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公開番号2025128676
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025475
出願日2024-02-22
発明の名称直動接点および巻線切替装置
出願人株式会社日立製作所,株式会社日立インダストリアルプロダクツ
代理人ポレール弁理士法人
主分類H01H 50/54 20060101AFI20250827BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本発明は、複数の可動端子を1つの軸で動作させることができる直動接点を提供する。
【解決手段】本発明による直動接点50は、導電体で構成され、軸方向に移動可能なシャフト8と、固定接点1a1を備える固定端子1aと、シャフト8が貫通し、軸方向に移動可能であり、固定接点1a1と軸方向に対向する可動接点5a1を備える可動端子5aと、可動端子5aに接し、シャフト8が貫通した第1絶縁材9aと、一端が第1絶縁材9aに接して可動端子5aに接圧を与える接圧バネ6aと、導電体で構成され、接圧バネ6aの他端が接しており、シャフト8とともに移動可能であり、接圧バネ6aを軸方向に伸縮させるバネ座7aと、シャフト8の周囲を軸方向に延伸し、シャフト8が貫通し、可動端子5aと第1絶縁材9aを貫通する第2絶縁材10aを備える。第2絶縁材10aは、シャフト8が軸方向に移動すると、可動端子5a及び第1絶縁材9aと摺動する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
導電体で構成され、軸方向に延伸し、前記軸方向に移動可能なシャフトと、
固定接点を備える固定端子と、
板状の部材であり、前記シャフトが貫通している穴を備え、前記軸方向に移動可能であり、前記固定接点と前記軸方向に対向する可動接点を備える可動端子と、
前記可動端子に接し、前記シャフトが貫通している穴を備える第１絶縁材と、
前記軸方向に延伸し、一端が前記第１絶縁材に接して前記可動端子に接圧を与える接圧バネと、
導電体で構成され、前記接圧バネの他端が接しており、前記シャフトとともに前記軸方向に移動可能であり、前記接圧バネを前記軸方向に伸縮させるバネ座と、
前記シャフトの周囲を前記軸方向に延伸し、前記シャフトが貫通している穴を備え、前記可動端子を前記可動端子の前記穴で貫通するとともに、前記第１絶縁材を前記第１絶縁材の前記穴で貫通する第２絶縁材と、
を備え、
第２絶縁材は、前記シャフトが前記軸方向に移動すると、前記可動端子及び前記第１絶縁材と摺動する、
ことを特徴とする直動接点。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
第２絶縁材は、前記可動端子を貫通するとともに前記第１絶縁材を貫通する円筒部を備え、
前記円筒部は、前記シャフトが前記軸方向に移動すると、前記可動端子及び前記第１絶縁材と摺動する、
請求項１に記載の直動接点。
【請求項３】
前記第１絶縁材の前記可動端子に接する面は、凸状の曲面である、
請求項１に記載の直動接点。
【請求項４】
前記軸方向に延伸する１本のシャフトと、前記軸方向に並んで配置された複数の直動接点を備え、
複数の前記直動接点は、請求項１に記載の直動接点であり、
複数の前記直動接点のそれぞれが備える前記シャフトは、前記１本のシャフトを構成する、
ことを特徴とする直動接点。
【請求項５】
１つの前記直動接点の前記第１絶縁材は、円筒形であって前記接圧バネが内部に位置する側面部を備え、
前記固定端子と前記可動端子が互いに離れている状態では、前記第１絶縁材の前記側面部の前記軸方向の位置は、前記側面部が、前記接圧バネと、前記軸方向に隣り合う他の前記直動接点の前記固定端子との間を遮るような位置である、
請求項４に記載の直動接点。
【請求項６】
１つの前記直動接点の前記第２絶縁材は、円筒形であって前記軸方向に隣り合う他の前記直動接点の前記接圧バネが内部に位置する側面部を備え、
前記固定端子と前記可動端子が互いに接触している状態では、前記第２絶縁材の前記側面部の前記軸方向の位置は、前記側面部が、前記固定端子と、前記軸方向に隣り合う他の前記直動接点の前記接圧バネとの間を遮るような位置である、
請求項４に記載の直動接点。
【請求項７】
前記第１絶縁材の前記側面部は、外周部に、前記直動接点が設置されたハウジングに固定された摺動軸受を備える、
請求項５に記載の直動接点。
【請求項８】
請求項４に記載の直動接点を直列直動接点とし、
複数の前記直列直動接点が、前記軸方向に直交する径方向に並んで配置されており、
前記固定端子は、前記軸方向の両面に前記固定接点を備え、
１つの前記直列直動接点の前記可動端子と、前記径方向に隣り合う他の前記直列直動接点の前記可動端子は、前記軸方向の両面に前記固定接点を備える前記固定端子を前記軸方向で挟むように位置している、
ことを特徴とする直動接点。
【請求項９】
３つの前記直列直動接点が、前記径方向に並んで配置されており、
前記シャフトが前記軸方向の一方に移動すると、前記径方向の両端に位置する前記直列直動接点において、前記固定端子と前記可動端子が互いに接触し、
前記シャフトが前記軸方向の他方に移動すると、前記径方向の中央に位置する前記直列直動接点において、前記固定端子と前記可動端子が互いに接触する、
請求項８に記載の直動接点。
【請求項１０】
筐体であるハウジングと、
アクチュエータと、
前記ハウジングに設置された直動接点と、
を備え、
前記直動接点は、請求項８に記載の直動接点であり、
前記シャフトは、前記アクチュエータの動作により前記軸方向に移動する、
ことを特徴とする巻線切替装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、メカニカルスイッチである直動接点と、直動接点を備えた巻線切替装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、モータの３相Ｙ結線においては、固定子巻線を直列に接続する１Ｙ結線と、固定子巻線を並列に接続する２Ｙ結線がある。固定子巻線を２Ｙ結線から１Ｙ結線に切替えることで、抵抗とインダクタンスが２倍になるが、電流を１／２にしても２Ｙ結線の場合と同じトルクを出力することができる。
【０００３】
この１Ｙ結線と２Ｙ結線の切替を行うのが、メカニカルスイッチである直動接点を備えた巻線切替装置である。
【０００４】
例えば電動自動車において、高速道路を走行可能なモータを設計する場合には、電費（燃費）に影響が大きい市街地での低速走行において、モータの効率改善が必要である。
【０００５】
直動接点を備えた巻線切替装置を用いて、モータを、高速走行時には２Ｙ結線にして低速走行時には１Ｙ結線にするように接続を切り替えれば、低速走行時には、電流を１／２にしつつ高速走行時と同じトルクを出力することができるので、低速から高速までの広い範囲でモータを高効率化することができる。
【０００６】
また、２Ｙ結線から１Ｙ結線に接続を変更した場合には、同じ電流でトルクを２倍にすることができるが、最高回転数は２Ｙ結線の場合よりも小さい。速度やトルクに応じて１Ｙ結線と２Ｙ結線を切替えることができれば、高速道路などの高速走行には２Ｙ結線とし、低速登坂や発進などの低速走行には１Ｙ結線とし、高速走行と低速走行の中間の中速度域には効率が良い方の結線とすると、１つのモータで広い速度範囲の走行をカバーすることができる。
【０００７】
従来のメカニカルスイッチや直動接点の例は、特許文献１、２、及び３に記載されている。特許文献１には、一対の固定接触子と、可動接触子と、消弧室を備える電磁接触器が記載されている。特許文献２には、シャフトの端部と可動子とのギャップのばらつきを低減可能な密閉式の電磁継電器が記載されている。特許文献３には、可動接触片に接触する第１接触部と、可動鉄心に接触する第２接触部と、絶縁材料からなり可動接触片と可動鉄心とを絶縁する絶縁部とを含む駆動軸を備える電磁継電器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０２２－１３９８９２号公報
特開２０２１－１５０１３７号公報
特開２０２０－０４２９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電気式と比べて効率の良い機械式の巻線切替装置を構成するために、長寿命かつ高信頼の大電流接点を備えた直動接点の開発が求められている。また、並んで配置された複数の直動接点を備える巻線切替装置には、装置の大型化を防ぐために、高密度に直動接点を配置することが求められる。
【００１０】
巻線切替装置を小型化するには、複数の直動接点を可動軸上に直列に並べて複数の可動端子を１つの軸で動作させる構造が考えられる。しかし、巻線切替装置をこのような構造にすると、主な課題として以下の２点がある。
（１）多数の直動接点が並ぶために組立公差や熱変形が単独の直動接点に比べて大きくなるので、直動接点の閉時に固定接点に接する可動端子の傾きが大きくなりやすく、可動端子と可動端子に接圧を付与する接圧バネとの接触部から導電性の摩耗紛が発生する。
（２）導電性の摩耗紛の発生を防ぐために可動端子と接圧バネとの間に絶縁性の緩衝材を設置すると、接圧バネが浮遊電位となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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