JP6415334B2 - 電源切替開閉器 - Google Patents

Description

本発明は、負荷への給電を商用電源とその他の電源との間で切替える場合などに使用される電源切替開閉器に関するものである。

負荷に給電している商用電源が停電した場合には、直ちに非常用電源等から負荷への給電を行うことができるように、給電系統を切り替えることが望まれる。電源切替開閉器はこのために用いられる開閉器であり、非常用電源、予備電源等を備えた工場や家庭において広く用いられている。

電源切替開閉器の基本的な構造は、特許文献１に示されている。図１、図２は従来の電源切替開閉器の断面図であり、１はクロスバー、２はクロスバー１に搭載された可動コンタクト、３は可動コンタクト２とクロスバー１との間に設けられた接圧用スプリング、４と５は可動コンタクト２の両側に配置されたＡ、Ｂ２つの固定コンタクトである。

図１はクロスバー１が時計方向に回転され、可動コンタクト２の接点６がＡ側の固定コンタクト４に接触した状態を示し図２はクロスバー１が反時計方向に回転され、可動コンタクト２の接点６がＢ側の固定コンタクト５に接触した状態を示している。何れの状態においても、接点６は接圧用スプリング３によって、固定コンタクト４、５に所定の接圧（接触圧力）で押圧される。

例えば、Ａ側の固定コンタクト４を商用電源に接続し、Ｂ側の固定コンタクト５に非常用電源等を接続し、下側の負荷端子７に負荷を接続しておけば、図１の状態では負荷に商用電源からの給電が行なわれ、図２の状態に切り替えれば、負荷に非常用電源からの給電が行なわれることとなる。このように、可動コンタクト２の動きに応じて接点６は両側の固定コンタクト４、５に接触するのであるから、接点６は可動コンタクト２の両面に設ける必要がある。

可動コンタクト２の構造は様々であるが、比較的小容量の電源切替開閉器においては、可動コンタクト２として銅板を使用し、その先端部の両面に接点６をロウ付けすることが行なわれている。しかし溶接熱によって可動コンタクト２を構成する銅板が鈍って強度が低下し、そのままではＡ側とＢ側との接圧が不均等になる等の問題が生じる。そこで従来は接点６の溶接部に後工程でセレーションをプレスし、銅板を加工硬化させることによりこの問題を回避していた。しかしこのような後加工を行うと、製作工数が多くなり製作コストが高くなるという問題があった。

特開２００３−１２３５９７号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、可動コンタクトとして銅板を使用した場合にも、溶接熱による銅板の鈍りの問題を解決するとともに、Ａ側とＢ側との接圧を均等にすることができる電源切替開閉器を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、可動コンタクトとその接圧用スプリングとを備えたクロスバーを回転させ、可動コンタクトの両側に配置されたＡ、Ｂ２つの固定コンタクトの一方に接触させて電源を切り替える電源切替開閉器であって、可動コンタクトの先端部の両面に、Ａ側接点とＢ側接点とを可動コンタクトの幅方向に並列させてかしめ固定するとともに、Ａ側接点用の接圧用スプリングを、可動コンタクトのＡ側接点と幅方向の同一側に配置し、Ｂ側接点用の接圧用スプリングを、可動コンタクトのＢ側接点と幅方向の同一側に配置したことを特徴とするものである。

可動コンタクトはその長手方向の中央部を支持軸によってクロスバーに軸支され、この支持軸よりも基部側の両面に接圧用スプリングを配置した構造とすることが好ましく、可動コンタクトは銅板からなり、その両面にＡ側接点とＢ側接点とをかしめ固定した構造とすることが好ましい。

本発明の電源切替開閉器は、可動コンタクトの先端部の両面にＡ側接点とＢ側接点とを可動コンタクトの幅方向に並列させてかしめ固定した構造であるので、従来のロウ付け接点とは異なり、溶接熱による鈍りの問題は発生しない。従って可動コンタクトを銅板製とした場合にも従来のような後加工は不要であるから、製作工数の削減とコストダウンを図ることができる。

なお、可動コンタクトへの接点のかしめ固定は接点の裏面から行う必要があるため、ロウ付け接点とは異なり、Ａ側の接点とＢ側の接点とを同一位置に配置することができず、可動コンタクトの幅方向にずらせて配置しなければならない。一方、接圧用スプリングは可動コンタクトの幅方向の中心線上に設けられているのが普通である。このため接点をかしめ固定すると、中心線から接点までの距離に応じたねじりモーメントが発生し、接圧が減少するおそれがある。しかし本発明ではＡ側接点用の接圧用スプリングを、可動コンタクトのＡ側接点と幅方向の同一側に配置し、Ｂ側接点用の接圧用スプリングを、可動コンタクトのＢ側接点と幅方向の同一側に配置した構造とすることにより、Ａ側接点とＢ側接点の接圧を均等とするとともに、捻じりモーメントの発生をなくし、接圧用スプリングの荷重を効率的に接点へ伝えることができる。

従来の電源切替開閉器を示す断面図である。 従来の電源切替開閉器を示す断面図である。 本発明の実施形態の電源切替開閉器を示す平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 要部の拡大平面図である。 要部の拡大正面図である。 可動コンタクトの説明図である。 可動コンタクトの動作説明図である。 要部の斜視図である。

以下に本発明の実施形態を示す。
図３において、１０は電源切替開閉器の筐体であり、その内部の下方にクロスバー１１が設けられている。クロスバー１１はその下部を貫通する断面非円形の駆動回転軸１２によって、時計方向または反時計方向に回転される。回転機構は図３に示される駆動機構部１３に収納されている。回転機構はソレノイドを駆動源とするトグル機構であるが、本発明の要部ではなく、その構造は当業者には周知であるため説明を省略する。

この実施形態の電源切替開閉器は共通の駆動回転軸１２を駆動して３極を同時に開閉する機能を有するものであり、各極毎にクロスバー１１が設けられている。しかしどの極も同一構造であるから、図４を用いてその構造を説明する。

図４に示されるように、この実施形態ではクロスバー１１は垂直断面が六画形の中空体であり、その下部には前記した駆動回転軸１２が貫通している。またその上部には支持軸１４が駆動回転軸１２と平行に設けられ、可動コンタクト１５の中央部付近を軸支している。可動コンタクト１５は銅板からなり、その支持軸１４よりも下方部分の左右両側に、接圧用スプリング１６、１７が設けられている。これらの接圧用スプリング１６、１７は同一仕様の圧縮コイルスプリングである。

筐体１０の内部には、可動コンタクト１５の両側に位置するようにＡ、Ｂ２つの固定コンタクト１８、１９が固定されている。従来と同様、Ａ側の固定コンタクト１８は商用電源に接続され、Ｂ側の固定コンタクト１９は非常用電源、蓄電池、太陽光発電装置などに接続される。図４は可動コンタクト１５がＡ側の固定コンタクト１８に接触した状態を示している。なお２０は負荷が接続される負荷端子であり、その先端は撚り線２１によって可動コンタクト１５の下端に接続されている。従って図４の状態では、商用電源が負荷に給電されている。

上記したように可動コンタクト１５は銅板からなり、図７に示すようにその先端部の両面には、Ａ側接点２２とＢ側接点２３とがかしめ固定されている。これらの接点は何れもリベット状であり、その軸を可動コンタクト１５に形成された貫通孔に挿入し、軸先端をかしめて固定している。このため接点をロウ付けする場合とは異なり、Ａ側接点２２とＢ側接点２３とを同一位置に固定することはできず、可動コンタクト１５の幅方向の中心線を挟んで並列させて配置している。

前記した接圧用スプリング１６、１７のうち、Ａ側接点２２と可動コンタクト１５の同一面側に配置された接圧用スプリング１６はＡ側接点２２に接圧を付与するためのものであり、Ｂ側接点２３と同一面側に配置された接圧用スプリング１７はＢ側接点２３に接圧を付与するためのものである。

図７に示すように、本発明ではＡ側接点用の接圧用スプリング１６を、可動コンタクト１５のＡ側接点２２と幅方向の同一側に配置し、Ｂ側接点用の接圧用スプリング１７を、可動コンタクト１５のＢ側接点２３と幅方向の同一側に配置している。より好ましくは、Ａ側接点２２の中心から可動コンタクト１５の支持軸１４に直角に引いた直線上に接圧用スプリング１６の力点を位置させ、Ｂ側接点２３の中心から可動コンタクト１５の支持軸１４に直角に引いた直線上に接圧用スプリング１７の力点を位置させる。

このように構成された電源切替開閉器は、従来と同様にソレノイドを駆動源とする回転機構により駆動回転軸１２を回転させ、各極のクロスバー１１を回転させて電源切替えを行うものである。クロスバー１１の回転に連れて可動コンタクト１５も回転し、たとえばＡ側接点２２が図４のようにＡ側の固定コンタクト１８に接触すると、商用電源が負荷に給電されることとなる。また駆動回転軸１２を逆方向に回転させれば、Ｂ側接点２３がＢ側の固定コンタクト１９に接触し、非常用電源などから負荷への給電が行なわれる。

何れの方向に回転する場合にも、クロスバー１１はＡ側接点２２やＢ側接点２３が固定コンタクト１８、１９に接触した状態から更に一定角度回転するようになっている。この間は可動コンタクト１５の先端部はそれ以上動けず、可動コンタクト１５の支持軸１４の位置だけが図８に示すように移動する。このため、図８の場合には接圧用スプリング１６が圧縮され、Ａ側接点２２に接圧を加える。

この接圧は可動コンタクト１５の回転モーメントとして作用するのであるが、前述したように接圧用スプリング１６はＡ側接点２２と可動コンタクト１５の幅方向の同一側に位置する。それとともに、B側接点の接圧用スプリング１７は伸びて荷重が減少するが接圧用スプリングが脱落しないよう突起２４を設けることで荷重を限りなく少なくし、可動コンタクト１５に板幅方向の捩れが発生することはない。またクロスバー１１がＢ側接点２３側に回転した場合にも同様であり、Ａ側接点２２に与えられた接圧と同一の接圧が加えられ、上記と同様に可動コンタクト１５に板幅方向の捩れが発生することはない。

以上に説明したように、本発明の電源切替開閉器は、可動コンタクト１５として銅板を使用した場合にも、溶接熱による銅板の鈍りの問題を解決するとともに、Ａ側接点２２とＢ側接点２３の接圧を均等にすることができる利点がある。

１ クロスバー
２ 可動コンタクト
３ 接圧用スプリング
４ 固定コンタクト（Ａ側）
５ 固定コンタクト（Ｂ側）
６ 接点
７ 負荷端子
１０ 筐体
１１ クロスバー
１２ 駆動回転軸
１３ 駆動機構部
１４ 支持軸
１５ 可動コンタクト
１６ 接圧用スプリング（Ａ側）
１７ 接圧用スプリング（Ｂ側）
１８ 固定コンタクト（Ａ側）
１９ 固定コンタクト（Ｂ側）
２０ 負荷端子
２１ 撚り線
２２ Ａ側接点
２３ Ｂ側接点
２４ 突起

Claims (3)

1. 可動コンタクトとその接圧用スプリングとを備えたクロスバーを回転させ、可動コンタクトの両側に配置されたＡ、Ｂ２つの固定コンタクトの一方に接触させて電源を切り替える電源切替開閉器であって、
   可動コンタクトの先端部の両面に、Ａ側接点とＢ側接点とを可動コンタクトの幅方向に並列させてかしめ固定するとともに、
   Ａ側接点用の接圧用スプリングを、可動コンタクトのＡ側接点と幅方向の同一側に配置し、Ｂ側接点用の接圧用スプリングを、可動コンタクトのＢ側接点と幅方向の同一側に配置したことを特徴とする電源切替開閉器。
2. 可動コンタクトはその長手方向の中央部を支持軸によってクロスバーに軸支され、この支持軸よりも基部側の両面に接圧用スプリングを配置したことを特徴とする請求項１記載の電源切替開閉器。
3. 可動コンタクトは銅板からなり、その両面にＡ側接点とＢ側接点とをかしめ固定したことを特徴とする請求項１記載の電源切替開閉器。

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