JP6511354B2 - 切替開閉器 - Google Patents

Description

本発明は、２系統ある接続先を切り替える切替開閉器に関する。

２系統ある接続先を切り替える従来の切替開閉器の構造に、特許文献１に開示されているものがある。これは、１接点を切り替える切替機構を備えたケースを接点数に応じて連結し、１つの開閉器を構成している。このように分割形成することで、２接点を同時に切り替える開閉器と３接点或いは４接点を同時に切り替える開閉器との部材を共通化でき、少ない部品点数で他種類の切替開閉器を実現できた。
一方で、直流電流が伝送される電路の開閉には直流開閉器が使用されているが、直流電路の開閉時には、交流電流のように接点の極性が一定間隔で切り替わらないためアークの発生が避けられない。そのため永久磁石を配置する等の工夫が成された（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１５−９０８３３号公報 特開２０１３−２３５７４８号公報

近年の太陽光発電システム等の直流回路の普及により直流回路も切替操作できる切替開閉器の需要が高まっている。ところが、従来の切替開閉器は、直流回路の開閉を想定していなかったため、直流電路、特に大電流が流れる直流電路に使用した場合、アークの発生により接点が溶着する問題があった。
そこで、上記特許文献２に開示されているように永久磁石を設けることで、安定した消弧性能を確保する構成が考えられる。しかしながら、永久磁石を安定して機能させるには、永久磁石を直接アークに触れないように配置する必要があり、コスト増を招くこと無く永久磁石を密閉配置するのが難しかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、永久磁石を配置して直流電路においても安定した開閉機能を維持できる簡易な構造の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、内部に前後方向から対向配置された一対の固定接点と、両固定接点の間に配置されて任意の一方の固定接点に接触動作する可動接点とを収容すると共に、外部に可動接点に接続された入力端子と、一対の固定接点のそれぞれに接続された２つの出力端子と、可動接点の接触先を切り替える操作ハンドルとを配置したケース部材を、左右方向に少なくとも２個連結して成る切替開閉器であって、双方の固定接点の間であって、固定接点近傍のケース部材底部の２箇所に設けた永久磁石を収容する磁石収容部と、ケース部材の一方の側部に対応する当該磁石収容部の一側方に、永久磁石を挿入するために設けた開口端部とを有し、開口端部のうち少なくともケース部材内側に配置される端部は、傾斜面或いは段部を設けて形成されて成る一方、隣接配置されて連結されるケース部材は、開口端部を閉塞する閉塞枠を有し、閉塞枠は傾斜面或いは段部に係合する傾斜面或いは段部が形成されて成り、ケース部材同士を連結した際に開口端部は閉塞されることを特徴とする。

本発明によれば、電路を開閉操作する際に発生するアークが磁石収容部に収容した永久磁石の作用により速やかに消弧させることができ、直流電路であっても良好に使用できる。また、磁石収容部は側方が開口されているため、永久磁石を組み込み易い。そして、開口端部のうち少なくともケース部材内部に形成された端面が傾斜形成或いは段部を設けて形成されているため、接点配置空間と磁石収容部との間に隙間が発生しても、端面の傾斜或いは段部によりアークが永久磁石まで侵入し辛く、安定した消弧性能を維持できる。更に、簡易な構造でアークの磁石収容部への侵入を防止する構造を作製できる。

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の切替開閉器の永久磁石の配置を示す説明図であり、手前のケース部材を外して内部を露出させた斜視図である。 Ａ部拡大図で、永久磁石を収容した状態を示している。 （ａ）は切替開閉器の側面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。 Ｃ部拡大図である。 入力端子と一方の出力端子とを接続した切替開閉器の説明図である。

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系統を切り替える３極対応の切替開閉器を示している。
図１において、１〜３は電線を接続する接続端子であり、１は入力端子、２，３は出力端子（第１出力端子２、第２出力端子３）、４は切替操作する操作ハンドルである。操作ハンドル４の操作により、入力端子１と第１出力端子２及び第２出力端子３の何れか一方が接続される。
入力端子１及び第１出力端子２は、切替開閉器ケース９の図示左側に配置され、第２出力端子は図示右側に配置されている。以下、第１出力端子２側を前方、第２出力端子３側を後方として説明する。

図１は入力端子１を出力端子２，３に接続しないオフ状態を示し、操作ハンドル４は中間位置に起立した状態にある。後述するように操作ハンドル４を前方に回動すると入力端子１と第１出力端子２が接続され、後方に回動すると第２出力端子３に接続される。

切替開閉器のケース９は、ケース部材１０を連結して形成され、ここでは４つのケース部材１０を連結して３極対応のケース９を構成している。
具体的に、左側３部材（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）は、それぞれ１つの電路を切り替える切替機構が組み込まれており、３極が独立した筐体に組み付けられている。また、右端の第４ケース部材１０ｄはケース９の右側部となる第３ケース部材１０ｃの下方面を閉塞する閉塞板である。

第１〜第３ケース部材１０ａ〜１０ｃは、側面を形成する側壁を左側の一方の面しか持たず、右側は開放されている。また、第２ケース部材１０ｂと第３ケース部材１０ｃとは同一形状のケース部材である。

図２は切替開閉器の構造説明図であり、第４ケース部材１０ｄを外してケース９内を露出させた斜視図を示している。図２において、６は固定接点、７は可動接点、８は可動接点７を先端に設けた可動接触子、１５は開閉機構を収容するフレームであり、固定接点６は前後から対向するよう一対配置され、前側の固定接点６は第１出力端子２に接続され、後側の固定接点６は第２出力端子３に接続されている。
そして、可動接点７は一対の固定接点６の間の中間位置に垂下するように配置された可動接触子８の下端前後両面に設けられている。
両固定接点６の間の空間は、可動接触子８の移動空間であると共に、切替時に発生するアークの消弧空間となっている。

そして、永久磁石２１を収容する磁石収容部２０がケース部材１０の底部に形成されている。図２では第３ケース部材１０ｃに形成された磁石収容部２０を示し、磁石収容部２０は、固定接点６の近傍（この実施形態では、斜め下を向く固定接点６の直下）に配置されている。
内、磁石収容部２０は、第１ケース部材１０ａ、第２ケース部材１０ｂにも同様に形成され、個々の固定接点６に対して永久磁石２１が配置されている。

図３はＡ部を拡大した図であり、永久磁石２１を磁石収容部２０に収容した状態を示している。磁石収容部２０は、ケース部材１０の開放された側部でもある右側側部が開口形成され、永久磁石２１を右側から挿入可能に形成されている。
この磁石収容部２０は、ケース部材１０の底部に断面コ字状の蓋部材を設けることで形成され、右側以外は閉塞されて磁石収容空間Ｓを形成している。尚、右側側部の開口端部２０ａは、連結されるケース部材１０に設けられた閉塞枠２２（図５に示す）により閉塞される。

図４は切替開閉器の横断面説明図を示し、（ａ）は断面位置を示す側面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。そして、図５はＣ部拡大図を示し、磁石収容部２０の横断面を示している。図５に示すように、磁石収容部２０の開口端部２０ａのうちケース部材１０内に配置された蓋部材の開口端部２０ａは、端部が傾斜形成され磁石収容空間Ｓに向けて前方へ突出した傾斜面を有している。この開口端部２０ａは、連結されるケース部材１０に設けられた閉塞枠２２により閉塞される。ここでは、第４ケース部材１０ｄの閉塞枠２２により閉塞される。図５に示すように、閉塞枠２２には開口端部２０ａの傾斜に合わせた傾斜面２２ａが形成されている。

図６は、入力端子１と第１出力端子２とを接続した状態を示している。図６に示すように操作ハンドル４を前方へ回動することで、可動接触子８が前方へ回動し、可動接点７が第１出力端子２の固定接点６に接触する。尚、その後操作ハンドル４を元の中間位置に起立操作すると、可動接触子８が解離動作する。
この接触／解離動作の際に、特に解離動作の際に接点間でアークが発生するが、設けられた永久磁石２１の作用で、アークを短時間に消弧させることができる。尚、操作ハンドル４を後方へ回動すると、入力端子１は第２出力端子３に接続される。

このように、電路を開閉操作する際に発生するアークが磁石収容部２０に収容された永久磁石２１の作用により速やかに消弧させることができるため、直流電路であっても良好に使用できる。また、磁石収容部２０は側方が開口されているため、永久磁石２１を組み込み易い。
そして、開口端部２０ａのうち少なくともケース部材１０の内部に形成された開口端部２０ａが傾斜形成されているため、接点配置空間と磁石収容部２０との間に隙間が発生しても、端面の傾斜によりアークが永久磁石２１まで侵入し辛く、安定した消弧性能を発揮できる。更に、簡易な構造でアークの侵入を防止する構造を作製できる。

尚、上記実施形態では、ケース部材１０内側の開口端部２０ａを永久磁石収容空間Ｓに向けて前方に突出した傾斜を設けているが、逆に後方（反対側側面）に向けた傾斜としても良い。この場合は、連結して側面を閉塞するケース部材１０の対応する閉塞枠２２の開口端部２２ａの傾斜を同様に逆向きに形成すれば良い。
また、開口端部２０ａは傾斜面としなくても良く、途中に段部を設けて開口端部２０ａを階段状に形成しても良く、隙間が発生した際に傾斜面と同様に接点間で発生するアークが永久磁石２１に達するのを防ぐことができる。

１・・入力端子、２・・第１出力端子、３・・第２出力端子、４・・操作ハンドル、６・・固定接点、７・・可動接点、９・・ケース、１０・・ケース部材、２０・・磁石収容部、２０ａ・・開口端部、２１・・永久磁石、２２・・閉塞枠、２２ａ・・開口端部、Ｓ・・磁石収容空間。

Claims (1)

1. 内部に前後方向から対向配置された一対の固定接点と、両固定接点の間に配置されて任意の一方の固定接点に接触動作する可動接点とを収容すると共に、外部に前記可動接点に接続された入力端子と、前記一対の固定接点のそれぞれに接続された２つの出力端子と、前記可動接点の接触先を切り替える操作ハンドルとを配置したケース部材を、左右方向に少なくとも２個連結して成る切替開閉器であって、
   双方の前記固定接点の間であって、固定接点近傍の前記ケース部材底部の２箇所に設けた永久磁石を収容する磁石収容部と、
   前記ケース部材の一方の側部に対応する当該磁石収容部の一側方に、前記永久磁石を挿入するために設けた開口端部とを有し、
   前記開口端部のうち少なくともケース部材内側に配置される端部は、傾斜面或いは段部を設けて形成されて成る一方、
   隣接配置されて連結されるケース部材は、前記開口端部を閉塞する閉塞枠を有し、前記閉塞枠は前記傾斜面或いは段部に係合する傾斜面或いは段部が形成されて成り、ケース部材同士を連結した際に前記開口端部は閉塞されることを特徴とする切替開閉器。

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