JPH02265121A - 摺動接触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、断路器や遮断器等に使用される摺動接触子
に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば実公昭５６−１１６８９号公報の第２図
〜第４図や実開昭５４．−３６０５８号公報の第１図〜
第３図等に示されたものと類似の従来の摺動接触子の断
面図であり、（２０）、　（３０）はそれぞれ第１．第
２の開閉部、（１１、（２＋は金属でいわゆるフィンガ
ー形状に形成されて可視性を有するそれぞれ第１および
第２の固定接触子で、その一端が固定部（３）に取付け
られて他端には丸みのついた接触部（イ）を備え、撓む
ことにより接触部（４）が、図において上下に変位する
ことができる６両固定接触子（１１、（２１は互いに対
向し、離隔して対称的に設けられている。（５１は可動
接触子、ｆ６１　、　Ｉ刀は耐摩耗性のある金属で互い
に同様の形に作られたそれぞれ第１および第２の通電接
触子て、両固定接触子ｆｉｌ　、　（２１の対向方向に
対して傾斜した投入ガイド面（８）と上記対向方向に平
行なスライド面（９）と有しており、これら２つの面ｆ
８１　、　（９１は境界部（１３）で連なっている。第
１の固定接触子（］）と第１の通電接触子（６）とで第
１の開閉部（２０）を、そして第２の固定接触子（２）
と第２の通電接触子（力とで第２の開閉部（３０）を構
成している。００）は可動部としての金属製の通電用部
材て、両端部にそれぞれ第１および第２の通電接触子（
６）（刀がボルト（１１）で取付けられていて、以上、
（６）〜（１１）で可動接触子（（５）を構成している
。（１２）は可動接触子（５）に取付けられてこれを図
において左右に移動させるための操作棒である。第１２
第２の固定接触子（１１、（２＋、第１．第２の通電接
触子Ｔ６１　、　（７）および通電用部材００）は操作
棒（１２）の中心の延長線を軸とするほぼ同心円筒状に
なっているが、図を見易くするため、主として断面部分
を示し、他は図示を省略している。（第１図、第３図、
第５図も同様の図示の省略を行っている。）第１．第２
の通電接触子（６１、（７１の外径ｄ１は第１．第２の
固定接触子（１，１、（２１の内径ｄ２よりも大きくな
るよう形成されており、そのなめ、可動接触子（５）が
矢印の向きに移動して第１．第２の通電接触子［６］　
、　（７１のスライド面（９）か第１．第２の固定接触
子（１１、（２＋の接触部（４）に接触する位置に来た
ときに、第１．第２の固定接触子（１）、［２＋が図に
おいて上方に少したわみ、その弾性による圧力て安定し
た電気的接触が得られるようになっている。また、第１
．第２の固定接触子（１１、（２１の両接触部伺］の取
イ」ピッチと第１゜第２の通電接触子［６１、［７１の
取付ピッチとは同じ寸法になっていて、第１の固定接触
子（１）と第１の通電接触子（６）の接触状態と、第２
の固定接触子（２）と第２の通電接触子（７）の接触状
態とは同じになるようになっている。

第５図は第４図の摺動接触子の投入時の第２の開閉部（
３０）の動作を示す断面図であり、動作順に同図（Ａ）
〜（Ｃ１て示す。投入カイ１−面（８）は第１．第２の
固定接触子Ｔｌ）　、　（２１の対向方向、即ち、可動
接触子（５）の移動方向に対して傾斜しているが、その
傾斜角度をθとする。接触部（４）は後述のように投入
カイト面（８）とスライド面（９）上を摺動するので、
その時の摩耗を少なくするために、投入カイト面（８）
とスライド面（９）の境界部（１３）は、実際にはわず
かながら丸みを付けて滑らかに仕上けられているが、簡
単のためにこの丸みが無いものとして説明する。

第５図（Ａ）のように第２の通電接触子（７）か第２の
固定接触子（２）と離れている状態から、矢印の向きに
可動接触子（（５）を移動させると、同図（Ｂ）の−点
鎖線で示すように投入ガイド面（８）が接触部（４）に
当接して接触を開始する。投入カイト面（８）」−の最
初に接触する点を接触開始点（１５）とする。更に矢印
の方向に移動させると実線で示すように投入ガイド面（
８）のくさび作用で第２の固定接触子（２）を押し広げ
ながら、即ち、図において上方にＳなけたわませまがら
第２の通電接触子（９）は接触部（４）に対して摺動し
、右方へ進む。矢印の向きに更に移動させると接触部（
４）と第２の通電接触子（７）の接触点（１４）は投入
カイト面（８）から境界部（１３）を通過して同図（Ｃ
）のようにスライド面（９）十に移る。接触点（１４）
がスライド面（９）に達すると第２の通電接触子（７）
は第２の固定接触子（２）のたわみを一定に保ちながら
、図において右方に摺動して停止する。なお、同図（Ｃ
）の−点鎖線は同図＜Ａ）における第２の固定接触子（
２）の位置を示す。」１記においては第２の開閉部（３
０）の動作について説明したが、第１の開閉部（２０）
においても同時に同様の動作が行われる。

以上で投入動作が完了するが、開放動作の場合は、第５
図（Ｃ）の状態から矢印と逆の向きに可動接触子（５）
を移動させて、第１の通電接触子（６）と第１の固定接
触子（１）間、および第２の通電接触子（７１と第２の
固定接触子（２）間の開放を行う。

次に、投入時に操作棒（１２）で可動接触子（５）を動
かずのに必要な投入駆動力について説明する。第６図は
第５図（Ｂ）の接触点（１４）に作用する力を示ずベタ
１〜ル図で、見易くするため力の作用点の図示を少し右
上にすらしている。Ｗは第５図ＣＢ）において第２の固
定接触子（２）が撓むことにより生ずる接触部（４）の
変位Ｓに対応して発生ずる変位反力であり、投入ガイド
面（８）を図において下方に押圧し、ＷとＳの間には次
の比例関係がある。

Ｗ＝ＫＳ　　　　　　　　・・・（１）たたし、Ｋは第
２の固定接触子（２）の形状や材質等によって決まる定
数である。Ｄは可動接触子（５）の投入駆動力と等量、
逆向きである第２の固定接触子（２）から受ける投入反
力、つまり、投入抵抗力であり、第２の固定接触子（２
）は変角反力Ｗと投入反力りの合力Ｔを、接触点（１４
）を通じて第２の通電接触子（７）に及ぼしている。合
カゴは、投入ガイド面（８）に垂直方向の力と平行方向
の力に分解するとそれぞれ分力ＮとＦになる。第２の通
電接触子（７）か、図において右方に移動するとき、投
入カイト面（８）に垂直な分力Ｎどこの分力Ｎに対応し
た摩擦力Ｆとを第２の固定接触子（２）の接触部（４）
から受けながら進むことになる。簡屯の７コめに速度変
化を伴なわない準静的な運動として考えると、」二層力
の間には次の関係が成り立つ。

Ｆ−μＮ　　　　　　　　・　・（１１）Ｗ＝Ｎｃｏｓ
θ−ＦＳｉηθ　　　・・・・（ｉｉｉ）Ｄ　＝　Ｎ　
ｓｉｎθ＋Ｆ　ｃｏｓθ　　　−（ｉｖ　）ただし、μ
は投入ガイド面（８）と接触部（４］との間の摩擦係数
である。（１）〜（ＩＶ）式から次式が求まる。

トμｔａｎθ いま、一般の断路器等の摺動接触子を考えて、−例とし
てμｍ０．５及びθ−３０°を（ｖｉ式に代入してＤを
計算すると Ｄ＝１．５ＫＳ　　　　　　　　・・・・（Ｖりとなり
、１，５Ｋを比例定数として、接触部（４）の変位Ｓに
比例する力りが、第２の通電接触子（７）を動かずのに
必要であることが分かる。

次に、第５図（Ｃ）のように接触点（１４）が境界部（
Ｉ３）を通過した後、スライド面（９）で接触部Ｃ用に
対して摺動しながら第２の通電接触子（７１か移動して
いる時は、通常の摩擦力に打ち勝った（〕の駆動力があ
ればよく、この力りは次式で表わされる。

Ｄ　−μ　　・　　■ぐ　Ｓ ０、５　Ｋ　Ｓ　　　　　　　・−（ｖｉｉ　）この時
は変位Ｓは一定である。（ｖｉ　）、　（ｖｉｉ　）式
を比較すると、同一の変位Ｓの場合は投入ガイド面（８
）て摺動している時の方が、スライド面（９）で摺動す
る時の３倍の大きな駆動力を必要とすることか分かる。

前者の時の方が後者の時よりも大きな駆動力を必要とす
ること、つまり、Ｃ〉μの関係は、μおよびθを通常用
いられる範囲で変化させても成り立つ。

以上においては第２の開閉部（３０）について説明した
が、これらと同時に第１の開閉部（２０）でも同様の動
作が行われるので、全体で必要な駆動力は」１記の力の
２倍となる。

以上で説明した必要な投入駆動力を、可動接触子（（５
）の位置に対応して表わすと第７図のクラ７のようにな
る。−点鎖線は一方の開閉部（２０）または（３０）を
駆動するのに必要な力を示し、実線は両開閉部（２０）
、　（３０）の駆動に要する力を示す。Ａｏ〜八３へ可
動接触子（５）の、第７１Ｉ図における左右方向の位置
を示すもので、可動接触子（５１Ｊ二に任意に特定した
基準点の位置を表わす。Δ。は投入開始時、八、は第１
．第２の通電接触子（６１、ｆｉｌが接触部（４）に接
触を開始する時、Ａ２は接触点（１４）が境界部（１３
）に達した時、Ａ３は投入完了時の位置を表わす。Ｄ、
〜Ｄ４は上記位置に対応する投入駆動力を示すもので、
Ｄｏは第１．第２の通電接触子（６１、ｆｉｌが接触部
（４）に非接触の時の力であり、可動接触子保持部（図
示せず）等の摩擦力に対抗するための力てかなり小さい
。Ｄ、は接触点（１４）が投入カイト面（８）上を移動
して境界部（１３）に達する直前の一方の開閉部（２０
）または（３０）における力、Ｄ２は接触点（１４）か
境界部（１３）を通過した後の一方の開閉部（２０）ま
たは（３０）における力である。第１および第２の開閉
部（２０）。

（３０）は互いに同時に同様の動作を行うので、Ｄｌ。

［〕２に相当する第１．第２の開閉部（２０）　、　（
３０）合計の力の最大値Ｄ３、投入完了直前の値Ｄ４は
それぞれり、、Ｄ、の倍の大きさになる。（Ｖｌ）式か
らり、を、（ｖｉｉ）式からり、を計算するとＤ工、Ｄ
３は次のようになる。

Ｄ＋　＝　３　Ｄ２　　　　　　　　　　　−−　（ｖ
ｉｉ　）Ｄ３＝　２　ＤＩ＝　６０２　　　　　　・・
−・（ＩＸ　）前述のようにり。は小さいのて、以下こ
れを無視して説明する。可動接触子（５）の投入行程中
、投入ガイド面（８）が接触部（用に対して摺動するＡ
１から八。

の間では動作の進行に伴なって必要な投入駆動力は直線
的に急激に増加していき、Ａ２で最大値のＤ３となる。

その後、接触点（１４）が境界部（１３）を通過すると
スライド面（９）が接触部（４）に対して摺動し、投入
駆動力はＤ４に急減して一定になる。

上記の例と若干界なり、一定の傾斜角度θを持たず、投
入ガイド面（８）全体に丸みのあるものが、例えば、実
公昭５６１１６８９”ｉ公報に示されているが、このよ
うな場合、第７図における八、からＡ２までの投入駆動
力の変化が直線的にならないが、再通電接触子（６１、
（７１が同時に接触部（４）比接触を開始することには
相違なく、従って、最大値であるＤ３はＤ４に比べてか
なり大きい。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の摺動接触子は以上のように構成されていて、第１
と第２の開閉部が互いに同時に同様の動作を行うので、
一方の開閉部に必要な投入駆動力の最大値と他方の最大
値とが同時に出現し、つまり、重なり合い、合計の投入
駆動力の最大値および変動幅が大きくなる。摺動接触子
を駆動操作する装置はこの最大値に対応した能力を備え
ておく必要があり、そのため、大形で高価格になるとい
う問題点があった。また、この駆動操作装置の電気制御
系統故障等に起因するオーバーストロークを防止するた
めの当て止めや誤動作防止用の鎖錠装置には」１記駆動
操作装置の強大な駆動力に対抗できるだけの耐力を保持
させる必要があるなど、これらいわゆるフェールセーフ
用装置も大形化。

高価格化するなどの問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、投入操作時における所要最大駆動力を低減
して、駆動操作装置およびフェールセーフ用装置を小型
で安価なものにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る摺動接触子は、可動部の移動方向に対し
て傾斜した投入ガイド面とこれに連なり上記移動方向と
平行なスライド面とを有する接触子および可撓性を有す
る接触子て形成された第１第２の開閉部を備え、第１の
開閉部で一方の接触子のスライド面が他方の接触子に接
触した状態において、第２の開閉部で−・方の接触子の
投入ガイド面が他方の接触子に接触するように構成した
ものである。

〔作　　用〕

この発明における摺動接触子は、投入時において、まず
、第１の開閉部で２つの接触子か互いに接触を開始し、
その接触点か一方の接触子の投入ガイド面上を移動して
スライド面に達した後、第２の開閉部で２つの接触子が
互いに接触を開始する。そのため、第１の開閉部におい
て必要な投入駆動力の最大値と、第２の開閉部におりる
それとは時間的に重ならず、従って、全体の必要投入駆
動力の最大値および変動幅は従来例に比べて小さくなる
。

〔発明の実施例〕

以下、この発明に一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の−・実施例による摺動接触子の断面図で
あり、投入時の動作順に同図（Δ）〜（Ｄ）で示す。こ
れらの図において、（１）〜（３０）は第４図、第５図
の各部分と同様であるが全体としては異なっており、後
述のように第１および第２の通電接触子（６１、（７１
は互いに同時に同様の動作を行わないようになっている
。いま、各部間の図において水平方向の距離について、
投入ガイド面（８）上の接触部（４）との接触開始点（
１５）と境界部（１３）間をＬｌ、再通電接触子（６１
、（７１間取付ピッチをり７、両接触部（４〕間取付ピ
ッチをＡ３とすると、次式の関係になるように構成され
ている。

Ｌ、　＞　　１４．十Ｌ２　　　　　　　　・　・・（
ｘ）次に動作について説明する。第１図（Ａ）の状態か
ら操作棒（１２）により矢印の向きに可動接触子ｆ５１
を移動させると、同図（Ｂ）のように、まず第１の通電
接触子（６）が第１の固定接触子（１）の接触部（爛と
接触を開始する。可動接触子（５）を矢印の向きに更に
移動させると、第１の通電接触子（６）において第５図
の場合と同様に投入ガイド面（８）か第１の固定接触子
（１）を図において」一方にたわませなから接触部（４
）に対して摺動し、同図（Ｃ）のように接触点（１４）
が境界部（１３）を通過してスライド面（９）が接触部
（４）と接触を開始すると共に、第２の通電接触子ｆ７
１において投入ガイド面（８）が第２の固定接触子（２
）の接触部（４）と接触を開始する。可動接触子（５）
を矢印の向きに更に移動させると、第２の通電接触子（
７１が上記の第１の通電接触子（６）の動作と同様の動
作を行って同図（Ｄ）のようにそのスライド面（９）が
接触部（４）と接触すると共に、第１の通電接触子（６
）ではスライド面（９）が接触部（４）に対して摺動し
、投入動作を完了する。

上記の投入動作を行うに際して必要な投入駆動力を、可
動接触子（５）の位置に対応して示すと第２図のグラフ
のようになる。−点鎖線は第２の開閉部（３０）のみの
駆動に必要な力を示し、実線は全体として必要な力を示
す。Ａ、〜Ａ７は可動接触子（５）の位置を示すもので
、八。は投入開始時、Ａ４．Ａ６はそれぞれ第１および
第２の通電接触子（６１、（７１が接触部（４）に接触
を開始する時、Ａｓ、　八７はそれぞれ第１および第２
の通電接触子［６１、（７）において接触点（１４）が
境界部（１３）に達した時、Ａ３は投入完了時の位置を
表わす。Ｄｏ〜Ｄ４は第７図の場合と同様の力であり、
Δ、において第１の開閉部（２０）の駆動に要する力は
最大となるが、この時は第２の通電接触子（７）は接触
部（４）に未だ接触していないのて、第２の開閉部（３
０）の駆動力は不要であり、その後人７において第２の
開閉部（３０）の駆動力は最大となるが、この時は第１
の開閉部（２０）では駆動力がＤ２に下落しており、従
って、全体としての駆動力の最大値Ｄ３は従来例に比べ
て軽減され、駆動力の変動幅も小さくなる。

ＤＢ　＝　　ＤＩ十０２　　　　　　　　＝−−−−（
Ｘｉ）であるが（ｖｉｉ）式を用いて り、−４Ｄ、　　　　　　　　・・・・・・（ｘｉｉ）
となり、これを（ｉｘ）式と比較すると３３％も小さく
なっていることが分かる。特に、発電所等の発電機から
主変圧器までの発電主回路〈共に図示せず）に設置され
、数キロアンペアから４０キロアンペア程度の定格電流
を有する断路器や遮断器（共に図示せず）においては速
度変化に寄与しない準静的な所要最大投入駆動力が従来
例では１トン程度にもなることがあり、この実施例によ
ればこれが数百キログラムも軽減されることになる。

なお、上記実施例では、２つの開閉部（２０）　、　（
３０）のうち、第１図において左側のものを第１の開閉
部（２０）としたが、逆に右側のものを第１の開閉部（
２０）として、投入時に、まずこちらから接触を開始す
るようにしてもよい。また、２つの開閉部（２０）　（
３０）は互いに同様に構成したが、形状や材質が異なる
ように構成してもよく、更に、実公昭５６−１１６８９
号公報の第２図〜第４図に示されたものと同様に投入ガ
イド面に丸みを持たせるＪ：うにしてもよい。また、可
動接触子（５）に設けた第１．第２の通電接触子ｆ６１
　、　（７＋に投入ガイド面（８）とスライド面（９）
を設けたが、実開昭５５−１６４７３２号公報の第３図
、第４図に示されたように、第１．第２の開閉部のうち
の一方において第３図のように固定接触子（２）に投入
ガイド面（８）とスライＩ・面（９）を設け、可動接触
子（７１に可撓性を持たぜるようにしてもよく、第１．
第２の開閉部の両方でそのようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、第１の開閉部で−・
方の接触子のスライド面が他方の接触子に接触した状態
において、第２の開閉部で一方の接触子の投入ガイド面
が他方の接触子に接触するように構成したので、投入時
に第１の開閉部で両接触子の接触点がスライド面に達し
た後、第２の開閉部で接触が開始されることになり、そ
のため−方の開閉部の駆動に要する力の最大値と他方の
それとは時間的に重ならず、従って、全体の所要駆動力
の最大値と変動幅は小さくなり、その結果、駆動操作装
置およびフェールセーフ用装置を小形で安価なものにで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による摺動接触子の断面図
、第２図は第１図の摺動接触子に必要な投入駆動力を示
すグラフ、第３図はこの発明の他の実施例による摺動接
触子の断面図、第４図は従来の摺動接触子の断面図、第
５図は第１１し１の摺動接触子の投入時の動作を示す断
面図、第６図は第５図ＣＢ）の接触点に作用する力を示
ずベクｌ〜ル図、第７図は第４図の摺動接触子に必要な
投入駆動力を示すクラ７である６ 図において、（１１，（２１はそれぞれ第１．第２の固
定接触子、［６１ｉ７１はそれぞれ第１．第２の通電接
触子、（８）は投入ガイＩ・面、（９）はスライド面、
００１は通電用部材、（２０）、　（３０）はそれぞれ
第１および第２の開閉部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　弁理士　　大　岩　増　雄 緊に趣掌ζ 痢４部ふき 平成　　年 １月２３日 １事件の表示 平成１年特許願第０８５９６１、 発明の名称 摺動接触子 ３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　　　所　　　東京都千代田区丸の１二丁目２番３号
名　　　称（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４代理人 補正の内容 （１］明細書第３ペ一ジ第１行「面（９）と」の次に「
を」を挿入する。 ′２）明細書第３ページ第１６行「している、（」の次
に「後述する」を挿入する。 （３）明細書第５ページ第１４行に「まがら」とあるの
を「なから」と訂正する。 （４）明細書第５ページ第１４行に「接触子（９）」と
あるのを「接触子（７）」と訂正する。 （５）明細書第７ページ第１９行［面（８）ｊの次に「
およびスライド面（９）」を挿入する。 （６）明細書第１５ページ第４行に「すると共に」とあ
るのを「したのちに」と訂正する。 （７）明細書第１７ページ第２０行に「接触子（７１」
とあるのを「接触子（５）」と訂正する。 ３）図面（第１図（Ｂ）および（Ｃ））を別紙の通り訂
正する。 （第１図（Ｂ）の符号「１４」を「１５」に訂正し、同
図（Ｃ）の２箇所の符号「１４」のうち右側１箇所を「
１５」に訂正した。） 刀図面（第２図）を別紙の通り訂正する。 （Δ７〜Δ３区間のＤ２レベルの線を破線から一点鎖線
に訂正した。 ７添付書類の目録 図面 （第１図（Ｂ） （Ｃ）および第２図） 以上 緊に趣：ｐ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに対向し、離隔して設けられた２つの固定接触子と
   、この両固定接触子それぞれと組合されて第１および第
   ２の開閉部を形成する２つの通電接触子と、この両通電
   接触子が設けられ、上記両固定接触子の対向方向に移動
   して上記両開閉部を閉じることにより投入状態にする可
   動部とを備えたものにおいて、上記両開閉部それぞれに
   おいて一方の接触子が上記移動の方向に対して傾斜した
   投入ガイド面とこの投入ガイド面に連なり上記移動の方
   向と平行なスライド面とを有すると共に、他方の接触子
   が可撓性を有し、上記第１の開閉部で上記一方の接触子
   のスライド面が上記他方の接触子に接触した状態におい
   て、上記第２の開閉部で上記一方の接触子の投入ガイド
   面が上記他方の接触子に接触するように構成したことを
   特徴とする摺動接触子。