JPWO2018110107A1 - Vacuum breaker using flexible conductor and flexible conductor - Google Patents
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Abstract
抵抗溶接可撓導体のめっき処理が通電面以外にも使用されるため、材料費がかさんでしまうという問題があった。
この発明は、複数枚の銅条(1)から形成され、複数枚の銅条(1)の両端部(1a,1b)のそれぞれで互いに接合して接続部(CPa,CPb)を構成した可撓導体(4)において、扁平銅材と同じ部材にめっき処理を施した銅板部片(2)を接続部(CPa,CPb)の外面に溶接するとともに、接続部(CPa,CPb)の通電面(3)に対応する個所のみに銅板部片(2)を設けるようにした。Since the plating process of the resistance welding flexible conductor is used for other than the current-carrying surface, there is a problem that the material cost is increased.
In the present invention, it is possible to form a connection portion (CPa, CPb) by forming a plurality of copper strips (1) and joining each other at both ends (1a, 1b) of the plurality of copper strips (1). In the flexible conductor (4), the copper plate piece (2) obtained by plating the same member as the flat copper material is welded to the outer surface of the connection portion (CPa, CPb), and the conductive surface of the connection portion (CPa, CPb) The copper plate piece (2) was provided only at the location corresponding to (3).
Description
この発明は、複数枚の銅条などからなる扁平銅材を重ね合わせて形成され、扁平銅材の端部に接続部を構成した可撓導体、及びこの可撓導体を使用した真空遮断器に関するものである。 The present invention relates to a flexible conductor formed by overlapping flat copper materials made of a plurality of copper strips and the like, and having a connection portion at an end of the flat copper material, and a vacuum circuit breaker using the flexible conductor. Is.
真空遮断器に使用される従来の抵抗溶接可撓導体は、複数枚の断面四角形状の銅条からなる扁平銅材を重ね合わせて形成され、一番上と一番下の銅条全体にめっき処理を施した上でこれらを溶接し製作している。完成した抵抗溶接可撓導体は、抵抗溶接可撓導体の上部と下部全体にめっき処理が行われた構造となっている。
また、真空遮断器ではないが多芯導体線を用いた遮断器において、端子部とメッキで覆った銅片を溶接する技術が知られている(特許文献1参照)。Conventional resistance-welded flexible conductors used in vacuum circuit breakers are formed by superimposing flat copper materials consisting of multiple copper strips with a rectangular cross section, and plating the entire top and bottom copper strips These are processed and welded. The completed resistance welding flexible conductor has a structure in which the entire upper and lower portions of the resistance welding flexible conductor are plated.
Further, a technique is known in which a terminal piece and a copper piece covered with plating are welded in a circuit breaker using a multicore conductor wire, although it is not a vacuum circuit breaker (see Patent Document 1).
抵抗溶接可撓導体の外表面は銅の酸化防止のため及び接続部の通電面の温度上昇限度の許容値を高くするために、希少材料(例:銀,スズ等)によるめっき処理がなされているが、希少材料を本来不必要な接続部の通電面以外にも使用してしまうため、材料費がかさんでしまうという問題があった。
この発明は、希少材料(例:銀,スズ等)の使用量を低減できる可撓導体を提供することを目的とする。The outer surface of the resistance-welded flexible conductor is plated with a rare material (eg, silver, tin, etc.) to prevent copper oxidation and to increase the allowable temperature rise limit of the connection surface. However, since rare materials are used for parts other than the current-carrying surfaces that are not necessary, the material cost is increased.
An object of the present invention is to provide a flexible conductor that can reduce the amount of rare materials (eg, silver, tin, etc.) used.
なお、上記特許文献1には、端子部とメッキで覆った銅片を溶接することが示されているが、この特許文献1のものは、可撓導体が多芯線で構成されており、可撓導体部と端子部とは形状の異なる部材にて構成されている。これに対し、この発明の可撓導体は、銅条などからなる扁平銅材を複数枚重ね合わせて構成したもので、複数枚重ね合わせられた扁平銅材と同じ部材を用いて端子部を形成している。
The above-mentioned
この発明に係る可撓導体は、所定方向に延在する複数枚の扁平銅材を重ね合わせて形成され、扁平銅材の端部で扁平銅材を互いに接合して接続部を構成したものであって、扁平銅材と同じ部材にめっき処理された銅板部片を備え、銅板部片は、接続部の外面に接合されるとともに、接続部の通電面に対応する個所のみに設けられていることを特徴とする。 The flexible conductor according to the present invention is formed by stacking a plurality of flat copper materials extending in a predetermined direction, and connecting the flat copper materials to each other at the ends of the flat copper material to form a connection portion. In addition, a copper plate piece that is plated on the same member as the flat copper material is provided, and the copper plate piece is bonded to the outer surface of the connection portion and provided only at a location corresponding to the current-carrying surface of the connection portion. It is characterized by that.
この発明による可撓導体によれば、接続部の通電面に対応する個所のみにめっき処理された銅板部片が設けられることで、めっき処理に使用する希少材料(銀,スズ等)の使用量を減らすことが可能である。また、銅板部片は扁平銅材と同じ部材を使用することで、部材の共用化が可能という効果がある。 According to the flexible conductor according to the present invention, the amount of the rare material (silver, tin, etc.) used for the plating process is provided by providing the plated copper plate piece only at the portion corresponding to the current-carrying surface of the connection part. Can be reduced. Moreover, the copper plate part piece has the effect that the member can be shared by using the same member as the flat copper material.
実施の形態1.
この発明に係る実施の形態1を図1から図3により説明する。図1は可撓導体4を使用した真空遮断器100の構成を概略的に示す側面図である。図2は可撓導体4を説明するための側方からの概略図である。図3は可撓導体4の要部を説明する側面図である。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view schematically showing a configuration of a
図1において、真空遮断器100の遮断部を示す円筒状の真空バルブ10には、真空容器内に対向して配置された固定接点10aと可動接点10bが収容されている。固定接点10aと接続された固定導体10cは上方に導出され固定接点側主回路導体11と接続されている。一方、可動接点10bに接続された可動導体10dは下方に導出され、可撓導体4によって可動接点側主回路導体12に接続されている。また、可動導体10dは絶縁ロッド13によって上下動可能に構成されており、可動導体10dを介して可動接点10bが上下動することによって固定接点10aと可動接点10bを開閉動作している。
In FIG. 1, a cylindrical vacuum valve 10 showing a blocking part of a
この発明の実施の形態1における可撓導体4の構成は、図2に示すように扁平銅材である銅条1、及び可撓導体の接続部の通電面3と同等の面積である通電部銅板部片2からなる。通電部銅板部片2は、その表裏の両面にめっき処理を施しており、銅条1の両端部1a,1bにおける接続部CPa,CPbの通電面3に配置する。そして、図3に示す溶接部分5の範囲で複数枚重合された銅条1を互いに抵抗溶接するとともに、通電部銅板部片2を銅条1の接続部CPa,CPbに一体に抵抗溶接する。
銅条1は、溶接が可能であれば1000枚まで枚数は自由に重合可能である。ただし、通常は100〜400枚を重合する。可撓導体4の寸法として、幅10〜200mm、長さ50〜200mmまでを自由に製作できる。しかし、通常使用するものとしては、幅40〜100mm、長さ100〜200mm程度である。通電部銅板部片2は、通常使用するものとしては、幅40〜100mm、長さ15〜40mm程度である。
なお、図中において二点鎖線で示す通電面3は、接続部CPa,CPbの通電範囲を示すものであり、物理的な通電面という意味ではない。可撓導体4の接続部CPa,CPbはそれぞれ可動接点10bの可動導体10dおよび可動接点側主回路導体12と圧接により電気的に接触結合されており、その結合領域が通電面3として想定されているものである。
また、図3において、矢印(溶接)で示したものは溶接範囲を示すもので、溶接部分5から下方に延在した線は、溶接範囲を示す寸法線である。
そして、上述では、扁平銅材として銅条1を用いるものにつき説明したが、銅条の代わりに銅箔を用いることもできる。銅条と銅箔の相違については、JIS規格JIS H 0500で定義されているように、銅条が、0.1mm以上の均一な肉厚で、長方形断面をもち、スリットされたコイル形状で供給される圧延製品を指しているのに対し、銅箔は0.1mm未満の均一な肉厚で、長方形断面をもち、スリットされたコイル形状で供給される圧延製品を指している。銅箔からなる扁平銅材については、0.05mm以上の板厚のものが可撓導体4として適用可能である。なお、上述のように、JIS規格では、銅条、又は銅箔の断面形状は長方形断面とされ、四角形状であるが、本実施の形態1では扁平銅材の幅方向両側の角部、即ち、扁平銅材の断面形状を、互いに平行な平面部と幅方向両端部の板厚部側面からなるとした場合の平面部と板厚部側面との交わり部、は丸みをもったものも含むものとする。以下のそれぞれの実施の形態においても、同様とする。As shown in FIG. 2, the configuration of the
If the
In the figure, the
Moreover, in FIG. 3, what was shown by the arrow (welding) shows a welding range, and the line extended below from the
In the above description, the
従来は通電部銅板部片2の代わりに、複数枚の銅条1のうち、上下の銅条1の表面全体を覆うようめっき処理を施して使用していたが、接続部CPa,CPbの通電面3のみにめっき処理を施した通電部銅板部片2を設ける構成にすることでめっき処理に使用する希少材料(銀,スズ等)の使用量を減らすことが可能である。通電部銅板部片2は銅条1と同じ厚さの薄い銅板を使用することで、めっき処理に使用する希少材料の使用量削減および銅条1と部材の共用化が可能という効果がある。
Conventionally, instead of the current-carrying
このようにこの発明に係る実施の形態1における可撓導体4は、所定方向に延在する銅条1からなる長手の扁平銅材を複数枚重ね合わせて形成され、銅条1の両端部1a,1bのそれぞれで重ね合わせた複数枚の銅条1を互いに接合して構成されている。そして、両端部1a、1bに、可動接点10bに対する接続部CPa、および可動接点側主回路導体12に対する接続部CPbを構成したものである。そして、銀,スズ等の希少材料を用いてめっき処理を施した通電部銅板部片2を接続部CPa,CPbの上方外面に溶接により接合するとともに、通電部銅板部片2は機能上めっき処理が必要となる接続部CPa,CPbの通電面3に対応する個所のみに抵抗溶接により接合して設けられるようにしており、この通電部銅板部片2の上面における通電面3に対応するめっき処理された表面の面積は通電面3で示される領域の面積と同一のものであることを特徴とする。
この構成により、接続部CPa,CPbにおける通電面3の所要個所のみにめっき処理を施した通電部銅板部片2を設ける構成にすることでめっき処理に使用する希少材料(銀,スズ等)の使用量を減らすことが可能である。また、通電部銅板部片2は銅条1からなる扁平銅材と同じ厚さの薄い銅板を使用することで、めっき処理に使用する希少材料の使用量削減、及び銅条1と部材の共用化ができる効果がある。銅条1の代わりの扁平銅材として、銅箔を用いても良い。As described above, the
Due to this configuration, a rare material (silver, tin, etc.) used for the plating process is provided by providing the current-carrying part
また、この発明に係る実施の形態1における可撓導体4を使用した真空遮断器100は、真空容器中に固定接点10aと可動接点10bを備えた真空バルブ10と、可動接点10bを上下動させる絶縁ロッド13と、可動接点10b側へ一端に設けられた接続部CPaが接続されるとともに、他端に設けられた接続部CPbが可動接点側主回路導体12に接続された可撓導体4とを備え、絶縁ロッド13の上下動により、固定接点10aと可動接点10bの開閉を行うものであって、可撓導体4は所定方向に延在する銅条1からなる長手の扁平銅材を複数枚重ね合わせて形成され、銅条1の両端部1a,1bのそれぞれで重ね合わせた複数枚の銅条1からなる扁平銅材を互いに抵抗溶接により接合して構成されている。そして、両端部1a、1bに、可動接点10bに対する接続部CPaおよび可動接点側主回路導体12に対する接続部CPbを構成したものである。そして、銀,スズ等の希少材料を用いてめっき処理を施した通電部銅板部片2を接続部CPa,CPbの上方外面に抵抗溶接により接合するとともに、通電部銅板部片2は機能上めっき処理が必要となる接続部CPa,CPbの通電面3に対応する個所のみに抵抗溶接により接合して設けられるようにしており、この通電部銅板部片2の上面における通電面3に対応するめっき処理された表面の面積は通電面3で示される領域の面積と同一のものであることを特徴とする。
この構成により、接続部CPa,CPbにおける通電面3の所要個所のみにめっき処理を施した通電部銅板部片2を設ける構成にすることでめっき処理に使用する希少材料(銀,スズ等)の使用量を減らすことが可能であるとともに、通電部銅板部片2は銅条1からなる扁平銅材と同じ厚さの薄い銅板を使用することで、めっき処理に使用する希少材料の使用量削減、及び複数枚の銅条1からなる扁平銅材と部材の共用化が可能な可撓導体4を使用した真空遮断器100を提供できるという効果がある。これにより、従来の構造に比べ5%程度のコスト低減が可能となる。なお、銅条1の代わりの扁平銅材として、銅箔を用いても良い。Further, the
Due to this configuration, a rare material (silver, tin, etc.) used for the plating process is provided by providing the current-carrying part
実施の形態2.
この発明に係る実施の形態2を図4について説明する。図4はこの実施の形態2における可撓導体4を説明するための斜視図である。
この実施の形態2において述べる特有の構成以外の構成については、前述した実施の形態1における構成と同様のものである。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view for explaining the
The configuration other than the specific configuration described in the second embodiment is the same as the configuration in the first embodiment.
実施の形態1では、通電部銅板部片2の表裏の両面にめっき処理を施す構成であったが、実施の形態2では、通電部銅板部片2の表裏の片面のみにめっき処理を施すという構成にしている。図4に示す例では、通電部銅板部片2の裏側が、めっき処理をしていない面6、表側が、めっき処理を施した面7とする構成である。この片面のみにめっきを施した通電部銅板部片2を可撓導体4の通電面3の部分に溶接する。
In
この実施の形態2によれば、通電部銅板部片2の、接続先の通電面に対する面にのみめっき処理が施されていれば、可撓導体4は通電機能を確保した状態で使用することができ、実施の形態1よりさらにめっき処理に使用する希少材料の使用量を減らすことが可能という効果がある。
According to the second embodiment, the
実施の形態3.
この発明に係る実施の形態3を図5について説明する。図5はこの実施の形態3における可撓導体4を説明するための斜視図である。
この実施の形態3において述べる特有の構成以外の構成については、前述した実施の形態1または実施の形態2における構成と同様のものである。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view for explaining the
The configuration other than the specific configuration described in the third embodiment is the same as the configuration in the first embodiment or the second embodiment described above.
実施の形態1では、可撓導体4の接続部CPa,CPbにおける通電面3の形状は図4に示すように四角形である。通常、接続部の通電面3の形状は、四角形が多く、これに合わせ、実施の形態1では通電部銅板部片2の形状も四角形としている。
しかし、複数枚の銅条1に対して溶接可能な形状であれば、めっき処理を行う通電部銅板部片2の形状は自由に変更可能である。四角形に限らず五角形、六角形などの多角形状でもよい。また、定格電圧の高い中圧以上の真空遮断器においては、小型化を図る中で空間距離の確保あるいは電界強度の緩和による絶縁性能を向上させるために、多角形状よりも半円形状を選択してもよい。例えば、図5に示すような半円形でも製作可能である。In the first embodiment, the shape of the energizing
However, if it is a shape that can be welded to a plurality of
実施の形態3によれば、図5に示すように可撓導体4の接続部の通電面3の形状に応じて、めっき処理を施す通電部銅板部片2の形状を四角形、半円形などと自由に変えることが可能となり、自由度を向上できるという効果がある。
According to the third embodiment, as shown in FIG. 5, the shape of the current-carrying
実施の形態4.
この発明に係る実施の形態4を図6について説明する。図6はこの実施の形態4における可撓導体4を説明するための斜視図である。
この実施の形態4において述べる特有の構成以外の構成については、前述した実施の形態1から実施の形態3までの何れかにおける構成と同様のものである。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view for explaining the
The configuration other than the specific configuration described in the fourth embodiment is the same as the configuration in any of the first to third embodiments described above.
実施の形態1では、可撓導体4の接続部CPa,CPbにおける通電面3に対して同等の面積である通電部銅板部片2を使用している。接続という機能からいえば、接続部CPa,CPbの通電面3と通電部銅板部片2の形状や面積を同じにするのが理想的であるが、接続部CPa,CPbの通電面3となる面積に対して、その面積より大きい又は小さい通電部銅板部片2を使用することも可能である。この発明の実施の形態4は、図6に示すように、自由に通電部銅板部片2の大きさが変更可能な構成である。具体的には、通電面積の50%から200%の範囲で変更することができる。
In the first embodiment, the energization part
実施の形態4によれば、通電部銅板部片2の大きさを自由に変更させて可撓導体4を製作することが可能となり、製作作業の自由度を向上できるという効果がある。
According to the fourth embodiment, it is possible to manufacture the
実施の形態5.
この発明に係る実施の形態5を図7について説明する。図7はこの実施の形態5における可撓導体を説明するための側方からの概略図である。
この実施の形態5において述べる特有の構成以外の構成については、前述した実施の形態1から実施の形態4までの何れかにおける構成と同様のものである。
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic side view for explaining the flexible conductor in the fifth embodiment.
The configuration other than the specific configuration described in the fifth embodiment is the same as the configuration in any of the first to fourth embodiments described above.
実施の形態1から実施の形態4まででは、通電面3に対応する部分に通電部銅板部片2を溶接する構成であるが、図7に示すようにめっき処理を行う部分を通電部銅板部片2ではなく、複数枚の銅条1の最上面の1枚の通電面3に対応する部分にのみめっき処理を行い、可撓導体4を製造する構成となっている。
下面に接続部の通電面3が必要な場合は最下面の接続部の通電面となる部分に対してめっき処理を行う構成である。このような構成とする理由として、めっき処理が施されている通電面の場合、規格において許容温度上昇値が高く設定でき、設計の自由度が向上するからである。例えば接続部(通電面)が銅素地(めっき処理なし)の場合、許容温度上昇値が50℃であるのに対し、銀めっきの場合は75℃、スズめっきの場合は65℃などである。めっきの方法としては、銅条1の重合後にめっき液を浸透させて、めっきを行うと、重合している銅条1の間にめっき液が残存し、錆の原因になる。そのため、めっきは重合前に実施する。In the first to fourth embodiments, the current-carrying part
When the current-carrying
実施の形態5によれば、通電部銅板部片2を別に設ける必要がないため、使用する材料をさらに減らすことが可能という効果がある。また、めっき処理を行うことで許容温度上昇値を高く設定できる。
According to the fifth embodiment, there is no need to separately provide the current-carrying part
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部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。 It should be noted that within the scope of the present invention, a part or all of each embodiment can be freely combined, or each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 銅条、2 通電部銅板部片、3 通電面、4 可撓導体、5 溶接部分、6 めっき処理をしていない面、7 めっき処理を施した面、10 真空バルブ、10a 固定接点、10b 可動接点、10c 固定導体、10d 可動導体、11 固定接点側主回路導体、12 可動接点側主回路導体、13 絶縁ロッド、100 真空遮断器。 1 Copper strip, 2 Current-carrying copper plate piece, 3 Current-carrying surface, 4 Flexible conductor, 5 Welded part, 6 Unplated surface, 7 Plated surface, 10 Vacuum valve, 10a Fixed contact, 10b Movable contact, 10c fixed conductor, 10d movable conductor, 11 fixed contact side main circuit conductor, 12 movable contact side main circuit conductor, 13 insulating rod, 100 vacuum circuit breaker.
この発明に係る可撓導体は、所定方向に延在する複数枚の扁平銅材を重ね合わせて形成され、扁平銅材の端部で扁平銅材を互いに接合して接続部を構成したものであって、部材の共用化のために扁平銅材と同じ部材にめっき処理された銅板部片を備え、銅板部片は、接続部の外面に接合されるとともに、接続部の通電面に対応する個所のみに設けられていることを特徴とする。
The flexible conductor according to the present invention is formed by stacking a plurality of flat copper materials extending in a predetermined direction, and connecting the flat copper materials to each other at the ends of the flat copper material to form a connection portion. In order to share the member, the same member as the flat copper material is provided with a copper plate piece that is plated, and the copper plate piece is joined to the outer surface of the connecting portion and corresponds to the current-carrying surface of the connecting portion. It is provided only at the location.
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