JP7446213B2 - 遮断器 - Google Patents

Description

本開示は、電路を開閉させる遮断器に関する。

遮断器は、電路を開閉する接点を備える。遮断器は、開状態から閉状態に変換させるため付勢力を接点に加える投入ばねを備える。遮断器は、投入ばねに付勢力を蓄勢させるモーターを備える。例えば、回転力を直線方向の力に変換させる機構によって、モーターの駆動軸の回転を直線方向の力に変換させて、投入ばねを圧縮させることで投入ばねに付勢力が蓄勢される。

このような遮断器では、投入ばねへの付勢力の蓄勢が完了した場合に、モーターの駆動を停止させる必要がある。そのため、投入ばねへの付勢力の蓄勢量に応じて姿勢を変化させるカムを設け、カムの姿勢によって蓄勢が完了したことを検知してモーターへの電力の供給を遮断させるスイッチが設けられる。

実開平３－１２７７４０号公報

投入ばねへの蓄勢の完了時にモーターを停止させるためには、遮断器においてカムとスイッチとの位置が正確である必要がある。上記従来の技術では遮断器の筐体にリミットスイッチが固定されている。このため、リミットスイッチの固定位置の基準は遮断器の筐体なる。遮断器の筐体とカムとの間には様々な部品が介在しているため、各部品の寸法公差および取付誤差によって、実際のスイッチとカムとの位置関係と、設計上の位置関係とのずれが大きくなってしまう場合がある。スイッチとカムとの位置関係のずれが大きくなると、スイッチによるカムの姿勢の検知にもずれが生じてしまい、蓄勢が完了する前にモーターが停止してしまう場合、または蓄勢が完了してもモーターが停止しない場合があるといった問題が生じるおそれがある。蓄勢が完了する前にモーターが停止してしまえば、接点に十分な付勢力を付与することができなくなる。蓄勢が完了してもモーターが停止しなければ過度な圧縮によってリンク機構等が故障してしまうおそれがある。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、安定して適切な蓄勢量で付勢力を付勢部に蓄勢することができる遮断器を得ることを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、電路の開閉を行う接点と、開状態から閉状態へと変換させる力を接点に付勢させる第１の付勢部と、第１の付勢部の付勢力の蓄勢量に応じて姿勢を変化させる付勢状態指示部と、付勢状態指示部の姿勢に応じて、第１の付勢部への蓄勢が完了している状態と完了していない状態とを検知するスイッチと、スイッチを保持するケースと、スイッチが、第１の付勢部の蓄勢が完了していないことを示す状態である場合に第１の付勢部に付勢力を蓄勢させるモーターと、ケースを付勢状態指示部に押し付けて固定する第２の付勢部と、を備える。

本開示によれば、安定して適切な蓄勢量で付勢力を付勢部に蓄勢することができる遮断器を得ることができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる遮断器の斜視図 実施の形態１にかかる遮断器が電路に設けられた構成を模式的に示す図 図１に示した遮断器から電動チャージ装置を取り外した状態を示す斜視図 実施の形態１における電動チャージ部の斜視図 図４に示す電動チャージ装置を前方から見た図 図４に示す電動チャージ装置を右側方から見た図 図５に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図 図５に示すＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図 図４に示すリミットスイッチ部を拡大した斜視図 図４に示すリミットスイッチ部を拡大した斜視図であって、投入ばねへの蓄勢中の状態を示す図 図４に示すリミットスイッチ部を拡大した斜視図であって、投入ばねへの蓄勢が完了した状態を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかる遮断器を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１にかかる遮断器の斜視図である。図１では、遮断器１０の正面カバーを取り外した状態を示している。遮断器１０は、遮断器本体１００と、電動チャージ装置５１とを備える。

以下においては、説明の便宜上、Ｚ軸正方向を上方とし、Ｚ軸負方向を下方とし、Ｘ軸正方向を右方とし、Ｘ軸負方向を左方とし、Ｙ軸正方向を前方とし、Ｙ軸負方向を後方とする。また、以下において、時計回りおよび反時計回りとは、図面上において時計回りおよび反時計回りであることを意味する。なお、遮断器の構成の一部のみを図示する場合において、前後、上下、および左右の各方向は、遮断器を組み立てた状態かつ図１に示した各軸を基準とする方向である。

図２は、実施の形態１にかかる遮断器が電路に設けられた構成を模式的に示す図である。遮断器１０は、電路５０を開閉する遮断器であり気中遮断器とも呼ばれる。遮断器１０は、電路５０での過電流および漏電流の少なくとも一方を検出して電路を遮断する。遮断器本体１００は、筐体１０１の内部に電路５０を開閉させる接点１１を有する。

図３は、図１に示した遮断器から電動チャージ装置を取り外した状態を示す斜視図である。筐体１０１の内部には、接点１１を開状態から閉状態へと変換させる際に動作する動作軸１０２が設けられている。動作軸１０２は、筐体１０１の内部に設けられたプレート１０３に形成された案内溝１０４に沿って移動可能とされている。

筐体１０１の内部には第１の付勢部である投入ばね１が設けられている。投入ばね１は、動作軸１０２が案内溝１０４に沿って移動すると圧縮される。投入ばね１には、圧縮されることで動作軸１０２を上方へと付勢する付勢力が蓄勢される。遮断器１０では、投入ばね１に蓄勢された付勢力が解放されることで、動作軸１０２が上方へ移動し、それに連動して接点１１が開状態から閉状態へと変換される。遮断器１０では、投入ばね１の付勢力を利用することで、高速な動作で接点１１を閉状態に変換させることができる。

筐体１０１の内部には、投入ばね１の付勢力の蓄勢量に応じて姿勢を変化させる付勢状態指示部２が設けられている。付勢状態指示部２の姿勢の変化は、本実施の形態１では付勢状態指示部２の回転によって生じる。例えば、動作軸１０２の上下への直線的な移動が、歯車５５等を介することで付勢状態指示部２の回転に変換される。なお、付勢状態指示部２の姿勢の変化についての詳細は後述する。

次に、電動チャージ装置５１について説明する。図１および図３から分かるように、電動チャージ装置５１は、筐体１０１の内部に設けられる。また、電動チャージ装置５１は、付勢状態指示部２を覆うように設けられている。

図４は、実施の形態１における電動チャージ部の斜視図である。図５は、図４に示す電動チャージ装置を前方から見た図である。図６は、図４に示す電動チャージ装置を右側方から見た図である。図７は、図５に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図である。図８は、図５に示すＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図８では、ケース３３とフレーム５１１以外のほとんどの構成を省略して示している。

電動チャージ装置５１は、フレーム５１１を備える。図８に示すようにフレーム５１１は、筐体１０１内においてプレート１０３側に位置する第１面５１１ａと、前方側に位置する第２面５１１ｂとを有する。プレート１０３は筐体１０１に固定されている。

電動チャージ装置５１は、モーター５１ａを備える。遮断器１０では、モーター５１ａの動力を用いて投入ばね１への付勢力の蓄勢が行われる。すなわち、遮断器１０では、電気的な力を利用して投入ばね１への付勢力の蓄勢が行われる。モーター５１ａの駆動軸５１ｂの駆動力が複数の歯車５５を介して動作軸１０２を下方に移動させる力に変換される。

電動チャージ装置５１の下部には、リミットスイッチ部６１が設けられている。図９は、図４に示すリミットスイッチ部を拡大した斜視図である。図１０は、図４に示すリミットスイッチ部を拡大した斜視図であって、投入ばねへの蓄勢中の状態を示す図である。図１１は、図４に示すリミットスイッチ部を拡大した斜視図であって、投入ばねへの蓄勢が完了した状態を示す図である。図１０および図１１では、電動チャージ装置５１が筐体１０１に組み込まれた状態を示しており、付勢状態指示部２も示されている。

リミットスイッチ部６１は、ケース３３を備える。ケース３３には、電動チャージ装置５１が筐体１０１に組み込まれた状態で、付勢状態指示部２の一部に当接される当接部３３ａが形成されている。

ケース３３には、マイクロスイッチ３１と、アクチュエータ３２とが取り付けられている。アクチュエータ３２は、軸部３２１を中心に回転可能にケース３３に取り付けられている。アクチュエータ３２は、軸部３２１から付勢状態指示部２に向かう方向である上方に延びる第１延伸部３２２を有する。アクチュエータ３２は、軸部３２１から第１延伸部３２２とは反対方向である下方に向けて延びる第２延伸部３２３を有する。アクチュエータ３２は、樹脂などの絶縁性の材料で形成されている。

マイクロスイッチ３１は、押し込み可能な可動突起３１１を有する。マイクロスイッチ３１は、可動突起３１１を押し込むことで開閉状態が変化する接点を有する。例えば、可動突起３１１が押し込まれると、マイクロスイッチ３１の内部の接点間が非接触状態から接触状態に変化する。なお、マイクロスイッチ３１の接点の図示は省略する。マイクロスイッチ３１は、可動突起３１１が押し込まれている間は投入ばね１への蓄勢が完了していないことを電気的に接点出力する。なお、可動突起３１１が押し込まれている場合に接点間が非接触状態となるように設定されていてもよい。また、接点は機械的接点であってもよいし電気的接点であってもよい。

アクチュエータ３２の第２延伸部３２３は、図１０および図１１においてアクチュエータ３２が反時計回りに回転することでマイクロスイッチ３１の可動突起３１１を押し込む位置に形成されている。第２延伸部３２３とケース３３との間にはアクチュエータ付勢ばね３５が設けられている。アクチュエータ付勢ばね３５は、ケース３３に形成された突起３３１に保持されている。アクチュエータ付勢ばね３５は、第２延伸部３２３を可動突起３１１に押し付ける方向に付勢する。

図９に示すように、ケース３３の当接部３３ａには突起３３２が形成されている。突起３３２は、当接部３３ａのうち付勢状態指示部２に当接する面の反対面側に形成されている。すなわち、突起３３２は、付勢状態指示部２とは反対方向に突出している。

突起３３２によって、第２の付勢部であるケース付勢ばね３４が保持される。ケース付勢ばね３４は、当接部３３ａとフレーム５１１との間に設けられて、当接部３３ａを付勢状態指示部２に押し付けるように付勢する。

ここで、付勢状態指示部２について詳説する。付勢状態指示部２は、上述したように回転によって姿勢を変化させる。付勢状態指示部２は、自身の回転の中心位置を中心とする円形形状の被当接部２ａを有する。付勢状態指示部２が回転して姿勢を変化させても、被当接部２ａの外縁の位置は変化せずに一定である。ケース３３の当接部３３ａは、被当接部２ａの外縁に押し当てられる。したがって、付勢状態指示部２の姿勢が変化しても、ケース３３の位置は変化しない。

付勢状態指示部２は、被当接部２ａの円形面に突出するように形成された干渉部２ｂを有する。干渉部２ｂは、その外縁の位置が付勢状態指示部２の回転によって変化する形状で形成されている。また、回転による干渉部２ｂの移動経路上にアクチュエータ３２の第１延伸部３２２が配置されている。

図１０に示すように、干渉部２ｂが第１延伸部３２２に干渉せず、第２延伸部３２３がリミットスイッチ部６１の可動突起３１１を押し込んでいる場合には、投入ばね１への付勢力の蓄勢が完了していないと判断されて、モーター５１ａが駆動される。このとき遮断器１０の接点１１は開状態となっている。

モーター５１ａの駆動によって投入ばね１に付勢力が蓄勢されていくのに伴って、付勢状態指示部２も反時計回りに回転していく。そして、図１１に示すように、干渉部２ｂが第１延伸部３２２に当接し、さらに回転することで、アクチュエータ３２が時計回りに回転する。これにより、第２延伸部３２３がアクチュエータ付勢ばね３５からの付勢力に抗して可動突起３１１から離れる。これにより、可動突起３１１が押し込まれていない状態になり、投入ばね１への付勢力の蓄勢が完了したと判断されて、モーター５１ａの駆動が停止される。モーター５１ａの駆動が停止されることで、付勢状態指示部２の回転も停止するので、アクチュエータ３２の回転も停止し、第２延伸部３２３によって可動突起３１１が押し込まれた状態が維持される。

この状態から、遮断器１０への操作によって投入ばね１の付勢力が解放されると、動作軸１０２が上方に移動し、接点１１が閉状態となり電路５０が閉じられる。このとき、図１１に示した状態から付勢状態指示部２が反時計回りに回転することで、干渉部２ｂの第１延伸部３２２への干渉が解除される。これにより、リミットスイッチ部６１の可動突起３１１が第２延伸部３２３によって押し込まれて、モーター５１ａの駆動が開始され、投入ばね１への付勢力の蓄勢が開始される。

図８に示すように、リミットスイッチ部６１のケース３３には、フレーム５１１の第１面５１１ａに向けて突出する突起３６が形成されている。突起３６が第１面５１１ａに支持されることで、ケース３３はフレーム５１１に回転可能に支持される。ケースの回転軸と付勢状態指示部２の回転軸は平行である。突起３６が支持されているだけでは、ケース３３の回転によって当接部３３ａは付勢状態指示部２に当接される方向にも、付勢状態指示部２から離れる方向にも移動可能な状態となる。

ここで、本実施の形態１では、ケース付勢ばね３４の付勢力によって当接部３３ａが付勢状態指示部２に押し付けられて固定されている。そのため、ケース３３が固定される位置の基準は付勢状態指示部２の位置となる。

したがって、投入ばね１への付勢力の蓄勢状態を示す付勢状態指示部２と、付勢状態指示部２の姿勢によって蓄勢が完了したか否かを判定するアクチュエータ３２およびマイクロスイッチ３１との間にはケース３３しか介在していない。一方、リミットスイッチ部６１を、フレーム５１１または筐体１０１に固定した場合には、アクチュエータ３２およびマイクロスイッチ３１と付勢状態指示部２との間に、フレーム５１１および筐体１０１を含む様々な部材が介在する。したがって、部材ごとの寸法公差や取付誤差が蓄積されて、アクチュエータ３２およびマイクロスイッチ３１と付勢状態指示部２との位置関係と設計上の位置関係とにずれが生じやすくなる。本実施の形態１にかかる遮断器１０では、アクチュエータ３２およびマイクロスイッチ３１と、付勢状態指示部２との位置関係のずれの原因となりうる構成要素が少なく、設計上の位置関係とのずれが生じにくい。これにより、蓄勢が完了する前にモーターが停止してしまうという問題、および蓄勢が完了してもモーターが停止しないという問題の発生を防ぐことができる。すなわち、遮断器１０では、安定して適切な蓄勢量で付勢力を投入ばね１に蓄勢することができる。

また、図１１からも明らかなように、ケース３３の回転軸となる突起部３６よりも上方で干渉部２ｂによってアクチュエータ３２が押され、突起部３６よりも下方でアクチュエータ付勢部３５によってアクチュエータ３２が押されている。この状態では、アクチュエータ３２の付勢力は、突起部３６においてケース３３を時計回りに回転させるモーメントとして作用する。したがって、アクチュエータ付勢部３５の付勢力も利用してより強固に当接部３３ａを付勢状態指示部２に押し付けることが可能となる。

また、ケース３３をケース付勢ばね３４で付勢して付勢状態指示部２へ押し付けているため、投入ばね１の開放時の衝撃をケース付勢ばね３４が吸収する。これにより、マイクロスイッチ３１のチャタリングを抑制できる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 投入ばね、２ 付勢状態指示部、２ａ 被当接部、２ｂ 干渉部、１０ 遮断器、１１ 接点、３１ マイクロスイッチ、３２ アクチュエータ、３３ ケース、３３ａ 当接部、３４ ケース付勢ばね、３５ アクチュエータ付勢ばね、３６ 突起、５０ 電路、５１ 電動チャージ装置、５１ａ モーター、５１ｂ 駆動軸、５５ 歯車、６１ リミットスイッチ部、１００ 遮断器本体、１０１ 筐体、１０２ 動作軸、１０３ プレート、１０４ 案内溝、３１１ 可動突起、３２１ 軸部、３２２ 第１延伸部、３２３ 第２延伸部、５１１ フレーム、５１１ａ 第１面、５１１ｂ 第２面。

Claims (2)

1. 電路の開閉を行う接点と、
   開状態から閉状態へと変換させる力を前記接点に付勢させる第１の付勢部と、
   前記第１の付勢部の付勢力の蓄勢量に応じて姿勢を変化させる付勢状態指示部と、
   前記付勢状態指示部の姿勢に応じて、前記第１の付勢部への蓄勢が完了している状態と完了していない状態とを検知するスイッチと、
   前記スイッチを保持するケースと、
   前記スイッチが、前記第１の付勢部の蓄勢が完了していないことを示す状態である場合に前記第１の付勢部に付勢力を蓄勢させるモーターと、
   前記ケースを前記付勢状態指示部に押し付けて固定する第２の付勢部と、を備えることを特徴とする遮断器。
2. 前記付勢状態指示部を収容する筐体と、
   前記筐体に固定されたフレームと、をさらに備え、
   前記ケースは、前記フレームに回転可能に支持されており、
   前記第２の付勢部は、前記ケースと前記フレームとの間に設けられて前記ケースを前記フレームから離れる方向に付勢して前記ケースが回転する方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載の遮断器。

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