JP6714947B2 - 気中遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、可動接点を固定接点に対して投入又は離反させる電磁操作機構を備えた気中遮断器に関するものである。

周知のように、固定接点と可動接点の開閉を大気中で行なう気中遮断器の一つとして、可動接点を固定接点に対して投入又は離反させるための電磁操作機構を備えた気中遮断機が存在する。

従来の電磁操作機構を備えた気中遮断器は、例えば、固定接点を有する固定導体と、可動接点を有しこの可動接点を前記固定接点に対して投入し又は引外すよう駆動される可動子と、軸心を中心として回動可能に設けられたシャフトと、前記軸心に対して垂直方向に第１の所定距離を隔てて第１の連結部により前記シャフトに回動自在に連結されると共に前記可動子に第２の連結部により連結された操作アームと、前記第１の連結部に対し前記シャフトの周方向の異なる位置に設けられた第３の連結部により前記シャフトに連結され前記軸心に対して第２の所定距離を隔てて直交する直線上で移動するよう駆動される駆動軸を有する電磁操作手段を備え、この電磁操作手段を付勢して前記駆動軸を駆動することにより前記シャフトを回転させて前記操作アームを介して前記可動子を駆動するように構成されている(例えば、特許文献１参照)。

前述の電磁操作手段としての電磁操作機構は、固定鉄心に電磁コイルが挿入され、電磁コイルの励磁により固定鉄心に駆動軸を有する可動鉄心が吸引されるように構成されている。従来、電磁操作機構の固定鉄心は、例えば、打ち抜きにて製作された磁性鉄板を所定枚数積層して一体化することにより製作される(例えば、特許文献２参照)。

特許第４５７８４３３号公報 特開平６-８９８０８号公報

特許文献１に開示された電磁操作手段としての電磁操作機構は、絶縁筐体の空間部内に設けられており、一般的には電磁操作機構の位置を固定するために、絶縁筐体に固定されるが、気中遮断器の投入に要する力は大きいため電磁操作機構の出力も大きく、固定鉄心を構成する磁性鉄板の積層枚数も多くなるので磁性鉄板の板厚の積層公差が大きくなり、絶縁筐体からの駆動軸の位置がばらつくことがある。駆動軸の位置がばらつくと、駆動軸に連結されているリンクピンの位置がばらついたり駆動軸が斜めになることがあり、可動接点の所定方向への十分な移動量を確保することができなくなり、最悪の場合、気中遮断器が投入不能になることがある。

この発明は、従来の気中遮断器に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、絶縁筐体に対する電磁操作機構の駆動軸の位置のばらつきが少なく、安定した投入動作を行うことができる気中遮断器を提供することを目的とする。

この発明による気中遮断器は、
固定接点を有する固定導体と、
可動接点を有し、この可動接点を前記固定接点に対して投入し又は引外すよう駆動される可動子と、
軸心を中心として回動可能に設けられたシャフトと、
前記軸心に対して垂直方向に第１の所定距離を隔てて第１の連結部により前記シャフトに回動自在に連結されると共に、前記可動子に第２の連結部により連結された操作アームと、
前記第１の連結部に対し前記シャフトの周方向の異なる位置に設けられた第３の連結部により前記シャフトに連結され、前記軸心に対して第２の所定距離を隔てて直交する直線上で移動するよう駆動される駆動軸を有する電磁操作機構と、
を備え、
前記電磁操作機構は、
固定鉄心と、複数の磁性鉄板が積層されることにより構成され前記固定鉄心に対して移動可能に設けられた可動鉄心と、前記固定鉄心に固定され、付勢されることにより磁束を発生して前記可動鉄心を移動させる電磁コイルとを備え、
前記固定鉄心は、前記複数の磁性鉄板のうちの一部の磁性鉄板に設けられた取り付け部を備え、
前記駆動軸は、前記可動鉄心に固定され、前記取り付け部が設けられた前記磁性鉄板に設けられた隙間を介して前記固定鉄心の外部に導出されて前記シャフトに連結され、
前記固定鉄心は、前記取り付け部により絶縁筐体に設けられたリブに固定されることにより、前記絶縁筐体に対する前記駆動軸の中心軸の位置が設定されている、
ことを特徴とする。

この発明による気中遮断器によれば、固定鉄心は、複数の磁性鉄板のうちの一部の磁性鉄板に設けられた取り付け部を備え、駆動軸は、可動鉄心に固定され、前記取り付け部が設けられた前記磁性鉄板に設けられた隙間を介して前記固定鉄心の外部に導出されて前記シャフトに連結され、前記固定鉄心は、前記取り付け部により絶縁筐体に設けられたリブに固定されることにより、前記絶縁筐体に対する前記駆動軸の中心軸の位置が設定されているので、絶縁筐体からの駆動軸の中心軸の位置のばらつきが、少なくなり、安定して投入動作を行うことができる。

この発明の実施の形態１による気中遮断器を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による気中遮断器に於ける、電磁操作機構を示す平面図である。 この発明の実施の形態１による気中遮断器に於ける、電磁操作機構を示す側面図である。 この発明の実施の形態１による気中遮断器に於ける、電磁操作機構の固定状態を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による気中遮断器に於ける、電磁操作機構の固定状態を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による気中遮断器に於ける、電磁操作機構の固定状態を示す説明図である。 従来の気中遮断器に於ける、電磁操作機構の固定状態を示す説明図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による気中遮断器を図に基づいて説明する。図１は、この発明の実施の形態１による気中遮断器を示す構成図である。図１に於いて、図１に於いて、絶縁筐体１は、内部に仕切壁１０３で仕切られた第１の空間部１０１と第２の空間部１０２を備えている。第１の固定導体２１と第２の固定導体２２は、それぞれ絶縁筐体１の外部から絶縁筐体１を貫通して第１の空間部１０１まで延び、第１の空間部１０１に露出している。第１の固定導体２１は、電源側端子とも称され、図示しない電源側導体に接続される。第２の固定導体２２は、負荷側端子とも称され、図示しない負荷側導体に接続される。絶縁筐体１の第１の空間部１０１に露出する第１の固定導体２１の端部には固定接点２１１が固定されている。

可動子３は、リンクピン４により操作アーム７の一端に回動自在に支持され、固定接点２１１に対抗する位置に可動接点３１１が固定されている。接圧ばね５は、可動接点３１１が固定接点２１１に投入されたときに両接点間に接触圧力を与えるように、可動子３をリンクピン４を中心として時計方向に回動させる方向に付勢する。可動子３と第２の固定導体２２とは、撓むことが可能な可撓導体６により電気的に接続されている。

絶縁筐体１の第２の空間部１０２内に設けられた板状の連結板８は、軸心９１の周りに回動可能に支持されたシャフト９に固定されている。連結板８は、仕切壁１０３に設けられた貫通孔１０３１を貫通し、その一端が連結ピン７１により操作アーム７に回動自在に連結されている。操作アーム７の他端は、リンクピン４に回動自在に連結されている。連結ピン７１による連結板８と操作アーム７の他端との連結部は、第１の連結部を構成し、この第１の連結部は、シャフト９の軸心９１に対して垂直方向に第１の所定距離を隔てている。そして、リンクピン４による操作アーム７の一端と可動子３との連結部は、第２の連結部を構成している。駆動軸１３は、第１の連結部に対しシャフト９の周方向の異なる位置で、シャフト９の軸心に対して第２の所定距離を隔てて連結板８と連結ピン８１により連結されている。連結ピン８１による駆動軸１３と連結板８の連結部は、第３の連結部を構成する。

次に、電磁操作機構１０について説明する。図２Ａは、この発明の実施の形態１による気中遮断器に於ける、電磁操作機構を示す平面図、図２Ｂは、この発明の実施の形態１による気中遮断器に於ける、電磁操作機構を示す側面図である。図１、及び図２Ａ、図２Ｂに示すように、電磁操作機構１０は、内側空間を備えた固定鉄心１１と、固定鉄心１１の内側空間に挿入されて固定鉄心１１に固定された円筒状の電磁コイル１２と、電磁コイル１２の内側空間部１２１に挿入された可動鉄心１４と、駆動軸１３を備えている。駆動軸１３の一端は前述のように連結板８の多端に連結され、他端は可動鉄心１４に固定されている。

固定鉄心１１は、第１の部位１１Ａと、第２の部位１１Ｂと、第１の部位１１Ａと第２の部位１１Ｂとの間に配置された第３の部位１１Ｃとを備えている。第１の部位１１Ａと第２の部位１１Ｂと第３の部位１１Ｃは、それらの板厚方向に積み重ねられて一体に固定されている。

第１の部位１１Ａと第２の部位１１Ｂは、磁性鉄板を抜きにて製作された同一形状の複数の第１の磁性鉄板１１１を、その板厚方向に積層して一体化することにより構成されている。第１の磁性鉄板１１１は、それぞれ、第１の辺部１１０１と、第１の辺部１１０１に対向する第２の辺部１１０２と、第１の辺部１１０１の一端と第２の辺部１１０２の一端とにつながる第３の辺部１１０３と、第１の辺部１１０１の他端につながる第４の辺部１１０４と、第２の辺部１１０２の他端につながる第５の辺部１１０５とを有する。第４の辺部１１０４の先端部１１０４ａと第５の辺部１１０５の先端部１１０５ａは、所定の間隔を介して対向している。

第３の部位１１Ｃは、磁性鉄板を抜きにて製作された複数の第２の磁性鉄板１１１ａを、その板厚方向に積層して一体化することにより構成されている。第２の磁性鉄板１１１ａは、第１の磁性鉄板１１１の第３の辺部１１０３に対応する位置から突出する第１の取り付け部１１０６と第２の取り付け部１１０７と、第１の磁性鉄板１１１の第４の辺部１１０４に対応する位置から突出する第３の取り付け部１１０８と、第１の磁性鉄板１１１の第５の辺部１１０５に対応する位置から突出する第４の取り付け部１１０９とを備えている。第１の磁性鉄板１１１の第３の辺部１１０３に対応する第２の磁性鉄板１１１ａの部位には、駆動軸１３を摺動自在に貫通させるための隙間１１１０が形成されている。

図３は、この発明の実施の形態１による気中遮断器に於ける、電磁操作機構の固定状態を示す説明図である。図３に示すように、絶縁筐体１の仕切壁１０３は、その平面部から第２の空間部１０２内に垂直に延びる第１のリブ１０４１と第２のリブ１０４２を備えている。電磁操作機構１０は、固定鉄心１１が第１のリブ１０４１の先端部と第２のリブ１０４２の先端部に取り付けネジ１６により固定されることにより、絶縁筐体１に装着される。即ち、固定鉄心１１の第１の取り付け部１１０６と第２の取り付け部１１０７は、取り付けネジ１６により第１のリブ１０４１の先端部に固定され、固定鉄心１１の第３の取り付け部１１０８と第４の取り付け部１１０９は、取り付けネジ１６により第２のリブ１０４２の先端部に固定されている。

図２Ａに示すように、固定鉄心１１の第１の取り付け部１１０６には取り付けネジ１６を貫通させるための取り付け穴１５ａが形成され、固定鉄心１１の第２の取り付け部１１０７には取り付けネジ１６を貫通させるための取り付け穴１５ｂが形成され、固定鉄心１１の第３の取り付け部１１０８には取り付けネジ１６を貫通させるための取り付け穴１５ｃが形成され、固定鉄心１１の第４の取り付け部１１０９には取り付けネジ１６を貫通させるための取り付け穴１５ｄが形成されている。

可動鉄心１４は、図１のｙ軸方向（図１の上下方向）に移動可能なように電磁コイル１２の内側空間部１２１に挿入されている。可動鉄心１４に固定された駆動軸１３は、可動鉄心１４の移動に伴って図１のｙ軸方向（図１の上下方向）の直線上で往復移動するように構成されている。

以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による気中遮断器に於いて、いま、電磁コイル１２が消勢されているとすると、図２Ａに示すように、可動鉄心１４の一方の端部が固定鉄心１１の第４の辺部」１１０４と第５の辺部１１０５の内壁に当接して静止している。このとき、図１に示すように、可動接点３１１は固定接点２１１から離反した位置にあり、気中遮断器は引外し状態にある。

次に、電磁コイル１２を励磁したとすると、電磁コイル１２が発生する磁束の作用により、可動鉄心１４は、図１の上方向に移動し、固定鉄心１１の第３の辺部１１０３の内壁に吸着される。これに伴い、駆動軸１３は、図１の上方向に駆動され、第３の連結部の連結ピン８１を介して連結板８をシャフト９の軸心９１を中心として図１の時計方向に回動させる。連結板８が時計方向に回動すると、操作アーム７が連結板８の長さ方向に直線状に整列するように第１の連結部の連結ピン７１を介して連結板８により駆動される。操作アーム７が前述のように駆動されると、可動子３が図１の右方に接圧バネ５を圧縮しつつ移動し、可動接点３１１が固定接点２１１に当接する。可動接点３１１と固定接点２１１が接触した後、可動子３が第２の連結部のリンクピン４を中心として時計方向へ回動することで、気中遮断器は投入状態となる。

気中遮断器は、図示していない保持機構を備えており、この保持機構により前述の投入状態が保持される。又、保持機構の保持を解くことで、前述の投入の動作とは逆向きに各部材が動作し、図１に示す引外し状態となる。

前述のように構成されたこの発明の実施の形態１による気中遮断器に於いて、前述のように電磁操作機構１０は、絶縁筐体１の仕切壁１０３から駆動軸１３の中心軸線Ｘまでの距離のばらつきは、第３の部位１１Ｃを構成する第２の磁性鉄板１１１ａの板厚のばらつきの累積のみにより定まる。このため、電磁操作機構１０が大型化した場合に於いても、第１の部位１１Ａと第２の部位１１Ｂを構成する第１の磁性鉄板１１１の積層枚数に影響を受けることなく、絶縁筐体１の仕切壁１０３から駆動軸１３の中心軸線Ｘの距離のばらつきが少ない電磁操作機構１０の固定が可能となる。これにより、駆動軸１３に連結されている他の部品の位置関係が安定し、安定した投入動作を行うことができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２による気中遮断器について説明する。図４は、この発明の実施の形態２による気中遮断器に於ける、電磁操作機構の固定状態を示す説明図である。図４に示すこの発明の実施の形態２による気中遮断器は、次に説明する以外の構成については、先に説明した実施の形態１による気中遮断器と実質的に同一の構成を具備し、同様の作用をするものであり、図１と同一の符号は図１と同一又は相当部分を示す。

図４に於いて、電磁操作機構１０の固定鉄心１１を固定するための第１のリブ１０４１と第２のリブ１０４２の互いに対向する側面部に、それぞれ切欠きなどにより形成された第１の傾斜部１０５１と、第２の傾斜部１０５２が形成されている。第１のリブ１０４１と第２のリブ１０４２とが対向する間隔Ｙは、固定鉄心１１のy方向の長さと実質的に同一に形成されている。固定鉄心１１は、第１のリブ１０４１と第２のリブ１０４２との対向する空間部に圧入されることで絶縁筐体１に組み付けられる。このとき、固定鉄心１１は、第１の傾斜部１０５１と、第２の傾斜部１０５２により案内されて、第１のリブ１０４１と第２のリブ１０４２との対向する空間部に圧入されるので、圧入が容易となる。

電磁操作機構１０の固定鉄心１１が第１のリブ１０４１、及び第２のリブ１０４２の間に圧入されることで、電磁操作機構１０の、y軸方向の位置が十分に固定される。このため、絶縁筐体１から駆動軸１３のy軸方向の位置のばらつきが更に少ない電磁操作機構１０を得ることが可能となり、駆動軸１３につながっている他の部品の位置関係が安定し、安定した投入動作を行うことができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３による気中遮断器について説明する。図５は、この発明の実施の形態３による気中遮断器に於ける、電磁操作機構の固定状態を示す説明図である。図５に示すこの発明の実施の形態３による気中遮断器は、次に説明する以外の構成については、先に説明した実施の形態１による気中遮断器と実質的に同一の構成を具備し、同様の作用をするものであり、図１と同一の符号は図１と同一又は相当部分を示す。

第１のリブ１０４１と第２のリブ１０４２と、固定鉄心１１の取り付け部１１０６、１１０７、１１０８、１１０９と、の間に非磁性体の第１のスペーサ１７１、及び第２のスペーサ１７２が挿入されている。非磁性体の第１のスペーサ１７１と第２のスペーサ１７２により、絶縁筐体１から駆動軸１３の中心軸線Ｘまでの距離の調整が可能となり、駆動軸１３につながっている他の部品の位置関係を安定させ、安定した投入動作を行うことができる。

図６は、従来の気中遮断器に於ける、電磁操作機構の固定状態を示す説明図である。従来の気中遮断器に於ける電磁操作機構１０は、固定鉄心１１を構成する積層した磁性鉄板１１００を貫通する付け穴を設け、この貫通穴に取り付けネジ１６１を貫通させて絶縁筐体１に固定していた。しかし、積層された磁性鉄板１１００の枚数が多く、磁性鉄板１１００の板厚の積層公差が大きくなり、絶縁筐体１からの駆動軸１３の中心軸線Ｘまでの位置が大きくばらつくことになる。特に、気中遮断器の投入に要する力は大きいため、電磁操作機構１０の出力も大きく、固定鉄心１１の磁性鉄板１１００の積層枚数も多くなるので、絶縁筐体１からの駆動軸１３の中心軸線Ｘまでの位置が大きくばらつくことになる。駆動軸１３の中心軸線Ｘまでの位置がばらつくと、駆動軸１３につながる他の構成部材の位置がばらついたり、駆動軸１３が移動方向に対して斜めにずれることで十分なｙ軸方向への移動量が確保できなくなり、最悪の場合、気中遮断器が投入不能になることになる。この発明の気中遮断機によれば、従来の気中遮断器に於ける前述のような課題が解消されることは明らかである。

尚、この発明は、前述の実施の形態１から３による気中遮断器に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態１から３構成を適宜組み合わせたり、その構成に一部変形を加えたり、構成を一部省略することが可能である。

この発明は、回路遮断器、特に気中遮断器の分野に利用することができる。

１ 絶縁筐体、１０３ 仕切壁、１０４１ 第１のリブ、１０４２ 第２のリブ、１０５１ 第１の傾斜部、１０５２ 第２の傾斜部、２１ 第１の固定導体、２２ 第２の固定導体、２１１ 固定接点、３ 可動子、４ リンクピン、５ 接圧ばね、６ 可撓導体、７ 操作アーム、７１ 連結ピン、８ 連結板、８１ 連結ピン、９ シャフト、９１ 軸心、１０ 電磁操作機構、１１ 固定鉄心、１１１ 第１の磁性鉄板、１１１ａ 第２の磁性鉄板、１２ 電磁コイル、１３ 駆動軸、１４ 可動鉄心、１６ 取り付けネジ、１７１ 第１のスペーサ、１７２ 第２のスペーサ、１１０６ 第１の取り付け部、１１０７ 第２の取り付け部、１１０８ 第３の取り付け部、１１０９ 第４の取り付け部。

Claims (3)

1. 固定接点を有する固定導体と、
   可動接点を有し、この可動接点を前記固定接点に対して投入し又は引外すよう駆動される可動子と、
   軸心を中心として回動可能に設けられたシャフトと、
   前記軸心に対して垂直方向に第１の所定距離を隔てて第１の連結部により前記シャフトに回動自在に連結されると共に、前記可動子に第２の連結部により連結された操作アームと、
   前記第１の連結部に対し前記シャフトの周方向の異なる位置に設けられた第３の連結部により前記シャフトに連結され、前記軸心に対して第２の所定距離を隔てて直交する直線上で移動するよう駆動される駆動軸を有する電磁操作機構と、
   を備え、
   前記電磁操作機構は、
   複数の磁性鉄板が積層されることにより構成された固定鉄心と、前記固定鉄心に対して移動可能に設けられた可動鉄心と、前記固定鉄心に固定され、付勢されることにより磁束を発生して前記可動鉄心を移動させる電磁コイルとを備え、
   前記固定鉄心は、前記複数の磁性鉄板のうちの一部の磁性鉄板に設けられた取り付け部を備え、
   前記駆動軸は、前記可動鉄心に固定され、前記取り付け部が設けられた前記磁性鉄板に設けられた隙間を介して前記固定鉄心の外部に導出されて前記シャフトに連結され、
   前記固定鉄心は、前記取り付け部により絶縁筐体に設けられたリブに固定されることにより、前記絶縁筐体に対する前記駆動軸の中心軸の位置が設定されている、
   ことを特徴とする気中遮断器。
2. 前記リブは、所定の間隔を介して対向する一対のリブにより構成され、
   前記一対のリブは、互いに対向する側の壁部に傾斜部をそれぞれ備え、
   前記可動鉄心は、前記傾斜部を介して前記一対のリブの間に挿入されるように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の気中遮断器。
3. 前記固定鉄心の取り付け部は、スペーサを介して前記リブに固定されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の気中遮断器。

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