JP6656120B2 - 開閉器の差し込み接続装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器を含めた開閉器の差し込み接続装置に関し、特に、開閉器の差し込み接続装置の接触圧力向上とともに生産性向上を図るようにした構造に関するものである。

従来、配線電路の電源回路と負荷回路の間に配設され、この配置点から負荷機器に至る負荷回路や配電盤内の導体などを保護する回路遮断器の接続配置手段には、特に配電盤内の導体の施設状況に応じて、「表面形」あるいは「裏面形」などが選択使用されているのは周知の通りである。

しかし、これら「表面形」あるいは「裏面形」は、負荷回路の電線あるいは配電盤内の導体を、回路遮断器に直接接続しているため、例えば、回路遮断器の交換を必要とするような事情が発生した場合、多大な手間と労力が掛かることが容易に予想される。

そこで、配電盤内の接続設置用の端子台と回路遮断器とに差し込み接続手段を設けて、回路遮断器をはめ込みするだけで、回路遮断器を介して電源回路と負荷回路との電気的接続が得られる「差し込み形回路遮断器」が広く知られている。

即ち、一例として、予め端子台を配電盤のパネルなどに配設するとともに、この端子台に具備された差し込み端子金具に電源側および負荷側となる導体を接続しておく。一方、回路遮断器には、差し込み端子金具と相対するようにクリップ端子金具を回路遮断器の電源側および負荷側端子に固着させておく。そして、回路遮断器の設置にあたっては、差し込み端子金具に回路遮断器のクリップ端子金具を嵌挿させることで、このクリップ端子金具による圧接力が電気的接続となり、回路遮断器が配電線路の電源回路と負荷回路の間に接続設置される。

このようにして、回路遮断器の開閉により負荷回路の開閉がなされるが、一般にこの種の回路遮断器は差し込み形回路遮断器、あるいは、差し込み回路遮断器と呼ばれている。この差し込み形回路遮断器、あるいは、差し込み回路遮断器と呼ばれるものは、差し込み端子金具に対するクリップ端子金具の圧接力が弱い場合には接触不良になるおそれがある。

この問題を解決するために、特殊な部品を付加して、挿入した状態で、正常な電気的接触が保たれているかどうかの識別ができるようにしたもの（特許文献1参照）や、圧接力
を確保しつつ差し込み時の挿入力の軽減を図った接続装置（特許文献２参照）、接触圧力を増大し、組立性改善を目指したもの（特許文献３参照）が考えられている。

一般に、回路遮断器は、その回路遮断器が通電し得る最大値をＡＦ（アンペアフレーム）とし、このＡＦのなかで、各定格電流が決められていることは周知の通りである。（例えば、６３ＡＦの場合、定格電流は３Ａ〜６３Ａ）。

上述した差し込み回路遮断器を採用するメリットの一つとして、このＡＦ（アンペアフレーム）に関係がある。即ち、ＡＦが決定しても、その定格電流や、定格遮断容量が不定のままでも、とりあえず差し込み端子台だけを配設すれば、配線施工が行えることが挙げられる。また、負荷容量増大などに伴う定格電流の変更があっても、そのＡＦの範囲内であれば、交換作業も至って容易である。

しかしながら、最大のメリットは、その交換の容易さに着目し、万が一、回路遮断器が不具合、あるいは短絡遮断を遂げたのちの予備品との交換、そして、給電の迅速なる再開が可能という点である。従って、差し込み回路遮断器は、重要回路の主幹用、あるいは船舶用にと、その需要は比較的多い。

特開２００４−３６３０６６号公報 特開２００９−１２３６０４号公報 特開２０１３−８６１３号公報

上述した従来における開閉器の差し込み接続装置は、使い勝手が良い半面、その電気的接触を、螺着や固着ではなく、圧接に頼ることから、上述した特許文献２でも開示されているように、その圧接力の確保、ひいては接触不良を起こさせないことが求められている。これは、特に、接触点における電流集中による電磁反発力で接触部の「浮き上がり発弧」することを回避するにほかならない。すなわち、接触部の圧力を高めることが、差し込み接続装置の通電能力向上に繋がるわけであるが、遮断器外形の小形化および高遮断容量化への要求が高まっている中で、クリップ端子金具単品で接触部の圧力を増大させることが困難であるという問題点があった。

また、クリップ端子金具は防食性や電気伝導性を高めることを目的としてめっき処理を施すのが一般的だが、一度に小さな部品へ大量のめっきを行うのに適している「回転式めっき」が多く用いられる。この「回転式めっき」とは、被めっき物をたるに入れて回転させながらめっきを施すもので、このめっき工程時において、クリップ端子金具への挿入性が考慮されたクリップの形状は、先端部を広げた形状となっているものが多く、めっき時の回転力により部品同士が絡まりやすい。そのため、絡まった部品同士を外すムダ作業の発生や、外す際に部品同士が擦れることによるめっき剥がれによる品質低下、さらにめっきが剥がれたクリップの再めっき作業など生産性が悪いという問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、クリップ端子金具の接触圧力を増大すると共に、クリップ端子金具の生産性向上を図ることができる開閉器の差し込み接続装置を提供するものである。

この発明に係わる開閉器の差し込み接続装置は、板状導電材により形成され、開口部および内部空間を有するクリップ端子金具と、導電材で形成され、クリップ端子金具の開口部に差し込んで電気的に接続される差し込み端子金具と、クリップ端子金具に装着され、クリップ端子金具と差し込み端子金具との接触圧力を増大する補助ばねとを備え、クリップ端子金具の両側面部に内部空間を覆う曲げ部をクリップ端子金具と一体的に設け、クリップ端子金具の曲げ部は、クリップ端子金具の両側面部から延びて内部空間を覆うよう、曲げ部の先端が互いに向かい合うように構成され、曲げ部の互いに向かい合う隙間幅Ｈは開口部の厚み幅Ｆより小さくして、クリップ端子金具と差し込み端子金具のいずれか一方の端子金具を開閉器に装着し、他方の端子金具を外部導体に接続し得るようにしたものである。

この発明に係わる開閉器の差し込み接続装置によれば、クリップ端子金具部に装着した補助ばねにより、クリップ端子金具への接触圧力を増大するとともに、クリップ端子金具をめっき時の絡まりを抑制する形状とすることで、生産性向上を図ることができる開閉器の差し込み接続装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係わる開閉器の差し込み接続装置を開閉器に適用した状態を示す側面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の差し込み接続装置の接続部を示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の差し込み接続装置におけるクリップ端子金具を示す側面図および平面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の差し込み接続装置におけるクリップ端子金具の形状を説明する側面図および平面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の差し込み接続装置において開閉器とクリップ端子金具の係合部について説明する図である。 この発明の実施の形態２に係わる開閉器の差し込み接続装置におけるクリップ端子金具を示す平面図である。 この発明の実施の形態２に係わる開閉器の差し込み接続装置におけるクリップ端子金具を示す側面図である。 この発明の実施の形態２に係わる開閉器の差し込み接続装置におけるクリップ端子金具を示す斜視図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る開閉器の差し込み接続装置を図１から図５に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材および部位については同一符号を付して説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の差し込み接続装置を開閉器に適用した状態を示す側面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の差し込み接続装置の接続部を示す平面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の差し込み接続装置におけるクリップ端子金具を示す側面図（ａ）と平面図（ｂ）である。図４はこの発明の実施の形態１に関わる開閉器の差し込み接続装置におけるクリップ端子金具の形状を説明する側面図（ａ）と平面図（ｂ）である。図５はこの発明の実施の形態１に関わる開閉器の差し込み接続装置の取付けにおける開閉器とクリップ端子の係合部を説明する図である。

図１および図２に示すように、開閉器１３の差し込み接続装置１１は、少なくともクリップ端子金具１９と差し込み端子金具１とを有し、差し込み接続装置１１の構成の都合によっては端子台３を用いて構成される。従って、この発明の実施の形態１では端子台３を用いた構成のもので説明する。

このような構成において、差し込み端子金具１は導電材で形成された棒状のもので、差し込み端子金具１の一端はボルト部１ｂが形成され、差し込み端子金具１の他端は図２に示すようにクリップ端子金具１９と電気的に接触する平行面接触部１ａが形成され、その中間部には鍔部１ｃが設けられている。
端子台３は合成樹脂などの絶縁材料で形成され、あらかじめ差し込み端子金具１を装着しておく。差し込み端子金具１の端子台３への装着は、端子台３に設けた穴に差し込み端子金具１のボルト部１ｂを挿通し、このボルト部１ｂにナット２ａを螺着して、端子台３を差し込み端子金具１の鍔部１ｃとナット２ａとで挟むようにして差し込み端子金具１を装着する。

差し込み端子金具１が装着された端子台３は、配電盤内のアングル１５に取り付けねじ１６を用いて固着される。このとき、差し込み端子金具１は、差し込み端子金具１の一端
に形成されたボルト部１ｂにナット２ｂを螺着することにより、配電盤内に配設された電源側および負荷側となる外部導体１２を差し込み端子金具１に装着する。

クリップ端子金具１９は、板状導電材により形成された略Ｕ字形状のもので、図２から図４に示すように、差し込み端子金具１の平行面接触部１ａがさし込まれて電気的に接触する開口部１９ａと、この開口部１９ａから側面部１９ｃに沿って上面部１９ｆに至る部分に内部空間１９ｉが形成されている。
上面部１９ｆにはバーリング加工によるねじ孔部１９ｂが設けられ、クリップ端子金具１９の開閉器１３への装着は、装着ねじ２１を開閉器１３の内部導体２０の穴に通した後に、クリップ端子金具１９のねじ孔部１９ｂに螺着して、開閉器１３の内部導体２０に固着することで行われる。

クリップ端子金具１９の上面部１９ｆには、図５（ｂ）に詳しく示すように回り止め部１９ｄが２カ所設けられ、この回り止め部１９ｄが開閉器１３に設けられた図５（ａ）に示すような溝部１３ａに係合するようになっている。図５（ｃ）はクリップ端子金具１９の回り止め部１９ｄと開閉器１３の溝部１３ａが係合した状態を示し、これによりクリップ端子金具１９が開閉器１３に対して自由に回転しないようになっている。これにより、クリップ端子金具１９が装着された開閉器１３に対するクリップ端子金具１９の開口部１９ａの向きを保ち、差し込み端子金具１への安定した挿入が行える。

クリップ端子金具１９の両方の側面部１９ｃには、クリップ端子金具１９の内部空間１９ｉを覆うようにして、曲げ部１９ｅの先端が互いに向かい合うように一体的に設けられており、曲げ部１９ｅの上下には曲げ時の膨らみを考慮してスリット形状部１９ｇが設けられている。これにより曲げ部１９ｅの幅が開口部１９ａの幅Ｃと同じになり、後述する補助ばね２３が並行して装着可能になっている。
このクリップ端子金具１９の曲げ部１９ｅは、クリップ端子金具１９にめっき処理を施す場合、多数のクリップ端子金具１９をたるに入れて回転させながらめっきを施す「回転式めっき」を用いた時に、めっき時の回転力により端子金具同士が絡まるのを防ぐためのものである。

クリップ端子金具１９の側面部１９ｃの両側には、開口部１９ａの隙間を狭くするように作用する補助ばね２３が設けられている。この補助ばね２３は略Ｕ字形状であり、クリップ端子金具１９の相対向する開口部１９ａを外側から押し付けて、開口部１９ａの変位に対し接触圧力を生じさせる平行面接触部２３ａと、この平行面接触部２３の両端から連続して伸びてクリップ端子金具１９に連結する２つのＵ字形状部２３ｂとで構成されている。

クリップ端子金具１９が装着された開閉器１３の端子台３への取り付けは、クリップ端子金具１９の開口部１９ａを差し込み端子金具１の平行面接触部１ａにさし込んだ後、取り付け孔１７から取り付けねじ１８を挿入して端子台３に固定するようになされている。
なお、図示しているのは、いわゆる単相分であるが、３相の場合は同形状の差し込み端子金具１が図の紙面上、奥行方向に所定の極間寸法を保ち３組並置され、端子台３に固定されている。

続いて、クリップ端子金具１９の詳細について説明する。クリップ端子金具１９は略Ｕ字形状で、差し込み端子金具１の平行面接触部１ａの挿入により開口部１９ａが変位し接触圧力を生じさせるものである。そして、補助ばね２３が相対向するＵ字形状ばねとして、補助ばね２３の平行面接触部２３ａが開口部１９ａの変位に対し更に接触圧力を生じさせるものである。

ここで、クリップ端子金具１９の形状の詳細について図４に基づいて説明する。クリップ端子金具１９の互いに向かい合う２つの開口部１９ａが与える開口幅Ａよりも、クリップ端子金具１９の片側の開口部１９ａの曲げ部を含んだ厚み幅Ｆは大きくなっており、この厚み幅Ｆはクリップ端子金具１９の互いに向かい合う２つの曲げ部１９ｅが与える隙間幅Ｈより大きく、さらにクリップ端子金具１９の曲げ部１９ｅと上面部１９ｆとの間の幅Ｂより大きくなっている。上記の寸法関係は次のようになっている。
Ｆ＞Ａ、Ｆ＞Ｈ、Ｆ＞Ｂ

さらに、クリップ端子金具１９の両側面部１９ｃの長さＥ、クリップ端子金具１９の上面部１９ｆの幅Ｄは、クリップ端子金具１９の開口部１９ａの長さＣよりも小さい。
Ｃ＞Ｅ、Ｃ＞Ｄ
また、クリップ端子金具１９の開口部１９ａの外幅Ｇおよびクリップ端子金具１９の開口部１９ａの長さＣは、クリップ端子金具１９の曲げ部１９ｅと上面部１９ｆとの間の幅Ｂより大きくなっている。
Ｇ＞Ｂ、Ｃ＞Ｂ
なお、クリップ端子金具１９の曲げ部１９ｅを形成時の曲げ時の膨らみを考慮して形成するスリット形状部１９ｇの幅はクリップ端子金具１９の材料板厚よりも小さくする。

次に、開閉器１３の内部導体２０にクリップ端子金具１９が取付けされる過程を説明する。
装着ねじ２１は内部導体２０の取り付け孔２０ａを通り、クリップ端子金具１９のバーリング加工のねじ孔部１９ｂへねじ止めする。ここで、ねじ止め可能な条件として、クリップ端子金具１９のバーリング部の孔位置が装着方向軸上の同軸位置にあることと、クリップ端子金具１９の開口部１９ａがクリップ端子金具１９に対して平行であることが挙げられ、クリップ端子金具１９の回り止め１９ｄと開閉器１３の溝部１３ａが係合することで実現する。

この実施の形態１では、クリップ端子金具１９にその内部空間１９ｉを覆う曲げ部１９ｅを設けることで、更にはクリップ端子金具１９における各部寸法関係を規定することで、回転めっき時の端子金具の絡み抑制を実現し、かつ、クリップ端子金具１９の両側面部１９ｃに相対して配置した補助ばね２３のＵ字形状部２３ｂに連結した平行面接触部２３ａをクリップ端子金具１９の開口部１９ａの位置に配置し、接触圧力を生じさせる。また、クリップ端子金具１９の回り止め部１９ｄにより、クリップ端子金具１９が装着された開閉器１３に対するクリップ端子金具１９の開口部１９ａの向きを保ち、差し込み端子金具１への安定したクリップ端子金具１９の挿入効果も有している。

以上のように、この実施の形態１によれば、クリップ端子金具１９に装着された補助ばね２３により、クリップ端子金具１９と差し込み端子金具１との接触圧力を増大するとともに、クリップ端子金具１９の曲げ部１９ｅを用いて内部空間１９ｉを覆い、さらにはクリップ端子金具１９の各部寸法関係を規定することで、クリップ端子金具１９のめっき時のクリップ端子金具１９同士の絡みを抑制し、クリップ端子金具１９の生産性向上を図ることができる開閉器の差し込み接続装置を得ることができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る開閉器の差し込み接続装置を図６から図８に基づいて説明するが、実施の形態１と同一または相当部材、部位については同一符号を付して説明を省略する。
図６はこの発明の実施の形態２に係わる開閉器の差し込み接続装置におけるクリップ端子金具を示す平面図、図７はこの発明の実施の形態２に係わる開閉器の差し込み接続装置におけるクリップ端子金具を示す側面図、図８はこの発明の実施の形態２に係わる開閉器
の差し込み接続装置におけるクリップ端子金具を示す斜視図である。

上述した実施の形態１では、補助ばね２３をＵ字形状とし、クリップ端子金具１９に曲げ部１９ｅを形成時の膨らみを考慮して曲げ部１９ｅの上下にスリット形状部１９ｇを設けた場合について述べたが、実施の形態２の発明は、補助ばね２３の形状を変更すると共に、クリップ端子金具１９の曲げ部１９ｅをクリップ端子金具１９の開口部１９ａの幅よりも外側に形成することでスリット形状部１９ｇを無くしたものである。

図６から図８において、クリップ端子金具１９の曲げ部１９ｅは、クリップ端子金具１９の開口部１９ａの幅Ｃよりも外側に側面部１９ｃと一体的に形成されている。またクリップ端子金具１９の側面部１９ｃは溝部１９ｈにより分割されている。
一方、補助ばね２４は変形したＳ字形状となっており、クリップ端子金具１９の開口部１９ａの変位に対し接触圧力を生じさせる平行面接触部２４ａと、その一端に繋がるＬ字形状部２４ｂと、両側の相対向するＬ字形状部２４ｂをクリップ端子金具１９の溝部１９ｈを通じて連結する連結部２４ｃで構成されている。

このようにクリップ端子金具１９の曲げ部１９ｅをクリップ端子金具１９の開口部１９ａの幅Ｃよりも外側に形成すれば、クリップ端子金具１９の曲げ部１９ｅの曲げ時の膨らみを考慮したスリット形状部１９ｇが不要となる。さらに、クリップ端子金具１９の導体断面積を小さくすることもないので、開閉器１３の通電時のクリップ端子金具１９の温度上昇を抑制できる。
また補助ばね２４は、その連結部２４ｃをクリップ端子金具１９の溝部１９ｈに通して相対向するＬ字形状部２４ｂに連結し平行面接触部２４ａを介してクリップ端子金具１９の開口部１９ａの変位に対し接触圧力を生じさせることができ、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、上記した実施の形態では、クリップ端子金具１９を開閉器１３に装着し、差し込み端子金具１を外部導体１２に接続して構成した例を説明したが、差し込み端子金具１を開閉器１３に装着し、クリップ端子金具１９を外部導体１２に接続して構成した開閉器の差し込み接続装置にしてもよい。
以上、この発明の実施の形態を記述したが、この発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

この発明は、クリップ端子金具１９の回転めっき時の絡みを抑制して生産性を向上し、接触圧力の増大を図ることができる開閉器の差し込み接続装置の実現に好適である。

１：差し込み端子金具、 ３：端子台、 １１：差し込み接続装置、
１２：外部導体、 １３：開閉器、 １９：クリップ端子金具、 １９ａ：開口部、
１９ｂ：ねじ孔部、 １９ｃ：側面部、 １９ｄ：回り止め部、 １９ｅ：曲げ部、
１９ｆ：上面部、 １９ｇ：スリット形状部、 １９ｈ：溝部、 １９ｉ：内部空間、
２０：内部導体、 ２１：装着ねじ、 ２３：補助ばね、 ２３ａ：平行面接触部、
２３ｂ：Ｕ字形状部、 ２４：補助ばね、 ２４ａ：平行面接触部、
２４ｂ：Ｌ字形状部、 ２４ｃ：連結部

Claims (3)

1. 板状導電材により形成され、開口部および内部空間を有するクリップ端子金具と、導電材で形成され、前記クリップ端子金具の開口部に差し込んで電気的に接続される差し込み端子金具と、前記クリップ端子金具に装着され、前記クリップ端子金具と前記差し込み端子金具との接触圧力を増大する補助ばねとを備え、前記クリップ端子金具の両側面部に前記内部空間を覆う曲げ部を前記クリップ端子金具と一体的に設け、前記クリップ端子金具の曲げ部は、前記クリップ端子金具の両側面部から延びて前記内部空間を覆うよう、前記曲げ部の先端が互いに向かい合うように構成され、前記曲げ部の互いに向かい合う隙間幅Ｈは前記開口部の厚み幅Ｆより小さくして、前記クリップ端子金具と前記差し込み端子金具のいずれか一方の端子金具を開閉器に装着し、他方の端子金具を外部導体に接続し得るようにした開閉器の差し込み接続装置。
2. 前記クリップ端子金具は、前記開口部が前記差し込み端子金具を挟むように互いに向き合う形状で、前記開口部から側面部に沿って上面部に至る部分に前記内部空間が形成されるＵ字形状となっており、前記開口部の厚み幅Ｆは前記開口部の互いに向き合う開口幅Ａより大きく、前記開口部の厚み幅Ｆは前記クリップ端子金具の曲げ部と前記上面部との間の幅Ｂより大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の開閉器の差し込み接続装置。
3. 前記クリップ端子金具は、前記クリップ端子金具の側面部を分割する溝部を有し、前記補助ばねは、前記クリップ端子金具の開口部を付勢する平行面接触部が前記溝部を通した連結部により連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉器の差し込み接続装置。

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