Method for manufacturing a finger of a movable contactor of a circuit breaker and a movable contactor

本発明は、遮断器の可動接触子に関し、より詳しくは、製造コストを最小化できる遮断器の可動接触子及びその可動接触子を構成するフィンガの製造方法に関する。

一般に、遮断器は、電流が流れる回路に接続されて、正常な状態では回路に電流を流し、回路に事故電流（又は、異常電流）が発生した状態ではその事故電流を遮断して回路及び機器を保護する。

遮断器の一例として、遮断器は、内部に収容空間を形成するケーシングと、固定接点を有してケーシングの内部に固定配置される複数の固定接触子と、固定接点に接触できるように形成された可動接点を有し、固定接触子に対して相対運動可能にケーシングの内部に配置される複数の可動接触子と、可動接触子を駆動する機構ユニットと、過電流及び事故電流などを検出して機構ユニットを駆動する検出ユニットとから構成される。

可動接触子の一側は、固定接触子の流出側固定接点と接続され、可動接触子の他側は、可動接触子の移動により固定接触子の流入側固定接点と接続又は分離される。

また、可動接触子の上側には、可動接触子と固定接触子の接触／分離時に発生するアークを排気（排出）するための複数の消弧室が備えられる。

以下、前述したような遮断器の動作について説明する。

まず、正常な状態で可動接触子が固定接触子の流入側固定接点と接続される。 これにより、電流が固定接触子の流入側固定接点から入って可動接触子の内部パスを流れる。 可動接触子の内部パスを流れる電流は、固定接触子の流出側固定接点から負荷機器に流れる。

また、検出ユニットから過電流及び事故電流が検出されると、内部作動メカニズムにより機構ユニットが動作する。 機構ユニットの移動により可動接触子が角回転すると、可動接触子の可動接点と固定接触子の流入側固定接点が離れて電流が遮断される。

可動接触子は、固定接触子の流入側固定接点と接触又は分離される複数のフィンガと、フィンガの端部にそれぞれ結合されてフィンガに流れる電流が負荷機器に引き出されるように固定接触子の流出側固定接点と接続されるリードワイヤ（LEAD WIRE）とから構成される。

一方、可動接触子のフィンガは、通電性及び加工性に優れた材質の高価な銅が使用される。

従って、可動接触子の製造コストを低減するために、フィンガの製造時の材料の損失を最小化することは、非常に重要な課題の１つである。

本発明は、前述したような問題を解決するためのものであり、本発明の目的は、製造コストを最小化できる遮断器の可動接触子及びその可動接触子を構成するフィンガの製造方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明による可動接触子は、一側を基準軸にして角回転するケージと、所定厚さを有して一端部が傾斜平面であるパス胴部、パス胴部の一端部に段差を有して所定面積に延設され、一面が水平面であるワイヤ接続部、及びパス胴部の他端部の側面に所定長さに延設されてアークの排出を誘導するアーク排出部を含み、ケージに備えられる複数のフィンガと、フィンガにそれぞれ結合されてケージの角回転により固定接触子に接触したり分離される接触端子とを含む。

また、本発明による可動接触子のフィンガの製造方法は、所定厚さ及び幅を有する板材を製造する段階と、板材の幅方向にフィンガの長手方向が位置するようにして板材の長手方向に板材の一部分を切断してフィンガを製造するとき、フィンガのアーク排出部の端部が隣接するフィンガのパス胴部に重なり、フィンガのパス胴部の両側面が隣接するフィンガのパス胴部の側面にそれぞれ接面するように板材の一部分を切断する段階と、切断されたフィンガの一端部を押圧することにより、ワイヤが接続されるワイヤ接続部を形成する段階と、切断されたフィンガの他端部の一部分を押圧することにより、重なってカッティング部分を充填する充填部を形成する段階とを含む。

フィンガを可動接触子に結合して可動接触子を製造するので、可動接触子の製造コストが低減し、価格競争力が向上する。

本発明の遮断器可動接触子の一実施形態を備えた遮断器の一部分を示す側面図である。

本発明の遮断器の可動接触子の一実施形態を示す斜視図である。

本発明の遮断器の可動接触子を構成するフィンガの一実施形態を示す斜視図である。

図３のＡ−Ａ線断面図である。

本発明の遮断器の可動接触子を構成するフィンガの他の実施形態を示す斜視図である。

本発明の遮断器の可動接触子を構成するフィンガの製造方法を示す平面図である。

本発明の遮断器の可動接触子を構成するフィンガの製造方法によりカッティングされたフィンガを示す斜視図である。

以下、本発明の遮断器の可動接触子及びその可動接触子を構成するフィンガの製造方法を添付図面に示す実施形態を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の遮断器可動接触子の一実施形態を備えた遮断器の一部分を示す側面図であり、図２は、本発明の遮断器可動接触子の一実施形態を示す斜視図である。

図示されているように、遮断器の可動接触子Ｄは、所定形状に形成されたケージ１０と、ケージ１０の一側に所定間隔で配列されるように結合される複数のフィンガ２０と、フィンガ２０にそれぞれ結合される接触端子３０と、ケージ１０の両側にそれぞれ結合されてフィンガ２０の両側を囲む側板４０と、側板４０の下端部又はケージ１０の下端部に結合される基準軸（ヒンジ軸）５０とから構成される。

ケージ１０の下端部には、所定形状のブラケット６０が基準軸５０を中心に所定角度だけ移動可能に結合され、ブラケット６０の上側に位置するように負荷側接続端子７０がブラケット６０に結合される。

負荷側接続端子７０は、遮断器を構成する固定接触子Ｃの流出側固定接点Ｃ１に接続される。 フィンガ２０と負荷側接続端子７０は、リードワイヤ（図示せず）により接続される。

ケージ１０の一側には、遮断器の機構ユニットＡと連結される連結ユニットＢが備えられる。 連結ユニットＢは、フィンガ２０の反対側に位置する。

機構ユニットＡが連結ユニットＢを引くか押すことにより、ケージ１０が基準軸５０を中心に角回転する。 ケージ１０が基準軸５０を中心に角回転することにより、フィンガ２０にそれぞれ結合された接触端子３０が固定接触子Ｃの流入側固定接点Ｃ１と接触又は分離される。

可動遮断器のケージ１０の上側、すなわち、フィンガ２０の上側には、フィンガ２０の接触端子３０と固定接触子Ｃの流入側固定接点Ｃ１との接触／分離時に発生するアークが排出される複数の消弧室（図示せず）が備えられる。 各消弧室の内部には、アークを誘導して冷却させることによりアークを消弧する複数のグリッド（図示せず）が層状に配列される。

フィンガ２０は、図３及び図４に示すように、所定厚さを有し、一端部が傾斜平面１であるパス胴部２１と、パス胴部２１の一端部に所定面積を有するように段差を有して延設され、一面が水平面２であるワイヤ接続部２２と、パス胴部２１の他端部の側面に所定長さに延設されてアークの排出を誘導するアーク排出部２３とを含む。

パス胴部２１は、所定幅及び長さを有する所定幅部２１ａと、所定幅部２１ａから傾斜して所定長さに延設される傾斜部２１ｂとからなる。 所定幅部２１ａの端面が傾斜平面１となり、傾斜部２１ｂの端部の一面に所定長さに延設されてアーク排出部２３が形成される。 パス胴部２１の傾斜平面１は、所定幅部２１ａの両側面を基準に傾斜して形成される。 また、アーク排出部２３の隣に位置するように、パス胴部２１の側面に所定幅及び深さを有するスプリングシート２４が形成される。 スプリングシート２４にスプリングの一側が支持されてスプリングがフィンガ２０を付勢する。

ワイヤ接続部２２の一部分がパス胴部２１の傾斜平面１から延長突出して下面が水平面２となり、ワイヤ接続部２２の他の部分がパス胴部２１に位置する。

ワイヤ接続部２２は、四角形に形成されることが好ましい。

さらに、ワイヤ接続部２２は、パス胴部２１の一面が段差を有して形成されることが好ましい。

フィンガ２０のワイヤ接続部２２にリードワイヤ（図示せず）の一端が結合される。 リードワイヤは、ハンダ付け又は溶接により結合されることが好ましい。

パス胴部２１の一側両面にそれぞれ押圧凹部（押圧された凹部）２５が形成される。 押圧凹部２５が形成されることにより、押圧凹部２５の体積に対応する部分が押されるとパス胴部２１の一角部に形成された重複カッティング部２６が充填されて突出した曲面状に復元される。 フィンガ２０は、所定厚さ、幅、及び長さを有する板材をプレスで切断して製造されるとき、隣接するフィンガ２０と重なるように切断される。 ここで、パス胴部２１の一角部の部分が重なって一部分がカッティングされた重複カッティング部２６が形成され、パス胴部２１の一部分を押して押圧凹部２５を形成することにより押圧凹部２５に対応する体積が重複カッティング部２６を充填する。 重複カッティング部２６は、アーク排出部２３の反対側に位置する。 また、押圧凹部２５は、重複カッティング部２６の隣に形成される。

押圧凹部２５は、パス胴部２１の内部領域に位置する。 また、押圧凹部２５は、他の形態として、図５に示すように、パス胴部２１の枠と連通するように開口した形態に形成することもできる。

接触端子３０は、フィンガ２０のスプリングシート２４の反対側の側面に結合される。 接触端子３０は、溶接又はハンダ付けによりフィンガ２０に結合される。

フィンガ２０のパス胴部２１に貫通した結合孔２７が形成される。

フィンガ２０は、ケージ１０の一側に所定間隔を置いて複数配列され、フィンガ２０のアーク排出部２３がケージ１０の上面に位置し、ワイヤ接続部２２がケージ１０の下部に位置する。 ここで、フィンガ２０に結合された接触端子３０は、外部に露出する。

以下、可動接触子Ｄを構成するフィンガ２０の製造方法の一実施形態について説明する。

まず、所定厚さ及び幅を有する板材を製造する。

また、図６に示すように、板材Ｐの幅方向にフィンガ２０の長手方向が位置するように、その板材Ｐの長手方向に板材Ｐの一部分を切断することにより、図７に示すようなフィンガ２０が製造される。 ここで、フィンガ２０のアーク排出部２３の端部が隣接するフィンガ２０のパス胴部２１に重なり、フィンガ２０のパス胴部２１の両側面が隣接するフィンガ２０のパス胴部２１の側面にそれぞれ接面するようにフィンガ２０をカッティングする。 また、フィンガ２０の一側端面、すなわち、アーク排出部２３の一側端面は、板材の一端面と重なり、フィンガ２０の他側端面、すなわち、傾斜平面１は、板材Ｐの他側端面となる。

切断されたフィンガ２０の一端部を押してリードワイヤが接続されるワイヤ接続部２２を形成し、他端部を押して押圧凹部２５を形成するとともに重複カッティング部２６を充填する充填部を形成する。

ワイヤ接続部２２及び押圧凹部２５は、同時に形成することもでき、また順に形成することもできる。

以下、本発明の遮断器の可動接触子及びその可動接触子を構成するフィンガの製造方法の作用効果について説明する。

まず、遮断器に正常に電流が供給されると、可動接触子の接触端子３０は、固定接触子Ｃの流入側固定接点Ｃ１に接触した状態となる。 ここで、電流は、固定接触子Ｃの流入側固定接点Ｃ１からフィンガ２０、リードワイヤ、及び負荷側接続端子７０に流れる。 負荷側接続端子７０に流れる電流は、固定接触子Ｃの流出側固定接点Ｃ２から負荷機器（図示せず）に流れる。

また、異常電流が感知されると、機構ユニットＡの動作により可動接触子が基準軸５０を中心に角回転することにより、フィンガ２０にそれぞれ結合された接触端子３０が固定接触子Ｃの流入側固定接点Ｃ１から分離される（接触が離れる）。 これにより、異常電流が負荷機器に流れることが防止される。

また、可動接触子のフィンガ２０と固定接触子Ｃとの接触／分離時に発生するアークは、フィンガ２０のアーク排出部２３に誘導されて消弧室により排出（排気）される。

一方、可動接触子を構成するフィンガ２０の製造において、所定厚さ及び幅を有する板材の一部分を切断してフィンガ２０を製造するので、製造が簡単で、板材の損失が減少する。 すなわち、板材に隣接するフィンガ２０のパス胴部２１の側面が接触し、アーク排出部２３の一部分が隣接するフィンガ２０に重なるように板材の一部分を切断してフィンガ２０を製造するので、フィンガ２０を製造して残る板材のストリップが最小化して材料の損失が大幅に減少する。

これにより、フィンガ２０の製造にかかる材料費が低減されるので、製造コストが減少する。

１０ ケージ ２０ フィンガ ２５ 押圧凹部 ３０ 接触端子 ４０ 側板 ５０ 基準軸（ヒンジ軸）
６０ ブラケット ７０ 負荷側接続端子 Ａ 遮断器の機構ユニット Ｂ 連結ユニット Ｃ 固定接触子 Ｃ１ 流入側固定接点 Ｃ２ 流出側固定接点 Ｄ 可動接触子