(57)【要約】  支持可動部材は、可動接触子に接続されている。支持可動部材に対して連結されているレバーは、レバー軸に回転可能に支持されている。レバーに回転可能に連結されている第１の連結リンクには、第２の連結リンクが回転可能に連結されている。電磁石は、第２の連結リンクに回転可能に連結されているプランジャを変位させて非投入位置から投入開始位置を通って投入完了位置へ支持可動部材を変位させる。保持体は、第１の連結リンクに対する第２の連結リンクの角度を第１の設定角度に保つように保持力を発揮する。制限部材は、レバーに対する第１の連結リンクの角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向へのレバーに対する第１の連結リンクの回転を制限する。
2017122710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接触子と、
投入時には前記固定接触子に接触し、遮断時には前記固定接触子から開離する可動接触子と、
前記可動接触子に接続され、前記遮断時に前記可動接触子が前記固定接触子から開離する非投入位置と、前記投入時の投入動作過程で前記固定接触子に対する前記可動接触子の接触が開始する投入開始位置と、前記投入開始位置よりも前記可動接触子に近づいて前記可動接触子を前記固定接触子に押し付ける投入完了位置との間で変位可能な支持可動部材と、
前記支持可動部材に対して連結されているレバーと、
前記レバーを回転可能に支持するレバー軸と、
前記レバーに回転可能に連結されている第１の連結リンクと、
前記第１の連結リンクに連結されている第２の連結リンクと、
前記第２の連結リンクに回転可能に連結されているプランジャと、
前記投入動作過程で前記プランジャを変位させて前記非投入位置から前記投入開始位置を通って前記投入完了位置へ前記支持可動部材を変位させる電磁石と、
前記第１の連結リンクに対する前記第２の連結リンクの角度を第１の設定角度に保つように保持力を発揮する保持体と、
前記レバーに対する前記第１の連結リンクの角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向への前記レバーに対する前記第１の連結リンクの回転を制限する制限部材と
を備えている遮断器。
【請求項２】
前記制限部材は、前記支持可動部材が前記投入開始位置よりも前記投入完了位置に近づくと、前記レバーに対する前記第１の連結リンクの角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向への前記レバーに対する前記第１の連結リンクの回転を制限する請求項１に記載の遮断器。
【請求項３】
前記第１の連結リンク及び前記第２の連結リンクは、ピンを介して互いに回転可能に連結されており、
前記保持体は、前記第１の連結リンク及び前記第２の連結リンクのそれぞれに接続されている請求項１に記載の遮断器。
【請求項４】
前記第１の連結リンク及び前記第２の連結リンクは、前記保持体を介して互いに連結されている請求項１に記載の遮断器。
【請求項５】
前記保持体の前記保持力は、前記レバーに対する前記第１の連結リンクの角度が前記第２の設定角度になると弱くなる請求項１に記載の遮断器。
【請求項６】
前記支持可動部材が前記投入完了位置にあるときには、前記レバーに対する前記第１の連結リンクの角度が前記第２の設定角度になっており、かつ前記第１の連結リンクに対する前記第２の連結リンクの角度が前記第１の設定角度よりも小さくなっている請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の遮断器。
【請求項７】
前記制限部材は、前記第１の設定角度を保持する前記保持体の保持力を超える初荷重が蓄勢された弾性部材である請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定接触子に可動接触子を接触させたり固定接触子から可動接触子を離したりする遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、リンク機構によって電磁石のプランジャと可動接触子とを連動させ、電磁石の固定子のコイルへの通電によってプランジャを移動させることにより、可動接触子を固定接触子に投入するようにした遮断器が知られている。このような従来の遮断器では、リンク機構にトグル機構を用い、固定接触子に対する可動接触子の投入時にトグル機構が死点を迎えるように構成することにより、可動接触子の投入後に必要となる固定接触子に対する強い接圧が低減され、電磁石に必要な電磁力が抑制される。【０００３】
しかし、従来の遮断器では、電磁石の構造上、可動接触子の投入動作初期に固定子とプランジャとの間のギャップが大きく、投入動作が進むにつれてギャップが小さくなるため、電磁石の電磁力は、可動接触子の投入動作が進むにつれて大きくなる。一方、可動接触子が投入方向へ移動するにつれてトグル機構が死点に近づくことから、投入動作に必要な電磁石の負荷は、可動接触子の投入動作が進むにつれて小さくなる。このようなことから、従来の遮断器では、電磁石が発生する電磁力の特性と、電磁石に必要な負荷の特性とが、可動接触子の投入動作に対して逆になっている。このため、従来の遮断器では、電磁石に必要な負荷の特性に対して効率が悪い大きな電磁石が必要になるという問題があった。【０００４】
そこで、従来、電磁石の大型化を抑制するために、可動接触子と連動するレバーをレバー軸に回転自在に設け、電磁石の電磁力によってレバー軸に向けてローラを移動させながらローラでレバーを回転させることにより、可動接触子を固定接触子に投入するようにした遮断器が提案されている。このような従来の遮断器では、可動接触子が固定接触子に近づくにつれて、レバーに対するローラの作用点がレバー軸に近づくことから、電磁石に必要な負荷の特性が電磁石の電磁力の特性に近づき、電磁石の大型化が抑制されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４４９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示されている従来の遮断器では、ローラがレバーに接触しながら移動するので、ローラが摩耗しやすくなってしまう。これにより、レバーに作用するローラの力線の方向が変化してしまい、可動接触子の投入動作に不具合が生じてしまうおそれがある。また、例えば遮断器の使用条件等によってローラの摩耗量のばらつきが大きくなるので、遮断器の個体差が大きくなってしまい、遮断器の耐久性の管理も難しくなってしまう。さらに、電磁石の限られたストロークの中ではローラの移動量を大きくすることが難しく、電磁石の小型化をさらに図ることができない。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電磁石の小型化を図ることができるとともに、動作の安定性の向上を図ることができる遮断器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による遮断器は、固定接触子と、投入時には固定接触子に接触し、遮断時には固定接触子から開離する可動接触子と、可動接触子に接続され、遮断時に可動接触子が固定接触子から開離する非投入位置と、投入時の投入動作過程で固定接触子に対する可動接触子の接触が開始する投入開始位置と、投入開始位置よりも可動接触子に近づいて可動接触子を固定接触子に押し付ける投入完了位置との間で変位可能な支持可動部材と、支持可動部材に対して連結されているレバーと、レバーを回転可能に支持するレバー軸と、レバーに回転可能に連結されている第１の連結リンクと、第１の連結リンクに連結されている第２の連結リンクと、第２の連結リンクに回転可能に連結されているプランジャと、投入動作過程でプランジャを変位させて非投入位置から投入開始位置を通って投入完了位置へ支持可動部材を変位させる電磁石と、第１の連結リンクに対する第２の連結リンクの角度を第１の設定角度に保つように保持力を発揮する保持体と、レバーに対する第１の連結リンクの角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向へのレバーに対する第１の連結リンクの回転を制限する制限部材とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明による遮断器によれば、制限部材がレバーに対する第１の連結リンクの回転を制限したり、第１の連結リンクに対する第２の連結リンクの角度が保持体の保持力に逆らって小さくなったりすることによって、レバーに対する電磁アクチュエータの投入力の作用点をレバー軸に近づけることができる。これにより、プランジャの後退位置から前進位置への変位によって増大する電磁アクチュエータの力に合わせて、レバーに対するモーメント作用距離を小さくすることができ、遮断器の投入動作に必要なモーメント作用距離の変化に合わせたサイズの電磁石を用いることができる。これにより、電磁石の小型化を図ることができる。また、リンク機構内で摩耗が生じにくいことから、遮断器の動作の安定性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による遮断器を示す構成図である。
【図２】図１の遮断器の要部を模式的に示す構成図である。
【図３】図２のプランジャが後退位置にあるときの遮断器の要部を模式的に示す構成図である。
【図４】図３のプランジャが前進位置に向けて変位されている途中で支持可動部材が投入開始位置に達したときの遮断器の要部を模式的に示す構成図である。
【図５】図４のプランジャが前進位置に向けて変位されている途中で第１の連結リンクが制限部材に当たったときの遮断器を模式的に示す構成図である。
【図６】図５のプランジャが前進位置に達して可動体が投入位置で固定接触子に押し付けられているときの遮断器を模式的に示す構成図である。
【図７】図１のレバーを回転させるのに必要な負荷モーメント［Ｎ・ｍｍ］と、プランジャの後退位置から前進位置までのストローク［ｍｍ］との関係を示すグラフである。
【図８】図１の電磁アクチュエータが発生する電磁吸引力［Ｎ］と、プランジャの後退位置から前進位置までのストローク［ｍｍ］との関係を示すグラフである。
【図９】図１のレバーの回転に必要なモーメント作用距離と、プランジャの後退位置から前進位置までのストローク［ｍｍ］との関係を示すグラフである。
【図１０】図１の遮断器の投入動作中に生じるレバーに対するモーメント作用距離［ｍｍ］と、図１の遮断器の投入動作中にレバーの回転に必要なモーメント作用距離［ｍｍ」とを比較するグラフである。
【図１１】この発明の実施の形態４による遮断器を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による遮断器を示す構成図である。また、図２は、図１の遮断器の要部を模式的に示す構成図である。図において、遮断器１は、ベースである筐体２と、筐体２に設けられている固定接触子３と、固定接触子３に接触したり固定接触子３から離れたりする導電性の可動体４と、可動体４を変位させる駆動力を発生する電磁アクチュエータ５と、可動体４と電磁アクチュエータ５とを連動させるリンク機構６とを有している。固定接触子３、可動体４、電磁アクチュエータ５及びリンク機構６は、筐体２内に配置されている。
【００１２】
筐体２には、筐体２外にそれぞれ露出している電源側端子７及び負荷側端子８が互いに離して固定されている。この例では、電源側端子７が負荷側端子８の上方に配置されている。電源側端子７は、固定接触子３に常に電気的に接続されている。
【００１３】
可動体４は、可動片４１と、可動片４１に設けられている可動接触子４２とを有している。可動片４１は、リンク機構６に連結されている。これにより、可動体４は、リンク機構６の動作に応じて筐体２に対して変位可能になっている。
【００１４】
可動片４１は、可撓導体４３を介して負荷側端子８に接続されている。これにより、可動接触子４２は、負荷側端子８に常に電気的に接続されている。可動接触子４２は、固定接触子３に対向している。可動体４は、可動接触子４２が固定接触子３に接触する接点接触位置と、可動接触子４２が固定接触子３から離れる接点開離位置との間で可撓導体４３を曲げながら固定接触子３及び筐体２に対して変位可能になっている。遮断器１では、可動体４が接点接触位置に達することにより電源側端子７が負荷側端子８と電気的に接続され、可動体４が接点接触位置から外れて固定接触子３から離れると電源側端子７と負荷側端子８との電気的な接続が遮断される。従って、可動接触子４２は、遮断器１の投入時に固定接触子３に接触し、遮断器１の遮断時に固定接触子３から開離する。
【００１５】
電磁アクチュエータ５は、プランジャ５１と、筐体２に固定され、筐体２に対してプランジャ５１を変位させる電磁石５２とを有している。
【００１６】
プランジャ５１は、電磁石５２内に収容されている可動鉄心部５３と、可動鉄心部５３から電磁石５２外へ突出している突出部５４とを有している。また、プランジャ５１は、突出部５４が電磁石５２から一定の突出量で突出する前進位置と、プランジャ５１が前進位置にあるときよりも電磁石５２からの突出部５４の突出量が小さくなっている後退位置との間で筐体２に対して変位可能になっている。この例では、プランジャ５１が上下方向に沿った直線上を変位可能になっており、プランジャ５１の前進位置が後退位置よりも上方に位置している。また、この例では、プランジャ５１の変位を案内する例えばガイド等が電磁石５２内に設けられている。
【００１７】
電磁石５２は、筐体２に固定されている固定鉄心５５と、固定鉄心５５に設けられている投入用コイル５６とを有している。
【００１８】
固定鉄心５５は、プランジャ５１が前進位置に達したときに可動鉄心部５３を受けてプランジャ５１の変位を規制する規制部５５ａを有している。固定鉄心５５の規制部５５ａと可動鉄心部５３との間のギャップは、プランジャ５１が後退位置にあるときに最も大きくなり、プランジャ５１が後退位置から前進位置に向かって変位するにつれて小さくなる。
【００１９】
電磁石５２は、投入用コイル５６への通電が行われることにより、規制部５５ａに可動鉄心部５３を吸引する電磁吸引力を発生する。プランジャ５１は、電磁石５２の電磁吸引力の発生により、後退位置から前進位置へ変位される。また、電磁石５２は、投入用コイル５６への通電が停止されることにより、電磁吸引力の発生を停止する。プランジャ５１は、電磁石５２の電磁吸引力がなくなることにより、例えば自重等によって前進位置から後退位置へ変位される。
【００２０】
リンク機構６は、筐体２に設けられているレバー軸９と、レバー軸９に支持され、レバー軸９を中心として回転可能なレバー６１と、筐体２に設けられている支持軸１０と、支持軸１０に支持され、支持軸１０を中心として回転可能な支持可動部材６２と、レバー６１及び支持可動部材６２のそれぞれに回転可能に連結されている絶縁ロッド６３と、レバー６１及びプランジャ５１のそれぞれに回転可能に連結されている連結体６４と、レバー６１に対する連結体６４の回転を制限する制限部材６５とを有している。レバー軸９及び支持軸１０は筐体２に設けられているので、固定接触子３に対するレバー軸９及び支持軸１０のそれぞれの位置は固定されている。
【００２１】
リンク機構６では、プランジャ５１の変位に応じて連結体６４、レバー６１、絶縁ロッド６３及び支持可動部材６２が変位される。これにより、リンク機構６は、プランジャ５１の前進位置への変位により可動体４を接点接触位置へ変位させ、プランジャ５１の後退位置への変位により可動体４を接点開離位置へ変位させる。
【００２２】
レバー軸９は、水平方向についてプランジャ５１と固定接触子３との間の位置に配置されている。レバー軸９には、レバー６１の中間部が取り付けられている。レバー６１の一端部には第１のピン１１が設けられ、レバー６１の他端部には第２のピン１２が設けられている。この例では、レバー軸９と第１のピン１１との間の距離が、レバー軸９と第２のピン１２との間の距離よりも長くなっている。第１のピン１１はレバー軸９の電磁アクチュエータ５側に位置し、第２のピン１２はレバー軸９の固定接触子３側に位置している。第１のピン１１の位置は、水平方向についてプランジャ５１よりもレバー軸９から遠い位置になっている。連結体６４はレバー６１に対して第１のピン１１を中心に回転可能になっており、絶縁ロッド６３はレバー６１に対して第２のピン１２を中心に回転可能になっている。
【００２３】
支持軸１０は、水平方向についてレバー軸９と固定接触子３との間の位置に配置されている。また、支持軸１０は、レバー軸９と平行に配置されている。支持軸１０には、支持可動部材６２の下端部が回転可能に設けられている。
【００２４】
支持可動部材６２の中間部には、第３のピン１３が設けられている。可動体４は、支持可動部材６２に対して第３のピン１３を中心に回転可能になっている。第３のピン１３には、可動片４１の下端部が設けられている。支持可動部材６２及び可動片４１のそれぞれの上端部間には、弾性体である接圧ばね６６が配置されている。可動片４１の上端部は、接圧ばね６６を介して支持可動部材６２の上端部に接続されている。これにより、支持可動部材６２は、接圧ばね６６及び可動片４１を介して可動接触子４２に接続されている。接圧ばね６６が発生する弾性復元力の大きさは、支持可動部材６２に対する可動片４１の回転に応じて変化する。
【００２５】
可動体４は、支持軸１０を中心とする支持可動部材６２の回転によって接点接触位置と接点開離位置との間で変位される。可動体４が固定接触子３から離れている状態では、可動体４が筐体２に対して支持可動部材６２と一体に変位される。可動体４が接点接触位置に達している状態では、支持可動部材６２が固定接触子３に近づく方向へ回転されると、支持可動部材６２と可動体４との間で接圧ばね６６が押し縮められ、接圧ばね６６の弾性復元力によって可動体４の可動接触子４２が固定接触子３に押し付けられる。
【００２６】
従って、支持可動部材６２は、支持軸１０を中心とする回転によって、遮断時に可動接触子４２が固定接触子３から開離する非投入位置と、投入時の投入動作過程で固定接触子３に対する可動接触子４２の接触が開始する投入開始位置と、投入開始位置よりも可動片４１及び可動接触子４２に近づいて可動接触子４２を固定接触子３に押し付ける投入完了位置との間で変位可能になっている。支持可動部材６２は、非投入位置、投入開始位置及び投入完了位置の順に変位されることにより固定接触子３に近づく。
【００２７】
この例では、可動接触子４２が固定接触子３から離れている状態で、接圧ばね６６が、支持可動部材６２と可動片４１との間で予め一定の力で押し縮められて蓄勢されている。即ち、この例では、可動接触子４２を固定接触子３に押し付ける一定の初荷重が接圧ばね６６に予め与えられている。これにより、遮断器１では、可動接触子４２が固定接触子３に接触したとき、即ち支持可動部材６２が投入開始位置に達したときから、固定接触子３に対する可動接触子４２の接圧が強くなるようになっている。この例では、支持可動部材６２と可動片４１との間の距離の拡大を保持具で阻止することにより、接圧ばね６６が押し縮められた状態を保持し、接圧ばね６６に初荷重を与えている。
【００２８】
絶縁ロッド６３の一端部は第２のピン１２を介してレバー６１に連結され、絶縁ロッド６３の他端部は第３のピン１３を介して支持可動部材６２に連結されている。絶縁ロッド６３は、レバー６１に対して第２のピン１２を中心に回転可能になっており、かつ、支持可動部材６２に対して第３のピン１３を中心に回転可能になっている。これにより、支持可動部材６２に対しては、レバー６１が絶縁ロッド６３を介して変位可能に連結されている。また、絶縁ロッド６３は、例えば樹脂等の電気絶縁性の高い材料で構成されている。レバー６１は、絶縁ロッド６３によって可動体４から電気的に絶縁されている。これにより、電源側端子７と負荷側端子８との間を流れる電流がレバー６１に漏れることが防止されている。
【００２９】
連結体６４は、レバー６１及びプランジャ５１間を連結している。また、連結体６４は、レバー６１に回転可能に連結されている第１の連結リンク６４１と、第１の連結リンク６４１に連結され、プランジャ５１の突出部５４に回転可能に連結されている第２の連結リンク６４２と、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度を第１の設定角度に保持する保持体６４３とを有している。
【００３０】
第１の連結リンク６４１の一端部は、第１のピン１１を介してレバー６１に連結されている。第１の連結リンク６４１は、レバー６１に対して第１のピン１１を中心に回転可能になっている。プランジャ５１の突出部５４には、第４のピン１４が設けられている。第２の連結リンク６４２の一端部は、第４のピン１４を介してプランジャ５１に連結されている。第２の連結リンク６４２は、プランジャ５１に対して第４のピン１４を中心に回転可能になっている。第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２のそれぞれの他端部は、第５のピン１５を介して互いに回転可能に連結されている。
【００３１】
保持体６４３は、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２のそれぞれに接続されている。保持体６４３としては、例えば予め蓄勢されたばね又はゴム等の弾性体が用いられている。保持体６４３は、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度を第１の設定角度に保つように保持力を発揮している。即ち、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度は、第５のピン１５の周りに作用するモーメントに起因して第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２間に作用する力（以下、「連結リンク間作用力）」という）が一定の限界値に達するまでは保持体６４３の保持力によって第１の設定角度に保持される。一方、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２間に作用する連結リンク間作用力が一定の限界値を超えると、第２の連結リンク６４２が第１の連結リンク６４１に対して保持体６４３の保持力に逆らって回転され、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の弾性変形により変化する。この例では、第１の設定角度が９０度よりも大きい鈍角になっている。なお、第１の設定角度は、１８０度以外の角度であればよく、９０度であってもよいし、９０度よりも小さい鋭角であってもよい。
【００３２】
可動接触子４２が固定接触子３から離れている状態、即ち支持可動部材６２が投入開始位置よりも非投入位置側にある状態では、連結リンク間作用力が一定の限界値を下回っており、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が第１の設定角度に保持されている。
【００３３】
一方、支持可動部材６２が投入開始位置に達して可動接触子４２が接点接触位置で固定接触子３に接触した後、プランジャ５１の前進位置への変位によって支持可動部材６２が投入完了位置に達するまでの過程では、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２間に作用する連結リンク間作用力が一定の限界値を超えており、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の保持力に逆らって第１の設定角度よりも小さくなる。即ち、可動体４が接点接触位置で固定接触子３に押し付けられ、支持可動部材６２が投入完了位置に達するとともにプランジャ５１が前進位置に達している状態では、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の保持力に逆らって第１の設定角度よりも小さくなっている。
【００３４】
制限部材６５は、レバー６１と第１の連結リンク６４１との間に配置されている。この例では、制限部材６５が、レバー６１の側面から第１の連結リンク６４１に向けて突出した状態でレバー６１に固定されている。制限部材６５としては、例えばレバー６１に固定された突起又はピン等が用いられている。
【００３５】
また、支持可動部材６２が投入開始位置に達して可動接触子４２が接点接触位置で固定接触子３に接触した後、プランジャ５１の前進位置への変位によって支持可動部材６２が投入完了位置に達するまでの過程でレバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になると、制限部材６５が第１の連結リンク６４１を受けるようになっている。これにより、制限部材６５は、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向へのレバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転を制限する。この例では、第２の設定角度が９０度よりも小さい鋭角になっている。なお、第２の設定角度は、１８０度以外の角度であればよく、９０度であってもよいし、９０度よりも大きい鈍角であってもよい。
【００３６】
即ち、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも大きいときには、第１の連結リンク６４１がレバー６１に対して第１のピン１１を中心に自由に回転されるが、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になると、レバー６１に近づく方向への第１の連結リンク６４１の回転、即ち図１の反時計回りの方向への第１の連結リンク６４１の回転が制限部材６５によって制限される。これにより、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向へレバー６１に対して第１の連結リンク６４１をさらに回転させようとすると、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度を第２の設定角度に保ちながら、第１の連結リンク６４１がレバー６１と一体に変位される。
【００３７】
次に、遮断器１の投入動作について説明する。図３は、図２のプランジャ５１が後退位置にあるときの遮断器１の要部を模式的に示す構成図である。図４は、図３のプランジャ５１が前進位置に向けて変位されている途中で支持可動部材６２が投入開始位置に達したときの遮断器１の要部を模式的に示す構成図である。また、図５は、図４のプランジャ５１が前進位置に向けて変位されている途中で第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たったときの遮断器１を模式的に示す構成図である。さらに、図６は、図５のプランジャ５１が前進位置に達して可動体４が接点接触位置で固定接触子３に押し付けられているときの遮断器１を模式的に示す構成図である。
【００３８】
プランジャ５１が後退位置にあり支持可動部材６２が非投入位置にあるときには、図３に示すように、可動体４が接点開離位置にあり、可動接触子４２が固定接触子３から離れている。即ち、プランジャ５１が後退位置にあるときには、遮断器１の状態が開極状態になっている。
【００３９】
遮断器１が外部から投入指令を受けると、投入用コイル５６に電流が流れ、投入用コイル５６が励磁される。投入用コイル５６が励磁されると、固定鉄心５５の規制部５５ａにプランジャ５１の可動鉄心部５３を吸引する電磁吸引力が電磁石５２に発生する。これにより、後退位置から上方の前進位置に向けた力がプランジャ５１に作用し、プランジャ５１に作用した上方への力がプランジャ５１から連結体６４に伝わる。このとき、プランジャ５１の変位に逆らうリンク機構６の負荷は、レバー軸９、支持軸１０及び第１〜第４のピン１１〜１４の周りに生じるリンク機構６の各要素６１〜６４のわずかな大きさの摩擦力のみである。従って、このときには、レバー６１はレバー軸９の周りに、支持可動部材６２は支持軸１０の周りに、絶縁ロッド６３は第２のピン１２及び第３のピン１３の周りに、連結体６４は第１のピン１１及び第４のピン１４の周りに、それぞれ自由に回転することができる。即ち、可動接触子４２が固定接触子３から離れているときには、電磁アクチュエータ５が連結体６４を変位させるのに必要な力は小さくてよく、連結体６４、レバー６１、絶縁ロッド６３及び支持可動部材６２がプランジャ５１の変位に応じて変位される。
【００４０】
また、可動接触子４２が固定接触子３から離れているときには、プランジャ５１が連結体６４を変位させるのに必要な力が小さいことから、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２間に作用する連結リンク間作用力は一定の限界値を下回っている。従って、プランジャ５１が後退位置から前進位置に向かって変位されると、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が第１の設定角度に保持されたまま、連結体６４がプランジャ５１及びレバー６１のそれぞれに対して一体に回転される。このとき、連結体６４は、第１の連結リンク６４１がレバー６１に近づく方向、即ち第１のピン１１を中心とする図３の反時計回りの方向へレバー６１に対して回転される。これにより、レバー６１がレバー軸９を中心として図３の時計回りの方向へ回転され、絶縁ロッド６３がレバー６１に対して図３の反時計回りの方向へ回転され、支持可動部材６２が支持軸１０を中心として図３の時計回りの方向へ回転される。これにより、支持可動部材６２は非投入位置から投入開始位置に向けて変位され、可動体４は固定接触子３に近づく方向へ支持可動部材６２と一体となって変位される。
【００４１】
このとき、レバー６１に対してプランジャ５１から作用する力ｆ１の方向は、第４のピン１４から第１のピン１１に向かう方向、即ち図３の力ｆ１の矢印の方向になっている。また、このとき、力ｆ１がレバー軸９に対してモーメントとして作用する力線距離、即ちレバー６１に対するモーメント作用距離は、図３の距離Ｌ１、即ち第１のピン１１とレバー軸９との間の距離Ｌ１になっている。
【００４２】
この後、プランジャ５１が前進位置に向けてさらに変位されると、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が小さくなりながら、レバー６１が図３の時計回りの方向へさらに回転される。プランジャ５１の第４のピン１４が基準線Ａから距離ｘ１だけ離れた位置に達すると、図４に示すように支持可動部材６２が投入開始位置に達するとともに可動体４が接点接触位置に達し、可動接触子４２が固定接触子３に接触する。このとき、レバー６１に対してプランジャ５１から作用する力ｆ１’の方向は、第４のピン１４から第１のピン１１に向かう方向、即ち図４の力ｆ１’の矢印の方向になっている。この後もプランジャ５１が前進位置に向けてさらに変位されると、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度がさらに小さくなりながら、レバー６１がレバー軸９を中心に図４の時計回りの方向へ回転され、支持可動部材６２が投入開始位置から投入位置に向けて可動体４に近づく方向へ変位される。これにより、接圧ばね６６がレバー６１の回転に応じて可動体４と支持可動部材６２との間で押し縮められる。このとき、接圧ばね６６の弾性復元力に応じた接点反抗力が可動接触子４２に対して作用する。第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２間に作用する連結リンク間作用力は、可動接触子４２に対する接点反抗力が負荷として生じることにより増加するが、この時点では、保持体６４３の保持力を下回っており、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度は第１の設定角度に保持されている。
【００４３】
この後、プランジャ５１が前進位置に向けて変位されてプランジャ５１の第４のピン１４が基準線Ａから距離ｘ２だけ離れた位置に達すると、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になり、図５に示すように、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たる。なお、基準線Ａは、プランジャ５１が後退位置にあるときの第４のピン１４の位置を示す直線である。これにより、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも小さくなることが阻止され、結果として、第１の連結リンク６４１がレバー６１と一体に回転される。また、このとき、連結リンク間作用力は一定の限界値を超えておらず、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度は保持体６４３によって第１の設定角度に保持されている。これにより、第２の連結リンク６４２も第１の連結リンク６４１と一体に回転される。結果として、このときには、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度を第２の設定角度に保ち、かつ第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度を第１の設定角度に保ちながら、レバー６１、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２が一体となってレバー軸９を中心に回転される。従って、プランジャ５１の第４のピン１４が基準線Ａから距離ｘ２だけ離れた位置に達し、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たると、プランジャ５１からレバー６１に対して作用する力の方向は、図４のｆ１’の矢印の方向から、図５のｆ２の矢印の方向、即ちプランジャ５１が後退位置から前進位置に向かう方向に変化する。これにより、レバー６１に対するプランジャ５１からの力の作用点が第１のピン１１の位置からレバー軸９に近づき、力ｆ２がレバー軸９に対してモーメントとして作用する力線距離が、図４の距離Ｌ１よりも短い図５の距離Ｌ２に変化する。
【００４４】
この後、プランジャ５１がさらに変位され、図６に示すように、プランジャ５１の第４のピン１４が基準線Ａから距離ｘ３（ｘ３＞ｘ２）だけ離れた前進位置にプランジャ５１が達する。このとき、支持可動部材６２は、接圧ばね６６を押し縮めながら可動体４に近づく方向へ回転されて投入完了位置に達する。これにより、可動接触子４２を固定接触子３に押し付ける接圧が増大し、固定接触子３に対する可動接触子４２の接圧が確保される。また、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２間に作用する連結リンク間作用力は、プランジャ５１が前進位置に近づくにつれて増加し、プランジャ５１が前進位置に達するまでに保持体６４３の保持力を超える。即ち、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２間に作用する連結リンク間作用力は、支持可動部材６２が投入開始位置から投入完了位置に近づくにつれて増加し、支持可動部材６２が投入完了位置に達するまでに保持体６４３の保持力を超える。この例では、第１の連結リンク６４１は制限部材６５に当たってから、連結リンク間作用力が保持体６４３の保持力を超えるまでのプランジャ５１及び支持可動部材６２の変位距離は短く、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たるとすぐに連結リンク間作用力が保持体６４３の保持力を超えるようになっている。連結リンク間作用力が保持体６４３の保持力を超えると、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の回転が保持体６４３の保持力に逆らって開始され、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が小さくなる。このとき、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転が制限部材６５によって制限され、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度に保持されたままになっているので、レバー６１及び第１の連結リンク６４１はレバー軸９を中心に一体に回転する。第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の保持力に逆らって小さくなると、プランジャ５１からレバー６１に対して作用する力の方向は、図５のｆ２の矢印の方向から、図６のｆ３の矢印の方向、即ち第４のピン１４から第５のピン１５に向かう方向に変化する。これにより、レバー６１に対するプランジャ５１からの力の作用点がレバー軸９にさらに近づき、力ｆ３がレバー軸９に対してモーメントとして作用する力線距離が、図５の距離Ｌ２よりも短い図６の距離Ｌ３に変化する。
【００４５】
プランジャ５１が前進位置に達し、支持可動部材６２が投入完了位置に達すると、プランジャ５１の可動鉄心部５３が固定鉄心５５の規制部５５ａに接触し、遮断器１の投入動作が完了する。プランジャ５１が前進位置に達し、支持可動部材６２が投入完了位置に達しているときには、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が制限部材６５によって第２の設定角度に保たれた状態で、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の保持力に逆らって第１の設定角度よりも小さくなっている。また、プランジャ５１が前進位置に達し、支持可動部材６２が投入完了位置に達している状態では、レバー軸９及び第２のピン１２を通る直線上に位置する死点、又は死点の近傍に第３のピン１３が位置している。
【００４６】
ここで、図７は、図１のレバー６１を回転させるのに必要な負荷モーメント［Ｎ・ｍｍ］と、プランジャ５１の後退位置から前進位置までのストローク［ｍｍ］との関係を示すグラフである。また、図８は、図１の電磁アクチュエータ５が発生する電磁吸引力［Ｎ］と、プランジャ５１の後退位置から前進位置までのストローク［ｍｍ］との関係を示すグラフである。なお、図７及び図８では、プランジャ５１が後退位置にあるときを遮断器１の開極状態として示し、プランジャ５１が前進位置にあるときを遮断器１の投入状態として示している。
【００４７】
レバー６１を回転させるのに必要な負荷モーメントは、プランジャ５１が後退位置から前進位置に向かって変位されるとき、図７に示すように、可動接触子４２が固定接触子３に接触する時点、即ち接点接触の時点までは、レバー軸９、支持軸１０、第１〜第４のピン１１〜１４のそれぞれの周りの各要素６１〜６４のわずかな摩擦力に起因した大きさになるので、一定の小さな値に維持される。支持可動部材６２が投入開始位置に達し、可動接触子４２が固定接触子３に接触すると、接圧ばね６６に蓄勢された初荷重に応じた接点反抗力が負荷として生じ、レバー６１を回転させるのに必要な負荷モーメントが急激に大きくなる。可動接触子４２が固定接触子３に接触した後から、プランジャ５１が前進位置に達するときまでは、レバー６１の回転に応じて支持可動部材６２が支持軸１０を中心に回転されるので、接圧ばね６６に蓄勢される弾性復元力は増加するものの、レバー６１及び絶縁ロッド６３で構成されるトグル機構が死点に近づくため、トグル機構によるてこの効果によって、レバー６１の回転に必要な負荷モーメントの大きさは急激に０へと近づいていく。
【００４８】
一方、電磁アクチュエータ５の電磁石５２が発生する電磁吸引力は、図８に示すように、プランジャ５１の可動鉄心部５３と固定鉄心５５の規制部５５ａとの間の距離に反比例して急激に増加する。このため、電磁石５２の電磁吸引力の大きさは、プランジャ５１が前進位置に達する時点で最大になる。
【００４９】
レバー６１の回転に必要な負荷モーメント（図７）と、電磁石５２が発生する電磁吸引力（図８）とのそれぞれの特性に基づいて、レバー６１の回転に必要なモーメント作用距離を概算すると、図９に示すグラフになる。図９は、図１のレバー６１の回転に必要なモーメント作用距離と、プランジャ５１の後退位置（開極状態）から前進位置（投入状態）までのストローク［ｍｍ］との関係を示すグラフである。
【００５０】
図９に示すように、プランジャ５１の変位が後退位置から前進位置に向けて開始された時点では、レバー６１に作用する負荷モーメントに対して電磁石の電磁吸引力が小さいため、レバー６１の回転にはある程度の大きさのモーメント作用距離が必要になる。また、プランジャ５１の変位が前進位置に向けて開始されてから可動接触子４２が固定接触子３に接触するまでの間は、レバー６１の回転に必要な負荷モーメントが図７に示すようにほぼ一定で、電磁石５２が発生する電磁吸引力が図８に示すように微増することから、レバー６１の回転に必要なモーメント作用距離は、図９に示すように、プランジャ５１の変位開始時点の距離から微減していく。支持可動部材６２が投入開始位置に達し、可動接触子４２が固定接触子３に接触した時点では、レバー６１の回転に必要な負荷モーメントが図６に示すように急激に増加するため、レバー６１の回転に必要なモーメント作用距離も急激に増加する。可動接触子４２が固定接触子３に接触した後、プランジャ５１が前進位置に達するまでの間は、レバー６１の回転に必要な負荷モーメントの大きさが急激に減少する上、電磁石５２が発生する電磁吸引力が急激に増加するため、レバー６１の回転に必要なモーメント作用距離も、プランジャ５１が前進位置に近づくにつれて急激に０に近づいていく。
【００５１】
図１０は、図１の遮断器１の投入動作中に生じるレバー６１に対するモーメント作用距離［ｍｍ］と、図１の遮断器１の投入動作中にレバー６１の回転に必要なモーメント作用距離［ｍｍ」とを比較するグラフである。図１０では、遮断器１の投入動作中に生じるレバー６１に対するモーメント作用距離を実線で示し、遮断器１の投入動作中にレバー６１の回転に必要なモーメント作用距離を破線で示している。
【００５２】
図１０に示すように、遮断器１の投入動作中に生じるレバー６１に対するモーメント作用距離は、プランジャ５１の変位を開始してから、支持可動部材６２が投入開始位置に達して可動接触子４２が固定接触子３に接触する接点接触の時点を過ぎるまでは、大きな距離Ｌ１になっている。接点接触の時点を過ぎた後、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転が制限部材６５によって制限されると、レバー６１に対するモーメント作用距離がＬ１よりも短い距離Ｌ２に変化する。この後、プランジャ５１が前進位置に向けてさらに変位され、支持可動部材６２が投入完了位置に向けてさらに変位されると、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２間に作用する連結リンク間力が保持体６４３の保持力を超えて、第２の連結リンク６４２が第１の連結リンク６４１に対して回転され、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が第１の設定角度よりも小さくなる。これにより、レバー６１に対するモーメント作用距離がＬ２よりもさらに短い距離Ｌ３に変化する。この後、プランジャ５１が前進位置に達し、支持可動部材６２が投入完了位置に達して遮断器１の投入動作が完了するまでは、リンク機構６の各要素の変位によって、レバー６１に対するモーメント作用距離が、わずかに変化するものの、およそＬ３の近くの値のままとなる。従って、制限部材６５及び保持体６４３によって変化するモーメント作用距離の特性を、遮断器１の必要とするモーメント作用距離の特性に合わせて設定することにより、遮断器１の投入動作に必要なモーメント作用距離の特性に対して電磁石５２の能力を効果的に利用することができる。
【００５３】
このような遮断器１では、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも小さくならないように制限部材６５がレバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転を制限し、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度を保持体６４３が第１の設定角度に保持しているので、プランジャ５１が後退位置から前進位置へ変位されるときに、制限部材６５がレバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転を制限したり、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の保持力に逆らって小さくなったりすることによって、レバー６１に対する電磁アクチュエータ５の投入力の作用点をレバー軸９に近づけることができる。即ち、リンク機構６の各要素６１〜６５の配置、制限部材６５で制限する第２の設定角度、保持体６４３の保持力の設計によって、投入動作中の電磁アクチュエータ５による投入力の作用点を、プランジャ５１のストロークに依存することなく、大きくかつ自由に変化させることができる。これにより、プランジャ５１の後退位置から前進位置への変位によって増大する電磁アクチュエータ５の投入力に合わせて、レバー６１に対するモーメント作用距離を小さくすることができ、遮断器１の投入動作に電磁石５２の電磁吸引力を効率良く利用することができる。従って、遮断器１の投入動作に必要なモーメント作用距離の変化に合わせたサイズの電磁石５２を用いることができ、電磁石５２の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、リンク機構６において摩擦に伴う摩耗が生じにくいことから、遮断器１の投入動作の回数によらず安定した負荷特性を維持することができ、遮断器１の動作の安定性の向上を図ることができるとともに、遮断器１の耐久性の管理を容易にすることができる。
【００５４】
また、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２は、第５のピン１５を介して互いに回転可能に連結されており、保持体６４３は、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２のそれぞれに接続されているので、第１の連結リンク６４１、第２の連結リンク６４２及び保持体６４３を容易に組み立てることができ、連結体６４の製造を容易にすることができる。
【００５５】
なお、上記の例では、遮断器１の投入動作において、可動接触子４２が固定接触子３に接触した後、即ち支持可動部材６２が投入開始位置よりも投入完了位置に近づいた後に、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たるようになっているが、可動接触子４２が固定接触子３に接触する前、即ち支持可動部材６２が投入開始位置よりも非投入位置側にあるときに、第１の連結リンク６４１を制限部材６５に当ててレバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転を制限するようにしてもよい。
【００５６】
可動接触子４２が固定接触子３に接触する前、即ち支持可動部材６２が投入開始位置よりも非投入位置側にあるときに第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たる場合、遮断器１の投入動作は以下のようになる。
【００５７】
即ち、プランジャ５１が後退位置から前進位置に向けて変位されると、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たるまでは、上記の例と同様に、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が第１の設定角度に保たれたまま、連結体６４、レバー６１、絶縁ロッド６３及び支持可動部材６２がプランジャ５１の変位に応じて変位され、可動体４が接点接触位置に向かって変位される。このとき、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度がプランジャ５１の変位に応じて小さくなっていく。また、このとき、レバー６１に対してプランジャ５１から作用する力の方向は、第４のピン１４から第１のピン１１に向かう方向になっており、レバー６１に対するモーメント作用距離は、第１のピン１１とレバー軸９との間の距離Ｌ１になっている。
【００５８】
この後、プランジャ５１が前進位置に向けてさらに変位され、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になると、支持可動部材６２が投入開始位置に達する前に、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たる。これにより、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも小さくなることが阻止され、結果として、第１の連結リンク６４１がレバー６１と一体に回転される。また、このとき、連結リンク間作用力は一定の限界値を超えておらず、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度は保持体６４３によって第１の設定角度に保持されている。即ち、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たると、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度を第２の設定角度に保ち、かつ第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度を第１の設定角度に保ちながら、レバー６１、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２が一体となってレバー軸９を中心に回転される。従って、このとき、プランジャ５１からレバー６１に対して作用する力の方向は、プランジャ５１が後退位置から前進位置に向かう方向に変化し、レバー６１に対するモーメント作用距離も、距離Ｌ１よりも短い距離Ｌ２に変化する。
【００５９】
この後、プランジャ５１が前進位置に向けてさらに変位されると、支持可動部材６２が投入開始位置に達し、可動体４が接点接触位置に達する。これにより、可動接触子４２が固定接触子３に接触する。この後、プランジャ５１が前進位置に向けてさらに変位され、支持可動部材６２が投入開始位置から投入完了位置に向けて変位されることにより、接圧ばね６６に蓄勢された初荷重に応じた接点反抗力が負荷として生じ、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２間に作用する連結リンク間作用力が増加する。連結リンク間作用力が保持体６４３の保持力を超えると、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の回転が保持体６４３の保持力に逆らって開始され、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が小さくなる。このとき、レバー６１及び第１の連結リンク６４１はレバー軸９を中心に一体に回転する。第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の保持力に逆らって小さくなると、プランジャ５１からレバー６１に対して作用する力の方向は、第４のピン１４から第５のピン１５に向かう方向に変化し、レバー６１に対するモーメント作用距離も、距離Ｌ２よりも短い距離Ｌ３に変化する。
【００６０】
この後、プランジャ５１は、前進位置に達するまで変位される。このとき、第２の連結リンク６４２が保持体６４３の保持力に逆らって第１の連結リンク６４１に対してさらに回転されながら、レバー６１及び第１の連結リンク６４１がレバー軸９を中心として一体に回転され、絶縁ロッド６３がレバー６１の回転に応じて変位される。これにより、支持可動部材６２が、絶縁ロッド６３の変位に応じて、投入完了位置に向けて可動体４に近づく方向へ支持軸１０を中心に回転され、接圧ばね６６が可動体４と支持可動部材６２との間で押し縮められる。これにより、可動接触子４２を固定接触子３に押し付ける接圧が増大し、固定接触子３に対する可動接触子４２の接圧が確保される。
【００６１】
このように、可動接触子４２が固定接触子３に接触する前、即ち支持可動部材６２が投入開始位置よりも非投入位置側にあるときに第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たるようにしても、プランジャ５１が後退位置から前進位置へ変位されるときに、レバー６１に対するモーメント作用距離を小さくすることができる。これにより、プランジャ５１の後退位置から前進位置への変位によって増大する電磁アクチュエータ５の投入力に合わせて、レバー６１に対するモーメント作用距離を小さくすることができ、遮断器１の投入動作に電磁石５２の電磁吸引力を効率良く利用することができる。
【００６２】
実施の形態２．
実施の形態２では、制限部材６５が弾性部材で構成されている。制限部材６５としては、例えばばね又はゴム等が用いられている。制限部材６５は、図示しない保持具によって押し縮められて弾性変形された状態でレバー６１に設けられている。これにより、制限部材６５には、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度を第１の設定角度に保持する保持体６４３の保持力を超える初荷重が蓄勢されている。リンク機構６では、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になると、制限部材６５が第１の連結リンク６４１を受けて、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転が制限される。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。
【００６３】
本実施の形態の投入動作では、プランジャ５１が前進位置に向けて変位されるときに、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たるまでは、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の保持力によって第１の設定角度に保持されたまま、第１の連結リンク６４１がレバー６１に対して自由に回転する。
【００６４】
第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たると、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度を第２の設定角度に保ったまま、レバー６１及び第１の連結リンク６４１がレバー軸９を中心として一体に回転される。このとき、制限部材６５が弾性部材であることから、制限部材６５が第１の連結リンク６４１から受ける衝撃が制限部材６５の弾性変形により吸収される。また、このとき、レバー６１に対するプランジャ５１から作用する力の方向は、実施の形態１と同様に、図４の力ｆ１’の矢印の方向から、図５の力ｆ２の矢印の方向へ変化する。さらに、このとき、プランジャ５１からの力がレバー軸９に対してモーメントとして作用する力線距離、即ちレバー６１のモーメント作用距離も、図４の距離Ｌ１から図５の距離Ｌ２に変化する。
【００６５】
この後、プランジャ５１が前進位置に近づくにつれて、支持可動部材６２が可動体４に近づく方向へ回転されることにより、可動接触子４２に対する接点反抗力がリンク機構６の負荷として増加する。このとき、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転力は制限部材６５の初荷重を超えることはなく、第１の連結リンク６４１と第２の連結リンク６４２との間に作用する連結リンク間作用力は保持体６４３の保持力を超える。これにより、このときには、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度を制限部材６５によって第２の設定角度に保ったまま、レバー６１及び第１の連結リンク６４１がレバー軸９を中心に回転され、一方で第２の連結リンク６４２が第１の連結リンク６４１に対して回転されて、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の保持力に逆らって小さくなる。これにより、このときには、レバー６１に対するプランジャ５１から作用する力の方向は、実施の形態１と同様に、図５の力ｆ２の矢印の方向から、図６の力ｆ３の矢印の方向へ変化する。また、このとき、プランジャ５１からの力がレバー軸９に対してモーメントとして作用する力線距離、即ちレバー６１のモーメント作用距離も、図５の距離Ｌ２から図６の距離Ｌ３に変化する。
【００６６】
このような遮断器１では、制限部材６５が弾性部材であり、第１の設定角度を保持する保持体６４３の保持力を超える初荷重が制限部材６５に蓄勢されているので、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度を制限部材６５によって弾性的に制限することができ、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たったときに生じる衝撃力及び騒音を緩和することができる。これにより、遮断器１の動作中のレバー６１及び第１の連結リンク６４１に対する衝撃力を緩和することができ、レバー６１及び第１の連結リンク６４１の必要強度を低下させることができる。従って、遮断器１の小型化をさらに図ることができる。
【００６７】
実施の形態３．
実施の形態１及び２では、制限部材６５がレバー６１に固定されているが、レバー６１に制限部材６５をレバー６１の長手方向に沿ってスライド可能に設けてもよい。本実施の形態では、制限部材６５が、通常位置と、通常位置よりもレバー軸９に近い作動位置との間でレバー６１に対してスライド可能になっている。本実施の形態の制限部材６５の素材は、実施の形態１の制限部材６５と同様である。また、制限部材６５は、レバー６１に対して図示しないばね等の弾性体の弾性復元力によって通常位置に保持されている。さらに、制限部材６５は、弾性体の弾性復元力に逆らう力が制限部材６５に加わることによって通常位置から作動位置へレバー６１に対してスライド可能になっている。
【００６８】
制限部材６５は、レバー６１に対して作動位置に保持されているときに、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向へのレバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転を制限する。また、制限部材６５が通常位置にあるときには、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも大きい第３の設定角度になると、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たる。また、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たっている状態では、第１の連結リンク６４１が弾性体の弾性復元力に逆らって制限部材６５を押して制限部材６５を通常位置から作動位置へレバー６１に対してスライドさせることにより、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第３の設定角度よりも小さくなる方向へ第１の連結リンク６４１がレバー６１に対して回転する。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００６９】
次に、動作について説明する。遮断器１が開極状態になっているときには、第１の連結リンク６４１が制限部材６５から離れているとともに、制限部材６５が弾性体の弾性復元力によって通常位置に保持されている。遮断器１が投入動作を行うときには、プランジャ５１が後退位置から前進位置に向かって変位されることにより、支持可動部材６２が非投入位置から投入開始位置に向かって変位される。支持可動部材６２が投入開始位置に達すると、可動体４が接点接触位置に達し、可動接触子４２が固定接触子３に接触する。このとき、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度は第３の設定角度よりも大きくなっており、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度は保持体６４３によって第１の設定角度に保持されている。
【００７０】
支持可動部材６２が投入開始位置に達した後、プランジャ５１が前進位置に向かってさらに変位されると、支持可動部材６２が投入開始位置から投入完了位置に向かって変位され、接圧ばね６６が縮められて可動接触子４２に対して接点反抗力が作用する。これにより、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第３の設定角度になって第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たるとともに、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４１の角度が保持体６４３の保持力に逆らって第１の設定角度よりも小さくなる。
【００７１】
この後、プランジャ５１を前進位置に向けてさらに変位させて、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第３の設定角度よりも小さくなる方向へレバー６１に対して第１の連結リンク６４１をさらに回転させようとすると、制限部材６５は、弾性体の弾性復元力に逆らって、第１の連結リンク６４１から受ける反力によって通常位置から作動位置に向けて変位し始める。このとき、第１の連結リンク６４１で制限部材６５を押す荷重が、第１の設定角度を保持する保持体６４３の保持力を超える荷重になると、通常位置から作動位置への制限部材６５の変位が開始する。
【００７２】
制限部材６５が通常位置から作動位置に向かって変位し始めると、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第３の設定角度よりも小さくなる方向へ第１の連結リンク６４１が制限部材６５の変位に応じてレバー６１に対して回転し、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になると、制限部材６５が作動位置に達する。制限部材６５が作動位置に達すると、制限部材６５の変位が止まる。これにより、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向へのレバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転が阻止される。
【００７３】
レバー６１に対するプランジャ５１から作用する力の方向は、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第３の設定角度から第２の設定角度になるまでの間に、実施の形態１と同様に、図４の力ｆ１’の矢印の方向から、図５の力ｆ２の矢印の方向へ変化する。このとき、本実施の形態では、制限部材６５が第１の連結リンク６４１から受ける反力によって通常位置から作動位置へ変位されるため、力ｆ１’の方向及び大きさは、急激に変化せず力ｆ２の方向及び大きさに向かって連続的にかつ緩やかに変化する。
【００７４】
この後、プランジャ５１が前進位置に近づくにつれて、支持可動部材６２が投入完了位置に向かって変位されることにより、可動接触子４２に対する接点反抗力がリンク機構６の負荷として増加する。このとき、制限部材６５がレバー６１に対して作動位置に保持された状態で制限部材６５が第１の連結リンク６４１を受けている。また、このとき、第１の連結リンク６４１と第２の連結リンク６４２との間に作用する連結リンク間作用力は、保持体６４３の保持力を超えている。これにより、このときには、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度に維持されたまま、レバー６１及び第１の連結リンク６４１がレバー軸９を中心に一体に回転されるとともに、第２の連結リンク６４２が第１の連結リンク６４１に対して回転されて、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の保持力に逆らって小さくなる。従って、このときには、レバー６１に対するプランジャ５１から作用する力の方向は、図５の力ｆ２の矢印の方向から、図６の力ｆ３の矢印の方向へ連続的に変化する。また、このとき、プランジャ５１からの力がレバー軸９に対してモーメントとして作用する力線距離、即ちレバー６１のモーメント作用距離も、図５の距離Ｌ２から図６の距離Ｌ３に連続的に変化する。
【００７５】
このような遮断器１では、制限部材６５が、通常位置と、通常位置よりもレバー軸９に近い作動位置との間でレバー６１に対してスライド可能になっているので、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が小さくなる方向へ第１の連結リンク６４１がレバー６１に対して回転されるときに、制限部材６５を押してレバー６１に対してスライドさせながら、第１の連結リンク６４１をレバー６１に対して回転させることができ、レバー６１に対するプランジャ５１から作用する力の方向及び大きさを緩やかかつ連続的に変化させることができる。これにより、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たった後の電磁石５２に必要な負荷の特性に対して必要になるエネルギをさらに少なくすることができる。従って、電磁石５２の小型化を図ることができ、遮断器１の小型化をさらに図ることができる。
【００７６】
なお、上記の例では、制限部材６５として実施の形態１と同様の制限部材が用いられているが、実施の形態２の制限部材として用いられている弾性部材を本実施の形態の制限部材６５として用いてもよい。
【００７７】
実施の形態４．
図１１は、この発明の実施の形態４による遮断器１を示す構成図である。第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２は、直接連結されておらず、Ｕ字状に曲げられた保持体６４３を介して互いに連結されている。保持体６４３としては、例えば板ばね等が用いられている。この例では、保持体６４３の厚さが第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２のそれぞれの厚さよりも薄くなっており、保持体６４３が第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２よりも弾性変形しやすくなっている。また、この例では、一体成形体である単一材によって連結体６４が構成されている。第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度は、保持体６４３によって第１の設定角度に保持されている。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。
【００７８】
本実施の形態の投入動作では、プランジャ５１が前進位置に向けて変位されるときに、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たるまでは、レバー６１に対してプランジャ５１から作用する力の方向が、保持体６４３の屈曲部分から第１のピン１１に向かう方向になっている。
【００７９】
第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たると、レバー６１に対してプランジャ５１から作用する力の方向は、プランジャ５１が後退位置から前進位置に向かう方向に変化し、レバー６１に対するモーメント作用距離が短くなる。この後、第１の連結リンク６４１と第２の連結リンク６４２との間に作用する連結リンク間作用力が保持体６４３の保持力を超えるまでは、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度を第２の設定角度に保ち、かつ第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度を第１の設定角度に保ったまま、レバー６１及び連結体６４が一体にレバー軸９を中心として回転される。
【００８０】
第１の連結リンク６４１と第２の連結リンク６４２との間に作用する連結リンク間作用力が保持体６４３の保持力を超えると、保持体６４３の屈曲角度が小さくなる方向へ保持体６４３が弾性変形しながら、第２の連結リンク６４２が第１の連結リンク６４１に対して回転される。これにより、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が保持体６４３の保持力に逆らって第１の設定角度よりも小さくなる。このとき、レバー６１に対するプランジャ５１から作用する力の方向は、第４のピン１４から保持体６４３の屈曲部分に向かう方向へ変化し、レバー６１に対するモーメント作用距離がさらに短くなる。
【００８１】
このような遮断器１では、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２が保持体６４３を介して互いに連結されているので、第１の連結リンク６４１と第２の連結リンク６４２とを連結するためのピンをなくすことができる。これにより、リンク機構６の部品点数を減らすことができ、リンク機構６の組み立て作業の手間の軽減化を図ることができる。また、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２に対する第５のピン１５の摩擦による損失をなくすことができ、プランジャ５１からの力を可動体４へリンク機構６によって効率良く伝達させることができる。
【００８２】
なお、上記の例では、連結体６４が単一材で構成されているが、第１の連結リンク６４１、第２の連結リンク６４２及び保持体６４３を別部材で構成してもよい。この場合、保持体６４３は、例えば溶接又はねじ等によって第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２に固定される。
【００８３】
また、上記の例では、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２が保持体６４３を介して連結されている構成が実施の形態１の連結体６４に適用されているが、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２が保持体６４３を介して連結されている構成を実施の形態２又は３の連結体６４に適用してもよい。
【００８４】
実施の形態５．
実施の形態４では、保持体６４３として板ばねが用いられているが、ラッチ機構及び弾性体を組み合わせた構造体を保持体６４３として用いてもよい。
【００８５】
即ち、保持体６４３は、ラッチ機構と、弾性体である補助ばねとを有している。ラッチ機構は、第２の連結リンク６４２に設けられている本体部材と、第１の連結リンク６４１に変位可能に設けられ、本体部材に掛かっているカム部材と、本体部材に掛かった状態でカム部材を第１の連結リンク６４１に保持するラッチばねとを有している。本体部材及びカム部材は、剛体になっている。カム部材は、第１の連結リンク６４１から制限部材６５に向けて突出している。レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも大きいときには、カム部材が本体部材に掛かった状態になっており、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が第１の設定角度に保持されている。レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が小さくなる方向へ第１の連結リンク６４１がレバー６１に対して回転されて、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になると、ラッチ機構では、カム部材が制限部材６５に押されることにより、カム部材が本体部材から外れる。これにより、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向へのレバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転が許容される。
【００８６】
補助ばねは、第１の連結リンク６４１及び第２の連結リンク６４２間に設けられている。また、補助ばねは、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が第１の設定角度よりも小さくなる方向への第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の回転に逆らう弾性復元力を発生する。第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が補助ばねの弾性復元力に逆らって第１の設定角度よりも小さくなると、プランジャ５１の力が第２の連結リンク６４２から補助ばねを介して第１の連結リンク６４１に伝わる。即ち、保持体６４３の保持力は、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも大きいときに、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度をラッチ機構によって第１の設定角度に強固に保持する大きさになっているが、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になると、ラッチ機構による保持がなくなることにより弱くなる。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００８７】
遮断器１の投入動作では、プランジャ５１が後退位置から前進位置に向かって変位されるにつれて、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が小さくなる。この後、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になると、第１の連結リンク６４１が制限部材６５に当たる。このとき、ラッチ機構のカム部材が制限部材６５に押されてカム部材が本体部材から外れる。これにより、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向へのレバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転が可能になる。この後、プランジャ５１が前進位置に向かってさらに変位されることにより、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも小さくなる方向へ第２の連結リンク６４２が補助ばねの弾性復元力に逆らって第１の連結リンク６４１に対して回転される。
【００８８】
一方、遮断器１の遮断動作では、プランジャ５１が前進位置から後退位置に向かって変位されると、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が大きくなる方向へ第２の連結リンク６４２が第１の連結リンク６４１に対して回転され、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも大きくなる方向へ第１の連結リンク６４１がレバー６１に対して回転される。これにより、ラッチ機構のカム部材が制限部材６５から外れて、カム部材が本体部材に掛かった状態にラッチ機構の状態が復帰する。カム部材が本体部材に掛かった状態にラッチ機構の状態が復帰すると、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度が第１の設定角度に再び保持される。他の動作は実施の形態１と同様である。
【００８９】
このような遮断器１では、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になると保持体６４３の保持力が弱くなるので、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度よりも大きいときに、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度を第１の設定角度に保持し、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になると、第１の連結リンク６４１に対する第２の連結リンク６４２の角度を第１の設定角度よりも小さくすることができる。これにより、実施の形態１と同様に、プランジャ５１の後退位置から前進位置への変位によって増大する電磁アクチュエータ５の投入力に合わせて、レバー６１に対するモーメント作用距離を小さくすることができ、遮断器１の投入動作に電磁石５２の電磁吸引力を効率良く利用することができ、電磁石５２の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００９０】
なお、実施の形態１、２、４及び５では、制限部材６５がレバー６１に固定されているが、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の回転が制限されるのであれば、これに限定されない。例えば、第１の連結リンク６４１に制限部材６５を固定してもよいし、レバー軸９に制限部材６５を回転可能に設けておき、レバー６１に対する第１の連結リンク６４１の角度が第２の設定角度になったときにレバー６１と第１の連結リンク６４１との間に制限部材６５が噛み込むようにしてもよい。
【００９１】
また、各上記実施の形態では、電磁石５２が固定鉄心５５及び投入用コイル５６を有しているが、これに限定されない。例えば、電磁石５２が、投入用コイル５６とは逆方向、即ち前進位置から後退位置へプランジャ５１を変位させる電磁吸引力を発生する遮断用コイルを、固定鉄心５５及び投入用コイル５６に加えて有していてもよい。このようにすれば、プランジャ５１を前進位置から後退位置へより確実に変位させることができ、遮断器１の遮断動作をより確実に行うことができる。また、例えば、電磁石５２が、投入用コイル５６への通電停止後にプランジャ５１を前進位置に保持する磁力を発生する永久磁石を、固定鉄心５５及び投入用コイル５６に加えて有していてもよい。このようにすれば、投入用コイル５６への通電を停止した状態でプランジャ５１を前進位置に保持することができ、省エネルギの効果を向上させることができる。さらに、固定鉄心５５、投入用コイル５６、遮断用コイル及び永久磁石を組み合わせて電磁石５２を構成してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１  遮断器、２  筐体（ベース）、３  固定接触子、４  可動体、５  電磁アクチュエータ、６  リンク機構、９  レバー軸、１０  支持軸、１５  第５のピン、４２  可動接触子、５１  プランジャ、５２  電磁石、６１  レバー、６４  連結体、６５  制限部材、６４１  第１の連結リンク、６４２  第２の連結リンク、６４３  保持体。
【図１】
2017122710.tif 000003
【図２】
2017122710.tif 000004
【図３】
2017122710.tif 000005
【図４】
2017122710.tif 000006
【図５】
2017122710.tif 000007
【図６】
2017122710.tif 000008
【図７】
2017122710.tif 000009
【図８】
2017122710.tif 000010
【図９】
2017122710.tif 000011
【図１０】
2017122710.tif 000012
【図１１】
2017122710.tif 000013
【国際調査報告】
2017122710.tif 000014
2017122710.tif 000015