JP2010218977A - Contact switching device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体金属を介して接点を開閉する接点開閉装置に関する。 The present invention relates to a contact switching device that opens and closes a contact via a liquid metal.
従来の接点開閉装置として、水銀が充填された２つの収容部を有する容器と、収容部内において一端が水銀に接触する一対の固定電極と、各水銀に接離可能に設けられた可動電極とを備えた接点開閉装置が知られている（特許文献１〜３参照）。このような接点開閉装置では、水銀に対して可動電極を接触（オン）および離間（オフ）させることで、水銀および可動電極を介して固定電極間の電気接続をオン／オフするようにしている。 As a conventional contact switching device, a container having two storage portions filled with mercury, a pair of fixed electrodes whose one ends are in contact with mercury in the storage portion, and a movable electrode provided so as to be able to come into contact with and separate from each mercury A contact opening / closing device provided is known (see Patent Documents 1 to 3). In such a contact switching device, the movable electrode is brought into contact (ON) and separated (OFF) with respect to mercury so as to turn on / off the electrical connection between the fixed electrodes via the mercury and the movable electrode. .
しかしながら、従来の接点開閉装置では、オフする際に液体金属の粘性のため可動電極と液体金属とが速やかに離間せず、オン状態が維持されるので、オンからオフに切り換える際の応答性が悪い。 However, in the conventional contact switching device, the movable electrode and the liquid metal are not quickly separated due to the viscosity of the liquid metal when the switch is turned off, and the on state is maintained, so that the responsiveness when switching from on to off is achieved. bad.
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、応答性が良い接点開閉装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a contact switching device with good responsiveness.
請求項１の発明にあっては、液体金属が充填された液体収容部、および該液体収容部とケース外部とを連通する開口部を有するケース体と、前記液体金属に接触する固定電極と、前記開口部を介して前記液体金属に接離可能に設けられるとともに、少なくとも前記液体金属と接触する部位の一部に前記液体金属に濡れにくい表面部を有する可動電極とを備え、前記開口部を介して前記可動電極を前記液体金属と接触する位置に移動させ、前記固定電極と前記可動電極とを前記液体金属を介して電気的に接続することを特徴とする。 In the invention of claim 1, a liquid container filled with a liquid metal, a case body having an opening communicating the liquid container and the outside of the case, a fixed electrode in contact with the liquid metal, A movable electrode provided so as to be able to contact with and separate from the liquid metal through the opening, and having a surface portion that is difficult to get wet with the liquid metal at least in a part that contacts the liquid metal; The movable electrode is moved to a position in contact with the liquid metal via the liquid metal, and the fixed electrode and the movable electrode are electrically connected via the liquid metal.
請求項２の発明にあっては、前記液体収容部，前記開口部および前記固定電極をそれぞれ複数備え、前記可動電極は棒状部材の両端部を屈曲させてコ字状に形成されており、前記開口部を介して前記可動電極を前記各液体金属と接触する位置に移動させ、前記液体金属および前記可動電極を介して前記固定電極間を電気的に接続することを特徴とする。
In the invention of
請求項３の発明にあっては、前記表面部が前記可動電極の表面に対し、導電性を有するフッ素系コーティング加工を施すことによって形成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項４の発明にあっては、前記表面部が前記可動電極の表面に対し、面粗し加工を施すことによって形成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項５の発明にあっては、前記可動電極の端部に該端部を前記液体金属の液面に対して平行に屈曲させた接触部が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
請求項６の発明にあっては、前記可動電極の端部に該端部を前記液体金属の液面に対して鋭角に屈曲させた接触部が設けられており、前記液体金属の液面上近傍に前記接触部に水平方向で直交する方向の外部磁場を発生させる外部磁場発生手段を備えることを特徴とする。
In the invention of
請求項７の発明にあっては、前記可動電極の端部が前記液体金属の液面に向けて先細りに形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is characterized in that an end of the movable electrode is tapered toward the liquid surface of the liquid metal.
請求項８の発明にあっては、前記可動電極の少なくとも前記液体金属と接触する部位の一部に前記液体金属に濡れやすい第２表面部が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
請求項９の発明にあっては、前記第２表面部が前記可動電極の表面に対し、導電性を有するシリコーン系コーティング加工を施すことによって形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is characterized in that the second surface portion is formed by applying a conductive silicone coating to the surface of the movable electrode.
請求項１０の発明にあっては、前記可動電極の先端部に前記液体金属の液面に対向する平面部が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
請求項１１の発明にあっては、前記可動電極の前記液体金属に接触する部位に前記液体金属が流入可能な凹部が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
請求項１２の発明にあっては、前記可動電極に一端が外部に開口し、且つ、他端が前記凹部に開口する連通路が設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 12 is characterized in that the movable electrode is provided with a communication path having one end opened to the outside and the other end opened to the recess.
請求項１３の発明にあっては、前記可動電極に前記開口部を閉塞する蓋部が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
請求項１４の発明にあっては、前記蓋部が前記可動電極の一部で構成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項１５の発明にあっては、前記可動電極が絶縁部材を介して支持されており、前記蓋部が前記絶縁部材の一部で構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 15 is characterized in that the movable electrode is supported via an insulating member, and the lid portion is constituted by a part of the insulating member.
請求項１の発明によれば、可動電極の少なくとも液体金属と接触する部位の一部に液体金属に濡れにくい表面部を設けたため、可動電極と液体金属とが速やかに離間されるので、オン／オフを切り換える際の応答性を良くすることができる。 According to the first aspect of the present invention, since the surface portion that is difficult to wet the liquid metal is provided in at least a part of the movable electrode that contacts the liquid metal, the movable electrode and the liquid metal are quickly separated from each other. Responsiveness when switching off can be improved.
請求項２の発明によれば、可動電極と複数の固定電極間を液体金属を介して電気的に接続したり、切断したりすることで、オン／オフするようにしたため、接点開閉装置の設計自由度を増大できる。
According to the invention of
請求項３の発明によれば、可動電極の表面に対し、導電性を有するフッ素系コーティング加工を施すことによって液体金属に濡れにくい表面部が形成されているため、可動電極の液体金属に接触する部位を比較的容易に液体金属に濡れにくくすることができる。
According to the invention of
請求項４の発明によれば、可動電極の表面に対し、面粗し加工を施すことによって液体金属に濡れにくい表面部が形成されているため、可動電極の液体金属に接触する部位を比較的容易に液体金属に濡れにくくすることができる。
According to the invention of
請求項５の発明によれば、可動電極の端部に、該端部を液体金属の液面に対して平行に屈曲させた接触部を設けたため、可動電極の端部を屈曲させていない構造と比べて、可動電極の挿入方向の移動量を増やすことなく可動電極の液体金属に接触する面積を大きくできるので、可動電極の接触抵抗を安定させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the end portion of the movable electrode is provided with the contact portion that is bent in parallel with the liquid surface of the liquid metal, the end portion of the movable electrode is not bent. Compared to the above, since the area of the movable electrode that contacts the liquid metal can be increased without increasing the amount of movement of the movable electrode in the insertion direction, the contact resistance of the movable electrode can be stabilized.
請求項６の発明によれば、可動電極の端部に、該端部を液体金属の液面に対して鋭角に屈曲させた接触部を設け、液面上近傍に接触部に水平方向で直交する方向の外部磁場を発生させるようにした。このため、可動電極と液体金属とを離間させる際に可動電極と液体金属の液面との間にアークが発生した場合、アークを可動電極と液面との間隙（ギャップ）が大きくなる可動電極の先端側に向けて導いて、通電を切ることができるので、オン／オフを切り換える際の応答性を良くすることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the end of the movable electrode is provided with a contact portion that is bent at an acute angle with respect to the liquid metal surface, and is orthogonal to the contact portion in the horizontal direction near the liquid surface. An external magnetic field in the direction to be generated was generated. For this reason, when an arc is generated between the movable electrode and the liquid surface of the liquid metal when the movable electrode and the liquid metal are separated from each other, the movable electrode that increases the gap (gap) between the movable electrode and the liquid surface. Since the current can be turned off by guiding it toward the front end side, the responsiveness when switching on / off can be improved.
請求項７の発明によれば、可動電極の端部を液面に向けて先細りに形成したため、可動電極を液体金属に接触させる際に液体金属の液面に酸化被膜等が形成されていても容易に挿入することができる。一方、可動電極と液体金属とを離間させる際に可動電極の液体金属に接触する面積を漸減させることができ、可動電極と液体金属とが速やかに離間されるので、オン／オフを切り換える際の応答性を良くすることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the end of the movable electrode is tapered toward the liquid surface, even when an oxide film or the like is formed on the liquid surface of the liquid metal when the movable electrode is brought into contact with the liquid metal. Can be inserted easily. On the other hand, when the movable electrode and the liquid metal are separated from each other, the area of the movable electrode that contacts the liquid metal can be gradually reduced, and the movable electrode and the liquid metal are quickly separated from each other. Responsiveness can be improved.
請求項８の発明によれば、可動電極の少なくとも液体金属と接触する部位の一部に、液体金属に濡れやすい第２表面部を設けたため、可動電極が液体金属に濡れやすくなり可動電極の接触抵抗を安定させることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the second surface portion that easily wets the liquid metal is provided in at least a part of the movable electrode that contacts the liquid metal, the movable electrode is easily wetted by the liquid metal, and the movable electrode contacts. Resistance can be stabilized.
請求項９の発明によれば、可動電極の表面に対し、導電性を有するシリコーン系コーティング加工を施すことによって液体金属に濡れやすい第２表面部が形成されているため、可動電極の液体金属に接触する部位を比較的容易に液体金属に濡れやすくすることができる。 According to the ninth aspect of the invention, since the second surface portion that is easily wetted by the liquid metal is formed on the surface of the movable electrode by applying a conductive silicone coating process, the liquid metal of the movable electrode is formed. The contact portion can be easily wetted with the liquid metal.
請求項１０の発明によれば、先細りに形成された可動電極の先端部に、液面に対向する平面部を設けたため、可動電極の液体金属に接触する面積が大きくなり、可動電極の接触抵抗を安定させることができる。
According to the invention of
請求項１１の発明によれば、可動電極の液体金属に接触する部位に凹部を設けたため、可動電極を液体金属に挿入した際に液体金属が凹部内に流入して凹部の内壁に接触することで、可動電極の液体金属に接触する面積が大きくなり、可動電極の接触抵抗を安定させることができる。また、凹部は可動電極の液体金属に接触する部位の体積を減らすので、可動電極を液体金属に挿入した際の液面の上昇が抑えられ、液体収容部から開口部を介して液体金属が流出することを抑制できる。
According to the invention of
請求項１２の発明によれば、凹部と外部とを連通する連通路を可動電極に設けたため、液体金属が凹部内に流入する際に凹部内にある空気を連通路を介して外部に逃がすことができるので、液体金属が凹部内に流入しやすくなる。 According to the twelfth aspect of the invention, since the movable electrode is provided with the communication path that communicates the recess and the outside, when the liquid metal flows into the recess, the air in the recess is released to the outside through the communication path. Therefore, the liquid metal can easily flow into the recess.
請求項１３の発明によれば、可動電極に開口部を閉塞する蓋部を設けたため、液体収容部から開口部を介して液体金属が流出することを抑制できる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, since the movable electrode is provided with the lid portion that closes the opening portion, it is possible to prevent the liquid metal from flowing out from the liquid storage portion through the opening portion.
請求項１４の発明によれば、蓋部を可動電極の一部で構成したため、可動電極の液体金属に接触する面積が大きくなり、可動電極の接触抵抗を安定させることができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, since the lid portion is constituted by a part of the movable electrode, the area of the movable electrode that contacts the liquid metal is increased, and the contact resistance of the movable electrode can be stabilized.
請求項１５の発明によれば、蓋部を絶縁部材の一部で構成したため、装置構成を簡素化できる。 According to the fifteenth aspect of the present invention, since the lid portion is constituted by a part of the insulating member, the device configuration can be simplified.
以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳述する。なお、以下の複数の実施例には、同様の構成要素が含まれている。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付与し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that similar components are included in the following embodiments. Therefore, common reference numerals are given to those similar components, and redundant description is omitted.
図１は、本発明の実施例１にかかる接点開閉装置の概略構成を示す斜視図、図２は、本発明の実施例１にかかる接点開閉装置の動作を説明するための部分断面図である。 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a contact switching apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view for explaining an operation of the contact switching apparatus according to the first embodiment of the present invention. .
先ず、図１を参照して、本発明の実施例１にかかる接点開閉装置１の構成を説明する。 First, with reference to FIG. 1, the structure of the contact switching apparatus 1 concerning Example 1 of this invention is demonstrated.
本実施例にかかる接点開閉装置１は、ガラスやプラスチック等の絶縁性を有する材料で形成されたケース体２と、ケース体２内に設けられた複数（本実施例では２つ）の液体収容部３，３と、液体収容部３，３とケース体２の外部とを連通する開口部４，４と、液体収容部３，３に充填された液体金属５，５と、液体金属５，５に接触する複数（本実施例では２つ）の固定電極６，６と、開口部４，４を介して液体金属５，５に接離可能に設けられた可動電極７と、を備えている。
A contact switching device 1 according to the present embodiment includes a
ケース体２は、略長方形の箱状に形成されており、その内部にはケース体２の長手方向（以下、長手方向と称す）に離間して２つの液体収容部３が設けられている。
The
液体収容部３は、長手方向に沿う略円筒状に形成されており、その上部３ａには、液体収容部３とケース体２の外部とを連通する開口部４が設けられている。開口部４は、ケース体２の表面部２ａに上方視線で長手方向に沿う略長方形に開口している。液体収容部３には、開口部４を介して常温・常圧（２５℃・１気圧）で液化状態にある液体金属５が充填されている。液体金属５としては、例えば、ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）からなる共融合金等を用いることができる。
The
液体収容部３の下部３ｂには、固定電極６が設けられている。固定電極６は、銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），アルミニウム（Ａｌ）等の導電性を有する金属材料により形成された丸棒部材によって構成されている。固定電極６の一端部６ａ（図２参照）は液体金属５に接触させて液体収容部３側に固定され、固定電極６の他端部６ｂはケース体２の外部に延出され、図示しない各種電気部品に接続される。
A fixed
可動電極７は、固定電極６と同種類の金属材料により形成された丸棒部材によって構成されている。可動電極７は、丸棒部材の両端部を直角に屈曲させたコ字状に形成されている。可動電極７の両端部７１，７１は、開口部４，４に対向して配置され、可動電極７の上下移動により両端部７１，７１が開口部４，４に挿入される。可動電極７の略中央部は、プラスチック等の絶縁性を有する材料で形成された絶縁部材８を介して図示しないアクチュエータに連結される。なお、駆動力を発生するアクチュエータとしては、電磁力，油圧等を用いた様々なものを採用することができる。
The movable electrode 7 is composed of a round bar member made of the same type of metal material as the fixed
次に、図２を参照して、上記接点開閉装置１の動作を説明する。 Next, the operation of the contact switching device 1 will be described with reference to FIG.
本実施例にかかる接点開閉装置１では、オフのときは、図２（ａ）に示すように、可動電極７と液体金属５とは離間した位置にあり固定電極６，６間は電気的に切断されている。そして、オフからオンに切り換える際には、図２（ｂ）に示すように、アクチュエータによって可動電極７を下方に向けて移動させ、可動電極７の両端部７１，７１が各液体収容部３，３の液体金属５，５に接触することで、固定電極６，６間は液体金属５，５および可動電極７を介して電気的に接続し、通電される。また、オンからオフに切り換える際には、上記とは逆の動作が行われる。
In the contact switching apparatus 1 according to the present embodiment, when it is off, as shown in FIG. 2A, the movable electrode 7 and the
本実施例では、可動電極７の少なくとも液体金属５と接触する部位の一部（本実施例では端部７１）に液体金属５に濡れにくい表面部９が設けられている。
In the present embodiment, a surface portion 9 that is difficult to get wet with the
表面部９は、可動電極７の表面に対し、導電性を有するフッ素系コーティング加工、あるいはサンドブラスト処理等の面粗し加工を施すことによって液体金属５に濡れにくくなっている。すなわち、表面部９では、液体金属５に対する濡れ性が低くなっている。なお、表面部９は、他のコーティング加工等の様々な方法で液体金属５に濡れにくくできる。
The surface portion 9 is difficult to get wet with the
以上説明したように、本実施例にかかる接点開閉装置１では、液体金属５に接離可能に設けられた可動電極７の端部７１に、液体金属５に濡れにくい表面部９を設けた。このため、オンからオフに切り換える際には、液体金属５の粘性により可動電極７の移動方向に液体金属５が引き上げられることを抑制して、可動電極７と液体金属５とが速やかに離間されるので、オン／オフを切り換える際の応答性（スイッチング特性）を良くすることができる。
As described above, in the contact switching device 1 according to the present embodiment, the surface portion 9 which is difficult to get wet with the
また、本実施例にかかる接点開閉装置１では、可動電極７によって一対の固定電極６，６間の電気接続をオン／オフするようにしたため、アクチュエータ等の可動機構に連結される可動電極７と各種電気部品に接続される固定電極６，６とを分離して設けることができるので、接点開閉装置１の設計自由度を増大できる。
Further, in the contact switching device 1 according to the present embodiment, the electric connection between the pair of fixed
また、導電性を有するフッ素系コーティング加工、あるいはサンドブラスト等の面粗し加工によって可動電極７の端部７１に液体金属５に濡れにくい表面部９を形成したため、可動電極７の液体金属５に接触する部位を比較的容易に液体金属５に濡れにくくすることができる。
In addition, since the surface portion 9 that is difficult to wet the
図３は、本発明の実施例２にかかる接点開閉装置の概略構成を示す部分断面図である。 FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the contact switching apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本発明の本実施例にかかる接点開閉装置１Ａでは、可動電極７Ａの端部７１Ａに該端部７１Ａを液体金属５の液面５ａに対して平行に屈曲させた接触部７２Ａが設けられている。接触部７２Ａは、長手方向外側に向けて屈曲形成されている。接触部７２Ａの下部側（液面５ａに対向する側）には、液体金属５に濡れにくい表面部９Ａが設けられている。
In the
以上本実施例によっても、可動電極７Ａの液体金属５と接触する部位に液体金属５に濡れにくい表面部９Ａを有するので、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例にかかる接点開閉装置１Ａでは、可動電極７Ａの端部７１Ａに、該端部７１Ａを液体金属５の液面５ａに平行に屈曲させた接触部７２Ａを設けたため、可動電極７Ａの端部７１Ａを屈曲させていない構造と比べて、可動電極７Ａの挿入方向の移動量を増やすことなく可動電極７Ａの液体金属５に接触する面積を大きくできるので、可動電極７Ａの接触抵抗を安定させることができる。また、可動電極７Ａの端部７１Ａを屈曲させていない構造と比べて、可動電極７Ａの液体金属５に接触する面積が同じ場合には、可動電極７Ａの挿入方向の移動量が少なくなるため、接点開閉装置１Ａを可動電極７Ａの挿入方向で小型化することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
図４は、本発明の実施例３にかかる接点開閉装置の概略構成および動作を説明するための部分断面図、図５は、実施例３にかかる接点開閉装置のケース体を示す平面図である。 FIG. 4 is a partial cross-sectional view for explaining a schematic configuration and operation of the contact switching apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a plan view showing a case body of the contact switching apparatus according to the third embodiment. .
本実施例にかかる接点開閉装置１Ｂでは、図４に示すように、可動電極７Ｂの端部７１Ｂに該端部７１Ｂを液面５ａに対して鋭角（すなわちレ字状）に屈曲させた接触部７２Ｂが設けられている。接触部７２Ｂは、長手方向外側に向けて屈曲形成されている。接触部７２Ｂには、液体金属５に濡れにくい表面部９Ｂが設けられている。
In the
図５に示すように、外部磁場発生手段１０は、ケース体２の短手方向（図５では上下方向、以下、短手方向と称す）に開口部４を挟むように配置されている。外部磁場発生手段１０は、液面５ａ上近傍に短手方向の外部磁場１１を発生させる。外部磁場発生手段１０としては、例えば、電磁石や永久磁石等を採用することができる。
As shown in FIG. 5, the external magnetic field generation means 10 is arranged so as to sandwich the
以上の構成によれば、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｂでは、オンのときは、図４（ａ）に示すように、接触部７２Ｂ，７２Ｂが各液体収容部３，３の液体金属５，５に接触することで、固定電極６，６間を液体金属５，５および可動電極７Ｂを介して電気的に接続し、図４中矢印Ａ方向に電流が流れて通電する。そして、オンからオフに切り換える際には、図４（ｂ）に示すように、アクチュエータによって可動電極７Ｂを上方に向けて移動させ、可動電極７Ｂと液体金属５とを離間させる。このとき、可動電極７Ｂの屈曲部７１Ｂｂと液面５ａとの間にアーク１２が発生した場合、アーク１２は、外部磁場発生手段１０により発生させた外部磁場１１によって、発生地点である屈曲部７１Ｂｂから先端部７１Ｂａに向けて導かれる（図４（ｂ）中矢印Ｂ）。そして、可動電極７Ｂと液面５ａとの間隙（ギャップ）が大きくなる先端部７１Ｂａにアーク１２が導かれることで通電が切られる。
According to the above configuration, in the
以上本実施例によっても、可動電極７Ｂの液体金属５と接触する部位に液体金属５に濡れにくい表面部９Ｂを有し、可動電極７Ｂの端部７１Ｂに接触部７２Ｂが設けられているので、上記実施例１および２と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｂでは、接触部７２Ｂを液面５ａに対して鋭角に屈曲させ、液面５ａ上近傍に接触部７２Ｂに水平方向で直交する方向の外部磁場１１を発生させるようにした。このため、可動電極７Ｂと液体金属５とを離間させる際に屈曲部７１Ｂｂと液面５ａとの間にアーク１２が発生した場合、アーク１２を可動電極７Ｂと液面５ａとの間隙が大きくなる先端部７１Ｂａに向けて導いてアーク１２を速やかに切断できるので、オン／オフを切り換える際の応答性（スイッチング特性）を良くすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
図６は、本発明の実施例４にかかる接点開閉装置の概略構成を示す部分断面図である。 FIG. 6: is a fragmentary sectional view which shows schematic structure of the contact switching apparatus concerning Example 4 of this invention.
本実施例にかかる接点開閉装置１Ｃでは、可動電極７Ｃの端部７１Ｃは液面５ａに向けて円錐状（先細り）に形成されている。端部７１Ｃには、液体金属５に濡れにくい表面部９Ｃが設けられている。
In the contact switching apparatus 1C according to the present embodiment, the
以上本実施例によっても、可動電極７Ｃの液体金属５と接触する部位に液体金属５に濡れにくい表面部９Ｃを有するので、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｃでは、可動電極７Ｃの端部７１Ｃを液面５ａに向けて先細りに形成した。このため、可動電極７Ｃを液体金属５に接触させる際に液面５ａに酸化被膜等が形成されていても可動電極７Ｃを液体金属５に容易に挿入することができる。また、可動電極７Ｃの端部７１Ｃは、粘性の強い液体金属５にも容易に挿入することができる。一方、可動電極７Ｃと液体金属５とを離間させる際に可動電極７Ｃの液体金属５に接触する面積を漸減させることができ、可動電極７Ｃと液体金属５とが速やかに離間されるので、オン／オフを切り換える際の応答性（スイッチング特性）を良くすることができる。
As described above, also in this embodiment, since the
図７は、本発明の実施例５にかかる接点開閉装置の概略構成を示す部分断面図、図８は、本発明の実施例５にかかる接点開閉装置の可動電極の端部を示す図である。 FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of the contact switching apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing an end portion of the movable electrode of the contact switching apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. .
本実施例にかかる接点開閉装置１Ｄでは、図８に示すように、可動電極７Ｄの端部７１Ｄは、液面５ａに向けて円錐状に形成されている。可動電極７Ｄの端部７１Ｄには、液体金属５に濡れにくい表面部９Ｄが設けられている。さらに、可動電極７Ｄの先端部７１Ｄａには、液体金属５に濡れやすい第２表面部１３が設けられている。
In the
第２表面部１３は、可動電極７の表面に対し、導電性を有するシリコーン系コーティング加工を施すことによって液体金属５に濡れやすくなっている。すなわち、第２表面部１３では、液体金属５に対する濡れ性が高くなっている。なお、第２表面部は、他のコーティング加工，あるいは鏡面加工等の様々な方法で液体金属５に濡れやすくすることができる。
The
以上本実施例によっても、可動電極７Ｄの液体金属５と接触する部位に液体金属５に濡れにくい表面部９Ｄを有し、可動電極７Ｄの端部７１Ｄを液面５ａに向けて先細りに形成しているので、上記実施例１および４と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｄでは、可動電極７Ｄの先端部７１Ｄａに液体金属５に濡れやすい第２表面部１３を設けたため、可動電極７Ｄが液体金属５に濡れやすくなり可動電極７Ｄの接触抵抗を安定させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
図９は、本発明の実施例６にかかる接点開閉装置の概略構成を示す部分断面図、図１０は、本発明の実施例６にかかる接点開閉装置の可動電極の端部を示す図である。 FIG. 9 is a partial cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a contact switching apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram illustrating an end portion of a movable electrode of the contact switching apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. .
本実施例にかかる接点開閉装置１Ｅでは、図９に示すように、可動電極７Ｅの端部７１Ｅは、液面５ａに向けて先細りの円錐台状に形成されている。可動電極７Ｅの先端部７１Ｅａには、液面５ａに対向する平面部１４が設けられている。平面部１４を含む端部７１Ｅには、液体金属５に濡れにくい表面部９Ｅが設けられている。なお、平面部１４を設けた端部７１Ｅの表面積は、図１０中破線で示す円錐状の仮想先端部７１Ｅｂを有する場合の表面積と比べて大きくなるように設定されている。
In the
以上本実施例によっても、可動電極７Ｅの液体金属５と接触する部位に液体金属５に濡れにくい表面部９Ｅを有し、可動電極７Ｅの端部７１Ｅを液面５ａに向けて先細りに形成しているので、上記実施例１および４と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｅでは、先細りに形成した可動電極７Ｅの先端部７１Ｅａに液面５ａに対向する平面部１４を設けたため、可動電極７Ｅの液体金属５に接触する面積が大きくなり、可動電極７Ｅの接触抵抗を安定させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
図１１は、本発明の実施例７にかかる接点開閉装置の可動電極の端部を示す断面図である。 FIG. 11: is sectional drawing which shows the edge part of the movable electrode of the contact switching apparatus concerning Example 7 of this invention.
本実施例にかかる接点開閉装置１Ｆでは、可動電極７Ｆの液体金属５に接触する部位（本実施例では端部７１Ｆ）に凹部１５Ｆが設けられている。凹部１５Ｆは、可動電極７Ｆの先端部７１Ｆａに液面５ａに対向して略円筒状に凹設されている。凹部１５Ｆを含む可動電極７Ｆの端部７１Ｆには、液体金属５に濡れにくい表面部９Ｆが設けられている。
In the
以上の構成によれば、可動電極７Ｆを液体金属５に挿入した際に液体金属５が凹部１５Ｆ内に流入して内壁１５Ｆａに接触する。
According to the above configuration, when the
以上本実施例によっても、可動電極７Ｆの液体金属５と接触する部位に液体金属５に濡れにくい表面部９Ｆを有するので、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｆでは、可動電極７Ｆの端部７１Ｆに凹部１５Ｆを設けたため、可動電極７Ｆを液体金属５に挿入した際に液体金属５が凹部１５Ｆ内に流入して内壁１５Ｆａに接触することで、可動電極７Ｆの液体金属５に接触する面積が大きくなり、可動電極７Ｆの接触抵抗を安定させることがきる。また、凹部１５Ｆは可動電極７Ｆの端部７１Ｆ（液体金属５に接触する部位）の体積を減らすので、可動電極７Ｆを液体金属５に挿入した際の液面５ａの上昇が抑えられ、液体収容部３から開口部４を介して液体金属５が流出することを抑制できる。
As described above, also in this embodiment, since the
図１２は、本発明の実施例８にかかる接点開閉装置の可動電極の端部を示す断面図である。 FIG. 12: is sectional drawing which shows the edge part of the movable electrode of the contact switching apparatus concerning Example 8 of this invention.
本実施例にかかる接点開閉装置１Ｇでは、一端が外部に開口し、且つ、他端が凹部１５Ｇに開口する連通路１６が可動電極７Ｇの端部７１Ｇに設けられている。連通路１６は、凹部１５Ｇ内と外部とを連通する貫通穴として形成されている。凹部１５Ｇを含む可動電極７Ｇの端部７１Ｇには、液体金属５に濡れにくい表面部９Ｇが設けられている。
In the
以上本実施例によっても、可動電極７Ｇの液体金属５と接触する部位に液体金属５に濡れにくい表面部９Ｇおよび凹部１５Ｇを有するので、上記実施例１および７と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｇでは、凹部１５Ｇと外部とを連通する連通路１６を可動電極７Ｇの端部７１Ｇに設けたため、液体金属５が凹部１５Ｇ内に流入する際に凹部１５Ｇ内にある空気を連通路１６を介して外部に逃がすことができるので、液体金属５が凹部１５Ｇ内に流入しやすくなる。
As described above, this embodiment also has the
図１３は、本発明の実施例９にかかる接点開閉装置の概略構成および動作を説明するための部分断面図である。 FIG. 13: is a fragmentary sectional view for demonstrating schematic structure and operation | movement of the contact switching apparatus concerning Example 9 of this invention.
本実施例にかかる接点開閉装置１Ｈでは、図１３に示すように、可動電極７Ｈの端部７１Ｈには、開口部４に嵌合するように上方視線で略長方形の板状に形成された蓋部１７Ｈが一体に設けられている。可動電極７Ｈの先端部７１Ｈａは、液面５ａに向けて円錐状に形成されており、この先端部７１Ｈａに液体金属５に濡れにくい表面部９Ｈが設けられている。
In the
以上の構成によれば、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｈでは、オフのときは、図１３（ａ）に示すように、可動電極７Ｈと液体金属５とは離間した位置にあり固定電極６，６間は電気的に切断されている。そして、オフからオンに切り換える際には、図１３（ｂ）に示すように、アクチュエータによって可動電極７Ｈを下方に向けて移動させ、可動電極７Ｈの先端部７１Ｈａが各液体収容部３，３の液体金属５，５に接触することで、固定電極６，６間は液体金属５，５および可動電極７Ｈを介して電気的に接続し、通電される。このとき、蓋部１７Ｈによって開口部４は閉塞され、蓋部１７Ｈの下面部１７Ｈａは液体金属５に接触する。
According to the above configuration, in the
以上本実施例によっても、可動電極７Ｈの液体金属５と接触する部位に液体金属５に濡れにくい表面部９Ｈを有するので、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｈでは、可動電極７Ｈに開口部４を閉塞する蓋部１７Ｈを設けたため、オンするときには、蓋部１７Ｈにより開口部４が閉塞され、液体収容部３から開口部４を介して液体金属５が流出することを抑制できる。
As described above, also in this embodiment, since the
また、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｈによれば、蓋部１７Ｈを可動電極７Ｈの一部として構成したため、蓋部１７Ｈの下面部１７Ｈａが液体金属５に接触することで、可動電極７Ｈの液体金属５に接触する面積が大きくなり、可動電極７Ｈの接触抵抗を安定させることができる。
Further, according to the
図１４は、本発明の実施例１０にかかる接点開閉装置の概略構成および動作を説明するための部分断面図である。 FIG. 14: is a fragmentary sectional view for demonstrating schematic structure and operation | movement of the contact switching apparatus concerning Example 10 of this invention.
本実施例にかかる接点開閉装置１Ｉでは、可動電極７Ｉは、両先端部７１Ｉａ，７１Ｉａを露出させて絶縁部材８Ｉに覆われている。本実施例では、絶縁部材８Ｉの下端部８Ｉａが蓋部１７Ｉとして構成されている。絶縁部材８Ｉの下端部８Ｉａは、開口部４に嵌合するように断面長方形状に形成されている。絶縁部材８Ｉの下端部８Ｉａから露出された可動電極７Ｉの先端部７１Ｉａには、液体金属５に濡れにくい表面部９Ｉが設けられている。
In the contact switching apparatus 1I according to the present embodiment, the movable electrode 7I is covered with the insulating member 8I with both the end portions 71Ia and 71Ia exposed. In the present embodiment, the lower end portion 8Ia of the insulating member 8I is configured as a lid portion 17I. The lower end portion 8Ia of the insulating member 8I is formed in a rectangular cross section so as to fit into the
以上の構成によれば、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｉでは、オフのときは、図１４（ａ）に示すように、可動電極７Ｉと液体金属５とは離間した位置にあり固定電極６，６間は電気的に切断されている。そして、オフからオンに切り換える際には、図１４（ｂ）に示すように、アクチュエータによって可動電極７Ｉを下方に向けて移動させ、可動電極７Ｉの先端部７１Ｉａが各液体収容部３，３の液体金属５，５に接触することで、固定電極６，６間は液体金属５，５および可動電極７Ｉを介して電気的に接続し、通電される。このとき、蓋部１７Ｉによって開口部４は閉塞される。
According to the above configuration, in the contact switching apparatus 1I according to the present embodiment, when it is off, as shown in FIG. , 6 are electrically disconnected. When switching from off to on, as shown in FIG. 14 (b), the movable electrode 7I is moved downward by the actuator, and the tip 71Ia of the movable electrode 7I By contacting the
以上本実施例によっても、可動電極７Ｉの液体金属５と接触する部位に液体金属５に濡れにくい表面部９Ｉを有するので、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｉでは、可動電極７Ｉを覆う絶縁部材８Ｉの下端部８Ｉａを蓋部１７Ｉとして構成したため、オンするときには蓋部１７Ｉにより開口部４が閉塞され、液体収容部３から開口部４を介して液体金属５が流出することを抑制できる。また、本実施例にかかる接点開閉装置１Ｉでは、蓋部１７Ｉが絶縁部材８Ｉの一部として構成されているので、絶縁部材８Ｉと蓋部１７Ｉとを別個に設ける場合に比べて、装置構成を簡素化できる。
As described above, also in this embodiment, since the surface portion 9I that is hard to get wet with the
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は上記実施例には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、ケース体，液体収容部，開口部，固定電極，可動電極の形状等は種々のものを採用できる。また、上記実施例では、単一のケース体に複数の液体収容部を設けているが、複数のケース体にそれぞれ液体収容部を設けるようにしてもよい。また、上記実施例では、アクチュエータを可動電極に連結し、可動電極を移動させるようにしているが、アクチュエータをケース体に連結し、ケース体を移動させるようにしてもよい。このように、上記実施例に基づいて当業者によりなされる他の実施例、実施の形態および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, various shapes such as a case body, a liquid container, an opening, a fixed electrode, and a movable electrode can be adopted. Moreover, in the said Example, although the several liquid accommodating part was provided in the single case body, you may make it provide a liquid accommodating part in a some case body, respectively. In the above embodiment, the actuator is connected to the movable electrode and the movable electrode is moved. However, the actuator may be connected to the case body and the case body may be moved. As described above, other examples, embodiments, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on the above examples are all included in the scope of the present invention.
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ 接点開閉装置
２ ケース体
３ 液体収容部
４ 開口部
５ 液体金属
５ａ 液面
６ 固定電極
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ，７Ｇ，７Ｈ，７Ｉ 可動電極
７２Ａ，７２Ｂ 接触部
８，８Ｉ 絶縁部材
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ，９Ｇ，９Ｈ，９Ｉ 表面部
１０ 外部磁場発生手段
１１ 外部磁場
１２ アーク
１３ 第２表面部
１４ 平面部
１５ 凹部
１６ 連通路
１７Ｈ，１７Ｉ 蓋部
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H,
Claims (15)
前記液体金属に接触する固定電極と、
前記開口部を介して前記液体金属に接離可能に設けられるとともに、少なくとも前記液体金属と接触する部位の一部に前記液体金属に濡れにくい表面部を有する可動電極とを備え、
前記開口部を介して前記可動電極を前記液体金属と接触する位置に移動させ、前記固定電極と前記可動電極とを前記液体金属を介して電気的に接続すること
を特徴とする接点開閉装置。 A liquid container filled with a liquid metal, and a case body having an opening communicating the liquid container and the outside of the case;
A fixed electrode in contact with the liquid metal;
A movable electrode provided so as to be able to contact and separate from the liquid metal through the opening, and having a surface portion that is difficult to wet the liquid metal at least in part of a portion that contacts the liquid metal;
The contact opening / closing device, wherein the movable electrode is moved to a position in contact with the liquid metal through the opening, and the fixed electrode and the movable electrode are electrically connected through the liquid metal.
前記液体収容部，前記開口部および前記固定電極をそれぞれ複数備え、
前記可動電極は棒状部材の両端部を屈曲させてコ字状に形成されており、
前記開口部を介して前記可動電極を前記各液体金属と接触する位置に移動させ、前記液体金属および前記可動電極を介して前記固定電極間を電気的に接続すること
を特徴とする接点開閉装置。 The contact switching device according to claim 1,
A plurality of the liquid container, the opening, and the fixed electrode, respectively,
The movable electrode is formed in a U shape by bending both ends of a rod-shaped member,
A contact switching device characterized in that the movable electrode is moved to a position in contact with each liquid metal through the opening, and the fixed electrode is electrically connected through the liquid metal and the movable electrode. .
前記表面部が前記可動電極の表面に対し、導電性を有するフッ素系コーティング加工を施すことによって形成されていること
を特徴とする接点開閉装置。 In the contact switching device according to claim 1 or 2,
The contact opening / closing device, wherein the surface portion is formed by performing a conductive fluorine coating on the surface of the movable electrode.
前記表面部が前記可動電極の表面に対し、面粗し加工を施すことによって形成されていること
を特徴とする接点開閉装置。 In the contact switching device according to claim 1 or 2,
The contact switching device according to claim 1, wherein the surface portion is formed by subjecting the surface of the movable electrode to surface roughening.
前記可動電極の端部に該端部を前記液体金属の液面に対して平行に屈曲させた接触部が設けられていること
を特徴とする接点開閉装置。 In the contact switching device according to any one of claims 1 to 4,
A contact opening / closing device characterized in that an end portion of the movable electrode is provided with a contact portion that is bent in parallel to the liquid surface of the liquid metal.
前記可動電極の端部に該端部を前記液体金属の液面に対して鋭角に屈曲させた接触部が設けられており、
前記液体金属の液面上近傍に前記接触部に水平方向で直交する方向の外部磁場を発生させる外部磁場発生手段を備えること
を特徴とする接点開閉装置。 In the contact switching device according to any one of claims 1 to 4,
A contact portion is provided at an end portion of the movable electrode, the end portion being bent at an acute angle with respect to the liquid surface of the liquid metal,
An external magnetic field generating means for generating an external magnetic field in a direction perpendicular to the contact portion in the horizontal direction near the liquid metal surface.
前記可動電極の端部が前記液体金属の液面に向けて先細りに形成されていること
を特徴とする接点開閉装置。 The contact switching device according to any one of claims 1 to 6,
The contact opening / closing device, wherein an end of the movable electrode is tapered toward a liquid surface of the liquid metal.
前記可動電極の少なくとも前記液体金属と接触する部位の一部に前記液体金属に濡れやすい第２表面部が設けられていること
を特徴とする接点開閉装置。 The contact switching device according to any one of claims 1 to 7,
A contact opening / closing device, wherein a second surface portion that is easily wetted by the liquid metal is provided at least in a part of the movable electrode that contacts the liquid metal.
前記第２表面部が前記可動電極の表面に対し、導電性を有するシリコーン系コーティング加工を施すことによって形成されていること
を特徴とする接点開閉装置。 In the contact switching device according to claim 8,
The contact opening / closing device, wherein the second surface portion is formed by applying a conductive silicone coating to the surface of the movable electrode.
前記可動電極の先端部に前記液体金属の液面に対向する平面部が設けられていること
を特徴とする接点開閉装置。 The contact switching device according to claim 7,
A contact opening / closing device characterized in that a flat portion facing the liquid surface of the liquid metal is provided at the tip of the movable electrode.
前記可動電極の前記液体金属に接触する部位に前記液体金属が流入可能な凹部が設けられていること
を特徴とする接点開閉装置。 The contact switching device according to any one of claims 1 to 10,
A contact opening / closing device in which a concave portion into which the liquid metal can flow is provided at a portion of the movable electrode that contacts the liquid metal.
前記可動電極に一端が外部に開口し、且つ、他端が前記凹部に開口する連通路が設けられていること
を特徴とする接点開閉装置。 The contact switching device according to claim 11,
A contact switching device characterized in that the movable electrode is provided with a communication path having one end opened to the outside and the other end opened to the recess.
前記可動電極に前記開口部を閉塞する蓋部が設けられていること
を特徴とする接点開閉装置。 The contact switching device according to any one of claims 1 to 12,
A contact opening / closing device, wherein the movable electrode is provided with a lid for closing the opening.
前記蓋部が前記可動電極の一部で構成されていること
を特徴とする接点開閉装置。 The contact switching device according to claim 13,
The contact opening / closing device, wherein the lid portion is configured by a part of the movable electrode.
前記可動電極が絶縁部材を介して支持されており、
前記蓋部が前記絶縁部材の一部で構成されていること
を特徴とする接点開閉装置。 The contact switching device according to claim 13,
The movable electrode is supported via an insulating member;
The contact opening / closing apparatus, wherein the lid portion is formed of a part of the insulating member.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2009
- 2009-03-18 JP JP2009066844A patent/JP2010218977A/en not_active Withdrawn
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