JP2000003642A - 断路器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造の簡素化および小形化が可能な断路器を
得る。 【解決手段】 駆動軸としてボールネジ４３と同心状に
配設され軸方向に延びる案内溝３７ｂが形成された筒状
の案内部材３７と、ボールネジ４３の回転に伴い案内部
材３７の案内溝３７ｂに案内されて軸方向に移動可能に
配設される移動部材４９と、案内部材３７と同心状に配
設され一端側内周面に軸方向に所定の間隔を介して固着
される一対の環状摺動部材５１、５２を介して案内部材
３７の外周面に軸方向に摺動可能に嵌合され両環状摺動
部材５１、５２間で移動部材４９と連結されるコンタク
ト保持部材５０と、コンタクト保持部材５０の他端側に
固着され相対向して配設される固定コンタクト５４と接
離可能に配設される可動フィンガコンタクト５３とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば発電主回
路等に使用される断路器に係り、特に可動コンタクトの
移動部の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は例えば実開昭５４−３６０５８
号公報に示された従来の断路器の開路状態における構成
を示す断面図、図１１は図１０における断路器の閉路状
態における構成を示す断面図、図１２は図１１における
線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿う断面を示す断面図、図１３は図
１０における断路器の可動部分の構成を示す断面図であ
る。

【０００３】図において、１は金属部材で形成され接地
された外被、２、３はこの外被１内に所定の間隔を介し
て配設され、電路となる筒状の可動側導体および固定側
導体で、それぞれ絶縁支持部材４、５を介して外被１に
固着されている。６は可動側導体２の端部に固着された
固定フィンガコンタクト、７は一端の外縁が可動側導体
２の内周側に固着され他端側に延在される筒状の保持部
材、８、９はこの保持部材７の内周面に軸方向に所定の
間隔を介して固着され、摩擦抵抗の小さな部材で形成さ
れた一対の環状摺動部材である。

【０００４】１０は保持部材７の外縁に固着された軸受
保持部材、１１、１２はこの軸受保持部材１０に保持さ
れた各軸受１３、１４により回転自在に支持された一対
のかさ歯車、１５は一方のかさ歯車１１に連結され保持
部材７と同心状に配設された駆動軸としてのボールネ
ジ、１６は他方のかさ歯車１２に連結された軸で、絶縁
駆動軸１７を介してモータ、減速機等で構成される駆動
手段１８に連結されている。

【０００５】１９はボールネジ１５の回転に伴ってボー
ルネジ１５の軸方向に移動するナット、２０は一端側の
内周がナット１９の外周に嵌着されるとともに、外周が
両環状摺動部材８、９に摺動可能に支持された筒状の第
１の部材２０ａと、この第１の部材２０ａの他端側に固
着された円板状の第２の部材２０ｂと、一端がこの第２
の部材２０ｂの外周に固着され、第１の部材２０ａと同
心状に配設された第３の部材２０ｃと、内周側がこの第
３の部材２０ｃの他端に固着された環状の第４の部材２
０ｄとで構成された移動部材である。

【０００６】２１は一端が移動部材２０の第４の部材２
０ｄの外周側に固着され、他端側が固定側導体３に固着
された固定コンタクト２２と接離可能に配設された可動
フィンガコンタクトで、固定フィンガコンタクト６とは
同心状に形成され、固定フィンガコンタクト６とは固定
コンタクト２２と接触した状態で接触するようになって
いる。２３、２４は移動部材２０の第２の部材２０ｂお
よび固定側導体３の対応する位置にそれぞれ螺設された
ボルト、２５は保持部材７の外周に軸方向に延在して設
けられる帯状のガイド部材、２６は移動部材２０の第４
の部材２０ｄに固着された断面コ字状の回り止め部材
で、図１２に示すようにガイド部材２５に沿って摺動可
能となっている。

【０００７】次に、上記のように構成された従来の断路
器の動作について説明する。まず、図１０に示すように
断路器が開路状態で駆動手段１８が駆動されると、絶縁
駆動軸１７および軸１６を介して一方のかさ歯車１２が
駆動されるとともに、このかさ歯車１２と噛合される他
方のかさ歯車１１が回転駆動して、これに連結されたボ
ールネジ１５が回転する。すると、このボールネジ１５
の回転によりナット１９が図中右方向に移動を開始し、
これに伴ってナット１９に固着された移動部材２０も、
回り止め部材２６がガイド部材２５に沿って摺動するこ
とにより、回転することなく同じ姿勢を保って同方向に
移動し、図１１に示すように可動フィンガコンタクト２
１が固定コンタクト２２に接触することにより断路器は
閉路状態となる。

【０００８】そして、電流は可動側導体２、固定フィン
ガコンタクト６、可動フィンガコンタクト２１、固定コ
ンタクト２２および固定側導体３の順に流れる。又、図
１１に示す閉路状態から駆動手段１８が駆動されボール
ネジ１５が上記とは逆方向に回転されると、ナット１９
が図中左方向に移動を開始し、これに伴って移動部材２
０も同方向に移動し、図１０に示すように可動フィンガ
コンタクト２１が固定コンタクト２２から離反すること
により断路器は再び開路状態となる。

【０００９】なお、両ボルト２３、２４は駆動手段１８
の故障等により、可動フィンガコンタクト２１が断路器
の閉極動作時に所定の位置で停止せず、さらに固定コン
タクト２２の方向に移動して、可動フィンガコンタクト
２１の先端が固定コンタクト２２に突き当たり損傷する
のを防止するため、突き当たる前にお互いが接触するス
トッパの役目を果たすものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の断路器は以上の
ように構成され、図１３において、両環状摺動部材８、
９の直径および間隔をＡ、Ｂ、移動するナット１９、移
動部材２０、可動フィンガコンタクト２１、ボルト２３
および回り止め部材２６の重心をＣ、一方の環状摺動部
材９と重心Ｃの間隔をＤ、重心Ｃと可動フィンガコンタ
クト２１の先端の間隔をＥとした場合、両環状摺動部材
８、９が固定であるため、断路器の開閉動作により間隔
Ｄが変化し、両環状摺動部材８、９に加わる荷重も変化
する。

【００１１】そして、移動部材２０の構造が複雑で重量
が大きいので、重心Ｃが可動フィンガコンタクト２１の
先端寄りに位置し、間隔Ｄが大で両環状摺動部材８、９
に加わる荷重が大きくなるため、両環状摺動部材８、９
の直径Ａおよび間隔Ｂを適当な大きさにする必要がある
が、構造上両環状摺動部材８、９の直径Ａを移動部材２
０の第３の部材２０ｃより大きくすることができないの
で、両環状摺動部材８、９の間隔Ｂを大きくすることで
加わる荷重を減らす必要があり、断路器全体の軸方向長
さが大きくなるという問題点があった。

【００１２】又、移動部材２０に固着されたボルト２３
と、固定側導体３に固着されたボルト２４の接触により
ストッパの機能を持たせているため、ストッパ機能時に
おけるモータ拘束力は、一方はボルト２３、移動部材２
０、ナット１９、ボールネジ１５、軸受保持部材１０、
保持部材７、可動側導体２および絶縁支持部材４まで、
他方はボルト２４、固定側導体３および絶縁支持部材５
までそれぞれ広範囲に及ぶため、これらの部品にはいず
れもモータ拘束力に耐える強度を持たせておく必要があ
り大形化するという問題点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、構造の簡素化および小形化が可
能な断路器を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る断路器は、駆動手段により回転駆動される駆動軸と、
駆動軸と同心状に配設され軸方向に延びる案内溝が形成
された筒状の案内部材と、駆動軸の回転に伴い案内部材
の案内溝に案内されて軸方向に移動可能に配設される移
動部材と、案内部材と同心状に配設され一端側内周面に
軸方向に所定の間隔を介して固着される一対の環状摺動
部材を介して案内部材の外周面に軸方向に摺動可能に嵌
合され両環状摺動部材間で移動部材と連結されるコンタ
クト保持部材と、コンタクト保持部材の他端側に固着さ
れ相対向して配設される固定コンタクトと接離可能に配
設される可動コンタクトとを備えたものである。

【００１５】又、この発明の請求項２に係る断路器は、
請求項１において、案内部材の案内溝が周方向対称な位
置に複数箇所形成されるとともに各案内溝には移動部材
がそれぞれ案内されて軸方向に移動可能に配設されるよ
うにしたものである。

【００１６】又、この発明の請求項３に係る断路器は、
請求項２において、案内溝を上下に２箇所形成するよう
にしたものである。

【００１７】又、この発明の請求項４に係る断路器は、
請求項２において、案内溝を左右に２箇所形成するよう
にしたものである。

【００１８】又、この発明の請求項５に係る断路器は、
請求項１または２において、案内部材の端部に移動部材
と当接し移動部材の軸方向の移動を規制する移動規制部
材を設けるようにしたものである。

【００１９】又、この発明の請求項６に係る断路器は、
請求項５において、移動規制部材を複数箇所対称な位置
に設けるようにしたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の
実施の形態１における断路器の開路状態における構成を
示す断面図、図２は図１における断路器の閉路状態にお
ける構成を示す断面図、図３は図１に示す案内部材の構
成を示す斜視図、図４は図２における線ＩＶ−ＩＶに沿
った断面を示す断面図、図５は図２における線Ｖ−Ｖに
沿って視た構成を示す正面図、図６は図１における移動
部材およびコンタクト保持部材の構成を示す断面図であ
る。

【００２１】図において、３１は金属部材で形成され接
地された外被、３２、３３はこの外被３１内に所定の間
隔を介して配設され、電路となる筒状の可動側導体およ
び固定側導体で、それぞれ絶縁支持部材３４、３５を介
して外被３１に固着されている。３６は可動側導体３２
の端部に固着された固定フィンガコンタクト、３７は一
端に形成されたフランジ部３７ａを介して可動側導体３
２の内周側に固着され、胴部に軸方向に延びる案内溝３
７ｂが形成された有底円筒状の案内部材、３８は案内部
材３７のフランジ部３７ａに固着された軸受保持部材で
ある。

【００２２】３９、４０は軸受保持部材３８に保持され
た各軸受４１、４２により回転自在に支持された一対の
かさ歯車、４３は一方のかさ歯車３９に連結され案内部
材３７と同心状に配設された駆動軸としてのボールネ
ジ、４４は他方のかさ歯車４０に連結された軸で、絶縁
駆動軸４５を介してモータ、減速機等で構成される駆動
手段４６に連結されている。４７はボールネジ４３の回
転に伴ってボールネジ１５の軸方向に移動するナット、
４８はこのナット４７の外周に嵌合して固着され、案内
部材３７の案内溝３７ｂに沿って摺動可能に配設された
連結部材で、ナット４７と共に移動部材４９を構成して
いる。

【００２３】５０は案内部材３７の外側に同心状に配設
され、一端側内周面に軸方向に所定の間隔を介して摩擦
抵抗の小さな部材で形成された一対の環状摺動部材５
１、５２が固着され、他端側にフランジ部５０ａが形成
されたコンタクト保持部材で、両環状摺動部材５１、５
２を介して案内部材３７の外周面に軸方向に摺動可能に
嵌合されている。５３はコンタクト保持部材５０の外周
部に固着され、他端側が固定側導体３３に固着された固
定コンタクト５４と接離可能に配設された可動フィンガ
コンタクトで、固定フィンガコンタクト３６とは同心状
に形成され、固定フィンガコンタクト３６とは常に接触
された状態になっている。５５は案内部材３７の底部に
螺設された移動規制部材としてのボルトである。

【００２４】次に、上記のように構成された実施の形態
１における断路器の動作について説明する。まず、図１
に示すように断路器が開路状態で駆動手段４６が駆動さ
れると、絶縁駆動軸４５および軸４４を介して一方のか
さ歯車４０が駆動されるとともに、このかさ歯車４０と
噛合される他方のかさ歯車３９が回転駆動して、これに
連結されたボールネジ４３が回転する。すると、このボ
ールネジ４３の回転によりナット４７が図中右方向に移
動を開始し、これに伴ってナット４７に固着された移動
部材４９も、案内部材３７の案内溝３７ｂに摺動案内さ
れることにより回転することなく同じ姿勢を保って同方
向に移動し、図２に示すように可動フィンガコンタクト
５３が固定コンタクト５４に接触することにより断路器
は閉路状態となる。

【００２５】そして、電流は可動側導体３２、固定フィ
ンガコンタクト３６、可動フィンガコンタクト５３、固
定コンタクト５４および固定側導体３３の順に流れる。
又、図２に示す閉路状態から駆動手段１８が駆動されボ
ールネジ４３が上記とは逆方向に回転されると、ナット
４７が図中左方向に移動を開始し、これに伴って連結部
材４８およびコンタクト保持部材５０も同方向に移動
し、図１に示すように可動フィンガコンタクト５３が固
定コンタクト５４から離反することにより断路器は再び
開路状態となる。又、駆動手段４６の故障等により可動
フィンガコンタクト５３が、断路器の閉極動作時に所定
の位置で停止せず、さらに固定コンタクト５４の方向に
移動する場合は、ボルト５５が連結部材４８の端部に接
触して、可動フィンガコンタクト５３の先端が固定コン
タクト５４に突き当たって損傷するのを防止する。

【００２６】このように上記実施の形態１によれば、可
動フィンガコンタクト５３と共に移動するコンタクト保
持部材５０に両環状摺動部材５１、５２を取り付け、両
環状摺動部材５１、５２を介して案内部材３７の外周を
摺動させるようにしたので、図から明らかなように移動
部材の構造が非常に簡素化され、図６において、両環状
摺動部材５１、５２の直径および間隔をＡ、Ｂ、移動す
るナット４７、連結部材４８、コンタクト保持部材５０
および可動フィンガコンタクト５３の重心をＣ、一方の
環状摺動部材５２と重心Ｃの間隔をＤ、重心Ｃと可動フ
ィンガコンタクト５３の先端の間隔をＥとすると、重心
Ｃが可動フィンガコンタクト５３の先端から離れ、すな
わち間隔Ｅが大きくなるとともに間隔Ｄが小さく且つ一
定となり、さらに両環状摺動部材５１、５２の直径Ａを
可動フィンガコンタクト５３の内径程度まで大きくする
ことができるので、両環状摺動部材５１、５２に加わる
面圧が小さくなり間隔Ｂを小さくすることができるた
め、断路器として軸方向の長さを短縮することができ小
形化が可能になる。

【００２７】又、連結部材４８の端部とボルト５５の接
触によりストッパの機能を持たせているため、連結部材
４８の端部とボルト５５が接触してモータ拘束力がかか
ると、案内部材３７にはボルト５５を介して図中右方向
の力がかかり、又、軸受保持部材３８には連結部材４
８、ナット４７、ボールネジ４３および軸受４１を介し
て図中左方向の力がかかり、これら両力はモータ拘束力
に等しいのでお互いに相殺されて可動側導体３２には及
ばず、又、当然のことながら固定側導体３３は関係なく
なるので、各絶縁支持部材３４、３５にも力が及ばない
ため、これら可動側導体３２、固定側導体３３、両絶縁
支持部材３４、３５および外被３１にモータ拘束力に耐
える強度を持たせる必要がなくなりさらに小形化が可能
になる。

【００２８】実施の形態２．図７はこの発明の実施の形
態２における断路器の要部の構成を示す断面図、図８は
この発明の実施の形態２における断路器の要部の図７と
は異なる構成を示す断面図である。図において、上記実
施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説
明を省略する。５６は上記実施の形態１における案内部
材３７と同様に、一端に形成されたフランジ部（図示せ
ず）を介して可動側導体３２の内周側に固着され、胴部
に軸方向に延びる案内溝５６ａ、５６ｂが上、下対称な
位置に形成された案内部材、５７はナット４７の外周に
嵌合して固着され、案内部材５６の両案内溝５６ａ、５
６ｂに沿って摺動可能に配設された連結部材である。

【００２９】このように上記実施の形態２によれば、案
内部材５６の２箇所、すなわち複数箇所対称な位置に案
内溝５６ａ、５６ｂを設け、これら各案内溝５６ａ、５
６ｂに沿って連結部材５７を摺動させるようにしている
ので、断路器開閉動作時にナット４７、連結部材５７、
コンタクト保持部材５０および可動フィンガコンタクト
５３に加わる力が周方向で偏ることなく均等になるの
で、ボールネジ４３とナット４７の摺動が円滑となり、
可動フィンガコンタクト５３と固定コンタクトの接触圧
が均等になるため、これらナット４７、可動フィンガコ
ンタクト５３および固定コンタクト５４等の長寿命化が
可能になる。

【００３０】なお、案内部材の複数の案内溝は、円周上
対称であればいずれの位置に設けても良いが、図７に示
すように上、下に２箇所案内溝５６ａ、５６ｂを設けた
場合は、案内部材５６の胴部の２次モーメントが大きく
なるので、必要強度に対して胴部の厚みを比較的薄くす
ることができるため、軽量化が可能になる。

【００３１】又、図８に示すように案内部材５８の左、
右２箇所の位置に案内溝５８ａ、５８ｂを設けた場合
は、環状摺動部材５１、５２が荷重を受けて案内部材５
８の外周面と接触する面積が大きくなるため、環状摺動
部材５１、５２が許容できる面圧に対して、環状摺動部
材５１、５２や連結部材５７の円筒部の直径を比較的小
さくできるため、軽量化が可能になる。

【００３２】実施の形態３．図９はこの発明の実施の形
態３における断路器の要部の構成を示す正面図である。
図９は上記実施の形態１における図５に相当するもの
で、この実施の形態３は図から明らかなように、移動規
制部材としてのボルト５５を上記実施の形態１では１個
取り付けたのに対して、ボールネジ４３の軸心に対して
上、下、左、右対称な位置に４個取り付けたものであ
る。

【００３３】このように上記実施の形態３によれば、移
動規制部材としてのボルト５５をボールネジ４３の軸心
に対して対称な位置に複数個取り付けるようにしたの
で、ボルト５５と連結部材４８の接触時に案内部材３
７、軸受保持部材３８、軸受４１、ナット４７および連
結部材４８に加わる力が均等となり局部的に大きな力が
働かないので、各部品に必要な強度が小さくて事足りる
ため、構造的に小さくすることができ軽量化が可能にな
る。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、駆動手段により回転駆動される駆動軸と、駆動軸
と同心状に配設され軸方向に延びる案内溝が形成された
筒状の案内部材と、駆動軸の回転に伴い案内部材の案内
溝に案内されて軸方向に移動可能に配設される移動部材
と、案内部材と同心状に配設され一端側内周面に軸方向
に所定の間隔を介して固着される一対の環状摺動部材を
介して案内部材の外周面に軸方向に摺動可能に嵌合され
両環状摺動部材間で移動部材と連結されるコンタクト保
持部材と、コンタクト保持部材の他端側に固着され相対
向して配設される固定コンタクトと接離可能に配設され
る可動コンタクトとを備えたので、簡素化および小形化
が可能な断路器を提供することができる。

【００３５】又、この発明の請求項２によれば、請求項
１において、案内部材の案内溝が周方向対称な位置に複
数箇所形成されるとともに各案内溝には移動部材がそれ
ぞれ案内されて軸方向に移動可能に配設されるようにし
たので、軽量化が可能な断路器を提供することができ
る。

【００３６】又、この発明の請求項３によれば、請求項
２において、案内溝を上下に２箇所形成するようにした
ので、さらに軽量化が可能な断路器を提供することがで
きる。

【００３７】又、この発明の請求項４によれば、請求項
２において、案内溝を左右に２箇所形成するようにした
ので、さらに軽量化が可能な断路器を提供することがで
きる。

【００３８】又、この発明の請求項５によれば、請求項
１または２において、案内部材の端部に移動部材と当接
し移動部材の軸方向の移動を規制する移動規制部材を設
けるようにしたので、小形化が可能な断路器を提供する
ことができる。

【００３９】又、この発明の請求項６によれば、請求項
５において、移動規制部材を複数箇所対称な位置に設け
るようにしたので、小形化は勿論のこと軽量化が可能な
断路器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における断路器の開
路状態における構成を示す断面図である。

【図２】 図１における断路器の閉路状態における構成
を示す断面図である。

【図３】 図１に示す案内部材の構成を示す斜視図であ
る。

【図４】 図２における線ＩＶ−ＩＶに沿った断面を示
す断面図である。

【図５】 図２における線Ｖ−Ｖに沿って視た構成を示
す斜視図である。

【図６】 図１における移動部材およびコンタクト保持
部材の構成を示す断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態２における断路器の要
部の構成を示す断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態２における断路器の要
部の図７とは異なる構成を示す断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態３における断路器の要
部の構成を示す正面図である。

【図１０】 従来の断路器の開路状態における構成を示
す断面図である。

【図１１】 図１０における断路器の閉路状態における
構成を示す断面図である。

【図１２】 図１１における線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿う断
面を示す断面図である。

【図１３】 図１０における断路器の可動部材の構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

３７，５６，５８ 案内部材、３７ｂ，５６ａ，５６
ｂ，５８ａ，５８ｂ 案内溝、４３ ボールネジ、４６
駆動手段、４７ ナット、４８，５７ 連結部材、４
９ 移動部材、５０ コンタクト保持部材、５１，５２
環状摺動部材、５３ 可動フィンガコンタクト、５４
固定コンタクト、５５ ボルト。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動手段により回転駆動される駆動軸
   と、上記駆動軸と同心状に配設され軸方向に延びる案内
   溝が形成された筒状の案内部材と、上記駆動軸の回転に
   伴い上記案内部材の案内溝に案内されて軸方向に移動可
   能に配設される移動部材と、上記案内部材と同心状に配
   設され一端側内周面に軸方向に所定の間隔を介して固着
   される一対の環状摺動部材を介して上記案内部材の外周
   面に軸方向に摺動可能に嵌合され上記両環状摺動部材間
   で上記移動部材と連結されるコンタクト保持部材と、上
   記コンタクト保持部材の他端側に固着され相対向して配
   設される固定コンタクトと接離可能に配設される可動コ
   ンタクトとを備えたことを特徴とする断路器。
2. 【請求項２】 案内部材の案内溝は周方向対称な位置に
   複数箇所形成されるとともに上記各案内溝には移動部材
   がそれぞれ案内されて軸方向に移動可能に配設されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の断路器。
3. 【請求項３】 案内溝は上下に２箇所形成されているこ
   とを特徴とする請求項２記載の断路器。
4. 【請求項４】 案内溝は左右に２箇所形成されているこ
   とを特徴とする請求項２記載の断路器。
5. 【請求項５】 案内部材の端部に移動部材と当接し上記
   移動部材の軸方向の移動を規制する移動規制部材を設け
   たことを特徴とする請求項１または２記載の断路器。
6. 【請求項６】 移動規制部材は複数箇所対称な位置に設
   けられていることを特徴とする請求項５記載の断路器。