JP2001015357A

JP2001015357A - 負荷時タップ切換器

Info

Publication number: JP2001015357A
Application number: JP11189121A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Taniguchi; 嘉信谷口; Kousaku Honma; 高作本間
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】小形かつ簡易な構成で、真空バルブや機構全体
に働く偏心力や振動が小さく、しかも確実に主バルブの
消弧時間を確保して信頼性の向上を図る。【解決手段】真空バルブを用いた１抵抗２バルブ式の負
荷時タップ切換器において、外部より与えられる駆動力
により回転する駆動軸に取付けられたホイールと真空バ
ルブとの間に設けられ、ホイールの回転によって真空バ
ルブを開閉する開閉機構と、駆動軸の下部に設けられ、
駆動軸の回転に対して一定の時間遅れて回転する従動部
を有する空転機構と、この空転機構の従動部に取付けら
れた切換接点とで構成し、ホイールは外周側に複数の切
欠部を設け、開閉機構はローラをホイールの一平面に接
するように連結した駆動ボスと、真空バルブの可動接点
に連結した開閉ボスと、これら駆動ボスと開閉ボスとの
間に設けたワイプばねと、開閉ボスと前記真空バルブと
の間に設けた駆動ばねとから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は変圧器タップ巻線の
タップを負荷時に切換えて電圧調整を行う負荷時タップ
切換器において、特に真空バルブを用いた負荷時タップ
切換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力機器の小形化、コスト低減の要求
は、ますます高まっている。一方、電力機器には高い信
頼性も同時に要求される。これらの要求に答えるには、
簡易な構成で機能を満たすような方式や構成を考案する
必要がある。

【０００３】負荷時タップ切換器は、負荷時に負荷電流
をしゃ断して隣接するタップに電流を移すタップ切換器
と、タップ巻線のタップを要求された位置に選択するタ
ップ選択器から構成されている。

【０００４】後者のタップ選択器はタップを比較的低速
度で選択し、負荷電流を直接遮断する必要がないため、
構成をシンプルにし易い。一方、前者のタップ切換器
は、負荷電流を直接しゃ断するため一定以上の速度が必
要であり、また後述するような一定の時間差を設ける機
能が必要である。これらの点が、構造が複雑でかつ部品
数が多くなる要因となっている。

【０００５】近年、従来から一般的に用いられている油
中しゃ断方式に比べて保守費用の低減が可能な真空バル
ブを用いた負荷時タップ切換器が普及している。この真
空バルブを用いた方式は種々考案されているが、その一
例として、１個の限流抵抗と２個の真空バルブを用いた
１抵抗２バルブ式の原理を説明する。

【０００６】図１４は１抵抗２バルブ式負荷時タップ切
換器の原理を説明するための回路構成図である。

【０００７】図１４（ａ）において、タップ切換器の接
点Ｍ１，Ｍ２は、タップ選択器に接続されている。ま
た、固定接点Ｓ１，Ｓ２はそれぞれタップ切換器の接点
Ｍ１，Ｍ２に接続されている。切換接点Ｓｍはスライド
接点Ｓ０と固定接点Ｓ１またはＳ２のどちらか一方を橋
絡する。

【０００８】スライド接点Ｓ０に主バルブＶ１の一端が
接続され、その他端は３相交流電路の中性点Ｎに接続さ
れている。またタップ選択器の一方の接点Ｍ２にタップ
間の循環電流を制限する限流抵抗Ｒを介して抵抗真空バ
ルブＷの一端が接続され、その他端は３相交流電路の一
相に接続されている。

【０００９】ここで、切換動作順序について図１４
（ｂ）により述べる。

【００１０】図１４（ｂ）において、（１）はタップ切
換器の接点Ｍ１が選択されている状態で、主バルブＶ１
が閉じ、スライド接点Ｓ０より切換接点Ｓｍ、固定接点
Ｓ１、タップ選択器の接点Ｍ１及びタップＴ１を通して
変圧器のタップ巻線ＴＷに負荷電流が流れている。この
状態から、抵抗バルブＶ２が閉じると（２）に示すよう
にタップ切換器の接点Ｍ１とＭ２との間にタップ選択器
を通して循環電流Ｉｃが流れる。

【００１１】次いで（３）に示すように主バルブＶ１が
開いて電流をしゃ断すると、電流は抵抗バルブＶ２側に
移る。その後、（４）に示すように切換接点Ｓｍが動き
始め、（５）に示すように切換接点Ｓｍが固定接点Ｓ２
側へ切換を完了する。さらに（６）に示すように主バル
ブＶ１が閉じて１つのタップ切換動作が終了する。

【００１２】以上は接点Ｍ１からＭ２への切換動作であ
り、接点Ｍ２からＭ１への切換は（６）から（１）へと
逆方向の動作になる。

【００１３】このような動作原理による従来の負荷時タ
ップ切換器としては、例えば図１５に示すような構成の
ものがある。

【００１４】図１５（ａ）は従来の負荷時タップ切換器
を縦断面して示す正面図であり、図１５（ｂ）は図１５
（ａ）中のＸ−Ｘ線に沿う矢視断面図である。

【００１５】図１５において、１０２は蓄勢装置１０１
より回転力が伝達される駆動軸で、この駆動軸１０２は
プレート１０６及び絶縁サポート１１９に軸受を介して
回転自在に支持されている。

【００１６】また、１０８は駆動軸１０２の上部に固着
されたカムで、このカム１０８の外周部には主バルブＶ
１用と抵抗バルブＶ２用の２つの溝１０８ａ，１０８ｂ
が設けられている。

【００１７】さらに、１１０はプレート１０６の下面に
取付けられた保持台で、この保持台１１０に直動ガイド
１０９が連結され、この直動ガイド１０９にはスライダ
１１２が上下運動可能に支持されている。このスライダ
１１２にはカムフォロア１１１ａが取付けられ、このカ
ムフォロア１１１ａは上記主バルブＶ１用の溝１０８ａ
に回転自在に係合し、スライダ１１２を上下動させるよ
うになっている。

【００１８】また、上記スライダ１１２は円筒部を有
し、この円筒部内に主バルブＶ１の通電上必要な接触圧
を与えるワイプばね１１３が設けられ、その一端はワイ
ドプロッド１１４を介して主バルブＶ１の可動接点１１
７ａに連結されている。

【００１９】以上は主バルブＶ１側の構成であるが、抵
抗バルブＶ２側の可動接点とカム１０８との間にも同様
な構成の機構が設けられている。

【００２０】一方、１２０は駆動軸１０２と同心円状に
設けられ、且つ上記絶縁サポート１１９の下面にその一
方の開口端が取付けられた絶縁筒で、この絶縁筒１１９
の内側にスライド接点Ｓ０と切換接点Ｓ１，Ｓ２が設け
られている。

【００２１】そして、スライド接点Ｓ０には上記主バル
ブＶ１の固定接点１１７ｂが導体１１８を介して接続さ
れている。さらに、駆動軸１０２の下部に可動部１５０
が固着され、この可動部には前記スライド接点Ｓ０と切
換接点Ｓ１，Ｓ２に接離する切換接点Ｓｍが設けられて
いる。

【００２２】この場合、可動部１５０が回転する時、切
換接点Ｓｍは、スライド接点Ｓ０と常時接触し、また切
換接点Ｓ１、Ｓ２とはどちらか一方とのみ接触するよう
に構成されている。

【００２３】次に上記従来例の負荷時タップ切換器の動
作について説明する。

【００２４】図１６は主バルブＶ１、抵抗バルブＶ２を
開閉するカム１０８の動作説明図である。カム１０８の
回転に伴い、カムフォロア１１１ａ、スライダ１１２、
ワイプバネ１１３、ワイプロッド１１４を介して主バル
ブＶ１の可動接点１１７ａが駆動される。抵抗バルブＶ
２についても同様である。図１６中の（ａ）はタップ切
換器の接点Ｍ１選択状態、（ｂ）はタップ切換器の接点
Ｍ２選択状態、（ｃ）はＭ１からＭ２への切換時の通電
状態、（ｄ）はＭ２からＭ１への切換時の通電状態を示
す。

【００２５】以下に接点Ｍ１からＭ２への切換動作につ
いて説明する。蓄勢装置１０１の出力によって駆動軸１
０２が回転すると、同時にカム１０８が図１６（ａ）の
状態から図中右方向に回転する。これに伴い、まず抵抗
バルブＶ２が閉じる。さらに時間ｔ４が経過すると、主
バルブＶ１が開く。この時、可動部１５０と共に回転す
る切換接点Ｓｍは、固定接点Ｓ１とスライド接点Ｓ０と
を橋絡している。

【００２６】さらに、時間ｔ１が経過すると、切換接点
Ｓｍは固定接点Ｓ１から離れる。さらに時間ｔ２が経過
すると、切換接点Ｓｍが固定接点Ｓ２に接触する。さら
に時間ｔ３経過後、主バルブＶ１が閉じる。このとき、
切換接点Ｓｍは固定接点Ｓ２とスライド接点Ｓ０間を橋
絡した状態となっている。

【００２７】以上はタップ切換器の接点Ｍ１からＭ２方
向へ移動する場合である。逆にＭ２からＭ１方向への動
作は、カム１０８が図１６（ｂ）の状態から図中左方向
に回転する。これに伴い、まず主バルブＶ１が開き、ｔ
１経過後に切換接点Ｓ２が開く。そして、ｔ２経過後に
切換接点Ｓ１が閉じ、さらにｔ３経過後に主バルブＶ１
が閉じ、最後にｔ４経過後に抵抗バルブＶ２が閉じる。
このとき、切換接点Ｓｍは固定接点Ｓ１とスライド接点
Ｓ０間を橋絡した状態となっている。

【００２８】図１６（ｃ）、（ｄ）から明らかなよう
に、タップ切換器の接点Ｍ１からＭ２移動時と、Ｍ２か
らＭ１移動時の両方で同時に時間ｔ１を長くするには限
界がある。これは駆同軸１０２にカム１０８と可動部１
５０が直結して固着されているため、正逆方向回転がほ
ぼ対称の動きとなるためである。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の負荷
時タップ切換器においては、前述したように小形化、簡
易な構成によるコスト低減および信頼性の向上という要
求に加え、以下のような課題がある。

【００３０】（１）主バルブＶ１及び抵抗バルブＶ２
は、カム１０８の外周側に設けた溝によりスライダ１１
２を介して上下方向に駆動される。このため、スライダ
１１２を介して真空バルブの可動接点１１７ａに偏心力
が働く。この偏心力は可動接点１１７ａの振動や傾きの
要因となる。そこで、スライダ１１２を支持する直動ガ
イド１０９や保持台１１０には大きな剛性が必要であ
り、強固な構成が取られている。

【００３１】（２）主バルブＶ１は、切換接点Ｓｍが固
定接点Ｓ１またはＳ２から離れるより速く電流の遮断を
完了する必要がある。このため、図１６（ｃ）（ｄ）に
示した時間ｔ１を長くした方が、確実に主バルブＶ１の
消弧時間を確保でき、性能が安定する。

【００３２】前述したように従来例では正逆方向の回転
がほぼ対称なため、時間ｔ１を長くするには図１６中の
切換時間Ｔを長くする必要がある。しかしながら、カム
１０８の外径を大きくして円周距離を延ばす方法等は、
駆動源である蓄勢装置１０１を含めた負荷時タップ切換
器全体を大形化してしまう。

【００３３】本発明は、小形かつ簡易な構成で、上記の
ような問題点を解決できる信頼性の高い負荷時タップ切
換器を提供することを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により負荷時タップ切換器
を構成するものである。

【００３５】請求項１に対応する発明は、変圧器のタッ
プ巻線に有する複数のタップを一つのタップから隣接す
るタップに切換えるタップ切換器と、前記タップに接続
された固定接点を要求された位置に選択する可動接点を
備えたタップ選択器とからなる負荷時タップ切換器にお
いて、前記タップ切換器は、外部より与えられる駆動力
により回転する駆動軸と、この駆動軸に取付けられ、且
つ外周側に複数の切欠き、又は板厚方向の溝を設けたホ
イールと、このホイールの一方の面の外周側に対応させ
て設けられた真空バルブと、これらホイールと真空バル
ブとの間に設けられ、ホイールの回転によって前記真空
バルブを開閉する開閉機構と、前記駆動軸の下部に設け
られ、駆動軸の回転に対して一定の時間遅れて回転する
従動部を有する空転機構と、この空転機構の従動部に取
付けられた切換接点とを備え、前記開閉機構は、ローラ
を前記ホイールの一平面に接するように連結した駆動ボ
スと、前記真空バルブの可動接点に連結した開閉ボス
と、これら駆動ボスと開閉ボスとの間に設けたワイプば
ねと、前記開閉ボスと前記真空バルブとの間に設けた駆
動ばねとから構成されたものである。

【００３６】上記請求項１に対応する発明の負荷時タッ
プ切換器にあっては、ホイールが駆動ボスおよび開閉ボ
スを介して真空バルブの可動接点を上下方向に駆動する
時、偏心力が働かないため、真空バルブの開閉動作を安
定させることができる。

【００３７】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の負荷時タップ切換器において、前記真空バ
ルブは限流抵抗に直列接続した抵抗バルブとこの抵抗バ
ルブに並列に設けた主バルブから構成し、これら主バル
ブ及び抵抗バルブを３相各相に対応させて前記駆動軸の
回転軸を中心とする異なる半径の円周上にそれぞれ配置
したものである。

【００３８】上記請求項２に対応する発明の負荷時タッ
プ切換器にあっては、上記請求項１に対応する発明と同
様の作用に加え、前記ホイールの回転角度をより大きく
設定することが可能となる。

【００３９】請求項３に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の負荷時タップ切換器において、前記駆動ボ
スに直動軸受を設け、さらにこの直動軸受の内周側に摺
動自由にガイド棒を設け、このガイド棒を静止部に固定
して前記駆動ボスを上下動可能な構成としたものであ
る。

【００４０】上記請求項３に対応する発明の負荷時タッ
プ切換器にあっては、請求項１に対応する発明と同様の
作用に加え、前記駆動ボスの動作時の振動を低減でき
る。

【００４１】請求項４に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の負荷時タップ切換器において、前記駆動ボ
スに長穴を設け、また前記開閉ボスにはガイドピンを設
け、前記長穴の内周を前記ガイドピンが摺動可能な構成
としたものである。

【００４２】上記請求項４に対応する発明の負荷時タッ
プ切換器にあっては、請求項１に対応する発明と同様の
作用に加え、前記開閉ボスの動作時の振動を低減でき
る。

【００４３】請求項５に対応する発明は、変圧器のタッ
プ巻線に有する複数のタップを一つのタップから隣接す
るタップに切換えるタップ切換器と、前記タップに接続
された固定接点を要求された位置に選択する可動接点を
備えたタップ選択器とからなる負荷時タップ切換器にお
いて、前記タップ切換器は、外部より与えられる駆動力
により回転する駆動軸と、この駆動軸に取付けられ、且
つ外周側に複数の切欠き、又は板厚方向の溝を設けたホ
イールと、このホイールの一方の面の外周側に対応させ
て設けられた真空バルブと、これらホイールと真空バル
ブとの間に設けられ、ホイールの回転によって前記真空
バルブを開閉する開閉機構と、前記駆動軸の下部に設け
られ、駆動軸の回転に対して一定の時間遅れて回転する
従動部を有する空転機構と、この空転機構の従動部に取
付けられた切換接点とを備え、前記空転機構は、前記駆
動軸に連結された第１のカップリングと従動部に連結さ
れた第２のカップリングとから構成され、この第１のカ
ップリングと第２のカップリングには複数の凸部を設
け、これらの凸部を開離自在に係合して構成したもので
ある。

【００４４】上記請求項５に対応する発明の負荷時タッ
プ切換器にあっては、切換時間Ｔ（図１６中に示す）の
内、時間ｔ１を長くして主バルブの消弧時間を確保し、
安定した性能を得ることができる。さらに、空転機構に
働く偏心力を低減できる。

【００４５】請求項６に対応する発明は、請求項５に対
応する発明の負荷時タップ切換器において、前記第１の
カップリングまたは第２のカップリングのどちらか一方
に、回転自由にベアリングを設け、このベアリングとも
う一方のカップリングの凸部を開離自在に係合したもの
である。

【００４６】上記請求項６に対応する発明の負荷時タッ
プ切換器にあっては、請求項５に対応する発明と同様の
作用に加え、空転機構に働く衝撃力を低減することがで
きる。

【００４７】請求項７に対応する発明は、変圧器のタッ
プ巻線に有する複数のタップを一つのタップから隣接す
るタップに切換えるタップ切換器と、前記タップに接続
された固定接点を要求された位置に選択する可動接点を
備えたタップ選択器とからなる負荷時タップ切換器にお
いて、前記タップ切換器は、外部より与えられる駆動力
により回転する駆動軸と、この駆動軸に取付けられ、且
つ外周側に複数の切欠き、又は板厚方向の溝を設けたホ
イールと、このホイールの一方の面の外周側に対応させ
て設けられた真空バルブと、これらホイールと真空バル
ブとの間に設けられ、ホイールの回転によって前記真空
バルブを開閉する開閉機構と、前記駆動軸の下部に設け
られ、駆動軸の回転に対して一定の時間遅れて回転する
従動部を有する空転機構と、この空転機構の従動部に取
付けられた切換接点とを備え、前記切換接点は、複数枚
の銅合金板を重ね合せ、一端に接点を固定し、他端を前
記空転機構の従動部に連結して構成されたものである。

【００４８】上記請求項７に対応する発明の負荷時タッ
プ切換器にあっては、簡易な構成で通電に必要な安定し
た接触面圧を切換接点に作用させることができる。

【００４９】請求項８に対応する発明は、請求項７に対
応する発明の負荷時タップ切換器において、前記切換接
点に、通電用平網線を並列に設けたものである。

【００５０】上記請求項８に対応する発明の負荷時タッ
プ切換器にあっては、請求項７に対応する発明と同様の
作用に加え、さらに大容量の通電性能を得ることが可能
となる。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００５２】図１及び図２は本発明による負荷時タップ
切換器の第１の実施の形態を示すもので、図１は負荷時
タップ切換器を縦断面して示す正面図、図２は図１のＡ
−Ａ線に沿う矢視断面図である。

【００５３】図１において、１は蓄勢装置（図示点線で
示す）で、この蓄勢装置１は図示しない電動操作機構か
らの動力を受けてバネを蓄勢し、所定蓄勢量に達した後
に瞬発的に蓄勢したエネルギーを放勢して回転力を得る
ものである。

【００５４】また、２は上端部が蓄勢装置１の出力軸に
直結され、蓄勢装置１から回転力が伝達されて一定範囲
を往復回転動作する駆動軸で、この駆動軸２はその上端
部側の軸周面にベアリングを介してプレート３に、駆動
軸２の中間部の軸周面にベアリングを介してプレート５
に回転自在にそれぞれ支持されている。

【００５５】さらに、４はプレート３直下の駆動軸２に
取付けられたホイールで、このホイール４には図２に示
すように外周側に複数の切欠部、本例では３個の切欠部
が等間隔を存して設けられている。また、駆動軸２の下
方に設けられた絶縁サポート６は、図示しない支柱によ
り固定されている。

【００５６】他方、ホイール４の下部には、図２、図４
及び図５に示すように円周方向を３等分した位置に、
Ｕ，Ｖ，Ｗで示す３相器を構成する各相の主バルブＵ
１，Ｖ１、Ｗ１及び抵抗バルブＵ２，Ｖ２、Ｗ２の計６
個の真空バルブがそれぞれ配置されている。さらに、各
真空バルブとホイール４との間には開閉機構３０がそれ
ぞれ同様に設けられる。

【００５７】この開閉機構３０は、プレート３に固定さ
れたガイド棒２９を軸として直動軸受２８を介して摺動
自在に設けられた駆動ボス２０と、この駆動ボス２０に
形成された凹部内にローラピン２３を介して回転自在に
支持され、且つホイール４の下面と接するように配置さ
れたローラ２１と、主バルブＶ１の可動接点４１に連結
され、図６に示すように駆動ボス２０の連結部に設けら
れた長穴２４ａに摺動可能に挿入されたガイドピン２４
ｂを有する開閉ボス２４と、駆動ボス２０と開閉ボス２
４との間に設けたワイプばね２５と、開閉ボス２４と主
バルブＶ１との間の可動軸周囲部に駆動ばね２６が設け
られている。

【００５８】上記では真空バルブＶ１に対応する開閉機
構３０の構成を述べたが、他の相の各真空バルブに対応
する開閉機構についても同様の構成なので、ここではそ
の説明を省略する。

【００５９】なお、開閉ボス２４は導線２２を介して３
相交流電路の中性点に接続される。

【００６０】一方、駆動軸２の図示下部には空転機構４
０が設けられている。この空転機構４０は、駆動軸２に
連結キー１１により固定された第１のカップリング１０
と、このカップリング１０と開離自在に回転する第２の
カップリング５１とを備えている。第２のカップリング
５１には絶縁軸５３が連結され、この絶縁軸５３に従動
部５０が構成される。

【００６１】第１のカップリング１０及び第２のカップ
リング５１には、図３に示すようにそれぞれ２個の凸部
が軸対称に設けられ、第１のカップリング１０の凸部が
第２のカップリング５１の凸部間に位置させて開離自在
に組合せられている。また、これら第１及び第２のカッ
プリング１０，５１の凸部間には空転角度δが設けてあ
り、この空転角度δによる時間遅れによって、後述する
ように図８に示した時間ｔ１を長くして各主バルブの消
弧時間の確保を可能としている。

【００６２】また、絶縁軸５３の外周側には集電リング
５４が設けられ、この集電リング５４に切換接点６０が
取付けられている。この切換接点６０は、従動部５０の
回転に伴って、固定接点Ｓ１またはＳ２のどちらか一方
とスライド接点７０とを橋絡するものである。固定接点
Ｓ１，Ｓ２は図示しないタップ切換器の接点Ｍ１，Ｍ２
にそれぞれ接続されている。スライド接点７０は集電リ
ング５４と摺動しながら常時橋絡している。また、スラ
イド接点７０は通電台７１を介して主バルブＶ１の固定
接点４２に接続されている。

【００６３】ここで、切換接点６０とスライド接点７０
の詳細を図７により述べる。切換接点６０とスライド接
点７０は同一の構成になっている。図７において、銅合
金板６１はばね性を有する銅合金板を復数枚重ね合わせ
たもので、その一端を接点６４の装着により一体化して
いる。また、銅合金板６１の他端は集電リング５４にボ
ルト６７によって固定されている。これを集電リング５
４の表裏に取付け、固定接点Ｓ１又はＳ２を挟み込んで
接触し通電回路を構成する。

【００６４】一方、抵抗バルブＶ２の固定接点は、図示
しない抵抗Ｒに接続されている。前述したように、本実
施の形態では３相器の構成を示しており、図４および図
５に示すように円周方向に３等分して各相が配置され、
その開閉機構３０については主バルブＶ１のそれと同様
なので、ここではその説明を省略する。

【００６５】上記では１相分の真空バルブＶ１の開閉機
構３０の構成を述べたが、他の相の各真空バルブに対応
する開閉機構についても同様の構成なので、ここではそ
の説明を省略する。

【００６６】次に上記のように構成された負荷時タップ
切換器の作用を説明する。

【００６７】まず、負荷時タップ切換器全体の作用と空
転機構の作用について述べる。

【００６８】図８は主バルブＶ１、抵抗バルブＶ２を開
閉するホイール４の動作説明図である。外周側に切欠部
を設けたホイール４の回転に伴い、主バルブＶ１および
抵抗バルブＶ２が開閉される。

【００６９】以下に接点Ｍ１からＭ２への切換動作につ
いて説明する。

【００７０】蓄勢装置１の出力によって駆動軸２が回転
すると、これと同時にホイール４は図８（ａ）の接点Ｍ
１の選択状態から図中右方向に回転する。これに伴い、
まず抵抗バルブＶ２が閉じる。さらに、時間ｔ４が経過
すると、主バルブＶ１が開く。

【００７１】この時、空転機構４０は空転角度δの間空
転し、切換接点６０には動作遅れ時間ｔδが発生する。
さらに、時間ｔ１が経過すると、固定接点Ｓ１とスライ
ド接点７０とを橋絡していた切換接点６０が固定接点Ｓ
１から離れる。

【００７２】前述したように時間ｔ１を長くすると、主
バルブの消弧時間を確保し安定した性能を得ることがで
きる。図８（ｃ）から明らかなように、動作遅れ時間ｔ
δが生じることによって、時間ｔ１を長くすることが可
能となる。

【００７３】また、空転角度δ間の空転後は第１のカッ
プリング１０と第２のカップリング５１とが軸対称に設
けられたそれぞれ２個の凸部で接触して回転するため、
偏心力が働かず、切換接点の開閉動作が安定する。

【００７４】さらに、時間ｔ２が経過すると、切換接点
６０が固定接点Ｓ２に接触する。さらに時間ｔ３経過
後、主バルブＶ１が閉じる。このとき、切換接点６０は
固定接点Ｓ２とスライド接点７０間を橋絡した状態とな
っている。

【００７５】以上はタップ切換器の接点Ｍ１からＭ２方
向へ移動する場合である。逆にＭ２からＭ１方向への動
作は、ホイール４が図８（ｂ）の状態から図示左方向に
回転する。これに伴い、まず主バルブＶ１が開き、ｔ１
経過後に切換接点Ｓ２が開く。この時にも動作遅れ時間
ｔδが生じることにより、時間ｔ１が長くなる。

【００７６】そして、ｔ２経過後に切換接点Ｓ１が閉
じ、さらにｔ３経過後に主バルブＶ１が閉じ、最後にｔ
４経過後に抵抗バルブＶ２が閉じる。このとき、切換接
点６０により固定接点Ｓ１とスライド接点７０との間が
橋絡された状態となる。

【００７７】次に開閉機構３０の作用を説明する。前述
したように真空バルブは、ホイール４の回転に伴って開
閉される。図６（ｂ）はローラ２１がホイール４の下面
と接触して、主バルブＶ１が閉じている状態を示す。こ
の状態にあるときは、ワイプばね２５が圧縮されてお
り、主バルブＶ１の可動接点４１に通電に必要な接触力
を与えている。また、駆動ばね２６も圧縮されている。
ローラ２１がホイール４に設けた切欠部にある時は、図
６（ａ）に示したように、ワイプばね２５と駆動ばね２
６が放勢して、主バルブＶ１は開いた状態になる。

【００７８】ここで、ローラ２１がホイール４の下面と
接して主バルブＶ１を開閉するので、ホイール４が開閉
機構３０を介して主バルブＶ１を開閉する時、偏心力が
働かず、摩擦力も小さい。また、駆動ボス２０に直動軸
受２８が設けられているため、駆動ボス２０の動作時の
振動を小さくできる。さらに、駆動ボス２０に設けた長
穴２４ａと、開閉ボス２４に設けたガイドピン２４ｂと
が摺動するため、開閉ボス２４の動作時の振動も小さく
できる。

【００７９】また、本実施の形態の切換接点６０および
スライド接点７０は、簡易な構成で通電に必要な安定し
た接触面圧を作用させることができる。

【００８０】以上のような本実施の形態によれば、以下
の効果を得ることができる。

【００８１】（１）ローラ２１がホイール４の下面と接
して真空バルブを開閉するので、偏心力が働かず、摩擦
力も小さい。また、直動軸受２８と長穴２４ａおよびガ
イドピン２４ｂにより、駆動ボス２０と開閉ボス２４の
動作時の振動を小さくでき、従って各主バルブと抵抗バ
ルブの開閉動作の信頼性を向上できる。

【００８２】（２）空転機構４０により動作遅れ時間ｔ
δが生じ、各主バルブの消弧時間を確保することができ
る。また、空転機構４０は軸対称に設けられた２個の凸
部で接触するため、偏心力が働かず、切換接点６０の動
作が安定する。

【００８３】（３）切換接点６０およびスライド接点７
０は、簡易な構成で通電に必要な安定した接触面圧を作
用させることができる。

【００８４】次に本発明による負荷時タップ切換器の第
２の実施の形態を図９乃至図１２を参照して説明する。

【００８５】なお、第１の実施の形態と同一の部材につ
いては図１から図８と同一の符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分について述べる。

【００８６】図９は負荷時タップ切換器を縦断面して示
す正面図、図１０は図９のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図で
ある。

【００８７】図９において、駆動軸２に取付けられてい
るホイール２０４には、図１０に示すように外周側に複
数の溝、本例では３個の切欠溝が設けられている。本実
施の形態では第１の実施の形態と同様に３相器の構成を
示している。図１０に示すように円周方向を３等分して
各相が同様に配置されているが、主バルブＵ１，Ｖ１、
Ｗ１と抵抗バルブＵ２，Ｖ２、Ｗ２とは、異なる半径の
円周上に配置されている。

【００８８】また、主バルブＶ１とホイール２０４との
間には開閉機構３０が、抵抗バルブＶ２とホイール２０
４との間に開閉機構２３０がそれぞれ設けられる。ここ
で、開閉機構３０は第１の実施の形態で示したものと同
一である。また、開閉機構２３０は、直動軸受２８の配
設位置以外は開閉機構３０と同一である。

【００８９】また、駆動軸２の図示下部には空転機構２
４０が設けられている。この空転機構２４０は、駆動軸
２に連結キー１１により固定された第１のカップリング
２１０と、第２のカップリング５１とを備えている。

【００９０】第１のカップリング２１０及び第２のカッ
プリング５１には、図１１に示すようにそれぞれ２個の
凸部が軸対称に設けられ、さらに第１のカップリング２
１０の凸部にはベアリング２１１が回転自在に設けられ
ている。このベアリング２１１は第２のカップリング５
１と開離可能に回転する。また、第１の実施例と同様な
空転角度δが設けてある。

【００９１】さらに、集電リング５４には切換接点２６
０が取付けられている。この切換接点２６０は固定接点
Ｓ１またはＳ２のどちらか一方とスライド接点２７０と
を橋絡し、スライド接点２７０は集電リング５４と摺動
しながら常時橋絡するものである。また、スライド接点
２７０は通電台７１を介して主バルブＶ１の固定接点４
２に接続されている。

【００９２】図１２は切換接点２６０の詳細図を示す。
切換接点２６０とスライド接点２７０は同一の構成にな
っている。この切換接点２６０は、図１２に示すように
銅合金板２６１と鉄製の板ばね２６８とを重ね合わせ
て、その一端を接点６４の装着により一体化し、また他
端は集電リング５４にボルト６７によって固定されてい
る。

【００９３】上記のように構成された第２の実施の形態
によれば、第１の実施の形態と同様の作用に加えて、以
下のような作用をする。

【００９４】すなわち、第１のカップリング２１０と第
２のカップリング５１とが、軸対称に設けられたベアリ
ング２１１を介して接触するので、偏心力や衝撃力が低
減され、切換接点２６０の開閉動作が安定する。

【００９５】また、真空バルブはホイール２０４の回転
に伴って開閉される。この時、主バルブＶ１と抵抗バル
ブＶ２とは配置されている円周の半径が異なるので、ホ
イール２０４の回転角を図１０に示したように大きく設
定することが可能である。

【００９６】さらに、切換接点２６０およびスライド接
点２７０は、簡易な構成で通電に必要な安定した接触面
圧を作用させることができる。

【００９７】以上のような本実施の形態によれば、以下
の効果を得ることができる。

【００９８】（１）ローラ２１がホイール２０４の下面
と接して真空バルブを開閉するので、偏心力が働かず、
摩擦力も小さい。また、直動軸受２８と長穴２４ａおよ
びガイドピン２４ｂにより、駆動ボス２０、２２０と開
閉ボス２４の動作時の振動を小さくできる。このため、
各主バルブと抵抗バルブの開閉動作の信頼性が向上す
る。

【００９９】（２）空転機構２４０により動作遅れ時間
ｔδが生じ、各主バルブの消弧時間を確保することがで
きる。また、空転機構２４０は軸対称に設けられたベア
リング２１１を介して接触するので、偏心力や衝撃力が
低減され、切換接点２６０の開閉動作が安定する。

【０１００】（３）切換接点２６０およびスライド接点
２７０は、簡易な構成で通電に必要な安定した接触面圧
を作用させることができる。次に本発明による負荷時タ
ップ切換器の第３の実施の形態を図１３を参照して説明
する。なお、本実施の形態は、切換接点３６０以外の部
材は、第１の実施の形態と同一であるので説明を省略す
る。

【０１０１】図１３は本実施の形態の負荷時タップ切換
器の切換接点の構成を示す正面図である。

【０１０２】本実施の形態における切換接点３６０は、
図１３に示すように銅合金板６１に通電用平網線３６１
を並列に設け、両者の一端を接点６４の装着により一体
化し、また他端は集電リング５４にボルト６７によって
固定されている。

【０１０３】上記のように構成された第３の実施の形態
によれば、第１の実施の形態と同様の作用と効果に加え
て、さらに大容量の通電性能を得ることが可能となる。

【０１０４】本発明による実施の形態は、前述の形態に
限るものではなく、負荷時タップ切換器の用途に応じて
種々変形して実施できることは勿論である。

【０１０５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、小形
かつ簡易な構成で、真空バルブや機構全体に働く偏心力
や振動が小さく、しかも確実に主バルブの消弧時間を確
保できる信頼性の高い負荷時タップ切換器を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の負荷時タップ切換
器を縦断面して示す正面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。

【図５】図１のＤ−Ｄ線に沿う矢視断面図である。

【図６】同実施の形態における開閉機構の構成を示すも
ので、（ａ）は主バルブＶ１の開極状態を示す平面図と
側面図、（ｂ）は閉極状態を示す側面図。

【図７】同実施の形態における切換接点の構成を示す正
面図。

【図８】同実施の形態におけるカムによる主バルブＶ１
および抵抗バルブＶ２の開閉動作説明図で、（ａ）はタ
ップ切換器の接点Ｍ１選択状態、（ｂ）はタップ切換器
の接点Ｍ２選択状態、（ｃ）はＭ１からＭ２への切換時
の通電状態、（ｄ）はＭ２からＭ１への切換時の通電状
態をそれぞれ示す図。

【図９】本発明の第２の実施の形態の負荷時タップ切換
器を縦断面して示す正面図。

【図１０】図９のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図。

【図１１】図９のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図。

【図１２】同実施の形態における切換接点の構成を示す
正面図。

【図１３】本発明の第３の実施の形態の負荷時タップ切
換器における切換接点の正面図。

【図１４】１抵抗２バルブ式負荷時タップ切換器の原理
を示す回路構成図である。

【図１５】従来の負荷時タップ切換器を示すもので、
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う矢視
断面図。

【図１６】同負荷時タップ切換器の主バルブＶ１、抵抗
バルブＶ２を開閉するカムの動作説明図で、（ａ）はタ
ップ切換器の接点Ｍ１選択状態、（ｂ）はタップ切換器
の接点Ｍ２選択状態、（ｃ）はＭ１からＭ２への切換時
の通電状態、（ｄ）はＭ２からＭ１への切換時の通電状
態をそれぞれ示す図。

【符号の説明】

１：蓄勢装置２：駆動軸３，５，７：プレート４、２０４：ホイール６：絶縁サポート８：ベアリング９：ストッパピン１０、２１０：第１のカップリング１１：連結キー２０、２２０：駆動ホ゛ス２１：ローラ２２：導線２３：ローラピン２４：開閉ボス２４a：長穴２４ｂ：ガイドピン２５：ワイプばね２６：駆動ばね２８：直進ガイド２９：ガイド棒３０、２３０：開閉機構４０、２４０：空転機構４１：真空バルブ可動接点４２：真空バルブ固定接点５０：従動部５１、２５１：第２のカップリング５３：絶縁軸５４：集電リング６０、２６０、３６０：切換接点６１、２６１：銅合金板６２：サポート６３：座金６４：接点６７：ボルト２６８：板ばね３６１：平網線７０、２７０：スライド接点７１：通電台７４：絶縁リング２１１：ベアリング２１２：ピンＵ１，Ｖ１，Ｗ１：主バルブＵ２，Ｖ２，Ｗ２：抵抗バルブＳ１，Ｓ２：固定接点Ｍ１，Ｍ２：タップ選択機の接点Ｔ：切換時間 δ：空転角度ｔδ：動作遅れ時間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変圧器のタップ巻線に有する複数のタッ
プを一つのタップから隣接するタップに切換えるタップ
切換器と、前記タップに接続された固定接点を要求され
た位置に選択する可動接点を備えたタップ選択器とから
なる負荷時タップ切換器において、前記タップ切換器は、外部より与えられる駆動力により
回転する駆動軸と、この駆動軸に取付けられ、且つ外周
側に複数の切欠き、又は板厚方向の溝を設けたホイール
と、このホイールの一方の面の外周側に対応させて設け
られた真空バルブと、これらホイールと真空バルブとの
間に設けられ、ホイールの回転によって前記真空バルブ
を開閉する開閉機構と、前記駆動軸の下部に設けられ、
駆動軸の回転に対して一定の時間遅れて回転する従動部
を有する空転機構と、この空転機構の従動部に取付けら
れた切換接点とを備え、前記開閉機構は、ローラを前記ホイールの一平面に接す
るように連結した駆動ボスと、前記真空バルブの可動接
点に連結した開閉ボスと、これら駆動ボスと開閉ボスと
の間に設けたワイプばねと、前記開閉ボスと前記真空バ
ルブとの間に設けた駆動ばねとから構成されたことを特
徴とする負荷時タップ切換器。
【請求項２】請求項１記載の負荷時タップ切換器にお
いて、前記真空バルブは限流抵抗に直列接続した抵抗バ
ルブとこの抵抗バルブに並列に設けた主バルブから構成
し、これら主バルブ及び抵抗バルブを３相各相に対応さ
せて前記駆動軸の回転軸を中心とする異なる半径の円周
上にそれぞれ配置したことを特徴とする負荷時タップ切
換器。
【請求項３】請求項１記載の負荷時タップ切換器にお
いて、前記駆動ボスに直動軸受を設け、さらにこの直動
軸受の内周側に摺動自由にガイド棒を設け、このガイド
棒を静止部に固定して前記駆動ボスを上下動可能な構成
としたことを特徴とする負荷時タップ切換器。
【請求項４】請求項１記載の負荷時タップ切換器にお
いて、前記駆動ボスに長穴を設け、また前記開閉ボスに
はガイドピンを設け、前記長穴の内周を前記ガイドピン
が摺動可能な構成としたことを特徴とする負荷時タップ
切換器。
【請求項５】変圧器のタップ巻線に有する複数のタッ
プを一つのタップから隣接するタップに切換えるタップ
切換器と、前記タップに接続された固定接点を要求され
た位置に選択する可動接点を備えたタップ選択器とから
なる負荷時タップ切換器において、前記タップ切換器は、外部より与えられる駆動力により
回転する駆動軸と、この駆動軸に取付けられ、且つ外周
側に複数の切欠き、又は板厚方向の溝を設けたホイール
と、このホイールの一方の面の外周側に対応させて設け
られた真空バルブと、これらホイールと真空バルブとの
間に設けられ、ホイールの回転によって前記真空バルブ
を開閉する開閉機構と、前記駆動軸の下部に設けられ、
駆動軸の回転に対して一定の時間遅れて回転する従動部
を有する空転機構と、この空転機構の従動部に取付けら
れた切換接点とを備え、前記空転機構は、前記駆動軸に連結された第１のカップ
リングと従動部に連結された第２のカップリングとから
構成され、この第１のカップリングと第２のカップリン
グには複数の凸部を設け、これらの凸部を開離自在に係
合して構成したことを特徴とする負荷時タップ切換器。
【請求項６】請求項５記載の負荷時タップ切換器にお
いて、前記第１のカップリングまたは第２のカップリン
グのどちらか一方に、回転自由にベアリングを設け、こ
のベアリングともう一方のカップリングの凸部を開離自
在に係合したことを特徴とする負荷時タップ切換器。
【請求項７】変圧器のタップ巻線に有する複数のタッ
プを一つのタップから隣接するタップに切換えるタップ
切換器と、前記タップに接続された固定接点を要求され
た位置に選択する可動接点を備えたタップ選択器とから
なる負荷時タップ切換器において、前記タップ切換器は、外部より与えられる駆動力により
回転する駆動軸と、この駆動軸に取付けられ、且つ外周
側に複数の切欠き、又は板厚方向の溝を設けたホイール
と、このホイールの一方の面の外周側に対応させて設け
られた真空バルブと、これらホイールと真空バルブとの
間に設けられ、ホイールの回転によって前記真空バルブ
を開閉する開閉機構と、前記駆動軸の下部に設けられ、
駆動軸の回転に対して一定の時間遅れて回転する従動部
を有する空転機構と、この空転機構の従動部に取付けら
れた切換接点とを備え、前記切換接点は、複数枚の銅合金板を重ね合せ、一端に
接点を固定し、他端を前記空転機構の従動部に連結して
構成されたことを特徴とする負荷時タップ切換器。
【請求項８】請求項７記載の負荷時タップ切換器にお
いて、前記切換接点に通電用平網線を並列に設けたこと
を特徴とする負荷時タップ切換器。