JP2012174611A - Relay device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はリレー装置に係り、特に、圧電体を用いた場合でも、接点の十分な接触圧力を得ることができるとともに、適正な接点の切り換えを行うことを可能としたリレー装置に関するものである。 The present invention relates to a relay device, and more particularly, to a relay device that can obtain a sufficient contact pressure of a contact even when a piezoelectric body is used and can perform appropriate contact switching.
従来から、電気的な接点を切り換えるためのリレー装置が多く用いられており、このようなリレー装置においては、従来、電磁石を用いた電磁式のリレー装置が用いられていた。 Conventionally, many relay devices for switching electrical contacts have been used. In such relay devices, conventionally, an electromagnetic relay device using an electromagnet has been used.
しかしながら、電子式のリレー装置においては、電磁石がコイルや通電により動作される鉄心など大きな部材により構成されていることから、装置が大型化し、重量も重くなってしまうという問題があった。 However, in the electronic relay device, since the electromagnet is constituted by a large member such as a coil or an iron core operated by energization, there is a problem that the device becomes large and heavy.
そのため、従来から、電磁石ではなく、圧電体を用いたリレー装置が開発されてきている。このような圧電体を用いたリレー装置として、従来から、ばね機構にスナップアクションさせるアクチュエータとしてPZT をもつ圧電アクチュエータを備え、PZTに並列に抵抗および電磁アクチュエータの電磁石を接続し、圧電アクチュエータの発生力と、電磁アクチュエータの可動磁極片および対向磁極の磁気的な吸引力とで接圧を得るようにした技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, a relay device using a piezoelectric body instead of an electromagnet has been conventionally developed. As a relay device using such a piezoelectric body, conventionally, a piezoelectric actuator having PZT is provided as an actuator to be snap-actiond by a spring mechanism, and a resistance and an electromagnet of an electromagnetic actuator are connected in parallel to PZT. And a technique in which contact pressure is obtained by the magnetic attraction force of the movable magnetic pole piece and the opposed magnetic pole of the electromagnetic actuator (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、前記特許文献1に記載の技術においては、圧電体の動作と、電磁石による磁気的な吸引力とにより接点の接触を図るものであることから、応答性もよく、十分な接触圧力を得ることが可能であるが、やはり、電磁石を用いることから、装置が大型化してしまい、重量も重くなってしまうという問題を有している。また、圧電体のみで動作させるようにすれば、装置の小型化を図ることができるとともに、軽量化を図ることも可能であるが、圧電体の動作のみでは、接点の接触圧力を十分に得ることができないという問題を有している。
However, in the technique described in
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、圧電体を用いた場合でも、接点の十分な接触圧力を得ることができるとともに、適正な接点の切り換えを行うことのできるリレー装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a relay device that can obtain a sufficient contact pressure of a contact and can switch an appropriate contact even when a piezoelectric body is used. It is intended to do.
本発明は前記目的を達成するために、請求項1の発明に係るリレー装置は、支持ベースに取付けられ先端部に互いに接触可能な接点が設けられた複数の固定側接点用片および駆動側接点用片と、
前記固定側接点用片または前記駆動側接点用片の少なくとも一方の先端部分に設けられた接点ばねと、
前記駆動側接点用片が固定され駆動することにより前記固定側接点用片の接点と前記駆動側接点用片の接点との接触を切り換えるための駆動部材と、
前記支持ベースに取付けられた圧電体と、
前記圧電体の変位を前記駆動部材に伝達する伝達機構と、
を備え、
前記接点ばねは、金属ガラス材料により形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a relay device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of fixed-side contact pieces and drive-side contacts provided with contacts that are attached to a support base and that can contact each other at a tip portion. A piece,
A contact spring provided at the tip of at least one of the fixed-side contact piece or the driving-side contact piece;
A driving member for switching contact between the contact of the fixed-side contact piece and the contact of the driving-side contact piece by fixing and driving the driving-side contact piece;
A piezoelectric body attached to the support base;
A transmission mechanism for transmitting the displacement of the piezoelectric body to the drive member;
With
The contact spring is made of a metallic glass material.
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記伝達機構は、内部に非圧縮流体を充填した伝達配管を備えた変位拡大機構であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the transmission mechanism is a displacement magnifying mechanism including a transmission pipe filled with an incompressible fluid.
請求項3に係る発明は、請求項2において、前記変位拡大機構は、前記伝達配管の前記圧電体側の開口面積は、前記駆動部材側の開口面積に比較して大きく形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the displacement magnifying mechanism is formed such that an opening area of the transmission pipe on the piezoelectric body side is larger than an opening area on the driving member side. And
請求項1に係る発明によれば、圧電体を用いて駆動側接点用片を動作させて接点の切り換えを行うとともに、ばね接点をヤング率の低い金属ガラス材料により形成するようにしているので、圧電体のような駆動力が比較的弱い駆動源を用いた場合でも、接点の十分な接触圧力を得ることができ、接点の良好な接続状態を確保することができる。しかも、金属ガラスは、導電性も高いので、固定側接点用片と駆動側接点用片とを流れる電気抵抗を著しく低減させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the drive-side contact piece is operated using the piezoelectric body to switch the contact, and the spring contact is formed of a metallic glass material having a low Young's modulus. Even when a driving source having a relatively weak driving force such as a piezoelectric body is used, a sufficient contact pressure of the contact can be obtained, and a good connection state of the contact can be ensured. Moreover, since the metal glass has high conductivity, the electrical resistance flowing through the fixed contact piece and the driving contact piece can be remarkably reduced.
請求項2に係る発明によれば、伝達機構を内部に非圧縮流体を充填した伝達配管を備えた変位拡大機構としているので、非圧縮流体により圧電体の動作を駆動部材に適切に伝達することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the transmission mechanism is a displacement expansion mechanism including a transmission pipe filled with an incompressible fluid, the operation of the piezoelectric body is appropriately transmitted to the drive member by the incompressible fluid. Can do.
請求項3に係る発明によれば、変位拡大機構の伝達配管の圧電体側の開口面積を駆動部材側の開口面積に比較して大きく形成するようにしているので、圧電体の少ない変位に対して駆動部材の駆動量を大きくすることができ、圧電体により効率よく駆動側接点用片を動作させることができる。 According to the third aspect of the present invention, the opening area on the piezoelectric body side of the transmission pipe of the displacement enlarging mechanism is formed larger than the opening area on the driving member side. The drive amount of the drive member can be increased, and the drive-side contact piece can be efficiently operated by the piezoelectric body.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係るリレー装置の第1実施形態を示す概略図である。図1に示すように、本実施形態のリレー装置1は、支持ベース2を備えており、支持ベース2の両側部には、先端部に雄ねじ(図示せず)が形成された支柱3が立設されている。また、支持ベース2には、箱型のカバー部材4が着脱自在に装着されるように構成されており、カバー部材4を支持ベース2に装着し、このカバー部材4の端面から露出される支柱3の雄ねじに、雌ねじが形成された固定ねじ5を螺合させることにより、カバー部材4を支持ベース2に固定するように構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a relay device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the
支持ベース2の一側には、複数の固定側接点用片6および駆動側接点用片7の基端部がそれぞれ互いに所定間隔をもって取付けられており、各固定側接点用片6および各駆動側接点用片7の先端部には、互いに電気的に接触する接点8がそれぞれ設けられている。本実施形態においては、図1において左側には、2つの固定側接点用片6と2つの駆動側接点用片7とがそれぞれ交互に配置されており、これら各固定側接点用片6の接点8と、駆動側接点用片7の接点8とが接触することにより、固定側接点用片6と駆動側接点用片7とが電気的に接続されるように構成されている。また、図1において右側には、一対の固定側接点用片6の間に駆動側接点用片7が配置されており、駆動側接点用片7の接点8がいずれか一方の固定側接点用片6の接点8と接触することにより、駆動側接点用片7といずれか一方の固定側接点用片6とが電気的に接続されるように構成されている。
On one side of the
また、固定側接点用片6の先端部は、クランク状に折曲形成された接点ばね9とされており、本実施形態においては、この接点ばね9部分は、結晶金属に比較してヤング率の低い金属ガラス材料により形成されている。この金属ガラスとしては、例えば、Cu97Zr5(銅95%、ジルコニウム5%)などがある。例えば、洋白(銅55%、亜鉛27%、ニッケル18%)のヤング率が、127×103 であるのに対して、Cu97Zr5のヤング率は、70×103 と低いヤング率となっている。このように接点ばね9部分にヤング率の低い金属ガラス材料を用いることにより、弱い駆動力で各接点8の接触圧力を得ることができるものである
The tip of the fixed
また、支持ベース2の他側には、圧電体支持部10が設けられており、圧電体支持部10の一側には、固定側接点用片6の上方部分を固定するための固定部材11が取付けられている。この固定部材11は、固定側接点用片6のみを固定するものであり、駆動側接点用片7は、固定部材11により妨げられることなく、基端部を中心として揺動可能とされている。また、駆動側接点用片7の固定部材11より上方部分には、駆動側接点用片7が連結された駆動部材12が取付けられており、駆動部材12が図1において左右方向に駆動されることにより、駆動側接点用片7を揺動動作させて駆動側接点用片7の接点8と固定側接点用片6の接点8とを接触させることができるように構成されている。
A
また、圧電体支持部10の内部には、通電することにより、図1において、上下方向に伸縮自在に変位する圧電体13が収容されている。圧電体13の変位部には、駆動部材12の一端部に接続される伝達機構としての変位拡大機構14が連結されている。変位拡大機構14は、圧電体13の変位部と駆動部材12の一端部とを連結する伝達配管15を備えており、この伝達配管15の内部には、例えば、油など駆動力を伝達することのできる非圧縮流体16が充填されている。また、この伝達配管15の圧電体13側の開口面積は、駆動部材12側の開口面積に比較して大きく形成されており、圧電体13の変位に対して駆動部材12の駆動量を大きくすることができるように構成されている。
In addition, a
また、駆動部材12の他端部には、復帰ばね17が取付けられており、この復帰ばね17により、駆動部材12は、通常状態では、図1において左方向に向けて付勢されるようになっており、圧電体13を動作させることにより、駆動部材12が復帰ばね17の付勢力に抗して図1において右方向に移動できるように構成されている。
Further, a
さらに、支持ベース2の下側には、各固定側接点用片6および各駆動側接点用片7にそれぞれ電気的に接続されている接続端子18が設けられており、支持ベース2の下側には、このリレー装置1の機能別に取付けられる機種ピン19が突設されている。
Further, on the lower side of the
次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
本実施形態においては、図1に示すように、圧電体13に通電していない状態では、復帰ばね17の付勢力により、駆動部材12は、図1において左方向に付勢されており、最も左側の固定側接点用片6の接点8と駆動側接点用片7の接点8とが接触するとともに、中央側の固定側接点用片6の接点8と駆動側接点用片7の接点8とは離れた状態に保持され、さらに、最も右側の駆動側接点用片7の接点8は、その左側の固定側接点用片6の接点8に接触された状態に保持されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, when the
この状態で、圧電体13に通電することにより、圧電体13が変位され、変位拡大機構14を介して駆動部材12を復帰ばね17の付勢力に抗して図1において右方向に動作させる。これにより、図2に示すように、最も左側の固定側接点用片6の接点8と駆動側接点用片7の接点8とが非接触状態になるとともに、中央側の固定側接点用片6の接点8と駆動側接点用片7の接点8とが接触状態に保持され、さらに、最も右側の駆動側接点用片7の接点8は、その右側の固定側接点用片6の接点8に接触された状態に保持され、各接点8の切り換えが行われる。
In this state, when the
このとき、本実施形態においては、接点ばね9をヤング率の低い金属ガラスにより形成するようにしているので、駆動部材12を動作させた場合に、弱い駆動力で各接点8の接触圧力を得ることができ、圧電体13によるあまり大きくない駆動力で各接点8を適正に接触させることができるものである。
At this time, in the present embodiment, since the
以上述べたように、本実施形態においては、圧電体13を用いて駆動側接点用片7を動作させて接点8の切り換えを行うとともに、接点ばね9をヤング率の低い金属ガラス材料により形成するようにしているので、圧電体13のような駆動力が比較的弱い駆動源を用いた場合でも、接点8の十分な接触圧力を得ることができ、接点8の良好な接続状態を確保することができる。しかも、金属ガラスは、導電性も高いので、固定側接点用片6と駆動側接点用片7とを流れる電気抵抗を著しく低減させることができる。さらに、拡大変位機構の伝達配管15の圧電体13側の開口面積を、駆動部材12側の開口面積に比較して大きく形成するようにしているので、圧電体13の少ない変位に対して駆動部材12の駆動量を大きくすることができ、圧電体13により効率よく駆動側接点用片7を動作させることができる。
As described above, in the present embodiment, the driving contact piece 7 is operated using the
なお、前記実施形態においては、固定側接点用片6の接点ばね9を金属ガラス材料により形成するようにしたが、駆動側接点用片7に金属ガラス材料により形成するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention.
1 リレー装置
2 支持ベース
3 支柱
4 カバー部材
5 固定ねじ
6 固定側接点用片
7 駆動側接点用片
8 接点
9 接点ばね
10 圧電体支持部
11 固定部材
12 駆動部材
13 圧電体
14 変位拡大機構
15 伝達配管
16 非圧縮流体
17 復帰ばね
18 接続端子
19 機種ピン
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記固定側接点用片または前記駆動側接点用片の少なくとも一方の先端部分に設けられた接点ばねと、
前記駆動側接点用片が固定され駆動することにより前記固定側接点用片の接点と前記駆動側接点用片の接点との接触を切り換えるための駆動部材と、
前記支持ベース2に取付けられた圧電体と、
前記圧電体の変位を前記駆動部材に伝達する伝達機構と、
を備え、
前記接点ばねは、金属ガラス材料により形成されていることを特徴とするリレー装置。 A plurality of fixed-side contact pieces and drive-side contact pieces provided on the support base and provided with contacts that can contact each other at the tip;
A contact spring provided at the tip of at least one of the fixed-side contact piece or the driving-side contact piece;
A driving member for switching contact between the contact of the fixed-side contact piece and the contact of the driving-side contact piece by fixing and driving the driving-side contact piece;
A piezoelectric body attached to the support base 2;
A transmission mechanism for transmitting the displacement of the piezoelectric body to the drive member;
With
The relay device, wherein the contact spring is made of a metallic glass material.
Priority Applications (1)
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JP2011037664A JP2012174611A (en) | 2011-02-23 | 2011-02-23 | Relay device |
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2011
- 2011-02-23 JP JP2011037664A patent/JP2012174611A/en active Pending
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