KR100955153B1 - 단자 접속장치 - Google Patents

Abstract

과제

압압(押壓)부재의 압압력(押壓力)을 증가시키는 일 없이, 사고 등으로 큰 전류가 흘러 접속하는 단자에 센터 편차가 생긴 경우라도, 접촉부의 접촉을 안정시킬 수 있는 단자 접속장치를 얻는 것이다.

해결 수단

제1 단자(1)와 제2 단자(2)의 대향하는 단부의 외주면상에, 양 단부에 걸쳐서 배치된 복수의 접촉자(3)와 제 1 단자(1)의 단면에 고착되고, 외주에 형성한 복수의 오목부를 각 접촉자(3)의 안쪽의 걸림(係止) 홈(3c)에 걸어맞춤시켜서 각 접촉자(3)가 축선방향 및 둘레방향으로 이동하는 것을 규제하는 가이드 판(4)과, 가이드 판(4)에 걸어맞춤된 각 접촉자(3)의 외주면에 있는 복수의 우묵부에 장착되고, 각 접촉자(3)에 대해 축심에 향하는 압압력을 가하는 고리형상의 압압부재(5)를 구비한 단자 접속장치에 있어서, 각 접촉자(3)의 외주면에 미소 간격을 두고 헐겁게 끼워지는 가이드 링(6)을 설치하였다.

압압 부재, 압압력, 접촉자, 오목부, 가이드 링

Description

단자 접속장치{A terminal connection apparatus}

본 발명은, 예를 들면, 개폐기나 차단기 등의 일차 단자와, 이것에 접속하는 고정틀 측의 단자와의 접속부 등에 사용되는 단자 접속장치에 관한 것이다.

종래의 단자 접속장치로서, 예를 들면, 도 7에 나타내는 것과 같은 것이 있다. 도면은 단자 접속장치의 측면 단면도이다.

제1 단자(21)와 제2 단자(22)를 접속하는 단자 접속장치로서, 양 단자(21,22)와 접촉하는 접촉면을 가지는 접촉자(23)가, 제1 단자(21)의 외주에 복수개 배치되고, 접촉자(23)의 안쪽에는 외주 방향에 소정간격으로 오목부를 형성한 가이드 판(24)이, 제1 단자(21)에 고착되어 있다. 가이드 판(24)의 오목부는 접촉자(23)의 안쪽에 형성된 홈부와 걸어맞춤하고, 접촉자(23)가 외주 방향 및 축방향으로 어긋나지 않도록 되어 있다. 또한, 접촉자(23)의 외주측으로부터 접촉자(23)를 양 단자(21, 22)에 압압(押壓) 하기 위한 압축 스프링(25)이 구비되어 있다. 이 상태에서, 제2 단자(22)가 접촉자(23)와 착탈 가능으로 되어 있고, 제2 단자(22)를 접촉자(23)내에 삽입함으로써, 양 단자(21, 22)가 전기적으로 접속되도록 구성되어 있다. 전류는, 도면중에 화살표로 나타내는 바와 같은 경로에서 단자 접 속장치(26)를 흐른다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본국 특개평 11-31441호 공보(제3-4페이지, 도 1)

특허문헌 1에 나타내는 바와 같은 종래의 단자 접속장치(26)에 있어서, 화살표로 나타내는 바와 같이 전류가 흐르면, 접촉자(23)와 양 단자(21,22)가 멀어지는 방향으로 전자력이 작용한다. 도 8은 단자 접속장치의 적용예이며, 예를 들면 스위치 기어 등에 수납되어 차단기(27)의, 차단기측 단자(27a)와 주 회로측 단자(28)와의 접속부에 단자 접속장치(26)를 사용한 경우를 나타내는 측면도이다. 지락(地絡 : 전선이 끊어져 전류를 땅으로 흘려버리는 것)사고 등이 발생한 경우, 차단기의 소호실(消弧室), 예를 들면 진공 밸브로 사고에 의해 발생한 큰전류를 차단한다. 큰전류가 차단기에 흐른 경우, 접촉자(23)와 양 단자(21, 22)의 사이에 전자 반발력이 생긴다. 이 전자 반발력은 접촉자(23)의 접촉을 벗기는 방향으로 작용하므로, 접촉자(23)의 외주측에 배치한 압축 스프링(25)으로 압압하는 것으로 접촉이 벗겨지지 않도록, 즉, 발생하는 전자 반발력에 이기도록 스프링의 강도를 설정하고 있다. 또, 지락 사고 등에 의해 발생한 큰 전류에 의해 도 8에 화살표로 나타내는 바와 같이, 차단기(27)에는 인터록 핀(interlock pin)(29)을 지점으로 하여 전방으로 돌출하는 것과 같은 전자력이 가해진다.

차단 전류가 큰 경우, 차단기(27)를 전방으로 돌출시키려고 하는 전자력은 보다 커지며, 제1 단자(21)와 제2 단자(22)의 센터 편차가 생겨 접촉자(23)와 제2 단자(22)의 접촉부가 비스듬하게 되며 접촉이 불안정하게 된다. 접촉이 불안정하게 된 경우, 접촉자(23)와 제2 단자(22)의 사이에서 발열에 의한 용융손실이나 발호(發弧)가 생긴다. 이와 같은 용융손실이나 발호를 막기 위해, 압축 스프링(25)의 압압력을 증가시켜 접촉자(23)의 외측으로부터 안쪽으로 향하는 힘을 크게 할 필요가 있었다.

압축 스프링(25)의 압압력을 증가시켜, 접촉자(23)의 외측으로부터 안쪽으로 향하는 힘을 크게 한 경우, 예를 들면, 도 8과 같이 차단기(27) 측의 차단기 단자(27a)(제1 단자)에 고정되어 있는 단자 접속장치(26)를 고정틀 측의 주회로 측 단자(28)(제2 단자)에 삽입하는 경우, 삽입력이 커지며 삽입이 곤란하게 된다고 하는 문제가 있었다. 또, 삽입하기 위해 차단기(27)를 구성하는 부품의 강도(강성)를 업 시키는 것이나, 삽입하기 위해 필요한 삽입 핸들의 강도(강성)를 업 시키거나, 인력으로 삽입하기 위해서는 삽입 핸들을 길게 하거나 해야하는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 압압 부재(스프링)의 압압력을 증가시키는 일 없이, 사고 등으로 큰 전류가 흘러 접속하는 단자에 센터 편차가 생긴 경우라도, 허용치 이내로 규제하여 접촉부의 접촉을 안정시킬 수 있는 단자 접속장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관련되는 단자 접속장치는, 대략 동일 축선 상에 소정의 간격을 만들어 배치된 환봉(丸棒)형상의 제1 단자와 제2 단자를 전기적으로 접속하기 위해, 양 단자의 대향하는 단부의 외주면 상에 양단부에 걸쳐서 배치된 복수의 접촉자와, 제1 단자의 단면에 고착되고 외주에 형성된 복수의 오목부가 상기 각 접촉자의 안쪽에 형성된 걸림홈(係止溝)과 걸어맞춤(係合)하여 각 접촉자가 제1 단자의 축선방향 및 둘레방향으로 이동하는 것을 규제하는 원판 형상의 가이드 판과, 가이드 판에 걸어맞춤한 각 접촉자의 외주면에 형성된 복수의 우묵부에 장착되고, 축심으로 향하는 압압력을 상기 각 접촉자에 가하는 고리형상의 압압부재를 구비한 단자 접속장치에 있어서, 각 접촉자의 외주면에 미소 간격을 두고 헐겁게 끼워지는 가이드 링을 설치하고, 각 접촉자가 직경 방향으로 열리는 것을 규제한 것이다.

본 발명의 단자 접속장치에 의하면, 접속하는 양 단자의 외주에 설치한 접촉자를 압압부재에 의해 양 단자에 압압시켜서 접속하는 단자 접속장치에 있어서, 각 접촉자의 외주면에 미소 간격을 두고 헐겁게 끼워지는 가이드 링을 설치하고, 각 접촉자가 직경 방향으로 열리는 것을 규제하였으므로, 큰 전류가 흘러서 양 단자에 센터 편차가 생긴 경우라도, 센터 편차를 허용치 내에 강제적으로 규제하여 안정된 접촉을 유지할 수 있기 때문에, 센터 편차에 대비하여 압압부재의 압압력을 업 시킬 필요가 없고, 또, 단자 삽입시에 커다란 삽입력을 필요로 하지 않고, 간단한 구성으로 염가의 단자 접속장치를 얻을 수 있다.

실시의 형태 1

이하, 본 발명을 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 실시의 형태 1에 의한 단자 접속장치의 측면 단면도이며, 도 2는 도 1을 화살표 II방향에서 본 정면도, 도 3은 도 1의 접촉자의 상세도, 도 4는 도 1의 화살표 IV-IV로부터 본 단면도, 도 5는 가이드 링의 상세도이다. 또, 도 6은 단자 접속장치에 큰 전류가 흐른 경우의, 단자끼리의 위치 편차를 설명하는 도면이다.

단자 접속장치(10)는, 대략 동일축선 상에 소정의 간격을 비워서 배치된 환봉 형상의 제1 단자(1)와 제2 단자(2)를 전기적으로 접속하기 위한 것이다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 양 단자(1, 2)의 대향하는 단부의 외주면상에 양 단부를 걸쳐서 복수의 접촉자(3)가 외주 방향에 등 간격으로 배치되어 있다. 복수개의 접촉자(3)가 배치되어 편성된 상태에서는 전체에서 거의 원통 형상으로 형성되어 있고, 이하의 설명에서는 이 상태를 접촉자 군(群)이라고 부르기로 한다.

접촉자(3)의 상세를 도 3에 의해 설명한다. 접촉자(3)는 도전성을 가지는 부재로 이루어지며, (a)의 측면도에 나타내는 바와 같이, 길이방향에서 단자에 면하는 측에 제1 단자(1)와 접촉하는 제1 접촉면(3a)과, 제2 단자(2)와 접촉하는 제2 접촉면(3b)을 가지며, 또 중앙 근방에 후술하는 가이드 판(4)과 걸어맞춤하는 걸림홈(3c)이 형성되어 있다. 길이방향의 접촉면과 반대측의 면에는, 후술하는 압압부재인 링 형상의 스프링(5)과 걸어맞춤하여 그 위치 편차를 방지하기 위한 복수의 우묵부(3d~3g)가 형성되어 있다. 정면에서 본 형상은, (b)에 나타내는 바와 같이, 거의 사다리꼴 형상으로 되어 있다. 또한, 이 접촉자(3)의 형상은 일례이며, 도면에 한정하는 것은 아니다.

접촉자 군의 안쪽의 제1 단자(1)의 단면에, 원판형상의 가이드 판(4)이 제1 단자(1)와 중심을 맞추어서 볼트에 의해 고착되어 있다. 가이드 판(4)은, 도 4의 단면도에 나타내는 바와 같이, 원주방향에 복수(접촉자(3)와 동일한 수)의 오목 부(4a)가 동등 간격으로 형성된 기어 형상을 하고 있고, 이 오목부(4a)와 각 접촉자(3)의 안쪽에 형성된 걸림홈(3c)을 걸어맞춤시키는 것으로, 각 접촉자(3)가 제1 단자(1)의 축선방향 및 원주방향으로 이동하는 것을 규제하고 있다.

각 접촉자(3)의 주위에 형성된 복수의 우묵부(3d~3g)의 각각에는, 접촉자 군에 대해 축심에 향하는 압압력을 가하기 위한 압압부재인 스프링(5)이 장착된다. 스프링(5)은 예를 들면 코일 스프링을 고리형상으로 연결하여 형성한 것이다. 이 스프링(5)의 압압력에 의해, 접촉자(3)의 제1 접촉면(3a)과 제1 단자(1) 및 제2 접촉면(3b)과 제2 단자(2)를 견고하게 접촉시킴으로써, 접촉 저항을 일정 이하로 유지하도록 하고 전류의 정상적인 통전을 가능하게 하고 있다. 이 때문에, 스프링(3)의 배치 위치는 제1 단자(1)의 외주측과, 제2 단자(2)의 외주측의 각각에 적절한 압압력이 더해지는 것과 같은 위치로 하고 있다.

또한, 본 발명의 특징으로서 각 접촉자(3)의 외주면, 즉 원통 형상으로 형성된 접촉자 군의 외주면에, 미소 간격을 두고 헐겁게 끼워지는 가이드 링(6)을 설치하고 있다. 가이드 링(6)은 예를 들면 스텐인리스 재료로 이루어지며, 도 5에 나타내는 것과 같은 원환(圓環)형상을 하고 있고, 그 내경(D)은 도 1에 나타내는 원통형상으로 형성된 접촉자 군의 외경(d)보다 약간 크게 하고 있다. 가이드 링(6)의 작용은 후술한다.

이상과 같이, 접촉자(3), 가이드 판(4), 스프링(5) 및 가이드 링(6)으로 단자 접속장치가 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 단자 접속장치(10)의 접속동작에 대해 설명한다.

단자 접속장치(10)는 예를 들면 배경기술의 항에서 설명한 도 8과 같이, 배전반 안에 수납된 차단기의 접속부에 사용되므로, 도 8을 참조하면서 동작을 설명한다. 도면 중의 단자 접속장치(26)에 대체하여 본 발명의 단자 접속장치(10)를 사용하는 것으로 한다. 제1 단자(1)는 차단기(27) 측의 차단기 단자(27a)에 상당하며, 제2 단자(2)는 주회로 측 단자(28)에 상당한다. 차단기(27)는 대차에 탑재되어 있고, 단자 접속장치(10)의 부분에서 분리되어서 배전반의 전방으로 인출 가능으로 되어 있다. 분리된 상태에서는, 단자 접속장치(10)는 가이드 판(4)을 통하여 차단기 단자(27) 측에 고착되어 있기 때문에 차단기(27) 측에 남고, 접촉자(3)의 제2 단자(2) 측의 안쪽은 원통형상의 공간이 형성되어 있다. 접속할 때는, 차단기(27)를 후방에 밀어넣는 것에 의해, 단자 접속장치(10) 선단의 공간에 주회로 측 단자(28)가 삽입되며, 스프링(5)에 의해 접촉자(3)가 소정의 접촉압력으로 압압되어서 안정된 접촉으로 되며 통전 가능한 상태로 된다.

다음에, 가이드 링(4)의 작용에 대해 설명한다.

스프링(5)의 압압력은 단자 접속장치(10)와 제1 단자(1) 및 제2 단자(2)에 흐르는 단락전류에 의해 생기는 전자 반발력을 고려하여 결정된다. 단자 접속장치(10)에 제2 단자(2)가 삽입되어 있는 상태에 있어서, 지락 사고 등에 의해 단자 접속장치(10)에 큰 전류가 흐른 경우, 접촉자(3)와 양 단자(1, 2)의 사이에 전자 반발력이 생긴다. 또, 차단기(27)를 전방으로 돌출시키려고 하는 전자력이 가해진다. 차단기(27)는 인터록 핀(29)으로 고정되어서, 전방에 인출되는 것을 방지하고 있으나, 인터록 핀(29)과 마루판의 인터록 구멍과의 걸림부를 지점으로 도 8에 화살표로 나타내는 것과 같은 모멘트가 작용하고, 제1 단자(1)의 중심축과 제2 단자(2)의 중심 축에 센터 편차가 발생한다.

도 6은, 지락 사고 등이 발생한 경우에, 접속하는 단자끼리가 위치 어긋남이 생긴 경우의 설명도이다.

단자 접속장치(10)는, 양 단자(1, 2)의 센터 편차(G)에 대하여 어떤 일정한 허용치를 지니고 설계되어 있다. 큰 전류가 흐른 경우에 발생하는 전방에의 전자력에 의해 생기는 제1 단자와 제2 단자의 센터 편차(G)가 일정한 허용치를 초과하고 마는 경우, 단자 접속장치(10)의 접촉자(3)와 제2 단자(2)와의 접촉수가 적게 된다. 그 상태에서, 접촉부에 큰 전류가 흐른 경우, 접촉 부분에서 가열이 생겨 접촉자(3)와 제2 단자(2)의 사이에서 용융손실이나 발호를 일으킨다.

제1 단자(1)와 제2 단자(2)의 센터 편차(G)가 일정한 허용치를 넘는 경우에 있어서, 본 실시의 형태와 같이 접촉자(3)의 외주에 가이드 링(6)을 배치함으로써, 단자 접속장치(10)의 양 단자(1, 2)의 센터 편차를 허용치를 넘지 않도록 강제적으로 규제할 수 있다.

이와 같이, 가이드 링(6)을 설치함으로써, 스프링(5)을 대형화하여 압압력을 증가함이 없이, 양 단자(1, 2)의 센터 편차(G)를 허용치 이내로 억제할 수 있게 된다.

또, 스프링(5)의 압압력을 증가하지 않아도 되므로, 제 2의 단자(2)의 삽입시의 삽입력을 늘릴 필요가 없기 때문에, 작은 힘으로 간단하게 삽입하는 것이 가능하게 된다.

이상의 도 1~도 6에서 설명한 단자 접속장치(10)에서는, 접촉자(3)와 제 1의 단자(1)와의 접촉면의 압압력이, 접촉자(3)와 제2 단자(2)의 접촉면의 압압력 보다도 크게 되도록 하는 위치에, 복수의 압압부재인 스프링(5)을 배치하고, 또한 접촉자(3)와 제2 단자(2)와의 접촉면 측에만 가이드 링(6)을 배치한 경우에 대해 설명하였다. 즉, 도 3에 나타내는 우묵부(3d)는 우묵부(3g)보다도 걸림홈(3c)에 가까운 위치에 형성되어 있다. 또, 우묵부(3e)와 걸림홈(3c)과의 사이의 거리와, 우묵부(3f)와 걸림홈(3c)과의 사이의 거리는 동일한 정도의 거리로 하고 있다. 그리고, 가이드 링(6)은 우묵부(3g-3f)간의 접촉자 군의 외주에 배치하였다.

이와 같이 구성하면, 제1 접촉면(3a)에 부여되는 압압력이 제2 접촉면(3b)에 부여되는 압압력 보다도 커지기 때문에, 제2 단자(2)를 뽑았을 때, 제1 접촉면(3a)과 제1 단자(1)가 분리되는 일은 없고, 제2 단자(2)의 삽입력은 작아도 된다.

또, 양 단자(1, 2)가 센터 편차를 일으킨 경우는, 압압력이 약한 제2 단자(2) 측의 접촉이 먼저 벗겨지려고 하므로, 제2 단자(2)와의 접촉면 측에 가이드 링을 설치하는 것으로, 센터 편차를 효율적으로 허용치 내에 강제적으로 규제할 수 있다.

또한, 스프링(5)의 개수나 배치위치는 도면에 한정하는 것은 아니며, 또, 가이드 링(6)은 예를 들면, 접촉자(3)와 제1 단자(1)와의 접촉면 측에도 설치해도 된다.

또, 상기에서는 단자 접속장치가 배전반 등에 수납한 차단기의 접속부에 사용한 경우에 대해 설명하였으나, 차단기 이외의 개폐기라도 되며, 또 스위치 기어 와 같은 배전반에서의 사용에 한정함이 없이, 큰 전류가 흐르는 장치의 단자 접속부에 적용하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이, 본 실시의 형태의 발명에 의하면, 제1 단자와 제2 단자의 외주에 설치한 접촉자를 압압부재에 의해 양 단자에 압압시켜서 접속하는 단자 접속장치에 있어서, 각 접촉자의 외주면에 미소 간격을 두고 헐겁게 끼워지는 가이드 링을 설치하고, 각 접촉자가 직경방향으로 열리는 것을 규제하므로, 큰 전류가 흘러서 양 단자에 센터 편차가 생긴 경우라도, 접촉자와 단자의 사이에서 용융손실이나 발호가 생기는 일이 없도록, 센터 편차를 허용치 내에 강제적으로 규제하여서 안정된 접촉을 유지할 수 있기 때문에, 센터 편차에 대비하여 압압부재의 압압력을 업 시킬 필요가 없고, 또 단자 삽입시에 커다란 삽입력을 필요로 하지 않고, 간단한 구성으로 염가의 단자 접속장치를 얻을 수 있다.

또, 접촉자와 제1 단자와의 접촉면의 압압력이, 접촉자와 제2 단자와의 접촉면의 압압력보다도 크게 되도록 하는 위치에 복수의 압압부재를 배치하고, 접촉자와 제2 단자와의 접촉면 측에 가이드 링을 설치하였으므로, 제2 접촉자를 뽑았을 때에 접촉자의 접촉면이 제1 접촉면으로부터 멀어지는 일이 없고, 접속 동작시의 삽입력을 작게 할 수 있으며, 또한, 양 단자가 센터 편차를 일으켰을 경우에, 압압력이 약한 제2 단자측에 가이드 링을 설치하고 있으므로, 센터 편차를 허용치 내로 효율적으로 규제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 단자 접속장치의 측면 단면도이다.

도 2은 도 1의 화살표 II방향에서 본 정면도이다.

도 3은 도 1의 접촉자의 상세도이다.

도 4는 도 1의 IV-IV로부터 본 단면도이다.

도 5는 도 1의 가이드 링의 상세도이다.

도 6은 단자 접속 장치에 큰전류가 흐른 경우의 단자끼리의 위치 편차를 설명하는 도면이다.

도 7은 종래의 단자 접속장치의 측면 단면도이다.

도 8은 단자 접속장치의 적용예를 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 제1 단자 2: 제2 단자

3: 접촉자 3a: 제1 접촉면

3b: 제2 접촉면 3c: 걸림 홈

3d~3g: 우묵부 4: 가이드 판

4a: 오목부 5: 스프링(압압 부재)

6: 가이드 링 10: 단자 접속장치

Claims (2)

1. 동일 축선상에 간격을 두고 배치된 환봉(丸棒)형상의 제1 단자와 제2 단자를 전기적으로 접속하기 위해,

   상기 양 단자가 대향하는 단부의 외주면 상에 상기 제1 단자 및 제2 단자의 각각의 단부 사이에 걸쳐서 배치된 복수의 접촉자와,

   상기 제1 단자의 단면에 고착되고, 외주에 형성된 복수의 오목부가 상기 각 접촉자의 안쪽에 형성된 걸림홈(係止溝)과 걸어맞춤(係合)하여 상기 각 접촉자가 상기 제1 단자의 축선방향 및 둘레방향으로 이동하는 것을 규제하는 원판 형상의 가이드 판과,

   상기 가이드 판에 걸어맞춤한 상기 각 접촉자의 외주면에 형성된 복수의 우묵부에 장착되고, 축심으로 향하는 압압력을 상기 각 접촉자에 가하는 고리형상의 압압부재와를 구비한 단자 접속장치에 있어서,

   상기 제2 단자측에서의 상기 각 접촉자의 상기 외주면에 미소 간격으로 유격을 두고 끼워지는 가이드 링을 설치하고, 상기 각 접촉자가 직경 방향으로 열리는 것을 규제한 것을 특징으로 하는 단자 접속장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 접촉자와 상기 제1 단자와의 접촉면의 압압력이, 상기 접촉자와 상기 제2 단자와의 접촉면의 압압력보다도 크게 하는 상기 압압부재를 배치하고, 상기 접촉자와 상기 제2 단자와의 접촉면 측에 상기 가이드 링을 설치한 것을 특징으로 하는 단자 접속장치.

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