(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上述した一方の接点は、その表面が球面状に形成されているため、加工の困難を伴う球面加工が必要になる。従って、加工が複雑な分、製造コストが増大してしまう。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、接点間の接触圧を確保でき、且つ加工が容易な接点を有する継電器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
(1)上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る継電器は、固定接点と、前記固定接点に対して進退可能であり、前記固定接点と接触することにより前記固定接点との間で通電する可動接点と、を備えた継電器であって、前記固定接点及び前記可動接点の少なくとも一方は、一方向に延びるように形成され、その延出方向に垂直な断面形状が該延出方向に亘って同じであり、前記断面形状における相手側の接点と当接する側の部分は、前記相手側の接点に向かって膨出する曲線状に形成された曲線部として設けられている。
【0008】
この構成によると、固定接点及び可動接点の少なくとも一方は、通電の際、相手側の接点に向かって膨出する部分が相手側の接点と接触する。よって、例えば固定接点及び可動接点の双方が平坦である場合と比べると、固定接点と可動接点との間の接触圧を高くできるため、両者の間の電気抵抗を低減できる。
【0009】
そして、この構成によると、上述のような曲線部を有する接点は、該接点の延出方向に亘って断面形状が同じである。よって、例えば接点の表面形状が球面等の2次曲面状に形成されているものと比べると、容易に加工することができる。
【0010】
従って、この構成によれば、接点間の接触圧を確保でき、且つ加工が容易な接点を有する継電器を提供できる。
【0011】
また、この構成によれば、接点の加工が容易であるため、例えば2次曲面状の接点を形成するには加工が困難であるタングステン等の高強度材料を用いて接点を形成することが比較的容易になる。
【0012】
(2)好ましくは、前記曲線部は、前記固定接点及び前記可動接点の双方に形成され、前記固定接点及び前記可動接点は、それぞれの前記延出方向が、前記可動接点の進退方向から視て互いに交わるように配置されている。
【0013】
上述のような曲線部を有する接点は、該接点の延出方向に亘って断面形状が同じであるため、その頂部(相手側の接点に向かって膨出した部分のうち、相手側の接点に最も近い部分)が直線状になる。よって、例えば、一方の接点が上述のような曲線部を有する形状に形成され、且つ、他方の接点の表面が平坦に形成されている場合、通電の際、双方の接点は線接触する。
【0014】
これに対して、この構成によると、双方の接点に形成された直線状の頂部同士が交差した状態で接触するため、双方の接点が点接触することになる。これにより、接点間の接触面積を小さくできるため、端子間の接触圧をより高めることができる。
【0015】
(3)更に好ましくは、前記固定接点及び前記可動接点は、それぞれの前記延出方向が、前記可動接点の進退方向から視て互いに直交するように配置されている。
【0016】
この構成によると、双方の接点をより確実に点接触させることができるため、接点間の接触圧をより一層高めることができる。
【0017】
(4)好ましくは、前記固定接点に対する前記可動接点の進退方向は、該可動接点の前記延出方向を含み且つ前記固定接点の前記延出方向と平行な平面、と直交する方向に設定されている。
【0018】
この構成によると、可動接点が固定接点に対して押圧される力を、該可動接点の進退方向の垂直面に分散することなく、固定接点に伝えることができる。従って、両接点間の接触圧をより高めることができる。
【0019】
(5)好ましくは、前記曲線部は、円弧状に形成されている。
【0020】
この構成によると、前記曲線部を、曲線として比較的簡易な形状である円弧で形成することができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によると、接点間の接触圧を確保でき、且つ加工が容易な接点を有する継電器を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係る継電器1は、一例として、図示は省略するが、航空機に搭載される高圧電源装置(いわゆるラックアンドパネル)に用いられる。しかし、これに限らず、継電器1を有するもの一般に広く適用できる。
【0024】
[構成]
図1及び
図2は、本発明の実施形態に係る継電器1の構造を説明するための図であって、
図1は正面図、
図2は
図1のII-II線における断面図である。
図1及び
図2に示すように、本実施形態に係る継電器1は、ハウジング2と、基台10と、固定接点17及び可動接点36を有する継電器本体部20とを備えている。本実施形態に係る継電器1では、基台10上に固定された固定端子15の固定接点17に対して、可動端子35の可動接点36が進退することにより、固定接点17と可動接点36とが接触したり離間したりする。これにより、継電器1は、通電と非通電とを切り替える。
【0025】
なお、以下では、説明の便宜上、各図において上と記載された矢印が指示する方向であって、基台10に対して継電器本体部20が配置されている側を上側又は上方とする。また、各図において下と記載された矢印が指示する方向であって、継電器本体部20に対して基台10が配置されている側を下側又は下方と称する。また、
図2において右と記載された矢印が指示する方向を右側、左と記載された矢印が指示する方向を左側と称する。
図2における左右方向は、固定端子15が延びる方向に対応する。
【0026】
ハウジング2は、矩形状の底部3と、該底部3と一体に形成される複数の側壁部4とを有する略箱状に形成されている。ハウジング2には、上方に開口する開口部が形成され、この開口部に、継電器本体部20が配置される。また、底部3の中央部分には、基台10が嵌合する貫通孔3aが形成されている。継電器1では、ハウジング2の底部3が、例えば高圧電源装置の基板(図示省略)に設置された状態で、ボルト等で固定される。
【0027】
基台10は、所定の厚みを有する板状に形成され、一例として絶縁性を有するプラスチック材料で構成されている。基台10は、
図2に示すように、下面12が全面に亘ってハウジング2から露出した状態で、貫通孔3aに嵌まり込んで固定されている。基台10の上面11には、一対の固定端子15,15が固定されている。
【0028】
一対の固定端子15,15は、それぞれ、平面視が略長方形状の板状に形成されている。一対の固定端子15,15は、
図2に示すように、各固定端子15の長手方向(
図2の左右方向)における一端部同士が対向するように、直線状に配置されている。各固定端子15の上側には、長手方向の一端側であって相手側の固定端子15と対向する側の部分に、固定接点17が設けられる。一方、固定端子15の長手方向の他端側は、ボルト18によってハウジング2の底部3に締結されている。なお、図示は省略するが、本実施形態では、一対の固定端子15,15が3組、設けられている。具体的には、直線状に配置された一対の固定端子15,15が、該固定端子15の幅方向に等間隔となるように、3組、設けられている。
【0029】
継電器本体部20は、固定部21と可動部30とを有している。継電器本体部20は、固定部21に発生する磁界によって可動部30が変位するように構成されている。
【0030】
固定部21は、固定接点17を有する固定端子15と、ケース部22と、支持部23と、コイル部24と、固定鉄心28とを有している。固定部21は、ハウジング2、又はハウジング2に固定された基台10に固定されている。
【0031】
固定端子15は、本実施形態では、6つ設けられている。各固定端子15の上面には、固定接点17が設けられている。固定接点17は、一例として、ろう付けにより固定端子15に対して固定されているが、これに限らず、その他の手法により固定端子15に対して固定されていてもよい。固定接点17の詳細な構成については、詳しくは後述する。
【0032】
ケース部22は、円筒状に形成されている。ケース部22の内部には、コイル部24及び固定鉄心28等が収容されている。
【0033】
支持部23は、ケース部22をハウジング2に対して固定するためのものである。支持部23は、1枚の板金が折り曲げて形成されている。支持部23は、平坦部25と、一対の脚部26とを有している。
【0034】
平坦部25は、ケース部22を設置可能な大きさの正方形状に形成されている。平坦部25の四隅には、後述する4本の連結部材33のそれぞれが上下方向にスライド可能に挿通するシャフト孔が形成されている。一対の脚部26のそれぞれには、2つのネジ孔部26aが形成されている。支持部23は、平坦部25にケース部22の底面が設置されて固定された状態で、ネジ孔部26aが、ボルト27によってハウジング2に対して締結されることにより、ケース部22をハウジング2に対して固定する。
【0035】
コイル部24は、コイル線(図示省略)が巻回されることにより、略円筒状となるように形成される。コイル部24は、その中心軸がケース部22の中心軸と同軸となるように、ケース部22内に収容されている。コイル部24は、コイル線に電流が流れることにより、可動部30の可動鉄心37が固定鉄心28側(
図2の下方)へ引き付けられるような磁界が内部に発生するように構成されている。
【0036】
可動部30は、上側プレート31及び下側プレート32と、連結部材33と、シャフト部34と、シャフト部34の下端部に取り付けられる可動端子35と、可動鉄心37と、を有している。可動部30は、これらの部材が互いに組み立てられることにより一体化され、固定部21に対して上下方向にスライド移動するように構成されている。
【0037】
上側プレート31は、ケース部22の上方に配置されている。上側プレート31は、平面視が略長方形の板状に形成されている。下側プレート32は、支持部23の平坦部25の下方に配置されている。下側プレート32は、上方から視て上側プレート31に概ね対応する大きさに形成され、上側プレート31よりも上下方向にやや肉厚に形成されている。
【0038】
連結部材33は、細長い棒状の部材である。本実施形態では、4本の連結部材33が設けられている。連結部材33は、上側プレート31と下側プレート32とを連結している。具体的には、各連結部材33は、一端部が上側プレート31の角部に固定され、他端部が、下側プレート32における前記上側プレート31の角部に対応する角部に固定されている。各連結部材33は、平坦部25に形成された各シャフト孔に挿通されている。
【0039】
シャフト部34は、一端部が下側プレート32に固定されて下方へ延びるように形成されている。各シャフト部34は、上方から視て、一対の固定端子15,15における2つの固定接点17の間に配置されている。シャフト部34の他端部(下端部)には、シャフト部34の外周から径方向外側へ突出する突出部34aが形成されている。
【0040】
可動端子35は、平面視が長方形の板状に形成され、
図2の上方から視て、一対の固定端子15,15の間の部分に跨るように配置されている。可動端子35の中央部分には、シャフト部34が挿通する貫通孔35aが形成されている。可動端子35は、貫通孔35aにシャフト部34が挿通した状態で、突出部34aによって支持されている。また、可動端子35の上面と下側プレート32の下面との間には、シャフト部34の外周を取り囲むようにコイルバネ39が配置されている。コイルバネ39は、可動端子35を下側プレート32に対して下方へ付勢している。
【0041】
可動端子35の長手方向の両端部には、それぞれ、可動接点36が設けられている。可動端子35は、上方から視て、2つの可動接点36のそれぞれが、一対の固定端子15,15における2つの固定接点17のそれぞれと重なるように、配置されている。可動接点36は、一例として、ろう付けにより可動端子35に対して固定されているが、これに限らず、その他の手法により可動端子35に対して固定されていてもよい。なお、可動接点36の詳細な構成については、詳しくは後述する。
【0042】
可動鉄心37は、円柱状に形成された金属製の部材で構成されている。可動鉄心37は、ボルト38によって上側プレート31に固定されている。可動鉄心37は、その中心軸がコイル部24の中心軸と同軸となるように、且つ、下面が、ケース部22内に設けられた固定鉄心28の上面と間隔をあけた状態で、コイル部24内における上側の空間に収容される。
【0043】
可動鉄心37は、バネ(図示省略)によって、基台10と離れる方向(
図2における上側)へ向かって付勢されている。これにより、可動鉄心37を含む可動部30は、コイル部24に電流が流れていない状態(非通電状態)においては、上記バネによって上側に付勢される。その結果、可動部30は、非通電状態では、
図2に示すように、固定接点17と可動接点36とが離れた状態で保持される。
【0044】
[固定接点及び可動接点の詳細構造]
図3から
図5は、固定接点17及び可動接点36の形状を説明するための図である。具体的には、
図3は、
図2におけるIII部を拡大して示す図であり、
図4は、
図3のIV-IV線における断面図であり、
図5は、固定接点及び可動接点の位置関係を説明するための模式図であって、固定接点及び可動接点のみを図示する斜視図である。固定接点17及び可動接点36は、比較的導電率の高い金属製の材料、例えば一例として、銅及び銀の合金によって構成されている。なお、これに限らず、タングステン材料によって構成してもよい。
【0045】
図3及び
図5に示すように、固定接点17は、やや肉厚な片状に形成され、その一方側の面(可動接点36と接触する側の面)が、可動接点36側に向かって膨出する固定接点側曲面17aとして設けられている。固定接点17は、該固定接点17が延びる延出方向に垂直な断面形状CS1が、該固定接点17の延出方向に亘って同じとなるように形成されている。固定接点17では、その断面形状CS1における可動接点36と当接する側の部分は、可動接点36に向かって膨出する曲線状に形成された固定接点側曲線部17bとして設けられている。本実施形態では、固定接点側曲線部17bは、円弧状に形成されている。固定接点側曲線部17bの曲率は、当該固定接点側曲線部17b全体に亘って一律に設定されている。固定接点17における最も可動接点36側に配置される部分(
図3における最も上側に位置している部分)は、固定接点17の延出方向に沿って延びる直線状の頂部17cとして設けられている。
【0046】
可動接点36も、固定接点17と同様、やや肉厚な片状に形成されている。
図4及び
図5に示すように、可動接点36の一方側の面(固定接点17と接触する側の面)は、固定接点17側に向かって膨出する可動接点側曲面36aとして設けられている。可動接点36は、該可動接点36が延びる延出方向に垂直な断面形状CS2が、該可動接点36の延出方向に亘って同じとなるように形成されている。可動接点36では、その断面形状CS2における固定接点17と当接する側の部分は、固定接点17に向かって膨出する曲線状に形成された可動接点側曲線部36bとして設けられている。本実施形態では、可動接点側曲線部36bは、円弧状に形成されている。可動接点側曲線部36bの曲率も、固定接点側曲線部17bの場合と同様、当該可動接点側曲線部36b全体に亘って一律に設定されている。可動接点36における最も固定接点17側に配置される部分(
図4における最も下側に位置している部分)は、可動接点36の延出方向に沿って延びる直線状の頂部36cとして設けられている。
【0047】
固定接点17及び可動接点36は、可動接点36の進退方向(
図5の上下方向)から視て、各接点17,36の延出方向が交わるように配置されている。本実施形態では、固定接点17及び可動接点36は、上記進退方向から視て、各接点17,36の延出方向が直交するように配置されている。
【0048】
また、本実施形態に係る継電器1では、固定接点17に対する可動接点36の進退方向が、該可動接点36の延出方向を含み且つ固定接点17の延出方向と平行な平面、と直交する方向(
図5の上下方向)に設定されている。
【0049】
[継電器の動作]
上述のような構成の継電器1において、コイル部24に電流が流れると、コイル部24の周囲に磁界が形成される。すると、この磁界中に配置されている可動鉄心37は、磁気抵抗が小さくなる方向に移動する。すなわち、可動鉄心37は、磁気抵抗を小さくするように、固定鉄心28側(
図2の下側)へ移動する。これにより、可動部30は、可動鉄心37に作用するバネの付勢力に抗して、全体的に下方へ移動する。そして、可動端子35が固定端子15側へ進んで可動接点36と固定接点17とが接触し、両者の間に電流が流れる。これにより、継電器1がオン状態となる。
【0050】
上述のように可動接点36が固定接点17に接触する際、可動接点36における直線状の頂部36cが、固定接点17における直線状の頂部17cと交差した状態で接触する。すなわち、固定接点17と可動接点36とは点接触する。これにより、例えば両接点の接触部分が平坦に形成されている場合と比べると、両接点17,36間の接触圧が増大するため、両接点17,36間の電気抵抗が低減する。
【0051】
一方、コイル部24に電流が流れなくなると、コイル部24の周囲に発生する磁界が消滅するため、可動部30は、バネによって上方へ押し上げられる。その結果、固定接点17が可動接点36から後退して離れるため、両者の間に電流が流れなくなり、継電器1がオフ状態となる。
【0052】
[効果]
以上のように、本実施形態に係る継電器1では、固定接点17及び可動接点36の少なくとも一方は、相手側の接点36,27に向かって膨出する部分が、相手側の接点36,17と接触する。よって、例えば固定接点及び可動接点の双方が平坦である場合と比べると、固定接点と可動接点との間の接触圧を高くできるため、両者の間の電気抵抗を低減できる。
【0053】
また、継電器1では、上述のような曲線部17b,36bを有する接点17,36は、該接点17,36の延出方向に亘って断面形状CS1,CS2が同じである。よって、例えば接点の表面形状が球面等の2次曲面状に形成されているものと比べると、容易に加工することができる。
【0054】
従って、継電器1によれば、接点間の接触圧を確保でき、且つ加工が容易な接点を有する継電器を提供できる。
【0055】
また、継電器1の各接点17,36は、各接点17,36の延出方向に亘って断面形状CS1,CS2が同じである。よって、各接点17,36を製造する際、例えば一例として、以下のように製造することができる。具体的には、棒状の部材の外周面を切削加工して断面形状が断面形状CS1,CS2と同じ形状になるようにする。そして、該棒状の部材を、各接点17,36に必要な長さ毎に切断する。これにより、各接点17,36を比較的容易に製造できる。各接点17,36は、このように容易に製造できるため、例えば表面形状が2次曲面状の接点を形成するには加工が困難であるタングステン等の高強度材料を用いて接点を形成することが容易になる。
【0056】
また、継電器1では、曲線部17b,36bを有する各接点17,36は、各接点17,36の延出方向に亘って断面形状CS1,CS2が同じであり、その頂部17c,36cが直線状に形成されている。そして、各接点17,36の頂部17c、36cは、可動接点36の進退方向から視て交差するように配置されているため、継電器1の通電の際、双方の接点17,36は点接触する。これにより、接点17,36間の接触圧をより高めることができる。
【0057】
また、継電器1では、各接点17,36の頂部17c、36cが、可動接点36の進退方向から視て直交するように配置されている。従って、双方の接点17,36をより確実に点接触させることができるため、接点17,36間の接触圧をより一層高めることができる。
【0058】
また、継電器1では、両接点17,36が、両接点17,36の頂部17c,36cが延びる方向と直交する方向において互いに接触する。これにより、可動接点36が固定接点17に対して押圧される力を、該可動接点36の進退方向の垂直面に分散することなく、固定接点17に伝えることができる。従って、両接点17,36間の接触圧をより高めることができる。
【0059】
また、継電器1では、各接点17,36の曲線部17b,36bを、曲線として比較的簡易な形状である円弧で形成しているため、接点17,36を容易に形成できる。
【0060】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のような変形例を実施してもよい。
【0061】
(1)上記実施形態では、各接点17,36の曲線部17b,36bを、円弧状に形成したが、この限りでなく、相手側の接点に向かって膨出するような曲線であれば、どのような曲線であってもよい。例えば、サイクロイド曲線、又は放物線などであってもよい。
【0062】
(2)
図6は、変形例に係る接点の断面形状を示す断面図である。上記実施形態では、各接点17,36の曲線部17b,36bの曲率を、一律に設定したが、これに限らない。例えば、
図6(A)に示すように、各接点45の曲線部45bの曲率を、部位ごとに異なる曲率としてもよく、また、
図6(B)に示すように、曲線部46bにおける頂部付近のみを曲線状に形成し、その他の部分を直線状に形成してもよい。
【0063】
(3)上記実施形態では、固定接点17及び可動接点36が、可動接点36の進退方向から視て、各接点17,36の延出方向が直交するように配置されているが、これに限らず、各接点17,36の延出方向が交わっていればよい。例えば一例として、各接点17,36の延出方向が、可動接点36の進退方向から視て、45度、又は30度で交差していてもよい。
【0064】
(4)上記実施形態では、双方の接点17,36について、相手側の接点36,17に向かって膨出するように形成したが、これに限らず、一方の接点を平坦状に形成し、他方の接点のみを相手側の接点に向かって膨出するように形成してもよい。