JP5339133B2

JP5339133B2 - Ｓｐｄ用端子台

Info

Publication number: JP5339133B2
Application number: JP2009046006A
Authority: JP
Inventors: 健七郎三島; 健治木本
Original assignee: Otowa Electric Co Ltd
Current assignee: Otowa Electric Co Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: JP2010199044A

Description

本発明は、雷撃によるサージ電圧を吸収して電気機器を保護するＳＰＤ（Surge Protective Device：サージ防護装置）が着脱自在に装着され、そのＳＰＤから導出された刃形接触子に接触する刃受接触子を具備したＳＰＤ用端子台に関する。

雷害を防止する目的から、単相または三相交流電路から工場や一般家庭に引き込まれる電源線路において、その電源線路と大地間に、雷撃による過渡的な過電圧であるサージ電圧を吸収してサージ電流を分流することにより電気機器を保護するデバイスとしてＳＰＤが設置されている。このＳＰＤに格納される耐雷素子としては、酸化亜鉛形バリスタが一般的に使用されている。通常、ＳＰＤは、寿命による交換を容易にする目的から、その電源側および接地側の刃形接触子が着脱自在に装着される刃受接触子を具備した端子台を用いることにより、電源線路と大地間に設置されるのが望ましい。

図５〜図７はＳＰＤ１１０が着脱自在に装着される端子台１２０を例示する。なお、図５は端子台１２０にＳＰＤ１１０を装着する前の状態を示し、図６は図５の端子台１２０にＳＰＤ１１０を装着した後の状態を示す。また、図７は図６の要部を拡大したものである。

この端子台１２０は、樹脂製ベース１２１の両端（図示左右両側）に電源側および接地側の端子ネジ部１２２が設けられており、これら端子ネジ部１２２の内側に隣接して形成された空間１２３に、以下の形状を有する一対の刃受接触子１３１，１３２がそれぞれ収容された構造を具備する。この空間１２３は、ベース１２１の上部に取り付けられたカバー１２４で閉塞されている。

一方、ＳＰＤ１１０は、酸化亜鉛形バリスタを樹脂製ケース１１１内に収容し、その酸化亜鉛形バリスタの電源側および接地側電極と電気的に接続された一対の刃形接触子１１２をケース１１１から同一方向に導出した構造を具備する。この刃形接触子１１２は、端子台１２０のカバー１２４に設けられた孔１２５を介して刃受接触子１３１，１３２間に挿入される。

端子台１２０の端子ネジ部１２２と電気的に接続された一対の刃受接触子１３１，１３２は、板ばね等の弾性部材を所定形状に折り曲げ成形したものであり、ＳＰＤ１１０の刃形接触子１１２をその板厚方向両側から挟み込む構造を具備する（例えば、特許文献１参照）。

図７に示すように、対をなす刃受接触子１３１，１３２のうち、ＳＰＤ１１０の刃形接触子１１２の外側に位置する一方の刃受接触子１３１は、端子ネジ部１２２と電気的かつ機械的に接続された基端部１３１ａと、その基端部１３１ａから刃形接触子１１２の根元部側（図示上方）へ延びて刃形接触子１１２の先端部側（図示下方）へ折り曲げられた中間部１３１ｂと、その中間部１３１ｂから刃形接触子１１２の先端部側へ延びてその刃形接触子１１２と接触する遊端部１３１ｃとで構成されている。

また、ＳＰＤ１１０の刃形接触子１１２の内側に位置する他方の刃受接触子１３２は、端子ネジ部１２２と電気的かつ機械的に接続された基端部１３２ａと、その基端部１３２ａから空間１２３の内面に沿って刃形接触子１１２の先端部側（図示下方）へ延びて刃形接触子１１２の根元部側（図示上方）へ折り曲げられ、さらに刃形接触子１１２の根元部側へ延びて刃形接触子１１２の先端部側へ折り曲げられた中間部１３２ｂと、その中間部１３２ｂから刃形接触子１１２の先端部側へ延びてその刃形接触子１１２と接触する遊端部１３２ｃとで構成されている。

以上のような刃受接触子１３１，１３２の構造を具備した端子台１２０では、対をなす刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃが近接する方向に弾性力が付勢されており、その一対の刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃ間にＳＰＤ１１０の刃形接触子１１２を挿入することにより、弾性力に抗して一対の刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃを拡開させてＳＰＤ１１０の刃形接触子１１２に接触させるようにしている。

特開平７−７３７９２号公報

「電力用遮断器」森英夫著昭和３０年電気書院発行（１９０頁 <接触点での反発力>）

ところで、前述のような刃受接触子１３１，１３２の構造を具備した従来のＳＰＤ用端子台１２０では、過大なサージ等によりＳＰＤ１１０の劣化故障が発生した場合、その劣化故障したＳＰＤ１１０を端子台１２０から取り外し、正常なＳＰＤ１１０を新たに端子台１２０に装着してＳＰＤ１１０の交換を速やかに行う必要がある。

しかしながら、ＳＰＤ１１０の刃形接触子１１２と刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃとの接触面は両者の点接触の集まりであり、刃形接触子１１２と刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃとの接触部位では電流の集中および拡散により逆方向に流れる電流が存在することになって電磁反発力が発生する（例えば、非特許文献１参照）。

また、図７に示すように直撃雷などの過大なサージ電流が刃形接触子１１２と刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃとの間に流れ、その分流電流（図中矢印参照）は刃形接触子１１２側と刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃ側とで逆方向となるため、これによっても電磁反発力が発生し、前述した電流の集中および拡散による逆向き電流で発生する電磁反発力を助長することになる。

このように、刃形接触子１１２と刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃとの接触部位で電流の集中および拡散により発生する電磁反発力、および刃形接触子１１２と刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃとで逆向きに流れる分流電流（図中矢印参照）により発生する電磁反発力により、刃形接触子１１２に対して刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃが浮き上がる現象が生じ、その部分で刃形接触子１１２と刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃとの間にアークが発生する。実際、直撃雷のような数十ｋＡの大きなサージ電流が流れると、１０ｋｇ重程度の接触圧があっても刃形接触子１１２と刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃとの接触部位にアーク現象が認められている。

このアークの発生により、刃形接触子１１２と刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃとの接触部分が溶着し易くなっている。その結果、刃形接触子１１２と刃受接触子１３１，１３２の遊端部１３１ｃ，１３２ｃとの接触部分での溶着によりそのＳＰＤ１１０を端子台１２０から取り外すことが困難となり、ＳＰＤ１１０の交換を速やかに行うことが難しくなる。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、刃形接触子と刃受接触子との溶着を未然に防止してＳＰＤ交換を容易に行うことができ、直撃雷などの過大なサージ電流用として好適なＳＰＤ用端子台を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、ＳＰＤが着脱自在に装着され、そのＳＰＤから導出された刃形接触子に接触する刃受接触子を具備したＳＰＤ用端子台であって、刃受接触子は、ＳＰＤの刃形接触子の側方に配置された端子ネジ部に電気的かつ機械的に接続された基端部と、その基端部から刃形接触子の先端部側へ延びて刃形接触子の根元部側へ折り曲げられた中間部と、その中間部から刃形接触子の根元部側へ延びて刃形接触子と接触する遊端部とで構成され、中間部と遊端部との間に、その中間部から刃形接触子の根元部側へ延びて刃形接触子の先端部側へ折り曲げられ、さらに刃形接触子の先端部側へ延びて刃形接触子の根元部側へ折り曲げられた折曲部が設けられていることを特徴とする。

本発明に係るＳＰＤ用端子台においても、前述したようにＳＰＤの刃形接触子と刃受接触子との接触面は両者の点接触の集まりであり、刃形接触子と刃受接触子との接触部位では電流の集中および拡散により逆方向に流れる電流が存在することになって、刃形接触子に対して刃受接触子が浮き上がる現象を生じさせる電磁反発力が発生する（例えば、非特許文献１参照）。

本発明では、刃受接触子を、ＳＰＤの刃形接触子の側方に配置された端子ネジ部に電気的かつ機械的に接続された基端部と、その基端部から刃形接触子の先端部側へ延びて刃形接触子の根元部側へ折り曲げられた中間部と、その中間部から刃形接触子の根元部側へ延びて刃形接触子と接触する遊端部とで構成したことにより、ＳＰＤの刃形接触子の根元部から先端部側へ過大なサージ電流が流れたとしても、その過大なサージ電流により刃形接触子と刃受接触子との間で生じる分流電流は同一方向となるため、刃形接触子と刃受接触子との接触部位で電磁吸引力が発生する。

この電磁吸引力は、刃形接触子に対して刃受接触子が浮き上がる現象を生じさせる電磁反発力を打ち消す方向に作用するため、刃形接触子に対する刃受接触子の密着力が高まり、刃形接触子と刃受接触子の接触部位でのアーク発生を抑制し、刃形接触子と刃受接触子との接触部分が溶着することを未然に防止できる。

なお、刃受接触子の中間部と遊端部とが折り曲げられていることから、この中間部と遊端部とで流れる電流が逆向きになるため、中間部と遊端部との間に作用する電磁反発力がその遊端部を刃形接触子に押し付ける力となり、この場合にあっても刃形接触子に対して刃受接触子に密着力が働く。

本発明における刃受接触子は、中間部と遊端部との間に、その中間部から刃形接触子の根元部側へ延びて刃形接触子の先端部側へ折り曲げられ、さらに刃形接触子の先端部側へ延びて刃形接触子の根元部側へ折り曲げられた折曲部が設けられている。これにより、中間部と折曲部とが折り曲げられ、また、折曲部と遊端部とが折り曲げられていることから、この中間部と折曲部とで流れる電流が逆向きになると共に折曲部と遊端部とで流れる電流が逆向きになるため、中間部と折曲部との間に作用する電磁反発力、および折曲部と遊端部との間に作用する電磁反発力がその遊端部を刃形接触子に押し付ける力となり、刃形接触子に対する刃受接触子の密着力をより一層高めることができる。

なお、本発明における刃受接触子は、ＳＰＤの刃形接触子をその板厚方向両側から挟み込むように一対をなすことが望ましい。この場合、ＳＰＤの刃形接触子は端子ネジ部の側方に対向するように配置され、一対の刃受接触子のうち、刃形接触子の端子ネジ部との対向面と接触する一方の刃受接触子は、基端部、中間部および遊端部で構成され、刃形接触子の端子ネジ部との対向面の反対面と接触する他方の刃受接触子は、基端部、中間部、折曲部および遊端部で構成される。

本発明によれば、刃受接触子を、ＳＰＤの刃形接触子の側方に配置された端子ネジ部に電気的かつ機械的に接続された基端部と、その基端部から刃形接触子の先端部側へ延びて刃形接触子の根元部側へ折り曲げられた中間部と、その中間部から刃形接触子の根元部側へ延びて刃形接触子と接触する遊端部とで構成したことにより、ＳＰＤの刃形接触子の根元部から先端部側へ過大なサージ電流が流れたとしても、その過大なサージ電流により電極端子と導電性接触子との間で生じる分流電流は同一方向となるため、刃形接触子と刃受接触子との接触部位で電磁吸引力が発生する。

この電磁吸引力は、刃形接触子に対して刃受接触子が浮き上がる現象を生じさせる電磁反発力を打ち消す方向に作用するため、刃形接触子に対する刃受接触子の密着力が高まる。また、刃受接触子の中間部と遊端部とが折り曲げられていることから、この中間部と遊端部とで流れる電流が逆向きになるため、中間部と遊端部との間に作用する電磁反発力がその遊端部を刃形接触子に押し付ける力となり、この場合にあっても刃形接触子に対して刃受接触子に密着力が働く。

その結果、刃形接触子と刃受接触子の接触部位でのアーク発生を抑制し、刃形接触子と刃受接触子との接触部分が溶着することを未然に防止でき、ＳＰＤ交換を容易に行うことができ、直撃雷などの過大なサージ電流用として好適で信頼性の高いＳＰＤ用端子台を提供することができる。

本発明に係るＳＰＤ用端子台の実施形態で、端子台にＳＰＤを装着する前の状態を示す断面図である。本発明の実施形態で、端子台にＳＰＤを装着した後の状態を示す断面図である。図２の要部拡大断面図である。本発明の他の実施形態における刃受接触子を示す断面図である。従来のＳＰＤ用端子台で、端子台にＳＰＤを装着する前の状態を示す断面図である。従来のＳＰＤ用端子台で、端子台にＳＰＤを装着した後の状態を示す断面図である。図６の要部拡大断面図である。

本発明に係るＳＰＤ用端子台の実施形態を以下に詳述する。図１は端子台２０にＳＰＤ１０を装着する前の状態を示し、図２は図１の端子台２０にＳＰＤ１０を装着した後の状態を示す。また、図３は図２の要部を拡大したものである。

図１および図２に示す実施形態の端子台２０はＳＰＤ１０が着脱自在に装着される。この端子台２０は、樹脂製ベース２１の両端（図示左右両側）に電源側および接地側の端子ネジ部２２が設けられており、これら端子ネジ部２２の内側に隣接して形成された空間２３に、以下の形状を有する一対の刃受接触子３１，３２がそれぞれ収容された構造を具備する。この空間２３は、ベース２１の上部に取り付けられたカバー２４で閉塞されている。

一方、ＳＰＤ１０は、酸化亜鉛形バリスタを樹脂製ケース１１内に収容し、その酸化亜鉛形バリスタの電源側および接地側電極と電気的に接続された電源側および接地側の刃形接触子１２をケース１１から同一方向に導出した構造を具備する。この刃形接触子１２は、端子台２０のカバー２４に設けられた孔２５を介して刃受接触子３１，３２間に挿入される。

端子台２０の端子ネジ部２２と電気的に接続された一対の刃受接触子３１，３２は、板ばね等の弾性部材を所定形状に折り曲げ成形したものであり、ＳＰＤ１０の刃形接触子１２をその板厚方向両側から挟み込む構造を具備する。この一対の刃受接触子３１，３２は、電源側と接地側で左右対称に配置されている。

図３に示すように、対をなす刃受接触子３１，３２のうち、ＳＰＤ１０の刃形接触子１２の外側に位置して刃形接触子１２の端子ネジ部２２との対向面と接触する一方の刃受接触子３１は、ＳＰＤ１０の刃形接触子１２の側方に配置された端子ネジ部２２に電気的かつ機械的に接続された基端部３１ａと、その基端部３１ａから刃形接触子１２の先端部側（図示下方）へ延びて刃形接触子１２の根元部側（図示上方）へ折り曲げられた中間部３１ｂと、その中間部３１ｂから刃形接触子１２の根元部側へ延びて刃形接触子１２と接触する遊端部３１ｃとで構成されている。

また、ＳＰＤ１０の刃形接触子１２の内側に位置して刃形接触子１２の端子ネジ部２２との対向面の反対面と接触する他方の刃受接触子３２は、端子ネジ部２２と電気的かつ機械的に接続された基端部３２ａと、その基端部３２ａから空間２３の内面に沿って刃形接触子１２の先端部側（図示下方）へ延びて刃形接触子１２の根元部側（図示上方）へ折り曲げられた中間部３２ｂと、その中間部３２ｂから刃形接触子１２の根元部側へ延びて刃形接触子１２の先端部側へ折り曲げられ、さらに刃形接触子１２の先端部側へ延びて刃形接触子１２の根元部側へ折り曲げられた折曲部３２ｄと、その折曲部３２ｄから刃形接触子１２の根元部側へ延びてその刃形接触子１２と接触する遊端部３２ｃとで構成されている。

以上のような刃受接触子３１，３２の構造を具備した端子台２０では、対をなす刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃが近接する方向に弾性力が付勢されており、その一対の刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃ間にＳＰＤ１０の刃形接触子１２を挿入することにより、弾性力に抗して一対の刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃを拡開させてＳＰＤ１０の刃形接触子１２に接触させる。

前述した非特許文献１に開示されているように、ＳＰＤ１０の刃形接触子１２と刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃとの接触面は両者の点接触の集まりであり、刃形接触子１２と刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃとの接触部位では電流の集中および拡散により逆方向に流れる電流が存在することになって、刃形接触子１２に対して刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃが浮き上がる現象を生じさせる電磁反発力が発生する。

これに対して、この実施形態の端子台２０では、刃受接触子３１，３２を、ＳＰＤ１０の刃形接触子１２の側方に配置された端子ネジ部２２に電気的かつ機械的に接続された基端部３１ａ，３２ａと、その基端部３１ａ，３２ａから刃形接触子１２の先端部側へ延びて刃形接触子１２の根元部側へ折り曲げられた中間部３１ｂ，３２ｂと、その中間部３１ｂ，３２ｂから刃形接触子１２の根元部側へ延びて刃形接触子１２と接触する遊端部３１ｃ，３２ｃとで構成している。これにより、ＳＰＤ１０の刃形接触子１２の根元部から先端部側へ過大なサージ電流が流れたとしても、その過大なサージ電流により刃形接触子１２と刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃとの間で生じる分流電流（図中矢印参照）は同一方向となるため、刃形接触子１２と刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃとの接触部位で電磁吸引力が発生する。

この電磁吸引力は、刃形接触子１２に対して刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃが浮き上がる現象を生じさせる電磁反発力を打ち消す方向に作用するため、刃形接触子１２に対する刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃの密着力が高まり、刃形接触子１２と刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃの接触部位でのアーク発生を抑制し、刃形接触子１２と刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃとの接触部分が溶着することを未然に防止できる。

この端子台２０では、過大なサージ等によりＳＰＤ１０の劣化故障が発生した場合、その劣化故障したＳＰＤ１０を端子台２０から取り外し、正常なＳＰＤ１０を新たに端子台２０に装着してＳＰＤ１０の交換を速やかに行う必要があるが、刃形接触子１２と刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃとの接触部分が溶着することを未然に防止できるので、ＳＰＤ１０の刃形接触子１２を端子台２０の刃受接触子３１，３２間から離脱させることが容易となってＳＰＤ交換を容易に行うことができ、直撃雷などの過大なサージ電流用として好適で信頼性の高い端子台２０を提供することができる。

なお、刃受接触子３１，３２の中間部３１ｂ，３２ｂと遊端部３１ａ，３２ａとが折り曲げられていることから、この中間部３１ｂ，３２ｂと遊端部３１ａ，３２ａとで流れる電流が逆向きになるため、中間部３１ｂ，３２ｂと遊端部３１ａ，３２ａとの間に作用する電磁反発力がその遊端部３１ａ，３２ａを刃形接触子１２に押し付ける力となり、この場合にあっても刃形接触子１２に対して刃受接触子３１，３２の遊端部３１ｃ，３２ｃに密着力が働く。

また、ＳＰＤ１０の刃形接触子１２の内側に位置する他方の刃受接触子３２は、中間部３２ｂと遊端部３２ｃとの間に、その中間部３２ｂから刃形接触子１２の根元部側へ延びて刃形接触子１２の先端部側へ折り曲げられ、さらに刃形接触子１２の先端部側へ延びて刃形接触子１２の根元部側へ折り曲げられた折曲部３２ｄが設けられた構造としている。このように、中間部３２ｂと折曲部３２ｄとが折り曲げられ、また、折曲部３２ｄと遊端部３２ｃとが折り曲げられていることから、この中間部３２ｂと折曲部３２ｄとで流れる電流が逆向きになると共に折曲部３２ｄと遊端部３２ｃとで流れる電流が逆向きになる。そのため、中間部３２ｂと折曲部３２ｄとの間に作用する電磁反発力、および折曲部３２ｄと遊端部３２ｃとの間に作用する電磁反発力がその遊端部３２ｃを刃形接触子１２に押し付ける力となり、刃形接触子１２に対する刃受接触子３２の遊端部３２ｃの密着力をより一層高めることができる。

なお、前述の実施形態では、ＳＰＤ１０の刃形接触子１２の内側に位置する他方の刃受接触子３２は、基端部３２ａ、中間部３２ｂ、折曲部３２ｄおよび遊端部３２ｃを一体成形したものについて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、図４に示すように基端部４２ａが一体的に形成された中間部４２ｂの先端に、遊端部５２ｃが一体的に形成された折曲部５２ｄをスポット溶接などで連結固定した構造の刃受接触子３２’を使用することも可能である。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１０ＳＰＤ
１２刃形接触子
２０端子台
２２端子ネジ部
３１，３２刃受接触子
３１ａ，３２ａ基端部
３１ｂ，３２ｂ中間部
３１ｃ，３２ｃ遊端部
３２ｄ折曲部

Claims

ＳＰＤが着脱自在に装着され、前記ＳＰＤから導出された刃形接触子に接触する刃受接触子を具備したＳＰＤ用端子台であって、
前記刃受接触子は、前記ＳＰＤの刃形接触子の側方に配置された端子ネジ部に電気的かつ機械的に接続された基端部と、前記基端部から刃形接触子の先端部側へ延びて前記刃形接触子の根元部側へ折り曲げられた中間部と、前記中間部から刃形接触子の根元部側へ延びて前記刃形接触子と接触する遊端部とで構成され、前記中間部と遊端部との間に、その中間部から刃形接触子の根元部側へ延びて刃形接触子の先端部側へ折り曲げられ、さらに刃形接触子の先端部側へ延びて刃形接触子の根元部側へ折り曲げられた折曲部が設けられていることを特徴とするＳＰＤ用端子台。
前記刃受接触子は、前記ＳＰＤの刃形接触子をその板厚方向両側から挟み込むように一対をなす請求項１に記載のＳＰＤ用端子台。
前記ＳＰＤの刃形接触子は前記端子ネジ部の側方に対向するように配置され、一対の刃受接触子のうち、前記刃形接触子の端子ネジ部との対向面と接触する一方の刃受接触子は前記基端部、中間部および遊端部で構成され、前記刃形接触子の端子ネジ部との対向面の反対面と接触する他方の刃受接触子は、前記基端部、中間部、折曲部および遊端部で構成されている請求項２に記載のＳＰＤ用端子台。