JP2010225594A - 開閉器 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化を図ることができるともに加圧部材の撓みが所定量内に抑制され動作の信頼性が向上する開閉器を提供すること。
【解決手段】固定接触子２０は、対を成し先端を開口部に向けて互いに略平行に対向して配置された通電部材３１と、通電部材３１を先端部が互いに接近する方向に付勢する板ばね（加圧部材）４３と、少なくとも通電部材３１及び板ばね４３の周囲を覆う外枠４５とを備え、板ばね４３は対向する通電部材３１の外側に配置され、板ばね４３は、断面くの字型の薄板ばね状を成し、くの字の頂部で通電部材３１の中央部を押圧し、板ばね４３の断面くの字型の凹部側に板ばね４３の撓みを所定量内に抑制する突起部４５ｂが設けられている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置などの開閉器に関し、特に、回動可能に軸支され自由端が回転軌跡を描くように往復動作するブレード型の可動接触子と、可動接触子が接触する通電部材を有する固定接触子とを備えた開閉器に関するものである。

回動可能に軸支され自由端が回転軌跡を描くように往復動作するブレード型の可動接触子と、可動接触子が接触する通電部材を有する固定接触子とを備えた開閉器においては、通電部材が適切な圧力にて可動接触子を挟み込むように、一般に、通電部材の先端部が互いに接近する方向に付勢する加圧部材を有し、可動接触子に対して固定接触子が揺動可能に支持されている。

この加圧部材に関しては、対を成し略平行に対向して配置された通電部材を、先端部が互いに近づく方向に力を作用させればよいので、例えば、対を成す通電部材の間にコイルばねを配置する方法や、通電部材の外側に重ね板ばねを配置する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。また、固定接触子の支持方法に関しては、可動接触子が接触する方向の接続導体の両端においてボルトを介して軸支する方法などが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

実開昭５３−１５９５６３号公報 特開平１０−３２１０８４号公報

しかしながら、対を成す通電部材間の空間は、ブレード型の可動接触子が進入する空間でもあるので、この空間にコイルばねを配置すると通電部材の長さ方向に固定接触子が大きくなる上に、対を成す２枚の通電部材毎にコイルばねを必要とし、更にこのコイルばねと係合するピンを必要とし著しく部品点数が増大するので改善が望まれていた。

更に、対を成す通電部材間は、ブレード型の可動接触子が正常に進入しやすいように、一般に可動接触子が離間している状態で所定の開き幅に保たれるが、通電部材を所定の位置に抑止する抑止部材が、対を成す通電部材間の略中央に位置するため、通電部材や抑止部材の寸法公差により、通電部材先端の開き幅のばらつきが大きくなり易いので改善が望まれていた。

更に、重ね板ばねは、板ばねの略中央に加わる過大な応力を緩和しつつ、通電部材の外側に配置することができるが、板ばねの部品点数が増大すると共に、重ねた板ばね同士を固定するために外枠（カバー）と一体でボルト止めする必要があり、ボルトに電界が集中し易くなり、電界を遮蔽する上で好ましくないので改善が望まれていた。

一方、可動接触子が接触する方向の両端において、固定接触子を軸支する場合、例えば開閉器全体の縮小化や内部構造の適正化のために、その近傍を覆うように接触導体が配置されると、固定接触子の取付作業用の組立スペースが無く、作業が阻害されるので改善が望まれていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の縮小化を図ることができるとともに、容易な方法にて、通電部材の先端部の開き幅を所定の広さに保つことができる開閉器を得ることを目的とする。更に、装置の大形化を抑制しつつ簡素な構造且つ容易な組立方法にて固定接触子を揺動可能に支持することができる開閉器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第一の発明の開閉器は、回動可能に軸支され自由端が回転軌跡を描くように往復動作するブレード型の可動接触子と、可動接触子が接触する通電部材を有する固定接触子を備えた開閉器において、固定接触子は、対を成し先端を開口部に向けて互いに略平行に対向して配置された通電部材と、通電部材の基部を傾動可能に支持する基台部材と、通電部材を先端部が互いに接近する方向に付勢する加圧部材と、少なくとも通電部材及び加圧部材の周囲を覆い外部の電界から遮蔽する遮蔽部材とを備え、加圧部材は対向する通電部材の外側に配置され、遮蔽部材は、通電部材の先端部に係合することにより、加圧部材の付勢力に打ち勝って通電部材先端部の開き幅を所定の広さに保つ上に、加圧部材の撓みを所定量内に抑制することを特徴とする。

また、第二の発明の開閉器は、回動可能に軸支され自由端が回転軌跡を描くように往復動作するブレード型の可動接触子と、可動接触子が接触する通電部材を有する固定接触子を備えた開閉器において、固定接触子は、対を成し先端を開口部に向けて互いに略平行に対向して配置される通電部材と、通電部材の基部を傾動可能に支持する基台部材と、通電部材を先端部が互いに接近する方向に付勢する加圧部材と、少なくとも通電部材の周囲を覆い外部の電界から遮蔽する遮蔽部材とを備え、基台部材は、可動接触子に対して揺動可能に所定の遊びを有して支持導体の先端部から支持されていることを特徴とする。

第一の発明の開閉器によれば、加圧部材は対向する通電部材の外側に配置され、遮蔽部材は、通電部材の先端部に係合することにより、加圧部材の付勢力に打ち勝って通電部材先端部の開き幅を所定の広さに保つので、簡素な構造で装置の縮小化を図ることができるとともに、容易な方法にて、通電部材の先端部の開き幅を所定の広さに精度良く保つことができるという効果を奏する。

第二の発明の開閉器によれば、基台部材は、可動接触子に対して揺動可能に所定の遊びを有して支持導体から支持されているので、装置の大形化を抑制しつつ簡素な構造且つ容易な組立方法にて固定接触子を揺動可能に支持することができるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる開閉器の実施の形態の主母線に沿う面での断面図である。 図２は、開閉器の絶縁操作軸に沿う面での断面図である。 図３は、可動接触子の自由端の回転軌跡を含む面における固定接触子の断面図である。 図４は、図３の固定接触子の側面図である。 図５は、図３の固定接触子の上面図である。 図６は、開路時の固定接触子を示す図３のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。 図７は、完全閉路時の固定接触子及び可動接触子の一部を示す図３のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。 図８は、支持枠（基台部材）を正面側から見た様子と側面側から見た様子と底面側から見た様子とを関連付けて示す図である。 図９は、板ばね（加圧部材）を正面側から見た様子と側面側から見た様子とを関連付けて示す図である。

以下に、本発明にかかる開閉器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は本発明にかかる開閉器の実施の形態の主母線に沿う面での断面図である。図２は開閉器の絶縁操作軸に沿う面での断面図である。タンク１０は、他のタンクと連通する開口部を絶縁スペーサ１２で仕切られて密閉された空間を形成している。この密閉された空間には六フッ化硫黄ガスなどの絶縁ガスが充填されている。タンク１０内には、水平方向に延びるように配置された三相の主母線１１が収納されている。主母線１１には、固定側支持導体２１及び接続導体２２を介して固定接触子２０が各相に配設されている。また、タンク１０内の別の位置には、接地用固定側支持導体２５及び接続導体２２を介して三つの接地用固定接触子２３が配設されている。

タンク１０内のさらに別の位置には、スペーサ接続導体２９にて絶縁スペーサ１２から支持された３本の可動側支持導体２８がタンク１０の中心部に向かって延びている。可動側支持導体２８の先端部は、図２によく示されるように、それぞれスリットが形成されて二股状にされたスリット付き導体２７とされている。このスリット付き導体２７には、３本のスリット付き導体２７を一括して貫通するように絶縁操作軸３０が配設されている。絶縁操作軸３０は自らを囲繞する絶縁物によりスリット付き導体２７から絶縁された状態で回転自在に支持されている。

そして、この絶縁操作軸３０に軸支されてブレード型（板状）の可動接触子２６がそれぞれのスリット付き導体２７に設けられている。この可動接触子２６は、回動中心から半径方向に延在する概略細長板状を成し、絶縁操作軸３０を回動中心として自由端２６ａが回転軌跡Ｌを描くように回動する。そして、先端の自由端２６ａを固定接触子２０と接触させたり、接地用固定接触子２３と接触させたりする。可動接触子２６は、図１によく示されるように、スリットに収納された完全開路位置を中心として、図中矢印Ｑのように回動して、固定接触子２０と接触する完全閉路位置と接地用固定接触子２３と接触する接地位置との間を往復動作する。可動接触子２６の回動範囲の一方端側に固定接触子２０が配置され、回動範囲の他方端側に接地用固定接触子２３が配置されている。そして、スリット付き導体２７から固定接触子２０に至る回転角度とスリット付き導体２７から接地用固定接触子２３に至る回転角度とが同じ角度とされている。

固定接触子２０及び接地用固定接触子２３は、それぞれ可動接触子２６が進入する開口部２０ａが形成された断面概略コの字型を成し、この開口部２０ａは各々絶縁操作軸３０方向に向けて配設されている。固定接触子２０と接地用固定接触子２３とは、概略同じ構造を成しており、以降、主に固定接触子２０の構造に関して説明する。

図３は可動接触子の自由端の回転軌跡を含む面における固定接触子の断面図である。図４は図３の固定接触子の側面図である。図５は図３の固定接触子の上面図である。図６は開路時の固定接触子を示す図３のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。図７は完全閉路時の固定接触子及び可動接触子の一部を示す図３のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。

図３に良く示されるように、可動接触子２６の自由端２６ａは、可動接触子２６の回動軌跡Ｌに沿った形状を成している。このような形状とすることにより、可動接触子２６が電圧印加状態で回動する際の自由端２６ａの電界を回動範囲を増大させずに緩和することができる。尚、自由端２６ａが矩形の場合、角部に電界が集中するので好ましくない。

固定接触子２０は、対を成し先端を開口部２０ａに向けて互いに略平行に対向して配置される６対の通電部材３１と、通電部材３１の基部３１ａを傾動可能に支持する支持枠（基台部材）３３と、通電部材３１を先端部が互いに接近する方向に付勢する板ばね（加圧部材）４３と、通電部材３１、支持枠３３及び板ばね４３の周囲を覆い外部の電界から遮蔽する外枠（遮蔽部材）４５とを備えている。

通電部材３１は、輪郭が概略へちま形の平板状を成し、側辺部に形成された湾曲部３１ｃ（図６）を隣接させるようにして２枚が一対となってハの字状に並べられ、さらにこのハの字状の一対が可動接触子２６の回転軌跡Ｌ方向に所定の間隔を空けながら６対併設されている。つまり、１２枚の通電部材３１が６枚づつ２列に各々主面を平行にして並べられている。そして、各々列を成す６枚の通電部材３１は、基部３１ａに穿孔された貫通孔を挿通する支持棒３５により一括して支持されている。支持棒３５は通電部材３１の貫通孔に緩く嵌り、これにより、通電部材３１は傾動可能に支持され、通電部材３１の先端部の離間間隔（開き幅）が大小変化するようにされている。

図８は支持枠（基台部材）３３を正面側から見た様子と側面側から見た様子と底面側から見た様子とを互いに関連付けて示す図である。支持枠３３は、矩形枠状の枠状部３３ａと、枠状部３３ａの二つの短辺にて直角に折れ曲がりさらに短辺長手方向に延びて形成された板状部３３ｂとから構成されている。板状部３３ｂには、支持棒３５を貫通させて支持棒３５及び外枠４５を固定するための貫通孔３３ｃが穿孔されている。支持枠３３は固定接触子２０の基台を構成しており、固定接触子２０の各部材は、この支持枠３３から支持されている。支持棒３５は、締結部材３７にて外枠４５に締結されている（図３、図４）。

板ばね（加圧部材）４３は、断面くの字型の薄板ばね状を成し、対向する通電部材３１の外側（通電部材３１と外枠４５との間）に配置されている（図６、図７）。図９は板ばね４３を正面側から見た様子と側面側から見た様子とを関連付けて示す図である。板ばね４３には、通電部材３１と等ピッチで、スリット４３ａが形成され、通電部材３１の間隔に対応した櫛歯状を成している。スリット４３ａにて分割された歯状部４３ｃの幅は、通電部材３１の厚さよりわずかに大きくされ、通電部材３１が可動接触子２６の接触によって傾いても歯状部４３ｃから逸脱することがない構造となっている。各歯状部４３ｃの両端（先端と基端）には、当接部面積を小として接触が安定するようにエンボス加工４３ｂが施されている。そして、板ばね４３はくの字の頂部で通電部材３１の中央部を押圧して、通電部材３１をその先端部が互いに接近する方向に付勢する。加圧部材を薄板ばねで構成し、さらに通電部材３１の外側に配置することにより、固定接触子の小形化、構造の簡素化が図られ、ひいては開閉器全体の小形化が図られている。通電部材３１の中央部を押圧することにより各接点の接圧の均等化が図られている。板ばね４３の材料は、ばね性に優れたものが好ましく。例えば、ばね鋼（ＳＫ、ＳＵＰなど）、ばね用ステンレス鋼他である。

なお、断面くの字型の凹部側の外枠４５に、板ばね４３の撓みを所定量内に抑制する突起部４５ｂが設けられている。突起部４５ｂを設けることにより、例えば可動接触子２６が偏心して接触するときの板ばね４３の撓みを所定内に抑制して板ばね４３に過大な応力が加わることを防止する。なお、突起部４５ｂを設ける位置は、板ばね４３のくの字型の凹部側であればよく、外枠４５に設けられてもよいし、板ばね４３の裏面に設けられてもよい。

また、スリット４３ａは、両端を残して中間部のみに形成されてもよいし、また、全長にわたって形成されて、各歯状部４３ｃが別々に分割されるようにしてもよい。また、板ばね４３の配置は、上述のようにくの字の頂部を通電部材３１側とするのが理想であるが、他部材との干渉等により逆向きとしても概略同様の効果を得ることができる。

外枠（遮蔽部材）４５は、例えば形状的な自由度が大きく電界の遮蔽に効果的な鋳物で作製され、固定接触子２０の外殻を構成しており、対を成し略平行に対向して配置された通電部材３１、支持枠３３及び板ばね４３の周囲を覆う概略箱状を成し、通電部材３１の先端部間隙に対応する位置にブレード型の可動接触子２６が進入する開口部２０ａが形成されている。一方、外枠４５の接続導体２２側は、内部部品の挿入及び接続導体２２への固定のため開放されている。開口部２０ａに面する先端対向縁部は、内側に断面略Ｌ字状に折り曲げられている、そして、外枠４５は、係合部として形成された当該断面略Ｌ字状に折り曲げられた先端部を、被係合部である通電部材３１の先端部に形成された切り欠き３１ｂに係合させることにより、板ばね４３の付勢力に打ち勝って、通電部材３１の先端部の開き幅を所定の広さに保つ。外枠４５は、接続導体２２側端部にＵ字型の締結用切り欠きを有しており、この締結用切り欠きに支持棒３５を挿入して、支持棒３５に螺合された締結部材３７によって支持棒３５とともに支持枠３３に締結されている（図３、図４）。本実施の形態においては、係合部として形成された当該断面略Ｌ字状に折り曲げられた外枠４５の先端部を、被係合部である通電部材３１の先端部に形成された切り欠き３１ｂに係合させることにより通電部材３１の先端部の開き幅を所定の広さに保ち、従来存在した所定の抑止部材を無くして構造の簡素化を図っている。更に、ハの字状に傾動する通電部材３１を先端部で抑止することにより、通電部材３１の略中央部で抑止する場合に比べて、同程度の部品寸法のばらつきでも開き幅の間隔のばらつきが少なくなる構造とし可動接触し２６が接離するときの負荷のばらつきを抑制している。なお、本実施の形態においては、通電部材３１の先端部に切り欠き３１ｂを設けて、外枠４５の断面略Ｌ字状部と係合させているが、この切り欠き３１ｂに替えて、例えば丸みを帯びる通電部材の先端部に概略弧状の輪郭より外方に突出する小さな突出部を設けて、この突出部と断面略Ｌ字状部と係合させるようにしてもよい。

接続導体２２は、支持枠３３を支持することにより、固定接触子２０全体を支持している。接続導体２２は、先端に支持枠３３の枠状部３３ａの板厚よりも大きい高さＤの突出部２２ａを有している（図６）。そして、この突出部２２ａを枠状部３３ａに開口された中央矩形穴３３ｄに貫通させて嵌めあわせ、さらに、突出部２２ａの先端に、ねじとワッシャーから成る抜け止め部材４１を締結して支持枠３３の脱落を防止している。これにより、枠状部３３ａの板厚と突出部２２ａの高さの差分だけ遊び（がたつき）が形成される。この構造にて固定接触子２０が揺動可能とされている。固定接触子２０は、可動接触子２６が偏心して固定接触子２０に進入する際、可動接触子２６が偏心する側へ追従するように僅かに揺動して、可動接触子２６が固定接触子２０の通電部材３１とスムーズに接触するように構成されている。なお、本実施の形態においては、接続導体２２の先端に支持枠３３の枠状部３３ａの板厚よりも大きい高さの突出部２２ａを設け、この突出部２２ａに支持枠３３の枠状部３３ａを貫通させることにより、所定の遊び（がたつき）を形成しているが、例えば、突出部２２ａに替えてスペーサを挟み込むなどして、所定の遊び（がたつき）を形成してもよい。

ねじとワッシャーから成る抜け止め部材４１は、２組が外枠４５の開口部２０ａから挿入されて接続導体２２の突出部２２ａに締結されている（図３、図５）。抜け止め部材４１は、可動接触子２６と接触することがないように、可動接触子２６が最も接触導体２２に接近した位置で、可動接触子２６の自由端２６ａから所定の距離離れた位置に設けられている。抜け止め部材４１は、開口部２０ａ側から締結可能とされているので、支持枠３３に、通電部材３１、支持棒３５、板ばね４３及び外枠４５が組み付けられて成る組立体を、接続導体２２に固定する際、この組立体を突出部２２ａに装着して、その後、開口部２０ａからトルクレンチ等の工具を挿入して抜け止め部材４１を締結することができ、組み立て作業の容易性が図られている。また、この構造により、例えば特許文献２に示されるような従来必要とした組み立てスペースを削減することができる。

このような構成の開閉器においては、板ばね（加圧部材）４３が、対向する通電部材３１の外側に配置されているので、対を成し略平行に対向して配置された通電部材３１間の空間を有効に活用することができ、固定接触子２０の高さ寸法を縮小することができる。また、加圧部材として厚さの小さい板ばね４３を用いることで固定接触子２０の幅寸法を縮小することができ、ひいては開閉器全体の小形化を図ることができる。そして、従来の他力形（通電部材を別の加圧部材で加圧するタイプ）の加圧構造に対して部品点数を削減することができるとともに、従来の自力形（ばね性を有する通電部材自体の撓みで加圧するタイプ）の加圧構造に対して大幅に寸法を縮小化することができる。

外枠４５は、先端部を通電部材３１の先端部に形成された切り欠き３１ｂに係合させることにより、通電部材３１の先端部の開き幅を所定の広さに精度良く保つので、可動接触子２６が接離するときの負荷のばらつきを抑制して動作を安定化させることができる。また、外枠４５の先端部を通電部材３１の抑止構造として利用することで、開閉器全体を大きくすることなく、部品点数を増やさずに抑止構造を実現することができる。

また、本実施の形態の開閉器においては、支持枠（基台部材）は、所定の遊びを有して接続導体（支持導体）２２から支持されているので、簡素な構造且つ容易な組立方法にて固定接触子２０が可動接触子２６に対して揺動可能となり、可動接触子２６が固定接触子２０に侵入する際、動作が滑らかとなり信頼性が向上する。

さらに、本実施の形態の開閉器においては、通電部材３１は、可動接触子２６の回動軌跡方向に所定の間隔を空けながら複数個併設され、板ばね（加圧部材）４３は、部分的なスリット構造として複数個の通電部材３１に対応した数の歯状部４３ｃを持つので、並列する複数の通電部材３１に対して個別に接圧を付与することができ、可動接触子２６が進入する際に、通電部材３１が各々独立して動作可能なため、挿入力の増大を回避することができる。また、板ばね４３を、部分的なスリット構造とすることで部品を一体化して取り扱いを容易にしている。

以上のように、本発明にかかる開閉器は、回動可能に軸支され自由端が回転軌跡を描くように往復動作するブレード型の可動接触子と、可動接触子が接触する通電部材を有する固定接触子とを備えた開閉器に適用されて有用なものである。

１０ タンク
１１ 主母線
１２ 絶縁スペーサ
２０ 固定接触子
２０ａ 開口部
２１ 固定側支持導体（支持導体）
２２ 接続導体（支持導体）
２２ａ 突出部
２３ 接地用固定接触子
２５ 接地用固定側支持導体（支持導体）
２６ 可動接触子
２６ａ 自由端
２７ スリット付き導体
２８ 可動側支持導体
２９ スペーサ支持導体
３０ 絶縁操作軸（回転軸）
３１ 通電部材
３１ａ 基部
３１ｂ 切り欠き（被係合部）
３３ 支持枠（基台部材）
３３ａ 枠状部
３３ｂ 板状部
３３ｃ 貫通孔
３３ｄ 中央矩形穴
３５ 支持棒
３７ 締結部材
４１ 抜け止め部材
４３ 板ばね（加圧部材）
４３ａ スリット
４３ｂ エンボス加工
４３ｃ 歯状部
４５ 外枠（遮蔽部材）
４５ａ 折り曲げ部（係合部）
４５ｂ 突出部

Claims (8)

1. 回動可能に軸支され自由端が回転軌跡を描くように往復動作するブレード型の可動接触子と、前記可動接触子が接触する通電部材を有する固定接触子を備えた開閉器において、 前記固定接触子は、
   対を成し先端を開口部に向けて互いに略平行に対向して配置された通電部材と、
   前記通電部材を先端部が互いに接近する方向に付勢する加圧部材と、
   少なくとも前記通電部材及び前記加圧部材の周囲を覆う外枠とを備え、
   前記加圧部材は対向する前記通電部材の外側に配置され、
   前記加圧部材は、断面くの字型の薄板ばね状を成し、くの字の頂部で前記通電部材の中央部を押圧し、
   前記加圧部材の断面くの字型の凹部側に該加圧部材の撓みを所定量内に抑制する突起部が設けられている
   ことを特徴とする開閉器。
2. 前記通電部材の基部を傾動可能に支持する基台部材を備える
   ことを特徴とする請求項１記載の開閉器。
3. 前記外枠は、前記通電部材の先端部に係合することにより、前記加圧部材の付勢力に打ち勝って前記通電部材の先端部の開き幅を所定の広さに保つ
   ことを特徴とする請求項１記載の開閉器。
4. 前記外枠は、先端部を前記通電部材の先端部に形成された切り欠きに係合させることにより、前記通電部材の先端部の開き幅を所定の広さに保つ
   ことを特徴とする請求項３記載の開閉器。
5. 前記通電部材は、前記可動接触子の回動軌跡方向に複数個併設され、
   前記加圧部材は、複数個の前記通電部材に対応した数の歯状部を持つ櫛歯状を成す
   ことを特徴とする請求項１記載の開閉器。
6. 前記基台部材は、前記可動接触子の回動面に対して直交する方向に揺動可能に所定の遊びを有して支持導体から支持されている
   ことを特徴とする請求項２記載の開閉器。
7. 前記支持導体は、前記通電部材の基部側から先端部側に向かう方向に前記基台部材よりも突出する突出部を有し、該突出部を前記基台部材に開口された穴に嵌めあわせ、前記突出部の先端に抜け止め部材を固定することにより、前記突出部と前記基台部材の開口との間に前記基台部材を揺動可能に所定の遊びを有して支持している
   ことを特徴とする請求項６記載の開閉器。
8. 前記抜け止め部材は、前記可動接触子が最も接触導体に接近した位置で、前記可動接触子の自由端から所定の距離を置いて離れている
   ことを特徴とする請求項７記載の開閉器。

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