JP4205643B2 - 開閉器 - Google Patents

Description

本発明は、開路時の可動電極緩衝構造を備えた開閉器に関するものである。

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には固定電極が設けられており、他方のブッシングには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連結されており、この開閉機構部の駆動に伴って固定電極に対して接離する。

ところが、開路時における可動電極の開路方向への慣性は非常に大きい。このため、可動電極が所定の開放位置を大きく越えて回動し、前記開閉機構部を構成するリンク等に大きな負担がかかるおそれがあった。

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、可動電極が所定の開放位置を大きく越えて回動することを防止できると共に、開路された可動電極がアーク発生部に滞留している消弧性ガスに触れることによる再点弧を防止できる開閉器を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、ケースの両側壁に各相毎に相対するブッシングを貫通支持し、一方のブッシングの内端には固定電極を設けると共に、他方のブッシングの内端には前記固定電極に対して接離可能に対応する可動電極を回動可能に設けた開閉器において、開路時に、可動電極の背面が衝突することにより押しつぶされて内部の空気を可動電極のアーク発生部に可動電極の背面側から吹き付けるパッファ部材を支持手段を介して設けたことをその要旨とする。

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、前記パッファ部材は、開路時の可動電極のオーバランを防止する緩衝部材を兼用することをその要旨とする。

本発明によれば、開路時に、可動電極が所定の開放位置を大きく越えて回動することを防止できると共に、開路された可動電極がアーク発生部に滞留している消弧性ガスに触れることによる再点弧を防止できる。

以下、本発明を開閉器に具体化した一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
（全体構成）
図１に示すように、開閉器１１のケースは下部が開口した有蓋箱体状の本体ケース１２、及び上部が開口した有底箱体状の底部ケース１３を備えており、本体ケース１２の下部開口部は底部ケース１３により閉塞されている。即ち、底部ケース１３の開口側縁部に設けた締付片１４を、本体ケース１２の開口側縁部に設けた連結片１５に対してボルト１６及びナット１７にて締め付けることにより、底部ケース１３が本体ケース１２に対して着脱可能に連結されている。本体ケース１２と底部ケース１３との間にはパッキン１８が介在されており、これにより開閉器１１の気密性が保持されている。

前記本体ケース１２の互いに対向する両側壁には電源側ブッシング２１及び負荷側ブッシング２２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２１の内端部には棒状の固定電極２３が固定されている。負荷側ブッシング２２の内端部には支持部材２４が固定されており、同支持部材２４には軸２５を介して可動電極２６の基端部が回動可能に支持されている。可動電極２６は平行状に配置された一対の接触刃（図１においては１つの接触刃のみ示す。）から構成されている。

一方、本体ケース１２内の上部には、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２７が設けられており、同回動軸２７にはレバー２８が一体回動可能に固定されている。レバー２８の先端には駆動リンク２９の一端が回動可能に連結されており、同駆動リンク２９の他端は可動電極２６の中央近傍に回動可能に連結されている。従って、前記操作ハンドルが操作されると、可動電極２６は開閉機構部、回動軸２７、レバー２８及び駆動リンク２９を介して軸２５を中心に図１に実線で示す投入位置と図１に二点鎖線で示す開放位置との間を移動する。

図１に示すように、ケース入り零相変流器３６とカットオフリレー３７との間には、後述する絶縁バリヤ４１が配置されている。ケース入り零相変流器３６及びカットオフリレー３７は、絶縁バリヤ４１の同相間方向において互いに対向する一対の側壁にてそれぞれ付勢部３１ｃ側に押圧されていると共に、付勢部３１ｃの弾性力により常時本体ケース１２の内方に付勢されている。即ち、ケース入り零相変流器３６及びカットオフリレー３７は、それぞれ絶縁バリヤ４１が本体ケース１２内に設置されることよって所定の保持圧で両ブッシング２１，２２の内端部に保持される。言い換えれば、ケース入り零相変流器３６及びカットオフリレー３７はそれぞれ絶縁バリヤ４１によって位置決めされている。
（絶縁バリヤ）
図１及び図２に示すように、前記本体ケース１２内には支持手段としての絶縁バリヤ４１が各相毎（図１においては１相分のみ示す。）に独立して配置されている。絶縁バリヤ４１は例えば不飽和ポリエステル樹脂等の絶縁性を有する合成樹脂が射出成形されることによって形成されている。図２〜図４に示すように、絶縁バリヤ４１は両電極２３, ２６を下方から覆う有底箱体状に形成され、上面が開口されると共に異相間方向において互いに対向する一対の側壁４１ａ, ４１ｂが上方に延出して形成されている。また、異相間方向とは直交する方向において互いに対向する一対の側壁４１ｃ, ４１ｄの上部には、それぞれ凹部４２，４３が両ブッシング２１, ２２の外周面に沿うように形成されている。絶縁バリヤ４１は両側壁４１ａ, ４１ｂ間に各相毎の両ブッシング２１, ２２及び両電極２３, ２６が位置するように配置され、前記凹部４２，４３には両ブッシング２１，２２の下面が係合している。

（係合手段）
図３に示すように、絶縁バリヤ４１の異相間方向において互いに対向する一対の側壁４１ａ, ４１ｂにおいて、一方の側壁４１ａには３つの係合凹部４４が逆三角形状に配置形成されている。また、図４に示すように、他方の側壁４１ｂには３つの係合凸部４５が逆三角形状に配置形成されている。図２に示すように、本体ケース１２内における各絶縁バリヤ４１の設置状態において、互いに隣り合う側壁４１ａ, ４１ｂの係合凹部４４と係合凸部４５とは互いに係合している。即ち、図５に示すように、係合凹部４４内には係合凸部４５が位置しており、これにより各絶縁バリヤ４１の側壁４１ａ, ４１ｂに沿う方向への移動が防止されている。

（連結手段）
図２及び図６に示すように、各絶縁バリヤ４１の底壁外面にはそれぞれ円筒状の嵌合部４６が突設されている。図１及び図２に示すように、各絶縁バリヤ４１はそれぞれの嵌合部４６に連結部材４７が装着されることにより互いに連結されている。即ち、連結部材４７は絶縁性を有する合成樹脂にて長尺状に形成されており、同連結部材４７には３つの嵌合孔４７ａが設置状態の各絶縁バリヤ４１における各嵌合部４６の異相間方向の配置間隔と同じ間隔になるように配置形成されている。そして、各嵌合孔４７ａに各嵌合部４６がそれぞれ嵌合されることによって、各相の絶縁バリヤ４１同士が連結されている。連結部材４７の肉厚は嵌合部４６の絶縁バリヤ４１の底壁外面からの突出高さよりも小さくされており、各嵌合部４６は装着状態の連結部材４７下面から突出している。

（干渉防止部材）
図１及び図２に示すように、各嵌合部４６の連結部材４７下面からの突出部分には干渉防止部材４８が装着されている。即ち、干渉防止部材４８は絶縁性及び弾性を有するゴム材にて側断面Ｌ字状に形成されており、前記連結部材４７と凹凸関係をなすように形成されている。また、干渉防止部材４８には各嵌合孔４７ａと同じ間隔で３つの貫通孔４８ａが形成されている。各貫通孔４８ａには各嵌合部４６の連結部材４７下面からの突出部分がそれぞれ嵌合されている。干渉防止部材４８の装着状態において、各嵌合部４６の先端部は各貫通孔４８ａの内部に位置している。干渉防止部材４８の底面は底部ケース１３の内面に当接しており、これにより各絶縁バリヤ４１と底部ケース１３の内面との干渉が防止されている。

（覗き窓）
図１及び図６に示すように、絶縁バリヤ４１の負荷側ブッシング２２側の側壁下部には円形の覗き窓４９が形成されている。この覗き窓４９は、絶縁バリヤ４１の本体ケース１２内への設置状態又は設置途中において、絶縁バリヤ４１内部の電極構造等が外部から確認可能となるように、形成位置、大きさ（径）及び形状等が設定されている。また、覗き窓４９は後述のクッション５２の取付部を兼ねる。

（盲部材）
図１及び図６に示すように、前記覗き窓４９には盲部材５１が装着されており、これにより覗き窓４９が閉塞されている。盲部材５１は緩衝部材兼パッファ部材としてのクッション５２、及び伝達部材としての支持筒５３を備えている。

（クッション）
図７に示すように、クッション５２はＥＰＲ等の絶縁性及び弾性を有する合成樹脂材料にて外端部が開口した円筒状に形成されている。クッション５２の外端部外周には円環状の取着溝５４が形成されており、この取着溝５４には絶縁バリヤ４１における覗き窓４９の開口縁が介在されている。また、クッション５２の内端部の壁面中央には空気の吹出孔５５が形成されている。クッション５２の外端部内周には外方に向かうにつれて拡開するテーパ面５６、及び内端部の内径よりも大きい大径部５７が連続するように形成されている。

図８に示すように、開路時、可動電極２６がその慣性力により開路方向にオーバランしようとしたとき、即ち、図１に二点鎖線で示す所定の開放位置を越えて回動しようとしたとき、可動電極２６の背面がクッション５２の内端部に衝突するように、同クッション５２の長さ、径及び取付位置、即ち覗き窓４９の形成位置等が設定されている。可動電極２６の背面がクッション５２の内端部に衝突すると、クッション５２は押しつぶされる。

（支持筒）
図７に示すように、前記支持筒５３はポリエチレン等の絶縁性を有する合成樹脂材料にて外端部が開口した円筒状に形成されている。支持筒５３の内端部には外端部に向かうにつれて大径となる円錐台状の密閉部５８が形成されており、同密閉部５８の最大径は前記クッション５２の大径部５７よりも若干大径となっている。また、支持筒５３の外周中央付近にはフランジ部５９が形成されており、同フランジ部５９のクッション５２側にはフラット面が形成されている。

図８に示すように、支持筒５３のフランジ部５９よりも内端側は、覗き窓４９に装着されたクッション５２の中空部に外側から嵌合している。支持筒５３の絶縁バリヤ４１内方側への移動は支持筒５３のフランジ部５９のフラット面がクッション５２の開口端部に係合することにより規制されている。支持筒５３の密閉部５８外周にはクッション５２の内方への弾性力が作用しており、密閉部５８とクッション５２のテーパ面５６とは密着している。即ち、クッション５２における外端部の開口部は支持筒５３により密閉されている。このため、開路時、可動電極２６の背面がクッション５２の内端部に衝突して同クッション５２が押しつぶされると、内部の空気は圧縮され吹出孔５５を介して外部に押し出される。また、支持筒５３の背面、即ち開口端部は底部ケース１３の内面に当接しており、可動電極２６がクッション５２の内端部に衝突したときの衝撃が支持筒５３及び底部ケース１３を介して本体ケース１２に伝達される。

（ケーブル結束部材）
図６に示すように、絶縁バリヤ４１の底壁周縁部には複数の結束部材６１が突設されている。図９（ａ）に示すように、結束部材６１には結束バンド６２を挿通可能とした挿通孔６１ａが形成されている。図９（ｂ）に示すように、制御線等の各種のケーブル６３は、各絶縁バリヤ４１の底辺に沿うようにまとめられ、挿通孔６１ａに挿通した結束バンド６２にて巻回されることによって絶縁バリヤ４１に対して固定されている。
（実施形態の作用）
次に、前述のように構成された開閉器の作用について説明する。

前記操作ハンドルにて開路操作が行われると、可動電極２６は図１に実線で示す投入位置から図１に二点鎖線で示す開放位置へと回動する。可動電極２６の開路方向への慣性力は非常に大きく、開放位置を大きく越えて回動しようとする。しかしながら、開閉機構部を構成するリンク等がそれらの許容移動限界位置まで移動する前に、可動電極２６の背面はクッション５２の内端部に衝突する。この結果、可動電極２６のオーバラン、即ち可動電極２６が図１に二点鎖線で示す開放位置を大きく越えて回動することが防止される。従って、前記開閉機構部を構成するリンク等に大きな負担がかかることがない。可動電極２６がクッション５２内端部に衝突したときの衝撃は、クッション５２が押しつぶされることにより緩和される。また、この衝撃は支持筒５３を介して底部ケース１３及び本体ケース１２に伝達される。絶縁バリヤ４１の負荷側ブッシング２２外端方向への移動は、支持筒５３の外端部が底部ケース１３の内面に当接することにより規制される。

クッション５２外端の開口部は支持筒５３にて閉塞されているため、外部と連通しているのは吹出口５５のみである。このため、可動電極２６がクッション５２の内端部に衝突してクッション５２が押しつぶされると、内部の空気は圧縮され、吹出口５５から外部に押し出される。この圧縮空気は可動電極２６のアーク発生部に吹き付けられ、開路時に発生する消弧性ガスは可動電極２６から遠ざかる方向へ吹き飛ばされる。従って、開路された可動電極２６がアーク発生部に滞留している消弧性ガスに触れることによる再点弧が防止される。

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） 前記開閉器のケース内には開路時の可動電極２６を衝突させることにより可動電極２６のオーバランを防止するクッション５２を絶縁バリヤ４１を介して支持した。このため、開路時の可動電極２６のオーバランを、即ち可動電極２６が所定の開放位置を大きく越えて回動することを防止できる。

（２）前記クッション５２は、開路時に発生する消弧性ガスを可動電極２６から遠ざける方向に吹き飛ばすパッファ部材を兼用する。即ち、開路時、可動電極２６の衝突によりクッション５２が押しつぶされ、この結果、圧縮されたクッション５２内部の空気が可動電極２６のアーク発生部に吹き付けられる。このため、開路時に発生する消弧性ガスは可動電極２６から遠ざかる方向へ吹き飛ばされる。従って、アークの消弧に寄与することができる。

（３）前記クッション５２を覗き窓４９に装着し、絶縁バリア４１の内部に位置させた。このため、クッション５２を支持するための部材を別に設ける必要がない。
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、クッション５２を絶縁バリア４１に形成した覗き窓４９を介して支持したが、図１０に示すように、本体ケース１２又は底部ケース１３の内面に固定された支持手段としてのブラケット７１を介して支持するようにしてもよい。このようにしても、可動電極２６の開路方向への回動をクッション５２に衝突させることにより停止させることができる。

次に、前記実施形態から把握できる請求項記載発明以外の技術的思想について、以下にそれらの効果と共に記載する。
・前記緩衝部材は、絶縁性及び弾性を有する合成樹脂材料にて筒状に形成されており、開路時には、可動電極が緩衝部材の軸線に沿う方向から衝突するように形成配置した請求項１又は請求項２に記載の開閉器。このようにすれば、開路時、可動電極は緩衝部材に衝突することによりオーバランが防止されると共に、開路時の衝撃が緩和される。

開閉器の正断面図。 ３相分の絶縁バリヤの係合状態を示す側面図。 絶縁バリヤの斜視図。 絶縁バリヤの斜視図。 係合凹部と係合凸部との係合状態を示す要部拡大断面図。 絶縁バリヤの斜視図。 クッションと支持筒との取付を示す分解正断面図。 クッションと支持筒との取付を示す正断面図。 （ａ）は結束部材への結束バンドの取付を示す概略斜視図、（ｂ）は、制御線等の各種のケーブルの這い回し状態を示す斜視図。 別の実施形態における開閉器の正断面図。

符号の説明

１１…開閉器、１２…本体ケース、２１…電源側ブッシング、２２…負荷側ブッシング、２３…固定電極、２６…可動電極、５２…クッション（緩衝部材、パッファ部材）。

Claims (2)

1. ケースの両側壁に各相毎に相対するブッシングを貫通支持し、一方のブッシングの内端には固定電極を設けると共に、他方のブッシングの内端には前記固定電極に対して接離可能に対応する可動電極を回動可能に設けた開閉器において、
   開路時に、可動電極の背面が衝突することにより押しつぶされて内部の空気を可動電極のアーク発生部に可動電極の背面側から吹き付けるパッファ部材を支持手段を介して設けた開閉器。
2. 前記パッファ部材は、開路時の可動電極のオーバランを防止する緩衝部材を兼用する請求項１に記載の開閉器。

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