JPH0799656B2 - 封止接点装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、パワー負荷用のリレー、電磁開閉器等に好適
な封止接点装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の封止接点装置として、以下の構造のものが存在
し、それを第３図に基づいて説明する。

１は封止容器で、セラミック等の耐熱絶縁材で形成され
た胴部1aと、金属材で形成され胴部1aの軸線方向の一方
端部を閉塞して固定される端板1b及び軸線方向の他方端
部を閉塞するヨーク1cにて構成されている。そして、ヨ
ーク1cに穿設された気孔1gを覆って連結された気管1fか
ら水素ガス等の電気絶縁性ガスを高気圧（例えば２気
圧）に封入して後、気管1fを圧着して気密空間を形成
し、その気管1fに導線1hが接続されている。そして、一
対の永久磁石1dが対向するよう胴部1aの外壁とヨーク1c
の対向片に挟持されている。

２は固定電極で、無酸銅等の金属材からなり、基端をヨ
ーク1cに固定され、その先端には固定接点2aが固着され
ている。

３は可動電極で、無酸銅等の金属材により棒状に形成さ
れ、その一端3bには封止容器１内において固定接点2aと
接離する可動接点3aが固着されている。

４は端子部材で、銅合金の金属材により可動電極３の軸
方向と直交する径方向にフランジ部4aを有する円筒状の
もので、可動電極３の他端3cにフランジ部4a側から挿入
され、その円筒部4bが可動電極３の他端3cの外周に固着
されている。そして、図示していないが、フランジ部4a
の一部を延長した部分に導線が接続されている。

５はキャップで、金属または合成樹脂材により有底円筒
状に形成され、端子部材４の円筒部4bに嵌着されてい
る。そして、球面状の頂部5aが駆動手段（図示せず）に
よって押圧され、可動電極３が駆動されて可動接点3aが
固定接点2aに接離するようになっている。

６は軸受で、合成樹脂材により略円筒状に形成され、そ
の貫通孔は可動電極３が挿通されて可動電極３が動作す
る際の案内となっており、外側面にはその軸方向と直交
する径方向へ突出した保持部6aを有している。

７は筒部で、金属材料により円筒状に形成され、可動電
極３が挿通するよう軸受６を外囲して封止容器１の端板
1bに設けられた可動電極３の挿通孔1eの周縁部に、その
一端を気密に結合される。

８はベローズで、薄肉の金属円筒に波形のひだを付け蛇
腹状に形成され、一端が端板1bに設けられた挿通孔1eの
周縁部付近で可動電極３に気密固定され、また他端が後
述するベローズ押え９により筒部７の端部に気密固定さ
れる。従って、前述した封止容器１の気密空間は、詳し
くは上記部位とともに構成されて気密性が保持されるこ
とになる。

９はベローズ押えで、金属材料により内孔を有して円板
状に形成され、筒部７の端部にベローズ８の他端を挟着
して気密固定される。そして、軸受６はその外側面をベ
ローズ押え９の内孔に密着して挿着され位置決めされて
いる。

10は軸受押えで、金属材料により内孔を有し外周に厚肉
部を設けて円板状に形成され、その内孔を軸受６の外側
面に密着して挿着し軸受６を位置決めするとともに、軸
受６の保持部6aをベローズ押え９と共に軸方向に圧接し
て軸受６を保持するよう厚肉部がベローズ押え９に固定
されている。

11は復帰ばねで、コイル状をなし、可動電極３に外囲し
端子部材４のフランジ部4aと軸受押え10の間に配設され
ている。そして、可動電極３が動作して、端子部材４の
フランジ部4aがこの復帰ばね11を圧縮して行くと、可動
電極３は復帰力を受けることになる。

12はストッパーで、金属材料により、キャップ５の挿通
孔を有する円板部12aと円板部12aの中心に対し互いに反
対方向へ延長した対向脚片12bを設けて形成され、円板
部12aが所定の距離を持って端子部材４のフランジ部4a
に対向するよう対向脚片12bが筒部７またはベローズ押
え９に固着されている。

次に、動作を説明する。図外駆動手段の押圧力がキャッ
プ５の頂部5aに働くと可動電極３が軸受６の貫通孔に案
内されて駆動し、可動電極３の一端3bに固着された可動
接点3aが固定接点2aに閉成して導通状態になる。次いで
その押圧力を取り去ると、可動電極３は復帰ばね11の復
帰力及び封止容器１の内外の気圧差に基づく復帰力によ
り復帰し、可動接点3aは固定接点2aから開離する。そし
て、端子部材４のフランジ部4aがストッパー12の円板部
12aに当接して可動電極３の復帰位置が規制される。な
お開離時に発生するアークは、封止容器１に高気圧に封
入された絶縁性ガスの冷却能と、永久磁石1dの作る磁界
に基づくローレンツ力によってアークが移動する吹消作
用とで消弧され、接点の長寿命と信頼性の向上が図られ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した従来の封止接点装置あっては、駆動手段の押圧
力が取り去られて可動電極３が復帰し、端子部材４のフ
ランジ部4aがストッパー12の円板部12aに当接して可動
電極３の復帰位置が規制される際、剛体同士が直接衝突
するため、そのときの衝突加速度は大きく、従って可動
電極３に固着されているベローズ８が座屈を起こしクラ
ックを発生させるという不具合の原因になっていた。

本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的と
するところは、可動電極が復帰してストッパーにより復
帰位置が規制される際、その衝突加速度を小さくしてベ
ローズに不具合が起こらない封止接点装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記した課題を解決するために、本発明の封止接点装置
は、内部に電気絶縁性ガスを封入して気密空間が形成さ
れた封止容器と、先端に固定接点を設けた固定電極と、
封止容器内において固定接点に接離する可動接点を一端
に設けた可動電極と、可動電極の他端に固着した端子部
材と、可動電極の復帰位置を規制するストッパーと、可
動電極が挿通する筒部と、一端を可動電極に他端を筒部
にそれぞれ固定したベローズと、を有してなる封止接点
装置において、前記ストッパーに突出部を設け、前記可
動電極が復帰位置を規制される前に、その突出部に部分
的に当接するとともに、当接する度合いが増えるにつれ
て可動電極の復帰速度を遅くする緩衝部材を前記端子部
材と突出部の間に配設した構成となっている。

〔作用〕

本発明による封止接点装置は、ストッパーに突出部を設
け、緩衝部材を端子部材と突出部の間に配設することに
より、可動電極が復帰位置を規制される前に、緩衝部材
がその突出部に部分的に当接し、しかも、当接する度合
いが増えるにつれて可動電極の復帰速度を遅くするの
で、可動電極が復帰位置を規制されて静止したときの衝
突加速度は小さくなり、従って、可動電極に固着されて
いるベローズが座屈を起こしクラックを発生させること
がない。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて以下に
説明する。なお、従来例のものと実質的に同一の部材に
は同一の符号を付して、従来例と異なるところについて
のみ説明する。

その異なるところは、ストッパー12の構造と緩衝部材13
を付設したことである。

ストッパー12は、円板部12aの内側面上の円周に渡っ
て、高さ0.25mm程度、径1mm程度の突出部12cを８個程度
設けてある。

緩衝部材13は、例えばシリコン系のゴム材により、中心
孔を有して円板状に形成され、その中心孔に端子部材４
の円筒部4bを挿通して端子部材４のフランジ部4aとスト
ッパー12の突出部12cの間に配設されている。そして、
ストッパー12の円板部12aと緩衝部材13とが所定の距離
で対向するようストッパー12の対向脚片12bが筒部７ま
たはベローズ８に固着されている。

かかる封止接点装置にあっては、図外駆動手段の押圧力
が取り去られ、可動電極３が復帰ばね11の復帰力及び封
止容器１の内外の気圧差に基づく復帰力により復帰した
際、緩衝部材13は、まずストッパー12に設けた突出部12
cに部分的に当接する。つまり、緩衝部材13は、突出部1
2cの先端部にまず接触し、その後突出部12cにより圧縮
されその当接する度合いが徐々に増えて行く。ところ
が、緩衝部材13はシリコン系のゴム材によりできてお
り、このものは突出部12cに当接する度合いが増えるに
つれて、そのばね力が大きくなって剛体の性質に近づく
作用があるので、可動電極３の復帰速度は徐々に遅くな
る。そして、ついには可動電極３の復帰力と緩衝部材13
のばね力が釣り合ったところで可動電極３は復帰が規制
されて静止させられることになるわけであるが、そのと
きの可動電極３の速度は上記の作用で遅くなっているの
で、その静止するときの衝突加速度は小さなものとなっ
ている。

ところで、このときの突出部12cの個数は、上記衝突加
速度に関係する。つまり、もし突出部12cが一つもない
場合、緩衝部材13の全面がストッパー12の円板部12aの
面に当接するので、緩衝部材13全体によって決まる一本
の強いばねが作用していることになり、緩衝部材13がス
トッパー12に当接してすぐに可動電極３は静止させられ
るので、衝突加速度は小さくならない。

これに対し、突出部12cが複数個ある場合、緩衝部材13
が各突出部12cに当接する位置にばねがその個数分だけ
並列に分散することになるが、その当接は部分的である
ので突出部12cに近い緩衝部材13の部分のみがばねとし
て寄与することになり、従って各突出部12cの位置にお
けるばねは、突出部12cが一つもない場合の一本の強い
ばねをそのまま突出部12cの個数分に均等に振り分けた
ものにはならず、それよりもずっと弱いばねとして作用
することになる。そして、突出部12cの１個当たりのば
ね力は、個数が１個の場合が最も弱く、その個数が増え
るにつれて強くなる。従って、極端に個数が増えて突出
部12cが緩衝部材13の全面に渡る場合に最も強くなる
が、これは緩衝部材13の全面がストッパー12に当接する
ことにもなり、その全ばね力は突出部12cが一つもない
場合と等価になってしまう。逆に個数が少なすぎる場合
には、その全ばね力は弱すぎて突出部12cは緩衝部材13
に埋没してしまい、やはり緩衝部材13の全面がストッパ
ー12に当接することになる。つまり、可動電極３の復帰
速度を徐々に遅くして衝突加速度を小さくするために
は、突出部12cの個数として適切なものが存在すること
になる。しかしながら、その個数は、突出部12cや緩衝
部材13の形状及び材質さらには可動電極３の復帰力等が
関係するので、それぞれの内容に応じて決めることにな
る。

本実施例において、緩衝部材13が突出部12cに当接する
ときの可動電極３の速度と、衝突加速度の関係を突出部
12cの個数を変えて示したのが第２図であり、衝突加速
度は突出部12cが２個の場合では突出部12cがない場合と
殆ど同じで、個数が増える程小さくなり、そして６個と
８個ではその差が余りないことから、８個程度が適当と
考えられる。もちろん突出部12cがなく緩衝部材13を付
設しただけの場合でも、従来例のように端子部材４がス
トッパー12に直接剛体同士衝突する場合に比べて、はる
かに衝突加速度は小さくなっていることを確認できる。

以上のように、ストッパー12に突出部12cを設け、緩衝
部材13を端子部材４と突出部12cの間に配設することに
より、可動電極３が復帰位置を規制される前に、緩衝部
材13がその突出部12cに部分的に当接し、しかも、当接
する度合いが増えるにつれて可動電極３の復帰速度を遅
くするので、可動電極３が復帰位置を規制されて静止し
たときの衝突加速度は小さくなり、従って、可動電極３
に固着されているベローズ８が座屈を起こしクラックを
発生させるという不具合がなくなる。

なお、本実施例では、ストッパー12は、円板部12aの内
側面上の円周に渡って、複数個の突出部12cを設けてあ
るが、その突出部12cの代わりに、やはり円板部12aの内
側面上の円周に渡って、帯状の突出部を一つ設けて、同
様の効果を達成することもできる。

〔発明の効果〕

本発明の封止接点装置は、上記のように構成したから、
ストッパーに突出部を設け、緩衝部材を端子部材と突出
部の間に配設することにより、可動電極が復帰位置を規
制される前に、緩衝部材がその突出部に部分的に当接
し、しかも、当接する度合いが増えるにつれて可動電極
の復帰速度を遅くするので、可動電極が復帰位置を規制
されて静止したときの衝突加速度は小さくなり、従っ
て、可動電極に固着されているベローズが座屈を起こし
クラックを発生させるという不具合がなくなることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す正面断面図、 第２図は、同上の緩衝部材が突出部に当接するときの可
動電極の速度と衝突加速度の関係を示した図、 第３図は、従来例を示す正面断面図である。 １……封止容器、 ２……固定電極、2a……固定接点、 ３……可動電極、3a……可動接点、 ４……端子部材、 ７……筒部、 ８……ベローズ、 12……ストッパー、12c……突出部、 13……緩衝部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に電気絶縁性ガスを封入して気密空間
   が形成された封止容器と、先端に固定接点を設けた固定
   電極と、封止容器内において固定接点に接離する可動接
   点を一端に設けた可動電極と、可動電極の他端に固着し
   た端子部材と、可動電極の復帰位置を規制するストッパ
   ーと、可動電極が挿通する筒部と、一端を可動電極に他
   端を筒部にそれぞれ固定したベローズと、を有してなる
   封止接点装置において、 前記ストッパーに突出部を設け、前記可動電極が復帰位
   置を規制される前に、その突出部に部分的に当接すると
   ともに、当接する度合いが増えるにつれて可動電極の復
   帰速度を遅くする緩衝部材を前記端子部材と突出部の間
   に配設したことを特徴とする封止接点装置。