JP5501663B2 - 真空開閉器のヒューズ取付構造 - Google Patents

Description

この発明は、電力ヒューズ付の真空開閉器のヒューズ取付構造に関するものである。

従来の電力ヒューズ付真空開閉器を図５に示す。図のように、フレーム３１に、固定接点と可動接点（いずれも図示せず）を有する真空バルブ３２が３相分横並びに配置されている。真空バルブ３２の可動接点側が、絶縁ロッド３３を介して操作軸３４に取り付けられた操作レバー３５に連結されている。操作軸３４には可動鉄心３６が設けられており、この可動鉄心３６が電磁石３７に吸引されることで操作軸３４が回動し、操作レバー３５が駆動され、絶縁ロッド３３を介して可動接点が固定接点に接離するようになっている。
一方、固定接点側は、フレーム３１に固定された固定側端子３８に導電接続されており、固定側端子３８と裏面側に配置されている主回路導体（図示せず）との間に、電力ヒューズ３９が接続されている。電力ヒューズ３９は、取付金具４０に取り付けられたヒューズホルダ４１に差し込まれ、上部から締付板４２を当ててボルトで締結されている（例えば、特許文献１参照）。

実公昭６２−３３４５１号公報（第１頁、第１図）

特許文献１に示されたような従来の真空開閉器のヒューズ取付構造では、電力ヒューズ３９の形状に応じてヒューズホルダ４１の内側形状が曲面に形成されている。電力ヒューズ３９の導電部とヒューズホルダ４１内面部は、一見、広い面積で面接触しているように見えるが、実際は複数の点接触又は線接触であり、電力ヒューズ３９やヒューズホルダ４１の僅かな形状寸法のばらつきや締め付けの加減により接触箇所は一定せず、どの部分で接触しているかを特定するのは難しい。このため、場合によっては接触部に偏りが生じ、異常発熱を起こす場合があるという問題点があった。

なお、特許文献１には、電力ヒューズの長さ方向の両端面に端子板を備え、端子板を取付金具にボルト締めして取り付けた構造のものも開示されている。このような形状の電力ヒューズであれば、接触部の偏りの問題は解決されるが、市販されている電力ヒューズでは、図５のような円筒状の端子（キャップ）を有する電力ヒューズが一般的であり、真空開閉器の電力ヒューズとしてもキャップタイプが広く採用されている。したがって、キャップタイプの電力ヒューズを使用した真空開閉器では、依然として上記のような問題点を有していた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ヒューズホルダと電力ヒューズとの接触を確実に行える真空開閉器のヒューズ取付構造を得ることを目的とする。

この発明に係る真空開閉器のヒューズ取付構造は、固定接点と可動接点を内蔵する真空バルブを有し、固定接点に導電接続された固定側端子と電源側に接続される固定側主回路導体との間に直列接続された電力ヒューズを備えた真空開閉器のヒューズ取付構造において、電力ヒューズの両端部を保持して固定するヒューズホルダは、電路側に固定される固定部とこの固定部の両端から末広がりに立ち上げられてＶ字状に傾斜して対向するヒューズ接触部とを有するヒューズクリップを備え、ヒューズ接触部は、少なくとも電力ヒューズと接触する接触点となる部位を過ぎるまでは直線状に形成されており、電力ヒューズとヒューズクリップとは、接触点の２箇所で通電接触するようにしたものである。

この発明の真空開閉器のヒューズ取付構造によれば、電力ヒューズの両端部を保持し固定するヒューズホルダは、電路側に固定される固定部と固定部の両端から末広がりに立ち上げられてＶ字状に傾斜して対向するヒューズ接触部とを有するヒューズクリップを備え、ヒューズ接触部は、少なくとも電力ヒューズと接触する接触点となる部位を過ぎるまでは直線状に形成されており、電力ヒューズとヒューズクリップとは、接触点の２箇所で通電接触するようにしたので、電力ヒューズとヒューズクリップ部との接続部において、少なくとも予め想定した２箇所で確実に接触させることができるため、接触抵抗のばらつきが少なく、安定した通電接触が得られ、信頼性の高い真空開閉器を提供することができる。

この発明の実施の形態１によるヒューズ取付構造を用いた真空開閉器の正面図である。 図１の側面図である。 図１のヒューズ取付部のヒューズホルダを示す図である。 この発明の実施の形態１によるヒューズ取付構造に使用されるヒューズホルダの他の例を示す断面図である。 従来の真空開閉器のヒューズ取付構造を示す正面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による真空開閉器のヒューズ取付構造を、図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１によるヒューズ取付構造を用いた真空開閉器の正面図であり、前面側のフェイスプレートの一部を切り欠いて内部が見える状態を示している。図２は、図１の側面図である。

図１及び、図２に示すように、台車１に搭載された絶縁フレーム２内に、真空開閉器の主回路接点を構成する真空バルブ３が３相分並べて配置されている。真空バルブ３は、真空容器内に固定接点４と可動接点５が内蔵され、固定接点４から固定ロッド６が外部に導出され、可動接点５から可動ロッド７が外部に導出されている。固定ロッド６の先端側は、絶縁フレーム２に固定された固定側端子８に接続され、可動ロッド７の先端側は、絶縁ロッド９を介して、回動軸１０に一端が固着されたレバー１１に連結されている。また、可動ロッド７の中間部は、可撓導体を介して、絶縁フレーム２に固定された可動側端子１２に接続されている。
真空バルブ３の下方には可動鉄心１３と電磁石１４を有する電磁操作機構が配置されている。電磁石１４によって可動鉄心１３が吸引されると回動軸１０が回動し、連動してレバー１１が駆動され、この駆動力が絶縁ロッド９，可動ロッド７，可動接点５に伝達されて、両接点４，５が接離するようになっている。

真空バルブ３の上方には、所定以上の電流が流れた際に電路を遮断するための電力ヒューズ１５が、各相毎に、軸線を固定側端子８の導出方向と並行に向けて配置されている。そして、電力ヒューズ１５の一方のヒューズキャップ１５ａ（端子部）は、絶縁フレーム２に固定された接続導体１６を介して固定側端子８に接続されている。また、他方のヒューズキャップ１５ａは、接続導体１７を介して固定側主回路導体１８に接続されている。固定側主回路導体１８は、台車１に固定された支持部材１９に支持されており、先端部には電源側主回路導体と接続される接触子２０が設けられている。また、各相の電力ヒューズ１５の相間には、絶縁バリヤ２１が設けられている。
一方、可動側端子１２は、固定側主回路導体１８と同方向に導出されて支持部材１９に支持された可動側主回路導体２２に接続されており、その先端部には負荷側と接続される接触子２３が設けられている。

電力ヒューズ１５は、真空開閉器の容量によっては数百アンペア以上の電量が流れるので、確実に電気的に接続されていることが非常に重要となる。このために、電力ヒューズ１５を固定するヒューズホルダ２４は、接続導体１６及び１７にボルト締めにより固定されるヒューズクリップ２５と、ヒューズクリップ２５に電力ヒューズ１５を挿入して、上方から押圧して固定するヒューズ押え２６とで構成している。
本実施の形態の真空開閉器は、このヒューズ取付構造に特徴を有するので、以下に、ヒューズホルダ２４について更に詳細に説明する。

図３（ａ）はヒューズホルダ２４の斜視図である。ヒューズホルダ２４のヒューズクリップ２５は、薄板銅帯を長手方向にＵ字状に折り曲げ、且つ、折り曲げた対向面を開口端側に向かって末広がりになるようにＶ字状に広げて形成している。Ｕの字状の底面部は平面に形成して電路側の接続導体１６又は１７に固定するための固定部２５ａとしている。そして、固定部２５ａの両端から末広がりに立ち上げられてＶ字状に傾斜して対向する対向部をヒューズ接触部２５ｂとする。ヒューズ接触部２５ｂの一方の先端部には外側に向けてＬ字状に曲げた係止爪２５ｃが形成され、他方の先端部は全体を外側に折り曲げて接続代２５ｄとしている。固定部２５ａには中央に取付穴２５ｅが形成され、接続代２５ｄにはねじ穴２５ｆが形成されている。

一方、ヒューズ押え２６は、薄板銅帯の中央部を僅かに湾曲させ、一方の端部には、ヒューズクリップ２５の係止爪２５ｃと係合する係合穴２６ａが設けられ、他方の端部にはヒューズクリップ２５のねじ穴２５ｆに合わせて取付穴２６ｂが設けられている。
このヒューズ押え２６は、ヒューズクリップ２５と組み合わされたとき、ヒューズクリップ２５に挿入した電力ヒューズ１５を、ヒューズ接触部２５ｂに押圧するように付勢できるような形状と寸法に設計されている。
なお、ヒューズ押え２６の材料は、薄板銅帯として説明したが、特に通電部として機能させる必要は無いので、鋼材を用いても良い。

次に、ヒューズホルダ２４の作用について説明する。
図３（ｂ）は、ヒューズクリップ２５に電力ヒューズ１５を挿入し、ヒューズ押え２６で押さえてボルト又はビス等の締結部材２７により締め付けた状態を示す図である。
ヒューズ接触部２５ｂは、Ｖ字状に開いた直線に形成されているので、電力ヒューズ１５が装着されたとき、ヒューズ接触部２５ｂの内面と電力ヒューズ１５のヒューズキャップ１５ａとは、２箇所の接触点で接触し、通電接触部となる。もちろん、ヒューズ押え２６側でも接触するが、少なくとも２箇所の接触点では必ず接触する。そして、この２箇所はヒューズキャップ１５ａの直径とヒューズクリップ２５の形状から計算され予想されている点であり、組立誤差などによって大きくばらつくことはない。
したがって、このヒューズホルダ２４によれば、安定した通電接触を得ることが可能となる。

図４に、ヒューズホルダの他の例を示す。図４は、図３（ｂ）に相当する部分の断面図である。
薄板銅帯を長手方向にＵの字状に折り曲げて、対向面が開口端側に向かって末広がりになるようにＶ字状に広げて形成されたヒューズクリップ２８と、ヒューズ押え２９とで構成されている点は図３と同様である。以下、相違点を中心に説明する。
相違点は、ヒューズクリップ２８の接続代２８ｄが設けられた側のヒューズ接触部２８ｂの形状である。このヒューズ接触部２８ｂは、通電接触する接触点より先端部側で、ヒ
ューズキャップ１５ａの直径より大きい曲率で、内側に湾曲させ、且つ、接続代２８ｄを、固定部２８ａに対して斜め上方（例えば４５度程度）に傾斜させて形成している点である。
ヒューズ押え２９は、図３の場合とほぼ同形状で、ヒューズクリップ２８に合わせて、中央部の湾曲と端部の接合部の傾斜を決めている。

図４のように形成したヒューズホルダの作用について説明する。このヒューズホルダは、ヒューズクリップ２８の開口側の端面間寸法Ｄが、図３の場合と比較して小さくなっていることが分かる。このＤ寸法は、ヒューズ押え２９をヒューズクリップ２８に固定するために必要な寸法である。電力ヒューズ１５を３相分並べて配置した場合、相互に所定の絶縁距離を確保する必要があり、最小相間距離は（Ｄ寸法＋絶縁距離）となる。したがって、Ｄ寸法が小さくなれば、相間距離を短くできることになる。
電力ヒューズ１５の直径が大きい場合には、特に、寸法縮小の効果が大きいので、開閉器の小形化を図ることができる。
但し、図３の形状の方が製作が容易なので、電力ヒューズ１５の直径が小さい場合は図３の形状のヒューズホルダを使用し、直径が大きくなれば図４の形状のヒューズホルダを使用するように、使い分けをすればよい。

なお、図１及び図２で説明した真空開閉器は一例を示すものであり、図の構成に限定するものではない。本発明はヒューズ取付構造に特徴を有するものであり、電力ヒューズ付真空開閉器であれば全般に適用できる。

以上のように、本実施の形態の真空開閉器のヒューズ取付構造によれば、電力ヒューズの両端部を保持して固定するヒューズホルダは、電路側に固定される固定部とこの固定部の両端から末広がりに立ち上げられてＶ字状に傾斜して対向するヒューズ接触部とを有するヒューズクリップを備え、電力ヒューズは、少なくともヒューズ接触部に当接する２箇所で通電接触するようにしたので、電力ヒューズとヒューズクリップ部との接続部において、少なくとも予め想定した２箇所で確実に接触させることができるため、接触抵抗のばらつきが少なく、安定した通電接触が得られ、信頼性の高い真空開閉器を提供することができる。

また、ヒューズクリップのヒューズ接触部の一方の先端部に係止爪を設け、他方の先端部に接続代を設け、一端部がヒューズクリップの係止爪と係合し、他端部が接続代に留められてヒューズクリップの両先端部を繋ぐと共に、ヒューズクリップに挿入された電力ヒューズをヒューズ接触部に押圧するように付勢するヒューズ押えを備えたので、電力ヒューズを、接触圧を保って確実にヒューズ接触部に押圧しておくことができる。

また、ヒューズクリップの接続代が設けられた側のヒューズ接触部は、通電接触する接触点より先端部側で内側に湾曲し、且つ、接続代が固定部に対して斜め上方に傾斜するように形成したので、上記の効果に加えて、相間寸法を小さくできるので、開閉器を小形化できる。

１ 台車 ２ 絶縁フレーム
３ 真空バルブ ４ 固定接点
５ 可動接点 ６ 固定ロッド
７ 可動ロッド ８ 固定側端子
９ 絶縁ロッド １０ 回動軸
１１ レバー １２ 可動側端子
１３ 可動鉄心 １４ 電磁石
１５ 電力ヒューズ １５ａ ヒューズキャップ
１６，１７ 接続導体 １８ 固定側主回路導体
１９ 支持部材 ２０，２３ 接触子
２１ 絶縁バリヤ ２２ 可動側主回路導体
２４ ヒューズホルダ ２５，２８ ヒューズクリップ
２５ａ，２８ａ 固定部 ２５ｂ，２８ｂ ヒューズ接触部
２５ｃ，２８ｃ 係止爪 ２５ｄ，２８ｄ 接続代
２５ｅ 取付穴 ２５ｆ ねじ穴
２６，２９ ヒューズ押え ２６ａ，２９ａ 係合穴
２６ｂ 取付穴 ２７ 締結部材。

Claims (3)

1. 固定接点と可動接点を内蔵する真空バルブを有し、前記固定接点に導電接続された固定側端子と電源側に接続される固定側主回路導体との間に直列接続された電力ヒューズを備えた真空開閉器のヒューズ取付構造において、
   前記電力ヒューズの両端部を保持して固定するヒューズホルダは、電路側に固定される固定部とこの固定部の両端から末広がりに立ち上げられてＶ字状に傾斜して対向するヒューズ接触部とを有するヒューズクリップを備え、
   前記ヒューズ接触部は、少なくとも前記電力ヒューズと接触する接触点となる部位を過ぎるまでは直線状に形成されており、
   前記電力ヒューズと前記ヒューズクリップとは、前記接触点の２箇所で通電接触するようにしたことを特徴とする真空開閉器のヒューズ取付構造。
2. 請求項１記載の真空開閉器のヒューズ取付構造において、
   前記ヒューズクリップの前記ヒューズ接触部の一方の先端部に係止爪が設けられ、他方の先端部に接続代が設けられ、一端部が前記ヒューズクリップの前記係止爪と係合し、他端部が前記接続代に留められて前記ヒューズクリップの両前記先端部を繋ぐと共に、前記ヒューズクリップに挿入された前記電力ヒューズを前記ヒューズ接触部に押圧するように付勢するヒューズ押えを備えていることを特徴とする真空開閉器のヒューズ取付構造。
3. 請求項２に記載の真空開閉器のヒューズ取付構造において、
   前記ヒューズクリップの前記接続代が設けられた側の前記ヒューズ接触部は、前記通電接触する前記接触点より先端部側で内側に湾曲し、且つ、前記接続代が前記固定部に対して斜め上方に傾斜するように形成されていることを特徴とする真空開閉器のヒューズ取付構造。

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