触点装置

技术领域

本发明涉及触点装置。

背景技术

触点装置具有固定触点和可动触点。可动触点在与固定触点接触的接触位置和离开固定触点的断开位置之间移动。在可动触点离开固定触点时，在触点间产生电弧。以往，例如专利文献1的触点装置那样，为了迅速地对电弧进行消弧，在触点的收纳空间内配置有消弧部件。消弧部件通过电弧的热放出消弧性气体。通过该消弧性气体使电弧消弧。由此，能够提高触点装置的阻断性能。

专利文献1：日本特开2016-24864号公报

发明内容

若在触点处产生电弧，则因触点的熔融而产生金属蒸气。若在收纳空间中充满金属蒸气，则会使触点的绝缘性降低。在被触点阻断的电流的能量(以下，称为“阻断能量”)小时，从消弧部件放出的消弧性气体少，收纳空间内的压力低。因此，到电弧被消弧为止的时间变长。因此，优选将金属蒸气从收纳空间排出，确保触点的绝缘性。另一方面，在阻断能量大时，为了更迅速地对电弧进行消弧，优选将收纳空间内的压力维持得较高。因此，根据阻断能量的大小，收纳空间内的优选的环境不同。

本发明的课题在于，在触点装置中，根据阻断能量的大小，适当地调整收纳有触点的空间内的环境。

一个方式所涉及的触点装置具备固定触点、可动触点以及外壳。可动触点被设置为能够在接触位置和断开位置之间移动。可动触点在接触位置与固定触点接触。可动触点在断开位置离开固定触点。外壳包括第一空间、第二空间、第一孔、第二孔和消弧部件。在第一空间配置有固定触点和可动触点。第二空间从第一空间划分。第一孔使第一空间与第二空间连通。第二孔使第二空间与第二空间外的空间连通。消弧部件向第一空间内放出消弧性气体。第二孔具有比第一孔小的开口面积。

在本方式的触点装置中，在阻断能量小时，金属蒸气通过第一孔从第一空间排出。由此，能够提高触点间的绝缘性。另外，在阻断能量大时，由于第二孔具有比第一孔小的开口面积，所以从第一孔排出的金属蒸气和消弧性气体充满第二空间。因此，能够较高地维持第一空间内的压力。由此，能够更迅速地对电弧进行消弧。这样，在本方式的触点装置中，能够根据阻断能量的大小适当地调整收纳有触点的第一空间内的环境。

消弧部件也可以设置成能够打开和闭合第一孔。在该情况下，通过利用消弧部件对第一孔进行打开和闭合，能够适当地调整第一空间内的环境。

触点装置也可以还具备支承部件。支承部件也可以将消弧部件相对于第一孔可动地支承。在该情况下，通过利用支承部件使消弧部件动作，能够对第一孔进行开闭。支承部件也可以具有弹性。在该情况下，通过支承部件的弹性，能够可动地支承消弧部件。

支承部件也可以从关闭第一孔的闭合位置朝向打开第一孔的打开位置对消弧部件施力。在该情况下，在阻断能量小时，通过支承部件的作用力，将消弧部件保持在打开位置。并且，在阻断能量大时，通过第一空间内的压力，消弧部件抵抗支承部件的作用力而移动到闭合位置。

触点装置也可以还具备保持机构。保持机构也可以将消弧部件保持在闭合位置。在该情况下，当由于阻断能量大而使消弧部件位于闭合位置时，能够通过保持机构将消弧部件保持在闭合位置。

消弧部件也可以根据第一空间内的压力来变更第一孔的开度。在该情况下，能够利用消弧部件更精细地调整第一空间内的压力。消弧部件也可以包含至少一部分配置于第一孔内的锥形部。在该情况下，根据消弧部件相对于第一孔的位置，锥形部与第一孔之间的间隙的大小被变更。由此，能够调整第一孔的开度。

消弧部件也可以配置为当可动触点处于断开位置时与可动触点和固定触点之间的空间对置。在该情况下，通过将消弧部件与触点接近地配置，能够在触点的附近产生消弧性气体。由此，能够提高消弧性能。另外，在阻断能量大时，通过使消弧部件移动，能够扩大消弧部件与触点之间的空间。由此，即使消弧部件与触点接近地配置，也能够抑制电弧滞留在触点与消弧部件之间。由此，能够迅速地对电弧进行消弧。

触点装置也可以还具备阀体。也可以是，阀体设置成能够对第一孔进行打开和闭合。在该情况下，通过利用阀体打开和闭合第一孔，能够适当地调整收纳有触点的第一空间内的环境。

触点装置也可以具备支承部件。支承部件也可以将阀体相对于第一孔可动地支承。在该情况下，通过利用支承部件使阀体动作，能够对第一孔进行打开和闭合。支承部件也可以具有弹性。在该情况下，能够利用支承部件的弹性可动地支承阀体。

支承部件也可以从关闭第一孔的闭合位置朝向打开第一孔的打开位置对阀体进行施力。在该情况下，在阻断能量小时，通过支承部件的作用力将阀体保持在打开位置。并且，在阻断能量大时，阀体由于第一空间内的压力而抵抗支承部件的作用力而向闭合位置移动。阀体也可以根据第一空间内的压力来变更第一孔的开度。在该情况下，能够利用阀体更精细地调整第一空间内的压力。

外壳也可以包括划分第一空间的分隔壁。消弧部件也可以构成分隔壁的至少一部分。在该情况下，能够从构成分隔壁的部分向第一空间放出消弧性气体。

发明效果

根据本发明，在触点装置中，能够根据阻断能量的大小适当地调整收纳有触点的空间内的环境。

附图说明

图1是实施方式的断开状态的继电器的侧面剖视图。

图2是闭合状态的继电器的侧面剖视图。

图3是触点装置的放大图。

图4是触点装置的放大图。

图5是其他实施方式的继电器的侧面剖视图。

图6是表示第一变形例的触点装置的图。

图7是表示第二变形例的触点装置的图。

图8是表示第三变形例的触点装置的图。

图9是表示第三变形例的触点装置的图。

图10是表示第四变形例的触点装置的图。

图11是表示第五变形例的触点装置的图。

图12是表示第六变形例的触点装置的图。

符号说明

3：外壳；

14，15：固定触点；

16，17：可动触点；

43：第一孔；

44：第二孔；

51：消弧部件；

52：支承部件；

56：锥形部；

60：保持机构；

70：阀体；

S1：第一空间；

S2：第二空间。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的继电器1a进行说明。图1是表示实施方式的继电器1a的侧面剖视图。如图1所示，继电器1a具备触点装置2、外壳3以及驱动装置4。另外，在以下的说明中，上下左右的各方向是指图1中的上下左右的各方向。详细而言，将从驱动装置4朝向触点装置2的方向定义为上方。另外，将从触点装置2朝向驱动装置4的方向定义为下方。在图1中，将与上下方向交叉的方向定义为左右方向。另外，将与上下方向以及左右方向交叉的方向定义为前后方向。前后方向是与图1的纸面垂直的方向。但是，这些方向是为了便于说明而定义的，并不限定继电器1a的配置方向。

触点装置2包括可动机构10、第一固定端子11、第二固定端子12、可动接触片13、第一可动触点16和第二可动触点17。第一固定端子11和第二固定端子12例如由铜等具有导电性的材料形成。在第一固定端子11设置有第一固定触点14。在第二固定端子12设置有第二固定触点15。第一固定触点14和第二固定触点15在左右方向上分离地配置。

第一固定端子11包括第一触点支承部21和第一外部端子部22。第一固定触点14与第一触点支承部21连接。第一外部端子部22与第一触点支承部21连接。第一外部端子部22从外壳3向外侧突出。第二固定端子12包括第二触点支承部23和第二外部端子部24。第二固定触点15与第二触点支承部23连接。第二外部端子部24与第二触点支承部23连接。第二外部端子部24从外壳3向外侧突出。

另外，在图1中，第一外部端子部22和第二外部端子部24从外壳3向上方突出。但是，第一外部端子部22和第二外部端子部24不限于左右方向，也可以在左右方向或前后方向等其他方向上从外壳3突出。

可动接触片13例如由铜等具有导电性的材料形成。可动接触片13沿左右方向延伸。在本实施方式中，可动接触片13的长度方向与左右方向一致。可动接触片13在上下方向上与第一固定端子11及第二固定端子12对置配置。

可动接触片13以能够向接触方向Z1和分离方向Z2上动的方式配置。接触方向Z1是可动接触片13接近第一固定端子11及第二固定端子12的方向(图1中的上方)。分离方向Z2是可动接触片13从第一固定端子11及第二固定端子12离开的方向(图1中的下方)。

第一可动触点16和第二可动触点17被可动接触片13支承。第一可动触点16和第二可动触点17在左右方向上分离地配置。第一可动触点16在上下方向上与第一固定触点14对置。第二可动触点17在上下方向上与第二固定触点15对置。

可动机构10以能够与可动接触片13一起向接触方向Z1和分离方向Z2移动的方式配置。可动机构10包括驱动轴19、支架26以及触点弹簧27。驱动轴19在上下方向上延伸。驱动轴19与可动接触片13连接。驱动轴19从可动接触片13向下方延伸。驱动轴19经由支架26及触点弹簧27与可动接触片13连接。支架26安装于可动接触片13，保持可动接触片13。触点弹簧27配置在支架26与可动接触片13之间。在可动触点16、17与固定触点14、15接触的状态下，触点弹簧27对可动接触片13向接触方向Z1施力。

外壳3收纳有触点装置2和驱动装置4。外壳包括第一空间S1、第二空间S2和第三空间S3。固定触点14、15、可动接触片13、可动触点16、17配置在第一空间S1内。驱动装置4配置在第三空间S3内。

外壳3包括壳体40、第一分隔壁41和第二分隔壁42。第一分隔壁41和第二分隔壁42配置于壳体40内。第一空间S1和第二空间S2由第一分隔壁41划分。第一空间S1和第三空间S3由第二分隔壁42划分。另外，第二空间S2和第三空间S3由第二分隔壁42划分。但是，第二空间S2和第三空间S3也可以由与第二分隔壁42不同的分隔壁划分。

驱动装置4通过电磁力使可动接触片13动作。驱动装置4使可动接触片13向接触方向Z1和分离方向Z2移动。驱动装置4包括绕线架30、可动铁芯31、线圈32、固定铁芯33、磁轭34以及复位弹簧35。

绕线架30包括在上下方向上贯穿绕线架30的孔301。可动铁芯31配置在绕线架30的孔301内。可动铁芯31与固定铁芯33分体。可动铁芯31与驱动轴19连接。可动铁芯31设置为能够向接触方向Z1以及分离方向Z2移动。线圈32卷绕于绕线架30。线圈32通过通电而产生使可动铁芯31向接触方向Z1移动的电磁力。

固定铁芯33配置在绕线架30的孔301内。固定铁芯33与可动铁芯31对置配置。复位弹簧35配置在可动铁芯31与固定铁芯33之间。复位弹簧35对可动铁芯31向分离方向Z2施力。

磁轭34以包围线圈32的方式配置。磁轭34配置在由线圈32构成的磁路上。磁轭34配置在线圈32的上方、线圈32的侧方以及线圈32的下方。

接着，对继电器1a的动作进行说明。在没有对线圈32通电时，驱动装置4没有被励磁。在该情况下，驱动轴19与可动铁芯31一起被复位弹簧35的弹性力向分离方向Z2按压。因此，可动接触片13也被向分离方向Z2按压，可动触点16、17位于图1所示的断开位置。在可动触点16、17位于断开位置的状态下，第一可动触点16及第二可动触点17是从第一固定触点14及第二固定触点15离开的。

若对线圈32通电时，则驱动装置4被励磁。在该情况下，通过线圈32的电磁力，可动铁芯31克服复位弹簧35的弹性力而向接触方向Z1移动。由此，驱动轴19和可动接触片13一起向接触方向Z1移动，可动触点16、17向图2所示的接触位置移动。在可动触点16、17位于接触位置的状态下，第一可动触点16及第二可动触点17分别与第一固定触点14及第二固定触点15接触。

若向线圈32的电流停止而被消磁，则可动铁芯31被复位弹簧35的弹性力向分离方向Z2按压。由此，驱动轴19和可动接触片13一起向分离方向Z2移动，可动触点16、17返回图1所示的断开位置。

图3是表示触点装置2的一部分的放大图。如图3所示，外壳3包括第一孔43和第二孔44。第一孔43设置于第一分隔壁41。第一孔43使第一空间S1与第二空间S2连通。第一孔43与第一固定触点14和第一可动触点16之间的间隙G1(以下，称为“第一间隙G1”)对置配置。但是，第一孔43也可以配置在其他位置。第二孔44设置于第二分隔壁42。第二孔44使第二空间S2与第三空间S3连通。第二孔44配置在不与第一孔43对置的位置。第二孔44具有比第一孔43小的开口面积。另外，开口面积是指在孔的连通方向上的孔的投影面积。

触点装置2具备消弧部件51和支承部件52。消弧部件51的至少一部分配置在第一空间S1内。消弧部件51放出消弧性气体。消弧部件51由通过电弧的热放出消弧性气体的材料形成。消弧性气体例如是以氢或氮为主要成分的气体，能够对电弧进行消弧。或者，消弧性气体不限于以氢或氮为主要成分的气体，也可以是以其他元素为主要成分的气体。

消弧部件51可以由例如酚醛树脂、储氢金属或氢化钛等材料形成。或者，消弧部件51例如也可以由不饱和聚酯树脂、三聚氰胺树脂等热固性树脂形成。或者，消弧部件51也可以由聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂等热塑性树脂等形成。或者，消弧部件51也可以由其他材料形成。

消弧部件51被配置为，当可动触点16、17处于断开位置时，与第一间隙G1对置。消弧部件51包括朝向第一间隙G1变细的形状。消弧部件51经由支承部件52与外壳3连接。消弧部件51从第一分隔壁41向第一间隙G1突出。消弧部件51与第一孔43对置配置。消弧部件51设置成能够对第一孔43进行开闭。

支承部件52相对于第一孔43可动地支承消弧部件51。支承部件52与外壳3和消弧部件51连接。支承部件52是螺旋弹簧，具有弹性。支承部件52将消弧部件51支承为能够向图3所示的打开位置和图4所示的闭合位置移动。如图3所示，消弧部件51在打开位置打开第一孔43。如图4所示，消弧部件51在闭合位置处关闭第一孔43。支承部件52从闭合位置朝向打开位置对消弧部件51施力。

详细而言，消弧部件51包括锥形部53、主体部54和凸缘部55。锥形部53与第一间隙G1对置配置。锥形部53具有朝向第一间隙G1而前端变细的形状。主体部54被支承部件52支承。主体部54的一部分配置在第一孔43内。凸缘部55从主体部54突出。凸缘部55的外形比第一孔43大。如图3所示，凸缘部55从第一分隔壁41离开，从而第一孔43被打开。如图4所示，凸缘部55与第一分隔壁41接触，从而第一孔43被关闭。

在以上说明的本实施方式的触点装置2中，在阻断能量小时，金属蒸气通过第一孔43从第一空间S1排出。由此，能够提高触点间的绝缘性。另外，在阻断能量大时，由于第二孔44具有比第一孔43小的开口面积，所以从第一孔43排出的金属蒸气和消弧性气体充满第二空间S2。因此，能够较高地维持第一空间S1内的压力。由此，能够更迅速地对电弧进行消弧。这样，在本实施方式的触点装置2中，能够根据阻断能量的大小适当地调整收纳有触点的第一空间S1内的环境。

另外，根据阻断能量的大小，第一孔43被消弧部件51打开和闭合。在阻断能量小时，通过支承部件52的作用力，将消弧部件51保持在打开位置。因此，通过打开第一孔43，金属蒸气从第一孔43排出。在阻断能量大时，通过第一空间S1内的压力，消弧部件51抵抗支承部件52的作用力而向闭合位置移动。由此，通过关闭第一孔43，能够较高地维持第一空间S1内的压力。

消弧部件51在第一可动触点16处于断开位置时与第一间隙G1对置配置。因此，通过将消弧部件51配置为接近第一可动触点16，能够在第一可动触点16的附近产生消弧性气体。由此，能够提高消弧性能。另外，在阻断能量大时，通过使消弧部件51的移动，能够扩大消弧部件51与第一可动触点16之间的空间。由此，即使消弧部件51与第一可动触点16接近地配置，也能够抑制电弧滞留在第一可动触点16与消弧部件51之间。由此，能够迅速地对电弧进行消弧。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种变更。例如，触点装置不限于继电器，例如也可以用于断路器或开关等。

在上述的实施方式中，驱动装置4从驱动装置4侧将驱动轴19推出，由此，可动接触片13向接触方向Z1移动。另外，通过驱动装置4将驱动轴19拉入驱动装置4侧，可动接触片13向分离方向Z2移动。但是，用于接通和断开触点的驱动轴19的动作方向也可以与上述的实施方式相反。即，也可以是，驱动装置4将驱动轴19拉入驱动装置4侧，由此，可动接触片13向接触方向Z1移动。也可以是驱动装置4将驱动轴19从驱动装置4侧推出，从而可动接触片13向分离方向Z2移动。即，接触方向Z1和分离方向Z2也可以与上述的实施方式相反。

上述继电器1a是所谓的柱塞式的继电器，但本发明的适用对象不限于柱塞式，也可以是其他形式的继电器。例如，如图5所示，本发明也可以应用于铰链式的继电器1b。在图5中，对与上述实施方式的结构对应的结构标注相同的附图标记。

在图5所示的铰链式的继电器1b中，若线圈32被励磁，则衔铁36通过线圈32的磁力吸附于铁芯39而摆动。衔铁36上连接有卡37。根据衔铁36的摆动，卡37按压可动接触片13，由此可动接触片13与可动触点16在接触方向Z1上移动。由此，可动触点16与固定触点14接触。若线圈32被消磁，则衔铁36通过铰链弹簧38的弹性力而向反方向摆动。由此，卡37、可动接触片13和可动触点16向分离方向Z2移动，可动触点16从固定触点14离开。

继电器1b的外壳3内被分隔壁41划分为第一空间S1和第二空间S2。在分隔壁41设置有第一孔43。在壳体40设置有第二孔44。第二孔44具有比第一孔43小的开口面积。消弧部件51与可动触点16和固定触点14之间的间隙G1对置配置。消弧部件51由支承部件52可动地支承。消弧部件51设置成能够对第一孔43进行打开和关闭。在这样的铰链式的继电器1b中，也能够得到与上述的实施方式的继电器1a同样的效果。

也可以变更第一固定端子11、第二固定端子12、可动接触片13的形状或配置。也可以变更线圈32、绕线架30、或者磁轭34的形状、或者配置。也可以变更第一固定触点14、第二固定触点15、第一可动触点16、第一固定触点14的形状或配置。

第一固定触点14可以与第一固定端子11分体，或者也可以是一体。第二固定触点15可以与第二固定端子12分体，或者也可以是一体。第一可动触点16可以与可动接触片13分体，或者也可以是一体。第二可动触点17可以与可动接触片13分体，或者也可以是一体。

第一孔43和/或第二孔44的配置不限于上述实施方式，也可以变更。例如，图6是表示第一变形例的触点装置2的图。如图6所示，第二孔44也可以设置于壳体40。第二孔44也可以将第二空间S2与第二空间S2外的空间连通。详细而言，第二孔44也可以将第二空间S2与外壳3的外部的空间连通。

支承部件52不限于螺旋弹簧，也可以是其他形状。例如，图7是表示第二变形例的触点装置2的图。如图7所示，支承部件52也可以是板簧。或者，支承部件52只要是可动地支承消弧部件51的结构，也可以是弹簧以外的结构。

消弧部件51的形状和/或配置不限于上述的形状，也可以变更。例如，图8是表示第三变形例的触点装置2的图。如图8所示，消弧部件51也可以包括锥形部56。锥形部56的一部分配置在第一孔43内。锥形部56具有朝向第一孔43而前端变细的形状。锥形部56中外形最小的部分比第一孔43小。在锥形部56中外形最大的部分比第一孔43大。

如图9的(A)所示，在消弧部件51处于打开位置时，锥形部56与第一孔43的边缘分离，第一孔43被打开。若第一空间S1内的压力上升，则如图9的(B)所示，消弧部件51的锥形部56朝向第一孔43移动。由此，第一孔43与锥形部56之间的间隙变窄。即，第一孔43的开度变小。当第一空间S1内的压力进一步上升时，如图9的(C)所示，消弧部件51的锥形部56与第一孔43的边缘接触。由此，第一孔43被关闭。相反，若第一空间S1内的压力降低，则消弧部件51的锥形部56向远离第一孔43的方向移动，第一孔43与锥形部56之间的间隙变大。即，第一孔43的开度增大。这样，消弧部件51也可以根据第一空间S1内的压力来变更第一孔43的开度。

图10是表示第四变形例的触点装置2的图。如图10所示，触点装置2也可以具备保持机构60。保持机构60将消弧部件51保持在闭合位置。保持机构60包括卡止部61和被卡止部62。卡止部61设置于消弧部件51。卡止部61从消弧部件51的表面突出。被卡止部62设置于第一分隔壁41。被卡止部62从第一孔43的内周面突出。当消弧部件51移动到闭合位置时，卡止部61卡止于被卡止部62。由此，消弧部件51被保持在闭合位置。

图11是表示第五变形例的触点装置2的图。如图11所示，消弧部件51也可以配置在与第一孔43不同的位置。或者，第一分隔壁41也可以由消弧部件形成。

图12是表示第六变形例的触点装置2的图。如图12所示，触点装置2也可以取代上述的消弧部件51而具备阀体70。阀体70的结构也可以与上述的实施方式或变形例的消弧部件51相同。例如，阀体70与上述的消弧部件51同样地，被设置为能够对第一孔43打开和闭合。阀体70也可以由不放出消弧性气体的材料形成。另外，在图12中，在阀体70中，对与消弧部件51的结构对应的结构标注相同的附图标记。在该情况下，消弧部件51配置在与阀体70不同的位置。或者，第一分隔壁41由放出消弧性气体的原材料形成也可以。即，第一分隔壁41的一部分是消弧部件也可以。或者，第一分隔壁41的整体是消弧部件也可以。

产业上的可利用性

根据本发明，在触点装置中，能够根据阻断能量的大小适当地调整收纳有触点的空间内的环境。