JP5100847B2 - 接続装置及びそれを用いたコントロ−ルセンタ - Google Patents

Description

この発明は、例えば電力プラントに使用されるモ−タ等の起動制御やその保護を行うコントロ−ルセンタの機能ユニットに用いられる接続装置に関する。

この種の接続装置は、板ばねをＵの字に折り曲げて形成した１対の脚部を有するクリップ状の接触子を絶縁ケ−スに収納したものであって、そのＵの字の折り曲げ部近傍である腹部に機能ユニット側の電線を溶接等で接続したうえで、前記１対の脚部の間にコントロ−ルセンタの母線であるブレ−ドを挿抜することで、前記機能ユニット側の電線と前記ブレ−ドとの電気的な接続や断路を実施していた（例えば、特許文献１）。

特開平６−２３３４２１号公報 （段落０００６、図８）

特許文献１に開示される従来の接続装置に用いらえる接触子は、板ばねをＵの字に折り曲げたものであるため、幅の広い構造体となる。このような接触子を絶縁ケ−スに収納した接続装置の幅は、ブレ−ドに流れる電流の方向に沿って幅広となる。一方、コントロ−ルセンタに収納される機能ユニットは、省スペ−ス化の要求から薄型化が求められ、これに伴って機能ユニットに用いられる接続装置も薄型化が求められる。しかし、板ばねの幅を狭くした接触子を用いて、接続装置の薄型化をしようとすると、接触子に流れる電流密度が高くなり、必要な通電容量の確保が困難になるという課題が生じる。

この発明は上記のような課題を解決し、通電容量を減らすことなく、従来の接続装置より薄型の接続装置を得ることを目的とする。

この発明に係わる接続装置は、第１の導体に接続される接続部と第２の導体を把持する１対の脚部とが形成された接触子を絶縁ケ−スに収めた接続装置において、導電性の板ばねにスリットを入れることから、前記１対の脚部を形成した点を特徴とするものである。

この発明によれば、板ばねにスリットを入れることから１対の脚部を有する接触子を形成し、この接触子を絶縁ケ−スに収めたので、接続装置の幅（ブレ−ドに流れる電流の方向に沿った幅）が板ばねの幅に依存しなくなり、薄型でかつ通電容量の大きな接続装置を得ることができる。

実施の形態１に用いられる接触子の構造図である。 実施の形態１の接続装置の構成ならびにブレ−ドへの挿抜方向を示す上面図である。 実施の形態１に用いられる接触子の上面図である。 実施の形態２に用いられる弾性部材の構成図である。 接触子に実施の形態２の弾性部材を取り付けたときの上面図である。 実施の形態３に用いられる接触子の上面図である。 実施の形態４に用いられる接触子の上面図である。 実施の形態５に用いられる接触子の上面図である。 実施の形態５に用いられる弾性部材の斜視図である。 弾性部材を実施の形態５の接触子に取り付けたときの上面図である。 実施の形態５に用いられる接続装置の斜視図である。 実施の形態５の接続装置にブレ−ド３０を把持したときの斜視図である。 実施の形態６に用いられる接触子の斜視図である。 実施の形態６に用いられる接続装置の斜視図である。 実施の形態７に用いられる機能ユニットの外観図である。 実施の形態７に用いられるコントロ−ルセンタの外観図である。

符号の説明

１ 接続装置、
１０ 接触子、 １１ スリット、
１２ 脚部、 １３ａ 接触部、
１３ｂ ガイド部、 １４ 絶縁ケ−ス、
１５ 弾性部材、 １６ 楕円状の穴、
１７ 段差部、 １８ リベット、
２０ 接続部、
２２ 機能ユニット側の電線（第１の導体）、
３０ コントロ−ルセンタのブレ−ド（第２の導体）、
４０ 機能ユニット、 ５０ コントロ−ルセンタ

実施の形態１．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１は実施の形態１に用いられる接続装置の主たる構成部となる接触子の構造図であり、（ａ）に上面図、（ｂ）に側面図、（ｃ）に正面図を示す。図２はこの接触子を絶縁ケ−スに収納した接続装置の構成ならびにコントロ−ルセンタ−のブレ−ドへの挿抜方向を示す上面図である。図３は、図１の接触子に対して板ばねの幅のみを広くした接触子の上面図である。なお、図２および図３中の各部位において、図１と同一部分ないし相当部分には同一符号を付与している。

図１に示すように本発明の実施の形態１に用いられる接触子１０は、りん青銅や鋼板等からなる導電性の板ばねにＹ型のスリット１１を入れることで１対の第１脚部１２ａと第２脚部１２ｂを形成し、それぞれの脚部の互いに対向する面にコントロ−ルセンタ−の母線（第２の導体）であるブレ−ドを把持するための接触部１３ａと、前記ブレ−ドを挿入しやすくするガイド部１３ｂを形成し、機能ユニット側の電線（第１の導体）と接続可能な接続部２０を取り付けたものである。

接触子１０のＹ型のスリット１１や接触部１３ａ、ガイド部１３ｂ等の形成は、１枚の板ばね母材をプレス機等によって抜き加工したり、裁断機やレ−ザ加工機、ワイヤ加工機等で切り出し加工したりすることで容易に得られる。また、必要に応じて加工後に熱処理を施すことから、最適な弾性特性を板ばねに確保できるので、第１脚部１２ａと第２脚部１２ｂの間にブレ−ド３０を把持する弾性特性を有した接触子１０を得ることができる。

接触部１３ａの接触面の形状は、角棒状のブレ−ド３０と面接触させるため、そのブレ−ドの形状にあわせた形である平面状にしている。接続部２０は接続線を板ばねの接続箇所２１に溶接したものである。なお、上記接続部は、必ずしも接続線を用いる必要性はなく、後で詳細に説明するように板ばね母材から切り出すことも可能である。

図２に示すように本発明の実施の形態１に用いられる接続装置１は、図１の接触子１０を絶縁ケ−ス１４に収めたものであって、接続線２０がその絶縁ケ−ス１４の外壁を貫通しており、機能ユニット側の電線と接続可能である。また絶縁ケ−ス１４には、接触子１０の脚部１２の間にブレ−ド３０を挿入する際、前記ブレ−ド３０と絶縁ケ−ス１４とが互いに干渉し合わないようにするための切り込み部１４ａが形成れている。

このように構成された本発明の実施の形態１の接続装置１は、図２中の矢印の方向に沿って移動させることから、接触子１０の一対の脚部１１ａ、１１ｂ間にコントロ−ルセンタ−のブレ−ド３０を挿抜でき、前記機能ユニット側の電線と前記ブレ−ドとの電気的な接続や断路を実施できる。

図３は、図１の接触子に対して板ばねの幅のみを広くした接触子であり、このように板ばねの厚さを変えることなく、脚部１２ａ、１２ｂの幅を広くすることで、接触子に流れる電流密度を低く抑えることができる。言い換えると、この発明によれば、板ばねにスリットを設けることから１対の脚部を有する接触子を得ることができ、たとえ幅狭の接続装置（板ばねの薄い接触子を用いた）としても接触子１の脚部１２ａ、１２ｂの幅を広くすることで通電容量を増加できるため、薄型でかつ通電容量の大きな接続装置を得ることができるようになる。

実施の形態２．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態２について詳細に説明する。図４は実施の形態２に用いられる接触子に取り付けられる弾性部材の構造図であり、（ａ）に上面図、（ｂ）に側面図、（ｃ）に正面図を示す。図５はこの弾性部材を図１の接触子に取り付けたときの上面図である。なお、図５中の各部位において、図１ないし図４と同一部分ないし相当部分には同一符号を付与し、その説明を省略している。

図４に示すように本発明の実施の形態２に用いられる弾性部材１５は、板ばねをＣの字に曲げて形成したものである。図５に示すように、この弾性部材１５は接触子１０の脚部１２上に嵌め込まれ、スリット１１の幅をより狭めるよう弾性力を与える。実施の形態２の接続装置１は、前記のような弾性部材を取り付けた接触子１０を絶縁ケ−ス１４に収めたものである。

実施の形態２の接続装置１の脚部１２の間にブレ−ド３０を挿入すると、ブレ−ド３０は、脚部１２の間に作用する弾性力と弾性部材１５の弾性力が重なりあうため、強く把持される。これに伴ってブレ−ド３０と接続装置１の接触部１３ａとの接合面におけるミクロな接触面積が増加し、電気的な接触抵抗が下がるため、接続装置１としての信頼性が高くなるという格別の効果を有する。

実施の形態３．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態３について詳細に説明する。図６は実施の形態３に用いられる接触子の上面図である。なお、図６中の各部位において、図１と同一部分ないし相当部分には同一符号を付与し、その説明を省略している。図６に示すように本発明の実施の形態３に用いられる接触子１０は、Ｙ字状のスリットの付け根部に楕円状の穴１６を設けて終端したものである。言い換えるとスリットの付け根部の構造を曲面で終端したものである。弾性性を作用するスリットの付け根部が曲面で終端されているため、ブレ−ド３０の挿入に伴って脚部１２から加わる力は、その曲面に沿って分散され、その結果、スリットの付け根部の弾性特性が安定する。従って、コントロ−ルセンタ−のブレ−ド３０の挿抜を再現性よく実施でき、またスリットの付け根部の疲労破壊や塑性変形も抑制できるという格別の効果が得られる。

実施の形態４．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態４について詳細に説明する。図７は実施の形態４に用いられる接触子の上面図である。なお、図７中の各部位において、図１及び図２と同一部分ないし相当部分には同一符号を付与し、その説明を省略している。図７に示すように本発明の実施の形態４に用いられる接触子１０は、Ｉ字状のスリットを備え、その付け根部を曲面にしたものである。このような構造の接触子１０を用いた接続装置１であっても、実施の形態１ないし３の接続装置と同様に、１対の第１脚部１２ａと第２脚部１２ｂを形成することができるので、コントロ−ルセンタ−のブレ−ド３０の挿抜でき、また、穴１６ａの効果により、実施の形態３と同様に、スリットの付け根部の塑性変形も抑止できるという格別の効果を有する。

実施の形態５．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態５について詳細に説明する。図８は実施の形態５に用いられる接触子の上面図であり、図９はその接触子に取り付ける弾性部材の斜視図である。図１０は弾性部材を取り付けた接触子の上面図であり、図１１はこれらを絶縁ケ−スに収めた接続装置の斜視図である。図１２はブレ−ドを把持した接続装置の斜視図である。なお、図８ないし図１２中の各部位において、図１ないし図７と同一部分ないし相当部分には同一符号を付与し、その説明を省略している。

本発明の実施の形態５に用いられる接触子１０は、銅板等の高い導電性を有するものであるが、ばね性に関しては弱い材料で形成されている。例えば図８に示すように、銅板にＹ型のスリット１１を入れることで形成した１対の第１脚部１２ａと第２脚部１２ｂを備え、それぞれの脚部１２の互いに対向する面にブレ−ド３０を把持する接触部１３ａと、ブレ−ドを挿入しやすくするガイド部１３ｂを形成し、また、接触部１３ａと反対側に機能ユニット側の電線と接続可能な接続部２０を形成したものである。

上記Ｙ型のスリット１１は、第１スリット部１１ａ、第２スリット部１１ｂ、第３スリット部１１ｃ、第４スリット部１１ｄならびにブレ−ド３０を把持する接触部１３を壁面とする第５スリット部１１ｅからなる。第４スリット部１１ｄの隙間幅は第１スリット部１１ａより狭く切り込まれ、第５スリット部１１ｅにブレ−ド３０を挿入していないときは、隙間幅が無くなるよう、後述する本発明の実施の形態５の弾性部材１５によって締め付けられている。１対の脚部１２には、弾性部材１５を取り付けるための溝を有した一対の段差部１７が形成されている。なお、このような接触子１０の作成は、プレス機等を用いた抜き加工が多量生産する上で優れている。

図９に示すように本発明の実施の形態５に用いられる弾性部材１５は、りん青銅や鋼板等のばね材から形成された楕円状のリング部材を楕円形の長手方向の略中央部に位置する折り曲げ部１５ａで折り曲げることで、側面及び上面からみてＵ字状になるように形成されている。なお、上記折り曲げ部１５ａの短手方向の内径は、スリットの幅を狭める方向に作用する弾性力を得るため、脚部１２に形成された一対の段差部１7の間の距離よりもやや短くなっている。また、弾性部材１５の幅は、折り曲げ部１５から端にいくに従って幅広になっている。なお、弾性部材１５に用いるばね材は必ずしも導電性を有する必要性がないので、他の弾性を有するプラスチック材であってもよく、その場合の加工は金型成型が適している。

図１０に示すように一対の弾性部材１５の曲げ部１５ａは接触子１０に形成された１対の段差部１７に当接するまでスライド挿入され、また、段差部１７の溝に嵌合し固定される。このとき、接触子１０の第４スリット部１１ｄは、弾性部材１５の弾性力によって隙間が無くなるまで押し狭められる。すなわち弾性部材１５の取り付けにより、例えばね性のほとんどない導電材料で構成された接触子１０であっても、取り付けた弾性部材１５の持つばね作用により、その第１脚部１２ａと第２脚部１２ｂの間にブレ−ド３０を強く把持することができるという効果を有している。また、塑性変形しやすい接触子１０の上下面をＵ字状の弾性部材１５が挟持するように取り付けられているので、特に接触子１０の脚部１２の変形が抑制され、塑性変形の発生し難い接触子１０を得ることができるという格別の効果を有する。

図１１に示すように本発明の実施の形態５に用いられる接続装置１は、図１０の弾性部材１５を取り付けた接触子１０を、絶縁ケ−ス１４に収め、その接続部２０を前記絶縁ケ−ス１４の外に出したものである。この接続部２０は、図１２に示すよう、圧着部品２１をかしめて機能ユニット側の電線２２（第１の導体）と一体に接続している。

このように構成された本発明の実施の形態５の接続装置１は、図中の矢印の方向において、その接触子１０の一対の脚部１２ａ、１２ｂ間（第５スリット部１１ｅ）にコントロ−ルセンタ−のブレ−ド３０を挿抜することができる。なお、ブレ−ド３０が脚部１２ａ、１２ｂ間に挿入されると、隙間のなかった第４スリット部１１ｄに隙間が発生し、弾性部材１５も広げられる。広げられた弾性部材１５の弾性力は増し、脚部１２に設けられた接続部１３にブレ−ド３０を強く把持するので、電気的な接続も確実なものになる。従って、実施の形態５に用いられる接続装置１は、前記機能ユニット側の電線と前記コントロ−ルセンタ−の母線である楕円棒状のブレ−ド３０との電気的な接続や断路を確実に実施できるものである。なお、接触抵抗を減らすため、本発明の実施の形態５に用いられる接触子１０の接触部１３ａの面形状は、楕円棒状のブレ−ド３０の表面に対して面接触できるように曲面になっている。言い換えると、ブレ−ド３０の形状に合わせた接触面形状を接触子１０の接触部１３ａに形成している。

なお、本発明の実施の形態５に用いられる接触子１０は、ばね性の弱い導電材料である銅板を用いたが、ばね性の強い他のいかなる導電性の材料を用いても本発明の実施の形態５に用いられる接触子１０と同様の作用効果が得られることは明らかである。

実施の形態６．
実施の形態１ないし５の接続装置では、絶縁ケ−スに収納する接触子を１枚としていたが、接触子の数を複数とすることも可能である。この場合、複数の接触子を収納できる絶縁ケ−スを用いればよい。例えば２枚の接触子を収納する絶縁ケ−スの場合、ケ−ス内が２段に区分され、その区分されたそれぞれの段に接触子を収めたものにすればよい。以下、図面に基づいて本発明の実施の形態６について詳細に説明する。

図１３は実施の形態６に用いられる接触子の斜視図であり、図１４はそれを用いた接続装置の斜視図である。なお、図１３ならびに図１４中の各部位において、図１ないし図１２と同一部分ないし相当部分には同一符号を付与し、その説明を省略している。

図１３に示すように本発明の実施の形態６に用いられる接触子は、実施の形態５に用いられる弾性部材１５を取り付けた接触子（図１０参照）に貫通する接続用の図示しないリベット穴を設けた２枚の接触子１０ａ、１０ｂと、この２枚の接触子の間に図示しないリベット穴を設けた図示しないＵ字型の導体スペ−サ１０ｃを挟んで、上記各リベット穴にリベット１８を挿入して接続したものである。このとき、上記２枚の接触子１０ａ、１０ｂはリベット１８を回転軸として回転可能であり、各接触子１０ａ、１０ｂの第５スリット部１１ｅをともにブレ−ド３０に対向させることができるようになっている。なお、上記導体スペ−サ１０ｃは、接触子１０ａ、１０ｂに用いられる弾性部材１５の互いの接触を防ぐためのものであって、その厚さは弾性部材１５の厚さの２倍より厚くなっている。

図１４に示すように本発明の実施の形態６に用いられる接続装置１は、前記実施の形態６に用いられる弾性部材を取り付けた２枚の接触子１０ａ、１０ｂを１つの絶縁ケ−ス１４に収めたものである。これにより実施の形態６によれば、１つの接続装置１に２枚の接触子１０ａ、１０ｂを設けているので、１枚の時よりも通電容量が大きくなる。また、接続にリベット１８を用いたので、各接触子１０ａ、１０ｂの第５スリット部１１ｅをともに回転させてブレ−ド３０に対向させることができ、その結果、容易にブレ−ド３０を第５スリット部１１ｅに挿入できるという格別の効果を有する。言い換えると、接続装置１の組立時に、２枚の接触子１０ａ、１０ｂに形成された各第５スリット部１１ｅの向きを互いに正確にあわせなくても、リベット穴にリベット１８を通すことで容易にブレ−ド３０を第５スリット部１１ｅに挿入できる接続装置１が得られるという格別の効果を有する。

なお、実施の形態６では、２枚の接触子１０を１本のリベット１８で止めたが、リベット１８の軸部の径よりリベット穴の径を大きくすることで、複数のリベットで止めても、各々の接触子１０を揺動させることができるため、容易にブレ−ド３０を第５スリット部１１ｅに挿入できる。また、接触子１０を２枚としたが、３枚以上の接触子１０を用いても同様の接続装置を得ることができることは明らかである。

実施の形態７．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態７について詳細に説明する。図１５は本発明の実施の形態７に係る機能ユニットの外観図、図１６は本発明の実施の形態７に用いられるコントロ−ルセンタの外観図である。

図１５（ａ）の斜視図に示すように本発明の実施の形態６に用いられる機能ユニット４０は電動機回路の開閉制御やその保護を行うために、前面に配線用遮断器操作ハンドル４１、状態表示や電動機制御等を行う操作表示装置４２等を配設したものである。内部に図示しない配線用遮断器、電磁接触器などの主回路機器、図示しない電流センサや継電器などの制御回路機器が収容されている。図１５（ｂ）の底面図に示すように機能ユニット４０の背面には、機能ユニット４０と外部の三相交流を制御する図示しないコントロ−ルセンタ５０の３つのブレ−ド３０とを接続する接続装置１が３台配設されている。この接続装置１に実施の形態１ないし実施の形態６において説明した接続装置１を用いる。

図１６に示すように複数の機能ユニット４０は、内部を多段に仕切ったコントロ−ルセンタ５０の段毎に取り付けられ、金属製の箱体５２に設けられた前面扉５１の開閉により、引出し可能に収納されている。

本発明の実施の形態６によれば、機能ユニット４０に薄型でかつ通電容量の大きな接続装置１を用いたので、機能ユニット４０も薄型でき、その結果、多数の機能ユニット４０を収納した省スペ−スなコントロ−ルセンタを得ることができるという効果が得られる。

Claims (12)

1. 第１の導体に接続される接続部と第２の導体を把持する１対の脚部とが形成された接触子を絶縁ケ−スに収めた接続装置において、導電性の板ばねにスリットを入れることにより、前記１対の脚部を形成し、
   前記スリットの幅を狭める弾性部材を前記接触子に取り付けたことを特徴とする接続装置。
2. 第１の導体に接続される接続部と第２の導体を把持する１対の脚部とが形成された接触子を絶縁ケ−スに収めた接続装置において、導電性の平板にスリットを入れることにより、前記１対の脚部を形成し、
   前記スリットの幅を狭める弾性部材を前記接触子に取り付けたことを特徴とする接続装置。
3. 第１の導体に接続される接続部と第２の導体を把持する１対の脚部とが形成された接触子を絶縁ケ−スに収めた接続装置において、導電性の板ばねにスリットを入れることにより、前記１対の脚部を形成し、
   前記スリットの形状がＹ型形状であることを特徴とする接続装置。
4. スリットの付け根部を曲面にしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の接続装置。
5. スリットの付け根部を楕円状の穴で終端したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の接続装置。
6. 第２の導体と面接触する形状の接触部を、１対の脚部それぞれの対向する面に形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の接続装置。
7. 第２の導体を接触部に誘導するガイド部を脚部に形成したことを特徴とする請求項６に記載の接続装置。
8. 溝を有した段差部を脚部に形成したことを特徴とする請求項７に記載の接続装置。
9. 楕円状のリング部材を長手方向略中央部でＵ字状に曲げられたように曲がり、側面及び平面からみてＵ字状に曲げられたように形成されている弾性部材を接触子に取り付けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接続装置。
10. 複数の接触子を１つの絶縁ケ−スに収めたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の接続装置。
11. リベットで接続され、前記リベットを回転軸とする複数の接触子を１つの絶縁ケ−スに収めたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の接続装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の接続装置を備えた機能ユニットから
    構成されたことを特徴とするコントロ−ルセンタ。

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