JP3876003B2 - ロック可能な回転式ハンドル操作手段を有する回路遮断器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、操作ハンドルとこのハンドルを操作する回転式操作手段とを備えた回路遮断器であって、この操作手段がパネルまたはキャビネットのドアの背後に取り付けられた回路遮断器の操作ハンドルとその遮断器を操作する人間との間をインターフェースすると共にそれらの間の付加的な電気的隔離手段となる回路遮断器に関する。したがって、本発明は、回路遮断器の操作ハンドルの直線運動を回転運動に変換すると共に回路遮断器をオフ位置でロックできる回転式ハンドル操作手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的な回路遮断器は、オン位置とオフ位置との間で直線運動自在の操作ハンドルを有する。このハンドルは、ばね作動オーバーセンター・トグル機構を介して回路遮断器の可動接点に連結されている。トグル装置は、ある特定の過電流状態に応答して接点を開位置にトリップすると共にハンドルを中間位置へ移動させる。
【０００３】
回路遮断器は、パネルの背後またはキャビネットのドアの背後に取り付ける場合がある。このような場合、回路遮断器のハンドルは通常、パネルまたはドアの開口から突出しているため、直接操作できる。また、ハンドルと遮断器を操作する人間との間にインターフェースを設けることが望ましい場合がある。これらのインターフェースはほとんどの場合、回転自在のハンドルに連結した枢動プレートのような金属の枢動成形構造である。通常、これらの金属製枢動成形構造は例えばオフ位置の方へばねにより付勢されている。回路遮断器の操作ハンドルと回転式ハンドルとの間を駆動接続するためばねを用いる場合が多い。
【０００４】
回転式ハンドルを用いるこれらのインターフェースは性能的に常に満足といえるものではない。これらのインターフェイスは実質的な質量を持つため遮断器のオーバーセンター・トグル機構に負荷を与える。トグル機構のばね力は普通、トリップ位置で最も小さく、既存の回転式ハンドル操作手段の金属製枢動成形構造によりさらに余分の負荷が加わるとハンドルをトリップ位置に位置決めするのが困難である。回路遮断器のトリップ動作が悪影響を受けるわけではないが、回路遮断器がトリップ状態にあることを視覚表示するにはハンドルの位置決めを正確に行なう必要がある。
【０００５】
公知の回転式ハンドル操作手段にはオフ位置でロックできるものがある。しかしながら、回路遮断器の接点が閉位置で溶着してもオフ位置にロック可能なものがある。この状態は回路遮断器の内部構造によって可能となるわけであるが、かかる遮断器には、接点が閉位置で溶着した場合回路遮断器のハンドルがオフ位置へ移動するのを阻止するように設計変更してあるものが多い。かかる設計変更にもかかわらず、ばねを介して回路遮断器の操作ハンドルに連結してある回転式ハンドルをオフ位置へ移動させてその位置でロックすることが可能であるため、接点が閉位置で溶着した場合回路遮断器の状態が誤表示される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、回路遮断器のトグル機構のばね負荷をさらに増加させることのない、好ましくは付勢ばねを必要としない回路遮断器のハンドル操作手段、特に回転式ハンドル操作手段を提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに別の目的は、回路遮断器を取り付けるキャビネットのドア用インターロックを組み込んだ回路遮断器の回転式ハンドル操作手段を提供することにある。
【０００８】
本発明は、直線運動自在の操作ハンドルと回転式ハンドル操作手段とを備えた回路遮断器であって、回路遮断器上に取り付けたハウジング、操作ハンドルと係合し、操作ハンドルと共に直線の経路に沿って往復運動自在にハウジング内に取り付けた軽量の樹脂材料製の摺動部材、ハウジング内に回転運動自在に取り付けた軽量の樹脂材料製の回転部材、回転部材と摺動部材とをその一方の運動に対応して他方が運動するように連結する軽量の樹脂材料製の連結手段、及び回転部材にそれと共に回転自在に連結してあり、回路遮断器がオン状態にあるほぼ垂直の位置と、回路遮断器がオフ状態にあるほぼ水平の位置との間で回転可能な軽量の樹脂材料製の回転式ハンドルよりなり、操作ハンドル及び回転式ハンドルのうち一方のハンドルの運動がそれに対応する他方のハンドルの運動を発生させ、摺動部材と回転式ハンドルとは、回転式ハンドルを水平位置の方へ付勢する小さいモーメントを回転部材の周りに発生させる相対的質量を有し、摺動部材、回転部材、連結手段及び回転式ハンドルが軽量であるため回路遮断器のトリップ機構にかかる負荷が僅かであり、このため回転式ハンドルは回路遮断器がトリップ状態になると正確なトリップ位置に移動することを特徴とする回路遮断器を提供する。
【０００９】
半径方向に延びるレバー部分を有する回転式ハンドルにロック手段を設けると便利である。本発明の一実施例では、このハンドルのレバー部分のばね負荷ロック手段を該ハンドルの開口を介して挿入した南京錠のシャックルにより偏向させて回転式ハンドル操作手段のハウジングと係合する突出部を突出させ、これにより回転式ハンドル、したがって回路遮断器の操作ハンドルの運動を阻止する。
【００１０】
少なくとも回転式ハンドルの一部を囲むシュラウドにスロットを設け、１または２以上の南京錠のシャックルを貫通させて回転式ハンドルの回転を妨害させると有利である。また、両方のロック機構により回転式ハンドル、したがって回路遮断器の操作ハンドルをオフ位置にロックするのが好ましい。
【００１１】
本発明の回転式ハンドル操作手段はまた、背後に回路遮断器を取り付けたキャビネットドアを開放すると、遮断器の回転式ハンドル操作手段がこのドアの開口を貫通するため必ず作動されるインターロックを備えている。
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明を実施例につき詳細に説明する。
【００１３】
【実施例】
図１は成形ケース回路遮断器１を示す。この遮断器の操作ハンドル３は上方位置にあるため遮断器の周知の内部機構により接点（図示せず）が閉じた状態にあり、遮断器上部の三相線端子５と遮断器底部の同様な位置にある負荷端子（図示せず）との間の回路がつながっている。ハンドル３をオフ位置に移動させると、電気接点が開いてこの線端子と負荷端子との間の回路が遮断される。ある特定の過電流状態が発生すると回路遮断器はトリップし、接点が開いて操作ハンドル３がオフ位置の直ぐ上の中間トリップ位置へ移動する。トリップ状態にある遮断器をリセットするには、操作ハンドル３をオフ位置の僅か下方にまで押し下げる。次いでハンドルをオン位置へ戻すと接点が再び閉じる。
【００１４】
上述したように、回路遮断器１はパネル（キャビネットのドアの場合が多い）の背後に取り付けるのが普通である。回路遮断器がインターフェースを介して作動されるようにして、さらに大きな電気的隔離状態を得るとともに（または）操作ハンドル３の周りで封止性が低い遮断器に吸湿防止用シールを提供するのが望ましい。また、かかるインターフェースとして直線運動自在の操作ハンドルではなくて回転式操作ハンドルを設けるのが好ましい。
【００１５】
回転式ハンドル操作手段７はこれらすべての条件を満足する。図１及び２だけでなく、展開図である図３、４及び６に示すように、回転式ハンドル操作手段７は円筒状の成形ハウジング９を備えている。このハウジングは一端に環状フランジ１１を、またその頂部及び底部にそれぞれ１対の穴１７，１９を有する半径方向取り付けフランジ１３，１５を有する。取り付けフランジ１３，１５は環状フランジ１１を越えて軸方向に延び、横方向スロット２１（図２）を形成する。ハウジング９が操作ハンドル３を中心として回路遮断器１の前部に取り付けられると、スロット２１は回路遮断器１の前部の隆起した水平方向中央部２３と嵌合し、上述の２対の取り付け用穴１７，１９が回路遮断器のカバーの垂直方向スロット２５と整列する。これらのスロット２５はそれぞれ２つのねじ穴（図示せず）を有し、一方は穴１７と、もう一方は穴１９と整列する。スロット２５の穴１７と整列するねじ穴は、成形ケース回路遮断器のカバーを基部に固定するボルト（図示せず）を受容する。これらのボルトを穴１７に通して、回転式ハンドル操作手段７を回路遮断器１に固定しユニットを形成する。ボルト２７を穴１９に通してスロット２５のもう一方のねじ穴に螺着することにより回転式ハンドル操作手段７を回路遮断器１の前部に固定する。
【００１６】
ハウジング９は円形の前壁３１を有する。この前壁３１及び軸方向に延びる内部の２つの弦壁３３，３５は、ハウジング９の内部にほぼ矩形のチェンバ３７を形成する。このチェンバ３７の後部は細長い開口４１（図６）を有する後壁３９によって一部閉じられている。フランジ４３が前壁３１と後壁３９の間の中間点でその弦壁３３から横方向に延びる。開口４１はフランジ４３の成形を可能にするためこのフランジと整列する横方向の延長部４５を有する。
【００１７】
摺動部材４７はチェンバ３７の内部で縦方向に摺動可能である。この摺動部材４７はほぼ矩形であり、横方向スロット５１を備えた基部４９と、中間の隆起部５３、それに隆起部の側縁に沿って横方向に延びるラック５５とを有する。この摺動部材４７はチェンバ３７内を縦方向に摺動可能である。角軸である回転部材５７はピニオン歯車５９に同心的に取り付けてある。このピニオン歯車５９に同心的に取り付けた枢動ピン６１はフランジ４３の穴６３内に回転自在に受容されている。ピニオン歯車は、枢動ピン６１が穴６３内に受容された状態でラック５５と係合し、回転部材５７と摺動部材４７とを連結する。
【００１８】
回転式ハンドル操作手段７はさらに４つのねじ６７によりハウジング９に固定される円形カバー６５を含むが、これら４つのねじ６７はハウジング９の前壁３１のねじ穴６９に受容される。カバー６５はまた回転自在の角軸５７が貫通する開口７１を有する。
【００１９】
図４の展開斜視図において逆様の状態で示した回転式ハンドル７３は円筒状ハブ部分７５を備えている。このハブ部分は角軸５７を受容する正方形の縦穴７７を有する。ロック用ピン７９は、この円筒状ハブ部分７５の横穴８１を貫通して角軸５７の横穴８３内に延びることにより、回転式ハンドル７３を角軸５７に固定する（図３）。
【００２０】
回転式ハンドル７３はさらに、円筒状ハブ部分７５から半径方向に延びる細長いほぼ矩形のレバー部分８５を有する。このレバー部分の短い端部８７は、ハウジング９のカバー６５に固定したフェースプレート８９上の型押しした回路遮断器の作動状態を示すポインターとして働く。円筒状ハブ部分７５の端部上に型押しした矢印９１はこの回路遮断器の作動状態を指示する。レバー部分８５の長い部分９３にはロック機構９５が収容される。ロック機構９５はロック片９７を含み、このロック片はレバー部分８５の長い部分９３に形成したスロット９９内を摺動する。ロック片９７から延びるロック用ピン１０１は、多数の成形ピン１０７によりスロット９９上でレバー部分８５の底部に固定されるカバープレート１０５の開口１０３と整列する。ロック用ピン１０１を囲むらせん圧縮ばね１０９は、ロック片９７をスロット９９内において上方に付勢することによりレバー部分８５を貫通する横穴１１１と整列させる。ロック片９７の傾斜穴１１３はロック片９７が上方位置に付勢された状態で横穴１１１と整列するカム表面を形成する。ロック片９７上の案内ピン１１５はレバー部分８５の表面の穴１１７内へ延びる。
【００２１】
回路遮断器をキャビネットのドアの背後に取り付ける場合、中に電気装置があることを操作員に再認識させるため、ドアの掛け金を外すのに操作員の意識的な操作が必要なインターロック機構１１９を本発明の回転式ハンドル操作手段７に設ける。このインターロック機構１１９は、ハウジング９に形成した軸方向に延びるボス１２５の穴を貫通するピン１２１を含む（図６）。ロック用レバー１２７はこのピン１２１の端部に螺着され、ハウジング９のフランジ１１のスロット内のピン１２１とともに回転可能である。このボス１２５を囲むらせん捩じりばね１２９はロック用レバー１２７と係合してそのレバーをスロットの一端に対して付勢する。
【００２２】
作用について説明すると、この回転式ハンドル操作手段７は遮断器をパネルに取り付ける前に或いはその取り付けと同時に遮断器の前部に取り付ける。回路遮断器の操作ハンドル３がオン位置の状態で、摺動部材４７はチェンバ３７の内部で上昇位置にあり、回転式ハンドル７３は垂直に向いている。回路遮断器をオフにするには、回転式ハンドル７３を反時計方向に回転する。この回転によりピニオン歯車５９が回転するが、この歯車はラック５５と係合状態にあるため、回路遮断器の操作ハンドル３を支持する摺動部材４７を押し下げる。回転式ハンドル７３が水平位置に到達すると、遮断器の操作ハンドル３が遮断器の接点を開位置に移動させるに十分な下方位置にくる。回路遮断器１をオフ位置でロックする場合、南京錠のシャックル１４３を図５に示すように回転式ハンドル７３のレバー部分８５の横穴１１１に挿入する。シャックルの端部はロック片９７のスロット１１３のカム表面に係合するためロック片をばね１０９の作用に抗して下方に押圧する。このためロック用ピン１０１がカバープレート１０５の開口１０３を貫通してハウジング９の円形カバー６５の開口１４７内に延びる。従って、回転式ハンドル７３、かくして回路遮断器の操作ハンドル３の移動は南京錠を取り外さないと不可能になる。シャックルが鈍端を有する場合、ロック片９７の偏向は案内ピン１１５を押し下げることにより助長される。
【００２３】
回路遮断器がトリップすると、その内部機構が操作ハンドル３をオン位置から中間のトリップ位置へ移動させる。回路遮断器の操作ハンドル３が回転式ハンドル操作手段７の摺動部材４７と係合するため、回転式ハンドル７３もまたピニオン歯車５９の回転により摺動部材４７のラック５５によってトリップ位置へ移動する。回路遮断器のリセットは、回転式ハンドル７３をオフ位置を僅かに過ぎたリセット位置へ反時計方向にさらに回転し、これにより回路遮断器の操作ハンドルをオフ位置の下方のリセット位置へ完全に移動させることにより行なう。
【００２４】
回転式ハンドル操作手段のハウジング９、ラック５５を備えた摺動部材４７、ピニオン歯車５９、回転軸５７及び回転式ハンドル７３はすべて摩擦係数が低い軽量の樹脂材料により作成する。これらの条件を満足する樹脂材料には種々のものがあるが、実施例の回転式ハンドル操作手段の構成要素は公知のＶａｌｏｘ樹脂で作った。さらに、摺動部材４７と回転式ハンドル７３とは、回転式ハンドルをこの機構がオフである水平の位置の方へ付勢する小さいモーメントを回転部材５７の周りに発生させる相対的質量を有する。これらの構成要素は軽量の樹脂材料により形成されているため、また、構成要素間のバランス及び使用する樹脂材料の低い摩擦により、回路遮断器内のばね作動トリップ機構にかかる負荷は僅かであり、このため回路遮断器の操作ハンドル３、かくして回転式ハンドル７３は回路遮断器１がトリップ状態になると正確なトリップ位置に移動する。
【００２５】
本発明の別の実施例を図７乃至９に示す。この実施例において図１乃至６に示した実施例と同じ構成要素にはプライム符号付きの同じ参照番号が付してある。この第２の実施例の相違点は、回転式ハンドル操作手段７′のハウジング９′のカバー６５′が軸方向で外方に延びて内部に回転式ハンドル７３′を操作できる凹部を形成する環状シュラウド１４９を備えていることである。このシュラウド１４９は幾つかの南京錠１４５のシャックル１４３を受容できる細長いスロット１５３を有する。南京錠をかけると、シャックル１４３により回転式ハンドル７３′はオフ位置からオン位置の方へ回転できなくなる。多数の南京錠１４５を用いるが、これは例えば回路遮断器１をオンにするのに２人の人間が同時に操作する必要があるようにする場合である。
【００２６】
図９に示すように、回転式ハンドル操作手段７′を装着した回路遮断器１はキャビネット１５７の内部の取付けパネル１５５の開口に取付けてある。回路遮断器１のための吸塵及び吸湿防止用シールを形成するガスケット１５９を設けることもできる。軸５７とカバー６５′の間に別のシール（図示せず）を設けてもよい。キャビネット１５７のドア１６１は、ドアを閉じると回転式ハンドル操作手段７′が突出する開口１６３を有する。ハウジング９′及びシュラウド１４９は、ドア１６１がその蝶番を中心として枢動できるようにテーパを付けてある。インターロック機構は開口１６３に隣接するドア１６１の内部に取付けたロック用ドッグ１６５を有する。
【００２７】
図９にさらに示すように、ロック用ドッグ１６５は、ドアを回路遮断器１の方へ閉じると回転式ハンドル操作手段７′上のバネにより付勢されたロック用レバー１２７を偏向させるカム表面１６７を有する。このロック用レバー１２７はカム表面上を摺動した後、ロック用ドッグ１６５のフック１６９と係合してドア１６１の開放を阻止する。ドアを開放するには、回転式ハンドル操作手段７′の前面からアクセス自在のピン１２１のスロット内にねじまわしを挿入して回転することにより、ロック用レバー１２７をロック用ドッグ１６５上のフック１６９との係合関係から離脱させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、回路遮断器への取付け位置にある回転式ハンドル操作手段を示す斜視図である。
【図２】図２は、回路遮断器の操作ハンドルと相互接続された図１の回転式ハンドル操作手段の側立面断面図である。
【図３】図３は、図１及び２の回転式ハンドル操作手段の展開斜視図である。
【図４】図４は、回転式ハンドル操作手段の展開斜視図であって、ロック機構を示す。
【図５】図５は、ハンドルがオフ位置でロックされた図４のハンドルを示す断片的な垂直断面図である。
【図６】図６は、図１乃至５の回転式ハンドル操作手段のインターロック機構を示す展開斜視図である。
【図７】図７は、回転式ハンドル操作手段の別の実施例を示す展開斜視図である。
【図８】図８は、図７の回転式ハンドル操作手段の実施例の正面図である。
【図９】図９は、キャビネットに装着した状態の、図７及び８の回転式ハンドル操作手段を示す側面図であって、各構成要素を断面で示したものである。
【符号の説明】
１ 成形ケース回路遮断器
３ 操作ハンドル
７ 回転式ハンドル操作手段
９ ハウジング
４７ 摺動部材
５５ ラック
５７ 回転部材
５９ ピニオン歯車
６５ カバー
７３ 回転式ハンドル
８５ レバー部分
９５ ロック機構
９７ ロック片

Claims (11)

1. 直線運動自在の操作ハンドル（３）と回転式ハンドル操作手段（７）とを備えた回路遮断器であって、
   回路遮断器上に取り付けたハウジング（９）、
   操作ハンドル（３）と係合し、操作ハンドル（３）と共に直線の経路に沿って往復運動自在にハウジング内に取り付けた軽量の樹脂材料製の摺動部材（４７）、
   ハウジング内に回転運動自在に取り付けた軽量の樹脂材料製の回転部材（５７）、
   回転部材（５７）と摺動部材（４７）とをその一方の運動に対応して他方が運動するように連結する軽量の樹脂材料製の連結手段（５５、５９）、及び
   回転部材（５７）にそれと共に回転自在に連結してあり、回路遮断器がオン状態にあるほぼ垂直の位置と、回路遮断器がオフ状態にあるほぼ水平の位置との間で回転可能な軽量の樹脂材料製の回転式ハンドル（７３）よりなり、
   操作ハンドル（３）及び回転式ハンドル（７３）のうち一方のハンドルの運動がそれに対応する他方のハンドルの運動を発生させ、
   摺動部材（４７）と回転式ハンドル（７３）とは、回転式ハンドルを水平位置の方へ付勢する小さいモーメントを回転部材の周りに発生させる相対的質量を有し、
   摺動部材、回転部材、連結手段及び回転式ハンドルが軽量であるため回路遮断器のトリップ機構にかかる負荷が僅かであり、このため回転式ハンドル（７３）は回路遮断器がトリップ状態になると正確なトリップ位置に移動することを特徴とする回路遮断器。
2. 連結手段が、摺動部材のラックと、ラックに係合する回転部材のピニオン歯車の少なくとも一部とよりなることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. ロック位置で、回転式ハンドルの回転運動、したがって回路遮断器の操作ハンドルの直線運動を阻止するロック手段を備えてなることを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
4. 回転部材が回転軸よりなり、回転式ハンドルが回転軸から半径方向で外方に延びるレバー部分を含み、ロック手段がレバー部分から突出自在の突起と突出位置で突起が係合する固定部材とを含むことを特徴とする請求項３に記載の回路遮断器。
5. ロック手段が、突起が突出して固定部材と係合するロック位置と、突起が引っ込んで固定部材から離れた非ロック位置との間で運動自在なように回転式ハンドルのレバー部分に取り付けた、突起を支持するロック片と、掛け金を有する錠と、ハンドルのレバー部分に形成した開口とよりなり、錠の掛け金を開口内に挿入すると突起が突出してロック片がロック位置に係止され、回転式ハンドル、従って回路遮断器の操作ハンドルがロックされることを特徴とする請求項４に記載の回路遮断器。
6. 固定部材が回転軸に平行な軸方向に延びる係止表面を画定するハウジング上のカバーよりなり、回転軸がカバーを貫通し、回転式ハンドルがカバー上を回転し、突起が軸方向に突出すると軸方向に延びる係止表面とオーバーラップすることを特徴とする請求項５に記載の回路遮断器。
7. 軸方向に延びる係止表面がカバーの開口により形成されていることを特徴とする請求項６に記載の回路遮断器。
8. 回路遮断器がキャビネット（１５７）内に取り付けられ、このキャビネットが開口（１６３）を有するドア（１６１）を備え、ドアを閉じた状態で回転式ハンドル操作手段（７´）が開口（１６３）から突出することを特徴とする請求項１乃至７に記載の回路遮断器。
9. インターロック機構が、開口（１６３）に隣接するドア（１６１）の内部に取付けた、カム表面（１６７）を有するロック用ドッグ（１６５）と、ハウジング（９´）に枢動自在に取り付けたロック用レバー（１２７）と、ドアを閉じる際ロック用レバーがカム表面を摺動した後フック（１６９）と係合するラッチ位置へ該ロック用レバーを弾性的に付勢する付勢手段とよりなり、ドアを係合状態から離脱させるには、回転式ハンドル操作手段のハウジングを介してアクセスしてロック用レバーをラッチ位置から離脱するように付勢手段に抗して回転させることを特徴とする請求項８に記載の回路遮断器。
10. ロック手段が回転式ハンドルの少なくとも一部を囲むシュラウドよりなり、シュラウドが少なくとも１つの南京錠のシャックルを受けるスロットを有し、少なくとも１つの南京錠のシャックルが回転式ハンドルの回転を妨げることにより回路遮断器の操作を阻止するようにスロットの位置が決められていることを特徴とする請求項３乃至７に記載の回路遮断器。
11. ハウジングが回転軸が貫通するカバーを含み、回転式ハンドルが回転軸に連結されたハブと、カバーから半径方向で外方に延びるレバー部分とよりなり、ハンドル操作手段がさらに、レバー部分からカバーの方へ延びてカバーの凹部と係合することにより回転式ハンドルの回転運動、したがって操作ハンドルの直線運動を阻止するシュラウドを有し、ロック手段が、回転式ハンドルのレバー部分内をカバーの方へまたはそのカバーから離れる方向に摺動自在のロック片と、カバーから離れる方向にロック片を付勢するばねと、カバーの方へ延びるロック片上のロック用ピンとよりなり、レバー部分には南京錠のシャックルが貫通する開口が設けられ、ロック片をカバーの方へ偏向してロック用ピン（１０１）をカバー（６５）の凹部（１４７）と係合させることを特徴とする請求項１乃至１０に記載の回路遮断器。

Images