JP5059934B2 - ４極配線用遮断器の回転ピン補正装置 - Google Patents

Description

本発明は、４極配線用遮断器に関し、特に、４極配線用遮断器の回転ピン補正装置に関する。

４極配線用遮断器は、位相差を有する３つの交流、すなわちＲ、Ｓ、Ｔの３極（相）の他に、接地極として中性極（中性相）（以下、Ｎ極という）の電路を接続することのできる配線用遮断器である。

一般に、配線用遮断器は、電気絶縁性を有する合成樹脂製の外箱内に、回路の異常電流の発生を検出するトリップ機構、ハンドル操作により手動で回路を開閉するか又は前記トリップ機構によりトリガされて自動で回路を遮断するトリップのための駆動力を提供する開閉機構（スイッチング機構）、トリップ動作時に接点間で発生するアークを消弧する消弧機構などが収納されて構成される。

通常、配線用遮断器は、接点を備える可動接触子及び固定接触子、消弧機構、並びにトリップ機構を極ごとに備えている。

ここで、極ごとの該当機構間では電気的に短絡が発生しないように、前記外箱内に絶縁隔壁を形成することにより、極間（すなわち、相間）を電気的に絶縁している。

近年、極間の電気絶縁性を強化すると共に機構のモジュール化を図ることで生産性及びメンテナンスの利便性を向上させるために、極ごとに設けられる可動接触子及び固定接触子、消弧機構、並びにトリップ機構をそれぞれ外箱とは別個の絶縁ケース内に外部から密閉されるように収納して、いわゆる単極遮断ユニットを構成する方式の配線用遮断器が、配線用遮断器のメーカーにより多く採用されている。

４極配線用遮断器には、このような単極遮断ユニットが極ごとに設けられるので計４つ設けられ、これらの単極遮断ユニットを共通に手動開閉するか又はトリップ駆動する開閉機構は、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｎの各極の単極遮断ユニットのうちＳ極の単極遮断ユニットの上部に１つ設置される。

また、開閉機構からの回路開閉のための動力を各単極遮断ユニットに同時に伝達するために、動力を伝達できるようにリンクを介して開閉機構に接続される１対の回転ピンが使用される。前記１対の回転ピンは、長く形成され、各単極遮断ユニットの内部でシャフトを貫通するように接続され、これらのシャフトは、回転ピンにより回転駆動され、可動接触子を共に回動するように支持する。

このような４極配線用遮断器の構成によれば、図６に示すように、開閉機構から最も遠く離れているＮ極の単極遮断ユニットの部位に位置する回転軸２ａ、２ｂにおいては、開閉機構により加えられる駆動力が弱くなり、接点間の接触力により回転軸２ａ、２ｂに加えられる力は他の極と同じであるため、回転軸２ａ、２ｂに、接点間の接触力により回転軸２ａ、２ｂに加えられる力の方向に曲がる変形が起こる。

このような回転軸２ａ、２ｂの変形は、Ｎ極の単極遮断ユニットの開閉動作不良を起こすため、これに対する対応策として、本出願人は特許文献１（発明の名称：多極配線用遮断器）に開示されているように回転ピンの補正装置を提示している。

韓国登録特許第１０−０６８９３２４号公報

特許文献１の技術は、回転ピンを挟む上下部ブロックと、上下部ブロックを加圧するネジ及びナットとから構成され、ネジを締めることで簡単に回転ピンの変形を補正するという技術思想である。しかしながら、手動でネジを締めて補正する方式であるため、ネジ締め力が大きすぎる場合、回転ピンの該当部位が変形しすぎ、接点の接触を妨害する荷重として作用すると共に、上下部ブロックを破損させることがあり、ネジ締め力が不足する場合、Ｎ極の単極遮断ユニット内の接点間の接触が行われないなどの接触不良が発生するという問題があった。つまり、特許文献１の技術は、補正量が一定でないという第１の問題があった。また、特許文献１の技術は、厚めの上下部ブロックとネジ及びナットを使用する構成であるため、単極遮断ユニット間の空間が狭い場合には適用できないという第２の問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたもので、補正量が一定であり、かつ単極遮断ユニット間の空間が狭い場合にも適用できる、４極配線用遮断器の回転ピン補正装置を提供することを目的とする。

上記の本発明の目的は、それぞれ可動接点及び固定接点を備える４極の単極遮断ユニットと、前記４極の単極遮断ユニットを同時に開閉駆動するために前記４極の単極遮断ユニットに共通に接続される１対の回転ピンと、前記回転ピンを駆動するように接続される開閉機構とを有する４極配線用遮断器の回転ピン補正装置において、前記開閉機構から最も遠く離れている単極遮断ユニットとこれに隣接する単極遮断ユニットとの間に位置する前記１対の回転ピンの部位に設置され、それぞれ前記１対の回転ピンの貫通を許容する１対の回転ピン貫通口部と、前記回転ピン貫通口部の上部又は下部から前記回転ピンが貫通する方向に延長され、前記回転ピン貫通口部と共に前記回転ピンの貫通許容口の高さを決定する１対の調整突部とを有する補正板を含むことを特徴とする、本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置を提供することにより達成される。

本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置においては、１対の回転ピン貫通口部４ａ、４ａ’と１対の調整突部４ｂ、４ｂ’とを有するように成形された補正板４を、開閉機構１から最も遠く離れているＮ極の単極遮断ユニット（Ｎ相の単極遮断ユニット）３ｄとこれに隣接するＴ極の単極遮断ユニット（Ｔ相の単極遮断ユニット）３ｃとの間に位置する１対の回転ピン２ａ、２ｂの部位に設置するだけで、回転ピン２ａ、２ｂの変形を補正することにより、手動で補正量を調整する工程がないため、回転ピンの補正量が一定となり、厚めのブロックとネジ及びナットを使用するのではなく１つの補正板４で構成されるため、単極遮断ユニット間の間隔（空間）が狭い場合も補正装置を設置できるという利点がある。

本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置においては、補正板４が薄板で構成されることにより、単極遮断ユニット間の間隔（空間）が狭い場合も補正装置を容易に設置できるという利点がある。

本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置においては、調整突部４ｂ、４ｂ’が、回転ピン２ａ、２ｂの貫通許容口の高さｈ１、ｈ２が次第に減少するように、傾斜延長して形成されることにより、最初に回転ピン２ａ、２ｂを補正板４の回転ピン貫通口部４ａ、４ａ’に嵌めるときに回転ピン２ａ、２ｂの挿入が容易であり、回転ピン２ａ、２ｂの貫通許容口の高さｈ１、ｈ２が次第に減少するため、回転ピン２ａ、２ｂを容易に加圧して変形を補正できるという利点がある。

本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置においては、調整突部４ｂ、４ｂ’は、開閉機構１から最も遠く離れている中性極、すなわちＮ極の単極遮断ユニット３ｄ内の可動接点ｍｃ４−１が、他の極の単極遮断ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ内の可動接点ｍｃ１−１、ｍｃ２−１、ｍｃ３−１とこれに対応する固定接点間の間隔より距離ｄだけ対応する固定接点側に近く位置するように、回転ピン２ａ、２ｂを変形させる傾斜延長の傾斜角αを有するため、Ｎ極の単極遮断ユニット３ｄ内の可動接点ｍｃ４−１は、他の極の単極遮断ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ内の可動接点ｍｃ１−１、ｍｃ２−１、ｍｃ３−１と比較して、接触するときは対応する固定接点に早く接触し、分離されるときは対応する固定接点から遅く分離されることにより、地絡電流や漏電電流に対する安全な接地状態を常に確保できるという利点がある。

本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置においては、補正板４がプレス加工により形成されるため、補正装置の製造を非常に迅速かつ簡便に行えるという利点がある。

本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置が中性極の単極遮断ユニットと隣接極の単極遮断ユニットの間の回転ピンの部位に設置された状態を示すものであり、４極配線用遮断器のうち中性極の単極遮断ユニットを回転ピンから分離して示す斜視図である。 本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置のみを別個に分離して示す斜視図である。 図２の４極配線用遮断器の回転ピン補正装置の調整突部が傾斜して形成された構成を示す側面図である。 本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置が設置された場合における回転ピンが補正される動作状態を示す部分拡大斜視図である。 本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置が設置された中性極の可動接触子が他の極の可動接触子より、対応する固定接触子に近接して設置された構成を示す、４極配線用遮断器の極ごとに設けられるシャフト、可動接触子、回転ピン、回転ピン補正装置、及び開閉機構の斜視図である。 ４極配線用遮断器の回転ピンにおける本発明による回転ピン補正装置の非設置時と設置時の回転ピン変形状態を比較して示す比較説明図である。

上記の本発明の目的とこれを達成する本発明の構成及び作用効果は、添付の図面を参照した本発明の好ましい実施形態の詳細な説明によりさらに明確に理解できるであろう。

本発明の好ましい実施形態による回転ピン補正装置が設置される４極配線用遮断器は、図１に示すように、４極の単極遮断ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、１対の回転ピン２ａ、２ｂ、及び開閉機構１を有する。

４極の単極遮断ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、Ｒ極の単極遮断ユニット（Ｒ相の単極遮断ユニット）３ａ、Ｓ極の単極遮断ユニット（Ｓ相の単極遮断ユニット）３ｂ、Ｔ極の単極遮断ユニット（Ｔ相の単極遮断ユニット）３ｃ、及びＮ極の単極遮断ユニット（Ｎ相の単極遮断ユニット）３ｄを含み、各単極遮断ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、可動接触子及び固定接触子を備える。

１対の回転ピン２ａ、２ｂは、４極の単極遮断ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを同時に開閉駆動するために４極の単極遮断ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに共通に接続される回転駆動ピンである。

より詳細には、４極の単極遮断ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにおいて外部の絶縁ケース、消弧機構、及びトリップ機構を除去した状態で極ごとのシャフトＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、極ごとの可動接触子ｍｃ１、ｍｃ２、ｍｃ３、ｍｃ４、及び開閉機構１を示す図５を参照すると、１対の回転ピン２ａ、２ｂは、極ごとのシャフトＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を貫通するように接続され、極ごとのシャフトＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を同時に回転駆動することにより回路を開閉する。

図５に示すように、極ごとのシャフトＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、対応する可動接触子ｍｃ１、ｍｃ２、ｍｃ３、ｍｃ４を支持しており、極ごとのシャフトＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の回転により対応する可動接触子ｍｃ１、ｍｃ２、ｍｃ３、ｍｃ４も共に回動する。

図１及び図５に示すように、開閉機構１は、１対の回転ピン２ａ、２ｂを駆動するように接続され、特に、４極の単極遮断ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのうちＳ極の単極遮断ユニット３ｂ上に設置される。ここで、開閉機構１は、詳細には示しておらず、符号もないが、例えば公知の基板からなり、開閉機構１を構成する部品を収納して支持する両側板、使用者の手動開閉操作のための手段を提供するハンドル、ハンドルを支持するレバー、自動で回路を遮断するトリップ動作のための駆動力として蓄積された弾性エネルギーを提供するトリップスプリング、トリップスプリングの弾性エネルギーを蓄積状態に維持するか又は放出するように解放するラッチ、ラッチの拘束と解放のためのラッチホルダー、ラッチホルダーの拘束と解放のためのネール、トリップ機構からのトリップ動作のためのトリガ加圧力により回動してネールを加圧回動させるクロスバー、トリップスプリングの弾性エネルギーを１対の回転ピン２ａ、２ｂに伝達する上部リンク及び下部リンクなどを含む。

本発明による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置は、補正板４を含む。

本発明の好ましい実施形態によれば、４極配線用遮断器の回転ピン補正装置を構成する補正板４は、図１に示すように、開閉機構１から最も遠く離れている単極遮断ユニット、すなわちＮ極の単極遮断ユニット３ｄと、これに隣接する単極遮断ユニット、すなわちＴ極の単極遮断ユニット３ｃとの間に位置する１対の回転ピン２ａ、２ｂの部位に設置される。

本発明の好ましい実施形態によれば、４極配線用遮断器の回転ピン補正装置を構成する補正板４は、図２に示すように、１対の回転ピン貫通口部４ａ、４ａ’と、１対の調整突部４ｂ、４ｂ’とを有する。補正板４は、プレス加工により形成（製造）することが好ましい。

１対の回転ピン貫通口部４ａ、４ａ’は、それぞれ１対の回転ピン２ａ、２ｂの貫通を許容する。

１対の調整突部４ｂ、４ｂ’は、回転ピン貫通口部４ａ、４ａ’の上部又は下部から回転ピン２ａ、２ｂが貫通する方向に延長され、回転ピン貫通口部４ａ、４ａ’と共に回転ピン２ａ、２ｂの貫通許容口の高さｈ１、ｈ２を決定する。

補正板４は、単極遮断ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ間の狭い空間にも容易に設置できるように、薄板で構成されることが好ましい。

補正板４の調整突部４ｂ、４ｂ’は、補正板４の側面を示す図３を参照すると、回転ピン２ａ、２ｂの貫通許容口の高さｈ１、ｈ２が次第に減少するように、傾斜延長して形成されることが好ましい。ここで、調整突部４ｂ、４ｂ’が補正板４の板面と直角をなす面から傾斜した角度は、予め定められた傾斜角αとなる。ここで、傾斜角αの選択は、回転ピン２ａ、２ｂの補正量に依存するか、又はＮ極の単極遮断ユニット３ｄに早入遅切（接触時には他の極の単極遮断ユニットより接点が先に接触し、分離時には他の極の単極遮断ユニットより接点が遅く分離されること）の動作特性を持たせるか否かに依存する。すなわち、回転ピン２ａ、２ｂの補正量が大きいほど、大きな傾斜角αが選択され、Ｎ極の単極遮断ユニット３ｄに他の極の単極遮断ユニットに対する早入遅切の動作特性を持たせる場合、大きな傾斜角αが選択される。このような傾斜角αの選択は、予め定められた様々な傾斜角αを有する補正板４を製造しておき、所望の目的に適した補正板４を選択することで行うことができる。

Ｎ極の単極遮断ユニット３ｄに他の極の単極遮断ユニットに対する早入遅切の動作特性を持たせる場合、調整突部４ｂ、４ｂ’は、図５に示すように、開閉機構１から最も遠く離れている中性極の単極遮断ユニット（図１のＮ極の単極遮断ユニット３ｄを参照）内の可動接点ｍｃ４−１が、他の極の単極遮断ユニット内の可動接点ｍｃ１−１、ｍｃ２−１、ｍｃ３−１とこれに対応する固定接点間の間隔より距離ｄだけ対応する固定接点側に近く位置するように、回転ピン２ａ、２ｂを変形させる傾斜延長の傾斜角（図３を参照）を有する。

以下、このように構成される本発明の好ましい実施形態による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置の動作を図１〜図６を参照して説明する。

図６においては、接点の接触により回転ピン２ａ、２ｂに加えられる上方への圧力を斜線矢印で示し、開閉機構１により回転ピン２ａ、２ｂに加えられる力を下向きの白抜き矢印で示す。本発明の回転ピン補正装置を設置していない場合は、図６の上図を参照すると、回転ピン２ａ、２ｂのうち、Ｔ極の単極遮断ユニットとＳ極の単極遮断ユニットとの間の部位、及びＳ極の単極遮断ユニットとＲ極の単極遮断ユニットとの間の部位は、斜線矢印で示す圧力と下向きの白抜き矢印で示す力が平衡をなすため、変形が発生しない。これに対して、回転ピン２ａ、２ｂのうち、Ｎ極の単極遮断ユニットの部位は、開閉機構１により回転ピン２ａ、２ｂに加えられる力が非常に小さく、Ｎ極の単極遮断ユニット内の接点の接触により回転ピン２ａ、２ｂに加えられる上方への圧力のみ存在するため、回転矢印のように上方に曲がる変形が発生する。このような変形は、Ｎ極の単極遮断ユニット内の接点の接触不良を起こす原因となる。

本発明の回転ピン補正装置を設置した場合は、図６の下図を参照すると、本発明の回転ピン補正装置により前記変形と反対方向の圧力（大きな白抜き矢印を参照）が加えられ、当該反対方向の圧力はＮ極の単極遮断ユニット内の接点の接触により回転ピン２ａ、２ｂに加えられる上方への圧力より大きいため、Ｎ極の単極遮断ユニットに隣接する回転ピン２ａ、２ｂの部位は、回転ピン補正装置を設置していない場合に曲がる方向と反対方向に若干曲がる（回転矢印を参照）。しかしながら、このように回転ピン補正装置を設置していない場合に曲がる方向と反対方向に若干曲がることは、Ｎ極の単極遮断ユニット内の接点の早入遅切の動作特性を有するように作用する肯定的効果をもたらす。

以下、本発明の好ましい実施形態による４極配線用遮断器の回転ピン補正装置を設置する方法を図１〜図４を参照して説明する。

図１に示すように、Ｎ極の単極遮断ユニット３ｄを１対の回転ピン２ａ、２ｂから分離した状態で、１対の回転ピン２ａ、２ｂが図２に示す回転ピン貫通口部４ａ、４ａ’を貫通するように、１対の回転ピン２ａ、２ｂに補正板４を圧入して嵌める。

ここで、補正板４の調整突部４ｂ、４ｂ’は、図３に示すように、回転ピン２ａ、２ｂの貫通許容口の高さｈ１、ｈ２が次第に減少するように、傾斜延長して形成されるため、回転ピン２ａ、２ｂを容易に圧入することができ、変形を補正することができる。

図４を参照すると、補正板４により、回転ピン２ａは下方に圧力を受け、回転ピン２ｂは上方に圧力を受ける。

１ 開閉機構
２ａ、２ｂ 回転ピン
３ａ Ｒ極の単極遮断ユニット
３ｂ Ｓ極の単極遮断ユニット
３ｃ Ｔ極の単極遮断ユニット
３ｄ Ｎ極の単極遮断ユニット
４ 補正板
４ａ、４ａ’ 回転ピン貫通口部
４ｂ、４ｂ’ 調整突部

Claims (5)

1. それぞれ可動接点及び固定接点を備える４極の単極遮断ユニットと、前記４極の単極遮断ユニットを同時に開閉駆動するために前記４極の単極遮断ユニットに共通に接続される１対の回転ピンと、前記回転ピンを駆動するように接続される開閉機構とを有する４極配線用遮断器の回転ピン補正装置において、
   前記開閉機構から最も遠く離れている単極遮断ユニットとこれに隣接する単極遮断ユニットとの間に位置する前記１対の回転ピンの部位に設置され、それぞれ前記１対の回転ピンの貫通を許容する１対の回転ピン貫通口部と、前記回転ピン貫通口部の上部又は下部から前記回転ピンが貫通する方向に延長され、前記回転ピン貫通口部と共に前記回転ピンの貫通許容口の高さを決定する１対の調整突部と、を有する補正板を含むことを特徴とする４極配線用遮断器の回転ピン補正装置。
2. 前記補正板は、薄板で構成されることを特徴とする請求項１に記載の４極配線用遮断器の回転ピン補正装置。
3. 前記調整突部は、前記回転ピンの貫通許容口の高さが次第に減少するように、傾斜延長して形成されることを特徴とする請求項１に記載の４極配線用遮断器の回転ピン補正装置。
4. 前記調整突部は、前記開閉機構から最も遠く離れている中性極の単極遮断ユニット内の可動接点が、他の極の単極遮断ユニット内の可動接点とこれに対応する固定接点間の間隔より、対応する固定接点側に近く位置するように、前記回転ピンを変形させる前記傾斜延長の傾斜角を有することを特徴とする請求項３に記載の４極配線用遮断器の回転ピン補正装置。
5. 前記補正板は、プレス加工により形成されることを特徴とする請求項１に記載の４極配線用遮断器の回転ピン補正装置。

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