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公開番号2025133710
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2025028517
出願日2025-02-26
発明の名称マルチスイッチ接触器アセンブリ、システム、および方法
出願人センサタテクノロジーズ, インク.,SENSATA TECHNOLOGIES, INC.
代理人弁理士法人クレイア特許事務所
主分類H01H 19/62 20060101AFI20250904BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】機械的衝撃に耐え、かつ、電池パックの短絡を防ぐために複数のスイッチを連携することのできるマルチスイッチ接触器アセンブリを提供する。
【解決手段】マルチスイッチ接触器アセンブリは、2つ以上のスイッチのアレイであって、各スイッチが可動接点および固定接点を含み、閉じたスイッチ状態において、可動接点が固定接点の第1の端部に接触するように構成され、可動接点と固定接点との間を通る電流が、可動接点に対して、固定接点の第1の端部の方向に作用する電磁場を誘導するように可動接点および固定接点が配向された、2つ以上のスイッチのアレイと、各可動接点を同時に作動させるように構成されたアクチュエータアセンブリであって、アクチュエータアセンブリが軸を含み、2つ以上のスイッチのそれぞれのスイッチ状態が、軸の回転に応じて変更される、アクチュエータアセンブリと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
２つ以上のスイッチのアレイと、アクチュエータアセンブリとを備え、
前記２つ以上のスイッチのアレイは、各スイッチが可動接点および固定接点を備え、閉じたスイッチ状態において、前記可動接点が、前記固定接点の第１の端部に接触するように構成され、前記可動接点と前記固定接点との間を通る電流が、前記可動接点に対して、前記固定接点の前記第１の端部の方向に作用する電磁場を誘導するように前記可動接点および前記固定接点が配向されており、
前記アクチュエータアセンブリは、各可動接点を同時に作動させるように構成され、前記アクチュエータアセンブリが軸を含み、前記２つ以上のスイッチのそれぞれのスイッチ状態が、前記軸の回転に応じて変更される、マルチスイッチ接触器アセンブリ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記固定接点が、内面および外面を有する実質的にＣ字形であり、前記可動接点が、前記固定接点の前記内面に接触するように配向された、請求項１に記載のマルチスイッチ接触器アセンブリ。
【請求項３】
前記固定接点が、前記第１の端部と実質的に平行な第２の端部と、前記第１の端部および前記第２の端部と実質的に直交する中間部とを含み、前記可動接点の接触部が、前記固定接点の前記第１の端部と前記第２の端部との間に配向されており、前記可動接点の前記接触部が、前記固定接点の前記第２の端部の内面に対向する前記第１の端部の内面に接触するように構成された、請求項２に記載のマルチスイッチ接触器アセンブリ。
【請求項４】
前記可動接点の接触部が、前記アクチュエータアセンブリのロッカーに結合され、前記ロッカーが、前記アクチュエータアセンブリのカムに応答して回転して前記固定接点の前記第１の端部に対して前記接触部を動かす、請求項１に記載のマルチスイッチ接触器アセンブリ。
【請求項５】
前記可動接点が、変形可能であり、前記可動接点の前記接触部が、前記可動接点を曲げることによって動かされ、前記ロッカーが回転すると前記ロッカーが、前記可動接点を曲げる、請求項４に記載のマルチスイッチ接触器アセンブリ。
【請求項６】
前記固定接点が、実質的にＳ字形であり、前記可動接点が、前記固定接点の第１の突起の内面に接触するように配向された、請求項１に記載のマルチスイッチ接触器アセンブリ。
【請求項７】
前記可動接点および前記固定接点に電流を流すことにより、前記可動接点と前記固定接点との間の接触力を増大させるローレンツ力が生じる、請求項１に記載のマルチスイッチ接触器アセンブリ。
【請求項８】
前記アクチュエータアセンブリが、前記軸の回転によって回転可能な２つ以上のカムを含み、前記２つ以上のカムが、前記軸の回転に基づいて前記２つ以上のスイッチをそれぞれ作動させるように構成された、請求項１に記載のマルチスイッチ接触器アセンブリ。
【請求項９】
前記２つ以上のカムのそれぞれが作動部材を含み、少なくとも２つのカムの前記作動部材が、前記軸の方向に沿って形状が揃えられていない、請求項８に記載のマルチスイッチ接触器アセンブリ。
【請求項１０】
前記２つ以上のスイッチが、
第１の電池装置を回路に接続するように構成された第１のスイッチと、
第２の電池装置を前記回路に接続するように構成された第２のスイッチと、
前記第１の電池装置と前記第２の電池装置とを前記回路に直列に接続するように構成された第３のスイッチと、を含む、請求項１に記載のマルチスイッチ接触器アセンブリ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチスイッチ接触器アセンブリと、マルチスイッチ接触器アセンブリを用いたシステムおよび方法とに関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
接触器およびリレーなどの電気機械式開閉機器は、特定の時間の間に特定の量の電流を流すように設計される。このような装置は電気自動車において特に重要である。典型的には、電気自動車は、電池パックと電気システムとの間の大電流経路を開閉する複数の電気機械式スイッチを有する。これらのスイッチは様々な作動機構によって制御される。電池パックの短絡を防ぐため、電池構成体接触器の電気機械式開閉要素は、機械的衝撃に耐え、電池の接続構成を変更するために複数のスイッチを連携しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、機械的衝撃に耐え、かつ、電池パックの短絡を防ぐために複数のスイッチを連携することのできるマルチスイッチ接触器アセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
望ましくないスイッチの組合せを避けるために、危険なスイッチの組合せが機械的に不可能になるように、単一の機械的作動機構が複数のスイッチを作動させるマルチスイッチ接触器アセンブリが提供される。特定の例では、複数のスイッチは、同じカム軸に結合された複数のカムによって作動することができる。カム軸を回転することによって、複数のスイッチで異なるスイッチ状態（開または閉）の組合せが実現される。これによって、単一のアクチュエータによって制御可能な、限定された組の構成状態が提供される。異なるカム形状またはカム軸におけるカムの異なる向きを用いて、異なるスイッチ状態の組合せを実現することができる。これによって、スイッチを特定の状態に保つための電力を必要とせずに、小さな接触抵抗と大きな接触力が得られる。
【０００５】
本開示の実施形態によれば、接触力は、固定接点および可動接点の形状および向きにより可動接点に作用するローレンツ力を利用することによってさらに増大される。いくつかの例では、固定接点および可動接点の形状および向きは、固定接点および可動接点がそれ自体折り返す導体を形成するようなものである。いくつかの実施形態では、固定接点はＣ字形または他の部分ループ形を形成し、可動接点はそのループ内で固定接点の内面に接触するように配向される。固定接点および可動接点を通る大電流が存在すると、可動接点に作用するローレンツ力が可動接点を固定接点に向かうように跳ね返し、したがって接触力を増大させる。いくつかの実施形態では、マルチスイッチ接触器アセンブリは予備充電スイッチを含む。これらの実施形態では、別個の予備充電回路の必要性がなくなる。
【０００６】
特定の実施形態は、各スイッチが可動接点および固定接点を備える、２つ以上のスイッチのアレイを備えるマルチスイッチ接触器センブリを対象とする。閉じたスイッチ状態において、可動接点は固定接点の第１の端部に接触するように構成される。可動接点および固定接点は、可動接点と固定接点との間を通る電流が、可動接点に対して、固定接点の第１の端部方向に作用する電磁場を誘導するように配向される。マルチスイッチ接触器アセンブリは、各可動接点を同時に作動させるように構成されたアクチュエータアセンブリをさらに備える。アクチュエータアセンブリは軸を含み、２つ以上のスイッチのそれぞれのスイッチ状態は、軸の回転に応じて変更される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の少なくとも１つの実施形態によるマルチスイッチ接触器アセンブリの回路図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態によるマルチスイッチ接触器アセンブリの１つの例示的なスイッチアセンブリの第１の状態の図である。
図２Ａの例示的なスイッチアセンブリの別の状態の図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態によるマルチスイッチ接触器アセンブリの構成状態の図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態によるマルチスイッチ接触器アセンブリの分解図である。
本開示の実施形態による様々なカム形状の図である。
本開示の原理による導体にかかるローレンツ力の図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態によるマルチスイッチ接触器アセンブリの１つの例示的な個々のスイッチアセンブリの図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態によるマルチスイッチ接触器アセンブリの１つの例示的なバスバー形状の図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態によるマルチスイッチ接触器アセンブリの１つの例示的な個々のスイッチアセンブリの図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態によるマルチスイッチ接触器アセンブリの１つの例示的なバスバー形状の図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態による１つの例示的な電気自動車配電システムの図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態による別のマルチスイッチ接触器アセンブリの回路図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態による別のマルチスイッチ接触器アセンブリのスイッチ状態の表である。
本開示の少なくとも１つの実施形態による予備充電リレーを組み込んだ１つの例示的なマルチスイッチ接触器アセンブリの図である。
本開示の少なくとも１つの実施形態によるマルチスイッチ接触器アセンブリの１つの例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
電気回路の接続および切断は電気回路そのものと同じくらい古く、接続された電気装置への電力を「オン」状態と「オフ」状態との間で切り替える方法としてたびたび利用される。回路を接続および切断するために一般的に利用される装置の１つの例としては、１つまたは複数の装置または電源に電気的に接続される接触器がある。接触器は、回路を遮断するまたは回路を導通させて装置への電力および装置からの電力を制御するために、「開」状態と「閉」状態との間で変更することができるように構成される。
【０００９】
社会が進歩するにつれ、様々な革新により、電気システムおよび電子装置がますます一般的になってきた。このような革新の１つの例としては、エネルギー効率の標準となり、ほとんどの伝統的な石油を動力とする自動車を置き換える可能性がある、電気自動車の最近の進歩が挙げられる。このような高価で日常的に使用される電子装置では、過電流保護は、装置の誤動作を防止し、装置への恒久的な損傷を防止するのに特に適用可能である。さらに、過電流保護によって感電または電気火災などの安全上の危険を防ぐことができる。電気システムおよび装置に対するこれらの最新の改良には、接触器を作動させる機構の安全性、信頼性、および効率を高めるための改善された解決策が必要である。
【００１０】
本明細書では、動作特性を改善し、動作の信頼性および安全性を高めるために、互いに一体に形成された特定の構成要素、またはその一部を有する接触器アセンブリの様々な実施形態が説明される。本発明はまた、接触器アセンブリの構成要素の新たな特徴を提供し、これらの特徴は、所望の動作特性、性能、および安全性を提供する。本発明の実施形態はまた、本発明による接触器アセンブリを利用する接触器（すなわち、電気開閉機器）、および、本発明による電気開閉機器を利用する電気回路およびシステムを対象とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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