(57)【要約】【課題】接点間の接触圧力を確保しつつ、ハンドルに加える力を軽減して操作性を改善し、併せて遮断器全体の高さを縮減して小型化が図れるようする。【解決手段】可動接触子１２に連繋したトグルリンク機構２２、および該トグルリンク機構とハンドル３との間に架け渡した開閉スプリング２３を備え、開閉スプリングを駆動源としてハンドルのＯＮ／ＯＦＦ切換え操作により、トグルリンク機構を介して可動接触子を開，閉位置に駆動する回路遮断器の開閉機構において、トグルリンク機構を前後２段のトグルリンク２２−１と２２−２を直列に組み合わせて構成した上で、その前段トグルリンクとハンドルとの間に開閉スプリングを架け渡し、ハンドルＯＮ操作時にスプリングから加わる駆動力を各段のトグルリンクの倍力効果により多段増幅した上で、後段トグルリンクを介して可動接触子を開極，閉極位置に駆動するようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンクの出力端を可動接触子に連繋したトグルリンク機構、および該トグルリンク機構と開閉操作用ハンドルとの間に架け渡した開閉スプリングを備え、開閉スプリングを駆動源としてハンドルのＯＮ／ＯＦＦ切換え操作により、トグルリンク機構を介して可動接触子を開，閉位置に駆動する回路遮断器の開閉機構において、
前記トグルリンク機構を複数段のトグルリンクを直列に組み合わせて構成した上で、その前段トグルリンクとハンドルとの間に開閉スプリングを架け渡し、ハンドルのＯＮ操作時にスプリングから加わる駆動力を各段トグルリンクの倍力効果により多段増幅させた上で、後段トグルリンクを介して可動接触子を開極，閉極位置に駆動するようにしたことを特徴とする回路遮断器の開閉機構。
【請求項２】
請求項１に記載の開閉機構において、トグルリンク機構を構成するトグルリンクの段数を２段として、その前段トグルリンクの中間節点とハンドルとの間に開閉スプリングを張架した上で、該トグルリンクの出力端を後段トグルリンクの中間節点に連結し、さらに後段トグルリンクの出力端を可動接触子に連繋させたことを特徴とする回路遮断器の開閉機構。
【請求項３】
請求項２に記載の開閉機構において、回路遮断器の高さ方向を縦向きとして、ハンドルと前段トグルリンクとの間に架け渡した開閉スプリングを横向きに配置し、この配置に合わせて前段トグルリンクと後段トグルリンクとの連結角度を調整して可動接触子に連繋させたことを特徴とする回路遮断器の開閉機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線用遮断器などを対象とする回路遮断器の開閉機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
頭記回路遮断器の開閉機構として、電流遮断部の可動接触子に連繋した倍力トグルリンク機構、および該トグルリンク機構の中間節点と開閉操作ハンドルとの間に架け渡した開閉スプリングを備え、該スプリングを駆動源として前記ハンドルのＯＮ／ＯＦＦ操作により、トグルリンク機構を介して可動接触子を開，閉位置に駆動するようにしたものが周知である（例えば、特許文献１参照。）。
次に、前記の特許文献１に開示されている回路遮断器を例に、従来における開閉機構の構成，動作を図３〜図５で説明する。各図において、１は回路遮断器の電流遮断部、２は開閉機構、３は開閉操作用ハンドル（ロッカー式ハンドル）であり、電流遮断部１は図４で示すように電源側および負荷側に分けて配した一対の固定接触子１１，固定接触子１１の間にまたがる橋絡型可動接触子１２，可動接触子１２を搭載した回転ドラム形の接触子ホルダ１３，および消弧室１４をケース内に組み込んだ構成になる。
【０００３】
一方、開閉機構２は、フレーム（組立枠）２１に倍力トグルリンク機構２２，開閉スプリング（引っ張りばね）２３，ラッチ２４，ラッチ受け２５、およびハンドル３を組付けた構成で、前記電流遮断部１の上部側に配置されている。ここで、トグルリンク機構２２は上下２枚のリンク２２ａ，２２ｂを組み合わせ、リンク２２ａと２２ｂとの間をピン結合（中間節点：ａ）した上で、リンク２２ａの他端はラッチ２４に枢支（枢支点：ｂ）し、リンク２２ｂの他端を出力端として前記接触子ホルダ１３に結合するクランクレバー４のクランクピン４ａに連結している。一方、開閉スプリング２３は、ハンドル３とトグルリンク機構２２の中間節点ａとの間に張架されている。なお、３ａはハンドル３の支持レバー３ａであり、ハンドル３は支持レバー３ａを介して開閉機構のフレーム２１へ揺動可能に枢支（枢支点：ｃ）されている。
【０００４】
上記の構成で、ハンドル３を手動操作で図５（ａ）  のＯＮ位置に倒すと、トグルリンク機構２２はその中間節点ａに加わる開閉スプリング２３のばね力（引っ張り力）でリンク２２ａと２２ｂとが突っ張る方向に伸長し、リンク２２ａの出力端（下端）に連結したクランクレバー４を介して接触子ホルダ１３（図４参照）を反時計方向に駆動する。これにより、可動接触子１２が固定接触子１１に当接して主回路接点が閉極する。また、この閉極状態では、開閉スプリング２３の駆動力がトグルリンク機構２２の倍力効果によって増幅され（トグルリンク機構の動作原理については周知であり、ここではその説明は省略する）、その出力で可動接触子１２と固定接触子１１との間に通電に必要な接触圧を与えている。
【０００５】
一方、ハンドル３を前記のＯＮ位置から図５（ｂ）  のＯＦＦ位置に移動すると、このハンドルの動きに従動して開閉スプリング２３が反転動作（ばね力の作用線がハンドル３の揺動支点ｃの右側に移動）し、このときのばね力を受けてトグルリンク機構２２のリンク２２ａと２２ｂが“逆くの字”に屈折する。これにより、クランクレバー４を介して接触子ホルダ１３が時計方向に反転動作し、可動接触子１２が固定接触子１１より開離して主回路接点ＯＦＦとなる。
なお、図示してないが、回路遮断器には過電流検出装置を備えており、主回路に過負荷電流，短絡電流が流れた際にラッチ受け２３とラッチ２４との掛合を釈放して回路遮断器をトリップ動作させる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２８９６１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
配線用遮断器などのように低圧配電設備のコンポーネントとして配電盤などに配置して使用する回路遮断器は、その製品ができるだけ小型，コンパクトな構成であること、また手動による開閉操作性の面からハンドルを小さな力でＯＮ／ＯＦＦ操作できることが望まれる。
かかる点、回路遮断器に搭載した前記従来の開閉機構では、電流遮断部１に組み込んだ接触子ホルダ１３に連繋して上方のハンドル３との間に配置した開閉機構２のトグルリンク機構２２，開閉スプリング２３は縦向き配置である。しかも、開閉スプリング２３は該スプリングに課せられた荷重によって大きさが決まる。そのために、倍力機構であるトグルリンク機構２２のリンク比を最適に設計しても回路遮断器全体の高さ寸法の縮小化には限界がある。
【０００８】
また、定格電流が大きなフレームの回路遮断器では、安定した通電に要する接点間の接触圧力を確保するには開閉スプリング２２の荷重も大きくなるために、ハンドル３を手動操作でＯＮ／ＯＦＦ位置に移動するには非常に大きな力を要することになって操作性が低下する。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、接点間の十分な接触圧力を確保しつつ、ハンドルに加える力を軽減して操作性を改善し、併せて遮断器全体の高さを縮減して小型化が図れるように改良した回路遮断器の開閉機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、可動接触子にリンク出力端を連繋したトグルリンク機構，および該トグルリンク機構と開閉操作用ハンドルとの間に架け渡した開閉スプリングを備え、該スプリングを駆動源としてハンドルのＯＮ／ＯＦＦ切換え操作により、トグルリンク機構を介して可動接触子を開，閉位置に駆動する回路遮断器の開閉機構において、
前記トグルリンク機構を複数段のトグルリンクを直列に組み合わせて構成した上で、その前段トグルリンクとハンドルとの間に開閉スプリングを架け渡し、ハンドルのＯＮ操作時にスプリングから加わる駆動力を各段トグルリンクの倍力効果により多段増幅させた上で、後段トグルリンクを介して可動接触子を開極，閉極位置に駆動するものとし（請求項１）、具体的には次記のような態様で構成する。
【００１０】
（１）  トグルリンク機構を構成するトグルリンクの段数を２段として、その前段トグルリンクの中間節点とハンドルとの間に開閉スプリングを張架した上で、該トグルリンクの出力端を後段トグルリンクの中間節点に連結し、さらに後段トグルリンクの出力端を可動接触子に連繋させる（請求項２）。
（２）  回路遮断器の高さ方向を縦向きとして、ハンドルと前段トグルリンクとの間に架け渡した開閉スプリングを横向きに配置し、この配置に合わせて前段トグルリンクと後段トグルリンクとの連結角度を調整して可動接触子に連繋させるようにする（請求項３）。
【００１１】
上記のように開閉機構に組み込んだ倍力トグルリンク機構を直列に組み合わせた複数段のトグルリンクで構成し、開閉スプリングの駆動力を各段のトグルリンクを伝達する過程でその倍力効果により増幅させて可動接触子を閉極位置に駆動するようにしたことで、所要の接点間接触圧力に対して開閉スプリングに課せられる荷重を低く抑えることができ、これに伴い手動でハンドルをＯＮ／ＯＦＦ位置に移動する操作力を軽くして操作性の改善が図れる。
また、開閉スプリングからトグルリンク機構を経て可動接触子に加える駆動力の伝達経路について、前後２段のトグルリンクを直列に組み合わせて構成したトグルリンク機構では、トグルリンク間の連結角度を変更することによって各段トグルリンクのレイアウトに対する設計的な自由度が増す。したがって、電流遮断部の構成は変えずに、開閉機構に組み込む開閉スプリングの配置を従来製品の縦向きから横向きに変え、この配置に合わせて前後段のトグルリンクのレイアウトを調整することで遮断器全体の高さを在来製品よりも低く構成できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１，図２の実施例で説明する。なお、実施例の図中で図３〜図５に対応する部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
〔実施例１〕
図１（ａ），（ｂ）  は本発明の第１の実施例に係る開閉機構の構成，およびそのＯＮ，ＯＦＦ動作状態を表す図である。この実施例においては、開閉機構２に装備したトグルリンク機構２２を前後段のトグルリンク２２−１と２２−２を直列に組み合わせて構成し、開閉スプリング２３の駆動力を前段トグルリンク２２−１と後段トグルリンク２２−２とにより多段増幅して可動接触子１２の接触子ホルダ１３を開閉駆動するようにしている。さらに、開閉スプリング２３は、回路遮断器の高さ方向を縦向きとして横向きに配置（図５の開閉機構では縦向き）し、この配置に合わせて前段トグルリンク２２−１および後段トグルリンク２２−２を図示のようにレイアウトして接触子ホルダ１３に連繋させている。
【００１３】
すなわち、開閉スプリング２３は横向きとして、その両端がハンドル３の支持レバー３ａと２枚のリンク２２ａ，２２ｂを組み合わせた前段トグルリンク２２−１の中間節点ａとの間に張架されている。一方、後段トグルリンク２２−２は２枚のリンク２２ｃと２２ｄの間をピン結合して中間節点ｄとし、リンク２２ｃの他端は開閉機構のフレーム２１に枢支し（枢支点：ｅ）、リンク２２ｄの他端をリンクの出力端として接触子ホルダ１３に結合するクランクレバー４のレバーピン４ａに連結している。そして、後段トグルリンク２２−２の中間節点ｄに前段トグルリンク２２−１のリンク２２ｂの先端（リンク出力端）を連結し、開閉スプリング２３と接触子ホルダ１３との間に駆動力の伝達経路を構成している。
【００１４】
上記の構成で、ハンドル３を図１（ａ）  に示すＯＮ位置に倒すと、開閉スプリング２３のばね力で前段トグルリンク２２−１のリンク２２ａと２２ｂが突っ張るように伸長し、リンク２２ｂを介して後段トグルリンク２２−２の中間節点ｄを下方に押し込む。これにより、後段トグルリンク２２−２はリンク２２ｃと２２ｄが突っ張るように伸長し、クランクレバー４を介して接触子ホルダ１３を時計方向に駆動して可動接触子１３を閉極位置に駆動する。この動作により、開閉スプリング２３から加わる駆動力は、前段トグルリンク２２−１の倍力効果により増幅されて後段トグルリンク２２−２に伝達し、さらに後段トグルリンク２２−２の倍力効果により増幅されて接触子ホルダ１３を接点の閉極位置に向けて駆動する。
【００１５】
一方、図１（ｂ）  のようにハンドル３をＯＮ位置からＯＦＦ位置に移動すると、開閉スプリング２３がデッドポイントを超えて反転動作する。これにより、トグルリンク機構２２の前段トグルリンク２２−１，および後段トグルリンク２２−２は開閉スプリング２３の駆動力を受けて図１（ａ）  と逆方向に屈曲し、リンク２２ｄ，クランクレバー４を介して接触子ホルダ１３が反時計方向に回動して固定接触子１１／可動接触子１２が開極する。
なお、発明者が試算したところによれば、トグルリンク機構２２を二段のトグルリンク２２−１と２２−２で構成することにより、図１（ａ）  の投入操作時における開閉スプリング２３の駆動力増幅度は、図５に示した従来（トグルリンクが一段）と比べて１．２〜１．３倍に増大することが確認されている。
【００１６】
これにより、固定接触子１１／可動接触子１２間の安定した通電に必要な接触圧力に対して、開閉スプリング２３に課せられる荷重（ばね力）を従来構成と比べて低めることができる。また、開閉スプリング２３のばね力を小さくすることにより、該スプリングのばね力に抗してハンドル３をＯＮ／ＯＦＦ位置に移動する手動操作力も軽くなって遮断器の手動による操作性が改善される。
また、図示実施例のように、直列に組み合わせた前段トグルリンク２２−１と後段トグルリンク２２−２との間の連結角度を調整することにより、開閉スプリング２３を横向き配置とした上で、そのばね駆動力を各段のトグルリンクを経て接触子ホルダ１３に伝達させることができ、これにより開閉スプリング２３を縦向き配置とした従来構成（図５参照）と比べ、全体の高さを低く抑えて回路遮断器を小型に構成できる。
【００１７】
〔実施例２〕
次に、前記実施例１の応用実施例を図２（ａ），（ｂ）  に示す。この実施例においては、トグルリンク機構２２を構成する前後２段のトグルリンク２２−１，２２−２のうち、後段トグルリンク２２−２のリンク２２ｃについては、その固定側の枢支点を図１における位置から略１８０°反転してリンク２２ｃの先端をフレーム２１に枢支（枢支点：ｅ）するとともに、固定接触子１１と可動接触子１２との位置関係も図１と逆向きに対向するように配置しており、それ以外は開閉スプリング２３の横向き配置を含めて図１の実施例と同様な構成になる。
【００１８】
この構成では、後段トグルリンク２２−２の倍力効果により増幅し、リンク２２ｄを介して接触子ホルダ１３に伝達する駆動力の向きが反対となる。すなわち、図２（ａ）  のようにハンドル３をＯＮ位置に倒すと、リンク２２ｃと２２ｄとが重なり合うようクランクレバー４を右方に引き寄せ、接触子ホルダ１３を反時計方向に駆動して主回路接点を閉極した上で、固定接触子１１／可動接触子１２間に所要の接触圧力を加える。一方、図２（ｂ）  のようにハンドル３をＯＦＦ位置に移動すると、前記とは逆に接触子ホルダ１３が時計方向に回動して可動接触子１３を開極位置に駆動する。この実施例の開閉機構２を採用することにより、固定接触子１１，可動接触子１２を図４と同様に配置した電流遮断部に適用できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、リンクの出力端を可動接触子に連繋したトグルリンク機構、および該トグルリンク機構と開閉操作用ハンドルとの間に架け渡した開閉スプリングを備え、開閉スプリングを駆動源としてハンドルのＯＮ／ＯＦＦ切換え操作により、トグルリンク機構を介して可動接触子を開，閉位置に駆動する回路遮断器の開閉機構において、前記トグルリンク機構を複数段のトグルリンクを直列に組み合わせて構成した上で、その前段トグルリンクとハンドルとの間に開閉スプリングを架け渡し、ハンドルＯＮ操作時におけるスプリングの駆動力を各段のトグルリンクにより多段増幅した上で、後段トグルリンクを介して可動接触子を開極，閉極位置に駆動するように構成したことにより、
主回路接点間の通電に必要な接触圧力に対して開閉スプリングに課せられる荷重を低く抑えることができ、これに伴い手動でハンドルをＯＮ／ＯＦＦ位置に移動する操作力を軽くして操作性の改善が図れる。
【００２０】
また、開閉スプリングの配置を従来製品の縦向きから横向きに変え、この配置に合わせて前後段のトグルリンクのレイアウトを調整することで回路遮断器全体の高さを在来製品よりも低めて小型に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る回路遮断器の開閉機構の構成，動作の説明図であり、（ａ），（ｂ）  はそれぞれＯＮ，ＯＦＦに対応した動作状態を表す図
【図２】本発明の実施例２に係る回路遮断器の開閉機構の構成，動作の説明図であり、（ａ），（ｂ）  はそれぞれＯＮ，ＯＦＦに対応した状態を表す図
【図３】従来例の配線用遮断器を示す全体構造の外観図
【図４】図２の内部構造を表す縦断面図
【図５】図４における開閉機構の構成，動作の説明図であり、（ａ），（ｂ）  はそれぞれＯＮ，ＯＦＦに対応した動作状態を表す図
【符号の説明】
１    電流遮断部
１１  固定接触子
１２  可動接触子
１３  接触子ホルダ
２    開閉機構
２２  トグルリンク機構
２２−１  前段トグルリンク
２２−２  後段トグルリンク
２３  開閉スプリング
３    ハンドル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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