置と補助可動接点が補助固定接点から離れる開位置との間で移動する。可動接極子が閉位置にあるとき、補助可動接極子は開位置にある。可動接極子が開位置にあるとき、補助可動接極子は閉位置にある。一対の補助端子のうち一方には、補助固定接点が固定されており、他方には、補助可動接極子が固定されている。
補助固定接点、補助可動接極子及び一対の補助端子は、固定接点と可動接点とが溶着しているか否かの検知に用いられる。コイルが通電されていない状態で、一対の補助端子の間に電流が流れる場合は、固定接点と可動接点とが溶着していないと判断される。一方で、コイルが通電されていない状態で、一対の補助端子の間に電流が流れない場合は、固定接点と可動接点とが溶着していると判断される。
特許文献1に記載の電磁継電器では、長期間繰り返し使用されると、補助固定接点或いは補助可動接点で、削れ或いは異物の付着等の不具合が発生する可能性がある。このような不具合が発生すると、溶着検出の信頼性が低下する可能性がある。
本開示の目的は、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることにある。
本開示の一態様の接点装置は、接極子と、固定接点と、可動接点と、フォトインタラプタと、を備える。前記接極子は、コイルに流れる電流により発生する磁界に応じて変位する。前記可動接点は、前記接極子の変位に応じて、前記固定接点と接触する閉位置と前記固定接点から離れた開位置との間で移動する。前記フォトインタラプタは、発光素子及び受光素子を有し、前記固定接点と前記可動接点とが互いに接触しているか否かを検出する。
本開示の実施形態の接点装置について、図面を用いて説明する。下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(1)概要
図1~図3に示すように、本実施形態の接点装置10は、接極子32と、固定接点41と、可動接点42と、フォトインタラプタ6と、を備える。
図1~図3に示すように、本実施形態の接点装置10は、接極子32と、固定接点41と、可動接点42と、フォトインタラプタ6と、を備える。
接極子32は、コイル31に流れる電流により発生する磁界に応じて変位する。可動接点42は、接極子32の変位に応じて、固定接点41と接触する閉位置と固定接点41から離れた開位置との間で移動する。
図6Bに示すように、フォトインタラプタ6は、発光素子62及び受光素子65を有する。フォトインタラプタ6は、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出する。
本実施形態の接点装置10では、機械的な摩耗が小さいフォトインタラプタ6を用いることで、固定接点と可動接点との溶着検出の信頼性の、低下の抑制を図ることが可能となる。
(2)詳細
以下、本実施形態の接点装置10について、図面を参照しながら詳細に説明する。
以下、本実施形態の接点装置10について、図面を参照しながら詳細に説明する。
接点装置10は、電路に挿入されて電路を開閉する装置である。電路は、直流電流が流れる直流電路であってもよいし、交流電流が流れる交流電路であってもよい。接点装置10は、例えば、太陽光発電システム、UPS(Uninterruptible Power Supply;無停電電源)、インバータ等の用途に用いられる。接点装置10は、固定接点41、可動接点42、及び接極子32に加えて、コイル31を備えている。そのため本実施形態の接点装置10は、電気回路を開閉するため、電気的制御で電気接点を復旧、閉成させる部品、すなわちリレーである。本実施形態の接点装置10は特に、ヒンジ型リレーである。
図1に示すように、接点装置10は、装置本体1と、カバー9と、を備えている。図2に示すように、装置本体1は、コイル31と、接極子32と、固定接点41と、可動接点42と、フォトインタラプタ6と、を備えている。接極子32は、コイル31に流れる電流により発生する磁界に応じて変位する。本開示において、「接極子32が変位する」とは、接極子32の少なくとも一部が動くことを意味し、接極子32の平行移動と回転移動(揺動を含む)とのうちの少なくとも一方を含み得る。本実施形態では、接極子32は、変位として、回転軸X1(支点;図2参照)の周りで回転(揺動)する。
以下では、説明の便宜上、コイル31の中心軸に沿った仮想軸を第1軸A1ともいう。接極子32は、第1軸A1においてコイル31と並ぶ第1部分321を有している。コイル31が発生する磁界に応じて接極子32が変位(回転軸X1周りで回転)することで、第1部分321が、コイル31に近づいたり遠ざかったりする。また、以下では、接極子32の回転軸X1と第1部分321とを結ぶ仮想軸を、第2軸A2ともいう。第2軸A2は、第1軸A1と交差(ここでは直交)する。また、以下では、第1軸A1及び第2軸A2と交差(ここでは直交)する仮想軸を、第3軸A3ともいう。第3軸A3は、接極子32の回転軸X1に沿っている。
また、以下では、第1軸A1において、コイル31から見て接極子32の第1部分321が位置する側を「上」、その反対を「下」ともいう。また、第2軸A2において、接極子32の回転軸X1から見て第1部分321が位置する側を「前」、その反対を「後」ともいう。また、第3軸A3における両側をそれぞれ「左」(図1における紙面手前側)、「右」(図1における紙面奥側)ともいう。
図1に示すように、カバー9は、矩形箱状であり、より詳細には下面が開口した中空の箱状である。カバー9は、例えば樹脂製である。カバー9は、左側壁及び右側壁の下端に、それぞれ矩形状の係合孔91を有している。
図3に示すように、装置本体1は、ボディ2と、コイル31及び接極子32を含む電磁石部3と、固定接点41及び可動接点42を含む主接点部4と、フォトインタラプタ6を含む検出部5と、を備えている。
ボディ2は、例えば樹脂製である。ボディ2は、電磁石部3、主接点部4、及び検出部5を保持する。そのため、ボディ2はコイル31を保持している。
図3に示すように、ボディ2は、底壁部21と、周壁部22と、第1仕切壁部23と、側壁部24と、第2仕切壁部25と、を一体に有している。
底壁部21は、法線方向が第1軸A1に沿った矩形板状である。周壁部22は、底壁部21の外周部分から上方に突出する矩形枠状である。
第1仕切壁部23は、法線方向が第2軸A2に沿った板状である。第1仕切壁部23は、底壁部21の上面から上方へ突出しており、底壁部21の上方の空間を、前側の第1空間と後側の第2空間とに区画する。第1空間には、電磁石部3のコイル31が配置される。第2空間には、主接点部4が配置される。第1仕切壁部23によって、コイル31と主接点部4との間の電気的な絶縁が図られている。
側壁部24は、上辺よりも下辺の方が長い台形の板状である。ボディ2は、側壁部24を2つ備えている。2つの側壁部24は、第1仕切壁部23の第3軸A3の両端(左端及び右端)からそれぞれ突出している。側壁部24によって、コイル31と主接点部4との間の電気的な絶縁性が向上する。
第2仕切壁部25は、法線方向が第3軸A3に沿った板状である。第2仕切壁部25は、底壁部21の上面から上方に突出しており、第2空間を左右に区画する。ボディ2は、第2仕切壁部25を3つ備えている。3つの第2仕切壁部25は、第3軸A3において略等間隔に配置されている。3つの第2仕切壁部25によって、第2空間が4つの収容空間に区画される。
ボディ2は、左側面及び右側面に、それぞれ係合突部29を有している。カバー9の2つの係合孔91にボディ2の2つの係合突部29がそれぞれ挿入されることで、ボディ2にカバー9が結合される。
図3に示すように、電磁石部3は、コイル31及び接極子32に加えて、ボビン33と、鉄心34と、継鉄35と、一対のコイル端子36と、を備えている。
ボビン33は、例えば樹脂製である。ボビン33は、円筒部と、上鍔部331と、下鍔部332と、を一体に有している。
円筒部は、第1軸A1に沿って延びる中空円筒状である。
上鍔部331は、円筒部の上端縁から前後左右に広がる矩形の板状である。上鍔部331の前端の右側部分には第1支持台333が設けられ、上鍔部331の前端の左側部分には第2支持台334が設けられている。
下鍔部332は、円筒部の下端縁から前後左右に広がる矩形の板状である。下鍔部332の前端には、一対の挿入孔が形成されている。一対の挿入孔に、一対のコイル端子36が挿入される。一対のコイル端子36は、第3軸A3に沿って左右に並んでいる。
コイル31は、ボビン33の円筒部の周りに導線が巻き回されて形成されている。コイル31の第1端は、一対のコイル端子36の一方に接続され、コイル31の第2端は、一対のコイル端子36の他方に接続されている。
鉄心34は、第1軸A1に沿って延びる円柱状である。鉄心34は、ボビン33の円筒部内の空間に挿入されている。
継鉄35は、法線方向が第2軸A2に沿った矩形の板状の第1継鉄351と、法線方向が第1軸A1に沿った矩形の板状の第2継鉄355と、を一体に有している。継鉄35は、第1継鉄351と第2継鉄355とで、略L字状に形成されている。
継鉄35は、第1継鉄351がコイル31の側面を後側から覆い、第2継鉄355がボビン33の下鍔部332を下側から覆うように、ボビン33に組み付けられる。第2継鉄355の中央には、貫通孔が形成されている。貫通孔には鉄心34の下端が挿入される。
第1継鉄351の上端の左端及び右端には、突部352が形成されている。左右2つの突部352の間に、U字状の凹部353が形成される。
接極子32は、鉄等の磁性材料から形成される。接極子32は、第1部分321と第2部分323とを一体に有している。第1部分321は板状である。第2部分323は板状である。第1部分321と第2部分323とは、所定の角度(鈍角)で交差している。接極子32は、第1部分321と第2部分323とで、略L字状に形成されている。接極子32は、第1部分321の下面が鉄心34の上面と対向し、第2部分323の前面が第1継鉄351の後側に位置するように、配置されている。
第1部分321の後端寄りの部分の左縁及び右縁には、凹所322がそれぞれ形成されている。接極子32は、継鉄35の2つの突部352が2つの凹所322内に位置することで、継鉄35に対して位置決めされている。
接極子32において2つの凹所322の間をつなぐ部分の下面は、継鉄35の凹部353の底面(上面)と接触している。接極子32は、継鉄35との接触部分を回転軸X1(支点)として、回転(揺動)可能である。接極子32は、第1部分321が鉄心34から離れた第1姿勢(図4A、図4B参照)と、第1部分321が鉄心34に近づいた(ここでは接触した)第2姿勢(図5A、図5B参照)と、の間で変位可能である。なお、見やすさのため、図4B、図5Bではフォトインタラプタ6を想像線で示している。
接極子32において、第1部分321と第2部分323とをつなぐ部分の第3軸A3における中央には、貫通孔329が形成されている。貫通孔329には、L字の板ばね状の復帰ばね30が配置される。復帰ばね30は、接極子32が第1姿勢となる向きに、接極子32に弾性力を与えている。
接極子32は、コイル31が通電されていない状態では、復帰ばね30の弾性力によって、第1部分321が鉄心34から離れた第1姿勢(図4A、図4B参照)となる。一対のコイル端子36の間に電圧が印加されることでコイル31が通電されると、コイル31に電流が流れて、コイル31が磁界を発生させる。接極子32の第1部分321は、この磁界によって鉄心34に吸引される。これにより、接極子32は、復帰ばね30の弾性力に抗して、第1部分321が下方へ移動するように回転軸X1の周りで回転する。これにより、接極子32は第2姿勢(図5A、図5B参照)となる。このように、接極子32は、コイル31への通電の入り切りに応じて、第1姿勢と第2姿勢との間で変位する。
図3に示すように、主接点部4は、固定接点41(主固定接点)及び可動接点42(主可動接点)に加えて、固定端子部43と、可動端子部44と、連結体45と、を備えている。
固定端子部43は、導電性を有する金属製である。固定端子部43は、接点片431と、端子片432と、接続片433と、を一体に有している。
接点片431には、固定接点41が設けられている。固定接点41は、固定端子部43と別体であって固定端子部43(接点片431)に固定されているが、これに限らず、固定端子部43の一部(固定端子部43と一体)であってもよい。接点片431は、固定接点41が前方を向くように、ボディ2の収容空間に配置されている。
端子片432は、外部の電気回路に接続される部分である。図1に示すように、端子片432は、ボディ2の下面から下方へ突出する。
接続片433は、接点片431と端子片432とをつないでいる。
可動端子部44は、導電性を有する金属製である。可動端子部44は、接点片441と、被保持片442と、接続片443と、を一体に有している。
接点片441には、可動接点42が設けられている。可動接点42は、可動端子部44と別体であって可動端子部44(接点片441)に固定されているが、これに限らず、可動端子部44の一部(可動端子部44と一体)であってもよい。接点片441は、可動接点42が後方を向くように、ボディ2の収容空間に配置されている。可動接点42は、第2軸A2において固定接点41と対向する。
被保持片442は、連結体45に保持される部分である。
接続片443は、接点片441と被保持片442とをつないでいる。
可動端子部44では、接点片441及び接続片443が、導電板部よりも弾性係数が大きなばね板部と、ばね板部よりも導電率が高い導電板部との、二層構造である。可動端子部44では、被保持片442は、ばね板部の一層構造である。
連結体45は、接極子32の第2部分323を保持し、可動端子部44の被保持片442を保持する。これにより、接極子32の変位に連動して、可動端子部44が移動する。可動端子部44に保持された可動接点42は、接極子32の変位に応じて移動する。すなわち、可動接点42は、コイル31への通電の入り切りに応じて変位する接極子32の変位に応じて、開位置と閉位置との間で移動する。可動接点42は、コイル31が通電されておらず接極子32が第1姿勢にある状態では開位置に位置し、コイル31が通電されており接極子32が第2姿勢にある状態では閉位置に位置する。
主接点部4は、固定接点41、可動接点42、固定端子部43及び可動端子部44を1組とする接点構造を、4つ備えている。4つの接点構造における固定接点41及び可動接点42の4つの組は、互いに異なる収容空間に配置されている。以下では便宜上、各接点構造における固定接点41及び可動接点42の組のことを、「接点対(或いは、主接点対)」ともいう。
以下では、4つの接点構造を、必要に応じて第1~第4接点構造と呼んで区別する。第1~第4接点構造は、左から右に向かって並んでいる。第1、第2、第3、第4接点構造は、その接点対がそれぞれ、最も左、左から2番目、右から2番目、最も右の収容空間に配置されている。また、以下では、固定接点41、可動接点42、固定端子部43、及び可動端子部44についても、同様に先頭に「第1」~「第4」のラベルを付すことで、第1~第4のいずれの接点構造に属するものであるかを特定する場合がある。例えば、第1接点構造が備える固定接点41を、「第1固定接点41」と呼ぶ。
図2に示すように、第1~第4固定接点41は、第3軸A3に沿って同一直線状に並んでいる。また、第1~第4可動接点42は、第3軸A3に沿って同一直線状に並んでいる。第3軸A3において隣り合う接点対同士の間には、ボディ2の第2仕切壁部25がある。これにより、隣り合う接点対の間の電気的な絶縁性が向上する。
図3に示すように、第1及び第2可動端子部44は、互いにつながっている。より詳細には、第1可動端子部44の接続片443の導電板部と第2可動端子部44の接続片443の導電板部とが、互いにつながっている。また、第1可動端子部44の被保持片442のばね板部と第2可動端子部44の被保持片442のばね板部とが、互いにつながっている。第1及び第2可動接点42は、第1及び第2可動端子部44を介して互いに電気的に接続されている。
第3及び第4可動端子部44は、互いにつながっている。より詳細には、第3可動端子部44の接続片443の導電板部と第4可動端子部44の接続片443の導電板部とが、互いにつながっている。また、第3可動端子部44の被保持片442のばね板部と第4可動端子部44の被保持片442のばね板部とが、互いにつながっている。第3及び第4可動接点42は、第3及び第4可動端子部44を介して互いに電気的に接続されている。
接極子32の第1姿勢(図4A、図4B参照)と第2姿勢(図5A、図5B参照)との間の変位に応じて、第1~第4可動接点42は一緒に移動する。接極子32が第1姿勢の状態で、第1~第4可動接点42は、第1~第4固定接点41からそれぞれ離れている(開位置)。接極子32が第2姿勢の状態で、第1~第4可動接点42は、第1~第4固定接点41とそれぞれ接触する(閉位置)。
第1及び第2可動接点42が第1及び第2固定接点41とそれぞれ接触することで、第1及び第2固定端子部43間が導通する。第3及び第4可動接点42が第3及び第4固定接点41とそれぞれ接触することで、第3及び第4固定端子部43間が導通する。
第1~第4固定端子部43の端子片432は、下方から見て、仮想的な長方形の四隅に位置している。第1、第2、第3、及び第4固定端子部43の端子片432は、それぞれ、左後側、右後側、左前側、及び右前側に位置している。可動端子部44を介して互いに電気的に接続される2つの固定端子部43(第1固定端子部43と第2固定端子部43、又は第3固定端子部43と第4固定端子部43)の端子片432は、第3軸A3に沿った仮想の直線上に位置している。
検出部5は、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出する。検出部5は、接極子32の一部の位置、又は接極子32の変位に応じて移動する部材の位置に基づいて、検出を行う。
図3に示すように、検出部5は、フォトインタラプタ6に加えて、カード51と、補助固定接点52と、補助可動接点53と、補助固定端子部54と、補助可動端子部55と、を備えている。
カード51は、例えば樹脂製である。カード51は、接極子32の第1部分321に固定されている。カード51は、接極子32の変位に連動して、接極子32の第1部分321と一緒に移動する。カード51は、接極子32と一体に変位するので、接極子32の一部とみなすことができる。
カード51は、固定部511と、突部512と、を有する。
固定部511は、カード51において接極子32に固定される部分である。固定部511は、前方から見て逆U字状であり、U字の左右両側の腕部の下端にそれぞれ爪を有している。固定部511のこれらの爪が第1部分321の下面に引っ掛けられることで、カード51が接極子32に固定される。
突部512は、固定部511から前方へ突出する。図2に示すように、突部512は、接極子32の前端よりも前方へ突出する。突部512は、略直方体状の直方体部と、直方体部の上面から上方へ突出し第2軸A2に沿って延びる半円柱状の凸部と、を有する。
補助固定端子部54は、導電性を有する金属製である。補助固定端子部54は、突出片541と、端子片542と、接続片543と、を一体に有している。
突出片541は、法線方向が第1軸A1に沿った板状である。突出片541に、補助固定接点52が設けられている。補助固定接点52は、下方に突出し下面がドーム状となった略円柱状である。突出片541は、補助固定接点52が下を向くように補助固定接点52を保持している。補助固定接点52は、突出片541と別体であって突出片541に固定されているが、突出片541と一体であってもよい。突出片541は、ボビン33の第1支持台333に固定されて支持されている。
端子片542は、外部の電気回路に接続される部分である。図1に示すように、端子片542は、ボディ2の下面から下方へ突出する。
接続片543は、法線方向が第3軸A3に沿った板状である。接続片543は、突出片541と端子片542とをつないでいる。
補助可動端子部55は、導電性を有する金属製である。補助可動端子部55は、突出片551と、端子片552と、接続片553と、ばね片554と、段差片555と、を一体に有している。
突出片551は、法線方向が第1軸A1に沿った板状である。突出片551に、補助可動接点53が設けられている。補助可動接点53は、上方に突出し上面がドーム状となった略円柱状である。突出片551は、補助可動接点53が上を向くように補助可動接点53を保持している。補助可動接点53は、第1軸A1に沿って補助固定接点52と対向する。補助可動接点53は、突出片551と別体であって突出片551に固定されているが、突出片551と一体であってもよい。
端子片552は、外部の電気回路に接続される部分である。図1に示すように、端子片552は、ボディ2の下面から下方へ突出する。
接続片553は、法線方向が第3軸A3に沿った板状である。接続片553は、ばね片554と端子片552とをつないでいる。
ばね片554は、板ばね状である。ばね片554の第1端は、接続片553とつながっている。ばね片554の第2端は、突出片551とつながっている。ここでは、ばね片554の第2端は、段差片555を介して突出片551とつながっている。ばね片554は、第1端側の部分で、ボビン33の第2支持台334に固定されて支持されている。ばね片554は、第2支持台334に固定された部分を支点として、第2端が第1軸A1に沿って揺動(移動)可能である。ばね片554が移動することで、突出片551に設けられた補助可動接点53が一緒に移動する。
ばね片554は、補助可動接点53が補助固定接点52から離れる向き(下向き)に付勢されている。すなわち、外部から力を受けていない状態では、ばね片554の弾性力によって、補助可動接点53は補助固定接点52から離れている(図5B参照)。
図2、図4B、図5Bに示すように、ばね片554の下面は、カード51の突部512の上面と対向している。
接極子32が第1姿勢にある状態で、カード51の突部512は、ばね片554に下方から接触してばね片554の第2端を相対的に上方に位置させている(図4B参照)。これにより、補助可動接点53は補助固定接点52と接触している。以下では、接極子32が第1姿勢にある状態での補助可動接点53の位置を、「第1位置」とも言う。
接極子32が第2姿勢にある状態で、カード51の突部512は、ばね片554の下面から離れており(図5B参照)、ばね片554の第2端及び突出片551は、ばね片554の弾性力によって相対的に下方に位置している。これにより、補助可動接点53は補助固定接点52から離れている。以下では、接極子32が第2姿勢にある状態での補助可動接点53の位置を、「第2位置」とも言う。補助可動接点53は、接極子32の変位に応じて、第1位置と第2位置との間で第1軸A1に沿って移動する。
接点装置10では、コイル31が通電されておらず接極子32が第1姿勢にある状態では、可動接点42は固定接点41から離れた開位置にある一方、補助可動接点53は補助固定接点52と接触する第1位置にある。また、接点装置10では、コイル31が通電されており接極子32が第2姿勢にある状態では、可動接点42は固定接点41と接触する閉位置にある一方、補助可動接点53は補助固定接点52から離れた第2位置にある。このように、接点装置10では、固定接点41及び可動接点42(上述の「主接点対」)の接続関係と、補助固定接点52及び補助可動接点53(以下、「補助接点対」ともいう)の接続関係とが、互いに反対である。
補助接点対は、いずれかの接点構造の主接点対で溶着が発生しているか否かの検出に用いられ得る。いずれの接点構造でも溶着が発生していなければ、コイル31が通電されていない状態で接極子32は第1姿勢となり、補助可動接点53は補助固定接点52と接触する。この場合、端子片542と端子片552との間に所定の電圧を印加すると、検出閾値以上の電流(以下、「検出電流」ともいう)が流れる。一方、いずれかの接点構造で溶着が発生していると、コイル31への通電の有無にかかわらず接極子32が第2姿勢となり、補助可動接点53が補助固定接点52から離れる。この場合、端子片542と端子片552との間に電圧を印加しても、検出電流は流れない。このように、補助接点対では、コイル31が通電されていない状態で端子片542と端子片552との間に電圧を印加し、端子片542と端子片552との間に検出電流が流れるか否かに基づいて、固定接点41と可動接点42との間の溶着の有無を検出できる。
表1に、補助接点対(のみ)を用いた溶着の有無の判定結果の一例を示す。
表1において、検出電流「有」とは、コイル31が通電されておらず端子片542と端子片552との間に電圧を印加した状態で、端子片542と端子片552との間に検出電流が流れる状態を意味する。また、検出電流「無」とは、コイル31が通電されておらず端子片542と端子片552との間に電圧を印加した状態で、端子片542と端子片552との間に検出電流が流れない状態を意味する。
接点装置10では、接極子32が第2姿勢にあって補助可動接点53が補助固定接点52から離れている状態で、補助可動接点53と補助固定接点52との間の距離G1(第1軸A1に沿った距離;図5B参照)は、0.5mm以上であってもよく、0.7mm以上であってもよく、1.0mm以上であってもよい。接点装置10では、例えば、いずれかの接点構造で溶着が発生した場合であっても、補助可動接点53と補助固定接点52との間の距離G1が0.5mm以上に確保されるように、ばね片554の弾性力等が設定されている。すなわち、本実施形態の接点装置10は、ミラーコンタクト機構を備えている。
図6A、図6Bに示すように、フォトインタラプタ6は、発光部61と、受光部64と、ケース67と、を備えている。
発光部61は、上述の発光素子62に加えて、発光素子62を発光させる発光回路63を備えている。
発光素子62は、例えばLED(Light Emitting Diode)を備える。発光部61は、発光素子62を2つ備えている。2つの発光素子62は、例えば、一方の発光素子62のアノードが他方の発光素子62のカソードにそれぞれ接続されて、逆並列に接続されている。
図7に、発光回路63の一具体例を示す。発光回路63は、回路基板に搭載された複数の回路部品を含む。本実施形態の接点装置10では、発光回路63は、一対の入力端子T1,T2と、抵抗R1,R2と、逆直列接続された2つのツェナーダイオードZD1,ZD2(すなわち、双方向ツェナーダイオード)と、キャパシタC1と、を備えている。抵抗R1の第1端は、入力端子T1と接続されている。2つのツェナーダイオードZD1,ZD2の直列回路は、抵抗R1の第2端と入力端子T2との間に接続されている。キャパシタC1は、2つのツェナーダイオードZD1,ZD2の直列回路の両端間に接続されている。2つの発光素子62の逆並列回路と抵抗R2との直列回路が、キャパシタC1の両端間に接続されている。
2つのツェナーダイオードZD1,ZD2は、一対の入力端子T1,T2間に印加された電圧を定電圧化する。キャパシタC1は、電圧の平滑化用(平滑コンデンサ)である。
入力端子T1,T2間には、外部から直流電圧が印加される。発光部61では、一対の入力端子T1,T2間に電圧が印加されることで、発光素子62に電流が流れて発光素子62が発光する(光を放出する)。発光部61は、逆直列接続された2つのツェナーダイオードZD1,ZD2と、逆並列接続された2つの発光素子62と、を備えていることで、一対の入力端子T1,T2に印加される電圧の向き(極性)にかかわらず、発光素子62(いずれかの発光素子62)を発光させることができる。
受光部64は、上述の受光素子65に加えて、受光回路66を備えている。
受光素子65は、発光素子62から放出された光を受けることが可能な位置に配置されている。受光素子65は、例えば太陽電池を備える。太陽電池は、光起電力効果によって、受光した光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する。
受光回路66は、回路基板に搭載された複数の回路部品を含む。本実施形態の接点装置10では、受光回路66は、制御回路(ドライバIC)と、MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)と、一対の出力端子T3,T4と、を備える。
発光素子62から放出された光を受光素子65が受光すると、受光素子65は電圧を生成し、この電圧は制御回路を通ってMOSFETのゲートに印加される。MOSFETのゲート電圧が閾値電圧に達すると、MOSFETがオンされ、一対の出力端子T3,T4間の電路が導通する。すなわち、受光回路66は、閾値レベル以上の強度の光を受光素子65が受光したことを検出する。
発光素子62の発光が停止する或いは発光素子62からの光が受光素子65へ届かない状態になると、受光素子65が生成する電圧が下がり、制御回路によってMOSFETのゲート電荷が急速に放電される。これによりMOSFETがオフされ、一対の出力端子T3,T4間の電路が遮断される。
ケース67は、発光素子62及び受光素子65を保持する。ケース67は、発光素子62及び受光素子65を収容する。ケース67は、発光素子62と受光素子65との間の相対的な位置関係が固定されるように、発光素子62及び受光素子65を保持する。ケース67は、発光部61及び受光部64を保持している。
本実施形態の接点装置10では、フォトインタラプタ6は、いわゆる透過型のフォトインタラプタ601である。透過型のフォトインタラプタ601では、発光素子62(より詳細には、発光素子62の発光面)と受光素子65(より詳細には、受光素子65の受光面)とが、互いに対向して配置されている。
図6A、図6Bに示すように、透過型のフォトインタラプタ601のケース67は、発光素子62を収容する箱状の第1収容部671と、受光素子65を収容する箱状の第2収容部672と、第1収容部671と第2収容部672とをつなぐ接続部673とを備え、C字状に形成されている。第1収容部671及び第2収容部672は、接続部673の両端から同じ向きに突出し、互いに対向している。一対の入力端子T1,T2及び一対の出力端子T3,T4は、接続部673の一面(底面)から突出している。以下では、第1収容部671と第2収容部672との間の空間を「空間SP1」ともいう。なお、図6A、6B以外では、フォトインタラプタ601の端子T1~T4の図示を省略している。
図6A、図6Bに示すように、第1収容部671において第2収容部672と対向する側壁には、貫通孔68が形成されている。貫通孔68は、発光素子62から放出された光を外部空間(ここでは空間SP1)へ放出するための孔である。図6Aに示すように、貫通孔68は、ここではスリット(細長い孔)である。貫通孔68は、接続部673から第1収容部671が突出する向きに沿って延びている。
図6Bに示すように、第2収容部672において第1収容部671と対向する側壁には、貫通孔69が形成されている。貫通孔69は、外部空間(ここでは空間SP1)からの光を受光素子65へ導くための孔である。貫通孔69は、ここではスリットである。貫通孔69は、接続部673から第2収容部672が突出する向きに沿って延びている。貫通孔68と貫通孔69とは、互いに対向している。
透過型のフォトインタラプタ601では、発光素子62から放出された光は、貫通孔68、空間SP1、及び貫通孔69を通って、受光素子65で直接受光される。以下では、フォトインタラプタ6において、発光素子62から放出された光が受光素子65へと至る経路を「経路P1」ともいう。透過型のフォトインタラプタ601では、経路P1は空間SP1内の経路であり得る。
フォトインタラプタ6は、発光素子62が発光している状態での受光素子65の光の検出結果、具体的には、発光素子62が発光している状態で受光素子65が閾値レベル以上の強度の光を受光したか否かの結果によって、経路P1上に物体が存在するか否かを検出する。透過型のフォトインタラプタ601は、空間SP1での物体の存否を検出する。なお、フォトインタラプタ6は、受光素子の光の検出結果によって発光素子が発光したか否か(発光素子に電流が流れたか否か)を検出するフォトカプラとは、異なる。
本実施形態の接点装置10では、フォトインタラプタ6は、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出するために用いられる。ここでは、フォトインタラプタ6は、補助可動接点53の位置を検出することによって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出する。
具体的には、透過型のフォトインタラプタ601は、図2、図4B、図5Bに示すように、空間SP1内に補助固定接点52が位置するように、接続部673の底面が上を向いた姿勢で配置される。発光素子62を収容する第1収容部671は、補助固定接点52の前側に位置し、受光素子65を収容する第2収容部672は、補助固定接点52の後側に位置している。貫通孔68及び貫通孔69の長手軸は、第1軸A1に沿っている。上述のように、補助可動接点53は第1軸A1に沿って移動するので、貫通孔68及び貫通孔69の長手軸は、補助可動接点53が沿って移動する軸(第1軸A1)に沿っている。
本実施形態の接点装置10では特に、フォトインタラプタ6は、補助可動接点53が第1位置にある状態(図4B参照)で補助可動接点53が経路P1上に位置し、補助可動接点53が第2位置(図5B参照)にある状態で補助可動接点53が経路P1を遮らない位置に、配置されている。なお、補助可動接点53は、第1位置では空間SP1内に位置し、第2位置では空間SP1外に位置していてもよい。
図8A~図8Dを参照して、より詳細に説明する。なお、図8B、図8D等では、発光素子62から放出された光が受光素子65へと至る経路P1を、点線矢印で模式的に示してある。
図8A、図8Bに示すように、補助可動接点53が補助固定接点52と接触している状態(補助可動接点53の第1位置)で、補助可動接点53は、発光素子62と受光素子65との間に位置する。この状態では、発光素子62側から受光素子65側を見ると、貫通孔69の全体が補助可動接点53によって覆い隠されており、また、受光素子65側から発光素子62側を見ると、貫通孔68の全体が補助可動接点53によって覆い隠されている。そのため、発光素子62が発光していたとしても、発光素子62から放出された光は補助可動接点53によって遮られ、受光素子65には届かない。
一方、図8C、図8Dに示すように、補助可動接点53が補助固定接点52から離れた状態(補助可動接点53の第2位置)では、補助可動接点53は、経路P1を遮らない位置に位置している。そのため、発光素子62が発光すると、補助可動接点53で遮られることなく受光素子65がその光を受光できる(受光強度が閾値レベル以上となる)。
見方を変えて説明すると、フォトインタラプタ6は、接極子32の変位に連動して移動する遮光体7の位置を検出することによって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出している、と言える。遮光体7は、接極子32の変位に応じて、経路P1を遮る遮光位置と経路P1を遮らない非遮光位置との間で移動する物体である。本実施形態の接点装置10では、補助可動接点53が、遮光体7として機能する。また、補助可動接点53の第1位置が「遮光位置」であり、補助可動接点53の第2位置が「非遮光位置」である。
フォトインタラプタ6は、いずれかの接点構造の主接点対で溶着が発生しているか否かの検出に用いられ得る。いずれの接点構造でも溶着が発生していなければ、コイル31が通電されていない状態で接極子32は第1姿勢となり、補助可動接点53は第1位置(図8A、図8B参照)すなわち遮光位置に位置する。この場合、フォトインタラプタ6の発光素子62が発光しても、補助可動接点53に遮られて受光素子65には光が届かない。一方、いずれかの接点構造で溶着が発生していると、コイル31への通電の有無にかかわらず接極子32が第2姿勢となり、補助可動接点53が第2位置(図8C、図8D参照)すなわち非遮光位置に位置する。この場合、フォトインタラプタ6の発光素子62が発光すると、受光素子65は、発光素子62から放出された光を受光することができる。このように、フォトインタラプタ6では、コイル31が通電されていない状態で発光素子62を発光させ、受光素子65が光を受光するか否かに基づいて、固定接点41と可動接点42との間の溶着の有無を検出できる。
表2に、フォトインタラプタ6(のみ)を用いた溶着の有無の判定結果の一例を示す。
表2において、受光状態「非受光」とは、コイル31が通電されておらず発光素子62が発光している状態で、発光素子62からの光を受光素子65が受光していない状態(受光素子65の受光強度が閾値レベル未満である状態)を意味する。また、受光状態「受光」とは、コイル31が通電されておらず発光素子62が発光している状態で、発光素子62からの光を受光素子65が受光している状態(受光素子65の受光強度が閾値レベル以上である状態)を意味する。
ここで、本実施形態の接点装置10では、フォトインタラプタ6だけでなく上述のように補助接点対によっても、主接点対での溶着の発生を検出できる(表1参照)。そのため、補助接点対による判定結果とフォトインタラプタ6による判定結果との組み合わせに基づいて、固定接点41と可動接点42との間の溶着の有無を検出することも可能である。
表3に、補助接点対とフォトインタラプタ6との組み合わせを用いた溶着の有無の判定結果の一例を示す。
表3の例では、補助接点対による判定結果とフォトインタラプタ6による判定結果との少なくとも一方が「溶着」判定の場合、「溶着」と判定している。これにより、溶着の検出漏れの可能性を低減することが可能となる。例えば、主接点対で溶着が発生しているにもかかわらず漏電等により検出電流が流れており補助接点対で溶着が検出できない場合であっても、フォトインタラプタ6によって溶着を検出することが可能となる。
このように、本実施形態の接点装置10では、補助接点対のみによって溶着の発生を検出する従来の装置と比較して、溶着検出の信頼性の向上を図ることが可能となる。また、フォトインタラプタ6は、補助接点対と比較して機械的な摩耗が小さいため、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
なお、フォトインタラプタ6を、固定接点41と可動接点42との間の溶着を検出する用途に代えて又は加えて、他の用途、例えば接点装置10の不具合の原因究明の用途等に用いてもよい。例えば、製造時の動作試験において、コイル31が非通電にもかかわらず検出電流が流れないという不具合が発生する場合があり得る。この場合、例えば、フォトインタラプタ6が受光状態であれば、接極子32又は補助可動接点53の動作不良の可能性があると判断でき、フォトインタラプタ6が非受光状態であれば、補助可動接点53と補助固定接点52との間に絶縁性の異物が挟まっている可能性があると判断できる。
フォトインタラプタ6(ケース67)の支持方法は、特に限定されない。フォトインタラプタ6は、カバー9に形成された支持部に支持されてもよいし、ボディ2に形成された(例えばボディ2の底壁部21から上方に突出する)支持台に支持されてもよいし、ボビン33の第1支持台333に支持されてもよい。
また、フォトインタラプタ601の配置は適宜変更可能である。例えば、図8Eに示すように、発光素子62を収容する第1収容部671が補助固定接点52の後側に位置し、受光素子65を収容する第2収容部672が補助固定接点52の前側に位置してもよい。
また、フォトインタラプタ6は、コイル31と固定接点41とを結ぶ軸(第2軸A2)において、コイル31を基準として固定接点41と反対側に位置しているが、これに限らず、コイル31を基準として固定接点41と同じ側に位置していてもよい。ただし、フォトインタラプタ6を固定接点41から離れて位置させることで、固定接点41と可動接点42との間で発生し得るアーク等の影響をフォトインタラプタ6が受けにくくなる。
このように、本実施形態の接点装置10は、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出するフォトインタラプタ6を備えている。これにより、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
(3)変形例
上記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。上記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。上記の実施形態及び以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。また、以下の各変形例の接点装置10において、上記の実施形態の接点装置10と同様の構成については、説明を省略する場合がある。
上記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。上記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。上記の実施形態及び以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。また、以下の各変形例の接点装置10において、上記の実施形態の接点装置10と同様の構成については、説明を省略する場合がある。
(3.1)変形例1
本変形例の接点装置10について、図9、図10A、図10Bを参照して説明する。
本変形例の接点装置10について、図9、図10A、図10Bを参照して説明する。
本変形例の接点装置10では、図9に示すように、透過型のフォトインタラプタ601が、ケース67の接続部673の底面が側方(右方)を向いた姿勢で配置されている。すなわち、実施形態の接点装置10と比較して、フォトインタラプタ601が、発光素子62と受光素子65とを結ぶ軸を回転軸として90度回転して配置されている。
本変形例の接点装置10では、貫通孔68及び貫通孔69の長手軸は、第3軸A3に沿っている。そのため、貫通孔68及び貫通孔69の長手軸は、補助可動接点53が沿って移動する軸(第1軸A1)と交差(ここでは直交)しており、補助可動接点53が広がる軸(第3軸A3)に沿っている。
本変形例の接点装置10でも、フォトインタラプタ6によって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出できる。これにより、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
また、本変形例の接点装置10では、補助可動接点53が第1位置(遮光位置)に位置する状態(図10A参照)で、発光素子62から放出された光を補助可動接点53のみによって遮りやすくなる。また、補助可動接点53が第2位置(非遮光位置)に位置する状態(図10B参照)で、発光素子62から放出された光を補助可動接点53が遮りにくくなる。これにより、フォトインタラプタ6の検出精度の向上が図れる。
なお、フォトインタラプタ601の一変形例において、貫通孔68及び貫通孔69の長手軸は、第1収容部671及び第2収容部672が接続部673から突出する向きに沿っていなくてもよく、交差(例えば直交)していてもよい。例えば、実施形態の接点装置10においてこの変形例のフォトインタラプタ601を採用し、貫通孔68及び貫通孔69の長手軸が、補助可動接点53が広がる軸(第3軸A3)に沿うようにしてもよい。
また、フォトインタラプタ601の回転角度は90度に限られず、任意の角度であってよい。例えば、フォトインタラプタ601を、上記の回転軸を中心に90~270度の任意の角度だけ回転させてもよく、接続部673の底面が下方を向く姿勢としてもよい。
また、フォトインタラプタ601は、例えば、発光素子62を収容した第1収容部671が補助接点対の左側、受光素子65を収容した第2収容部672が補助接点対の右側、接続部673が補助接点対の下側に位置するように、配置されてもよい。すなわち、フォトインタラプタ601は、発光素子62の光軸が第3軸A3に沿うように配置されていてもよい。この場合、補助可動端子部55の段差片555に、発光素子62から放出された光を通すための貫通孔が形成されていてもよい。
(3.2)変形例2
本変形例の接点装置10について、図11A、図11Bを参照して説明する。
本変形例の接点装置10について、図11A、図11Bを参照して説明する。
本変形例の接点装置10では、透過型のフォトインタラプタ601が、補助可動接点53が補助固定接点52と接触する第1位置にある状態で補助可動接点53が経路P1を遮らず(図11A参照)、補助可動接点53が補助固定接点52から離れた第2位置にある状態で補助可動接点53が経路P1上に位置する(図11B参照)ように、配置されている。すなわち、補助可動接点53は、補助可動接点53が補助固定接点52から離間した状態(補助可動接点53の第2位置)で、発光素子62と受光素子65との間に位置する。本変形例の接点装置10では、補助可動接点53の第2位置が「遮光位置」であり、補助可動接点53の第1位置が「非遮光位置」である。
本変形例の接点装置10でも、フォトインタラプタ6は、いずれかの接点構造の主接点対で溶着が発生しているか否かの検出に用いられ得る。表4に、本変形例の接点装置10においてフォトインタラプタ6(のみ)を用いた溶着の有無の判定結果の一例を示す。
本変形例の接点装置10でも、フォトインタラプタ6によって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出できる。これにより、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
(3.3)変形例3
本変形例の接点装置10について、図12A、図12Bを参照して説明する。
本変形例の接点装置10について、図12A、図12Bを参照して説明する。
本変形例の接点装置10では、検出部5が、補助固定接点52、補助可動接点53及び補助固定端子部54を備えていない。そして、本変形例の接点装置10では、フォトインタラプタ6は、板状部材(補助可動端子部55の突出片551)の位置を検出することによって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出する。
より詳細には、板状部材としての突出片551は、ボディ2に保持されたボビン33の第2支持台334にばね片554の第1端が支持されることで、間接的にボディ2に設けられている。そして、突出片551は、接極子32の第1姿勢と第2姿勢との間の変位に応じて、相対的に上側の第1位置(図12A参照)と相対的に下側の第2位置(図12B参照)との間で、移動する。本変形例の接点装置10では、透過型のフォトインタラプタ601は、突出片551が第1位置(図12A参照)にある状態で突出片551が経路P1上に位置し、突出片551が第2位置(図12B参照)にある状態で突出片551が経路P1を遮らない位置に、配置されている。
見方を変えて説明すると、本変形例の接点装置10では、補助可動端子部55の突出片551(板状部材)が、遮光体7として機能する。突出片551の第1位置が「遮光位置」であり、突出片551の第2位置が「非遮光位置」である。
このように、本変形例の接点装置10では、板状部材(突出片551)は、可動接点42が開位置にある状態(接極子32が第1姿勢にある状態)で、発光素子62と受光素子65との間に位置する。
本変形例の接点装置10でも、フォトインタラプタ6によって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出できる。これにより、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
なお、透過型のフォトインタラプタ601は、突出片551が第1位置にある状態で突出片551が経路P1を遮らない位置(非遮光位置)に位置し、突出片551が第2位置にある状態で突出片551が経路P1上(遮光位置)に位置するように、配置されていてもよい。すなわち、板状部材(突出片551)は、可動接点42が閉位置にある状態(接極子32が第2姿勢にある状態)で、発光素子62と受光素子65との間に位置してもよい。
また、遮光位置での遮光性を向上させるために、板状部材(突出片551)に追加の遮光部材(例えば、上記の実施形態の補助可動接点53と同形状の物体)が設けられていてもよい。追加の遮光部材は、導電性を有していても有していなくてもよく、任意の材料(例えば樹脂)から形成され得る。
また、ばね片554を遮光体7として用いてもよい。
また、接点装置10は、補助可動端子部55のばね片554(及び必要に応じて突出片551、段差片555)に相当する部分を備えていればよく、端子片552及び接続片553を備えていなくてもよい。
(3.4)変形例4
本変形例の接点装置10について、図13を参照して説明する。
本変形例の接点装置10について、図13を参照して説明する。
本変形例の接点装置10では、図13に示すように、検出部5が、カード51、補助固定接点52、補助可動接点53、補助固定端子部54及び補助可動端子部55を備えていない。本変形例の接点装置10では、フォトインタラプタ601は、接極子32の一部である遮光部の位置を検出することによって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出する。
本変形例の接点装置10では、第1部分321から突出する突部326を接極子32が有しており、フォトインタラプタ601は、突部326の位置を検出することによって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出する。
より詳細には、図13に示すように、突部326は、第1部分321から前方へ突出する第1突部327と、第1突部327の前端から第2軸A2に沿って(ここでは右方へ)突出する第2突部328とで、L字状に形成されている。突部326は、接極子32の第1姿勢と第2姿勢との間の変位に応じて、相対的に上側の第1位置(図13参照)と相対的に下側の第2位置との間で、移動する。
また、透過型のフォトインタラプタ601は、ケース67の接続部673の底面が側方(右方)を向いた姿勢で配置されている。透過型のフォトインタラプタ601は、突部326が第1位置(図13参照)にある状態で突部326(より詳細には第2突部328)が経路P1上に位置し、突部326が第2位置にある状態で突部326が経路P1を遮らない位置に、配置されている。
見方を変えて説明すると、本変形例の接点装置10では、接極子32の一部である遮光部(突部326)が、遮光体7として機能する。突部326の第1位置が「遮光位置」であり、突部326の第2位置が「非遮光位置」である。
このように、本変形例の接点装置10では、遮光部(突部326)は、可動接点42が開位置にある状態(接極子32が第1姿勢にある状態)で、発光素子62と受光素子65との間に位置する。
本変形例の接点装置10でも、フォトインタラプタ6によって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出できる。これにより、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
なお、突部326の形状は、図13に示す形状に限られない。突部326は、例えば、図14A~図14Dに示すように、第1部分321から前方へ突出する直方体状(「第1突部327」に相当する部分のみ)であってもよい。図14A、図14Bは、接極子32が第1姿勢にあって突部326が第1位置にある状態での、突部326とフォトインタラプタ6との相対的な位置関係を示す概略図である。図14C、図14Dは、接極子32が第2姿勢にあって突部326が第2位置にある状態での、突部326とフォトインタラプタ6との相対的な位置関係を示す概略図である。もちろん、突部326は、円柱状、T字状等の他の形状であってもよい。遮光部(突部326)は、第1部分321の前端以外の場所に設けられていてもよい。
また、透過型のフォトインタラプタ601は、遮光部(突部326)が第1位置にある状態で遮光部が経路P1を遮らない位置(非遮光位置)に位置し、遮光部が第2位置にある状態で遮光部が経路P1上(遮光位置)に位置するように、配置されていてもよい。すなわち、遮光部(突部326)は、可動接点42が閉位置にある状態(接極子32が第2姿勢にある状態)で、発光素子62と受光素子65との間に位置してもよい。
また、検出部5は、カード51、補助固定接点52、補助可動接点53、補助固定端子部54及び補助可動端子部55を更に備えていてもよい。
(3.5)変形例5
本変形例の接点装置10について、図15を参照して説明する。
本変形例の接点装置10について、図15を参照して説明する。
本変形例の接点装置10では、図15に示すように、検出部5が、補助固定接点52、補助可動接点53、補助固定端子部54及び補助可動端子部55を備えていない。本変形例の接点装置10では、フォトインタラプタ601は、カード51の突部512の位置を検出することによって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出する。上述のようにカード51は接極子32の一部とみなすことができるため、フォトインタラプタ601は、接極子32の一部である遮光部(カード51の突部512)の位置を検出することによって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出する。
より詳細には、透過型のフォトインタラプタ601は、図15に示すように、ケース67の接続部673の底面が下方を向いた姿勢で配置されている。発光素子62を収容する第1収容部671は、突部512の右側に位置し、受光素子65を収容する第2収容部672は、突部512の左側に位置している。カード51の突部512は、接極子32の第1姿勢と第2姿勢との間の変位に応じて、相対的に上側の第1位置(図15参照)と相対的に下側の第2位置との間で、移動する。透過型のフォトインタラプタ601は、突部512が第1位置(図15参照)にある状態で突部512が経路P1上に位置し、突部512が第2位置にある状態で突部512が経路P1を遮らない位置に、配置されている。なお、突部512は、第1位置でも第2位置でも、空間SP1内に位置している。
見方を変えて説明すると、本変形例の接点装置10では、接極子32の遮光部(カード51の突部512)が、遮光体7として機能する。突部512の第1位置が「遮光位置」であり、突部512の第2位置が「非遮光位置」である。
このように、本変形例の接点装置10では、遮光部(突部512)は、可動接点42が開位置にある状態(接極子32が第1姿勢にある状態)で、発光素子62と受光素子65との間に位置する。また、遮光部(突部512)は、樹脂製である。また、接極子32において遮光部(突部512)を含む部分(カード51)は、樹脂製である。
本変形例の接点装置10でも、フォトインタラプタ6によって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出できる。これにより、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。また、変形例4のような遮光部(突部326)を備えた専用の接極子32を準備する必要がない。
なお、透過型のフォトインタラプタ601は、遮光部(突部512)が第1位置にある状態で遮光部が経路P1を遮らない位置(非遮光位置)に位置し、遮光部が第2位置にある状態で遮光部が経路P1上(遮光位置)に位置するように、配置されていてもよい。すなわち、遮光部(突部512)は、可動接点42が閉位置にある状態(接極子32が第2姿勢にある状態)で、発光素子62と受光素子65との間に位置してもよい。
また、突部512の位置、フォトインタラプタ601の位置及び姿勢等は、適宜変更可能である。
また、検出部5は、補助固定接点52、補助可動接点53、補助固定端子部54及び補助可動端子部55を更に備えていてもよい。その場合、カード51が、フォトインタラプタ601の空間SP1内で光の経路P1を遮る第1の突部512に加えて、補助可動端子部55のばね片554を動かすための第2の突部512を備えていてもよい。或いは、1つの突部512によって、光の経路P1を遮る機能とばね片554を動かす機能の両方を行ってもよい。
(3.6)変形例6
本変形例の接点装置10について、図16A~図17Dを参照して説明する。
本変形例の接点装置10について、図16A~図17Dを参照して説明する。
本変形例の接点装置10は、フォトインタラプタ6として、いわゆる反射型のフォトインタラプタ602を備えている。図16Aに示すように、反射型のフォトインタラプタ602では、発光素子62の発光面と受光素子65の受光面とが略同一面上に位置するように、発光素子62及び受光素子65がケース67に収容されている。反射型のフォトインタラプタ602は、フォトリフレクタと呼ばれることもある。なお、図16A以外では、フォトインタラプタ602の端子T1~T4の図示を省略している。
図16Aに示すように、フォトインタラプタ602のケース67は、矩形箱状の収容部670を有している。収容部670の所定面(同一面)には、発光素子62から放出された光を外部空間へ放出するための貫通孔68と、外部空間からの光を受光素子65へ導くための貫通孔69とが、並んで形成されている。図16Aに示すように、貫通孔68及び貫通孔69の各々は、ここでは丸孔である。
接点装置10は、反射体8を更に備えている。反射体8は、例えばミラーである。図16Bに示すように、反射体8は、収容部670の所定面と対向するように、収容部670と隙間をあけて配置されている。反射体8は、発光素子62から放出された光が受光素子65へ向かうように、発光素子62から放出された光を反射する。以下では、収容部670と反射体8との間の空間を「空間SP2」ともいう。
反射型のフォトインタラプタ602は、空間SP2での物体の存否を検出する。反射型のフォトインタラプタ602では、発光素子62から放出された光は、貫通孔68及び空間SP2を通って反射体8で反射され、空間SP2及び貫通孔69を通って受光素子65で受光される。そのため、反射型のフォトインタラプタ602では、発光素子62から放出された光が受光素子65へと至る経路P1は、発光素子62から放出された光が反射体8へ至る経路P11と、反射体8で反射された光が受光素子65へ至る経路P12と、を含む。
図16Bに示すように、経路P11上及び経路P12上のいずれにも物体が存在しない場合、発光素子62から放出された光は、反射体8に反射されて、受光素子65で受光される。一方、図16Cに示すように、経路P11上と経路P12上とのうちの少なくとも一方(図16Cの例では、経路P11上)に物体(図16Cの例では、遮光体7)が存在する場合、発光素子62から放出された光は、物体に遮られて受光素子65には届かない。すなわち、反射型のフォトインタラプタ602は、発光素子62が発光している状態での受光素子65の光の検出結果、具体的には、発光素子62が発光している状態で受光素子65が閾値レベル以上の強度の光を受光したか否かの結果によって、経路P1上に物体が存在するか否かを検出できる。
本変形例の接点装置10では、実施形態の接点装置10と同様に、補助可動接点53が遮光体7として機能する。すなわち、フォトインタラプタ6は、補助可動接点53の位置を検出することによって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出する。例えば、実施形態の接点装置10における第1収容部671の位置に、収容部670が配置され、第2収容部672の位置に反射体8が配置される。
本変形例の接点装置10では、図17A、図17Bに示すように、補助可動接点53が補助固定接点52と接触している状態(補助可動接点53の第1位置)で、光が発光素子62から放出され反射体8で反射されて受光素子65へ至る経路P1上に補助可動接点53が位置するように、フォトインタラプタ602が配置される。補助可動接点53が補助固定接点52から離間している状態(補助可動接点53の第2位置)では、図17C、図17Dに示すように、補助可動接点53は、経路P1を遮らない位置にある。
本変形例の接点装置10でも、フォトインタラプタ602によって、固定接点41と可動接点42とが互いに接触しているか否かを検出できる。これにより、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
なお、変形例2の接点装置10の場合と同様に、補助可動接点53は、補助可動接点53が補助固定接点52から離間している状態(補助可動接点53の第2位置)で、光が発光素子62から放出され反射体8で反射されて受光素子65へ至る経路P1上に、位置してもよい。この場合、補助可動接点53が補助固定接点52と接触している状態(補助可動接点53の第1位置)では、補助可動接点53は、経路P1を遮らない位置にある。
また、変形例3の接点装置10の場合と同様に、板状部材(補助可動端子部55の突出片551)を遮光体7として用いてもよい。すなわち、板状部材(突出片551)は、可動接点42が閉位置にある状態で、光が発光素子62から放出され反射体8で反射されて受光素子65へ至る経路P1上に、位置してもよい。或いは、板状部材(突出片551)は、可動接点42が開位置にある状態で、光が発光素子62から放出され反射体8で反射されて受光素子65へ至る経路P1上に、位置してもよい。
また、変形例4、5の接点装置10の場合と同様に、接極子32の遮光部(突部326又は突部512)を遮光体7として用いてもよい。すなわち、遮光部(突部326又は突部512)は、可動接点42が閉位置にある状態で、光が発光素子62から放出され反射体8で反射されて受光素子65へ至る経路P1上に、位置してもよい。或いは、遮光部(突部326又は突部512)は、可動接点42が開位置にある状態で、光が発光素子62から放出され反射体8で反射されて受光素子65へ至る経路P1上に、位置してもよい。遮光部(突部512)は、樹脂製であってもよい。また、接極子32において遮光部(突部512)を含む部分(カード51)は、樹脂製であってもよい。
また、反射型のフォトインタラプタ602と反射体8とは、接続部によって互いに接続されていて相対的な位置関係が固定されていてもよい(フォトインタラプタ601の接続部673を参照)。
また、図17A~図17Dの例では、貫通孔68と貫通孔69とが第1軸A1に沿って並ぶ姿勢でフォトインタラプタ602が配置されているが、これに限らず、例えば貫通孔68と貫通孔69とが第3軸A3に沿って並ぶ姿勢で配置されていてもよい。
また、反射体8の数は1つに限られず、複数であってもよい。
(3.7)その他の変形例
一変形例において、電磁石部3、主接点部4等の構造は、適宜変更されてもよい。接点装置10は、例えば、電磁石部3に永久磁石を使用した有極リレーであってもよいし、ラッチングリレーであってもよい。接点装置10は、ヒンジ型ではなくシーソー型或いはプランジャ型のリレーであってもよい。接極子32の変位は、回転移動ではなく平行移動(又は回転移動と平行移動との組み合わせ)であってもよい。また、主接点部4が備える接点構造の数は4つに限られず、1~3つ又は5つ以上であってもよい。
一変形例において、電磁石部3、主接点部4等の構造は、適宜変更されてもよい。接点装置10は、例えば、電磁石部3に永久磁石を使用した有極リレーであってもよいし、ラッチングリレーであってもよい。接点装置10は、ヒンジ型ではなくシーソー型或いはプランジャ型のリレーであってもよい。接極子32の変位は、回転移動ではなく平行移動(又は回転移動と平行移動との組み合わせ)であってもよい。また、主接点部4が備える接点構造の数は4つに限られず、1~3つ又は5つ以上であってもよい。
一変形例において、遮光位置にある状態で、遮光体7は、発光素子62から放出された光を全て遮らなくてもよく、受光素子65での光の受光強度が閾値レベル未満となる程度に遮ればよい。同様に、非遮光位置にある状態で、遮光体7は、受光素子65での光の受光強度が閾値レベル以上となれば、発光素子62から放出された光の一部を遮ってもよい。
一変形例において、補助接点対は、カード51による押付力で補助固定接点52と補助可動接点53との間の接圧を確保するいわゆるフレクシャ構造に限られず、ばね片554の弾性力によって補助固定接点52と補助可動接点53との間の接圧を確保するいわゆるリフトオフ構造であってもよい。
一変形例において、発光素子62は赤外線LEDであってもよいし可視光LEDであってもよいし、他の素子であってもよい。また、受光素子65は太陽電池に限られず、フォトトランジスタ等の他の素子であってもよい。
一変形例において、フォトインタラプタ6は、発光素子62と受光素子65とが一体のケース67に収容されていなくてもよく、互いに別体の収容ケースに収容されていてもよい。例えば、ケース67は、接続部673を備えずに、第1収容部671(第1ケース)と第2収容部672(第2ケース)とが物理的に分離された構造であってもよい。また、発光素子62及び受光素子65のうちの少なくとも一方は、ケースに収容されていなくてもよい。
一変形例において、フォトインタラプタ6は、接極子32の変位に応じて移動する移動部材(例えば、接極子32の第1部分321、補助可動端子部55のばね片554等)に固定されて、移動部材と一緒に移動してもよい。遮光体7は、接極子32の変位に応じて移動しない部材(例えば、ボディ2、ボビン33等)に固定されていてもよい。
(4)態様
以上説明した実施形態及び変形例から明らかなように、本明細書には以下の態様が開示されている。
以上説明した実施形態及び変形例から明らかなように、本明細書には以下の態様が開示されている。
第1の態様の接点装置(10)は、接極子(32)と、固定接点(41)と、可動接点(42)と、フォトインタラプタ(6)と、を備える。接極子(32)は、コイル(31)に流れる電流により発生する磁界に応じて変位する。可動接点(42)は、接極子(32)の変位に応じて、固定接点(41)と接触する閉位置と固定接点(41)から離れた開位置との間で移動する。フォトインタラプタ(6)は、発光素子(62)及び受光素子(65)を有する。フォトインタラプタ(6)は、固定接点(41)と可動接点(42)とが互いに接触しているか否かを検出する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第2の態様の接点装置(10)は、第1の態様において、補助固定接点(52)と、補助可動接点(53)と、を更に備える。補助可動接点(53)は、接極子(32)の変位に連動して移動し、補助固定接点(52)と接触又は離間する。フォトインタラプタ(6)は、補助可動接点(53)の位置を検出することによって、固定接点(41)と可動接点(42)とが互いに接触しているか否かを検出する。
この態様によれば、補助可動接点(53)によって固定接点(41)と可動接点(42)との間の溶着を検出でき、かつ、フォトインタラプタ(6)によって固定接点(41)と可動接点(42)との間の溶着を検出できる。これにより、溶着検出の信頼性の低下の更なる抑制を図ることが可能となる。
第3の態様の接点装置(10)では、第2の態様において、発光素子(62)と受光素子(65)とは、互いに対向して配置される。補助可動接点(53)は、補助可動接点(53)が補助固定接点(52)と接触している状態で発光素子(62)と受光素子(65)との間に位置する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第4の態様の接点装置(10)では、第2の態様において、発光素子(62)と受光素子(65)とは、互いに対向して配置される。補助可動接点(53)は、補助可動接点(53)が補助固定接点(52)から離間している状態で発光素子(62)と受光素子(65)との間に位置する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第5の態様の接点装置(10)は、第2の態様において、反射体(8)を更に備える。反射体(8)は、発光素子(62)から放出された光が受光素子(65)へ向かうように光を反射する。補助可動接点(53)は、補助可動接点(53)が補助固定接点(52)と接触している状態で、光が発光素子(62)から放出され反射体(8)で反射されて受光素子(65)へ至る経路(P1)上に、位置する、又は補助可動接点(53)が補助固定接点(52)から離間している状態で、光が発光素子(62)から放出され反射体(8)で反射されて受光素子(65)へ至る経路(P1)上に、位置する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第6の態様の接点装置(10)では、第1の態様において、接極子(32)は、遮光部(突部326;512)を有する。フォトインタラプタ(6)は、遮光部の位置を検出することによって、固定接点(41)と可動接点(42)とが互いに接触しているか否かを検出する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第7の態様の接点装置(10)では、第6の態様において、発光素子(62)と受光素子(65)とは、互いに対向して配置される。遮光部は、可動接点(42)が閉位置にある状態で、発光素子(62)と受光素子(65)との間に位置する、又は可動接点(42)が開位置にある状態で、発光素子(62)と受光素子(65)との間に位置する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第8の態様の接点装置(10)は、第6の態様において、反射体(8)を更に備える。反射体(8)は、発光素子(62)から放出された光が受光素子(65)へ向かうように光を反射する。遮光部は、可動接点(42)が閉位置にある状態で、光が発光素子(62)から放出され反射体(8)で反射されて受光素子(65)へ至る経路(P1)上に、位置する、又は、可動接点(42)が開位置にある状態で、光が発光素子(62)から放出され反射体(8)で反射されて受光素子(65)へ至る経路(P1)上に、位置する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第9の態様の接点装置(10)では、第6~第8のいずれか1つの態様において、遮光部(突部512)は、樹脂製である。
この態様によれば、発光素子(62)からの光が当たる遮光部が樹脂製のため、遮光部での光の反射を抑制でき、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第10の態様の接点装置(10)では、第9の態様において、接極子(32)において遮光部(突部512)を含む部分(カード51)は、樹脂製である。
この態様によれば、発光素子(62)からの光が当たる遮光部が樹脂製のため、遮光部での光の反射を抑制でき、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第11の態様の接点装置(10)は、第1の態様において、コイル(31)と、ボディ(2)と、板状部材(突出片551)と、を更に備える。ボディ(2)は、コイル(31)を保持する。板状部材は、ボディ(2)に設けられ、接極子(32)の変位に応じて移動する。フォトインタラプタ(6)は、板状部材の位置を検出することによって、固定接点(41)と可動接点(42)とが互いに接触しているか否かを検出する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第12の態様の接点装置(10)では、第11の態様において、発光素子(62)と受光素子(65)とは、互いに対向して配置される。板状部材は、可動接点(42)が閉位置にある状態で発光素子(62)と受光素子(65)との間に位置する、又は可動接点(42)が開位置にある状態で発光素子(62)と受光素子(65)との間に位置する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第13の態様の接点装置(10)は、第11の態様において、反射体(8)を更に備える。反射体(8)は、発光素子(62)から放出された光が受光素子(65)へ向かうように光を反射する。板状部材は、可動接点(42)が閉位置にある状態で、光が発光素子(62)から放出され反射体(8)で反射されて受光素子(65)へ至る経路(P1)上に、位置する、又は、可動接点(42)が開位置にある状態で、光が発光素子(62)から放出され反射体(8)で反射されて受光素子(65)へ至る経路(P1)上に、位置する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第14の態様の接点装置(10)は、第1~第13のいずれか1つの態様において、遮光体(7)を備える。遮光体(7)は、接極子(32)の一部(突部326;512)である、又は接極子(32)の変位に連動して移動する部材(補助可動接点53:突出片551)である。遮光体(7)は、接極子(32)の変位に応じて、発光素子(62)から放出された光が受光素子(65)へと至る経路(P1)上に位置して経路(P1)を遮る遮光位置と、経路(P1)を遮らない非遮光位置と、の間で移動する。
この態様によれば、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
第15の態様の接点装置(10)は、第1~第14のいずれか1つの態様において、コイル(31)を更に備える。フォトインタラプタ(6)は、コイル(31)と固定接点(41)とを結ぶ軸において、コイル(31)を基準として固定接点(41)と反対側に位置する。
この態様によれば、フォトインタラプタ(6)が、固定接点(41)と可動接点(42)との間で発生し得るアーク等の影響を受けにくくなり、溶着検出の信頼性の低下の抑制を図ることが可能となる。
10 接点装置
2 ボディ
31 コイル
32 接極子
326 突部(遮光部)
41 固定接点
42 可動接点
512 突部(遮光部)
52 補助固定接点
53 補助可動接点
551 突出片(板状部材)
6 フォトインタラプタ
62 発光素子
65 受光素子
7 遮光体
8 反射体
P1 経路
2 ボディ
31 コイル
32 接極子
326 突部(遮光部)
41 固定接点
42 可動接点
512 突部(遮光部)
52 補助固定接点
53 補助可動接点
551 突出片(板状部材)
6 フォトインタラプタ
62 発光素子
65 受光素子
7 遮光体
8 反射体
P1 経路
Claims (15)
- コイルに流れる電流により発生する磁界に応じて変位する接極子と、
固定接点と、
前記接極子の変位に応じて、前記固定接点と接触する閉位置と前記固定接点から離れた開位置との間で移動する可動接点と、
発光素子及び受光素子を有し、前記固定接点と前記可動接点とが互いに接触しているか否かを検出するフォトインタラプタと、
を備える、
接点装置。 - 補助固定接点と、
前記接極子の変位に連動して移動し、前記補助固定接点と接触又は離間する補助可動接点と、
を更に備え、
前記フォトインタラプタは、前記補助可動接点の位置を検出することによって、前記固定接点と前記可動接点とが互いに接触しているか否かを検出する、
請求項1に記載の接点装置。 - 前記発光素子と前記受光素子とは、互いに対向して配置され、
前記補助可動接点は、前記補助可動接点が前記補助固定接点と接触している状態で前記発光素子と前記受光素子との間に位置する、
請求項2に記載の接点装置。 - 前記発光素子と前記受光素子とは、互いに対向して配置され、
前記補助可動接点は、前記補助可動接点が前記補助固定接点から離間している状態で前記発光素子と前記受光素子との間に位置する、
請求項2に記載の接点装置。 - 前記発光素子から放出された光が前記受光素子へ向かうように前記光を反射する反射体を、更に備え、
前記補助可動接点は、
前記補助可動接点が前記補助固定接点と接触している状態で、前記光が前記発光素子から放出され前記反射体で反射されて前記受光素子へ至る経路上に、位置する、又は
前記補助可動接点が前記補助固定接点から離間している状態で、前記光が前記発光素子から放出され前記反射体で反射されて前記受光素子へ至る経路上に、位置する、
請求項2に記載の接点装置。 - 前記接極子は、遮光部を有し、
前記フォトインタラプタは、前記遮光部の位置を検出することによって、前記固定接点と前記可動接点とが互いに接触しているか否かを検出する、
請求項1に記載の接点装置。 - 前記発光素子と前記受光素子とは、互いに対向して配置され、
前記遮光部は、
前記可動接点が前記閉位置にある状態で、前記発光素子と前記受光素子との間に位置する、又は
前記可動接点が前記開位置にある状態で、前記発光素子と前記受光素子との間に位置する、
請求項6に記載の接点装置。 - 前記発光素子から放出された光が前記受光素子へ向かうように前記光を反射する反射体を、更に備え、
前記遮光部は、
前記可動接点が前記閉位置にある状態で、前記光が前記発光素子から放出され前記反射体で反射されて前記受光素子へ至る経路上に、位置する、又は、
前記可動接点が前記開位置にある状態で、前記光が前記発光素子から放出され前記反射体で反射されて前記受光素子へ至る経路上に、位置する、
請求項6に記載の接点装置。 - 前記遮光部は、樹脂製である、
請求項6~8のいずれか1項に記載の接点装置。 - 前記接極子において前記遮光部を含む部分は、樹脂製である、
請求項9に記載の接点装置。 - 前記コイルと、
前記コイルを保持するボディと、
前記ボディに設けられ、前記接極子の変位に応じて移動する板状部材と、
を更に備え、
前記フォトインタラプタは、前記板状部材の位置を検出することによって、前記固定接点と前記可動接点とが互いに接触しているか否かを検出する、
請求項1に記載の接点装置。 - 前記発光素子と前記受光素子とは、互いに対向して配置され、
前記板状部材は、
前記可動接点が前記閉位置にある状態で、前記発光素子と前記受光素子との間に位置する、又は
前記可動接点が前記開位置にある状態で、前記発光素子と前記受光素子との間に位置する、
請求項11に記載の接点装置。 - 前記発光素子から放出された光が前記受光素子へ向かうように前記光を反射する反射体を更に備え、
前記板状部材は、
前記可動接点が前記閉位置にある状態で、前記光が前記発光素子から放出され前記反射体で反射されて前記受光素子へ至る経路上に、位置する、又は、
前記可動接点が前記開位置にある状態で、前記光が前記発光素子から放出され前記反射体で反射されて前記受光素子へ至る経路上に、位置する、
請求項11に記載の接点装置。 - 遮光体を備え、前記遮光体は、前記接極子の一部、又は前記接極子の変位に連動して移動する部材であり、
前記遮光体は、前記接極子の変位に応じて、
前記発光素子から放出された光が前記受光素子へと至る経路上に位置して前記経路を遮る遮光位置と、
前記経路を遮らない非遮光位置と、
の間で移動する、
請求項1~13のいずれか1項に記載の接点装置。 - 前記コイルを更に備え、
前記フォトインタラプタは、前記コイルと前記固定接点とを結ぶ軸において、前記コイルを基準として前記固定接点と反対側に位置する、
請求項1~14のいずれか1項に記載の接点装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-099158 | 2022-06-20 | ||
JP2022099158 | 2022-06-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2023248739A1 true WO2023248739A1 (ja) | 2023-12-28 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2023/020218 WO2023248739A1 (ja) | 2022-06-20 | 2023-05-31 | 接点装置 |
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Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2023248739A1 (ja) |
Citations (7)
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2023
- 2023-05-31 WO PCT/JP2023/020218 patent/WO2023248739A1/ja unknown
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