JP3660251B2 - 開閉器用固定電極 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動接触刃を一対の固定接触子間に抜き差し可能に対応させた開閉器用固定電極に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、開閉器の本体ケースの両側壁には各相毎に対向するブッシングが貫通支持されている。一方のブッシングの内端部に位置する導電体には一対の固定接触子からなる固定電極が設けられており、他方のブッシングの内端には可動接触刃からなる可動電極が回動可能に設けられている。可動電極は複数のリンク等からなる開閉機構部にレバー及びリンクを介して連結されており、この開閉機構部の駆動に伴って可動接触刃が両固定接触子間に挟入或いは離脱する開閉部を構成している。
【0003】
前記レバーとリンクとを回動可能に連結するピン及びリンクと可動電極とを回動可能に連結するピンには若干の遊びが設けられている。このため、投入時において、これら遊び分だけ可動電極が投入位置を大きく越えて回動して固定接触子を固定している導電体に衝突し、可動接触刃の先端が損傷するおそれがあった。これを回避するために、前記遊び分を考慮して両固定接触子の導電体に対する高さ寸法を長くし、導電棒と投入位置における可動接触刃の先端部との間に所定の距離が確保されるように両固定接触子が導電体に対して固定されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年、開閉器は小型化の傾向にあり、必然的に固定電極の小型化も望まれていた。しかしながら、前記開閉機構部におけるレバーとリンクとの連結部分の遊びの省略は設計上ほぼ不可能であり、両固定接触子の導電体に対する高さ寸法の短縮、即ち固定電極の小型化は困難であった。
【0005】
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、投入時、開閉機構部の遊びによる可動接触刃の投入位置に対する余剰回動分を小スペースで吸収すると共に、小型化に貢献することができる開閉器用固定電極を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、投入時、導電体を挟持するように対向支持された一対の固定接触子間へ一枚の可動接触刃が挟入されるようにした開閉器用固定電極において、前記可動接触刃の投入軌跡の延長線に対して交差するように弾性体よりなる緩衝部材を設け、投入時、可動接触刃が揺れて両固定接触子間の中心軸線に対して同可動接触刃の中心軸線がずれた場合、これに連動して、前記緩衝部材を可動接触刃の揺れ方向に追従して移動させる連動部材を設けたことをその要旨とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記緩衝部材は、両固定接触子間に、且つ投入位置にある可動接触刃の先端部近傍に配置されていることをその要旨とする。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記連動部材には、緩衝部材の同連動部材に対する相対移動を規制する移動防止部材を設けたことをその要旨とする。
【0009】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記移動防止部材は、緩衝部材を連動部材に対して押し付ける押圧部材であることをその要旨とする。
【0010】
作用)
請求項1に記載の発明では、投入時、可動接触刃は緩衝部材に対して衝突する。このため、投入時における可動接触刃の過投入が防止される。加えて、投入時、可動接触刃が揺れて両固定接触子間の中心軸線に対して同可動接触刃の中心軸線がずれた場合、緩衝部材はこれに連動して可動接触刃の揺れ方向に移動する。
【0011】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明の作用に加えて、緩衝部材は両固定接触子間に且つ投入位置にある可動接触刃の先端部近傍に配置される。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、緩衝部材の連動部材に対する相対移動が規制される。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明の作用に加えて、緩衝部材は連動部材に対して押し付けられることにより、同緩衝部材の連動部材に対する相対移動が規制される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をケース入り開閉器に具体化した一実施形態を図1〜図5に従って説明する。
(全体)
図1に示すように、開閉器11の本体ケース12の互いに対向する両側壁には電源側ブッシング13及び負荷側ブッシング14が3相各相毎(図1においては1相分のみ示す。)に互いに対向するように貫通支持されている。電源側ブッシング13の内端部には導電体15が突設されており、同導電体15には固定電極16が固定されている。負荷側ブッシング14の内端部には導電体17が突設されており、同導電体17には軸18を介して可動接触刃19の基端部が回動可能に支持されている。
【0014】
一方、前記本体ケース12内の下部には、複数のリンク等からなる開閉機構部(図示略)を介して本体ケース12外部の操作ハンドル(図示略)に作動連結された回動軸20が設けられている。この回動軸20はレバー21及び駆動リンク22を介して可動接触刃19に作動連結されている。従って、前記操作ハンドルが操作されると、可動接触刃19は前記開閉機構部、回動軸20、レバー21及び駆動リンク22を介して軸18を中心に図1に実線で示す投入位置と同じく二点鎖線で示す開放位置との間を移動する。レバー21と駆動リンク22との連結部、駆動リンク22と可動接触刃19との連結部、及び開閉機構部を構成するリンク等は、連結ピン23,24を介して個々の連結部に若干の遊びを有している。
【0015】
尚、レバー21の回動軌跡上には投入位置ストッパ25及び開放位置ストッパ26が設けられており、両者25,26によりレバー22の回動停止位置が固定されている。レバー21が投入位置ストッパ25に係合しているとき、可動接触刃19は投入位置にある。レバー21が開放位置ストッパ26に係合しているとき、可動接触刃19は開放位置にある。投入位置は、可動接触刃19先端の接触部19aが固定接触子31の接触部31aに対応する位置である。
(固定電極)
(固定接触子)
図2及び図3に示すように、前記固定電極16は導電体15の両側面平面部にそれぞれ対向するように接触支持された一対の固定接触子31,31を備えている。図3に示すように、両固定接触子31,31はそれぞれ導電体15の長手方向に沿う方向に所定間隔をおいて配置された前側接触子31f及び後側接触子31rを備えている。図2及び図3に示すように、両固定接触子31,31の外側面には、両固定接触子31,31を内方に付勢する板ばね部材32、複数枚の皿ばね33、平座金34及び回り止め板35が積層配置されており、各部材31〜35はボルト36及びナット37によりそれぞれ導電体15に対して固定されている。
【0016】
図2に示すように、両固定接触子31,31における前側接触子31f及び後側接触子31rの先端部はそれぞれ板ばね部材32の弾性力により互いに近接する方向に付勢されている。両固定接触子31,31の基端部はそれぞれ各皿ばね33の弾性力により互いに近接する方向(導電体15に対する圧着方向)に付勢されている。両固定接触子31,31は板ばね部材32及び各皿ばね33の弾性力に抗して互いに離間又は近接する方向に移動可能となっている。
【0017】
(板ばね部材)
図1及び図3に示すように、板ばね部材32の前後両側縁部にはそれぞれ側部規制突部32a, 32b(図3では側部規制突部32aのみ示す。)が固定接触子31側に折曲形成されており、両側部規制突部32a, 32bは両固定接触子31, 31の前側縁部及び後側側縁部に対してそれぞれ係合している。また板ばね部材32の中央には中央規制突部32cが固定接触子31側に折り曲げ形成されている。この中央規制突部32cは前後両接触子31f, 31r間に介在されている。即ち、両側部規制突部32a, 32b及び中央規制突部32cにより両接触子31f, 31rの導電体15に対する前後方向(導電体15に沿う方向)への移動が規制され、導電体15に対する位置決めがなされている。
【0018】
(間隔保持部材)
図2及び図3に示すように、両固定接触子31,31間における導電体15の上面には、間隔保持部材41が同導電体15の上面に対して相対移動可能に配置されている。間隔保持部材41は樋状(断面U字状)に、且つ導電体15に沿うように延出して形成されている。間隔保持部材41のU字内面は溝41aを構成しており、同溝41a内には緩衝部材42が配置されている。この緩衝部材42はEPR等の絶縁性及び弾性を有する合成樹脂材料にて四角柱状に形成されている。そして、投入時、可動接触刃19がその慣性力により、投入位置よりレバー21、駆動リンク22及び可動接触刃19間における連結部の遊び分だけ投入方向にオーバランしようとしたとき、即ち、図1及び図5に実線で示す投入位置を越えて回動しようとしたとき、可動接触刃19の先端部が緩衝部材42の上面に衝突するように、同緩衝部材42の長さ、幅及び取付位置等が設定されている。即ち、緩衝部材42は可動接触刃19の投入軌跡の延長線に対して交差するように設けられている。
【0019】
図4に示すように、両固定接触子31,31は間隔保持部材41の側壁に係合することにより互いに近接する方向への移動が規制されている。これにより、両固定接触子31,31子間(以下、「挟入間隙」という。)の距離が一定に保持されている。間隔保持部材41の互いに対向する両側壁は上部へ向かうにつれて拡開しており、両側壁の上端縁外面間(図4における両A部間)の距離は導電体15の幅(導電体15の両側面平面部間の距離)よりも大きくなっている。このため、両固定接触子31,31の基端部内面と導電体15の両側面上部側との間には若干の隙間が形成されている。従って、両固定接触子31,31の基端部内面が導電体15の両側面に対して密着している場合と異なり、両固定接触子31,31はそれぞれ導電体15の接触部分(B部)を支点として互いに離間及び近接する方向に容易に傾動可能となっている。
【0020】
(ピン)
図2及び図3に示すように、間隔保持部材41の互いに対向する両側壁の中央上部にそれぞれ形成された挿通孔(図示略)間にはピン43が挿通されている。このピン43の両端はそれぞれ両固定接触子31,31及び両板ばね部材32, 32の中央付近を貫通して外部に突出している。このピン43は緩衝部材42を上方から押さえつけるように配置されており、これにより緩衝部材42の溝41aに沿う方向(導電体15の中心軸線に沿う方向)への移動が規制される。
(消弧装置)
図1に示すように、前記電源側ブッシング13の内端部には消弧装置51が設けられている。この消弧装置51は固定電極16を覆うように設けられた消弧室本体52と、同消弧室本体52の下部開口を閉鎖するように設けられた底部カバー53とを備えている。消弧室本体52の互いに対向する側壁の下部側に設けた締付部を底部カバー53の互いに対向する側壁の下部に設けた連結部に対してボルト54及びナット55にて締め付けることにより、消弧室本体52と底部カバー53とは着脱可能に連結されている。
【0021】
(消弧室本体)
図2に示すように、消弧室本体52は導電体15及び固定電極16を覆う箱体状の収容部61と、同収容部61の上面に対して斜状に形成された細隙消弧室62とを備えている。消弧室本体52は消弧性及び絶縁性を有する合成樹脂材料にて形成されており、図2における左右方向に若干弾性変形可能になっている。
【0022】
(収容部)
図2に示すように、収容部61の内部において、互いに対向する左右両側面の上部中央から中程に亘ってそれぞれ規制突条63が形成されている。収容部61の前後両壁面の下端縁中央には凸状の切欠部(図示略)が形成されており、同切欠部には導電体15及び緩衝部材42が進入可能となっている。収容部61の上壁から負荷側ブッシング14側側壁に亘る中央部には溝65が連続的に形成されており、可動接触刃19はこの溝65を通過可能となっている。
【0023】
(細隙消弧室)
細隙消弧室62は収容部61の溝65を挟んで互いに対向する一対の細隙消弧部材62a, 62aを備えている。両細隙消弧部材62a, 62aは可動接触刃19が通過可能な程度に離間されている。両細隙消弧部材62a, 62aは収容部61の上面に対して所定の角度をなすように、且つ収容部61の上面から負荷側ブッシング14側側面の上部中央に亘って設けられている。両細隙消弧部材62a, 62aの先端は互いに離間する方向に拡開されたテーパ部となっている。
【0024】
(規制部材)
図2及び図3に示すように、消弧室本体52内には規制部材71が装着されている。規制部材71は弾性を有する金属材料により形成されている。図3に示すように、規制部材71は四角環状に形成された枠体72を備えており、同枠体72の開口部は固定電極16及び両板ばね部材32, 32を上方から通過可能となっている。枠体72の開口部において、互いに対向する内側縁にはそれぞれ片側2つずつ規制突部73, 73が所定距離をおいて上側に折曲形成されている。片側2つの規制突部73,73はそれぞれ前側接触子31f及び後側接触子31rに対向している。
【0025】
図3に示すように、枠体72において各規制突部73が形成された内側縁に対して直交する2つの側縁部にはそれぞれ保持壁74, 74が下方に折曲形成されている。両保持壁74, 74は下方に向かうほど拡開されており、両保持壁74,74の先端縁間の距離は収容部61の前後内壁面間の距離よりも若干大きくなっている。
【0026】
規制部材71は収容部61の下部開口部から装着され、同規制部材71の左右両側縁部の上面がそれぞれ規制突条63, 63の下端部に係止されることにより、収容部61内における上方への移動が規制される。このとき、規制部材71の前後両保持壁74, 74は収容部61の前後内壁により互いに近接する方向に押圧されている。この前後両保持壁74,74の弾性力により規制部材71は収容部61内の前記所定位置に保持されている。
【0027】
(底部カバー)
図3に示すように、底部カバー53の底壁上面における前側には左右方向に所定間隔をおいて一対の前側規制壁81,81が立設されている。また、底部カバー53の底壁上面における後側には左右方向に所定間隔をおいて一対の後側規制壁82,82が立設されている。両前側規制壁81,81間及び両後側規制壁82,82間には導電体15が配置されている。両前側規制壁81,81間及び両後側規制壁82,82間の距離は、それぞれ導電体15の幅(両側面間の距離)よりも若干大きくされており、底部カバー53は導電体15に対して左右方向に若干移動可能になっている。
【0028】
また、前後に並ぶ前側規制壁81と後側規制壁82との間には、固定接触子31が配置されている。前側規制壁81と後側規制壁82との間の距離は固定接触子31の幅とほぼ同じにされており、底部カバー53の導電体15に対する前後方向への移動が規制される。即ち、前側接触子31fの前側側縁部が前側規制壁81に係止されることにより、また後側接触子31rの後側側縁部が後側規制壁82に係止されることにより、底部カバー53の導電体15に対する前後方向への移動が規制される。従って、消弧装置51は導電体15に対して左右方向に若干移動可能となっていると共に、導電体15に対する前後方向の移動は不可能となっている。
【0029】
尚、本実施形態において、間隔保持部材41は投入時、可動接触刃19が揺れて両固定接触子31,31間の中心軸線に対して同可動接触刃19の中心軸線がずれた場合、これに連動して、緩衝部材42を可動接触刃19の揺れ方向に追従して移動させる連動部材を構成する。ピン43は緩衝部材42の間隔保持部材41に対する相対移動を規制する移動防止部材を構成する。また、ピン43は緩衝部材42を間隔保持部材41に対して押し付ける押圧部材を構成する。
(実施形態の作用)
(追従)
次に、前述のように構成した開閉器の作用について説明する。
【0030】
前記操作ハンドルにて投入操作が行われると、可動接触刃19は図1に二点鎖線で示す開放位置から図1に実線で示す投入位置側へ回動する。そして、可動接触刃19が消弧室本体52内に進入すると、同可動接触刃19と固定電極16との間に先行アークが発生して電流が流れ始める。即ち、各相の可動接触刃19には3相同時に且つ同方向の電流が流れる。このため、各可動接触刃19間にはフレミング左手の法則に基づいて電磁反発力が発生する。
【0031】
各相に流れる電流は交流であることから各可動接触刃19に作用する電磁反発力の方向も交互に変化する。この結果、可動接触刃19は左右に揺動(振動)する。このとき、可動接触刃19は細隙消弧室62内にあり、同細隙消弧室62及び収容部61は可動接触刃19の揺動により同可動接触刃19の揺れ方向に撓むと共に、消弧装置51全体が可動接触刃19の揺れ方向(左右方向)に追従して移動する。
【0032】
これは、底部カバー53の両前側規制壁81,81間及び後側規制壁82,82間と導電体15との間に若干の隙間があるためである。そして、消弧装置51全体の左右方向への移動は導電体15が前側規制壁81及び後側規制壁82に係止されることにより規制される。この消弧装置51全体の揺れに連動して、規制部材71の4つの規制突部73は板ばね部材32を介して前後両接触子31f, 31rを外側から可動接触刃19の揺れ方向へ押圧する。
【0033】
規制突部73にて外側から押圧された固定接触子31は図4に示すB部を支点として導電体15に対する圧着方向に傾動する。すると、間隔保持部材41は反対側の固定接触子31側に押されて移動し、同反対側の固定接触子31を導電体15に対する離間方向に押圧する。この結果、反対側の固定接触子31は導電体15に対する離間方向に傾動する。このとき、両固定接触子31,31間の間隔は間隔保持部材41にて一定に保持されており、両固定接触子31,31間の挟入間隙は可動接触刃19の移動軌跡内に位置している。
【0034】
即ち、両固定接触子31,31間の挟入間隙の中心軸線と可動接触刃19の中心軸線とがほぼ一致し、同可動接触刃19は両固定接触子31,31間の挟入間隙に正確に投入される。従って、可動接触刃19が両固定接触子31,31間に片寄って投入されることがなく、同可動接触刃19と両固定接触子31,31との間に隙間が形成されることもない。この結果、可動接触刃19と両固定接触子31,31との間にアークが発生することはなく、このアークによって可動接触刃19の両固定接触子31,31に対する接触面が荒れて耐久力が低下することもない。
【0035】
(緩衝)
投入時、レバー21が投入位置ストッパ25にて停止されても可動接触刃19の投入方向への慣性力は非常に大きく、同可動接触刃19は図1及び図5に実線で示す投入位置を大きく越えて回動しようとする。しかしながら、このレバー21及び駆動リンク22等の開閉機構部の駆動力を伴わないオーバラン分は図5に破線で示すように可動接触刃19の先端部が緩衝部材42に衝突し食い込むことにより吸収される。
【0036】
(投入・開放位置)
図5に示すように、可動接触刃19が両固定接触子31,31間に差し込まれた状態においては、両固定接触子31,31は板ばね部材32及び各皿ばね33の弾性力に抗してB部を支点として外方に押し広げられた状態となっている。このため、投入位置にある可動接触刃19は両固定接触子31,31間において板ばね部材32及び各皿ばね33の弾性力が付与された状態で両固定接触子31,31により挟持され、十分な接触圧が確保される。
【0037】
また、両固定接触子31,31間から可動接触刃19が抜き出されると、板ばね部材32及び各皿ばね33の弾性力により、両固定接触子31,31は図4に示す原位置に復帰する。そして、両固定接触子31,31の導電体15に対する圧接方向への移動が間隔保持部材41にて規制されることにより固定接触子31と導電体15の側面平面部との間に微少隙間が形成される。
【0038】
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)可動接触刃19の投入軌跡の延長線に対して交差するように緩衝部材42を設けた。具体的には緩衝部材42を、両固定接触子31,31間に、且つ投入位置にある可動接触刃19の先端部近傍に配置した。そして、緩衝部材42は弾性体、即ちEPR等の絶縁性及び弾性を有する合成樹脂材料にて形成した。このため、投入時、可動接触刃19の先端部は緩衝部材42の上面に対して衝突することにより、可動接触刃19のオーバラン(過投入)、即ち可動接触刃19の遊び分の回動(余剰回動)が短距離(緩衝部材への食い込み距離)にて吸収される。従って、従来と異なり固定接触子31の高さ寸法を遊び分の回動量を考慮することなく設計でき、ひいては固定電極16及び開閉器11全体の小型化に貢献できる。
【0039】
(2)また、投入時、前記遊び分の回動量の短距離吸収と同時に、可動接触刃19は緩衝部材42に衝突し、導電体15へ直接衝突することがない。緩衝部材42は弾性体で形成されているため、可動接触刃19が緩衝部材42に衝突したときの衝撃力は同緩衝部材42が弾性変形することで吸収され、可動接触刃19が導電体15に直接衝突したときの衝撃力に比べて著しく小さくなる。従って、可動接触刃19の損傷が回避されると共に、レバー21、駆動リンク22及び可動接触刃19間の連結部に掛かるレバー21の停止時における可動接触刃19の慣性力に対する強度設計が不要となる。
【0040】
(3)投入時、電磁反発力により可動接触刃19が左右に揺れて両固定接触子31,31間の中心軸線に対して同可動接触刃19の中心軸線がずれた場合、これに連動して、前記緩衝部材42を可動接触刃19の揺れ方向に追従して移動させる連動部材としての間隔保持部材41を設けた。このため、緩衝部材42の中心軸線と可動接触刃19の中心軸線とがほぼ一致し、より確実に可動接触刃19の過投入を防止することができる。
【0041】
(4)間隔保持部材41の両側壁にはピン43を貫通支持した。そして、このピン43によって緩衝部材42が間隔保持部材41側に押圧されるようにした。このため、投入時、緩衝部材42の間隔保持部材41に対する移動を規制することができる。
【0042】
尚、前記実施形態は以下のように変更して実施してもよい。
・本実施形態では、緩衝部材42を間隔保持部材41を介して導電体15の上面に配置したが、緩衝部材42を直接導電体15の上面に配置してもよい。
【0043】
・本実施形態では、図5に示すように、可動接触刃19の投入位置を、その先端部と緩衝部材42とが当接する位置としたが、可動接触刃19の投入位置を必ずしも緩衝部材42との当接位置とする必要はない。例えば、可動接触刃19の投入位置を緩衝部材42の上方に設定するようにしてもよい。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、投入時、可動電極は緩衝部材に衝突することにより、同可動電極の投入位置を越える余剰回動を短距離にて吸収することができ、ひいては固定電極の小型化及び開閉器全体の小型化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 開閉器の正断面図。
【図2】 消弧装置の側断面図。
【図3】 底部カバー、固定電極及び規制部材の分解斜視図。
【図4】 開放時における固定電極の側面図。
【図5】 投入時における固定電極の側面図。
【符号の説明】
11…開閉器、15…導電体、16…固定電極、19…可動接触刃、31…固定接触子、32…板ばね部材、33…皿ばね(付勢手段)、
41…間隔保持部材(連動部材)、42…緩衝部材、43…ピン(移動防止部材、押圧部材)、51…消弧装置。

Claims (4)

  1. 投入時、導電体を挟持するように対向支持された一対の固定接触子間へ一枚の可動接触刃が挟入されるようにした開閉器用固定電極において、前記可動接触刃の投入軌跡の延長線に対して交差するように弾性体よりなる緩衝部材を設け、投入時、可動接触刃が揺れて両固定接触子間の中心軸線に対して同可動接触刃の中心軸線がずれた場合、これに連動して、前記緩衝部材を可動接触刃の揺れ方向に追従して移動させる連動部材を設けた開閉器用固定電極。
  2. 前記緩衝部材は、両固定接触子間に、且つ投入位置にある可動接触刃の先端部近傍に配置されている請求項1に記載の開閉器用固定電極。
  3. 前記連動部材には、緩衝部材の同連動部材に対する相対移動を規制する移動防止部材を設けた請求項1又は請求項2に記載の開閉器用固定電極。
  4. 前記移動防止部材は、緩衝部材を連動部材に対して押し付ける押圧部材である請求項3に記載の開閉器用固定電極。
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