JP5328458B2 - 回路遮断器用ラック機構 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器に関する。特に、本発明は、引出形回路遮断器用ラック機構に関する。

引出形回路遮断器は、大概、該遮断器を引き入れるとともに、該遮断器を対応する電気接点に接続する機構を含んでいる。この機構は、たとえば回路遮断器が接続される回路網に沿って保守が行なわれるときには、回路遮断器を電気接点から接続解除するために逆動させる。

米国公開特許第２００４／００９５０４７Ａ１号 米国特許第６，１７７，６４１Ｂ１号 米国特許第４，７７３，８７０号 米国特許第６，３１３，４２４号 日本国特許第７２７４３２４Ａ号 日本国特許第４３６４３１１Ａ号 日本国特許第４２４４７０９Ａ号 日本国特許第号４２００２１０Ａ号 日本国特許第号４２００２０９Ａ号

典型的なラック機構は、回路遮断器をラック収納するために大きな力を加えることを必要とすることがよくあり、必要な力の大きさは、係合せしめられる電気接点の個数が増加すると増大することが多い。接点の個数が増加すると、たとえば技術者が典型的なラック機構を作動させるために加えなければならない力が人間工学的限界を超えることもある。

さらに、故障状態において、典型的なラック機構では、故障時に生じる起電力の結果として、回路遮断器が押し出されるとともに電気接点から接続解除されてしまう恐れがある。

引出形回路遮断器用ラック機構は、外囲体内に移動可能に配置される横軸と、この横軸と作用可能に連通する少なくとも１個の入力リンクとを含む。少なくとも１個のラック収納カムが、外囲体内に移動可能に配置されるとともに、少なくとも１個の接続リンクにより、入力リンクと作用可能に連通する。各ラック収納カムは、回路遮断器の一部分を受け入れる少なくとも１個のカム溝を有する。横軸を横軸中心線のまわりにおいて移動させることにより、回路遮断器の一部分が少なくとも１個のカム溝内に配置された状態で、少なくとも１個のラック収納カムを開位置から閉位置に向かって移動させて、以って回路遮断器を外囲体内に固定することができる。

回路遮断器を外囲体内に固定する方法は、外囲体内に配置される横軸を横軸中心線のまわりにおいて移動させる段階と、横軸に作用可能に接続される少なくとも１個の入力リンクを、横軸を移動させることにより移動させる段階とを含む。回路遮断器の少なくとも一部分は、少なくとも１個のラック収納カムのカム溝内に係合する。少なくとも１個の入力リンクに作用可能に接続される少なくとも１個のラック収納カムは、この少なくとも１個の入力リンクを移動させることにより開位置から閉位置に向かって移動せしめられる。回路遮断器は、ラック収納カムの移動により、接続面に固定される。

回路遮断器組立体は、外囲体と、この外囲体内に挿入されうる回路遮断器と、ラック機構とを含む。ラック機構は、外囲体内に移動可能に配置される横軸を含み、少なくとも１個の入力リンクが、この横軸と作用可能に連通する。少なくとも１個のラック収納カムが、外囲体内に移動可能に配置されるとともに、入力リンクと作用可能に連通する。各ラック収納カムは、回路遮断器の一部分を受け入れる少なくとも１個のカム溝を有する。横軸を横軸中心線のまわりにおいて移動させることにより、回路遮断器の一部分が少なくとも１個のカム溝内に配置された状態で、少なくとも１個のラック収納カムを開位置から閉位置に向かって移動させて、以って回路遮断器を外囲体内に固定することができる。

本発明の上述またはその他の利点および特徴は、添付図面と関連づけた以下の説明から更に明確となろう。

本発明の主題と思われる内容については、添付の特許請求の範囲において特に指摘し明示する。本発明の上述およびその他の目的、特徴、および利点は、添付図面と関連づけた以下の詳細な説明から明らかとなる。

回路遮断器用ラック機構の実施例の斜視図である。 図１のラック機構の部分拡大図である。 図１のラック機構の開位置における側面図である。 図１のラック機構の閉位置における側面図である。 図１のラック機構内に挿入される回路遮断器の側面図である。 図１のラック機構のカム溝の第１の形状部に配置される回路遮断器の側面図である。 図１のラック機構のカム溝の第２の形状部に配置される回路遮断器の側面図である。 図１のラック機構のカム溝の第３の形状部に配置される回路遮断器の側面図である。

詳細な説明に、一例として、図面を参照しながら本発明の実施例を利点および特徴と併せて説明する。

図１に、引出形回路遮断器カセット１２内に配置されるラック機構１０の実施例を示す。このラック機構１０は、駆動装置１４と固定装置１６とを含む。図１に示す実施例の駆動装置１４は、カセット面２０からカセット面開口部２２を通ってカセット１２内へと延在するラックねじ１８を含む。次に、図２を参照すると、このラックねじ１８は、ねじ軸受２４に接続される。カセット面２０とねじ軸受２４との間において、ラックねじ１８が１個以上の支持部２６を貫通して、ラックねじ１８の整合性を維持することができる。ねじ軸受２４は、カセット底板２８に摺動可能に配置されるとともに、ラックねじ１８の回転運動を、たとえばラックねじ軸３０に沿ったねじ軸受２４の直線運動に転換する。ねじ軸受け２４は、たとえば接続ピン３４により、１個以上の接続リンク３２に接続される。接続ピン３４は、ピン軸３６のまわりにおける接続リンク３２とねじ軸受との相対的な回転移動を可能にする。図２に示す実施例は、２個の接続リンク３２を含むが、その他の個数の接続リンク３２、たとえば１個または３個の接続リンク３２が用いられてもよいことを理解されたい。

各接続リンク３２は、たとえば連結ピン３８により、横軸４２に固定されるローブ形クランク４０に同様に回転可能に接続される。図２の実施例において、各クランク４０は、横軸４２に配置される１個以上のクランク板４４を含み、対応する接続リンク３２は、クランク板４４間のクランク間隙４６内に挿入される。横軸４２は、カセット１２内において横方向に配置されるとともに、カセット側壁４８間に延在する。いくつかの実施例では、軸中心線５０は、ラックねじ軸３０に対して垂直をなす。横軸４２は、該横軸４２を保持するが該横軸４２が横軸中心線５０のまわりにおいて回転することを可能にする１個以上の軸案内部５２内に配置される。

各固定装置１６は、軸端部５６において横軸４２に接続される入力リンク５４を含む。図３に最もわかりやすく示されているように、入力リンク５４は、転換旋回点６０において転換リンク５８に旋回可能に接続される。この転換リンク５８は、同様に、リンク旋回点６４においてラック収納カム６２に旋回可能に接続される。ラック収納カム６２は、図２に示すように、カセット側壁４８に旋回可能に固定される。このラック収納カム６２は、カム溝６６を含む。カム溝６６は、ラック収納カム６２がカム旋回点６８のまわりにおいて回転すると、カム溝６６が図３に示す開位置から図４に示す閉位置へと回転するように構成される。図４に示すように、ラック機構１０は、２個の固定装置１６を含むことができるが、その他の個数の固定装置１６、たとえば１個の固定装置１６が用いられてもよいことを理解されたい。

再び図２を参照すると、ラック機構１０は、ラックねじ１８の回転によって駆動される。いくつかの実施例において、ラックねじ１８は、その上に六角形の頭部を有するラック収納ハンドル７０が配置される六角形の凹部（図示せず）を含む。このラック収納ハンドル７０を回転させて、ラックねじ１８を回転させる。ラックねじ１８の回転は、ねじ軸受２４をラックねじ軸３０に沿って横軸４２の方へと摺動可能に駆動する。ねじ軸受２４は、接続リンク３２を押圧し、これによってクランク４０が横軸４２を軸回転方向７２に回転させる。横軸４２の回転は、各入力リンク５４を軸回転方向７２に回転させ、転換リンク５８はラック収納カム６２をカム旋回点６８のまわりにおいて回転させる。

図５を参照すると、ラック機構１０は、引出形遮断器７４をカセット１２内において固定するように配置、構成される。引出形遮断器７４は、少なくとも１個の側面取付け板７６を有する。各側面取付け板７６は、カム溝６６内において受入れ可能である固定用ボス７８を含む。いくつかの実施例では、各側面取付け板７６は、カセット側壁４８上に位置するレール８２上において摺動または転動するように配置される少なくとも１個のホイール８０を含む。この少なくとも１個のホイール８０は、引出形遮断器７４がカセット１２内に取り付けられるときに、引出形遮断器７４をカセット１２内において適切な位置へと案内するのを補助する。引出形遮断器７４を接続するためには、引出形遮断器７４を、少なくとも１個のホイール８０がレール８２上に配置された状態でカセット１２内に配置し、固定用ボス７８をカム溝６６への入口８４に配置する。ラックねじ１８を回転させて、ラック収納カム６２を前述のように回転させる。次に、図６を参照すると、ラック収納カム６２が回転すると、固定用ボス７８は、第１の形状部８６においてカム溝６６内に侵入する。この第１の形状部８６は、モーメントアーム８８を有して、一定の角速度で回転するラックねじ１８の影響下で引出形遮断器７４をラックねじ軸３０に沿って接続面９０の方へと加速する。

図７に示すように、ラック収納カム６２が回転を続けると、固定用ボス７８は、カム溝６６の第２の形状部９２に侵入する。この第２の形状部９２は、いくつかの実施例ではモーメントアーム８８より短いモーメントアーム９４を有して、引出形遮断器７４を接続面９０に係合させる。図８に示すように、カム溝６６は、第３の形状部９６を含む。引出形遮断器７４が接続面９０に係合すると、固定用ボス７８は、引出形遮断器７４が係合する際に第２のモーメントアーム９４より短いモーメントアームを有して実質的に垂直方向に配向される第３の形状部９６に侵入する。このカム溝６６の垂直方向に配向される第３の形状部９６は、第３の形状部９６と固定用ボス７８との間における力線が実質的にカム旋回点６８の方へと向けられることにより、引出形遮断器７４を接続位置に固定する。故障が発生し、引出形遮断器７４が高い起電力を受けると、第３の形状部９６は、引出形遮断器７４が接続面９０から接続解除されてラックねじ軸３０に沿って接続面９０から離れていくことを防ぐ。引出形遮断器７４をカセット１２から取り出すためには、ラックねじ１８を反対方向に回転させて、ラック収納カム６２を閉位置から開位置へと回転させ、これによって引出形遮断器７４を接続面９０から離すよう付勢する。

いくつかの実施例において、各ラック収納カム６２は、カム取付け板９８によりカセット側壁４８に接続される。このカム取付け板９８は、少なくとも１個の機械的取付け装置、たとえば４本の取付けねじ１００により、カセット側壁４８に取外し可能に接続される。カム取付け板９８を取り外すことによって、前述のようにラック収納カム６２の回転により引出形遮断器７４を係合解除させずに、引出形遮断器７４をカセットから取り外すことが可能になる。このことは、不測の事態、たとえば引出形遮断器７４が故障発生時に接続面９０に溶接されてしまって、ラック収納カム６２を回転させても引出形遮断器７４を接続面９０から離すよう付勢することができないような場合に、特に有用である。

限られた実施例にのみ関連して本発明を詳細に説明したが、本発明の実施形態は本明細書に記載ものにとどまらないことを容易に理解されたい。本明細書に記載されていないが、あらゆる変形、変更、代替、またはそれと同等の措置を含めて、本発明の本質および範囲内において本発明を修正することができる。さらに、本発明による様々な実施形態を説明したが、これらは本発明の態様がかかる実施形態のうちの幾分かにすぎないことを理解されたい。従って、本発明は上述の説明によって制限されるのではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。

Claims (10)

1. 引出形回路遮断器用ラック機構において：
   外囲体内において移動可能に配置される横軸（４２）と；
   前記横軸及び、少なくとも１個の転換リンク（５８）と作用可能に連通する少なくとも１個の入力リンク（５４）であって、前記少なくとも１個の転換リンク（５８）が、前記少なくとも１個の入力リンク（５４）に対して旋回可能に接続される、前記少なくとも１個の入力リンク（５４）と；
   前記外囲体内において回転可能に配置されるとともに、前記転換リンクに対して旋回可能に接続されており、各々が前記回路遮断器（７４）の一部分を受け入れる少なくとも１個のカム溝（６６）を有する少なくとも１個のラック収納カム（６２）と；
   を含み、
   前記横軸の中心線（５０）のまわりにおける前記横軸の第１の移動が、前記回路遮断器の前記一部分を前記少なくとも１個のカム溝内に配置した状態で開位置から閉位置に向かう前記少なくとも１個のラック収納カム（６２）の第２の移動を生じさせ、以って前記回路遮断器が前記外囲体内にラック収納され、自身が閉位置につくと、前記回路遮断器は前記外囲体内において固定される、
   引出形回路遮断器用ラック機構。
2. 引出形回路遮断器用ラック機構において：
   外囲体内において移動可能に配置される横軸（４２）と；
   前記横軸及び、少なくとも１個の転換リンク（５８）と作用可能に連通する少なくとも１個の入力リンク（５４）であって、前記少なくとも１個の転換リンク（５８）が、前記少なくとも１個の入力リンク（５４）に対して旋回可能に接続される、前記少なくとも１個の入力リンク（５４）と；
   前記外囲体内において回転可能に配置されるとともに、前記転換リンクに対して旋回可能に接続されており、各々が前記回路遮断器（７４）の一部分を受け入れる少なくとも１個のカム溝（６６）を有する少なくとも１個のラック収納カム（６２）と；
   を含み、
   前記横軸の中心線（５０）のまわりにおける前記横軸の第１の移動が、前記回路遮断器の前記一部分を前記少なくとも１個のカム溝内に配置した状態で開位置から閉位置に向かう前記少なくとも１個のラック収納カム（６２）の第２の移動を生じさせ、以って前記回路遮断器が前記外囲体内にラック収納され、自身が閉位置につくと、前記回路遮断器は前記外囲体内において固定され、
   前記少なくとも１個のカム溝（６６）が、
   第１のモーメントアーム（８８）を有して、前記回路遮断器を接続面（９０）に向かって加速することができる第１のカム溝形状部（８６）と；
   前記第１のモーメントアームより短い第２のモーメントアーム（９４）を有して、前記回路遮断器を前記接続面と係合させることができる第２のカム溝形状部（９２）と；
   実質的に零のモーメントアームを有して、前記回路遮断器を所望の位置において固定することができる第３のカム溝形状部（９６）とを含む少なくとも１個のラック収納カム（６２）とを含む、
   引出形回路遮断器用ラック機構。
3. 前記横軸（４２）を移動させることができる駆動装置（１４）を含む請求項１または２に記載のラック機構。
4. 前記駆動装置は、
   ラックねじ（１８）と；
   前記外囲体内において摺動可能に配置される少なくとも１個のねじ軸受（２４）を含み、該少なくとも１個のねじ軸受（２４）が、前記ラックねじと前記横軸（４２）とに作用可能に接続され、ラックねじ軸（３０）のまわりにおける前記ラックねじの第３の移動が、前記ねじ軸受を前記ラックねじ軸に沿って付勢し、以って前記横軸が前記横軸中心線（５０）のまわりにおいて移動する、
   請求項３に記載のラック機構。
5. 前記カム溝は、
   第１のモーメントアーム（８８）を有して、前記回路遮断器（７４）を接続面（９０）に向かって加速することができる第１のカム溝形状部（８６）と；
   前記第１のモーメントアームより短い第２のモーメントアーム（９４）を有して、前記回路遮断器を前記接続面と係合させることができる第２のカム溝形状部（９２）と；
   実質的に零のモーメントアームを有して、前記回路遮断器を所望の位置に固定することができる第３のカム溝形状部（９６）と
   を含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラック機構。
6. 外囲体と；
   前記外囲体内に挿入可能な引出形回路遮断器（７４）と；
   ラック機構（１０）であって、
   前記外囲体内において回転可能に配置される横軸（４２）と；
   前記横軸及び、少なくとも１個の転換リンク（５８）と作用可能に連通する少なくとも１個の入力リンク（５４）であって、前記少なくとも１個の転換リンク（５８）が、前記少なくとも１個の入力リンク（５４）に対して旋回可能に接続される、前記少なくとも１個の入力リンク（５４）と；
   前記外囲体内において回転可能に配置されるとともに、前記転換リンクに対して旋回可能に接続されており、各々が前記回路遮断器（７４）の一部分を受け入れる少なくとも１個のカム溝（６６）を有する少なくとも１個のラック収納カム（６２）と；
   を含み、
   前記横軸の中心線（５０）のまわりにおける前記横軸の第１の移動が、前記回路遮断器の前記一部分を前記少なくとも１個のカム溝内に配置した状態で開位置から閉位置に向かう前記少なくとも１個のラック収納カム（６２）の第２の移動を生じさせ、以って前記回路遮断器が前記外囲体内にラック収納され、自身が閉位置につくと、前記回路遮断器は前記外囲体内において固定され、
   前記少なくとも１個のカム溝（６６）が、
   第１のモーメントアーム（８８）を有して、前記回路遮断器を接続面（９０）に向かって加速することができる第１のカム溝形状部（８６）と；
   前記第１のモーメントアームより短い第２のモーメントアーム（９４）を有して、前記回路遮断器を前記接続面と係合させることができる第２のカム溝形状部（９２）と；
   実質的に零のモーメントアームを有して、前記回路遮断器を所望の位置において固定することができる第３のカム溝形状部（９６）とを含む少なくとも１個のラック収納カム（６２）とを含む、
   回路遮断器組立体。
7. 接続面（９０）と、該接続面（９０）の両側に配置された一対のカセット側壁（４８）と、該一対のカセット側壁（４８）上に配置された一対のレール（８２）を有する外囲体（１２）と、
   前記外囲体内に挿入可能な請求項１乃至５のいずれか１項に記載のラック機構と、
   少なくとも１個の側面取付け板（７６）を有し、前記一対のカセット側壁（４８）の間に配置される前記引出形遮断器（７４）と、
   を含み、
   前記横軸（４２）は、前記外囲体（１２）内において横方向に配置されるとともに、前記一対のカセット側壁（４８）間に延在し、
   前記少なくとも１個の側面取付け板（７６）は、前記レール（８２）上において摺動または転動するように配置され、
   前記少なくとも１個のラック収納カム（６２）は、前記カセット側壁（４８）に旋回可能に固定され、
   前記少なくとも１個の側面取付け板（７６）は、少なくとも１個のカム溝（６６）内に受入れられる固定用ボス（７８）を含む、回路遮断器組立体。
8. 前記少なくとも１個のカム溝（６６）が、
   第１のモーメントアーム（８８）を有して、前記回路遮断器を接続面（９０）に向かって加速することができる第１のカム溝形状部（８６）と；
   前記第１のモーメントアームより短い第２のモーメントアーム（９４）を有して、前記回路遮断器を前記接続面と係合させることができる第２のカム溝形状部（９２）と；
   実質的に零のモーメントアームを有して、前記回路遮断器を所望の位置において固定することができる第３のカム溝形状部（９６）とを含む少なくとも１個のラック収納カム（６２）とを含み、
   前記引出形遮断器（７４）が接続されるときに、
   前記少なくとも１個の側面取付け板（７６）が前記レール（８２）上に配置された状態で前記引出形遮断器（７４）を前記外囲体（１２）内に配置し、前記固定用ボス（７８）を前記カム溝（６６）の入口（８４）に配置され、
   前記少なくとも１個のラック収納カム（６２）の前記第２の移動に応じて、前記固定用ボス（７８）が、前記第１のカム溝形状部（８６）内に侵入し、
   前記第１のカム溝形状部（８６）が、前記横軸（４２）に直交するラックねじ軸（３０）に沿って前記引出形遮断器（７４）を前記接続面（９０）の方へと加速させ、
   前記少なくとも１個のラック収納カム（６２）のさらなる前記第２の移動に応じて、前記固定用ボス（７８）が前記第２のカム溝形状部（９２）に侵入し、
   前記少なくとも１個のラック収納カム（６２）のさらなる前記第２の移動に応じて、前記固定用ボス（７８）が前記第３のカム溝形状部（９６）に侵入し、前記第３のカム溝形状部（９６）と前記固定用ボス（７８）との間における力線が実質的に前記少なくとも１個のラック収納カム（６２）のカム旋回点（６８）の方へと向けられることにより、前記引出形遮断器（７４）を前記引出形遮断器（７４）が前記接続面（９０）に接続する接続位置に固定し、
   前記第３のカム溝形状部（９６）は、前記引出形遮断器（７４）が前記接続面（９０）から接続解除されて前記ラックねじ軸（３０）に沿って前記接続面（９０）から離れていくことを防ぐ、請求項７に記載の回路遮断器組立体。
9. 回路遮断器を外囲体内に固定する方法において：
   前記外囲体内に配置される横軸（４２）を該横軸の中心線（５０）のまわりにおいて移動させる段階と；
   前記横軸に作用可能に接続される少なくとも１個の入力リンク（５４）を、前記横軸の第１の移動により移動させる段階と；
   少なくとも１個の転換リンク（５８）により前記少なくとも１個の入力リンクに作用可能に接続される少なくとも１個のラック収納カム（６２）のカム溝（６６）内に前記回路遮断器（７４）の少なくとも一部分を係合させる段階であって、前記少なくとも１個のラック収納カム（６２）が、前記少なくとも１個の転換リンク（５８）に対して旋回可能に接続され、前記少なくとも１個の転換リンク（５８）が、前記少なくとも１個の入力リンク（５４）に対して旋回可能に接続される、前記段階と；
   前記少なくとも１個の転換リンクの第２の移動により、前記少なくとも１個のラック収納カムを開位置から閉位置に向かって移動させる段階と；
   前記ラック収納カムの第３の移動により、前記回路遮断器を前記外囲体内において接続面（９０）に固定する段階と
   からなる方法。
10. 前記横軸を移動させる段階は、
    前記外囲体内に配置されるラックねじ（１８）を該ラックねじの軸（３０）のまわりにおいて移動させる段階と；
    前記外囲体内において前記ラックねじと作用可能に連通して摺動可能に配置されて、前記ラックねじの第４の移動によって付勢されるようになっている少なくとも１個のねじ軸受（２４）を前記横軸（４２）の方へと付勢する段階と；
    前記ねじ軸受と作用可能に連通して配置されて、前記ねじ軸受を前記横軸の方へと付勢することにより前記横軸の前記第１の移動が引き起こされるようになっている前記横軸を前記横軸中心線（５０）のまわりにおいて移動させる段階と
    からなる請求項９に記載の方法。
    

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