JP5269127B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器に関し、フックを回転させる際、角度を適切な範囲のみ回転動作可能とし、部品点数の少ない、安価で、組立性の良い、信頼性の高い回路遮断器に関する。

回路遮断器は、送配電線や変電所母線・機器等の短絡故障時にその回路を自動遮断するための開閉器であるが、平常時は回路の開閉にも用いられている。

従来の回路遮断器の構造図を図５に示す。
回路遮断器は、主回路と、開閉引外し機構部８´と、引外し装置９´等とを具備している。

主回路は、電源側固定接点台１´、固定接点２´、それに対向する可動接点３´、可動接点台４´、負荷側固定接点台５´等を有している。

可動接点台４´は、接点軸６´に接点ばね７´を介して保持されており、接点軸６´は、開閉引外し機構部８´と連結し回転することにより、主回路の接点を開閉する構造になっている。

引外し装置９´は開閉引外し機構部８´と連動しており、引外し装置９´が動作した場合、主回路を引外すようになっている。そして、引外し装置９´が動作すると、その機械的出力は開閉引外し機構部８´のラッチを引外して開閉引外し機構部８´を動作させ、可動接点台４´を動かし、主回路を直ちに開路させる。

主回路要素及び主回路開閉要素は、本体ケース１０´、本体カバー１１´に収納されており、回路遮断器を構成している。

開閉引外し機構部８´の内部構成等について、図６を用いて説明する。
開閉引外し機構部８´は、固定フレーム１３´、ハンドルリンク１４´、フック１５´、フックピン１６´、リンク上下ピン１７´、上リンク１８´、下リンク１９´、トリップ金具２０´、トリップ金具ピン２１、トリップバネ２２、トリップリンク２３´、トリップリンク軸２４´、トリップリンクピン２５´により構成されている。

操作ハンドル１２´は、ハンドルリンク１４´と結合されており、ハンドルリンク１４´は固定フレーム１３´の一点を中心に回転する。

下リンク１９´は可動接点台４と連結され、そして、下リンク１９´と上リンク１８´はリンク上下ピン１７´で連結され、更に、リンク上下ピン１７´とハンドルリンク１４´が駆動バネ２５´により連結されているので、このリンク上下ピン１７´を介して上リンク１８´、下リンク１９´、駆動バネ２５´が連動する。

フック１５´は、フックピン１６´により固定フレーム１３´に連結されており、このフックピン１６´を中心に回転する。

また、上リンク１８´は、フック上部打出し部２７´と連結されており、このフック上部打出し部２７を中心に回転する。

トリップ金具２０´は、トリップバネ２２´と共にトリップ金具ピン２１´で固定フレーム１３´に連結されているので、トリップ金具２０´はトリップ金具ピン２１´を中心に回転する。そして、トリップ金具２０はトリップバネ２２´により負荷側に回転する力が働く。

トリップリンク２３´は、トリップリンクピン２５´により固定フレーム１３´に連結されているので、トリップリンクピン２５´を中心に回転する。

フック１５´は、上リンク１８´を介して駆動バネ２５´により上に持ち上げられる力が働き、フックピン１６´を中心に電源側方向に回転しようとするが、フック１５´先端がトリップ金具２０´と係合されているので、フック１５´の回転は止められている。また、トリップ金具２０´はトリップバネ２２´によりフック１５´との係合を外そうとするが、トリップリンク２３´により回転を止められている。

この機構において、引外し装置９´によりトリップリンク２３´を回転させることにより、トリップリンク２３´とトリップ金具２０´のラッチが外れてトリップ金具２０´が回転し、そして、トリップ金具２０´とフック１５´のラッチが外れてフック１５´が回転し、それに伴い可動接点台４´を動かし、主回路を開路させるものであった。

特願平８−６２４４９号 特願平８−２４６１７０号

しかしながら、上記従来技術は、フック１５´、上リンク１８´、下リンク１９´及び固定フレーム１３´の配置並びにフック１５´や下リンク１９´のストッパについて、考慮されておらず、回転するフック１５´や下リンク１９´を所定の位置で止めることは難しく、そして、新たな部品を用意する必要があった。本発明は、新たな部品を用いず、簡単に所定の位置でフックや下リンクの回転を止めることが可能であり、そして、スペースを有効に利用するものである。

本発明は、フックや下リンクの回転角度を適切にし、部品点数の少ない、安価で、組立性の良い、信頼性の高い回路遮断器に関するものである。

上記課題は、本発明により、達成することができる。
本発明は、電源側固定接点台、対向する接点、可動接点台、過電流リレー部及び負荷側固定接点台を有する主回路と、固定フレーム、フック、該フックに連結された上リンク、及び該上リンクと前記可動接点台を連結する下リンクを有し、前記可動接点台を回転させることにより回路接点の開閉引外しを行う開閉引外し機構部と、操作ハンドル、及び前記下リンクに連結され、前記操作ハンドルの操作により移動する駆動バネを有し、前記開閉引外し機構部を動作させる引外し装置とを具備する回路遮断器において、前記固定フレームは、略矩形状の断面の枠体に形成されており、該固定フレームの枠体内には、前記フック、前記上リンク及び前記下リンクがそれぞれ装着されており、前記フックは、前記固定フレームと前記上リンクとの間に配置され、前記固定フレームに形成された突部が回転の中心となるように、該突部により固定フレームに対して回転自在に連結して構成され、かつ該フックはコ字形状であり、該コ字の両辺の先端部がそれぞれ前記固定フレームの枠体に回動自在に支持され、コ字の両辺を結ぶ部分が前記トリップ金具に係合することにより、電源側方向に所定の角度以上に回転することが制限され、前記下リンクは、前記フックの下の隙間に配置され、前記固定フレームは、一部を折り曲げてフックストッパとし、かつ突起を形成して前記下リンクのストッパとした回路遮断器である。

更に、本発明は、前記フックのコ字の両辺の略中央部の内側には、前記上リンクを回動自在に係止するフック上部打出し部が形成されるように構成される回路遮断器である。

以上説明したように、本発明によれば、新たな部品を用いなくとも、回転するフックや下リンクを所定の位置で止め、それ以上の角度に回転することを防止することができ、スペースの有効利用にもなり、安価で、組立性の良い、信頼性の高い回路遮断器とすることができる。

本発明の回路遮断器の一実施例の斜視図。 本発明の回路遮断器の一実施例の説明図。 本発明の回路遮断器における開閉引外し機構部の一例の説明図。 本発明の回路遮断器における固定フレーム等の配置の一例の説明図。 従来技術の回路遮断器の説明図。 従来技術の回路遮断器における開閉引外し機構部の説明図。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の回路遮断器の一実施例を、図１〜図４により説明する。
図１は本発明の回路遮断器の一実施例の斜視図、図２は本発明の回路遮断器の一実施例の説明図、図３は本実施例の回路遮断器における開閉引外し機構部の説明図、図４は本実施例の回路遮断器における固定フレーム等の配置例の説明図である。
本発明は、電源側固定接点台、対向する接点、可動接点台、過電流リレー部、及び、負荷側固定接点台から構成される主回路と、固定フレーム、フック及びフックに連結された上リンクを有し、可動接点台を回転させることにより回路接点を開閉引外しを行う開閉引外し機構部と、開閉引外し機構部を動作させる引外し装置とを具備する回路遮断器において、フックは、固定フレームと上リンクの間に配置される回路遮断器である。
そして、本発明は、固定フレームはフックのストッパを有する回路遮断器である。
また、本発明は、下リンクを有し、そして、下リンクは、固定フレームと上リンクの間に配置される回路遮断器である。
更に、本発明は、固定フレームは、打出し加工により形成された下リンクのストッパを有する回路遮断器である。

本実施例の回路遮断器は３極の回路遮断器で、各極は、電源側端子に電気的に接続された電源側固定接点台１と負荷側端子に電気的に接続された負荷側固定導体としての負荷側固定接点台５が、回動自在に保持された可動導体としての可動接点台４の回転中心に対して実質的に点対称位置に設けられ、これらの電源側固定接点台１、負荷側固定接点台５および可動接点台４で主回路を形成している。

電源側固定接点台１は、電源側可動接点３と対向する位置に電源側固定接点２を有し、負荷側固定接点台５は負荷側可動接点３と対向する位置に負荷側固定接点２を有している。

可動接点台４は、その回転中心に対して点対称位置にそれぞれ電源側可動接点、負荷側可動接点３を有し、接点軸６に接点ばね７を介して保持されており、接点軸６は、開閉引外し機構部８と連結し回転することにより、主回路の接点を開閉する構造になっている。

可動接点台４は、開閉引外し機構としての開閉引外し機構部８に機械的に接続され、開閉引外し機構部８がＯＮ操作されると電源側固定接点台１と負荷側固定接点台５とを電気的に接続する位置まで回転する。

この主回路は、絶縁物により形成された主回路ケースに収納される。主回路が主回路ケースに収納された状態では電源側固定接点台１の電源側端子部分と負荷側固定接点台５の負荷側端子部分とが主回路ケースから突出するが、他の部分は主回路ケース内に位置して外部と電気的に絶縁される。主回路ケース内で可動接点台４を回動自在に保持する保持部材も絶縁材で形成される。

主回路ケース中の電源側固定接点台１、負荷側固定接点台５および可動接点台４の接点近傍には遮断時に発生するアークを吸引して冷却するアークシュート（消弧装置）が設けられる。さらに本実施例では冷却されたアークガスを排出するアーク排出口が主回路ケースに設けられている。

主回路ケースは、３極分並行して配置され、各極の可動接点台４が実質的に同時に開閉できるよう、保持部材が連結される。

開閉引外し機構部８は、本実施例では中央極の主回路ケースの外側上部に載置され、保持部材の回転軸に同軸に接続された絶縁物の回動アームに接続される。これにより、開閉引外し機構部８は主回路ケースの外側に設けられて可動接点台４に絶縁物を介して接続されるので、主回路に電圧が印加されていても開閉引外し機構部８には電圧は印加されない。

開閉引外し機構部８は、操作ハンドル１２により手動で主回路のＯＮ・ＯＦＦ操作が行われるとともに、主回路の電流が所定値を超えたときに引外し装置９により主回路の遮断動作が行われる。

引外し装置９は、負荷側固定接点台５の近傍に配設された固定コアと、一端が回動自在に保持されて、固定コアと対向する位置で固定コアとともに実質的に閉じた磁気回路を形成できるよう配置された可動コアと、可動コアの動作を開閉引外し機構部８に伝達する伝達レバーを有している。

主回路の電流が増大して設定された所定値（定格電流の約１０倍〜約２０倍）を超えると負荷側固定接点台５の導体の周囲に発生する磁束が増大し、可動コアは固定コアに吸引されて移動し、伝達レバーがトリップリンク軸２４に当接してトリップリンク２３を回転させ、開閉引外し機構部８の引外し動作により主回路を開路する。これにより回路は遮断されて負荷側に大きな過電流が流れるのを防止できる。

本実施例では主回路の負荷側固定接点台５の主回路ケースから負荷側端子に至る部分には主回路を流れる電流を検出する変流器が設けられ、この変流器の出力は変流器上方に設けられた過電流検出回路に供給される。

過電流検出回路は、定格電流の約１．１倍〜約２０倍の範囲で所定の限時特性に基づいて出力を発生する。過電流検出回路の出力は、永久磁石に吸引された可動コアを逆励磁により釈放する磁気引外し装置（図示せず）に供給される。このような磁気引外し装置として例えば特許文献１に記載されたようなものを用いることができる。

磁気引外し装置の可動コアは、釈放されるとトリップリンク軸２４に当接してトリップリンク２３を回転させ、開閉引外し機構部８の引外し動作により主回路を開路する。これにより回路は遮断されて負荷側に過電流が流れるのを防止できる。

これらの主回路ケース、開閉引外し機構部８、引外し装置９、変流器、過電流検出回路、磁気引外し装置は本体ケース１０、本体カバー１１を有する筺体内に収納され、開閉引外し機構部８に装着された操作ハンドル１２のつまみ部分と電源側端子と負荷側端子とが筺体外に露出する。

また、本実施例では電源側固定接点台１、負荷側固定接点台５および可動接点台４で主回路を形成しているが、従来技術で用いられたような電源側固定接点台と、負荷側に接続された可動接点台で形成された主回路を開閉引外し機構部で開閉引外し操作するものであってもよい。

開閉引外し機構部８の構造等の一例について、図３を用いて説明する。
開閉引外し機構部８は、折り曲げ加工により形成されたフックストッパ１３Ａと、打ち出し加工により形成された下リンクストッパ１３Ｂ及び突部２８を設けた固定フレーム１３、ハンドルリンク１４、フック１５、フックピン１６、リンク上下ピン１７、上リンク１８、下リンク１９、トリップ金具２０、トリップ金具ピン２１、トリップバネ２２、トリップリンク２３、トリップリンク軸２４、トリップリンクピン２５により構成されている。

操作ハンドル１２は、ハンドルリンク１４と結合されており、ハンドルリンク１４は固定フレーム１３の一点を中心に回転する。

固定フレーム１３は、コ字状に形成された部分と平板状に形成された部分とを有し、コ字状の両先端部が平板状の部品にかしめられることにより略矩形状の断面の枠体に形成される。

固定フレーム１３の枠体内には、フック１５、上リンク１８及び下リンク１９がそれぞれ装着される。

フック１５はコ字状に形成され、コ字の両辺の先端部がそれぞれ固定フレーム１３の枠体に回動自在に支持され、コ字の両辺を結ぶ部分がトリップ金具２０に係合する。コ字の両辺の略中央部の内側には上リンク１８を回動自在に係止する突起が形成される。

フック１５は、突部２８により固定フレーム１３に回転自在に連結されており、そして、突部２８はフック回転の中心になる。

上リンク１８は、フック上部打出し部２７に回転自在に連結されており、このフック上部打出し部２７を中心に回転する。

下リンク１９は可動接点台４と連結され、そして、下リンク１９と上リンク１８はリンク上下ピン１７で連結され、更に、リンク上下ピン１７とハンドルリンク１４が駆動バネ２５により連結されているので、このリンク上下ピン１７を介して上リンク１８、下リンク１９、駆動バネ２５が連動する。

上リンク１８及び下リンク１９はそれぞれ略Ｕ字状に形成され、Ｕ字の底辺部近傍が略９０度折り曲げられてコ字状断面を有するよう形成されている。

上リンク１８と下リンク１９はＵ字の底辺部近傍で折り曲げ部分が互いに逆方向を向くようにして回転自在に連結される。本実施例の上リンク１８と下リンク１９は特許文献２に記載されたプレス工程中で上リンク１８と下リンク１９を組み合わせる方法により製造されてもよい。

上リンク１８と下リンク１９は上リンク１８が内側で下リンク１９が外側となるよう組み合わされ、上リンク１８のＵ字の両辺はフック１５の内側でフック１５に形成された突起に回動自在に係合する。

下リンク１９のＵ字の両辺は主回路の可動接点台の保持部材に接続された絶縁物の回動アームに回動自在に係止される。これにより、上リンク１８と下リンク１９とフック１５の固定フレーム１３に対する位置関係は、上リンク１８が最内側で、その外側に下リンク１９とフック１５が位置し、固定フレーム１３が最外側となる。

トリップ金具２０は、トリップバネ２２と共にトリップ金具ピン２１で固定フレーム１３に連結されているので、トリップ金具２０はトリップ金具ピン２１を中心に回転する。そして、トリップ金具２０にはトリップバネ２２により負荷側に回転する力が働く。

トリップリンク２３は、トリップリンクピン２５により固定フレーム１３に回動自在に連結されているので、トリップリンクピン２５を中心に回転する。

フック１５は、上リンク１８を介して駆動バネ２５により上に持ち上げられる力が働き、突部２８を中心に電源側方向に回転しようとするが、フック１５先端がトリップ金具２０と係合されており、フック１５の回転を止めている。また、トリップ金具２０は、トリップバネ２２によりフック１５との係合を外そうとするが、トリップリンク２３により回転を止められている。

引外し装置９によりトリップリンク２３を回転させることにより、トリップリンク２３とトリップ金具２０のラッチが外れてトリップ金具２０が回転し、そして、トリップ金具２０とフック１５のラッチが外れてフック１５が回転し、それに伴い可動接点台４を動かし、主回路を開路させる。

固定フレーム１３は、枠体の内側に、折り曲げ加工により形成されたフックストッパ１３Ａと、打ち出し加工により形成された下リンクストッパ１３Ｂおよびフック１５の回転中心となる突部２８を有している。フックストッパ１３Ａと下リンクストッパ１３Ｂは突部２８に関して反対側にあり、フックストッパ１３Ａの枠体内への突出寸法は下リンクストッパ１３Ｂの枠体内への突出寸法より大なるように形成される。

本実施例の回路遮断器における、固定フレーム１３、フック１５、上リンク１８及び下リンク１９の配置の一例について、図４ａ及び図４ｂを用いて説明する。

フック１５は、固定フレーム１３と上リンク１８の間に配置され、連結されている。フック１５の下には隙間が生じているので、そこに下リンク１９を配置する。

フック１５を固定フレーム１３と上リンク１８との間に配置しているので、固定フレーム１３に折り曲げ部を形成するとフックストッパ１３Ａとして使用することが可能となり、またフック１５の下の隙間に下リンク１９を配置することができるので、スペースの有効利用になる。そして、打ち出し加工を利用すると簡単に固定フレーム１３に突起を形成することができ、その突起を下リンク１９のストッパ１３Ｂとして使用することが可能となり、別な部品を用意する必要がなく、フック１５や下リンク１９を所定の位置で停止させることができる。

また、フック１５のストッパ１３Ａは折り曲げにより形成されるのでフック１５当接時に力を受ける方向の厚さの設定が容易にでき、フック１５のストッパとして充分な強度を得られる。

フック１５および下リンク１９は、固定フレーム１３に隣接してフレーム１３から近い距離に設けられるので、フック１５および下リンク１９のストッパ１３Ａ、１３Ｂを片持ち梁として見たとき、当接位置が支点から近い位置になるので当接時の変形量（たわみ量）が少なくて済み、金属疲労が減少して長寿命化を図れる。

このように、本実施例は、部品点数の削減、コスト減、組立性の向上、信頼性の向上となる。

なお、突起の形成方法は本実施例では打ち出し加工であったが、これに限ることはなく、突起となる部材を別に形成して、かしめ等の塑性変形、ネジまたはリベット止め、抵抗溶接等の溶接、接着、あるいはこれらの組合せにより固定フレームに固着したものであってもよい。

１ 電源側固定接点台
２ 固定接点
３ 可動接点
４ 可動接点台
５ 負荷側固定接点台
６ 接点軸
７ 接点ばね
８ 開閉引外し機構部
９ 引外し装置
１０ 本体ケース
１１ 本体カバー
１２ 操作ハンドル
１３ 固定フレーム
１３Ａ フックストッパ
１３Ｂ 下リンクストッパ
１４ ハンドルリンク
１５ フック
１６ フックピン
１７ リンク上下ピン
１８ 上リンク
１９ 下リンク
２０ トリップ金具
２１ トリップ金具ピン
２２ トリップバネ
２３ トリップリンク
２４ トリップリンク軸
２５ トリップリンクピン
２６ 駆動バネ
２７ フック上部打ち出し部
２８ 突部

Claims (2)

1. 電源側固定接点台、対向する接点、可動接点台、過電流リレー部及び負荷側固定接点台を有する主回路と、
   固定フレーム、フック、該フックに連結された上リンク、及び該上リンクと前記可動接点台を連結する下リンクを有し、前記可動接点台を回転させることにより回路接点の開閉引外しを行う開閉引外し機構部と、
   操作ハンドル、及び前記下リンクに連結され、前記操作ハンドルの操作により移動する駆動バネを有し、前記開閉引外し機構部を動作させる引外し装置とを具備する回路遮断器において、
   前記固定フレームは、略矩形状の断面の枠体に形成されており、該固定フレームの枠体内には、前記フック、前記上リンク及び前記下リンクがそれぞれ装着されており、
   前記フックは、前記固定フレームと前記上リンクとの間に配置され、前記固定フレームに形成された突部が回転の中心となるように、該突部により固定フレームに対して回転自在に連結して構成され、かつ該フックはコ字形状であり、該コ字の両辺の先端部がそれぞれ前記固定フレームの枠体に回動自在に支持され、コ字の両辺を結ぶ部分が前記トリップ金具に係合することにより、電源側方向に所定の角度以上に回転することが制限され、
   前記下リンクは、前記フックの下の隙間に配置され、
   前記固定フレームは、一部を折り曲げてフックストッパとし、かつ突起を形成して前記下リンクのストッパとしたことを特徴とする回路遮断器。
2. 前記フックのコ字の両辺の略中央部の内側には、前記上リンクを回動自在に係止するフック上部打出し部が形成されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。

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