JP6440461B2 - 切替開閉器 - Google Patents

Description

本発明は、２系統の回路を切り替える切替開閉器に関する。

接続先を２系統の回路の何れか一方に切り替える切替開閉器は、操作ハンドルの操作により一対の固定接点間を可動接点が移動するよう構成されている。
例えば、特許文献１では電源の切り替えに切替開閉器を使用し、対向するよう配置した固定接点の間に可動接点を両面に設けた可動接触子を配置して、可動接触子を回動させて可動接点が接触する固定接点の切り替えを実施して電源の切り替えを行っている。また、トグル機構を備えて、切り替わりが瞬時に行われるよう構成されている。

再公表特許ＷＯ２０１１／１２５１２０号

上記従来の切替開閉器は、２回路の何れか一方を選択するには好ましいものであるが、双方とも接続しないオフ状態の選択は設定されていないため、オフ操作が必要な場合は別途オン／オフ操作する開閉器を介在させる必要があった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、２系統の回路の何れも選択しないオフ状態を確実に選択できる切替開閉器を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、前後２箇所に固定接点が対向するよう配置されると共に、両者の間に可動接点が配置され、起立配置された操作手段が前方或いは後方へ傾倒操作されると、可動接点が取り付けられた可動接触子が連動して前方或いは後方に選択傾倒し、何れか一方の固定接点に接触することで２系統の回路の切り替えが実施される切替開閉器であって、操作手段は回動支点を前後に２点有すると共に、切替開閉器ケースには回動支点を支持する回動軸が前後２カ所設けられ、操作手段が前方に傾倒されると前側の一方の回動支点を中心に回動し、後方に傾倒されると他方の回動支点を中心に回動して傾倒する一方、連結手段を介して操作手段に連結されて、操作手段の傾倒動作に連動して前後に摺動する一対の摺動板を有し、当該一対の摺動板は、可動接触子を前後から挟むようにケース内に配置され、可動接触子が固定接点に溶着して解離しない状態で、操作手段のオフ操作或いは切替操作が成されたら、摺動を開始した摺動板の端部が可動接触子に当接して操作手段のオフ或いは切替方向への傾倒が阻止されることを特徴とする。
この構成によれば、操作手段の回動支点と、この回動支点を支持する回動軸とを前後２箇所に設け、操作手段の前方への傾倒と後方への傾倒で回動支点が異なるよう構成したため、操作手段を傾倒しないオフ状態では双方の回動軸に回動支点を当接させて操作手段を安定させることができる。よって、一方へ傾倒した状態から傾倒状態を戻してオフした際に、オフ位置を通過して反対方向まで操作手段が傾倒動作するような事態を防止できる。
加えて、操作手段の動作に連動して前後動する摺動板により、接点が溶着してオフ操作或いは切替操作で離れない場合は、操作手段の傾倒動作の途中で摺動板に当接してロック状態となり傾倒動作が途中で阻止される。よって、オフ操作或いは切替操作を完了させることができないため、接点の溶着を操作ハンドルの操作で認識でき、オフ操作或いは切替操作が成されたと誤認識することがない。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、操作手段は、ケース上部に突出する操作ハンドルを有すると共に下端に回動支点が形成される一方、可動接触子は、操作手段と重なる部位に縦配置されて上端基部に回動支点を有すると共に下部先端部に可動接点を具備し、ケースには可動接触子の回動支点を支持する回動軸が設けられ、操作手段の回動支点は、可動接触子の回動支点より下方に配置されて、可動接触子と操作手段の両者は、縦方向に伸張配置されたコイルバネにより連結されて、当該コイルバネの収縮力により操作手段及び可動接触子はそれぞれの回動軸に押圧されてトグル機構を形成して成ることを特徴とする。
この構成によれば、可動接触子と操作手段との間に伸張したコイルバネが配置されることで、操作ハンドルをオフした際の操作手段は前後に配置された一対の回動軸に押圧されるため、オフ位置において安定した状態を確保できる。

本発明によれば、 操作手段の回動支点と、この回動支点を支持する回動軸とを前後２箇所に設け、操作手段の前方への傾倒と後方への傾倒で回動支点が異なるよう構成したため、操作手段を傾倒しないオフ状態では双方の回動軸に回動支点を当接させて操作手段を安定させることができる。よって、一方へ傾倒した状態から傾倒状態を戻してオフした際に、オフ位置を通過して反対方向まで操作手段が傾倒動作するような事態を防止できる。
また、操作手段の動作に連動して前後動する摺動板により、接点が溶着してオフ操作或いは切替操作で離れない場合は、操作手段の傾倒動作の途中で摺動板に当接してロック状態となり傾倒動作が途中で阻止される。よって、オフ操作或いは切替操作を完了させることができないため、接点の溶着を操作ハンドルの操作で認識できるしオフ操作或いは切替操作が成されたと誤認識することがない。

本発明に係る切替開閉器の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。 図１の切替開閉器のオフ状態での内部構造を示す側面説明図である。 図２の状態における要部斜視説明図であり、（ａ）は斜め前方から見た図、（ｂ）は斜め後方から見た図である。 選択する２系統のうち一方に接続する流れを示す側面説明図であり、（ａ）は操作手段を途中まで回動した状態、（ｂ）は接続操作が完了した状態である。 選択する２系統のうち他方に接続した状態の内部構造を示す側面説明図である。 図５の状態からオフ状態に移行する途中の状態を示す側面説明図である。 切替開閉器の他の例を示す側面説明図であり、接点が溶着した場合にはオフ操作を禁止する機構を備えた構成を示している。 図７に示す切替開閉器の可動接点が第１系統端子側に溶着した場合の動作説明図である。 図７に示す切替開閉器の可動接点が第２系統端子側に溶着した場合の動作説明図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る切替開閉器の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図であり、３線から成る２系統の回路（図示せず）を切り替える切替開閉器を示している。
図１において、１〜３は電線を接続する端子であり、１（１ａ〜１ｃ）は可動接点に接続される切替元端子、２（２ａ〜２ｃ）は切替先の２系統のうちの一方が接続される第１系統端子、３（３ａ〜３ｃ）は２系統のうちの他方が接続される第２系統端子、５は端子ネジである。また、４ａは切替操作する操作ハンドルであり、この操作ハンドル４ａの切替操作により、切替元端子１に接続された回路の接続先が、第１系統端子２に接続された回路か、第２系統端子３に接続された回路に切り替えられる。

切替元端子１及び第１系統端子２は、切替開閉器ケース１０の図示左側に配置され、第２系統端子３は図示右側に配置され、操作ハンドル４ａはケース１０の上部に配置されている。尚、図１（ｂ）に示す左側を前方、右側を後方、操作ハンドル４ａの先端方向を上方として以下説明する。

ケース１０は、左右に４分割して形成され、左側３部材（第１ケース部材１０ａ，第２ケース部材１０ｂ，第３ケース部材１０ｃ）がそれぞれ１つの電路を切り替える切替機構を収容し、この３部材で３線から成る電路に対する切替機構を収容している。また、右端のケース１０ｄは側面を閉塞する閉塞板を構成している。

図２は図１に示す切替開閉器の内部構造を示す側面説明図であり、回路を開放したオフ状態の第１ケース部材１０ａを示している。また、図３は図２に示す第１ケース部材１０ａの主要部の斜視図であり、（ａ）は斜め前方から見た斜視図、（ｂ）は斜め後方から見た斜視図である。図２，図３において、６は固定接点、７は可動接点、８は可動接触子であり、固定接点６は前後から対向するように一対配置され、前側の固定接点６は第１系統端子２に接続され、後側の固定接点６は第２系統端子３に接続されている。尚、図３では操作ハンドル４ａ及び後述するコイルバネ２０は省略してある。

可動接触子８は、１枚の帯状板体（ブレード）８ａとブレード８ａを回動させる基底部材８ｂとで構成されている。ブレード８ａは両固定接点６，６の間の中間位置において垂下するように配置され、垂下された先端両面に可動接点７が固着されている。但し、可動接点７は、図３に示すように横方向に位置をずらして両面に設けられ、固定接点６もそれに合わせて前側の固定接点６と後側の固定接点６は横方向に位置をずらして対向させている。

そして、ブレード８ａの上部は折り曲げられて基底部材８ｂに固定されている。基底部材８ｂの上端には、ブレード８ａを前方及び後方に傾倒する際の回動支点１２が前後２カ所形成され、前方の回動支点１２ａと後方の回動支点１２ｂとが凹設されている。
但し、可動接触子８の回動支点１２は、後述するフレーム１５の形状に合わせて左右が分離形成されている。また、ブレード８ａの折り曲げられた基端部は、図示しない可撓導線により切替元端子１に接続されている。

上部に露出した操作ハンドル４ａは、下部に配置された支持部材４ｂとで操作手段４を構成し、支持部材４ｂは図３に示すように可動接触子８を左右から跨ぐようにコ字状に形成されて下方に延設されている。そして、下端には前方及び後方に傾倒する際の回動支点１４（１４ａ，１４ｂ）が前後２カ所形成され、前方の回動支点１４ａと後方の回動支点１４ｂとが凹設されている。但し、操作手段４の回動支点１４も可動接触子８の場合と同様に、フレーム１５の形状に合わせて左右に分離形成されている。

そしてケース１０内には、操作手段４と可動接触子８とを支持するフレーム１５が配置されている。このフレーム１５は、左右側板１５ａと連結板１５ｂを有してコ字状に折り曲げ形成されている。
左右側板１５ａの外側面には、操作手段４の回動支点１４を支持する一対の第１回動軸１６がそれぞれ突設され、左右側板１５ａの対向する内側には可動接触子８の回動支点１２を支持する一対の第２回動軸１７がそれぞれ突設されている。

このフレーム１５は、切替機構を構成する１組の操作手段４と可動接触子７とを収容して支持するもので、図３に示すように第１ケース部材１０ａには１個のフレーム１５が組み付けられている。こうして、３本の電路を開閉する図１の形態では、第１〜第３ケース部材１０ａ〜１０ｃを連結することで３個のフレーム１５がケース１０内に組み付けられ、３つの切替機構が収容される。
但し、図１の操作ハンドル４ａは、３個の支持部材４ｂに対して幅広の１個のハンドルとして形成されている。

また、可動接触子８と操作手段４とは互いに伸張されたコイルバネ２０により連結されてトグル機構が形成されている。このコイルバネ２０により、可動接触子８は第２回動軸１７に密着する上方へ付勢され、操作手段４は第１回動軸１６に密着する下方へ付勢された状態が維持される。

可動接点７がいずれの固定接点６にも接触しないオフ状態では、可動接点７を有するブレード８ａと起立するよう配置された操作ハンドル４ａとは一直線状に配置され、図２に示すように操作ハンドル４ａの中心軸Ｍ上に配置されている。
尚、操作手段４の前後の回動支点１４ａ，１４ｂ、及び可動接触子８の前後の回動支点１２ａ，１２ｂは、オフ状態でこの中心軸Ｍを中心として対称に配置される。

次に、上記の如く構成された切替開閉器の切替動作を説明する。先ず、図２に示す回路オフの状態から第２系統端子３に切替元端子１を接続する動作を説明する。図４は第２系統端子３に切替元端子１を接続する流れを示し、（ａ）は操作手段４を途中まで回動した状態、（ｂ）は操作手段４の操作が完了して可動接点７が固定接点６に密着した状態を示している。
図４（ａ）に示すように、操作ハンドル４ａを後方に傾倒して操作手段４を後方に回動させると、操作手段４は後方の回動支点１４ｂを中心に回動を開始する。但し、コイルバネ２０の弾性力方向が、中心軸Ｍ上のコイルバネ２０の可動接触子掛止部Ｑに対して可動接触子８の上部の回動支点１２ｂの成す角度Ａに至るまでは、コイルバネ２０の弾性力方向が回動支点１２ｂを超えないため可動接触子８が回動することはない。

その後、操作手段４の回動が進み、コイルバネ２０の弾性力方向が角度Ａを超えると、トグル機構の作用により基底部材８ｂが回動を開始する。即ち、可動接触子８は後方へ動き出す。図４（ｂ）は、こうして可動接点７が後方の固定接点６に密着して操作手段４の回動が終了した状態を示している。この状態に移行すると、コイルバネ２０の可動接触子掛止部Ｑに対する回動支点１２ｂ方向とコイルバネ２０の弾性力方向との間に作用角Ｃが生成され、十分な接点接触圧が確保される。

そして、操作ハンドル４ａを前方に傾倒すれば切替元端子１は第１系統端子２に接続される。図５は切替元端子１を第１系統端子２に接続した状態を示す側面説明図であり、この図５を参照して説明する。但し、この前方への回動は後方への回動と同様であるため詳細な説明を省略する。
操作ハンドル４ａを前方へ傾倒する際、図２で示したコイルバネ２０と回動支点１２ｂの成す角度Ａが反対方向にも作用し、角度Ａを超えるまで可動接触子８は回動しないが、角度Ａを超えると可動接触子８が回動して可動接点７が前方の固定接点６に密着する。但し、操作手段４は前方の回動支点１４ａを中心に回動する。

こうして接点同士が接触すると、上記後方への傾倒操作と同様にコイルバネ２０の可動接触子掛止部Ｑに対する回動支点１２ｂ方向とコイルバネ２０の弾性力方向との間に作用角Ｃが生成され、十分な接点接触圧が確保される。

この状態、即ち第１系統端子２に接続した状態から、オフ状態へ移行する動作は以下の様である。図６は第１系統端子２に接続した状態からオフ状態に移行する途中の状態を示す側面説明図であり、この図６を参照して説明する。
コイルバネ２０の弾性力方向が基底部材８ｂの前方の回動支点１２ａを超えるまでは可動接触子８は回動しないため、図５に示した接点接続状態（可動接点７が固定接点６に接触した状態）から操作手段４を起立する方向へ戻しても、途中までは接点の接続状態が維持される。

その後、コイルバネ２０の弾性力方向が前方の回動支点１２ａを超えて後方に移動し、図６に示す作用角Ｄが生成されると、基底部材８ｂが回動を開始する。即ち可動接触子８は後方へ動き出す。この結果、図２に示すオフ状態に移行する。そして、図２の状態では操作手段４は、前後２つの回動軸１６，１６に支持部材４ｂが密着するし、コイルバネ２０により密着方向である下方に付勢されるため起立した状態が保持される。
尚、図４（ｂ）の状態から操作手段４を起立させた場合も同様であり、コイルバネ２０の弾性力方向が回動支点方向を超えると、基底部材８ｂが回動を開始してオフ状態へ移行する。

このように、操作手段４の回動支点１４と、この回動支点１４を支持する回動軸１６とを前後２箇所に設け、操作手段４の前方への傾倒と後方への傾倒で回動支点１４が異なるよう構成したため、操作手段４を傾倒しないオフ状態では双方の回動軸１６に回動支点１４を当接させて操作手段４を安定させることができる。よって、一方へ傾倒した状態から傾倒状態を戻してオフした際に、オフ位置を通過して反対方向まで操作手段４が傾倒動作するような事態を防止できる。
また、可動接触子８と操作手段４との間に伸張したコイルバネ２０が配置されることで、操作ハンドル４ａをオフした際の操作手段４は前後に配置された一対の回動軸１６に押圧されるため、オフ位置において安定した状態を確保できる。

次に、本発明に係る切替開閉器の他の構成を説明する。図７は側面説明図であり、上記構成に加えて接点が溶着した場合にはオフ操作が阻止される機構を備えた構成を示している。
図７において、２１（２１ａ，２１ｂ）は前後方向に摺動する摺動板、２２（２２ａ，２２ｂ）は摺動板２１を操作手段４に連結するアームである。摺動板２１は可動接触子８の前後に水平に配置され、可動接触子８を挟むように設置されている。アーム２２はそれぞれの摺動板２１ａ，２１ｂに対して一対ずつ設けられ、摺動板２１の左右に形成された連結部２３に端部が連結されている。この連結部２３は前後に延びた長穴として形成され、アーム２２は遊びを持って連結されている。
また、アーム２２の他端は操作手段４の支持部材４ｂに軸支され、図７に示すように側面から見た支持部材４ｂに対してハ字状に配置され、操作手段４の回動を受けて、摺動板２１が連動して前後動するよう構成されている。

こうして、操作ハンドル４ａが傾倒操作を受けると、摺動板２１も連動して前後動し、操作ハンドル４ａが前方に傾倒操作されて可動接点７を前方に傾倒させて第１系統端子２と切替元端子１を接続しても、摺動板２１も連動して前方に移動するため、可動接触子８と摺動板２１が接触することが無く切替操作の障害とならない。同様に操作ハンドル４ａが後方に傾倒されたら摺動板２１も後方に摺動するためスムーズな切替操作を実施できる。

しかし、固定接点６と可動接点７とが溶着した状態で接点の切り離し操作（オフ操作或いは切替操作）が成された場合は、摺動板２１が支持部材４ｂに対して以下の様な作用をする。最初に、第１系統端子２に接続された可動接触子８を切り離し操作した場合を図８を参照して説明する。図８はこの場合の可動接触子８を切り離し操作した場合の切替開閉器の側面説明図である。
図８に示すように、前方に傾倒した操作ハンドル４ａを起立した中立位置に戻そうと後方（矢印Ｆ１の方向）へ回動操作すると、回動操作を受けて前側アーム２２ａが後方に引っ張られて前側摺動板２１ａが矢印Ｇ１で示す後方へ摺動を開始する。しかし、固定接点６と可動接点７とが溶着して離れないと、可動接触子８は第１系統端子２に連結されたままであるため、後方へ摺動した２枚の摺動板２１ａ，２１ｂのうちの前側に配置された摺動板２１ａの後端部がやがて可動接触子８に当接し、それ以上の摺動が阻止される。
こうなると、連結されたアーム２２ａの作用で操作手段４はそれ以上回動することができず、中立位置まで戻すことが不可能となる。当然、反対側に傾倒して切替操作することもできない。

逆方向の操作も同様であり、図９は第２系統端子３に接続された可動接触子８を切り離し操作した場合の説明図を示している。図９に示すように、操作ハンドル４ａを起立した中立位置に戻そうと前方（矢印Ｆ２の方向）へ回動操作すると、回動操作を受けてアーム２２で連結された後側摺動板２１ｂが引っ張られて移動し、後側摺動板２１ｂも矢印Ｇ２で示す前方へ摺動を開始する。しかし、可動接点７が溶着して離れないと、可動接触子８は第２系統端子３に連結されたままであるため、前方へ摺動を開始した摺動板２１ｂの先端部がやがて可動接触子８に当接する。
こうなると、連結されたアーム２２ｂの作用で操作手段４はそれ以上回動することができず、中立位置に戻らない。当然、反対側に傾倒して切替操作することもできない。

このように、操作手段４の動作に連動して前後動する摺動板２１により、固定接点６と可動接点７とが溶着してオフ操作或いは切替操作で離れない場合は、操作手段４の傾倒動作の途中で摺動板２１に当接してロック状態となり操作ハンドル４ａの回動操作が阻止される。よって、オフ操作或いは切替操作を完了させることができないため、接点の溶着を操作ハンドル４ａの操作で認識でき、オフ操作或いは切替操作が成されたと誤認識することがない。

尚、上記実施形態は、例えば三相電路に適用可能な３線を同時に切り替える構成を説明したが、２線を同時に切り替える場合は各端子（切替元端子１、第１系統端子２、第２系統端子３）は何れも２端子となる。

１・・切替元端子、２・・第１系統端子、３・・第２系統端子、４・・操作手段、４ａ・・操作ハンドル、４ｂ・・支持部材、６・・固定接点、７・・可動接点、８・・可動接触子、８ｂ・・基底部材、１０・・ケース、１２・・回動支点、１４・・回動支点、１５・・フレーム、１６・・回動軸（第１回動軸）、１７・・回動軸（第２回動軸）、２０・・コイルバネ、２１・・摺動板、２２・・アーム（連結手段）。

Claims (2)

1. 前後２箇所に固定接点が対向するよう配置されると共に、両者の間に可動接点が配置され、起立配置された操作手段が前方或いは後方へ傾倒操作されると、前記可動接点が取り付けられた可動接触子が連動して前方或いは後方に選択傾倒し、何れか一方の前記固定接点に接触することで２系統の回路の切り替えが実施される切替開閉器であって、
   前記操作手段は回動支点を前後に２点有すると共に、切替開閉器ケースには前記回動支点を支持する回動軸が前後２カ所設けられ、
   前記操作手段が前方に傾倒されると前側の一方の前記回動支点を中心に回動し、後方に傾倒されると他方の前記回動支点を中心に回動して傾倒する一方、
   連結手段を介して前記操作手段に連結されて、前記操作手段の傾倒動作に連動して前後に摺動する一対の摺動板を有し、
   当該一対の摺動板は、前記可動接触子を前後から挟むように前記ケース内に配置され、
   前記可動接触子が前記固定接点に溶着して解離しない状態で、前記操作手段のオフ操作或いは切替操作が成されたら、摺動を開始した前記摺動板の端部が前記可動接触子に当接して前記操作手段のオフ或いは切替方向への傾倒が阻止されることを特徴とする切替開閉器。
2. 前記操作手段は、ケース上部に突出する操作ハンドルを有すると共に下端に回動支点が形成される一方、
   前記可動接触子は、前記操作手段と重なる部位に縦配置されて上端基部に回動支点を有すると共に下部先端部に可動接点を具備し、前記ケースには前記可動接触子の回動支点を支持する回動軸が設けられ、
   前記操作手段の回動支点は、前記可動接触子の回動支点より下方に配置されて、前記可動接触子と前記操作手段の両者は、縦方向に伸張配置されたコイルバネにより連結されて、当該コイルバネの収縮力により前記操作手段及び前記可動接触子はそれぞれの回動軸に押圧されてトグル機構を形成して成ることを特徴とする請求項１記載の切替開閉器。

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