(57)【要約】  嵌合穴が形成された第１の導体と、前記嵌合穴に挿入される軸部の外周に環状溝が形成された第２の導体と、コイル内部にリングが挿入され、該リングにより環状に形成されて前記環状溝内に設置され、該環状溝と前記嵌合穴とに接触して前記第１、第２の導体間を導通する傾斜コイルばねと、を備える。また、前記傾斜コイルばねは、楕円形に螺旋巻きされ、楕円の長軸方向を前記軸部の軸方向に向け、短軸方向を前記軸部の径方向に向けて前記環状溝内に設置され、前記リングは、軸方向両端部が前記傾斜コイルばねの長軸部内周に接触している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌合穴が形成された第１の導体と、
前記嵌合穴に挿入される軸部の外周に環状溝が形成された第２の導体と、
コイル内部にリングが挿入され、該リングにより環状に形成されて前記環状溝内に設置され、該環状溝と前記嵌合穴とに接触して前記第１、第２の導体間を導通する傾斜コイルばねと、
を備えることを特徴とする接触子。
【請求項２】
前記リングの断面の軸方向幅寸法は、径方向厚さ寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の接触子。
【請求項３】
前記傾斜コイルばねは、楕円形に螺旋巻きされ、楕円の長軸を前記軸部の軸方向に向け、短軸を前記軸部の径方向に向けて前記環状溝内に設置され、前記リングは、軸方向両端部が前記傾斜コイルばねの長軸部内周に接触していることを特徴とする請求項２に記載の接触子。
【請求項４】
前記リングの軸方向端部は半円形に形成され、該半円の曲率半径は、前記傾斜コイルばねの長軸部内周の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の接触子。
【請求項５】
前記環状溝は、底部に近いほど幅が狭く形成され、前記傾斜コイルばねは、前記環状溝の底面との間に間隙を有し、頂部を前記環状溝から突出させ、前記環状溝の側面に接触して係止されていることを特徴とする請求項３に記載の接触子。
【請求項６】
前記傾斜コイルばねの長軸部外周の幅寸法は、前記環状溝の上縁部の幅寸法よりも小さく、底部の幅寸法よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の接触子。
【請求項７】
前記リングは、前記第２の導体の軸部の軸方向に対して傾斜する切断部を有することを特徴とする請求項１に記載の接触子。
【請求項８】
前記リングの傾斜切断部の円周方向の長さは、前記傾斜コイルばねの螺旋巻きピッチよりも長いことを特徴とする請求項７に記載の接触子。
【請求項９】
前記リングの切断部を、前記傾斜コイルばねの両端部の突合せ位置から周方向にずらして配置したことを特徴とする請求項７に記載の接触子。
【請求項１０】
前記リングは、絶縁性リングであることを特徴とする請求項１に記載の接触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧送電系統に用いられるガス絶縁開閉装置内等で、２つの導体同士を、熱膨張等による相対変位を可能にしながら電気的に接続する接触子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、導電性を付与するばね装置において、両端を有するコイルばねであって、該コイルばねの中心線に沿って勾配を付けた複数の中間コイルを有し、該中間コイルの各々が、中心線に対する法線に関する正面角度にて配置された前縁部分と、前記法線に関する後方角度にて配置された後縁部分とを有し、前記複数の中間コイルと調和し、前記両端に配置され且つ後方角度手段を有する端部コイルであって、該端部コイル同士を係止し得るように少なくとも一つの端部コイルの後縁部分を画成する前記端部コイルを備え、前記少なくとも一つの端部コイルの端部コイル後縁部分が、前記中間コイルの後縁部分の後方角度と異なる後方角度を有し、前記端部コイルが、前記中間コイルの撓みを妨害しない位置に配置されるものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、ばね保持コネクタ（接触子）において、貫通する穴を有するハウジングと、前記穴内に回転自在及び摺動自在に挿入されたシャフトと、前記穴及び前記シャフトのうちの一方に形成された環状の溝と、前記穴内で前記シャフトを摺動自在に保持するために前記環状の溝内に設置された、素線の端部同士が溶接されて環状に形成されたコイルばねと、を有し、前記環状の溝が、前記コイルばねの形状と組み合わさって、前記穴内での前記シャフトの運動を制御するように、寸法決めされ、形状づけられるものがある（例えば、特許文献２参照）。【０００４】
【特許文献１】特開平８−２１０４０４号公報
【特許文献２】特表２００６−５１８０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術によれば、コイルばねの両端を接続して環状コイルばねを形成するために、中間コイルとは異なる形状の端部コイルを形成している。そのため、環状コイルばねの製作が難しく、高コストになる、という問題があった。【０００６】
また、特許文献２に記載された従来の技術によれば、コイルばねの素線の端部同士を溶接してコイルばねを環状に形成するので、ばねの素線の端部同士の溶接やその信頼性の確保が難しく、特許文献１に記載された従来の技術と同様に、高コストで、品質の確保が困難である、という問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、環状コイルばねの形成が容易で、信頼性にも優れ、低コストな接触子を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、嵌合穴が形成された第１の導体と、前記嵌合穴に挿入される軸部の外周に環状溝が形成された第２の導体と、コイル内部にリングが挿入され、該リングにより環状に形成されて前記環状溝内に設置され、該環状溝と前記嵌合穴とに接触して前記第１、第２の導体間を導通する傾斜コイルばねと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる接触子は、環状コイルばねの形成が容易で、信頼性にも優れ、コストアップを抑えることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の接触子の実施の形態を示す軸線に沿う縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【図３】図３は、図１のＢ部拡大図である。
【図４】図４は、実施の形態の傾斜コイルばねを示す側面図である。
【図５】図５は、実施の形態のリングを示す正面図である。
【図６】図６は、実施の形態のリングを示す下面図である。
【図７】図７は、リングの切断部の他の例を示す下面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１０  接触子
１１  第１の導体
１１ａ  嵌合穴
１２  第２の導体
１２ａ  軸部
１２ｂ  環状溝
１２ｃ  底面
１２ｄ，１２ｅ  側面
１３  傾斜コイルばね
１３ａ  頂部
１３ｂ  突合せ部
１４  絶縁性リング（リング）
１４ａ，１４ｂ  切断部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる接触子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。【００１３】
実施の形態．
図１は、本発明の接触子の実施の形態を示す軸線に沿う縦断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図であり、図３は、図１のＢ部拡大図であり、図４は、実施の形態の傾斜コイルばねを示す側面図であり、図５は、実施の形態のリングを示す正面図であり、図６は、実施の形態のリングを示す下面図である。【００１４】
図１〜図６に示すように、実施の形態の接触子１０は、高電圧送電系統に用いられるガス絶縁開閉装置内等で、２つの導体同士を電気的に接続するものであり、端部に円形の嵌合穴１１ａが形成された丸棒状の第１の導体１１と、第１の導体１１の嵌合穴１１ａに挿入される、嵌合穴１１ａの内径よりも外径が小さい軸部１２ａの外周に、２つの環状溝１２ｂが形成された第２の導体１２と、コイル内部に絶縁性リング１４が挿入され、絶縁性リング１４の剛性により環状に形成されて第２の導体１２の環状溝１２ｂ内に設置され、環状溝１２ｂと第１の導体１１の嵌合穴１１ａとに接触して第１、第２の導体１１、１２間を導通する傾斜コイルばね１３と、を備えている。絶縁性リング１４は、傾斜コイルばね１３を環状に保持する剛性を有している。【００１５】
上記の構成により、傾斜コイルばね１３の両端を溶接等で接続する必要がなく、安価な絶縁性リング１４を用いることにより、特許文献１又は２に記載された技術に比べ、大幅なコストダウンを図ることができる。また、溶接による傾斜コイルばね１３の歪みが発生せず、熱処理を行う必要もなく、傾斜コイルばね１３の品質、信頼性が向上する。【００１６】
第１、第２の導体１１、１２の材質は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金のいずれかであり、表面の導電性を高めるために銀メッキが施されている。傾斜コイルばね１３の材質は、ばね性に優れた銅合金である。リング１４は、傾斜コイルばね１３による通電の安定性、及び、傾斜コイルばね１３との摩擦により発生する微小な金属異物がガス絶縁開閉装置内の絶縁性能に悪影響を及ぼす可能性を考慮し、テフロン（登録商標）やガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂で製作するのが好ましいが、金属製であってもよい。また、金属リングの表面に絶縁性樹脂をコーティングしたものでもよい。金属リングとするときは、通電時のローカルヒートや事故時の短絡電流の分流によるアークの発生に注意が必要である。【００１７】
リング１４の断面の軸Ｚ方向幅寸法Ｗｄは、径方向厚さ寸法Ｔよりも大きく形成されている。このように形成することにより、傾斜コイルばね１３が、嵌合穴１１ａに挿入され、径方向に圧縮されてコイルが更に傾斜しても、傾斜コイルばね１３とリング１４との間に径方向の間隙が確保される。【００１８】
傾斜コイルばね１３は、図３及び図４に示すように、楕円形に、かつ、楕円の短軸がコイルの中心軸線と鋭角を成すように傾斜螺旋巻きされ、図３に示すように、楕円の長軸を第２の導体１２の軸部１２ａの軸Ｚ方向に向け、楕円の短軸を軸部１２ａの径方向に向けて環状溝１２ｂ内に設置される。また、リング１４は、軸方向両端部が傾斜コイルばね１３の長軸部内周に接触している。【００１９】
上記の構成により、絶縁性リング１４の軸方向両端部が、傾斜コイルばね１３の長軸方向の変形を阻止するとともに、傾斜コイルばね１３の環状溝１２ｂ内での捻れを防止し、短軸方向の変形のみを許容する。また、短軸を軸部１２ａの径方向に向けて環状溝１２ｂ内に設置するので、環状溝１２ｂは、浅い溝でよく、深い溝加工を行う必要がなく、加工コストの増大と、第２の導体１２の通電断面積の減少を回避している。【００２０】
図３に示すように、絶縁性リング１４の軸方向両端部は半円形に形成され、半円の曲率半径Ｒ１は、傾斜コイルばね１３の長軸部内周の曲率半径Ｒ２よりも小さくなっている。この形状により、絶縁性リング１４と傾斜コイルばね１３との間の摺動摩擦による異物の発生を防止している。【００２１】
なお、実施の形態では、リング１４の軸方向両端部を半円形に形成したが、必ずしも半円形にする必要はなく、例えば、リング１４の断面を長方形に形成し、傾斜コイルばね１３に接触する角部を面取りしてもよい。【００２２】
図３に示すように、環状溝１２ｂは、底部ほど幅が狭く形成され、傾斜コイルばね１３は、環状溝１２ｂの底面１２ｃとの間に間隙を有し、頂部１３ａを環状溝１２ｂから突出させ、環状溝１２ｂの側面１２ｄ、１２ｅに接触して係止されている。傾斜コイルばね１３を、第２の導体１２と二点で接触させるようにして、接触電気抵抗を低減させている。【００２３】
また、環状溝１２ｂの側面１２ｄ、１２ｅの傾斜角度を急角度とし、傾斜コイルばね１３の素線の通電距離を短縮するとともに接触圧力を増大させ、傾斜コイルばね自身の電気抵抗と接触電気抵抗を減らしている。環状溝１２ｂの側面１２ｄ、１２ｅの傾斜角度は、９０°（直角）に近いほど通電性能は向上するが、一方で、傾斜コイルばね１３が環状溝１２ｂの底面１２ｃに落下しやすくなり、通電性能が不安定になる恐れがあるため、部品公差のばらつきを考慮して９０°よりも幾分小さくするのがよい。また、実施の形態では、環状溝１２ｂの側面１２ｄ、１２ｅを平面としたが、側面１２ｄ、１２ｅを、曲面としてもよい。【００２４】
図３に示すように、傾斜コイルばね１３の長軸部外周の幅寸法Ｗｃは、環状溝１２ｂの上縁部の幅寸法Ｗａよりも小さく、底部の幅寸法Ｗｂよりも大きく形成されている。このような傾斜コイルばね１３と環状溝１２ｂの形状寸法関係と、絶縁性リング１４の剛性により、接触子１０の組立或いは通電時の電磁力による挙動等により、傾斜コイルばね１３が環状溝１２ｂ内で捻れて環状溝１２ｂの底面１２ｃに接触し、電気抵抗が増大したり不安定になったりするのを防ぐことができる。【００２５】
図６に示すように、絶縁性リング１４は、傾斜コイルばね１３内に挿入するために、幅が傾斜コイルばね１３の素線径ｄよりも若干広い切断部１４ａを有しているが、この切断部１４ａは、軸部１２ａの軸Ｚ方向に対して傾斜させている。切断部１４ａの円周方向の長さＬ１は、傾斜コイルばね１３の螺旋巻きピッチＬ２よりも長くしている。それ故、傾斜コイルばね１３の全てのコイルに絶縁性リング１４が当接し、コイルの変形が抑制される。【００２６】
また、図２に示すように、絶縁性リング１４の切断部１４ａを、傾斜コイルばね１３の両端の突合せ部１３ｂから周方向にずらして配置している。ずらし角度は、１８０°とするのがよい。構造的に弱い部分である切断部１４ａと突合せ部１３ｂとを互いにずらすことにより、傾斜コイルばね１３と絶縁性リング１４の組立構造が強いものとなる上に、傾斜コイルばね１３が絶縁性リング１４の切断部１４ａから脱落する恐れを回避することができる。なお、絶縁性リング１４の切断部は、図６に示す直線状の傾斜切断部１４ａに替えて、図７に示すような、Ｖ字型の傾斜切断部１４ｂとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明にかかる接触子は、高電圧送電系統に用いられるガス絶縁開閉装置等に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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