CN106611904B

CN106611904B - 触头的接触结构

Info

Publication number: CN106611904B
Application number: CN201610550844.2A
Authority: CN
Inventors: 江尻孝一郎; 近藤晴彦; 阿部梨惠; 樱田英将
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2020-02-11
Anticipated expiration: 2036-07-13
Also published as: CN106611904A; TW201715794A; US9748705B2; US20170194752A1; JP6296037B2; JP2017079195A

Abstract

本发明涉及触头的接触结构。其课题在于,提供不使得触头的接触结构大型化、不使得对方侧触头的插入/拔取行程长、抑制在火线连接的触头之间发生的电弧放电的触头的接触结构。在本发明的触头的接触结构中，第一触头的火线接触部以及基端连接部与第一触头电连接的由高电阻体构成的辅助接触体的辅助接触部隔开能同时与第二触头接触的宽度,在前后方向的不同位置面对第二触头的移动路径,当第二触头从第一触头离开时,由高电阻体构成的辅助接触体介于第一触头和第二触头之间,抑制电弧放电。

Description

触头的接触结构

技术领域

本发明涉及分别与电气电路火线连接的一对触头间的触头的接触结构，更详细地说，涉及在接离的一对触头间产生高的电能的触头的接触结构。

背景技术

火线连接对高电压、高电流的电力进行送电的电力线的电连接器，当插入/拔取被连接的对方侧连接器时,在接近的一对触头间蓄积高的电能，在其间产生电弧放电。当从与电力线连接的另一方的连接器拔取与感应性负载连接的一方的连接器时，产生感应电动势，上述这样的电弧放电即使因上述感应电动势也发生。

电弧放电成为电连接器的触头熔损等、加快劣化的原因,因此，以往，大体上用两种方法施以对策。第一种方法是特开2010-56055号公报(专利文献1)所公开的方法，在与一对触头的对向方向正交的方向，配置永久磁铁等，形成磁场，由劳伦兹力使得电弧方向偏转，防止因电弧放电引起触头损伤。

又，第二种方法是使得蓄积在一对触头间的电能本身降低、使得电弧放电不发生的方法。蓄积在一对触头间的电能与一对触头间的电压及电流成正比例，因此，在特开昭63-86281号公报(专利文献2)或实开平4-2467号公报(专利文献3)中，使得一对触头分离时的触头间的电压降低，防止发生电弧放电。

即，专利文献2记载的触头的接触结构100如图8所示，沿着对方侧连接器的触头103移动的移动路径，连续设置触头101以及电阻率ρ比触头101高的电阻器102，当另一方的触头103从移动路径拉出而分离时，在电阻值最高的电阻器102的前端102a使得触头103分离，将两者间的电压设为不达到电弧放电的电压，防止发生电弧放电。

又，专利文献3记载的触头的接触结构110如图9所示，沿着对方侧的触头114移动的移动路径，越朝着相反方向(图示右方)移动，越使得触头112的电阻值增加，图9(a)表示对方侧的触头114完全插入状态，当从图9(a)所示状态，如图9(b)所示，对方侧的触头114从移动路径拔出时，将触头114接近的触头112的前端112a的部分设为最高电阻，使得触头112产生大的电位降，将该前端112a和触头114之间的电压设为不达到电弧放电的电压。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2010-56055号公报

【专利文献2】日本特开昭63-86281号公报

【专利文献3】日本实开平4-2467号公报

专利文献1表示的第一种方法是在与一对触头的对向方向正交的方向，配置永久磁铁等，形成磁场，因此，其结构复杂，触头的接触结构大型化，且不能防止电弧放电本身发生，因此，因电弧放电引起的电磁噪声对负载等的电子电路产生坏影响，不是本质上解决问题的手段。

又，作为第二种方法的记载在专利文献2或专利文献3的以往的触头的接触结构100、110是在触头103、114离开的位置使得与触头103、114之间的电压降低，防止发生电弧放电，因此，需要使得高电阻的电阻器102与触头101的前端侧连接，或者使得触头112形成向着前端112a侧逐渐成为高电阻的导电体。因此，存在以下问题：在以低接触电阻与触头103、114连接的触头101、112的前端侧，连接多余的电阻器，引起整体大型化，同时，触头103、114的插入/拔取方向的行程变长。

尤其，在以电阻率ρ高的导电材料形成电阻器102的触头的接触结构100中，电阻器102的直到前端112a的电阻值与从电阻器102和触头101的连接位置起算的距离成正比例，因此，为了在前端112a设为使得降低到抑制电弧放电的电压的电阻值，需要使得电阻器102充分长。

于是，本发明申请人提出专利申请(JP2015-126327号)，如图10所示，触头的接触结构120是将电阻器121设为向着前端侧的X方向横截面积逐渐变小的圆锥形，使得电阻器121的从触头123的X方向的长度缩短。但是，由于使得电阻器121与触头123的前端侧连接，没有本质上解决触头的接触结构120大型化的问题，又，若以电阻率ρ高的铁氧体等的导电材料形成电阻器121，则与电阻器121滑动接触的对方侧触头122的接触面磨耗，磨耗粉介于与触头122之间，存在接触电阻增大问题。

发明内容

本发明就是鉴于这样的以往问题而提出来的，其目的在于,提供不使得触头的接触结构大型化、不使得对方侧触头的插入/拔取行程长、抑制电弧放电的触头的接触结构。

又，本发明的另一目的在于,提供即使为了抑制电弧放电以硬的导电材料形成辅助接触体、也能以低的接触电阻电连接触头之间的触头的接触结构。

为了实现上述目的,本发明技术方案1记载的触头的接触结构，第二触头在前后方向进退移动,与第一触头接离,在上述第二触头的移动路径上,第一触头的火线接触部和辅助接触体的辅助接触部隔开能同时与第二触头接触的宽度,在前后方向的不同位置面对；

第二触头通过向前方移动与上述辅助接触部接触后,与上述火线接触部接触,与上述第一触头火线连接,通过向后方移动从上述火线接触部离开后,从上述辅助接触部离开；

上述触头的接触结构的特征在于:

辅助接触体在上述火线接触部的前方的基端连接部,与第一触头常时电连接；

用高电阻体形成辅助接触体,上述高电阻体的上述辅助接触部和上述基端连接部之间的电阻值成为抑制第二触头和上述辅助接触部之间的电弧放电的充分高的电阻值。

第二触头与第一触头的火线接触部接触期间,也与辅助接触体的辅助接触部接触,辅助接触部和上述基端连接部之间的辅助接触体相对第一触头并联连接,因此,即使其间的电阻值为抑制第二触头和上述辅助接触部之间的电弧放电程度的充分高的电阻值,也能以低接触电阻火线连接第一触头和第二触头。另一方面,即使第二触头和第一触头的火线接触部之间瞬间断开,由于高电阻值的辅助接触体并联连接,因此,在瞬间断开的第二触头和第一触头之间也不会发生电弧放电。

当第二触头从第一触头离开时,第二触头仅仅与辅助接触体的辅助接触部接触,辅助接触部和上述基端连接部之间的电阻值为抑制第二触头和上述辅助接触部之间的电弧放电的充分高的电阻值,因此,抑制电弧放电。

技术方案2记载的触头的接触结构的特征在于:

用相对第一触头电阻率高的导电材料形成辅助接触体；

在相对第二触头在前后方向相对移动的上述火线接触部的第一接触移动轨迹和上述辅助接触部的第二接触移动轨迹不重叠的前后方向的不同位置,使得上述火线接触部和上述辅助接触部面对移动路径。

由于用相对第一触头电阻率高的导电材料形成辅助接触体,因此,很容易将辅助接触部和上述基端连接部之间的电阻值设为比并联连接的第一触头的电阻值高的电阻值,能使得从第一触头离开瞬间的蓄积在与第二触头之间的电弧发生能量减少。

用相对第一触头电阻率高的导电材料形成辅助接触体,即使第二触头的第二接触移动轨迹的区域磨耗,第一触头也能与和第二接触移动轨迹不重叠的第二触头的第一接触移动轨迹滑动接触,因此,第一触头和第二触头以低接触电阻电连接。

技术方案3记载的触头的接触结构的特征在于:

上述火线接触部和上述辅助接触部与第二触头的表面、背面的不同的面接触。

由于第一触头的火线接触部和辅助接触体的辅助接触部与第二触头的表面、背面的不同的面接触,因此,即使用硬的导电材料形成辅助接触体,第二触头的滑动接触面磨耗,也不会影响以不同的面接触的第一触头和第二触头的接触。

技术方案4记载的触头的接触结构的特征在于:

上述触头的接触结构包括:

第一触头,具有形成为围绕前后方向的轴的筒状、第二触头的上述移动路径连续到筒状内的筒状本体,以及与上述筒状本体的底面连续设置、自由端侧的上述火线接触部面对上述筒状本体内的上述移动路径的接触片部；

辅助接触体,沿着上述筒状本体的平面在前后方向配置,上述辅助接触部在上述筒状本体的后方面对上述移动路径；以及

夹持件,具有夹持辅助接触体的前端的基端连接部和上述筒状本体的平面部的固定连接部,以及沿着辅助接触体配置、将辅助接触体绕上述固定连接部朝上述移动路径的方向赋能的弹簧片部；

使得上述辅助接触部与第二触头表面弹性接触,同时,在上述辅助接触部的接触位置的前方,使得上述火线接触部与第二触头背面弹性接触。

辅助接触体的前端的基端连接部与第一触头的平面部一起夹持在夹持件的固定连接部,在辅助接触部的前方的基端连接部与第一触头常时电连接。

辅助接触体的通过夹持件的弹簧片部朝移动路径的方向赋能的辅助接触部与第二触头弹性接触期间,除了与第二触头接触的辅助接触部和与第一触头常时电连接的基端连接部,从第一触头离开,因此,辅助接触部和基端连接部之间的高的电阻值介于第一触头和辅助接触部之间。

技术方案5记载的触头的接触结构的特征在于:

上述火线接触部和上述辅助接触部在第二触头的表面、背面的同一面、在与前后方向正交的左右方向的不同位置接触。

第一触头的火线接触部和辅助接触体的辅助接触部在第二触头的左右方向在不同位置接触,因此,即使用硬的导电材料形成辅助接触体,第二触头的滑动接触面磨耗,也不会影响第一触头和第二触头的接触。

技术方案6记载的触头的接触结构的特征在于:

辅助接触体用铁氧体形成,第二触头的第一接触移动轨迹用电镀覆盖。

由于铁氧体是电阻率高的导电材料,因此,即使辅助接触部和基端连接部之间的长度短,也能将其间的电阻值设为抑制第二触头和上述辅助接触部之间的电弧放电的充分高的电阻值。

由于第一触头在用电镀覆盖的第二触头的第一接触移动轨迹的区域滑动接触,因此,以高的可靠性与第二触头火线连接。

下面说明本发明的效果:

根据技术方案1的发明,由于能将抑制电弧放电的辅助接触体的主要部分配置为与第一触头平行,因此,接触结构不会在第二触头的进退移动方向大型化,不会增加用于与第一触头接离的第二触头的移动行程。

又,没有必要使得辅助接触体沿着第二触头的进退移动方向与第一触头连接,因此,能使用将辅助接触部和基端连接部之间的电阻值设为抑制第二触头和辅助接触部之间的电弧放电的充分高的电阻值的、任意大小及形状的电阻体,作为辅助接触体。

根据技术方案2的发明,能沿着第二触头的移动路径将用电阻率ρ高的导电材料形成的辅助接触体配置为与第一触头平行,因此,不会扩大沿着移动路径的方向的长度,能容易地将辅助接触部和上述基端连接部之间的电阻值设为高的电阻值。

又,即使用电阻率高的导电材料形成的辅助接触体使得第二触头的滑动接触面磨耗,也不会影响第一触头和第二触头的接触,第一触头和第二触头以低接触电阻电连接。

根据技术方案3和技术方案5的发明,即使用电阻率高、硬的导电材料形成辅助接触体,也不会影响第一触头和第二触头的接触,第一触头和第二触头以低接触电阻电连接。

根据技术方案4的发明,能以在夹持件的固定连接部夹持辅助接触体的基端连接部和第一触头的平面部、在弹簧片部将辅助接触部朝移动路径的方向赋能的简单结构,构成与第二触头弹性接触、与第一触头并联地与第二触头连接的辅助接触体。

根据技术方案6的发明,用铁氧体形成的辅助接触体不会在第一接触移动轨迹滑动,因此,覆盖第一触头的火线接触部滑动接触的第一接触移动轨迹的电镀不会因铁氧体的滑动而破坏。

附图说明

图1是表示本发明一实施形态涉及的触头的接触结构1的具有公触头2的插头20和具有母触头3的插座30连接状态的纵截面图。

图2是连接前的具有公触头2的插头20和具有母触头3的插座30的纵截面图。

图3是表示触头的接触结构1的主要部分立体图。

图4是图3的电路图。

图5是母触头3侧的立体图。

图6是图5的分解立体图。

图7是表示本发明另一实施形态涉及的与公触头2的表面2a滑动接触的火线接触部31的接触移动轨迹21和辅助接触部41的接触移动轨迹22的平面图。

图8是以往的触头的接触结构100的侧面图。

图9是以往的触头的接触结构110的纵截面图，其中，(a)表示完全插入对方侧的触头114的状态，(b)表示对方侧的触头114从移动路径拔出的状态。

图10是表示另一触头的接触结构120的纵截面图。

符号说明如下:

1－触头的接触结构

2－公触头(第二触头)

3－母触头(第一触头)

31－火线接触部

4－辅助接触体

41－辅助接触部

42－基端连接部

43－夹持件

具体实施方式

下面，使用图1～图6说明本发明一实施形态涉及的触头的接触结构1。触头的接触结构1是作为第二触头的公触头2与作为第一触头的母触头3接离(接触/脱离)的结构，在本说明书中，将使得公触头2向着母触头3移动的连接方向作为前方向，将使得从与母触头3的接触位置脱离移动的脱离方向作为后方向，将图1所示上下方向作为上下方向，将与图示的纸面正交的方向作为左右方向，说明各部分。

插头20成为与直流电源电力线的终端连接的公连接器，插座30成为与接受直流电源电力线10的电力供给而动作的负载连接的母连接器，公触头2设在上述插头20，母触头3设在上述插座30，通过将插头20的公触头2向插座30的插头插入孔32插入，火线连接公触头2和面对插头插入孔32的母触头3，例如，48V、2A的96W的电力从直流电源电力线10向负载供给。

在插头20和插座30，分别以绕前后方向轴60度的间隔配设三个公触头2和母触头3，在本说明书中，说明在图1和图2的纵截面表示的一对公触头2和母触头3的接触结构1。如这些图所示，在插头20的绝缘壳体25，公触头2在前后方向贯通绝缘壳体25安装，上述公触头2是对磷青铜、黄铜等的铜合金的金属板进行压力加工，将上下方向作为板厚方向，形成为平刃型。

从绝缘壳体25朝后方突出的公触头2的后端部与没有图示的直流电源电力线连接，又，在绝缘壳体25的凹嵌部25a内朝前方突出的前端部向插座30的插头插入孔32插入，插头接触部24的平面2a与后述的辅助接触体4的辅助接触部41滑动接触，插头接触部24的底面2b与后述的母触头3的火线接触部31滑动接触。其中，母触头3的火线接触部31滑动接触的插头接触部24的底面2b整个面用镀金覆盖，使得以高的接触可靠性与火线接触部31接触。

插头接触部24的前后方向长度至少比辅助接触部41和火线接触部31之间的前后方向的间隔长，由此，公触头2与母触头3接触期间，也与辅助接触体4的辅助接触部41常时接触。

如图1、图2所示，对磷青铜、黄铜等的铜合金的金属板进行压力加工形成的母触头3沿着前后方向安装在插座30的绝缘壳体33。母触头3沿着相对插座30插入/拔取的插头接触部24的移动路径，配置在插头插入孔32的前方的绝缘壳体33内，如图6所示，成为后方形成为方筒状的筒状本体34，使得插入到插头插入孔32的插头接触部24沿着筒状本体34内的移动路径在前后方向进行导向。在筒状本体34的前方，分别一体形成将方筒打开为U字状的芯线压接桶形部36和包覆压接桶形部37。芯线压接桶形部36加压紧固直流电源电力线10的芯线，使得母触头3和直流电源电力线电连接，包覆压接桶形部37夹持直流电源电力线10的周围的包覆，机械固结母触头3和直流电源电力线10。

在筒状本体34的底面部34a的后端，连续设置由向着筒状本体34内朝前方呈U字状折返的弹簧片构成的接触片部35，如图3所示，接触片部35的自由端侧的上端部成为朝上方平缓地弯曲的火线接触部31。火线接触部31因在底面部34a的后端受悬臂支持的接触片部35朝上方被赋能，当没有连接插头的待机时，与筒状本体34的平面部34b的内面抵接，若插头接触部24插入到筒状本体34内，则与其背面2b弹性接触。

如图5、图6所示，沿着筒状本体34(平面部34b)的上面，配置用于抑制公触头2和母触头3之间的电弧放电的辅助接触体4。辅助接触体4用与母触头3的导电材料相比电阻率极高的铁氧体形成为将前后方向作为长方向的扁平板状，后端成为朝下方膨出的辅助接触部41，前端成为配置在筒状本体34的前端的平面部34b上的基端连接部42。

对由带状金属片构成的夹持件43的固定连接部43a加压紧固，夹持基端连接部42以及上述筒状本体34的平面部34b的前端，在辅助接触体4的前端的基端连接部42，固定在母触头3，同时，与母触头3常时电连接。

夹持件43的位于固定连接部43a后方的弹簧片部43b与辅助接触体4的上面抵接，以基端连接部42为中心，对辅助接触体4朝图1所示逆时钟方向赋能，在插头20没有插入的待机时，使得辅助接触部41在火线接触部31的后方面对插头接触部24的移动路径。

若将上述构成的插头20的公触头2向插座30的插头插入孔32朝前方插入，则辅助接触体4的辅助接触部41开始与公触头2的插头接触部24的表面2a滑动接触。这时，辅助接触部41因插头接触部24推压被推向上方，辅助接触体4以基端连接部42为中心朝图1所示顺时钟方向转动，除了基端连接部42，从母触头3离开。其结果，从基端连接部42起算，与辅助接触部41的长度成正比例的辅助接触体4的高的电阻值r₂串联连接在直流电源电力线10和公触头2之间。辅助接触体4用高的电阻率的铁氧体形成，因此，辅助接触部41和公触头2之间的电压因高的电阻值r₂串联连接而大幅度降低，电弧放电发生程度的能量不会蓄积其间。

沿着插头接触部24的移动路径，母触头3的火线接触部31面对辅助接触部41的前方，因此，若进一步朝前方插入插头接触部24，则火线接触部31与插头接触部24的背面2b弹性接触，伴随插头接触部24的移动，在该背面2b滑动接触。其结果，与直流电源电力线10连接的母触头3和公触头2通过母触头3的微小电阻值r₁火线连接。如图4所示，插头接触部24与火线接触部31接触期间，也与辅助接触部41接触，因此，辅助接触体4的高的电阻值r₂和母触头3的电阻值r₁并联连接在母触头3和公触头2之间，但是，相对电阻值r₁,辅助接触体4的电阻值r₂大到能够忽视其存在的程度，因此，不会对母触头3和公触头2的连接产生影响。另一方面，即使因插座30振动等在插头接触部24的背面2b和火线接触部31之间产生瞬时断开，辅助接触体4仍连接在母触头3和公触头2之间，因此，在插头接触部24和火线接触部31之间不会发生电弧放电。

使得插头接触部24从与火线接触部31的连接位置朝后方移动，使得从火线接触部31离开时，辅助接触体4的高的电阻值r₂也介于插头接触部24和母触头3之间，因此，使得在其间产生电弧放电的能量难以蓄积。使得插头接触部24进一步朝后方移动，从辅助接触部41离开时，辅助接触部41和公触头2的插头接触部24之间的电压因高的电阻值r₂串联连接而大幅度降低，在其间产生电弧放电程度的能量也不会蓄积。

在本实施形态中，使得用电阻率高的铁氧体形成的辅助接触体4沿着与插头接触部24的移动路径平行的筒状本体34的长方向配置，因此，将辅助接触体4的从基端连接部42到辅助接触部41的长度设为与筒状本体34的长度大致相等的长度，不会使得插座30大型化，能将辅助接触体4的电阻值r₂设为对于抑制电弧放电足够的高电阻值。

又，即使用硬的铁氧体形成的辅助接触部41与插头接触部24的表面2a滑动接触，使得表面2a磨耗，火线接触部31与用电镀覆盖的插头接触部24的背面2b滑动接触，因此，母触头3和公触头2以高的接触可靠性连接，又，火线接触部31和形成在插头接触部24的接触面的电镀不会受辅助接触部41侵害，以低接触电阻连接。

这样，在上述实施形态中，将火线接触部31和辅助接触部41与插头接触部24接触的面分为公触头2的背面2b、表面2a，使得插头接触部24上的各滑动轨迹不重叠，但是，也可以使得火线接触部31和辅助接触部41与公触头2的同一面接触。

图7表示火线接触部31和辅助接触部41与公触头2的同一面滑动接触的另一实施形态涉及的触头的接触结构50，图示各部分的构成与第一实施形态相同或起着同样作用，因此，标以相同符号。在该实施形态中，火线接触部31和辅助接触部41从绝缘壳体33的左右方向的不同位置的上方面对插头接触部24的移动路径，因此，如图所示，火线接触部31和辅助接触部41分别伴随插头接触部24的前后方向的相对移动，在插头接触部24的表面2a的左右方向不同的第一滑动移动轨迹21和第二滑动移动轨迹22滑动接触。其结果，即使辅助接触部41用使得接触面损伤那样的硬材质形成，也对火线接触部31和插头接触部24之间的接触没有影响。即使在本实施形态中，也可以用镀金等的局部电镀覆盖火线接触部31和插头接触部24滑动接触的第一滑动移动轨迹21。

若辅助接触体4的辅助接触部41与火线接触部31相同,没有用使得接触面粗糙那样的材质形成，则可以面对第一滑动移动轨迹21和第二滑动移动轨迹22的局部或全部重叠的移动路径。

在上述实施形态中，用高的电阻率的铁氧体形成辅助接触体4，但是，基端连接部42和辅助接触部41间的电阻值只要是使得辅助接触部41的电位降低到能抑制电弧放电程度的电阻值，可以使用任意的高电阻器。

又，使得基端连接部42直接与母触头3连接，但是，也可以相对与母触头3连接的常时连接的直流电力电源线或介于其间的其它导电体连接。

又，上述实施形态为火线连接直流电力的插头20的公触头2和插座30的母触头3的接触结构，但是，火线连接的一组触头除了能适用于由插头和插座构成的电连接器之外，也能适用于在继电器、开关使用的触头的接触结构。

下面说明在产业上的可利用性：

适用于火线连接担心发生电弧放电的触头之间的触头的接触结构。

Claims

1.一种触头的接触结构，第二触头在前后方向进退移动,与第一触头接离,在上述第二触头的移动路径上,第一触头的火线接触部和辅助接触体的辅助接触部隔开宽度，使它们能同时与第二触头接触,在前后方向的不同位置面对；

上述触头的接触结构的特征在于:

上述触头的接触结构包括:

第一触头,具有筒状本体以及接触片部，上述筒状本体形成为围绕前后方向的轴的筒状，第二触头的上述移动路径连续到筒状内,上述接触片部与上述筒状本体的底面连续设置，该接触片部的自由端侧的上述火线接触部面对上述筒状本体内的上述移动路径；

辅助接触体在上述火线接触部的前方的基端连接部,与第一触头平时电连接；

用高电阻体形成辅助接触体,上述高电阻体的上述辅助接触部和上述基端连接部之间的电阻值成为抑制第二触头和上述辅助接触部之间的电弧放电的充分高的电阻值；

2.根据权利要求1中记载的触头的接触结构，其特征在于:

用相对第一触头电阻率高的导电材料形成辅助接触体；

3.根据权利要求2中记载的触头的接触结构，其特征在于:

上述火线接触部和上述辅助接触部与第二触头的表面背面的不同的面接触。

4.根据权利要求2或3中记载的触头的接触结构，其特征在于:

辅助接触体用铁氧体形成,通过电镀覆盖第二触头的第一接触移动轨迹。