CN101000835B - 开闭装置的操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明所要解决的问题是，在开闭装置的操作机构的爪和棘轮的前端之间碰撞时，也可以防止爪和棘轮的齿的破损，消除故障，提高闭合动作的动作可靠性。本发明采用如下的解决方案：由第1爪(15)、第2爪(18a)或第3爪(18b)，使开闭装置的闭合动作结束之后的闭合轴(3)的逆转制止，并且，也可以由离合器(33)制止/承担，使各爪和齿轮(20)的齿(20a)的前端部发生的碰撞力分散/缓和。

Description

开闭装置的操作机构

技术领域

本发明是关于遮断器及开闭器等开闭装置的操作机构，特别是通过由电机进行蓄能的闭合弹簧使遮断器闭合的开闭装置的操作机构。

背景技术

一般，在开闭装置的操作机构的闭合装置具有如下结构：通过电机的旋转，转动进给爪，使棘轮转动，由该棘轮使闭合轴转动，通过曲柄形成闭合弹簧的蓄能，通过蓄能的闭合弹簧的能量释放来进行开闭装置的闭合操作。

作为这种开闭装置的操作机构的现有例子有记载在图6所示的专利文献1的技术。在图6中，闭合弹簧1通过弹簧支承杆24旋转自如地安装在曲柄22。曲柄22固定在被框架4旋转自如地支撑的闭合轴3的一端。闭合弹簧1的另一端被框架4的一部分支撑。在电机7的轴的偏心的位置固定了具有销8的曲柄9。该曲柄9通过连杆10用销12与柄11连结。该柄11旋转自如地镶嵌在插入了闭合轴3的外周为圆筒形的套筒14，另外，在该柄11的侧面用销16安装有第1爪15。另外，在套筒14上旋转自如地嵌入了柄17，在该柄17的侧面通过销19a、19b分别安装有第2爪18a和第3爪18b。

在闭合轴3固定有棘轮20，在该棘轮20的外周形成有与上述第1爪15、第2爪18a、第3爪18b啮合的齿20a。并且，在棘轮20的外周的局部形成有没有齿的缺齿部20b，电机7在闭合弹簧1的完全蓄能状态下旋转时，第1爪15也可以使棘轮20不运动。

在闭合轴3上固定有闭合凸轮21，将闭合弹簧1的操作力传递给未图示的遮断部和遮断弹簧部。在曲柄22上植入设置了销23，旋转自如地支撑弹簧支承杆24。为了接通关断电机7，配置有限位开关25，另外，与销23邻接配置了使闭合弹簧1保持在完全蓄能位置的挂钩26。

此外，在上述第1爪15、第2爪18a及第3爪18b上分别安装有复位弹簧28、29a、29b，爪前端总是与棘轮20抵接。另外，在柄11和柄17上分别安装有复位弹簧30和31。在柄17的旋转路径上设有防止该柄17旋转的制动器32。

下面对上述现有的开闭装置的操作机构的动作进行说明。图6表示闭合弹簧1处于完全蓄能状态，当该状态下从销23拆下与销23卡合的挂钩26时，通过闭合弹簧1的力，曲柄22、棘轮20、凸轮21形成一体，以闭合轴3为中心向图中箭头A方向旋转。这样，凸轮21的操作力传递到遮断部和遮断弹簧部，在闭合遮断部的同时使遮断弹簧蓄能。

当曲柄22到达图7所示的位置(死点)时，开闭器的闭合结束，对闭合弹簧1的负荷被释放。但是，曲柄22通过闭合弹簧1及曲柄22、棘轮20、凸轮21等的惯性力进一步旋转，使闭合弹簧1蓄能并减速，大致移动到图8所示的位置，在速度成为零的时刻，这次通过闭合弹簧1的蓄能力向与图6的箭头A方向相反方向旋转。该逆转通过第1爪15由电机7阻止，或者通过第2爪18a或第3爪18b由制动器32阻止而停止。

另一方面，当曲柄22旋转并离开限位开关25时，由于该开关的复原，电机7开始旋转，使曲柄9旋转。该旋转运动传到连杆10成为往返运动，传到柄11。柄11开始以闭合轴3为旋转中心的往返旋转运动，安装在柄11的第1爪15将棘轮20向箭头A的方向推进。推进的棘轮20通过第2爪18a或第3爪18b阻止逆转。通过重复该动作，闭合弹簧1被蓄能。

除了上述说明的现有的开闭装置的操作机构之外，作为其它现有例有记载在图9所示的专利文献2的技术。与图6相同的部分标注相同标号的图9所示的开闭装置的操作机构，在电机7的旋转轴7a旋转自如地安装有旋转中心与旋转轴7a偏心的旋转板15b，在其周围旋转自如地配置进给爪15a。在进给爪15a安装复位弹簧30的自由端，该复位弹簧总是向与固定在闭合轴3的棘轮20抵接的方向产生弹力。复位弹簧30的固定端固定在框架4等的支撑构件上。在上述闭合轴3上固定有闭合凸轮21和曲柄22。弹簧支承杆24的一端旋转自如地安装在曲柄22，弹簧支承杆24的另一端被框架4等的支撑构件旋转自如地支撑。在弹簧支承杆24安装有闭合弹簧1，向总是伸出弹簧支承杆24的方向传递操作力。挂钩26卡合在曲柄22，保持闭合弹簧1的力。在上述闭合轴3的端部配置有凸轮离合器33，具有允许向图9所示的箭头B的方向旋转但停止反方向的旋转的功能。凸轮离合器33的外周被框架4等支撑构件支撑。

下面对上述第2现有例的动作进行说明。图9表示闭合弹簧1处于完全蓄能状态的情况，当该状态拆下与曲柄22的局部卡合的挂钩26时，通过闭合弹簧1的力，曲柄22、棘轮20、凸轮21形成一体，向图中箭头B方向旋转。这样，闭合凸轮21的操作力传递到遮断部和遮断弹簧部，在使遮断部闭合的同时使遮断弹簧蓄能。

当曲柄22到达图7所示的位置时，开闭器的闭合结束，对闭合弹簧1的负荷被释放。但是，曲柄22通过闭合弹簧1及曲柄22、棘轮20、凸轮21等的惯性力进一步旋转，使闭合弹簧1蓄能并减速，大体移动到图8所示的位置，在速度成为零的时刻，这次通过闭合弹簧1的蓄能力向与图9的箭头B方向相反的方向旋转。该逆转由凸轮离合器33阻止而停止。从该状态，通过电机7的旋转来转动进给爪15a使棘轮20旋转，用该棘轮20使闭合轴3转动，通过曲柄22进行闭合弹簧1的蓄能。这时，为了防止棘轮20的逆转，凸轮离合器33总是起作用。

专利文献1：日本特开昭58-5924号公报(124页，第5图)

专利文献2：日本实开平3-80940号公报(89页，第1图)

在上述专利文献1中记载的开闭装置的操作机构中，在闭合动作结束后，棘轮20通过闭合弹簧1的蓄能力大致在图8的位置向与箭头A相反的方向旋转，与第1爪15或第2爪18a、第3爪18b碰撞而停止。但是，如图10所示，第1爪15或第2爪18a、第3爪18b的前端与棘轮20的齿20a的前端部碰撞的情况随机存在，该情况下成为曲率小的部分之间的接触，面压力非常大，存在爪或棘轮的前端破损而出故障的问题。

此外，在专利文献2记载的开闭装置的操作机构中，在闭合动作结束后，棘轮20通过闭合弹簧1的蓄能力，大致在图8的位置向与箭头B相反的方向逆转，虽然有时与爪15a碰撞，但是，同时通过凸轮离合器33的防止逆转作用，爪15a和齿20a的碰撞力被缓和。这时凸轮离合器33承担一部分逆转力，所以爪15a或齿20a的前端破损的情况减少。但是，在由电机使闭合弹簧1蓄能时，作用在凸轮离合器33的转矩描画如图11所示的曲线。在图7所示的位置转矩为零，转矩随着闭合轴3的旋转增大。此处，最大转矩比图8的位置的转矩大，必须选定凸轮离合器33，以便适合该最大转矩。一般来说凸轮离合器33随着转矩容量的增加，价格提高，尺寸也增大。另外，凸轮离合器33在内部具有陀螺状的滑动构件，所以结构上在空转的方向产生摩擦力。由于该摩擦，存在消耗闭合弹簧1的一部分蓄能力的课题。上述摩擦力具有随凸轮离合器的转矩容量的增大而增大的趋势。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种开闭装置的操作机构，确实防止爪和棘轮的齿的破损，进行故障少有可靠性的闭合动作。

为了达到上述目的，方案1的开闭装置的操作机构的发明，包括：固定在开闭装置的闭合轴上的棘轮、被上述闭合轴摇动自如地支撑的柄、对上述柄赋予以上述闭合轴为中心的摇动运动的驱动装置、被上述柄支撑并通过上述柄的摇动运动与上述棘轮啮合而使上述棘轮及上述闭合轴旋转的爪、与上述棘轮啮合而防止上述棘轮及上述闭合轴逆转的逆转防止用爪、固定在上述闭合轴上并通过上述闭合轴的旋转使闭合弹簧伸缩的曲柄、使上述闭合弹簧保持在蓄能状态的止动机构、及固定在上述闭合轴上并通过上述闭合轴的旋转来关闭开闭装置的凸轮，其特征在于，具备：

销，固定在上述曲柄上；离合器柄，与上述销卡合并在前端具有二分叉形状的卡合部；凸轮离合器，固定在上述离合器柄上；以及离合器轴，一端被上述凸轮离合器旋转自如地支撑，另一端固定在支撑构件上。

方案2的开闭装置的操作机构的发明，固定在开闭装置的闭合轴上的棘轮、被上述闭合轴摇动自如地支撑的柄、对上述柄赋予以上述闭合轴为中心的摇动运动的驱动装置、被上述柄支撑并通过上述柄的摇动运动与上述棘轮啮合而使上述棘轮及上述闭合轴旋转的爪、与上述棘轮啮合而防止上述棘轮及上述闭合轴的逆转的逆转防止用爪、固定在上述闭合轴上并通过上述闭合轴的旋转使闭合弹簧伸缩的曲柄、使上述闭合弹簧保持在蓄能状态的止动机构、及固定在上述闭合轴上并通过上述闭合轴的旋转来关闭开闭装置的凸轮，其特征在于，具备：

销，固定在上述曲柄上；离合器柄，与上述销卡合并在前端具有二分叉形状的卡合部；凸轮离合器，固定在支撑构件上；以及离合器轴，一端被上述凸轮离合器旋转自如地支撑，另一端固定在上述离合器柄上。

发明效果

通过本发明的开闭装置的操作机构，可以确实防止爪和棘轮的齿的破损，可以得到故障少、闭合动作可靠性高的开闭装置的操作机构。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的开闭装置的操作机构的结构的斜视图。

图2是表示图1所示的离合器柄部的闭合动作中途的正面图。

图3是表示图1所示的离合器柄部的闭合动作结束状态的正面图。

图4是表示本发明的第2实施方式的开闭装置的操作机构的结构的斜视图。

图5是表示本发明的第3实施方式的开闭装置的操作机构的结构的正面图。

图6是表示现有的开闭装置的操作机构的结构的斜视图。

图7是表示图6所示的闭合弹簧释放时的曲柄的位置的正面图。

图8是表示图6所示的操作机构的闭合动作停止时的曲柄的位置的正面图。

图9是表示现有的开闭装置的操作机构结构的第2例的斜视图。

图10是表示爪和棘轮的前端碰撞的正面图。

图11是表示在闭合弹簧蓄能时作用于闭合轴的转矩变化的特性曲线。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明所涉及的开闭装置的操作机构的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

图1是表示本发明的第1实施方式的图。并且，在以下的说明中，与在背景技术中说明的构成部分相同或对应的部分用相同标号表示。

在本实施方式中，减速机构7c被结合于电机7。在该减速机构7c的旋转轴7a上固定有蓄能凸轮34。蓄能凸轮34与旋转自如地固定在柄11的凸轮辊35相卡合。柄11旋转自如地设置在被框架4旋转自如地支撑的闭合轴3上，通过复位弹簧30施加弹簧力，使得总是向与箭头A相反的方向旋转。不过，由于凸轮辊35与蓄能凸轮34卡合，所以柄11的旋转受限制。旋转轴7a被旋转自如地设置在闭合轴3上的柄17旋转自如地支撑。在柄11上通过销16旋转自如地配置有第1爪15，与棘轮20的齿20a啮合。第1爪15通过复位弹簧28总是向与齿20a啮合的方向施加力。在柄17上通过销19a、19b分别旋转自如地配置有第2爪18a和第3爪18b，与齿20a啮合。在第2爪18a和第3爪18b上分别配置有复位弹簧29a、29b，总是向与齿20a啮合的方向施加力。柄17由于复位弹簧30的弹簧力通过凸轮辊35和蓄能凸轮34，要向与箭头A相反的方向旋转，但是由固定在框架4等支撑构件的制动器32制止。上述棘轮20被固定在闭合轴3上，与同样被固定的闭合凸轮21一起绕闭合轴3向箭头A方向旋转。在闭合轴3的一端固定有柄36，具有半月形断面的止动件37与柄36卡合。在止动件37固定有止动柄37a，与螺线管38的推杆38a的前端卡合。止动件37旋转自如地配置在框架4等的支撑构件上，螺线管38固定在框架4等支撑构件上。闭合轴3的另一端部固定有曲柄22，在固定在曲柄22上的销23上旋转自如地配置弹簧支承杆24的一端，另一端旋转自如地配置在框架4等支撑构件上。在弹簧支承杆24上伸缩自如地配置闭合弹簧1。

前端分成二分叉形状的离合器柄40的分叉内侧部分的侧面与销23卡合，离合器柄40通过凸轮离合器33旋转自如地配置在离合器轴42，离合器轴42配置在与闭合轴3大致同心的位置，被固定在框架4等的支撑构件上。在离合器柄40的分叉内侧侧面部分配置具有低回弹特性的、例如层叠多片金属制薄板构成的缓冲构件40a。凸轮离合器33设置成，在箭头A方向允许离合器柄40的旋转，但禁止反方向的旋转。

在这样构成的本实施方式中，首先对闭合动作进行说明。通过外部的闭合命令，使螺线管38励磁，当推杆38a按压止动柄37a时，止动件37进行左旋转，止动件37和柄36的卡合解开，闭合轴3通过闭合弹簧1的弹簧力向箭头A方向旋转。这时，闭合弹簧1的操作力通过闭合凸轮21，传递到未图示的遮断部和遮断弹簧部，在闭合遮断部的同时使遮断弹簧蓄能。当曲柄22到达如图7所示的位置时，开闭器的闭合结束，对闭合弹簧1的负荷被释放。但是，曲柄22通过闭合弹簧1及曲柄22、棘轮20、闭合凸轮21等的惯性力进一步旋转，并使闭合弹簧1蓄能并减速，大体移动到图8所示的位置，在速度成为零的时刻，这次通过闭合弹簧1的蓄能力，向与图1的箭头A方向相反的方向旋转。这时，如图2所示，离合器柄40在与销23和二分叉部分的缓冲构件40a相反的一侧卡合，向同一方向旋转，但是由于曲柄22减速，离合器柄以惯性力继续旋转运动，所以缓冲构件40a侧与销23卡合。该状态表示于图3。速度成为零之后，曲柄22要向与箭头A相反的方向逆转，但可以由凸轮离合器33停止，并且通过第2爪18a或第3爪18b由制动器32阻止而停止。

下面对由电机7进行的闭合弹簧1的蓄能动作进行说明。从闭合结束状态利用电机7的旋转、通过减机构7c转动蓄能凸轮34，并通过凸轮辊35使柄11摇动，由第1爪15使棘轮20转动，由该棘轮20使闭合轴3转动，通过曲柄22进行闭合弹簧1的蓄能。这时，蓄能凸轮34使凸轮辊35摇动，向箭头A的方向推压，当蓄能凸轮34大体旋转1周时，蓄能凸轮34的凸轮直径减小，所以凸轮辊35、闭合轴3和固定在其上的构件向与箭头A相反的方向逆转。该逆转通过第1爪15、第2爪18a或第3爪18b与齿20a相卡合而被制止。然而，离合器柄40向箭头A的方向与曲柄22一起旋转，但是，二分叉的宽度和销23之间的间隙取得比蓄能时的棘轮20的逆转距离大，因此，即使曲柄22逆转，销23和离合器柄40也不会卡合。即，在由电机7进行闭合弹簧1的蓄能时，不通过离合器33防止闭合轴3的逆转。

如上所述，根据本实施方式，闭合动作结束之后的闭合轴3的逆转，由第1爪15、第2爪18a或第3爪18b制止，并且，也由凸轮离合器33制止/承担，所以可以分散/缓和在各爪和齿20a的前端产生的碰撞力。另外，凸轮离合器33在用电机7进行蓄能时不用作防止逆转，所以不需要为了适合图11所示的最大转矩值而选定转矩容量大的凸轮离合器，可以使用小型的凸轮离合器。

(第2实施方式)

下面对本发明所涉及的开闭装置的操作机构的第2实施方式进行说明。与第1实施方式相同的部分标注相同标号，省略重复说明。

图4是对图1所示的实施方式一部分进行改良的图示，只表示了改良的部分。凸轮离合器33固定在框架4等的支撑构件上，旋转自如地支撑离合器轴42的一端。离合器轴42的另一端被固定在离合器柄40。而且，在位于离合器柄40的二分叉内的销23的周围，例如卷绕着层叠多片金属薄板构成的缓冲构件40a。

在如上那样构成时，也可以取得与上述第1实施方式同样的作用效果，并且将离合器33固定在框架4侧，所以结构安装简单。

(第3实施方式)

下面参照图5对本发明的第3实施方式进行说明。

本实施方式中，取代图1中的制动器32，在制动器32和柄17的抵接面夹着具有有限的行程的弹性体32a。

在本实施方式中，当闭合弹簧1蓄能时，弹性体32a通过来自蓄能凸轮34的反作用力而成为贴紧状态。因此，即使夹着弹性体32a，也可以得到与上述实施方式1至2相同的作用效果。

另一方面，闭合动作时及闭合动作结束时，没有来自蓄能凸轮34的反作用力，仅有复位弹簧30的弹簧力作用于弹性体32a。

在本实施方式中，曲柄22要向与箭头A相反的方向逆转，但由凸轮离合器33使其停止，并且通过第1爪15、第2爪18a或第3爪18b由制动器32挡住而停止。

这时，在本实施方式中，夹有弹性体32a，所以受制动器32阻止的力减少，结果，作用于上述第1爪15、第2爪18a或第3爪18b的力减少，对防止爪破损有效。

如上所述，作用于爪的力减少，代之，作用于凸轮离合器33的力增大，但是与爪相比可以确保稳定的强度。

Claims (7)

1.一种开闭装置的操作机构，包括：固定在开闭装置的闭合轴上的棘轮、被上述闭合轴摇动自如地支撑的柄、对上述柄赋予以上述闭合轴为中心的摇动运动的驱动装置、被上述柄支撑并通过上述柄的摇动运动与上述棘轮啮合而使上述棘轮及上述闭合轴旋转的爪、与上述棘轮啮合而防止上述棘轮及上述闭合轴逆转的逆转防止用爪、固定在上述闭合轴上并通过上述闭合轴的旋转使闭合弹簧伸缩的曲柄、使上述闭合弹簧保持在蓄能状态的止动机构、及固定在上述闭合轴上并通过上述闭合轴的旋转来关闭开闭装置的凸轮，其特征在于，具备：

销，固定在上述曲柄上；离合器柄，与上述销卡合并在前端具有二分叉形状的卡合部；凸轮离合器，固定在上述离合器柄上；以及离合器轴，一端被上述凸轮离合器旋转自如地支撑，另一端固定在支撑构件上。

2.一种开闭装置的操作机构，包括：固定在开闭装置的闭合轴上的棘轮、被上述闭合轴摇动自如地支撑的柄、对上述柄赋予以上述闭合轴为中心的摇动运动的驱动装置、被上述柄支撑并通过上述柄的摇动运动与上述棘轮啮合而使上述棘轮及上述闭合轴旋转的爪、与上述棘轮啮合而防止上述棘轮及上述闭合轴的逆转的逆转防止用爪、固定在上述闭合轴上并通过上述闭合轴的旋转使闭合弹簧伸缩的曲柄、使上述闭合弹簧保持在蓄能状态的止动机构、及固定在上述闭合轴上并通过上述闭合轴的旋转来关闭开闭装置的凸轮，其特征在于，具备：

销，固定在上述曲柄上；离合器柄，与上述销卡合并在前端具有二分叉形状的卡合部；凸轮离合器，固定在支撑构件上；以及离合器轴，一端被上述凸轮离合器旋转自如地支撑，另一端固定在离合器柄上。

3.如权利要求1或2中的任一项所述的开闭装置的操作机构，其特征在于，

在与上述销卡合的上述离合器柄的二分叉形状的卡合部安装有缓冲构件。

4.如权利要求1或2中的任一项所述的开闭装置的操作机构，其特征在于，

在上述销的周围安装缓冲构件，以便与上述离合器柄的二分叉形状的卡合部卡合。

5.如权利要求3所述的开闭装置的操作机构，其特征在于，

上述缓冲构件层叠有多片金属制薄板。

6.如权利要求4所述的开闭装置的操作机构，其特征在于，

上述缓冲构件层叠有多片金属制薄板。

7.如权利要求1或2中的任一项所述的开闭装置的操作机构，其特征在于，

在被上述闭合轴摇动自如地支撑的柄和设置在与该柄的抵接面的制动器之间夹有弹性体。

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