(57)【要約】【課題】省スペース化を図りつつ、ねじ結合での強度を向上できる開閉装置の操作機構を提供すること。【解決手段】開閉装置（１）は、接離可能に設けられて接触状態で通電し、離間状態で通電を遮断する固定接点及び可動接点と、可動接点を操作する操作機構（１０）とを備えている。操作機構は、可動接点を駆動するための駆動部（１４）と、可動接点に接続される絶縁ロッド（１１）と、絶縁ロッドを介して可動接点に付勢力を加えるワイプばね（３０）と、ワイプばねを押圧して付勢力を発生させる押圧ロッド（１３）と、駆動部と絶縁ロッドとを連結しつつワイプばねの付勢力を調整する調整機構（１２）とを備えている。調整機構は、雄ねじ部（２３）と、雄ねじ部の外周側でねじ結合する雌ねじ部（２４）とを備えている。雄ねじ部の内部に収容空間（２８）が形成され、収容空間にワイプばねが収容されて押圧ロッドで押圧される。【選択図】図２
2019046757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接離可能に設けられて接触状態で通電し、離間状態で通電を遮断する固定接点及び可動接点を備えた開閉装置の前記可動接点を操作する操作機構において、
前記接触状態から前記可動接点を駆動して前記離間状態にするための駆動部と、
前記可動接点に接続されて該可動接点と共に変位する接続部材と、
前記接続部材を介して前記可動接点に付勢力を加えて該可動接点と前記固定接点との接圧を付加するワイプばねと、
前記ワイプばねを押圧して前記付勢力を発生させる押圧ロッドと、
前記駆動部と前記接続部材とを連結しつつ前記ワイプばねの前記付勢力を調整する調整機構と、を備え、
前記調整機構は、雄ねじ部と、該雄ねじ部の外周側でねじ結合する雌ねじ部とを備え、前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部の何れか一方が前記駆動部及び前記接続部材の何れか一方に連結され、前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部の何れか他方が前記押圧ロッドに貫通された状態で連結され、
前記押圧ロッドは、前記駆動部及び前記接続部材の何れか他方に連結され、
前記雄ねじ部の内部に収容空間が形成され、該収容空間に前記ワイプばねが収容されて前記押圧ロッドで押圧されることを特徴とする開閉装置の操作機構。
【請求項２】
前記押圧ロッドは、前記雄ねじ部及び前記雌ねじの何れか他方を貫通する貫通軸部と、
前記貫通軸部の一端部に形成されて前記ワイプばねに接触するフランジ壁部と、
前記フランジ壁部の前記貫通軸部と反対側の面から該貫通軸部と同一軸線上に延びる延長軸部とを備え、
前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部の何れか一方には、前記収容空間に連なって前記延長軸部の先端側を受容し前記押圧ロッドの軸方向移動を案内する案内凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置の操作機構。
【請求項３】
前記押圧ロッド及び前記調整機構は、前記駆動部及び前記接続部材と別体とされ、それらの連結には連結部材が介在されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉装置の操作機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統を遮断及び接続する開閉装置の操作機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、接離可能に設けられた固定接触子及び可動接触子を備えた開閉装置（遮断器）が開示されている。このような開閉装置の可動接触子を操作する機構では、可動接触子に連結される操作ロッドを駆動することで、固定接触子から可動接触子を接離し、それら接触子間での通電とその遮断とを操作する。
【０００３】
操作ロッドは、遮断ばねによって駆動する駆動ロッドと連結機構を介して連結され、操作ロッド、駆動ロッド及び連結機構がそれぞれ上下方向に延出して設けられている。連結機構は、駆動ロッドの上端側に連結され、且つ操作ロッドの下端側を上下移動自在に保持するケースと、ケース内に設けられて操作ロッドを付勢するスプリングとを有している。スプリングは、操作ロッドを上方に付勢することで固定接触子に可動接触子を接触させる力を発揮するワイプばねとしての機能を備えている。また、駆動ロッドの上端側には雄ねじが形成され、ケースの底壁に形成された雌ねじとねじ結合することによって連結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２９４０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の機構にあっては、連結機構のケースにおいて、スプリングを収納する部分と、駆動ロッドとねじ結合する部分とが上下方向に並んで設けられる。このため、機構全体としての上下方向のサイズが大きくなり、配置スペースを広く必要になる、という問題がある。また、ケースの底壁に雌ねじが形成されるので、雌ねじの形成部分が底壁の厚み内となって短くなり、ねじ結合の強度に関して改善の余地がある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、省スペース化を図りつつ、ねじ結合での強度を向上することができる開閉装置の操作機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の開閉装置の操作機構は、接離可能に設けられて接触状態で通電し、離間状態で通電を遮断する固定接点及び可動接点を備えた開閉装置の前記可動接点を操作する操作機構において、前記接触状態から前記可動接点を駆動して前記離間状態にするための駆動部と、前記可動接点に接続されて該可動接点と共に変位する接続部材と、前記接続部材を介して前記可動接点に付勢力を加えて該可動接点と前記固定接点との接圧を付加するワイプばねと、前記ワイプばねを押圧して前記付勢力を発生させる押圧ロッドと、前記駆動部と前記接続部材とを連結しつつ前記ワイプばねの前記付勢力を調整する調整機構と、を備え、前記調整機構は、雄ねじ部と、該雄ねじ部の外周側でねじ結合する雌ねじ部とを備え、前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部の何れか一方が前記駆動部及び前記接続部材の何れか一方に連結され、前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部の何れか他方が前記押圧ロッドに貫通された状態で連結され、前記押圧ロッドは、前記駆動部及び前記接続部材の何れか他方に連結され、前記雄ねじ部の内部に収容空間が形成され、該収容空間に前記ワイプばねが収容されて前記押圧ロッドで押圧されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ワイプばねとの中心軸方向にて、雄ねじ部及び雌ねじ部がねじ結合する部分とワイプばねとを同じ位置に配置することができる。これにより、各ねじ部とワイプばねとが中心軸方向に並ばなくなり、かかる中心軸方向のサイズを小さくすることができる。この結果、操作機構の配置スペースを狭くして省スペース化を図ることができ、開閉装置における設置場所等の自由度を高めることができる。また、各ねじ部ではワイプばねの中心軸方向の長さ分の螺合領域を確保でき、ねじ結合の強度向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る開閉装置の断面模式図である。
【図２】実施の形態に係る調整機構及びその周辺構造の概略正面断面図である。
【図３】第１変形例に係る調整機構及びその周辺構造の図２と同様の断面図である。
【図４】第２変形例に係る調整機構及びその周辺構造の図２と同様の断面図である。
【図５】第３変形例に係る調整機構及びその周辺構造の図２と同様の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、実施の形態にかかる開閉装置について説明する。図１は、実施の形態に係る開閉装置の断面模式図である。なお、開閉装置は、図１に示す構成に限定されない。図１に示す開閉装置は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００１１】
図１に示すように、開閉装置１は、筐体２の仕切壁２ａにおける図１中左側に設けられる操作機構１０と、仕切壁２ａの右側に設けられる固定接点及び可動接点（図示省略）とを備えている。固定接点及び可動接点は、接離可能に設けられ、接触状態で通電し、離間状態で通電を遮断する。
【００１２】
操作機構１０は、仕切壁２ａを貫通して図１中横方向に延びる接続部材としての絶縁ロッド１１を備えている。絶縁ロッド１１は、本実施の形態では、横方向に変位するよう仕切壁２ａ周りにおいて支持され、必要に応じて適宜なリンク機構や連結構造等を介して可動接点に接続するよう設けられる。従って、絶縁ロッド１１は、可動接点と共に変位可能に設けられる。
【００１３】
操作機構１０は、調整機構１２及び押圧ロッド１３と、これらを介して絶縁ロッド１１に連結される駆動部１４とを備えている。駆動部１４は、図１に紙面直交方向に延びる開閉軸１６と、開閉軸１６に固定される第１アーム１７及び第２アーム１８と、第１アーム１７の一端部に連結される遮断ばね１９と、第２アーム１８の一端部に係止するラッチ２０とを備えている。
【００１４】
駆動部１４では、引張りばねとなる遮断ばね１９を引き伸ばした状態で第２アーム１８がラッチ２０に係止された状態となり、この状態で固定接点及び可動接点（図示省略）が接触状態とされる。かかる状態から、ラッチ２０を動作させることで、遮断ばね１９の復元力により第２アーム１８、開閉軸１６及び第１アーム１７が図１で反時計回りに回転され、この回転により押圧ロッド１３及び調整機構１２を介して絶縁ロッド１１が図１にて左方向に変位される。そして、この変位に伴い可動接点が駆動されて固定接点から離間する離間状態とされる。
【００１５】
図２は、調整機構及びその周辺構造の概略正面断面図である。図２に示すように、調整機構１２は、雄ねじ部２３と、雄ねじ部２３の外周側でねじ結合する雌ねじ部２４とを備え、雄ねじ部２３及び雌ねじ部２４に押圧ロッド１３が貫通して設けられている。本実施の形態では、雄ねじ部２３、雌ねじ部２４及び押圧ロッド１３は、図２の概略左右方向に、それらの中心軸位置Ｃが延在するように配置されている。
【００１６】
雄ねじ部２３の外周には、中心軸位置Ｃの延在方向全体に亘ってねじ溝２３ａが形成されている。雄ねじ部２３の図２中右端側には突出部２６が形成され、この突出部２６が紙面直交方向に延びる連結ピン（連結部材）２７を介して絶縁ロッド１１と連結されている。従って、絶縁ロッド１１と突出部２６を含む調整機構１２とは、連結ピン２７の軸回りに相対回転可能に設けられる。言い換えると、調整機構１２と絶縁ロッド１１とは別体とされ、それらの連結には連結ピン２７が介在されて相対回転可能となっている。
【００１７】
雄ねじ部２３の内部には、図２中左端側が開口となって凹ませるように収容空間２８が形成されている。収容空間２８は、円筒内周面を含んで形成され、内部に圧縮ばねとなるワイプばね３０が収容されている。ワイプばね３０の一端側（図２中右端側）は、収容空間２８の底側に接触するように配設される。
【００１８】
雌ねじ部２４は、雄ねじ部２３の左端側から螺合するねじ溝２４ａが内周面に形成された袋ナット状に設けられる。雌ねじ部２４は、その図２中左端側に底壁２４ｂを備え、底壁２４ｂに押圧ロッド１３が貫通する穴２４ｃが形成されている。雌ねじ部２４の右端側には、雄ねじ部２３に螺合するロックナット３２が設けられ、ロックナット３２によって雌ねじ部２４が緩んで雄ねじ部２３で回転されることが規制される。
【００１９】
押圧ロッド１３は、雌ねじ部２４の底壁２４ｂを貫通する貫通軸部３４と、貫通軸部３４の図２中右端部（一端部）に形成されるフランジ壁部３５と、貫通軸部３４と同一軸線上に延びる延長軸部３６とを備えている。
【００２０】
押圧ロッド１３の貫通軸部３４は、紙面直交方向に延びる連結ピン（連結部材）３８を介して駆動部１４の第１アーム１７と連結されている。従って、押圧ロッド１３と駆動部１４の第１アーム１７とは、連結ピン３８の軸回りに相対回転可能に設けられる。言い換えると、押圧ロッド１３と駆動部１４とは別体とされ、それらの連結には連結ピン３８が介在されて相対回転可能となっている。
【００２１】
調整機構１２では、押圧ロッド１３を介して雌ねじ部２４が駆動部１４と連結され、雄ねじ部２３が絶縁ロッド１１と連結された状態において、雌ねじ部２４及び雄ねじ部２３がねじ結合される。従って、駆動部１４と絶縁ロッド１１とは調整機構１２によって連結されることとなる。
【００２２】
フランジ壁部３５は、円板状に形成されて厚み方向が図２中左右方向に向けられ、左面に貫通軸部３４が連なって設けられている。フランジ壁部３５の貫通軸部３４と反対側の面つまり右面には延長軸部３６が連なって設けられている。フランジ壁部３５は、収容空間２８の開口側を閉塞するように受容されている。従って、フランジ壁部３５の右面には、ワイプばね３０の他端側（図２中左端側）が接触するように配設される。これにより、フランジ壁部３５がワイプばね３０の受け部材となり、ワイプばね３０がフランジ壁部３５と収容空間２８の底側とで圧縮されて突っ張り力が生じるようになる。
【００２３】
フランジ壁部３５は、収容空間２８の内周径と概略同一若しくは内周径より若干小さい径寸法に形成されて受容される。従って、フランジ壁部３５と収容空間２８とによって押圧ロッド１３の軸方向移動が案内される。
【００２４】
ここで、フランジ壁部３５は、雌ねじ部２４の穴２４ｃよりも大径に形成され、雌ねじ部２４に対する押圧ロッド１３の抜け止めとしても機能する。これにより、雌ねじ部２４に対して押圧ロッド１３が貫通された状態で相互に連結される。
【００２５】
延長軸部３６の先端側（図２中右端側）は、雄ねじ部２３の案内凹部３９に受容されている。案内凹部３９は、収容空間２８の底側に連なって形成される。案内凹部３９は、延長軸部３６と概略同一若しくは若干大きい径寸法となる円筒内周面を含んで形成され、延長軸部３６と案内凹部３９とが摺動することで押圧ロッド１３の軸方向移動が案内される。
【００２６】
続いて、本実施の形態の操作機構１０の動作、機能について説明する。
【００２７】
上述した可動接点が固定接点（何れも不図示）から離れた離間状態では、駆動部１４の遮断ばね１９（図１参照）の力が調整機構１２に作用せず、図２では離れているフランジ壁部３５と雌ねじ部２４の底壁２４ｂとがワイプばね３０の付勢力で接触した状態となる。この状態から可動接点を固定接点に接触するよう操作する場合、開閉軸１６及び第１アーム１７（図１参照）の回転によって押圧ロッド１３を図２中右方向に変位する。このとき、ワイプばね３０によって押圧ロッド１３と雄ねじ部２３とが外向きに突っ張った状態となるので、押圧ロッド１３が右方向に変位すると、この変位に伴って調整機構１２及び絶縁ロッド１１も右方向に変位する。
【００２８】
絶縁ロッド１１は、可動接点が固定接点と接触して停止するまで変位する。可動接点が停止すると絶縁ロッド１１も停止するが、押圧ロッド１３の右方向への変位は第２アーム１８にラッチ２０が係止するまで継続される。かかる変位の継続によって、押圧ロッド１３のフランジ壁部３５が雌ねじ部２４の底壁２４ｂから離間し、フランジ壁部３５がワイプばね３０を圧縮するよう押圧する力を付加する。この押圧に抗してワイプばね３０のばね力で絶縁ロッド１１を右方向に付勢する力が発生し、絶縁ロッド１１を介して可動接点に付勢力が加えられる。この可動接点への付勢力によって、可動接点と固定接点とに接圧を付加することができる。
【００２９】
なお、調整機構１２では、ねじ結合される雄ねじ部２３及び雌ねじ部２４を中心軸位置Ｃに周りに相対回転させることで、それらを中心軸位置Ｃの延在方向に相対移動することができる。この相対移動によって、フランジ壁部３５がワイプばね３０を圧縮して可動接点と固定接点とに接圧を付加する際のフランジ壁部３５の変位量を調整することができる。言い換えると、フランジ壁部３５によるワイプばね３０の圧縮量を可変として、ワイプばね３０による可動接点への付勢力を調整することができる。
【００３０】
このような実施の形態によれば、中心軸位置Ｃの延在方向にて、ワイプばね３０と各ねじ部２３、２４のねじ溝２３ａ、２４ａとが図２の領域Ａにて重なって位置する。換言すると、駆動部１４と絶縁ロッド１１との連結用のねじ構造や、ワイプばね３０による付勢力調整用のねじ構造が、調整機構１２におけるワイプばね３０より図２の右側や左側に並ばなくなる。これにより、駆動部１４と絶縁ロッド１１との間にて、中心軸位置Ｃの延在方向における機構の短縮化を図ることができ、操作機構１０の配置スペースを狭くして省スペース化を図ることができる。この結果、開閉装置１を小型化でき、その設置場所等に関する制約を緩和することができる。
【００３１】
しかも、中心軸位置Ｃの延在方向におけるワイプばね３０の長さに応じ、各ねじ部２３、２４のねじ溝２３ａ、２４ａが螺合する領域も確保できるので、上述の短縮化を図りつつもねじ結合の強度を高めて信頼性を向上することができる。
【００３２】
また、延長軸部３６の先端が案内凹部３９に受容されて中心軸位置Ｃの延在方向に沿う移動が案内されるので、押圧ロッド１３の直線的な変位を安定して維持することができる。
【００３３】
また、連結ピン２７、３８を用いた構成を採用したので、駆動部１４と押圧ロッド１３が別体となり、且つ、絶縁ロッド１１と調整機構１２の雄ねじ部２３が別体となる。これにより、それらが一体となって直線方向に沿って配置される場合に比べ、連結ピン２７、３８を介して屈曲した方向に配置でき、操作機構１０が一方向に長くなることを抑制して省スペース化を図ることができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００３５】
例えば、調整機構１２や押圧ロッド１３の向きや、雄ねじ部２３及び雌ねじ部２４の位置関係等は、種々の変更が可能である。例を挙げると、図３ないし図５に示すような構成を採用してもよい。図３は第１変形例、図４は第２変形例、図５は第３変形例に係る調整機構及びその周辺構造の図２と同様の断面図である。
【００３６】
図３の第１変形例は、上記実施の形態に対して調整機構１２及び押圧ロッド１３を紙面にて１８０°回転させた向きとしている。具体的には、雄ねじ部２３の突出部２６が駆動部１４の第１アーム１７に連結され、押圧ロッド１３が絶縁ロッド１１に連結されている。そして、雌ねじ部２４に押圧ロッド１３が貫通した状態で連結される。
【００３７】
図４の第２変形例は、上記実施の形態に対して調整機構１２における雄ねじ部２３と雌ねじ部２４との位置関係が反対となるような構成としている。具体的には、押圧ロッド１３が貫通する穴２３ｂを雄ねじ部２３に形成する一方、突出部２６を雌ねじ部２４の底壁２４ｂに形成する。雌ねじ部２４の突出部２６が絶縁ロッド１１に連結され、押圧ロッド１３が駆動部１４の第１アーム１７に連結される。そして、雄ねじ部２３に押圧ロッド１３の貫通軸部３４が貫通した状態で連結され、雌ねじ部２４の底壁２４ｂには延長軸部３６を受容する案内凹部３９が形成される。
【００３８】
図５の第３変形例は、上記第２変形例に対して調整機構１２及び押圧ロッド１３を紙面にて１８０°回転させた向きとしている。具体的には、雌ねじ部２４の突出部２６が駆動部１４の第１アーム１７に連結され、押圧ロッド１３が絶縁ロッド１１に連結されている。そして、雄ねじ部２３に押圧ロッド１３が貫通した状態で連結される。
【００３９】
上記各変形例においても、上記実施の形態と同様に雄ねじ部２３の収容空間２８にワイプばね３０が収容され、押圧ロッド１３でワイプばね３０を押圧するよう圧縮して、ワイプばね３０による付勢力が発揮される。
【００４０】
また、上記実施の形態では、接続部材を絶縁ロッド１１とした場合を説明したが、可動接点を変位するために調整機構１２や押圧ロッド１３に連結される構成であれば、プレート状に形成する等、他の構成を採用してもよい。
【００４１】
また、駆動部１４は、上記実施の形態で示した構成に限られるものでなく、可動接点を接触状態から離間状態に駆動するものであれば、種々の構成を採用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  開閉装置
１０  操作機構
１１  絶縁ロッド（接続部材）
１２  調整機構
１３  押圧ロッド
１４  駆動部
２３  雄ねじ部
２４  雌ねじ部
２７  連結ピン（連結部材）
２８  収容空間
３０  ワイプばね
３４  貫通軸部
３５  フランジ壁部
３６  延長軸部
３８  連結ピン（連結部材）
３９  案内凹部
【図１】
2019046757.tif 000003
【図２】
2019046757.tif 000004
【図３】
2019046757.tif 000005
【図４】
2019046757.tif 000006
【図５】
2019046757.tif 000007