专利名称：触点装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在电子仪器的通电部使用的触点装置。
技术背景在电子仪器中，为了使仪器的组装容易，导体被分割为多个的情 况很多。因此，需要在组装电子仪器时，将导体彼此连接的触点装置。 要求触点装置保持稳定且低的电阻。另外，需要根据所使用的仪器， 对组装时的仪器尺寸公差、使用时因导体的热伸缩造成的相对位移进 行吸收。例如，作为气体绝缘开闭装置中的以往的触点装置有下述装置， 该装置的构成是使配置在同轴上的一对导体在轴向移动，在端部嵌合， 在嵌合面借助导电性的触点，对上述一对导体进行通电(例如，参照 专利文献l。)。专利文献1的上述触点装置在一对导体的嵌合面具有至少两种空隙(Gap)，该空隙通过筒状的导电体内周部的突起形成。另外，因 为配置在一对导体的嵌合面的触点由螺旋弹簧形状的弹簧触点构成， 一面保持规定的接触力， 一面与一对导体接触，所以，能够得到低的 接触电阻。通过这样的构造，能够得到在一对导体的连接部，相对于 导体的插入角度的变化稳定的接触压力。上述弹簧触点是使由导电性的弹簧材料构成的导线束相对于其巻 绕轴以90度以内的角度倾斜，巻绕成螺旋状，形成为一体的带状的触 点。该弹簧触点将两端部接合，作为环状的弹簧触点，嵌入沿圆周方 向，设置在上述一对导体的一个嵌合面上的槽。另外，上述槽沿轴向 设置多个，多个上述环状的弹簧触点配置在轴向。因为上述弹簧触点相对于巻绕轴，以90度以内的角度倾斜，被巻 绕成螺旋状，所以，与巻绕轴垂直的截面为椭圆状，其特性是在短轴方向具有弹簧弹性。因此，使截面为椭圆形状的弹簧触点的短轴方向 的侧面与槽的底面相对，嵌入槽，配置在一对导体之间的间隙，据此， 弹簧触点的弹性反作用力作用于弹簧触点和各导体之间，能得到好的 电接触。专利文献1日本特开2005 - 176536号公才艮因为以往的触点装置象上述那样被构成，所以，在需要大电流用 的触点装置的情况下，为了降低接触阻力，抑制发热，需要增加弹簧 触点和导体的接点数。因此，需要增大导体的直径，或者增长导体的 轴向长度，增加圆环状的弹簧触点的数量，并列配置。其结果为，存 在触点装置大型化，由于不同相位的通电路，或者与框体之间的绝缘 距离的关系，而使用了触点装置的电子仪器必然要大型化的问题。本发明是为了解决该问题点而产生的，其目的是得到一种不会使 触点装置大型化，能够减小导体和触点的接触部的接触阻力，保持稳 定且低的电阻的触点装置。 发明内容有关本发明的触点装置，是使配置在同轴上的一对导体在轴向移 动并嵌合，借助导电性的触点，对上述一对导体进行通电的触点装置， 上述触点是使导线束相对于巻绕轴倾斜，巻绕成螺旋状的、截面为椭 圆形状的弹簧触点，上述一对导体的任意一个的嵌合面沿与相对于上 述一对导体的轴向交叉的面相交的部分设置，并具有上述弹簧触点嵌入的槽，上述槽成为在使上述截面为椭圆形状的弹簧触点的短轴方向 的侧面与上述槽的底面相对地嵌入的情况下，上述槽的侧面和上述弹 簧触点在两个部位接触的形状，并且，在上述槽的底面具有与上述弹 簧触点的侧面接触的弹性体。 发明效果根据本发明，能够得到一种不会使触点装置大型化，能够降低导 体和弹簧触点的接触部的接触阻力，能够保持稳定且低的电阻的触点 装置。 '
图l是表示基于本发明的实施方式l的触点装置的剖视构成图。图2是表示基于本发明的实施方式1的触点装置的接触部的放大图。图3是图1的A-A线的剖视构成图。图4是表示有关本发明的实施方式1的弹簧触点的一部分的侧视图。图5是说明有关本发明的实施方式1的弹簧触点的举动的图。 图6是表示基于本发明的实施方式2的触点装置的接触部的放大图。图7是表示基于本发明的实施方式3的触点装置的接触部的放大图。图8是表示基于本发明的实施方式4的触点装置的接触部的放大图。图9是表示基于本发明的实施方式5的触点装置的剖视构成图。 图10是表示基于本发明的实施方式6的触点装置的立体图。 符号说明1第一导体、2第二导体、3弹簧触点、4弹性体、la、 2a槽。
具体实施方式
实施方式1图l是表示基于本发明的实施方式l的触点装置的剖视构成图， 图2是放大表示基于本发明的实施方式1的触点装置的接触部的放大 图。另外，图3是图1的A-A线的剖视构成图。在图中，第一导体1和第二导体2成对，形成通电路径。第一导 体1和第二导体2均为圆柱形状，为了构成通电路径而配置在同轴(B) 上。第一导体l其端部是筒状的中空构造，第二导体2其端部为小直 径构造。第二导体2的小直径部是能够与第一导体1的中空部嵌合的 构造。第一导体1的中空部的内径被设定成比第二导体2的小直径部 的外形大。另外，在第二导体2的小直径部的外周面(与第一导体l嵌合的嵌合面)上，沿与相对于导体l、 2的轴(B)方向交叉的面相交的部 分(在这里是沿圆周方向)设置槽2a。弹簧触点3嵌入该槽2a。另外， 在槽2a的底面设置弹性体4，对弹簧触点3进行支撑。图4是表示弹簧触点的一部分的侧视图。弹簧触点是使由导电性 的弹簧材料构成的导线束相对于其巻绕轴S倾斜90度以内的角度 (a)，巻绕成螺旋状，形成为一体的带状的弹簧触点。在本实施方式 中，将这样的弹簧触点的两端部接合，作为圆环状的弹簧触点3。该 圆环状的弹簧触点3遍及导体2的槽2a的全周配置。此时，由于弹簧 触点3为了成为圆环状而通过焊接将端部接合，因此，不存在有在组 装时脱落的可能性，但是，也可以不进行焊接，而是就这样巻绕。另 外，槽2a在轴(B)方向设置多个，多个圆环状弹簧触点3配置在轴 (B)方向。另外，因为上述弹簧触点3相对于巻绕轴，倾斜90度以内的角度， 巻绕成螺旋状，所以，与巻绕轴垂直的截面为椭圆形状，其特性是在 短轴方向具有弹簧弹性。因此，使截面为椭圓形状的弹簧触点3的短 轴方向的侧面与槽2a的底面相对，嵌入槽2a，配置在一对导体1、 2 之间的间隙，据此，弹簧触点3的弹性反作用力作用于弹簧触点3和 各导体l、 2之间，能得到好的电接触。另外，槽2a的截面形状如图2所示，成为朝向外侧扩开的梯形形 状。另外，槽2a的截面形状在使截面为椭圓形状的弹簧触点3的短轴 方向的侧面与槽2a的底面相对，嵌入槽2a的情况下，具有槽2a的侧 面和弹簧触点3在两个部位接触那样的角"(0G 〈" <卯°)。通过成为这样的构成，弹簧触点3内的通电路径缩短，能够减小 一对导体l、 2之间的电阻。再有，因为能够切实地在两个部位确保弹簧触点3和设有槽2a 的导体2之间的接触部，所以，与在一个部位接触的情况相比，能够 减小弹簧触点3和导体2之间的接触电阻。如上所述，在本实施方式中，在将弹簧触点3嵌入槽2a时、，使弹 簧触点3的短轴方向的侧面与槽2a的底面相对，槽2a的侧面和弹簧触点在两个部位接触。但是，因为弹簧触点3的截面是椭圆形状，所 以，难以确定槽2a的侧面上的接触位置，不一定要维持弹簧触点3 的短轴方向的侧面与槽2a的底面相对的状态。图5(a)表示弹簧触点3倾斜前的稳定状态，图5(b)表示弹簧 触点3倾斜的状态。例如，在一对导体l、 2受到相对位移的情况下， 如图5 (b)所示，由于滑动阻力，弹簧触点本身在槽2a中倾斜，接 触压力升高，可以看出，在弹簧触点3本身产生了塑性变形等的问题 的情况下，难以维持稳定且低的接触电阻。在本实施方式中，为了解决这样的课题，还在槽2a的底面设置弹 性体4,通过该弹性体4支撑弹簧触点3，使弹簧触点3的短轴方向的 侧面稳定地与槽2a的底面相对。具体地说，如图2所示，由与槽2a的延伸方向正交的截面为V 字型的凹状的曲面构成的弹性体4设置在槽2a的底面，通过该V字 型的凹状的曲面支撑弹簧触点3。为了能够使弹性体4与弹簧触点3接触，稳定地支撑弹簧触点3， 而使V字型的角度01为(180Q-" <"〈180G。在这里，^是相对于 截面为椭圆形状的弹簧触点3的椭圆中心，弹簧触点3和槽2a的侧面 接触的两个接触部所构成的角。槽2a的截面形状为以规定的角度扩开 的槽形状，以便弹簧触点3和配置它的槽2a的侧壁在两个部位接触。 这样，0被设定成不足18O度的任意的角度。另外，若弹性体4配置成与槽2a的底面圆环状连接的形态，则在 组装时不存在脱落的可能性，所以较好，但是，也可以不以圓环状连 接，在槽2a的底面的一个部位配置一个，或者分割成多个，在槽2a 的底面，在圆周上配置。另外，弹性体4的材料可以使用与弹簧触点3以及导体1、 2所使 用的铜、铝、铁等的金属材料相比，弹性率非常低的高分子树脂材料、 橡胶、弹性体、发泡材料等。另外，希望配置弹簧触点3的一侧的导体2的材料是与，簧触点 3的材料相比，硬度低的材料。例如，在由铜类材料构成弹#触点3的情况下，希望导体2的材料是铝类等。另外，在不能象上述那样，使配置弹簧触点3的一侧的导体2的 材料与弹簧触点3的材料相比为硬度低的材料的情况下，希望用比弹 簧触点3的材料硬度低的材料覆盖弹簧触点3所接触的槽2a的侧面的 部位。例如，在弹簧触点3为铜类材料的情况下，希望在槽2a形成镀 银、镀锡等的覆膜。另外，在该情况下，也可以对弹簧触点3施加比弹簧触点3硬度 低的覆膜。接着，说明作用。弹簧触点3具有在短轴方向弹簧系数最小的特性。因此，在将弹 簧触点3夹入第一导体1和第二导体2之间，在弹簧触点3的短轴方 向出现挠曲的情况下，通过其反作用力，图2的箭头Fl、 F2所示的 接触栽荷发挥作用。此时，弹簧触点3作用于第二导体2的力是图中 箭头F所示的朝向，因此，相对于第二导体2的槽2a的侧面，按角 度0分割，F1和F2的力作为分力，分别作用于两侧。另外，与F大小相同的反方向的力也同样从弹簧触点3作用于第 一导体1。此时，角度0在不足180度的范围内越大，分力Fl、 F2 的大小也越大，这可通过平行四边形的定律轻易地推定。象上述那样，弹簧触点3与第一导体1在一个部位以F的力接触， 与第二导体2在两个部位分别以Fl、 F2的力接触。这样，第一导体l 和第二导体2作为借助弹簧触点3来形成通电路径的触点装置成立。在这里，为了针对相对的第一导体1和第二导体2的距离的尺寸 精度，得到钝感、稳定的接触载荷，设置在第一导体1和第二导体2 之间的弹簧触点3需要将位置维持在截面的短轴方向，即，弹簧系数 最小的方向。在本实施方式中，因为是将V字型截面的弹性体4插入槽2a的 底面，所以弹簧触点3的位置通过在两个部位被上述弹性体4支撑而 稳定地被保持。另外，因为在拆装第一导体1和第二导体2时，即使 轴向的摩擦力发挥作用，也能以弹簧触点3的短轴方向成为底面的方式，限制在稳定的位置，所以，无损于弹簧弹性，能够得到稳定且低 的电阻。另外，因为对弹簧触点3进行保持的弹性体4比弹簧触点3以及 导体1、 2的弹性率低，所以，基本没有受到从弹簧触点3得到的反作 用力，反作用力作用在导体2的槽2a的侧面。因此，弹簧触点3和导 体2的槽2a的侧面之间的接触载荷(Fl + F2)被增幅到大于等于弹 簧触点3具有的反作用力F，据此，接触面积增加，能够减小电阻。另外，通过使导体2的材料比弹簧触点3的材料硬度低，由于导 体2和弹簧触点3的接触面塑性变形，所以接触面积增大，具有降低 电阻的效果。通过用比弹簧触点3的材料硬度低的材料覆膜导体2的槽2a中 的、与弹簧触点3接触的接触部或者弹簧触点3，也能获得同样的效 果。象上述那样，因为本实施方式的触点装置为，在使截面为椭圆形 状的弹簧触点的短轴方向的侧面与槽的底面相对并嵌入槽的情况下， 槽的侧面与弹簧触点为在两个部位接触的槽形状，所以，弹簧触点内 的通电路径缩短，能够减小一对导体间的电阻。另外，因为能够在两 个部位切实地确保弹簧触点和设置着槽的导体之间的接触部，所以， 与在一个部位接触的情况相比，能够减小弹簧触点和导体之间的接触 电阻。再有，因为在槽的底面具有与弹簧触点的侧面接触的弹性体，截 面为椭圓形状的弹簧触点的短轴方向的侧面与上述槽的底面相对，所 以，能够确保稳定且低的电阻。其结果为，本实施方式的触点装置不会增加弹簧触点的长度、个 数，能够使第一导体和笫二导体之间的电阻飞跃地降低。据此，具有 不必使触点装置大型化，就能流通大电流的效果。实施方式2图6是表示基于本发明的实施方式2的触点装置的接触部的放大图。在上述实施方式1所示的触点装置中，弹性体4与弹簧触点3相 对的面是凹状的曲面，截面为V字型。在本实施方式2所示的触点装 置中，弹性体4如图6所示，与弹簧触点3相对的面是凹状的曲面， 使与槽2a的延伸方向正交的截面形状为圓弧状，这点与实施方式1 不同。其它的构成以及功能与实施方式1所示的触点装置相同。在本实施方式中，弹性体4和弹簧触点3接触的面(在图6中弹 簧触点3的短轴方向的侧面)的弹性体4的曲率半径Rl若大于等于 弹簧触点3的曲率半径(在图6中短轴方向的曲率半径Rs)则更好。据此，因为具有将弹簧触点3限制在稳定的位置上的效果，所以， 能够得到稳定的电阻。另外，若弹性体4的截面形状不是圆弧状，与弹簧触点3接触的 弹性体4的接触面为曲面，使上述曲面(接触面)的曲率半径大于等 于弹性体4和弹簧触点3的接触部的弹簧触点3的曲率半径，则因为 同样具有将弹簧触点3限制在稳定的位置上的效果，所以，能够得到 稳定的电阻。实施方式3图7是表示基于本发明的实施方式3的触点装置的接触部的放大图。在上述实施方式1所示的触点装置中，弹性体4与弹簧触点3相 对的面是凹状的曲面，其截面为V字型。在本实施方式3所示的触点 装置中，弹性体4如图7所示，与槽2a的延伸方向正交的截面为梯形， 与弹簧触点3相对的部分平坦，这点与实施方式l不同。其它的构成 以及功能与实施方式1所示的触点装置相同。在该情况下，弹性体4因为略微变形，所以能够吃入弹簧触点3 的侧面，支撑弹簧触点3，所以能够获得稳定的电阻。实施方式4图8是表示基于本发明的实施方式4的触点装置的接触部的放大图。在上述实施方式1所示的触点装置中，第二导体2的槽2a与槽2a的延伸方向正交的截面为向外侧扩开的梯形形状。在本实施方式4 所示的触点装置中，槽2a如图8所示，与槽2a的延伸方向正交的截 面为凹状的曲面，设置在槽2a的底面的弹性体4与弹簧触点3相对的 面是由沿着弹簧触点3的侧面的面构成，这点与实施方式l不同。其 它的构成以及功能与实施方式1所示的触点装置相同。另外，在使截面为椭圆形状的弹簧触点3的短轴方向的侧面与上 述槽2a的底面相对，并且嵌入槽2a的情况下，为了使槽2a的侧面和 弹簧触点3在两个部位接触，如图8所示，需要使弹簧触点3和槽2a 的接触部的槽2a的曲率半径R2比上述接触部的弹簧触点3的曲率半 径R大，并且比截面为椭圆形状的弹簧触点3的短轴方向的曲率半径 Rs小。在图8中，虽然设置在槽2a的底面的弹性体4与弹簧触点3相对 的面由沿着弹簧触点3的侧面的面构成，但是，对弹簧触点3进行支 撑的弹性体4的相对面也可以如实施方式1-3所示，是V字型的凹 面，圆弧状的凹面，平的面均可。据此，能够获得与实施方式l-3相同的效果，同时，在弹簧触点 3和导体2的槽2a的接触面，弹簧触点3和槽2a的侧面之间的相对 曲率半径减小。据此，即使是在同样的接触载荷作用在弹簧触点3和 导体2之间的情况下，因为接触面积增加，所以也能够减小电阻。实施方式5图9是表示基于本发明的实施方式5的触点装置的接触部的放大图。在上述实施方式1 - 4所示的触点装置中，表示的构成是在第二导 体2的小直径部设置槽2a,弹簧触点3被嵌入槽2a。在本实施方式5 所示的触点装置中的构成如图9所示，在第一导体1的中空部的内周 面形成槽la，将弹簧触点3配置在该槽la，第二导体2的小直径部为 实心杆，这点与实施方式l-4不同。其它的构成以及功能与实施方式 l-4所示的触点装置相同。据此，能够获得与实施方式1-4相同的效果。实施方式6图10是表示基于本发明的实施方式6的触点装置的接触部的放大图。在上述实施方式1 - 5所示的触点装置中，第一导体1和第二导体 2均为圆柱形状。在本实施方式6所示的触点装置中的构成如图10所 示，由端部具有3字状的截面的平板构成第一导体1，由插入第二导 体1的3字间隙之间那样的平板构成第二导体2，将弹簧触点3嵌入 在一对导体l、 2的任意一个嵌合面上所设置的槽中，这点与实施方式 l-5不同。在一对导体的任意一个的嵌合面上所设置的槽沿与相对于 一对导体的轴向交叉的面相交的部分设置，在图10中，在第二导体2 的前端部的上下面，分别沿与导体2的插入方向正交的方向设置该槽。 其它的构成以及功能与实施方式1-5所示的触点装置相同。据此，不限于圆柱形状的导体，针对平板状的导体，也能获得与 实施方式1-5相同的效果。
权利要求
1.一种触点装置，该触点装置使配置在同轴上的一对导体在轴向移动并嵌合，借助导电性的触点，对上述一对导体进行通电，其特征在于，上述触点是使导线束相对于卷绕轴倾斜，卷绕成螺旋状的、截面为椭圆形状的弹簧触点，上述一对导体的任意一个的嵌合面沿与相对于上述一对导体的轴向交叉的面相交的部分设置，并具有上述弹簧触点嵌入的槽，上述槽成为在使上述截面为椭圆形状的弹簧触点的短轴方向的侧面与上述槽的底面相对地嵌入的情况下，上述槽的侧面和上述弹簧触点在两个部位接触的形状，并且，在上述槽的底面具有与上述弹簧触点的侧面接触的弹性体。
2. 如权利要求l所述的触点装置，其特征在于，弹性体的与弹簧 触点相对的面是与槽的延伸方向正交的截面为V字型的凹状的曲面。
3. 如权利要求l所述的触点装置，其特征在于，弹性体的与弹簧 触点接触的面是与槽的延伸方向正交的截面为凹状的曲面，上述曲面 的曲率半径大于等于上述弹性体和上述弹簧触点的接触部中的上述弹 簧触点的曲率半径。
4. 如权利要求l所述的触点装置，其特征在于，设置在一对导体 的任意一个的嵌合面上的槽中，与上述槽的延伸方向正交的截面为凹 状的曲面，弹簧触点与上述槽的接触部的上述槽的曲率半径比上述接 触部的弹簧触点的曲率半径大，并且，比截面为椭圓形状的上述弹簧触点的短轴方向的曲率半径小。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的触点装置，其特征在于，设 置有弹簧触点所嵌入的槽的导体的材料使用比上述弹簧触点的材料硬度低的材料。
6. 如权利要求1至4中任一项所述的触点装置，其特征在于，用比上述弹簧触点的材料硬度低的材料，覆盖与弹簧触点接触的槽的侧 面。
全文摘要
本发明要解决的技术问题是，得到一种不会使触点装置大型化，能够保持稳定且低的电阻的触点装置。本发明的结构为，将弹簧触点(3)嵌入在导体(2)的嵌合面上沿圆周方向设置的槽(2a)内，同时，槽(2a)是在使弹簧触点(3)的短轴方向的侧面与槽(2a)的底面相对，并嵌入槽(2a)的情况下，使槽(2a)的侧面和弹簧触点(3)在两个部位接触的形状，并且，在槽(2a)的底面具有与弹簧触点(3)的侧面接触的弹性体(4)。
文档编号H02B13/02GK101247028SQ200810002698
公开日2008年8月20日 申请日期2008年1月14日 优先权日2007年2月16日
发明者中川博之, 岛津秀昭, 林龙也, 笹尾博之, 藤田大辅, 贞国仁志 申请人:三菱电机株式会社