JPH0766736B2 - 多極形電気開閉器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は多極形電気開閉器に関するもので、特に電磁
接触器や回路遮断器等に適用されるものである。

従来の技術 一般に、電気開閉器の閉路状態の接触子装置に短絡電流
の如き大電流を通じると、接触子部分の電流集中のため
に接触子間に電磁反撥現象が生じてアークを発生し、接
触子が溶損または溶着するという問題がある。これを解
決する手段の１つとして接触子装置に発生する電磁力を
利用して、その作用力を接触子の加圧力に変換し、電磁
反撥力を打消すことが行われている。この様な手段には
更に幾つかの方法があるが、可動接触子を回転形とし
て、一端に接触部を、他端に可撓性リードを接続し、且
つ可撓性リードがループを形成していて、大電流通電時
にこのループが拡大されようとする電磁力を可動接触子
に伝達し、可動接触子の回動軸を支点として接触圧力が
増加するように構成されたものが用いられている。しか
し、この方法でも可動接触子の回動軸およびこれより前
段の開閉機構に電磁反撥力と前記ループの電磁力の合力
となる強大な反力が作用して、機構の変形または後退が
起こると、浮上、開離して熔融発弧を生ずる。この現象
を防止するために、開閉操作機構にはトグルリンク機構
を用いて投入状態においてリンクの構成を成可く直線状
に近付けて反撥力が操作機構に伝達される量を逓減し、
且つ投入力を強大となるようにしたトグルリンク機構が
接触子の電磁反撥を防止する可撓リードをループ状に形
成する構成と共に使用されている。

発明が解決しようとする問題点 上述の様に、可撓リードをループ状に形成して接触子の
電磁反撥力を防止して投入力が強大となるトグルリンク
機構を採用した従来の構成では、接触子に発生する電磁
力によってクロスバーが湾曲して接触子が浮上、発弧し
ないようにするためにクロスバーを太くする必要があ
り、開閉器が大形化する欠点がある。また、接触子の浮
上、開離、熔融、発弧等の現象を防止するためには、電
磁力がクロスバーを経由して開閉操作機構に余り伝達さ
れないようにすること、トグルリンク機構が各極毎に設
けられた固定フレームによって確実に支承される必要が
あること、およびトグルリンクを連結するピンを含めて
全ての軸を堅固に設けること、このためには軸径を大き
くすること等が要求されるが、大形化を避けるために軸
には曲げ応力ではなく剪断応力が働くようにすることが
好ましい。

従って、この発明の第１の目的は上述の問題点を解決す
るために、可動接触子に設けられたループ状の可撓導体
によって接触子に発生する電磁反撥力を補償して接触子
の開離を防止し、その際にトグルリンク機構に伝達され
る強大な電磁力を各極に設けられたトグルリンクを支承
するフレームによって受け止めた小形で、且つ接触子の
短絡電流耐量を向上した多極形電気開閉器を提供するこ
とにある。

上述のトグルリンク機構を確実に支承するために、トグ
ルリンクの支承部となるフレームを各極に設ける場合
に、従来においては例えば第５図の４節機構の説明図に
示される様に、各極に設けられたフレーム200に第１の
トグルリンク201が回動自在に支承軸202により軸承され
て、多極を連動するクロスバー203が第１のトグルリン
ク201の支承軸202から離れた位置で別個に回動自在に支
承されるように設けられ、クロスバー203と一体に回動
するよう設けられたリンク腕204の自由端と、第１のト
グルリンク201の一端との間を連結リンク205によって夫
々連結軸206、207で接続するように設けて、第１のトグ
ルリンク201の支承軸202とリンク腕204の支承軸となる
クロスバー203とを結ぶ線が固定リンクとなる４節機構
を形成している。

各極を別々にリンクする方法は通常このような４節機構
が適用されるのが一般的である。この様な４節機構であ
れば、多極を連動するクロスバー203の回動によっても
各極相互間に生ずる部品寸法誤差が吸収されて円滑な操
作が行える。しかし、第１のトグルリンク201の支承軸2
02と、クロスバー203上のリンク腕204の支承軸となるク
ロスバー203とが離間していて、寸法的に大形化する欠
点が見られる。

また、この発明では、上述の第１の目的を達成し、しか
も４節機構を使用せずに小形化、特に電気開閉器の奥行
寸法を制限するために、有効な手段として第１のトグル
リンクと同一の支点を持つクロスバーによって各極のト
グルリンクを直接操作する手段が採用されるが、クロス
バーを単純に各極のトグルリンクに固定しただけではフ
レーム、トグルリンクおよびクロスバーの製作誤差のた
めに各極相互間に寸法的な狂いが生じ、「つまり」や
「こじれ」が発生し、軸が圧迫されて円滑な回転が得ら
れない等の欠点が生じる。この原因はクロスバーを直接
全てのトグルリンクに支承した場合に、トグルリンクの
軸受が各極毎の接触子装置の左右一対のフレームと接触
子装置に横並びに設けられた開閉操作機構の左右一対の
フレームが存在して、多数の軸受、すなわち、例えば３
極用電気開閉器ではフレームによる支持点が８箇所にも
なり、各軸心に僅かな違いが生じるためである。

この様な問題を解決する手段として、クロスバーとトグ
ルリンクが設計的に同心上に支承された上で両者を分離
し、且つクロスバーの支承部の幾つかを省略し、数多く
のフレーム群から回動に支障がない程度に離間した少数
のフレームを選定して軸支するようにすれば良い。ま
た、クロスバーによってトグルリンクを操作するために
は、クロスバーの各極位置に腕部を設け、ピン等を介し
て両者を連結すれば良いが、この結合も単純な嵌合によ
るピン結合では結合点のトグルリンクとクロスバーの軸
心からの離間距離の相違、並びに両軸心自体のずれによ
って再び「つまり」、「こじれ」の原因となり両部材を
分離した効果が消失して初期の目的が達成できないの
で、両者の結合点の半径方向の寸法誤差を吸収する必要
が生じる。この手段は、クロスバーと各極のトグルリン
クの結合点において、少なくとも一方を半径方向に延び
た長溝孔にすることにより解決される。

従って、この発明の第２の目的はクロスバーの円滑な回
転およびクロスバーとトグルリンクの両部材間の結合が
事実上の同心上で得られた多極形の電気開閉器を提供す
ることにある。

問題点を解決するための手段 上述の第１、第２の目的を達成するために、この発明に
依れば、多極形電気開閉器は、各極毎の固定接触子と、
一対の第１および第２のトグルリンクから成るトグルリ
ンク機構によって回動し開閉操作される可動接触子装置
と、前記第１のトグルリンクの一端を支承するフレーム
とを多極分、絶縁基板上に横並びに配設し且つ前記可動
接触子装置が前記フレーム上に回動可能に支承された可
動接触子支持部材と、前記可動接触子支持部材に回動可
能に支承され一端に接触部と他端に接続部を持つ可動接
触子と、前記可動接触子の接続部に接続され且つ前記可
動接触子支持部材の回動軸を包囲しループ状に形成され
た可撓導体および接触子ばねとから成り、前記第１のト
グルリンクが前記第１のトグルリンクと同心的に回動す
る各極共通のクロスバーの回動によって開閉位置に操作
されることを特徴としている。

この発明の他の目的や特長および利点は以下の添付図面
に沿っての詳細な説明から明らかになろう。

実施例 図面の第１図乃至第4A、Ｂ図にはこの発明の多極形電気
開閉器の一実施例が示されている。

図示される様に、この発明の多極形電気開閉器は絶縁物
から成る基板100上に、一端に固定接点２を備えた固定
接触子１が装着されている。また、固定接点２と接離す
るように可動接点４を備えた可動接触子３が開閉機構の
トグルリンクの一方を形成する下側の第２のトグルリン
ク６および可動接触子支持部材５と軸７によって一体に
接続されている。可動接触子支持部材５はフレーム８に
回動自在に軸支され、先端側にストッパー10が植設され
ていて、可動接触子３の接点側に設けられた切欠き部3a
と対応するようになっている。固定接触子１の固定接点
２に近付くように横Ｖ字形に折り曲げられた固定側アー
クホーン11には縦方向に向けてスリットが設けられ、こ
のスリットの中に閉路時に挿入されるよう可動側アーク
ホーン12が対応して設けられている。薄板状の可動側ア
ークホーン12は可動接触子支持部材５と兼用されて先端
部が固定および可動接点２、４から固定側アークホーン
11の方向に突出するように形成されている。

また、固定側アークホーン11の上部には切欠き部13aを
有する複数個の磁性体から消弧板13を相互に間隔を置い
て積み重ねるように構成された消弧装置14が配設されて
いる。

可動接触子３の尾端部には接続部が設けられ、この接続
部に可撓導体15の一端が接続されている。この可撓導体
15はループ状に形成され、他端部が接続端子16の一端に
ビス17により接続されている。可動接触子３の接触圧力
を与える接触子ばね18は比較的弱い第１のばね18aと比
較的強い第２のばね18bとに分割構成され、第１のばね1
8aは可動接触子支持部材５の回動軸９を巻回するように
装着された捩りばねであって、一端が可動接触子３の尾
端部に設けられた架けピン19に、且つ他端が固定部材20
との間に架設されていて開閉何れの位置においても作用
するようになっている。更に、第２のばね18bは可動接
触子３の尾端部への押圧部材21の頭部と基板100との間
に架設され、押圧部材21が基板100を貫通して移動可能
に支持され、常時には押圧部材21がばね18bの作用力に
より下端に設けられたストッパーピン21aによって制限
される所定の位置にまで押し上げられている。この押圧
部材21は可動接点４が固定接点２に接触する直前より可
動接触子３に接触方向にのみ作用する。下側の第２のト
グルリンク６の上端に連結軸22によって上側の第１のト
グルリンク23が連結されていて、可動接触子３を開閉す
るためのトグルリンク機構を形成している。

第３図に示される様に、コの字形に形成された第１のト
グルリンク23はこれを挟むように両側に設けられた一対
のフレーム８、８に架設された支承軸24によって回動自
在に軸支され、フレーム８、８に設けられたガイド溝8a
（第１図）に第１のトグルリンク23に一体に装着された
ガイドピン25が嵌め込まれている。各極を連動するクロ
スバー26は、クロスバー26と一体に設けられたコの字形
の腕27が第１のトグルリンク23と同一の回動支点を持つ
ように支承軸24の延長端のフレーム８、８の外側で支承
されている。また、第１のトグルリンク23を操作するた
めに、クロスバー26の腕27の一端に支承軸24から半径方
向に延びた長溝27aによって第１のトグルリンク23と一
体のガイドピン25と連結されている。

また、第３図に示される様に、３極用電気開閉器の場
合、各極Ａ、Ｂ、Ｃの接触子装置を一体に開閉操作する
ための開閉操作機構Ｄが設けられている。この開閉操作
機構Ｄは各極Ａ、Ｂ、Ｃの第１のトグルリンク23を連結
するクロスバー26の一端延長側に操作腕30が一体に装着
され、このコの字形の操作腕30が各極の接触子装置の両
側に横並びに設けられた一対のフレーム８、８と同じ様
に並べて設けられたフレーム31、31に回動自在に支承軸
32によって軸支されている。支承軸32はクロスバー26、
並びに第１のトグルリンク23の回動支点となる各極の支
承軸24を結ぶ軸線上に支承され、操作腕30の回動によっ
て各極の接触子装置が開閉操作される。この場合に、支
承軸24、32はフレーム８、31による支持点が８箇所にも
なり、組み立てられた場合に各軸心に僅かな位置ずれを
生じて３極一体に円滑な回転が得られない恐れが在るの
で、クロスバー26の回動自在の支承軸24、32は８個のフ
レーム８、31における支持点の中から回動に支障がない
程度に離間したフレーム８、31が選定されて支持され
る。

すなわち、図示の実施例では、一体的になった支承軸2
4、32は矢印で示すＰ点の３箇所において支持されてい
る。クロスバー26の支持部分は第4A図に示される様に支
承軸24、32がフレーム８、31に回転自在にしっくりと支
承され、その他の部分においては第4B図に示される様に
クロスバー26の回動自在の支承軸24がクロスバー26の腕
27に設けられた支承軸24の軸径より大きな遊び孔27bに
貫挿されていて、実質的には支承されていないように構
成されている。

また、クロスバー26の回動によって第１のトグルリンク
23を３極同時に操作するためにクロスバー26の各極対応
位置に腕27を設け、腕27と第１トグルリンク23に設置さ
れたガイドピン25との間が結合されている。この結合点
においても通常の接続であれば、各極の第１のトグルリ
ンク23とクロスバー26の支承軸24からの離間距離が部品
誤差によって３極が揃わずに僅かな差異並びに軸心のず
れが生じて、「つまり」や「こじれ」が生じるために第
１トグルリンク23に設けられたガイドピン25と、クロス
バー26の腕27に支承軸24から半径方向に延びた長溝孔27
aとによって結合することにより各極の間に生じる寸法
誤差を吸収するように構成されている。

発明の効果 以上の様に、この発明は各極毎に設けられた固定接触子
１と、一対の第１および第２のトグルリンク23、６より
成るトグルリンク機構によって回動し開閉操作される可
動接触子装置と、第１のトグルリンク23の一端を支承す
るフレーム８とを多極分、絶縁物の基板100上に横並び
に配設して、可動接触子装置がフレーム８上に回動可能
に回動軸９により支承された可動接触子支持部材５と、
可動接触子支持部材５に回動可能に軸７に支承されて一
端に可動接点４と他端に接続部を持つ可動接触子３と、
可動接触子３の接続部に接続され且つ可動接触子装置の
回動軸９を包囲してループ状に形成された可撓導体15
と、接触子ばね18とから成り、第１のトグルリンク23と
同心的に設けられた各極共通のクロスバー26の回動によ
って開閉位置に操作されるよう構成されることによって
所期の目的を達成することが出来る。

また、４節機構を使用せずに、第１のトグルリンク23と
同一の支点を持つクロスバー26によって各極のトグルリ
ンクを直接操作して可動接触子装置の開閉を円滑に行う
ことが出来るようにしたものであるので、更に電気開閉
器の小形化を達成することが出来ると共に、この発明に
従って小形で短絡電流耐量を向上させた多極形電気開閉
器が得られる等の効果を奏することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第4A、Ｂ図はこの発明の多極形電気開閉器の
一実施例を示すもので、第１図は閉路状態を、第２図は
開路状態を夫々示す電気開閉器の側断面図、第３図は閉
路状態の３極形要部平面図、第4A図はクロスバーがフレ
ームに支承された状態を示す斜視図で、第4B図は支承さ
れていない状態を示す斜視図、第５図は従来における４
節機構を用いたトグルリンク機構を備えた電気開閉器の
側断面図である。図中、1:固定接触子、2:固定接点、3:
可動接触子、4:可動接点、5:可動接触子支持部材、６、
23:トグルリンク、８、31:フレーム、11:固定側アーク
ホーン、13:消弧板、13a:切欠き部、14:消弧装置、15:
可撓導体、16:接続端子、18:接触子ばね、18a、18b:ば
ね、20:固定部材、21:押圧部材、24、32:支承軸、25:ガ
イドピン、26:クロスバー、27:腕、27a:長溝孔、30:操
作腕。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各極毎の固定接触子と、一対の第１および
   第２のトグルリンクから成るトグルリンク機構によって
   回動し開閉操作される可動接触子装置と、前記第１のト
   グルリンクの一端を支承するフレームとを多極分、絶縁
   基板上に横並びに配設し且つ前記可動接触子装置が前記
   フレーム上に回動可能に支承された可動接触子支持部材
   と、前記可動接触子支持部材に回動可能に支承され一端
   に接触部と他端に接続部を持つ可動接触子と、前記可動
   接触子の接続部に接続され且つ前記可動接触子支持部材
   の回動軸を包囲しループ状に形成された可撓導体および
   接触子ばねとから成り、前記第１のトグルリンクが前記
   第１のトグルリンクと同心的に回動する各極共通のクロ
   スバーの回動によって開閉位置に操作されることを特徴
   とする多極形電気開閉器。
2. 【請求項２】クロスバーは多極の接触子装置のフレーム
   と、接触子装置に並べて配設された開閉操作機構のフレ
   ームとから成るフレーム群の内より選定された複数のフ
   レームによって支承され、且つ前記クロスバーと前記各
   極の第１のトグルリンクが実質上同心にあり、前記クロ
   スバーには各極毎の位置に腕が設けられ、前記腕と前記
   第１のトグルリンクとは少なくとも一方が半径方向に移
   動が可能な長溝孔に挿入されたピンまたは突起によって
   結合されることを特徴とする請求項１記載の多極形電気
   開閉器。