(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を第１の電源に接続する第１位置と、第２の電源に接続する第２位置と、何れの電源にも接続しない第３位置に切り替えるべく操作するためのトグル機構を備えた電源切替開閉器であって、
前記トグル機構が、
（ａ）フレームに、それの長軸周りに回転自在に設けられたクロスバーと、
（ｂ）前記電源切替開閉器をクロスバーの長軸周りの前記第１位置、第２位置及び第１位置と第２位置との間の第３位置の間で切り替えるために、前記クロスバー上に固定されたドライブハンドルと、
（ｃ）前記クロスバー上に固定され、クロスバーの長軸を横断するようにクロスバーの長軸に対称に両側へ伸びるリンクアームと、
（ｄ）一端が前記リンクアームに枢支され、他端が前記クロスバーの長軸に対称な位置で前記フレームに枢支され、それの長軸方向に伸縮自在の一対の伸縮リンクと、
（ｅ）前記各伸縮リンクの外側に被挿され、伸縮リンクを伸張方向に付勢するコイルばねとを具備し、
前記ドライブハンドルが一方向へ回転され、前記伸縮リンクの両端の枢支点と前記クロスバーの長軸とを結ぶ直線を伸縮リンクの一方の枢支点が横断するときに第１位置から第３位置を通過して第２位置へ切り替わり、ドライブハンドルが反対方向へ回転され、前記伸縮リンクの両端の枢支点と前記クロスバーの長軸とを結ぶ直線を伸縮リンクの一方の枢支点が反対方向へ横断するときに反転して第２位置から第３位置を通過して第１位置へ切り替る電源切替開閉器において、
前記第１位置に配置され、前記フレームに固定され、前記第１の電源に接続された第１固定コンタクトと、
前記第２位置に配置され、前記フレームに固定され、前記第２の電源に接続された第２固定コンタクトと、
前記ドライブハンドルが前記トグル機構を第２位置から第３位置を経て第１位置へ切り替えたとき、前記第１固定コンタクトに接触し、前記ドライブハンドルが前記トグル機構を第１位置から第３位置を経て第２位置へ切り替えたとき、前記第２固定コンタクトに接触するように、前記クロスバー上に設けられ、負荷に接続された可動コンタクトとを具備することを特徴とする電源切替開閉器。
【請求項２】
さらに、前記各可動コンタクトを対応する前記第１固定コンタクト又は第２固定コンタクトへ圧接させて接触を維持すべく付勢するように、各可動コンタクトと前記クロスバーとの間に設けられた接触ばねを具備することを特徴とする請求項１に記載の電源切替開閉器。
【請求項３】
前記可動コンタクトが、前記クロスバーの長軸に対して直交方向に伸びるコンタクトバーを含み、
前記クロスバーが、コンタクトバーの一端側を揺動自在に受け入れる受け入れ空間を有し、
前記接触ばねが、前記クロスバーの受け入れ空間内に挿入され、受け入れ空間内においてコンタクトバーを付勢すべく、一端がコンタクトバーに接触していることを特徴とする請求項２に記載の電源切替開閉器。
【請求項４】
前記可動コンタクトが、前記クロスバーの長軸に対して直交方向に伸びるコンタクトバーを含み、
前記クロスバーの受け入れ空間が、クロスバーの長軸に沿って相対向する第１及び第２の側壁とクロスバーの長軸に直交して相対向する第３及び第４の側壁とによって四囲を囲まれ、
前記コンタクトバーは、一側面を受け入れ空間の第１の側壁に沿わせるようにクロスバーの受け入れ空間内に配置され、前記第１の固定コンタクトに接触するときに前記クロスバーの長軸寄りの第１の側壁の第１の縁部との接点を支点として、クロスバーの長軸から離れた側の第２の縁部から浮き上がるように傾斜し、前記第２の固定コンタクトに接触するときに第１の側壁の第２の縁部との接点を支点として第１の縁部から浮き上がるように傾斜可能であり、
前記接触ばねは、クロスバーの受け入れ空間の第２の側壁とコンタクトバーの他側面との間に挿入され、常時コンタクトバーを受け入れ空間の第１の側壁へ圧接させるように付勢し、それによって、コンタクトバートが対応する第１固定コンタクト又は第２固定コンタクトに接触するときにコンタクトバーをばね力で固定コンタクトに圧接させることを特徴とする請求項３に記載の電源切替開閉器。
【請求項５】
さらに、前記ドライブハンドルに、当該ドライブハンドルを正逆回転させるように連結された駆動手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の電源切替開閉器。
【請求項６】
前記駆動手段が、電磁的手段で構成されることを特徴とする請求項５に記載の電源切替開閉器。
【請求項７】
前記駆動手段が、前記フレームに固定された一対のソレノイドで構成され、各ソレノイドが、前記ドライブハンドルを互いに反対方向へ回転させるように当該ドライブハンドルに連結されたプランジャを有することを特徴とする請求項５に記載の電源切替開閉器。
【請求項８】
前記フレームが、非導電性の合成樹脂製で、前記各可動コンタクト及び対応する第１固定コンタクト並びに第２固定コンタクトを包囲する４つの側壁に囲まれた隔室を有することを特徴とする請求項１に記載の電源切替開閉器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電源切替開閉器に関し、さらに詳しくは、２位置トグル機構を備えた電源切替開閉器に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
電源切替開閉器は、例えば、負荷につながる常用電源に、地震や洪水、その他様々の原因による停電が生じたときに、電源を常用電源から非常用電源に切り替え、また常用電源の停電が復旧したときに非常用電源から常用電源へ戻すために用いられている。
ある電源切替開閉器においては、複数の固定コンタクトに対して開閉するための可動コンタクトが用いられ、そこにおいて、可動コンタクトの素早い切替動作を得るために、トグル機構等のエネルギ蓄積機構が用いられる。トグル機構はまた、可動コンタクトがいったん固定コンタクトとの接触位置へ移動した後には、可動コンタクトと固定コンタクトとの間の接触を維持するようにロックする作用を行う。
上記のような機能を持った電源切替開閉器として、例えば特開昭６１−７１５２４号の公報に記載されたものが知られている。しかしながら、この特許を含め従来の電源切替開閉器は、機構が複雑で装置が大型化し、また比較的高価になるという問題点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、この発明は、可動コンタクトと固定コンタクトとの安定した接触が得られる電源切替開閉器を提供することを目的としている。またこの発明は、切替動作のエネルギを蓄積するための単純で効果的なトグル機構を用いたコンパクトな電源切替開閉器を提供することを目的としている。またこの発明は、構造がシンプルで小型であるが、異種電源につながる２つの固定コンタクト間の距離が比較的大きく、従って、十分な絶縁距離が確保できるので消弧装置が不要な電源切替開閉器を提供することを目的としている。さらに、この発明は、部品点数が比較的少なく、組立が容易で、安価に得られる電源切替開閉器を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の電源切替開閉器は、それを例えば常用電源供給位置と非常用電源供給位置を含む２位置へ、電源非供給位置を経て素早く移動させるためのトグル機構を有する。
トグル機構は、回転自在のクロスバー上に設けられた一組の可動コンタクトを有する形式の電源切替開閉器に関連して用いられる。可動コンタクトは、夫々対応する常用電源と非常用電源のような異なった電源に接続された第１及び第２の各固定コンタクトの間を動くことができる。トグル機構は、クロスバーを動かすための一対のトグルリンケージを構成するリンクアーム、伸縮リンク及び伸縮リンクを包囲するコイルばねを含む。素早い入り切り動作のための機械的エネルギがこのコイルばねに蓄積される。
トグル機構は、さらに、クロスバー上に設けられたハンドルを包含する。クロスバーの長軸周りのハンドルの回転に従って、クロスバー及びトグルリンケージが回転する。ハンドルがクロスバーをそれの長軸周りに回転させると、電源切替開閉器の位置が切り替わる。ハンドルは手動で又はソレノイドのような駆動機構により操作される。
ハンドルの回転は、一対の伸縮リンク及びコイルばねを圧縮させる。ハンドルが所定角度回転すると、可動コンタクトは、一方の固定コンタクトとの閉路位置からニュートラルの開放位置へクロスバーによって運ばれる。ハンドルが所定角度回転した後、伸縮リンクの両端の枢支点とクロスバーの長軸とを結ぶ直線を伸縮リンクの一方の枢支点が横断すると、伸縮リンク及びコイルばねが伸び、ここまでの回転の間にコイルばねに蓄積されていた全エネルギによりクロスバーを高速で回転させる。クロスバーに運ばれる可動コンタクトは、ニュートラルの開放位置から他方の固定コンタクトとの閉路位置へ移動し、それによって可動コンタクトと対応する固定コンタクトとが相互に電気的に接続される。可動コンタクトと固定コンタクトとの間には十分に大きな絶縁距離が確保されるので、消弧装置の付設を必要としない。
伸縮リンクの両端の枢支点とクロスバーの長軸とを結ぶ直線を伸縮リンクの一方の枢支点が横断するまで、コイルばねはエネルギを蓄積しているので、ハンドルは、トグルリンケージによってロックされ、可動コンタクトが固定コンタクトから離れるのが妨げられる。したがって、トグル機構は、機械的又は電磁的外力による可動コンタクトと固定コンタクトとの偶発的な開離を妨げる。
また、可動コンタクトは、閉路位置において接触ばねにより付勢され、しっかりと固定コンタクトに接触する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１乃至図４は、本発明に従った電源切替開閉器１を示し、フレーム２，トグル機構３，クロスバー４を含んでいる。クロスバー４は、長軸Ａ−Ａを有し、フレーム２に長軸Ａ−Ａ周りに回転自在に支持されている。
【０００６】
図２、図４に示すように、トグル機構３は、ドライブハンドル５と一対のトグルリンケージ６を含んでいる。各トグルリンケージ６は、図４、図５に示すように、リンクアーム７と伸縮リンク８とコイルばね９とを含んでいる。ドライブハンドル５とトグルリンケージ６のリンクアーム７は、クロスバー４の一端部上に固着されており、長軸Ａ−Ａ周りに回転自在である。ドライブハンドル５は、手動で、あるいは図２に示すソレノイド１０のような他の装置により操作される。図２において、一対のソレノイド１０が、ドライブハンドル５の両側の長軸Ａ−Ａに対して対称位置においてフレーム２に固定されている。各ソレノイド１０のプランジャ１０ａは、連結部材３２，ロッド５ａを介してドライブハンドル５に連結されている。
【０００７】
図３に示すように、複数の可動コンタクト１１がクロスバー４に支持されている。各可動コンタクト１１は、コンタクトバー１２と、コンタクトバー１２の先端側の長軸Ａ−Ａに平行な対向面１２ａ，１２ｂに設けられた接点１３とを有する。可動コンタクト１１は、ドライブハンドル５によって、第１の固定コンタクト１４に接触する第１位置（図３に実線で示す）から第２の固定コンタクト１５に接触する第２位置（図３に仮想線で示す）まで、クロスバー４と共に回転する。第１位置と第２位置とは、長軸Ａ−Ａに対して互いに対称位置に配置され、また第１の固定コンタクト１４と第２の固定コンタクト１５とは、長軸Ａ−Ａに対して互いに対称位置に配置される。
【０００８】
図９（ｂ）において、可動コンタクト１１は、第１の閉路位置にあり、それによって可動コンタクト１１の接点１３は、固定コンタクト１４に接触している。図１３（ｂ）において、可動コンタクト１１は、第２の閉路位置にあり、それによって可動コンタクト１１の接点１３は、固定コンタクト１５に接触している。図３に示すように、各固定コンタクト１４，１５は、夫々端子２６，２７を介して、例えば一方が常用電源に、他方が非常用電源に、あるいは逆に夫々電源に接続される。図１１（ｂ）において、可動コンタクト１１は、中立位置にある。
【０００９】
図３，図５，図７に示すように、可動コンタクト１１のコンタクトバー１２の基端側は、クロスバー４の受け入れ空間１６内に挿入され、図３に示すように、導体２８，２９，３０、端子３１を経て、種々の負荷に接続される。前記クロスバーの受け入れ空間１６は、長軸Ａ−Ａに沿って相対向する第１及び第２の側壁１７，１８と長軸Ａ−Ａに直交して相対向する第３及び第４の側壁１９，２０とによって四囲を囲まれている。コンタクトバー１２は、一側面１２ａを受け入れ空間１６の第１の側壁１７に沿わせるように受け入れ空間１６内に配置される。接触ばね２１が、一端を側壁１８に、他端をコンタクトバー１２の側面１２ｂに係止させて受け入れ空間１６内に挿入される。図９（ｂ）に示すように、コンタクトバー１２が、第１の固定コンタクト１４側に閉路するときには、第１の側壁１７の上縁部１７ａとの接点を支点として、それの下縁部１７ｂから浮き上がるように傾斜し、接触ばね２１を圧縮する。従って、可動コンタクト１１は、接触ばね２１のばね力で固定コンタクト１４に押し付けられる。図１３（ｂ）に示すように、コンタクトバー１２が、第２の固定コンタクト１５に接触するときには、側壁１７の下縁部１７ｂとの接点を支点として縁部１７ａから浮き上がるように傾斜し、接触ばね２１を圧縮する。従って、可動コンタクト１１は、接触ばね２１のばね力で固定コンタクト１５に押し付けられる。
【００１０】
図１，図５乃至図７には、２組の可動コンタクト１１、固定コンタクト１４，１５が示されているが、これらのコンタクトの数は、電源の相数に依存するものであることが理解される。従って、具体的適用において、単相であれば２組、三相であれば３組に適応することができる。なお、図示の実施形態において、隣接する２つの可動コンタクト１１が１組を構成しているが、電流容量が小さければ１つの可動コンタクトで足りる。
【００１１】
図４，図５，図９乃至図１３に示すように、トグル機構３のトグルリンケージ６は、リンクアーム７と伸縮リンク８とコイルばね９とを含んでいる。一対のリンクアーム７は、クロスバー４の一端部から、長軸Ａ−Ａを直角に横断する方向に、長軸Ａ−Ａに対称に延出している。一対の伸縮リンク８は、夫々コイルばね９内に伸びており、一端がリンクアーム７の先端部に枢支され、他端が相互にクロスバーの長軸Ａ−Ａに対称な位置で、フレーム２に枢支されている。伸縮リンク８をコイルばね９内に配置することで装置の小型化が図れる。各伸縮リンク８は、それの長軸方向に伸縮自在に係合された２つのリンクバー２２，２３を含む。一方のリンクバー２２は、一端がリンクアーム７に枢支され、他端側には長軸方向に伸びるスロット２４を有する。他方のリンクバー２３は、一端がフレーム２に枢支され、他端側に長軸方向に伸びるスロット２４を有する。２つのリンクバー２２，２３は、互いにスロット２３，２４を係合させて長軸方向に伸縮自在に結合されている。そして、コイルばね９は、リンクバー２２，２３を伸張方向に付勢している。
【００１２】
ドライブハンドル５が、図９（ａ）に示す一方の閉路位置から、クロスバー２を伴って、時計回りに回転されると、伸縮リンク８が収縮し、コイルばね９が圧縮される。そして、ドライブハンドル５が、図１０（ａ）の過程を経て、図１１（ａ）の中立の開路位置に至ると、瞬時、伸縮リンク８の両端の枢支点と、長軸Ａ−Ａとが直線上に並び、リンクアーム７、伸縮リンク８、コイルばね９がその直線上に整列し、コイルばね９が圧死点に達する。さらにドライブハンドル５が、回転されて、伸縮リンク８のリンクアーム７との枢支点が、フレーム２との枢支点と長軸Ａ−Ａとを結ぶ直線を横断すると、コイルばね９に蓄積されたエネルギが解放されて、伸縮リンク８と共に伸張し、ドライブハンドル５は、非常に高速で、図１２（ａ）の過程を経て、図１３（ａ）に示す他方の閉路位置に至る。
【００１３】
この間、可動コンタクト１１は、図９（ｂ）に示す一方の固定コンタクト１４との閉路位置から、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）の状態を経て、図１３（ｂ）に示す他方の固定コンタクト１５との閉路位置へ切り替わる。図１３（ｂ）に示す他方の固定コンタクト１５との閉路位置において、可動コンタクト１１のコンタクトバー１２は、その下端部を支点として、上部がクロスバー２の側壁１７から浮き上がった状態にある。従って、接触ばね２１のばね力がコンタクトバー１２に作用し、可動コンタクト１１の接点１３を固定コンタクト１５に常時圧接させる。
【００１４】
ドライブハンドル５が、図１３（ａ）に示す他方の閉路位置から、クロスバー２を伴って、反時計回りに回転される場合に、トグル機構３が上記とは逆方向に動作して、図１２（ａ）、図１１（ａ）、図１０（ａ）の状態を経て、図９（ａ）に示す一方の閉路位置へ高速度で移動することが理解される。またこの間、可動コンタクト１１が、図１３（ｂ）に示す他方の固定コンタクト１５との閉路位置から、図１２（ｂ）、図１１（ｂ）、図１０（ｂ）の状態を経て、図９（ｂ）に示す一方の固定コンタクト１４との閉路位置へ切り替わることも理解される。図９（ｂ）に示す一方の固定コンタクト１４との閉路位置において、可動コンタクト１１のコンタクトバー１２は、その中間部を支点として、下部がクロスバー２の側壁１７から浮き上がった状態にある。従って、接触ばね２１のばね力がコンタクトバー１２に作用し、可動コンタクト１１の接点１３を固定コンタクト１４に常時圧接させる。このように、単一の接触ばね２１のばね力によって、可動コンタクト１１を第１，第２の２つの閉路位置において夫々固定コンタクト１４又は固定コンタクト１５に圧接させることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、可動コンタクトと固定コンタクトとの安定した接触が得られる電源切替開閉器を提供することができる。またこの発明によれば、切替動作のエネルギを蓄積するための単純で効果的なトグル機構を用いたコンパクトな電源切替開閉器を提供することができる。さらに、この発明によれば、構造がシンプルで部品点数が比較的少なく、組立が容易で、安価に得られる電源切替開閉器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったトグル機構を備えた電源切替開閉器の平面図である。
【図２】本発明に従ったトグル機構を備えた電源切替開閉器の側面図である。
【図３】図１におけるIII−III断面図である。
【図４】本発明に従ったトグル機構を備えた電源切替開閉器の一部を取り去った側面図である。
【図５】トグル機構と可動コンタクトを持ったクロスバーの一部を切り欠いた斜視図である。
【図６】可動コンタクトを持ったクロスバーの正面図である。
【図７】トグル機構と可動コンタクトを持ったクロスバーの平面図である。
【図８】可動コンタクトを持ったクロスバーの側面図である。
【図９】（ａ）は第１位置にあるトグル機構の図式的側面図、（ｂ）は（ａ）の位置に対応する位置にある可動コンタクトと固定コンタクトの図式的側面図である。
【図１０】（ａ）は第１位置から第３位置に至る途上にあるトグル機構の図式的側面図、（ｂ）は（ａ）の位置に対応する位置にある可動コンタクトと固定コンタクトの図式的側面図である。
【図１１】（ａ）は第３位置にあるトグル機構の図式的側面図、（ｂ）は（ａ）の位置に対応する位置にある可動コンタクトと固定コンタクトの図式的側面図である。
【図１２】（ａ）は第３位置から第２位置に至る途上にあるにトグル機構の図式的側面図、（ｂ）は（ａ）の位置に対応する位置にある可動コンタクトと固定コンタクトの図式的側面図である。
【図１３】（ａ）は第２位置にあるトグル機構の図式的側面図、（ｂ）は（ａ）の位置に対応する位置にある可動コンタクトと固定コンタクトの図式的側面図である。
【符号の説明】
１    電源切替開閉器
２    フレーム
３    トグル機構
４    クロスバー
５    ドライブハンドル
５ａ  ロッド
６    トグルリンケージ
７    リンクアーム
８    伸縮リンク
９    コイルばね
１０  ソレノイド
１１  可動コンタクト
１２  コンタクトバー
１２ａ  第１の面
１２ｂ  第２の面
１３  接点
１４  第１固定コンタクト
１５  第２固定コンタクト
１６  受け入れ空間
１７  第１側壁
１８  第２側壁
１９  第３側壁
２０  第４側壁
２１  接触ばね
２２  リンクバー
２３  リンクバー
２４  スロット
２５  スロット
２６  端子
２７  端子
２８  導体
２９  導体
３０  導体
３１  端子
３２  連結部材
【図１】
0003930283.tif 000002
【図２】
0003930283.tif 000003
【図３】
0003930283.tif 000004
【図４】
0003930283.tif 000005
【図５】
0003930283.tif 000006
【図６】
0003930283.tif 000007
【図７】
0003930283.tif 000008
【図８】
0003930283.tif 000009
【図９】
0003930283.tif 000010
【図１０】
0003930283.tif 000011
【図１１】
0003930283.tif 000012
【図１２】
0003930283.tif 000013
【図１３】
0003930283.tif 000014