JP2023163278A - 切替開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の開閉器を備えた切替開閉装置において、切替開閉装置の各開閉器の切り替え時に回動させる部材同士の間に隙間を埋めるように連結用の小パーツを挟み込まなくても切替開閉装置の複数の開閉器を同時に切り替え可能とすること。【解決手段】第一電源側端子部と、第二電源側端子部と、負荷側端子部と、第一固定接点と第二固定接点と可動接点とを内側に収めるケースと、を備え、可動接点の接触先を第一固定接点と第二固定接点との間で切り替えることにより、負荷機器へ給電する電源を第一電源と第二電源との間で切替可能な開閉器１４を複数備えた切替開閉装置１であって、負荷側端子部は、可動接触子を回動可能に保持する回動部材を備え、少なくとも一つの開閉器は開閉器のケースに備えた開口から突出した回動部材の一部が、隣接する開閉器のケース内に位置する回動部材と係合する構成とする。【選択図】図３

Description

本発明は、切替開閉装置に関するものである。

負荷機器に給電する電源を第一電源である商用電源と、第二電源である分散電源とで切り替える切替開閉装置が知られている。切替開閉装置は、可動接触子の可動接点の接触先を第一電源側の接点と、第二電源側の接点との間で切り替えることにより、負荷機器に給電する電源を切り替えるものであるが、切替開閉装置の複数の極を同時に切り替えることが望ましい。そこで、特許文献１の開示の技術では、複数の開閉器が隣接配置され、それぞれの開閉器のハンドルを連結することにより、切替開閉装置の複数の極を同時に切り替えるようにしている。また、特許文献２に開示の技術では、複数の極を有した１つの回路遮断器において、可動接触子を保持する保持部材の凸部を連結部材の凹部に挿入することにより、可動接点の固定接点への接触／非接触を複数の極で同時に行える構造としている。

特開２０１５－０９０８３３号公報 特開平１１－９６８８２号公報

ところで、特許文献１に記載の構造では、複数の極を同時に切り替えるために、新たな部品を追加する必要があるため、部品数の増加による在庫コストの増加が課題となっていた。また、切替開閉装置の各開閉器の切り替え時に回動させる部材同士の間に隙間を埋めるように連結用の小パーツを挟み込まなくてはならないため、組立作業がし難かった。一方、特許文献２に記載の構造では、連結部材と開閉機構を係合させ、開閉機構の動作により連結部材を回動することで、それに連結される保持部材が回動するものとなっている。連結部材と保持部材との距離が近いものであれば、保持部材の凹部と連結部材の凸部との間のクリアランスにより、連結部材と保持部材の回動のタイミングがずれたりすることを回避し、保持部材を回動させるための力を最小限にすることができるが、その距離が遠くなると、クリアランスによる影響が大きくなり、連結部材と保持部材の回動のタイミングがずれるおそれがある。また、その距離が遠くなると、開閉機構からの力が保持部材へ伝わりにくくなるため、保持部材を回動させるための力を大きくする必要があった。また、特許文献２の開示の技術は開閉器の切り替え時に回動させる部材同士の間に隙間を埋めるように連結用の小パーツを挟み込まなくてはならないため、組立作業がし難かった。しかも、ケース内に小パーツが収まっているため、使用を繰り返すことで、回動させる部材同士の間から小パーツが取れかけていても把握できないおそれがあった。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、複数の開閉器を備えた切替開閉装置において、切替開閉装置の各開閉器の切り替え時に回動させる部材同士の間に隙間を埋めるように連結用の小パーツを挟み込まなくても切替開閉装置の複数の開閉器を同時に切り替え可能とすることである。

上記課題を解決するため、第一電源と接続可能であり第一固定接点を有する第一電源側端子部と、第二電源と接続可能であり第二固定接点を有する第二電源側端子部と、負荷機器と接続可能であり可動接点を備えた可動接触子を備える負荷側端子部と、第一固定接点と第二固定接点と可動接点とを内側に収めるケースと、を備え、可動接点の接触先を第一固定接点と第二固定接点との間で切り替えることにより、負荷機器へ給電する電源を第一電源と第二電源との間で切替可能な開閉器を複数備えた切替開閉装置であって、負荷側端子部は、可動接触子を回動可能に保持する回動部材を備え、少なくとも一つの開閉器は開閉器のケースに備えた開口から突出した回動部材の一部が、隣接する開閉器のケース内に位置する回動部材と係合する切替開閉装置とする。

また、回動部材に荷重を加えることで負荷機器へ給電する電源の切り替えを制御可能な制御ユニットが開閉器に隣接して配置され、制御ユニットは、隣接する開閉器のケースに備えた開口から突出した回動部材に係合する構成とすることが好ましい。

また、回動部材に挿通穴を備え、隣接する開閉器の回動部材の挿通穴に挿通部材が挿通される構成とすることが好ましい。

また、挿通穴に挿通された挿通部材は、回動部材の回動中心を通る構成とすることが好ましい。

本発明では、複数の開閉器を備えた切替開閉装置において、切替開閉装置の各開閉器の切り替え時に回動させる部材同士の間に隙間を埋めるように連結用の小パーツを挟み込まなくても切替開閉装置の複数の開閉器を同時に切り替えることが可能となる。

実施形態における切替開閉装置の斜視図である。 図１に示す切替開閉装置の正面図である。ただし、カバーを開放している。 図１に示す切替開閉装置を開閉器と制御ユニットに分解した状態における正面図である。ただし、カバーを閉じている。 図１に示す切替開閉装置を開閉器と制御ユニットに分解した分解斜視図である。ただし、カバーを閉じている。 ３つ並べた開閉器の一部のケースを取り外した例を示す斜視図である。 一部のケースを取り外した例を示す開閉器の側面図である。 連結部材を連結する前後の例を示す図である。 図７とは異なる方向から見た、連結部材を連結する前後の例を示す図である。 第二のケースを外した状態を示す切替開閉装置の斜視図である。 主回路ユニットと第一のケースと切替ユニットの例を示す斜視図である。 図１０に示す切替ユニットの分解斜視図である。 図１１に示す切り替え部の分解斜視図である。 切替ユニットの動き方の例を示す図である。 図１１に示す第一ソレノイドの図である。 図１４に示す第一ソレノイドの分解斜視図である。 可動鉄心の例の斜視図である。 図１６に示す可動鉄心の側面図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。なお、以下では切替開閉装置１に関し、設置時に設置箇所と対向する面となる側が設置面側であり、設置面側と対向する側が正面側であるものとして説明を行う。実施形態の切替開閉装置１は、停電時などに自動的に負荷機器へ給電する電源を第一電源と第二電源との間で切り替えることができる。このため、図１乃至図４に示されていることから理解されるように、本実施形態の切替開閉装置１は、負荷機器へ給電する電源を第一電源と第二電源との間で切り替え可能な主回路ユニット１０と、負荷機器へ給電する電源の切り替えを制御する制御ユニット３０を備えている。

図５及び図６に示すことから理解されるように、この切替開閉装置１は、主回路ユニット１０に、第一電源と接続可能な第一電源側端子部１１と、第二電源と接続可能な第二電源側端子部１２と、負荷機器と接続可能な負荷側端子部１３と、を備えている。より詳しくは、主回路ユニット１０に、一方側に位置する第一電源（例えば商用電源）が接続される第一電源側端子部１１と、もう一方側に位置する第二電源（例えば分散型電源）が接続される第二電源側端子部１２と、負荷機器が接続される負荷側端子部１３が備えられている。図１に示す例では、第一電源側端子部１１の端部（端子ねじ１１ｃが取り付けられる側の端部）や第二電源側端子部１２の端部（端子ねじ１２ｃが取り付けられる側の端部）や負荷側端子部１３の端部（端子ねじ１３ｃが取り付けられる側の端部）などは端子カバー１９に覆われており、それらに不用意に接触してしまうことを抑制している。なお、分散型電源には、太陽光発電、風力発電などの再生可能エネルギーを利用したものや、燃料電池や蓄電池などが例示できる。

また、実施形態の主回路ユニット１０においては、第一電源側端子部１１の第一固定接点１１ａと、第二電源側端子部１２の第二固定接点１２ａと、負荷側端子部１３の可動接点１３ａをケース１４ａに収納した開閉器１４が備えられている。開閉器１４は必要な極数分だけ連結されていればよいが、図１から図４に示す例では、三つの開閉器１４が連結されており、３極の主回路ユニット１０を構成している。

図６に示すことから理解されるように、実施形態の第一電源側端子部１１には、一方の端部に第一固定接点１１ａを有し、他方の端部に電線を接続するための端子ねじ１１ｃが螺合されるねじ穴１１ｂを備えている。また、第二電源側端子部１２には、一方の端部に第二固定接点１２ａを有し、他方の端部に電線を接続するための端子ねじ１２ｃが螺合されるねじ穴１２ｂを備えている。

実施形態の負荷側端子部１３は、第一電源側端子部１１の第一固定接点１１ａや第二電源側端子部１２の第二固定接点１２ａと接触するために用いられる二つの可動接点１３ａを備えた可動接触子１３ｅと、回動することで保持した可動接点１３ａの接触先を第一固定接点１１ａと第二固定接点１２ａとの間で切り替え可能な回動部材１３ｄと、一方の端部が可動接触子１３ｅと電路部材を介して電気的に接続され他方の端部に電線を接続するための端子ねじ１３ｃが螺合されるねじ穴１３ｂを備えた端子１３ｆと、を備えている。

可動接点１３ａが、第一電源側端子部１１の第一固定接点１１ａに接触する場合、可動接点１３ａを介して第一電源側端子部１１と負荷側端子部１３が電気的に接続されるため、第一電源側端子部１１に接続される第一電源から負荷側端子部１３に接続される負荷機器への給電が可能となる。また、可動接点１３ａが、第二電源側端子部１２の第二固定接点１２ａに接触する場合には、同様の理由により、第二電源から負荷機器へ給電が可能となる。

なお、負荷機器へ給電するための電源を第一電源と、第二電源との間で切り替える場合には、回動部材１３ｄを回動させることにより可動接触子１３ｅを回動させればよい。このようにすることで、可動接点１３ａの接触先を第一固定接点１１ａと第二固定接点１２ａとの間で切り替え、負荷機器への給電元を第一電源と第二電源との間で切り替えることができる。

ところで、実施形態では、開閉器１４の外郭を構成するケース１４ａには、第一電源側端子部１１の第一固定接点１１ａと第二電源側端子部１２の第二固定接点１２ａと負荷側端子部１３の可動接点１３ａが収納される。このようなケース１４ａを備えた開閉器１４を複数個連結することで、主回路ユニット１０を構成することができる。隣接する開閉器１４同士を連結した状態では、各開閉器１４の回動部材１３ｄも連結され、連結する全ての回動部材１３ｄが連動する構造となっている。

そのため、開閉器１４のケース１４ａには、回動部材１３ｄの一部をケース１４ａの外側に突出させることが可能な開口１４ｂが設けられる。また、この開閉器１４に隣接させる開閉器１４の少なくとも一つは、隣接する開閉器１４の回動部材１３ｄの一部を侵入させることが可能な開口１４ｃをケース１４ａに備えている。開口１４ｂや開口１４ｃは、隣接する開閉器１４の回動部材１３ｄ同士が係合して回動できる位置に設けられていればよい。

開口１４ｂや開口１４ｃは、ケース１４ａの一面全体に広がる大きさであっても良いが、開閉器１４の内部への異物の侵入を抑制する観点からすると、開口１４ｂや開口１４ｃは、側面視で、回動部材１３ｄのケース１４ａから突出している部分の大きさと略同じ大きさとすることが好ましい。同じ大きさでは、回動時に回動部材１３ｄがケース１４ａにこすれるため、若干の隙間を持たせたものとするのが好ましい。また、開口１４ｂや開口１４ｃは円形状にするのが好ましい。

いずれにせよ、「第一電源側端子部１１と、第二電源側端子部１２と、負荷側端子部１３と、ケース１４ａを有する開閉器１４」を複数備えた切替開閉装置１について、負荷側端子部１３に、可動接触子１３ｅを回動可能に保持する回動部材１３ｄを備え、少なくとも一つの開閉器１４について、開閉器１４のケース１４ａに備えた開口１４ｂから突出した回動部材１３ｄの一部が、隣接する開閉器１４のケース１４ａ内に位置する回動部材１３ｄと係合する構成とすることが好ましい。

より詳しくは、「第一電源と接続可能であり第一固定接点１１ａを有する第一電源側端子部１１と、第二電源と接続可能であり第二固定接点１２ａを有する第二電源側端子部１２と、負荷機器と接続可能であり可動接点１３ａを備えた可動接触子１３ｅを備える負荷側端子部１３と、第一固定接点１１ａと第二固定接点１２ａと可動接点１３ａとを内側に収めるケース１４ａと、を備え、可動接点１３ａの接触先を第一固定接点１１ａと第二固定接点１２ａとの間で切り替えることにより、負荷機器へ給電する電源を第一電源と第二電源との間で切替可能な開閉器１４」を複数備えた切替開閉装置１であって、負荷側端子部１３は、可動接触子１３ｅを回動可能に保持する回動部材１３ｄを備え、少なくとも一つの開閉器１４は開閉器１４のケース１４ａに備えた開口１４ｂから突出した回動部材１３ｄの一部が、隣接する開閉器１４のケース１４ａ内に位置する回動部材１３ｄと係合する切替開閉装置１とすることがこのましい。このような構成とすることで、複数の開閉器１４を備えた切替開閉装置１において、切替開閉装置１の各開閉器１４の切り替え時に回動させる部材同士の間に隙間を埋めるように連結用の小パーツを挟み込まなくても切替開閉装置１の複数の開閉器１４（複数の極）を同時に切り替えることが可能となる。

また、回動部材１３ｄに荷重を加えることで負荷機器へ給電する電源の切り替えを制御可能な制御ユニット３０が開閉器１４に隣接して配置され、この制御ユニット３０が、隣接する開閉器１４のケース１４ａに備えた開口１４ｂから突出した回動部材１３ｄに係合する構成とすることが好ましい。

隣接する開閉器１４の回動部材１３ｄ同士を連結しやすくするために、回動部材１３ｄの接続部１３ｇに凹部や凸部などを付与し、一方の回動部材１３ｄの凹部に、他方の回動部材１３ｄの凸部を挿入した状態で回動部材１３ｄ同士を連結できるようにするのが好ましい（図７及び図８参照）。また、接続部１３ｇは平面状にした時よりも接触面積が大きくなるように凹部や凸部などを付与するのが好ましい。力を伝達させやすくなるからである。

これらから理解されるように、主回路ユニット１０は、第一電源側端子部１１と第二電源側端子部１２と負荷側端子部１３とケース１４ａとを備えた開閉器１４を複数備え、各開閉器１４の回動部材１３ｄ同士が嵌合した状態で接続され、電源の切り替え時に、開閉器１４同士が連動することを可能とする構成とすることが好ましい。このようにすると回動部材１３ｄ同士の接続も容易であり、開閉器１４の接続が容易となる。

本実施形態においては、パーツの共通化のため、３つの開閉器１４の回動部材１３ｄを同一形状とし、回動部材１３ｄの一方の面側に設けた凸部を、回動部材１３ｄの他方の面側に設けた凹部に挿入することができるように構成している。このように回動部材１３ｄの一方の面側の形状は、他方の面側の形状に応じた凹凸を付与したものとすることが好ましい。

もちろん、開閉器１４毎に回動部材１３ｄの形状が異なるように構成したり、何れかの開閉器１４の回動部材１３ｄの形状が他の開閉器１４の回動部材１３ｄの形状と異なるように構成したりしてもよい。例えば、３つの開閉器１４が連結する構成の場合に、中央の開閉器１４の回動部材１３ｄには、凹部と凸部の両方を設けるが、両端の開閉器１４の回動部材１３ｄには、凹部若しくは凸部の一方を設けるものであってもよい。

実施形態では、制御ユニット３０と隣り合うことになる開閉器１４の回動部材１３ｄは、その側面に設けられた凹部に、制御ユニット３０に備えられた接続部材４１が差し込まれる。実施形態では、接続部材４１と回動部材１３ｄは一体的に回動する構造となっている。したがって、接続部材４１を回動させることで回動部材１３ｄが回動し、可動接触子１３ｅの可動接点１３ａの接触先を第一固定接点１１ａと第二固定接点１２ａとの間で切り替えることができる。

なお、実施形態の回動部材１３ｄは、回動軸の方向から見て、略長方形状の凹部を備えた係合部を有する構造としている。この係合部を利用して接続させるため、接続部材４１は、回動部材１３ｄの係合部と対応する形状である略直方体状の被係合部を端部に有する構造としている。ただし、係合部と被係合部の形状は、互いに係合するものであれば如何なる形状であってもよい。

また、本実施形態では、制御ユニット３０のサイズを小さくしながらも、接続部材４１から回動部材１３ｄへの荷重を大きいものとするために、接続部材４１の回動軸と直交する断面について、接続部材４１の回動部材１３ｄ側の端部の断面が接続部材４１の中央部分の断面よりも大きくなるように構成し、回動部材１３ｄと接続部材４１の接触面積を大きくしている。

ところで、回動部材１３ｄ同士の連結に関して、接続部１３ｇ同士の係合のみで連結する構造であっても、接続部材４１の荷重を回動部材１３ｄに加えることはできるが、互いに係合する回動部材１３ｄと回動部材１３ｄの間には僅かな隙間が生じる。

この隙間は、複数の回動部材１３ｄが連結されることで影響を与えうる。具体的には、接続部材４１から離れた位置にある回動部材１３ｄに、接続部材４１の動きとのズレが生じ、接続部材４１の荷重がうまく加わらないおそれがある。

そこで、回動部材１３ｄに挿通穴を備え、隣接する開閉器１４の回動部材１３ｄの挿通穴に挿通部材１５が挿通される構成とすることが好ましい。回動部材１３ｄに挿通穴を設け、連結する回動部材１３ｄ同士をつなぐように挿通穴に挿通部材１５を挿通する構成とすれば、回動部材１３ｄが挿通部材１５の軸方向と直交する方向へ移動することを制限することができる。したがって、回動部材１３ｄ同士の間に生じる隙間を原因とする接続部材４１と回動部材１３ｄの動きのズレによる影響を抑えることができる。

回動部材１３ｄの挿通穴の位置については、連結する回動部材１３ｄ同士をつなぐように挿通部材１５が挿通できる位置であるなら如何なる位置であってもよいが、挿通部材１５が回動部材１３ｄの回動中心を通るように挿通穴を構成することが好ましい。例えば、回動部材１３ｄが係合部及び／又は被係合部を中心に回動する場合、回動の中心である係合部及び／又は被係合部内に挿通穴を形成することが好ましい。

係合部及び／又は被係合部内に設けた挿通穴に挿通部材１５を挿通することで、回動部材１３ｄの挿通部材１５の軸方向と直交する方向への移動を全方位で制限しやすくなり、接続部材４１と回動部材１３ｄの動きのズレに対応しやすくなる。なお、挿通部材１５を回動部材１３ｄの重心の位置に設けることで、さらに回動部材１３ｄの動きのズレを抑えることが期待できる。

実施形態では、回動部材１３ｄの一方の側面に凹部が設けられており、もう一方の側面には凸部が設けられている。ある開閉器１４が有する回動部材１３ｄの凹部に、別の開閉器１４が有する回動部材１３ｄの凸部を挿入し、かつ、回動部材１３ｄに設けた挿通穴に挿通部材１５として連結ピンを挿通している。回動部材１３ｄの凸部が回動部材１３ｄの凹部に挿入されるとともに、挿通穴に挿入した連結ピンで回動部材１３ｄ同士のずれを抑制する構成とすることで、回動部材１３ｄ同士が離れることを抑制することができる。なお、実施形態のように回動部材１３ｄ同士の連結状態が切替開閉装置１の外部から見えないものである場合には、回動部材１３ｄ同士のずれの抑制ができることは、特に好ましい。

また、負荷側端子部１３は、回動することにより、負荷機器へ給電する電源を第一電源と第二電源との間で切り替え可能とする回動部材１３ｄを備えるものとし、制御ユニット３０には回動部材１３ｄと嵌合する接続部材４１を備え、前記接続部材４１にハンドル８１を取り付けるために用いることが可能なハンドル取り付け部４２を備える構成とすることが好ましい。このようにすれば、ハンドル取り付け部４２を有する接続部材４１と回動部材１３ｄが嵌合して連動することにより電源の切り替えを行うことが可能となる。

また、ハンドル取り付け部４２にハンドル８１を取り付けている場合は、ハンドル８１を動かすことにより、接続部材４１と回動部材１３ｄが連動して電源の切り替えを行うことを可能とし、ハンドル取り付け部４２にハンドル８１を取り付けていない場合は、制御ユニット３０で発生させる電気的な力で接続部材４１を動かすことで、接続部材４１と回動部材１３ｄが連動して電源の切り替えを行うことを可能とするのが好ましい。そうすれば、電気的な操作をする場合にも、人力的な操作をする場合にも接続部材４１を動かせばよいため、部品点数を抑制することが可能となる。

ここから制御ユニット３０について詳しく説明をする。主回路ユニット１０に接続される制御ユニット３０は、主回路ユニット１０の側面に接続される。この制御ユニット３０は、主回路ユニット１０の負荷側端子部１３への給電元を第一電源と第二電源とで切り替える制御を行うことができる。

実施形態の制御ユニット３０は、主たる外郭がケース部材３１で構成される。実施形態のケース部材３１は、第一のケース３１ａと第二のケース３１ｂで構成された箱状であり、切替ユニット３２とスイッチユニット３３を収納する（図９参照）。ただし、スイッチユニット３３は制御ユニット３０に必須なものではなく、少なくとも切替ユニット３２を収納するものであればよい。

なお、実施形態では、制御ユニット３０の第一のケース３１ａと、第一のケース３１ａに隣接する開閉器１４を、ねじ等により固定することで、主回路ユニット１０と制御ユニット３０を固定することができる。実施形態では、主回路ユニット１０を構成する全ての開閉器１４と第一のケース３１ａを貫通するねじを用いることで、開閉器１４同士も固定している。

実施形態では、制御ユニット３０に備えられた切替ユニット３２は、切り替え部３２ａと、第一ソレノイド３２ｂと、第二ソレノイド３２ｃと、第一リレーユニット３２ｄと、第二リレーユニット３２ｅを備えている（図１０及ぶ図１１参照）。

また、実施形態では、第一リレーユニット３２ｄは、コネクタ３２ｄａによりリレー３２ｄｂが接続された基板３２ｄｃを備えている。また、第二リレーユニット３２ｅは、コネクタ３２ｅａによりリレー３２ｅｂが接続された基板３２ｅｃを少なくとも備えている。これらのリレーユニットは、後述するスイッチユニット３３とともにソレノイドのコイルへの通電を制御するものである。

実施形態の切り替え部３２ａは、中央に操作ピン３２ａａが挿通されるものであり、各部材を支える支持台３２ａｂと、第一ソレノイド３２ｂに備えられた第一可動鉄心３２ｂａと第二ソレノイド３２ｃに備えられた第二可動鉄心３２ｃａを端部に連結可能な連結部材３２ａｃと、連結部材３２ａｃに挿通される操作ピン３２ａａと、連結部材３２ａｃと共に操作ピン３２ａａが挿通される切替部材３２ａｄと、切替部材３２ａｄに挿通される接続部材４１と、切替部材３２ａｄと共に接続部材４１が挿通される表示部材３２ａｅと、を備えている（図１１から図１３参照）。

実施形態の第一ソレノイド３２ｂは、第一コイル３２ｂｂと、コイル内に設けられた第一固定鉄心と、一部が第一コイル３２ｂｂ内に差し込まれた状態で移動する第一可動鉄心３２ｂａと、第一コイル３２ｂｂを覆う枠体３２ｂｃを備えている。また、第二ソレノイド３２ｃは、第二コイルと、第二コイル内に設けられた第二固定鉄心と、一部が第二コイル内に差し込まれた状態で移動する第二可動鉄心３２ｃａと、第二コイルを覆う枠体３２ｃｃを備えている。またそれぞれのソレノイドは固定鉄心が設けられたコイルの端部とは反対側の端部から突出するように可動鉄心が配置されている。

ところで、実施形態の切替開閉装置１により自動的になされる切り替えは、２つのソレノイド（第一ソレノイド３２ｂと第二ソレノイド３２ｃ）を用いて行われる。各々のソレノイドは、少なくともコイルと可動鉄心、固定鉄心を備えている。ソレノイドは、コイルに通電されると、通電されたコイル内が磁化され、コイル内の方向へ可動鉄心を移動させるような吸着力が働く。

なお、可動鉄心の外径とコイルの内径の差が、可動鉄心を吸着する力の大きさに影響する。例えば、コイルの内側に位置する部分の可動鉄心の外径をコイルの内径と略同一のサイズとすることにより、吸着する力を強くすることができる。

一方、実施形態の切替開閉装置１は、対向して配置された第一ソレノイド３２ｂと第二ソレノイド３２ｃの間に連結部材３２ａｃが配置されており、連結部材３２ａｃの一方側に位置するコイルに通電すると、そのコイルを備えたソレノイド（例えば第一ソレノイド３２ｂ）の方向に連結部材３２ａｃを移動させ、他方側に位置するコイルに通電すると、そのコイルを備えたソレノイド（例えば第二ソレノイド３２ｃ）の方向に連結部材３２ａｃを移動させる機構を備えている（図１３参照）。このような構成とすることにより、負荷に通電される電源の切り替えを行うことができる。

このような構成を備えているため、一方のソレノイド側（例えば第一ソレノイド３２ｂ側）に連結部材３２ａｃが移動した場合には、他方のソレノイド側（例えば第二ソレノイド３２ｃ側）の可動鉄心は、連結部材３２ａｃに引っ張られてコイルから飛び出すこととなる。

連結部材３２ａｃが移動することにより、回動部材１３ｄに接続する接続部材４１などを動かすが、可動鉄心の中でも連結部材３２ａｃ付近の部分が大きく構成されていると、このような動きをさせるための機構をコンパクトにしにくくなる。より具体的には、可動鉄心の中でも連結部材３２ａｃ付近の部分が大きく構成されていると、連結部材３２ａｃなど第一ソレノイド３２ｂと第二ソレノイド３２ｃの間に位置する部品や、それらを覆う部品等のサイズがコンパクトにしにくくなる。この結果、制御ユニット３０のサイズもコンパクトにしにくくなる。このため、可動鉄心の中でも連結部材３２ａｃ付近の部分は小さめに構成することが好ましい。とはいえ、可動鉄心全体を小さくすると、可動鉄心を吸着する力の大きさは確保しにくくなる。

可動鉄心を吸着する力の大きさは維持しつつ、コンパクトな構成とすることができるようにするため、可動鉄心を、径が最大の部分であり少なくとも一部がコイル内を移動可能である主部３２１と、主部３２１よりも連結部材３２ａｃ側で主部３２１よりも小径となるように構成された腕部３２２と、連結部材３２ａｃを腕部３２２と接続するために腕部３２２に設けられた溝部３２３と、を備えた構成とするのが好ましい。

より詳しくは、第一電源と接続可能な第一電源側端子部１１と、第二電源と接続可能な第二電源側端子部１２と、負荷機器と接続可能な負荷側端子部１３と、負荷機器へ給電する電源を第一電源と第二電源との間で切り替え可能な主回路ユニット１０と、負荷機器へ給電する電源の切り替えを制御可能な制御ユニット３０と、を備えた切替開閉装置１であって、制御ユニット３０は、コイルと可動鉄心を備えた第一ソレノイド３２ｂと、コイルと可動鉄心を備えた第二ソレノイド３２ｃと、第一ソレノイド３２ｂのコイルと第二ソレノイド３２ｃのコイルの間で、第一ソレノイド３２ｂの可動鉄心と第二ソレノイド３２ｃの可動鉄心に連結させる連結部材３２ａｃと、を備え、第一ソレノイド３２ｂの可動鉄心と第二ソレノイド３２ｃの可動鉄心のそれぞれに、径が最大の部分である主部３２１と、主部３２１よりも連結部材３２ａｃ側で主部３２１よりも小径となるように構成された腕部３２２と、連結部材３２ａｃを腕部３２２と接続するために腕部３２２に設けられた溝部３２３と、を備え、コイルへ通電して少なくとも主部３２１の一部がコイル内で移動するように可動鉄心を移動させることで、負荷機器へ給電する電源の切り替えをすることが可能である切替開閉装置１とすることが好ましい。このように構成することで、連結部材３２ａｃや切替開閉装置１のサイズを大きくすることなく、コイルの可動鉄心への吸引力を確保できる。

また、可動鉄心の主部３２１は、常時その一部がコイルの内側に留まる構成とするのが好ましい。このようにすれば、コイルに電流を流して可動鉄心を動かし始めるタイミングにおける力の大きさを確保することが容易となる。

また、可動鉄心の最大径は、コイルの内側の最大径と略同一であるように構成するのが好ましい。このようにすれば、コイルに電流を流して可動鉄心を動かす力の大きさを確保することが容易となる。

なお、可動鉄心がコイルの方向へ最大限移動した際に、可動鉄心におけるコイルから突出する領域の半分以上が腕部３２２であるように構成するのが好ましい。可動鉄心がコイルの方向へ最大限移動した際に、可動鉄心におけるコイルから突出する領域の７割以上若しくは９割以上が腕部３２２であるように構成するのが更に好ましい。

また、コイルの外にコイルを覆う枠体を設ける場合は、可動鉄心がコイルの方向へ最大限移動した際に、可動鉄心における枠体から連結部材３２ａｃ側に突出する領域の８割以上が腕部３２２であるように構成するのが好ましい。可動鉄心がコイルの方向へ最大限移動した際に、可動鉄心における枠体から連結部材３２ａｃ側に突出する領域の９割以上若しくは全部が腕部３２２であるように構成するのが更に好ましい（図１４、図１５参照）。

実施形態の可動鉄心は、腕部３２２に、それ以外の部分よりも外径が小さく連結部材３２ａｃの一部が挿入される溝部３２３を備えている（図１４から図１７参照）。実施形態では、腕部３２２の溝部３２３を除いた部分の外径を略同一としているが、連結部材３２ａｃとの接触面積を増やすために連結部材３２ａｃと係止する部分の外径をそれ以外の部分よりも大きくするなど、溝部３２３以外の部分に関しても腕部３２２の一部の外径を異なるものとしてもよい。ただし、２つのソレノイド間のパーツ等を小さくすることがしやすくなるため、溝部３２３を除いた腕部３２２の外径を略同一のものとすることが好ましい（図１６、図１７参照）。

ところで実施形態の可動鉄心の主部３２１は、コイル側の端部まで位置しているわけではない。図１６及び図１７に示す可動鉄心は、コイル側の端部に向かうにつれて、徐々にその外径が小さくなるように構成されている。より詳しくは、図１６及び図１７に示す可動鉄心は、コイル側の端部が円錐台状に構成されている。このような形状とすることで、コイル内に位置する固定鉄心の形状に対応するようにしている。

ここで、コイルへの通電信号について説明をする。コイルへの通電は、リレーユニットが第一電源から若しくは第二電源からの通電の有無を検知したことや、リレーユニットが設定された所定の時間が経過したことを検知したことに起因して行われるようにすればよい。例えば、第一電源からの通電があり、第二電源からの通電がない場合には、第一コイル３２ｂｂへの通電が行われ、第一電源側へ切り替わる。第一電源からの通電がなく、第二電源からの通電がある場合には、第二コイルへの通電が行われ、第二電源側へ切り替わる。

なお、通常、商用電源である第一電源が、分散電源である第二電源よりも優先するように構成する。例えば、第一電源からの通電と第二電源からの通電の両方がある場合には、第一電源からの通電を優先し、第一コイル３２ｂｂへの通電が行われ、第一電源側へ切り替わる。したがって、第二電源は、第一電源からの通電がなく、第二電源からの通電がある場合に使用される。

ところで、各電源からの通電をリレーユニットが検知し続ける限り、コイルへの通電が行われてしまうと、コイルが焼損するおそれがある。コイルが焼損すると、制御ユニット３０の自動による切り替えが行えなくなる。このため、各電源からの通電をリレーユニットが検知した後の一定時間のみコイルへの通電が行われるように構成することが好ましい。実施形態では、スイッチユニット３３が、各電源からの通電をリレーユニットが検知した後の一定時間のみコイルへの通電が行われるようにする役割を担っている。

例えば、各リレーユニットにスイッチを接続しておき、コイルへの通電後の可動鉄心の吸着に起因する連結部材３２ａｃの移動により移動した操作ピン３２ａａによりスイッチが押された場合に、コイルへの通電が止められる機構とすることが例示できる。この場合、スイッチが押されていない状態では、コイルへの通電が許可されるため、スイッチが押されていない側でコイルへの通電が行われた場合には、そちら側へ切り替わる。

ここで、制御ユニット３０を用いた切り替えの例について説明をする。ただし、制御ユニット３０により負荷機器へ給電される電源を第二電源から第一電源へ切り替える例をあげて説明をする。なお、第一電源から第二電源へ切り替える場合でも動作の流れは同様であるため、その例については説明を省略する。

先ず、電気的に切り替えをする例について説明をする。電気を用いて切り替えをする場合、第一ソレノイド３２ｂの第一コイル３２ｂｂに通電をする。すると、第一コイル３２ｂｂの内部に磁界が発生し、それにより磁化された第一可動鉄心３２ｂａが第一固定鉄心に吸着される。第一可動鉄心３２ｂａの吸着により、第一可動鉄心３２ｂａの先端が接続される連結部材３２ａｃが第一電源側に移動する（図１３参照）。

この連結部材３２ａｃの移動により、連結部材３２ａｃに挿通される操作ピン３２ａａが第一電源側に移動する。操作ピン３２ａａが移動すると、操作ピン３２ａａが挿通される切替部材３２ａｄの角度が変更される。この切替部材３２ａｄの角度変更により、切替部材３２ａｄに連通される接続部材４１の角度が変更される。接続部材４１の角度変更により、接続部材４１に嵌合される開閉器１４の回動部材１３ｄが回動する。回動部材１３ｄが回動することにより、第二電源側端子部１２の第二固定接点１２ａに接触する負荷側端子部１３の可動接点１３ａが、第一電源側端子部１１の第一固定接点１１ａに接触する。なお、接続部材４１の角度変更により、接続部材４１に連通される表示部材３２ａｅの角度が変更する。表示部材３２ａｅの角度が変更されることで、負荷側端子部１３が第一電源側端子部１１へ接続されていることを表示することができる。

次に、手動で切り替えをする例について説明をする。手動による切り替えの場合、切替開閉装置１に対して着脱可能なハンドル８１を用いて切り替える。なお、接続部材４１は、開閉器１４が嵌合される側の端部とは反対側の端部に、ハンドル取り付け部４２を有する。ハンドル取り付け部４２から外したハンドル８１を紛失しないように、使用しないハンドル８１を切替開閉装置１の側面などに固定できるようにするのが好ましい。図１に示す例では、制御ユニット３０に設けた突起にハンドル８１を差し込んで固定することができるようにしている。

手動で切り替えをする場合、まず、ハンドル取り付け部４２にハンドル８１を取り付ける。このハンドル８１を第二電源側から第一電源側へ倒す。ハンドル８１を倒すことにより、接続部材４１の角度が変更する。接続部材４１の角度変更により、接続部材４１に嵌合される開閉器１４の回動部材１３ｄが回動する。回動部材１３ｄの回動により、第二電源側端子部１２の第二固定接点１２ａに接触する負荷側端子部１３の可動接点１３ａが、第一電源側端子部１１の第一固定接点１１ａに接触する。なお、接続部材４１の角度変更により、接続部材４１に連通される表示部材３２ａｅの角度が変更する。表示部材３２ａｅが角度を変更することで、負荷側端子部１３が第一電源側端子部１１へ接続されていることを表示できることは、上記した例と同様である。作業が終了したら、ハンドル取り付け部４２からハンドル８１を取り外せばよい。その後、カバー３８を動かすことで、ハンドル取り付け部４２をカバー３８で覆うようにする。

実施形態の切替開閉装置１は電気電子機器収納用箱に取り付けられる。なお、電気電子機器収納用箱は、遮断器、開閉器１４、変圧器、継電器、通信装置、計測装置、制御装置、センサ機器、空調機器、サーバなどの電気電子機器を箱本体に収納するために用いられるものであり、例えば、分電盤、配電盤、制御盤、高圧受電設備（キュービクル式高圧受電設備を含む）、システムラックなどをいう。

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。

１ 切替開閉装置
１０ 主回路ユニット
１１ 第一電源側端子部
１１ａ 第一固定接点
１２ 第二電源側端子部
１２ａ 第二固定接点
１３ 負荷側端子部
１３ａ 可動接点
１３ｄ 回動部材
１４ 開閉器
１４ａ ケース
１４ｂ 開口
１５ 挿通部材
３０ 制御ユニット

Claims (4)

1. 第一電源と接続可能であり第一固定接点を有する第一電源側端子部と、第二電源と接続可能であり第二固定接点を有する第二電源側端子部と、負荷機器と接続可能であり可動接点を備えた可動接触子を備える負荷側端子部と、第一固定接点と第二固定接点と可動接点とを内側に収めるケースと、を備え、可動接点の接触先を第一固定接点と第二固定接点との間で切り替えることにより、負荷機器へ給電する電源を第一電源と第二電源との間で切替可能な開閉器を複数備えた切替開閉装置であって、
   負荷側端子部は、可動接触子を回動可能に保持する回動部材を備え、
   少なくとも一つの開閉器は開閉器のケースに備えた開口から突出した回動部材の一部が、隣接する開閉器のケース内に位置する回動部材と係合する切替開閉装置。
2. 回動部材に荷重を加えることで負荷機器へ給電する電源の切り替えを制御可能な制御ユニットが開閉器に隣接して配置され、
   制御ユニットは、隣接する開閉器のケースに備えた開口から突出した回動部材に係合する請求項１に記載の切替開閉装置。
3. 回動部材に挿通穴を備え、
   隣接する開閉器の回動部材の挿通穴に挿通部材が挿通される請求項２に記載の切替開閉装置。
4. 挿通穴に挿通された挿通部材は、回動部材の回動中心を通る請求項３に記載の切替開閉装置。

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