JP2000513483A - 可撓性導電線を有する低電圧遮断器の開閉接点装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 低電圧遮断器（１）の開閉接点装置（１１）が、電流母線（２６）と、これに取り付けられたケーブル状の可撓性導電線（２５）とを備えている。可撓性導電線（２５）は電流母線（２６）の接続面（３０）と、電流母線（２６）の接続面（３０）に少なくとも２つの接触面で当接する端末片（２７）との間に配設される。各部品間の接続は、たとえば、ろう付けまたは電子ビーム溶接のような熱作用によって行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 可撓性導電線を有する低電圧遮断器の開閉接点装置 本発明は、電流母線と、この電流母線を可動接触子に接続するために電流母線 に取り付けられたケーブル状の可撓性導電線とを有する低電圧遮断器の開閉接点 装置に関する。 この種の開閉接点装置は種々の実施形態のものが知られている。たとえば、米 国特許第４５８３０６５号明細書によれば、電流母線の凹所に可撓性導電線が圧 着法によって、すなわちろうを用いることなく、取り付けられる。 これに対して、米国特許第４９２２０６８号明細書によれば、ケーブル状の可 撓性導電線の端末部がまずろうの供給のもとに凝固され、次いで、凝固された端 末部が同様にろうの供給のもとに電流母線に接続される。その場合、可撓性導電 線の凝固された端末部は箔状のろう切片と一緒に電流母線上に載置され、当該部 分の一時的な仮止めのためにピンまたはリベットが用いられる。 さらに、可撓性導電線を真空のもとで電子ビームによって電流母線に溶接する ことが知られている。溶接部を適切な構造とすることによって、熱作用が小さな 領域に制限され、それにより可撓性導電線の弾性を保持するようにすることがで きる（米国特許第５０９３９８８号明細書）。このことは開閉接点装置の寿命に とって重要である。 遮断器の製造モデルシリーズの全ての定格電流に対してできるだけ同一の半製 品を使用できるようにするために、適当に選定された形式の可撓性導電線をユニ ットとして用い、この導電線の本数によって所望の定格電流に適合させることが 知られている。そのため、大きな定格電流用の開閉接点装置は一列配置された多 数の可撓性導電線を備えなければならないばかりでなく、そのような導電線列を 多数並列に備えていなければならない。国際特許出願公開第９５／２８７２４号 明細書によれば、このような多数の可撓性導電線は電子ビーム溶接法によって電 流母線に接続される。ここでは、比較的小さな断面積をもって構成された電流母 線端部は全体として必要な可撓性導電線に一致する個数の穴を備えており、その 穴に、可撓性導電線のそれに合わせた端部が挿入される。その場合、溶接は、電 子ビームが可撓性導電線の電流母線とほぼ面一に位置決めされた端部端面に導入 されるようにして行われる。 公知の種々のろう付け法または溶接法を適用するのとは異なり、少なくとも、 可撓性導電線の本数が増大し、そのような導電線を多数並列にすることが必要で ある場合、ろう付けまたは溶接の準備が作業コスト全体の大部分を占める。すな わち、この場合、可撓性導電線を受け入れるための相応する個数の凹所または穴 を切削作業によって作らなければならない。 本発明は、これを考慮して、多数の可撓性導電線を有する開閉接点装置の製造 を簡易化することを課題とする。 本発明によれば、この課題は、可撓性導電線が電流母線の接続面と電流母線に 接続される端末片との間に配設され、端末片が電流母線の接続面に少なくとも一 つの接触面で当接し、電流母線、端末片および可撓性導電線が熱作用によって相 互に分離不能に接続されることによって解決される。 端末片は電流母線に凹所又は穴を作るために従来必要とされた加工を不要にす ることを可能にする。この凹所又は穴の作成はむしろ、比較的大きな電流母線と は異なる経済的に実施可能な方法に基づいて比較的小さな部品として加工するこ とのできる端末片で行うことができる。いずれにしても、公知の多数列配置の可 撓性導電線（国際特許出願公開第９５／２８７２４号明細書）が必要とされる場 合に、種々の寸法の電流母線に対してもまた種々の配置構造においても使用可能 である端末片を形成することが可能である。この場合、選択されたろう付け法ま たは溶接法によって相互に接続されかつ電流母線に接続された複数の端末片を並 設することができる。 開閉接点装置の製造を簡易化するために、本発明の範囲内で、端末片が少なく とも電流母線の端面に対向する側に、可撓性導電線の本数に相応する凹所を備え ることができる。この構成は、可撓性導電線の位置決めを容易にし、状況によっ ては位置決め装置を不要にすることができる。 電流母線を端末片および可撓性導電線に接続するために溶接法を用いなければ ならない場合は、次のステップによって行うことができる。 ・電流母線、可撓性導電線および端末片を、可撓性導電線の端面が電流母線お よび端末片の隣接面と互いに面一になる位置に位置決めするステップ、 ・十分なエネルギーのビームを前記端面および前記隣接面に前記各部品材料の 溶解のために十分な強度でもって向けるステップ、 ・全ての可撓性導電線の端面並びに電流母線および端末片の前記隣接面を含む 領域に沿って、可撓性導電線が電流母線および端末片に分離不能に接続されるま で、ビームを照射するステップ。 その場合、十分なエネルギーのビームとして、公知のごとく電子ビームまたは レーザビームを用いることができる。 すでに述べたように、本発明による開閉接点装置は基本的に溶接法またはろう 付け法を適用するのに適している。特にろう付け法に関しては変形例を後述する 。 とくにろう付け工程は、電流母線の接続面及び／又は端末片の対向側に、ろう 片を受け入れるための少なくとも一つの凹所を配設することによってかなり簡易 化することができる。部品の位置決めの目的を同時に一時的に利用できるそのよ うなろう片の適用はそれ自体公知である。たとえば、真空開閉管の製造に際して ろう片を用いることはドイツ国登録実用新案第９３１９９４５号明細書により公 知である。その場合、本発明の課題のために、ろう片は端末片と同様の配置構造 をもって、可撓性導電線を受け入れるための凹所を備えるのがよい。 一つまたは複数の端末片を用いた電流母線と可撓性導電線との接続は次のステ ップによるろう付けによって達成することができる。 ・電流母線、可撓性導電線および端末片を相互間隔をもって位置決めするステ ップ、 ・電流母線の凹所内および端末片の凹所内にそれぞれ少なくとも一つのろう片 を挿入するステップ、 ・電流母線と端末片との間の間隔を、連続する導電路が形成されるように減少 させるステップ、 ・電源および導電路を用いて電流回路を形成するステップ、 ・ろう片が溶解し、電流母線、可撓性導電線および端末片が相互に分離不能に 接続される大きさと時間をもって導電路を介して電流を流すステップ。 可撓性導電線の配置ないし基本形態において注意すべき観点は多く存在する。 とくに可動接触子の小さなまたは大きな揺動角を、可撓性導電線に許容できない 応力を与えることなく可能にするために、可撓性導電線が、接点レバーと電流母 線との直線状接続部とは多少異なる基本形態を備えることができる。電流力を利 用するために、可撓性導電線をループ状に配置することも有効である。この実施 形態の範囲内で、可撓性導電線の方向は電流母線の長手方向に対して相対的に異 なるように選択するのが望ましい。とくに電流母線が通常水平位置をとる場合、 可撓性導電線は上方へ、または下方へ、または水平方向に走るようにするのがよ い。これらの全ての配置は、本発明の変形例に従い、ユニット化し多機能化して 構成された部品により、互いに直角をなす２つの接続面を形成するために電流母 線の端部に同一高さおよび深さの段付け部が設けられ、すでに詳述した端末片が 四角形断面を有し、その少なくとも一辺が段付け部の高さおよび深さに適合する ようにすることによって達成される。 まず第一に、電流母線に上方へ向いた段付け部を配設し、可撓性導電線がそれ ぞれ端末片の位置に従い上方へまたは電流母線の長手方向に走るように整列され る。電流母線が下方へ向いている段付け部に組み込まれる場合、可撓性導電線の 水平方向に延びる配置と共に、下方へ延びる配置も可能である。 電流母線に対する上述した可撓性導電線の種々の相互配置はユニット化された 部品を用いることによって、電流母線に２列以上の可撓性導電線を接続しなけれ ばならない場合にも実施することができる。これは本発明の範囲内において、端 末片の成形物の辺の長さを、２つまたはそれ以上の同一構造の端末片を段付け部 の寸法に一致する正方形断面で互いに補うような寸法にすることによって達成す ることができる。 次に図面に示す実施形態を参照して本発明をさらに詳細に説明する。 図１は、３極型低電圧遮断器を概略的に示す斜視図である。 図２は、図１の遮断器における開閉接点装置の部分の断面を示す。 図３および図４は、とくに溶接法に適した実施形態に関し、端末片を付加され 可撓性導電線を有する電流母線の側面図および平面図である。他の端末片による 図示の装置の拡張例が波線で示されている。 図５は、図３および図４の実施形態のための端末片の斜視図である。 図６は、電流母線および２つの付加端末片並びにろう片を有するろう付け法の 実施例を示す側面図である。 図７は、図６の装置をVII−VII線に沿って部分的に切断した平面図である。 図８は、図６および図７の実施例のための端末片を示す図５に対応する斜視図 である。 図９、図１０および図１１は、それぞれろう片の異なる実施形態を示す斜視図 である。 図１２は、可撓性導電線を取り付けるための互いに直角に立つ２つの接続面を 形成する段付け部を有する電流母線、並びに段付け部に適合する端末片およびそ れらの組合せの種々の例を示す分解図である。 図１３および図１４は、電流母線が水平位置をとる場合の、上方または下方へ 向かう可撓性導電線の配置を示す側面図である。 図１５は、全体として正方形断面をなし２つの直列接続のために上方へ向かう 可撓性導電線を電流母線に接続する２つの端末片の組合せを示す側面図である。 図１６は、他の実施形態として、正方形断面に対する３つの端末片およびそれ によって可能な可撓性導電線と電流母線との３連接続構成を示す側面図である。 図１に示されている低電圧遮断器１は３極に構成されており、背面側に配置さ れているため図１には示されていない電流母線が垂直な母線導体２に接続されて いる。遮断器１は、前面操作部４を有するハウジング３を備えている。前面操作 部４の中央部に投入および遮断の制御のための押しボタン５、並びに開閉状態お よびエネルギー蓄積部の状態を表示する運転状態表示部６が配設されている。前 面操作部４の左側に電子トリップユニット７が設けられ、また前面操作部４の右 側には上述のエネルギー蓄積部へのマニュアル蓄積のための操作ハンドル１０が 配設されている。 遮断器１の各極にはそれぞれ図２に示されているように固定接触子１２および 可動接触子１３を有する開閉接点装置１１が備えられている。固定接触子１２は 上部電流母線１４に接続されている。この電流母線１４はすでに述べたようにし て遮断器１の背面側でハウジング３から突出し、外部の母線導体（たとえば、図 １の母線導体２）に接続される。可動接触子１３は一つまたは複数の接触子レバ ー１５を含んでいる。この接触子レバー１５は接触子支持体１６に揺動可能に取 付けられ、可撓性導電線１７を介して下部電流母線２０に接続されている。電流 母線２０もやはりハウジング３から突出している。接触子支持体１６は、詳細に は図示されていないがハウジング３内に揺動可能に支持され、接触子レバー１５ が固定接触子１２に当接したりそれから離れたりすることができるように、駆動 装置２１により連結棒２２を介して操作される。駆動装置２１に属する開閉軸２ ３は遮断器１の全ての極に共通である。開閉接点装置１１の上部には消弧室１８ が設けられている。 可撓性導電線と下部電流母線との接続は、以下に詳述するように種々の形態で 実施することができる。まず、図３，４および５に示すように、レーザビーム溶 接または電子ビーム溶接に適した実施形態について説明する。 図３および４に示すように、可撓性導電線２５が、図２の下部電流母線２０と して用いられる電流母線２６に端末片２７を用いて接続される。端末片２７の幅 および高さは電流母線２６に一致する。電流母線２６は平坦な接続面３０を持っ ており（図４）、端末片２７は可撓性導電線２５のほぼ正方形断面に成形された 終端部３２を受け入れるための凹所３１を持っている（図５参照）。凹所３１間 に残存している部分は、端末片２７を電流母線２６の接続面３０に当接するため の接触面３３を形成する。 電流母線２６、端末片２７および可撓性導電線２５は適切な熱作用によって相 互に分離不能に接続される。これは、図３および４に示されている状態から出発 して、可撓性導電線２５の端面３４が端末片２７の隣接面３５および電流母線２ ６の接続面３６と互いに面一になるようにして行われる。上述の各部品を所望の 位置に一時的に位置決めするために保持装置を利用することができる。適当な保 持装置は公知であり、したがってその詳細な説明は省略する。熱作用は、各部品 を相互に溶接するために、好ましくは図３に矢印３７によって示されている、す でに述べた形式の十分なエネルギーのビームを利用して行われる。 図４に鎖線によって示されているように、他の一連の可撓性導電線を電流母線 ２６に接続するために、必要に応じて他の端末片２７をすでに存在する端末片２ ７に付加することができる。その場合、まず可撓性導電線２５および端末片２７ を全体として一つの装置として所望の配置関係にまとめてから、関連する工程に おいて熱作用を施す。 端末片２７は、図５に鎖線によって示されている四角形およびハッチングで示 された切断面３８によって示されているように、成形された半製品の切片として 構成される。その場合、可撓性導電線２５の成形された端部３２を受け入れるの に用いられる凹所３１は、圧延または押出し成形された成形物の窪みないし溝に より切削加工なしに形成される。かくして、電流母線２６の厚みに適合する寸法 にそれぞれ分離切断することによって（たとえば、押し抜き、のこぎり、または 類似の方法によって）半製品から端末片２７が分離される。 図６および７による他の実施例はとくにろう付け法を適用するのに適している 。図６および７に示されているように、可撓性導電線４０は電流母線４１に取り 付けられる。この電流母線４１の一方の接続面４２に溝４３を備えている。図８ から詳細に認められる端末片４４にも対応する溝が設けられている。溝４５に直 角に図８に示されている凹所４６が延び、その中に、可撓性導電線４０の円筒状 に成形された端部４７がはめ込まれる。凹所４６は端部４７の断面形状に適合し ている。凹所４６間に残存する面は電流母線４１の接続面４２に当接するための 接触面４８を形成する。ろう付けのために必要なろうの導入はろう片５０によっ て行われる。このろう片５０は図６および７による配置の準備の際に凹所４３お よび４５内に挿入される。その際、凹所４３および４５の高さは全体として入れ 子式に挿入された３つのろう片５０によって満たされる。ろう片５０の厚みが異 なる場合、その数を加減すればよい。 図９に詳細に示されているように、ろう片５０は切除部５１を有するくし状の 押し抜き部として構成されている。しかしながら、ろう付け法は図１０に示され ているような平坦なろう片５２によっても実施することができ、また、可撓性導 電線４０および凹所４６の配置を端末片４４に適合する波形状のろう片５３（図 １１）によっても実施することができる。 ろう付けの際に電流母線４１、可撓性導電線４０および端末片４４の間に生ず る接合面を拡大するために、溝４５（図８）はわずかな、とくに凹所４６に適合 した深さをもって形成される。さらに溝４５の高さは端末片４４の高さに比較し て図８とは異なるように選択することができる。 さらに図８から分かるように、端末片４４は凹所４６とは反対側に、電流母線 ４１の溝４３に一致する溝５４を備えている。かくして、図６および７に鎖線で 示されているように、さらなる一連の可撓性導電線４０を電流母線４１に接続す ることができる。同様にして端末片４４を作るために、成形された半製品を用い ることができる。その場合、この半製品には溝４５および５４が全長にわたって 形成される。必要な端末片は、図８にハッチングを施した切断面５５によって示 されているように、半製品から端末片を切断することによって製造される。凹所 ４６は半製品または個々の端末片に押し抜きまたは切削加工のような通常の加工 法を施すことによって製造される。 図６および７による配置のおけるろう付け部に対する熱の導入は、適切な大き さの電流を矢印５６で示すように通電することによって行われる。周知のごとく 、必要な温度はろう材の選択によって影響を受ける。とくに銅からなる電流母線 、端末片、および可撓性導電線の場合は、銀を含有するろう材がよく適しており 、その場合溶融点は銀含有量によって左右される。平坦なろう片５２を用いる場 合、用いられる電極を接触させるための押圧力によって可撓性導電線４０の配置 に適合するための変形が行われる。 上述の実施形態においては、可撓性導電線が電流母線に対して直角に上方へ延 びるものとそれぞれ仮定した。しかし、種々の理由から、可撓性導電線を電流母 線に上記とは異なる方向で接続したいことがある。このことは、図１２ないし１ ６に示されているように、ユニット化された部品を用いると可能になる。この原 理の基本は、端部に段付け部６１を形成した電流母線６０にある。段付け部６１ の高さおよび深さは同一であって共に寸法ｄを持っている。これによって、可撓 性導電線を取り付けるための互いに直角に位置する２つの接続面６２および６３ が形成される。２つの異なる端末片６４および６５が段付け部６１の上方に個々 に、および互いに組み合わせて、異なる姿勢で示されている。 図１２に示されている端末片６４，６５は２つの辺を有する四角形形状を持っ ており、それらの辺の内の少なくとも一辺は段付け部６１の寸法ｄを持っている 。 残りの辺は端末片６４では、寸法ｄより小さい寸法ｈを持っており、ｎを整数と して式ｄ＝ｎ×ｈで表される。このようにして、段付け部６１が満たされるよう に２つまたはそれ以上の端部辺６４が組み合わされる。 他の端末片６５は辺の長さｄを有する四角形形状を持っており、段付け部６１ は端末片６５のいかなる姿勢でも同様に常に満たされる。可撓性導電線を受け入 れるための凹所６６の位置はそれぞれ破線で示されている。このようにして、可 撓性導電線６７が図１３に示されているように直角に上方へ向いたり、または鎖 線で示されているように電流母線６０の延長方向へ向いたりすることができる。 電流母線６０が１８０度の回動位置で取り付けられる場合、すなわち下方へ開放 する段付け部６１を備える場合、図１４に示されているように、それは可撓性導 電線６７が下方へ向く状態に対応する。 図１２に対応する寸法ｄを有する四角形断面形状の端末片６４が用いられる場 合、図３，４および図６，７に類似する２本の連設可撓性導電線を電流母線６０ に接続することもできる。そのための例として、図１５は２つの端末片６４を用 いる例を示し、図１６は３つの端末片６８を用いる例を示している。ここでは、 図１５，１６の配置は、図１３，１４においてそれぞれ一連の可撓性導電線に対 するのと同様に可撓性導電線６７の位置の変形例が可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 電流母線と、この電流母線（２０，２６，４１）を可動接触子（１３） に接続するために電流母線（２０，２６，４１）に取り付けられたケーブル状の 可撓性導電線（１７，２５，４０）とを有する低電圧遮断器の開閉接点装置にお いて、 可撓性導電線（１７，２５，４０）は電流母線（２６，４１）の接続面（３０ ，４２）と電流母線（２４，４１）に接続される端末片（２７，４４）との間に 配設され、端末片（２７，４４）は電流母線（２６，４１）の接続面（３０，４ ２）に少なくとも一つの接触面（３０，４８）で当接し、電流母線（２６，４１ ）、端末片（２７，４４）および可撓性導電線（２５，４０）は熱作用（３７， ５５）によって相互に分離不能に接続されていることを特徴とする低電圧遮断器 の開閉接点装置。 ２． 端末片（２７，４４）は少なくとも電流母線（２６，４１）の接続面（ ３０，４２）に対向する側に、可撓性導電線（２５，４０）の本数に相応する凹 所（３１，４６）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の開閉接点装置 。 ３． 電流母線（２６）、可撓性導電線（２５）および端末片（２７）を、可 撓性導電線（２５）の端面（３４）が電流母線（２６）および端末片（２７）の 隣接面（３５，３６）と互いに面一になる位置に位置決めするステップと、 十分なエネルギーのビーム（３７）を前記端面（３４）および前記隣接面（３ ５，３６）に前記各部品材料の溶解のために十分な強度でもって向けるステップ と、 全ての可撓性導電線（２５）の端面（３４）並びに電流母線（２６）および端 末片（２７）の前記隣接面を含む領域に沿って、可撓性導電線（２５）が電流母 線（２６）および端末片（２７）に分離不能に接続されるまで、ビーム（３７） を照射するステップと、 を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉接点装置の製造方法。 ４． 電流母線（４１）の接続面（４２）及び／又は端末片（４４）の対向側 に、ろう片（５０，５２，５３）を受け入れるための少なくとも一つの溝（４３ ，４５）が配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉接点装 置。 ５． ろう片（５０，５３）は、端末片（４４）の凹所（４６）に対応して、 可撓性導電線（４０）を受け入れるための切除部（５１）を備えていることを特 徴とする請求項４に記載の開閉接点装置。 ６． 電流母線（４１）、可撓性導電線（４０）および端末片（４４）を相互 間隔をもって位置決めするステップと、 電流母線（４１）の凹所（４３）内および端末片（４４）の凹所（４５）内に それぞれ少なくとも一つのろう片（５０，５１，５２）を挿入するステップと、 電流母線（４１）と端末片（４４）との間の間隔を、連続する導電路が形成さ れるように減少させるステップと、 電源および前記導電路を用いて電流回路を形成するステップと、 ろう片（５０，５１，５２）が溶解し、電流母線（４１）、可撓性導電線（４ ０）および端末片（４４）が相互に分離不能に接続される大きさと時間をもって 導電路を介して電流（５６）を流すステップと、 を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の開閉接点装置の製造方法。 ７． 電流母線（６０）の端部に、互いに直角をなす２つの接続面（６２，６ ３）を形成するために、同一高さおよび深さ（ｄ）の段付け部（６１）が設けら れ、端末片（６４，６５，６８）は四角形形状をしており、その複数の辺の少な くとも一つは段付け部（６１）の高さおよび深さ（ｄ）に適合していることを特 徴とする請求項１乃至６の１つに記載の開閉接点装置。 ８． 端末片（６４，６８）の辺の長さが、２つ又はそれ以上の同一構造の端 末片（６４）が段付け部（６１）の一つの寸法に一致する正方形断面形状に互い に適合するように定められていることを特徴とする請求項７に記載の開閉接点装 置。