JP5432291B2 - 導電用ばね接触子 - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタに関して、特に導電用ばね接触子に関するものである。

現在のばね接触子は、電力システム及び高圧スイッチの分野に用いられており、主に、送電・変電の回路で導電接続の役割を果たす。電力システム及び高圧スイッチの設備における点接触の具体的な構造タイプは多種多様であるが、操作過程での接触箇所が相対的に移動するか否かにより大きく摺動式接続、固定接続、挿抜式接続の３種類に分けられる。摺動式接続において、固定コンタクトと可動コンタクトとの間は相対摺動可能であるが、互いに分離はしない。固定接続において、可動コンタクトと固定コンタクトは、作動時間内に一体に固定接触されて、相対運動も分離もせずに、１つ又はいくつかの導体接続箇所を、ボルト、ねじ、リベットなどの締付け材で押付ける機械的方法で固定する。挿抜式接続において、可動コンタクトと固定コンタクトとの間は、いつでも分離可能又は接続可能であり、通常、アイドラー、正常負荷、或いは短絡状態の回路の開閉に用いられる。上記の３種類の接続方法は、通常、導電回路、分離可能なコンタクト、消弧装置、伝動機構、操作機構などのいくつかの部分により構成される。導電回路は電流の負荷に用いられ、消弧装置はアークを急速に消滅して最終的に回路をオフにすることに用いられ、通常、高圧断路器には専用の消弧装置が設置されない。分離可能なコンタクトには、ばね接触子が設けられ、高圧スイッチを正確な位置にオンしたときに、完全にばね接触子の押し付け或いは引っ張り作用によりコンタクトとの充分な接触圧力を保証する。

現在、一般に使用されている挿抜式高圧スイッチコンタクトの構造は、図１に示されるように、固定コンタクト１００、可動コンタクト１０１、及びばね接触子１０２という３つの部分から構成され、通常、ばね接触子１０２が固定コンタクト１００のリング状の溝内に設けられて（少数は可動コンタクト１０１の溝内に付けられている）、可動コンタクト１０１が固定コンタクト１００内で抜けるまで上下移動可能となっている。この構造の作動原理は、可動コンタクト１００と固定コンタクト１００とがばね接触子１０２の弾性変形によりＡ、Ｂの両点に両者を緊密に接触させ、Ｃ点はばね接触子の位置を制限するにのみ用いられ、接触の圧力がないので、電流がばね接触子のＡ点からＣ点を経てＢ点まで流れることにより電流の流れを実現する。この構造のポイントはばね接触子であり、必ず良好な弾性性能及び合理的な構造を有することにより、安定した接触、均一な電流、合理的な温度の上昇を保障することが要求される。摺動式接続及び固定接続の原理も上記と同じである。

従来の技術には、下記の問題点がある。
１．ばね接触子と可動コンタクト及び固定コンタクトとはそれぞれ１つだけの接触点があり、一本の半円弧状の通流経路しかないので、電流の通流能力が限れている。
２．ばね接触子の一巻きの断面が円形であるので、占める空間が大きい。
３．取付け用溝の設計が合理的ではなく、電流の流れる経路が比較的に長く、１つの点の抵抗が比較的に大きいので、最適な形式ではない。
４．通流能力が限られて、円形断面の面積が比較的大きく、取付け構造が合理的ではないので、コンパクト化、簡単化の要求を満たすことができず、これまで高圧スイッチの分野のみに応用されている。

背景技術に存在する技術的課題を解決するために、本発明は、一巻き毎の断面の２つの導電接触辺の何れかに２つ又は２つ以上の接触点を有する導電用ばね接触子を提供して、電流の通流量を倍に向上させる目的を達成した。

本発明の技術案は、以下のとおりである。

本発明の導電用ばね接触子は一巻き毎の断面の２つの導電接触辺のうち、いずれか一方の導電接触辺が２つ又は２つ以上の接触点を有し、他方の導電接触辺が１つ又は複数の接触点を有する、又は接触線を有することを特徴とする。

前記導電用ばね接触子の一巻き毎の断面のいずれか一方の導電接触辺が２つ又は３つの接触点を有し、他方の導電接触辺が１つ又は２つの接触点を有する。

前記断面の導電接触辺が弧状、折れ線状、または波状である。

前記断面のいずれか一方の導電接触辺が内向きの弧状であり、前記他方の導電接触辺が内向きの弧状、外向きの弧状、または線状である。

前記導電用ばね接触子がリングばね構造である。

第１の導体と、第２の導体と、及び第１の導体又は第２の導体の溝に設けられ第１の導体及び第２の導体を電気的に接続するための導電用ばね接触子と、を含むコネクタにおいて、前記導電用ばね接触子の一巻き毎の断面の２つの導電接触辺のうちいずれか一方の導電接触辺が２つ又は２つ以上の接触点を有し、他方の導電接触辺が１つ又は複数の接触点を有する、又は接触線を有することを特徴とする。

前記コネクタにおいて、前記溝の形状が直角台形、台形、半六角形、又は溝付き矩形である。

前記コネクタにおいて、前記断面の導電接触辺が弧状、折れ線状、または波状である。

前記コネクタにおいて、前記断面のいずれか一方の導電接触辺が内向きの弧状であり、前記他方の導電接触辺が内向きの弧状、外向きの弧状、または線状である。

前記コネクタにおいて、前記導電用ばね接触子がリングばね構造である。

１．本発明が提供するばね接触子は、従来の一巻き毎の２つの接触点を、一巻き毎の４つの接触点に増やして、且つ電流の経路を従来の１本から２本の比較的に短い経路に変えるので、過流面積が倍に増加して、これにより電流の通流量を大幅に向上させて、倍以上に高めたようになる。
２．本発明のばね接触子において、一巻き毎の断面を、従来の正環状から正環状より面積の小さい他の形状に変えて、材料を節約すると同時に、取付け作業におけるばね接触子の作動空間を小さくして、コンパクト化の要求を満たすことができる。
３．本発明が提供する導電用ばね接触子を有するコネクタにおいて、第１の導体又は第２の導体のばね接触子を設けるための溝に対して、従来の矩形の基に、直角台形、台形、半六角形、又は溝付き矩形などの構造を増やし、更に好ましい取付け方案を提供するので、電流の通流経路を短縮し、抵抗を減少することにより、コネクタの導電性能を改善することができる。
４．導電性能の倍増、及び作動空間の減少により、本発明が提供するばね接触子は、導電能力に対する要求が高く、取付け空間が更に小さい各分野のコネクタに幅広く応用されることができる。

従来技術におけるばね接触子の構造を示す図である。 従来技術におけるばね接触子と固定コンタクト及び可動コンタクトとの接触形態を示す図である。 本発明におけるばね接触子の構造を示す図である。 本発明の第１の実施例におけるばね接触子のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第１の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との接触形態を示す図である。 本発明の第１の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との他の接触形態を示す図である。 本発明の第２の実施例におけるばね接触子のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第２の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との接触形態を示す図である。 本発明の第２の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との他の接触形態を示す図である。 本発明の第３の実施例におけるばね接触子のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第３の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との接触形態を示す図である。 本発明の第３の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との他の接触形態を示す図である。 本発明の第４の実施例におけるばね接触子のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第４の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との接触形態を示す図である。 本発明の第４の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との他の接触形態を示す図である。 本発明の第５の実施例におけるばね接触子のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第５の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との接触形態を示す図である。 本発明の第５の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との他の接触形態を示す図である。 本発明の第６の実施例におけるばね接触子のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第６の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との接触形態を示す図である。 本発明の第６の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との他の接触形態を示す図である。 本発明の第７の実施例におけるばね接触子のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第７の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との接触形態を示す図である。 本発明の第７の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との第２の接触形態を示す図である。 本発明の第７の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との第３の接触形態を示す図である。 本発明の第７の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との第４の接触形態を示す図である。 本発明の第７の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との第５の接触形態を示す図である。 本発明の第７の実施例におけるばね接触子と第１の導体及び第２の導体との第６の接触形態を示す図である。

図２の如く、本発明のばね接触子の全体は、リングばね形状である。

図３は、本発明の実施例１であり、また、図３（ａ）の如く、ばね接触子３の断面には、それぞれ導体と接触する２つの接触辺４、５を有し、接触辺４が内向きの弧状であり、接触辺５が外向きの弧状である。図３（ｂ）の如く、ばね接触子３と第１の導体１とが接触辺４を介してＣ、Ｄの２点で２点接触を実現し、また、第２の導体２に半六角形の溝を採用して、ばね接触子３の接触辺５と第２の導体２とがＡ、Ｂの２点で接触し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。図３（ｃ）の如く、第１の導体１に半六角形の溝を採用して、接触辺５と第１の導体１とが接触点Ａ、Ｂの２点により接触し、接触辺４と第２の導体２とが接触点Ｃ、Ｄの２点で２点接触を実現し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。

図４は、本発明の第２の実施例であり、また、図４（ａ）の如く、ばね接触子３の断面には、それぞれ導体と接触する２つの接触辺６、７を有し、接触辺６が直線状であり、接触辺７が内向きの弧状である。図４（ｂ）の如く、ばね接触子３と第１の導体１とが接触辺７を介してＡ、Ｂの２点で２点接触を実現し、第２の導体２に矩形の溝を採用して、ばね接触子３の接触辺６と第２の導体２とがＣ、Ｄの２点で線接触し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。図４（ｃ）の如く、第１の導体１には矩形の溝を採用して、接触辺６と第１の導体１とが接触点Ｃ、Ｄの２点で線接触を形成し、接触辺７と第２の導体２とが接触点Ａ、Ｂの２点により２点接触を実現し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。

図５は、本発明の第３の実施例であり、また、図５（ａ）の如く、ばね接触子３の断面には、それぞれ導体と接触する２つの接触辺８、９を有し、接触辺８及び接触辺９が共に内向きの弧状である。図５（ｂ）の如く、ばね接触子３と第１の導体１とが接触辺９を介してＡ、Ｂの２点で２点接触を実現し、第２の導体２に矩形の溝を採用して、ばね接触子３の接触辺８と第２の導体２とがＣ、Ｄの２点で接触し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。図５（ｃ）の如く、第１の導体１には矩形の溝を採用して、接触辺９と第１の導体１とが接触点Ａ、Ｂの２点で接触し、接触辺８と第２の導体２とが接触点Ｃ、Ｄにより２点接触を実現し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。

図６は、本発明の第４の実施例であり、また、図６（ａ）の如く、ばね接触子３の断面には、それぞれ導体と接触する２つの接触辺１０、１１を有し、接触辺１０が直線状であり、接触辺１１が内向きの弧状である。図６（ｂ）の如く、ばね接触子３と第１の導体１とが接触辺１１を介してＡ、Ｂの２点で２点接触を実現し、第２の導体２に溝付き矩形の溝を採用して、ばね接触子３の接触辺１０と第２の導体２とが線接触し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。図６（ｃ）の如く、第１の導体１には溝付き矩形の溝を採用して、接触辺１０と第１の導体１とが線接触を形成し、接触辺１１と第２の導体２とが接触点Ａ、Ｂにより２点接触を実現し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。溝付き矩形の溝は、上下両辺に溝が設けられ、ばね接触子3の断面における導体と接触しない両辺が折れ線状であり、溝と配合してばね接触子３をよりよく固定する。

図７は、本発明の第５の実施例であり、また、図７（ａ）の如く、ばね接触子３の断面には、それぞれ導体と接触する２つの接触辺１２、１３を有し、接触辺１２及び接触辺１３が共に内向きの弧状である。図７（ｂ）の如く、ばね接触子３と第１の導体１とが接触辺１３を介してＡ、Ｂの２点で２点接触を実現し、第２の導体２に溝付き矩形の溝を採用して、ばね接触子３の接触辺１２と第２の導体２とがＣ、Ｄの２点で接触し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。図７（ｃ）の如く、第１の導体１には矩形の溝を採用して、接触辺１３と第１の導体１とが接触点Ａ、Ｂの２点で接触し、接触辺１２と第２の導体２とが接触点Ｃ、Ｄにより２点接触を実現し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。

図８は、本発明の第６の実施例であり、また、図８（ａ）の如く、ばね接触子３の断面には、それぞれ導体と接触する２つの接触辺１４、１５を有し、接触辺１４及び接触辺１５が共に内向きの弧状である。図８（ｂ）の如く、ばね接触子３と第１の導体１とが接触辺１５を介してＡ、Ｂの２点で２点接触を実現し、第２の導体２に矩形の溝を採用し、溝が断面形状に応じて、ここでは正方形に類似し、ばね接触子３の接触辺１４と第２の導体２とがＣ、Ｄの２点で接触し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。図８（ｃ）の如く、第１の導体１には矩形の溝を採用して、接触辺１５と第１の導体１とが接触点Ａ、Ｂの２点で接触し、接触辺１４と第２の導体２とが接触点Ｃ、Ｄにより２点接触を実現し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。

図９は、本発明の第７の実施例であり、また、図９（ａ）の如く、ばね接触子３の断面には、それぞれ導体と接触する２つの接触辺１６、１７を有し、接触辺１６が内向きの弧状であり、接触辺１７が外向きの弧状である。図９（ｂ）の如く、ばね接触子３と第１の導体１とが接触辺１６を介してＣ、Ｄの２点で２点接触を実現し、第２の導体２に矩形の溝を採用し、ばね接触子３の接触辺１７と第２の導体２とがＡ、Ｂの２点で接触し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。図９（ｃ）の如く、第１の導体１には矩形の溝を採用して、接触辺１７と第１の導体１とが接触点Ａ、Ｂの２点で接触し、接触辺１６と第２の導体２とが接触点Ｃ、Ｄにより２点接触を実現し、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。図９（ｄ）乃至図９（ｇ）の如く、第１の導体又は第２の導体の溝にそれぞれ直角台形及び台形を採用しており、これらの方法のいずれも、２つの接触辺が２点の形式で導体と接触することにより、ＡからＣへ、ＢからＤへの双方向の電流の流れを実現する。同一の断面に対して異なる形状の溝を用いて配合させることにより、多種の取付け形態を実現して、多種の取付け方法を形成することができる。

本発明のばね接触子の接触辺は、折れ線状または波状を採用することも可能であり、この２種類の接触辺はばね接触子と導体との接触点を更に多くすることができ、一般に使用されている接触点が２〜４個である。導体と接触せずに導電しないばね接触子の他の２つの辺の形状は、円弧状、直線状、折れ線状などの多種の形状であってもよい。

本発明による導電用ばね接触子は、摺動式接続、固定接続、挿抜式接続にも適用される。本発明のばね接触子の一巻き毎が４つの接触点を有し、電流の経路が従来の１本から同じ過流面積での２本の短い経路に変わったので、電流の通流量が倍以上になり、且つ一巻き毎の断面の面積が小さくなっているので、幅広い分野に利用できる。

本発明は、他の多くの実施例を有することもできる。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、当業者としては、本発明に基づいて更なる改善及び変形を図ることができるが、これらの改善及び変形も本発明の請求の範囲に属する。

１ 第１の導体
２ 第２の導体
３ ばね接触子
４、５ 接触辺
６、７ 接触辺
８、９ 接触辺
１０、１１ 接触辺
１２、１３ 接触辺
１４、１５ 接触辺
１６、１７ 接触辺
１００ 固定コンタクト
１０１ 可動コンタクト
１０２ ばね接触子
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 接触点

Claims (6)

1. 一巻き毎の断面の２つの導電接触辺のうち、いずれか一方の導電接触辺が２つ又は２つ以上の接触点を有し、他方の導電接触辺が１つ又は複数の接触点を有するか接触線を有し、前記断面の導電接触辺が内向きの弧状、折れ線状または波状であることを特徴とする導電用ばね接触子。
2. 前記導電用ばね接触子の一巻き毎の断面のいずれか一方の導電接触辺が２つ又は３つの接触点を有し、他方の導電接触辺が１つ又は２つの接触点を有することを特徴とする請求項１に記載の導電用ばね接触子。
3. 前記導電用ばね接触子がリングばね構造であることを特徴とする請求項１に記載の導電用ばね接触子。
4. 第１の導体、第２の導体、及び第１の導体又は第２の導体の溝に設けられ第１の導体と第２の導体とを電気的に接続するための導電用ばね接触子を含むコネクタにおいて、
   前記導電用ばね接触子の一巻き毎の断面の２つの導電接触辺のうち、いずれか一方の導電接触辺が２つ又は２つ以上の接触点を有し、他方の導電接触辺が１つ又は複数の接触点を有するか接触線を有し、前記断面の導電接触辺が内向きの弧状、折れ線状または波状であることを特徴とするコネクタ。
5. 前記溝の形状が矩形、直角台形、台形、半六角形または溝付き矩形であることを特徴とする請求項４に記載のコネクタ。
6. 前記導電用ばね接触子がリングばね構造であることを特徴とする請求項４又は５に記載のコネクタ。

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