JP4186407B2 - 回路しゃ断器のハンドル操作機構 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線用しゃ断器などを実施対象としたロータリー式操作ハンドルを装備した回路しゃ断器のハンドル操作機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、頭記のロータリー式操作ハンドルを装備した回路しゃ断器の従来構成を図５ないし図７に示す。まず図５において、１は下部ケース１ａと上部カバー１ｂからなる回路しゃ断器の本体ケース、２は下部ケース１ａの底部側に組み込んだ主回路接点のしゃ断部、３はしゃ断部２に対する接点開閉機構部、４は過電流引外し装置、５はカバー１ｂの上面に装着したロータリー式の操作ハンドル、６は操作ハンドル５と接点開閉機構部３との間を連繋する歯車機構である。
【０００３】
ここで、図５で示すように、歯車機構６は操作ハンドル５の軸に連結した回転ギア（駆動歯車）８と、該回転ギア８と軸が直交して接点開閉機構部３に組付けたトグルギア９との組合せからなる。一方、接点開閉機構部３はトグルギア９に連結したトグルリンク機構３ａ，主スプリング３ｂで蓄勢された開閉レバー３ｃ，およびラッチ機構などからなる。また、しゃ断部２は、図７で示すように固定接触子２ａ，橋絡形の可動接触子２ｂ，可動接触子ホルダ２ｃ，接触ばね２ｄ，消弧板２ｅなどからなり、可動接触子ホルダ２ｃの上面に前記開閉レバー３ｃが対峙している。なお、しゃ断部２には３相分の接触子が組み込まれており、可動接触子ホルダ２ｃにはＲ，Ｓ，Ｔ各相の可動接触子２ｂおよび接触ばね２ｄが左右に並んで搭載支持されている。
【０００４】
かかる構成で、操作ハンドル５をＯＦＦからＯＮ位置に回すと、歯車機構６を介してトグルリンク機構３ａが開閉レバー３ｃの後端を押し下げる。これにより開閉レバー３ｃは主スプリング３ｂを蓄勢しながら反時計方向に回動し、しゃ断部２では可動接触子２ｂが接触ばね２ｄのばね付勢を受けて固定接触子２ａに接触して主回路を閉成している。また、操作ハンドル５をＯＮからＯＦＦ位置に回すと、前記とは逆にトグルリンク機構３ａが反転動作して開閉レバー３ｃの拘束を解く。これにより開閉レバー３ｃは蓄勢されていた主スプリング３ｃのばね力で時計方向に回転駆動され、接触子ホルダ２ｃを介して可動接触子２ｂを開極する。また、過電流引外し装置４の作動により接点開閉機構部３のラッチ機構が外れてトリップ動作した場合も前記と同様に主回路接点が開極し、この場合には操作ハンドル５はＯＮ位置から回転してＴＲＩＰ表示位置に停止する。なお、前記した主回路接点のしゃ断部２，接点開閉機構部３の構造，動作については、本発明と同一出願人より先に提案した特願平１１−１９２７１２号の明細書に詳しく述べられている。
【０００５】
また、図８(a),(b) は前記したハンドル操作機構の従来構造を表す図であり、回転ギア８はトグルギア９と噛み合う歯８ａを有し、操作ハンドル５の軸５ａに嵌め合い式に連結されている。一方、トグルギア９は軸を回転ギア８と直交させて接点開閉機構部３に組付けて前記のトグルリンク機構に連繋されており、その歯が回転ギア８の歯８ａと噛み合っている。なお、１０は操作ハンドル５をＯＦＦ位置方向に付勢する復帰ばねである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようにロータリー式操作ハンドル５の手動操作に同期して接点開閉機構３を駆動し、主回路接点を開閉するスローメイクタイプの回路しゃ断器では、特に接点の投入操作時にハンドルをＯＮ位置に向けてゆっくりとした速さで回すと、各相の間で可動接触子が固定接触子に接触するタイミングに微妙な時間的ずれが生じて電動機の起動制御などに支障を来すおそれがあることから、このような不具合を避けて各相の接点を同じタイミングで閉極させるようにするためには、回路しゃ断器の投入時にオペレータが操作ハンドルを早い速度で回す操作が必要である。
【０００７】
一方、回路しゃ断器の接点投入時にハンドルの操作速度を強制的に早めるようにする擬似クイックメーク手段として、操作ハンドルの投入行程の途中にハンドルに加える操作力を強制的に強めて通過させるカム式などのインターラプト機構を備えたものが従来より開発されているが、いずれもしゃ断器本体の開閉寿命回数に達する以前に擬似クイックメーク機能が喪失するなど、耐久性，信頼性に難点があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、接点投入時にハンドルの操作速度を強制的に早める擬似クイックメーク手段を、信頼性，耐久性に優れ、しかも組立性，および部品共通化にも効果を発揮するような機構で構成した回路しゃ断器のハンドル操作機構を提供することにある。
【０００９】
【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、手動操作に同期して接点開閉機構を駆動し、主回路接点を開閉するロータリー式操作ハンドルを装備した回路しゃ断器のハンドル操作機構において、
接点をＯＮ操作する投入行程の途中で操作ハンドルの操作力を強制的に強める擬似クイックメーク手段を、操作ハンドルに同期連動する凸状カムと、操作ハンドルのＯＮ位置寄り地点で前記カムの回転移動経路の側方に配置したラチェットと、該ラチェットの爪部を前記カムの移動軌跡に向けて突き出すよう背後から押圧する駆動ばねとからなるラチェットユニットを設けた構成とし（請求項１）、具体的にラチェットユニットを次記のような態様で構成するものとする。
【００１０】
(1) カムおよびラチェットを耐磨耗性の高い金属製とする（請求項２）。
(2) ラチェットは一端を軸支して先端側に凸状爪部および押圧ばねの受け座を形成したレバーとなし、かつハンドルＯＮ操作時におけるカムの移動方向に対してラチェットを引張り爪の関係に配置する（請求項３）。
(3) ラチェット，および駆動ばねを独立したラチェットケースに組み込んでしゃ断器本体ケースのカバーの内側に組付ける（請求項４）。
【００１１】
(4) ラチェットケースに形成したラチェット支軸の軸受穴を長穴とし、操作ハンドルのＯＦＦ操作時におけるカムの押圧力を受けてラチェットが前記長穴に沿って後退するようにする（請求項５）。
(5) カム，ラチェットを共通部品として、押圧ばねのばね力を回路しゃ断器の定格の異なる機種に対応して設定するようにする（請求項６）。
【００１２】
上記の構成で、回路しゃ断器の投入時に操作ハンドルをＯＦＦ位置からＯＮ位置に向けて回すと、その途上で操作ハンドルに連動するカムがばね付勢されたラチェットに当たって抵抗力（制動力）を受けるが、ここでハンドルに加える操作力を強めてカムがラチェットを押し退けながら乗り越えると、操作ハンドルに加わる抵抗力が消失して急に軽くなる。これにより、操作ハンドルはＯＮ位置まで一気に急速回転し、このハンドル操作速度に同期して接点開閉機構部が作動し、各相の主回路接点を接触タイミングを合わせて閉極させる。
【００１３】
この場合に、カム，ラチェットを耐磨耗性の高い金属製とすることで耐久性が向上し、回路しゃ断器が開閉寿命回数に達する以前に擬似クイックメーク機能が喪失するようなおそれがなく信頼性が向上する。また、ラチェット機構をユニット化してしゃ断器ケースに組付けるようにし、かつ駆動ばねを定格電流が異なる回路しゃ断器の機種に合わせて組合せることで、組立性の向上，および部品共通化が図れる。
【００１４】
さらに、ラチェットケースに形成したラチェット支軸の軸受穴を長穴とし、操作ハンドルのＯＦＦ操作時におけるカムの押圧力を受けてラチェットが前記長穴に沿って後退するよう構成することにより、回路しゃ断器のＯＦＦ操作時には操作ハンドルがラチェット機構から大きな抵抗力を受けずに通過するので、これにより比較的軽い力で操作ハンドルを楽にＯＦＦ位置に回すことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図４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５〜図８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。
すなわち、図示実施例においては、ロータリー式操作ハンドル５の軸部に周上に突き出す凸状カム１１を有する耐磨耗性の高い金属で作られたリング部材１１ａが連結されており、さらにしゃ断器本体のケースカバーｂの内部コーナーには前記凸状カム１１と共同して擬似クイックメーク手段を構成するラチェットユニット１２が装備されている。
【００１６】
ここで、リング部材１１ａは操作ハンドル５の把手と位相を遅れ方向に若干ずらして凸状カム１１が位置するように連結されており（図３参照）、操作ハンドル５を図示のＯＦＦ位置からＯＮ位置に向けて回す回路しゃ断器の投入行程で、操作ハンドル５がＯＮ位置に到達する手前で凸状カム１１がラチェットユニット１２と後記のように干渉するように位置決めしている。
【００１７】
一方、ラチェットユニット１２は独立部品としてなるラチェットケース１２ａと、該ケースに組み込んだラチェット１２ｂ，および駆動ばね１３との組立体としてなり、ラチェットケース１２ａの両端に形成した筒状支持部１２ａ-1をしゃ断器本体のケースカバー１の内面に突設した支柱１ａに圧入して所定位置に着脱可能に組付け固定している。
【００１８】
また、ラチェット１２ｂは、その後端が支軸１２ｂ-1を介してラチェットケース１２に形成した軸受穴１２ｄに軸支され、先端側に形成した駆動ばね１２ｃの受け座との中間にカム１１に向けて突出する凸状爪部１２ｂ-2を形成した金属製のレバーとしてなり、ばね受け座とラチェットケース１２ａとの間に掛け渡した駆動ばね（圧縮コイルばね）１２ｃのばね力を受けて爪部１２ｂ-2が操作ハンドル５と同期回転する凸状カム１１の移動経路（移動軌跡Ｐ）に向けて突き出すようにしている。なお、ラチェット１２ｂは、ハンドルＯＮ操作時におけるカム１１の移動方向に対して後端の支軸１２ｂ-1を支点とした引張り爪の関係に配置している。さらに、ラチェット１２ｂの支軸１２ｂ-1を軸支する軸受穴１２ｄは、ラチェット１２の先端を支点に支軸１２ｂ-1が後退移動できるような円弧状の長穴として形成されている。
【００１９】
次に、前記構成になるラチェットユニット１２による回路しゃ断器の擬似クイックメーク動作を図３(a) 〜３(c) ，および図４で説明する。まず、図３(a) は操作ハンドル５がＯＦＦ位置に停止している回路しゃ断器ＯＦＦの状態を表しており、この位置から回路しゃ断器を投入するために操作ハンドル５を手動操作でＯＮ位置に向けて回すとハンドルに同期して凸状カム１１が回転し、その投入行程の途上で操作ハンドル５が図３(b) に示す位置まで回ると、凸状カム１１の先端が駆動ばね１２ｃのばね力で背後から押圧付勢されたラチェット１２ｂの爪部１２ｂ-2に突き当たり、この位置で操作ハンドル５が大きな抵抗力（制動力）を受けるようになる。そこで、この制動力に対抗して操作ハンドル５を回すようにオペレータが操作力を強めると、凸状カム１１に働くトルクでラチェット１２ｂは駆動ばね１２ｃを圧縮しながら支軸１２ｂ-1を支点に反時計方向に揺動して爪部１２ｂ-2が後退し、凸状カム１１がラチェット１２ｂを乗り越えて先に進むようなる。ここで、凸状カム１１がラチェット１２ｂの爪部１２ｂ-2を乗り越えると、ラチェット機構から加わる抵抗力が消失するので、操作ハンドル５はその時に加えた操作力により一気にＯＮ位置まで急速移動し、このハンドル操作に同期して図６，図７で述べたように接点開閉機構部３が動作し、開閉レバー３ｂを介してしゃ断部２の主回路接点を勢いよく閉極させる。
【００２０】
図４は前記した擬似クイックメークによる投入操作時におけるハンドル操作力の実験値を表した図であり、横軸にはＯＦＦ位置を起点としたＯＮ位置との間のハンドル操作角度、縦軸はハンドル操作トルクを示している。この図から判るように凸状カム１１がラチェット１２ｂを乗り越えるときに最大トルクを発生し、ラチェットを乗り越えると操作ハンドルが一気にＯＮ位置まで進む。
【００２１】
なお、操作ハンドル５をＯＮ位置からＯＦＦ位置に回して回路しゃ断器を開極する場合には、前記の投入行程とは逆に凸状カム１１が操作ハンドル５に同期して反時計方向に回り、その途上で凸状カム１１がラチェット１２ｂの爪部１２ｂ-2に当たって押すと、ラチェット１２ｂは先端のばね受け座を支点に支軸１２ｂ-1が長穴の軸受穴１２ｄに沿って右方向に後退するので、凸状カム１１，したがって操作ハンドル５はラチェット機構から大きな抵抗力を受けることなしに、ラチェット１２ｂを乗り越えてＯＮ位置に移動する。したがって大きな力を加えることなくハンドルＯＦＦ操作が楽に行える。
【００２２】
また、前記のラチェットユニット１２は、部品の共通化を図るためにラチェットケース１２ａ，ラチェット１２ｂを共通部品として構成し、駆動ばね１２ｃのばね強さを回路しゃ断器の仕様（フレームサイズ）に合わせて選定するようにしているので、駆動ばね１２のみを変えることで定格の異なる機種に対応させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の構成によれば、 接点をＯＮ操作する投入行程の途中で操作ハンドルの操作力を強制的に強める擬似クイックメーク手段を、操作ハンドルに同期連動する凸状カムと、操作ハンドルのＯＮ位置寄り地点で前記カムの回転移動経路の側方に配置したラチェットと、該ラチェットの爪部を前記カムの移動軌跡に向けて突き出すよう背後から押圧する駆動ばねとからなるラチェットユニットを設けた構成としたことにより、簡単な機構でスローメイクタイプの回路しゃ断器に対して、投入操作時に安定した擬似クイックメーク機能をもたせるて回路しゃ断器をハンドル操作することができる。
【００２４】
また、前記のカム，ラチェットを耐磨耗性の高い金属製とすることで耐久性が向上し、回路しゃ断器が開閉寿命回数に達する以前に擬似クイックメーク機能が喪失するようなおそれがなく信頼性が向上する。
また、ラチェット機構をユニット化してしゃ断器ケースに組付けるようにし、かつ駆動ばねを定格電流が異なる回路しゃ断器の機種に合わせて組合せることで、組立性の向上，および部品共通化が図れる。
【００２５】
さらに、ラチェットケースに形成したラチェット支軸の軸受穴を長穴とし、操作ハンドルのＯＦＦ操作時におけるカムの押圧力を受けてラチェットが前記長穴に沿って後退するよう構成することにより、回路しゃ断器のＯＦＦ操作時に比較的軽い力で操作ハンドルを楽にＯＦＦ位置に回すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるハンドル操作機構の要部構造を表す回路しゃ断器上部の横断平面図
【図２】図１の縦断面図
【図３】図１の構成による擬似クイックメーク動作の説明図であり、(a),(b),(c) はそれぞれ操作ハンドルのＯＦＦ，ラチェット通過，ＯＮ位置の状態を表す図
【図４】図３の動作に対応したハンドル操作角度とハンドル操作トルクとの関係図
【図５】本発明の実施対象となる回路しゃ断器の概要構成図
【図６】図５における接点開閉機構部の内部構造を表す図
【図７】図５における接点しゃ断部の内部構造を表す図
【図８】図５におけるハンドル操作機構の構成図で、(a) は組立状態の斜視図、(b) は(a) 図の一部部品の分解斜視図
【符号の説明】
１ しゃ断器本体のケース
１ｂ カバー
２ 接点しゃ断部
３ 接点開閉機構部
５ 操作ハンドル
１１ カム
１２ ラチェットユニット
１２ａ ラチェットケース
１２ｂ ラチェット
１２ｂ-1 支軸
１２ｂ-2 爪部
１２ｃ 駆動ばね
１２ｄ 軸受穴

Claims (6)

  1. 手動操作に同期して接点開閉機構を駆動し、主回路接点を開閉するロータリー式操作ハンドルを装備した回路しゃ断器のハンドル操作機構において、接点をＯＮ操作する行程の途中で操作ハンドルの操作力を強制的に強める擬似クイックメーク手段として、操作ハンドルに同期連動する凸状カムと、操作ハンドルのＯＮ位置寄り地点で前記カムの回転移動経路の側方に配置したラチェットと、該ラチェットの爪部を前記カムの移動軌跡に向けて突き出すよう背後から押圧する駆動ばねからなるラチェットユニットを設けたことを特徴とする回路しゃ断器のハンドル操作機構。
  2. 請求項１記載のハンドル操作機構において、カムおよびラチェットが耐磨耗性の高い金属製であることを特徴とする回路しゃ断器のハンドル操作機構。
  3. 請求項１記載のハンドル操作機構において、ラチェットは一端を軸支して先端側に凸状爪部および押圧ばねの受け座を形成したレバーであり、かつハンドルＯＮ操作時におけるカムの移動方向に対してラチェットを引張り爪の関係に配置したことを特徴とする回路しゃ断器のハンドル操作機構。
  4. 請求項１記載のハンドル操作機構において、ラチェット，および駆動ばねを独立したラチェットケースに組み込んでしゃ断器本体ケースのカバーの内側に組付けたことを特徴とする回路しゃ断器のハンドル操作機構。
  5. 請求項４記載のハンドル操作機構において、ラチェットケースに形成したラチェット支軸の軸受穴を長穴とし、操作ハンドルのＯＦＦ操作時におけるカムの押圧力を受けてラチェットが前記長穴に沿って後退するようにしたことを特徴とする回路しゃ断器のハンドル操作機構。
  6. 請求項１記載のハンドル操作機構において、カム，ラチェットを共通部品として、押圧ばねのばね力を回路しゃ断器の定格の異なる機種に対応して設定したことを特徴とする回路しゃ断器のハンドル操作機構。
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