JP2004528679A - 開閉軸用軸受装置を備えた低電圧遮断器 - Google Patents

Abstract

本発明は、駆動装置（１６）が支持機構（１７，１８）によって、またそれと協動する開閉軸（８）が２つの軸線方向外側の軸受ユニットによって開閉極ユニット（１）に取付けられた低電圧遮断器に関する。この装置において、開閉軸の組込み位置が駆動装置の独立試験に基づく位置に一致することを保証するために、軸受装置は付加的な軸線方向中央の軸受ユニットを備える。この軸受ユニットは２つの軸受半殻（２５，２６）からなり、それらは案内面（４５；５５，５６，５７，５８）を介して軸線方向に固定され、その一方は開閉極ユニットに、他方は駆動装置（１６）の支持機構（１７，１８）にそれぞれ半径方向に支持される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、低電圧系統に使用される遮断器の構造的構成の分野に関し、そのような遮断器の開閉軸の軸受を構成する際に適用することができる。
【０００２】
低電圧遮断器は種々の部分責務に適合した複数のユニットからなり、これらのユニットは遮断器の製造時に互いに結合される。その場合、最大のユニットが開閉極ユニット、すなわち共通のハウジング内に、または結合されて１つのユニットを構成する個々のハウジング内に配置された開閉極を形成している。ここで、本発明の枠内において、開閉極は、電流回路の同一極に付設された遮断器の全ての部品、特に、固定接触子および可動接触子からなる接触子装置と、その支持要素と、その絶縁要素と、開閉極の接触子装置をすべての開閉極に共通な開閉軸に結合するための連結レバー機構とであると理解されるべきである。その場合、駆動装置によってすでに引き起こされている運動過程は駆動装置に設けられた他の連結レバー機構によって開閉軸に伝達される。
【０００３】
従来、開閉軸は構造的に駆動装置または開閉極ユニットに組み込まれている。開閉軸が構造的に駆動装置に組み込まれている公知の遮断器の場合、開閉軸は駆動力が開閉軸に導入されるその中央領域が、互いに結合されて駆動装置用の支持機構を形成する互いに平行な壁に配置される。開閉軸の両端は、駆動装置を支持する壁に結合された他の壁内に支承される（西独特許第４４１６０９０号明細書）。開閉極ユニットの機能試験、特に駆動装置により実行される過程が必要な接触力で開閉極の接触子装置の順序だった閉鎖を遂行できるか否かの試験は、遮断器を完全に組み立てた状態で初めて可能である。
【０００４】
開閉軸が構造的に開閉極ユニットに組み込まれている他の公知の遮断器の場合、開閉軸は２つの部分から構成され、その中央領域が主軸受片によって保持される。その場合、主軸受片は両開閉軸部分の一端部をそれぞれ支持すると同時に、その両開閉軸部分を軸線方向の一方の側に固定するために用いられる。両開閉軸部分の軸線方向の他方の外側端はそれぞれ同様に開閉極ユニットに結合された補助軸受片によって保持される。こうすることによって開閉軸は開閉極ユニットに幾何学的に位置決めされ、それにより駆動装置の駆動運動を模擬する試験装置によって開閉極ユニットの独自の試験を行うことができる。他方、この装置においては、駆動装置が開閉軸の必要な回動運動を遂行させるかどうかを駆動装置が独自に試験することも可能である（独国特許第１９７３９７０２号明細書）。この装置から出発して他の公知の遮断器において、開閉軸は同様に構造的に開閉極ユニットに組み込まれる。しかし、この遮断器では開閉軸は一部品から構成される。一部品から構成された開閉軸を、開閉力の作用点に公差条件を満たしやすく組み立て容易に支持するために、開閉軸の両端に、開閉軸を半殻状に取囲むように開閉極ユニットに取付けられた軸受片が配置されている（独国特許第１９９４８７１６号明細書）。軸線方向外側の両軸受片のこのような構成によって開閉軸の支承が静的に決定される。この装置では開閉軸の長さに従い開閉軸の付加的な支承のために補助軸受片を公知のように配置することができる。この遮断器においても、開閉極ユニットおよび駆動装置を組立前に独自に試験することができる。
【０００５】
しかし、これら両ユニットの組立は、開閉軸の中央領域における部品公差や、組立公差、開閉軸の変形（特にこの領域における開閉軸の撓みおよび捻れ）に基づいて、開閉軸が駆動装置によってもはや必要なように回動されないことが起こる。例えば開閉軸の回動角度が変化すると、固定接触子と可動接触子との間の接触力が変化する。接触力が大きすぎると駆動装置を大型化しなければならず、それは必然的に高価な緩衝手段を必要とする。それに対して接触力が小さすぎると接触子の温度上昇および急速な消耗を引き起こす。
【０００６】
本発明の課題は、請求項１の前文に記載の遮断器（独国特許第１９９４８７１６号明細書）から出発して、駆動装置および開閉極ユニットの組立後の開閉軸の組込み位置が駆動装置の独立試験に基づく開閉軸の位置に一致するように軸受ユニットを構成することにある。
【０００７】
この課題は本発明により、駆動装置の支持機構が開閉極ユニットに取付けられ、軸線方向中央の軸受ユニットが２つの軸受半殻を有し、これらの軸受半殻の一方が開閉極ユニットに、他方が支持機構にそれぞれ半径方向に支持され、かつ案内面を介して軸線方向に固定されることによって解決される。
【０００８】
開閉軸の支承が静的に決定されるこのような構成においては、駆動力の導入領域において駆動装置が開閉極ユニットに対して正確に幾何学的に対応している。その場合、開閉極ユニットに結合された軸受半殻が開閉極ユニットと開閉軸との間になくならないように確実に保持されると有利である。
【０００９】
開閉軸への駆動装置の結合は普通、駆動装置の連結レバー機構の一端を形成する第１のレバーと開閉軸から半径方向に突出する第２のレバーとを貫挿するピンによって行われる。請求項１に記載の装置においてこのピンがピン頭を備え、かつ軸受ユニットが両レバーの一方の横に離間して配置され、さらに両軸受半殻の一方がそのレバーの側に舌片状フランジ備え、レバーおよび舌片状フランジがピン頭に対する側方案内面を形成することによって、ピンを簡単かつ確実に軸線方向に固定することができる。その場合、舌片状フランジを備える軸受半殻は、支持機構が開閉極ユニットから分離されたときピン頭を露出させるために開閉軸の周方向にずらすことができ、支持機構を開閉極ユニットに取付けることにより、開閉軸の周方向に固定された他の軸受半殻によってその組立位置に強制的に戻されることによって、ピンの組立を簡単化することができる。
【００１０】
本発明に従って構成された低電圧遮断器を図１ないし図８に示す。
【００１１】
図１による低電圧遮断器は、ハウジング２内に接触子装置３が配置されている開閉極ユニット１を有している。接触子装置３はこの遮断器の開閉極の一部であり、固定接触子４および可動接触子５を有している。ハウジング２内にはさらに可動接触子５を支持する揺動可能な接触子支持体６と、その接触子支持体６を開閉軸８に結合するための連結レバー機構７とが配置されている。ここでハウジング２内には公知の構成に従って消弧室９を設けることができる。可動接触子５は互いに並列に配置された複数の接触子レバー１０からなっている。この接触子レバー１０は接触子支持体６内に継手ピン１１によって揺動可能に保持され、それぞれ２つの接触力ばね１２によって接触力が加えられる。接触子レバー１０を下部接続導体１４に接続するために可撓性導線１３が用いられる。可動接触子５に付設された固定接触子４は上部接続導体１５に接続される。
【００１２】
開閉軸８は独国特許第１９９４８７１６号明細書によって公知の構成に従い開閉極ユニット１に幾何学的に対応している。その場合、開閉軸８の両端を半殻状に覆う２つの軸線方向外側の軸受ユニット（ここには図示されていない）が開閉極ユニット１のハウジング２に取付けられている。開閉軸８の軸線方向中央領域に、互いに平行な壁１７，１８によって形成された支持機構内に保持される駆動装置１６の駆動力が導入される。そのため、駆動装置１６の連結レバー機構１９の一端を形成するレバー２０がピン２１（図８をも参照）によって、開閉軸８に固定配置されその開閉軸８から半径方向に突出する２分割構成されたレバー２２に結合されている。レバー２２には接触子支持体６に付設された連結レバー機構７も他のピン２３によって結合されている。組み立てられた遮断器においては、駆動装置１６の支持機構１７，１８は図１に詳細には示されていないねじ結合によって開閉極ユニット１のハウジング２に取付けられている。このねじ結合の位置が図１に軸線２４によって示されている。
【００１３】
駆動装置１６の連結に用いられる開閉軸８の軸線方向中央領域に２つの軸受半殻２５，２６から形成された別の軸受ユニットが配置されている。その場合、両軸受半殻の一方の軸受半殻２５が開閉極ユニット１に、他方の軸受半殻２６が駆動装置１６に幾何学的に対応している。
【００１４】
図２および図３によれば両軸受半殻２５，２６は、それぞれ開閉軸８の外半径ｒに正確に整合する内面部分２７，２８と、半径方向の支持のために用いられる円形状に形成された外面部分２９，３０と、帯状に曲げられた縁部３１，３２；３３，３４とを有している。軸線方向の固定のために、第１の軸受半殻２５（図２）には半径Ｒ１を有する外面部分２９の領域内に、開閉軸８の周方向３５に延びる溝３６が形成され（図７をも参照）、第２の軸受半殻２６（図３）には互いに隣接する２つの部分３７，３８によって外面部分３０が形成され、部分３７の領域には、開閉軸８の軸線４１に対して横方向に延びるリブ３９，４０が形成されている。
【００１５】
図４によれば、外面部分２９を有する第１の軸受半殻２５は開閉極ユニット１のハウジング２の半径Ｒ１を有する円形状に湾曲した対向面４２に支持されている。その場合、外面部分２９の円弧角αが、組み立てられた開閉軸８において第１の軸受半殻２５が開閉軸８の周方向に動き得る角度範囲を決定する。この制限された角度範囲を越える第１の軸受半殻２５の動きは、さらに回動しようとしたときハウジング２に当接する軸受半殻２５の、外面部分２９に接する帯状に曲げられた縁部３１，３２によって阻止される。図７によれば、ハウジング２は対向面４２の範囲内に半殻状の内側突起４３を備えている。この内側突起４３は、第１の軸受半殻２５がハウジング２と開閉軸８との間に保持された際に溝３６内に突入する。従って、溝３６の側面４５および内側突起４３の側面４６が互いに協動する案内面を形成し、この案内面を介して第１の軸受半殻２５が軸線方向に固定される。第２の軸受半殻２６はその第１部分３７が駆動装置１６の支持機構の壁１７の端縁側開口４７内に、その第２部分３８が壁１８の端縁側開口４８内に支持されている。第１部分３７と端縁側開口４７の第１の縁部部分４９とは半径Ｒ２を有し、第２部分３８と端縁側開口４８の第１の縁部部分５０とは半径Ｒ３を有し、Ｒ３＜Ｒ２である。第２の軸受半殻２６の帯状に曲げられた両縁部３３，３４はそれぞれ溝５１，５２内に嵌め込まれる。溝５１，５２は端縁側開口４７の他の縁部内に形成される。帯状に曲げられた一方の縁部３４は壁１８に接している。開閉軸８の軸線４１に対して横方向に延びる、第２の軸受半殻２６のリブ３９，４０はその側面５５，５６；５７，５８（図３参照）が壁１７，１８の互いに向き合う側面５９，６０（図７参照）に接している。このようにして、これらの側面および壁は互いに協動する案内面を形成し、その案内面を介して第２の軸受半殻２６が軸線方向に固定される。
【００１６】
軸線方向中央の軸受ユニット２５，２６は開閉軸８のレバー２２の一部の横に配置される。レバー２２およびそれに結合された駆動装置１６のレバー２０は図４による投入位置（両接触子４，５が閉じている）と図５による遮断位置（両接触子４，５が開いている）との間の範囲内で動くことができる。第１の軸受半殻２５には、レバー２０，２２の、ピン２１が貫通する貫通孔６２，６３の運動軌道に対して平行に延びるように舌片状フランジ６１が形成されている。図８によれば貫通孔６２，６３内に差し込まれピン頭６４を有するピン２１は、レバー２０，２２の運動過程のあらゆる段階において、レバー２２の一部および舌片状フランジ６１がピン頭６４に対する側面案内面を形成することにより軸線方向に固定される。このような構成において、組立てに不向きで損害を被る危険の高い、例えば安全リングによるピン安全手段は必要とされない。
【００１７】
図６によれば、舌片状フランジ６１を有する第１の軸受半殻２５は支持機構１７，１８が開閉極ユニットのハウジング２から分離されることによって開閉軸８の周方向３５に動くことができる。第１の軸受半殻２５を容易に動かすために、この軸受半殻２５は開閉軸８の軸線４１に平行に延びる帯状に曲げられた縁部３１の領域内に凹所６６を備えており、その中に工具（例えばねじドライバ）を差し込むことができる。軸受半殻が開閉軸８の周方向へ時計方向に動くと、もはや舌片状フランジ６１がレバー２０，２２の貫通孔６２，６３を覆うこともなく、従ってピン２１は貫通孔内に、ピン頭６４がレバー２２の一部に当接するまで挿入することができる。駆動装置１６の第２の軸受半殻２６を支持し軸線方向に固定する支持機構１７，１８を取付けると、第１の軸受半殻２５は第２の軸受半殻２６によって、帯状に曲げられた縁部３１がハウジング２に接するまで強制的に逆向きに動かされる。第１の軸受半殻２５の内面部分２７および第２の軸受半殻２６の内面部分２８は開閉軸の半径ｒに正確に整合し、それにより両軸受半殻２５，２６によって取囲まれた開閉軸８を介して開閉軸８の軸線方向中央領域において駆動装置と開閉極ユニットとが正確に幾何学的に対応している。支持機構は（適当に公差を持って形成された）ねじ結合により開閉極ユニットのハウジングに、この正確な幾何学的対応関係が保持され続けるように取付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】開閉極ユニットに組み込まれた駆動装置の支持機構とその軸線方向中央に２つの軸受半殻を有する軸受ユニットが付設されている開閉軸とを備えた低電圧遮断器の概略断面図
【図２】開閉極ユニットに支持された図１による両軸受半殻の一方を示す斜視図
【図３】駆動装置の支持機構に支持された図１による両軸受半殻の他方を示す斜視図
【図４】図１に示された低電圧遮断器の動作過程および組立て過程の段階を示す断面図。
【図５】図１に示された低電圧遮断器の動作過程および組立て過程の段階を示す断面図
【図６】図１に示された低電圧遮断器の動作過程および組み立て過程の段階を示す断面図
【図７】図５による低電圧遮断器をそのＡ−Ａ線に沿って見た断面図
【図８】図５による低電圧遮断器をそのＢ−Ｂ線に沿って見た断面図
【符号の説明】
【００１９】
１ 開閉極ユニット
２ ハウジング
３ 接触子装置
４ 固定接触子
５ 可動接触子
６ 接触子支持体
７ 連結レバー機構
８ 開閉軸
９ 消弧室
１０ 接触子レバー
１１ 継手ピン
１２ 接触力ばね
１３ 可撓性導線
１４ 下部接続導体
１５ 上部接続導体
１６ 駆動装置
１７ 壁、支持機構
１８ 壁、支持機構
１９ 連結レバー機構
２０ レバー
２１ ピン
２２ レバー
２３ ピン
２５ 第１の軸受半殻
２６ 第２の軸受半殻
２９ 第１の軸受半殻の外面部分
３０ 第２の軸受半殻の外面部分
３１ 第１の軸受半殻の縁部
３２ 第１の軸受半殻の縁部
３３ 第２の軸受半殻の縁部
３４ 第２の軸受半殻の縁部
３６ 溝
３７ 第２の軸受半殻の第１部分
３８ 第２の軸受半殻の第２部分
３９ リブ
４０ リブ
４３ 内側突起
４７ 壁１７の端縁側開口
４８ 壁１８の端縁側開口
４９ 縁部
５０ 縁部
５１ 溝
５２ 溝
６１ 舌片状フランジ
６２ レバー２２の貫通孔
６３ レバー２２の貫通孔
６４ ピン２１のピン頭

Claims (4)

1. 少なくとも１つの接触子装置（３）を収容する開閉極ユニット（１）と、駆動装置（１６）を収容する支持機構（１７，１８）と、駆動装置の駆動力を接触子装置に伝達するための開閉軸（８）と、この開閉軸のための軸受装置とを備え、軸受装置が少なくとも２つの軸線方向外側の軸受ユニットと１つの軸線方向中央の軸受ユニットとを有し、開閉軸が両軸線方向外側の軸受ユニットによって開閉極ユニットに取付けられる低電圧遮断器において、
   支持機構（１７，１８）は開閉極ユニット（１）に取付けられ、軸線方向中央の軸受ユニットは２つの軸受半殻（２５；２６）を有し、これらの軸受半殻の一方の軸受半殻が開閉極ユニットに、他方の軸受半殻が支持機構にそれぞれ半径方向に支持され、かつ案内面（４５；５５，５６，５７，５８）を介して軸線方向に固定されることを特徴とする低電圧遮断器。
2. 開閉極ユニット（１）に結合された軸受半殻（２５）は、開閉軸（８）が開閉極ユニットに組み込まれた際、開閉極ユニットと開閉軸との間に確実に保持されていることを特徴とする請求項１記載の低電圧遮断器。
3. 駆動装置（１６）が開閉軸（８）に、駆動装置の連結レバー機構（１９）の一端を形成する第１のレバー（２０）と開閉軸（８）から半径方向に突出する第２のレバー（２２）とを貫挿するピン（２１）によって結合され、軸線方向中央の軸受ユニット（２５，２６）が両レバーの一方（２２）の横に離間して配置され、両軸受半殻の一方（２５）がこのレバー（２２）の側に舌片状フランジ（６１）を備え、ピン（２１）がピン頭（６４）を有し、ピン（２１）の軸線方向の固定のためにレバー（２２）および舌片状フランジ（６１）がピン頭（６４）に対する側方案内面を形成していることを特徴とする請求項１又は２記載の低電圧遮断器。
4. 舌片状フランジ（６１）を備える軸受半殻（２５）は、支持機構（１７，１８）が開閉極ユニット（１）から分離されたときピン頭（６４）を露出させるために開閉軸（８）の周方向（３５）にずらすことができ、支持機構（１７，１８）を開閉極ユニット（１）に取付けることにより、開閉軸（８）の周方向に固定された他の軸受半殻（２６）によってその組立位置に強制的に戻されることを特徴とする請求項３記載の低電圧遮断器。