特開 2024-178928 電気機械リレーおよび電気機械リレーのための監視スイッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024178928

(43)【公開日】2024-12-25

(54)【発明の名称】電気機械リレーおよび電気機械リレーのための監視スイッチ

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/54 20060101AFI20241218BHJP

   H01H 50/04 20060101ALI20241218BHJP

【ＦＩ】

H01H50/54 C

H01H50/04 C

H01H50/04 D

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024094173

(22)【出願日】2024-06-11

(31)【優先権主張番号】10 2023 115 318.8

(32)【優先日】2023-06-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】518345815

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ソリューソンズ ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110004347

【氏名又は名称】弁理士法人大場国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カトリン シャートラー

(72)【発明者】

【氏名】トーマス ヘーネル

(72)【発明者】

【氏名】マティアス クレカー

(57)【要約】      （修正有）

【課題】長期にわたる確実な機能をもたらす電気機械リレーを提供する。
【解決手段】コンタクト装置（１５）は、可動アーマチュアと、アーマチュアを移動させるためのコイルと、アーマチュアに接続された軸（１８）と、コンタクトチャンバ（２３）の固定されたリレーコンタクト（１９）に接触するように軸（１８）に配置されたコンタクトブリッジ（１２）とを有する。リレー（１３）のスイッチング状態を監視するためのスイッチコンタクトを含む監視スイッチ（２０）が、リレーハウジング（１４）に配置されている。スイッチコンタクトを、コンタクト装置（１５）により変位させることのできるアクチュエータ（９）によって作動させることができる。リレー（１３）の監視スイッチ（２０）は、リレーハウジング（１４）とは別個のスイッチハウジング（２１）を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機械リレー（１３）であって、
前記リレー（１３）のコンタクトチャンバ（２３）を取り囲むリレーハウジング（１４）と、
前記コンタクトチャンバ（２３）に配置されたコンタクト装置（１５）と
を備え、
前記コンタクト装置（１５）は、可動アーマチュア（１６）と、前記アーマチュア（１６）を移動させるためのコイル（１７）と、前記アーマチュア（１６）に接続された軸（１８）と、前記コンタクトチャンバ（２３）の固定されたリレーコンタクト（１９）に接触するように前記軸（１８）に配置されたコンタクトブリッジ（１２）とを有し、
前記リレー（１３）のスイッチング状態を監視するためのスイッチコンタクトを含む監視スイッチ（２０）が、前記リレーハウジング（１４）に配置され、
前記スイッチコンタクトを、前記コンタクト装置（１５）により変位させることのできるアクチュエータ（９）によって作動させることができる、電気機械リレー（１３）において、
前記監視スイッチ（２０）は、前記リレーハウジング（１４）とは別個のスイッチハウジング（２１）を有することを特徴とする、電気機械リレー（１３）。

【請求項2】

前記リレーハウジング（１４）および／または前記スイッチハウジング（２１）は、前記監視スイッチ（２０）の前記アクチュエータ（９）のためのアクチュエータガイド（２２）を有することを特徴とする、請求項１に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項3】

前記アクチュエータガイド（２２）は、少なくとも部分的にラビリンス（１１）を形成することを特徴とする、請求項２に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項4】

前記アクチュエータ（９）は、前記コンタクトブリッジ（１２）に対向する前記リレーハウジング（１４）の領域で、前記コンタクトブリッジ（１２）と前記監視スイッチ（２０）との間に延びることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項5】

前記監視スイッチ（２０）は、前記リレーコンタクト（１９）間に配置されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項6】

前記アクチュエータ（９）は、前記コンタクトブリッジ（１２）と反対の側を向く前記リレーハウジング（１４）の領域で、前記アーマチュア（１６）または前記軸（１８）と前記監視スイッチ（２０）との間に延びることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項7】

前記アクチュエータ（９）は、セラミック材料から形成されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項8】

前記監視スイッチ（２０）は、スイッチコンタクトとしてのコンタクトアーム（２）と相手側コンタクトアーム（１）とを有し、前記コンタクトアーム（２）は、前記相手側コンタクトアーム（１）に接触するように、前記相手側コンタクトアーム（１）に向かって少なくとも部分的に可動であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項9】

前記コンタクトアーム（２）および／または前記相手側コンタクトアーム（１）は、ばね要素として設計されていることを特徴とする、請求項８に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項10】

前記コンタクトアーム（２）と前記相手側コンタクトアーム（１）とは、互いに対して軸方向および／または横方向に変位可能であるように配置されていることを特徴とする、請求項８または９に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項11】

前記コンタクトアーム（２）は、曲がり部（２４）または角度を有することを特徴とする、請求項８から１０のいずれか一項に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項12】

前記コンタクトアーム（２）は、アクチュエータレセプタクル（５）を有することを特徴とする、請求項８から１１のいずれか一項に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気機械リレー（１３）のための監視スイッチ（２０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気機械リレー、およびそのような電気機械リレーのための監視スイッチに関する。

【背景技術】

【0002】

そのような電気機械リレーは、例えば、いわゆるＨＶリレーとして高電圧範囲で使用することができ、例えば、自動車分野において、特にエレクトロモビリティにおいて、またはハイブリッド車に対して使用されている。電気機械リレーを使用して、リレーを通って延びる線路を開閉することによって、回路を通る電流の流れを制御することができる。特に高電圧範囲において、例えば、充電プロセスを開始するときの安全状態を確実なものにするため、リレーコンタクトに対するコンタクトブリッジの片側溶接を検出するため、またはスイッチング状態を出力手段に表示できるようするために、リレーのスイッチング状態を監視する必要があり得る。

【0003】

リレーハウジングに組み込まれ、コンタクト装置（ｃｏｎｔａｃｔ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に近接して位置決めされることによってスイッチング位置の正確な監視を可能にするマイクロスイッチに向けて、ますます努力がなされている。実際に使用可能な監視スイッチは、通常、既存のリレーに適していない取付空間を必要とする。加えて、使用可能な監視スイッチを、回路基板に一定の間隔で取り付ける必要があるため、追加の取付空間が必要であり、追加のコストもかかる。

【0004】

文献ＣＮ２１４２５４２８０Ｕは、マイクロスイッチを含むリレーを開示しており、このマイクロスイッチは、リレーコンタクト間に配置され、コンタクト装置の軸と反対の側にアクチュエータを有する。コンタクトブリッジを含む軸を、リレーコンタクトの方向に変位させると、軸は、マイクロスイッチのアクチュエータをマイクロスイッチの２つの平行なコンタクトアームの方向に押し、したがって、コンタクトアーム間で接触が行われ、マイクロスイッチのスイッチング状態が変化する。マイクロスイッチは、コンタクト装置を含むコンタクトチャンバとマイクロスイッチチャンバとの間に開口部が設けられ、かつマイクロスイッチのアクチュエータが前記開口部に挿入されている状態で、リレーハウジングに埋め込まれている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この背景に対して、本発明の目的は、リレーのスイッチング位置の長期にわたる確実な監視を可能にする、監視スイッチを備える電気機械リレー、およびそのようなリレーに適した監視スイッチを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的は、請求項１に記載の電気機械リレー、および請求項１３に記載の監視スイッチによって達成される。有利な実施形態は、従属請求項、明細書、および図面に開示されている。

【0007】

独立請求項１の特徴によれば、リレーのコンタクトチャンバを取り囲むリレーハウジングと、コンタクトチャンバに配置されたコンタクト装置とを備える、電気機械リレーが提案され、コンタクト装置は、可動アーマチュアと、アーマチュアを移動させるためのコイルと、アーマチュアに接続された軸と、コンタクトチャンバの固定されたリレーコンタクトに接触するように軸に配置されたコンタクトブリッジとを有し、リレーのスイッチング状態を監視するためのスイッチコンタクトを含む監視スイッチが、リレーハウジングに配置され、スイッチコンタクトを、コンタクト装置により変位させることのできるアクチュエータによって作動させることができ、監視スイッチは、リレーハウジングとは別個のスイッチハウジングを有する。

【0008】

独立請求項１の特徴による電気機械リレーは、監視スイッチ機構の追加の保護とシールの向上とを実現することができ、監視スイッチの長期にわたる確実な機能をもたらすという利点を有する。言い換えると、監視スイッチは、リレーハウジングにおいて露出されず、画定された保護カバーに覆われてリレーハウジングに埋め込まれている。使用可能な取付空間が非常に小さいにもかかわらず、監視スイッチのスイッチング機構を保護するために別個のスイッチハウジングを設ける価値があることがわかっている。監視スイッチは、スイッチハウジングによって、特にリレーのコンタクトチャンバからの粒子の侵入に対して保護される。コンタクトチャンバでは、例えばコンタクト装置のスイッチング移動およびスイッチング電流の流れにより、粒子分離熱および摩擦効果が生じることがある。
ここに示すリレーにより、ハウジング内のリレーのスイッチング位置の長期にわたる確実な監視が可能になる。監視スイッチは、スイッチハウジングにより頑強であるように設計されるが、それでも、その内部スイッチング機構は、高感度であるように設計することができる。加えて、監視スイッチを、スイッチハウジングとの組立て済みモジュールとして、より容易にリレーに取り付けることができ、リレーの製造も容易になり、監視スイッチのメンテナンスまたは交換も簡単になる。

【0009】

リレーハウジングおよび／またはスイッチハウジングは、監視スイッチのアクチュエータのためのアクチュエータガイドを有すると有利である。ガイドにより、アクチュエータを、目標を定めた明確な方法で作動点に案内することができる。加えて、アクチュエータガイドは、アクチュエータが監視スイッチの作動点で傾斜するまたは滑る危険を減らすことによって、監視スイッチのスイッチング機構におけるアクチュエータの確実で正確な変位を支持する。特に、アクチュエータを、直線の移動経路で変位させることができ、したがって、周囲構造の移動経路におけるアクチュエータのジャミング（ｊａｍｍｉｎｇ）が避けられる。直線の移動経路は、直線状のアクチュエータガイドによって支持され保証され得る。特に、アクチュエータの周囲を、アクチュエータガイドの壁に対してシールして、粒子が監視スイッチに入る可能性をさらに低下させることができる。

【0010】

有利な実施形態によれば、アクチュエータガイドは、少なくとも部分的にラビリンスを形成することができる。電気機械リレーの文脈でラビリンスシールとしても知られるラビリンスを、少なくとも１つの撓み部を有する細いハウジングチャネルによって形成することができ、ラビリンスは、懸濁粒子および液状媒体の粒子トラップとして機能することができる。監視スイッチのシールを、ラビリンスによってさらに向上させることができる。コンタクト装置の側から、監視スイッチのアクチュエータを、そのようなラビリンスに少なくとも部分的に埋めることができ、それにより、追加のシールおよび補足のガイドと、設計に応じて、アクチュエータのための止めとを設けることができる。加えて、ラビリンスに少なくとも部分的に埋められたアクチュエータは、監視スイッチを含むリレーに必要な取付空間を小さくする。

【0011】

アクチュエータは、コンタクトブリッジに対向するリレーハウジングの領域で、コンタクトブリッジと監視スイッチとの間に延びることができると有利である。これにより、コンタクトブリッジの移動を直接監視することができる。アクチュエータは、コンタクト装置の作動移動を監視スイッチに直接伝達することができる。ここでは、監視スイッチを、コンタクトブリッジに対向するリレーハウジングの領域に配置することができる。アクチュエータを、例えば一体結合または形状嵌合接続によって、コンタクトブリッジに接続することができる。有利な実施形態によれば、変位移動の公差を補償し、ジャミングの危険性を減らすために、アクチュエータはコンタクトブリッジに接続されていない。
アクチュエータは、作動方向における軸の仮想延長線で、リレーコンタクトに向かって監視スイッチの方向に延びることができ、したがって、アクチュエータを、例えば、コンタクト装置の中心力方向または力線に沿って変位させることができる。これにより、アクチュエータを力に関して好ましい方法で配置することができ、したがって、アクチュエータへの力の伝達が最適化され、例えば、アクチュエータに作用するトルクが避けられる。迅速な応答時間を有する高感度で正確な監視回路を可能にするために、アクチュエータを、任意選択の戻しばねによって自動的にリセットすることができる。

【0012】

有利な実施形態によれば、監視スイッチを、リレーコンタクト間に配置することができる。これは、監視スイッチの特に省スペースの配置をもたらす。特に、監視スイッチのための追加の取付空間をリレーに設ける必要がない。加えて、リレーのスイッチング位置は、リレーコンタクトのすぐ近くで監視され、確実で正確な監視が可能になる。

【0013】

さらなる実施形態によれば、アクチュエータは、コンタクトブリッジと反対の側を向くリレーハウジングの領域で、アーマチュアまたは軸と監視スイッチとの間に延びることができる。監視スイッチを、コンタクトブリッジと反対の側を向くリレーハウジングの領域に、例えば、コンタクトブリッジがアーマチュアの上方に配置されている場合にはアーマチュアの下方に配置することができると特に有利である。本実施形態は、リレーコンタクトとコンタクトブリッジとを含む略閉じたスイッチングチャンバを有するリレーに特に適していてよく、このスイッチングチャンバは、例えば、コイル、アーマチュア、コア、および／またはヨークを含む装置を備えるモータ区画から空間的に離れている。提案された実施形態により、監視スイッチが、コンタクトから離れたコンタクト装置の保護領域に位置決めされているため、粒子が監視スイッチに入る可能性をさらに低下させることができる。
アクチュエータは、例えば、監視スイッチのスイッチハウジングに直線的に変位可能な方法で配置されてよく、監視スイッチを、変位したアーマチュアまたは軸により加えられた引張力または圧縮力によって作動させることができる。アクチュエータを、例えばアーマチュアまたは軸に堅固に接続することもできる。スイッチハウジングは、アクチュエータのためのアクチュエータガイドを有することができる。迅速な応答時間を有する高感度で正確な監視回路を可能にするために、アクチュエータを、任意選択の戻しばねによって自動的にリセットすることができる。

【0014】

アクチュエータを、例えばセラミック材料から形成することができる。セラミック材料は、例えば酸化ジルコニウムセラミックであってよいが、他のセラミック材料も考えられる。これは、良好な摺動摩擦特性、高い硬度、および高い機械的強度を有する、特に頑強で耐熱性のアクチュエータを提供する。特に、このようなアクチュエータは、高い化学的安定性を有し、著しい粒子分離のない長い耐用年数を有する。代替実施形態によれば、例えばアクチュエータがリレーのアーマチュアを介して作動される場合、アクチュエータを、プラスチック材料、例えば熱硬化性樹脂から形成してもよい。プラスチックと金属との接続を、アクチュエータに使用することもできると有利である。適切なアクチュエータ材料を選択するときに、標準化によって規定された沿面距離を守らなければならない。

【0015】

有利な実施形態によれば、監視スイッチは、スイッチコンタクトとしてのコンタクトアームと相手側コンタクトアームとを有し、コンタクトアームは、相手側コンタクトアームに接触するように、相手側コンタクトアームに向かって少なくとも部分的に可動である。本実施形態により、非常に小型の、特に幅狭で平坦な監視スイッチの実現が可能になる。加えて、監視スイッチを作動させるために別個のレバーは必要ない。コンタクトアームは、アクチュエータに力を加えることによって、相手側コンタクトアームに向かって変位可能であってよい。コンタクトアームは、アクチュエータによって、相手側コンタクトアームに対して旋回可能であってよい。指定された接触領域でコンタクトアームと相手側コンタクトアームとが接触すると、コンタクトアームと相手側コンタクトアームとの間に電気的接触が確立され、監視スイッチは、その接触に対応するスイッチング状態となる。コンタクトアームと相手側コンタクトアームとは、監視スイッチのスイッチハウジング内に配置されていることが好ましい。

【0016】

コンタクトアームは、相手側コンタクトアームの方向に突出するコンタクト要素を有することができる。相手側コンタクトアームは、コンタクトアームの方向に突出する相手側コンタクト要素を有することができる。コンタクト要素および／または相手側コンタクト要素を、例えばコンタクトリベットとして設計することができる。コンタクト要素および／または相手側コンタクト要素を、コンタクトアームまたは相手側コンタクトアームに機械的に、または例えば溶接もしくはろう付けによって一体結合で接続することができ、あるいは、例えばスパッタリングにより、または貴金属により亜鉛めっきされ、エンボスされた接触突起を含むばね材料によって、コンタクトアームまたは相手側コンタクトアームと一体部品で形成することができる。コンタクトアームと相手側コンタクトアームとを、アクチュエータがコンタクトアームに作用する作動領域と反対の側を向く領域で、スペーサによって互いに離間させることができ、コンタクトアームと相手側コンタクトアームが意図した接触領域においてのみ確実に接触することを保証する。

【0017】

コンタクトアームおよび／または相手側コンタクトアームを、ばね要素として設計することができると有利である。その結果、選択されたばね特性に従って軽い（緩やかな、ｇｅｎｔｌｅ）撓みおよび接触を実現することができる。加えて、作動力が停止したときに、コンタクトアームをアクチュエータによって自動的にリセットすることができる。特に、ばね要素を、板ばねとして設計することができ、したがって、高さの低い略平坦なコンタクト要素を形成して、平坦な監視スイッチを実現することができる。コンタクトアームおよび相手側コンタクトアームのばね板面は、互いに対向し、例えば、少なくとも部分的に互いに平行に延びることができる。

【0018】

コンタクトアームおよび／または相手側コンタクトアームをばね要素として形成することによって、作動領域におけるスイッチコンタクトに対する公差関連力の過負荷を軽減することができるため、監視スイッチは、コンタクト装置の力の方向に配置するのにも特に適している。

【0019】

コンタクトアームと相手側コンタクトアームとを、互いに対して軸方向または横方向に変位可能であるように配置することができる。コンタクトアームまたは相手側コンタクトアームの適切な幾何形状、例えば、角度または曲がり部を有する弾性設計、および移動する相手側コンタクトによって、相対変位可能性を実現することができる。相対変位可能性により、接触中のコンタクトアームと相手側コンタクトアームとの接触領域における限られた摩擦が可能になり、接触領域における好ましいクリーニング効果を実現することができる。これは、接触面に形成されたかもしれない粒子付着物を効果的に除去し、またはそもそも粒子付着物が形成されることを防ぐ。

【0020】

さらなる実施形態によれば、コンタクトアームは、曲がり部または角度を有することができる。これにより、例えば、コンタクトアームの作動領域をコンタクトアームの接触領域から空間的にずらすことができる。その結果、作動領域におけるコンタクトアームの短い変位経路により、接触を既に実現することができる。曲がり部または角度により、例えば、コンタクトアームは１０°～９０°の角度で撓むことができる。特に、コンタクトアームは、２つ以上の曲がり部または角度を有していてもよく、２つの連続した曲がり部または角度は互いに反対であってよい。例えば、コンタクトアームは、Ｚ字形であってよく、または１つもしくは複数のＺ字形部分を有することができる。
曲がり部または角度によって、コンタクトアームの剛性を低下させることもでき、それにより、相手側コンタクトアームに対するコンタクトアームのわずかな相対可動性が実現される。これにより、コンタクトアームと相手側コンタクトアームとの接触領域における限られた摩擦が可能になり得、接触領域における有利なクリーニング効果を実現することができる。したがって、接触面に形成されたかもしれない粒子付着物を効果的に除去する、またはそもそも粒子付着物が形成されることを防ぐことができる。

【0021】

コンタクトアームは、アクチュエータレセプタクルを有することができる。これにより、アクチュエータによってコンタクトアームに力を明確に加えることが可能になる。アクチュエータレセプタクルを、アクチュエータがコンタクトアームに当接するコンタクトアームのアクチュエータ領域に配置することができる。簡単な実施形態において、アクチュエータレセプタクルは、コンタクトアームの窪みであってよく、アクチュエータはその窪みに突入することができる。しかしながら、コンタクトアームを摩耗の徴候から保護するために、アクチュエータレセプタクルは別個の保護要素であってもよいことが有利である。アクチュエータレセプタクルは、例えば、コンタクトアームに位置決めされた、例えばコンタクトアームの貫通開口部内に凹んだドーム形状の保護要素であってよい。
アクチュエータレセプタクルを、頑強なプラスチック材料から形成することができ、例えば、アクチュエータが頻繁に接触するように設計することができる。アクチュエータレセプタクルの形状、例えばドーム形状、および／またはその材料、例えばプラスチック材料は、作動領域における監視スイッチのスイッチング機構の追加のシールを実現することができる。

【0022】

一実施形態によれば、監視スイッチは、コンタクト追従経路（ｃｏｎｔａｃｔ ｆｏｌｌｏｗ ｐａｔｈ）を有することができる。これにより、例えば押しすぎ（ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｉｎｇ）による、相手側コンタクトアームに対するコンタクトアームの圧力の増加を補償することができる。例えば、コンタクト追従経路を、限定的に変位可能なまたは弾性的に撓むことのできる相手側コンタクトアームによって形成することができる。

【0023】

一実施形態によれば、監視スイッチを、常時閉のコンタクトとして設計することができる。この場合、スイッチング要素、例えば、監視スイッチのコンタクトアームおよび相手側コンタクトアームは、いわゆるＮＣスイッチング要素（「常時閉のスイッチ」）として設計される。作動されると、スイッチング回路が開く。ＮＣスイッチとして設計された監視スイッチは、公差感度が低く、例えば、コンタクト装置の公差を補償することができる。この監視スイッチは、コンタクトアームにかかる負荷を軽減することもできる。

【0024】

代替実施形態によれば、監視スイッチを、常時開のコンタクトとして設計することができる。この場合、スイッチング要素、例えば、監視スイッチのコンタクトアームおよび相手側コンタクトアームは、いわゆるＮＯスイッチング要素（「常時開のスイッチ」）として設計される。作動されると、スイッチング回路は閉じる。

【0025】

さらなる実施形態によれば、安全に開の状態および安全に閉の状態を示すことができるように、監視スイッチのスイッチング要素を、切替えスイッチとして設計することもできる。

【0026】

スイッチハウジングを、適切な内蔵手段または追加の接続手段を用いてリレーハウジングに取り付け、固定することができる。取り付けのために、スイッチハウジングを、この目的で設けられたリレーハウジングのハウジングチャネルに挿入することができる。スイッチハウジングを、リレーハウジングにねじ留めして、確実に固定することができる。組立てを簡単にする実施形態によれば、スイッチハウジングは、ラッチ要素を有することができ、リレーハウジングの相手側ラッチ輪郭とのラッチ接続を確立するように構成されてよい。有利な実施形態によれば、スイッチハウジングは、リレーハウジングの対応する相手側輪郭に接触する形状嵌合輪郭（ｆｏｒｍ－ｆｉｔ ｃｏｎｔｏｕｒ）を有することができる。形状嵌合輪郭は、例えば、スイッチハウジングの外側輪郭の凹部または窪みであってよく、リレーハウジングの関連する相手側輪郭を有するアンダカットを形成することができる。
これにより、リレーハウジングとスイッチハウジングとの形状嵌合を可能にすることができ、スイッチハウジングをリレーハウジングに特に確実に位置決めし、監視の質の低下につながり得る望まない変位から、スイッチハウジングを保護する。スイッチハウジングを、例えば、設計によりリレーハウジングに既に存在する突起または凹部に適合させることができ、したがって、同時に取付空間が最適化される。

【0027】

本発明はまた、電気機械リレーのための監視スイッチであって、監視スイッチが上記の特徴のうちの１つにより設計されている、監視スイッチに関する。特に、監視スイッチはスイッチハウジングを有する。加えて、スイッチハウジングは、例えば、アクチュエータガイドを有することができ、アクチュエータガイドは、例えば、ラビリンスを少なくとも部分的に形成することもできる。監視スイッチは、スイッチハウジングに配置されたコンタクトアームと、相手側コンタクトアームとを有することができ、コンタクトアームは、相手側コンタクトアームに接触するように、相手側コンタクトアームに向かって少なくとも部分的に可動である。コンタクトアームおよび／または相手側コンタクトアームを、ばね要素として設計することができる。
コンタクトアームと相手側コンタクトアームとを、互いに対して軸方向に変位可能であるように配置することができる。コンタクトアームは、曲がり部または角度を有することができる。コンタクトアームは、アクチュエータレセプタクルを有することができる。スイッチハウジングは、リレーハウジングの対応する相手側輪郭と接触する形状嵌合輪郭を有することができる。

【0028】

提示した監視スイッチにより、リレーのための、安全で確実な小型の監視回路の利点を実現することもできる。

【0029】

ごく一般的には、本出願の文脈において、別段の明示のない限り、「１つの」という単語は、数詞としてではなく、「少なくとも１つの」の文字通りの意味を有する不定冠詞として理解すべきである。

【0030】

本発明は、様々な実施形態を可能にし、以下で、添付図面と共に例示的な実施形態を参照しながら、より詳細に説明する。図面は、概略的な形態で示す。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】第１の実施形態による監視スイッチを備えた電気機械リレーの側断面図である。

【図2】第１の実施形態による監視スイッチを備えた電気機械リレーの正面断面図である。

【図3】第２の実施形態による監視スイッチを備えた電気機械リレーの横断面図である。

【図4】監視スイッチの分解図である。

【図5】監視スイッチの側断面図である。

【図6】監視スイッチの斜視底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１および図２は、第１の実施形態による電気機械リレー１３、特にＨＶリレーの断面図である。図示のリレー１３はリレーハウジング１４を有し、リレーハウジング１４は、コンタクト装置１５が存在するコンタクトチャンバ２３を取り囲む。コンタクト装置１５は、さらに詳細には図示しないが図３による第２の例示的な実施形態のアーマチュア１６に相当する可動アーマチュア１６と、アーマチュア１６を移動させるためのコイル１７とを有する。例えば、コイル１７に適切な方法で通電することによって、アーマチュア１６を、コンタクト装置１５の力方向Ｆに沿って直線的に変位させることができる。コンタクト装置１５の軸１８は、アーマチュア１６に接続され、アーマチュアの移動に追従し、したがって、軸１８も、コンタクト装置１５の力Ｆの方向に直線的に変位させることができる。
その結果、軸１８に接続されたコンタクトブリッジ１２を、コンタクトチャンバ２３の固定位置に配置されたリレーコンタクト１９に向けて変位させることができ、コンタクトブリッジ１２とリレーコンタクト１９との接触を可能にし、したがって、導電経路を閉じる。コイル１７の通電を停止すると、コンタクト装置１５の移動の方向が逆になり、したがって、アーマチュア１６、軸１８、およびコンタクトブリッジ１２は、コンタクト装置１５の力Ｆの方向とは反対に戻るよう変位し、コンタクトブリッジ１２とリレーコンタクト１９との接触が中止され、したがって、導通経路が開く。

【0033】

リレー１３のスイッチング位置を監視するために、監視スイッチ２０がリレーハウジング１４に配置され、例えば、コンタクトブリッジ１２とリレーコンタクト１９との接触と非接触とを区別することができる。監視スイッチ２０はスイッチコンタクトを有し、スイッチコンタクトは、コンタクト装置１５に接続されたアクチュエータ９によって作動され、監視スイッチ２０のスイッチング状態を、例えば開状態と閉状態との間、または導電状態と非導電状態との間で切り替える。

【0034】

監視スイッチ２０は、リレーハウジング１４とは別個のスイッチハウジング２１を有し、スイッチハウジング２１は、監視スイッチ２０内のスイッチコンタクトを保護し、さらには、例えば、スイッチコンタクトを主にコンタクトチャンバ２３からシールする。これにより、干渉する粒子との相互作用により影響されることなく、動作電流および動作電圧が低い高感度の監視スイッチ機構を有することのできる、耐久性のある頑強な監視スイッチ２０を提供する。

【0035】

図示の例示的な実施形態によれば、リレーハウジング１４は、アクチュエータ９のための中央ガイドチャネルと、ガイドチャネルに隣接したラビリンス１１とを含むアクチュエータガイド２２を有し、アクチュエータ９は、ガイド構造により、アクチュエータガイド２２内に係合することができる。アクチュエータガイド２２は、アクチュエータ９の明確な案内を保証し、特に、ラビリンス１１と共に、監視スイッチ２０とコンタクトチャンバ２３との良好なシールを実現する。アクチュエータガイド２２は、例えば、円筒形のハウジングチャネルであってよい。アクチュエータガイド２２は、アクチュエータ９が、リレー１３のいずれのスイッチング位置においてもアクチュエータガイド２２から完全には引き出されないように設計されてよく、したがって、アクチュエータ９は、アクチュエータガイド２２を常に確実に閉じる。
アクチュエータ９が最大ラビリンス深さまでしかアクチュエータガイド２２に入ることができず、アクチュエータ９のさらなる変位がラビリンス壁によって阻止されるため、ラビリンス１１は、アクチュエータ９のガイド構造のための止めを形成することができる。ラビリンス１１は、粒子を捕捉することのできる少なくとも１つの撓み部を含む細いハウジングチャネルを有することによって、粒子トラップとして機能することもできる。

【0036】

図５に示す監視スイッチ２０の詳細図からわかるように、例えば、スイッチハウジング２１は、監視スイッチ２０のスイッチコンタクトの目標を定めた作動のために、例えば円筒形のアクチュエータガイド２２を有することもできる。

【0037】

図１および図２に示す第１の例示的な実施形態によれば、アクチュエータ９は、コンタクトブリッジ１２に対向するリレーハウジング１４の領域で、コンタクトブリッジ１２と監視スイッチ２０との間に延び、コンタクトブリッジの直接的な監視を可能にする。監視スイッチ２０は、固定されたリレーコンタクト１９に対向するリレーハウジング１３の領域でコンタクトブリッジ１２の上方に配置され、図２に示すように、リレーコンタクト１９間の空間内に突出し、したがって、リレー１３に容易に組み込むことのできる非常に小型の監視の解決策を提供する。アクチュエータ９は、コンタクトブリッジ１２に接続され、コンタクトブリッジ１２と共に、コンタクト装置１５の力Ｆの方向に沿って、監視スイッチ２０の方向に変位されて、監視スイッチ２０のスイッチコンタクトを作動させることができる。迅速な応答時間を有する高感度の監視回路を実現にするために、戻しばね１０によって、アクチュエータ９は自動的に戻ることができる。

【0038】

図３は、監視スイッチ２０の可能な代替配置を示し、したがって、本発明のさらなる例示的な実施形態を示す。ここに示すコンタクト装置１５は、第１の例示的な実施形態のコンタクト装置１５に相当する動作原理を有する。しかしながら、第２の実施形態によれば、監視スイッチ２０を、コンタクトブリッジ１２と反対の側を向くリレーハウジング１４の領域、この場合はアーマチュア１６の下方に配置し、コンタクトブリッジ１２をアーマチュア１６の上方に配置してもよい。上方および下方または上および下という用語は、例えば、コンタクト装置１５の力Ｆの方向に関連していてよく、コンタクトブリッジ１２とリレーコンタクト１９との接触位置における力Ｆの方向は、上方への移動に対応する。
図示の第２の例示的な実施形態において、アクチュエータ９は、アーマチュア１６によって直接変位され、アーマチュアによる、好ましい基準面を用いた非常に直接的なスイッチング位置の監視も可能にする。他の例示的な実施形態において、軸１８によるアクチュエータ９の作動も、この配置で考えられる。スイッチハウジング２１はアクチュエータガイド２２を有し、このアクチュエータガイド２２により、アクチュエータ９を、監視スイッチ２０のスイッチコンタクトに向けて明確な方法で案内することができる。

【0039】

以下で、図４～図６を参照しながら、例示的な実施形態に示す監視スイッチ２０の詳細な構造について説明する。監視スイッチ２０は、スイッチハウジングベース６とスイッチハウジングカバー７とを含む２部品スイッチハウジング２１を有する。監視スイッチ２０のスイッチコンタクトは、スイッチハウジング２１に配置され、コンタクトリベットとして設計されたコンタクト要素４を含むコンタクトアーム２、およびコンタクトリベットとして設計された相手側コンタクト要素３を含む相手側コンタクトアーム１として形成されている。コンタクトアーム２を、相手側コンタクトアーム１に向けて移動させ、特に相手側コンタクトアーム１に向けて旋回させて、コンタクト要素４および相手側コンタクト要素３によって相手側コンタクトアーム１に接触することができる。コンタクトアーム２および相手側コンタクトアーム１は、板ばねとして設計され、コンタクトアーム２の弾性撓みの可能性により軽い作動オプションを有する、監視スイッチ２０の非常に幅狭で平坦な設計を可能にする。

【0040】

コンタクトアーム２を、アクチュエータ９によって相手側コンタクトアーム１に向けて動かすことができる。このために、コンタクトアーム２はアクチュエータレセプタクル５を有し、アクチュエータレセプタクル５は、ドーム形状の保護インサートとして作用して、コンタクトアーム２を摩耗および粒子の侵入から保護する。加えて、スイッチハウジング２１は、アクチュエータレセプタクル５に向かう円筒形のアクチュエータガイド２２を有する。さらに、スペーサ８が、コンタクトアーム２と相手側コンタクトアーム１との間に設けられて、コンタクト要素３、４の領域のみにおいて、コンタクトアーム２と相手側コンタクトアーム２との確実な接触を保証する。

【0041】

図１に示すように、監視スイッチ２０のスイッチコンタクトを、アクチュエータ９によって作動されたときにのみ、接触という意味で閉回路経路を確立するＮＯスイッチング要素として設計することができ、したがって、監視スイッチ２０は常時開のコンタクトとして設計されている。他の実施形態は、図３に示すように、例えば、監視スイッチ２０の常時閉の回路が作動によって遮断される、スイッチング要素のＮＣ構成を有することもでき、したがって、監視スイッチ２０は常時閉のコンタクトとして設計されている。スイッチコンタクトに接続された監視接続部２７によって、監視スイッチ２０のスイッチング状態を読み出し、さらに処理する、例えば、評価回路（さらに詳細には図示せず）を介して表示することができる。

【0042】

コンタクトアーム２は、いくつかの曲がり部２４を有し、この曲がり部２４により、コンタクトアーム２の作動領域は、コンタクト要素３、４から空間的にずれ、コンタクトアーム２のＺ字形が部分的に形成されている。これにより、コンタクトアーム２のばね剛性がわずかに低下し、コンタクト要素３、４間の限られた軸方向の相対移動が可能になり、それにより、コンタクト要素３、４の自己クリーニング効果を摩擦力によって実現することができる。

【0043】

提示されたリレー１３および監視スイッチ２０により、リレー１３のための安全で確実な小型の監視回路を実現することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機械リレー（１３）であって、
前記電気機械リレー（１３）のコンタクトチャンバ（２３）を取り囲むリレーハウジング（１４）と、
前記コンタクトチャンバ（２３）に配置されたコンタクト装置（１５）と
を備え、
前記コンタクト装置（１５）は、可動アーマチュア（１６）と、前記可動アーマチュア（１６）を移動させるためのコイル（１７）と、前記可動アーマチュア（１６）に接続された軸（１８）と、前記コンタクトチャンバ（２３）の固定されたリレーコンタクト（１９）に接触するように前記軸（１８）に配置されたコンタクトブリッジ（１２）とを有し、
前記電気機械リレー（１３）のスイッチング状態を監視するためのスイッチコンタクトを含む監視スイッチ（２０）が、前記リレーハウジング（１４）に配置され、
前記スイッチコンタクトを、前記コンタクト装置（１５）により変位させることのできるアクチュエータ（９）によって作動させることができる、電気機械リレー（１３）において、
前記監視スイッチ（２０）は、前記リレーハウジング（１４）とは別個のスイッチハウジング（２１）を有することを特徴とする、電気機械リレー（１３）。

【請求項2】

前記リレーハウジング（１４）および／または前記スイッチハウジング（２１）は、前記監視スイッチ（２０）の前記アクチュエータ（９）のためのアクチュエータガイド（２２）を有することを特徴とする、請求項１に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項3】

前記アクチュエータガイド（２２）は、少なくとも部分的にラビリンス（１１）を形成することを特徴とする、請求項２に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項4】

前記アクチュエータ（９）は、前記コンタクトブリッジ（１２）に対向する前記リレーハウジング（１４）の領域で、前記コンタクトブリッジ（１２）と前記監視スイッチ（２０）との間に延びることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項5】

前記監視スイッチ（２０）は、前記リレーコンタクト（１９）間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項6】

前記アクチュエータ（９）は、前記コンタクトブリッジ（１２）と反対の側を向く前記リレーハウジング（１４）の領域で、前記可動アーマチュア（１６）または前記軸（１８）と前記監視スイッチ（２０）との間に延びることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項7】

前記アクチュエータ（９）は、セラミック材料から形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項8】

前記監視スイッチ（２０）は、スイッチコンタクトとしてのコンタクトアーム（２）と相手側コンタクトアーム（１）とを有し、前記コンタクトアーム（２）は、前記相手側コンタクトアーム（１）に接触するように、前記相手側コンタクトアーム（１）に向かって少なくとも部分的に可動であることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項9】

前記コンタクトアーム（２）および／または前記相手側コンタクトアーム（１）は、ばね要素として設計されていることを特徴とする、請求項８に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項10】

前記コンタクトアーム（２）と前記相手側コンタクトアーム（１）とは、互いに対して軸方向および／または横方向に変位可能であるように配置されていることを特徴とする、請求項８に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項11】

前記コンタクトアーム（２）は、曲がり部（２４）または角度を有することを特徴とする、請求項８に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項12】

前記コンタクトアーム（２）は、アクチュエータレセプタクル（５）を有することを特徴とする、請求項８に記載の電気機械リレー（１３）。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気機械リレー（１３）のための監視スイッチ（２０）。

【外国語明細書】