JP6356505B2 - 回路遮断器の可動接触子装置 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器の固定接触子と可動接触子とを有する接点部の一方を構成する可動接触子装置に関する。

回路遮断器の接点部は、固定接触子と可動接触子とを有し、固定接触子に形成された固定接点と、可動接触子に形成された可動接点とが接触／解離して電路の開閉が実施される。この可動接触子の通電構造として摺動接触させて通電させる形態のものがある。これは図７に示すよう構成され、可動接触子３１の開閉動作を支持する支持軸３２上で、可動接触子３１を通電させるために電路を構成する通電クリップ３３の挟持片３３ａで可動接触子３１を挟持して電気的接続を実施し、その挟持片３３ａの外側から更に弾性を有する圧接ばね３４で挟持部を加圧している。こうして可動接触子３１に通電クリップ３３を密着させて、可動接触子３１と通電クリップ３３との電気的接続を良好なものとしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２６８６９７号公報

しかしながら、上記図７の構成は、通電クリップ３３に大電流が通電されると、折り曲げて重ね合わせた部位３３ｂに互いに離れようとする電磁反発力が発生した。図８はこの反発力の発生する様子を示し、矢印Ａ１は電流の流れる方向、矢印Ａ２は電磁反発力を示している。
そのため、短絡電流等の大電流が電路に流れると、通電クリップ３３の重ねた部位３３ｂに大きな反発力が生じ、可動接触子を挟持する挟持片３３ａが圧接ばね３４の加圧力に抗して開こうとする作用（矢印Ａ３）が発生した。
その結果、可動接触子３１と通電クリップ３３との接触部に隙間が発生して電気的接続が不十分になり、アークが発生して可動接触子３１と通電クリップ３３とが溶着する可能性があった。

この電磁反発力を無くすには重ねた部位３３ｂを無くせば良いため、例えば図９に示すように挟持片３３ａの立ち上がる部位を狭くすると共に傾斜部３３ｃを形成して重なる部位を無くす形状が考えられるが、図９の形状では通電クリップ３３の幅（断面積）が狭くなってしまう。しかし、この幅は通電する電流容量を確保するためには狭くすることができない。そのため、逆に可動接触子３１の幅を広くするのは、機構の大型化が伴うため難しかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、機構を大型化すること無く通電クリップに大電流が流れても、通電クリップと可動接触子との間でアークが発生することのない回路遮断器の可動接触子装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、固定接点に対して先端に設けた可動接点が接触／離反動作するよう回動して電路の開閉を行う可動接触子と、可動接触子の後部と電気的接続が成される通電クリップと、通電クリップと可動接触子との電気的接続部を加圧して密着させる圧接ばねとを有する回路遮断器の可動接触子装置であって、通電クリップは、回路遮断器ケースに固定される平坦な基部と、基部上に基部から連続形成されて可動接触子との電気的接続部に加えて回動支持部を構成する挟持片とを備え、挟持片は、基部に三角錐が形成されるよう基部の左右を上方に鋭角に且つ斜めになる角度で折り曲げ、更に基部の端部に至るほど狭くなるよう折り曲げ形成され、上方に至るに従い互いの距離が狭くなるよう形成された立ち上がり部と、折り曲げた上部が所定の間隔に達したら平行に対峙させて起立形成した挟持部とを有し、挟持部において、回動支持部が形成されると共に電気的接続が成されることを特徴とするとする。
この構成によれば、通電クリップに挟持片を形成する際に、三角錐を形成するよう折り曲げることで重ね合わせ部を無くすことができ、大電流通電時の電磁反発力を小さくできる。よって、大電流通電による可動電磁片と挟持片との間に隙間が発生するのを防止でき、大型化すること無くアークの発生を防ぐことができる。それでいて、通電部の断面積を確保できるため通電クリップの電気抵抗が増大することもない。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、挟持部と可動接触子との間に皿ばねが配置されて成り、圧接ばねの加圧力により、皿ばねは偏平した状態で挟持されることを特徴とする。
この構成によれば、挟持片は偏平した皿ばねを介して可動接触子を挟持するため、大電流通電により左右の挟持片の間隔が広がる応力が発生しても、偏平した皿ばねの復元力で可動接触子と挟持片との電気的接続を維持でき、挟持部でアークが発生するようなことがない。

本発明によれば、通電クリップに挟持片を形成する過程で重ね合わせ部が無いため、大電流通電時の電磁反発力を小さくできる。よって、大電流通電による可動電磁片と挟持片との間に隙間が発生するのを防止でき、大型化すること無くアークの発生を防ぐことができる。それでいて、通電部の断面積を確保できるため通電クリップの電気抵抗が増大することもない。

本発明に係る回路遮断器の可動接触子装置の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解図である。 （ａ）は図１の可動接触子装置の側面説明図、（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図である。 通電クリップを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。可動接触子装置の定常状態の断面説明図である。 可動接触子装置を専用ケースに収納した状態を示す斜視図である。 図４に示す可動接触子装置を組み込んだ回路遮断器の本体斜視図である。 可動接触子装置の他の例を示し、（ａ）は分解図、（ｂ）は断面図である。 従来の可動接触子装置の斜視図である。 大電流通電時の通電クリップに発生する応力を示す説明図である。 電流容量に難がある形状の通電クリップを示す斜視図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１，図２は本発明に係る回路遮断器の可動接触子装置の一例を示し、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は分解図、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図である。図１，２において、１は可動接触子、２は通電クリップ、３は可動接触子１の回動軸を構成するピン、４は通電クリップ２を可動接触子１に加圧する圧接ばねである。

可動接触子１は、後端が通電クリップ２に軸着されて上下方向に回動可能に支持されている。具体的に、可動接触子１の後部にはピン３を挿通するための軸孔１ａが左右方向に穿設され、後述する通電クリップ２の挟持片２２にピン３により軸着され、可動接触子１は上下動自在に通電クリップ２と連結される。一方、可動接触子１の先端には、図示しない固定接触子の固定接点に接触／解離する可動接点１ｂが設けられている。

通電クリップ２は、回路遮断器ケース１２（図６に示す）に固定される平坦な基部２１と、基部２１上に形成されて可動接触子１を軸支すると共に挟持する左右一対の挟持片２２とを有している。可動接触子１の先端方向を前方として以下具体的に説明する。
挟持片２２は、基部２１の左右に延設された部材を上方に鋭角に折り曲げて形成した立ち上がり部２２ａと、その上方に平行するよう形成した一対の挟持部２２ｂとで構成され、基部２１と挟持片２２とは一体形成されている。

図３は通電クリップ２を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図３（ａ）に示すように、基部２１は先端に向けて挟幅形成され、立ち上がり部２２ａは三角錐形状に折り曲げて形成されている。
具体的に、一対の立ち上がり部２２ａ，２２ａのうち図３に示す左側の立ち上がり部２２ａ（２２Ｌ）は右斜め後方に向けて折り曲げて形成され、右側の立ち上がり部２２ａ（２２Ｒ）は左斜め後方に向けて折り曲げて形成されている。このとき、折り曲げ角度は約１３５度で実施される。

こうして基部２１から鋭角に折り曲げ形成された左右立ち上がり部２２ａ（２２Ｌ），２２ａ（２２Ｒ）は、先端同士が斜め方向から互いに近づき、可動接触子１の厚みに一致する距離まで近づいたら立ち上がり部２２ａの形成を終了して鉛直上方へ起立させ、挟持部２２ｂの形成にはいる。この結果、左右の挟持部２２ｂ，２２ｂは接近した状態で平行に形成され、基部２１の先端に形成された略三角錐形状の立ち上がり部２２ａと共に挟持片２２が形成される。

挟持部２２ｂには、ピン３を挿通するための孔２３が穿設されて可動接触子１の回動支持部となっている。尚、基部２１には回路遮断器ケースにねじ止めするためのねじ挿通孔２４が形成されている。

圧接ばね４はダブルトーションばねが使用され、中央に形成された空間に通電クリップ２の挟持片２２及び可動接触子１が配置される。尚、中央のコ字状部４ａは、可動接触子１の図示しない固定接触子方向への付勢力を発生させ、可動接点１ｂの固定接点への接触が確実に行われるよう作用する。
この圧接ばね４は、後述する専用ケースに収容されて回路遮断器ケースに組み付けられるが、専用ケースに収容された段階で左右端部が固定され、左右への広がりが阻止されて中央に配置された可動接触子１を挟持する圧力を発揮する。

図４は可動接触子装置を専用ケースに収容した状態を示している。図４において、１０が可動接触子装置、１１が専用ケースであり、可動接触子装置１０は専用ケース１１に収容されることで圧接ばね４は左右端部の位置が専用ケース１１の側面で規制され、可動接触子１を左右から加圧する十分な弾性力が発生される。尚、図４は３極同時に開閉する場合を示している。また、図５はこの３連の可動接触子装置１０を組み込んだ回路遮断器本体の斜視図であり、１２は回路遮断器ケース、１３は操作ハンドル、１４は電源側端子、１５は負荷側端子である。

上記の如く構成された可動接触子装置１０に大電流が通電された場合に発生する電磁力の作用を次に説明する。通電クリップ２には上記図８に矢印Ａ１で示す流れと同様の電流が流れるが、挟持片２２の立ち上がり部２２ａを三角錐形状に形成したため、通電クリップ２には重ね合わせた部位がなく、図８の矢印Ａ２に示すような大きな電磁反発力は発生しない。従って、挟持片２２同士が解離しようとする大きな応力も発生しない。
そして、基部２１の挟持片２２を形成した部位は先端に向けて細くなっているが、電流が流れる基部２１の主要部は幅広のままであるため、電流密度が過大になるようなことが無く、通電クリップ２全体において電流容量を確保できる。

このように、通電クリップ２に挟持片２２を形成する際に、三角錐を形成するよう折り曲げることで重ね合わせ部を無くすことができ、大電流通電時の電磁反発力を小さくできる。よって、大電流通電による可動接触子１と挟持片２２との間に隙間が発生するのを防止でき、大型化することなくアークの発生を防ぐことができる。それでいて、通電部である通電クリップ２の断面積を確保できるため通電クリップ２の電気抵抗が増大することもない。

図６は可動接触子装置の他の構成を示し、（ａ）は分解図、（ｂ）は上記図３（ａ）に準ずる断面説明図である。上記図１の形態とは、皿ばね５を追加している点が相違している。尚、図１と共通する構成要素には同一の符号を付与している。皿ばね５は中央にピン３を挿通する孔５ａを有し、中心部は平坦で半径方向の途中から外周に掛けて傾斜を有している。皿ばね５は、回路遮断器ケース１２に組み付けた状態で圧接ばね４の弾性力により偏平して平坦になる特性のものが使用される。

この結果、電路電流が定格電流以下であれば、皿ばね５は平坦に変形した状態を維持し、挟持片２２、皿ばね５、可動接触子１の３者は面で密着した状態を維持する。一方、大電流が通電されて立ち上がり部２２ａと基部２１との間で電磁反発力が発生して挟持片２２同士が離れようとする応力が発生しても、皿ばね５が復元されることで通電クリップ２と可動接触子１との電気的接続は確実に維持される。

このように、挟持片２２は偏平した皿ばね５を介して可動接触子１を挟持するため、大電流通電により左右の挟持片２２の間隔が広がる応力が発生しても、偏平した皿ばね５の復元力で可動接触子１と挟持片２２との電気的接続を維持でき、挟持部でアークが発生するようなことがない。

尚、上記実施形態では、皿ばね５を可動接触子１の左右双方に配置しているが、一方のみに配置するだけでも良い。

１・・可動接触子、２・・通電クリップ、３・・ピン、４・・圧接ばね、５・・皿ばね、１０・・可動接触子装置、２１・・基部、２２・・挟持片、２２ａ・・立ち上がり部、２２ｂ・・挟持部。

Claims (2)

1. 固定接点に対して先端に設けた可動接点が接触／離反動作するよう回動して電路の開閉を行う可動接触子と、前記可動接触子の後部と電気的接続が成される通電クリップと、前記通電クリップと前記可動接触子との電気的接続部を加圧して密着させる圧接ばねとを有する回路遮断器の可動接触子装置であって、
   前記通電クリップは、回路遮断器ケースに固定される平坦な基部と、前記基部上に基部から連続形成されて前記可動接触子との電気的接続部に加えて回動支持部を構成する挟持片とを備え、
   前記挟持片は、前記基部に三角錐が形成されるよう前記基部の左右を上方に鋭角に且つ斜めになる角度で折り曲げ、更に前記基部の端部に至るほど狭くなるよう折り曲げ形成され、上方に至るに従い互いの距離が狭くなるよう形成された立ち上がり部と、
   折り曲げた上部が所定の間隔に達したら平行に対峙させて起立形成した挟持部とを有し、
   前記挟持部において、前記回動支持部が形成されると共に電気的接続が成されることを特徴とする回路遮断器の可動接触子装置。
2. 前記挟持部と前記可動接触子との間に皿ばねが配置されて成り、前記圧接ばねの加圧力により、前記皿ばねは偏平した状態で挟持されることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器の可動接触子装置。

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