JP5618806B2 - 配電盤のシャッタ装置 - Google Patents

Description

この発明は、配電盤に収容された引出形遮断器等の開閉器の主回路断路部を覆うシャッタ装置に関するものである。

引出形の開閉器を備える配電盤においては、開閉器が引き出された時に、収容室背面の主回路断路部の充電部位が外部に露出しないように、主回路断路部の前面を覆うシャッタを設け、開閉器の引き出し又は押し込み操作に連動して、シャッタを、引出時に閉鎖し押込時に開放する構成となっている。
従来の配電盤のシャッタ装置は、例えば、引出形の開閉器の後方の取付板にブッシング（主回路断路部）が各相個別に取り付けられ、開閉器後部の端子とブッシングとの間にシャッタが設けられた構成において、シャッタは、開閉器の端子が貫通する通過用穴を有する固定バリヤと、固定バリヤの背面側にあって通過用穴を塞ぎ上下動可能な摺動バリヤからなっている。開閉器の後部には、先端部に傾斜部を有するシャッタ操作板が設けられており、開閉器がブッシングに接近したときシャッタ操作板の傾斜部に押されて摺動バリヤが上方に移動して通過用穴が開き、開閉器の端子がブッシングに接続できるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

実公昭６１−２０８０９号公報（第２頁、図６−１０）

特許文献１に記載されたような従来のシャッタ装置では、主回路断路部であるブッシングは、３相を左右方向にし、電源側と負荷側を上下２段にして配列されており、絶縁筒と中心導体とからなるブッシングの、絶縁筒に対応する限定された前面部に、開閉器の端子が貫通する貫通窓を設けた固定バリヤが配置されているため、シャッタにより作業者の感電防止は確保されているが、通電による発熱が大きい主回路断路部の通電部が、絶縁筒内の狭い空間に閉じ込められるため放熱性が悪く、通電容量を大きくできないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、主回路断路部の放熱性に優れ、また、点検作業時等における感電防止を図った配電盤のシャッタ装置を提供することを目的とする。

この発明に係る配電盤のシャッタ装置は、前後方向に移動自在な引出形の開閉器が収容される固定枠と、固定枠の後壁に設けられて開閉器の後部から導出した上部端子及び下部端子と接離可能な主回路断路部と、主回路断路部の前方にあって固定枠内を開閉器室と主回路断路部室とに仕切ると共に開閉器の上部端子及び下部端子の各端子が貫通可能な貫通窓を有する絶縁バリヤと、絶縁バリヤの主回路断路部室側にあって上下動により貫通窓を開放又は閉鎖するシャッタと、開閉器が、主回路断路部から切り離されて前方に引き出された引出位置と主回路断路部に接続された接続位置との間を移動する移動動作に連動し、引出位置ではシャッタを閉鎖し、接続位置では開放するシャッタ駆動機構と、を備え、主回路断路部は主回路断路部室内に開放配置されており、シャッタ駆動機構は、シャッタの両側を保持するシャッタ保持棒と、回動中心から周縁のカム面までの距離が周方向で異なる円板状のカムと、開閉器の移動動作に連動して前後方向に移動し、先端部がカム面に係合するロッドとを有し、移動動作に伴うロッドの移動に追随してカムが回動され、カム面がシャッタ保持棒の下端部と接触してシャッタ保持棒を上下動させることで、シャッタが駆動されるように構成されているものである。

この発明の配電盤のシャッタ装置によれば、引出形の開閉器が収容され、後壁に主回路断路部を有する固定枠内を、絶縁バリヤにより開閉器室と主回路断路部室とに仕切ると共に、絶縁バリヤに開閉器の上部端子及び下部端子が貫通可能な貫通窓を形成し、絶縁バリヤの主回路断路部室側に貫通窓を開放又は閉鎖するように上下動するシャッタを設け、開閉器が引出位置と接続位置との間を移動する移動動作に連動し、引出位置ではシャッタを閉鎖し、接続位置では開放するシャッタ駆動機構を備え、主回路断路部は主回路断路部室内に開放配置されており、シャッタ駆動機構は、シャッタの両側を保持するシャッタ保持棒と、円板状のカムと、先端部がカム面に係合するロッドとを有し、開閉器の移動動作に伴うロッドの移動に追随してカムが回動され、カム面がシャッタ保持棒の下端部と接触してシャッタ保持棒を上下動させることで、シャッタが駆動されるように構成したので、
主回路断路部室の広い空間により主回路断路部の放熱性が向上し、また、シャッタの動作ストロークを小さくできるため、主回路断路部室の小形化が可能となり、配電盤の小形化を図ることができる。
また、絶縁バリヤの後方、すなわち主回路断路部室側にシャッタを配置して、貫通窓を小さくできるため、異物の挿入が阻止され、配電盤内の点検・保守時等にシャッタに触れることを防止し、不用意なシャッタ開放を防いで操作員の感電を防止できる。
更に、開閉器が前後方向に移動する大ストロークを小幅シャッタの駆動に適した小ストロークへ簡単に変換でき、簡単な構成で安価なシャッタ装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１による配電盤のシャッタ装置の構成を示す側面断面図である。 図１の要部の平面断面図である。 図１の要部の側面図である。 図１の要部の正面断面図である。 この発明の実施の形態１による配電盤のシャッタ装置において、開閉器が引出位置にある状態の説明図である。 この発明の実施の形態１による配電盤のシャッタ装置において、開閉器が断路位置にある状態の説明図である。 この発明の実施の形態１による配電盤のシャッタ装置において、開閉器が接続位置にある状態の説明図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１の配電盤のシャッタ装置の側面断面図であり、固定枠に引出形の開閉器を載置し、シャッタが閉鎖されている状態を示している。図２から図４は図１の要部の拡大図である。

図１において、配電盤の筐体（図示せず）内にあって開閉器が収容される固定枠１内に、引出形の開閉器２が載置されている。固定枠１の後方は、母線室又はケーブル室と隣接している。
開閉器２は、車輪２ａを有する台車に搭載されて、前後方向に移動自在となっており、本体部の背面側から、上部端子３ａと下部端子３ｂとが導出されている。各端子３ａ，３ｂは、断面矩形状の平導体であり、その板面を水平に向けて導出されている。
一方、固定枠１の背面側の後壁１ａには、開閉器２の上部端子３ａと下部端子３ｂに対向する位置に、上下２段に分かれて３相の主回路断路部４が設けられている。主回路断路部４の１相分は、通電部となる中心導体４ａと、中心導体４ａを囲うように設けられた絶縁ひだ４ｂとを有している。中心導体４ａの固定枠１内部側の先端部には、開閉器２の各端子側と嵌合可能な接触子４ｃが付属している。
絶縁ひだ４ｂを含む絶縁部は、全て一括して絶縁部材でモールド成形等によって製作したものを示しているが、これに限定するものではなく各相個別であっても良い。

開閉器２の上下の端子３ａ，３ｂと主回路断路部４との間には、絶縁バリヤ５が配置されている。この絶縁バリヤ５の前面側が、開閉器２が収容される開閉器室６であり、背面側が、主回路断路部４の開閉器２との接続側が収容された主回路断路部室７となっている。開閉器２の各端子３ａ，３ｂと、対応する主回路断路部４の中心導体４ａとを結ぶ線上に位置する絶縁バリヤ５に、開閉器２の各端子３ａ，３ｂが個々に貫通可能な貫通窓５ａが形成されている（後述の図５〜７も参照）。主回路断路部室７内は、特に仕切板等はなく一つの空間となっており、この開放された室内で、開閉器２の端子３ａ，３ｂと主回路断路部４の中心導体４ａに設けた接触子４ｃとが接離するようになっている。したがって、通電時の接続部からの発熱を広い空間に放熱して冷却できるので、冷却効果が向上するため、主回路断路部室７の小形化が可能であり、配電盤の小型化を図ることができる。

なお、絶縁バリヤ５は、透明板で構成すれば、主回路断路部室７内の導体接続部に緩み等の不具合がないかの状態確認を開閉器室６側から容易に観察することができる。
また、絶縁バリヤ５は、固定枠１にボルト締めなどで取り外し可能に固定されており、主回路断路部室７内の点検・修理を容易に行うことができるようになっている。

絶縁バリヤ５の主回路断路部室７側で、貫通窓５ａのすぐ後方には、シャッタ８が配置されている。シャッタ８は、絶縁部材からなり横長の矩形状をしており、上部端子３ａ側の３相の貫通窓５ａを覆う部分と、下部端子３ｂ側の３相の貫通窓５ａを覆う部分が別個になっている。シャッタ８は、上下動により貫通窓５ａを開閉するものなので、その上下方向の幅は、貫通窓５ａを覆うだけの寸法があれば良く、貫通窓５ａの上下方向の寸法より僅かに大きい寸法としている。

次に、シャッタ８を駆動するシャッタ駆動機構について説明する。
図２は、図１の上面から見た図であり、固定枠１を前面側から見て、左奥側のコーナ部近傍の平面断面図である。
図３は、シャッタ８の下部側にあるシャッタ駆動部分を示す側面図である。なお、図１の側面断面図では、固定枠１の中心部の断面を示しているので、図３に対応するシャッタ駆動部分は、図１の方向に見て奥に配置されたシャッタ駆動部分（固定枠１の前面側から見て左側にある駆動部）が図示されているが、図３は、関連部品との関係がわかりやすいように、固定枠１の前面側から見て右側にある駆動部分を固定枠１の側壁１ｂ側から見た状態を図示している。また、図４は、図３のIV−IV方向に見た正面断面図である。
以下図１〜図４によりシャッタ駆動機構について説明する。

２枚のシャッタ８は、その左右両側においてシャッタ保持棒９に固定されて保持されている。図１及び図２に示すように、左右のシャッタ保持棒９のそれぞれは、絶縁バリヤ５の主回路断路部室７側の面の上下に固着された２個の保持棒ガイド１０により、摺動自在に取り付けられている。保持棒ガイド１０には、上下方向に貫通するガイド穴１０ａが設けられており、このガイド穴１０ａにシャッタ保持棒９が挿通されている。したがって、シャッタ８はシャッタ保持棒９と共に上下動し、貫通窓５ａを塞ぐ閉鎖位置と貫通穴５ａを開放する開放位置の間を移動可能に構成されている。

図３に示すように、シャッタ保持棒９の下端部には、ローラ１１が設けられており、このローラ１１はその下方に設けられたカム１２と接触して転動する。
カム１２は固定枠１側に設けられている。固定枠１に突設した支持部材に取り付けても良いが、本実施の形態では、このカム１２は次に説明する案内板１４に取り付けられている。

固定枠１の内部の下部両側には、図４に示すように、引出形の開閉器２の車輪２ａを囲むように断面コの字状に折り曲げて形成され、コの字状の開口を向かい合わせて配置され、前後方向伸びる車輪ガイド１３を有している。そこで、この車輪ガイド１３の上面の水平面の端部を更に垂直上方に折り曲げてこの部分を案内板１４とする。板状のカム１２は、この案内１４板の後端部で、固定枠１の側壁１ｂに面する側の、シャッタ保持棒９の下部の位置に、カム軸１２ａにより回動自在に設けられている。カム１２がカム軸１２ａを中心に回動することで側面のカム面をローラ１１が転動して、シャッタ保持棒９と共にシャッタ８が上下動するようになっている。

また、案内板１４には、板厚方向に貫通し、前後方向に細長いガイド溝１４ａが形成されている。
ガイド溝１４ａには、ガイド溝１４ａに沿って摺動し移動自在な移動ピン１５が係合している。移動ピン１５は、図４に示すように、固定枠１の内部側に棒状に突出する部分が開閉器２の後端部と当接する当接部１５ａとなっており、反対側の側壁１ｂ側に突出する部分は、前後方向に長いロッド１６の一端に固着されている。ロッド１６の他端側の先端部１６ａは、図３に示すように、カム１２のカム面に係合し、このロッド１６の前後方向の動きで、カム１２がカム軸１２ａを中心に回動するように構成されている。

シャッタ保持棒９の上方への駆動力はカム１２によるが、下方への駆動力はシャッタ保持棒９とシャッタ８の自重による。
また、カム１２の駆動力は、図３の方向に見て、反時計方向の回動はロッド１６の押圧力により、時計方向の回動は、例えば図示しない渦巻きばねをカム軸１２ａ部に設ける等で実現している。
更に、ロッド１６の奥方向（図３で右方向）への駆動力は、開閉器２の後端で当接部１５ａを押し込む動作により、その逆の前方向への駆動力は、例えば、図示しないコイルばね等を用いてロッド１６または移動ピン１５を前方側に付勢しておけばよい。

次に、上記のように構成されたシャッタ部の動作について説明する。
図５は、開閉器２が主回路断路部４から切り離されて引出位置にある状態を示し、図６は、動作の途中で、シャッタは開いているが、開閉器２の上下の端子３ａ，３ｂが主回路断路部４の中心導体４ａの接触子４ｃに接続されていない断路位置にある状態を示し、図７は、終端まで挿入されて接続位置にある状態を示す図である。いずれも、（ａ）は前面側から固定枠１の内部を見た正面図（開閉器は図示せず）であり、（ｂ）は側面断面図である。

保守点検等で開閉器２が主回路断路部４から切り離されて固定枠１の前面側に引き出され、図５のような引出位置にあるときは、シャッタ８はシャッタ保持棒９と共に下降し、（ａ）に示すように、貫通窓５ａを閉鎖している。
このとき、移動ピン１５はガイド溝１４ａの前方端にスライドしており、カム１２はロッド１６の先端に接触して先に説明した図３のような状態にある。
図５のような引出位置から、開閉器２を接続状態にするときは、開閉器２を車輪ガイド１３に沿って後方へ押し込む。これにより、先ず開閉器２の後部が移動ピン１５と一体に形成された当接部１５ａに当接して係合し、この状態で更に後方（奥）へ押し込むと、開閉器２の後部で当接部１５ａが押されることで、ロッド１６の先端でカム１２が押されて反時計方向（図（ｂ）の方向に見て、以下同じ）に回動し、カム面を転動するローラ１１がカム面に押されて上方に移動し、シャッタ保持棒９と共にシャッタ８が上昇する。

挿入動作が進み、当接部１５ａが押されて開閉器２の上下の端子３ａ，３ｂが絶縁バリヤ５に接近した図６のような断路位置では、カム１２に押されてシャッタ保持棒９と共に
上昇したシャッタ８は、貫通窓５ａが完全に露出するまで移動して開放位置にあり、端子３ａ，３ｂの挿入が可能な状態になっている。
すなわち、このような関係になるように、ロッド１６とカム１２の配置やカム１２の形状，寸法が決められている。

更に、開閉器２を接続位置まで押し込むと、図７のように、開閉器２の上下の端子３ａ，３ｂの先端が主回路断路部４の中心導体４ａに設けた接触子４ｃに嵌合して接続状態となる。
先の図６の位置で、すでにシャッタ８は開放位置にあるので、図７の接続位置まで進む間は、シャッタ８がそれ以上上昇する必要はないため、図６の状態から図７の状態に進む間はシャッタ保持棒９が上下動しないように、カム１２のカム面が形成されている。したがって、この間はロッド１６の先端が後方に移動しても、カム１２は回動しないようになっている。

保守点検等で開閉器２を主回路断路部４から切り離すときは、上記と逆の動作となり、引出位置まで引き出す動作で、開閉器２の前方への移動に追随して（ばね等の駆動力で）当接部１５ａ及びロッド１６が前方に移動する。図６の断路位置までは、カム１２の形状の作用により、シャッタ８は開放位置に静止しているが、その位置から図５の引出位置へ移動する間は、ばね等によって付勢されたカム１２が時計方向に回動し、シャッタ保持棒９と共にシャッタ８が閉鎖位置まで下降して絶縁バリヤ５の貫通窓５ａは閉鎖される。

以上までの説明では、シャッタ保持棒９を上下動させる機構として、カムを用いるものとしたが、例えば、特許文献１に記載されているようなシャッタ操作板でも良く、また、従来から知られているようなレバーを使用することもできる。但し、本願発明の構成のシャッタ装置では、シャッタ８の上下の移動は貫通窓５ａの高さをカバーできればよいので、開閉器２の大ストロークの移動を、小幅なシャッタ８の小ストロークへの変換に適したカム機構を採用することで、簡単に構成することができる。

また、カム１２とロッド１６を案内板１４の外側（固定枠１の側壁１ｂに面する側）に設けているので、シャッタ駆動部において、固定枠１の内側に突出する部分は当接部１５ａのみとなるため、開閉器２を引き出して操作員が固定枠１に入って点検等の作業を行う場合に、誤って触れる部分が少ないため、引っ掛かりによる誤操作を防止できる。
なお、案内板１４は、車輪ガイド１３の上面に一体に形成したものを示したが、別部材としても良い。

以上のように、実施の形態１の配電盤のシャッタ装置によれば、前後方向に移動自在な引出形の開閉器が収容される固定枠と、固定枠の後壁に設けられて開閉器の後部から導出した上部端子及び下部端子と接離可能な主回路断路部と、主回路断路部の前方にあって固定枠内を開閉器室と主回路断路部室とに仕切ると共に開閉器の各端子が貫通可能な貫通窓を有する絶縁バリヤと、絶縁バリヤの主回路断路室側にあって上下動により貫通窓を開放又は閉鎖するシャッタと、開閉器が、主回路断路部から切り離されて前方に引き出された引出位置と主回路断路部に接続された接続位置との間を移動する移動動作に連動し、引出位置ではシャッタを閉鎖し、接続位置では開放するシャッタ駆動機構と、を備え、開閉器の各端子は、板面を水平に向けて導出した平導体であり、主回路断路部の中心導体には各端子が嵌合する接触子を有しており、絶縁バリヤの貫通窓は、各端子が遊嵌する大きで個別に開口され、シャッタは、貫通窓を閉鎖可能な上下幅を有して３相の上部及び下部端子に対応して上下別個に設けられているので、主回路断路部室の広い空間により主回路断路部の放熱性が向上し、シャッタの動作ストロークを小さくできるため、主回路断路部室の小形化が可能となり、配電盤の小形化を図ることができる。
また、シャッタを絶縁バリヤで区画した奥側の主回路断路部室内に配置しているので、
配電盤内の点検・保守時等にシャッタに触れることを防止できるため、不用意なシャッタ開放を防いで操作員が感電するのを防止できる。
また、貫通窓を小さくできるため、異物の挿入が阻止され、保守点検時等で操作員が感電するのを効果的に防止できる。

また、シャッタ駆動機構は、シャッタの両側を保持するシャッタ保持棒と、シャッタ保持棒の下端側と接触し、回動によりシャッタ保持棒を上下動させるカムと、開閉器の移動動作に連動して前後方向に移動し、先端部がカムに係合するロッドとを有し、移動動作に伴うロッドの移動に追随してカムが回動され、シャッタ保持棒と共にシャッタが駆動されるように構成されているので、開閉器が前後方向に移動する大ストロークを小幅シャッタの駆動に適した小ストロークへ簡単に変換でき、簡単な構成で安価なシャッタ装置を得ることができる。

更に、絶縁バリヤは透明板で構成したので、開閉器室側から主回路断路部室内の接続用ジャンクション部の状態監視を容易に行うことができる。

１ 固定枠 １ａ 後壁
１ｂ 側壁 ２ 開閉器
２ａ 車輪 ３ａ 上部端子
３ｂ 下部端子 ４ 主回路断路部
４ａ 中心導体 ４ｂ 絶縁ひだ
４ｃ 接触子 ５ 絶縁バリヤ
５ａ 貫通窓 ６ 開閉器室
７ 主回路断路部室 ８ シャッタ
９ シャッタ保持棒 １０ 保持棒ガイド
１０ａ ガイド穴 １１ ローラ
１２ カム １２ａ カム軸
１３ 車輪ガイド １４ 案内板
１４ａ ガイド溝 １５ 移動ピン
１５ａ 当接部 １６ ロッド
１６ａ 先端部。

Claims (3)

1. 前後方向に移動自在な引出形の開閉器が収容される固定枠と、
   前記固定枠の後壁に設けられて前記開閉器の後部から導出した上部端子及び下部端子と接離可能な主回路断路部と、
   前記主回路断路部の前方にあって前記固定枠内を開閉器室と主回路断路部室とに仕切ると共に前記開閉器の前記上部端子及び前記下部端子の各端子が貫通可能な貫通窓を有する絶縁バリヤと、
   前記絶縁バリヤの前記主回路断路部室側にあって上下動により前記貫通窓を開放又は閉鎖するシャッタと、
   前記開閉器が、前記主回路断路部から切り離されて前方に引き出された引出位置と前記主回路断路部に接続された接続位置との間を移動する移動動作に連動し、前記引出位置では前記シャッタを閉鎖し、前記接続位置では開放するシャッタ駆動機構と、を備え、
   前記主回路断路部は前記主回路断路部室内に開放配置されており、
   前記シャッタ駆動機構は、前記シャッタの両側を保持するシャッタ保持棒と、回動中心から周縁のカム面までの距離が周方向で異なる円板状のカムと、前記開閉器の前記移動動作に連動して前後方向に移動し、先端部が前記カム面に係合するロッドとを有し、
   前記移動動作に伴う前記ロッドの移動に追随して前記カムが回動され、前記カム面が前記シャッタ保持棒の下端部と接触して前記シャッタ保持棒を上下動させることで、前記シャッタが駆動されるように構成されていることを特徴とする配電盤のシャッタ装置。
2. 請求項１記載の配電盤のシャッタ装置において、
   前記開閉器の前記各端子は、板面を水平に向けて導出した平導体であり、前記主回路断路部の中心導体には前記各端子が嵌合する接触子を有しており、前記絶縁バリヤの前記貫通窓は、前記各端子が遊嵌する大きさで個別に開口され、前記シャッタは、前記貫通窓を閉鎖可能な上下幅を有して３相の前記上部端子及び前記下部端子に対応して上下別個に設けられていることを特徴とする配電盤のシャッタ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の配電盤のシャッタ装置において、
   前記絶縁バリヤは透明板で構成されていることを特徴とする配電盤のシャッタ装置。

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