JP5916338B2

JP5916338B2 - 開閉器用操作機構ユニット

Info

Publication number: JP5916338B2
Application number: JP2011229325A
Authority: JP
Inventors: 資博平野
Original assignee: Nippon Kouatsu Electric Co
Current assignee: Nippon Kouatsu Electric Co
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: JP2013089471A

Description

本発明は、ユニット化された開閉器における操作機構ユニットに関する。

従来、固定電極や可動電極からなる開閉部と、可動電極の固定電極への投入および固定電極からの開放動作を操作する操作部とをそれぞれ独立に組み立ててユニット化した開閉器が知られている（例えば特許文献１参照）。

ユニット化開閉器における開閉部ユニットは、図７に示すように、略箱形状の樹脂ケース２１０に可動電極２２０と固定電極２３０を組み付ける構成が一般的である。このような開閉部ユニット２００において、可動電極２１０は、操作機構ユニットの主軸に所定のリンクを介して連結されるので、主軸の回転と連動して、投入動作や開放動作が行われる。

特開２００７−１２４１２号公報

しかしながら、上述した従来の開閉部ユニットには、開閉器として実際に所定の場所に敷設される際、図７に示すように、可動電極２２０が固定電極２３０に対して鉛直上方に位置するものがあった。

さらに、そのような可動電極と固定電極の位置関係に加え、開閉部ユニットには、開閉器のコンパクト化を重視するため、やむを得ず樹脂ケースをコンパクトに設計する結果、可動電極が十分な開放角度を取れないものもあった。

上記のような電極の位置関係で、なおかつ、可動電極の回転角度を制限された開閉部ユニットでは、組み付け誤差や振動により、ややもすれば可動電極が投入方向に動き、可動電極が開放完了位置で止まらず自重で回転してしまうことがある。そのため、そのようなことのないように何かしらの措置を講ずる必要があった。

可動電極の回転は滑らかなことが望ましく、それに反して可動電極の回転を鈍くしたり、コンパクト設計で制限された空間内にさらに部材を組み込んだり、開閉部ユニット側に変更を加える訳にもいかないので、その措置は必然的に操作機構ユニット側に講ずることになる。つまり、操作機構ユニットに対し、可動電極の開放から投入までの動作中に、可動電極が自重で回転しないような措置を講じることが課題とされた。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、電極の位置関係と可動電極の回転角度を制限された開閉部ユニットに対し、可動電極が自重で回転することのない操作機構ユニットを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本願発明は、固定電極に対し可動電極を抜き差しして電路の入切を行う別途組立ての開閉部ユニットとともに開閉器を構成し、ハンドル軸の回転により圧縮バネに弾性力を蓄え、所定のタイミングで前記弾性力を放出する蓄力機構と、前記弾性力を前記蓄力機構から前記可動電極まで伝達し前記固定電極に対する可動電極の抜き差しを行うリンク機構とを、所定形状の台座に組み付けた開閉器用操作機構ユニットであって、前記リンク機構は、前記ハンドル軸と垂直な回転軸にて回転可能に前記台座へ支持され、前記蓄力機構から伝達される力で回転する主軸と、前記主軸に対し、前記可動電極に投入動作する向きの回転を規制するバネとを備えたことを特徴とする。

また、本願発明は、上記発明において、前記主軸は、表裏平面所定形状のレバーが等間隔に配置され、前記レバーの面上から突起した第一の固定手段と、前記台座から、前記主軸の回転時における前記第一の固定手段の軌跡である円弧の内側近傍に突起した第二の固定手段とをさらに備え、前記バネは、圧縮バネで、一方の端が前記第一の固定手段、他方の端が第二の固定手段に固定されることを特徴とする。

本願発明の開閉器用操作機構ユニットによれば、バネの弾性力で主軸の回転が規制されるので、可動電極の回転角度が制限されていても、可動電極が自重で回転しないようにすることができる。

図１は、実施例１に係る操作機構ユニットの投入時の平面図である。図２は、実施例１に係る操作機構ユニットの投入時の斜視図である。図３は、実施例１に係る操作機構ユニットの開放時の平面図である。図４は、レバーおよび制御用圧縮バネの右側面図である。図５は、支持部材の例を示す図である。図６は、操作機構ユニットと開閉部ユニットの組み付け図である。図７は、従来の開閉部ユニットを示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施例１に係る操作機構ユニットの実施形態について説明する。図１は、実施例１に係る操作機構ユニットの投入時の平面図であり、図２は、実施例１に係る操作機構ユニットの投入時の斜視図である。以下の説明は、図１および図２を参照されたい。

図１および図２に示すように、操作機構ユニット１００は、主軸１０と、ハンドル軸２０と、第一ベース３０ａと、第二ベース３０ｂと、連結棒４０と、台座５０と、動力用圧縮バネ６０と、初動制御圧縮バネ６５から構成される。

主軸１０は、台座５０の側面５２、５３に回転可能に支持される。主軸１０には、レバー１１ａ〜１１ｃが略等間隔に配置される。また、主軸１０は、連結棒固定部１２を有し、後述の連結棒４０がこの連結棒固定部１２に連結され、連結棒４０から力を受けて回転する。レバー１１ａ〜１１ｃは、リンク（図６のリンク２４０参照）を介して開閉部ユニットの可動電極（図６の可動電極２２０参照）に連結される。レバー１１ａ〜１１ｃは、主軸１０とともに回転するので、リンクを介してその回転運動が可動電極へと伝達され、当該可動電極の開放、投入動作が生じる。

ハンドル軸２０は、台座５０の底面５１中央付近にて、当該底面５１に対して垂直に、かつ、回転可能に支持される。ハンドル軸２０は、専用のハンドルをその先端に接続することにより操作可能となる。

第一ベース３０ａは、表裏平面で所定形状の部材２枚を、スペーサーピン３２ａ、３３ａで間隔を空けて１対としたものであり、突起３１ａを有する。第一ベース３０ａは、所定の位置に設けられた孔にハンドル軸２０を通し、スペーサーピン３３ａを後述の動力用圧縮バネ６０のガイド６１、スペーサーピン３２ａを第二ベース３０ｂの長孔３１ｂに通し、突起３１ａを後述の連結棒４０の長孔４１に通して取り付けられる。なお、第一ベース３０ａは、第二ベース３０ｂとは異なり、ハンドル軸２０に対して独立しており、ハンドル軸２０の回転には伴わない。

まず、投入から開放（図１では紙面反時計回りの回転）の動作を説明すると、第一ベース３０ａは、ハンドル軸２０の回転とともに回転した第二ベース３０ｂの長穴３１ｂにスペーサーピン３２ａを押されて、回転し始める。その際、突起３１ａは、連結棒４０の長孔４１の一端４１ａから、他端４１ｂに向かって移動し（図１では紙面下から上）、突起３１ａのこの移動と同時期に、動力用圧縮バネ６０がデッドポイントＤ１を迎えるまで徐々に圧縮される。

そして、第一ベース３０ａは、動作用圧縮バネ６０がデッドポイントＤ１を超えると、今度は動作用圧縮バネ６０が元に戻ろうとする弾性力をスペーサーピン３３ａで受けて一気に回転する。その際、突起３１ａは、連結棒４０の長孔４１の他端４１ｂに衝突し、動作用圧縮バネ６０の弾性力が連結棒４０に伝わる。さらに、動作用圧縮バネ６０の弾性力は、連結棒４０から連結棒固定部１２に伝わり、主軸１０が回転し、開放状態となる（図３参照）。なお、開放から投入（図３では紙面時計回りの回転）の動作ついては、回転の向きが変わるのみで、各部の動作は同じなので、説明を省略する。

第二ベース３０ｂは、表裏平面で所定形状の１枚の部材であり、長孔３１ｂを有する。第二ベース３０ｂは、所定の位置に設けられた孔にハンドル軸２０が通され、第二ベース３０ｂのピン３２ｂは、後述の初動制御圧縮バネ６５のガイド６６に回転可能に支持され、長孔３１ｂには、第一ベース３０ａのスペーサーピン３３ａが通される。

第二ベース３０ｂは、第一ベース３０ａとは異なり、ハンドル軸２０に固定されているので、ハンドル軸２０と一体となってハンドル軸２０の回転に連動する。したがって、作業者がハンドル軸２０を回すと、第二ベース３０ｂも回転し、やがて第一ベース３０ａのスペーサーピン３２ａに長孔３２ａの端が当たる。第一ベース３０ａは、スペーサーピン３２ａを長孔３２ａの端に押されることで回転し始める。なお、作業者が途中で（初動制御圧縮バネ６５のデッドポイントＤ２を超えない位置）ハンドル軸２０を回すのを中断すると、初動制御圧縮バネ６５の弾性力によりハンドルが初期位置に戻る。

連結棒４０は、主軸１０と第一ベース３０ａを連結する棒であり、一端に長孔４１を有する。長孔４１は、当該長孔４１内に通されている突起３１ａにその両端４１ａ、４１ｂを押され、それに伴い、連結棒４０から主軸１０の連結棒固定部１２に力が伝達されるので、主軸１０の回転動作が生じる。

台座５０は、金属の平板の両縁を折り曲げ、底面５１、側面５２および側面５３からなる断面略コの字のものである。また、台座５０は、レバー１１ａ〜１１ｃと可動電極を連結するリンクを通すための孔５４ａ〜５４ｃを有する。なお、開閉部ユニットに固定するために、ねじやボルトを通すための孔も所定の位置に成形される。

台座５０は、主軸１０を側面５２および側面５３、ハンドル軸２０を底面５１の中央付近にて回転可能に支持する。このような台座５０における両軸の固定の位置関係により、主軸１０とハンドル軸２０の垂直関係が保持される。さらに、主軸１０から力を伝達される開閉部ユニットの可動電極は、主軸１０の回転軸と平行な回転軸を有する。したがって、可動電極の回転軸とハンドル軸を垂直関係にすることができる。

動作用圧縮バネ６０は、ガイド６１を中の空洞に通し、ガイド６１の一端を第一ベース３０ａのスペーサーピン３３ａ、他端を台座５０に固定することにより、台座５０の固定点を回転軸にして圧縮されつつ回転する。なお、ガイド６１は、径の大きいパイプに径の小さい棒を差し込み伸縮可能としたものである。

初動制御圧縮バネ６５は、ガイド６６を中の空洞に通し、ガイド６６の一端が第二ベース３０ｂのピン３２ｂ、他端を台座５０に固定することにより、台座５０の固定点を回転軸にして圧縮されつつ回転する。なお、ガイド６６も、ガイド６１と同様、径の大きいパイプに径の小さい棒を差し込み伸縮可能としたものである。

突起７０は、レバー１１ａの面上から当該面と垂直に突起したものである。例えば、レバー１１ａに孔を空けてボルトを通し、ナットで締め付けて固定してもよいし、溶接して固定してもよい。

図４を用いて具体的に説明すると、突起７０は、レバー１１ａと一体であるので、主軸１０の回転軸を中心に回転し、その軌跡は円弧７１を描く。なお、図４は、レバー１１ａおよび制御用圧縮バネ９０の右側面図である。

突起８０は、台座５０の側面５２の面上から当該面と垂直に突起したものである。例えば、突起７０と同様、ボルトとナットで構成してもよいし、溶接して固定してもよい。図４を用いて具体的に説明すると、突起７０は開放／投入動作時、主軸１０の回転軸を中心に角度θだけ回転して円弧７１の軌跡を描くが、突起８０は、その円弧７１と、円弧７１の始点から主軸１０の回転軸を結ぶ線分と、円弧７１の終点から主軸１０の回転軸を結ぶ線分とで囲まれる扇形の内側のいずれかに位置するように設置すればよい。突起７０に対し制御用圧縮バネ９０の弾性力をより効果的に伝えるには扇形の重心付近に位置させることが望ましく、本実施例では、突起８０は、円弧７１の内側近傍７２に位置している。なお、突起８０は、台座５０と一体であるので、主軸１０やハンドル軸２０の回転動作とは無関係で、常時停止している。

制御用圧縮バネ９０は、一端が突起７０、他端が突起８０に支持され、突起７０の回転にともない圧縮される。図４を用いて具体的に説明すると、開放から投入の動作時では、レバー１１ａは、紙面上反時計回りに一気に回転するが、制御用圧縮バネ９０は、突起７０に押されて圧縮しつつ突起８０を回転軸として回転し、円弧７１の中央付近にてデッドポイントを迎える。そして、制御用圧縮バネ９０は、そのままデッドポイントを超えて残された回転動作を行う。

なお、ガイド６１やガイド６６のような伸縮可能な支持棒を突起７０および突起８０に固定し、その支持棒に制御用圧縮バネ９０を挿入してもよい。そうすることにより、制御用圧縮バネ９０は、圧縮される際、ねじれたり折れ曲がったりせず、同方向へ圧縮する。

また、例えば、図５に示すように、制御用圧縮バネ９０は、突起７０や突起８０に対し、平板の両縁を折り曲げて断面略コの字に形成された支持部材９１とともに固定してもよい。具体的には、支持部材９１は、孔９１ａおよび長孔９１ｂを有し、突起７０に孔９１ａを回転可能に支持し、突起８０に長孔９１ｂを通して取り付けられる。長孔９１ｂの形状は、突起７０から突起８０まで距離が回転角度により異なるので（図４参照）、それを受けて長手方向に長いものとなっている。このような支持部材９１で制御用圧縮バネ９０を囲うことにより、制御用圧縮バネ９０をねじらせず同方向に圧縮させることができる。

次に、投入から開放の動作時では、レバー１１ａは、紙面上時計回りに一気に回転するが、制御用圧縮バネ９０は、やはり突起７０に押されて圧縮しつつ突起８０を回転軸として回転し、円弧７１の中央付近にてデッドポイントを迎える。そして、制御用圧縮バネ９０は、そのままデッドポイントを超えて残された回転動作を行う。なお、制御用圧縮バネ９０の弾性力は、動作用圧縮バネ６０に比較して非常に小さいので、投入や開放動作に影響は及ばない。制御用圧縮バネ９０の弾性力は、あくまで主軸１０の遊びをなくすためだけに働く。

このような制御用圧縮バネ９０がなければ、第一ベース３０ａの突起３１ａが連結棒４０の長孔４１内を移動する際、主軸１０には何の力も働かない遊んだ状態となる。したがって、レバー１１ａ〜１１ｃに連結された可動電極の重みに引っ張られて、主軸１０が回転してしまう。しかし、制御用圧縮バネ９０は、突起７０を介して常時主軸１０に力を働かせているので、突起３１ａが長孔４１内を移動する際も主軸１０が回転することはない。

つまり、図６に示すように、開閉部ユニット２００では、樹脂ケース２１０のコンパクト設計の結果、可動電極２２０が、その開放完了位置を最大で約９０度の回転角度に制限されている。しかし、制御用圧縮バネ９０の弾性力が、開放時のレバー１１ａを介して主軸１０に常時（第一ベース３０ａの突起３１ａが連結棒４０の長孔４１内を移動中であっても）働くため、可動電極２２０が自重で回転することはない。なお、図６は、操作機構ユニットと開閉部ユニットの組み付け図である。

また、実施例１では、制御用圧縮バネ９０を一つだけ取り付ける構成を説明したが、可動電極の質量によっては複数設置してもよい。つまり、レバー１１ｂやレバー１１ｃに突起を設けるとともに台座５０の所定位置に突起を設け、同様に圧縮バネを固定してもよい。

以上述べてきたように、実施例１では、制御用圧縮バネ９０の弾性力が、開放時のレバー１１ａを介して主軸１０に常時働くため、可動電極がその開放完了位置を最大で約９０度の回転角度に制限されていても、制御用圧縮バネ９０の弾性力により、自重で回転することはない。

また、主軸１０とハンドル軸２０を垂直関係にすることにより、可動電極の回転軸とハンドル軸も垂直関係にすることができる。

本発明に係る開閉器用操作機構ユニットは、電極の位置関係と可動電極の回転角度を制限された開閉部ユニットに組み付ける場合に有用であり、特に可動電極が自重で回転することを防止するという効果を有する。

１０主軸
２０ハンドル軸
３０ａ第一ベース
３１ａ突起
３２ａ長孔
３０ｂ第二ベース
３１ｂ長孔
４０連結棒
５０台座
６０動力用圧縮バネ
６５初動制御圧縮バネ
７０、８０突起
９０制御用圧縮バネ
１００操作機構ユニット
２００開閉部ユニット
２１０樹脂ケース
２２０可動電極
２３０固定電極

Claims

固定電極に対し可動電極を抜き差しして電路の入切を行う別途組立ての開閉部ユニットとともに開閉器を構成し、ハンドル軸の回転により圧縮バネに弾性力を蓄え、所定のタイミングで前記弾性力を放出する蓄力機構と、前記弾性力を前記蓄力機構から前記可動電極まで伝達し前記固定電極に対する可動電極の抜き差しを行うリンク機構とを、底面と両端の向かい合う側面で構成される略コの字形状の台座に組み付けた開閉器用操作機構ユニットであって、
前記リンク機構は、
前記ハンドル軸と垂直な回転軸にて回転可能に前記台座へ支持され、前記蓄力機構から伝達される力で回転する主軸と、
前記主軸の回転を規制する回転規制圧縮バネと、
前記回転規制圧縮バネを囲うように断面略コの字に形成された圧縮バネ支持部材と
を備え、
前記主軸においては、前記可動電極との連結部であるレバーの前記台座側面上から突起した第一の固定手段と、
前記台座においては、前記主軸の回転時における前記第一の固定手段の軌跡である円弧の内側近傍に突起した第二の固定手段と、
前記支持部材においては、前記第一の固定手段に対し回転可能に支持するための孔、および、前記第二の固定手段を通すための長孔と
をさらに備え、
前記回転規制圧縮バネは、前記主軸の回転にともない、前記第一の固定手段と第二の固定手段に装着された前記支持部材に囲まれたなか前記第一の固定手段と前記第二の固定手段の間で圧縮されることを特徴とする開閉器用操作機構ユニット。