JP5883058B2 - 遮断器のカップリング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、外部操作ハンドル組立体と内部ハンドルメカニズム間に備えられる遮断器のカップリング装置に関する。
一般に配線用遮断器とは、電線の保護、負荷の開閉、過負荷や短絡事故発生時の線路遮断を行う安全装置である。配線用遮断器は、過負荷や短絡などの事故電流が発生すると電路を遮断するために負荷を開閉(ON/OFF)する機能を有し、負荷の開閉は機械的な動作により行われるように構成されている。
配線用遮断器は、配電盤の内部空間に遮断器本体が設置され、配電盤の外部には外部ハンドルを備え、遮断器本体のオン/オフ動作を制御する外部操作ハンドル組立体が露出するように設置されている。
外部操作ハンドル組立体は、配電盤パネルに設置されており、ユーザが外部から配線用遮断器を操作できるようにする装置である。
このような外部操作ハンドル組立体は、配線用遮断器の動作が配電盤パネルの外部に円滑に伝達されるようにし、逆に外部の動作が配線用遮断器に円滑に伝達されるようにもする。
図6は従来の配線用遮断器と外部操作ハンドル組立体を示す分解斜視図であり、図7は図6の配線用遮断器と外部操作ハンドル組立体の連結部位を示す縦断面図であり、図8は図7の配線用遮断器と外部操作ハンドル組立体の組立状態の一例を示す縦断面図である。
図6を参照すると、従来の配線用遮断器は、配電盤の内部に設置される遮断器本体1と、遮断器本体1に回転可能に設置されて配線用遮断器を操作できるようにする内部ハンドル2と、内部ハンドル2を操作できるように配電盤パネル5に設置されて内部ハンドル2に連結される外部操作ハンドル組立体10とを含む。
外部操作ハンドル組立体10は、配電盤パネル5に設置されるカバー11と、カバー11に回転可能に設置されて配電盤パネル5の外部からユーザが操作する外部操作ハンドル12と、外部操作ハンドル12に連結されてその外部操作ハンドル12の動作を内部ハンドル2に伝達するシャフト13とからなる。
また、外部操作ハンドル組立体10と内部ハンドル2の間には、外部操作ハンドル組立体10の回転力を内部ハンドルに伝達できるようにカップリング組立体20が結合されている。
カップリング組立体20は、シャフト13に結合される第1カプラ21と、内部ハンドル2に結合される第2カプラ22と、第1カプラ21と第2カプラ22間に備えられて軸中心を保持するカップリングスプリング23と、第1カプラ21と第2カプラ22を結合するカップリングボルト24とからなる。
第1カプラ21の一側面中央にはキー部21aが形成され、第1カプラ21のキー部21aに対応する第2カプラ22の一側面中央には、第1カプラ21のキー部21aが挿入されてシャフトにより第1カプラ21に印加される回転力を第2カプラ22に伝達するようにキー溝部22aが形成されている。
このような配線用遮断器と外部操作ハンドル組立体10が組み立てられた状態でユーザが外部操作ハンドル12を回転させると、その回転力がシャフト13と第1カプラ21に伝達され、その回転力は第1カプラ21のキー部21aと第2カプラ22のキー溝部22aにより内部ハンドル2に伝達されて配線用遮断器のオン/オフ操作が行われる。
しかし、このような従来の配線用遮断器においては、前記遮断器の設置時に外部操作ハンドル組立体10と内部ハンドル2間に発生し得る組立公差を考慮して第1カプラ21のキー部21aと第2カプラ22のキー溝部22a間に遊びを設ける必要があるが、外部操作ハンドル組立体10と内部ハンドル2が同軸となっていない場合、図8のように、カップリング組立体10の第1カプラ21と第2カプラ22がずれることにより、キー部21aの一部がキー溝部22aから離脱して接触しなくなると、外部操作ハンドル組立体10の回転力が内部ハンドル2に正確に伝達できなくなり、信頼性が低下するという問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、外部操作ハンドル組立体と内部ハンドルの中心が一致していなくても、前記外部操作ハンドル組立体の回転力が前記内部ハンドルに正確に伝達されるようにする、遮断器のカップリング装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、遮断器本体を有する配電盤の外部に設置される外部操作ハンドル組立体と、前記遮断器本体に回転可能に設置されて遮断器を操作できるようにする内部ハンドルと、前記外部操作ハンドル組立体と前記内部ハンドル間に設置されて前記外部操作ハンドル組立体の回転力を内部ハンドルに伝達するカップリング組立体とを含み、前記カップリング組立体は、外部操作ハンドル組立体に結合される第1カプラと、前記内部ハンドルに結合されて前記第1カプラにより軸方向に拘束される第2カプラと、前記第1カプラと第2カプラ間に結合されて前記第1カプラによる回転力を前記第2カプラに伝達する第3カプラとを含むことを特徴とする遮断器のカップリング装置を提供する。
よって、内部ハンドルと外部操作ハンドル組立体が同軸となっていない場合であっても、第1カプラ、第2カプラ及び第3カプラが遮断器本体の上面に対して傾斜して同一線上で回転力を伝達するので、ユーザが外部操作ハンドルを回す力が内部ハンドルにそのまま伝達されて遮断器の誤作動を防止することができ、それにより配線用遮断器の信頼性を向上させることができる。
ここで、前記第1カプラには前記外部操作ハンドル組立体の軸方向に突出する少なくとも1つの第1カップリング突部が形成され、前記第2カプラには前記第1カップリング突部に対応して軸方向に突出する少なくとも1つの第2カップリング突部が形成され、前記第1カップリング突部と前記第2カップリング突部間に前記第3カプラが挿入されてもよい。
また、前記第1カップリング突部と前記第2カップリング突部が干渉する軸方向長さより、前記第1カップリング突部又は前記第2カップリング突部と前記第3カプラが接する軸方向長さのほうが短くなるように形成されてもよい。
さらに、前記第3カプラは、前記第1カップリング突部と前記第2カップリング突部の内周面の内側に備えられる本体部と、前記本体部の外周面から放射状に突設され、前記第1カップリング突部の円周方向側面と前記第2カップリング突部の円周方向側面間に位置して前記第1カプラによる回転力を前記第2カプラに伝達する複数の摺動突部とからなり、前記第1カップリング突部の円周方向側面又は前記第2カップリング突部の円周方向側面に接する前記摺動突部の円周方向側面は曲面状に形成されてもよい。
さらに、前記摺動突部の円周方向側面は、長軸と短軸を有する楕円状に形成されてもよい。
さらに、前記第1カプラと前記第2カプラ間には圧縮コイルばねからなるカップリングスプリングが備えられ、前記カップリングスプリングは前記第3カプラに挿入されて備えられてもよい。
さらに、前記摺動突部の軸方向高さが前記第1カップリング突部の軸方向高さ又は前記第2カップリング突部の軸方向高さより高くなるように形成されてもよい。
さらに、前記摺動突部の円周方向側面は、前記第1カップリング突部又は前記第2カップリング突部に半径方向のいずれか一地点で点接触するように形成されてもよい。
さらに、前記摺動突部の円周方向側面に接する前記第1カップリング突部の円周方向側面又は前記第2カップリング突部の円周方向側面は、曲面で形成されてもよい。
本発明による遮断器のカップリング装置は、内部ハンドルと外部操作ハンドル組立体が同軸となっていない場合であっても、第1カプラ、第2カプラ及び第3カプラが遮断器本体の上面に対して傾斜して同一線上で回転力を伝達するので、ユーザが外部操作ハンドルを回す力が内部ハンドルにそのまま伝達されて遮断器の誤作動を防止することができ、それにより配線用遮断器の信頼性を向上させることができる。
本発明の配線用遮断器と外部操作ハンドル組立体を示す分解斜視図である。 図1の配線用遮断器におけるカップリング組立体を示す分解斜視図である。 図2のカップリング組立体において内部ハンドルと外部操作ハンドル組立体が同軸となっている場合の組立状態を示す縦断面図である。 図2のカップリング組立体において内部ハンドルと外部操作ハンドル組立体が同軸となっていない場合の組立状態を示す縦断面図である。 図3のカップリング組立体の他の実施形態を示す縦断面図である。 従来の配線用遮断器と外部操作ハンドル組立体を示す分解斜視図である。 図6の配線用遮断器と外部操作ハンドル組立体の連結部位を示す縦断面図である。 図7の配線用遮断器と外部操作ハンドル組立体の組立状態の一例を示す縦断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明による遮断器のカップリング装置の一実施形態について詳細に説明する。なお、従来技術と同一の構成要素には同一の符号を付す。
図1は本発明の配線用遮断器と外部操作ハンドル組立体を示す分解斜視図であり、図2は図1の配線用遮断器におけるカップリング組立体を示す分解斜視図であり、図3は図2のカップリング組立体において内部ハンドルと外部操作ハンドル組立体が同軸となっている場合の組立状態を示す縦断面図であり、図4は図2のカップリング組立体において内部ハンドルと外部操作ハンドル組立体が同軸となっていない場合の組立状態を示す縦断面図である。
同図に示すように、本実施形態によるカップリング装置が備えられた配線用遮断器は、配電盤の内部には選択的に線路を遮断する遮断器本体1が設置され、遮断器本体1の上面には配線用遮断器を操作するための内部ハンドル2が設置され、配電盤パネル5には外部から内部ハンドル2を操作できるように外部操作ハンドル組立体10が設置される。
外部操作ハンドル組立体10は、配電盤パネル5に設置されるカバー11と、カバー11に回転可能に設置されて配電盤パネル5の外部からユーザが操作する外部操作ハンドル12と、外部操作ハンドル12に連結されてその外部操作ハンドル12の動作を内部ハンドル2に伝達するシャフト13とからなる。
また、外部操作ハンドル組立体10と内部ハンドル2の間には、外部操作ハンドル組立体10の回転力を内部ハンドル2に伝達できるようにカップリング組立体100が結合されている。
カップリング組立体100は、シャフト13に結合される第1カプラ110と、内部ハンドル2に結合される第2カプラ120と、第1カプラ110と第2カプラ120間に備えられて第1カプラ110による回転力を第2カプラ120に伝達する第3カプラ130と、第3カプラ130に挿入され、第1カプラ110と第2カプラ120に両端が支持されて第1カプラ110と第2カプラ120の軸中心を保持するカップリングスプリング140と、第1カプラ110と第2カプラ120を結合するカップリングボルト150とからなる。
第1カプラ110には、軸方向に貫通してカップリングボルト150に締結するための締結孔111が形成され、第2カプラ120には、軸方向に貫通してカップリングボルト150に締結するための締結孔121が形成される。
ここで、内部ハンドル2と外部操作ハンドル組立体10が同軸上に組み立てられないことがあるので、第1カプラ110と第2カプラ120が軸方向に離脱しない程度の遊びを有してカップリングボルト150により軸方向に拘束されるように、締結孔111、121の内径はカップリングボルト150の外径より大きく形成される。
第1カプラ110の一側面縁部には、複数のカップリング突部(以下、第1カップリング突部)112が円周方向に所定の間隔をおいて形成され、第1カップリング突部112に対応する第2カプラ120の一側面縁部には、第1カップリング突部112と噛み合ってシャフト13により第1カプラ110に印加される回転力を第2カプラ120に伝達するように、複数のカップリング突部(以下、第2カップリング突部)122が円周方向に所定の間隔をおいて形成される。
図3に示すように、第1カップリング突部112と第2カップリング突部122は、互いに干渉し得る軸方向高さに形成され、第1カップリング突部112と第2カップリング突部122間に後述する第3カプラ130の摺動突部132が挿入されるように、円周方向に所定の間隔をおいて形成される。第1カップリング突部112の円周方向側面112aと摺動突部132の円周方向一側面132aが接し、第2カップリング突部122の円周方向側面122aと摺動突部132の円周方向他側面132bが接するように形成される。
第3カプラ130には、カップリングスプリング140が挿入されるように本体部131が形成され、本体部131の外周面には、第1カップリング突部112の円周方向側面112aと第2カップリング突部122の円周方向側面122a間に挿入され、第1カプラ110による回転力を第2カプラ120に伝達する摺動突部132が形成される。摺動突部132は、本体部131の外周面から放射状に突設され、円周方向に所定の間隔を有する。
本体部131は、その内側にカップリングスプリング140が挿入されるように環状に形成され、摺動突部132の円周方向両側面132a、132bは、断面楕円形状、すなわち第3カプラ130の摺動突部132の円周方向両側面132a、132bが第1カプラ110の第1カップリング突部112と第2カプラ120の第2カップリング突部122に常に半径方向のいずれか一地点で点接触するように形成されることが好ましい。こうすることにより、図4のように、第1カプラ110と第2カプラ120が同軸となっていない場合であっても、その傾いた角度だけ第3カプラ130が傾き、第1カプラ110が第2カプラ120に回転力を同一平面上で一直線に伝達することができる。
このために、図3のように、第1カプラ110の第1カップリング突部112と第2カプラ120の第2カップリング突部122が互いに干渉する軸方向長さより、第1カプラ110の第1カップリング突部112又は第2カプラ120の第2カップリング突部122と第3カプラ130の摺動突部132の円周方向両側面132a、132bが接する軸方向長さのほうが短くなるように形成されることが好ましい。すなわち、図3のように、第3カプラ130の摺動突部132の軸方向長さH1は、各カップリング突部112、122の軸方向長さH2より長くなるように形成される。
以下、本実施形態による遮断器のカップリング装置の動作について説明する。
配線用遮断器の内部ハンドル2と外部操作ハンドル組立体10が組み立てられた状態でユーザが外部操作ハンドル12を回転させると、その回転力がシャフト13と第1カプラ110に伝達され、その回転力は第1カプラ110の第1カップリング突部112と第3カプラ130の摺動突部132、及び第2カプラ120の第2カップリング突部122により内部ハンドル2に伝達されて配線用遮断器のオン/オフ操作が行われる。
ここで、内部ハンドル2と外部操作ハンドル組立体10が同軸となっている場合は、図3のように、第1カプラ110の第1カップリング突部112、第2カプラ120の第2カップリング突部122、及び第3カプラ130の摺動突部132が遮断器本体1の上面と同一線上で回転力を伝達するので、ユーザが外部操作ハンドルを回す力がそのまま内部ハンドルに伝達される。
それに対して、図4のように、内部ハンドル2と外部操作ハンドル組立体10が同軸となっていない場合は、第1カプラ110の第1カップリング突部112の円周方向一側面112aと第3カプラ130の摺動突部132の円周方向一側面132a、及び第2カプラ120の第2カップリング突部122の円周方向一側面122aと第3カプラ130の摺動突部132の円周方向他側面132bがそれぞれ点接触し、第3カプラ130が遮断器本体1の上面に対して傾斜して第1カプラ110と同一軸線上で回転力を伝達するので、ユーザが外部操作ハンドル12を回す力がそのまま内部ハンドル2に伝達される。
次に、本発明によるカップリング組立体の他の実施形態について説明する。
前述した実施形態は第3カプラの摺動突部が断面楕円形状に形成されていたが、本実施形態は、図5のように、第3カプラの摺動突部の円周方向側面は直線面であるのに対して、第1カップリング突部と第2カップリング突部の各円周方向両側面が曲面状に形成される。
本実施形態においても、内部ハンドル2と外部操作ハンドル組立体10が同軸となっていない場合は、第1カプラ110の第1カップリング突部112と第3カプラ130の摺動突部132、及び第2カプラ120の第2カップリング突部122と第3カプラ130の摺動突部132がそれぞれ点接触し、第3カプラ130が遮断器本体1の上面に対して傾斜して第1カプラ110と同一軸線上で回転力を伝達するので、ユーザが外部操作ハンドル12を回す力がそのまま内部ハンドル2に伝達される。
図示していないが、第1カップリング突部の円周方向側面、第2カップリング突部の円周方向側面、及びそれらに接する摺動突部の円周方向両側面の全てが曲面状に形成された場合も前述した作用効果を得ることができる。
また、前述した曲面は、楕円形に限定されるものではなく、円形であってもよい。
1 遮断器本体
2 内部ハンドル
5 配電盤パネル
10 外部操作ハンドル組立体
100 カップリング組立体
110 第1カプラ
112 第1カップリング突部
112a 第1カップリング突部の円周方向側面
120 第2カプラ
122 第2カップリング突部
122a 第2カップリング突部の円周方向側面
130 第3カプラ
131 本体部
132 摺動突部
132a 摺動突部の円周方向一側面
132b 摺動突部の円周方向他側面
140 カップリングスプリング
150 カップリングボルト

Claims (8)

  1. 遮断器本体を有する配電盤の外部に設置される外部操作ハンドル組立体と、
    前記遮断器本体に回転可能に設置されて遮断器を操作できるようにする内部ハンドルと、
    前記外部操作ハンドル組立体と前記内部ハンドル間に設置されて前記外部操作ハンドル組立体の回転力を前記内部ハンドルに伝達するカップリング組立体とを含み、
    前記カップリング組立体は、
    前記外部操作ハンドル組立体に結合される第1カプラと、
    前記内部ハンドルに結合されて前記第1カプラにより軸方向に拘束される第2カプラと、
    前記第1カプラと前記第2カプラ間に曲面状に形成される部分を介して接触するように結合されて前記第1カプラによる回転力を前記第2カプラに伝達する第3カプラと、
    前記第1カプラと前記第2カプラを拘束するカップリングボルトとを含み、
    前記第1カプラと前記第2カプラ間には圧縮コイルばねからなるカップリングスプリングが備えられ、
    前記カップリングスプリングは、前記第3カプラを貫通し、その一端は前記第1カプラに結合され、その他端は前記第2カプラに結合され、前記第1カプラと前記第2カプラの軸中心を一致させることを特徴とする遮断器のカップリング装置。
  2. 前記第1カプラには前記外部操作ハンドル組立体の軸方向に突出する少なくとも1つの第1カップリング突部が形成され、前記第2カプラには前記第1カップリング突部に対応して軸方向に突出する少なくとも1つの第2カップリング突部が形成され、
    前記第1カップリング突部と前記第2カップリング突部間に前記第3カプラが挿入されることを特徴とする請求項1に記載の遮断器のカップリング装置。
  3. 前記第1カップリング突部と前記第2カップリング突部が干渉する軸方向長さより、前記第1カップリング突部又は前記第2カップリング突部と前記第3カプラが接する軸方向長さのほうが短くなるように形成されることを特徴とする請求項2に記載の遮断器のカップリング装置。
  4. 前記第3カプラは、
    前記第1カップリング突部と前記第2カップリング突部の内周面の内側に備えられる本体部と、
    前記本体部の外周面から放射状に突設され、前記第1カップリング突部の円周方向側面と前記第2カップリング突部の円周方向側面間に位置して前記第1カプラによる回転力を前記第2カプラに伝達する複数の摺動突部とからなることを特徴とする請求項2又は3に記載の遮断器のカップリング装置。
  5. 前記第1カップリング突部の円周方向側面と前記第2カップリング突部の円周方向側面に接する前記摺動突部の円周方向側面は曲面状に形成されることを特徴とする請求項4に記載の遮断器のカップリング装置。
  6. 前記摺動突部の円周方向側面は、長軸と短軸を有する断面楕円形状に形成されることを特徴とする請求項4又は5に記載の遮断器のカップリング装置。
  7. 前記摺動突部の軸方向高さは、前記第1カップリング突部の軸方向高さ又は前記第2カップリング突部の軸方向高さより高くなるように形成されることを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の遮断器のカップリング装置。
  8. 前記摺動突部の円周方向側面は、前記第1カップリング突部又は前記第2カップリング突部に半径方向のいずれか一地点で点接触するように形成されることを特徴とする請求項7に記載の遮断器のカップリング装置。
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