JP6597822B2 - 電気機器の接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、電磁接触器などの電線を弾性保持する電気機器の接続構造に関する。

近年、電磁接触器などの電機機器では、電線を弾性保持する弾性部材を備えたスプリング端子が採用されてきている（例えば、特許文献１）。
特許文献１のスプリング端子は、電機機器のケースに設けた電線挿入口と、ケース内に配置され、電線挿入口からケース内に挿通された電線が電気的に接続される固定部側電線保持部と、ケース内に配置され、ケース内に挿通された電線を弾性力で端子部側に押し付ける弾性部材と、を備えている。
弾性部材は、金属板を曲げて形成した部材であり、平板状の固定部と、固定部の端部から円弧状に折り曲げた曲げ部を介して形成された平板状の弾性部材側電線保持部とで構成されている。

この弾性部材は、ケース内に固定部を固定し、弾性部材側電線保持部が、ケース内の電線挿入口の開口部近くを横切り、その先端が固定部側電線保持部に向かうように配置される。
そして、電線挿入口から挿入された電線が端子部と弾性部材側電線保持部との間に入りこむと、曲げ部の弾性変形による弾性力によって、弾性部材側電線保持部が電線を固定部側電線保持部端子部側に押し付けて電線を弾性保持する。

特許第５５３９８０９号公報

ところで、特許文献１のスプリング端子は、弾性部材側電線保持部の長さを調整して電線に対する所定の弾性保持力を得ているが、大きな弾性保持力を得るために弾性部材側電線保持部の長さを長くすると弾性部材の外形寸法が大きくなってしまい、電気機器の小型化の面で問題がある。
また、スプリング端子で弾性保持されている電線に引き抜き方向の外力が作用した場合に、弾性部材がケース内で変形、或いは移動してしまうと、電線の導電不良が発生してしまうおそれがある。そこで、ケース内に弾性部材の変形、移動を規制する弾性部材固定構造を設ける必要があるが、複雑で大型の弾性部材固定構造をケース内に設けると電気機器の小型化の面で問題がある。

そこで、本発明は、電気機器の小型化を図りながら電線の弾性保持を確実に行うことができる電気機器の接続構造を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電気機器の接続構造は、内部に電線挿入空間を設け、外部から電線挿入空間に電線を挿入する電線挿入口を設けたケースと、電線挿入空間の電線が挿入される方向に沿って配置された接点部に電線が電気的に接続される固定接触子と、電線挿入空間に配置され、電線挿入口から挿入された電線を弾性力で接点部に押し付ける弾性部材と、を備え、弾性部材は、接点部に対向する位置で固定接触子に固定される固定部と、固定部から接点部と逆方向に鈍角で曲げられた第１曲げ部と、第１曲げ部から連続する第１傾斜部と、第１傾斜部から接点部側に円弧形状に曲げられた第２曲げ部と、第２曲げ部から連続し、第１傾斜部と略平行に延在する第２傾斜部と、第２傾斜部から第１傾斜部側に曲げられた第３曲げ部と、第３曲げ部から連続し、第２傾斜部より第１傾斜部側であって、接点部に向かって延在する第３傾斜部と、を備えている。

本発明に係る電気機器の接続構造によれば、電気機器の小型化を図りながら電線の弾性保持を確実に行うことができる。

本発明に係る第１実施形態の電磁接触器を示す斜視図である。 第１実施形態の電磁接触器を示す平面図である。 第１実施形態の電磁接触器のケース蓋体を外した平面図である。 図２のII−II線矢視図である。 第１実施形態の電線挿入空間に配置されているスプリング端子を示す図である。 第１実施形態のスプリング端子を構成する弾性部材を示す図である。

次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第１実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

［第１実施形態の電磁接触器］
図1から図６は、一方側の電源と他方側の負荷との間の電流路の開閉を行う本発明に係る第１実施形態の電磁接触器１を示すものである。
なお、図１〜図５において符号Ｘを第１方向とし、符号Ｙを第１方向Ｘに直交する第２方向とし、符号Ｚを、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙを含む仮想平面に直交する第３方向としている。
電磁接触器１は、ケース２（図１参照）と、このケース２に収納されている接点機構３（図３参照）と、ケース２に収納されて接点機構３を駆動する電磁石ユニット４（図４参照）とを備えている。

ケース２は、図１及び図４に示すように、第３方向Ｚの一方に開口部が形成されている有底直方体形状のケース本体５と、開口部を覆いながらケース本体５に着脱自在に装着されているケース蓋体６とを備えている。
ケース本体５には、図４に示すように、中央部に接点機構３を収容する接点機構収容部７と、電磁石ユニット収容部８が形成されており、接点機構収容部７には接点機構３が収容され、電磁石ユニット収容部８には電磁石ユニット４が収容されている。

図３に示すように、ケース本体５の接点機構収容部７を挟んで第１方向Ｘの両側に、複数対の電線挿入空間１０ａ〜１０ｅが形成されているとともに、隣接する電線挿入空間１０ａ〜１０ｅの間には隔壁１１が設けられている。
また、図４に示すように、ケース蓋体６の正面板６ａには、一対の電線挿入空間１０ａに向けて連通する一対の電線挿入口１２ａが設けられている。
一対の電線挿入口１２ａには、図２に示すように、電線挿入空間１０ａに対して２個の電線挿入口１２ａ１，１２ａ２が設けられている。

また、ケース蓋体６の正面板６ａには、一対の電線挿入口１２ａに対して第２方向Ｙに並んで複数対の電線挿入口１２ｂ〜１２ｅが形成されており、これら複数対の電線挿入口１２ｂ〜１２ｅは、ケース蓋体６の外部と一対の電線挿入空間１０ｂ〜１０ｅとを連通している。これら複数対の電線挿入口１２ｂ〜１２ｅも、電線挿入空間１０ｂ〜１０ｅに対してそれぞれ２個の電線挿入口が設けられている。
第１実施形態の電磁接触器では、これら複数対の電線挿入口１２ａ〜１２ｅは、６対の電線挿入口１２ａ〜１２ｃが主回路端子用として使用され、一対の電線挿入口１２ｄが補助端子用として使用され、一対の電線挿入口１２ｅが電磁石ユニット４のコイル端子用として使用される。

また、図１、図２及び図４に示すように、ケース蓋体６の正面板６ａには、複数対の電線挿入口１２ｂ〜１２ｅの近くに、クランプ解除工具を挿通する挿通孔１３が電線挿入空間１０ａ〜１０ｅに連通して形成されている。この挿通孔１３は、複数対の電線挿入口１２ａ〜１２ｅの２個の電線挿入口に対応して形成されている。
一方、接点機構３は、図３に示すように、第１方向Ｘに離れてケース本体５に固定された複数対の固定接触子１５と、各対の固定接触子１５に接離可能な複数の可動接触子１６とを備えている。

複数の可動接触子１６は、第２方向Ｙに細長く延びる可動接触子支持部材１７に第１方向Ｘに沿って所定間隔で固定されている。可動接触子支持部材１７は、電磁石ユニット４のコイルが励磁されると、図示しない駆動レバーを介して図３の下方向に移動し、可動接触子支持部材１７に固定された複数の可動接触子１６の各々が各対の固定接触子１５に接触する。これにより、第１方向Ｘの一方の固定接触子１５と、第１方向Ｘの他方の固定接触子１５とが可動接触子１６を介して導通し、電流路を閉じることになる。
一方、電磁石ユニット４のコイルが非励磁状態になると、可動接触子支持部材１７は、図示しない復帰スプリングの作用により、図３の上方向に移動し、可動接触子支持部材１７に固定された複数の可動接触子１６の各々が各対の固定接触子１５から離れる。これにより、第１方向Ｘの一方の固定接触子１５と、第１方向Ｘの他方の固定接触子１５とが遮断される。

図４に示すように、ケース本体５に設けた一対の電線挿入空間１０ａには、後述する電線Ｗを固定接触子１５に接続するスプリング端子２０が配置されている。
他の複数対の電線挿入空間１０ｂ〜１０ｅにも、図４の一対の電線挿入空間１０ａに配置した電線Ｗを固定接触子１５に接続するスプリング端子２０と同一構成のスプリング端子２０が配置されている。
電線Ｗは、図５に示すように、多数の金属線材からなる芯線Ｗ１と、芯線Ｗ１の外周を被覆する絶縁被覆Ｗ２とを備えている。電線Ｗを固定接触子１５に接続する際には、絶縁被覆Ｗ２の先端部分が除去され、芯線Ｗ１が所定部分だけ露出する。

固定接触子１５の構造について、図３及び図５を参照して説明する。
固定接触子１５は、可動接触子１６が接触する平板状の固定接点部１５ａと、第３方向Ｚに延在する方向に折り曲げられた平板状の基板部１５ｂと、基板部１５ｂから第１方向Ｘに延在する方向に折り曲げられた平板状の座板部１５ｃと、座板部１５ｃから基板１５ｂと平行に第３方向Ｚに延在する方向に折り曲げられた平板状の弾性部材側接点部１５ｄとを備えている。この固定接触子１５は、金属板を打抜き及び曲げ加工することによって形成される。

電線挿入空間１０ａに設けられる固定接触子１５は、図３に示すように、固定接点部１５ａが接点機構収容部７内に位置し、基板部１５ｂ、座板部１５ｃ及び弾性部材側接点部１５ｄが電線挿入空間１０ａを形成しているケース本体５の内壁に沿った状態でケース本体５に固定される。
他の複数対の電線挿入空間１０ｂ〜１０ｅに設けられる固定接触子１５も、固定接点部１５ａが接点機構収容部７内に位置し、基板部１５ｂ、座板部１５ｃ及び弾性部材側接点部１５ｄが電線挿入空間１０ｂ〜１０ｅ内に位置するように、ケース本体５に固定される。

図５に示すように、固定接触子１５の基板部１５ｂの内壁には、抜け止め部である係合爪３２が突出して形成されている。
固定接触子１５の基板部１５ｂに寄った位置の座板部１５ｃには移動規制部である嵌入孔３３が形成されている。
ここで、前述したスプリング端子２０は、図５に示すように、弾性部材２１と、固定接触子１５の弾性部材側接点部１５ｄとで構成されている。

弾性部材２１は、図６（ａ）に示すように、長尺な金属平板を材料とした部材であり、平板状の固定部２２と、固定部２２の長手方向端部との間に鈍角形状の第１曲げ部２３を設けて連続する平板状の第１傾斜部２４と、第１傾斜部２４との間に円弧形状の第２曲げ部２５を設けて第１傾斜部２４と略同一方向に延在する平板状の第２傾斜部２６と、第２傾斜部２６の長手方向端部との間に鈍角形状の第３曲げ部２７，２８を設けて連続する平板状の第３傾斜部２９と、を備えている。ここで、第２傾斜部２６、第３曲げ部２７，２８及び第３傾斜部２９が弾性部材側電線保持部３０を構成している。

そして、この弾性部材２１は、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、第３傾斜部２９から湾曲部２５までの幅方向中央部に延在するスリット３１が形成されており、第２曲げ部２５が分割第２曲げ部２５ａ，２５ｂに２分割され、弾性部材側電線保持部３０も分割弾性部材側電線保持部３０ａ，３０ｂに２分割されている。ここで、分割弾性部材側電線保持部３０ａには、分割第３曲げ部２７ａ，２８ａが形成され、分割弾性部材側電線保持部３０ｂには、分割第３曲げ部２７ｂ，２８ｂが形成されている。
また、弾性部材２１の固定部２２の下端には移動規制部である嵌入凸部３４が形成されているとともに、固定部２２には抜け止め部である係合貫通孔３５が形成されている。

そして、図５に示すように、弾性部材２１の固定部２２が、一対の電線挿入空間１０ａの一方に配置された固定接触子１５の基板部１５ｂに沿って配置され、固定部２２の下端の嵌入凸部３４が基板部１５ｂの嵌入孔３３に嵌め込まれるとともに、固定部２２の係合貫通孔３５に基板部１５ｂの係合爪３２が入り込んだ状態で、固定接触子１５に弾性部材２１が連結される。
一対の電線挿入空間１０ａの他方に配置されている固定接触子１５にも、同様の構造で弾性部材２１が連結されるとともに、他の複数対の電線挿入空間１０ｂ〜１０ｅに配置された固定接触子１５にも、同様の構造で弾性部材２１が連結されている。

そして、ケース本体５にケース蓋体６を装着すると、ケース本体５の複数対の電線挿入空間１０ａに配置された弾性部材２１の分割弾性部材側電線保持部３０ａが、図２で示した電線挿入口１２ａを構成している２個の電線挿入口１２ａ１，１２ａ２の一方に対向する位置に配置される。また、弾性部材２１の分割弾性部材側電線保持部３０ｂが、２個の電線挿入口１２ａ１，１２ａ２の他方に対向する位置に配置される。また、他の複数対の電線挿入口１２ｂ〜１２ｅを構成しているそれぞれ２個の電線挿入口にも、分割弾性部材側電線保持部３０ａ，３０ｂが対向する位置に配置されている。

ここで、図４及び図５に示すように、ケース本体５にケース蓋体６を装着すると、一対の電線挿入空間１０ａに配置された弾性部材２１の分割第２曲げ部２５ａ，２５ｂの外側に、ケース蓋体６の内壁から突出した弾性部材倒れ防止壁３６が近接して配置されている。また、図示しないが、他の複数対の電線挿入空間１０ｂ〜１０ｅに配置された弾性部材２１の分割第２曲げ部２５ａ，２５ｂの外側にも、ケース蓋体６の内壁から突出した弾性部材倒れ防止壁３６が近接して配置されている。

そして、図５に示すように、弾性部材２１の分割弾性部材側電線保持部３０ａの先端と、固定接触子１５の弾性部材側接点部１５ｄとの間で電線挿入口１２ａの一方の電線挿入口１２ａ１から電線挿入空間１０ａ内に挿入された電線Ｗの芯線Ｗ１を弾性保持する。また、図示しないが、電線挿入口１２ａの他方の電線挿入口１２ａ２から電線挿入空間１０ａ内に挿入される電線Ｗと他の一対の電線挿入口１２ｂ〜１２ｅに挿入され電線Ｗも、弾性部材２１の分割弾性部材側電線保持部３０ａ，３０ｂの先端と、固定接触子１５の弾性部材側接点部１５ｄとの間で芯線Ｗ１が弾性保持される。
なお、本発明に記載されている接点部が、弾性部材側接点部１５に対応し、本発明に記載されている電線保持部が、分割弾性部材側電線保持部３０ａ，３０ｂに対応し、本発明に記載されている変形規制部が弾性部材倒れ防止壁３６に対応している。

次に、第１実施形態の電磁接触器１の作用効果について、図５、図６（ａ）を参照して説明する。なお、複数対の電線挿入空間１０ａ〜１０ｂにスプリング端子２０（弾性部材２１及び固定接触子１５の弾性部材側接点部１５ｄ）が配置されているので、以下では一対の電線挿入空間１０ａの一方に配置されているスプリング端子２０の作用効果を説明する。
第１実施形態の電磁接触器１は、スプリング端子２０として図６（ａ）で示した弾性部材２１を使用している。この弾性部材２１は、固定部２２に連続して第１曲げ部２３を設けており、図６（ａ）に示した二点鎖線で示す固定部２２から第１曲げ部２３を設けていない弾性部材Ｓと高さを比較すると、第１実施形態の弾性部材２１の高さＬ１に対して、第１曲げ部２３を設けていない弾性部材Ｓの高さＬ２が高くなってしまう。

また、弾性部材Ｓは、電線Ｗの芯線Ｗ１に対して大きな弾性保持力を得るために弾性部材側電線保持部の長さを長く設計すると弾性部材の外形寸法が大きくなってしまう。しかし、第１実施形態の弾性部材２１は、第１曲げ部２３を設けているので、所望の長さの分割弾性部材側電線保持部３０ａ，３０ｂを設けて大きな弾性保持力を得ることができる。
このように、第１実施形態の弾性部材２１は、第１曲げ部２３を設けたことで高さが低い部材となり、ケース２全体の電線挿入空間１０ａ〜１０ｅを小さな空間に設計することができるので、電磁接触器１の小型化を図ることができる。
また、第１実施形態の弾性部材２１は、電磁接触器１の小型化を図りながら、所望の長さの分割弾性部材側電線保持部３０ａ，３０ｂを設けることができるので、電線Ｗの芯線Ｗ１を確実に保持することができる。

また、弾性部材２１は、図５に示すように、電線挿入口１２ａ１から電線挿入空間１０ａに電線Ｗの芯線Ｗ１が挿入されると、分割第２曲げ部２５ａの弾性変形とともに、分割弾性部材側電線保持部３０ａの分割第３曲げ部２７ａ，２８ａも弾性変形することで、固定接触子１５の弾性部材側接点部１５ｄとの間で芯線Ｗ１が弾性保持される。このように、第１実施形態の弾性部材２１は、分割第２曲げ部２５ａのみに応力が集中せず、分割弾性部材側電線保持部３０ａの分割第３曲げ部２７ａ，２８ａにも応力が分散して作用するので、弾性部材２１の応力集中による劣化を防止することができる。

また、第１実施形態の弾性部材２１の分割第２曲げ部２５ａ，２５ｂの外側には、ケース蓋体６の内壁から突出した弾性部材倒れ防止壁３６が近接して配置されており、電線Ｗの芯線Ｗ１を弾性保持する際に、分割第２曲げ部２５ａ，２５ｂが弾性部材側接点部１５ｄから離間する方向（図５のＲ１方向）に変形しようとしても弾性部材倒れ防止壁３６に接触して変形しないので、芯線Ｗ１を弾性保持する力が弱まるのを防止することができる。
また、弾性部材２１に対して図５のＲ２方向の外力が加わっても、弾性部材２１の固定部２２の下端の嵌入凸部３４が基板部１５ｂの嵌入孔３３に嵌め込まれているので、嵌入孔３３に嵌め込まれた嵌入凸部３４が弾性部材２１の倒れを防止することができる。

さらに、スプリング端子２０に弾性保持されている電線Ｗに対して引き抜き動作を行うと、弾性部材２１には図５のＦ１の外力が作用する。このときに、弾性部材の固定部２２の係合貫通孔３５に、固定接触子１５の基板部１５ｂの係合爪３２が入り込んでおり、弾性部材２１が図５の上方向に移動しようとすると、係合爪が係合貫通孔３５の周縁に係合して弾性部材２１の移動を阻止する。したがって、電線Ｗの引き抜き動作により弾性部材２１に引き抜き方向の外力が作用しても、弾性部材２１の電線挿入空間１０ａからの脱却を確実に防止することができる。

なお、第１実施形態は、電磁接触器１についての接続構造について説明したが、配線用遮断器、電磁開閉器、サーキットプロテクタなどの各種電機機器の接続構造に採用しても同様の効果を奏することができる。

１ 電磁接触器
２ ケース
３ 接点機構
４ 電磁石ユニット
５ ケース本体
６ ケース蓋体
７ 接点機構収容部
８ 電磁石ユニット収容部
１０ａ〜１０ｅ 電線挿入空間
１１ 隔壁
１２ａ〜１２ｅ 電線挿入口
１２ａ１，１２ａ２ 電線挿入口
１３ 挿通孔
１５ 固定接触子
１５ａ 固定接点部
１５ｂ 基板部
１５ｃ 座板部
１５ｄ 弾性部材側接点部
１７ 可動接触子支持部材
２０ スプリング端子
２１ 弾性部材
２２ 固定部
２３ 第１曲げ部
２４ 第１傾斜部
２５ａ，２５ｂ 分割第２曲げ部
２６ 第２傾斜部
２７ａ，２８ａ 分割第３曲げ部
２７ｂ，２８ｂ 分割第３曲げ部
２９ 第３傾斜部
３０ａ，３０ｂ 分割弾性部材側電線保持部
３１ スリット
３２ 係合爪
３３ 嵌入孔
３４ 嵌入凸部
３５ 係合貫通孔
３６ 弾性部材倒れ防止壁
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向
Ｗ 電線
Ｗ１ 芯線
Ｗ２ 絶縁被覆

Claims (6)

1. 内部に電線挿入空間を設け、外部から前記電線挿入空間に電線を挿入する電線挿入口を設けたケースと、
   前記電線挿入空間の前記電線が挿入される方向に沿って配置された接点部に前記電線が電気的に接続される固定接触子と、
   前記電線挿入空間に配置され、前記電線挿入口から挿入された前記電線を弾性力で前記接点部に押し付ける弾性部材と、を備え、
   前記弾性部材は、
   前記接点部に対向する位置で前記固定接触子に固定される固定部と、
   前記固定部から前記接点部と逆方向に鈍角で曲げられた第１曲げ部と、
   前記第１曲げ部から連続する第１傾斜部と、
   前記第１傾斜部から前記接点部側に円弧形状に曲げられた第２曲げ部と、
   前記第２曲げ部から連続し、前記第１傾斜部と略平行に延在する第２傾斜部と、
   前記第２傾斜部から前記第１傾斜部側に曲げられた第３曲げ部と、
   前記第３曲げ部から連続し、前記第２傾斜部より前記第１傾斜部側であって、前記接点部に向かって延在する第３傾斜部と、
   を備えたことを特徴とする電気機器の接続構造。
2. 前記電線挿入空間に、前記弾性部材の前記第２曲げ部が前記接点部から離間する方向に変形するのを規制する変形規制部が配置されていることを特徴とする請求項１記載の電気機器の接続構造。
3. 前記弾性部材の前記固定部に、当該固定部の端部が前記接点部側に移動するのを規制する移動規制部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気機器の接続構造。
4. 前記移動規制部は、
   前記弾性部材の前記固定部の端部に形成した嵌入凸部と、
   前記固定接触子に形成した前記嵌入凸部が嵌まり込む嵌入孔と、を備えていることを特徴とする請求項３記載の電気機器の接続構造。
5. 前記弾性部材の前記固定部に、前記弾性部材が前記電線の引き抜き方向に抜けるのを防止する抜け止め部を形成したことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の電気機器の接続構造。
6. 前記抜け止め部は、
   前記弾性部材の前記固定部に形成した係合貫通孔と、
   前記固定接触子に形成した前記係合貫通孔に係合する係合爪と、を備え、
   前記固定部が前記固定接触子から離間しようとする外力が前記弾性部材に作用したときに、前記係合爪が前記係合貫通孔の周縁に係合して前記弾性部材の移動を阻止するようにしたことを特徴とする請求項５記載の電気機器の接続構造。

Images