特許 7093889 コンタクト間の係合が安定している電気機械式スイッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-22

(45)【発行日】2022-06-30

(54)【発明の名称】コンタクト間の係合が安定している電気機械式スイッチ

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/54 20060101AFI20220623BHJP

【ＦＩ】

H01H50/54 B

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021507035

(86)(22)【出願日】2019-08-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-02

(86)【国際出願番号】 IB2019056654

(87)【国際公開番号】W WO2020031068

(87)【国際公開日】2020-02-13

【審査請求日】2021-03-22

(31)【優先権主張番号】16/100,559

(32)【優先日】2018-08-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】399132320

【氏名又は名称】ティーイー・コネクティビティ・コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】リー，アルバート ヨン

(72)【発明者】

【氏名】スラシュ，ロジャー リー

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１９９１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９９１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２００８５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ １／０６ － １／６６

Ｈ０１Ｈ ４５／００ － ４５／１４

Ｈ０１Ｈ ５０／００ － ５０／９２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機械式スイッチ（１０１）であって、
- 互いに離間されており、その対接端部（３０６）に突出部（５０２）を有する第１の固定コンタクト（１０８）およびその対接端部（３０６）に突出部（５０４）を有する第２の固定コンタクト（１０９）と、
- 対接面（２０２）を有し、かつ、前記対接面（２０２）に沿って第１の凹部（３０８）および第２の凹部（３０９）を画定する可動コンタクト（１２４）と、を備え、
前記第１の凹部（３０８）および前記第２の凹部（３０９）の各々は、丸みを帯びたクレータであり、
前記第１の凹部（３０８）および前記第２の凹部（３０９）は、前記可動コンタクト（１２４）の長さに沿って互いに離間されており、前記可動コンタクト（１２４）は、閉位置へ出入りするように、前記第１の固定コンタクト（１０８）および前記第２の固定コンタクト（１０９）に対して往復移動可能であり、
前記閉位置では、前記可動コンタクト（１２４）の前記対接面（２０２）は、前記第１の固定コンタクト（１０８）の前記突出部（５０２）が前記第１の凹部（３０８）内へ突出し、前記第２の固定コンタクト（１０９）の前記突出部（５０４）が前記第２の凹部（３０９）内へ突出するように、前記第１の固定コンタクト（１０８）および前記第２の固定コンタクト（１０９）の前記対接端部（３０６）に係合する、
電気機械式スイッチ（１０１）。

【請求項2】

前記閉位置では、前記第１の固定コンタクト（１０８）の前記突出部（５０２）は前記第１の凹部（３０８）の縁部（４０２）に複数の接点（７０２）において係合し、かつ、前記第２の固定コンタクト（１０９）の前記突出部（５０４）は前記第２の凹部（３０９）の縁部（４０２）に複数の接点において係合する、
請求項１に記載の電気機械式スイッチ（１０１）。

【請求項3】

前記可動コンタクト（１２４）は、前記対接面（２０２）に沿った平面状の表面（４０４）を有し、
前記第１の凹部（３０８）および前記第２の凹部（３０９）の各々は、前記平面状の表面のそれぞれの縁部（４０２）から前記平面状の表面に対して窪んでいるそれぞれの底部（４０６）まで内向きに延在し、
前記閉位置では、前記第１の固定コンタクト（１０８）の前記突出部（５０２）および前記第２の固定コンタクト（１０９）の前記突出部（５０４）は、対応する前記第１の凹部（３０８）の前記縁部（４０２）および前記第２の凹部（３０９）の前記縁部（４０２）に係合し、前記底部（４０６）には係合しない、
請求項１に記載の電気機械式スイッチ（１０１）。

【請求項4】

前記第１の固定コンタクト（１０８）の前記突出部（５０２）は、前記第１の凹部（３０８）の前記丸みを帯びたクレータよりも大きい直径を有し、
前記第２の固定コンタクト（１０９）の前記突出部（５０４）は、前記第２の凹部（３０９）の前記丸みを帯びたクレータよりも大きい直径を有する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電気機械式スイッチ（１０１）。

【請求項5】

前記可動コンタクト（１２４）の前記長さはその第１の端部（３０２）からその第２の端部（３０４）まで延びており、
前記第１の凹部（３０８）は前記第１の端部（３０２）まで延在し、前記第２の凹部（３０９）は前記第２の端部（３０４）まで延在する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の電気機械式スイッチ（１０１）。

【請求項6】

前記第１の凹部（３０８）および前記第２の凹部（３０９）の周縁部を画定する縁部（４０２）は、円形または部分的に円形である、
請求項１に記載の電気機械式スイッチ（１０１）。

【請求項7】

前記電気機械式スイッチ（１０１）は、リレーデバイスである、
請求項１から６のいずれか一項に記載の電気機械式スイッチ（１０１）。

【請求項8】

前記電気機械式スイッチ（１０１）は、コンタクタデバイスである、
請求項１から６のいずれか一項に記載の電気機械式スイッチ（１０１）。

【請求項9】

前記第１の固定コンタクト（１０８）の前記突出部（５０２）は、前記第１の固定コンタクト（１０８）における前記対接端部（３０６）の全表面積を占め、かつ、
前記第２の固定コンタクト（１０９）の前記突出部（５０４）は、前記第２の固定コンタクト（１０９）における前記対接端部（３０６）の全表面積を占める、
請求項１から８のいずれか一項に記載の電気機械式スイッチ（１０１）。

【請求項10】

シャフト（１３４）と前記シャフトに連結されている強磁性プランジャ（１３２）とを含むアーマチャ組立体（１２２）を更に備え、
前記シャフト（１３４）は、前記可動コンタクト（１２４）に連結されている第１の端部（１４２）を有し、
前記アーマチャ組立体（１２２）は、前記強磁性プランジャ（１３２）を包囲しているワイヤのコイル（１１０）を流れる電流によって誘起された磁場に基づいて、前記可動コンタクト（１２４）を、前記第１の固定コンタクト（１０８）および前記第２の固定コンタクト（１０９）に対して往復移動させる、
請求項１から９のいずれか一項に記載の電気機械式スイッチ（１０１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書における主題は一般に、回路を通る電力の流れを制御する電気機械式スイッチ（例えば、コンタクタまたはリレー）に関する。

【背景技術】

【0002】

電気機械式スイッチは、電力の流れ（例えば電流）を選択的に制御することが望ましいいくつかの用途で使用され得る。コンタクタまたはリレーなどの電気機械式スイッチは、可動コンタクトと複数の固定コンタクトとを含み得る。可動コンタクトは選択的に移動されて固定コンタクトとの係合または係合解除を行う。可動コンタクトが固定コンタクトに係合しているとき、閉回路が形成され、可動コンタクトを介して固定コンタクトに電流が流れることができる。可動コンタクトが固定コンタクトのうちの少なくとも１つから離間されているとき、回路は開いており、コンタクトを通る電流の流れが防止される。

【0003】

いくつかの用途では、可動コンタクトと固定コンタクトの間の界面（interfaces）に沿って可聴ノイズ（audible noise）が生成される。例えば、コンタクトを流れる電流のサージによって、コンタクト同士の間の係合界面（engagement interfaces）に反発力が生じ得る。この反発力によって可動コンタクトが揺動（oscillate）および振動（vibrate）し、可聴ノイズが発生する。可聴ノイズは近くにいる人にとって、煩わしいおよび／または不快な可能性がある。可動コンタクトの揺動はまた、可動コンタクトおよび／または固定コンタクトの係合表面を劣化させ、これらの構成要素の動作寿命を短くする場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、解決すべき課題は、電流のサージ中のコンタクトの揺動を防止または少なくとも低減する電気機械式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】

【0005】

この課題は、第１の固定コンタクトおよび第２の固定コンタクトと可動コンタクトとを含む電気機械式スイッチによって解決される。第１の固定コンタクトおよび第２の固定コンタクトは互いに離間されている。第１の固定コンタクトおよび第２の固定コンタクトの各々は、その対接端部（mating end）にそれぞれの突出部を有する。可動コンタクトは対接面（mating side）を有し、対接面に沿って第１の凹部および第２の凹部を画定する。第１の凹部および第２の凹部は、可動コンタクトの長さに沿って互いに離間されている。可動コンタクトは、閉位置へ出入りするように、第１の固定コンタクトおよび第２の固定コンタクトに対して往復移動可能である。閉位置では、可動コンタクトの対接面は、第１の固定コンタクトの突出部が第１の凹部内へ突出し、第２の固定コンタクトの突出部が第２の凹部内へ突出するように、第１の固定コンタクトおよび第２の固定コンタクトの対接端部に係合する。

【0006】

ここで本発明について、添付の図面を参照して例として記載する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】ある実施形態に従って形成された電力回路の概略図であり、開状態における電力回路の電気機械式スイッチの断面図を示す図である。

【図2】電気機械式スイッチが、可動コンタクトが固定コンタクトに係合する閉状態である、図１に示した電力回路の概略図である。

【図3】ある実施形態に係る電気機械式スイッチの一部の斜視図である。

【図4】図３に示した実施形態に係る電気機械式スイッチの可動コンタクトの斜視図である。

【図5】図３に示した電気機械式スイッチの一部の断面図である。

【図6】図３から図５に示した実施形態に係る、第１の固定コンタクトおよび可動コンタクトの第１の端部を示す、電気機械式スイッチの一部の端面図である。

【図7】図６に示した電気機械式スイッチの一部の端面図であり、可動コンタクトが閉位置にあり第１の固定コンタクトに係合している状態を示す図である。

【図8】第１の代替の実施形態に係る、可動コンタクトが閉位置にある電気機械式スイッチの一部の端面図である。

【図9】第２の代替の実施形態に係る、電気機械式スイッチの可動コンタクトの斜視図である。

【図10】図９に示した第２の代替の実施形態に係る電気機械式スイッチの一部の端面図であり、可動コンタクトが閉位置にあり第１の固定コンタクトに係合している状態を示す図である。

【図11】第３の代替の実施形態に係る電気機械式スイッチの一部の断面図であり、図３に示した線５－５に沿った断面図である。

【図12】図１１に示した第３の代替の実施形態に係る、第１の固定コンタクトおよび可動コンタクトの第１の端部を示す端面断面図である。

【図13】第４の代替の実施形態に係る電気機械式スイッチの一部の端面図であり、可動コンタクトが第１の固定コンタクトに対する開位置にある状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の実施形態は、電源と電気負荷の間の電気回路を選択的に確立および遮断するように構成されている、リレーまたはコンタクタなどの電気機械式スイッチを提供する。電気機械式スイッチは、１０００アンペア（Ａ）以上などの高電流レートの伝達を行うように構成され得る。本明細書に記載する実施形態に係る電気機械式スイッチでは、スイッチが閉じられた導通位置にあるときに可動コンタクトと固定コンタクトの間の係合が安定しており、このことにより、コンタクト間での高電流サージに曝されるときでさえ、係合界面における揺動および振動が排除または少なくとも軽減される。本明細書に記載する電気機械式スイッチでは、知られている電気機械式スイッチのコンタクト同士の間の、コンタクトを流れる電流のサージ（例えば高スルーレート）中の揺動および振動に起因して生じる、煩わしいおよび／または不快な可聴ノイズの発生が根絶され得る。

【0009】

図１は、ある実施形態に従って形成された電力回路１００の概略図であり、開状態における電力回路１００の電気機械式スイッチ１０１の断面図を示す。電力回路１００は、電気機械式スイッチ１０１、負荷電源１０２、電気負荷１０４、およびスイッチ電源１１２を含むいくつかの構成要素、ならびにこれらの構成要素を相互接続するワイヤ、トレースなどの導電要素１０５を有する。

【0010】

電気機械式スイッチ１０１は、電力回路１００の負荷電源１０２と電気負荷１０４の間を流れる電流の有無を選択的に制御するために使用される電気作動スイッチである。電気機械式スイッチ１０１が回路を閉じる（または確立する）と、電力回路１００の負荷電源１０２から電気負荷１０４へ電流が流れて、負荷１０４に電力供給できるようになる。電気機械式スイッチ１０１が回路を開くと（または遮断する）と、電力回路１００を通って電気負荷１０４に至る電流の流れが止められる。電気機械式スイッチ１０１はリレーデバイスまたはコンタクタデバイスとすることができる。

【0011】

１つの非限定的な例示の用途では、電力回路１００は、ハイブリッドまたは完全電化の自動車などの車両内に設置され得る。負荷電源１０２は、車両の推進の電力を供給するために使用されるトラクションバッテリなどのバッテリを表し得るか、または含み得る。電気負荷１０４は、モータ、加熱および／または冷却システム、照明システム、車両電子機器システムなどを表し得るか、または含み得る。例えば、電気機械式スイッチ１０１は、トラクションバッテリと、車輪を回転させ車両を推進するためのトルクを生むために利用されるトラクションモータとの間の導電経路に沿って、配設されてもよい。車両の運転手が加速ペダルを押圧すると、電気機械式スイッチ１０１のコンタクトは互いと係合して導電経路を閉じる（例えば形成する）ことができ、車両を加速させるためにバッテリがトラクションモータに電流を供給することを可能にし得る。
電気機械式スイッチ１０１はまた、車両の回生制動（regenerative braking）中などに負荷電源１０２を充電するために、反対方向に電気負荷１０４から負荷電源１０２へ電流を伝達するためにも使用され得る。あるいは、電力回路１００は、産業機械において、または自動車以外の車両、例えばオフハイウェイ車両、鉄道車両、および／もしくは船舶においてなどの、他の用途で利用されてもよい。

【0012】

電気機械式スイッチ１０１は、第１の固定コンタクト１０８および第２の固定コンタクト１０９と、可動コンタクト１２４と、を含む。第１の固定コンタクト１０８は、第２の固定コンタクト１０９から離間されている。第１の固定コンタクト１０８は負荷電源１０２に電気接続されており、第２の固定コンタクト１０９は電気負荷１０４に電気接続されている。電気機械式スイッチ１０１はハウジング１０６も含む。第１の固定コンタクト１０８および第２の固定コンタクト１０９はハウジング１０６に装着され、ハウジング１０６に対して固定された位置に固着される。

【0013】

可動コンタクト１２４は、固定コンタクト１０８、１０９との係合および係合解除を行うように、固定コンタクト１０８、１０９に対して往復移動可能である。図１では、可動コンタクト１２４は、可動コンタクト１２４が固定コンタクト１０８、１０９と係合していないことを意味する開位置にある。開位置では、３つのコンタクト１０８、１０９、１２４を通る閉回路経路は確立されず、負荷電源１０２は電気負荷１０４から接続解除されている。電気機械式スイッチ１０１が閉位置にあるとき、可動コンタクト１２４は第１の固定コンタクト１０８および第２の固定コンタクト１０９の両方と係合し、３つのコンタクト１０８、１０９、１２４を通る閉回路経路が形成され、電源１０２と電気負荷１０４の間に電流が流れることが可能になる。

【0014】

図示されている実施形態では、電気機械式スイッチ１０１はアーマチャ組立体１２２も含む。アーマチャ組立体１２２は固定コンタクト１０８、１０９に対して、作動軸線１２８に沿って往復（例えば双方向に）移動する。可動コンタクト１２４はアーマチャ組立体１２２に連結されており、固定コンタクト１０８、１０９に対してアーマチャ組立体１２２と一緒に移動する。例えば、アーマチャ組立体１２２は、固定コンタクト１０８、１０９との係合および係合解除を行うように、可動コンタクト１２４を移動させることができる。

【0015】

ある実施形態では、アーマチャ組立体１２２の移動は、ワイヤコイル１１０を流れる電流によって誘起された磁場に基づくことができる。ワイヤコイル１１０は、１つまたは複数の導電要素１０７を介して、磁場を誘起するためにワイヤコイル１１０に電流を提供するスイッチ電源１１２に電気接続されている。スイッチ電源１１２は、ワイヤコイル１１０によって誘起された磁場を制御するように選択的に操作することができる。一例では、スイッチ電源１１２がワイヤコイル１１０に電流を供給すると、誘起された磁場が、アーマチャ組立体１２２、およびこれに連結されている可動コンタクト１２４を、固定コンタクト１０８、１０９に向かって作動軸線１２８に沿って、可動コンタクト１２４が両方の固定コンタクト１０８、１０９に係合するまで移動させる。
スイッチ電源１１２が電流供給を停止するまたは異なる電流を供給するのに応答して、アーマチャ組立体１２２は、重力および／またはばね力などの付勢力に起因して、開始位置に向かって軸線方向に戻ることができ、このことにより可動コンタクト１２４が固定コンタクト１０８、１０９から係合解除し分離する。図１では、ワイヤコイル１１０はハウジング１０６内に配設されており、アーマチャ組立体１２２の少なくとも一部を包囲している。

【0016】

アーマチャ組立体１２２は、シャフト１３４と、強磁性プランジャ１３２と、コンタクトばね１３０と、を含む。シャフト１３４は、強磁性プランジャ１３２（本明細書ではプランジャ１３２と呼ぶ）および可動コンタクト１２４の両方に連結されている。シャフト１３４は、シャフト１３４の第１の端部１４２と、シャフト１３４の反対側の第２の端部１４４との間の細長いものである。シャフト１３４の第１の端部１４２は可動コンタクト１２４に連結されている。例えば、第１の端部１４２は、可動コンタクト１２４の開口部２１２内へ延在し得る。シャフト１３４の第１の端部１４２は、示されているようにクリップ２１０を介して可動コンタクト１２４に連結されてもよく、あるいは別法として、可動コンタクト１２４上に螺着、または偏向可能なラッチ、接着剤、もしくは他の固定具を介して接続されてもよい。
シャフト１３４は、第２の端部１４４においてまたはその近くで、プランジャ１３２に連結されている。例えば、第２の端部１４４は、シャフト１３４をクリップ２１４を介してプランジャ１３２に固着するために、プランジャ１３２のチャネル１３６内へ延在し得る。別法として、シャフト１３４は、締まりばめ、１つもしくは複数の偏向可能なラッチ、接着剤、および／または同様のものによって、プランジャ１３２に固着され得る。プランジャ１３２は、プランジャ１３２がシャフト１３４と一緒に作動軸線１２８に沿って移動するようにシャフト１３４に固定的に固着され、これら２つの構成要素の間の作動軸線１２８に沿った相対移動は存在しない。
可動コンタクト１２４は、可動コンタクト１２４がシャフト１３４に沿って軸線方向に（例えば、第２の端部１４４に向かうおよびそこから離れるように）移動できるように、シャフト１３４に移動可能に連結され得る。可動コンタクト１２４およびプランジャ１３２は、シャフト１３４の長さに沿って互いに離間されている。

【0017】

ハウジング１０６は、可動コンタクト１２４とワイヤコイル１１０の間に位置する、分割壁１５６を含む。ハウジング１０６は図示されている実施形態では、内部チャンバ１７４を画定する容器である。分割壁１５６はチャンバ１７４を、コンタクト領域１２０と電磁的領域１１６とにセグメント化する。固定コンタクト１０８、１０９および可動コンタクト１２４は、コンタクト領域１２０内に位置する。固定コンタクト１０８、１０９はハウジング１０６のチャンバ１７４から外に突出して、導電要素１０５に電気接続している。ワイヤコイル１１０は電磁的領域１１６内に配設されている。

【0018】

シャフト１３４は、コンタクト領域１２０および電磁的領域１１６の両方の中へ延在する。分割壁１５６は、分割壁１５６を通る開口１５０を画定し、シャフト１３４は開口１５０を通って延在する。可動コンタクト１２４およびプランジャ１３２は、分割壁１５６の両側に沿って位置する。可動コンタクト１２４はコンタクト領域１２０内に位置しており、プランジャ１３２は電磁的領域１１６内に位置する。アーマチャ組立体１２２は、分割壁１５６に対して作動軸線１２８に沿って移動する。

【0019】

電磁的領域１１６内のプランジャ１３２は、ワイヤコイル１１０によって周方向に包囲されている。プランジャ１３２は、鉄、ニッケル、コバルト、ならびに／または鉄、ニッケル、およびコバルトのうちの１つもしくは複数を含有する合金などの、強磁性材料を含む。プランジャ１３２は、ワイヤコイル１１０によって誘起された磁場の存在下でプランジャ１３２が並進することを可能にする磁気特性を有する。

【0020】

コンタクトばね１３０はシャフト１３４を包囲している。コンタクトばね１３０は、コンタクト領域１２０内で可動コンタクト１２４と分割壁１５６の間に位置する。コンタクトばね１３０は図示されている実施形態ではコイルばねである。コンタクトばね１３０を可動コンタクト１２４と分割壁１５６の間で圧縮して、可動コンタクト１２４を固定コンタクト１０８、１０９に向けて押しやることができる。コンタクトばね１３０は、分割壁１５６の方に面する可動コンタクト１２４の装着面２０４に、直接的または間接的に係合する。コンタクトばね１３０は、可動コンタクト１２４に、可動コンタクト１２４の対接面２０２をクリップ２１０と持続的に係合させるように付勢する、付勢力を及ぼす。対接面２０２は装着面２０４の反対側にあり、固定コンタクト１０８、１０９の方に面する。閉位置では、可動コンタクト１２４の対接面２０２は、固定コンタクト１０８、１０９に係合する。

【0021】

図２は、ある実施形態に係る、電気機械式スイッチ１０１が閉状態である、図１の電力回路１００の概略図である。電気機械式スイッチ１０１の閉状態は、可動コンタクト１２４が閉位置にあるときに現れる。閉位置では、可動コンタクト１２４は、固定コンタクト１０８、１０９の両方に係合し、導電的に接続される。可動コンタクト１２４は、２つの固定コンタクト１０８、１０９を橋渡しして電流が３つ全てのコンタクト１０８、１０９、１２４を流れることを可能にする、閉回路経路を提供する。図示されている実施形態では、可動コンタクト１２４が閉位置にあるとき、負荷電源１０２からの電流は第１の固定コンタクト１０８から可動コンタクト１２４、次いで第２の固定コンタクト１０９を介して電気負荷１０４に伝達されて、負荷１０４に電力供給する。
図１および図２には２つの固定コンタクト１０８、１０９および１つの可動コンタクト１２４が示されているが、他の実施形態での電気機械式スイッチ１０１は、異なる数の固定コンタクトおよび／または異なる数の可動コンタクトを有し得ることが認識される。

【0022】

閉位置は、アーマチャ組立体１２２が図１に示す位置から作動軸線１２８に沿って固定コンタクト１０８、１０９に向かって移動することによって達成される。可動コンタクト１２４は、アーマチャ組立体１２２が固定コンタクト１０８、１０９から離れていくのに応じて、閉位置から図１に示す開位置へ移行することができ、このことにより可動コンタクト１２４が固定コンタクト１０８、１０９から分離し係合解除する。この接続解除によって回路が遮断され、負荷電源１０２と電気負荷１０４の間の電流の流れが止まる。

【0023】

図３は、ある実施形態に係る電気機械式スイッチ１０１の一部の斜視図である。電気機械式スイッチ１０１の図示されている部分は、第１の固定コンタクト１０８および第２の固定コンタクト１０９と、可動コンタクト１２４と、ハウジング１０６の分割壁１５６と、を含む。電気機械式スイッチ１０１は、横方向軸線１９１、高さ軸線１９２、および長手軸線１９３に対して方向付けされている。軸線１９１～１９３は互いに直交している。高さ軸線１９２は、図１および図２に示す作動軸線１２８と平行である。高さ軸線１９２は図３では重力と平行な垂直方向に延びているように見えるが、軸線１９１～１９３は重力に対して何らかの特定の向きを有する必要の無いことが理解される。

【0024】

第１の固定コンタクト１０８および第２の固定コンタクト１０９は、長手軸線１９３に沿って互いに離間されている。可動コンタクト１２４は、可動コンタクト１２４の第１の端部３０２から可動コンタクト１２４の第２の端部３０４までの、長手軸線１９３に沿った長さに延在する。可動コンタクト１２４の対接面２０２は、第１の端部３０２と第２の端部３０４の間に延在し、固定コンタクト１０８、１０９の方に面している。固定コンタクト１０８、１０９の各々は、可動コンタクト１２４の方に面するそれぞれの対接端部３０６を有する。図３では可動コンタクト１２４は開位置にあり、固定コンタクト１０８、１０９から切り離されているが、閉位置にあるときは、固定コンタクト１０８、１０９の対接端部３０６は、可動コンタクト１２４の対接面２０２に係合して、導電回路の経路を確立する。

【0025】

可動コンタクト１２４は、対接面２０２に沿って第１の凹部３０８および第２の凹部３０９を画定する。第１の凹部３０８は、第２の凹部３０９から可動コンタクト１２４の長手方向長さに沿って離間されている。第１の凹部３０８は第１の固定コンタクト１０８と位置合わせされており、第２の凹部３０９は第２の固定コンタクト１０９と位置合わせされている。

【0026】

図４は、図３に示した実施形態に係る電気機械式スイッチ１０１の可動コンタクト１２４の斜視図である。シャフト１３４を受け入れる開口部２１２は第１の凹部３０８と第２の凹部３０９の間に配設されており、可動コンタクト１２４を貫通して装着面２０４から対接面２０２まで延在する。図示されている実施形態では、第１の凹部３０８および第２の凹部３０９は、いずれも長方形の溝である。凹部３０８、３０９は、長手軸線１９３に沿って（例えば、可動コンタクト１２４の第１の端部３０２と第２の端部３０４の間の長さと平行に）細長いものである。凹部３０８、３０９は対接面２０２に対して窪んでおり、装着面２０４に向かって内向きに延在する。

【0027】

各凹部３０８、３０９の周縁部は、対接面２０２においてそれぞれの縁部４０２によって画定される。対接面２０２は表面４０４を有する。凹部３０８、３０９の縁部４０２は表面４０４に存在する（例えばこれと同一平面上にある）。表面４０４は図示されている実施形態では平面状であるが、代替の実施形態では非平面状であってもよい。凹部３０８、３０９の各々は、それぞれの縁部４０２から表面４０４に対して窪んでいるそれぞれの底部４０６まで内向きに延びる、（例えば高さ軸線１９２に沿った）深さを有する。底部４０６は、それぞれの凹部３０８、３０９の最も深い（例えば最も内部の）位置を表す。

【0028】

凹部３０８、３０９が長方形の溝である図示されている実施形態では、凹部３０８、３０９の各々の縁部４０２は、２つの細長い縁部区域４０８を含む。この細長い縁部区域４０８は互いと平行であり、それらの間に凹部３０８、３０９の各々の横方向幅が画定される。細長い縁部区域４０８は図４では直線状で、長手軸線１９３と平行に延在する。代替の実施形態では、細長い縁部区域４０８は直線状でも平行でもなく、むしろ湾曲し、互いに反対方向に膨出しており、この結果、凹部３０８、３０９は対接面２０２を上方から見ると、矩形ではなく楕円に似ている。細長い縁部区域４０８は、湾曲した傾斜表面４１０を有するようにテーパ状であってもよい。湾曲した傾斜表面４１０の各々は、横方向軸線１９１および高さ軸線１９２の両方に沿って湾曲している。別法として、細長い縁部区域４０８は、湾曲した傾斜表面４１０の代わりに直角のコーナーを有してもよい。

【0029】

図示されている実施形態では、第１の凹部３０８は可動コンタクト１２４の第１の端部３０２まで完全に延在し、第２の凹部３０９は第２の端部３０４まで完全に延在する。例えば、表面４０４における第１の凹部３０８の縁部４０２は、凹部３０８の３つの面の周囲にのみ延在し、第４の面は第１の端部３０２において開いている。第１の端部３０２における可動コンタクト１２４の端部壁４１２は、第１の凹部３０８が第１の端部３０２と交わる切欠きエリア４１４を画定する。第２の端部３０４における可動コンタクト１２４の端部壁４１６に沿って、第２の凹部３０９が第２の端部３０４と交わる同様の切欠きエリア４１４が画定される。対応する端部３０２、３０４まで延在する凹部３０８、３０９は、可動コンタクト１２４が固定コンタクト１０８、１０９に対して最初に接続および／または接続解除されるときに、コンタクト接合部から外向きに吹き出すように電気アークを導くためのチャネルを提供し得る。
アークが係合界面から出ていくための経路を提供することによって、コンタクト１０８、１０９、１２４に対する負担および損傷が低減される。代替の実施形態では、凹部３０８、３０９のうちの少なくとも一方は、可動コンタクト１２４の対応する端部３０２、３０４まで完全には延在しない。

【0030】

図５は、図３に示した電気機械式スイッチ１０１の一部の断面図である。この断面は図３の線５－５に沿って取られている。シャフト１３４は２つの凹部３０８、３０９の間で可動コンタクト１２４の開口部２１２を貫通して突出している。コンタクトばね１３０は可動コンタクト１２４を付勢して、クリップ２１０と持続的に係合させる。図示されている実施形態では、第１の固定コンタクト１０８の対接端部３０６は突出部５０２を有し、第２の固定コンタクト１０９の対接端部３０６は突出部５０４を有する。突出部５０２、５０４は図示されている向きでは下向きに、可動コンタクト１２４に向かって膨出している。例えば、突出部５０２、５０４の各々の中央部は、高さ軸線１９２に沿って、突出部５０２、５０４の外縁部よりも可動コンタクト１２４のより近くに配設されている。第１の固定コンタクト１０８の突出部５０２は第１の凹部３０８と位置合わせされており、第２の固定コンタクト１０９の突出部５０４は第２の凹部３０９と位置合わせされている。

【0031】

図示されている実施形態では、第１の固定コンタクト１０８は、可動コンタクト１２４の第１の端部３０２を越えて横方向に突出しており、第２の固定コンタクト１０９は、可動コンタクト１２４の第２の端部３０４を越えて横方向に突出しており、このことにより、電気アークが外向きに吹き出すための空間が提供され得る。ただし、代替の実施形態では、可動コンタクト１２４は、固定コンタクト１０８、１０９が端部３０２、３０４を越えて突出しないように、より長くてもよい。

【0032】

図６は、図３から図５に示した実施形態に係る、第１の固定コンタクト１０８および可動コンタクト１２４の第１の端部３０２を示す、電気機械式スイッチ１０１の一部の端面図である。可動コンタクト１２４は図示されている実施形態では開位置にあり、固定コンタクト１０８の対接端部３０６は、可動コンタクト１２４の対接面２０２から離間されている。以下の説明では第１の固定コンタクト１０８に言及しているが、第２の固定コンタクト１０９は第１の固定コンタクト１０８と同一（またはサイズおよび形状が実質的に同様）であってもよく、したがって以下の説明は第２の固定コンタクト１０９にも当てはまり得る。更に、以下の説明では可動コンタクト１２４の第１の凹部３０８に言及しているが、第２の凹部３０９は第１の凹部３０８と同一（またはサイズおよび形状が実質的に同様）であってもよく、したがって以下の説明は第２の凹部３０９にも適用可能とすることができる。

【0033】

図示されている実施形態では、可動コンタクト１２４の第１の凹部３０８は全体的に多角形の形状を有し、湾曲した傾斜表面４１０と底部４０６の間に延在する２つの側壁６０２を含む。底部４０６および側壁６０２は、比較的直線的かつ平坦である。代替の実施形態では、凹部３０８はより湾曲している（例えば椀形状である）。

【0034】

第１の固定コンタクト１０８の対接端部３０６における突出部５０２は、図５を参照して上記したように、図示されている実施形態では、丸みを帯びた膨出部である。図６では、突出部５０２は、対接端部３０６の全表面積を占める。例えば、突出部５０２の縁部６０４は、固定コンタクト１０８の円筒形の外側表面６０６に位置する。突出部５０２の中央部６０８は、縁部６０４を越え、可動コンタクト１２４に向かって下向きに突出している。

【0035】

図７は、図６に示した電気機械式スイッチ１０１の一部の端面図であり、可動コンタクト１２４が閉位置にあり第１の固定コンタクト１０８に係合している状態を示す。可動コンタクト１２４を第１の固定コンタクト１０８および第２の固定コンタクト１０９（図３に示す）に向けて閉位置へ移動させると、可動コンタクト１２４の対接面２０２は固定コンタクト１０８、１０９の対接端部３０６に係合する。図７に示すように、第１の固定コンタクト１０８の突出部５０２は、可動コンタクト１２４の第１の凹部３０８内へ突出する。突出部５０２は、第１の凹部３０８の縁部４０２に複数の接点７０２において係合する。例えば、図７には２つの接点７０２が示されている。接点７０２は、凹部３０８の幅を画定する細長い縁部区域４０８上に位置する。突出部５０２は、２つの細長い縁部区域４０８の各々に、１つまたは複数の接点において係合する。

【0036】

突出部５０２は、突出部５０２の中央部６０８が可動コンタクト１２４の表面４０４を越えて突出するように、第１の凹部３０８内へ延在する。図示されている実施形態では、中央部６０８は、凹部３０８の底部４０６から離間されており、これと係合しない。この場合、突出部５０２は凹部３０８の底部には達しない。突出部５０２と凹部３０８間の係合は、凹部３０８の縁部４０２（例えば、細長い縁部区域４０８）に限定され得る。

【0037】

図７には示されていないが、第２の固定コンタクト１０９（図３に示す）は、可動コンタクト１２４が閉位置にあるとき、上記したものと同じように可動コンタクト１２４の第２の凹部３０９に係合する。例えば、第２の固定コンタクト１０９の突出部５０４は第２の凹部３０９内へ突出し、第２の凹部３０９の縁部４０２に、複数の接点において係合する。

【0038】

固定コンタクト１０８、１０９の突出部５０２、５０４は、可動コンタクト１２４の対応する凹部３０８、３０９内に、安定した係合界面を成して効果的に埋め込まれる（ｎｅｓｔ）。例えば、知られている一部の電気機械式スイッチにおける面同士の当接の代わりに、図７に示す突出部５０２は、細長い縁部部分４０８と係合して、安定した着座構成（seated configuration）を達成する。図示されている実施形態における埋め込まれた構成は、知られている面同士のコンタクト接合部を有する電気機械式スイッチなどよりも安定している場合があり、したがって電流のサージ中に揺動および振動する可能性がより低い。安定性が改善される結果、本明細書に記載する電気機械式スイッチ１０１は、コンタクト接合部における揺動に起因する可聴ノイズの発生を排除、または少なくとも低減することができる。

【0039】

図８は第１の代替の実施形態に係る電気機械式スイッチ１０１の一部の端面図であり、図７に示したように可動コンタクト１２４が閉位置にある状態を示す。図８では、可動コンタクト１２４は図３から図７に示した実施形態から変更されていないが、第１の固定コンタクト１０８の対接端部３０６における突出部５０２が修正されている。例えば、突出部５０２は図示されている実施形態では、対接端部３０６の全面積を占めていない、または覆っていない。例えば、突出部５０２の直径は、対接端部３０６まで延在する固定コンタクト１０８の円筒形部分の直径よりも小さい。固定コンタクト１０８は、円筒形の外側表面６０６から突出部５０２（例えばその縁部６０４）まで半径方向内向きに延在する、平坦なエリア８０２を含む。他の実施形態では、第１の固定コンタクト１０８の突出部５０２および第２の固定コンタクト１０９の突出部５０４（図５に示す）は、図５から図８に示した実施形態とは異なるサイズおよび／または形状を有してもよい。

【0040】

図９は、第２の代替の実施形態に係る、電気機械式スイッチ１０１の可動コンタクト１２４の斜視図である。長方形の溝の代わりに、可動コンタクト１２４の第１の凹部３０８および第２の凹部３０９は、図示されている実施形態では丸みを帯びたクレータ（ｃｒａｔｅｒ）である。例えば、凹部３０８、３０９の周縁部を画定する縁部４０２は、円形または部分的に円形である。図示されている実施形態では、凹部３０８、３０９は、可動コンタクト１２４の対応する第１の端部３０２および第２の端部３０４まで延在し、縁部４０２は一部のみが円形である。

【0041】

図１０は、電気機械式スイッチ１０１の一部の端面図であり、図９に示した第２の代替の実施形態に係る可動コンタクト１２４が閉位置にあり第１の固定コンタクト１０８に係合している状態を示す。第１の固定コンタクト１０８の突出部５０２は、図６および図７に示した実施形態の場合と同じである。突出部５０２および凹部３０８はいずれも丸みを帯びている。図示されている実施形態では、固定コンタクト１０８の突出部５０２は、凹部３０８のクレータよりも大きい直径を有する。例えば、図１０の端面図における突出部５０２および凹部３０８の各々は、より大きい円の対応する弧長さを一般に表し得る。突出部５０２は凹部３０８よりも湾曲が緩やかであり、したがって、突出部５０２と関連付けられたより大きい円は、凹部３０８と関連付けられたより大きい円よりも大きい直径を有する。
この結果、閉位置では、突出部５０２は凹部３０８の縁部４０２に複数の接点７０２において係合し、凹部３０８内に埋め込まれる。突出部５０２の中央部６０８は凹部３０８内へ突出するが、凹部３０８の底部４０６とは係合しない。

【0042】

図１１は、第３の代替の実施形態に係る、図３に示す線５－５に沿った電気機械式スイッチ１０１の一部の断面図である。図１２は、図１１に示した第３の代替の実施形態に係る、第１の固定コンタクト１０８および可動コンタクト１２４の第１の端部３０２を示す端面断面図である。図示されている実施形態では、第１の固定コンタクト１０８の対接端部３０６は凹部９０２を画定し、第２の固定コンタクト１０９の対接端部３０６は凹部９０４を画定する。例えば、凹部９０２、９０４の縁部９０６は対接端部３０６に沿っており、凹部９０２、９０４のそれぞれの中央部（または底部）９０８よりも、可動コンタクト１２４により近い。

【0043】

可動コンタクト１２４は、固定コンタクト１０８、１０９に向かって対接面２０２の表面４０４を越えて突出している、第１の突出部９１０および第２の突出部９１２を含む。第１の突出部９１０は第１の固定コンタクト１０８と位置合わせされている。第２の突出部９１２は可動コンタクト１２４の長さに沿って第１の突出部９１０から離間されており、第２の固定コンタクト１０９と位置合わせされている。可動コンタクト１２４が閉位置へ移動されると、第１の突出部９１０は、第１の固定コンタクト１０８の凹部９０２内へ突出して、その縁部９０６に複数の接点において係合し、第２の突出部９１２は、第２の固定コンタクト１０９の凹部９０４内へ突出して、その縁部９０６に複数の接点において係合する。図１２に示すように、可動コンタクト１２４の第１の突出部９１０は、図１０に示す実施形態と同様だが反転させた様式で、第１の固定コンタクト１０８の凹部９０２内に埋め込まれてもよい。
図１１および図１２は、コンタクト接合部における揺動を阻止する安定した埋め込み係合を提供すべく、可動コンタクト１２４が固定コンタクト１０８、１０９のそれぞれの凹部９０２、９０４内に受け入れられる突出部９１０、９１２を有するように、図１から図１０に示した実施形態を反転させてもよいことを示す。

【0044】

図１３は、第４の代替の実施形態に係る電気機械式スイッチ１０１の一部の端面図であり、可動コンタクト１２４が第１の固定コンタクト１０８に対する開位置にある状態を示す。図１３は、第１の固定コンタクト１０８の凹部９０２が丸みを帯びた椀形状のクレータの代わりに長方形の溝であることを除いて、図１１および図１２に示す実施形態と同様である。凹部９０２は、サイズおよび／または形状が、図４に示した実施形態に係る可動コンタクト１２４の凹部３０８、３０９と同様であってもよい。可動コンタクト１２４が閉位置へ移動されると、可動コンタクト１２４の第１の突出部９１０は凹部９０２内へ突出し、凹部９０２の縁部９０６に複数の接点において係合する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】