主电路导体及开闭器的制作方法

1.本发明涉及具有在通电用导体对触点进行铆接的构造的主电路导体及开闭器。


背景技术：

2.构成电磁开闭器或者电路断路器等开闭器的固定侧触点导体或者可动侧触点导体的主电路导体，具有通电用导体和固定于通电用导体的触点。在这些触点大多使用银合金。例如，将ag－wc－gr类的烧结触点、ag－in2o3－sno2类的溶解触点等作为银合金的触点使用，将它们根据额定电流或者分断容量而区分使用。另外，关于触点和通电用导体的接合方法，存在将铆钉形状的触点与通电用导体铆接接合的方法、通过钎料进行通电用导体和触点的接合等，但铆接接合的成本低，因此在成本方面是有利的。
3.在专利文献1公开了向铆钉形状的基体金属的铆接固定构造。
4.专利文献1：日本特开平10－223076号公报
5.铆接接合在成本方面有利，但根据触点的种类，存在会产生裂纹或者变形变大这样的问题。例如，如果将铆钉形状的烧结触点与通电用导体进行铆接，则在烧结触点会产生裂纹或者变形变大。对于如上所述的触点，如果施加如无负载耐久试验那样的达到几千次的冲击，则发生如在触点产生缺口或者触点容易脱落这样的缺乏长期可靠性的问题。另外，如果变形大，则还存在无法遵守通过电气用品安全法规定的银触点的厚度大于或等于0.5mm这一条文的问题。


技术实现要素：

6.本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到能够确保长期可靠性的主电路导体。
7.为了解决上述的课题，并达到目的，本发明的主电路导体的特征在于，具有：通电用导体，其设置有孔；以及铆钉形状的触点，其插入至通电用导体的孔而进行铆接。在将通电用导体的厚度设为t，将对触点进行铆接后的铆接量设为d时，满足t
×
(d
1.4
)＞2.3且d
8.+t＜4.7mm。
9.发明的效果
10.根据本发明的主电路导体，具有能够确保长期可靠性这一效果。
附图说明
11.图1是表示实施方式1所涉及的电路断路器的脱扣状态的剖视图。
12.图2是表示实施方式1所涉及的电路断路器的接通状态的剖视图。
13.图3是表示实施方式1所涉及的铆钉形状的触点的结构的剖视图。
14.图4是表示在实施方式1所涉及的通电用导体对铆钉触点进行铆接前的状态的正视图。
15.图5是表示在实施方式1所涉及的通电用导体对铆钉触点进行铆接后的状态的正
视图。
16.图6是表示在实施方式1所涉及的通电用导体无法对铆钉触点适当地进行铆接的状态的正视图。
17.图7是表示在实施方式1中，在通电用导体对铆钉触点进行铆接的试验的结果的图形，将通电用导体的厚度设为横轴，将铆接量设为纵轴，是表示在触点产生的裂纹的有无的图形。
18.图8是表示实施方式2所涉及的双切的电路断路器的脱扣状态的剖视图。
19.图9是表示实施方式3所涉及的电磁开闭器的结构的剖视图。
具体实施方式
20.下面，基于附图，对实施方式所涉及的主电路导体及开闭器详细地进行说明。
21.实施方式1.
22.图1是表示实施方式1所涉及的电路断路器的脱扣状态的剖视图。图2是表示实施方式1所涉及的电路断路器的接通状态的剖视图。
23.在图1及图2中，作为开闭器的电路断路器具有手柄10、开闭机构部30、固定侧的通电用导体6、在固定侧的通电用导体6设置的固定侧触点7、可动侧的通电用导体8和在可动侧的通电用导体8设置的可动侧触点9。关于开闭机构部30的结构的详细内容，由于不是本发明的主要部分，因此省略说明。
24.如图1、2所示，如果对手柄10进行接通操作，则开闭机构部30动作，可动侧的通电用导体8被旋转驱动，可动侧触点9与固定侧触点7抵接，可动侧的通电用导体8和固定侧的通电用导体6成为导通状态。在可动侧触点9与固定侧触点7接触的瞬间，由可动侧触点9和固定侧触点7的合闸产生的冲击会施加于可动侧触点9和固定侧触点7。在由于该冲击而在可动侧触点9或者固定侧触点7产生裂纹的情况下，通过如无负载耐久试验那样的几千次的冲击而使裂纹加深，有可能在可动侧触点9或者固定侧触点7发生缺损，或者可动侧触点9或者固定侧触点7脱落等。
25.图3是表示实施方式1所涉及的铆钉形状的触点20的结构的剖视图。铆钉形状的触点20是可动侧触点9或者固定侧触点7的统称。下面，将铆钉形状的触点20称为铆钉触点20。如图3所示，铆钉触点20具有：基体金属部1，其具有铆钉的形状；以及触点2，其与基体金属部1接合。基体金属部1具有没有螺纹的机体部1a和直径比机体部1a大的头部1b。基体金属部1和触点2之间的边界面示出了通过钎焊、冷压接、热压接等将基体金属部1和触点2进行接合的接合面3。
26.基体金属部1的材料例如为铜，优选为无氧铜、韧铜等纯铜。触点2的材料为银类的合金，例如为ag－wc－gr、ag－wc、ag－in2o3－sno2、ag－sno2类。如上所述，基体金属部1和触点2的材质存在各种种类，另外，基体金属部1和触点2的接合方式也存在各种种类。
27.图4是表示在实施方式1所涉及的通电用导体5对铆钉触点20进行铆接前的状态的正视图。图5是表示在实施方式1所涉及的通电用导体5对铆钉触点20进行铆接后的状态的正视图。通电用导体5是固定侧的通电用导体6及可动侧的通电用导体8的统称。由通电用导体5和铆钉触点20构成主电路导体。通电用导体5的材料例如为铜、铝、铁等。
28.如图4所示，在将铆钉触点20的基体金属部1的机体部1a插入至设置于通电用导体
5的贯通孔5a后，通过冲头11等工具对从通电用导体5凸出的铆钉触点20的基体金属部1的机体部1a的前端面1c施加力而进行铆接。
29.由此，如图5所示，从通电用导体5凸出的基体金属部1的机体部1a的前端部1d变形而被铆接接合。将通电用导体5的厚度设为t，将从铆接后的铆钉触点20的前端面1e至通电用导体5为止的距离设为d。下面，将d称为铆接量。铆接量d在铆接后的铆钉触点20的前端面1e不是平面的情况下，是基于构成前端面1e的各前端点的平均位置而决定的。
30.图6是表示在实施方式1所涉及的通电用导体5无法对铆钉触点20适当地进行铆接的状态的正视图。如图6所示，如果铆接量d过长，则仅基体金属部1的机体部1a的前端面1c的附近膨胀，因此通电用导体5的贯通孔5a的部分不膨胀，成为基体金属部1相对于通电用导体5移动的状态，无法具有适当的铆接强度而对铆钉触点20进行铆接。
31.图7是表示在实施方式1中，在通电用导体5对铆钉触点20进行铆接的试验的结果的图形，将通电用导体5的厚度t设为横轴，将铆接量d设为纵轴，是表示在触点2产生的裂纹的有无的图形。铆接量d的单位为mm，通电用导体5的厚度t的单位为mm。将通电用导体5设为铜，将触点2设为ag(85wt％)－wc(12wt％)－gr(3wt％)。wt％为重量百分比。在铆接时，触点2稍微膨胀，触点2的直径变大，但在该试验中不约束触点2的外周而进行了铆接。〇标记表示没有能够通过目视进行确认的触点裂纹的状态，
×
标记表示存在能够通过目视进行确认的触点裂纹。另外，涂白的三角所示的阈值a1是用于对有无触点裂纹进行识别的阈值。如果铆接量d大于阈值a1，则有可能产生触点裂纹，如果铆接量d小于阈值a1，则不可能产生触点裂纹。涂黑的三角所示的阈值a2是用于对铆接力是否变缓进行判定的阈值，如果铆接量d大于阈值a2，则铆接力变缓而得不到适当的铆接力，在铆接量d小于阈值a2的情况下，得到所需的铆接力。
32.根据图7的试验结果，在t
×
(d
1.4
)的值大于2.3的情况下，即在下式(1)成立的情况下，通过目视确认到在触点2没有产生裂纹。
33.t
×
(d
1.4
)＞2.3
· · · · · (1)
34.其结果，示出了在通电用导体5的厚度t薄的情况下，铆接时的力容易传递至触点2，因此需要使(即，增大铆接量d)铆接变浅，但在通电用导体5的厚度t厚的情况下，铆接的力不易传递至触点2，因此能够使(即，减小铆接量d)铆接变深。
35.另外，如阈值a2所示，示出了如果成为d+t≥4.7，则如图6所示，铆接的力变缓，接触稳定性受损，因此无法作为主电路导体使用。因此，为了得到适当的铆接强度，如下式(2)所示，需要使通电用导体5的厚度t和铆接量d的合计小于4.7mm。
36.d+t＜4.7
· · · · · (2)
37.在将满足式(1)的主电路导体搭载于电路断路器或者电磁开闭器等开闭器的情况下，能够承受如无负载耐久试验那样的几千次的冲击，能够确保长期可靠性。
38.另外，在维氏硬度小于或等于160hv的触点的情况下，如果不满足式(1)，则在对铆钉触点20进行铆接时触点2容易变形，由于触点2的形状，不满足例如由电气用品安全法规定的银合金触点的情况下的大于或等于0.5mm的触点条文。
39.另外，如果在烧结触点含有碳化钨，则与前述的银类的合金触点相比较，不耐铆接的冲击力，更容易产生裂纹，式(1)的效果更显著地出现。特别地，在碳化钨的含量小于或等于40wt％的情况下，如果不满足式(1)，则在对铆钉触点20进行铆接时触点2容易变形，由于
触点2的形状，不满足例如由电气用品安全法规定的银合金触点的情况下的大于或等于0.5mm的触点条文。另外，通常烧结触点通过钎焊在通电用导体将触点接合，但在实施方式1中，通过比钎焊低价的铆钉形状，能够抑制通电时的温度上升且实现触点的熔接性能优异的烧结触点的特性。
40.另外，如果在烧结触点含有石墨，则与前述的银类的合金触点相比较而不耐铆接的冲击力，更容易产生裂纹，式(1)的效果更显著地出现。特别地，在石墨的含量大于或等于2％的情况下，式(1)的效果更显著地出现，能够承受如无负载耐久试验那样的几千次的冲击，能够确保长期可靠性。并且，通过低价的铆钉形状，能够抑制通电时的温度上升且实现触点的熔接性能优异的烧结触点的特性。
41.另外，也可以在触点2不含有碳化钨及石墨，在该情况下，也能够通过低价的铆钉形状抑制通电时的温度上升且实现触点的熔接性能优异的烧结触点的特性。
42.如上所述，根据实施方式1，在将通电用导体5的厚度设为t，将对铆钉触点20进行铆接后的铆接量设为d时，满足t
×
(d
1.4
)＞2.3且d+t＜4.7mm，因此不会在触点产生裂纹，另外触点不容易脱落，能够确保主电路导体的长期可靠性。
43.实施方式2.
44.对实施方式1为单切的电路断路器的实施例进行了说明，但实施方式2是将具有在实施方式1中说明的铆钉触点20及通电用导体5的主电路导体应用于双切的电路断路器。图8是表示实施方式2所涉及的双切的电路断路器的脱扣状态的剖视图。
45.如图8所示，电路断路器作为固定触点而具有作为通电用导体的第1固定接触件40、在第1固定接触件40设置的第1固定触点41、作为通电用导体的第2固定接触件42和在第2固定接触件42设置的第2固定触点43。另外，图8所示的电路断路器作为可动触点而具有作为通电用导体的第1可动接触件50、在第1可动接触件50设置的第1可动触点51、作为通电用导体的第2可动接触件52和在第2可动接触件52设置的第2可动触点53。第1可动接触件50及第2可动接触件52是支撑于转子55的旋转轴54的一体构件，彼此在相反方向延伸。从图8所示的状态起，如果转子55向顺时针方向旋转，则第1可动接触件50及第2可动接触件52向顺时针方向旋转，第1可动触点51与第1固定触点41抵接，第2可动触点53与第2固定触点43抵接，电路断路器成为导通状态。
46.具有在实施方式1中详述的铆钉触点20及通电用导体5的主电路导体，能够作为图8所示的双切的电路断路器的固定触点及可动触点使用。
47.实施方式3.
48.实施方式3是将具有在实施方式1中说明的铆钉触点20及通电用导体5的主电路导体应用于电磁开闭器。图9是表示实施方式3所涉及的电磁开闭器的结构的剖视图。
49.作为开闭器的电磁开闭器作为固定触点而具有作为通电用导体的第1固定接触件60、在第1固定接触件60设置的第1固定触点61、作为通电用导体的第2固定接触件62、和在第2固定接触件62设置的第2固定触点63。电磁开闭器作为可动触点而具有作为通电用导体的第1可动接触件70、在第1可动接触件70设置的第1可动触点71、作为通电用导体的第2可动接触件72、和在第2可动接触件72设置的第2可动触点73。第1可动接触件70及第2可动接触件72是支撑于电磁致动器75的柱塞74的一体构件，彼此在相反方向延伸。从图9所示的状态起，电磁致动器75具有固定铁心76和可动铁心77，如果在线圈78流动电流，则固定铁心76
对可动铁心77进行吸引。在可动铁心77安装有柱塞74。如果电磁致动器75动作，则固定铁心76对可动铁心77进行吸引，由此，第1可动触点71与第1固定触点61抵接，第2可动触点73与第2固定触点63抵接，电磁开闭器成为导通状态。
50.具有在实施方式1中详述的铆钉触点20及通电用导体5的主电路导体，能够作为图9所示的电磁开闭器的固定触点及可动触点使用。
51.以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一部分，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够适当地组合，或者对结构的一部分进行省略、变更。
52.标号的说明
53.1基体金属部，1a机体部，1b头部，1c、1e前端面，1d前端部，2触点，3接合面，5、6、8通电用导体，5a贯通孔，7固定侧触点，9可动侧触点，10手柄，11冲头，20铆钉形状的触点(铆钉触点)，30开闭机构部，40、60第1固定接触件，41、61第1固定触点，42、62第2固定接触件，43、63第2固定触点，50、70第1可动接触件，51、71第1可动触点，52、72第2可动接触件，53、73第2可动触点，54旋转轴，55转子，74柱塞，75电磁致动器，76固定铁心，77可动铁心，78线圈，d铆接量，t通电用导体的厚度。

技术特征：
1.一种主电路导体，其特征在于，具有：通电用导体，其设置有孔；以及铆钉形状的触点，其插入至所述通电用导体的所述孔而进行铆接，在将所述通电用导体的厚度设为t，将对所述触点进行铆接后的铆接量设为d时，满足t
×
(d
1.4
)＞2.3且d+t＜4.7mm。2.根据权利要求1所述的主电路导体，其特征在于，所述触点的维氏硬度小于或等于160hv。3.根据权利要求1或2所述的主电路导体，其特征在于，所述触点为烧结触点，含有碳化钨。4.根据权利要求3所述的主电路导体，其特征在于，所述触点的所述碳化钨的含有率小于或等于40重量％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的主电路导体，其特征在于，所述触点为烧结触点，含有石墨。6.根据权利要求5所述的主电路导体，其特征在于，所述触点以大于或等于2重量％含有所述石墨。7.一种开闭器，其特征在于，使用了权利要求1至6中任一项记载的主电路导体。

技术总结
得到能够确保长期可靠性的主电路导体。主电路导体具有：通电用导体(5)，其设置有贯通孔(5a)；以及铆钉触点(20)，其插入至通电用导体(5)的贯通孔(5a)而进行铆接。在将通电用导体(5)的厚度设为t，将对铆钉触点(20)进行铆接后的铆接量设为d时，满足t


技术研发人员：中川淳 熊谷辽 千种真一 阿部吏
受保护的技术使用者：三菱电机株式会社
技术研发日：2022.11.21
技术公布日：2023/7/11