JP4122917B2 - 回路しゃ断器の接点開閉機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の給電回路に適用する配線用しゃ断器などを対象とする回路しゃ断器の接点開閉機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
頭記した回路しゃ断器の先行技術文献情報として特許文献１があり、次にその回路しゃ断器の全体構成を図３に、また当該回路しゃ断器に搭載した接点開閉機構の構造および動作を図４〜図６で説明する。
【０００３】
まず、図３において、１はしゃ断器の本体ケース、２は橋絡形接点機構２ａ，および消弧室２ｂからなる主回路の電流しゃ断部、３は電流しゃ断部２の接点開閉機構、４は熱動形引外し装置４ａと電磁形引外し装置４ｂを組合せた過負荷電流引外し装置、５はロッカー式操作ハンドル（ロータリー式操作ハンドルを採用するもののある）、６は接点開閉機構３に組付けたラッチ機構のラッチ受（詳細構造は後記する）と熱動形引外し装置４ａとの間を連繋する引外しレバー、７はラッチ受と電磁形引外し装置４ｂとの間を連繋する引外し板、８は電源側および負荷側の主回路端子である。
【０００４】
次に前記接点開閉機構３の詳細構造を図４，図５に示す。図において、９は開閉機構３の組立フレーム、１０は主回路接点（図４参照）を閉成，開極位置に駆動操作する開閉レバー、１１は開閉レバー１０の支軸１０ａに設けた主スプリング（捩じりコイルばね）、１２はハンドル５と開閉レバー１０との間を連繋するトグルリンク機構の上リンク、１３は下リンク、１４はハンドル５の支軸ピン、１５はハンドル５とトグルリンク機構の上リンク１２との間を結合する連結ピン、１６は下リンク１３の先端の結合して開閉レバー１０に対峙させた伝動ピン、１７は一端をハンドル５の支軸ピン１４に回動自在に軸支して後記のラッチ受けに向けて引出したラッチ、１８はラッチ１７とトグルリンク機構の上リンク１２，下リンク１３との間に架け渡したコ字形の連繋ピン、１９は前記ラッチ１７の先端に形成した爪部１７ａと掛け合うように配置したラッチ受け、２０はラッチ受け１９の復帰スプリング（圧縮ばね）であり、前記の各部品を図示のように組立フレーム９に組付けて接点開閉機構３を構成している。
【０００５】
また、前記のラッチ受け１９は金属板のプレス加工品になり、図示のように左右側縁に突き出した軸部１９ａ，板面に角穴をプレスして形成したラッチ爪の掛け合い係合面１９ｂ，先記した過電流引外し装置の引外しレバー６の先端に対峙する操作端部１９ｃ，およびストッパ１９ｄが形成されており、前記軸部１９ａを組立フレーム９の軸穴に嵌入して回動自在に軸支し、常時は復帰スプリング２０のばね付勢により図示の垂直姿勢に保持している。
【０００６】
ここで、前記したラッチ１７について、その爪部１７ａの従来構造，およびラッチ受け１９との掛け合い状態を図７(a),(b) に示す。すなわち、爪部１７ａはラッチ１７の先端からＬ字状に突き出しており、その爪部先端の中央には舌片状の係合突起１７ａ-1が形成されている。そして、ラッチ受け１９に掛け合わせた鎖錠状態では、図示のように係合突起１７ａがラッチ受け１９の係合面１９ｂの上に重なってラッチ１７が時計方向に回動するのを阻止している。なお、図中のＯはラッチ受け１９の揺動支点を表している。また、ラッチ爪部１７ａに形成した係合突起１７ａ-1はその前縁を面取り加工してラッチ受け１９との係合がスムーズに行えるようにしている。
【０００７】
次に、接点開閉機構３の動作を図６(a) 〜(c) で説明する。なお、図６(a) 〜(c) はそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＴＲＩＰの動作状態を表している。
【０００８】
ここで、図６(a) のようにロッカーハンドル５を反時計方向に回動してＯＮ操作すると、トグルリンク機構を介して下リンク１３の伝動ピン１６が開閉レバー１０を押し下げる。これにより、開閉レバー１０は主スプリング１１を蓄勢しながらレバー先端が上方に後退するとともに、図３に示した電流しゃ断部２の主回路接点が接点機構２ａの接圧ばねを受けて閉極する。なお、このＯＮ状態ではラッチ１７の爪部１７ａがラッチ受け１９に係合して図示位置に保持されている。
【０００９】
また、この状態から図６(b) のようにロッカーハンドル５を時計方向に回動してＯＦＦ操作すると、トグルリンク機構が図示位置に反転して下リンク１３の伝動ピン１６が上方に後退して開閉レバー１０の拘束を解除する。これにより、主スプリング１１で蓄勢していたばね勢力で開閉レバー１０が回動し、図３に示した主回路接点機構２ａの可動接触子を一気に押し下げて開極させる。なお、このＯＦＦ状態ではラッチ１７の爪部１７ａはラッチ受け１９に係合されている。
【００１０】
一方、回路しゃ断器の主回路に過電流が流れて過負荷電流引外し装置（図３参照）が作動すると、図６(c) で表すようにラッチ受け１９が反時計方向に傾動してラッチ１７の爪部１７ａとの係合を釈放する。これにより、ラッチ１７が時計方向に回転し、連繋ピン１８を介してトグルリンク機構を図示位置に傾動させる。この結果、図６(b) のＯＦＦ操作時の動作と同様に開閉レバー１０が主スプリング１１で蓄勢していたばね勢力を受けて回動し、主回路接点を開極させるようにトリップ動作する。なお、トリップ動作後はラッチ受け１９が復帰ばね２０（図５参照）のばね力を受けて元の垂直姿勢に復帰する。
【００１１】
また、回路しゃ断器をトリップ動作後に再投入する場合には、ハンドル５をトリップ位置から一旦ＯＦＦ位置に倒すようにリセット操作する。これにより、開閉機構部３のトグルリンク機構と連動してラッチ１７が図６(b) の状態に戻り、この位置でラッチ１７の爪１７ａがラッチ受け１９に係合される。その後にハンドル５をＯＮ位置に操作することにより主回路接点が閉極して投入状態となる。なお、前記した回路しゃ断器の構造，動作については特許文献１に詳しく述べられている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−２３４９９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した回路しゃ断器の接点開閉機構について、そのラッチ機構が図７に示した従来構造では、回路しゃ断器の引外し動作特性にバラツキが生じ易いといった問題がある。
【００１４】
すなわち、図７で述べたように従来構造では、ラッチのリセット状態でラッチ爪部１７ａの先端に形成した係合突起１７ａ-1がそのままラッチ受け１９の係合面１９ｂの上に重なり合って接触し、この位置でトグルリンク機構から連繋ピン１８（図４参照）を介してラッチ１７に加わる時計方向の力を受け止めてラッチを鎖錠位置に保持している。
【００１５】
一方、前記のラッチ鎖錠状態から図３で述べた過負荷電流引外し装置の動作出力により、ラッチ受け１９を反時計方向に傾動させてラッチ１７との係合を釈放させるには、ラッチ受け１９を時計方向に付勢している復帰ばね２０の抗力，およびラッチ爪部１７ａの係合突起１７ａ-1とラッチ受け１９の係合面１９ｂとの間の接触面に作用する摺動摩擦抵抗に打ち勝つ駆動力が必要である。
【００１６】
この場合に、図７(a) で表すように、ラッチ爪部１７ａの係合突起１７ａ-1とラッチ受け１９の係合面１９ｂとの間の重なり幅をＳとすると、その接触面には前記重なり幅Ｓに相応した摺動摩擦抵抗が抗力として作用する。
【００１７】
これに対して、接点開閉機構３を構成している各種部品の寸法精度，組立精度などが原因でラッチ１７の爪部１７ａとラッチ受け１９の掛け合い状態が変化し、図７(c) で表すようにラッチ爪部１７ａの係合突起１７ａ-1とラッチ受け１９の係合面１９ｂとの重なり幅が規定幅Ｓ（図７(a) 参照）からＳ1 （Ｓ1 ＞Ｓ）に増加すると、その接触面に作用する摺動摩擦抵抗も重なり幅の増加とともに増大する。このように、従来構造では回路しゃ断器の引外し動作特性が接点開閉機構の部品精度，組立精度のバラツキによる影響で不安定になり易く、しかも回路しゃ断器を量産する製造，組立工程で、前記したラッチ爪部１７ａの係合突起１７ａ-1とラッチ受け１９の係合面１９ｂとの重なり幅を一定に管理することが極めて困難である。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的はラッチの爪部形状を若干改良するだけで、前記課題を解決して安定した引外し動作特性が得られるようにした回路しゃ断器の接点開閉機構を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、回転自在に支持された爪部を有するラッチと、該ラッチの爪部部との掛け合い係合面を有して常時はラッチの回動を阻止する揺動式のラッチ受けとを備え、前記ラッチは主回路接点の閉成状態においてトグルリンク機構を鎖錠して主スプリングを蓄勢状態に維持するとともに、異常時に作動する過電流引外し装置に応動してラッチ受けがラッチの鎖錠を解除し、トグルリンク機構の鎖錠を解いて主スプリングの蓄勢力により主回路接点を開極させるようにした回路しゃ断器の接点開閉機構において、
前記ラッチの爪部の先端に前記掛け合い係合面と係合する係合突起を設けるとともに、前記ラッチの爪部の前記係合突起の左右両側に、ラッチ受けに対する爪の掛け合い係合位置を規定する位置決めストッパを設け、該ラッチの位置決めストッパとして、ラッチの爪部のラッチ受けとの係合面側に、ラッチ受けとの掛け合い状態でラッチの爪部の先端より所定寸法だけ引っ込んでラッチ受けの板面に当接する突起を形成する（請求項１）。
【００２０】
上記の構成により、ラッチをラッチ受けに掛け合わせた鎖錠状態では、位置決めストッパがラッチ受けの板面に当接してラッチの爪部とラッチ受けの係合面との重なり幅を一義的に規定し、それ以上に重なり幅が増加するのを防止する。
【００２１】
また、前記構成に加えて、ラッチ受けとの掛け合い状態でラッチの爪部をラッチ受けに向けて押圧する付勢ばねを付設する（請求項２）ことにより、ラッチ受けに対するラッチ爪の掛け合い位置を安定よく位置決めできる。
【００２２】
これにより、接点開閉機構の部品精度，組立精度のバラツキに左右されることなく、前記の重なり幅を一定に管理して回路しゃ断器の引外し動作特性の安定化が図れる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１(a),(b) および図２に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図７に対応する部材には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２４】
すなわち、図示実施例においては、ラッチ１７の先端に形成した爪部１７ａに対し、その中央部に形成した係合突起１７ａ-１を挟んで爪部１７ａの左右両端に位置決めストッパ１７ａ-２が形成されている。この位置決めストッパ１７ａ-2はその先端がラッチ受け１９の係合面１９ｂと重なり合う係合突起１７ａ-１よりも後方に若干引っ込んでいて先端がＲ面状を呈するように加工されている。
【００２５】
さらに、ラッチ１７には、ラッチ受け１９との掛け合い状態で爪部１７ａの位置決めストッパ１７ａ-2をラッチ受け１９の板面に押し付けるための加圧手段として、図２で示すようにラッチ１７とトグルリンク機構（図５参照）との間に架け渡したコ字形の連繋ピン１８に捩じりコイルばね２１を装着している。この捩じりコイルばね２１は、そのコイル巻き始め，巻き終わり端から引出した一方のアームをラッチ１７の縁に引っ掛け、他方のアームを連繋ピン１８の他端側（トグルリンク機構との結合側）に引っ掛けて、そのばね力Ｆでラッチ１７に反時計方向のトルクを加えるようにしている。
【００２６】
そして、図示のようにラッチ１７をラッチ受け１９に係合させた状態では、ラッチ１７に捩じりコイルばね２１のばね力Ｆが作用し、位置決めストッパ１７a-2はその先端Ｐがラッチ受け１９の板面（係合面１９ｂを形成した角穴の左右両側の前面）に突き当たって係合突起１７ａ-1とラッチ受けの係合面１９ｂとの重なり幅を規定幅Ｓに保持する。
【００２７】
これにより、接点開閉機構を構成する各種部品の寸法精度，組立精度のバラツキに殆ど影響されることなく、前記した係合突起１７ａ-1とラッチ受けの係合面１９ｂとの重なり幅Ｓを一定に管理でき、これにより回路しゃ断器の安定した引外し動作特性を得ることができる。
【００２８】
なお、前記したラッチ爪の位置決めストッパとして、図示例では爪部１７ａの左右両端に一対の突起状のストッパ１７ａ-2を形成しているが、左右いずれかの一方にのみ位置決めストッパ１７ａ-2を形成してもよく、また、係合突起１７ａ-1の下面側に段差をつけて位置決めストッパを形成し、この位置決めストッパをラッチ受け１９の係合面１９ｂの前縁に当接させるようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、組立フレームに主スプリングで蓄勢される開閉レバー，トグルリンク機構，トグルリンク機構に連繋させた爪付きラッチ，およびラッチ爪との掛け合い係合面を有する揺動式のラッチ受けを組付けた構成になり、過電流引外し装置の動作に応動してラッチ受けがラッチの鎖錠を解除し、トグルリンク機構，開閉レバーを介して主回路接点を開極させるようにした回路しゃ断器の接点開閉機構において、前記ラッチの爪部の先端に前記掛け合い係合面と係合する係合突起を設けるとともに、前記ラッチの爪部の前記係合突起の左右両側に、ラッチ受けに対する爪の掛け合い係合位置を規定する位置決めストッパを設け、該ラッチの位置決めストッパとして、ラッチの爪部のラッチ受けとの係合面側に、ラッチ受けとの掛け合い状態でラッチの爪部の先端より所定寸法だけ引っ込んでラッチ受けの板面に当接する突起を形成したことにより、ラッチをラッチ受けに掛け合わせた鎖錠状態では、位置決めストッパがラッチ受けの板面に当接してラッチの爪部とラッチ受けの係合面との重なり幅を一定に管理することができる。
【００３０】
また、前記構成に加えて、ラッチ受けとの掛け合い状態でラッチの爪部をラッチ受けに向けて押圧する付勢ばねを付設することにより、ラッチ受けに対するラッチ爪の掛け合い位置を安定よく位置決めできる。これにより、接点開閉機構の部品精度，組立精度のバラツキに左右されることなく、ラッチ爪とラッチ受けとの重なり幅を一定に管理して回路しゃ断器の引外し動作特性の安定化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す接点開閉機構の要部構造図であり、(a),(b) はそれぞれラッチ爪とラッチ受けとの掛け合い状態の側視断面図，および平面図
【図２】図１のラッチに付勢ばねを付設した実施例の構成図
【図３】回路しゃ断器の構成断面図
【図４】図３における接点開閉機構の組立構成図
【図５】図４の分解図
【図６】図３に示した接点開閉機構の動作説明図であり、(a),(b),(c) はそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＴＲＩＰの動作状態を表す図
【図７】図４の接点開閉機構におけるラッチ機構部の従来構造図であり、(a),(b) はそれぞれラッチの爪部とラッチ受けとの掛け合い状態の側視断面図，および平面図、(c) は(a) と異なる掛け合い状態を表す側視断面図
【符号の説明】
３ 接点開閉機構
９ 組立フレーム
１０ 開閉レバー
１１ 主スプリング
１２ トグルリンク機構の上リンク
１３ トグルリンク機構の下リンク
１７ ラッチ
１７ａ 爪部
１７ａ-1 係合突起
１７ａ-2 位置決めストッパ
１８ 連繋ピン
１９ ラッチ受け
１９ａ 支軸
１９ｂ 係合面
２１ 捩じりコイルばね（付勢ばね）
Ｓ ラッチの爪部とラッチ受けとの間の重なり幅

Claims (3)

1. 回転自在に支持された爪部を有するラッチと、該ラッチの爪部との掛け合い係合面を有して常時はラッチの回動を阻止する揺動式のラッチ受けとを備え、前記ラッチは主回路接点の閉成状態においてトグルリンク機構を鎖錠して主スプリングを蓄勢状態に維持するとともに、異常時に作動する過電流引外し装置に応動してラッチ受けがラッチの鎖錠を解除し、トグルリンク機構の鎖錠を解いて主スプリングの蓄勢力により主回路接点を開極させるようにした回路しゃ断器の接点開閉機構において、
   前記ラッチの爪部の先端に前記掛け合い係合面と係合する係合突起を設けるとともに、前記ラッチの爪部の前記係合突起の左右両側に、ラッチ受けに対する爪の掛け合い係合位置を規定する位置決めストッパを設け、該ラッチの位置決めストッパとして、ラッチの爪部のラッチ受けとの係合面側に、ラッチ受けとの掛け合い状態でラッチの爪部の先端より所定寸法だけ引っ込んでラッチ受けの板面に当接する突起を形成したことを特徴とする回路しゃ断器の接点開閉機構。
2. 請求項１記載の接点開閉機構において、ラッチに、ラッチ受けとの掛け合い状態でラッチの爪部をラッチ受けに向けて押圧する付勢ばねを付設したことを特徴とする回路しゃ断器の接点開閉機構。
3. 請求項２に記載の接点開閉機構において、付勢ばねが捩じりコイルばねであり、該ばねをラッチとトグルリンク機構との間を連繋するピンに装着してラッチをラッチ受けに向け付勢するようにしたことを特徴とする回路しゃ断器の接点開閉機構。

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